【正文】 第六章 信息系統(tǒng)與數(shù)據(jù)庫 典型信息系統(tǒng)介紹 信息系統(tǒng)開發(fā)與管理 數(shù)據(jù)庫系統(tǒng)及應用 計算機信息系統(tǒng) 計算機信息系統(tǒng)信息系統(tǒng)的結(jié)構(gòu) 信息系統(tǒng)的發(fā)展趨勢信息系統(tǒng)的類型什么是計算機信息系統(tǒng) 什么是計算機信息系統(tǒng)計算機信息系統(tǒng) （ Computer_based Information System ，以下簡稱信息系統(tǒng)）是一類以提供信息服務為主要目的的數(shù)據(jù)密集型、人機交互的計算機應用系統(tǒng)。計算機信息系統(tǒng)1. 涉及的數(shù)據(jù)量大2. 絕大部分數(shù)據(jù)是持久的3. 這些持久數(shù)據(jù)為多個應用程序所共享，甚至在一個單位或更大范圍內(nèi)共享4. 除具有數(shù)據(jù)采集、傳輸、存儲和管理等基本功能外，還可向用戶提供信息檢索，統(tǒng)計報表、事務處理、分析、控制、預測、決策、報警、提示等信息服務 計算機信息系統(tǒng) 技術上的特點從功能分類有 : 電子數(shù)據(jù)處理、管理信息系統(tǒng)、決策支持系統(tǒng)等從信息資源分類有 : 地理信息系統(tǒng)、多媒體管理系統(tǒng)等從應用領域分類有 : 辦公自動化系統(tǒng)、軍事指揮信息系統(tǒng)、醫(yī)療信息系統(tǒng)、民航訂票系統(tǒng)、電子商務系統(tǒng)、電子政務系統(tǒng)等計算機信息系統(tǒng) 的分類216。 1960年代中期以前，數(shù)據(jù)一般由文件系統(tǒng)管理，由于文件系統(tǒng)的局限性，當時的信息系統(tǒng)主要為單項應用服務，其主要功能也只是代替人做一些事務性操作，例如圖書管理、工資管理、進、出賬的管理和結(jié)算、統(tǒng)計報表等。216。 1960年代中期以后， 以數(shù)據(jù)的集中管理和共享為特征的數(shù)據(jù)庫系統(tǒng) 逐步取代了文件系統(tǒng)，成為數(shù)據(jù)管理的主要形式。因而，為一個單位或更大范圍的多項應用服務的綜合信息系統(tǒng)出現(xiàn)了，其功能也從單純的事務處理擴大到規(guī)劃、分析、預測和決策等領域，這是信息系統(tǒng)的重要發(fā)展?！靶畔?”和 “數(shù)據(jù) ”，這兩個概念在計算機信息處理中是既有區(qū)別又有聯(lián)系的。計算機是一種基于二進制運算的信息處理機器，任何需要由計算機進行處理的信息，都 必須進行一定程度的形式化，并表示成二進制編碼的形式 。這就引進了數(shù)據(jù)的概念。“數(shù)據(jù)是計算機中對事實、概念或指令進行描述的一種特殊格式，這種（特殊）格式適合于使用計算機及其相關設備自動地進行傳輸、翻譯（轉(zhuǎn)換）或加工處理。 ”在這個定義中，首先強調(diào)的是數(shù)據(jù)表達了一定的內(nèi)容，即 “事實、概念或指令 ”，這就是數(shù)據(jù)的語義；其次，數(shù)據(jù)具有一定的格式（即數(shù)據(jù)的語法），其目的是使計算機能自動進行加工處理、通信傳遞以及翻譯轉(zhuǎn)換。 國際標準化組織（ ISO）對數(shù)據(jù)所下的定義在信息處理領域中， 信息 指的是人們要解釋的那些 數(shù)據(jù)的含義 ?！皵?shù)據(jù)是事實、概念或指令的一種可供計算機加工處理的特殊表示形式 ”，當關聯(lián)上下文看待這些數(shù)據(jù)，且它們向人們傳遞了某些含義時，數(shù)據(jù)就變成了信息。計算機信息處理 ，微觀上就是由計算機進行數(shù)據(jù)處理的過程。也就是說，通過信息的采集和輸入，有效地把信息組織到計算機中，由計算機系統(tǒng)對數(shù)據(jù)進行編輯、加工、分析、計算、解釋、推論、轉(zhuǎn)換、合并、分類、統(tǒng)計、存儲、傳送等操作，向人們提供有用的信息。簡言之， 信息處理的過程實際上就是數(shù)據(jù)處理，數(shù)據(jù)處理的目的是獲取有用的信息 。在許多場合，如果不引起混淆的話，信息和數(shù)據(jù)通常并不嚴格加以區(qū)分。這一點請大家注意。 信息系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)計算機信息系統(tǒng)是一種人機結(jié)合的系統(tǒng)，通過用戶界面用戶可向系統(tǒng)輸入原始數(shù)據(jù)、操作命令并獲得結(jié)果信息。輸入的數(shù)據(jù)由專門程序按一定格式送入數(shù)據(jù)庫；對于輸入的操作命令，系統(tǒng)將調(diào)用相應的處理程序，對有關數(shù)據(jù)進行加工處理，得到的結(jié)果再通過用戶界面顯示給用戶。一個信息系統(tǒng)除了計算機之外，還包括人、人工過程及數(shù)據(jù)等資源。 雖然信息系統(tǒng)是多種多樣的，但其基本結(jié)構(gòu)又是共同的，信息系統(tǒng)的層次結(jié)構(gòu)可分為：＊　基礎設施層＊　資源管理層＊　業(yè)務邏輯層＊　應用表現(xiàn)層目前，信息系統(tǒng)的軟件體系結(jié)構(gòu)包括客戶 /服務器和瀏覽器 /服務器兩種主流模式，它們都是上述計算機信息系統(tǒng)層次結(jié)構(gòu)的變種。可將計算機信息系統(tǒng)視為面向信息的，由計算機硬件、軟件和相關的人員共同組織成一個整體的計算機應用系統(tǒng)。計算機信息系統(tǒng)的層次結(jié)構(gòu)用戶應用表現(xiàn)層業(yè)務邏輯層資源管理層基礎設施層 信息系統(tǒng)的類型從信息處理的深度來區(qū)分信息系統(tǒng)，基本可分為 4大類，這些系統(tǒng)還可以按處理深度再繼續(xù)進行劃分。操作層業(yè)務處理系統(tǒng)業(yè)務信息處理系統(tǒng)信息檢索系統(tǒng)信息分析系統(tǒng)專家系統(tǒng)管理層業(yè)務處理系統(tǒng)知識層業(yè)務處理系統(tǒng)輔助設計系統(tǒng)辦公信息系統(tǒng)目錄檢索系統(tǒng)全文檢索系統(tǒng)決策支持系統(tǒng)經(jīng)理支持系統(tǒng)信息系統(tǒng)的類型1 業(yè)務 信息處理系統(tǒng)業(yè)務信息處理系統(tǒng)是采用計算機技術進行日常業(yè)務處理的信息系統(tǒng)，用以使業(yè)務工作自動化，提高業(yè)務工作的效率和質(zhì)量?！　∶恳粋€單位或部門（包括個人）都有專門的業(yè)務范圍和工作內(nèi)容，在其業(yè)務處理中存在著大量信息。從信息學的角度看， 業(yè)務信息處理系統(tǒng)是一次信息（直接信息）的生產(chǎn)和處理系統(tǒng) 。由于在企事業(yè)單位中不同層次的業(yè)務信息處理系統(tǒng)服務對象不同，因而可以進一步將它分為三類。（ 1）操作層業(yè)務處理系統(tǒng)（ 2）管理層業(yè)務處理系統(tǒng)（ 3）知識層業(yè)務處理系統(tǒng)知識層又分：輔助技術系統(tǒng) 辦公信息系統(tǒng)在業(yè)務信息處理系統(tǒng)中，其信息檢索查詢一般都在本單位的業(yè)務信息范圍內(nèi)，檢索的途徑和功能也比較簡單。信息檢索系統(tǒng) （ Information Retrieval System）將原始信息（一次情報）預處理生成的二次信息（二次情報）輸入到計算機中，經(jīng)過計算機的加工再處理，生成具有一定結(jié)構(gòu)的供檢索用的情報數(shù)據(jù)庫。此后，用戶按規(guī)定輸入檢索要求，由檢索系統(tǒng)在情報數(shù)據(jù)庫中進行檢索匹配，最后將符合用戶檢索要求的結(jié)果輸出給用戶。信息檢索系統(tǒng)不是為一個單位服務的，它可以供廣大的用戶使用，例如我國用于科學技術 “查新 ”建立有各類科學和技術的文獻數(shù)據(jù)庫（如中國科技文獻庫、中國科技成果庫、中國專利數(shù)據(jù)庫、中國學位論文數(shù)據(jù)庫，中國學術會議數(shù)據(jù)庫等），世界上著名的情報檢索系統(tǒng)（如 DIALOG、 ORBIT等）包含的眾多數(shù)據(jù)庫，均可向有關人員提供聯(lián)機檢索服務。２ 信息檢索系統(tǒng)? 信息檢索系統(tǒng)的特點是：　　信息量大　　檢索功能強　　服務面廣? 通?？筛鶕?jù)獲得最終檢索結(jié)果的詳細程度和檢索詞的來源不同，而將信息檢索系統(tǒng)分為兩大類：　　目錄檢索系統(tǒng)　　全文檢索系統(tǒng)? 從信息的內(nèi)容來劃分信息檢索系統(tǒng)，將其分為：　　文獻檢索系統(tǒng)　　事實檢索系統(tǒng)　　數(shù)值檢索系統(tǒng)等業(yè)務信息處理系統(tǒng) 是對原始信息存儲和利用的系統(tǒng)， 信息檢索系統(tǒng) 是對原始信息作簡單的加工后提供檢索服務的系統(tǒng)，它們基本上均停留在信息的表層，并未對這些信息進行深層次的處理，所以僅屬于 一次信息或二次信息 系統(tǒng)。而對于高層（領導和決策層）人員而言，他們需要的是經(jīng)過處理和分析的概括性信息，即所謂 三次信息 。信息分析系統(tǒng) 是為管理決策人員掌握企事業(yè)單位運行規(guī)律和趨勢，制訂規(guī)劃、進行決策的輔助系統(tǒng)。是一種高層次的信息系統(tǒng)， 三次信息三次信息 的處理系統(tǒng)。決策支持系統(tǒng) 經(jīng)理支持系統(tǒng)３ 信息分析系統(tǒng)（ InformationAnalysisSystem）兩種常見的信息分析系統(tǒng)：決策支持系統(tǒng) （ DecisionSupportSystem，簡稱 DSS）是輔助決策者通過數(shù)據(jù)、模型、知識以人機交互方式進行半結(jié)構(gòu)化或非結(jié)構(gòu)化決策的計算機信息系統(tǒng)。它為決策者提供分析問題、建立模型、模擬決策過程和方案的環(huán)境，可調(diào)用各種信息資源和分析工具，幫助決策者提高決策水平和質(zhì)量。經(jīng)理支持系統(tǒng) （ ExecutiveSupportSystem，簡稱ESS）不提供某種固定的應用或某種具體的能力，而是提供一個綜合性的計算和通信環(huán)境。專家系統(tǒng)（ Expert System，簡稱 ES）是一種知識信息的加工處理系統(tǒng)，也是人工智能最為重要的應用系統(tǒng)。專家系統(tǒng)模仿人類專家的思維活動，通過推理與判斷來求解問題。專家系統(tǒng)具有解決特定問題所需的專門領域知識，這種知識不但包括解決該問題的知識，同時還包括求解該問題過程的知識。一個專家系統(tǒng)通常由兩部分組成： 一部分 是稱為知識庫的知識集合，它包括要處理問題的領域知識， 另一部分 是稱為推理機的程序模塊。推理是指從已有事實推出新事實（或結(jié)論）的過程。在專家系統(tǒng)中首先將專家的知識和經(jīng)驗以適當?shù)男问酱嫒胗嬎銠C（ 擁有專門知識 ），利用類似專家的思維規(guī)則，對事例的原始數(shù)據(jù)，進行邏輯推理和演釋，最后作出判斷和決策（ 選擇知識和 運用知識 ）。４ 專家系統(tǒng)系統(tǒng)類型 輸入信息 處理 輸出信息 使用者業(yè)務信息處理系統(tǒng)操作層 事務和事件的直接數(shù)據(jù)排序、列表、合并報告、列表、概要操作和管理人員管理層 總括的事務處理數(shù)據(jù)常規(guī)的統(tǒng)計、分析總結(jié)報告、異常報告中層管理人員知識層 設計說明書、知識庫模型設計、仿真、優(yōu)化模型、圖形設計報告專業(yè)技術人員辦公信息 文獻、資料、目錄、公文流轉(zhuǎn)、編目、通信、歸檔資料、目錄、電子郵件辦公人員信息檢索系統(tǒng) 資料和文獻數(shù)據(jù) 交互性、檢索 檢索結(jié)果 各類人員信息分析系統(tǒng)決策支持 總括數(shù)據(jù)、模型、分析方法 聯(lián)機分析、知識發(fā)現(xiàn)決策分析、對提問的響應決策人員經(jīng)理支持 內(nèi)外部的總括數(shù)據(jù) 圖形、交互性 對提問的響應 決策人員專家系統(tǒng) 領域?qū)＜抑R 推理、演釋 決策知識 技術和決策人員信息系統(tǒng)的發(fā)展趨勢新的應用需求和新的計算機技術是推動信息系統(tǒng)發(fā)展的動力。目前，信息系統(tǒng)的發(fā)展趨勢：信息多媒體化系統(tǒng)集成化 功能智能化結(jié)構(gòu)分布化隨著信息量的指數(shù)級增長和計算機信息系統(tǒng)復雜度的不斷升級， 好用性 問題越來越突出，為此在信息系統(tǒng)中融入各種智能技術已成為當前計算機信息系統(tǒng)的發(fā)展趨勢。目前 常用的智能技術 包括聯(lián)機數(shù)據(jù)分析、數(shù)據(jù)挖掘和知識發(fā)現(xiàn)、智能搜索引擎和語義 Web以及為用戶提供個性化信息服務的各種智能技術等。功能智能化由于要求信息系統(tǒng)在大范圍內(nèi)進行集成，而信息源和用戶一般在地理位置上總是分散的。信息系統(tǒng)結(jié)構(gòu)分布化既是應用的需要，也是技術發(fā)展的必然趨勢。這需要計算機網(wǎng)絡、分布式處理和分布式數(shù)據(jù)庫等技術的支持。當前，客戶 /服務器已成為分布式信息系統(tǒng)的流行結(jié)構(gòu)。在分布式信息系統(tǒng)中，用戶不但可以共享包括數(shù)據(jù)在內(nèi)的各種計算機資源，而且還可以在系統(tǒng)的支持下，合作完成某一任務（例如共同決策、共同擬訂計劃、共同設計產(chǎn)品等）。信息系統(tǒng)在這方面的功能稱為 計算機輔助協(xié)同工作 (Computersupported Cooperative work，簡稱 CSCW)。結(jié)構(gòu)分布化數(shù)據(jù)庫系統(tǒng)及應用 數(shù)據(jù)管理技術的發(fā)展 數(shù)據(jù)模型 關系代數(shù)操作 關系數(shù)據(jù)庫 關系數(shù)據(jù)庫標準語言 SQL 數(shù)據(jù)庫控制 數(shù)據(jù)庫系統(tǒng)及應用新技術數(shù)據(jù)管理技術的發(fā)展從計算機一開始應用于數(shù)據(jù)管理領域，人們就面對數(shù)據(jù)管理的需求，致力于研究在計算機系統(tǒng)中如何準確地表示數(shù)據(jù)、如何有效地獲取與組織數(shù)據(jù)、以及如何高效地存儲和處理數(shù)據(jù)。計算機數(shù)據(jù)管理技術的發(fā)展可以劃分為三個階段 :人工管理階段文件系統(tǒng)階段數(shù)據(jù)庫系統(tǒng)階段用戶根據(jù)應用需要將數(shù)據(jù)按其內(nèi)容、結(jié)構(gòu)和用途組成若干文件并存儲在外存中，由操作系統(tǒng)統(tǒng)一管理，操作系統(tǒng)為用戶使用文件提供相應的界面。不同的用戶編制程序?qū)Ω髯运x的文件進行處理。由于在文件系統(tǒng)中數(shù)據(jù)的組織是面向用戶程序的，所以存在大量的數(shù)據(jù)冗佘（即多個數(shù)據(jù)文件中重復出現(xiàn)相同的數(shù)據(jù)），且數(shù)據(jù)在文件中的結(jié)構(gòu)很難修改和擴充。更嚴重的是，數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)的任一微小改變，都會影響到應用程序。由于文件是各個用戶獨立定義的，因而它們不能反映現(xiàn)實世界中事物相互之間原本存在的聯(lián)系。文件系統(tǒng)（ FileSystem）階段文件系統(tǒng)中的文件和程序關系面向應用程序 A面向應用程序 B……文件 A1……文件 An文件 B1文件 Bm文件系統(tǒng)應用程序 A應用程序 B應用程序 n…………以統(tǒng)一管理和共享數(shù)據(jù)為主要特征數(shù)據(jù)庫管理系統(tǒng)（ DataBaseManagementSystem，簡稱 DBMS）數(shù)據(jù)庫系統(tǒng)階段在數(shù)據(jù)庫系統(tǒng)中，數(shù)據(jù)不再僅僅服務于某個程序或用戶，而是按一定的結(jié)構(gòu)存儲于數(shù)據(jù)庫，作為共享資源，由一個稱為數(shù)據(jù)庫管理系統(tǒng)的軟件管理，使得數(shù)據(jù)能為盡可能多的應用服務。應用程序 A應用程序 B應用程序 n數(shù)據(jù)庫管理系統(tǒng)（ DBMS） 數(shù)據(jù)庫（ DB）DBMS中應用程序與數(shù)據(jù)的關系與文件系統(tǒng)相比，數(shù)據(jù)庫系統(tǒng)具有以下特點：(1)數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)化。 (2)數(shù)據(jù)共享性高，冗余度低。 (3)系統(tǒng)靈活，易于擴充。 (4)數(shù)據(jù)獨立于程序。 (5)統(tǒng)一管理和控制數(shù)據(jù)。(6) 具有良好的用戶接口。邏輯獨立性，是指用戶的應用程序與數(shù)據(jù)庫的邏輯結(jié)構(gòu)相互獨立。 物理獨立性，是指用戶的應用程序與存儲在數(shù)據(jù)庫中的數(shù)據(jù)相互獨立。數(shù)據(jù)庫系統(tǒng)的特