1、信息系统基础知识信息系统部 路萍一、什么是信息系统定义l1985年，信息系统的创始人，明尼苏达大学卡尔森管理学院的著名教授高登.戴维斯给出的信息系统的定义是：“它是一个利用计算机硬件和软件、手工作业，分析、计划、控制和决策的模型，以及数据库的用户机器系统。它能提供信息，支持企业或组织的运行、管理和决策功能。l从计算机系统的观点（百度定义）：是一个由人、计算机及其他外围设备等组成的能进行信息的收集、传递、存贮、加工、维护和使用的系统。l教育信息系统安全等级保护定级指南信息系统是指教育教学管理与服务过程中涉及到教师、学生和教育组织等业务管理、资源服务等不涉及国家秘密的信息系统。一、什么是信息系统分
2、类从信息系统的发展和系统特点来看，可分为：l数据处理系统(Data Processing System,简称DPS)：l管理信息系统(Management Information System,简称MIS)l决策支持系统(Decision Sustainment System,简称DSS)l专家系统（人工智能(AI)的一个子集）l虚拟办公室(Office Automation,简称OA)数据处理系统是指运用计算机处理信息而构成的系统。通过数据处理系统对数据信息进行加工、整理，计算得到各种分析指标，转变为易于被人们所接受的信息形式，并可以将处理后的信息进行贮存。数据库主要担负数据的存储和计算工作
3、，如Oracle，Mysql。ETL（Extraction-Transformation-Loading）数据提取、转换和加载。需要将数据加工整理为可供计算和分析的结构化数据。如：datastage、ODI数据分析工具，泛指指数据的挖掘，分析和展现等功能。如：普元BI管理信息系统是一个以人为主导，利用计算机硬件、软件、网络通信设备以及其他办公设备，进行信息的收集、传输、加工、储存、更新、拓展和维护的系统。是对一个组织（单位、企业和部门）记性管理的人和计算机相结合的系统。辅助管理人员进行管理和决策。决策支持系统是以管理科学、运筹学、控制论、和行为科学为基础，以计算机技术、仿真技术和信息技术为手段
4、，针对半结构化的决策问题，支持决策活动的具有智能作用的人机系统。决策支持系统能够为决策者提供所需的数据、信息和背景资料，帮助明确决策目标和进行问题的识别，建立或修改决策模型，提供各种备选方案，并且对各种方案进行评价和优选，通过人机交互功能进行分析、比较和判断，为正确的决策提供必要的支持。专家系统是一个智能计算机程序系统，其内部含有大量的某个领域专家水平的知识与经验，能够利用人类专家的知识和解决问题的方法来处理该领域问题。也就是说它应用人工智能技术和计算机技术，根据某领域一个或多个专家提供的知识和经验，进行推理和判断，模拟人类专家的决策过程。其实质是智能计算机程序系统。办公室自动化是应用计算机或
5、数据处理系统代替人工来自动处理日常的办公一些事务性工作的措施。例如：财会、统计、计划、采购、文书等信息。是一种作业信息系统。一、什么是信息系统信息系统的构成l从逻辑功能的角度考虑，可以表示为下图形式信息系统输入存储处理管理检索输出一、什么是信息系统信息系统的构成l从对信息的管理和组织形式角度看，信息系统又可以进行如下表示：DBMS应用子系统系统规划编译软件程序语言网络软件通用工具应用子系统应用子系统应用子系统应用子系统组织机构人工处理人员管理规章制度硬件硬件OS（一）操作系统（四）数据库（二）应用系统（三）中间件（一）操作系统计算机用户计算机用户操作系统是计算机硬件的扩充 “裸机”+操作系统=
6、虚拟机一个裸机在每加上一层软件后，就变成了功能更强的虚拟机。操作系统与软硬件的层次关系如图。裸机系统名称系统名称简介简介优点优点缺点缺点DOSMicrosoft的MS-DOSIBM的PC-DOSNovell的DR-DOSDiskOperating System又称DOS（简写 ） ， 中 文 全 名“磁盘操作系统”1981年问世，单用户、单任务、字符界面。1、支持众多的通用软件，如各种语言处理程序、数据库管理系统、文字处理软件2、快捷、速度快、安全，熟练的用户可以通过创建BAT或CMD批处理文件完成一些烦琐的任务。3、对硬件平台要求低640KM内存。1、日常应用功能不丰富，（没有图形界面）命令
7、行操作不直观，对设备的支持比较少2、很多设备的大部分程序都不能在DOS环境下执行。3、已经退出个人用户的视野，但在工业领域仍然占有一个重要位置。Windows 从Windows 1.0到Windows 95、98、 ME、2000、 2003、XP、Vista、 7、8、 10 和Windows Server服务器企业级操作系统1985年11月发布的第一代窗口式多任务系统。1图形界面良好，拥有良好的集成开发环境，操作简单（鼠标器的使用）。 提供了一个可伸缩的高性能平台。2整合常见应用软件，简单，快捷，方便。适合快速装机。1.系统更新落后，漏洞较多，不稳定，易受病毒和木马的攻击；2.所有软件和程
8、序预装在C盘，加重系统负担，即使卸载，仍有残余大量垃圾碎片文件，容易拖慢系统。95独立的系统（之前都是由DOS引导），集成了网络功能和即插即用功能。更强大的、更稳定、更实用的桌面图形用户界面。“开始”菜单98支持FAT32文件系统、多显示器、整合了Internetnternet浏览器2000桌面及服务器操作系统， 包括Windows 2000、Windows XP和Windows Server 2003 。（ Professional家用、Server企业内部、Advanced Server WEB服务器和Datacenter Server大型数据处理 ）XP月神用户图形界面，选择任务的用户界
9、面，更简单的工具栏， 2014年4月8日取消所有技术支持Vista微软公司首款原生支持64位的个人操作系统，安全可信、内存管理和文件系统、IPV6支持，无线支持，媒体模块，3D，软件集成（内置备份，windows mail ，搜索，播放器等）7支持触控技术，搜索更简单，移动工作能力更强，针对笔记本电脑的特有设计。更易用、更娱乐、更智能、更华丽、更兼容8移动触控电子设备（PAD、触屏手机）更加简单快捷，续航能力，启动速度更快、占用内存少。10多桌面、多任务、多窗口，开始菜单和开始屏幕， Edge（斯巴达）浏览器，支持跨设备运行。变成一个服务，以后会通过新的升级而得到新的功能。系统名称简介优点缺点
10、UNIXUNIX是一个强大的多用户、多任务操作系统，支持多种处理器架构，按照操作系统的分类，属于分时操作系统1、由于附带源代码，用户可以分析它，更改它。文件系统小巧，简单。2、将所有的设备用文件表示，可使用与处理文件相同的命令和系统调用集访问设备。3 、具有可移植性。1、 UNIX 系统的标准1/O 库相对其底层的系统调用接口已变得越来越复杂了。2 、传统的UNIX内核不够灵活，不具备很好的可扩充性，也很少代码复用的设施。LinuxLinux是一种自由和开放源码的类Unix操作系统，可安装在各种计算机硬件设备中。世界上运算最快的超级计算机运行的都是Linux系统。其中Redhat Linux推
11、广最广泛，红旗Linux是国内自行开发的。1、安全 、易维护、稳定 。2、软件自由/开源 3、低成本 大多数 4、透明公开 绝大多数 是开放开发的。 1、寻求帮助相对更难。 2、绝大多数硬件是支持的，但不是全部 3、缺失的应用软件和游戏 会失去一些熟知的应用程序。AndroidAndroid是一种以Linux为基础的开放源代码操作系统，主要使用于便携设备。开放性强、挣脱运营商的束缚，具有丰富的硬件选择1、个人隐私难得到保守。2、系统自带广告太多。3、过分依赖开发商缺少标准配置。支持支持Linux者者支持支持Windows者者费用Linux是免费的，它没有使用许可证费用；而且，已经有许多免费办公
12、自动化解决方法可供选择。Linux要求现场的技术支持以保证系统运行，要求开发人员或承包商现场修改系统错误和应用核心补丁程序，无法保证能够由内部人员来解决问题；VisualStudio比其它开放源代码的开发环境好；Linux没有提供足够多的商业工具软件。声誉声誉Linux正在全球各地迅速普及推广，各大软件商如Oracle、Sybase、Novell、IBM等均发布了Linux版的产品，许多硬件厂商也推出了预装Linux操作系统的服务器产品微软视窗是最常用的OS平台；每个Linux系统发布就是一个独立的OS，向后兼容性差；Windows应用比Linux应用允许用户更多的集中到任务上，无需编程就可以
13、使应用系统工作；Windows有一致的界面窗口。应用应用Linux图形接口像Windows一样容易使用；Linux使用标准兼容协议,也使用标准文件格式；从未遇到过像安装微软补丁程序那样的事：Linux提供极大的协同工作能力。Linux上的应用非常少；不与IE标准兼容；无法买到像Outlook所提供的电子邮件备份功能那样的Linux电子邮件备份工具；Linux上没有PCAnywhere那样的管理软件；Linux打印功能不好，没有媒体播放软件。商无钱可赚，也就没有销售商。支持支持Linux者者支持支持Windows者者安全没有Linux病毒；Linux没有那种会导致系统死锁的模糊的协议服务；Lin
14、ux不易受蠕虫攻击；Linux不会发生IRC特洛伊IIS蠕虫。Linux并不安全，没有人负责Linux的完整性；有许多出色的第三方企业在生产各种反病毒软件；微软已经集中精力来解决安全问题。硬件支持Linux能够支持视频控制器、USB、调制解调器、鼠标和监视器等一切硬件；HP、Lexmark和Epson都提供了许多打印工具。Linux不支持GDI打印机、WIN调制解调器、视频卡和PCMCIA卡。软件支持在Linux团体内的帮助是快速和免费的；可以使用VNC同时遥控Linux和Windows网络客户端；Linux软件更加容易跟上潮流并且更加容易部署；Linux有很好的远程管理工具，使用Linux可
15、以很容易地映射硬盘来复制系统。许多供应商不支持Linux，他们无法从Linux用户那里挣到钱；买不到Linux桌面支持服务。没有像微软MMC那样的统一的Linux网络管理工具；Windows有更加成熟的快速配置工具。可信赖性Linux是开放源代码的，而开放源代码是互联网的动力所在。开放源代码意味着永远没有限制，也不会被谁“锁定”Linux桌面界面混乱(有KDE、Gnome等好几种)，添加菜单不方便；开放源代码意味着:没有路标、没有未来，销售Linux是一个以开发者为中心开发者为中心的操作系统Windows是以消费者为中心以消费者为中心的操作系统（二）应用软件按处理内容：MIS，CMS等按行业分
16、：教育，娱乐，金融，电信，医疗等按主要特征分：游戏，三维处理，流媒体等按适用范围：行业软件（如：通信、能源、金融财税）、通用软件（如：辅助设计软件AutoCAD ）、文字处理软件。按物理结构：单机版Desktop程序和网络版程序，网络程序又分为C/S程序和B/S程序。应用软件的分类应用软件的分类基本物理结构基本物理结构lCS（Client/Server客户端/服务器）架构lBS（Browser/Server浏览器/服务器）架构（二）应用软件C/S结构通过在客户和服务器之间划分各自所包括的层次，来提高应用端的计算效率。应用程序被划分成了客户端的应用程序和服务器端的应用程序，即所谓的两层结构。SQ
17、L请求请求结果集结果集包含数据ServerClient包 含 应 用程序B/S结构l 用户工作界面是通过web浏览器来实现，极少部分事务逻辑在前端（Browser）实现，但是主要事务逻辑在服务器端（Server）实现，形成所谓三层3-tier结构：表示层表示层、逻辑层、数据、逻辑层、数据层。层。无关其物理结构，即便这三个层是被放置在同一台机器上。各大门户户网站新浪，网易，搜狐等。淘宝，京东等电子商务网站。第一层:表示层，负责与用户的交互。客户端向由URL（UniformResourceLocator，统一资源定位器）所指定的Web服务器提出申请，Web服务器用HTTP协议把所需的文件资料传给用
18、户，客户端接收文件信息并在浏览器上输出。一般为基于HTML的浏览器；业务规则一般由内嵌HTML网页的脚本和控件来处理；通常采用安全套接层SSL（Secure Sockets Layers）来减少网络传输带来的风险。第二层:逻辑层，响应用户发来的请求，执行某种业务任务，并与数据库服务器交互，将数据库服务器交互结果传送给浏览器端。第三层: 数据层，系统的数据中心。一般数据层都由Database Management System（DBMS）组成，一个应用系统对应由DBMS管理的一个或多个数据库。实现数据的定义、维护、访问、更新以及管理（表、索引、存储过程、触发器等），并响应应用服务器的数据请求。数
19、据层还可以由文件系统或非关系型数据库等组成。BrowserBrowserWeb ServerBrowserDB Server页面请求页面请求页面响应页面响应数据结果数据结果数据请求数据请求B/S与C/S比较B/SC/S性能性能异地浏览和信息采集比较灵活，随时随地只要能使用浏览器上网即可。但是，客户端只能完成浏览，查询，数据输入等简单工作，绝大部分由服务器承担，负担重。客户端和服务器都能处理任务，虽然对客户机要求很高，但是可以减轻服务器的压力。只有一层交互，因此响应速度较快升级维护升级维护客户端比较容易，只要能上网就行，即开发维护等几乎都集中在服务器端，当企业对网络应用进行升级时，只需更新服务器
20、即可，这样就减少了异地用户维护与升级的成本。在跨浏览器上不尽如人意一次升级，每一台客户机需要重新安装，系统升级成本比较大。扩展性扩展性非常容易，只要能上网，再人工或在线自动分配一个用户名和密码即可使用（统一身份认证、CA证书）。扩展时远程访问需要专门的技术，同时要对系统进行专门的设计来处理分布式的数据。安全性安全性建立在广域网之上，对安全的控制能力相对弱，面向是不可知的用户群。在速度和安全性上需要花费巨大的设计成本，这是BS架构的最大问题。一般面向相对固定的用户群，多层认证也不难。一般高度机密的信息系统采用C/S 结构适宜。1. 简化了客户端（数量、地点不限）；2. 简化了系统的开发和维护：无
21、须再为不同级别的用户设计开发不同的客户应用程序，只需把所有的功能都实现在Web服务器上，并就不同的功能为各个组别的用户设置权限即可；3. 适用于网上信息适用于网上信息发布；发布；4. 更更强兼容性、可移植性。强兼容性、可移植性。B/S三层结构三层结构在软、硬件环境发生变化时的适应能力在软、硬件环境发生变化时的适应能力比比C/S结构强的多，具有更强的可伸缩结构强的多，具有更强的可伸缩性。性。例如:教学计划管理系统 功能模块1（C/S模式）功能模块2（B/S模式）教学计划管理程序应用服务器Web服务器数据库服务器客户端浏览器第一个模块为教学计划业务管理模块，完成教学计划的制定与修改以及各类教学计划
22、信息的管理与维护； 第二个模块为教学计划信息发布模块，完成各种教学计划信息的网上发布 。 C/S模式和B/S模式的交叉混用 （三）中间件现代应用系统的基本特征现代应用系统的基本特征 分布分布 任务已不只是在单机上运行，而是由任务已不只是在单机上运行，而是由网络中网络中多台计算机上的相关应用多台计算机上的相关应用共同协作共同协作完成，完成，需考虑需考虑网络传输网络传输、数据安全数据安全、数据一致性数据一致性、同步同步等诸多问题；等诸多问题；异构异构 计算机硬件、操作系统、网络协议、数据库系统以及开发工具种类繁多，需考虑计算机硬件、操作系统、网络协议、数据库系统以及开发工具种类繁多，需考虑数数据表
23、示据表示、调用接口调用接口、处理方式处理方式等诸多问题；等诸多问题；动态协作动态协作 参与协作的应用允许参与协作的应用允许位置透明性位置透明性、迁移透明性迁移透明性、负载平衡性负载平衡性等需求。等需求。中间件(Middleware)是一种软件，处于系统软件（操作系统和网络软件）与应用软件之间，它能使处于应用层中的各应用成分之间实现跨网络的协同工作（也就是互操作），这时允许各应用软件之下所涉及的“系统结构、操作系统、通信协议、数据库和其它应用服务”各不相同。中间件是一组驻留在网络与传统应用之间的中间件是一组驻留在网络与传统应用之间的一组服务一组服务，用以管理安全、访问以及信息交换用以管理安全、访
24、问以及信息交换。它提供了通道的功能，保证应用系统数据的可靠传输；它起着桥梁的作用，达成异构应用资源之间的互联互通；它是分布式应用的集成开发框架，促成企业分布式应用的有机集成；作为平台，有效实现分布应用的分阶段顺利部署；它起着过滤网的作用，保护关键信息的安全。应用软件中间件网络软件操作系统应用软件中间件网络软件操作系统可协同工作1) 数据访问中间件2) 消息中间件3) 远程过程调用中间件4）事务（交易）中间件5）对象中间件 6）终端仿真/屏幕转换中间件的分类中间件的分类 三三种技术的比较种技术的比较 p WeblogicWebLogic是美国bea公司出品的一个ApplicationServer
25、，确切的说是一个基于J2EE架构的中间件。BEAWebLogic是用于开发、集成、部署和管理大型分布式Web应用、网络应用和数据库应用的Java应用服务器。将Java的动态功能和JavaEnterprise标准的安全性引入大型网络应用的开发、集成、部署和管理之中。p WebSphereWebSphere是IBM的集成软件平台。它包含了编写、运行和监视全天候的工业强度的随需应变Web应用程序和跨平台、跨产品解决方案所需要的整个中间件基础设施，如服务器、服务和工具。WebSphere提供了可靠、灵活和健壮的集成软件。p JBossJBoss是一个管理EJB的容器和服务器，支持EJB1.1、EJB2
26、.0和EJB3.0的规范。但JBoss核心服务不包括支持servlet/JSP的WEB容器，一般与Tomcat或Jetty绑定使用。2006年,Jboss公司被Redhat公司收购。p TomcatTomcat是Apache软件基金会的Jakarta项目中的一个核心项目，由Apache、Sun和其他一些公司及个人共同开发而成。由于有了Sun的参与和支持，最新的Servlet和JSP规范总是能在Tomcat中得到体现，因为Tomcat技术先进、性能稳定，而且免费，因而深受Java爱好者的喜爱并得到了部分软件开发商的认可，成为比较流行的Web应用服务器。常用的中间件常用的中间件n 价位： JBos
27、s与Tomcat的是免费的；WebLogic与WebSphere是收费的，而且价格不菲。n 开源性： JBoss与Tomcat的是完全开源的，而其他两个不是。n 对技术的支持Tomcat不支持EJB，JBoss是实现了EJB容器，再集成了Tomcat。WebLogic与WebSphere都是对业内多种标准的全面支持，包括EJB、JSB、JMS、JDBC、XML和WML，使Web应用系统的实施更为简单，并且保护了投资，同时也使基于标准的解决方案的开发更加简便。 n 扩展性WebLogic和WebSphere都是以其高扩展的架构体系闻名于业内，包括客户机连接的共享、资源 pooling以及动态网页
28、和EJB组件群集。n 应用范围Tomcat 是一个小型的轻量级应用服务器，在中小型系统和并发访问用户不是很多的场合下被普遍使用，是开发和调试JSP 程序的首选。WebLogic和WebSphere是商业软件,功能齐全强大,主要应用于大型企业的大型项目。 JBOSS 主要应用于EJB服务的中小型公司。n 商业服务和技术支持因为JBoss和Tomcat都是开源免费的，所有它俩也就没有任何商业服务和技术支持，而WebLogic和WebSphere的技术文档和相关服务还是很到位，如果你的服务器哪一天出问题了，只要你能出的起钱，他们的技术工程师立刻就能出现在你面前。n 安全性JBoss和Tomcat都是
29、开源的，所以它们的安全性相对来说比较低，万一应用服务器本身有什么漏洞，是没办法向Apache索赔的。 而WebLogic和WebSphere其容错、系统管理和安全性能已经在全球数以千记的关键任务环境中得以验证。n 与数据库的紧密结合性： tomcat是无法支持那么多的并发量（为什么电信/银行/移动之类的公司使用Oracle或DB2数据库，而不选用mysql）。（四）数据库常见的主流数据库IBM DB2： IBM著名的关系型数据库产品， DB2 Universal Database 6.1是通用数据库的典范，是第一个具备网上功能的多媒体关系数据库管理系统，支持包括Linux在内的一系列平台。OR
30、ACLE：全球最大的数据库软件公司，第一个商用SQL 关系数据库管理系统，其产品支持最广泛的操作系统平台。SQL Server：微软公司开发的大型关系型数据库系统，与Windows操作系统紧密集成，功能较全面，可以作为中型企业或单位的数据库平台。缺点是只能在Windows系统下运行。MySQL：小型关系型数据库管理系统，开发者为瑞典MySQL AB公司，被Sun公司收购。其体积小、速度快、开放源码，许多中小型网站为了降低网站总体拥有成本而选择了MySQL作为网站数据库。（四）数据库DB2OracleSQLServer开放性开放性能在所有主流平台上运行（包括windows）。最适于海量数据。DB
31、2在企业级应用最为广泛,在全球的500家最大的企业中,85%以上用DB2能在所有主流平台上运行（包括 windows）。完全支持所有的工业标准。采用完全开放策略。可以使客户选择最适合的解决方案。对开发商全力支持。只能在windows上运行，没有丝毫的开放性，操作系统的系统的稳定对数据库是十分重要的windows平台的可靠性，安全性和伸缩性是非常有限的。它不象unix那样久经考验，尤其是在处理大数据量的关键业务时。 可伸缩性可伸缩性并行性并行性具有很好的并行性。DB2把数据库管理扩充到了并行的、多节点的环境。数据库分区是数据库的一部分，包含自己的数据、索引、配置文件、和事务日志。提供高可用性和高
32、伸缩性的簇的解决方案。并行实施和共存模型并不成熟。很难处理日益增多的用户数和数据卷。伸缩性有限。安全性安全性获得最高认证级别的ISO标准认证获得最高认证级别的ISO标准认证没有获得任何安全证书性能性能适用于数据仓库和在线事物处理性能较高。性能最高多用户时性能不佳客户端支持客户端支持及应用模式及应用模式跨平台，多层结构，支持ODBC,JDBC等客户连接。多层次网络计算，支持多种工业标准，可以用ODBC,JDBC,OCI等网络客户连接。C/S结构，只支持windows客户，可以用ADO,DAO,OLEDB,ODBC连接。如何理解云计算中IaaS、PaaS和SaaS？很简单，就像吃货想吃披萨了. 二
33、、问题与挑战数据数据应用应用运行环境运行环境中间件中间件网络网络存储存储服务器服务器虚拟化虚拟化操作系统操作系统数据数据应用应用运行环境运行环境中间件中间件网络网络存储存储服务器服务器虚拟化虚拟化操作系统操作系统数据数据应用应用运行环境运行环境中间件中间件网络网络存储存储服务器服务器虚拟化虚拟化操作系统操作系统数据数据应用应用运行环境运行环境中间件中间件网络网络存储存储服务器服务器虚拟化虚拟化操作系统操作系统iaasPaasSaas本地部署IaaS: Infrastructure-as-a-Service（基础设施即服务）虚拟机、服务器、存储空间、网络带宽、安全防护PaaS: Platform-as-a-Service（平台即服务）数据库、开发工具、web服务器、软件运行环境SaaS: Software-as-a-Service（软件即服务）电子邮件、虚拟桌面、统一通信、在线游戏二、问题与挑战
