試談管理信息系統(tǒng)平臺(tái)的構(gòu)建技術(shù)

1、第三章 治理信息系統(tǒng)平臺(tái)的構(gòu)建技術(shù)Computer technology is the technological basis to construct the platform of management information system. This chapter is mainly about the new development of computer hardware, data communication mode, data switching technology, computer network architecture, local area network med

2、ium access control technology, TCP/IP protocol set, database architecture, the features and operations of the relational model, the basic concept of data warehouse and so on. 計(jì)算機(jī)系統(tǒng)一、計(jì)算機(jī)系統(tǒng)計(jì)算機(jī)是一種能夠接收和存儲(chǔ)信息，并按照存儲(chǔ)在其內(nèi)部的程序?qū)斎氲男畔⑦M(jìn)行加工、處理，得到人們所期望的結(jié)果，然后把處理結(jié)果輸出的高度自動(dòng)化的電子設(shè)備。計(jì)算機(jī)的進(jìn)展史大型主機(jī)的進(jìn)展時(shí)期1946年美國(guó)研制出第一臺(tái)全自動(dòng)電子計(jì)算機(jī)EN

3、IAC，標(biāo)志著電子計(jì)算機(jī)的誕生，此后計(jì)算機(jī)進(jìn)入了飛速進(jìn)展的時(shí)期。計(jì)算機(jī)進(jìn)展史具體如表3-1所示。表3-1 計(jì)算機(jī)進(jìn)展史 年代器件第一代1946-1957第二代1958-1964第三代1965-1969第四代1970-電子器件電子管晶體管中、小規(guī)模集成電路大規(guī)模和超大規(guī)模集成電路主存儲(chǔ)器磁芯、磁鼓磁芯、磁鼓磁芯、磁鼓、半導(dǎo)體存儲(chǔ)器半導(dǎo)體存儲(chǔ)器外部存儲(chǔ)器磁帶、磁鼓磁帶、磁鼓磁帶、磁鼓、磁盤(pán)磁帶、磁盤(pán)、光盤(pán)處理方式機(jī)器語(yǔ)言匯編語(yǔ)言監(jiān)控程序連續(xù)處理作業(yè)高級(jí)語(yǔ)言編譯多道程序?qū)崟r(shí)處理實(shí)時(shí)、分時(shí)處理網(wǎng)絡(luò)操作系統(tǒng)運(yùn)算速度5千-3萬(wàn)次/秒幾十萬(wàn)-百萬(wàn)次/秒百萬(wàn)-幾百萬(wàn)次/秒幾百萬(wàn)-千億次/秒目前，世界各國(guó)研究人

4、員正在加緊開(kāi)發(fā)以智能電子計(jì)算機(jī)、神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)計(jì)算機(jī)、分子計(jì)算機(jī)、光子計(jì)算機(jī)、量子計(jì)算機(jī)等為代表的以后新一代計(jì)算機(jī)。智能電子計(jì)算機(jī)是一種有知識(shí)、會(huì)學(xué)習(xí)、能推理的計(jì)算機(jī)，具有能理解自然語(yǔ)言、聲音、文字和圖像的能力，可進(jìn)行思維、聯(lián)想、推理，具有匯合、經(jīng)歷、檢索等活動(dòng)。神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)計(jì)算機(jī)模仿人的大腦推斷能力和適應(yīng)能力，將具有類(lèi)似人腦的智慧和靈活性，并具有可并行處理多種數(shù)據(jù)的功能。分子計(jì)算機(jī)運(yùn)行靠的是分子晶體能夠汲取以電荷形式存在的信息，并以更有效的方式進(jìn)行組織排列。憑借著分子納米級(jí)的尺寸，分子計(jì)算機(jī)的體積和耗電將劇減，并能更長(zhǎng)期地存儲(chǔ)大量數(shù)據(jù)。光子計(jì)算機(jī)利用光子取代電子進(jìn)行數(shù)據(jù)運(yùn)算、傳輸和存儲(chǔ)，光子計(jì)算機(jī)將使

5、運(yùn)算速度在目前基礎(chǔ)上呈指數(shù)上升。量子計(jì)算機(jī)是一類(lèi)遵循量子力學(xué)規(guī)律進(jìn)行高速數(shù)學(xué)和邏輯運(yùn)算、存儲(chǔ)及處理量子信息的物理裝置。微型計(jì)算機(jī)的進(jìn)展微型機(jī)又稱(chēng)為個(gè)人計(jì)算機(jī)（personal computer，PC），它的進(jìn)展時(shí)期以微處理器（microprocessor unit，MPU）為標(biāo)志。世界上第一臺(tái)微處理器Intel 4004誕生于20世紀(jì)70年代，第一臺(tái)微型計(jì)算機(jī)MCS-4隨之于1971年誕生，其后微機(jī)迅速普及。微型計(jì)算機(jī)進(jìn)展至今，大約經(jīng)歷了五個(gè)時(shí)期。第一代，1981年IBM公司的IBMPC/XT使用8位Intel 8088 CPU；第二代，1984年IBM公司的IBMPC/AT使用16位Inte

6、l 80286 CPU；第三代，1986年Compaq公司的386AT和1987年IBM公司的PS/2-50使用32位Intel 80386 CPU；第四代，1989年486微機(jī)使用Intel 80486 CPU；第五代，1993年微機(jī)使用Intel Pentium CPU（586）和其后的P、P、P = 4 * ROMAN IV，高檔P = 4 * ROMAN IV已進(jìn)展到字長(zhǎng)64位，主頻3.8GHz。計(jì)算機(jī)的分類(lèi)按計(jì)算機(jī)的規(guī)模和性能能夠分為六大類(lèi)：超級(jí)計(jì)算機(jī)或稱(chēng)巨型機(jī)（supercomputer）超級(jí)計(jì)算機(jī)具有強(qiáng)有力的傳輸數(shù)據(jù)和處理數(shù)據(jù)能力，具有大容量的內(nèi)外存，采納專(zhuān)用的操作系統(tǒng)等。我國(guó)研

7、制的銀河機(jī)也屬于巨型機(jī)。1999年9月，我國(guó)研制的“神威”巨型計(jì)算機(jī)系統(tǒng)研制成功，運(yùn)算速度達(dá)每秒3840億次浮點(diǎn)運(yùn)算，其總設(shè)計(jì)師金怡濂獲得2002年度國(guó)家最高科學(xué)技術(shù)獎(jiǎng)。據(jù)2004年11月報(bào)道，由美國(guó)的藍(lán)色基因L創(chuàng)下了70.72TFLOPS的新紀(jì)錄，并榮登2004年超級(jí)計(jì)算機(jī)排行榜榜首。（T譯為太拉，1太拉為1萬(wàn)億，F(xiàn)LOPS為每秒可運(yùn)行的浮點(diǎn)運(yùn)算次數(shù)）。小超級(jí)機(jī)或稱(chēng)小巨型機(jī)（minisupercomputer）小超級(jí)機(jī)又稱(chēng)桌上型超級(jí)電腦，由并行的多個(gè)微處理器組成，它使巨型機(jī)縮小成個(gè)人機(jī)的大小，或者使個(gè)人機(jī)具有超級(jí)電腦的性能。大型主機(jī)（mainframe）它包括我們通常所講的大、中型計(jì)算機(jī)。這

8、是在微型機(jī)出現(xiàn)之前最要緊的計(jì)算模式。只是隨著微機(jī)與網(wǎng)絡(luò)的迅速進(jìn)展，許多大型機(jī)正在被高檔微機(jī)群取代。小型機(jī)（minicomputer）小型機(jī)常采納多CPU結(jié)構(gòu)，具有較大容量的內(nèi)存和多臺(tái)大容量硬盤(pán)，數(shù)據(jù)處理功能較強(qiáng)，實(shí)時(shí)處理性能比較好等。同樣小型機(jī)也受到高檔微機(jī)的挑戰(zhàn)。工作站（workstation）工作站使用大屏幕、高分辨率的顯示器，有大容量的內(nèi)外存儲(chǔ)器，大都具有網(wǎng)絡(luò)功能。一般采納UNIX操作系統(tǒng)，具有多任務(wù)、多用戶(hù)的功能，適合于分布式處理。它們的用途比較專(zhuān)門(mén)，要緊用于計(jì)算機(jī)輔助設(shè)計(jì)、圖像處理、軟件工程以及大型操縱中心。個(gè)人計(jì)算機(jī)（personal computer，PC）或稱(chēng)微型機(jī)這是目前進(jìn)展

9、最快的領(lǐng)域。依照它所使用的微處理器芯片的不同而分為若干類(lèi)型。使用Intel公司的Pentium系列和AMD公司的Athlon系列微處理器的IBM PC及其兼容機(jī)最為普及。計(jì)算機(jī)的組成計(jì)算機(jī)系統(tǒng)由硬件系統(tǒng)和軟件系統(tǒng)兩部分組成。計(jì)算機(jī)硬件是指計(jì)算機(jī)系統(tǒng)中由電子、機(jī)械、磁性和光電元件組成的各種計(jì)算機(jī)部件和設(shè)備。計(jì)算機(jī)的種類(lèi)專(zhuān)門(mén)多，但從功能上都能夠劃分為五個(gè)差不多組成部分，即輸入設(shè)備、輸出設(shè)備、存儲(chǔ)器、運(yùn)算器和操縱器，運(yùn)算器和操縱器常集成在一起，稱(chēng)為中央處理器（CPU）。計(jì)算機(jī)硬件結(jié)構(gòu)如圖3-1所示，雙線(xiàn)代表數(shù)據(jù)流，實(shí)線(xiàn)代表操縱流，計(jì)算機(jī)各部件間的聯(lián)系通過(guò)信息流淌來(lái)實(shí)現(xiàn)。圖3-1 計(jì)算機(jī)系統(tǒng)差不多硬件

10、結(jié)構(gòu)二、計(jì)算機(jī)硬件硬件設(shè)備是計(jì)算機(jī)物理設(shè)備的總稱(chēng)。中央處理器（central processing unit，CPU）中央處理器在微機(jī)中又稱(chēng)為微處理器，它要緊由運(yùn)算器、操縱器和寄存器組成。其要緊功能是按照程序給出的指令序列分析指令、執(zhí)行指令，操縱并協(xié)調(diào)各部件的工作，完成對(duì)數(shù)據(jù)的加工處理。存儲(chǔ)器（memory）存儲(chǔ)器是是計(jì)算機(jī)的經(jīng)歷和存儲(chǔ)部件，負(fù)責(zé)存儲(chǔ)數(shù)據(jù)和程序，并依照操縱命令提供這些數(shù)據(jù)和程序，要緊分為主存儲(chǔ)器和輔助存儲(chǔ)兩類(lèi)。主存儲(chǔ)器又稱(chēng)內(nèi)部存儲(chǔ)器，簡(jiǎn)稱(chēng)內(nèi)存，要緊由半導(dǎo)體存儲(chǔ)器組成。計(jì)算機(jī)運(yùn)行過(guò)程中內(nèi)存用來(lái)存儲(chǔ)當(dāng)前數(shù)據(jù)和程序指令的。計(jì)算機(jī)的輔助存儲(chǔ)器又稱(chēng)外部存儲(chǔ)器，簡(jiǎn)稱(chēng)外存，用于數(shù)據(jù)和程序的長(zhǎng)

11、久保存。常用的輔助存儲(chǔ)器有磁盤(pán)（帶）、移動(dòng)硬盤(pán)、光盤(pán)、閃存存儲(chǔ)器（usb flash盤(pán)，又稱(chēng)優(yōu)盤(pán)和閃盤(pán)）。為了解決成本價(jià)格、存取速度和存儲(chǔ)容量的矛盾，目前計(jì)算機(jī)的存儲(chǔ)系統(tǒng)是由各種不同的存儲(chǔ)器組成的。主存儲(chǔ)器內(nèi)存和CPU一起構(gòu)成了計(jì)算機(jī)的主機(jī)部分。內(nèi)存儲(chǔ)器按其工作方式的不同，能夠分為隨機(jī)存儲(chǔ)器RAM和只讀存儲(chǔ)器ROM兩種。RAM能夠分為靜態(tài)SRAM和動(dòng)態(tài)DRAM兩種，目前常用的DRAM有SDRAM（synchronous DRAM，同步動(dòng)態(tài)隨機(jī)存儲(chǔ)器）和DDR SDRAM（dual date rate SDRAM，雙倍數(shù)據(jù)傳輸速率同步動(dòng)態(tài)隨機(jī)存儲(chǔ)器，DDR SRAM理論上具有雙倍SDRAM內(nèi)存的

12、帶寬）。ROM是一種內(nèi)容只能讀出而不能寫(xiě)入和修改的存儲(chǔ)器，其存儲(chǔ)的信息是在制作該存儲(chǔ)器時(shí)就被寫(xiě)入的。計(jì)算機(jī)斷電后，ROM中的信息可不能丟失。ROM常用來(lái)存放檢測(cè)程序、ROMBIOS等。只讀存儲(chǔ)器除了ROM外，現(xiàn)在為方便BIOS的升級(jí)等又出現(xiàn)了PROM、EPROM、EEPROM（electrically erasable programmable ROM）等類(lèi)型。PROM是可編程只讀存儲(chǔ)器，但只可編寫(xiě)（燒制）一次。EPROM器件是可擦除可編程只讀存儲(chǔ)器，使用EPROM寫(xiě)入器用紫外線(xiàn)照耀的方法能夠反復(fù)多次擦除原來(lái)寫(xiě)入的內(nèi)容，重新寫(xiě)入新的內(nèi)容。EEPROM是電可擦除可編程只讀存儲(chǔ)器，使用一般微機(jī)就可

13、對(duì)它重寫(xiě)。EPROM、EEPROM與ROM不同，其內(nèi)容能夠多次擦除而更新，但只要更新固化好以后，就只能讀出，而不能象RAM那樣能夠隨機(jī)讀出和寫(xiě)入信息。外存儲(chǔ)器外存儲(chǔ)器依照使用介質(zhì)的不同，可分為磁性、光電和電子幾種。外存的容量一般都比較大，讀寫(xiě)速度較慢。軟磁盤(pán)是一種磁介質(zhì)形式的存儲(chǔ)器。常用的是容量為1.44MB的3.5英寸軟盤(pán)。目前差不多有大容量的ZIP軟盤(pán)，一張盤(pán)片存儲(chǔ)容量為100MB300MB左右。硬磁盤(pán)是由若干個(gè)硬盤(pán)片組成的盤(pán)片組，一般被封裝在金屬殼內(nèi)。硬盤(pán)的容量要大得多，通常在幾十個(gè)GB到幾百個(gè)GB，存取信息的速度也快得多。移動(dòng)硬盤(pán)的接口多為USB接口，便于移動(dòng)。磁帶存儲(chǔ)器要緊用于大型主

14、機(jī)和小型機(jī)。用于計(jì)算機(jī)的磁帶和一般錄音磁帶類(lèi)似，并無(wú)物理本質(zhì)上的區(qū)不。只是前者記錄數(shù)字信號(hào)，后者記錄模擬信號(hào)，因此讀寫(xiě)裝置差不較大。光盤(pán)驅(qū)動(dòng)器是讀取光盤(pán)的設(shè)備。CD-ROM為只讀光盤(pán)，它的容量為650MB，可用于存放各種信息。光驅(qū)的一個(gè)要緊技術(shù)指標(biāo)是數(shù)據(jù)傳輸速率，傳輸速率的單位是“倍速”，其基數(shù)是150KB/秒。40X確實(shí)是指40倍速光驅(qū)，其數(shù)據(jù)的傳輸速率為6000KB/秒。常用的光盤(pán)有三種：只讀光盤(pán)、一次性寫(xiě)入光盤(pán)（WORM簡(jiǎn)稱(chēng)WO）、可擦寫(xiě)光盤(pán)（CD-RW）?？刹翆?xiě)光盤(pán)是能夠多次重寫(xiě)的光盤(pán)，目前常用的是磁光型（magneto optic disk，MO）?？刹翆?xiě)光盤(pán)需插入特制的光盤(pán)驅(qū)動(dòng)器進(jìn)

15、行讀寫(xiě)操作。DVD-ROM是CD-ROM的后繼產(chǎn)品，DVD盤(pán)光道之間的間距縮小，記錄信息的最小凹凸坑長(zhǎng)度縮小，導(dǎo)致了DVD盤(pán)的存儲(chǔ)容量可提高至4.7GB，是CD-ROM的7倍。而且DVD驅(qū)動(dòng)器具有向下的兼容性，也能夠讀取CD-ROM的光盤(pán)。閃存是一種新型的EEPROM內(nèi)存，不需要專(zhuān)門(mén)設(shè)備和方式即可實(shí)現(xiàn)實(shí)時(shí)擦寫(xiě)。市面上常用的有U盤(pán)/優(yōu)盤(pán)，有數(shù)碼相機(jī)、數(shù)碼攝像機(jī)、MP3上用的CF（compact flash）卡、SM（smart media）卡，MMC（multimedia）卡等等。它們攜帶和使用方便，容量和價(jià)格適中，一般容量從64MB到1GB，深受寬敞計(jì)算機(jī)使用者的青睞。比較而言，存取速度由快到

16、慢為：內(nèi)存硬盤(pán)光盤(pán)軟盤(pán)，存儲(chǔ)容量由大到小為：硬盤(pán)光盤(pán)內(nèi)存軟盤(pán)。外部設(shè)備外部設(shè)備包含輸入設(shè)備和輸出設(shè)備。鍵盤(pán)是微機(jī)的標(biāo)準(zhǔn)輸入設(shè)備，顯示器是微機(jī)的標(biāo)準(zhǔn)輸出設(shè)備。在微型計(jì)算機(jī)系統(tǒng)中，最常用的輸入設(shè)備是鼠標(biāo)和鍵盤(pán)。掃描儀是一個(gè)典型的圖像輸入設(shè)備。它能夠?qū)⒄掌?、圖片、圖形輸入到計(jì)算機(jī)中，并轉(zhuǎn)換成圖像文件存儲(chǔ)于硬盤(pán)中。視頻捕獲卡是視頻媒體信息的輸入設(shè)備，它能夠?qū)㈦娨?、攝影機(jī)和錄像的視頻信號(hào)輸入到計(jì)算機(jī)中，能夠?qū)⒁曨l片斷錄制到硬盤(pán)上。條形碼讀入器是一種輸入設(shè)備。條形碼是一種用線(xiàn)條和線(xiàn)條間的間隔按一定的規(guī)則表示數(shù)據(jù)的條形符號(hào)。條形碼讀入器用以?huà)呙钘l形碼，將光信號(hào)轉(zhuǎn)變?yōu)殡娦盘?hào)，經(jīng)譯碼后輸入計(jì)算機(jī)。光筆與相應(yīng)的硬

17、件和軟件結(jié)合，可用來(lái)在屏幕或書(shū)寫(xiě)板上作圖或?qū)懽州斎胗?jì)算機(jī)。觸摸屏是一種快速實(shí)現(xiàn)人機(jī)對(duì)話(huà)的工具?？煞譃殡娙菔健㈦娮枋胶图t外式三種，常用的為前兩種。電容式觸摸屏工作原理是在熒光屏前安裝一塊專(zhuān)門(mén)玻璃屏，其正反兩面涂上專(zhuān)門(mén)材料，當(dāng)手指觸摸屏幕時(shí)，引起正反面間電容值發(fā)生變化，操縱器將這種變化編譯成（X，Y）坐標(biāo)值，傳給計(jì)算機(jī)處理。而電阻式觸摸屏所涂材料當(dāng)手指觸摸屏幕時(shí)，引起觸點(diǎn)正反面間電阻值發(fā)生變化。微機(jī)的顯示系統(tǒng)由顯示器和圖形適配器（graphics adapter，也稱(chēng)為圖形卡或顯卡）組成。它們共同決定了圖像輸出的質(zhì)量。顯示器的要緊技術(shù)指標(biāo)有分辨率、像素和點(diǎn)距（兩個(gè)像素點(diǎn)間的距離）。顯示器像素點(diǎn)越多

18、，分辨率越高，點(diǎn)距越小，圖像越清晰。目前的圖形卡能夠支持1024768（或12801024）像素的分辨率，點(diǎn)距有0.28毫米，0.31毫米或0.39毫米等。通常顯卡上有它自己的存儲(chǔ)區(qū)視頻隨機(jī)存儲(chǔ)器（video RAM），也稱(chēng)為顯存或VRAM。VRAM用于存儲(chǔ)當(dāng)前正在顯示的有關(guān)數(shù)據(jù)，以及此后將要顯示的有關(guān)數(shù)據(jù)。VRAM的大小決定著顯示器最大分辨率下所能顯示的顏色數(shù)、分辨率和顯示的速度。打印機(jī)要緊有針式打印機(jī)、噴墨打印機(jī)、激光打印機(jī)等。打印機(jī)的技術(shù)指標(biāo)要緊有打印速度、印字質(zhì)量、打印噪聲等。聲卡又稱(chēng)音頻卡（audio card），它用于處理音頻媒體信息的輸入輸出，是一個(gè)重要的多媒體組件，與聲卡相配套

19、的硬件還有麥克風(fēng)和音箱。一般聲卡都具有如下功能：錄音、播放聲音、樂(lè)器數(shù)字接口MIDI等。三、計(jì)算機(jī)軟件軟件系統(tǒng)是指計(jì)算機(jī)程序及其有關(guān)文檔。軟件系統(tǒng)由系統(tǒng)軟件和應(yīng)用軟件兩大部分組成。系統(tǒng)軟件包括操作系統(tǒng)、語(yǔ)言處理程序、數(shù)據(jù)庫(kù)治理系統(tǒng)、網(wǎng)絡(luò)通信治理程序等部分；應(yīng)用軟件是用來(lái)完成用戶(hù)所要求的數(shù)據(jù)處理任務(wù)或?qū)崿F(xiàn)用戶(hù)特定功能的程序。操作系統(tǒng)軟件操作系統(tǒng)（operation system，OS）是一組對(duì)計(jì)算機(jī)資源進(jìn)行操縱與治理的系統(tǒng)化程序集合，它是用戶(hù)和計(jì)算機(jī)硬件系統(tǒng)之間的接口。操作系統(tǒng)具備五大功能：處理器治理、存儲(chǔ)治理、設(shè)備治理、文件治理和作業(yè)治理。如Windows、Linux、Unix等。數(shù)據(jù)庫(kù)治理系

20、統(tǒng)軟件數(shù)據(jù)庫(kù)治理系統(tǒng)（database management system，DBMS）軟件是專(zhuān)門(mén)對(duì)數(shù)據(jù)記錄進(jìn)行綜合治理的軟件，對(duì)數(shù)據(jù)文件結(jié)構(gòu)的定義、數(shù)據(jù)記錄的更新、數(shù)據(jù)記錄的查詢(xún)以及對(duì)數(shù)據(jù)記錄的各種運(yùn)算提供全面的支持。如Oracle，Sybase，Microsoft SQL Server，Access等。程序設(shè)計(jì)語(yǔ)言計(jì)算機(jī)指令是用程序設(shè)計(jì)語(yǔ)言編寫(xiě)的，程序設(shè)計(jì)語(yǔ)言是人與計(jì)算機(jī)進(jìn)行交流的工具。機(jī)器語(yǔ)言是一種在計(jì)算機(jī)上能夠直接執(zhí)行的二進(jìn)制代碼指令。匯編語(yǔ)言用便于人經(jīng)歷的助記符作為操作指令，是一種十分接近機(jī)器語(yǔ)言的符號(hào)語(yǔ)言。高級(jí)語(yǔ)言采納英語(yǔ)詞匯作為指令關(guān)鍵詞，按照規(guī)定的語(yǔ)義和語(yǔ)法結(jié)構(gòu)要求編寫(xiě)程序。高級(jí)

21、語(yǔ)言中每一條語(yǔ)句的功能相當(dāng)于匯編語(yǔ)言的多條指令的功能，也被稱(chēng)為第三代語(yǔ)言（3GL）。如C、PASCAL等。第四代語(yǔ)言（4GL）是為降低程序開(kāi)發(fā)難度和提高程序開(kāi)發(fā)效率而設(shè)計(jì)的通用語(yǔ)言。如某些數(shù)據(jù)庫(kù)系統(tǒng)的查詢(xún)語(yǔ)句（如SQL）和應(yīng)用軟件包的宏語(yǔ)言就具有第四代語(yǔ)言的特征。編寫(xiě)的程序是非過(guò)程化的，即程序指令只要告訴計(jì)算機(jī)需要“做什么”，而不必詳述“如何樣做”的具體過(guò)程。面向?qū)ο蟮某绦蛘Z(yǔ)言是1980年后新進(jìn)展的程序設(shè)計(jì)語(yǔ)言，面向?qū)ο笳Z(yǔ)言將數(shù)據(jù)與操作合成為對(duì)象，即對(duì)象數(shù)據(jù)和操作，如此的對(duì)象能夠重用，從而大大提高編程效率，如C+、Java等。由于因特網(wǎng)的廣泛應(yīng)用，標(biāo)記語(yǔ)言也開(kāi)始引起人們的注意，如HTML、XM

22、L等。應(yīng)用軟件應(yīng)用軟件是直接面向最終用戶(hù)的具體應(yīng)用軟件，可分為通用和專(zhuān)用兩種。通用應(yīng)用軟件是某些具有通用信息處理功能的商品化軟件。它的特點(diǎn)是通用性，因此能夠被許多有類(lèi)似應(yīng)用需求的用戶(hù)所使用。比較典型的通用軟件有文字處理軟件、表格處理軟件、數(shù)值統(tǒng)計(jì)分析軟件、財(cái)務(wù)核算軟件等。如Microsoft Office、用友財(cái)務(wù)軟件等。專(zhuān)用應(yīng)用軟件是專(zhuān)業(yè)人士為滿(mǎn)足用戶(hù)特定要求而單獨(dú)開(kāi)發(fā)的專(zhuān)門(mén)應(yīng)用軟件，如為某公司定制的人力資源治理信息系統(tǒng)。治理信息系統(tǒng)一般來(lái)講是借助于計(jì)算機(jī)硬件等設(shè)備，進(jìn)行信息處理的應(yīng)用軟件系統(tǒng)，因此計(jì)算機(jī)系統(tǒng)是治理信息系統(tǒng)平臺(tái)構(gòu)建的技術(shù)基礎(chǔ)。計(jì)算機(jī)系統(tǒng)所涉及的軟硬件系統(tǒng)進(jìn)展特不迅速，在治理信

23、息系統(tǒng)軟件開(kāi)發(fā)過(guò)程中，需要不斷跟蹤其進(jìn)展，充分利用和發(fā)揮其性能。 通信和網(wǎng)絡(luò)一、數(shù)據(jù)通信技術(shù)數(shù)據(jù)是承載信息的實(shí)體，信息是數(shù)據(jù)的內(nèi)容和含義。信號(hào)（signal）是數(shù)據(jù)的電磁或電子編碼，按其編碼機(jī)制可分為模擬信號(hào)和數(shù)字信號(hào)。數(shù)據(jù)通信技術(shù)是計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)進(jìn)展的基礎(chǔ)，通信的全然目的是傳輸信息如語(yǔ)言、文字、數(shù)碼和圖像等，而信息往往以具體的數(shù)據(jù)形式來(lái)表現(xiàn)，數(shù)據(jù)通過(guò)介質(zhì)傳送時(shí)又必須轉(zhuǎn)換為一定形式的信號(hào)，因此通信歸結(jié)到底是在一定的傳輸媒體上傳送電信號(hào)，從而達(dá)到傳送數(shù)據(jù)和交換信息的目的。數(shù)據(jù)通信網(wǎng)絡(luò)的結(jié)構(gòu)一個(gè)數(shù)據(jù)通信網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)如3-2圖所示。在數(shù)據(jù)通信網(wǎng)絡(luò)中信息的發(fā)出者稱(chēng)其為信源；信息的接收者稱(chēng)為信宿；發(fā)送器對(duì)發(fā)送信

24、號(hào)編碼或轉(zhuǎn)換，產(chǎn)生能夠傳輸?shù)墓狻㈦娦盘?hào)；接收器將收到的信號(hào)轉(zhuǎn)換成信宿設(shè)備能夠處理的信號(hào)；傳輸系統(tǒng)是連接信源與信宿之間的復(fù)雜線(xiàn)路網(wǎng)絡(luò)。連接信源與信宿的物理和邏輯設(shè)備稱(chēng)為信道。圖3-2 通信網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)數(shù)據(jù)通信方式并行通信和串行通信并行通信方式是將一組數(shù)據(jù)按數(shù)位寬度同時(shí)進(jìn)行傳輸，每一個(gè)數(shù)位都要有自己的數(shù)據(jù)傳輸線(xiàn)和發(fā)送、接收設(shè)備。并行通信的傳輸速率高，但傳輸設(shè)備多，并行通信方式一般用在距離近、傳輸速率要求高的通信中。串行通信方式是在一根數(shù)據(jù)傳輸線(xiàn)上，每次傳送一位二進(jìn)制數(shù)據(jù)，即數(shù)據(jù)一位接一位地傳送。在傳輸距離遠(yuǎn)，傳輸數(shù)字?jǐn)?shù)據(jù)的場(chǎng)合，都采納串行傳輸方式，如計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)中。單工通信與雙工通信按照數(shù)據(jù)傳輸方向及其

25、時(shí)刻關(guān)系可將通信方式分為單工、半雙工和全雙工三種。在單工通信中，發(fā)送設(shè)備和接收設(shè)備之間只有一個(gè)傳輸通道，數(shù)據(jù)單方向的從發(fā)送端到接收端，傳輸通道的方向不能改變。在半雙工通信中，兩個(gè)設(shè)備之間有兩個(gè)傳輸通道，能夠輪流雙方向地傳送，但不能同時(shí)進(jìn)行。在全雙工通信中，兩個(gè)設(shè)備之間有兩個(gè)傳輸通道，同時(shí)可同時(shí)雙向傳送數(shù)據(jù)，相當(dāng)于兩個(gè)相反方向的單工通信的組合。基帶傳輸與頻帶傳輸基帶傳輸是指在數(shù)字信道直接傳輸數(shù)字信號(hào)。當(dāng)進(jìn)行遠(yuǎn)距離通信時(shí)，往往將數(shù)字?jǐn)?shù)據(jù)轉(zhuǎn)換成模擬信號(hào)（調(diào)制）后傳輸，在接收端再進(jìn)行信號(hào)的恢復(fù)（解調(diào)），當(dāng)調(diào)制成頻率信號(hào)的頻率范圍在音頻范圍（200Hz3.4kHz）內(nèi)時(shí)，這種傳輸方式稱(chēng)為頻帶傳輸。其頻率

26、范圍比音頻范圍寬時(shí)，則稱(chēng)之為寬帶傳輸。同步傳輸與異步傳輸在串行通信通訊中，發(fā)送與接收方必須以同樣的速率在相同的時(shí)段內(nèi)發(fā)送和接收數(shù)據(jù)，否則收發(fā)會(huì)產(chǎn)生微小誤差，微小誤差的積存，會(huì)導(dǎo)致傳輸錯(cuò)誤，為此要用到同步技術(shù)。所謂同步是指接收端要按照發(fā)送端所發(fā)送的每個(gè)數(shù)據(jù)的起止時(shí)刻和重復(fù)頻率來(lái)接收數(shù)據(jù)，即收發(fā)雙方在時(shí)刻上必須一致（同步）。數(shù)據(jù)傳輸?shù)耐椒绞接挟惒絺鬏斉c同步傳輸兩種。異步傳輸是以字符為單位的數(shù)據(jù)傳輸。每個(gè)字符都要附加1位起始位“0”、1位寄偶校驗(yàn)位和l位停止位“1”，以標(biāo)記一個(gè)字符的開(kāi)始和結(jié)束。起始位和停止位結(jié)合起來(lái)，便可實(shí)現(xiàn)字符的同步。同步傳輸是以數(shù)據(jù)塊為單位的數(shù)據(jù)傳輸。每個(gè)數(shù)據(jù)塊的頭部和尾部都

27、要附加一個(gè)專(zhuān)門(mén)的字符或比特序列，標(biāo)記一個(gè)數(shù)據(jù)塊的開(kāi)始和結(jié)束，一般還要附加一個(gè)校驗(yàn)序列，以便對(duì)數(shù)據(jù)塊進(jìn)行差錯(cuò)操縱。數(shù)據(jù)通信傳輸介質(zhì)傳輸介質(zhì)分為有線(xiàn)介質(zhì)和無(wú)線(xiàn)介質(zhì)。有線(xiàn)介質(zhì)常用的有雙絞線(xiàn)、同軸電纜和光纖三種。雙絞線(xiàn)是以螺旋狀扭在一起的兩根絕緣導(dǎo)線(xiàn)組成的。兩根線(xiàn)扭在一起是為了減少相互間的輻射電磁干擾。雙絞線(xiàn)早就用在電話(huà)通信中，用于模擬信號(hào)的傳輸，它也可常用于數(shù)字信號(hào)的傳輸。同軸電纜也像雙絞線(xiàn)那樣由一對(duì)導(dǎo)體組成，但它們是按“同軸”形式構(gòu)成線(xiàn)對(duì)?；鶐S電纜用來(lái)直接傳輸數(shù)字信號(hào)，寬帶同軸電纜多用于頻分多路復(fù)用的模擬信號(hào)發(fā)送，閉路電視所使用的CATV電纜確實(shí)是寬帶同軸電纜。光纖是光導(dǎo)纖維的簡(jiǎn)稱(chēng)，它由能傳導(dǎo)

28、光波的石英玻璃纖維，外加愛(ài)護(hù)層構(gòu)成。用光纖來(lái)傳輸電信號(hào)時(shí)，在發(fā)送端先要將其轉(zhuǎn)換成光信號(hào)，而在接收端又要由光檢波器還原成電信號(hào)。無(wú)線(xiàn)傳輸介質(zhì)是通過(guò)大氣傳輸，目前有三種技術(shù)：微波、紅外線(xiàn)和激光。微波通信是在對(duì)流層視線(xiàn)距離范圍內(nèi)利用無(wú)線(xiàn)電波進(jìn)行傳輸?shù)囊环N通信方式，頻率范圍為2GHz-40GHz。衛(wèi)星通信是微波通信的專(zhuān)門(mén)形式，衛(wèi)星接收來(lái)自地面發(fā)送站發(fā)出的電磁波信號(hào)后，再以廣播方式用不同的頻率發(fā)回地面，為地面工作站接收。紅外通信和激光通信也像微波通信一樣，有專(zhuān)門(mén)強(qiáng)的方向性，差不多上沿直線(xiàn)傳播的。所不同的是紅外通信和激光通信把要傳輸?shù)男盘?hào)分不轉(zhuǎn)換為紅外光信號(hào)和激光信號(hào)，直接在空間傳播。調(diào)制和解調(diào)調(diào)制即把數(shù)

29、字?jǐn)?shù)據(jù)對(duì)應(yīng)的原始電脈沖信號(hào)變換成適合于遠(yuǎn)距離模擬傳輸線(xiàn)路傳輸?shù)哪M信號(hào)，反之模擬信號(hào)還原為數(shù)字信號(hào)稱(chēng)為解調(diào)。調(diào)制方法有以下幾種：振幅、頻率、相位。調(diào)幅方式也稱(chēng)為幅移鍵控法ASK ，它是用固定頻率的正弦信號(hào)的兩種不同幅度來(lái)表示二進(jìn)制數(shù)的“1”和“0”。通常對(duì)“1”信號(hào)，調(diào)制器送出一幅度恒定的固定頻率的模擬信號(hào)；而關(guān)于“0”，輸出幅度為0的信號(hào)。調(diào)頻方式也稱(chēng)移頻鍵控法FSK，它是用載波信號(hào)的兩種不同的頻率來(lái)表示二進(jìn)制數(shù)的“1”和“0”。一般用載波頻率附近的兩個(gè)不同頻率表示兩個(gè)二進(jìn)制的值。調(diào)相方式即移相鍵控法PSK，它是用載波信號(hào)的不同相位來(lái)表示二進(jìn)制數(shù)。依照確定相位參考點(diǎn)的不同，調(diào)相方式可分為絕對(duì)

30、調(diào)相和相對(duì)調(diào)相（或差分調(diào)相）。多路復(fù)用技術(shù)在一條介質(zhì)上同時(shí)傳送多路信號(hào)的傳輸方式，叫做介質(zhì)的多路復(fù)用。有頻分、時(shí)分和波分三種。信道所能傳輸?shù)男盘?hào)頻率有一定的范圍，這一范圍稱(chēng)作該信道頻帶的寬度，即帶寬。頻分多路復(fù)用（FDM）技術(shù)應(yīng)用的差不多條件是傳輸介質(zhì)的可用帶寬必須超過(guò)各路給定信號(hào)所需帶寬的總和。傳輸介質(zhì)的帶寬劃分為若干個(gè)窄頻帶，每一路信號(hào)占用一個(gè)窄頻帶的方法稱(chēng)為頻分多路復(fù)用。時(shí)分多路復(fù)用TDM應(yīng)用的差不多條件是傳輸介質(zhì)能達(dá)到的數(shù)據(jù)傳輸率應(yīng)超過(guò)各路傳輸數(shù)字信號(hào)所需的數(shù)據(jù)傳輸率的總和。立即每一條物理信道按時(shí)刻分成若干時(shí)刻片，使其每個(gè)信號(hào)按時(shí)刻片輪流交替地使用單一信道，這種使多個(gè)數(shù)字信號(hào)在宏觀上同

31、時(shí)進(jìn)行傳輸?shù)姆椒ǚQ(chēng)為時(shí)分多路復(fù)用（TDM）。波分多路復(fù)用（WDM）用于光纖，同意在一條光纖中同時(shí)傳送多束互不干擾的不同波長(zhǎng)的激光光束。數(shù)據(jù)交換技術(shù)通常采納的數(shù)據(jù)傳送技術(shù)有3種：電路交換、報(bào)文交換和分組交換。電路交換在數(shù)據(jù)傳輸期間，源節(jié)點(diǎn)與目的節(jié)點(diǎn)之間有一條利用中間節(jié)點(diǎn)構(gòu)成的專(zhuān)用的物理連接線(xiàn)路，在數(shù)據(jù)傳輸結(jié)束之前，一直保持這條線(xiàn)路。用電路交換技術(shù)完成的數(shù)據(jù)傳輸要經(jīng)歷如下三個(gè)過(guò)程：電路建立、數(shù)據(jù)傳輸和電路拆除。報(bào)文交換不需在兩個(gè)站點(diǎn)之間建立一條專(zhuān)用通路，其數(shù)據(jù)傳輸?shù)膯挝皇菆?bào)文（站點(diǎn)一次發(fā)送的數(shù)據(jù)塊），長(zhǎng)度不限且可變。傳送過(guò)程采納存儲(chǔ)轉(zhuǎn)發(fā)方式，即發(fā)送站在發(fā)送一個(gè)報(bào)文時(shí)，把目的地址附加在報(bào)文上，途經(jīng)的

32、網(wǎng)絡(luò)節(jié)點(diǎn)在收下整個(gè)報(bào)文后，暫存那個(gè)報(bào)文并檢查有無(wú)錯(cuò)誤，然后利用目的地址和路由信息找出下一個(gè)節(jié)點(diǎn)的地址，再把整個(gè)報(bào)文傳送給下一個(gè)節(jié)點(diǎn)，通過(guò)逐個(gè)節(jié)點(diǎn)轉(zhuǎn)送直到目的站點(diǎn)。在某一時(shí)刻內(nèi)，報(bào)文的傳輸只占用兩個(gè)節(jié)點(diǎn)之間的一段線(xiàn)路。而在兩個(gè)通信用戶(hù)間的其它線(xiàn)路段，可傳輸其它用戶(hù)的報(bào)文，不像電路交換那樣必須端到端信道全部占用。分組交換為了更好地利用信道容量，并降低節(jié)點(diǎn)中數(shù)據(jù)量的突發(fā)性，能夠使用分組交換。在分組交換網(wǎng)絡(luò)中，每個(gè)分組的長(zhǎng)度有一個(gè)上限，因此，一個(gè)較長(zhǎng)的報(bào)文必須分成若干個(gè)分組，每個(gè)分組中包括數(shù)據(jù)和目的地址。其傳輸過(guò)程與報(bào)文交換類(lèi)似，但由于限制了每個(gè)分組的長(zhǎng)度，因此大大地改善了網(wǎng)絡(luò)傳輸?shù)男阅?。分組交換可分

33、為虛電路分組交換和數(shù)據(jù)報(bào)分組交換兩種。在虛電路方式中，仍然要經(jīng)歷建立虛電路、交換數(shù)據(jù)和拆除虛電路三個(gè)過(guò)程。邏輯通路因此是“虛”的，是因?yàn)檫@條電路不是專(zhuān)用的。在數(shù)據(jù)報(bào)方式中，每個(gè)分組的傳送是被單獨(dú)處理的，每個(gè)分組被稱(chēng)為一個(gè)數(shù)據(jù)報(bào)，每個(gè)數(shù)據(jù)報(bào)自身帶有分組序號(hào)和地址信息，傳送過(guò)程亦采納存儲(chǔ)轉(zhuǎn)發(fā)方式。當(dāng)某一個(gè)站點(diǎn)要發(fā)送報(bào)文時(shí)，先把報(bào)文拆成若干個(gè)數(shù)據(jù)報(bào)，依次發(fā)送到網(wǎng)絡(luò)節(jié)點(diǎn)。但以后，各個(gè)數(shù)據(jù)報(bào)所走的路徑就可能不再相同，從而各個(gè)數(shù)據(jù)報(bào)的到達(dá)也不保證是按順序的，目的站必須對(duì)到達(dá)的數(shù)據(jù)報(bào)排序重組。二、計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)概述計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)的定義美國(guó)國(guó)防部1971年2月建成了具有15個(gè)結(jié)點(diǎn)、23臺(tái)主機(jī)的網(wǎng)絡(luò)，這確實(shí)是聞名的AR

34、PAnet，這是世界上最早出現(xiàn)的計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)之一，現(xiàn)代計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)的許多概念和方法都來(lái)源于ARPAnet。計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)定義為：用通信設(shè)備和傳輸介質(zhì)將地理上分散的、功能獨(dú)立的計(jì)算機(jī)連接起來(lái)，并在網(wǎng)絡(luò)通信協(xié)議的操縱和網(wǎng)絡(luò)操作系統(tǒng)的治理下實(shí)現(xiàn)信息傳遞和資源共享的系統(tǒng)。計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)的組成與結(jié)構(gòu)計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)要完成數(shù)據(jù)處理、資源共享和數(shù)據(jù)通信的功能，從邏輯功能上可分為資源子網(wǎng)和通信子網(wǎng)兩個(gè)部分。結(jié)構(gòu)如圖3-3所示。資源子網(wǎng)由主計(jì)算機(jī)系統(tǒng)、終端、終端操縱器、聯(lián)網(wǎng)外設(shè)、各種資源組成，向用戶(hù)提供各種網(wǎng)絡(luò)資源和網(wǎng)絡(luò)服務(wù)，負(fù)責(zé)整個(gè)網(wǎng)絡(luò)的數(shù)據(jù)處理業(yè)務(wù)和各種網(wǎng)絡(luò)資源的共享服務(wù)。通信子網(wǎng)由通信操縱處理機(jī)（CCP）、通信線(xiàn)路與其他通

35、信設(shè)備組成，完成數(shù)據(jù)的傳輸、轉(zhuǎn)發(fā)、加工和交換等通信處理功能。圖3-3 計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)圖計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)分類(lèi)計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)的分類(lèi)標(biāo)準(zhǔn)專(zhuān)門(mén)多，比如按網(wǎng)絡(luò)覆蓋面積、傳輸介質(zhì)、數(shù)據(jù)傳輸技術(shù)以及數(shù)據(jù)傳輸率等，下面介紹兩種重要的網(wǎng)絡(luò)分類(lèi)標(biāo)準(zhǔn)。 = 1 * GB1 按拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)分類(lèi)將連接在網(wǎng)絡(luò)上的計(jì)算機(jī)和互連設(shè)備看作一個(gè)結(jié)點(diǎn)，將設(shè)備之間的通信線(xiàn)路看作線(xiàn)，進(jìn)而以圖的形式來(lái)表示這些點(diǎn)與線(xiàn)之間的關(guān)系，這種抽象方法稱(chēng)為拓?fù)洌瑘D被稱(chēng)為拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)圖。計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)中常見(jiàn)拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)有總線(xiàn)型、星型、環(huán)型、樹(shù)型和網(wǎng)狀型等，如圖3-4所示。圖3-4 常用網(wǎng)絡(luò)拓?fù)浣Y(jié)構(gòu) = 2 * GB1 按網(wǎng)絡(luò)覆蓋范圍分類(lèi)按網(wǎng)絡(luò)覆蓋范圍大小可將計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)分為局域網(wǎng)

36、（local area network，LAN）、城域網(wǎng)(metropolitan area network，MAN）、廣域網(wǎng)(wide area network，WAN)三種。計(jì)算機(jī)局域網(wǎng)地理分布范圍較?。ㄈ甾k公樓群或校園），數(shù)據(jù)傳輸速率高，誤碼率低，協(xié)議簡(jiǎn)單、結(jié)構(gòu)靈活、建網(wǎng)成本低、周期短、便于治理和擴(kuò)充。計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)的硬件組成及互連設(shè)備網(wǎng)絡(luò)硬件要緊有網(wǎng)絡(luò)服務(wù)器、工作站、網(wǎng)絡(luò)連接設(shè)備和網(wǎng)絡(luò)通信介質(zhì)等。服務(wù)器是連在局域網(wǎng)上的一臺(tái)計(jì)算機(jī)，為網(wǎng)絡(luò)用戶(hù)提供各種網(wǎng)絡(luò)服務(wù)和共享資源。工作站是指用戶(hù)使用它能夠在網(wǎng)絡(luò)環(huán)境中工作，訪問(wèn)網(wǎng)絡(luò)共享資源的計(jì)算機(jī)系統(tǒng)，通常又被稱(chēng)為客戶(hù)機(jī)。網(wǎng)絡(luò)連接設(shè)備包括用于網(wǎng)內(nèi)連接的網(wǎng)

37、絡(luò)適配器（即網(wǎng)卡，用于計(jì)算機(jī)處理數(shù)據(jù)和網(wǎng)線(xiàn)傳輸信號(hào)的轉(zhuǎn)換）、調(diào)制解調(diào)器（完成數(shù)字信號(hào)和模擬信號(hào)的轉(zhuǎn)換）、中繼器（對(duì)傳輸信號(hào)進(jìn)行放大和傳輸）、集線(xiàn)器（多端口中繼器，是共享帶寬方式的，其各個(gè)端口平均分享帶寬）、交換器（又叫交換式集線(xiàn)器，每個(gè)端口都具有相同的固定的帶寬）、網(wǎng)橋（有兩個(gè)端口，用于連接不同的網(wǎng)段，能夠再生和過(guò)濾傳輸信號(hào)，并能識(shí)不數(shù)據(jù)的目的地址）、路由器（用于不同類(lèi)型網(wǎng)絡(luò)連接，完成數(shù)據(jù)格式轉(zhuǎn)換、路由選擇從而把數(shù)據(jù)包按照一條最優(yōu)的路徑發(fā)送至目的網(wǎng)絡(luò)）、網(wǎng)關(guān)（協(xié)議轉(zhuǎn)換器，要緊用于連接不同體系結(jié)構(gòu)的網(wǎng)絡(luò)或局域網(wǎng)到主機(jī)的連接）等。網(wǎng)絡(luò)通信介質(zhì)在前面差不多提到。網(wǎng)絡(luò)軟件構(gòu)成網(wǎng)絡(luò)操作系統(tǒng)(NOS)一個(gè)

38、計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)擁有豐富的軟硬件資源，為了能使網(wǎng)絡(luò)用戶(hù)實(shí)現(xiàn)通信、共享網(wǎng)絡(luò)資源，需要對(duì)用戶(hù)通信過(guò)程和網(wǎng)絡(luò)資源進(jìn)行有效治理，完成這一功能的軟件系統(tǒng)稱(chēng)為網(wǎng)絡(luò)操作系統(tǒng)。常見(jiàn)的網(wǎng)絡(luò)操作系統(tǒng)有Novell公司的Netware，Microsoft公司的Windows、悠久穩(wěn)定的Unix和開(kāi)放源代碼的Linux等。網(wǎng)絡(luò)體系結(jié)構(gòu)和網(wǎng)絡(luò)通訊協(xié)議（protocol）計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)中多個(gè)互連的節(jié)點(diǎn)要交換數(shù)據(jù)，必須遵守一些事先約定好的規(guī)則。這些為網(wǎng)絡(luò)數(shù)據(jù)交換而制定的關(guān)于信息順序、格式和內(nèi)容的規(guī)則、約定與標(biāo)準(zhǔn)被稱(chēng)為網(wǎng)絡(luò)協(xié)議。由于網(wǎng)絡(luò)通信是一個(gè)復(fù)雜的過(guò)程，網(wǎng)絡(luò)體系結(jié)構(gòu)多采納分層式結(jié)構(gòu)，每一層關(guān)注和解決通信中的某一方面的問(wèn)題，每一層都

39、具有相對(duì)獨(dú)立的通信功能，以減少問(wèn)題的復(fù)雜性。每一層只使用下一層提供的服務(wù)，并向上一層提供服務(wù)，而且僅在相鄰層間有接口。每層協(xié)議都有自己的數(shù)據(jù)包格式，依據(jù)每層之間的數(shù)據(jù)包組裝原則，在源端數(shù)據(jù)包每向下傳送一層，都會(huì)添加本層協(xié)議的報(bào)頭，目的端向上傳輸時(shí)則去掉協(xié)議的報(bào)頭，依靠各層功能的邏輯組合，實(shí)現(xiàn)從一端主機(jī)到另一端主機(jī)的通信。常見(jiàn)的分層體系結(jié)構(gòu)模型有OSI、TCP/IP和IEEE802等。開(kāi)放系統(tǒng)互聯(lián)參考模型國(guó)際標(biāo)準(zhǔn)化組織ISO于1982年制定了一個(gè)開(kāi)放系統(tǒng)互聯(lián)參考模型OSI/RM，確實(shí)是常講的網(wǎng)絡(luò)七層協(xié)議。其層次結(jié)構(gòu)和數(shù)據(jù)傳輸如圖3-5所示。OSI/RM僅是一個(gè)概念模型，并不是一個(gè)具體的計(jì)算機(jī)或網(wǎng)

40、絡(luò)，也未確切描述用于各層的協(xié)議和服務(wù)。但可使任何兩個(gè)遵守參考模型和有關(guān)標(biāo)準(zhǔn)的主機(jī)進(jìn)行互連以實(shí)現(xiàn)相互通信，這正是“開(kāi)放”那個(gè)詞表示的含義。OSI/RM低三層面向數(shù)據(jù)傳輸，實(shí)現(xiàn)通信子網(wǎng)的功能。高三層面向兩端具體應(yīng)用進(jìn)程，實(shí)現(xiàn)資源子網(wǎng)的功能。傳輸層是整個(gè)協(xié)議層次結(jié)構(gòu)的中心，它下靠傳輸服務(wù)提供者低三層通信子網(wǎng)的支持，上為傳輸服務(wù)用戶(hù)高三層資源子網(wǎng)提供從源端機(jī)到目的端機(jī)的可靠的數(shù)據(jù)傳輸服務(wù)。每一對(duì)等層之間進(jìn)行對(duì)等的通信，對(duì)等層的通信必須遵循該層的協(xié)議（如兩端傳輸層的通信就要遵守傳輸層協(xié)議），除了最低層物理層間的比特流傳輸是真實(shí)通信外，其它對(duì)等層之間的通信差不多上虛擬通信，差不多上在各自下一層通信的支持下

41、進(jìn)行的。圖3-5 OSI模型層次和數(shù)據(jù)傳輸TCP/IP模型TCP/IP協(xié)議的體系結(jié)構(gòu)分為四層，它與OSI模型各層的對(duì)應(yīng)關(guān)系如圖3-6所示。建立在TCP/IP結(jié)構(gòu)體系上的TCP/IP協(xié)議是應(yīng)用最廣泛的協(xié)議。TCP/IP標(biāo)準(zhǔn)并沒(méi)有定義具體的網(wǎng)絡(luò)接口層協(xié)議，一般各物理網(wǎng)絡(luò)能夠使用自己的數(shù)據(jù)鏈路層協(xié)議和物理層協(xié)議。網(wǎng)際層負(fù)責(zé)將源主機(jī)的分組發(fā)送到目的主機(jī)上，互聯(lián)網(wǎng)協(xié)議IP和互聯(lián)網(wǎng)操縱報(bào)文協(xié)議ICMP屬于該層。傳輸層要緊功能是提供從一個(gè)應(yīng)用程序到另一個(gè)應(yīng)用程序的通信，即端對(duì)端的通信。面向連接的傳輸操縱協(xié)議TCP和面向無(wú)連接的用戶(hù)數(shù)據(jù)報(bào)協(xié)議UDP屬于該層。應(yīng)用層相當(dāng)于OSI參考模型高3層的功能，通過(guò)使用下面

42、各層所提供的服務(wù)，直接向用戶(hù)提供服務(wù)，是TCP/IP網(wǎng)絡(luò)與用戶(hù)之間的界面或接口。其最常用的協(xié)議有超文本傳輸協(xié)議HTTP、文件傳輸協(xié)議FTP、簡(jiǎn)單郵件傳輸協(xié)議SMTP、郵局協(xié)議POP3、域名服務(wù)DNS、遠(yuǎn)程登錄協(xié)議Telnet等。圖3-6 TCP/IP模型層次結(jié)構(gòu)局域網(wǎng)IEEE802標(biāo)準(zhǔn)（IEEE國(guó)際電氣和電子工程師協(xié)會(huì)）局域網(wǎng)一般僅包含OSI參考模型中的低三層通信子網(wǎng)功能。又由于局域網(wǎng)拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，任意兩個(gè)結(jié)點(diǎn)間都有唯一的路由，因此不需要網(wǎng)絡(luò)層的路由選擇功能，因此IEEE802協(xié)議中不再設(shè)立單獨(dú)的網(wǎng)絡(luò)層。傳統(tǒng)局域網(wǎng)是共享介質(zhì)式局域網(wǎng)（如總線(xiàn)型拓?fù)渚W(wǎng)絡(luò)或用集線(xiàn)器連接各個(gè)結(jié)點(diǎn)的星型拓?fù)渚W(wǎng)絡(luò)），所有

43、結(jié)點(diǎn)共享一條公共通信傳輸介質(zhì)，在任何一個(gè)時(shí)刻段內(nèi)，只能有一個(gè)結(jié)點(diǎn)占用公用通信信道。分配信道的使用權(quán)，也確實(shí)是當(dāng)信息傳輸為使用傳輸介質(zhì)產(chǎn)生競(jìng)爭(zhēng)或沖突時(shí)，介質(zhì)訪問(wèn)操縱（操縱誰(shuí)先使用傳輸介質(zhì)）的問(wèn)題確實(shí)是關(guān)鍵。如此將數(shù)據(jù)鏈路層分為兩個(gè)子層：邏輯鏈路操縱子層LLC和介質(zhì)訪問(wèn)操縱子層MAC（medium access control），加上物理層構(gòu)成局域網(wǎng)的三層體系結(jié)構(gòu)。MAC子層的要緊功能確實(shí)是介質(zhì)訪問(wèn)操縱技術(shù)，常用的要緊有三種：1）載波監(jiān)聽(tīng)多路訪問(wèn)/沖突檢測(cè)（CSMA/CD）：每個(gè)站在發(fā)送數(shù)據(jù)前先監(jiān)聽(tīng)信道，假如空閑，則發(fā)送數(shù)據(jù)；假如忙，就不發(fā)送，等待一段時(shí)刻后再重發(fā)。同時(shí)為進(jìn)一步消除沖突，發(fā)送數(shù)據(jù)的

44、站點(diǎn)邊發(fā)送數(shù)據(jù)邊監(jiān)聽(tīng)信道，只要監(jiān)聽(tīng)到發(fā)生沖突，就立即停止發(fā)送，并發(fā)送若干比特的干擾信號(hào)。以太網(wǎng)（ethernet）是基于總線(xiàn)型的廣播式網(wǎng)絡(luò)，它是最成功的局域網(wǎng)技術(shù)。IEEE802.3即是采納CSMA/CD的10Mbps標(biāo)準(zhǔn)以太網(wǎng)標(biāo)準(zhǔn)，其物理層標(biāo)準(zhǔn)為10BASE-T。在標(biāo)準(zhǔn)以太網(wǎng)技術(shù)的基礎(chǔ)上，IEEE于1995年通過(guò)了100Mbps快速以太網(wǎng)的IEEE802.3u標(biāo)準(zhǔn)，1998年又公布了基于光纖的IEEE802.3z和基于5類(lèi)雙絞線(xiàn)的IEEE802.3ab的1000Mbps高速以太網(wǎng)標(biāo)準(zhǔn)，其MAC子層均沿用了CSMA/CD技術(shù)。2002年10Gbps以太網(wǎng)的標(biāo)準(zhǔn)IEEE802.3ae也已公布，實(shí)

45、驗(yàn)性網(wǎng)絡(luò)已在試用。2）令牌環(huán)（token ring）介質(zhì)訪問(wèn)操縱技術(shù)：用于環(huán)型拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)的網(wǎng)絡(luò)，屬于有序的競(jìng)爭(zhēng)協(xié)議。使用一個(gè)專(zhuān)門(mén)的標(biāo)志（令牌），當(dāng)某個(gè)站點(diǎn)有數(shù)據(jù)要發(fā)送時(shí)，必須等待標(biāo)記為空的令牌到來(lái)，將令牌的空標(biāo)記改為忙，并將數(shù)據(jù)發(fā)送到環(huán)上。發(fā)送的數(shù)據(jù)在環(huán)上循環(huán)的過(guò)程中，所通過(guò)的環(huán)上的各個(gè)站點(diǎn)都將數(shù)據(jù)的目的地址與本站點(diǎn)的地址進(jìn)行比較，若不同則直接傳給后面的站點(diǎn)，若相同則將數(shù)據(jù)復(fù)制接收，然后接著傳給后面的站點(diǎn)。IEEE802.5標(biāo)準(zhǔn)就采納該技術(shù)。3）令牌總線(xiàn)（token bus）訪問(wèn)操縱技術(shù)：應(yīng)用于總線(xiàn)拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)網(wǎng)絡(luò)，訪問(wèn)操縱采納與令牌環(huán)相似的訪問(wèn)操縱方法。該技術(shù)令牌的傳遞不依總線(xiàn)上的物理順序，而按結(jié)

46、點(diǎn)的地址高低形成的邏輯環(huán)形順序。IEEE802.4標(biāo)準(zhǔn)采納令牌總線(xiàn)訪問(wèn)操縱技術(shù)。除了共享介質(zhì)式局域網(wǎng)，現(xiàn)在常用的為交換式局域網(wǎng)，核心設(shè)備是交換機(jī)，其各個(gè)端口都與一個(gè)結(jié)點(diǎn)相連，多個(gè)端口之間建立并發(fā)式連接而能夠獨(dú)享交換機(jī)的帶寬，增加了網(wǎng)絡(luò)帶寬。Internet基礎(chǔ)InternetInternet是一個(gè)全球性的計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)，是眾多計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)互相連接組成的一個(gè)大的網(wǎng)絡(luò)。TCP/IP協(xié)議族確實(shí)是Internet上的常用通訊協(xié)議。IP地址和域名系統(tǒng)在Internet上，所有的計(jì)算機(jī)都有一個(gè)Internet上唯一的數(shù)字編號(hào)作為其在Internet的標(biāo)識(shí)，那個(gè)編號(hào)稱(chēng)為IP地址。IP地址包含兩個(gè)重要的標(biāo)識(shí)符：網(wǎng)絡(luò)

47、地址和主機(jī)地址。IP地址用32位二進(jìn)制數(shù)碼表示，每8位用圓點(diǎn)分割，常用4個(gè)用圓點(diǎn)隔開(kāi)的十進(jìn)制數(shù)表示IP地址。IP地址分為A、B、C、D、E五類(lèi)，適用于不同規(guī)模的子網(wǎng)。子網(wǎng)掩碼也稱(chēng)為屏蔽碼，是一個(gè)32bit的值，能夠用來(lái)區(qū)分IP地址中網(wǎng)絡(luò)地址和主機(jī)地址。為經(jīng)歷方便，TCP/IP協(xié)議專(zhuān)門(mén)設(shè)計(jì)了一種層次結(jié)構(gòu)的字符型主機(jī)命名機(jī)制：域名，這種治理機(jī)制被稱(chēng)為域名系統(tǒng)（DNS）。Internet上IP地址和域名差不多上唯一的，域名地址與IP地址之間存在一一對(duì)應(yīng)的關(guān)系。TCP/IP協(xié)議族它是一組數(shù)據(jù)傳輸協(xié)議，下面簡(jiǎn)單介紹這些協(xié)議的作用。傳輸操縱協(xié)議TCP建立主機(jī)間可靠的連接，將數(shù)據(jù)包按正確的順序發(fā)送，假如數(shù)據(jù)

48、丟失了，TCP負(fù)責(zé)自動(dòng)重傳丟失的數(shù)據(jù)。用戶(hù)數(shù)據(jù)報(bào)協(xié)議UDP在傳輸前不需建立連接，用于傳送一次性數(shù)據(jù)較小的應(yīng)用，或?qū)煽啃砸蟛桓叩膶?shí)時(shí)語(yǔ)音視頻傳送。IP數(shù)據(jù)包是一個(gè)獨(dú)立的信息包，由路由器通過(guò)包中的地址信息進(jìn)行尋址和路由選擇以進(jìn)行數(shù)據(jù)傳輸，IP協(xié)議是提供這種數(shù)據(jù)包傳輸服務(wù)的通訊協(xié)議。TCP和IP協(xié)同工作，IP協(xié)議用來(lái)給傳輸信息包編址并將它們以盡可能最佳的路由路徑發(fā)送到目的地址。而TCP協(xié)議負(fù)責(zé)數(shù)據(jù)包的正確到達(dá)。Internet操縱信息協(xié)議ICMP負(fù)責(zé)傳送各種信息、錯(cuò)誤報(bào)告。WWW上每個(gè)Web頁(yè)面由超文本標(biāo)記語(yǔ)言HTML來(lái)編寫(xiě)，頁(yè)面中包含指向其他頁(yè)面鏈接地址，萬(wàn)維網(wǎng)實(shí)際上是一個(gè)由千千萬(wàn)萬(wàn)個(gè)頁(yè)面組成

49、的信息網(wǎng)。存放Web頁(yè)面的計(jì)算機(jī)稱(chēng)為Web站點(diǎn)或WWW服務(wù)器。索取頁(yè)面、掃瞄信息的程序稱(chēng)為掃瞄器（browser）。HTTP超文本傳輸協(xié)議確實(shí)是用來(lái)在掃瞄器和WWW服務(wù)器之間傳送超文本的協(xié)議，HTTP協(xié)議由兩個(gè)部分組成：從掃瞄器到服務(wù)器的請(qǐng)求和從服務(wù)器到掃瞄器的應(yīng)答。文件傳輸協(xié)議FTP建立在TCP協(xié)議上，用于實(shí)現(xiàn)文件傳輸。網(wǎng)絡(luò)上存在著大量的共享文件，獲得這些文件的要緊方式確實(shí)是FTP，能夠?qū)崿F(xiàn)文件的下載download（從遠(yuǎn)程主機(jī)向本地主機(jī)復(fù)制文件）和上傳upload（從本地主機(jī)向遠(yuǎn)程主機(jī)復(fù)制文件）。若想獵取FTP服務(wù)器的資源，需要擁有該主機(jī)的IP地址（主機(jī)域名）、賬號(hào)、密碼。但許多FTP服務(wù)

50、器同意用戶(hù)用匿名用戶(hù)名anonymous登錄，口令任意，一般為電子郵件地址。在Internet上收發(fā)電子郵件時(shí)常用簡(jiǎn)單郵件傳輸協(xié)議SMTP和郵局（post office protocol）POP3協(xié)議。SMTP是基于TCP協(xié)議的簡(jiǎn)單的基于文本的電子郵件傳輸協(xié)議，用于郵件服務(wù)器之間交換郵件的協(xié)議。POP3是能夠從郵件服務(wù)器將郵件下載到本地計(jì)算機(jī)，在自己的客戶(hù)端閱讀郵件。POP3協(xié)議是用于接收郵件的協(xié)議，SMTP協(xié)議為用于發(fā)送郵件的協(xié)議。DNS域名系統(tǒng)實(shí)現(xiàn)域名和IP地址之間的相互轉(zhuǎn)換。通過(guò)域名不能直接找到主機(jī)，需要從域名查找IP地址，那個(gè)過(guò)程確實(shí)是域名解析。大部分域名系統(tǒng)都維護(hù)著一個(gè)大型的數(shù)據(jù)庫(kù)，

51、它描述了域名與IP地址的對(duì)應(yīng)關(guān)系，數(shù)據(jù)庫(kù)被定期地更新，DNS即通過(guò)查找那個(gè)數(shù)據(jù)庫(kù)完成域名和IP地址之間的相互轉(zhuǎn)換。遠(yuǎn)程登錄協(xié)議Telnet用來(lái)將一臺(tái)計(jì)算機(jī)連接到遠(yuǎn)程計(jì)算機(jī)上，使之相當(dāng)于遠(yuǎn)程計(jì)算機(jī)的一個(gè)終端。Telnet實(shí)現(xiàn)虛擬或仿真終端的服務(wù)，使用戶(hù)通過(guò)TCP連接注冊(cè)到遠(yuǎn)地的另一個(gè)主機(jī)上，將用戶(hù)的鍵盤(pán)操作傳到遠(yuǎn)地主機(jī)，將遠(yuǎn)地主機(jī)的輸出通過(guò)TCP連接返回到用戶(hù)屏幕。第三節(jié) 數(shù)據(jù)庫(kù)和數(shù)據(jù)倉(cāng)庫(kù)一、數(shù)據(jù)庫(kù)概述數(shù)據(jù)庫(kù)技術(shù)的產(chǎn)生在20世紀(jì)50年代中期往常沒(méi)有專(zhuān)門(mén)用于數(shù)據(jù)治理的軟件，操作系統(tǒng)出現(xiàn)以后能夠通過(guò)操作系統(tǒng)治理數(shù)據(jù)。然而操作系統(tǒng)是以文件為單位進(jìn)行治理的，文件之間沒(méi)有聯(lián)系，專(zhuān)門(mén)難解決數(shù)據(jù)在多個(gè)文件中重

52、復(fù)存儲(chǔ)和數(shù)據(jù)不一致的問(wèn)題。為此，20世紀(jì)60年代后期出現(xiàn)了數(shù)據(jù)庫(kù)系統(tǒng)，如圖3-7所示。數(shù)據(jù)庫(kù)的產(chǎn)生使得信息系統(tǒng)的研制圍繞共享的數(shù)據(jù)庫(kù)為中心來(lái)進(jìn)行，實(shí)現(xiàn)了數(shù)據(jù)的集中治理，提高了數(shù)據(jù)的利用率和一致性，從而能更好地為決策服務(wù)。圖3-7 數(shù)據(jù)庫(kù)系統(tǒng)數(shù)據(jù)與程序的關(guān)系數(shù)據(jù)庫(kù)系統(tǒng)差不多概念要緊有數(shù)據(jù)、數(shù)據(jù)庫(kù)、數(shù)據(jù)庫(kù)治理系統(tǒng)、數(shù)據(jù)庫(kù)系統(tǒng)四個(gè)概念。數(shù)據(jù)（data）是描述事物的符號(hào)記錄，是數(shù)據(jù)庫(kù)中存貯的差不多對(duì)象。數(shù)據(jù)庫(kù)（database，DB）是長(zhǎng)期存儲(chǔ)在計(jì)算機(jī)內(nèi)、有組織的、統(tǒng)一治理的相關(guān)數(shù)據(jù)的集合。DB能為各種用戶(hù)共享，具有較小冗余度、數(shù)據(jù)間聯(lián)系緊密而又有較高的數(shù)據(jù)獨(dú)立性等。數(shù)據(jù)庫(kù)治理系統(tǒng)（database

53、management system，DBMS）是位于用戶(hù)與操作系統(tǒng)之間的一層數(shù)據(jù)治理軟件，它為用戶(hù)或應(yīng)用程序提供訪問(wèn)DB的方法，包括DB的建立、查詢(xún)、更新及各種數(shù)據(jù)操縱，并能夠保證數(shù)據(jù)的安全性、完整性。數(shù)據(jù)庫(kù)系統(tǒng)（database system，DBS）是實(shí)現(xiàn)有組織地、動(dòng)態(tài)地存儲(chǔ)大量關(guān)聯(lián)數(shù)據(jù)，方便多用戶(hù)訪問(wèn)的計(jì)算機(jī)硬件、軟件和數(shù)據(jù)資源組成的系統(tǒng)，即它是采納數(shù)據(jù)庫(kù)技術(shù)的計(jì)算機(jī)系統(tǒng)。一般由數(shù)據(jù)庫(kù)、數(shù)據(jù)庫(kù)治理系統(tǒng)、應(yīng)用系統(tǒng)、數(shù)據(jù)庫(kù)治理員和用戶(hù)構(gòu)成。二、數(shù)據(jù)庫(kù)的三級(jí)模式在數(shù)據(jù)模型中有型（type）和值（value）的概念。型是指對(duì)某一類(lèi)數(shù)據(jù)的結(jié)構(gòu)和屬性的講明，值是型的一個(gè)具體賦值。例如：學(xué)生記錄的型為

54、（學(xué)號(hào)，姓名，性不，系不，年齡，籍貫），該記錄型的一個(gè)記錄值為（900201，李明，男，計(jì)算機(jī)，22，江蘇）。三級(jí)模式數(shù)據(jù)庫(kù)系統(tǒng)采納外模式、模式和內(nèi)模式三級(jí)模式結(jié)構(gòu)，如圖3-8所示。圖3-8 數(shù)據(jù)庫(kù)三級(jí)模式內(nèi)模式（internal schema）又叫物理模式、存儲(chǔ)模式。內(nèi)模式是數(shù)據(jù)在數(shù)據(jù)庫(kù)系統(tǒng)的內(nèi)部表示，即對(duì)數(shù)據(jù)的物理結(jié)構(gòu)/存儲(chǔ)方式的描述。模式（schema）又叫邏輯模式、概念模式。模式是數(shù)據(jù)庫(kù)中全體數(shù)據(jù)的邏輯結(jié)構(gòu)和特性的描述，是所有用戶(hù)的公共數(shù)據(jù)視圖。DBMS提供數(shù)據(jù)定義語(yǔ)言DDL來(lái)描述邏輯模式，嚴(yán)格定義數(shù)據(jù)的邏輯結(jié)構(gòu)（數(shù)據(jù)項(xiàng)的名字、類(lèi)型、取值范圍等）以及數(shù)據(jù)間的相互關(guān)系和數(shù)據(jù)的約束等。模式

55、僅僅涉及到型的描述，不涉及到具體的值。模式的一個(gè)具體值稱(chēng)為模式的一個(gè)實(shí)例。同一個(gè)模式能夠有專(zhuān)門(mén)多實(shí)例。模式是相對(duì)穩(wěn)定的，而實(shí)例是相對(duì)變動(dòng)的。模式反映的是數(shù)據(jù)的結(jié)構(gòu)及其關(guān)系，而實(shí)例反映的是數(shù)據(jù)庫(kù)某一時(shí)刻的狀態(tài)。數(shù)據(jù)庫(kù)中的數(shù)據(jù)經(jīng)常變化，而數(shù)據(jù)庫(kù)的結(jié)構(gòu)在一定時(shí)刻范圍內(nèi)可不能改變。外模式（external schema）又叫用戶(hù)模式、子模式。外模式是模式的子集，是與某一應(yīng)用有關(guān)的數(shù)據(jù)的邏輯表示。注意一個(gè)數(shù)據(jù)庫(kù)只有一個(gè)模式，一個(gè)內(nèi)模式，但能夠有多個(gè)外模式。兩級(jí)映象在三級(jí)模式中提供了兩級(jí)映象，這不僅在三級(jí)數(shù)據(jù)庫(kù)模式之間建立了聯(lián)系，也保證了數(shù)據(jù)庫(kù)系統(tǒng)的數(shù)據(jù)獨(dú)立性。如圖3-8所示。外模式/模式映象定義并保證了

56、外模式和模式之間的對(duì)應(yīng)關(guān)系。數(shù)據(jù)庫(kù)系統(tǒng)投入使用后，可能有必要修改模式（如增加新關(guān)系、屬性、改變類(lèi)型），這時(shí)能夠重新定義外模式/模式映象，而使現(xiàn)存外模式和應(yīng)用程序保持不變，保證了數(shù)據(jù)的邏輯獨(dú)立性。這些映象定義通常包含在各自外模式的描述中。模式/內(nèi)模式映象定義并保證了模式和內(nèi)模式之間的對(duì)應(yīng)關(guān)系。當(dāng)內(nèi)模式發(fā)生變化時(shí)，重新定義模式/內(nèi)模式映象，從而使模式和外模式保持不變，建立在外模式上的應(yīng)用程序也保持不變，保證了數(shù)據(jù)的物理獨(dú)立性。該映象定義通常包含在模式描述中。三、數(shù)據(jù)模型（data model）概述模型是現(xiàn)實(shí)世界事物特征的模擬和抽象。如航模飛機(jī)是對(duì)實(shí)際飛機(jī)的模擬和抽象，它不是真正的飛機(jī)，但又真實(shí)的反

57、映了實(shí)際飛機(jī)的屬性和特征。為便于人和計(jì)算機(jī)都能理解，信息抽象采納逐步抽象的方法，把數(shù)據(jù)模型分成兩個(gè)不同的層次：按用戶(hù)的觀點(diǎn)來(lái)對(duì)現(xiàn)實(shí)世界的抽象稱(chēng)為概念模型（也稱(chēng)信息模型）；以計(jì)算機(jī)系統(tǒng)的觀點(diǎn)模擬現(xiàn)實(shí)世界的模型叫做數(shù)據(jù)模型。也確實(shí)是講，首先按人們的認(rèn)識(shí)觀點(diǎn)將現(xiàn)實(shí)世界抽象為信息世界的概念模型，然后再通過(guò)數(shù)據(jù)模型將信息世界轉(zhuǎn)換為機(jī)器（計(jì)算機(jī)）世界。數(shù)據(jù)模型又可進(jìn)一步細(xì)分為邏輯（數(shù)據(jù)）模型和物理（數(shù)據(jù)）模型兩個(gè)分層次。如圖3-9所示。圖3-9 模型的轉(zhuǎn)換概念模型（conceptual data model，CDM）概念模型確實(shí)是概念層次的數(shù)據(jù)模型，簡(jiǎn)稱(chēng)為概念模型。是現(xiàn)實(shí)世界的事物通過(guò)人腦的抽象加工，提取

58、出對(duì)用戶(hù)有用的信息，通過(guò)組織整理加工形成的。概念模型按用戶(hù)的觀點(diǎn)來(lái)對(duì)現(xiàn)實(shí)世界進(jìn)行建模，這種建模方法是缺乏計(jì)算機(jī)知識(shí)的用戶(hù)最容易理解的，并便于和數(shù)據(jù)庫(kù)設(shè)計(jì)人員進(jìn)行交流，是系統(tǒng)分析員、程序設(shè)計(jì)員、維護(hù)人員、用戶(hù)之間相互理解的共同語(yǔ)言；概念模型必須轉(zhuǎn)換成邏輯模型，才能在DBMS中實(shí)現(xiàn)。邏輯模型（logical data model，LDM）邏輯數(shù)據(jù)模型是用戶(hù)通過(guò)數(shù)據(jù)庫(kù)治理系統(tǒng)看到的現(xiàn)實(shí)世界，它描述了數(shù)據(jù)庫(kù)數(shù)據(jù)的整體結(jié)構(gòu)。是具體的DBMS所支持的數(shù)據(jù)模型，不同的DBMS提供了不同的邏輯數(shù)據(jù)模型，如層次模型、網(wǎng)狀模型、關(guān)系模型、面向?qū)ο竽Ｐ偷?。物理模型（physical data model，PDM）物

59、理數(shù)據(jù)模型用來(lái)描述數(shù)據(jù)的物理存儲(chǔ)結(jié)構(gòu)和存儲(chǔ)方法，面向具體的DBMS，面向操作系統(tǒng)和機(jī)器。PDM不僅與具體的DBMS有關(guān)，還與操作系統(tǒng)和硬件有關(guān)。每一種邏輯模型在實(shí)現(xiàn)時(shí)都有其對(duì)應(yīng)的物理模型。DBMS為保證其獨(dú)立性和能夠執(zhí)行，大部分PDM的實(shí)現(xiàn)工作由系統(tǒng)自動(dòng)完成，而設(shè)計(jì)者只設(shè)計(jì)某些專(zhuān)門(mén)結(jié)構(gòu)。也確實(shí)是講，一般用戶(hù)看不到物理數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)，因此無(wú)須過(guò)多了解。概念模型差不多術(shù)語(yǔ)首先介紹E-R模型中常用的幾個(gè)差不多術(shù)語(yǔ)，利用它們可構(gòu)造出概念模型。實(shí)體、實(shí)體型、實(shí)體集：實(shí)體（entity）是客觀存在并能相互區(qū)分的事物。實(shí)體能夠是具體的人、事、物，也能夠是抽象的概念或聯(lián)系。如：人、數(shù)據(jù)庫(kù)課程、計(jì)算機(jī)，正如幾何中“點(diǎn)

60、”、“線(xiàn)”一樣。關(guān)鍵之處是一個(gè)實(shí)體能和不的實(shí)體區(qū)分開(kāi)，一場(chǎng)足球賽不能?chē)?yán)格地定義實(shí)體。實(shí)體型（entity type）是用實(shí)體名及屬性名集合來(lái)抽象刻畫(huà)同類(lèi)實(shí)體。實(shí)體集（entity set）為同型的實(shí)體組成的集合。屬性（attribute）、域（domain）、碼（key）：屬性指實(shí)體所具有的某一方面的特性，一個(gè)實(shí)體可由若干個(gè)屬性來(lái)刻畫(huà)。屬性取值在一定的范圍，稱(chēng)為該屬性的值域/域。其類(lèi)型能夠是整數(shù)型、實(shí)數(shù)型、字符串型等。唯一標(biāo)識(shí)實(shí)體的屬性集稱(chēng)為碼，也稱(chēng)為實(shí)體標(biāo)識(shí)符。聯(lián)系（relationship）是實(shí)體集合之間的相互關(guān)系。現(xiàn)實(shí)世界中事物內(nèi)部以及事物之間的聯(lián)系在信息世界中反映為實(shí)體內(nèi)部的聯(lián)系和實(shí)體