2016年自考《市場信息學》第四章重要考點
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第四章、信息技術
對信息實施識別、獲取、存儲、發送、轉換、傳遞、檢索、運算、提取、接收、控制、輸出、維護、利用等一系列操作，必須具備各種工具設備和方法技能，我們將它們統稱為信息技術。
工具設備是硬技術，方法技能是軟技術。信息技術都是人體自身的信息功能的直接擴展和外化。
信息技術分類：①信息獲取技術、②信息傳送技術、③信息處理技術、④信息存取技術。
現代信息技術包括：①衛星技術、②信息高速公路、③多媒體、④虛擬現實、⑤計算機技術。
硬件(Hardware)是組成計算機的物理實體，是計算機工作的物質基礎。按照馮?諾意曼對計算機的基本功能原理，計算機硬件劃分為五個功能部分：運算器、控制器、存儲器、輸入設備、輸出設備。軟件(Software)是計算機的精神和靈魂;它包含完成各種功能的程序和數據，并指揮控制計算機各部分協調地工作。
計算機軟件分應用軟件和系統軟件兩大類。應用軟件是在計算機硬件和系統軟件的支持下，為解決各類專業和實際問題而設計的軟件;旨在幫助人們完成一個特定的任務。系統軟件是為應用軟件提供支持的接口，其作用是保證計算機系統正常運行，滿足應用軟件需要。
系統軟件的特點有：①由計算機開發商提供;②用于計算機資源管理及充分利用;③幫助用戶使用、維護和操作計算機;④發揮和擴展計算機功能;⑤提高計算機使用效率;⑥一種公共通用軟件。
常用應用軟件包括：字處理軟件、電子制表軟件、數據庫管理軟件、多媒體制作軟件、其他事務處理軟件。系統軟件通常分為三類：操作系統、語言處理程序和實用管理程序。
語言是一種用于傳遞信息的表示方法、約定的集合。計算機語言也稱為程序設計語言，是人類用來向計算機傳遞信息與下達命令的通訊工具。計算機只能識別人們用某種程序設計語言編寫的程序。
數據庫系統(DBS)指由數據庫、DBMS、數據庫管理員(DBA)和多個數據庫應用程序構成的整體環境。
關系模型是數據庫邏輯設計中采用的一種抽象模型。它用關系(或稱表)來描述數據，有嚴格的數學基礎，抽象級別比較高，而且簡單清晰，便于理解和使用。
遠程通信和網絡對信息系統和企業目標的支持遠比其他組成部分所給予的更為重要。遠程通信和網絡的一些有效的商業應用有：電子郵件(E-mail)、電子文檔資料的分發、電子軟件分發、遠程辦公、電子數據交換(EDI)、公共網絡服務、專業化和地區信息服務。
4.1 信息技術概述
多媒體信息：指以文字、聲音、圖形、圖象等為載體的混合信息。
虛擬現實(Virtual Reality)：一種由計算機硬件、軟件和各種先進的傳感器構成的人工信息系統，可以逼真地模擬各種復雜的現實環境，讓人產生身臨其境的感覺。
計算機主要功能與特點：①具有算術運算功能、②具有邏輯判斷功能、③具有“記憶”功能、④運算速度快、⑤計算精度高、⑥高度自動化。
計算機解決問題基本思路：⑴問題分析，就是要明確解決的問題是什么。⑵確定算法，這一階段的任務是確定解決問題的計算機處理方案，包括數據轉化和功能轉化。⑶編程和調試，就是把邏輯設計描述的算法轉換為某一程序語言編寫的程序;經過試運行和檢驗調試，最終得到正確的結果。
問題分析的目的是弄清問題的性質、目標、規模、要求以及范圍;它大致包括對問題的可行性分析及對用戶的需求分析兩個方面。問題可有結構化，半結構化，非結構化三種。
算法：是一套操作方案，由描述模型和規范組成。(計算機)程序是按照一定規則和步驟組織在一起的指令之集合。
程序特征：⑴程序是用以解決問題的，具有特定任務和功能;⑵程序遵循一定的規則和步驟;⑶程序是供計算機執行的，必須符合計算機的邏輯和處理方式;⑷程序是由人提供的對計算機進行操作的說明書;⑸程序可以連續自動運行。
指令是計算機硬件能執行的、完成基本操作的命令;用一串二進制代碼表示，由操作碼和操作數組成。操作碼是該指令要完成的操作，操作數是參加運算的數據或該數據所在單元地址。
不同的計算機，由于硬件結構不同，指令也不同。一般都具有：數據傳送指令、算術和邏輯指令、程序控制指令、輸入和輸出指令、各類控制管理機器的指令。
計算機語言的發展經歷了五個主要階段：⑴第一代(機器)語言。⑵第二代(匯編)語言。⑶第三代(面向過程)語言。⑷第四代(面向應用)語言。⑸第五代(智能化)語言。
機器語言將指令的操作碼和操作數以二進制代碼表示，是計算機能直接識別和執行的語言。
匯編語言是用助記符來表示機器指令的符號語言。需要用匯編程序將匯編語言編寫的源程序翻譯成機器能執行的目標程序。
面向過程語言比較接近于人們習慣的自然語言和表達問題的習慣方式。
面向應用語言主要特點是：非過程性、圖形窗口和人機對話形式、默認設置和智能化工具、基于數據庫技術、面向對象的方法、提高軟件開發效率、易讀易使用易維護。
智能化語言主要使用于人工智能領域，幫助人們編寫推理、演繹程序。
第三代以上的語言稱為高級語言，必須經過翻譯后才能被機器執行。
任何數據在計算機內部都表現為二進制數字的形式，用0、1兩個代碼組成，并以這種形式存儲、運算和傳遞。
數據存儲經常用基本概念和單位：⑴位(bit)，二進制的一個數位。是計算機存儲數據的最小單位。⑵字節(Byte)，由八位二進制位組成，是計算機存儲數據的最基本單位，或稱為計算機不可分割的基本存儲單元。常用的計算機存儲容量單位有KB、MB、GB、TB.⑶字符(character)，用字母、數字和符號表示，是數據可拆分的最小單位。
計算機處理的信息都是以二進制數字形式表示，稱之為“碼”。
信息編碼就是對各種信息從原形式到“碼”(新形式)的某種變換操作。編碼前的信息和編碼后的信息之間的關系由編碼的具體操作規則決定。
編碼技術最重要的是要有一個明確的目的。目的不同，編碼規則也不同。通常有有效性編碼、抗干擾編碼、可靠性編碼、保密性編碼。
計算機對數值數據的轉換，現在都是由計算機自動進行二、十進制互換的。
計算機對文字的處理分三步：①輸入編碼(外碼、內碼)、②文字信息運算、③輸出編碼(字型碼)。
常用的西文信息的編碼采用“ASCII碼”，用八位二進制的不同組合表示。一字節存放，最高位置0.代表94個字符與34個控制操作。
漢字的信息編碼有：①機外碼(又稱輸入碼)。②機內碼(計算機內部存儲、處理用的代碼)。每個漢字兩字節存放，最高位置1.③國標碼(也稱交換碼)即“GB2312-80信息交換用漢字編碼字符集”，共收錄漢字、字母、圖形等符號7445個，其中漢字6763個(一級漢字3755個，按漢語拼音順序排列，二級漢字3008個，以部首順序排列)。
輸出編碼以字型碼表示，所有字型碼的集合稱為字庫。
音頻信號是一種模擬信號，主要由振動幅度和振動頻率來描述。將模擬信號數字化的過程稱為模-數(A-D)轉換。反之，稱為數-模(D-A)轉換。模-數轉換采用固定的時間間隔對聲波進行采樣，每秒鐘的采樣數稱為采樣頻率，每個采樣點標記振幅的二進制位數稱為采樣精度。通用的標準采樣頻率有：44.1kHz、22.05kHz和11.025kHz.
多媒體系統處理聲音的方式有三種：外部音源的錄放、CD唱片重放、MIDI音樂合成。
計算機的聲音處理系統包括：聲卡、聲音處理軟件及相應的輸入輸出設備。
圖形圖像分為靜態和動態兩種。動態圖像也稱視頻信息，由許多幅靜態畫面構成。每一幅稱為一幀，所以幀是視頻信息構成的最小和最基本單位。視頻信息的數字化用兩個基本指標：采樣頻率(每秒幀數)和采樣深度(每幀包含的顏色位)。
圖像的壓縮和解壓縮都遵循JPEG靜態圖像壓縮編碼國際標準和MPEG動態圖像壓縮國際標準。視頻信息的編輯、加工采用專門的軟件。計算機視頻處理系統包括視頻處理功能卡、視頻圖形處理軟件、視頻輸入輸出設備。
4.2 信息處理的軟硬件設備
對微型機來說，五個功能部分(運算器、控制器、存儲器、輸入設備、輸出設備)被實體化為主機箱、鍵盤和鼠標等輸入設備及顯示器等輸出設備。主機箱內有硬盤、軟盤驅動器、光盤驅動器和微機的核心部件—主板。從理論上說，通常把微機分為主機和外設兩大部分。
主板也稱系統板，是微機系統集中管理的核心載體。主要構成有：中央處理器(CPU)、內存、芯片集、總線結構、功能插卡和擴展槽、輸入輸出接口、系統BIOS及CMOS.
CPU的主要性能指標有：①主頻、②總線性能、③尋址能力、④MMX技術。
主頻，用MHz表示，它是協調同步各部件行動的基準，主頻越高，CPU運算速度越快。
總線是CPU連接各部件的樞紐和傳送數據的通道。通常傳送三種信號：數據、地址和控制信號，總線也相應分為數據、地址和控制總線。
微機的性能依賴于總線的寬度、質量和傳輸速度。尋址能力，由地址總線的寬度決定。
MMX技術，一是可以將多條信息以一條指令完成，二是增加多媒體處理指令。
存儲器通常分為內存和外存兩部分。
內存也稱主存，是CPU直接訪問的存儲器，存取速度比外存快得多，造價高，斷電后其中數據即消逝。容量不如外存大。
內存可分為：隨機存儲器RAM、只讀存儲器ROM、高速緩存Cache.習慣上人們把CPU與內存及部分寄存器稱為主機。
系統主板上有一系列的擴展槽，用來連接各種插卡(接口板)，用戶可根據自己的需要插入各種用途的插卡以擴展微機的功能。典型的有顯示卡、聲卡、視頻卡等。
輸入輸出接口也稱為設備控制器或適配器，一般做成電路插卡的形式，也叫適配卡。
BIOS實際上是一組存儲在EPROM中的軟件，負責對基本I/O系統進行控制和管理。CMOS是一種存儲BIOS所使用的系統配置的存儲器。
外存也稱輔存，它需要經過內存與CPU及輸入輸出設備交換數據，用來長久保存大量程序和數據。相對內存來說，外存可真正存放信息，容量大，造價便宜，但速度慢。常用外存有軟盤、硬盤和光盤。目前計算機用光盤主要有只讀型(CD-ROM)、只寫一次型和可擦寫型光盤。
輸入設備的功能是將程序和原始數據轉換為計算機能夠識別的形式送到計算機內存。微機上常用的輸入設備有鍵盤和鼠標器。
輸出設備的功能是將內存的信息以人們能接受的形式輸送出來。顯示器和打印機是最基本的輸出配置。
顯示器分為CRT和LCD兩種。尺寸以最大對角線表示，以英寸為單位。顯示器的效果取決于像素的多少和間距，還取決與顯示卡。
打印機是將輸出結果打印到紙上的輸出設備，分為擊打式和非擊打式兩大類。常用的有點陣打印機(針打)、噴墨打印機、激光打印機。
操作系統是直接在裸機上運行的最基本系統軟件，任何其他軟件必須在操作系統支持下運行。
操作系統是控制和管理計算機硬件和軟件資源、合理組織計算機工作流程以及幫助用戶使用、管理計算機的一組程序。其主要作用是：①合理控制和管理系統資源、②提供用戶和計算機之間的界面、③為用戶提供軟件開發和運行的環境。
從資源管理的角度看，操作系統主要有五個功能：作業管理、進程管理、存儲管理、設備管理、文件管理。
操作系統的分類：⑴按運行環境分，有實時、分時、批處理操作系統。⑵按管理用戶數量分，有單用戶和多用戶操作系統。⑶按同時管理作業數分，有單任務和多任務操作系統。⑷按與用戶交互界面形式分，有字符界面和視窗圖形界面操作系統。⑸按使用范圍分，有個人微機和網絡操作系統。
常用的微機操作系統有：CP/M、MS-DOS、UNIX、Windows、Linux、網絡操作系統(NOS)。
一般將高級語言和匯編語言編寫的程序稱為“源程序”，已經翻譯成機器語言的程序稱為“目標程序”，不同的高級語言編寫的程序必須通過相應的語言處理程序進行翻譯。翻譯方式有兩種：編譯方式和解釋方式。
編譯方式是將源程序一次全部翻譯成目標程序，經過連接程序的連接，最終處理成可直接執行的可執行程序。特點是執行速度快，效率高。
解釋方式是將源程序逐句讀入，邊解釋，邊執行;不產生目標程序。對初學者有利，便于查找錯誤，但效率低。
實用管理程序指一些公用的服務性工具程序，方便用戶的使用和維護管理。管理服務程序大致有：編輯程序、連接裝配程序、測試診斷程序、網絡管理程序、文件格式轉換程序、磁盤壓縮程序、備份程序。
4.3 數據組織與管理
早期計算機管理數據的基本方法是采用文件系統。它的局限性有：文件設計很難滿足多種應用程序的要求、存在數據冗余、缺少統一管理、不容易做到規范化標準化、不能反映數據間的內在聯系、難以采取有效的安全和保密措施、應用程序維護工作量大、編寫應用程序不方便、不支持文件的并發存取。
數據庫系統(DBS)是實現有組織地、動態地存儲大量的相關數據，方便多用戶存取的計算機軟、硬件資源組成的系統。
數據庫系統(DBS)的主要特征是用數據庫管理系統軟件統一管理和共享數據。
數據庫(Database)：按一定的邏輯結構組織在一起的、為特定的應用服務的數據的集合，其功能是組織存儲數據，以滿足用戶的應用需求。
數據庫管理系統(DBMS)：由一組程序組成，幫助用戶實現對數據庫的存取、操作及安全控制，并提供用戶與數據庫或應用程序之間的接口。
現今流行的關系型DBMS有Access、FoxPro、Oracle、Sybase和Informix等。
數據庫管理系統(DBMS)共同的基本功能：①存儲及檢索數據、②提供用戶視圖、③創建及修改數據庫、④操縱數據和生成報表。
數據模型是用來描述數據的一組概念和定義。數據描述包括三個方面：⑴數據的靜態特性，包括數據基本結構、數據間的聯系;⑵數據的動態特性，指數據操作上的定義和規則;⑶對數據的完整性約束，以保證數據的正確、有效和相容。
為把現實世界具體事物組織為某一DBMS支持的數據模型，首先要把現實世界客觀對象抽象為信息世界能描述的信息結構，然后再轉換成機器世界能夠存儲和處理的邏輯結構和物理結構。
數據庫建模采用三種數據模型：概念數據模型、邏輯數據模型、物理數據模型。概念數據模型用于數據庫設計，邏輯數據模型和物理數據模型用于DBMS實現。
概念數據模型是面向用戶、面向現實世界的數據模型，與DBMS無關。主要用于描述一個組織部門的概念化結構，通常使用“實體-關系(E-R)圖”來描述。
現實世界用概念模型可以記錄和描述為：①實體(客觀存在并可互相區別的事、物、概念等);②實體集(性質相同的同類實體的集合);③屬性(實體的每一特性);④不同實體、實體集間的聯系，主要表現為三種形式：一對一、一對多、多對多。
邏輯數據模型是數據庫設計者用于描述數據間的邏輯關系的工具。用概念數據模型表示的數據必須轉化為邏輯數據模型表示的數據才能在DBMS上實現。數據庫通常采用三種邏輯模型來組織數據：層次型、網狀型、關系型。
物理數據模型是反映數據存儲的數據模型。每種邏輯數據模型在實現時都有其對應的物理數據模型，它不但與DBMS有關，而且與操作系統和硬件有關。
數據有“型”(Type)和“值”(value)之分，型是對數據結構、類型、屬性的說明;值是型的某具體值。用數據模型描述數據時也有型、值之分。
數據模型和數據模式不應混淆。數據模型是描述數據的手段。數據模式是用給定的數據模型對具體數據的型進行描述;數據模式反映一個業務實體的各種數據的結構、屬性、聯系和約束。
數據模式分三級：模式、外模式、內模式。
模式也稱為邏輯模式，是數據庫中全體數據的邏輯結構和特征的描述，是所有用戶的公共視圖。模式的設計是數據庫設計的最基本的任務。
外模式也稱子模式，是依據邏輯模型對用戶所用到的局部數據結構和特征的描述，是數據庫用戶的數據視圖。
內模式是用物理模型對數據的物理結構和存儲方式的描述，是數據在數據庫內部的表示方式。模式與內外模式之間的映射由DBMS來完成。
關系模型是由若干個“關系”組成的數據集合，它以二維表的形式，即行和列來組織數據，并確定數據間的相互關系。
用來表征關系模型的基本數據單位有：⑴元組、⑵屬性⑶域⑷碼。
元組(記錄)：關系表中的每一行稱為一個元組或記錄，是某個實體的相關事實的集合，描述了這個實體的全部屬性。
屬性：表的各列稱為屬性，它表示所描述的實體的各種特征，每個屬性都有屬性名。
域(數據項或字段)：屬性所允許的取值。每個屬性域表明了關系表中所有描述對象的共同特征、類型和取值范圍。
碼(鍵)：表中的某個屬性組，它的值可以唯一標識一個元組。
關系數據庫數據的組織層次為：域(字段)組成了元組(記錄)，記錄組成了文件(關系表)，文件又組成了數據庫。數據層次的最高一層是數據庫，即面向一個組織全局應用的綜合的、集成的、相關的數據文件的集合。
分布式數據庫(Disributed Database)通過通訊設備將處理所涉及的在不同場所存放的數據連接起來，以與數據庫同樣的原理進行工作。
數據倉庫(Data Warehouse)是專門為決策支持系統而設計的一種關系型的、包含數以百萬或千萬計的數據記錄的非常龐大的數據庫，幫助決策者進行綜合業務分析建立強大的數據基礎。
數據集市(Data Market)是數據倉庫的一個子集，它將數據倉庫的概念引入了中小型企業以及大型企業各個部門，為某個特定領域提供數據。
面向對象數據庫(OO Database)中的數據以對象進行存儲，對象既包含了文字、數值、聲音、圖像等多媒體數據，又包含了完成數據庫事務處理所需的各種處理指令。
4.4 網絡與通信
當一個組織使用兩個以上的計算機系統時，會用到三種基本數據處理策略：集中式處理、分散式處理和分布式處理。使用集中式處理時，所有處理均發生在單個位置或單個設備中，這種方法提供了最高程度的控制。使用分散式處理時，處理設備放置在各個遠程位置，各個獨立的計算機系統之間是孤立的，相互間不通信的，只適用于具有獨立業務部門的公司。使用分布式處理時，
計算機分布在較遠的位置，相互之間通過遠程通信設備連接起來，適用于大型企業，并且各部門的業務緊密聯系的。
遠程通信是指以電子傳輸方式傳送信號。數據通信是遠程通信中的一個特殊子集，涉及數據的電子采集、加工和分發。數據通信的完成借助于遠程通信技術。
數據通信利用了各種通信媒介，最常見的有雙絞線、同軸電纜、光纖、微波、電話線。
將同一地理區域的計算機系統和設備連接成一個網絡，就是局域網(LAN)。局域網可以是環型、星型、層次型或網狀型網絡。
LAN的類型：用通信網絡連接計算機的方法有多種，包括①終端-主機、②文件服務器、③客戶機/服務器等三種體系結構。
所有客戶機的請求和服務器的響應均通過中間件傳播;中間件(Middleware)是一個軟件，它翻譯來自客戶機的請求，使其能與客戶機/服務器環境中的其它網絡協議、標準及數據庫兼容。
通信協議使通信成為可能。LAN采用的通信協議有：①輪詢法、②令牌傳遞、③爭用。
LAN的硬件包括：單獨的節點(微機和外設)、通信通道(電纜和連接器)、網絡接口卡。
網絡接口卡是一塊可以插入計算機擴充插槽的卡，作用是使計算機和網絡通信。
“拓撲”代表網絡的設計和布局，是網絡的設計“體系”。目前常見的拓撲結構有三種：①星型，②環型和③總線型。在實際應用中，許多局域網采用混合型拓撲，組合了多種拓撲的優點。
廣域網(WAN)是將地理范圍較大的區域連接起來的網絡，使用微波、衛星或電話線進行傳輸。因特網就是超大型WAN的一個典型例子。一些大型電信公司通過“公共數據網絡”(PDN)建立的廣域網，通常稱為“增值網”(VAN)
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