第三章 管理信息系统的技术基础
1,信息技术概述
本章内容：
2、数据处理
3、计算机网络
3.1 信息技术概述
—— 信息技术是管理信息系统的技术基础
信息技术是管理信息系统的技术基础，只有将信息技
术和管理技术结合起来，才能真正发挥管理信息系统的作
用。
信息技术主要包括：计算机硬件技术、计算机软件技术
和通信技术。
计算机硬件技术
计算机软件技术
数据通信技术
3.1.1 计算机的发展趋势
? 世界上第一台电子计算机诞生于 1946年
真空电子管计算机（ 50年代）
晶体管计算机（ 50年代 — 60年代中期）
集成电路计算机（ 60年代中期 — 70年代）
大规模集成电路和超大规模集成电路计算机
? 正在进入第五代 (生物计算机、量子计算机等等 )
日本电气公司研制出量子计算机基本电路
攻击现有密码体系，用传统计算机要花费上千年，
而用量子计算机只需数分钟。因而，量子计算机被视为替
代目前硅芯片计算机的, 未来之星, 。日本电气公司等最
近制成了量子计算机的基本电路，在极低温状态下运算成
功，这是研制量子计算机过程中的一大突破。
据, 读卖新闻, 30日报道，日本电气公司基础研究
所首席研究员蔡兆申领导的研究小组用氧化铝制成了五百
分之一毫米大小的电路，在近于绝对零度 (零下 273摄氏度 )
的极低温条件下，控制处于超导状态的电子量子，成功完
成了预定运算程序。
量子计算机根据原子或原子核所具有的量子学特性来
工作。量子理论认为，非相互作用下，原子在任一时刻都
处于两种状态，比如，量子粒子可以同时向不同方向旋转。
当粒子旋转方向是向上的，其状态可以读作, 1”；如果是
向下，则可读作, 0”，于是它们便与组成传统计算机二进
制语言的, 1”和, 0”相对应。传统计算机用的是晶体管，
利用晶体管的开和关表示, 1”和, 0”，处理数据只能分步
完成，而量子计算机由于原子在任一时刻都处于两种状态，
任务同时完成，这样就使运算速度发生质的飞跃，这在蛋
白质解析和通信加密技术等领域大有用武之地。
计算机的组成
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软件技术就是研究计算机 系统软件, 应用软件
及其所依赖的 基础理论 (如数据结构、数据库原理
等 )和 基本方法 (如系统开发方法等 )。
3.1.2 计算机软件技术
指为管理、控制和维护计算机及外设，
以及提供计算机与用户界面等的软件。系统软件
指面向用户的、为用户服务的软件。应用软件
如操作系统 (OS)、数据库管理系
统 (DBMS)、各种语言编译系统等。
如科学计算类软件、数据处理类软
件、辅助设计类软件等。
操作系统具备两大功能,
1、系统资源的管理。
2、用户与计算机之间的接口。
Windows
Unix操作系统
Linux操作系统
OS/2操作系统
Mac OS
操作系统
计算机硬件
操作系统
应用软件
用户
计算机系统
3.1.3 数据通信技术
数据通信系统是以计算机为中心，结合分散在远
程的终端装置或其他计算机，通过通信线路彼此连接
起来，进行数据的传输、交换、存储和处理的设备总
称。
计算机
（远程通信软件）
..,.
远程通信
处理器
远程通信
信道和介质
发信者 编码 调制 信道 解调 译码 收信者
数据通信系统模型
1、中央处理装置
2、终端设备
3、通信线路
4、调制解调器
5、集线器
数据通信系统主要由中央处理装置、终端设备、
通信线路及相关设备 (如调制解调器、集线器 )等三大部
分组成。
返回
包括主处理机、前端机及通信处理机，其主要
功能有,完成两个部件之目的通信 ;在通信系统
与计算机主机之间形成一个计算机级的接口，
用以实现速度缓冲或串 /并行转换。
向系统发送数据或程序并从系统接收信息。
3.2 数据处理
对象 数据
信息知识
识别、
检测、
表达
转变、
处理
获取、
创造
一、概念
按照应用的要求，采用一定的方法和手段
对数据进行收集、存储、加工、传输和输出这样
一个过程的总称。
应用的要求
一定的方法和手段
输出
数据处理的依据
决定了数据处理的效率和效果
数据处理的归宿
1、数据收集
2、数据转换
3、数据的筛选、分组和排序
4、数据的组织
5、数据的运算
6、数据存储
7、数据检索
8、数据输出
内容
1、简单应用 (20世纪 50年代以前 )
无数据管理及完全分散的手工方式
〃 无外存或只有磁带外存，输入输出设备简单。
〃 无操作系统，无文件管理系统，无管理数据
的软件。
二、数据处理的发展阶段
应用程序 1
应用程序 2
应用程序 n
数据组 1
数据组 2
数据组 n
…,….
〃 数据是程序的组成部分，数据不独立。
〃 外存有了很大的发展，输入、输出能力大大加强。
〃 系统软件方面出现了操作系统、文件管理系统和多
用户的分时系统
2、文件系统 (50年代后期到 60年代中期 )
·数据冗余度大。
·数据与程序独立
性仍不高。
〃 数据管理方面，实现了数据对程序的一定的独立性
〃 数据存取以记录为单位。
3、数据库系统 (60年代后期开始 )
?60年代后期，计算机在管理中的应用更加广泛，数据量
急剧增大，对数据共享的要求越来越迫切；
?同时，大容量磁盘已经出现，联机实时处理业务增多；
?软件价格在系统中的比重日益上升，硬件价格大幅下降，
编制和维护应用软件所需成本相对增加。
数据库管理系统 （ Database Management System）
·面向全组织的复杂数据结构。
·数据冗余度小，易于扩充。
·数据与程序独立。
3.3 计算机网络
计算机网络是用通信介
质把分布在不同地理位置的
计算机和其他网络设备连接
起来，实现信息互通和资源
共享的系统。
一、计算机网络的概念
网络介质, 数据传输的物理通道，有同轴电缆、双绞线、光纤、
微波、卫星信道等。
协议, 网络设备间进行通信的一组约定。如 IEEE802.3，
802.4,FDDI,ATM等。网络协议具体规定了设备间通信的电
气性能、数据组织方式等。
节点, 网络中某分支的端点或网络中若千条分支的公共汇交
点。
链路, 是指两个相邻节点之间的通信线路。
计算机网络的重要概念
?双绞线
– 分屏蔽双绞线 （ STP） 与介质为非屏蔽双绞线（ UTP）,其中
屏蔽双绞线具有较高的带宽，因成本高而较少出现，非屏蔽双
绞线因成本低而流行，两对线型的接插头称为 RJ11,四对线
型的接插头称为 RJ45。
传输介质 —— 双绞线 (Twisted pair cable)
? 粗缆（ RG-11）：
? 细缆（ RG-58）：
? CATV（ RG-59）：
传输介质 —— 同轴电缆 (Coaxial cable)
传输介质 —— 光纤
地表
卫星
微波站
（ B）卫星通信
地表
地面波
微波站
（ A）地面微波通信
传输介质 —— 微波通信
第一代
主计算机
前端处理机
TC
TC
…...
…...
…...
…..,TC
多路器
终端控制器
二、计算机网络的演变和发展
第二代
IMP
IMP
IMP
IMP
IMP
IMP
H
H
H
H
H
H
H
H— 主机 IMP— 接口报文处理机
第三代
国际标准化的网络，具有统一的网络
体系结构、遵循国际标准化的协议。其互
联的国际标准为 ISO7498。该模型也称
OSI七层模型。
所谓网络拓扑结构是指网络的链路和节点在地理上所形
成的几何结构。
用户通过终端可以访
问分布在各处的主机
上的数据信息，从而
实现整个系统的软硬
件、信息等资源的共
享。
三、网络拓扑结构
网络拓朴结构
..,.,.
通信控制器
PC1 PC2 PC3 点阵打印机
硬盘驱动器激光打印机
a,星形网络
..,.
..
PC1 PC2
PC3点阵打印机
激光打印机
b,总线形网络
..
..
..
PC1
PC2
PC3
硬盘驱动器激光打印机
c,环 形网络
混合局域网拓朴结构
..,.,.
集线器
PC1 PC2 PC3
星形环
..
PC4
..
PC5
物理
连接
数据
流
..,.,.
集线器
PC1 PC2 PC3
..
PC4
..
PC5
星形总线
集线器..PC4,.
PC5
....,.,...,.
....,.,...,.
服务器 服务器
集线器 集线器
集线器 集线器
菊花链形
案例 1,武科大中南分校的校园网建设
目前，校园网和校园信息资源的建设已经被全国高校列为重点项
目，并投入了大量的人力和物力。沿用传统的教学和管理手段已不能
满足学校对教学、科研和管理要求，更无法适应越来越激烈的竞争需
要，而这一切都需建立在网络基础之上。
学校希望扩建后的网络能把学校 新建教学楼各楼层到网络中心的
带宽用千兆互连,以消除大楼局域网的通信瓶颈，同时将光纤通信线
路延伸到所有基层大楼，使所有光纤接入点到网络汇聚层的网络通信
带宽均达到千兆，满足多媒体教学所需要的带宽质量，从而建成涵盖
整个中南校区系统的 "信息高速公路 "。
1、建网需求
2、建网原则
?实用性和先进性
?标准性与开放性
?稳定性和安全性
?经济性和可扩展性
?可维护性与可管理性
3、效益体现
（ 1）资源共享：
不仅实现了校内的资源共享，如校园行政管理系统、教
学管理系统、图书馆的资料阅读系统等，还能同国内外的信
息进行交流，随时掌握最新的教育资讯和技术，从而跟上时
代的发展；
（ 2）基于 Intranet的学校信息管理系统应用：
实现了网络化的学生管理、教师管理，教学安排、人事
考勤管理、财务管理等功能。
（ 3）高速多媒体校园网教学系统应用：
采用国际先进的数字监控技术和视频流技术，使每个教
室都成为多媒体网络教室，具有视频广播、视频会议、网上
课件,BBS等。
（ 4）完善的网络安全机制：
利用 3Com的设备可以方便的实现交换机的管理安全技术、
交换机端口安全技术,Vlan技术、包过滤技术以及静态 APR
技术等。
