管理信息系统的相关技术.docx

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1、第八章 管理信息系统的相关技术 广义上讲，一切涉及信息的生产、处理、储存、流通、应用的相关技术，均可称为信息技术。信息技术也就是扩展人类信息器官功能的专门技术。从狭义上讲，信息技术就是运用电子计算机技术和现代通讯技术，对信息资源进行采集、加工、处理、存储、传递和反馈的专门技术，主要包括电子计算机技术、通信技术以及在这两种主导技术支持下的其他信息相关技术三个方面。本章主要介绍多媒体技术、网络通信技术、数据库技术和人工智能技术等。 第一节 多媒体技术多媒体就是综合多种媒体，使人更好地处理、利用信息的技术和实体系统的简称。多媒体技术是指利用计算机技术把文本、声音、图形和图像等多媒体综合一体化，使它们

2、建立起逻辑联系，并能进行加工处理的技术。 一多媒体技术的特点 多媒体所涉及的技术极广，其主要特点如下: 1集成性多媒体技术是多种媒体的有机集成。它集文字、文本、图形、图像、视频、语音等多种媒体信息于一体。2协同性 每一种媒体都有其自身规律，各种媒体之间必须有机地配合才能协调一致。多种媒体之间的协调以及时间、空间的协调是多媒体的关键技术之一。 3交互性 所谓交互就是通过各种媒体信息，使参与的各方，不论是发送方还是接收方，都可以进行编辑、控制和传递。 4实时性 所谓实时就是在人的感官系统允许的情况下，进行多媒体交互，就好像面对面(Face To Face)一样，图像和声音都是连续的。实时多媒体分布

3、系统是把计算机的交互性、通信的分布性和电视的真实性有机地结合在一起。 二多媒体技术的发展情况 (一)多媒体信息的获取与输出技术 按一般的常规讲，信息获取主要指人机交互的界面。以往的交互界面不太友好，因为它要通过各种媒介(如键盘)的转换，使用人员必须学习使用各种计算机语言及相关的文字输入法等，这就造成了很大的障碍。随着输入技术的发展，鼠标、跟踪球、触摸屏和扫描仪也相继问世，图像输入方面也有了摄像机、录像机等设备的辅助。就是说，多媒体信息的获取方式将更加人性化。 (二)多媒体数据的存储和压缩 伴随着信息技术特别是多媒体技术应用的普及，各种信息在介质中占用的空间越来越大，例如声音、图像及视频等，存储

4、和传输这些信息需要很大的空间和时间开销，解决这一问题的关键即是数据存储技术。 压缩技术与先进的压缩算法是紧密相连的，当前最为流行的有损压缩算法有3种:离散余弦变换(Discrete Cosine Transformation简称DCT)压缩、分形(Fractal)压缩及小波变换( Wavelet Transformation)压缩。 (三)多媒体协同工作环境技术 多媒体协同工作环境是融汇了计算机的交互性、网络的分布性以及多媒体的综合性的集成系统。它可让位于不同地点的多个用户可以自由地交换信息，看到对方的形象，修改同一个文件，讨论同一张图表，检索计算机中的多媒体信息资源，在CAI、CAM、CAD

5、、OA及实时会议等多种领域具有广阔的应用前景。 (四)多媒体网络技术 多媒体网络系统就是将多个多媒体计算机连接起来，以实现多媒体通信和共享多媒体数据的计算机网络系统。多媒体网络系统本质上是一种计算机网络系统，但由于多媒体计算机的固有特点，多媒体网络也有其相应的特征。这些特征表现在，多媒体网络必须有较大的带宽和较高的传输速率，以确保高速实时地传输大容量数据的文字、图形、声音、活动视频等多种媒体信息。 (五)智能多媒体技术 正如将人工智能看成是一种高级计算一样，智能多媒体应该是一种更加拟人化的高级智能计算。经典的人工智能的研究对象是在单维的抽象符号空间中的计算机智能问题，而智能多媒体的研究对象是在

6、多维化信息空间中的计算机智能问题。多媒体技术的进一步发展迫切需要引入人工智能，它包括多维化信息空间中的各种感知过程(利用多媒体技术解决计算机视觉和听觉方面的问题)、多维化信息空间中的概念描述、知识表示及其推理、机器学习、形象思维等。与经典的人工智能比较，智能多媒体更加接近人类的智能特征，是智能科学的更高研究阶段。 (六)虚拟现实技术 虚拟现实技术是计算机硬件技术、软件技术、传感技术、人工智能及心理学等飞速发展的结晶，它是通过计算机生成一个逼真的现实世界，人可与该虚拟现实环境进行交互，在各方面都显示出诱人的前景。 三 多媒体技术主要的应用 (一)多媒体在通信系统中的应用 多媒体通信是90年代迅速

7、发展起来的一项技术。一方面，多媒体技术使计算机能同时处理视频、音频和文本等多种信息，提高了信息的多样性;另一方面，网络通信技术打消了人们之间的地域限制，提高了信息的瞬时性。二者结合所产生的多媒体通信技术把计算机的交互性、通信的分布性及电视的真实性有效地融为一体，成为当前信息社会的一个重要标志。 (二)多媒体在出版系统中的应用 多媒体出版系统用计算机综合处理文字、图形、影像、动画和音频等信息，使之在不同的界面上流通，并具有传送、转换及同步化功能。 目前，市场上的多媒体出版系统很多，主要应用于以下两个领域: (1)多媒体电子出版物(2)软件出版 (三)多媒体在工业领域中的应用 多媒体技术在工业生产

8、实时监控系统中，尤其在生产现场设备故障诊断和生产过程参数监测等方面有着非常重大的实际应用价值。特别在一些责任重大的危险环境中，多媒体实时监控系统将起到越来越重要的作用。 (四)多媒体在医疗影像诊断系统中的应用 随着临床要求的不断提高，以及多媒体技术的发展，出现了新一代具有多媒体处理功能的医疗诊断系统。多媒体医疗影像系统在媒体种类、媒体介质、媒体存储及管理方式、诊断辅助信息、直观性和实时性等方面都使传统诊断技术相形见绌。这必将引起医疗领域的一场革命。 (五)多媒体在教学中的应用 目前，美国越来越多的学校意识到交互式、多种感官应用在学习中的作用，多媒体技术已在美国中学教育中占据主导地位。可以预见，

9、今后多媒体技术必将越来越多地应用于现代教学实践中，并将推动整个教育事业的发展。 (六)多媒体在日常生活中的应用 多媒体家电又是多媒体应用的一个领域，因为它的应用相当广泛。人们离不开娱乐，离不开家电，更离不多媒体家电。家里有一台计算机， 就可以代替电话机，传真机和录像机等等。在计算机上加一块板就可以看电视， 这种用途已很普遍。 第二节 计算机网络技术 据国外有关专家预测， 到2000年， 全世界将有1亿台计算机与1000万个网络相联，Internet的用户将从目前的6000万上升到5亿。人们发现计算机只有同网络相连，才是真正的计算机:一个设计优良的网络能够体现出资源共享的功能，微型机所联系的网络

10、越大，它的用处越多，力量越强。 一计算机网络的概念、特点及功能 (一)计算机网络的概念 所谓计算机网络，是指把分布在不同地理区域的计算机与专门的外部设备用通信线路互连成一个规模大、功能强的网络系统，从而使众多的计算机可以方便地互相传递信息，共享硬件、软件、数据信息等资源。 一个计算机系统连入网络以后，具有共享资源、提高可靠性、分担负荷和实现实时管理等优点。 (二)计算机网络的特点 1开放式的网络体系结构，使不同软硬件环境、不同网络协议的网可以互连，真正达到资源共享、数据通信和分布处理的目标。 2向高性能发展。追求高速、高可靠和高安全性，采用多媒体技术，提供文本、声音、图像等综合性服务。 3计算

11、机网络的智能化，提高了网络的性能和综合的多功能服务，并更加合理地进行网络各种业务的管理，真正以分布和开放的形式向用户提供服务。 (三)计算机网络的基本功能 (1)资源共享(2)信息传输与集中处理(3)均衡负荷与分布处理(4)综合信息服务 (四)计算机网络的应用 1电子邮件 计算机网络可以作为通信媒介，用户可以在自己的计算机上把电子邮件(E-mail)发送到世界各地，这些邮件中可以包括文字、声音、图形图像等信息。与传统邮件相比，电子邮件具有速度快、价格便宜，并且附加了一些新功能。与电话和传真相比，电子邮件具有传输效率高、价格低等特点。 2文件传输 文件传输和访问是计算机网络的一种基本信息共享服务

12、。在文件传输的过程中要考虑安全性、传输效率、并发控制、不同平台和文件系统的差异等。这方面的技术已十分成熟，各种平台上都有许多工具支持。 3远程登录 远程登录是指允许一个地点的用户与另一个地点的计算机上运行的应用程序进行交互对话。是共享网络上其它机器资源的一种基本方法，它把本地机器作为远端机器的虚拟终端来使用。 4电子数据交换 电子数据交换(EDI)是计算机网络在商业中的一种重要的应用形式。它以共同认可的数据格式，在贸易伙伴的计算机之间传输数据，代替了传统的贸易单据，从而节省了大量的人力和财力，提高了效率。 5联机会议 利用计算机网络，人们可以通过个人计算机参加会议讨论。联机会议除了可以使用文字

13、外，还可以传送声音和图像。 二 计算机网络的分类和基本组成 计算机网络通常是按照规模大小和延伸范围来分类的，常见的划分为:局域网(LAN)，广域网(WAN)。Internet可以视为世界上最大的广域网。 另外，按照网络的拓扑结构来划分，可以分为环形网、星形网、总线型网等;按照通信传输的介质来划分，可以分为双绞线网、同轴电缆网、光纤网和卫星网等;按照信号频带占用方式来划分，又可以分为基带网和宽带网。 (一)传输介质 传输介质是网络中发送方与接收方之间的物理通路，它对网络数据通信的质量有很大的影响。常用的网络传输介质有双绞线、 同轴电缆、 光缆(光导纤维)和无线通信(微波/卫星通信) (二)局域网

14、(LAN) 局域网(LAN)是指在一个较小地理范围内的各种计算机网络设备互连在一起的通信网络，可以包含一个或多个子网，通常局限在几千米的范围之内。按照网络的拓扑结构和传输介质，局域网通常可划分为以太网(Ethernet)、令牌环网(Token Ring)、快速以太网( Fast Ethernet)、 光纤分布式数据接口(FDDI)、异步传输模式(ATM)等，其中最常用的是以太网。 局域网常用设备有: 网卡(NIC):负责计算机与网络介质之间的电气连接，比特数据流的传输和网络地址确认。主要技术参数为带宽速度、总线方式、电气接口方式。 集线器(Hub):集线器使集线器上的每个客户机共享一个出口，这

15、样，通过集线器可将客户机分成若干机群或机组。一个集线器可以带8个或16个客户机端口。 交换器(Switch)：交换器把大网络分割成许多网络小段，一个网络小段称为一个网段。每个网段享有一定的带宽，由较少的用户共享，以获得较好的性能。局域网具有广泛的应用。将基于个人计算机的智能工作站连成局域网可以共享文件和相互协同工作，还可以共享磁盘、打印机等资源，这类网络的关键问题是联网的费用要低。 (三)广域网(WAN) 广域网(WAN)是由相距较远的局域网或市域网互连而成，通常除了计算机设备以外还要涉及一些电信通信方式。以下是主要的几种: 公用电话交换网(PSTN-Public Switched Telep

16、hone Network)速度9600bps28.8kbps，需要异步Modem和电话线，投资少，安装调试容易，常常用作拨号访问方式。通常，我们访问Internet多采用此种方式。 综合业务数字网(ISDN-Integrated Service Digital Network)128kbps的基本接口，使用普通电话线但需要电信提供ISDN业务，数字传输，来电显示，拨通时间短(3S)，费用约为普通电话的4倍。目前开通ISDN的城市还不多。 DDN专线(Leased Line):速度为64kbps2.048Mbps(E1标准)，需要配同步Modem，有EIA/TIA 232(V.24)和V.35两

17、种标准;点对点的连接方式，结构不够灵活。 帧中继(Frame Relay):较新的技术，速度为64kbps2.048Mbps(E1标准);一点对多点的连接方式，分组交换;独特的Busty技术(在传输信息量大的情况下可以超越传输线速度);较少城市开通Frame Relay服务。此外还有用于广域网的ATM技术，但目前在中国尚未应用。 广域网常用设备有: 路由器(Router):路由器将一个网络划分成几个子网，可以使相似或不同体系结构的局域网段连接到一起，构成一个更大的局域网或一个广域网。 调制解调器(Modem): 调制解调器的功能是将来自计算机的数字信息转换成可在远程通信线路上传输的模拟信号，并

18、且将接收到的模拟信号再转换成数字信息传送给计算机。 三网络协议 为了使两个结点之间能进行对话，必须在它们之间建立通信工具(即接口)，使彼此之间能进行信息交换。接口包括两部分:一是硬件装置，功能是实现结点之间的信息传送;二是软件装置，功能是规定双方进行通信的约定协议。协议通常由三部分组成: 一是语义部分，用于决定双方对话的类型; 二是语法部分，用于决定双方对话的格式; 三是变换规则，用于决定通信双方的应答关系。 四Internet入门 (一)何谓Internet Internet的前身是美国1969年国防部高级研究所计划局(DARPA:Defence Advanced Research Proj

19、ect Agency)作为军用实验网络而建立，名字为ARPANET，初期只有四台主机，其设计目标是当网络中的一部分因战争原因遭到破坏时，其部分仍能正常运行。80年代初期DARPA和美国国防部通信局研制成功用于异构网络的TCP/IP协议并投入使用。1986年在美国国会科学基金会(NSF:National Science Foundation)的支持下，用高速通信线路把分布在各地的一些超级计算机连接起来，经过十几年的发展形成Internet。中国已作为第71个国家级网加入Internet，1994年4月，以“中科院北大清华”为核心的“中国国家计算机网络设施”(The National Comput

20、ing and Network Facility of China 简称NCFC，国内也称中关村网)实现与 Internet 直接连接。同年5月顶级域名（CN）服务器在中国科学院计算机网络中心设置。根据国务院规定，有权直接与 Internet 连接的网络和单位是：中国科学院管理的科学技术网（CSTNET）、国家教委管理的教育科研网（CERNET）、原邮电部（现为邮电总局）管理的公用网（CHINANET）和原电子工业部（现为信息产业部）管理的金桥信息网（GBNET）。这四大网络构成了我国的 Internet 主干网。 (二)Internet网络用户的软硬件配置 1硬件配置 用户要想成为一个网络上

21、的用户，首先要有一台电脑，一般来说486的机器，内存16M以上。同时需要一个调制解调器(MODEM)。 它是一种通信设备，其作用是在模拟通信信道上传输数字信号。 2软件配置 操作系统目前比较普遍的是基于Windows95的网络软件，常用的有Netscape公司Communicator系列，和Microsoft公司的Explorer系列等。 3Internet的连入方式将一台计算机连入Internet一般有两种方式：拨号方式和专线方式。 （1）拨号方式 一台计算机可通过一个调制解调器、标准电话线、拨号通信管理软件，通过ISP连接到地区网进而进入Internet主干网，享受互联网提供的各种服务。尽

22、管调制解调器的速度不断加快，最快已达到56Kbps，但由于电话线带宽的限制，网络通信速度仍显得很慢。 （2）专线方式 专线方式是计算机与Internet服务商，或连接Internet的局域网之间通过电话专线或数据专线、模拟专线、电缆或双绞线、光纤及卫星通信设备等直接连接。使用这种方式时，连入Internet的局域网或主机与Internet之间必须有路由器连接，所用路由器必须支持TCP/IP协议。 五Intranet技术 企业计算机网络技术的发展大体上经历了三个阶段:一是以Mainframe为中心的集中处理式网络，即主机终端模式;二是以Client/Server模式为中心的分布式计算处理网络系统

23、，即客户/服务器模式; 三是目前正兴起的Intranet模式，它是以基于Internet的技术为特征的。 （一）Intranet的组成图8-2给出的是Intranet的基本框架。通过这张图，可以清楚看出Intranet的重要组成元素及它们的相互关系。 客户端：BROWSER 防火墙 服务器端：WWW Server、Email Server、 FTP Server、Database Server等 1计算机网络 建立在TCP/IP协议之上的任意结构的局域网或广域网。2物理服务器 服务器是整个Intranet的核心硬件设备，运行Windows NT Server、UNIX、OS/2 Warp Se

24、rver、NetWare Server等操作系统。3客户机 客户机为最终用户提供上机应用平台，运行流览器软件及其他应用软件。4软件服务器 指运行在物理服务器上提供某种应用支持的软件系统（一台物理服务器原则上可以运行多个软件服务器）。按功能划分主要有：Web服务器、域名服务器、邮件服务器、代理服务器、文件传输服务器、认证服务器、数据库服务器、目录服务器、检索服务器、日历服务器、新闻组服务器等。5防火墙 是指安装在内部网与因特网之间或者网络与网络之间一种可以限制相互访问的部件或设备。它一般可以实现多种预防和监视服务，如：限定人们从一个特别控制的点离开，有效记录因特网的活动记录等。在逻辑上，它可视为

25、分离器、限制器和分析器。它的兑现硬件可以是专用设备、路由器、计算机或这些设备的组合。但总的来说，防火墙可归纳为三种结构类型，即双宿主主机结构、被屏蔽主机结构和被屏蔽子网结构。 (二)Intranet 的特点 1它的协议和标准是公开的，它不局限于任何硬件平台和操作系统，用HTML、Java和JavaScript开发的应用，可以简单地移植到任何平台上，所以跨平台性是Intranet最重要的特性。 2支持多媒体信息。数据、声音、图形和图像等多种信息，通过标准浏览器显示出来，界面统一、友好且简单易用。 3由于HTML 简单易用，因此客户通过浏览器存取信息，文件容易共享，传递信息快速、准确。 4由于In

26、tranet的建立、维护和教育培训费用相对低廉，因此采用Internet技术来发展企业Intranet，可以降低企业的营运成本。 5Intranet开发简单。对于Intranet，开发者只需做服务器端开发，客户端只要安装一个通用的浏览器即可，不需做任何开发。 6在现有网络中建立Intranet，只是改变目前企业网的应用方式和界面，并不需要改动现有企业网的物理结构，而且与现有管理信息系统可以有机地集成，平滑过渡到Intranet。 (三)Intranet的主要用途 1Intranet以企业内部网络为基础，以国际统一标准的WWW为界面，提供了良好的用户接口，只要使用者具备简单的计算机知识，经过简单

27、的培训，即可使用任何一种Web浏览器在网络的任一结点方便地得到所需的信息。 2由于采用了Internet的技术，Intranet通过适当的安全措施可直接接入Internet，理论上使用者可在世界的任一地方，通过Internet访问企业的站点、管理企业的网络，并可进行全球范围的通信或视频会议。 3利用E-mail，企业员工和合作伙伴可以方便地传递信息，并可进行远程信息传送，将企业总部的信息传送到用户的工作站上进行处理。可以说，E-mail已成为中型以上企业员工传递信息的一个最重要的手段。 4促进了企业管理信息系统(MIS)的应用，如一般的人事、财务管理系统等。并使企业逐步迈入无纸化办公的境界。

28、5新闻组讨论的应用。企业员工可就某一事件通过网络进行深入讨论且讨论结果会自动记录在服务器中。 6在Web上开展商贸活动，扩大企业的影响，并可接受定单，进行产品展览、销售的信息服务等。总之，Intranet的最大的好处在于企业内外部的信息交流，不仅减少了通信联络费用，还加强了管理，提高了工作效率和质量，改进了客户服务质量，提供了新的商业机会，改进了决策手段，使得Intranet大有取代传统的企业内部管理系统。 （四）内部网Intranet的体系结构1单个局域网 LAN + Internet技术企业内部的单个局域网LAN利用Internet技术构成的企业Intranet，适合于内部各单位的地理位置

29、相对集中的企业。2多个局域网 + 公用电话交换网 + Internet技术以企业内部的多个局域网通过公用电话交换网 PSTN （public switched telephone network）等广域网协议连接而成的广域网，再利用Internet技术而构成的企业Intranet，适合于内部各单位的地理位置比较分散，而且内部已构造好了自己的广域应用网的企业。3多个局域网 + Internet技术 以企业内部的多个局域网直接利用Internet及其虚拟专用网技术构成的企业Intranet，适合于内部各局域网还未连接起来或还未完全连接起来的单位。 （五）基于Intranet的管理信息系统模式 六E

30、xtranet技术 Extranet不像Intranet那样只为企业内部服务，也不像Internet那样完全对公众开放，它只是有选择地对外开放，或向公众提供有选择的服务。通常来说，这种网络被应用于企业之间(譬如合作伙伴和客户)的联结和信息沟通，它允许特定的外部用户(比如商业伙伴和顾客)进入，是企业内部网向外部的延伸。 Extranet是下一世纪网络发展的一个方向。尽管还有其他的商业方式，如电子数据交换(EDI)，但Extranet具有更友好的网络界面，比较灵活并能满足某种特殊的需求。 (一)Extranet的特点1.费用低。具体来说，TCP/IP网络服务费低，其原因是不占用通信线路;不确保服务

31、质量等。 2能尽快地使用新技术。因为有关的通信新技术几乎都是诞生于Internet领域。 3在客户机侧无须对使用Extranet所需软件进行管理。可以根据需要不断地扩充系统功能，而不会造成任何不良影响。 (二)Extranet的作用 Extranet全部采用Internet技术，应用费用低廉，并且可以把网络连向全球每一个角落。成为实现电子商务的重要媒介。 1作为实现企业间的连接手段 2在电子商务中担任重要角色 3企业的内外之间可顺畅地实现合作 Extranet兼具Internet和Intranet的优点于一身，不仅可以为企业节省开支、提高工作效率，而且还使企业能够随时掌握市场动态，并增加与商业

32、伙伴、客户的互动。因此Extranet在今后将得到大规模推广应用。表为Internet、Intranet和Extranet比较表。InternetIntranetExtranet信息获取完全公开完全封闭半公开用户类型所有用户企业内部用户相关公司和客户信息状态分散集中在企业内部相互信任的伙伴间 (三)构筑Extranet的关键技术 1网络的安全策略 2响应性能 3内容的访问控制 4服务器的安全策略 第三节 数据库技术 作为计算机科学中日益令人瞩目的一个重要分支， 数据库技术一直是倍受业界关注的焦点。从60年代末开始， 数据库技术经历了层次数据库、网状数据库和关系数据库而进入数据库管理系统( DB

33、MS)阶段至今， 数据库技术的研究也不断取得进展。 一数据库系统结构的发展 (一)DBMS进程结构的最新发展 1多线程DBMS进程结构 随着应用对大量连机事务处理(OLTP)的需求， 以进程(Process)为单位完成多个事务的并发执行暴露出许多的弱点， 当用户数增多时系统的性能明显下降。一种新的进程结构-多线程(Multithread)DBMS进程结构能较好地解决多事务并发执行的问题。 2虚拟服务器结构(VSA)虚拟服务器结构是一种适用于对称多处理机(SMP)配置的数据库结构。其基本思想是，在多处理机结构中， 每一个指定的CPU上设置一个数据库引擎(Engine)作为一个服务器， 这些服务器

34、在功能上是完全相同的。通过它们的密切协同工作，成为一个逻辑服务器， 处理外部的事务请求。 (二)DBMS系统结构的最新发展 1网络环境下数据库的客户机/服务器结构具有客户机/服务器结构的数据库系统虽然在处理上是分布的， 但是数据却是集中的。因此，客户机/服务器系统实际上是在微机局域网环境下， 合理划分任务，进行分布式数据处理的一种应用系统结构， 是解决微机大量使用而又无力承担所有处理任务这一矛盾的一种合理方案。2物理上分布、逻辑上分布的分布式数据库结构 这种分布式数据库结构的特点是结点自治(Site Autonomy)和没有全局数据模式(Global Data Schema)。每个结点所看到的

35、数据模式仅仅限于该结点所用到的数据。它一般由两部分组成: 一是本结点的数据模式， 二是供本结点共享的其他结点上的有关的数据模式。结点间的数据共享由双边协商确定。如果一个新的结点要加入系统， 它开始时可先用本结点的数据， 然后与有关结点协商， 共享其他结点的有关数据; 本结点的数据同样可被其他结点共享。 二并行数据库技术 数据库的并行处理(Parallel Processing)是提高数据库系统对事务快速响应能力的有效手段。从硬件上讲， 并行处理是设置若干个能同时工作的部件和设备，如CPU部件与外设并行; 多个外设并行; 多个CPU并行等。从软件上讲， 并行处理是设置若干个可以同时运行的单位(如

36、线程)， 这些并行单位可以完成相同或不同的数据处理功能。 并行数据库技术包括了对数据库的分区管理和并行查询。它通过将一个数据库任务分割成多个子任务的方法由多个处理机协同完成这个任务， 从而极大地提高了事务处理能力， 并且通过数据分区可以实现数据的并行I/O操作。 三分布式数据库与联邦数据库技术 (一)分布式数据库系统 一个分布式数据库系统由一个逻辑数据库组成， 这个逻辑数据库的数据存储在一个或多个结点的物理数据库上， 通过两阶段提交(2PC)协议来提供透明的数据访问和事务管理。分布式数据库系统在系统结构上的真正含义是指物理上分布、逻辑上集中的分布式数据库结构。数据在物理上分布后， 由系统统一管

37、理， 使用户不感到数据的分布。用户看到的似乎不是一个分布式数据库， 而是一个数据模式为全局数据模式的集中式数据库。分布式数据库有利于改善性能、可扩充性好、可用性好以及具有自治性等优点。目前主要应用在在证券交易和银行清算系统中。 (二)联邦数据库系统 联邦数据库系统的主要特征是， 一个CDBS在继续本地操作的同时可以参加联邦系统的活动。单元DBMS的集成可以由联邦系统的用户来管理，也可以由联邦系统的管理员和单元DBS的管理员共同管理， 整体系统集成的程度取决于联邦系统用户的要求以及加入联邦系统并共享联邦系统数据库的单元DBS的管理员的要求。包含多种数据库系统的FDBS其特征还体现在分布、异构和独

38、立3个方面。 四面向对象数据库与多媒体数据库技术 (一)面向对象数据库系统 面向对象(Object-Oriented， OO)数据库系统是数据库技术与OO技术相结合的产物。面向对象数据库(OODB)产生之初， 就受到整个学术界和工业界的关注。具有以下的特点: 缺乏通用的数据模型; 缺乏坚实的形式化的理论基础; 具有较强的实践性。 1OODB的基本内容及特征 数据模型: 支持以下基本概念: 对象、复合对象、封装、类、继承、重载、滞后联编、多态性。其中复合对象的概念包括支持生成复合对象的构造器: 元组、集合、包、列表、数组等，构造器应具备正交性， 即任一构造器可以作用到任一种对象上。 数据库管理系

39、统: 除了具有传统的DBMS所具有的功能如并发控制、故障恢复外，还支持永久对象、长事务处理和嵌套事务， 具有版本管理和模式演化的能力，能维护数据完整性， 适合在分布式环境下工作。 数据库访问界面: 支持消息传递， 提供计算能力完备的数据库程序设计语言，能解决数据库语言与宿主语言的阻抗不匹配问题， 提供类似SQL的非过程化查询功能。 (二)多媒体数据库系统通常把能够管理数值、文字、表格、图形、图像、声音等多种媒体的数据库称为多媒体数据库(Multimedia Database， MDB)。多媒体数据库应具有的功能: 支持图形、图像、动画、声音、动态视频、文本等多媒体字段类型及用户定义特殊类型;

40、支持定长数据和非定长数据的集成管理; 支持复杂实体的表示和处理， 要求有表示和处理实体间复杂关系(如时空关系)的能力， 有保证实体完整性和一致性的机制; 支持同一实体的多种表现形式(如一段视频在播放时可改变其帧率或一幅静态图像，在显示时改变其对比度等性质而不影响库中的内容等); 具有良好的用户界面; 支持多媒体的特殊查询及良好的处理接口; 支持分布式环境。 五模糊数据库与演绎数据库技术 (一)模糊数据库 传统的数据库仅允许对精确的数据进行存储和处理， 而客观世界中有许多事物是不精确的。模糊数据库的研究和实践就是为了解决模糊数据的表达和处理问题，使得数据库描述的模型能更自然、更贴切地反映客观世界

41、。国际上对模糊数据库的研究主要是从80年代初开始的， 旨在克服传统数据库难以表达和处理模糊信息的弱点， 进而扩展数据库的功能， 开拓更新、更广的应用领域。十多年来， 大量的研究工作集中在模糊关系数据库方面， 即对关系数据库进行模糊扩展， 如模糊数据表达、模糊查询、模糊数据库设计等。近年来， 亦有许多工作是对关系模型之外的其他数据库模型进行模糊扩展， 如模糊ER(实体-关系)、模糊OO数据库等等。模糊数据库技术在管理信息系统(MIS)、专家系统、决策支持系统(DSS)、群体工作环境系统中占有重要的位置。 (二)演绎数据库 大家知道， 关系和关系代数可用一介谓词逻辑表示。一介谓词逻辑比较早地用于定

42、理证明和逻辑程序设计语言， 直到70年代后期才作为一种数据模型提出来，这就是所谓基于逻辑的数据模型(Logic Data Model)。从70年代末到80年代初， 人们还停留在这种数据模型的理论研究上; 80年代中期以后， 出现了一批以基于逻辑的数据模型为基础的DBMS原型，这就是演绎DBMS(Deductive DBMS)。谓词所表示的关系有两种: 一种实际存储在数据库中，称为外延数据库(Extensional Database， EDB)关系; 另一种只有定义， 而其元组并不存储在数据库中， 在需要时可以导出， 称为内涵数据库(Intensional Database， IDB)关系。通过

43、IDB关系，可以在数据库中按需要定义各种导出关系(Derived Relation)， 这是数据库中非常有用的功能。从逻辑上看， 数据库是一组谓词实例的集合，可以称之事实(Fact); 查询和IDB关系都可以用逻辑程序中的规则表示。 六数据仓库、数据挖掘与数据库的连机分析处理技术 数据仓库是利用计算机和数据库技术的最新进展，把整个企业的数据，无论其地理位置、格式和通信要求统统集成在一起， 并能把当前使用的业务信息分离出来，保证关键任务的O LTP应用的安全性和完整性， 同时可以访问各种各样的数据库。数据仓库不是单一的产品，而是由软硬件技术组成的环境。它把各种数据库(源数据库)集成为一个统一的数

44、据仓库(目标数据库)， 并且把各种数据转换成面向主题(Subject-Oriented)的格式， 能从异构的数据源中定期抽取、转换和集成所需要的数据，便于最终用户访问并能从历史的角度进行分析，最后做出战略决策。 数据挖掘是从大型数据库或数据仓库中发现并提取隐藏在其中的信息的一种新技术， 目的是帮助决策者寻找数据间潜在的关联， 发现被忽略的要素， 而这些信息对预测趋势和决策行为也许是十分有用的。数据挖掘技术涉及数据库、人工智能(AI)、机器学习和统计分析等多种技术。 数据库的连机分析处理技术是以超大规模数据库(VLDB)或数据仓库为基础对数据进行多维化和预综合分析， 构建面向分析的多维数据模型，

45、再使用多维分析方法从多个不同角度对多维数据进行分析、比较， 找出它们之间的内在联系。OLAP使分析活动从方法驱动转向了数据驱动， 分析方法和数据结构实现了分离。 第四节 人工智能技术 一什么是人工智能 人工智能也称机器智能,通常被定义为被开发的计算机系统能够模拟人的思维和行为。从计算机应用系统的概念来讲,人工智能是指用计算机和工程的方法来理解人的智能行为,并使计算机具有智能和模拟人的智能行为的能力。它涉及计算机、通讯、自动化、数学、物理、心理学和认知科学等众多领域,是一门覆盖面很广,可以说是包罗万象的学科。 二人类智能和其他智能形式 尽管人工智能的能力在不断变化,但人工智能系统要实现人类所拥有的某些特定的能力却很难。尽管如此,一些人工智能系统将会拥有超人能力,增强并扩展人类特有的能力