mis31-第3章1計算機技術(shù)

1、第3章 管理信息系統(tǒng)的技術(shù)基礎(chǔ),主要內(nèi)容3.1 數(shù)據(jù)處理與計算機基礎(chǔ)3.2 數(shù)據(jù)組織,3.1 數(shù)據(jù)處理與計算機基礎(chǔ),3.1.1 數(shù)據(jù)處理數(shù)據(jù)處理：指把來自科學(xué)研究、生產(chǎn)實踐和社會經(jīng)濟活動等領(lǐng)域中的原始數(shù)據(jù)，用一定的設(shè)備和手段，按一定的使用要求，加工成另一種形式的數(shù)據(jù)的過程。一、數(shù)據(jù)處理的目的二、數(shù)據(jù)處理的基本內(nèi)容,3.1.2 計算機基礎(chǔ),3.1 數(shù)據(jù)處理與計算機基礎(chǔ),說明： 由于本部分的內(nèi)容在《計算機文化》、

2、《Internet及其應(yīng)用》、《計算機網(wǎng)絡(luò)》等課程中已講述過，所以本課的學(xué)習(xí)以回顧為主。,計算機的產(chǎn)生（現(xiàn)代史）1945年, 美國數(shù)學(xué)家馮.諾依曼博士發(fā)表《電子計算工具邏輯設(shè)計》論文，提出二進制表達方式和存儲程序控制計算機構(gòu)想。1946年, 美國賓西法尼亞大學(xué)研制成功電子數(shù)字計算機 ENIAC。重28噸，耗電150kW，占地170平米，用電子管18800個，每秒5000次加法。,3.1 數(shù)據(jù)處理與計算機基礎(chǔ),,電子計算機的發(fā)展簡史

3、第一代 電子管時代(1946-1958)耗電高，體積大，定點計算，機器語言，匯編語言第二代 晶體管時代(1958-1965) 變集中處理為分級處理，浮點運算、高級語言第三代 中小規(guī)模集成電路時代(1965-1970)存儲容量大，運算速度快，幾十至幾百萬次/秒第四代 大規(guī)模集成電路時代(1971至今)向大型機和微型機兩個方向發(fā)展現(xiàn)代計算機發(fā)展方向巨型化，微型化，網(wǎng)絡(luò)化，智能化，多媒體化,3.1 數(shù)據(jù)處理與計算機基

4、礎(chǔ),計算機的六大分類（1）巨型機世界幾家公司生產(chǎn)，最快1.4萬億次，9千個CPU組成。Cray-1,Cray-2,Cray-3,國產(chǎn)銀河I, 銀河II, 銀河III,天河一號。小巨型機功能同巨型機相近，價格相對便宜，發(fā)展十分迅速。美國Convex公司的C系列機為其代表產(chǎn)品。大型機大中型企事業(yè)單位作為計算中心的主機使用，統(tǒng)一調(diào)度主機資源。代表產(chǎn)品有IBM360，370，4300等。,3.1 數(shù)據(jù)處理與計算機基礎(chǔ),計算機的六大分

5、類（2）小型機可以滿足部門性的需求，供小型企事業(yè)單位使用，典型產(chǎn)品有IBM-AS/400，DEC-VAX系列，國產(chǎn)太級工作站用于特殊的專業(yè)領(lǐng)域，例如圖象處理和輔助設(shè)計等。 典型產(chǎn)品有HP-APOLLO，SUN工作站等。微型機個人或家庭使用，PC機/個人計算機，價格低廉,3.1 數(shù)據(jù)處理與計算機基礎(chǔ),計算機的應(yīng)用領(lǐng)域科學(xué)研究計算密碼破譯，天氣預(yù)報，地質(zhì)勘探，衛(wèi)星軌道計算過程控制機器人以及各種自動化裝備，溫度調(diào)節(jié)，閥門控

6、制輔助設(shè)計/分析/制造/教學(xué)機械CAD，建筑CAD，CAE，CAM，CAI數(shù)據(jù)處理數(shù)據(jù)庫管理，企業(yè)信息管理，統(tǒng)計匯總、辦公自動化智能模擬人工智能、專家系統(tǒng)、自學(xué)習(xí),3.1 數(shù)據(jù)處理與計算機基礎(chǔ),馮.諾依曼機具有如下基本特點計算機由運算器、控制器、存儲器、輸入設(shè)備和輸出設(shè)備五部分組成。采用存儲程序的方式，程序和數(shù)據(jù)放在同一存儲器中，由指令組成的程序可以修改。數(shù)據(jù)以二進制碼表示。指令由操作碼和地址碼組成。指令在存儲器中

7、按執(zhí)行順序存放，由指令計數(shù)器指明要執(zhí)行的指令所在的單元地址，一般按順序替增。機器以運算器為中心，數(shù)據(jù)傳送都經(jīng)過運算器,3.1 數(shù)據(jù)處理與計算機基礎(chǔ),,諾依曼計算機的工作原理可概述為：“存儲程序” + “程序控制”要點：1．以二進制表示數(shù)據(jù)和指令(程序)2. 先將程序存入存儲器中，再由控制器自動讀取并執(zhí)行,,,,輸入設(shè)備,控制器,,,輸出設(shè)備,,,,,,,,,,,,,CPU,存儲器,運算器ALU,3.1 數(shù)據(jù)處

8、理與計算機基礎(chǔ),計算機程序的運行 一個CPU能執(zhí)行什么操作，是工程人員設(shè)計和制造時安排好的，是固定的，用戶不能改變。 程序是用戶在使用計算機時，為要解決的問題，用一條條指令編寫的指令序列。構(gòu)成程序的指令在存儲器中一般都是順序存放。要破壞這種順序性，必須由轉(zhuǎn)移指令操作。,3.1 數(shù)據(jù)處理與計算機基礎(chǔ),計算機程序的運行 指令是CPU能執(zhí)行的一個基本操作。如：取數(shù)、加、減、乘、除、存數(shù) 等 計算機能夠執(zhí)行的各種不同類型指令

9、的總和稱為該機的指令系統(tǒng)。指令系統(tǒng)決定了計算機的功能。指令越多，計算機功能越強，線路也就越復(fù)雜。以下是幾類基本指令：數(shù)據(jù)傳送指令算術(shù)運算指令邏輯運算指令程序控制指令輸入/輸出指令其他指令,3.1 數(shù)據(jù)處理與計算機基礎(chǔ),3.1.2.1 計算機硬件,微處理器一般功能進行算術(shù)邏輯運算可接收和發(fā)送數(shù)據(jù)可暫存少量數(shù)據(jù)提供控制信號對指令解碼,CPU的發(fā)展輔助處理器對偶處理器并行處理器RISC處理器MMX處理器

10、Pentium系列,3.1.2.1 計算機硬件,存儲器分類,,3.1.2.1 計算機硬件,主存儲器只讀存儲器（ROM）隨機存儲器（RAM）,3.1.2.1 計算機硬件,二級存儲器磁盤、磁帶、光盤,3.1.2.1 計算機硬件,輸入設(shè)備鍵盤、掃描儀、鼠標(biāo)輸出設(shè)備打印機、顯示器視頻聲音識別光和磁識別,3.1.2.1 計算機硬件,3.1.2.2 計算機軟件,軟件分為兩類：系統(tǒng)軟件：管理與支持計算機系統(tǒng)資

11、源及操作的程序，是計算機硬件和應(yīng)用程序之間重要的軟件接口。應(yīng)用軟件：綜合用戶信息處理需求的、直接處理特定應(yīng)用的程序。軟件發(fā)展趨勢：程序設(shè)計語言向?qū)υ捠?、自然語言方向發(fā)展向更容易使用的多目標(biāo)應(yīng)用軟件包發(fā)展,分類：系統(tǒng)管理程序：用于管理計算機系統(tǒng)的硬件、軟件和數(shù)據(jù)資源。包括操作系統(tǒng)、數(shù)據(jù)庫管理程序、通信管理程序。系統(tǒng)支持程序：通過提供各種支持服務(wù)，以支持計算機系統(tǒng)的操作和管理。包括系統(tǒng)實用程序、安全管理器等。系統(tǒng)開發(fā)程序：

12、幫助用戶開發(fā)信息系統(tǒng)的應(yīng)用程序。包括各種語言編譯器、開發(fā)工具、輔助軟件工程包等。,3.1.2.2 計算機軟件,操作系統(tǒng)是一臺計算機最基本、最重要的軟件包，它控制CPU的操作，控制計算機系統(tǒng)的輸入/輸出，資源的分配，為應(yīng)用程序提供各種服務(wù)與接口。五大功能：用戶界面資源管理任務(wù)管理文件管理實用程序與支持服務(wù)操作系統(tǒng)分類：批處理OS、分時OS、實時OS?！緟⒁?09頁圖8.2】,3.1.2.2 計算機軟件,DOS曾經(jīng)是P

13、C機上最常用的操作系統(tǒng)，以簡單、可靠贏得了廣大用戶的青睞。但由于未能緊跟計算機硬件技術(shù)的發(fā)展，最終退出了歷史舞臺。Windows3X是PC機上最為成功的DOS擴展器，它在DOS的基礎(chǔ)上改進了用戶接口、內(nèi)存管理和設(shè)備管理，增加了對多媒體的支持，實現(xiàn)了圖形用戶界面，為PC機操作系統(tǒng)的進一步發(fā)展打下了基礎(chǔ)。,3.1.2.2 計算機軟件,Windows95是一個全新的32位PC機操作系統(tǒng)，它充分利用了PC硬件技術(shù)發(fā)展的新成果，在支持原有1

14、6位應(yīng)用的基礎(chǔ)上，把PC操作系統(tǒng)技術(shù)向前推進了一大步。UNIX系統(tǒng)經(jīng)過20多年的錘煉，以高可靠性、高效率和強大的TCP/IP支持、支持并行處理和多處理器和獨有的64位計算使其成為企業(yè)級應(yīng)用的首選。 作為UNIX風(fēng)格的操作系統(tǒng)。,3.1.2.2 計算機軟件,LINUX秉承了UNIX系統(tǒng)的優(yōu)秀特性，以可靠、高效和近乎為零的使用成本而成為一種重要的操作系統(tǒng)。NetWare以其獨特的結(jié)構(gòu)、良好的運行效率和強大的目錄管理服務(wù)，成為PC局

15、域網(wǎng)絡(luò)的最主要的網(wǎng)絡(luò)操作系統(tǒng)。,3.1.2.2 計算機軟件,Windows NT繼承了微軟公司W(wǎng)indows系列操作系統(tǒng)的優(yōu)良特性，是一種可移植性好，支持多種硬件平臺，功能強大，可靠性好、靈活性高的企業(yè)級操作系統(tǒng)。它采用了先進的操作系統(tǒng)技術(shù)，如虛存管理、優(yōu)先權(quán)多任務(wù)、結(jié)構(gòu)化異常處理和操作系統(tǒng)對象等，支持對稱式多處理器，提供了Windows圖形用戶界面，兼容WIN32程序、16 Windows程序、MS-DOS程序、POSIX程序和OS

16、/2程序等。Windows NT以其靈活、強大的功能和穩(wěn)定可靠的性能成為了目前最為重要的操作系統(tǒng)之一,3.1.2.2 計算機軟件,其他系統(tǒng)管理軟件數(shù)據(jù)庫管理系統(tǒng)（DBMS）OracleSybaseMS SQL server通信管理器系統(tǒng)支持程序,3.1.2.2 計算機軟件,程序設(shè)計語言:機器語言。特點：采用二進制代碼指令隨機器而異效率高，執(zhí)行速度快編程繁瑣，工作量大，不直觀匯編語言高級語言。優(yōu)點：更接近自然語

17、言，一般采用英語表達，便于理解、記憶、掌握。高級語言編寫的程序短小，易于編寫、調(diào)試?？梢浦残詮?。,3.1.2.2 計算機軟件,高級語言不能被計算機直接識別和執(zhí)行，必須先翻譯成用機器指令表示的目標(biāo)程序。翻譯的方式有兩種：解釋執(zhí)行編譯執(zhí)行第四代語言（4GL）是一種十分接近英語和其他人類語言的自然語言面向?qū)ο蟮恼Z言,3.1.2.2 計算機軟件,3.1.2.3 通信與網(wǎng)絡(luò),主要內(nèi)容通信系統(tǒng)通信部件及其功能通信網(wǎng)絡(luò)的分類與應(yīng)用

18、通信管理,通信的定義利用通信設(shè)備和線路將地理位置不同的，功能獨立的多個計算機系統(tǒng)互聯(lián)起來，以功能完善的網(wǎng)絡(luò)軟件（即網(wǎng)絡(luò)通信協(xié)議、信息交換方式及網(wǎng)絡(luò)操作系統(tǒng)）實現(xiàn)網(wǎng)絡(luò)中資源共享和信息傳遞的系統(tǒng)。,3.1.2.3 通信與網(wǎng)絡(luò),遠程通信模型遠程通信是指以一定的形式，如語言、數(shù)據(jù)、文本和圖象，使用電或者光的介質(zhì)，從一個地方發(fā)送到另一個地方。數(shù)據(jù)通信是更專門的定義，指的是數(shù)據(jù)的傳送。遠程通信的基本組成：終端遠程通信處理器（調(diào)制解調(diào)器、路

19、由器）遠程通信信道和介質(zhì)（雙絞線、同軸電纜、光纖、微波、衛(wèi)星、紅外線）計算機網(wǎng)絡(luò)通信控制軟件,,,,,,..,微機（甲地）,,,,,,,,,,,,,,,,..,,,,,,遠程通信處理器,遠程通信信道和介質(zhì),計算機（遠程通信軟件）,3.1.2.3 通信與網(wǎng)絡(luò),計算機通信網(wǎng)絡(luò)的演變和發(fā)展第一代——遠程聯(lián)機系統(tǒng)終端＋終端控制器＋前端處理機＋主機,3.1.2.3 通信與網(wǎng)絡(luò),計算機通信網(wǎng)絡(luò)的演變和發(fā)展第二代——多計算機互聯(lián)（

20、典型：ARPANET）采用存儲轉(zhuǎn)發(fā)方式。通信子網(wǎng)：IMP和它們之間互聯(lián)的通信線路一起負責(zé)完成主機之間的通信任務(wù)，構(gòu)成通信子網(wǎng)。資源子網(wǎng)：通過通信子網(wǎng)互聯(lián)的主機負責(zé)運行用戶應(yīng)用程序，向網(wǎng)絡(luò)用戶提供可供共享的軟硬件資源，組成資源子網(wǎng)。,3.1.2.3 通信與網(wǎng)絡(luò),計算機通信網(wǎng)絡(luò)的演變和發(fā)展第三代—— 國際標(biāo)準(zhǔn)化的網(wǎng)絡(luò)，具有統(tǒng)一的網(wǎng)絡(luò)體系結(jié)構(gòu)、遵循國際標(biāo)準(zhǔn)化的協(xié)議。其互聯(lián)的國際標(biāo)準(zhǔn)為ISO7498。該模型也稱OSI七層模型。計算

21、機網(wǎng)絡(luò)→分布式系統(tǒng),3.1.2.3 通信與網(wǎng)絡(luò),通信信道的特征傳輸速率：以帶寬衡量，決定了通道最大的數(shù)據(jù)傳輸率，單位是bps（位/秒）。傳輸模式：同步傳輸與異步傳輸。傳輸方向：單工、半雙工、全雙工。交換選擇：線路交換報文交換分組交換介質(zhì)訪問控制方式競爭方式（CSMA/CD）令牌通行,3.1.2.3 通信與網(wǎng)絡(luò),通信介質(zhì)通信介質(zhì)是通信網(wǎng)絡(luò)中發(fā)送方和接收方之間的物理通路。分為有線和無線兩大類。雙絞線：10M、100

22、M，距離100m之內(nèi)。同軸電纜：細纜（50歐）、粗纜（75歐）;10M，細纜傳輸距離幾公里，寬帶傳輸距離幾十公里。光纖：幾千Mbps，傳輸距離幾十、上百公里。無線傳輸媒體：微波、紅外線、激光、衛(wèi)星。,3.1.2.3 通信與網(wǎng)絡(luò),通信處理機及其功能調(diào)制解調(diào)器（MODEM）：將數(shù)字信號和模擬信號互相轉(zhuǎn)換的設(shè)備。多路復(fù)用器：為了有效的利用傳輸系統(tǒng)，采用多路復(fù)用技術(shù)能把多個信號組合起來在一條物理電纜上進行傳輸，實現(xiàn)這種功能的

23、設(shè)備叫做多路復(fù)用器。頻分多路復(fù)用FDM時分多路復(fù)用TDM交換機網(wǎng)絡(luò)互聯(lián)設(shè)備中繼器橋接器路由器網(wǎng)關(guān),3.1.2.3 通信與網(wǎng)絡(luò),通信軟件功能：存取功能傳送控制網(wǎng)絡(luò)管理出錯控制安全管理網(wǎng)絡(luò)協(xié)議：協(xié)議是兩臺計算機之間進行通信必須遵循的一組規(guī)則。,3.1.2.3 通信與網(wǎng)絡(luò),,OSI參考模型網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu),應(yīng)用層,表示層,對話層,傳輸層,網(wǎng)絡(luò)層,數(shù)據(jù)鏈路層,物理層,,,,,,,,交換單元名稱,信息,信息,信息,信息,信

24、息分組,幀,位,主機A,主機B,應(yīng)用層,表示層,對話層,傳輸層,網(wǎng)絡(luò)層,數(shù)據(jù)鏈路層,物理層,路由選擇,,TCP/IP,3.1.2.3 通信與網(wǎng)絡(luò),網(wǎng)絡(luò)拓撲結(jié)構(gòu)分為兩大類：點到點星形結(jié)構(gòu)環(huán)形結(jié)構(gòu)樹形結(jié)構(gòu)網(wǎng)狀結(jié)構(gòu)廣播式總線結(jié)構(gòu)衛(wèi)星和無線電,3.1.2.3 通信與網(wǎng)絡(luò),局域網(wǎng)以太網(wǎng)（Ethernet）：802.3協(xié)議（CSMA/CD）；采用星形或者總線拓撲結(jié)構(gòu)?？蛻魴C/服務(wù)器結(jié)構(gòu)(Client/server,C/S)：

25、客戶機運行本地應(yīng)用軟件，向服務(wù)器發(fā)出關(guān)于數(shù)據(jù)處理的請求；服務(wù)器收到請求后，進行相應(yīng)的數(shù)據(jù)處理，然后將結(jié)果發(fā)送給客戶機，由客戶機將結(jié)果顯示給用戶。優(yōu)點：支持多種關(guān)系數(shù)據(jù)庫支持多種機型和操作系統(tǒng)合理利用資源容易做到數(shù)據(jù)共享易于維護和升級,3.1.2.3 通信與網(wǎng)絡(luò),客戶機/服務(wù)器結(jié)構(gòu)：(C/S),3.1.2.3 通信與網(wǎng)絡(luò),瀏覽器/服務(wù)器結(jié)構(gòu)(Browser/Server,B/S)：B/Ｓ是Brower/Server的縮寫，客

26、戶機上只要安裝一個瀏覽器（Browser），如Netscape Navigator或Internet Explorer，服務(wù)器安裝Oracle、Sybase、Informix或 SQL Server等數(shù)據(jù)庫。瀏覽器通過Ｗeb Server 同數(shù)據(jù)庫進行數(shù)據(jù)交互。優(yōu)點：B/S最大的優(yōu)點就是可以在任何地方進行操作而不用安裝任何專門的軟件。只要有一臺能上網(wǎng)的電腦就能使用，客戶端零維護。系統(tǒng)的擴展非常容易，只要能上網(wǎng)，再由系統(tǒng)管理員分配一個

27、用戶名和密碼，就可以使用了。甚至可以在線申請，通過公司內(nèi)部的安全認證（如ＣＡ證書）后，不需要人的參與，系統(tǒng)可以自動分配給用戶一個賬號進入系統(tǒng)。,3.1.2.3 通信與網(wǎng)絡(luò),瀏覽器/服務(wù)器結(jié)構(gòu): (B/S),3.1.2.3 通信與網(wǎng)絡(luò),廣域網(wǎng)分布隊列雙總線DQDB網(wǎng)：高性能、雙總線光纖城域網(wǎng)，數(shù)據(jù)傳輸速率高于40Mbps，傳輸距離達50km。其結(jié)構(gòu)由網(wǎng)絡(luò)節(jié)點和兩條方向相反的單向光纖構(gòu)成。X.25公用網(wǎng)：采用分組交換線路，在公共數(shù)據(jù)

28、網(wǎng)上以分組形式工作。實現(xiàn)了OSI七層協(xié)議中的物理層、數(shù)據(jù)鏈路層、網(wǎng)絡(luò)層。Internet/Intranet：運行公共的通信協(xié)議TCP/IP，把各個國家、區(qū)域網(wǎng)連成一個覆蓋全球的網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)，在網(wǎng)上提供豐富的共享資源和廣泛的應(yīng)用服務(wù)。綜合服務(wù)數(shù)字網(wǎng)（ISDN）：ISDN的中心思想是全數(shù)字化：電話、傳真、電視等全是數(shù)字設(shè)備，傳輸?shù)男畔⒉辉儆心M信號，而是數(shù)字脈沖。這樣所有的設(shè)備可以共享同一個網(wǎng)絡(luò)，實現(xiàn)互聯(lián)互通。,3.1.2.3 通信與網(wǎng)

29、絡(luò),通信管理在管理中的應(yīng)用影響效果：1）壓縮時間；2）降低地理位置限制； 3）重組關(guān)系,3.1.2.3 通信與網(wǎng)絡(luò),通信網(wǎng)絡(luò)的發(fā)展趨勢通信網(wǎng)絡(luò)是競爭武器組織的一種聯(lián)絡(luò)手段重要的技術(shù)投資通信網(wǎng)絡(luò)是企業(yè)一個重要的復(fù)雜決策領(lǐng)域一個企業(yè)的通信已不再局限于辦公室電話和長途電話范圍，而是屬于公司主架結(jié)構(gòu)中的一部分。同樣也是計算機信息系統(tǒng)集成中的一部分，用于降低成本，改進生產(chǎn)過程，共享資源，鎖定顧客和供應(yīng)商，發(fā)展新產(chǎn)品和服務(wù)

30、。通信網(wǎng)絡(luò)產(chǎn)生的附加值,3.1.2.3 通信與網(wǎng)絡(luò),3.2.1 數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)3.2.2 數(shù)據(jù)文件3.2.3 數(shù)據(jù)庫,3.2 數(shù)據(jù)組織,3.2.1 數(shù)據(jù)組織結(jié)構(gòu),3.2.1 數(shù)據(jù)組織結(jié)構(gòu)指針與鏈線性表樹,人們需要用數(shù)據(jù)來進行決策和采取行動如果這些數(shù)據(jù)能夠在限定的時間內(nèi)被檢索處理，這些數(shù)據(jù)就產(chǎn)生了價值，成為信息。因此需要將數(shù)據(jù)有序的組織起來，才能對數(shù)據(jù)進行有效的處理。數(shù)據(jù)的邏輯組織有四個基本的邏輯元素：數(shù)據(jù)項記錄文件

31、數(shù)據(jù)庫,3.2.1 數(shù)據(jù)組織結(jié)構(gòu),數(shù)據(jù)組織的層次,3.2.1 數(shù)據(jù)組織結(jié)構(gòu),數(shù)據(jù)組織的相關(guān)概念數(shù)據(jù)項是組成數(shù)據(jù)系統(tǒng)的有意義的最小基本單位。它的作用是描述一個數(shù)據(jù)處理對象的某些屬性。記錄與數(shù)據(jù)處理的某一對象有關(guān)的一切數(shù)據(jù)項構(gòu)成了該對象的一條記錄。標(biāo)識記錄的數(shù)據(jù)項稱為關(guān)鍵項。文件相關(guān)（同類）記錄的集合稱為文件。數(shù)據(jù)庫按一定方式組織起來的邏輯相關(guān)的文件集合形成數(shù)據(jù)庫。,3.2.1 數(shù)據(jù)組織結(jié)構(gòu),數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu) 數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)是計算

32、機信息處理中的一個重要概念，包括數(shù)據(jù)的存儲結(jié)構(gòu)及在此結(jié)構(gòu)上的運算或操作。 數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)嚴格地又分為數(shù)據(jù)的邏輯結(jié)構(gòu)和物理結(jié)構(gòu)。,3.2.1 數(shù)據(jù)組織結(jié)構(gòu),數(shù)據(jù)的邏輯結(jié)構(gòu)是指數(shù)據(jù)間的邏輯關(guān)系，邏輯結(jié)構(gòu)包括兩大類：線性結(jié)構(gòu)和非線性結(jié)構(gòu)，線性表、棧、隊列及串為線性結(jié)構(gòu)，而樹和圖則為非線性結(jié)構(gòu)；物理結(jié)構(gòu)又稱存儲結(jié)構(gòu)，指數(shù)據(jù)元素在計算機存儲器中的存儲方式，存儲方式一般有四種：順序存儲、鏈接存儲、索引存儲及散列存儲，同一種邏輯結(jié)構(gòu)采用不同存儲

33、方式可以得到不同的數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)，如線性表以順序存儲方式存儲時得到順序表數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)，而以鏈接存儲方式存儲則得到鏈表數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)。對于給定的邏輯結(jié)構(gòu)需要尋找一種恰當(dāng)?shù)呐c其對應(yīng)的存儲結(jié)構(gòu)，以便在計算機中存儲。通常把這種對應(yīng)關(guān)系稱為映象。,3.2.1 數(shù)據(jù)組織結(jié)構(gòu),1．指針與鏈。 在數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)中，表征某一數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)特點及其連接方式的基本單位稱為結(jié)構(gòu)的結(jié)點(node)。 一個結(jié)點可以是一個字符、一個數(shù)字，也可以是一個記錄、一個集合。

34、一個結(jié)點通常有幾個域，用來存放與結(jié)點有關(guān)的信息，存放結(jié)點本身信息的域稱為數(shù)據(jù)域，存放結(jié)點與其他結(jié)點關(guān)系信息的域，稱為指針域或鏈域，其中存放與結(jié)點有關(guān)的結(jié)點的地址稱為指針。若干帶指針的結(jié)點組成的集合，稱為鏈。,結(jié)點的結(jié)構(gòu),3.2.1 數(shù)據(jù)組織結(jié)構(gòu),職工登記表中，每個職工的登記項有三項：工作證號 (No．)、姓名(NAME)和年齡(AGE)。,,圖 結(jié)點示意圖,3.2.1 數(shù)據(jù)組織結(jié)構(gòu),通常把本結(jié)點的指針指向的下一結(jié)點叫做本結(jié)點的直接后

35、繼，反之，與本結(jié)點鄰接的前一結(jié)點稱為本結(jié)點的直接前趨。這樣，上述職工登記表的鏈表結(jié)構(gòu)如圖,3.2.1 數(shù)據(jù)組織結(jié)構(gòu),2．線性表。 線性表是指數(shù)據(jù)的結(jié)構(gòu)形式本質(zhì)上是一維的線性關(guān)系，其中的每個結(jié)點都是同一類型的數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)。線性表中每個結(jié)點中的元素可以是一個數(shù)字、一串字符，或一項記錄。,3.2.1 數(shù)據(jù)組織結(jié)構(gòu),將一個線性表存儲到計算機中，可以采取許多不同的方式，最簡單的是順序存儲方式即把線性表的結(jié)點按邏輯次序依次存放在一組連續(xù)的存儲單

36、元里，結(jié)點在計算機內(nèi)的存放位置完全由結(jié)點在線性表中的順序號決定，用這種方法存儲的線性表稱為順序表。對于順序表，若開始結(jié)點的存放位置為LOC(K1)，每個結(jié)點占用空間大小為L，則第i個結(jié)點ki的存放位置可由下式直接計算得到因而，對于順序表任何一個結(jié)點的檢索都很方便。,3.2.1 數(shù)據(jù)組織結(jié)構(gòu),但是，如果要在順序表中插人或刪除一個結(jié)點時，就沒有這么簡單了。如圖所示，線性表中有五個元素，按數(shù)值大小順序排列，依次占據(jù)了五個存儲單元?，F(xiàn)若

37、要插入一個數(shù)23，由于插入后的線性表仍要求有序，必須將25以后的元素依次向后移動一個單元。同樣，若要刪除第4個元素23，則需把后面的25和39依次向前移動一個單元。,3.2.1 數(shù)據(jù)組織結(jié)構(gòu),鏈表結(jié)構(gòu)在每個結(jié)點設(shè)有鏈指針，用來指示下一個結(jié)點的位置，結(jié)點本身則可以存放在任意一組存儲單元中，這些存儲單元可以是連續(xù)的，也可以是分散的。結(jié)點之間的邏輯關(guān)系由指針表示，所以，在插入和刪除操作中，只需改變前后結(jié)點的指針，而不需要進行大量的數(shù)據(jù)移動。

38、由于單鏈表在搜索時，只能沿一個方向進行，并且每搜索一個結(jié)點，都必須從頭結(jié)點開始，搜索效率很低。為了改變這種情況，人們對單鏈表進行了許多改進，如把最后一個結(jié)點的指針指向頭結(jié)點，形成循環(huán)鏈表；在每個結(jié)點中加上一個指向前趨結(jié)點的指針，則構(gòu)成雙向鏈表等。,3.2.1 數(shù)據(jù)組織結(jié)構(gòu),刪除結(jié)點,插入結(jié)點,3.2.1 數(shù)據(jù)組織結(jié)構(gòu),3．樹。樹是結(jié)點之間有分支的、層次關(guān)系的結(jié)構(gòu)，類似于自然界中的樹。 圖示為一個樹結(jié)構(gòu)的實例，它反映了不同規(guī)格的鋼材的

39、庫存情況。,3.2.1 數(shù)據(jù)組織結(jié)構(gòu),3.2.2 數(shù)據(jù)文件,3.2.2 數(shù)據(jù)文件文件系統(tǒng)是數(shù)據(jù)處理的主要方式，建造容易，使用靈活，處理速度快，特別適合單項業(yè)務(wù)系統(tǒng)使用（如財務(wù)、庫存等管理系統(tǒng)）。,數(shù)據(jù)文件 數(shù)據(jù)文件(簡稱文件)是為了某一特定目的而形成的同類記錄的集合。記錄是文件中可存取的最小單位，它由若干數(shù)據(jù)項構(gòu)成。數(shù)據(jù)項是文件中可使用的最小單位。記錄中能惟一地標(biāo)志該記錄的數(shù)據(jù)項稱作主鍵。此外，還可能把另外一些．?dāng)?shù)據(jù)項定為副鍵

40、。主鍵和副鍵統(tǒng)稱鑒別鍵，它們的功能是用來鑒別和搜索記錄。文件系統(tǒng)是負責(zé)存取和管理文件的軟件。,3.2.2 數(shù)據(jù)文件,,文件組織形式建立并確定數(shù)據(jù)記錄的物理順序和邏輯順序之間的對立關(guān)系。,邏輯數(shù)據(jù)記錄,物理存儲方式,順序文件索引文件鏈表文件直接存取文件,順序映射關(guān)系,3.2.2 數(shù)據(jù)文件,順序文件文件中數(shù)據(jù)記錄的物理順序與邏輯順序一致，文件記錄按關(guān)鍵字值的遞增（或遞減）次序排序，形成其邏輯順序。,,,,,,,文件記錄,物理

41、設(shè)備,關(guān)鍵字值,相對磁道,3.2.2 數(shù)據(jù)文件,索引文件具有索引表的文件稱為索引文件。,索引文件,主文件,索引表,數(shù)據(jù)記錄區(qū),索引區(qū),記錄原始信息,記錄關(guān)鍵字+記錄地址,,,,,組成,映射,加工,,,3.2.2 數(shù)據(jù)文件,舉例,主文件,索引表,關(guān)鍵字學(xué)號與學(xué)生記錄地址的對應(yīng)表,3.2.2 數(shù)據(jù)文件,鏈表文件直接存取文件 直接存取文件沒有索引，而是通過一些尋址方法找到記錄的關(guān)鍵字與存儲地址之間的相應(yīng)關(guān)系，然后進行直接的存取。,記

42、錄,,記錄,,記錄,,,,記錄,^,,,入口,3.2.2 數(shù)據(jù)文件,幾種文件組織方式的比較,3.2.2 數(shù)據(jù)文件,傳統(tǒng)文件處理系統(tǒng)存在問題數(shù)據(jù)冗余與數(shù)據(jù)不一致性數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)的不一致，數(shù)據(jù)聯(lián)系弱缺少數(shù)據(jù)字典，缺少靈活性,應(yīng)用程序1,數(shù)據(jù)文件1,應(yīng)用程序2,應(yīng)用程序3,數(shù)據(jù)文件2,數(shù)據(jù)文件3,用戶,用戶,用戶,,,,,,,3.2.2 數(shù)據(jù)文件,銀行文件處理系統(tǒng),客戶財務(wù)報表,分期貸款程序,帳戶核對處理,存款處理,分期貸款