操作系统知识总结（精选8篇）
1、人工操作阶段。
2、单道批处理系统评价
a、解决了作业间的自动转接问题，减少了机器时间的浪费。
b、不管作业大小，只要它一旦占用处理机开始执行，则它必须一直占据处理机，直到运行完毕。c、资源利用率低 d、对短作业不公平e、交互性差
3、多批道处理系统 优缺点： 优点：
资源利用率高：CPU和内存利用率较高； 作业吞吐量大：单位时间内完成的工作总量大； 缺点：
用户交互性差：整个作业完成后或中间出错时，才与用户交互，不利于调试和修改；
作业平均周转时间长：短作业的周转时间显著增长；
4、分时系统
5、实时系统
操作系统的基本特性
1、并发
并行性(parallel）是指两个或多个事件在同一时间发生。
并发性(Concurrence)是指两个或多个事件在同一时间间隔内发生。
2、共享
共享指系统中的资源可供内存中多个并发执行的进程(线程)共同使用。a、互斥共享方式 b、同时访问方式
3、虚拟
虚拟，是指把一个物理上的实体，变为若干个逻辑上的对应物。
4、异步性
操作系统是计算机系统中的一个系统软件，它管理和控制系统中的软件和硬件资源，合理组织计算机工作流程，有效利用系统资源，为用户提供一个功能强，使用方便的工作环境，从而在计算机和用户之间起到接口的作用。
进程是具有独立功能的程序关于某个数据集合上的一次运行活动，是系统进行资源分配和调度的独立单位
程序：指令或语句序列，体现了某种算法
进程控制块
系统为了管理进程设置的一个专门的数据结构，用它来记录进程的外部特征，描述进程的运动变化过程
系统利用PCB来控制和管理进程，所以PCB是系统感知进程存在的唯一标志
进程与PCB是一一对应的 作用：
是一个在多道程序环境下不能独立运行的程序，成为一个能独立运行的基本单位，一个能与其他进程并发执行的进程。进程控制块中的信息：
1、进程标识符 2处理机状态
3、进程调度信息
4、进程控制信息 进程控制块的组织方式：
1、链接方式
2、索引方式进程的创建
1、创建一个PCB
2、为新进程分配资源
3、初始化进程控制块
4、将新进程插入就绪队列 进程撤消
1、根据标识符，找到该PCB
2、修改其状态
3、如有子孙进程，则予以终止
4、收回其资源
5、从所在链表中移出
人们把每个进程中访问临界资源的那段代码称为临界区
高级调度、中级调度、低级调度
高级调度也称为作业调度或长程调度用于将外存作业调入内存，创建PCB，插入就绪队列。一般在批处理系统中使用。分/实时系统一般直接入内存，无此环节。
低级调度也称为进程调度或短程调度处理机需要经常选择就绪进程执行，主要是由分派程序（Dispatcher）分派处理机。由于低级调度算法的频繁使用，要求在实现时做到高效。
中级调度为了提高内存利用率和系统吞吐量。涉及进程在内外存间的交换，将暂时不能运行的进程调出内存，以提高系统处理能力。此时的进程状态称为就绪驻外存状态或挂起状态。当内存有空闲时，由中级调度决定把外存上哪些具备运行条件的就绪进程，重新调入内存，转为就绪状态。三种调度的比较
1、进程调度运行频率最高，一般10－100 ms进行一次，故其算法不能太复杂，以免占用太多CPU时间。
2、作业调度是一批（个）作业运行完，退出系统，需重新调入一批（个）作业进入内存，故周期较长，允许算法较复杂。
3、中级调度介于上述二者之间。
死锁的定义：多个进程在运行过程中因争夺资源而造成的一种僵局
原因：1.竞争系统资源 2.进程的推进顺序不当
产生死锁的必要条件
1、互斥条件（资源独占）
2、请求和保持条件（部分分配，占有申请）
3、不剥夺条件（不可强占）
4、环路等待条件 解决死锁的基本办法
1、预防死锁(简单直观，通过设置某些限制条件来破坏产生死锁的四个必要条件中的几个，来预防发生死锁)
2、避免死锁(在动态分配资源的过程中，用某种方法防止系统进入不安全状态，从而避免发生死锁)
3、检测死锁(通过设置检测机制，及时检测出死锁的发生，确定有关的进程和资源)
4、解除死锁(与检测死锁配套使用，常用的方法是撤销或挂起一些进程，收回资源，分配给处于阻塞状态的进程，使之转为就绪状态，可以继续运行)
检测和解除措施可以较好的利用资源利用率和吞吐量。
系统产生死锁必定同时保持四个必要条件：
（１）进程互斥使用资源（２）请求和保持条件（３）不剥夺条件（４）环路等待条件
预防死锁的方法：破坏产生死锁的四个必要条件之一就可以防止死锁的发生。条件1是由设备的固有条件决定的，不能改变。
1、摈弃“请求和保持”条件资源一次性分配
优点：简单易于实现切很安全
缺点：第一，降低了系统吞吐量和资源利用率。第二，浪费了资源。
2、摈弃“不剥夺”条件
即当一个已经获得了某些资源的进程，在申请新资源未能满足时，必须释放已占有的资源。
评价：这种策略实现起来比较复杂，而且需要付出很大代价。
3、摈弃“环路等待”条件
做法：系统给每类资源赋予一个编号，每一个进程按编号递增的顺序请求资源，释放则相反(破坏环路等待条件)评价：较前几种方法，资源利用率和系统吞吐量都有较明显改善。但也存在一些问题
1.系统中各类资源所分配的序号，必须相对稳定，限制了新类型设备的增加 2.作业使用资源的顺序与系统规定资源顺序不同。
3.增加了程序设计难度。安全状态与不安全状态
安全状态指系统能按某种进程顺序来为每个进程分配其所需资源，直至最大需求，使每个进程都可顺利完成。若系统不存在这样一个序列，则称系统处于不安全状态。程序的装入
1、绝对装入 适用于单道程序环境。
2、可重定位装入方式（静态重定位）使用于多道程序环境
3、动态运行时装入方式 程序的链接
1、静态链接。在程序运行之前，先将各目标模块及它们所需的库函数，连接成一个完整的装配模块，以后不再拆开。称为静态链接
2、装入时动态链接。将用户源程序编译后得到的一组木匾模块，在装入内存时，采用边装入边链接的连接方式。
3、运行时动态链接。指对某些目标模块的链接，是在程序执行中需要该模块时，才对它进行的链接。连续分配方式
1、单一连续分配
2、固定分区分配
把主存中可分配的用户区域预先划分成若干个固定大小的区域，每一个区域称为一个分区，每个分区中可以装入一个作业，一个作业也只能装入一个分区中。a、分区大小相等缺乏灵活性 b、分区大学不等
3、动态分区分配
分区分配中的数据结构（1）、空闲分区表（2）、空闲分区链 实现空闲分区分配链接：应在每个分区的起始地址部分，设置一些用于控制区分配的信息，以及用于链接各分区的前向指针；在分区尾部则设置一后向指针，通过前，后向指针将所有的分区链接成一个双向链.分区分配算法（1）、首次适应算法FF。（2）、循环首次适应算法。（3）、最佳适应算法。分区分配操作
a、分配内存，利用某种算法，从空闲分区链表中找到所需大小的分区。b、回收内存。
4、可重定位分区分配
5、对换
对换是指把主存中暂时不能运行的进程，或暂时不用的程序和数据，换出到外存上，把已具备运行条件的进程，或进程所需要的程序或数据，换入主存的技术。
对换有两种方式
a、对换是以整个进程为单位，便称之为“整体对换”或“进程对换”，b、如果对换是以“页”或“段”为单位进行，则分别称之为“页面对换”或“分段对换”
系统为实现对换要实现： a、对换空间的管理 b、进程的换出 c、进程的换入
连续分配是内存中不能被程序利用的小
分区成为外碎片
分页是存储管理中进程的最后一页装不满而形成的不可利用的碎片为内碎片。虚拟存储器的基本概念
所谓虚拟存储器是指具有请求调入功能和置换功能，能从逻辑上对主存容量进行扩充的一种存储器系统。逻辑容量由内存和外存容量之和决定。运行速度接近与内存，而其成本却又接近于外存。虚拟存储器存储的特点
a、离散性。离散性是指在主存分配时采用离散分配方式，这是虚拟存储器的基础。
b、多次性。多次性是指一个作业被分成多次调入主存运行
c、对换性。对换性是指允许在作业的运行过程中换进、换出
d、虚拟性。虚拟性是指能够从逻辑上扩充主存容量，使用户所看到的主存容量远大于实际主存容量。虚拟存储器的实现方法 a、分页式虚拟存储管理
它是在分页式存储管理系统上增加了请求调页功能、页面置换功能所形成的页式虚拟存储管理系统
b、分段式虚拟存储管理
它是在分段式存储管理系统上增加了请求调段功能、分段置换功能所形成的段式虚拟存储管理系统。页面置换算法
（1）最佳置换算法淘汰或者长时间内不再访问的页面。
（2）先进先出置换算法（FIFO）淘汰最先进入内存的页面
（3）最近最久未使用算法（LRU）根据页面调入内存后的使用情况进行决策，利用最近过去仅是最近将来。（4）最近最不经常使用调度算法（LFU）最近时期使用最少
（5）最近未使用算法NUR（clock算法）设置访问位A 改进型的设置访问位A，M
I/O设备的类型1)按传输速率分类
低速设备，传输速率每秒钟几个字节至数百个字节的一类设备。有键盘、鼠标器、语音的输入和输出等设备。
中速设备，传输速率在每秒钟数千个字节至数万个字节的一类设备。典型有行式打印机、激光打印机等。高速设备，传输速率在数百千个字节至数十兆字节的一类设备。典型的高速设备有磁带机、磁盘机、光盘机等。2)按信息交换的单位分类
第一类是块设备(Block Device)，这类设备用于存储信息。信息的存取总是以数据块为单位。它属于有结构设备。典型的块设备是磁盘，每个盘块的大小为512 B-4 KB。
第二类是字符设备(Character Device)，用于数据的输入和输出。其基本单位是字符,故称为字符设备。
3)按设备的共享属性分类
这种分类方式可将I/O设备分为如下三类：
(1)独占设备。(2)共享设备。(3)虚拟设备。
设备控制器的基本功能1)接收和识别命令
CPU可以向控制器发送多种不同的命令，控制器应能够接收并识别这些命令 2)数据交换
实现CPU与控制器之间、控制器与设备之间的数据交换，前者通过数据总线，后者通过设置数据寄存器。3)标识和报告设备的状态
控制器中设置有状态寄存器，用其中的每一位来反映设备的某一种状态。4)地址识别
系统中每个设备有一个地址，设备控制器必须能够识别它所控制的每个设备的地址。5)数据缓冲
解决I/O设备和CPU、内存间速度不匹配的问题 6)差错控制
兼管对由I/O设备传送来的数据进行差错检测。若发现错误，向cpu报告，由CPU重新传送。设备控制器组成：
1)、设备控制器与处理机的接口 2)、设备控制器与设备的接口 3)、I/O逻辑I/O控制方式 1.程序I/O
2.中断驱动I/O控制方式优点：CPU 和I/O设备并行操作，CPU效率改善。缺点：中断的引入导致CPU的系统开销增大。
3.直接存储器访问DMA I/O控制方式 优点：避免了CPU对成批数据传输过程的频繁干预，CPU系统开销大大降低。一次可以完成一批数据的传输任务。缺点：
×一次只能完成一台设备的一批数据的传输任务。如果外部设备较多，仍然会增加CPU中断次数，导致CPU系统开销仍然很大。
4.I/O通道控制方式通道类型：
a、字节多路通道 特点：数据传输是以字节为单位进行的；通过循环轮转使用各子通道，达到了多路控制目的；主要用于控制低速、以字节为传输单位的外部设备(如打印机、显示终端等)。
b、数组选择通道 特点：每次控制一台设备连续传输一批数据；当一个设备要求的数据传输都结束后，选择通道才执行下个设备对应的通道程序；传输速度高，主要用于控制高速外设(如磁盘)。c、数组多路通道 特点：
以循环轮转使用多个子通道，每个子通道能在时间片内传送一组数据；通道利用率较高。主要用于高速、中速设备(如磁带机)的控制。缓冲管理
引入缓冲的原因
1.缓和CPU和I/O设备间速度不匹配的矛盾。2.减少对CPU的中断频率3.提高CPU和I/O并行性单缓冲
相对于没有缓冲区，单缓冲能提高用户进程的运行效率。
如果用户进程在对数据进行加工处理时不释放缓冲区，那么用户进程的性能并不能得到改善。
如果外部设备的速度比处理速度慢的多，那么单缓冲不会显著改变进程的性能。双缓冲
当数据从缓冲区复制到用户空间时,输入设备不必等待,可以立即开始向另一缓冲区输入数据,因此系统处理一块数据的时间可表示为：max(C, T)循环缓冲
循环缓冲技术是在主存中分配一组大小相等的存储区作为缓冲区，并将这些缓冲区链接起来，每个缓冲区中有一个指向下一个缓冲的指针，最后一个缓冲区的指针指向第一个缓冲区，这样n个缓冲区就成了一个环形。
三种类型的缓冲区：用于装输入数据的空缓冲区R、已经装满数据的缓冲区G、以及计算进程正在使用的工作缓冲区C 缓冲池：系统提供的公用缓冲,池中设置可供若干个进程共享的缓冲区.缓冲池组成： 3个队列：
空缓冲队列emq;输入队列inq 输出队列outq;四个工作缓冲区：
hin：收容输入数据;sin：提取输入数据
hout：收容输出数据;sout：提取输出数据
缓冲池的管理 基本操作:
从缓冲区队列中按一定规则取出一个缓冲区的过程takebuf(Type)
把缓冲区按一定规则插入缓冲区队列中去的过程addbuf(type,number)设备分配中的数据结构 设备控制表DCT
系统为每一个设备都配置了一张设备控制表，用于记录本设备的情况。系统设备表SDT
整个系统一张表，记录系统中所有I/O设备的信息，表目包括：设备类型、设备标识符、设备控制表、设备驱动程序入口等
控制器控制表COCT
一个控制器一张,包括控制器标识符,控制器状态,与控制器连接的通道表指针,控制器队列的队首指针,控制器队列的队尾指针.通道控制表CHCT
一个通道一张,包括通道标识符,通道状态,与通道连接的控制器表首址,通道队列的队首指针,通道队列的队尾指针.设备分配要考虑的因素：
1、I/O设备的固有属性 a、独享：b、共享：c、虚拟:
2、设备分配的算法1）FIFO2）优先权
设备分配中的安全性 安全分配方式：
每当进程发出一I/O后，即block，直到其I/O完成，运行时不保持任何资源。优点：安全
缺点：进程进展缓慢，CPU和I/O设备之间是串行的不安全分配方式：
进程发出I/O请求后，仍在继续运行，需要时又可发出第二个I/O请求。仅当进程请求的设备已被另一个进程占用时，才被阻塞。
优点：一个进程可同时操作多个设备缺点：分配不安全，需安全性计算 设备独立性
设备无关性，指应用软件所引用的用于实现I/O操作的设备与物理I/O系统中实际安装的设备没有固定的联系.SPOOLing技术
将一台物理I/O设备虚拟为多台逻辑设备，从而允许多个用户共享使用一台物理设备；即利用高速的共享设备（磁盘）实现低速独占设备的共享使用的技术。组成：
1、输出井和输入井：在磁盘上开辟的两个大的存储空间，模拟脱机输入/输出时的磁盘设备，暂存数据。
2、输入缓冲区和输出缓冲区：为了缓和CPU和磁盘之间速度不匹配的矛盾
3、输入进程和输出进程：两个进程来模拟脱机I/O时的外围控制机 SPOOLing技术的特点
（1）提高了I/O速度。从对低速I/O设备进行的I/O操作变为对输入井或输出井的操作，如同脱机操作一样，提高了I/O速度，缓和了CPU与低速I/O设备速度不匹配的矛盾。
（2）将独占设备改造为共享设备。在输入井或输出井中，分配给进程的是一存
储区和建立一张I/O请求表。
（3）实现了虚拟设备功能。多个进程同时使用一独享设备，而对每一进程而言，都认为自己独占这一设备，不过，该设备是逻辑上的设备。磁盘访问时间 寻道时间Ts
把磁臂(磁头)从当前位置移动到指定磁道上所经历的时间 旋转延迟时间Tr
指定扇区旋转到磁头下面所需的时间 传输时间Tt
把数据从磁盘读出，或向磁盘写入数据所经历的时间 磁盘调度
先来先服务(FCFS)
优点：公平、简单，每个进程的请求都能依次得到处理
缺点：未对寻道进行优化，平均寻道时间较长
最短寻道时间优先(SSTF)
要求访问的磁道与当前磁头所在的磁道距离最近，以使每次的寻道时间最短。优点：每次磁头移动距离较近缺点：不能保证平均寻道时间最短 扫描算法（SCAN）（电梯调度算法）最短寻道时间算法虽然能获得较好的寻道时间，但可导致某些进程发生“饥饿”现象
SCAN算法：磁道距离 + 磁头移动方向 优点：较好的寻道性能，且能防止进程饥饿
缺点：严重推迟某些进程的请求 循环扫描（CSCAN）算法 N—Step—SCAN和FSCAN 文件系统
1、文件是指存放在外存上的已命名的一组相关信息的集合。
有结构的文件由若干相关记录组成，无结构文件看成一个字符流。文件的属性包括文件类型、文件长度、文件的物理位置、文件的存取控制、文件的建立时间。
2、记录
记录是一组相关数据项的集合，用于描述数据对象某方面的属性。它是文件中数据处理的基本单位，是组成文件的基本元素。
3、数据项
数据项是指描述一个对象的某种属性的字符集，它是数据处理的最小单位。它可以分为
基本数据项：是用于描述一个对象的某种属性的字符集，是数据组织中可以命名的最小逻辑数据单位，即原子数据，又称为数据元素或字段。组合数据项：由若干个基本数据项组成，简称组项。文件类型
（1）按性质和用途分类
系统文件、用户文件、库文件（2）按文件中的数据形式分类源文件、目标文件
（3）按文件的存取控制属性分类只执行文件、只读文件、读写文件（4）按文件的逻辑结构分类有结构文件、无结构文件（5）按文件的物理结构分类顺序文件、链接文件、索引文件（6）按照文件的内容分类
普通文件、目录文件、特殊文件文件系统模型
文件系统是指含有大量文件及其属性说明的，对文件进行操纵和管理的，向用户提供使用接口的软件集合。
模型分为三个层次a、最低层是对象及其属性说明；b、中间层是对对象进行操纵和管理的软件集合；c、最高层是文件系统提供给用户的接口。文件的逻辑结构
1、有结构文件 根据记录长度a、定长记录 b、变长记录根据组织方式：a、顺序文件b、索引文件c、索引顺序文件 顺序文件
1、串结构。按存入时间的先后排列。
2、顺序结构 所有记录按关键字排列。优缺点：批量存取的效率高，查找，增加删除记录比较困难。索引文件
优点：有较快的检索速度，主要用于对信息处理的及时性要求较高的场合。缺点：要配置索引表，增加了存储费用。索引顺序文件 将顺序文件中的所有记录分为若干组，为顺序建立一张索引表，在索引表中为每组中的第一个记录建立
索引项，其中含有该记录的简直和指向该记录的指针。
直接文件和哈希文件
1、直接文件
根据记录键值，直接获取物理地址。
2、哈希文件
通过哈希函数把记录键值转化成记录地址。
外存分配方式（要知道大致原理）
1、连续分配方式
要求为每一igewenj分配一组相邻接的盘块。优缺点： a、优点 顺序访问容易 顺序访问速度快 缺点：
a、要求有连续存储空间，会产生很多外碎片，降低外存空间利用率。b、必须事先知道文件长度。
2、链接分配（消除了外碎片，提高了外存空间利用率）
a、隐式链接每个目录相中，都含有指向链接文件第一个盘块和最后一个盘块的指针。
只适合顺序访问，随机访问效率低。
2、显示链接
用于链接文件各物理块的指针，显示地存放在内存的一章链接表中。FAT占用较大的内存空间。索引分配
1、单级索引分配为每个文件分配一个索引快，再把分配给该文件的所有盘块好记录在索引块中。
支持直接访问，不会产生外碎片。可能要花费较多的外存空间。
2、多级索引分配
一般认为企业知识系统是一个复杂适应系统。一些研究者从不同角度对其特性进行了概括。比如李海波等认为企业知识系统具有动态的非线性特性、明显的层次特性、分形和涌现特性等[1];叶培华从霍兰提出的复杂适应系统在适应和演化过程中的七个要素即聚集、标识、非线性、流、多样性、内部模型和构件分析了企业知识系统的复杂适应性,指出企业知识系统的适应性、协同性、分形、多层次与多功能的结构和涌现等特征[2];李长玲对企业知识系统特性的分析中,其中一点是企业知识系统具有多层次、网络状结构[3]。层次性是众多研究者认同的企业知识系统所具有的特点之一,而且不论从那种角度表述层次性,都强调它们不是以直线型的知识链形式存在的,而是一种网络结构。本文主要就企业知识系统的知识层次性加以探讨。因为合理的区分企业知识系统知识的层次,可以了解不同层次之间的规律是如何联系和转化的,可以明确各种层次的知识将对企业的发展作出何种地位的贡献,也就是说,可以有的放矢履行企业知识系统的使命。
1 企业知识系统的层次性特征述评
关于企业知识系统层次性特征的理解,从已知文献来看,基本可以得出以下不同的出发点。一是以企业知识系统的知识为研究对象,认为知识具有不同层次。如李长玲,朱明、杨保安从企业的运作过程将企业知识分为作业层知识、管理层知识及战略层知识三个层次;从企业知识系统的知识在企业中的作用来分析,将其划分成核心知识、基本知识及一般知识三个层次 [3,4]。前者看起来与实际运作过程是相适应的,但这种划分是一种通用的、机械式的划分,与知识系统内在特性的要求匹配度不高,而且将管理层知识界定为“销售知识”是非常片面的;后者则更符合知识系统内在特性的要求,不过,对于各层次的知识具体由哪些知识构成、特性以及不同层次间知识的关联并没有明确的阐释,从而在企业如何识别、培育核心能力,如何发挥知识的效用等方面的作用有限,而且仅以知识能否为企业提供竞争优势作为衡量标准有失偏颇。此外,朱明、杨保安还从他们所认为的抽象及整体观点将知识划分为流程级知识、过程级知识、操作级知识及元知识四个层次[4],实际上是从计算机科学和人工智能的角度提出了元知识的概念和知识运行机制的问题,但是他们并没有将自己提出的企业知识系统的核心知识、基本知识及一般知识与元知识的关系明确加以分析,我们认为,元知识是需要从认知心理学和脑神经科学相结合的研究中来解决深层次的知识产生(形成)、运用的基础问题,不构成企业知识系统知识层次分析的对象,是需要另行研究的主题。我们也不完全认同李长玲“不论是作业知识、管理知识还是战略知识,根据它们在企业中的作用可以将其划分成核心知识、基本知识、一般知识三个层次”[3]这种观点,作业知识和管理知识中有基本知识和一般知识,可能有核心知识;而战略知识只能属于企业的核心知识这一层次。
二是以企业知识系统本身为研究对象,得出企业知识系统具有层次性特征。这里又有两种不同的分析观点。其一,根据知识主体来分析。如李海波等认为,一个知识工作者具有的知识能力明显不如知识团队,而大量的知识团队构成了行业领域的知识群体知识能力,社会的整体知识能力就是由大量的知识群体的知识能力构成。每一个层次具有其他层次所不具有的特性,在每一个层次(小系统)里,其个体相互作用,不断进行自身发展演化。系统处在有序和无序的动态变化之中,不断交错演化,导致系统出现不同的层次[1]。从知识主体来分析知识系统的层次性,能比较清晰地理解不同层次知识间的关联,但正如他们所阐述的企业知识系统涵盖诸多要素,却仅从不同层次的知识主体在系统中的演化而得出企业知识系统具有明显的层次特性仍然显得不够全面。其二,既从知识本身又从知识主体加以论述。如刘秋玲等认为,知识节点包括员工知识节点和企业知识库知识节点,是组成知识系统的基本单元。企业知识系统中每个知识节点都能独立地输入知识与输出知识,并能对知识进行加工、储存、利用并创造知识,是一个独立的子系统,企业知识系统的强连通保证了知识的自由流动,使得各子系统之间通过知识流与知识创新螺旋发展相互关联,相互作用,因此企业知识系统实际上是一个由大量子系统组成的复杂系统[5]。这里虽然没有明确指出企业知识系统具有层次性,实质上表明了这一特性,其论述是一种相当抽象的理论描述,没有从对企业的现实指导意义出发。又如叶培华认为,企业知识系统是由若干知识子系统耦合而成的一个关系网,而每一个知识子系统又是更低层次的子系统耦合而成的关系网……。例如,企业中具有相似的存在目标、特定知识能力的人员所组成的群体形成知识种群,而不同的知识种群所组成的复合体又形成了知识群落。又如企业中关于生产的技巧知识、关于生产操作的工程技术原则知识、通用的技术知识等作为系统构件共同构成企业的关于生产技术的知识,而关于生产技术的知识又作为更高层次的构件与企业中关于协调生产的制度知识一起构成企业的生产性知识这一更高层次的系统[2]。这里虽然以知识主体和知识本身为例论述企业知识系统的层次特性,但给人的印象是它们是分别独立的不同层次的系统,没有将它们融合起来,企业知识系统这个关系网不是一个有机系统。
2 企业知识的层次性及其特性分析
2.1 企业知识系统的知识层次区分
2.1.1 基础性知识(外围性知识)
企业基础性知识是一种物化了的、已经编码的、易于传播和扩散的显性知识,它既具有一定的静态性,又是处于企业知识系统的最基础的层次,或者称之为最外围的层次,因此简称基础性知识或外围性知识。主要包括个人的部分显性知识,企业的基本制度、基本操作规程、基本工艺技术方案、档案等编码知识,以及设备设施、原材料、产品及服务中所包含的物化知识等。它可以通过搜集、购买及招聘等手段从企业外部获得;而且企业内部的一些个人、团体及组织的隐性知识转化为显性知识后,其中一部分也可以成为基础性知识。由于它具有稳定、明确、能够再现等特点,其使用者对所使用的知识本身有着明确的认识和判断,且容易被储存、理解、传递和分享;同时这种基础性知识的价值具有潜在性,还需要企业成员来掌握、调配、转化和应用。对这些知识掌握了并应用充分,就能取得预期的效果,实现预期的目标。
2.1.2 中间性知识
企业中间性知识主要包括个人的隐性知识及部分显性知识、团体知识及组织知识,更多地表现为技能、技巧及惯例。这种知识主要是在“干中学”而获得的,即主要来源于企业成员的具体生产经营活动,也可以通过培训、通过公共知识的学习内化而来。它是基础性知识与核心知识之间的桥梁,是在核心性知识的统领下协调、调配、指挥基础性知识应用的知识,从职能上讲,是协调及处理企业内外部人与人之间、人与物之间、物与物之间的关系(这里的物是一种对象包括如技术、信息、资金、工作过程等),使其围绕企业目标发挥固有作用。这种知识职能的发挥具有很强的主观性和能动性。其知识主体在一定契约条件下,具有一定的知识获取、积累、转移、应用和创新等等的主动性和自觉性,而要充分发挥其执行力离不开一定的较高层次知识的激励与约束,否则可能导致企业的运行出现“肠梗阻”现象。
在一个企业的知识系统里这种中间层次的知识并不是都处于同一个水平,而是又可能存在比较复杂的层次关系,这是由企业的特性(企业所属的生产专业领域、技术性质、经营类型等等将决定企业具有不同的特性)、管理方式、组织规模等等决定的。中间性知识的层次关系不像企业管理中的管理层次那么清晰明确,虽然与其有密切的关系。企业管理中的管理层次是行政性的,也是高层管理者设计安排的,这种安排应该遵循企业本身运行的内在要求的知识特性,但管理者的知识、能力等方面的客观认知差异及其个人的主观权力欲望、利益驱使等因素无疑会左右其设计安排。而中间性知识的层次是企业本身运行的内在要求的知识特性决定的,层次之间或者同一层次内部的知识关系、运行(知识作用的发挥)等等决定于自身的内在规律性,虽然也会受到其他因素的影响。比如管理层次中的权力和权利就是比较显性的影响因素,其影响结果可能是正向的,也可能是负面的。
2.1.3 核心性知识
具有企业核心特性的知识可称为企业的核心性知识。它有统领企业其他知识的独特性。这种统领性主要是指针对知识系统的知识,也包括统领企业的实际运行过程。表现为指导、吸引、配置、创新等等,是一种知识内在的功能性,相当于汪丁丁所论及的知识互补性①。企业家、高层管理者尤其是企业的核心人物的部分个人知识具有核心知识特性,属于核心性知识;某些并不在管理高层而具有核心知识特性的人,如一些技术人员可能拥有一定的关键技术,甚至有些不在企业成员之中而具有某种独特知识的人员,由于他们与企业的最高管理者或最高管理层有着非同寻常的关系或联系,而使得这种独特的知识在该企业发挥了核心知识的作用,这些人的这种独特知识也属于核心性知识;部分独特的团体知识和组织知识也是核心知识的重要组成。个人知识中的核心性知识主要靠其不断修炼而成,团体知识和组织知识中的核心性知识主要靠长期的积累和创新而成。
从管理职能而言,企业知识系统中的核心性知识一般包括:与企业战略、企业规划、计划、总体性的管理制度和政策、企业的核心技术、企业文化等等相关的知识。就实际情况而言,我们有很多的企业实际上还没有真正的企业战略知识或企业文化知识。因此,也可以说很多企业的知识系统还是很不完备的。
2.2 各层次知识之间的关系分析
具体的知识尤其是中间性知识在企业知识系统中归属的层次并不是固定不变的,而是动态的,由其在企业中发挥的作用和承担的职责而定。是出于分析问题、解决问题的需要而进行分层。
企业知识系统的知识形态是动态的、多种多样的,知识的载体是分散的。首先是指其载体构成松散。载体之间没有特别明显的固有的联结物或非常强的约束力②,尤其是企业成员众多,分布在不同的内部群体中,群体内部的成员之间有的可能联系紧密,有的也是相当松散,当企业刚创立或大批新成员进入时就特别明显。其次是指企业内部个体知识之间松散。企业内部的个体知识各具专业性、专门性,各种知识相互之间的联结、融合、协调配合等等还需要其他知识如团体知识、组织知识、企业文化等等。尤其在企业成长的初期或早期,团体知识和组织知识都还没有完全形成或已经形成但没有达到一定的水平时,这种松散就会使企业知识系统的作用和效果很难发挥出来。因此,随着企业成长,其知识系统结构也越来越完善,这种结构松散性就具有递减性,即存在收敛性。
企业知识系统的结构松散性具有收敛性,意味着企业知识系统结构的动态优化。这种优化最主要的在于促进企业个体的隐性知识的交流共享、转移、转化为显性知识,个体知识的融合、提炼、上升为组织知识,以及个体将显性知识、组织知识内化为隐性知识。当隐性知识显性化以后,中间性知识就可能转化为基础性知识;当显性知识隐性化,其中的一部分就可能提升成为核心性知识;当知识得到优化取得一定的独特优势,就可能进入核心性知识层次。因此,企业知识系统的结构松散性所具有的这种收敛性,并不是形成一种知识的集中而消除其结构松散性。
企业知识系统的结构松散,只是说明企业知识系统的知识是分散在各个成员、企业的无形资产、企业的有形资产之中,并不表明企业知识系统的知识是杂乱无章、一盘散沙。也就是说,分散在企业成员、企业的无形资产、企业的有形资产之中的各种各样的知识是有着多种紧密关系或联系的。如果不具备这种链接的紧密性,就构不成企业的知识系统,那么这些知识也可以说还不属于这个企业。所以说,不是企业成员的所有知识都是企业的。有些企业的无形资产和有形资产的评估价值很高,但企业的效率和效益却不理想,可以说就是企业知识系统存在一定的问题,即这些无形资产和有形资产所包含的知识不能完全为企业成员所掌握或应用而发挥其最大的效能。由此可见,企业知识系统实际上是一种知识网络,知识的载体是这个网络的各个节点,知识之间的关系和联系则是网络节点之间的链接线或方式。当然,企业并不是具有了这样一种知识网络就大功告成了,企业的这种知识网络的实际运行还涉及很多因素,如网络中各节点之间的链接效率不是统一的,而是千差万别的。又如各节点有动态的(企业成员),也有静态的(各种资产),动态节点存在动力问题等等。物理网络可以通过一定的设备设施的技术升级实现整体水平的提升,而知识网络则明显不具有这种比较简单的升级方式和效果。
2.3 企业核心性知识的进一步分析
我们认为只有企业知识系统的核心性知识而不是指整个企业知识系统具有自组织性。且企业核心知识具有的自组织性,不是一种独立的知识,不是某个组成部分,而是某些知识的独特性。企业核心性知识的这种自组织性是决定企业能否成长的根本特征,因而这种核心知识具有一种序参量特性[6],只有具有这种序参量特性的企业,才具有良好的成长性。
在企业知识系统中,一方面个体知识自身不会自动地产生效用,它需要企业成员运用知识、融合知识、创新知识。另一方面企业成员也不会无条件地、也不能无目的地运用知识、融合知识、创新知识。而具有自组织性的知识系统,不仅能够使企业成员有了条件运用知识、融合知识、创新知识,也有非常明确的目的和目标主动地、自觉地运用知识、融合知识、创新知识,而且还能够不断地根据经营环境变化和企业成长的需要更新自身的知识系统。不过这是一种理想的状态,实际情况则还相差甚远。如我国很多创业者能够克服各种常人难以想象的困难和阻力,创办起了企业,并能够打拼、经营到一定的规模,有的还是比较大的规模,这说明他们并不缺乏企业家精神。但当企业经营达到一定水平后,很多企业就难以继续成长,一些能维持下来的就是好企业了,不少企业则走向衰退直至倒闭。又如我国有丰富的社会资源和自然资源,但企业不能很好地利用它们来造福社会,或者利用效果和效率很低,不仅大量浪费资源,而且严重污染、破坏生存环境。企业的这些表现都可归结为一个关键性的根源,那就是企业知识系统中的自组织性较差。因此,实践可以证明,我国企业知识系统中的核心知识由于缺乏相应的自组织性,因而不足以调试企业知识系统,不能使其按照企业成长的知识系统要求来调配知识,也不能激活、激发知识,更不能顺利地更新企业的知识系统。
参考文献
[1]李海波,刘则渊,丁堃.基于复杂适应系统理论的组织知识系统主体研究[J].科技管理研究,2006(7):199-202.
[2]叶培华.企业知识生态系统的涌现机理研究[D].长春:吉林大学,2008.
[3]李长玲.企业知识系统的优化与重构[D].北京:中国农业大学,2003.
[4]朱明,杨保安.企业元知识表示方法及其与XML的结合[J].合肥工业大学学报:自然科学版,2004(2):172-175.
[5]刘秋皊,梁高飞.企业知识系统耗散结构的形成及演化[J].科学管理研究,2006(4):70-73.
1经常进行“磁盘清理”和“磁盘碎片整理”
当硬盘用久了，无数次的新增、更改、删除程序和文件后，就会造成很多断断续续的扇区，非连续性的文件便会愈来愈多，硬盘磁头便需要花更多时间跳来跳去来读取数据，这就导致硬盘速度减慢，因此，我们应该定期进行“磁盘清理”和“磁盘碎片整理”，将所有非连续性的文件重新编排整齐。
处理方法：
点开始→程序→附件→系统工具→磁盘清理程序和磁盘碎片整理程序。有可能整理过程很慢，那是你长时间没有清理或者有只读文件，请多执行几次，耐心等待。碎片清理时要退出所有的应用程序。
2移动Internet临时文件和临时交换文件
Internet临时文件和临时交换文件是我们上网时产生的临时文件，是产生磁盘碎片的罪魁祸首，叫它离开系统盘是最好的办法。
处理方法：
(1)在桌面上右键点Internet explorer图标，再点其中的“属性”，出现属性对话框，在Internet临时文件后面点“设置”，在出来的设置对话框中点移动文件夹，再选择除系统盘以外的硬盘(如D盘)。
(2)开始→设置→控制面板→双击系统，在“性能”项上点“设置”，在“性能选项”上点“高级”，在“虚拟内存”选项点“更改”，选择除系统盘外的硬盘如D，最后确定。关机重启即可。
3开启windows XP保留的20％带宽
Windows XP默认保留了20％的带宽，我们可以将它开启，充分利用带宽。
处理方法：
点开始→运行，输入gpedit.msc，打开组策略→计算机配置→管理模板→网络→Qos数据包调度程序，右击窗口右边的“限制可保留带宽”选项，单击“属性”命令，在弹出的“限制可保留带宽属性”对话框中的“设置”选项卡中，勾选“已启用”单选框，将下面的“带宽限制”数值调到“O”。点确定即可。
4删除不必要的系统声音
系统声音是计算机事件的一组声音方案，实际一点用处没有，还占用一部分系统内存，干掉它是明智的选择。
处理方法：
右键点通知栏里的小喇叭，点调整音频属性，在属性框中点声音，点方案后面的“删除”，再确定即可。
5定期清理Internet预读文件
在聊天室碰到好多次，有些朋友突然打不开我们聊天室的网页了，而其他的网站可以。问题是出现了死链接，实际XP使用一段时间后，预读文件夹里的文件会变得很大，里面会有死链文件，这会减慢系统时间，建议：定期删除。
处理方法：
在桌面上右键点Internet explorer图标，再点“属性”，出现属性对话框，在Internet临时文件后面点“删除cookfes”、“删除文件”。
提醒：删除文件时请选择“删除所有脱机文件”。
6关于Internet explorer
IE并不是最佳的浏览器，其缺点之一是占用太多的系统资源，第一次开启IE，占用7％左右的资源，以后每开启一个IE窗口，占用4％左右的资源。现在上网，网页自身自动开启的弹出式窗口就多，快速消耗你的内存是很自然的事情，CUP使用率常在100％也不奇怪。
7优化硬盘参数
右击“我的电脑”，选“属性”，选中“硬件”下的“设备管理器”标签，然后在“磁盘驱动器”中找到你的硬盘，查看它的属性，在“磁盘属性”标签中选中“启用了写入缓存”；在“IDE控制器”中分别查看“Primary IDE Channel”和“Secondary IDE Channel”的属性，在“高级设置”中将“设备类型”设定为“自动检测”，“传输模式”设定为“DMA(若可用)”。
8让系统自动释放系统资源
在Windows中海运行一个程序，系统资源就会减少。即使把程序关闭，在内存中还有一些没用的，DLL文件在运行，这样就使得系统的运行速度下降。可以通过修改注册表，令程序关闭后自动清除没有用的，DLL文件，收回系统资源。
处理方法：
运行regedit打开注册表编辑器，找到并选中HKEY_LOCALMACHONESOFTWAREMi-crosoftWindowsCurrenVersionexpoorer主键，在右边窗格单击右键，新建一个字符串值，名为AlwaysUnooadDll，然后将AlwaysUnloadDll的键值改为1，退出注册表，重启计算机。
9固定自己的DNS和IP
一般XP/2000是自动检测IP和DNS地址的，但我们可以自己设置好，以提高系统效率，前提是你要与服务商联系，获取你的DNS和IP地址。
处理方法：
点开始→设置→控制面板→双击网络连接，点方框中TCP/IP，点属性，点IP地址，选择“指定IP地址”，填入你从服务商那里得到的IP地址和子网掩码；点DNS配置，选择“启用DNS”，填入你得到的服务器地址，点“添加”。
10关于ADSL猫的使用注意事项
4.系统分析阶段提出系统分析报告，建立管理信息系统的逻辑模型；而系统设计阶段提出系统实施方案，建立管理信息系统的物理模型
5.低耦合，高聚合
6.诺兰阶段模型的阶段:初装,蔓延, 控制,集成,数据管理，成熟。7.数据流程图的基本元素：1.外部项 2.数据存储 3.数据流 4.加工 8.系统维护：正确维护 系统维护 完善维护 预防维护
安全性维护 9.管理信息系统不是只以机器 10.合作开发有利于培养人员 11.香农 信息室消除不确定大小的 12.Uc图 功能类 和数据类
13.信息开发 ：系统分析-逻辑型 系统设计-新系统物理模型 14.总体设计 编号设计 区间码
15.数据是事实的反映，是人们用来反映客观世界而记录下来的可以被鉴别的符号。
信息是加工处理后的数据，是数据所表达的内容，而数是信息的表达形式。知识对信息的加工、吸收、提取、评价的结果。
1.模块结构图的标准形式：变换型和数据型 2.数据字典：最小项-数据项 3.系统设计：总体设计 详细设计
4.开发管理信息系统的策略：自下而上 自上而下 5.企业资源计划（ERP）
6.结构化系统开发：系统规划 系统分析 系统设计 系统实施 系统运行维护 7.管理信息系统规划：企业系统规划（BSP）关键成功因素(CSF）战略目标集转化法
8.结构化程序：顺序 循环 选择 9.软件测试的方法 白盒测试 黑盒测试 10.用时间最长的 系统分析
11.D 代表数据存储 P 代表数据处理加工（数据流程图中）12.逻辑模型 数据字典 数据流程图
一．结构化系统开发方法
用系统的思想和系统工程的方法，按照用户至上的原则结构化、模块化，自顶向下对系统进行分析与设计的方法与生命周期方法的结合。结构化系统开发方法的优缺点: 优点：1.注重开发过程的整体性、全局性； 2.开发阶段目的明确，任务清楚，文档齐全； 3.整个开发过程便于管理和控制。4.特别适合开发大型MIS。
缺点： 1用户介入系统开发的深度不够，系统需求难以确定。2开发过程繁琐，开发周期过长，文档过多，难以适应环境的变化。3.各阶段文档的审批工作困难。
制定MIS战略规划常用方法3种进行比较CSF、SST和BSP三种方法的比较 CSF方法抓住主要矛盾，使目标的识别突出重点。优点：集中体现管理者的意图，系统具有强烈的针对性 缺点：注重的是管理者的信息需求，而不是整个组织的需求。
SST方法反映了组织内外各种关系人的要求，而且给出了按这种要求的分层，然后转化为信息系统目标的结构化方法。优点：保证目标全面，疏漏少。缺点：重点不突出。
BSP方法通过列出支持每个处理过程的信息需求,及建立所需的数据项。可以确定未来系统的总体结构，明确各子系统组成及之间的数据交换关系、开发顺序，且对数据时么统一规划、管理和控制，保证信息的一致性。BSP方法保证了信息系统独立于企业机构，使信息系统有对环境变更的适应性。
三．总体设计阶段主要完成以下任务 1.划分子系统 2.绘制功能模块图3.设计信息系统流程图 4设计系统物理配置方案
详细设计是在总体设计的基础上，详细设计是要确定每个模块内部的详细执行过程。详细设计的主要内容包括:详细设计 1.代码设计 2.数据存储设计 3.输入设计 4.输出设计 5.处理流程图设计 6.指定设计规范 模块结构图(MSD)与数据流程图(DFD)的区别
DFD是从数据在系统中的流动情况，即从数据流的角度考虑系统；MSD则是从功能层次关系的角度考虑系统。
DFD主要说明系统“做什么”，即描述系统的逻辑模型；而MSD则主要说明“如何做”，即描述系统的物理模型。
陈诗吉（编）
《地理信息系统导论》复习资料（要点）
第一章
GIS概述
第一节
GIS概念
一、数据、信息和地理
信息
1、数据
（1）定义：数据是指某一目标定性、定量描述的原始资料，包括数字、文字、符号、图形、图像以及它们能转换成的数据等形式。
（2）数据项可以按目的组织成数据结构
。但数据的格式往往与计算机系统有关，并随载荷它的物理设备的形式而改变。
2、信息
信息源自数据，信息是经过加工后的数据，它对接受者有用，对决策或行为有现实或潜在的价值。
目前，学术界对信息尚未形成一致的定义。广义的认为，信息是物质运动状态和状态改变的方式，它通过数字、语音、图像、文本、图形等媒体形式来表现，它蕴含着事物相互间联系、发展
趋势、过程规律等。
3、信息的基本属性
包括客观性、传输性、共享性、适应性、等级性、可压缩性、扩散性、增殖性、转换性等。
信息最主要的特点：（1）客观性：任何信息都是与
客观事实紧密相关的，这是信息正确性和精确度的保证。
（2）传输性：信息可以在信息发送者和接受者之间传输，既包括系统把有用信息送至终端设备（包括远程终端）和以一定的形式或
格式提供给有关用户，也包括信息在系统内各个子系统之间的流转和交换。
（3）共享性：信息与实物不同，信息可以传输给多个用户，为多个用户共享，而其本身并无损失。
（4）适用
性：可为决策提供支持。
4、信息与数据既有区别又有联系
（1）信息是与物理介质有关的数据表达；数据中所包含的意义就是信息。
（2）数据是记录下来的某种可以识别的符号，具有
多种多样的形式，也可以由一种数据形式转换为其他数据形式，但其中包含的信息的内容不会改变。
（3）数据是信息的载体，但并不就是信息。只有理解了数据的含义，对数据做出解释，才能提取数据中所包含的信息。
（4）数据是原始事实，信息是数据处理的结果。信息必须是有意义或有用的；使用的信息必须是完整、精确、相关和及时的。
（5）人的知识、经验作用
到数据上，可以得到信息，而获得信息量的多少，与人原有的知识水平有关。
5、地理数据和地理信息
（1）地理数据是对与地球表面位置相关的地理现象和过程的客观表示。
（2）地理
信息是指与研究对象的空间地理分布有关的信息，表示地理系统诸要素的数量、质量、分布特征，也是相互联系和变化规律的图、文、声、像等的总称。
（3）地理信息主要特性：地域性和
层次性、复杂性和多维性、动态性和时序性等。
二、系统、信息系统和GIS
1、系统
（1）定义：由相互联系、相互依存又相互协调的事物构成的统一体称为系统。
（2）特征：①总体性
：系统的构成元素按照统一性要求而构成一个集合。②关联性：系统的各元素相互联系、相互作用、相互影响。③功能性（目的性）：系统具有特定功能，为特定目标服务。④环境适应性：
其他外部元素构成系统的环境，系统与环境要进行物质、能量、信息的交换，系统有适应外部环境变化的功能。
（3）从系统论观点来看，地球就是一个既有序又复杂的相互联系的系统。
2、信息系统
（1）定义：指具有采集、管理、分析和表达数据能力的系统，它能够为单一的或有组织的决策过程提供有用的信息。
（2）类型：从操作、管理的角度来考虑，信息系统可分
为一般管理信息系统（MIS）和空间信息系统（SIS）。由于地理信息系统（GIS）涉及地球空间信息及相关内容，所以有人就把GIS看成SIS。
3、GIS定义
由于研究和应用领域的侧重点不同，人们对GIS的理解仍然存在着分歧。从20世纪60年代至今有代表性的定义有：
美国联邦数字地图协调委员会（FICCDC）关于GIS的定义：由计算机硬件、软件和不同的方法组成的系统，该
系统设计用来支持空间数据的采集、管理、处理、分析、建模和显示，以便解决复杂的规划和管理问题。
归纳上述定义，可以认为GIS是一个发展的概念，内容主要有两个部分。其一，地理
信息系统是一门交叉学科；其二，地理信息系统是一个技术系统。
总之，GIS是组织、存储、管理、表达和分析处理空间信息的软件工具，它以实体的空间位置信息为主线，集经济、社会、环境、科技、文化等各类信息，为各种应用服务。它一方面可以形成自己的产业，另一方面又可以推进空间信息应用与产业的发展，是空间技术应用领域的主要软件基础，具有广阔的应用前
景。
从GIS概念的提出到现代对GIS概念的理解，是一门不断发展、不断完善的学科和技术。从20世纪80年代至今，先后经历了从GISystem（80s-90s）到GIScience（90s-00s）再到
GIService（00s-）的发展，形成了理论研究、技术开发、工程应用与产业化管理的完善体系，三个不同侧重阶段的发展时期。
三、GIS与相关学科
GIS作为传统科学与现代技术相结合的产
物，为各门涉及空间数据分析的学科提供了新的技术方法，而这些学科又都不同程度地提供了一些构成地理信息系统的技术与方法。与GIS相关的学科。
1、GIS与地理学及地学数据处理系统
（1）GIS是地理技术学科的主要内容；地理学为GIS提供了丰富的空间分析方法。
（2）地学数据处理系统为地理信息系统提供符合一定标准和数据格
式的信息系统，既可作为GIS的外部数据处理，为GIS准备数据，又可作为GIS内部数据处理。
2、GIS与地图学及电子地图
（1）GIS是地图的一个延续，脱胎于地图，并成为地图信息的又一
种新的载体形式；地图是GIS的重要数据来源之一，地图学理论与方法对GIS有重要的影响；地图强调的是基于可视化理论对数据进行符号化表达，而GIS则注重于信息分析；地图具有一定的图
示空间分析功能，但它对信息是一种静态的表达；GIS在专业化地学分析模型支持下，其空间分析功能要强大，可以方便地与其他数据集成，并对信息实现多维动态表达。
（2）电子地图系
统（EMS）声、图文、多媒体集成；查询检索和分析决策功能；图形动态变化功能；良好用户界面、读者可以介入地图生成；多级比例尺的相互转换。一个好的电子地图（制图）系统应具有
GIS的基础功能。
3、地理信息系统与计算机科学
（1）GIS与桌面制图：桌面制图系统的目的是产生地图，“地图”是其数据库，只有极其有限的数据管理、空间分析以及个性化能力；桌
面制图系统是在桌面计算机上进行操作的；GIS的桌面制图通过编辑器为用户提供交互式界面对图形进行操作。
（2）GIS与CAD的区别和联系
（3）GIS与CAM区别和联系
（4）GIS与
DBMS（或MIS）数据库管理系统
第二节
GIS构成一般认为构成GIS要素应具备：①应有处理地理数据的能力。②在统一的地表定位坐标系统下，以特定的数据模型输入、组织、存储和管
理地理数据，并允许用户访问和以可视化的形式表示地理数据。③拥有一套特殊的用于处理和分析地理数据的基本工具。④要有很强的地理数据的输出功能。
若从人机系统来看，GIS是由硬
件、软件、数据、应用环境（即方法和人员）等要素组成。若只从计算机系统来看，GIS则由输入系统、输出系统和处理系统三大部分构成。
一、GIS硬件
主要包括计算机、输入与输出设备
以及计算机网络通信设备。
二、GIS软件
1、主要功能
GIS软件包括执行地理数据输入、存储、管理处理、分析和输出功能的计算机程序以及用户接口。
2、典型的GIS软件系统结构
以
空间数据库为引擎，系统结构有三层，即：一为界面层，由图形用户界面和应用程序接口构成；二为工具层，由数据输入和输出以及数据处理与分析软件构成；三为数据管理层，包括数据存
储和管理。
三、GIS数据
GIS数据是系统分析的对象与处理的内容。
相应的区域数据包括位置数据、属性数据和时间数据。GIS则将把这些数据集成在一起统一管理。
四、GIS方法
GIS方法，即GIS应用模型，是面向实际应用，在较高层次上对基础的空间分析功能集成并与专业模型接口、研制解决应用问题的模型方法。
GIS应用模型是客观世界到信息世界的映射，它反
映了人类对客观世界的认知水平，也是GIS技术产生社会、经济、生态效益的所在。
五、GIS人员
一般GIS人员可以分为三类：高级技术人员（GIS专家或受过GIS基本训练的系统分析员、系
统设计人员）、一般技术人员（代码设计员、数据录入员、系统管理员）、管理人员（领导决策者、各开发阶段的公关协调人员）。
第三节
GIS功能
一、GIS基本功能和核心功能
GIS基
本功能包括：空间数据/信息采集、空间数据/信息处理（包括编辑）、空间数据/信息存储、空间数据/信息分析、模型分析及空间数据/信息输出等。
空间分析功能是GIS的核心功能，也是
GIS与其它系统区别的重要标志。
二、GIS应用功能
GIS应用模型分析是GIS支持下处理和分析问题的方法体现，也是GIS应用深化的重要体现。
GIS典型的应用有：专题地图制图及空间分析
；地理数据的导入、导出；多媒体可视化或虚拟表达。
第四节
GIS类型
一般地，可根据GIS的研究内容、功能和作用等对GIS类型进行划分。
按功能分为应用功能（工具型、应用型、大
众型）、软件功能（专业、桌面、手持、组件等）。
按数据结构分为矢量GIS、栅格GIS和矢—栅GIS。按维数分为2DGIS、2.5DGIS、3DGIS、TGIS。
按软件和支持环境分为GIS模块、集成
GIS、核心GIS等。
第五节
GIS发展简史
一、世界GIS发展简史
二、中国GIS发展简史
三、全球GIS发展趋势
当前，GIS正向着集成化、产业化和社会化发展规律方向迈进。从单机、二维、封闭向开放、网络、多维、动态的方向发展。
总的表现为：①GIS已成为一门综合性技术，即GIS集成技术、3S技术（包括一般GIS、RS和GPS）和地球信息科学等名词的出现。②GIS
产业化的发展势头强劲。③GIS网络化已构成当今社会的热点。④地理信息科学的产生和发展。
具体的体现在：①软、硬件发展。②数据资源日益丰富，共享机制健全。③GIS学科成熟、④GIS理论技术研究走向深入。⑤应用领域更为广阔。⑥GIS建设开发走上高效率的技术路线。
第二章
GIS的地理基础
第一节
地球空间的认知及表达
人类认识地球可以说经历了三次
大飞跃，第一次“地理大发现”对地球是球体的认识，第二次“哥白尼的日心说”对地球绕日运动的认识，第三次“数字地球”对地球信息的认识，则有助于人类监控地球，人们对地球科学 的认知走过了艰难的历程。
从日地关系来看，地球空间包括被太阳风包围着的、受地球磁场控制的空间区域，也是各种应用卫星、空间站和载人飞船运行的主要空间区域，是地球最重要的
宇宙环境。
地理学主要研究地球表层的环境特点及演变规律。空间实体，是人们用于概括表达对表层（现实世界）有意义的环境，是对现实世界有意义的东西的统称。对于空间实体来说，它是有形状的，可用维度表达。
一、地理实体和地理数据
1、地理实体和地理数据概念
（1）地理实体：GIS的研究对象是地理实体，即指地球表层自然现象和社会经济要素中不能再分割 的单元，可进一步简化、抽象分为点、线、面、体等实体类型。
（2）地理数据：用于描述空间要素的空间位置。①离散要素：是指观测值是不连续的、形成分离的要素，并可单个识别。②
连续要素：是指观测值是连续的要素。
2、地理数据与地理实体的关系 地理数据是地理实体的概括，反映地理实体在地表分布的定位数据是依据一定的地表定位参照系统。
地理数据是各
种地理特征和现象间关系的符号化表示，反映了实体空间、属性和时间三个特征，也是地理空间分析的三大基本要素。
（1）空间特征：包括地理位置和空间关系，定位数据描述地物所在位
置，这种位置既可以根据大地参照系定义，也可以定义为地物间的相对位置关系。
（2）属性特征：又称为非空间特征，是属于一定地物、描述其特征的定性或定量指标。
（3）时间特征
：是指地理数据采集或地理现象发生的时刻或时段，反映时序变化等。
3、地理数据与比例尺
用地理数据表示现实世界经历了一定的对地理实体的概括和综合过程的。
在GIS中，地理数
据对地理实体概括描述的程度主要以地图比例尺表示。地图比例尺定义为地图上一条直线段的长度与其在地面上相应的水平投影长度之比。GIS中常使用图解式比例尺（随着显示在计算机屏幕
上的地图的放大或缩小，图解比例尺相应地按比例拉长或缩短）。
GIS表达地理实体主要与数据库中的数据量多少有关；GIS中地理数据的精度及其所表示的地理实体的详略程度，主要取决
于原始地图或影像资料的比例尺。
4、地理数据的分类与编码（1）属性数据编码 在GIS中，通常把与几何数据的表示密切相关的属性数据用编码的形式表示，并与几何数据一起管理。
编
码是指确定属性数据的代码的方法和过程。代码是一个或一组有序的易于被计算机或人识别与处理的符号，是计算机鉴别和查找信息的主要依据和手段。编码的直接产物就是代码，而分类分
级则是编码的基础。
（2）分类编码的原则
分类是将具有共同的属性或特征的事物或现象归并在一起，而把不同属性或特征的事物或现象分开的过程。
分类的基本原则：科学性、系统性、可扩性、实用性、兼容性、稳定性、不受比例尺限制及灵活性等。
（3）分类码和标识码
分类码是直接利用信息分类的结果制定的分类代码，用 于标记不同类别信息的数据。分类码一
般由数字、或字符、或数字字符混合构成。
标识码是间接利用信息分类的结果，在分类的基础上，对某一类数据中各个实体进行标识，以便能按实体进行存储和逐个进行查询检索。标识码
通常由定位分区和各要素实体代码两个码段构成。
二、地理实体类型及空间关系
1、地理实体空间基本类型及表示方法
按空间分布特征，地理实体类型可划分为点、线、面、体。相应地
实体的维数就有0、1、2、3维之分。
（1）点状：包括实体点、注记点、内点、角点、节点等。点有特定位置，不能按比例尺表示。
（2）线状：包括线段、边界、链、弧段、网络等呈线
状或带状延伸分布。在GIS中，看成具有相同属性的点的轨迹、线或折线，由一系列的有序集坐标表示，并有实体长度、弯曲度、方向性等特性。
（3）面状或体状：即多边形或多面体，呈
面状分布，且其分布面积和实际形状轮廓能按比例表示。
离散型面状实体呈不连续的区域分布，连续型面状实体在空间上每一点呈连续的区域分布。
复杂实体可由简单实体组合来表达。
用点、线、面两两之间组合可表达复杂的空间问题。
在地图上，通过地图概括或比例尺改变，实体维数的表示可以改变。在GIS中，实体维数的表示是根据比例尺改变的。
2、地理实体的
空间关系
（1）拓扑关系：指满足拓扑几何学原理的空间数据点间的相互关系，即用结点、圆弧和多边形所表示的实体之间的邻接、关联和包含等关系，或指虽图形保持连续状态下变形，但
图形关系不变的性质。
种类：依系统元素之间的关系可分为关联性、邻接性、连通性、包含性等。①关联性：指不同类要素之间。②邻接性：指同类元素之间。③连通性：是衡量网络复杂
性的程度，常用于网络分析中确定路径或分析街道是否相通等。④包含性：指面状的实体包含了哪些线（弧）、点或面状实体。
拓扑关系表达：GIS领域目前对于拓扑关系的表达普遍采用
Egenhofer的9交叉模型。
意义：①拓扑关系能清楚地反映实体之间的逻辑结构关系，它比几何关系具有更大的稳定性，不随地图投影而变化，即使脱离坐标系，也能确定地理实体之间的空
间位置关系。②拓扑有助于空间要素的查询，利用拓扑关系可以解决许多实际问题。③根据拓扑关系可重建地理实体，这对于虚拟GIS发展很有利。
（2）距离关系：用于描述空间实体之间 的距离等关系。（3）方向关系：描述空间实体之间在空间上的排列次序，如前后、左右、上下、东、南、西、北等方位关系。
三、地理数据、地理实体与图层
在GIS中，地理数据是以图
层为单位进行组织和存储的。一幅图层表示一种类型的地理实体，是一个独立的数据集。由于一幅图层反映某一特定的主题，因此，它又称为专题数据层。图层表示法是以图层为结构表示和
存储综合反映某一地区的自然、人文现象的地理分布特征和过程的地理数据，这种方法实际上源自传统的专题地图表示法。一个图层
只能用于描述单一地理实体（点、线或面）。
1、地理数据或实体分层基本原则和方法
（1）在划分图层时遵循基本的原 则：①不同的图形对象类型存放在不同的图层。②基础地理数据作为单独图层。③依系统对各种数据的处理方式不同而分层存放。
（2）实施的方法：①专题分层：每图层对应一个专题，包
含某一种或某一类数据或实体。②时间序列分层：把不同时间或不同时期的数据作为一个数据层。③几何特征分层：把点、线、面不同的几何特征数据分成不同的层。
2、地理数据或实体分
层的目的（1）便于空间数据的管理：空间数据分为若干数据层后，对所有空间数据的管理就简化为对各数据层的管理，而一个数据层的数据结构往往比较单一，数据量也相对较小，管理起
来就相对简单。
（2）加快空间数据查询速度：对分层的空间数据进行查询时，不需要对所有空间数据进行查询，只需要对某一层空间数据进行查询即可。
（3）增加了空间数据显示的灵
活性：分层后的空间数据，便于任意选择需要显示的图层。
（4）有利于进行空间分析：对不同数据层进行叠加，可进行各种目的的空间分析，特别有利于地图的叠加分析。
3、处理数据
时应注意的问题
（1）某些空间数据库管理系统要求把点、线、面实体分别组织、存储在不同的图层中。
（2）同一种几何类型，但功能不同的地理实体应分别组织、存储在不同的图层中。
（3）反映同一地理实体但具有不同比例尺或不同资料来源的地理数据应分别组织、存储在不同的图层中。
（4）对来源于不同部门或需要经常更新的地理数据应分别组织、存储在不同 的图层中。
（5）当研究的区域范围较广时，由于地理数据量大，应注意合理分幅，然后再将各分幅数据分别存储，构建所需的图层。
第二节
地球形状与地球空间模型
一、地球的形状
长期以来，人们对地球形状的认识常描述为球体、或椭球体、或不规则的椭球体、或具有高低起伏的扁球体。在研究地球形状时，主要视精度的需求而定。
对现实世界的数据表达可以采用
地球空间模型。地图和GIS其实都是地球模型，地图以图形符号来记载和表示地理数据；GIS以数字形式来记载和表示地理数据。
二、地球空间模型
1、地球的自然表面：是一个高低起伏、不规则的表面，包括海陆表面。
2、地球大地水准面：假设当海水处于完全静止的平衡状态时，从海平面延伸到所有大陆下部，而与地球重力方向处处正交的一个连续、闭合的水准面，也就 是地球引力场的等势面，称为大地水准面。
3、地球椭球体模型：以大地水准面为基准建立起来的地球椭球体模型，表面是个规则的数学表面，椭球体的大小通常用两个半径——长半径a（也叫赤道半径）和短半径b（也叫极半径），或由一个半径和扁率u或偏心率e来决定。
对于旋转椭球体的描述，由于计算年代不同，所用方法不同；测定地区不同，其描述方法也不同。
一
百多年来，各国研究者对地球椭球体进行了众多研究，提出了多组地球椭球体参数。不同的GIS软件，所提供的旋转椭球体模型种类有不同。
我国于1954年开始采用前苏联克拉索夫斯基椭球
体作为地球表面几何模型，即1954年北京坐标系。20世纪70年代末建立了新的1980西安坐标系，采用了国际大地测量与地球物理联合会（IUGG）提供的椭球体。1984年后采用了世界大地坐标
（WGS84）椭球体，建立的是国家大地坐标系。
2008年7月1日后启用2000 国家大地坐标系。它是全球地心坐标系在我国使用的具体体现。同时，国家测绘局公告2000国家大地坐标系与现行国家大地坐标系转换、衔接的过渡期为8至10年。
应用GIS技术来模拟、反
演区域地理过程或现象是地学应用的重要发展趋势，但地表不同区域参数的选择是GIS地学应用模型构建的关键。
第三节
空间参照基础的坐标系
一、坐标系统
与GIS有关的坐标系统主
要有：地理坐标，属于球面坐标系统；投影坐标，属于平面坐标系统。
1、球面坐标一般模式：由基圈、始圈和终圈构成的球面三角。
2、常见的坐标系
（1）地理坐标系：属于球面坐标
系，它的基圈是赤道，始圈是本初子午线，终 圈是所在地的经线，纬线和经线相交定点，用纬度（φ）和经度（λ）表示，即（φ，λ）。地球表面空间要素的位置是基于用经、纬度值表示 的地理坐标系。
（2）平面坐标系：若把地球曲面视为平面，或地球曲面投影后的平面，可用狄卡尔直角坐标系（x，y）表示地面的位置，单位“米”或“千米”。GIS用户通常是在平面上
对地图要素进行处理，地球表面空间要素的位置是基于用x轴和y轴表示的平面坐标系。
（3）高程系：如果考虑高度，对应于每一个空间点位置，可以用大地坐标系的形式表示，即（φ，λ，h），也可用空间大地直角坐标系表达，即（x，y，z）表示。目前，国内常见高程系有黄海高程系和地方高程系。
二、地图投影
1、地图投影的基本问题
定义：将地球椭球面上的点映
射到平面上来的方法。每一种投影都与一个坐标系统相联系。坐标系统是一套说明某一物体地理坐标的参数，其中参数之一就为“投影”。投影关系说明如何将图形物体显示于平面上，而坐
标系统则显示出地形地物所在的相对位置。
2、地图投影与GIS 地图是GIS的主要数据来源，在采集地图数据并输入GIS的过程中，就要考虑地图投影的系统配置。为确保GIS在同一系统内或
在不同系统之间的信息（或数据）能够实现
交换和共享，配准是第一步。否则后续所有基于GIS的空间分析、处理及应用都是不可能的。
可以说地图投影对GIS的影
响是渗透在GIS建设的各个方面，下图可以反映出地图投影与GIS的关系。
3、地图投影在GIS中的作用
（1）GIS以地图方式显示地理信息。地图是平面，而地理信息则是在地球椭球面上，因此地图投影在GIS中不可缺少。投影是一个GIS项目的首要任务。
（2）GIS数据库中地理数据以地理坐标存储时，则以地图为数据源的空间数据必须通过投影变换转换成地理坐标；而输
出或显示时，则要将地理坐标表示的空间数据通过投影变换转换成指定投影的平面坐标。
（3）在GIS中，地理数据的显示可根据用户的需要而指定投影方式，但当所显示的地图与国家基本
地图系列的比例尺一致时，一般采用国家基本系列地图所用的投影。
4、统一地图投影系统
（1）地球曲面转换成平面是应用了地图投影的原理，在空间信息系统中投影系统配置要统一。
（2）空间信息系统中地图投影配置的一般原则：①所配置的投影系统应与相应比例尺的国家基本图（基本比例尺地形图、基本省区图或国家大地图集）投影系统一致。②系统一般只考虑至多
采用两种投影系统，一种服务于大比例尺的数据处理与输入输出，另一种服务于中小比例尺。③为保证不变形或变形少，选用投影以等角投影为宜。④所用投影应能与网格坐标系统相适应，即所采用的网格系统在投影带中应保持完整。
5、统一的地图投影系统的意义
为GIS选择和设计一种或几种适用的地图投影系统和网格坐标系统，可以为各种地理信息的输入、输出及匹配
处理提供一个统一的定位框架，使各种来源的地理信息和数据能够具有共同的地理基础，并在这个基础上反映出它们的地理位置和地理空间关系特征。
6、面向数字地球的投影问题 数字地
球是美国前副总统戈尔于1998年提出的，其基本概念是指可以嵌入海量地理数据的多分辨率和三维的地球表示，是虚拟地球，是现实地球的模型。
目前，有关这方面的研究已有一定的进展，典型的成果是球面格网模型的建立（球面四元三角网QTM）及其在全球参考系统中的应用。
第四节
地球时间系统一、时间的本质和含义
这种物质运动变化的序列和持续的性质，就是
时间的本 质。
时间不能完全脱离于空间，而必须和空间结合在一起，空间目标的表征和现象是随时间变化而变化的。
时间有时刻和时段两重含义。
二、量时原则和时间计量系统
时间
是通过物质的运动形式来计量表达的，但在选择不同的物质运动形式来表达或计量时间的过程中，必须遵从的三个原则是被时间计量所考察的物质运动必须具有周期性、稳定性和可测性。
在GIS中，人们经常用到的是太阳时系统（以太阳在天穹上的位置来确定一日中的时间），包括平太阳时（简称平时）和视太阳时（简称视时）。
第三章
GIS数据结构和空间数据库
第一
节
数据结构
在GIS领域，目前普遍采用了两种数据模型，即基于目标的和基于场的。
常用的数据结构有两种，即基于矢量的和基于栅格的。
一、矢量数据结构表示法
1、矢量数据
模型
（1）基于对象的矢量数据简单模型
矢量数据模型是以点为基本单位描述地理实体的分布特征，每一个点用一对（x，y）坐标表示。
点状实体由一个单独的点表示；线状实体由一系
列有序点串或集表示，点的记录顺序称为线的“方向”；面状实体由一系列首末同点的闭合环或有序点集表示；线状和面状实体在显示时分别以直线段将组成它们的点连接成线段链和多边形。
（2）矢量数据获取方式和编码方法
矢量数据模型只需选取和记录反映地理实体分布形状特征的点，但点的数量对地理实体表示有影响。它非常适合于表示线状实体和面状实体的范围边
界。
获取方式：①由外业测量获得。②由栅格数据转换获得。
《地理信息系统导论》复习资料（要点）陈诗吉（编）
③由跟踪数字化获得。
编码方法：①对于点实体和线实体，直接
记录空间信息和属性信息。②对于多边形地物，用树状索引编码法和拓扑结构编码法。③对于多边形地物，用坐标序列法，即由多边形边界的“x、y坐标对”集合及说明信息组成。
2、矢量
数据结构
（1）简单矢量数据结构：空间数据按照基本的空间对象（点、线、面或多边形）为单位进行单独组织，并以地理实体为单位，将地理实体特征点的坐标存储到一个数据文件中。
每个实体由其编号或识别码标识，实体的属性数据设为属性码，以表的形式存储在另一个数据文件中，当需要查询、显示或分析某一实体的属性数据时，GIS以实体编号为关键字从属性数据文
件中将它们读取出来。
其特点是结构简单，存取便捷。
（2）拓扑数据结构：除了存储地理实体的坐标数据以外，还以计算机可以识别的方式存储反映地理实体拓扑特性。
在拓扑数据结
构中，点状实体仅以其编号和一对（x，y）坐标表示和存储；线状实体则表示为线段弧，又称为弧段；面状实体可看成是由一系列的弧段组成的多边形。
（3）不规则三角网（TIN）数据结
构：根据一系列不规则分布的数据点产生的，每个数据点由（x，y，z）表示。其中，x、y为点坐标，z为所表示的地理实体在该点的属性值。
TIN将数据点以直线相连形成一个不规则三角网，网中所有三角形相互邻接，互不相交，互不重叠。
将不规则分布的数据点连接成三角网的方法最常用的是狄诺里三角形。使用Delaunay三角构网法形成的每一个三角形，它的外接圆不含
有除三个顶点以外的其他数据点，而这个外接圆的圆心正是与该三角形三个顶点相对应的多边形（也称泰森多边形，Thiessen或Voronoi）的公共顶点。泰森多边形可用于GIS定性分析、统计
分析、邻近分析等。
泰森多边形的特性：①每个泰森多边形内仅含有一个离散点数据。②泰森多边形内的点到相应离散点的距离最近。③位于泰森多边形边上的点到其两边的离散点的距离
相等。
建立泰森多边形的步骤：①离散点自动构建三角网，即构建Delaunay三角网。②找出与每个离散点相邻的所有三角形的编号，并记录下来。对已构建的三角网中找出具有一个相同顶
点的所有三角形即可。③对与每个离散点相邻的三角形按顺时针或逆时针方向排序，以便下一步连接生成泰森多边形。④计算每个三角形的外接圆圆心，并记录之。⑤根据每个离散点的相邻
三角形，连接这些相邻三角形的外接圆圆心，即得到泰森多边形。对于三角网边缘的泰森多边形，可作垂直平分线与图廓相交，与图廓一起构成泰森多边形。
TIN是一种拓扑数据结构，不仅
存储每个数据点的（x，y，z）三维坐标值，而且存储三角网的拓扑特性。每个三角形具有三个特性（即面积、梯度（或坡度）和方位），都可以作为TIN的属性值存储在一个数据文件中，或
在使用TIN时将它们计算出来。
TIN是根据不规则分布的数据点所构建的，很适合表示连续型面状实体，尤其对于复杂的、变化大的面状实体，表达比较逼真，效果较好。
（4）网络数据模
型与数据结构
网络是指一组相互连接的线状地理实体。在GIS中，网络数据模型本质上是矢量数据模型，它把网络看成是由结点和路径组成，并以结点和路径为单位描述网络的几何、拓扑和
专题特征。
二、栅格数据结构表示法
栅格数据结构表示法以规则网格描述地理实体、记录和表示地理数据。
1、栅格数据模型
栅格数据模型视地球表面为平面，将其分割为一定大小、形状规则的格网，以网格为单位记录地理实体的分布位置和属性。
组成格网的网格通常使用正方形。使用这种栅格数据模型，点状地理实体表示为单一的网格或表示为单个像元；线状地理
实体表示为一串相连的网格或在一定方向上连接成串的相邻像元的集合；面状地理实体则由一组聚集在一起且相互连接的网格或由聚集在一起的相邻像元的集合表示。每个地理实体的形状特
征表现为由构成它的网格组成的形状特征。每个网格的位置由其所在的行列号表示。
栅格数据可以是一组数据矩阵，每个数据称为网格值，代表相应网格内地理实体的属性。
栅格数据不
明确地表示地理实体的拓扑特性，但有些特性可以通过计算获得。
栅格数据的精度在很大程度上取决于网格的大小。网格越大，精度越低；反之，网格越小，精度越高。栅格数据的精度对
地理实体几何形状特征表示的详细性和精确性影响很大。一般实体特征愈复杂，栅格尺寸越小，分辨率愈高。
栅格数据量愈大（按分辨率的平方指数增加），计算机成本就越高，处理速度
就越慢。不管网格有多小，每个网格内有关地理实体属性变化的细节会全部丢失，而且栅格数据总会在某种程度上会歪曲地理实体的细部特征。
当一个网格包含两种或两种以上不同类型的
地理实体时，只能将它表示为其中一种类型。
通常使用的网格赋值规则包括：①中心点法：选取位于栅格中心的属性值为该栅格的属性值。②面积占优法：选取占据栅格单元属性值为面积
最大者赋值。常用于分类较细、地理类别图斑较小的情景。③重要性法：定义属性类型的重要级别，选取重要的属性值为栅格属性值，常用于有重要意义而面积较小的要素，特别适用于点、线地理要素的定义。④长度占优法：定义每个栅格单元的值由该栅格中线段最长的实体的属性来确定。
2、栅格数据结构
栅格数据结构是以规则的阵列来表示空间地物或现象分布的数据组
织，组织中的每个数据表示地物或现象的非几何属性特征。
（1）栅格矩阵：将栅格数据看作一个数据矩阵，逐行（或逐列）逐个记录代码（也称直接栅格编码）。通常，这个文件具有一个
文件标头部分，用以存放有关栅格数据模型基本要素方面的数据。
栅格矩阵要求存储所有的网格值，所产生的数据文件的大小取决于网格的行数和列数（m×n）。网格的大小对栅格数据量
有很大的影响。这种数据结构存储的网格值，冗余度较大。
《地理信息系统导论》复习资料（要点）陈诗吉（编）
到第i个观测点之间的距离，Ai、a、b和c为待定系数。
评价：①
薄板样条函数的主要问题是在数据点或观测点稀少的地区会产生很大的梯度变化，插值的结果常比实际情况偏ing）是一种用于空间插值的地有一定的连续性，但不能以一个单一的平滑变化的
总体趋势：即现象成连续面状分布为半方差图的统计方的大小取决于观测点之间的距离。
大。为了纠正这一问题，人们已提出了几种改进的样条函数，包括规则化样条函数和张力薄板样条
函数。②样条函数比较适合于呈连续、平滑曲面状分布的面状实体。虽由样条函数产生的等值线显得非常平滑，在某些情况下，则可能会产生不切合实际的平滑效果。
4、克里（金）格法
（1）克里（金）格法（Krig学统计方法。
（2）克里格法使用区域化变量的概念，这种变量的值随着地点而变化，具数学方程来模拟，许多地形表面、土壤质量的区域变化等都具有这种特
性。
这类现象的空间变化既不是随机的，也不是确定的，而是由三个部分组成：①的总体结构。②空间自相关变化：即偏离总体变化趋势的一些小的变化，这些变化虽然是随机的，但在空
间上是相互关联的。例如，在地形表面出现的一些小峰谷，它们的高程与周围地点的高程是呈连续变化的，即相关的。③随机误差或随机噪音：它们既与总体变化趋势无关，又没有空间上的
相互关系。例如地面上突然出现的巨大砾石。
（3）模拟和估算：克里格法对区域化变量的这三个成分分别采用不同的方法进行模拟和估算。
总体趋势以模拟变量区域性变化的数学方程表
达和计算；空间自相关变化和随机噪音通过使用称法估算。
半方差是衡量观测点或样本点数据之间空间依赖性的一个统计量，它观测点数据在距离为h的半方差r（h）定义为所有相距h距离 的观测点数据的方差除以一半。
表达式：。式中，h为观测点之间的距离，n为相距h距离的观测点的个为观测点xi的数据值，z（xi＋h）为
与观测点xi相距h距离的数模型、高斯模型、插值结果的方差达到最小，并运用半方差图估类，即普通克里格法和广义克里是根据点状实体的分布估算它们在一个区域内各地的分布密度。
密
度估算则针对点状实体。
上，计算位于每个网格的点数，根据每个点所代表的 点状含的所有 观测数，z（xi）另一观测点的数据值。半方差应随着距离的增大而增大。利用此曲线可以估算
任何距离的半方差，利用这条拟合曲线可以模拟了区域变量的自相关变化。
半方差图中的拟合曲线通常采用以下五种数学曲线模型之一：球形曲线模型、圆环曲线模型、指线性模型。
克
里格法使用半方差图来估算插值过程中所需要的已知点权重值，以使算出插值结果的方差值。
根据对区域化变量分布特性的假设不同，克里格法可划分为好几类，GIS中常用的有两格法。
5、密度估算
密度估算上述的四种空间插值方法用于估算连续性面状实体在每一点的值，而这里的密度估算产生一个面，可以栅格数据或等值线的形式输出。
（1）简单密度估算：将一个
格网覆盖在一个点状实体分布图实体的个数计算每个网格所包含的点状实体的总数，将这个总数除以网格的面积即得一个网格的密度。
（2）采用核函数计算：假想将核的中心（底部圆心）移到待计算点上，以带宽为搜索半径，寻找核所包点，根据各观测点到待计算点的距离由核函数估算它们对待计算点影响的权重，然后用公式估算待计算点的密度：
。式中，（x，y）为待计算测点个数，h为带宽，（点的坐标，n为核函数带宽范围内观yi）为带宽范围内第i个观测点的坐标，mi为在第i个观测点影响大于远距离
点值的影响。
一定 的差用的数据模型。
i，观测到的个体数目。
所有的空间差值技术都有一个基本的假设，即一个点的值受其附近已知点值的空间插值技术有很多种，不管使用哪一
种方法，通过插值获取的数据都是估算的近似数据，它们与实际值会有距，任何根据内插数据进行分析的结果都具有某种程度上的不确定性。因此，在使用内插数据时必须认识到数据的局限
性。
总结：栅格数据模型和矢量数据模型是描述地理现象最常见、最通
《地理信息系统导论》复习资料（要点）陈诗吉（编）
第六章
GIS应用模型
第一节
GIS应用模型概述
一、GIS应用
模型的问题，借助于GIS自身的技术优 势，类
象的不同分
概念
根据具体的应用目标和使观念世界中形成的概念模型，具体化为信息世界中可操作的机理和过程。
二、GIS应用模型的分1、根据所表达空间对
2、根据研究对象的瞬时状态和发展过程分
格局）半静态模型：用于评价应用目标的变化影响。趋势应用模型与GIS空间分析
般问题的理论和方法；而G间分析模型
是联系GIS应用系统与专业领域的纽带，必须数据的工具，而数据的区别于 管理模型的构建
IS求解问题的基本流程。②确定模型就是建立地理信息建模系统（GIMS模型的构建方法：①GIS
环境内模型建造（嵌入式第二节
常用的应用模型
从数理统计角度来看：描述性模型和规则性模型。、位置规划。动→选择影响因子→确定各影响因问题提出：（1）静态模型：用于分析
地理现象及要素相互作用的。
（2（3）动态模型：用于预测研究目标的时空动态演变及。
三、GISGIS空间分析是基本的，是解决一IS应用模型是复杂的，是为解决专门问题的理论和方法。
空以广泛、深入的专业研究为基础。
空间分析模型是综合利用GIS中大量综合分析和应用主要又通过应用模型来实现。
空间分析模型是分析型和辅助决策型GIS，这是型GIS的一个重要
特征，是解决空间分析和辅助决策问题的核心。
三、GIS应用一般过程：①明确用G的类别、相关的变量、参数和算法，构建模型逻辑结构框图。③确定GIS空间操作项目和空间分析方法。
④模型运行结果验证、修改和输出。
用GIS求解问题的过程），研究如何根据给定条件自动生成解决问题的整个操作过程。
GIS应用）：利用GIS软件的宏语言发展各自所需的空间分析模
型。②GIS外部的模型建造（松散耦合式）：基于应用GIS 的空间数据库和输出功能，而模型分析功能则主要是利用其它应用领域的软件。③混合型的模型建造：上述两者的结合。
从应用角
度来考虑：适宜分析模型、考虑独立状态模型—分配模型、重力模型、改进扩散模型。
一、适宜分析模型
用途：土地利用步骤：确定具体的开发活子的权重及度量方法→获取各因子取值→
按适宜性模型计算各单元适宜程度的分值→划分适宜性等级。
选址应用模型（以森林公园候选地址为例）：①森林公园候选地址。②所需数据：公路、铁路分布图（线状地物），森林类型
分布图（面状），城镇区划图（面状）。③解决方案：构建空间数据库，信息提取并建模。④依据应用模型出图，供决策者参考。
道路拓宽规划：①问题提出：道路拓宽改建过程中的拆
迁指性评价模型：建模的关键在于适宜性评价 过程如区域农业背景的数标计算。②明确分析的目的和标准。③准备进行分析的数据：涉及两类信息，一类是现状道路图；另一类是分析区域内
建筑物分布图及相关的信息。④GIS空间操作：选择拟拓宽的道路，根据拓宽半径，建立道路的缓冲区；将此缓冲区与建筑物层数据进行拓扑叠加，产生一幅新图，此图包括所有部分或全部位
于缓冲区内的建筑物信息。⑤GIS统计分析：对全部或部分位于拆迁区内的建筑物进行选择，凡部分落入拆迁区且楼层高于10层以上的建筑物，将其从选择组中去除，并对道路的拓宽边界进行
局部调整；对所有需拆迁的建筑物进行拆迁指标计算。⑥将分析结果以地图或表格的形式打印输出。
建设用地适宜中指标的选取、标准化和权重的确定以及如何将GIS和决策过程结合。以
福州为例，根据各因子中不同影响因素对建设用地生态适宜性重要程度的不同，对其赋予不同的等级值。在GIS空间数据库支持下，利用ArcView 3.3或ArcGIS 9.0的空间分析模块，对评价因
子进行单因素和综合生态适宜性叠加分析，并对其生态适宜性评价结果进行分级，即最适宜、比较适宜、勉强适宜、不适宜、很不适等，形成单因子和综合指标的生态适宜性系列分级图。
亚热带农作物种植区划：①收集数据：据、影响农作物生长的生态因子（积温、光照、土壤pH值、降水量、年均温、空气相对湿度等）。②构建空间数据库。③建立指标图层，确定指标等级
（适宜、较适宜、一般适宜、不适宜）。④进行GIS叠加分析适宜性（如下图）。⑤生成结果图，为决策者提供参考意见。
《地理信息系统导论》复习资料（要点）陈诗吉（编）
二、地学模拟模型
用途：分析多种要素之间的关系，可模
拟或预测某种地理过程或现象。
以土壤侵蚀评价为例：①确定土壤侵蚀或水土流失的数值分析模型，即选择影响土壤流失的主要环境数据，然后建立主要因子图层，再利用地图代数运算，构建土壤侵蚀地图模型A＝R×K×L×S×C×P。②绘制土壤侵蚀或水土流失数据处理流程图，如下图所示。其中，R为雨量—径流侵蚀因子；K为土壤侵蚀因子；L为坡长因子；S为坡度因子；C
为作物管理因子；P为侵蚀控制措施因子。③输出土壤侵蚀图。
三、发展预测模型
用途：运用已有的存储数据和系统提供的手段，对事物进行科学的数量分析，探索某一事物在今后的可
能发展趋势，并作出评价和估计，以调节、控制计划或行动，如人口预测，资源预测、粮食产量预测以及社会发展预测等。
预测方法：通常分为定性、定量、定时和概率预测。这种数量预
测常用的数学方法有移动平均数法、指数平滑法、趋势分析法、时间序列分析法、回归分析法以及灰色系统理论等模型的应用。用GIS模型可以解决区域时空历史变化的布局问题。
福建人口
规模、GDP、经济与人口关系以及空间聚类相关分析系列图：①利用回归分析方法，选用3个因子（GDP，第二、第三产业占GDP的比重，各行政区的土地面积），并 设Y＝总人口，X1＝GDP，X2
＝第二、第三产业占GDP的比重，X3＝各行政区的土地面积。建立人口与社会经济发展相关模型。②再选用三个因子（人均GDP、人口密度、城市化水平），并设：Y＝人均GDP，X1＝人口密度，X2＝城市化水平，指标采用以10为底的对数进行无量纲处理后，建立相关模型则为Y＝－0.937＋1.838X1＋0.812X2。经检验复相关系数达到0.966，说明该方程的回归效果显著。
四、交通
规划模型
用途：确定交通目标与设计达到交通目标的策略和行动的过程，其目的是设计一个交通系统，以便为将来的各种用地模式服务。
特点：①要进行快速检索。②跳跃性的数据处理
。③构建深入应用的辅助决策模型。④注意与相关软件的综合集成。
需解决的GIS问题主要有：空间布局问题、网络计算问题、动态设置问题、区域分析问题、时空历史变化的对照问题。
交通规划模型：①交通发生量预测模型：该模型采用因果分析法，综合考虑影响交通量发生的各因素，用回归分析法建造多因素相关回归方程。②出行分布预测模型：包括出行方向、出行数
量以及出行工具的空间分配，主要考虑以居民区为出发点的出行分布情况。③交通量最优分配规划：交通量在交通网络中的最优分配。对于客流，往往采用最短路径算法；对于货流，一般采
用线性规划中的运输模型。
构建城市红绿灯智能化模拟系统：红绿灯调度系统有三种模式，即固定控制、实时选择控制、实时生成控制。这里讨论在单交叉口模拟“实时生成控制“交通量
模型的实现。假设条件：通往交叉路口的车辆是随机的，不考虑混车流的情况；交叉口处不发生交通事故；所有车辆服从红绿灯调度控制；车辆在通过交叉路口的速度是相同的，绿灯时间内 的车辆必须顺利通过交路口。应用模型：第i相位的有效绿灯时间Ti＝T0＋△，目标函数，其模糊控制流程如图。
《地理信息系统导论》复习资料（要点）陈诗吉（编）
第七章
GIS可视化及其产品输出
第一节
地理信息可视化理论
一、可视化定义
可视化是将符号或数据转化为直观的图形、图像的技术。它的过程是一种转换，它的目的是将原始数据转化为可显示的图形、图像，从而全面且本质地把握住地理空间信息 的基本特征，便于最迅速、形象地传递和接收它们。
空间信息的可视化是一门基于科学计算可视化、地图学、GIS和人类认知科学等，为识别、解释、表现和传输目的而直观表示空间环境信
息的工具、技术和方法的学科。
空间信息可视化的特征主要体现在交互性、信息载体的多维性、信息表达的动态性、媒体信息的集成性。
二、地理信息可视化理论
数字技术、网络技术、多媒体技术、虚拟现实技术的出现以及ViSC概念的提出，推动了地图认知、信息传输理论的发展，也促使我们对地理你信息可视化理论进行重新认识。多维与动态可视化技术是地学可视化最
新的发展趋势。目前代表的观点主要有：①Taylor的现代地图学认知论（可视化三角形）、②MacEachren的空间表达论（可视化立方体）、③DiBiase的科学探索工具论、④Kraak的探索论、⑤龚建华等人的认知与交流融合论。
第二节
地理信息可视化技术
一、地理信息可视化的概念和形式
地理信息可视化是指将地图学与计算机图形学、多媒体技术、虚拟显示技术和图像
处理技术相结合，将地学信息输入、处理、查询、分析以及预测的数据及结果采用图形符号、图形、图像，并结合图表、文字、表格、视频等可视化形式显示，并进行交互处理的理论、方法
和技术。
地理信息可视化的形式主要有地图、多媒体地学信息、三维仿真地图、虚拟现实等。它们都可以是GIS的界面。
地理信息可视化技术方法：①几何图形法：通过把三维图形透视变
换映射成二维图形，用折线、曲线、网格线等几何图形表示数值的大小。②色彩、灰度表示法：用色彩、灰度来描述不同区域的数值。③多媒体表示法：用图像、声音、动画等多媒体联合表
示地学研究中的特殊现象。④虚拟现实可视化：指由计算机和其它设备组成的高级人机交互系统，以视觉为主，也结合听、触、嗅甚至味觉来感知的环境，使人们有如进入真实的地理空间环
境之中并与之交互作用。
二、地理信息可视化过程
空间信息与可视化的关系是密切的。首先，从GIS数据库中检索出的要素、特征及定位信息。其次，通过预处理后，从符号库读取符号
信息，从字符库读取汉字及字符信息，从色彩库读取色彩信息，即符号化步骤。
第三，面向不同的应用领域输出各种形式的可视化图形（包括地图）。
三、电子地图
电子地图是以地图数
据库为基础，以数字形式存储于计 算机外存储器上，并能在屏幕上实时显示的可视地图（有时也称为“屏幕地图”）。
电子地图与纸质地图相比，最显著的特征是数据的存贮与数据的显示
相分离，由此产生电子地图的一系列新特点：动态性、交互探究性、超媒体结构。电子地图设计仍要遵循传统纸质地图的设计原则，但随着电子地图设计环境、应用环境的改变，又具备了如
下一些新的特点：地图符号视觉变量的扩展；多任务单图幅由单任务多图幅取代；制图与读图过程的融合。
第三节
动态现象可视化
一、动态地图概念
动态地图是对实体世界运动变化
现象的动态可视化表达，随着时间的延展，实体位置移动、形状改变、属性变化，这一过程通过地图表达出来便是动态地图。
面向动态变化现象可视化表达的动态电子地图是一种新型的可
视化，它强调动态、在线、多维特征，对正在发生的变化或已经发生的变化通过动画、动态符号、模拟飞行等形式可视化显示，以期揭示现象的时空演变规律、分析现象的时态特征。
二、动
态地图符号
为了表达动态特征，需要对地图符号的参量进行扩展，引入动态特征描述。定义四个动态参量：发生时长、变化速率、变化次序、节奏。
三、动态电子地图分类
根据变化的主
体，动态地图可视化的内容可分为专题性质变化（如排放污水环境质量超标、航标灯熄灭）、空间位置移动变化（如运钞车行进、洪水淹没面扩展、森林大火蔓延、热带气旋移动）。
根据
运行平台，电子地图系统可分为多目标远程监控、当前目标实时监控。
根据动态电子地图的时态特性可分为对正在发生变化的实时监控、对已经发生变化的过程再现、对将要发生变化的模
拟推演。
根据用户感知的变化内容的真实性，动态电子地图可分为实际变化的感知、静态现象的模拟感知。
第四节
GIS输出
GIS不仅是一个可操作的信息处理系统，同时可以输出 多种
形式的信息产品。
GIS输出主要有传统的纸质地图（集）、以数字形式存贮的电子地图（集）以及统计表、文本、图表、数字模型等非地图形式的信息产品。
第八章
GIS设计方法及应用
第一节
GIS的设计开发简介
一、工具型GIS和应用型GIS GIS开发一般具有两个方面的含义：①从底层开发一个通用的工具型GIS。②借助通用的GIS开发平台（多为商业化GIS）进行二次
开发，完成专用GIS的开发任务；或从底 22
《地理信息系统导论》复习资料（要点）
陈诗吉（编）23 层根据应用目的开发一个专用的GIS。
应用型GIS的特点：①
区域性：一般都针对特定的地理区域，或者说与特定的地理区域相联系。②目的性：一般都具有更为明确的应用目的和使用对象。
核心应用模型：应用型GIS，特别是专业性的GIS，一般以
一个或到几个核心应用分析模型作为系统的核心应用模型。这些应用模型，有的是GIS常规的应用分析方法或模型，但更多的是以这些常规的应用分析方法或模型为基础，结合本专业的新理论
和新技术而建立的专业应用由于模型。
专业用户界面：应用型GIS一般都结合专业的应用问题并针对特定的用户群体建立完全专业化和用户化的系统界面。
二、三种开发方法简介
从软件
编程角度来看，目前GIS平台开发方法主要有三种。
1、宏语言开发
借助于GIS工具软件所提供的开发语言，进行系统建设与开发，并利用这些宏语言，以原GIS工具软件为平台开发出针对
不同应用对象的应用程序。
这种方法对开发者来说自主性比较差，对用户的多方需求也难以实现。
2、独立开发
在VB、C或C＋＋等环境下编程实现的“独立开发”，从空间数据的采集、编辑到数据的处理分析及结果的输出，所有的算法都由开发者独立设计，在一定操作系统平台上编程和调试，以便实现目标。
此方法对开发者来说虽自主性很强，但需要开发者有较高的计
算机编程技术，而且耗时多。
3、集成开发
通过通用软件开发工具或是可视化开发工具（如Delphi、Visual C＋＋、Visual Basic、Power Builder等）作为平台，进行二次集成开发。
第二节
GIS开发的系统工程方法
一、GIS工程的概念
运用系统工程的原理、方法研究地理信息系统建设开发的方法、工具和管理的一门工程技术，称为“GIS工程”。
GIS工程的目标在
于研究一套科学的工程方法，并与此相适应，发展一套可行的工具系统，解决GIS建设中的最优问题。
二、GIS工程开发阶段划分及任务制定
GIS工程的建设从计划立项到产品运行涉及到多
个环节，参照其他系统的研制过程，用工程化的方式有效地管理GIS建设的全过程，可分为六个阶段，即可行性研究、用户需求分析、系统总体设计、系统详细设计、系统实现、运行与维护。
这六个阶段可看作是GIS工程建设的生命周期。
三、GIS工程开发中的组织管理
1、组织机构
组织机构可分为三个层次：高层是领导小组，中层是总体技术组，底层是各种工作组。
2、开
发进程管理
（1）开发人员的配置：开发人员可分为三类，即高级技术人员、一般技术人员、管理人员。工程建设的不同阶段对各类人员的数量要求是不一样的。一般地说，在系统实施阶段
人员需求量大于系统规划阶段，这也是大多数城市在建设GIS时多采取技术承包的原因。
（2）开发阶段的纵向协调：GIS工程建设的生命周期是有序的，前后阶段具有衔接性、依赖性，各阶
段的工作要不时地反馈协调。
（3）各子系统开发的横向协调：在实际建设实施中要作管理上的协调，对共享数据格式、传递数据形式、功能调用需要各开发组不时集中讨论协商。
（4）
取得用户的密切配合：最好能吸收专业用户中熟悉业务的专职人员直接参与系统开发，尤其是在系统建设前期阶段。
3、文档管理
首先我们一起看两个题目： 1.女性月经期是指月经周期的： A.1～4天 B.5～14天 C.15～23天 D.24～28天
2.正常情况下排卵发生在月经来潮前： A.7天 B.10天 C.14天 D.21天
1.【答案】A。解析：月经期是指月经周期的1～4天。2.【答案】C。解析：排卵发生在下次月经来潮前14天。可以看出，这一类考题都是直接提问的形式出现的，所以只要知道女性生殖系统生理，就可以选出正确答案。1.女性生殖生理各阶段特征
(1)月经期。为月经周期第1～4天。在内膜功能层，基底层以上 的部分，厚约5～6mm形成的散在小血肿，将使坏死的内膜剥脱，随血液排出，称之为月经。内膜的基底层随即开始增生，形成新的内膜。故月经期实际上是一个周期的结束，也是下一周期的开始。
在知识经济时代, 企业所处的商业环境发生了根本性变化, 知识资本成为了企业价值的重要组成部分, 是企业做出决策的重要依托。目前, 学界对利用知识技术帮助决策、利用专家系统等人工智能提高和强化决策支持系统功能的研究, 主要停留在方法手段和个别领域等方面, 从宏观上将知识发现、知识管理与决策理论、决策支持系统的实现结合起来, 进行整体研究的还很少, 系统模型不够完善。本文拟对决策支持系统的架构进行改进, 提出知识发现、知识管理与决策支持系统的简单集成框架, 即在决策支持系统结构中融入知识发现和知识管理模块, 以期达到更优的决策结果。
1 知识发现
1.1 知识发现的定义
1989年8月, 在第11届国际人工智能联合会议的专题研讨会上, 首次提出了基于数据库的知识发现 (Knowledge Discovery in Database , KDD) 技术。知识发现的定义, 一般比较公认的是:知识发现是从大型数据库的数据中, 提取人们感兴趣的知识, 即正确的、非平凡的、未知的、有潜在应用价值的并最终可为用户理解的模式。
1.2 知识发现的过程
KDD是一个反复迭代的人机交互处理过程, 从宏观上看, KDD过程主要由三个部分组成, 即数据准备、知识提取和结果的解释评估, 如图1所示。
1.3 知识发现的意义
知识发现是一个多学科交融的前景广阔的新兴领域, 这些学科有人工智能、机器学习、模式识别、统计学、数据库、知识库、数据可视化及专家系统等。知识发现为决策各方创造了一个共同的理解模式, 从而使知识发现过程成为持续的管理过程的重要一环。对于运用知识发现识别出来的知识, 企业或组织可以进行如下工作: (1) 预测; (2) 趋势判断、模式识别和解释; (3) 辅助决策。
2 知识管理
2.1 知识管理的定义
知识管理 (Knowledge Management) 就是运用集体的智慧提高应变能力和创新能力, 为企业实现显性知识和隐性知识共享和有效转换提供新途径。简而言之, 知识管理就是企事业单位对其所拥有的知识资源进行管理的过程。比尔?盖茨在《未来时速》中提到“知识管理是个手段, 不是目的, 它是搜集和组织信息、把信息传播给需要它的人、不断地通过分析和合作来优化信息”。
2.2 知识管理的过程
知识管理过程可以划分为四个环节:知识生成 (Produce) 管理, 包括知识获取和知识创新;知识积累 (Stockpile) 管理, 包括知识整理、知识保存、知识更新;知识应用 (Application) 管理, 包括知识测评、知识应用;知识交流 (Communicate) 管理, 包括知识传递、知识分享。这四个环节, 九个部分相互承接与联系, 共同构成了知识的基础管理体系。各个活动之间相互关联, 并无简单的先后关系, 而是在循环中不断进化和提高, 形成了知识螺旋上升式的有机闭合环路, 如同一条“知识链 (Knowledge Chain) ”, 也称为“PSCA”闭环, 如图2所示[1]。
2.3 知识管理的意义
知识管理是信息管理的延伸和发展。如果说信息管理是将数据转化为信息, 并使信息为组织设定的目标服务, 那么知识管理是把信息转化为知识, 通过知识的创造、应用提高组织的应变能力和创新能力。著名管理学家彼得·F·德鲁克 (Peter F.Drucker) 及其同事们通过案例观察到, 相当数量的美国和日本的企业开始从传统的管理结构转移到新型的知识管理结构[2]。只有系统、科学地做好知识管理, 以知识管理的现代理念、科学方法提高现代组织的决策能力及其支持系统的支持质量和效率, 才能真正实现知识管理研究和知识管理活动的最终目的。
3 基于知识发现和知识管理的决策支持系统的构建
3.1 决策支持系统的定义
决策支持系统 (Decision Support System, DSS) 是以现代信息技术为手段, 综合运用计算机技术、管理科学、经济数学、人工智能技术等多种学科知识, 针对某一类型的半结构化和非结构化决策问题, 通过提供背景材料、协助明确问题、修改完善模型、列举可能方案等方式, 为管理者做出正确决策提供帮助的人机交互式系统。
3.2 系统目标
系统设计日标是:对与决策相关的各种数据进行抽取、转换和加载等处理后, 建立统一规范和高度共享的数据仓库, 并在此基础上采用数据挖掘和OLAP等技术多角度分析数据, 从中提取潜在的知识, 并对发现的知识实施进一步的管理, 求精、深化, 从而建立高效的决策支持系统。
3.3 系统构建
根据系统的设计目标, 文章给出基于知识发现和知识管理的决策支持系统的模型, 其基本结构框架如图3所示, 箭头方向为控制流。
该系统由数据仓库管理模块、知识发现模块、知识管理模块、人机交互模块四大模块组成。
3.3.1 数据仓库管理模块
该模块将不同来源的、结构不一致的数据进行概括和聚集, 抽取其面向决策支持的部分并加载到数据仓库中, 对其实行统一管理。当需要查询时, 就可以直接访问数据仓库而无需再访问其它信息源[3]。数据仓库是知识发现的基础, 是面向主题的、集成的、稳定的、随时间不断变化的数据集合, 用以支持决策管理的制定过程。
3.3.2 知识发现模块
该模块是在数据仓库的基础上, 运用数据分析工具, 从数据中提取对决策有用的知识。模块中提供了大量知识发现引擎抽取算法, 针对所要发现任务的所属类别, 如分类、回归分析、聚类、关联规则等, 设计或选择有效的数据挖掘算法并加以实现。数据挖掘和OLAP (联机分析处理) 技术是知识提取的有力工具。从数据仓库中选择的数据在知识发现引擎里得到处理, 生成辅助模式和关系。对发现的模式进行解释, 在此过程中, 为了取得更为有效的知识, 可能会返回前面处理步骤中的某些步骤以反复提取, 从而提取出更有效的知识。测试与评价所发现的知识, 对知识进行一致性、效用性处理以确保本次发现的知识不会与以前发现的知识相抵触。将发现的知识将存放到知识库中, 最终以用户能了解的方式呈现给用户。
3.3.3 知识管理模块
上一模块提取的知识存放在知识库中, 这些知识必须以一种有效的方式来进行管理, 才能更好地为决策服务。经过知识生成、 知识积累、知识交流和知识应用四个管理环节, 以及与领域知识、员工的隐性知识、外部环境的交互, 知识得到进一步的优化, 以供决策。
3.3.4 人机交互模块
决策者通过友好的人机界面, 可以与系统进行交流。用户向系统发出决策请求后, 系统将为用户展示分析后的结果, 并可对展示的数据进行再次分析利用, 形成最后的分析报表等。
该决策支持系统的决策过程总结如下: (1) 用户发出决策请求命令后, 分析决策需求, 描述和表示决策的问题。 (2) 数据仓库管理模块从数据仓库中获取与任务相关的数据, 确定数据来源, 建立数据仓库。 ( 3) 在知识发现模块中提供了大量知识发现引擎抽取算法, 针对所要发现任务的类别设计或选择有效的数据挖掘算法并加以实现。 (4) 从数据仓库中选择的数据在知识发现引擎里得到处理, 生成辅助模式和关系。 (5) 对发现的模式进行解释 (6) 测试与评价所发现的知识, 对知识进行一致性、效用性处理。 (7) 将知识存放到知识库中, 进行统一管理, 进一步优化, 还可以用于后继的知识发现过程和知识评价。 (8) 应用, 使用户能在决策支持中运用所发现的知识。
以上过程是一个学习、发现和修改的过程, 步骤之间包含了循环和反复, 这样可以对所发现的知识不断求精、深化, 并使其易于理解。
4 结束语
本文提出的基于知识发现和知识管理的决策支持系统融合了知识发现和知识管理理念, 通过运用数据仓库、数据挖掘等技术, 实现企业的科学决策。该系统模型的提出对提高决策支持系统的辅助决策能力, 推动决策支持系统的实用化, 进行了有益的探索和尝试;为今后系统设计开发提供一种思路, 具有一定的理论意义和应用前景。
摘要：在数据仓库和知识仓库的基础上对决策支持系统的架构进行了改进, 提出了基于知识发现和知识管理的决策支持系统模型, 并对该系统模型中的各个模块的功能特点进行了研究。该系统融合了知识发现和知识管理理念, 运用了数据仓库、数据挖掘等技术, 实现企业的科学决策。
关键词：知识发现,知识管理,决策支持系统
参考文献
[1]王广宇.知识管理[M].北京:清华大学出版社, 2004:31.
[2]ZELENY M.Knowledge as a new form of capital division and reinte-gration of labor[J].Journal of Human Sys-temsManagement, 1989, 8 (1) :45-58.
【关键词】学具 有效操作
《数学课程标准》明确指出：有效的数学学习活动不能单纯地依赖模仿与记忆，动手实践，自主探索与合作交流是学生学习数学的重要方式。按照皮亚杰的理论，小学生尤其是低年级小学生思维处在具体运演阶段，他们对概念、原理、规律等理解往往需要直观形象的支持，因此，动手操作便成为小学生学习数学的重要方式。在教学中适当让学生进行学具操作，不仅能有效解决数学知识抽象性与学生思维形象性的矛盾，而且对于激发学生内在学习动机、提高学生实践能力和数学思维发展有积极意义。
现在许多教师在自己的课堂教学中设计了不少让学生参与的操作活动，力求使课堂变得生动活泼，更有效。然而，仔细分析这些操作活动不难发现，其中许多活动都游离于学生思维之外，对于学习数学知识，训练数学思维没有起到积极的作用，经常看到为操作而操作的现象，学生的操作是教师指令下的行为，使这些操作变得无效，甚至浪费了宝贵教学时间，得不偿失。因此，在教学中如何搭建有效的操作，真正让学生亲历知识的形成过程，激发学生的思维，需要我们老师不断思考和实践。通过几年的教学和总结，我认为可以从以下几个方面做起。
一、明确学具操作的目的
对于小学生而言，由于年龄特点，有意注意难以持久，特别是低年级，常有不少学生在摆弄学具时常被学具形状、色彩等外部特征吸引，不能在操作过程中始终保持定向的注意。要提高学具操作有效性，就要求操作活动要紧扣教学目标，突出教学重点，决不能只停留于形式。所以教师在备课时就需要考虑：这个学具操作的目的是什么？要通过操作预设解决什么问题？……只有深入地去想这些问题，才能使学具操作走向实质。
二、调动学生思维兴趣，把握学具操作时机
“兴趣是最好的老师”在学具操作中，教师只有把握恰好的时机，才能充分调动学生思考的兴趣，激发学生探索新知识的积极性和主动性，真正使学具操作成为引导学生开展积极思维活动的重要组成部分，从而提高教学效率。那么在操作中，如何把握好时机呢？如在二年级认识对称图形的练习中有一题判断平行四边形是不是对称图形，课堂上出现了不同的意见，有一半同学认为是对称，一半同学認为不是对称，两种意见起了争论。针对学生出现的两种意见，老师没有发表意见，而是制造并利用这些理解差异激发学生的认知冲突，使学生产生企盼、渴知的心理状态；另一方面也由此凸现所要解决的问题，暴露学生的思维，自然地为教学的有效切入创造了最佳时机。师：“双方学生都很自信，但最终只能是一方正确。那双方来说一下观点，看谁能说服对方。”师让认为是的一方先说，生：“我认为对折后能完全重合，所以是对称图形。”师问持不同意见的同学：“你同意他的观点吗？”生：“不同意”。师对着认为是对称图形的同学说：“你还不能说服他，想想有没有其他的办法？”生：“可以动手折一折。”师：“大家愿不愿意一起帮他折一折”。生：“愿意。”全班同学操作验证，发现不能完全重合。师：“看来，有时我们的眼睛会看错，有些图形看上去是，但却不是，有些图形看上去不是，但恰恰是。一个很好的办法就是有你疑惑时，可以动手折一折。”在这里利用容易引起学生争论的地方制造矛盾，组织双方争论，在抽象辩论不能化解矛盾时适时引导学生用操作来验证，不仅突破了教学难点，而且有利于学生优秀学习品质的培养。
三、教师组织引导，提高操作有效性。
（一）指导学生按照一定的程序和规则进行操作活动
数学学具的操作或是观察，都应该是有意义的、有计划的活动，而不是一般的随意的动手活动。在指导学生操作之前，教师要明确操作所达成的目的。并精心设计操作的步骤，规定操作的程序和规则，还要设计学生观察和思考的问题，要引导学生积极有效地思考，发展学生的思维能力。若在进行有难度的操作时，还可以组织几个学生进行预演性操作，以便发现学生操作中可能碰到的困难，或者发现操作中有什么技巧问题，节省了一些不必要浪费的时间。如在一年级人民币单元，小红买笔要用1元3角钱，该怎么付钱？有学生回答说付1元和3角。这显然是错误的。因为没有3角的人民币这时教师便引导学生同桌合作拿出人民币学具，试着取1元3角钱，怎么取？学生便带着问题进行有意义的操作，操作过程也是井然有序。操作中，老师听到同桌轻声交流着不同的意见，并且有很多学生还知道了刚才同学为什么错。这就显得操作非常有效率和有意义，这样的操作也培养了学生的创新意识和解决实际问题的能力，使之终身受益。
（二）教师要加强对操作活动的过程指导
小学生学习数学，乐以直观，停以表面，弱以深入思考探究。要使学生在操作中充分发挥主动性、积极性 和独立性，教师的继续指导和启发是至关重要的。教师除了面向全体认真组织，如注意操作的秩序、纪律，控制操作的时间等以外，还要来回巡视指导，由于学生的水平不一致，在操作中表现出来的情况也会有明显的不同。所以在操作中老师不要过分的苛求操作水平的整齐划一，而应把眼光更多地放在操作时间的掌握，怎样让每个学生都能得到发展的问题上。具体了解哪些学生还不会按规则操作，是否有代表性的问题要提出来引起大家的注意，特别要及时掌握操作过程的反馈信息，以便为后面的总结积累材料。在操作结束时，教师必须引导学生根据操作中获得的知识展开分析、比较、综合、概括、判断、推理等逻辑思维活动，形成概念、规律和方法，提升操作内涵。
总之，教学中让学生进行实验操作的内容很多，教师要认识到位，把握好实际，精心设计，科学指导，尽量让学生的多种感官参与操作活动中去，动手操作探究问题，用创造性思维方法解决问题。为培养更多会学习，有创新精神的一代新人而努力。
【参考文献】
[1]杨九俊著 小学数学课堂诊断[M] 教育科学出版出版社 2006年
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