第三章 管理信息系統(tǒng)平臺的構(gòu)建技術(shù)

第三章管理信息系統(tǒng)平臺的構(gòu)建技術(shù)Computertechnologyisthetechnologicalbasistoconstructtheplatformofmanagementinformationsystem.Thischapterismainlyaboutthenewdevelopmentofcomputerhardware,datacommunicationmode,dataswitchingtechnology,computernetworkarchitecture,localareanetworkmediumaccesscontroltechnology,TCP/IPprotocolset,databasearchitecture,thefeaturesandoperationsoftherelationalmodel,thebasicconceptofdatawarehouseandsoon.計算機系統(tǒng)一、計算機系統(tǒng)計算機是一種能夠接收和存儲信息，并按照存儲在其內(nèi)部的程序?qū)斎氲男畔⑦M行加工、處理，得到人們所期望的結(jié)果，然后把處理結(jié)果輸出的高度自動化的電子設(shè)備。㈠計算機的發(fā)展史⒈大型主機的發(fā)展階段1946年美國研制出第一臺全自動電子計算機ENIAC，標(biāo)志著電子計算機的誕生，此后計算機進入了飛速發(fā)展的階段。計算機發(fā)展史具體如表3-1所示。表3-1計算機發(fā)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)模集成電路主存儲器磁芯、磁鼓磁芯、磁鼓磁芯、磁鼓、半導(dǎo)體存儲器半導(dǎo)體存儲器外部存儲器磁帶、磁鼓磁帶、磁鼓磁帶、磁鼓、磁盤磁帶、磁盤、光盤處理方式機器語言匯編語言監(jiān)控程序連續(xù)處理作業(yè)高級語言編譯多道程序?qū)崟r處理實時、分時處理網(wǎng)絡(luò)操作系統(tǒng)運算速度5千-3萬次/秒幾十萬-百萬次/秒百萬-幾百萬次/秒幾百萬-千億次/秒目前，世界各國研究人員正在加緊開發(fā)以智能電子計算機、神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)計算機、分子計算機、光子計算機、量子計算機等為代表的未來新一代計算機。智能電子計算機是一種有知識、會學(xué)習(xí)、能推理的計算機，具有能理解自然語言、聲音、文字和圖像的能力，可進行思維、聯(lián)想、推理，具有匯集、記憶、檢索等活動。神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)計算機模仿人的大腦判斷能力和適應(yīng)能力，將具有類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。分子計算機運行靠的是分子晶體可以吸收以電荷形式存在的信息，并以更有效的方式進行組織排列。憑借著分子納米級的尺寸，分子計算機的體積和耗電將劇減，并能更長期地存儲大量數(shù)據(jù)。光子計算機利用光子取代電子進行數(shù)據(jù)運算、傳輸和存儲，光子計算機將使運算速度在目前基礎(chǔ)上呈指數(shù)上升。量子計算機是一類遵循量子力學(xué)規(guī)律進行高速數(shù)學(xué)和邏輯運算、存儲及處理量子信息的物理裝置。⒉微型計算機的發(fā)展微型機又稱為個人計算機（personalcomputer，PC），它的發(fā)展階段以微處理器（microprocessorunit，MPU）為標(biāo)志。世界上第一臺微處理器Intel4004誕生于20世紀(jì)70年代，第一臺微型計算機MCS-4隨之于1971年誕生，其后微機迅速普及。微型計算機發(fā)展至今，大約經(jīng)歷了五個階段。第一代，1981年IBM公司的IBM－PC/XT使用8位Intel8088CPU；第二代，1984年IBM公司的IBM－PC/AT使用16位Intel80286CPU；第三代，1986年Compaq公司的386AT和1987年IBM公司的PS/2-50使用32位Intel80386CPU；第四代，1989年486微機使用Intel80486CPU；第五代，1993年微機使用IntelPentiumCPU（586）和其后的PⅡ、PⅢ、P=4\*ROMANIV，高檔P=4\*ROMANIV已發(fā)展到字長64位，主頻3.8GHz。㈡計算機的分類按計算機的規(guī)模和性能可以分為六大類：⒈超級計算機或稱巨型機（supercomputer）超級計算機具有強有力的傳輸數(shù)據(jù)和處理數(shù)據(jù)能力，具有大容量的內(nèi)外存，采用專用的操作系統(tǒng)等。我國研制的銀河機也屬于巨型機。1999年9月，我國研制的“神威”巨型計算機系統(tǒng)研制成功，運算速度達每秒3840億次浮點運算，其總設(shè)計師金怡濂獲得2002年度國家最高科學(xué)技術(shù)獎。據(jù)2004年11月報道，由美國的藍色基因L創(chuàng)下了70.72TFLOPS的新紀(jì)錄，并榮登2004年超級計算機排行榜榜首。（T譯為太拉，1太拉為1萬億，F(xiàn)LOPS為每秒可運行的浮點運算次數(shù)）。⒉小超級機或稱小巨型機（minisupercomputer）小超級機又稱桌上型超級電腦，由并行的多個微處理器組成，它使巨型機縮小成個人機的大小，或者使個人機具有超級電腦的性能。⒊大型主機（mainframe）它包括我們通常所說的大、中型計算機。這是在微型機出現(xiàn)之前最主要的計算模式。不過隨著微機與網(wǎng)絡(luò)的迅速發(fā)展，許多大型機正在被高檔微機群取代。⒋小型機（minicomputer）小型機常采用多CPU結(jié)構(gòu)，具有較大容量的內(nèi)存和多臺大容量硬盤，數(shù)據(jù)處理功能較強，實時處理性能比較好等。同樣小型機也受到高檔微機的挑戰(zhàn)。⒌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)外存儲器，大都具有網(wǎng)絡(luò)功能。一般采用UNIX操作系統(tǒng)，具有多任務(wù)、多用戶的功能，適合于分布式處理。它們的用途比較特殊，主要用于計算機輔助設(shè)計、圖像處理、軟件工程以及大型控制中心。⒍個人計算機（personalcomputer，PC）或稱微型機這是目前發(fā)展最快的領(lǐng)域。根據(jù)它所使用的微處理器芯片的不同而分為若干類型。使用Intel公司的Pentium系列和AMD公司的Athlon系列微處理器的IBMPC及其兼容機最為普及。㈢計算機的組成計算機系統(tǒng)由硬件系統(tǒng)和軟件系統(tǒng)兩部分組成。計算機硬件是指計算機系統(tǒng)中由電子、機械、磁性和光電元件組成的各種計算機部件和設(shè)備。計算機的種類很多，但從功能上都可以劃分為五個基本組成部分，即輸入設(shè)備、輸出設(shè)備、存儲器、運算器和控制器，運算器和控制器常集成在一起，稱為中央處理器（CPU）。計算機硬件結(jié)構(gòu)如圖3-1所示，雙線代表數(shù)據(jù)流，實線代表控制流，計算機各部件間的聯(lián)系通過信息流動來實現(xiàn)。圖3-1計算機系統(tǒng)基本硬件結(jié)構(gòu)二、計算機硬件硬件設(shè)備是計算機物理設(shè)備的總稱。㈠中央處理器（centralprocessingunit，CPU）中央處理器在微機中又稱為微處理器，它主要由運算器、控制器和寄存器組成。其主要功能是按照程序給出的指令序列分析指令、執(zhí)行指令，控制并協(xié)調(diào)各部件的工作，完成對數(shù)據(jù)的加工處理。㈡存儲器（memory）存儲器是是計算機的記憶和存儲部件，負責(zé)存儲數(shù)據(jù)和程序，并根據(jù)控制命令提供這些數(shù)據(jù)和程序，主要分為主存儲器和輔助存儲兩類。主存儲器又稱內(nèi)部存儲器，簡稱內(nèi)存，主要由半導(dǎo)體存儲器組成。計算機運行過程中內(nèi)存用來存儲當(dāng)前數(shù)據(jù)和程序指令的。計算機的輔助存儲器又稱外部存儲器，簡稱外存，用于數(shù)據(jù)和程序的長久保存。常用的輔助存儲器有磁盤（帶）、移動硬盤、光盤、閃存存儲器（usbflash盤，又稱優(yōu)盤和閃盤）。為了解決成本價格、存取速度和存儲容量的矛盾，目前計算機的存儲系統(tǒng)是由各種不同的存儲器組成的。⒈主存儲器內(nèi)存和CPU一起構(gòu)成了計算機的主機部分。內(nèi)存儲器按其工作方式的不同，可以分為隨機存儲器RAM和只讀存儲器ROM兩種。RAM可以分為靜態(tài)SRAM和動態(tài)DRAM兩種，目前常用的DRAM有SDRAM（synchronousDRAM，同步動態(tài)隨機存儲器）和DDRSDRAM（dualdaterateSDRAM，雙倍數(shù)據(jù)傳輸速率同步動態(tài)隨機存儲器，DDRSRAM理論上具有雙倍SDRAM內(nèi)存的帶寬）。ROM是一種內(nèi)容只能讀出而不能寫入和修改的存儲器，其存儲的信息是在制作該存儲器時就被寫入的。計算機斷電后，ROM中的信息不會丟失。ROM常用來存放檢測程序、ROMBIOS等。只讀存儲器除了ROM外，現(xiàn)在為方便BIOS的升級等又出現(xiàn)了PROM、EPROM、EEPROM（electricallyerasableprogrammableROM）等類型。PROM是可編程只讀存儲器，但只可編寫（燒制）一次。EPROM器件是可擦除可編程只讀存儲器，使用EPROM寫入器用紫外線照射的方法可以反復(fù)多次擦除原來寫入的內(nèi)容，重新寫入新的內(nèi)容。EEPROM是電可擦除可編程只讀存儲器，使用普通微機就可對它重寫。EPROM、EEPROM與ROM不同，其內(nèi)容可以多次擦除而更新，但只要更新固化好以后，就只能讀出，而不能象RAM那樣可以隨機讀出和寫入信息。⒉外存儲器外存儲器根據(jù)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，讀寫速度較慢。軟磁盤是一種磁介質(zhì)形式的存儲器。常用的是容量為1.44MB的3.5英寸軟盤。目前已經(jīng)有大容量的ZIP軟盤，一張盤片存儲容量為100MB～300MB左右。硬磁盤是由若干個硬盤片組成的盤片組，一般被封裝在金屬殼內(nèi)。硬盤的容量要大得多，通常在幾十個GB到幾百個GB，存取信息的速度也快得多。移動硬盤的接口多為USB接口，便于移動。磁帶存儲器主要用于大型主機和小型機。用于計算機的磁帶和普通錄音磁帶類似，并無物理本質(zhì)上的區(qū)別。只是前者記錄數(shù)字信號，后者記錄模擬信號，因此讀寫裝置差別較大。光盤驅(qū)動器是讀取光盤的設(shè)備。CD-ROM為只讀光盤，它的容量為650MB，可用于存放各種信息。光驅(qū)的一個主要技術(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就是指40倍速光驅(qū)，其數(shù)據(jù)的傳輸速率為6000KB/秒。常用的光盤有三種：只讀光盤、一次性寫入光盤（WORM簡稱WO）、可擦寫光盤（CD-RW）?？刹翆懝獗P是能夠多次重寫的光盤，目前常用的是磁光型（magnetoopticdisk，MO）?？刹翆懝獗P需插入特制的光盤驅(qū)動器進行讀寫操作。DVD-ROM是CD-ROM的后繼產(chǎn)品，DVD盤光道之間的間距縮小，記錄信息的最小凹凸坑長度縮小，導(dǎo)致了DVD盤的存儲容量可提高至4.7GB，是CD-ROM的7倍。而且DVD驅(qū)動器具有向下的兼容性，也可以讀取CD-ROM的光盤。閃存是一種新型的EEPROM內(nèi)存，不需要特殊設(shè)備和方式即可實現(xiàn)實時擦寫。市面上常用的有U盤/優(yōu)盤，有數(shù)碼相機、數(shù)碼攝像機、MP3上用的CF（compactflash）卡、SM（smartmedia）卡，MMC（multimedia）卡等等。它們攜帶和使用方便，容量和價格適中，一般容量從64MB到1GB，深受廣大計算機使用者的青睞。比較而言，存取速度由快到慢為：內(nèi)存→硬盤→光盤→軟盤，存儲容量由大到小為：硬盤→光盤→內(nèi)存→軟盤。㈢外部設(shè)備外部設(shè)備包含輸入設(shè)備和輸出設(shè)備。鍵盤是微機的標(biāo)準(zhǔn)輸入設(shè)備，顯示器是微機的標(biāo)準(zhǔn)輸出設(shè)備。在微型計算機系統(tǒng)中，最常用的輸入設(shè)備是鼠標(biāo)和鍵盤。掃描儀是一個典型的圖像輸入設(shè)備。它可以將照片、圖片、圖形輸入到計算機中，并轉(zhuǎn)換成圖像文件存儲于硬盤中。視頻捕獲卡是視頻媒體信息的輸入設(shè)備，它可以將電視、攝影機和錄像的視頻信號輸入到計算機中，可以將視頻片斷錄制到硬盤上。條形碼讀入器是一種輸入設(shè)備。條形碼是一種用線條和線條間的間隔按一定的規(guī)則表示數(shù)據(jù)的條形符號。條形碼讀入器用以掃描條形碼，將光信號轉(zhuǎn)變?yōu)殡娦盘?，?jīng)譯碼后輸入計算機。光筆與相應(yīng)的硬件和軟件結(jié)合，可用來在屏幕或書寫板上作圖或?qū)懽州斎胗嬎銠C。觸摸屏是一種快速實現(xiàn)人機對話的工具?？煞譃殡娙菔?、電阻式和紅外式三種，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特殊玻璃屏，其正反兩面涂上專門材料，當(dāng)手指觸摸屏幕時，引起正反面間電容值發(fā)生變化，控制器將這種變化編譯成（X，Y）坐標(biāo)值，傳給計算機處理。而電阻式觸摸屏所涂材料當(dāng)手指觸摸屏幕時，引起觸點正反面間電阻值發(fā)生變化。微機的顯示系統(tǒng)由顯示器和圖形適配器（graphicsadapter，也稱為圖形卡或顯卡）組成。它們共同決定了圖像輸出的質(zhì)量。顯示器的主要技術(shù)指標(biāo)有分辨率、像素和點距（兩個像素點間的距離）。顯示器像素點越多，分辨率越高，點距越小，圖像越清晰。目前的圖形卡能夠支持1024×768（或1280×1024）像素的分辨率，點距有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區(qū)—視頻隨機存儲器（videoRAM），也稱為顯存或VRAM。VRAM用于存儲當(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。打印機主要有針式打印機、噴墨打印機、激光打印機等。打印機的技術(shù)指標(biāo)主要有打印速度、印字質(zhì)量、打印噪聲等。聲卡又稱音頻卡（audiocard），它用于處理音頻媒體信息的輸入輸出，是一個重要的多媒體組件，與聲卡相配套的硬件還有麥克風(fēng)和音箱。一般聲卡都具有如下功能：錄音、播放聲音、樂器數(shù)字接口MIDI等。三、計算機軟件軟件系統(tǒng)是指計算機程序及其有關(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)、語言處理程序、數(shù)據(jù)庫管理系統(tǒng)、網(wǎng)絡(luò)通信管理程序等部分；應(yīng)用軟件是用來完成用戶所要求的數(shù)據(jù)處理任務(wù)或?qū)崿F(xiàn)用戶特定功能的程序。㈠操作系統(tǒng)軟件操作系統(tǒng)（operationsystem，OS）是一組對計算機資源進行控制與管理的系統(tǒng)化程序集合，它是用戶和計算機硬件系統(tǒng)之間的接口。操作系統(tǒng)具備五大功能：處理器管理、存儲管理、設(shè)備管理、文件管理和作業(yè)管理。如Windows、Linux、Unix等。㈡數(shù)據(jù)庫管理系統(tǒng)軟件數(shù)據(jù)庫管理系統(tǒng)（databasemanagementsystem，DBMS）軟件是專門對數(shù)據(jù)記錄進行綜合管理的軟件，對數(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)記錄的查詢以及對數(shù)據(jù)記錄的各種運算提供全面的支持。如Oracle，Sybase，MicrosoftSQLServer，Access等。㈢程序設(shè)計語言計算機指令是用程序設(shè)計語言編寫的，程序設(shè)計語言是人與計算機進行交流的工具。機器語言是一種在計算機上可以直接執(zhí)行的二進制代碼指令。匯編語言用便于人記憶的助記符作為操作指令，是一種十分接近機器語言的符號語言。高級語言采用英語詞匯作為指令關(guān)鍵詞，按照規(guī)定的語義和語法結(jié)構(gòu)要求編寫程序。高級語言中每一條語句的功能相當(dāng)于匯編語言的多條指令的功能，也被稱為第三代語言（3GL）。如C、PASCAL等。第四代語言（4GL）是為降低程序開發(fā)難度和提高程序開發(fā)效率而設(shè)計的通用語言。如某些數(shù)據(jù)庫系統(tǒng)的查詢語句（如SQL）和應(yīng)用軟件包的宏語言就具有第四代語言的特征。編寫的程序是非過程化的，即程序指令只要告訴計算機需要“做什么”，而不必詳述“怎樣做”的具體過程。面向?qū)ο蟮某绦蛘Z言是1980年后新發(fā)展的程序設(shè)計語言，面向?qū)ο笳Z言將數(shù)據(jù)與操作合成為對象，即對象數(shù)據(jù)和操作，這樣的對象可以重用，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)記語言也開始引起人們的注意，如HTML、XML等。㈣應(yīng)用軟件應(yīng)用軟件是直接面向最終用戶的具體應(yīng)用軟件，可分為通用和專用兩種。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。它的特點是通用性，因此可以被許多有類似應(yīng)用需求的用戶所使用。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)計分析軟件、財務(wù)核算軟件等。如MicrosoftOffice、用友財務(wù)軟件等。專用應(yīng)用軟件是專業(yè)人士為滿足用戶特定要求而單獨開發(fā)的專門應(yīng)用軟件，如為某公司定制的人力資源管理信息系統(tǒng)。管理信息系統(tǒng)一般來說是借助于計算機硬件等設(shè)備，進行信息處理的應(yīng)用軟件系統(tǒng)，因此計算機系統(tǒng)是管理信息系統(tǒng)平臺構(gòu)建的技術(shù)基礎(chǔ)。計算機系統(tǒng)所涉及的軟硬件系統(tǒng)發(fā)展非常迅速，在管理信息系統(tǒng)軟件開發(fā)過程中，需要不斷跟蹤其發(fā)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)是承載信息的實體，信息是數(shù)據(jù)的內(nèi)容和含義。信號（signal）是數(shù)據(jù)的電磁或電子編碼，按其編碼機制可分為模擬信號和數(shù)字信號。數(shù)據(jù)通信技術(shù)是計算機網(wǎng)絡(luò)發(fā)展的基礎(chǔ)，通信的根本目的是傳輸信息如語言、文字、數(shù)碼和圖像等，而信息往往以具體的數(shù)據(jù)形式來表現(xiàn)，數(shù)據(jù)通過介質(zhì)傳送時又必須轉(zhuǎn)換為一定形式的信號，因此通信歸結(jié)到底是在一定的傳輸媒體上傳送電信號，從而達到傳送數(shù)據(jù)和交換信息的目的。㈠數(shù)據(jù)通信網(wǎng)絡(luò)的結(jié)構(gòu)一個數(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)出者稱其為信源；信息的接收者稱為信宿；發(fā)送器對發(fā)送信號編碼或轉(zhuǎn)換，產(chǎn)生能夠傳輸?shù)墓狻㈦娦盘?；接收器將收到的信號轉(zhuǎn)換成信宿設(shè)備可以處理的信號；傳輸系統(tǒng)是連接信源與信宿之間的復(fù)雜線路網(wǎng)絡(luò)。連接信源與信宿的物理和邏輯設(shè)備稱為信道。圖3-2通信網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)㈡數(shù)據(jù)通信方式⒈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)位寬度同時進行傳輸，每一個數(shù)位都要有自己的數(shù)據(jù)傳輸線和發(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)傳輸線上，每次傳送一位二進制數(shù)據(jù)，即數(shù)據(jù)一位接一位地傳送。在傳輸距離遠，傳輸數(shù)字數(shù)據(jù)的場合，都采用串行傳輸方式，如計算機網(wǎng)絡(luò)中。⒉單工通信與雙工通信按照數(shù)據(jù)傳輸方向及其時間關(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，兩個設(shè)備之間有兩個傳輸通道，可以輪流雙方向地傳送，但不能同時進行。在全雙工通信中，兩個設(shè)備之間有兩個傳輸通道，并且可同時雙向傳送數(shù)據(jù)，相當(dāng)于兩個相反方向的單工通信的組合。⒊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。當(dāng)進行遠距離通信時，往往將數(shù)字數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)換成模擬信號（調(diào)制）后傳輸，在接收端再進行信號的恢復(fù)（解調(diào)），當(dāng)調(diào)制成頻率信號的頻率范圍在音頻范圍（200Hz—3.4kHz）內(nèi)時，這種傳輸方式稱為頻帶傳輸。其頻率范圍比音頻范圍寬時，則稱之為寬帶傳輸。⒋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段內(nèi)發(fā)送和接收數(shù)據(jù)，否則收發(fā)會產(chǎn)生微小誤差，微小誤差的積累，會導(dǎo)致傳輸錯誤，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)送的每個數(shù)據(jù)的起止時間和重復(fù)頻率來接收數(shù)據(jù)，即收發(fā)雙方在時間上必須一致（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。每個字符都要附加1位起始位“0”、1位寄偶校驗位和l位停止位“1”，以標(biāo)記一個字符的開始和結(jié)束。起始位和停止位結(jié)合起來，便可實現(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。每個數(shù)據(jù)塊的頭部和尾部都要附加一個特殊的字符或比特序列，標(biāo)記一個數(shù)據(jù)塊的開始和結(jié)束，一般還要附加一個校驗序列，以便對數(shù)據(jù)塊進行差錯控制。㈢數(shù)據(jù)通信傳輸介質(zhì)傳輸介質(zhì)分為有線介質(zhì)和無線介質(zhì)。有線介質(zhì)常用的有雙絞線、同軸電纜和光纖三種。雙絞線是以螺旋狀扭在一起的兩根絕緣導(dǎo)線組成的。兩根線扭在一起是為了減少相互間的輻射電磁干擾。雙絞線早就用在電話通信中，用于模擬信號的傳輸，它也可常用于數(shù)字信號的傳輸。同軸電纜也像雙絞線那樣由一對導(dǎo)體組成，但它們是按“同軸”形式構(gòu)成線對。基帶同軸電纜用來直接傳輸數(shù)字信號，寬帶同軸電纜多用于頻分多路復(fù)用的模擬信號發(fā)送，閉路電視所使用的CATV電纜就是寬帶同軸電纜。光纖是光導(dǎo)纖維的簡稱，它由能傳導(dǎo)光波的石英玻璃纖維，外加保護層構(gòu)成。用光纖來傳輸電信號時，在發(fā)送端先要將其轉(zhuǎn)換成光信號，而在接收端又要由光檢波器還原成電信號。無線傳輸介質(zhì)是通過大氣傳輸，目前有三種技術(shù)：微波、紅外線和激光。微波通信是在對流層視線距離范圍內(nèi)利用無線電波進行傳輸?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特殊形式，衛(wèi)星接收來自地面發(fā)送站發(fā)出的電磁波信號后，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，有很強的方向性，都是沿直線傳播的。所不同的是紅外通信和激光通信把要傳輸?shù)男盘柗謩e轉(zhuǎn)換為紅外光信號和激光信號，直接在空間傳播。㈣調(diào)制和解調(diào)調(diào)制即把數(shù)字數(shù)據(jù)對應(yīng)的原始電脈沖信號變換成適合于遠距離模擬傳輸線路傳輸?shù)哪M信號，反之模擬信號還原為數(shù)字信號稱為解調(diào)。調(diào)制方法有以下幾種：振幅、頻率、相位。調(diào)幅方式也稱為幅移鍵控法ASK，它是用固定頻率的正弦信號的兩種不同幅度來表示二進制數(shù)的“1”和“0”。通常對“1”信號，調(diào)制器送出一幅度恒定的固定頻率的模擬信號；而對于“0”，輸出幅度為0的信號。調(diào)頻方式也稱移頻鍵控法FSK，它是用載波信號的兩種不同的頻率來表示二進制數(shù)的“1”和“0”。一般用載波頻率附近的兩個不同頻率表示兩個二進制的值。調(diào)相方式即移相鍵控法PSK，它是用載波信號的不同相位來表示二進制數(shù)。根據(jù)確定相位參考點的不同，調(diào)相方式可分為絕對調(diào)相和相對調(diào)相（或差分調(diào)相）。㈤多路復(fù)用技術(shù)在一條介質(zhì)上同時傳送多路信號的傳輸方式，叫做介質(zhì)的多路復(fù)用。有頻分、時分和波分三種。信道所能傳輸?shù)男盘栴l率有一定的范圍，這一范圍稱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)用的基本條件是傳輸介質(zhì)的可用帶寬必須超過各路給定信號所需帶寬的總和。傳輸介質(zhì)的帶寬劃分為若干個窄頻帶，每一路信號占用一個窄頻帶的方法稱為頻分多路復(fù)用。時分多路復(fù)用TDM應(yīng)用的基本條件是傳輸介質(zhì)能達到的數(shù)據(jù)傳輸率應(yīng)超過各路傳輸數(shù)字信號所需的數(shù)據(jù)傳輸率的總和。即將每一條物理信道按時間分成若干時間片，使其每個信號按時間片輪流交替地使用單一信道，這種使多個數(shù)字信號在宏觀上同時進行傳輸?shù)姆椒ǚQ為時分多路復(fù)用（TDM）。波分多路復(fù)用（WDM）用于光纖，允許在一條光纖中同時傳送多束互不干擾的不同波長的激光光束。㈥數(shù)據(jù)交換技術(shù)通常采用的數(shù)據(jù)傳送技術(shù)有3種：電路交換、報文交換和分組交換。⒈電路交換在數(shù)據(jù)傳輸期間，源節(jié)點與目的節(jié)點之間有一條利用中間節(jié)點構(gòu)成的專用的物理連接線路，在數(shù)據(jù)傳輸結(jié)束之前，一直保持這條線路。用電路交換技術(shù)完成的數(shù)據(jù)傳輸要經(jīng)歷如下三個過程：電路建立、數(shù)據(jù)傳輸和電路拆除。⒉報文交換不需在兩個站點之間建立一條專用通路，其數(shù)據(jù)傳輸?shù)膯挝皇菆笪模ㄕ军c一次發(fā)送的數(shù)據(jù)塊），長度不限且可變。傳送過程采用存儲—轉(zhuǎn)發(fā)方式，即發(fā)送站在發(fā)送一個報文時，把目的地址附加在報文上，途經(jīng)的網(wǎng)絡(luò)節(jié)點在收下整個報文后，暫存這個報文并檢查有無錯誤，然后利用目的地址和路由信息找出下一個節(jié)點的地址，再把整個報文傳送給下一個節(jié)點，通過逐個節(jié)點轉(zhuǎn)送直到目的站點。在某一時間內(nèi)，報文的傳輸只占用兩個節(jié)點之間的一段線路。而在兩個通信用戶間的其它線路段，可傳輸其它用戶的報文，不像電路交換那樣必須端到端信道全部占用。⒊分組交換為了更好地利用信道容量，并降低節(jié)點中數(shù)據(jù)量的突發(fā)性，可以使用分組交換。在分組交換網(wǎng)絡(luò)中，每個分組的長度有一個上限，因此，一個較長的報文必須分成若干個分組，每個分組中包括數(shù)據(jù)和目的地址。其傳輸過程與報文交換類似，但由于限制了每個分組的長度，因此大大地改善了網(wǎng)絡(luò)傳輸?shù)男阅?。分組交換可分為虛電路分組交換和數(shù)據(jù)報分組交換兩種。在虛電路方式中，仍然要經(jīng)歷建立虛電路、交換數(shù)據(jù)和拆除虛電路三個過程。邏輯通路所以是“虛”的，是因為這條電路不是專用的。在數(shù)據(jù)報方式中，每個分組的傳送是被單獨處理的，每個分組被稱為一個數(shù)據(jù)報，每個數(shù)據(jù)報自身帶有分組序號和地址信息，傳送過程亦采用存儲—轉(zhuǎn)發(fā)方式。當(dāng)某一個站點要發(fā)送報文時，先把報文拆成若干個數(shù)據(jù)報，依次發(fā)送到網(wǎng)絡(luò)節(jié)點。但以后，各個數(shù)據(jù)報所走的路徑就可能不再相同，從而各個數(shù)據(jù)報的到達也不保證是按順序的，目的站必須對到達的數(shù)據(jù)報排序重組。二、計算機網(wǎng)絡(luò)概述㈠計算機網(wǎng)絡(luò)的定義美國國防部1971年2月建成了具有15個結(jié)點、23臺主機的網(wǎng)絡(luò)，這就是著名的ARPAnet，這是世界上最早出現(xiàn)的計算機網(wǎng)絡(luò)之一，現(xiàn)代計算機網(wǎng)絡(luò)的許多概念和方法都來源于ARPAnet。計算機網(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、功能獨立的計算機連接起來，并在網(wǎng)絡(luò)通信協(xié)議的控制和網(wǎng)絡(luò)操作系統(tǒng)的管理下實現(xiàn)信息傳遞和資源共享的系統(tǒng)。㈡計算機網(wǎng)絡(luò)的組成與結(jié)構(gòu)計算機網(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)兩個部分。結(jié)構(gòu)如圖3-3所示。資源子網(wǎng)由主計算機系統(tǒng)、終端、終端控制器、聯(lián)網(wǎng)外設(shè)、各種資源組成，向用戶提供各種網(wǎng)絡(luò)資源和網(wǎng)絡(luò)服務(wù)，負責(zé)整個網(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)由通信控制處理機（CCP）、通信線路與其他通信設(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計算機網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)圖㈢計算機網(wǎng)絡(luò)分類計算機網(wǎng)絡(luò)的分類標(biāo)準(zhǔn)很多，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)分類標(biāo)準(zhǔn)。=1\*GB1⒈按拓撲結(jié)構(gòu)分類將連接在網(wǎng)絡(luò)上的計算機和互連設(shè)備看作一個結(jié)點，將設(shè)備之間的通信線路看作線，進而以圖的形式來表示這些點與線之間的關(guān)系，這種抽象方法稱為拓撲，圖被稱為拓撲結(jié)構(gòu)圖。計算機網(wǎng)絡(luò)中常見拓撲結(jié)構(gòu)有總線型、星型、環(huán)型、樹型和網(wǎng)狀型等，如圖3-4所示。圖3-4常用網(wǎng)絡(luò)拓撲結(jié)構(gòu)=2\*GB1⒉按網(wǎng)絡(luò)覆蓋范圍分類按網(wǎng)絡(luò)覆蓋范圍大小可將計算機網(wǎng)絡(luò)分為局域網(wǎng)（localareanetwork，LAN）、城域網(wǎng)(metropolitanareanetwork，MAN）、廣域網(wǎng)(wideareanetwork，WAN)三種。計算機局域網(wǎng)地理分布范圍較小（如辦公樓群或校園），數(shù)據(jù)傳輸速率高，誤碼率低，協(xié)議簡單、結(jié)構(gòu)靈活、建網(wǎng)成本低、周期短、便于管理和擴充。㈣計算機網(wǎng)絡(luò)的硬件組成及互連設(shè)備網(wǎng)絡(luò)硬件主要有網(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)上的一臺計算機，為網(wǎng)絡(luò)用戶提供各種網(wǎng)絡(luò)服務(wù)和共享資源。工作站是指用戶使用它能夠在網(wǎng)絡(luò)環(huán)境中工作，訪問網(wǎng)絡(luò)共享資源的計算機系統(tǒng)，通常又被稱為客戶機。網(wǎng)絡(luò)連接設(shè)備包括用于網(wǎng)內(nèi)連接的網(wǎng)絡(luò)適配器（即網(wǎng)卡，用于計算機處理數(shù)據(jù)和網(wǎng)線傳輸信號的轉(zhuǎn)換）、調(diào)制解調(diào)器（完成數(shù)字信號和模擬信號的轉(zhuǎn)換）、中繼器（對傳輸信號進行放大和傳輸）、集線器（多端口中繼器，是共享帶寬方式的，其各個端口平均分享帶寬）、交換器（又叫交換式集線器，每個端口都具有相同的固定的帶寬）、網(wǎng)橋（有兩個端口，用于連接不同的網(wǎng)段，可以再生和過濾傳輸信號，并能識別數(shù)據(jù)的目的地址）、路由器（用于不同類型網(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，主要用于連接不同體系結(jié)構(gòu)的網(wǎng)絡(luò)或局域網(wǎng)到主機的連接）等。網(wǎng)絡(luò)通信介質(zhì)在前面已經(jīng)提到。㈤網(wǎng)絡(luò)軟件構(gòu)成⒈網(wǎng)絡(luò)操作系統(tǒng)(NOS)一個計算機網(wǎng)絡(luò)擁有豐富的軟硬件資源，為了能使網(wǎng)絡(luò)用戶實現(xiàn)通信、共享網(wǎng)絡(luò)資源，需要對用戶通信過程和網(wǎng)絡(luò)資源進行有效管理，完成這一功能的軟件系統(tǒng)稱為網(wǎng)絡(luò)操作系統(tǒng)。常見的網(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和開放源代碼的Linux等。⒉網(wǎng)絡(luò)體系結(jié)構(gòu)和網(wǎng)絡(luò)通訊協(xié)議（protocol）計算機網(wǎng)絡(luò)中多個互連的節(jié)點要交換數(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)被稱為網(wǎng)絡(luò)協(xié)議。由于網(wǎng)絡(luò)通信是一個復(fù)雜的過程，網(wǎng)絡(luò)體系結(jié)構(gòu)多采用分層式結(jié)構(gòu)，每一層關(guān)注和解決通信中的某一方面的問題，每一層都具有相對獨立的通信功能，以減少問題的復(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，都會添加本層協(xié)議的報頭，目的端向上傳輸時則去掉協(xié)議的報頭，依靠各層功能的邏輯組合，實現(xiàn)從一端主機到另一端主機的通信。常見的分層體系結(jié)構(gòu)模型有OSI、TCP/IP和IEEE802等。⑴開放系統(tǒng)互聯(lián)參考模型國際標(biāo)準(zhǔn)化組織ISO于1982年制定了一個開放系統(tǒng)互聯(lián)參考模型OSI/RM，就是常說的網(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僅是一個概念模型，并不是一個具體的計算機或網(wǎng)絡(luò)，也未確切描述用于各層的協(xié)議和服務(wù)。但可使任何兩個遵守參考模型和有關(guān)標(biāo)準(zhǔn)的主機進行互連以實現(xiàn)相互通信，這正是“開放”這個詞表示的含義。OSI/RM低三層面向數(shù)據(jù)傳輸，實現(xiàn)通信子網(wǎng)的功能。高三層面向兩端具體應(yīng)用進程，實現(xiàn)資源子網(wǎng)的功能。傳輸層是整個協(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——高三層資源子網(wǎng)提供從源端機到目的端機的可靠的數(shù)據(jù)傳輸服務(wù)。每一對等層之間進行對等的通信，對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通信外，其它對等層之間的通信都是虛擬通信，都是在各自下一層通信的支持下進行的。圖3-5OSI模型層次和數(shù)據(jù)傳輸⑵TCP/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)可以使用自己的數(shù)據(jù)鏈路層協(xié)議和物理層協(xié)議。網(wǎng)際層負責(zé)將源主機的分組發(fā)送到目的主機上，互聯(lián)網(wǎng)協(xié)議IP和互聯(lián)網(wǎng)控制報文協(xié)議ICMP屬于該層。傳輸層主要功能是提供從一個應(yīng)用程序到另一個應(yīng)用程序的通信，即端對端的通信。面向連接的傳輸控制協(xié)議TCP和面向無連接的用戶數(shù)據(jù)報協(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，通過使用下面各層所提供的服務(wù)，直接向用戶提供服務(wù)，是TCP/IP網(wǎng)絡(luò)與用戶之間的界面或接口。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、簡單郵件傳輸協(xié)議SMTP、郵局協(xié)議POP3、域名服務(wù)DNS、遠程登錄協(xié)議Telnet等。圖3-6TCP/IP模型層次結(jié)構(gòu)⑶局域網(wǎng)IEEE802標(biāo)準(zhǔn)（IEEE國際電氣和電子工程師協(xié)會）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)拓撲結(jié)構(gòu)簡單，任意兩個結(jié)點間都有唯一的路由，因此不需要網(wǎng)絡(luò)層的路由選擇功能，所以IEEE802協(xié)議中不再設(shè)立單獨的網(wǎng)絡(luò)層。傳統(tǒng)局域網(wǎng)是共享介質(zhì)式局域網(wǎng)（如總線型拓撲網(wǎng)絡(luò)或用集線器連接各個結(jié)點的星型拓撲網(wǎng)絡(luò)），所有結(jié)點共享一條公共通信傳輸介質(zhì)，在任何一個時間段內(nèi)，只能有一個結(jié)點占用公用通信信道。分配信道的使用權(quán)，也就是當(dāng)信息傳輸為使用傳輸介質(zhì)產(chǎn)生競爭或沖突時，介質(zhì)訪問控制（控制誰先使用傳輸介質(zhì)）的問題就是關(guān)鍵。這樣將數(shù)據(jù)鏈路層分為兩個子層：邏輯鏈路控制子層LLC和介質(zhì)訪問控制子層MAC（mediumaccesscontrol），加上物理層構(gòu)成局域網(wǎng)的三層體系結(jié)構(gòu)。MAC子層的主要功能就是介質(zhì)訪問控制技術(shù)，常用的主要有三種：1）載波監(jiān)聽多路訪問/沖突檢測（CSMA/CD）：每個站在發(fā)送數(shù)據(jù)前先監(jiān)聽信道，如果空閑，則發(fā)送數(shù)據(jù)；如果忙，就不發(fā)送，等待一段時間后再重發(fā)。并且為進一步消除沖突，發(fā)送數(shù)據(jù)的站點邊發(fā)送數(shù)據(jù)邊監(jiān)聽信道，只要監(jiān)聽到發(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。以太網(wǎng)（ethernet）是基于總線型的廣播式網(wǎng)絡(luò)，它是最成功的局域網(wǎng)技術(shù)。IEEE802.3即是采用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類雙絞線的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，實驗性網(wǎng)絡(luò)已在試用。2）令牌環(huán)（tokenring）介質(zhì)訪問控制技術(shù)：用于環(huán)型拓撲結(jié)構(gòu)的網(wǎng)絡(luò)，屬于有序的競爭協(xié)議。使用一個特殊的標(biāo)志（令牌），當(dāng)某個站點有數(shù)據(jù)要發(fā)送時，必須等待標(biāo)記為空的令牌到來，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)的過程中，所經(jīng)過的環(huán)上的各個站點都將數(shù)據(jù)的目的地址與本站點的地址進行比較，若不同則直接傳給后面的站點，若相同則將數(shù)據(jù)復(fù)制接收，然后繼續(xù)傳給后面的站點。IEEE802.5標(biāo)準(zhǔn)就采用該技術(shù)。3）令牌總線（tokenbus）訪問控制技術(shù)：應(yīng)用于總線拓撲結(jié)構(gòu)網(wǎng)絡(luò)，訪問控制采用與令牌環(huán)相似的訪問控制方法。該技術(shù)令牌的傳遞不依總線上的物理順序，而按結(jié)點的地址高低形成的邏輯環(huán)形順序。IEEE802.4標(biāo)準(zhǔn)采用令牌總線訪問控制技術(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，其各個端口都與一個結(jié)點相連，多個端口之間建立并發(fā)式連接而可以獨享交換機的帶寬，增加了網(wǎng)絡(luò)帶寬。㈥Internet基礎(chǔ)⒈InternetInternet是一個全球性的計算機網(wǎng)絡(luò)，是眾多計算機網(wǎng)絡(luò)互相連接組成的一個大的網(wǎng)絡(luò)。TCP/IP協(xié)議族就是Internet上的常用通訊協(xié)議。⒉IP地址和域名系統(tǒng)在Internet上，所有的計算機都有一個Internet上唯一的數(shù)字編號作為其在Internet的標(biāo)識，這個編號稱為IP地址。IP地址包含兩個重要的標(biāo)識符：網(wǎng)絡(luò)地址和主機地址。IP地址用32位二進制數(shù)碼表示，每8位用圓點分割，常用4個用圓點隔開的十進制數(shù)表示IP地址。IP地址分為A、B、C、D、E五類，適用于不同規(guī)模的子網(wǎng)。子網(wǎng)掩碼也稱為屏蔽碼，是一個32bit的值，可以用來區(qū)分IP地址中網(wǎng)絡(luò)地址和主機地址。為記憶方便，TCP/IP協(xié)議專門設(shè)計了一種層次結(jié)構(gòu)的字符型主機命名機制：域名，這種管理機制被稱為域名系統(tǒng)（DNS）。Internet上IP地址和域名都是唯一的，域名地址與IP地址之間存在一一對應(yīng)的關(guān)系。⒊TCP/IP協(xié)議族它是一組數(shù)據(jù)傳輸協(xié)議，下面簡單介紹這些協(xié)議的作用。傳輸控制協(xié)議TCP建立主機間可靠的連接，將數(shù)據(jù)包按正確的順序發(fā)送，如果數(shù)據(jù)丟失了，TCP負責(zé)自動重傳丟失的數(shù)據(jù)。用戶數(shù)據(jù)報協(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蟛桓叩膶崟r語音視頻傳送。IP數(shù)據(jù)包是一個獨立的信息包，由路由器通過包中的地址信息進行尋址和路由選擇以進行數(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)議負責(zé)數(shù)據(jù)包的正確到達。Internet控制信息協(xié)議ICMP負責(zé)傳送各種信息、錯誤報告。WWW上每個Web頁面由超文本標(biāo)記語言HTML來編寫，頁面中包含指向其他頁面鏈接地址，萬維網(wǎng)實際上是一個由千千萬萬個頁面組成的信息網(wǎng)。存放Web頁面的計算機稱為Web站點或WWW服務(wù)器。索取頁面、瀏覽信息的程序稱為瀏覽器（browser）。HTTP超文本傳輸協(xié)議就是用來在瀏覽器和WWW服務(wù)器之間傳送超文本的協(xié)議，HTTP協(xié)議由兩個部分組成：從瀏覽器到服務(wù)器的請求和從服務(wù)器到瀏覽器的應(yīng)答。文件傳輸協(xié)議FTP建立在TCP協(xié)議上，用于實現(xiàn)文件傳輸。網(wǎng)絡(luò)上存在著大量的共享文件，獲得這些文件的主要方式就是FTP，可以實現(xiàn)文件的下載download（從遠程主機向本地主機復(fù)制文件）和上傳upload（從本地主機向遠程主機復(fù)制文件）。若想獲取FTP服務(wù)器的資源，需要擁有該主機的IP地址（主機域名）、賬號、密碼。但許多FTP服務(wù)器允許用戶用匿名用戶名anonymous登錄，口令任意，一般為電子郵件地址。在Internet上收發(fā)電子郵件時常用簡單郵件傳輸協(xié)議SMTP和郵局（postofficeprotocol）POP3協(xié)議。SMTP是基于TCP協(xié)議的簡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是可以從郵件服務(wù)器將郵件下載到本地計算機，在自己的客戶端閱讀郵件。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)實現(xiàn)域名和IP地址之間的相互轉(zhuǎn)換。通過域名不能直接找到主機，需要從域名查找IP地址，這個過程就是域名解析。大部分域名系統(tǒng)都維護著一個大型的數(shù)據(jù)庫，它描述了域名與IP地址的對應(yīng)關(guān)系，數(shù)據(jù)庫被定期地更新，DNS即通過查找這個數(shù)據(jù)庫完成域名和IP地址之間的相互轉(zhuǎn)換。遠程登錄協(xié)議Telnet用來將一臺計算機連接到遠程計算機上，使之相當(dāng)于遠程計算機的一個終端。Telnet實現(xiàn)虛擬或仿真終端的服務(wù)，使用戶通過TCP連接注冊到遠地的另一個主機上，將用戶的鍵盤操作傳到遠地主機，將遠地主機的輸出通過TCP連接返回到用戶屏幕。第三節(jié)數(shù)據(jù)庫和數(shù)據(jù)倉庫一、數(shù)據(jù)庫概述㈠數(shù)據(jù)庫技術(shù)的產(chǎn)生在20世紀(jì)50年代中期以前沒有專門用于數(shù)據(jù)管理的軟件，操作系統(tǒng)出現(xiàn)以后可以通過操作系統(tǒng)管理數(shù)據(jù)。但是操作系統(tǒng)是以文件為單位進行管理的，文件之間沒有聯(lián)系，很難解決數(shù)據(jù)在多個文件中重復(fù)存儲和數(shù)據(jù)不一致的問題。為此，20世紀(jì)60年代后期出現(xiàn)了數(shù)據(jù)庫系統(tǒng)，如圖3-7所示。數(shù)據(jù)庫的產(chǎn)生使得信息系統(tǒng)的研制圍繞共享的數(shù)據(jù)庫為中心來進行，實現(xiàn)了數(shù)據(jù)的集中管理，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)庫系統(tǒng)數(shù)據(jù)與程序的關(guān)系㈡數(shù)據(jù)庫系統(tǒng)基本概念主要有數(shù)據(jù)、數(shù)據(jù)庫、數(shù)據(jù)庫管理系統(tǒng)、數(shù)據(jù)庫系統(tǒng)四個概念。數(shù)據(jù)（data）是描述事物的符號記錄，是數(shù)據(jù)庫中存貯的基本對象。數(shù)據(jù)庫（database，DB）是長期存儲在計算機內(nèi)、有組織的、統(tǒng)一管理的相關(guān)數(shù)據(jù)的集合。DB能為各種用戶共享，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)獨立性等。數(shù)據(jù)庫管理系統(tǒng)（databasemanagementsystem，DBMS）是位于用戶與操作系統(tǒng)之間的一層數(shù)據(jù)管理軟件，它為用戶或應(yīng)用程序提供訪問DB的方法，包括DB的建立、查詢、更新及各種數(shù)據(jù)控制，并能夠保證數(shù)據(jù)的安全性、完整性。數(shù)據(jù)庫系統(tǒng)（databasesystem，DBS）是實現(xiàn)有組織地、動態(tài)地存儲大量關(guān)聯(lián)數(shù)據(jù)，方便多用戶訪問的計算機硬件、軟件和數(shù)據(jù)資源組成的系統(tǒng)，即它是采用數(shù)據(jù)庫技術(shù)的計算機系統(tǒng)。一般由數(shù)據(jù)庫、數(shù)據(jù)庫管理系統(tǒng)、應(yīng)用系統(tǒng)、數(shù)據(jù)庫管理員和用戶構(gòu)成。二、數(shù)據(jù)庫的三級模式在數(shù)據(jù)模型中有型（type）和值（value）的概念。型是指對某一類數(shù)據(jù)的結(jié)構(gòu)和屬性的說明，值是型的一個具體賦值。例如：學(xué)生記錄的型為（學(xué)號，姓名，性別，系別，年齡，籍貫），該記錄型的一個記錄值為（900201，李明，男，計算機，22，江蘇）。㈠三級模式數(shù)據(jù)庫系統(tǒng)采用外模式、模式和內(nèi)模式三級模式結(jié)構(gòu)，如圖3-8所示。

圖3-8數(shù)據(jù)庫三級模式內(nèi)模式（internalschema）又叫物理模式、存儲模式。內(nèi)模式是數(shù)據(jù)在數(shù)據(jù)庫系統(tǒng)的內(nèi)部表示，即對數(shù)據(jù)的物理結(jié)構(gòu)/存儲方式的描述。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，是所有用戶的公共數(shù)據(jù)視圖。DBMS提供數(shù)據(jù)定義語言DDL來描述邏輯模式，嚴(yán)格定義數(shù)據(jù)的邏輯結(jié)構(gòu)（數(shù)據(jù)項的名字、類型、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。模式僅僅涉及到型的描述，不涉及到具體的值。模式的一個具體值稱為模式的一個實例。同一個模式可以有很多實例。模式是相對穩(wěn)定的，而實例是相對變動的。模式反映的是數(shù)據(jù)的結(jié)構(gòu)及其關(guān)系，而實例反映的是數(shù)據(jù)庫某一時刻的狀態(tài)。數(shù)據(jù)庫中的數(shù)據(jù)經(jīng)常變化，而數(shù)據(jù)庫的結(jié)構(gòu)在一定時間范圍內(nèi)不會改變。外模式（externalschema）又叫用戶模式、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。注意一個數(shù)據(jù)庫只有一個模式，一個內(nèi)模式，但可以有多個外模式。㈡兩級映象在三級模式中提供了兩級映象，這不僅在三級數(shù)據(jù)庫模式之間建立了聯(lián)系，也保證了數(shù)據(jù)庫系統(tǒng)的數(shù)據(jù)獨立性。如圖3-8所示。外模式/模式映象定義并保證了外模式和模式之間的對應(yīng)關(guān)系。數(shù)據(jù)庫系統(tǒng)投入使用后，可能有必要修改模式（如增加新關(guān)系、屬性、改變類型），這時可以重新定義外模式/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)模式之間的對應(yīng)關(guān)系。當(dāng)內(nèi)模式發(fā)生變化時，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)的物理獨立性。該映象定義通常包含在模式描述中。三、數(shù)據(jù)模型（datamodel）㈠概述模型是現(xiàn)實世界事物特征的模擬和抽象。如航模飛機是對實際飛機的模擬和抽象，它不是真正的飛機，但又真實的反映了實際飛機的屬性和特征。為便于人和計算機都能理解，信息抽象采用逐步抽象的方法，把數(shù)據(jù)模型分成兩個不同的層次：按用戶的觀點來對現(xiàn)實世界的抽象稱為概念模型（也稱信息模型）；以計算機系統(tǒng)的觀點模擬現(xiàn)實世界的模型叫做數(shù)據(jù)模型。也就是說，首先按人們的認識觀點將現(xiàn)實世界抽象為信息世界的概念模型，然后再通過數(shù)據(jù)模型將信息世界轉(zhuǎn)換為機器（計算機）世界。數(shù)據(jù)模型又可進一步細分為邏輯（數(shù)據(jù)）模型和物理（數(shù)據(jù)）模型兩個分層次。如圖3-9所示。圖3-9模型的轉(zhuǎn)換⒈概念模型（conceptualdatamodel，CDM）概念模型就是概念層次的數(shù)據(jù)模型，簡稱為概念模型。是現(xiàn)實世界的事物經(jīng)過人腦的抽象加工，提取出對用戶有用的信息，經(jīng)過組織整理加工形成的。概念模型按用戶的觀點來對現(xiàn)實世界進行建模，這種建模方法是缺乏計算機知識的用戶最容易理解的，并便于和數(shù)據(jù)庫設(shè)計人員進行交流，是系統(tǒng)分析員、程序設(shè)計員、維護人員、用戶之間相互理解的共同語言；概念模型必須轉(zhuǎn)換成邏輯模型，才能在DBMS中實現(xiàn)。⒉邏輯模型（logicaldatamodel，LDM）邏輯數(shù)據(jù)模型是用戶通過數(shù)據(jù)庫管理系統(tǒng)看到的現(xiàn)實世界，它描述了數(shù)據(jù)庫數(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?。⒊物理模型（physicaldatamodel，PDM）物理數(shù)據(jù)模型用來描述數(shù)據(jù)的物理存儲結(jié)構(gòu)和存儲方法，面向具體的DBMS，面向操作系統(tǒng)和機器。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現(xiàn)時都有其對應(yīng)的物理模型。DBMS為保證其獨立性和可以執(zhí)行，大部分PDM的實現(xiàn)工作由系統(tǒng)自動完成，而設(shè)計者只設(shè)計某些特殊結(jié)構(gòu)。也就是說，一般用戶看不到物理數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)，所以無須過多了解。㈡概念模型⒈基本術(shù)語首先介紹E-R模型中常用的幾個基本術(shù)語，利用它們可構(gòu)造出概念模型。實體、實體型、實體集：實體（entity）是客觀存在并能相互區(qū)分的事物。實體可以是具體的人、事、物，也可以是抽象的概念或聯(lián)系。如：人、數(shù)據(jù)庫課程、計算機，正如幾何中“點”、“線”一樣。關(guān)鍵之處是一個實體能和別的實體區(qū)分開，一場足球賽不能嚴(yán)格地定義實體。實體型（entitytype）是用實體名及屬性名集合來抽象刻畫同類實體。實體集（entityset）為同型的實體組成的集合。屬性（attribute）、域（domain）、碼（key）：屬性指實體所具有的某一方面的特性，一個實體可由若干個屬性來刻畫。屬性取值在一定的范圍，稱為該屬性的值域/域。其類型可以是整數(shù)型、實數(shù)型、字符串型等。唯一標(biāo)識實體的屬性集稱為碼，也稱為實體標(biāo)識符。聯(lián)系（relationship）是實體集合之間的相互關(guān)系?，F(xiàn)實世界中事物內(nèi)部以及事物之間的聯(lián)系在信息世界中反映為實體內(nèi)部的聯(lián)系和實體之間的聯(lián)系。⒉聯(lián)系的類型為了建立現(xiàn)實世界的完整模型，常常需要對聯(lián)系分類，根據(jù)一個實體集合的實體可以和多少個另一類實體集合的實體相聯(lián)系，可將聯(lián)系分為三種：一對一、一對多、多對多。如果對于實體集E1中的每一個實體，實體集E2中至多有一個實體與之聯(lián)系，反之亦然，則稱實體集E1與實體集E2具有一對一聯(lián)系。記為1：1，如座位—乘客。如果對于實體集E1中的每一個實體，實體集E2中有n個實體（n≥0）與之聯(lián)系，反之，對于實體集E2中的每一個實體，實體集E1中至多只有一個實體與之聯(lián)系，則稱實體集E1與實體E2有一對多聯(lián)系。記為1：n，如車間—工人。如果對于實體集E1中的每一個實體，實體集E2中有n個實體（n≥0）與之聯(lián)系，反之，對于實體集E2中的每一個實體，實體集E1中也有m個實體（m≥0）與之聯(lián)系，則稱實體集E1與實體E2具有多對多聯(lián)系。記為m：n，如學(xué)生—課程。三種聯(lián)系示意圖如圖3－10所示。圖3-10實體聯(lián)系示意圖⒊概念模型的表示方法最常用的概念模型表示方法是實體—聯(lián)系方法，該方法用E-R圖來描述某一組織的概念模型。E-R圖用矩形方框表示實體集合，方框內(nèi)標(biāo)明實體集合名稱；用橢圓框表示屬性，通過無向邊連接到實體集。只有一個屬性的實體集可用屬性代替，附加到它參加的聯(lián)系上；如某屬性為實體的關(guān)鍵字，用下劃線在屬性名上標(biāo)明；用菱形框表示聯(lián)系，框內(nèi)標(biāo)明聯(lián)系的名稱，通過無向邊連接到參加聯(lián)系的每個實體集合；在用無向邊連接聯(lián)系到實體集時，在邊上注明1或n（多）來標(biāo)明聯(lián)系的類型。若實體之間聯(lián)系也具有屬性，則把屬性和菱形代表的實體聯(lián)系也用無向邊連接上。例如，一個學(xué)生可選多門課程，而一門課程又有多個學(xué)生選修，一個教師至多可講三門課程，一門課程至多只有一個教師教授，該教學(xué)組織的E-R圖如圖3-11所示。圖3-11教學(xué)E-R模型㈢（邏輯）數(shù)據(jù)模型⒈數(shù)據(jù)模型三要素邏輯數(shù)據(jù)模型是數(shù)據(jù)庫系統(tǒng)的核心和基礎(chǔ)，常簡稱為數(shù)據(jù)模型。邏輯數(shù)據(jù)模型包含數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)、數(shù)據(jù)操作和數(shù)據(jù)完整性約束三個部分，稱為數(shù)據(jù)模型三要素。數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)描述數(shù)據(jù)的靜態(tài)特征，是指對實體類型和實體間聯(lián)系的描述。數(shù)據(jù)操作描述數(shù)據(jù)的動態(tài)特征，是指對數(shù)據(jù)庫中各種數(shù)據(jù)對象允許執(zhí)行的操作的集合。數(shù)據(jù)約束條件是一組數(shù)據(jù)完整性規(guī)則的集合，給出數(shù)據(jù)及其聯(lián)系應(yīng)具有的制約和依賴規(guī)則，數(shù)據(jù)庫中的數(shù)據(jù)必須滿足這組規(guī)則。⒉常見數(shù)據(jù)模型數(shù)據(jù)模型主要有層次模型、網(wǎng)狀模型、關(guān)系模型、面向?qū)ο竽Ｐ偷人姆N。層次模型（hierarchicalmodel）用樹形結(jié)構(gòu)來表示各類實體以及實體間的聯(lián)系。記錄類型描述的是實體，對應(yīng)一個節(jié)點，字段描述實體的屬性。上層節(jié)點叫父節(jié)點，下層節(jié)點叫子節(jié)點，同一雙親的節(jié)點叫兄弟節(jié)點。只有一個節(jié)點沒有雙親節(jié)點，稱之為根節(jié)點。根以外的其它節(jié)點有且只有一個雙親節(jié)點。網(wǎng)狀模型（networkmodel）用有向圖結(jié)構(gòu)表示實體類型及實體間聯(lián)系的數(shù)據(jù)模型。與層次模型一樣每個節(jié)點表示一個記錄類型，每個記錄類型可包含若干個字段，節(jié)點之間的連線表示記錄類型間的聯(lián)系。關(guān)系模型（relationalmodel）用二維表表示實體和實體之間的聯(lián)系。將面向?qū)ο蟪绦蛟O(shè)計方法和面向?qū)ο髷?shù)據(jù)庫技術(shù)相結(jié)合就產(chǎn)生了面向?qū)ο髷?shù)據(jù)庫系統(tǒng)。面向?qū)ο竽Ｐ停╫bject-orientedmodel）將實體視為對象，對象是現(xiàn)實世界中實體的模型化。㈣關(guān)系模型和關(guān)系數(shù)據(jù)庫關(guān)系模型中數(shù)據(jù)的邏輯結(jié)構(gòu)是一張二維表。關(guān)系數(shù)據(jù)庫系統(tǒng)是支持關(guān)系模型的數(shù)據(jù)庫系統(tǒng)。例如，表3-2的學(xué)生數(shù)據(jù)表表示了一個學(xué)生關(guān)系模型。表3-2學(xué)生數(shù)據(jù)表學(xué)號姓名性別系別年齡政治面貌2005001王華女計算機20團員2005002李大明男計算機19團員2005003吳綱男物理18團員2005004吳珊女物理19團員2005005馮繼文男英語19團員⒈關(guān)系常用術(shù)語通常由行和列組成的二維表就是關(guān)系（relation）；表中的一行即為一個元組（tuple）；表中的一列即為一個屬性（attribute），屬性有名與值的區(qū)別；由屬性名組成的表頭為框架（framework）（關(guān)系的型）；元組中的一個屬性值（字段值）稱分量（component）；屬性的取值范圍是域（domain）；可以唯一確定一個元組的一個屬性或?qū)傩越M為候選碼（candidatekey，可簡稱為碼）；一個關(guān)系中常有多個候選碼，可指定一個為主碼；對關(guān)系的描述是關(guān)系模式（relationmodel），一般表示為：關(guān)系名（屬性1，屬性2，…，屬性n）。其中關(guān)系的主碼用下劃線指明，如：學(xué)生（學(xué)號，姓名，性別，系別，年齡，政治面貌）。關(guān)系模型要求關(guān)系必須是規(guī)范化的，也就是要求每個關(guān)系必須滿足一定的條件或具有一些性質(zhì)?；娟P(guān)系具有以下六條性質(zhì)：①列是同質(zhì)的，即每一列中的分量是同一類型的數(shù)據(jù)，來自同一個域。②不同的列可出自同一個域，稱其中的每一列為一個屬性，不同的屬性要給予不同的屬性名。③列的順序無所謂，即列的次序可以任意交換。④任意兩個元組不能完全相同，即一個表格中不允許有完全相同的行出現(xiàn)。⑤行的順序無所謂，即行的次序可以任意交換。⑥分量必須取原子值，即每一個分量都必須是不可分的數(shù)據(jù)項。換句話說就是在一張表中不能嵌套另一張表。⒉關(guān)系操作關(guān)系數(shù)據(jù)模型的理論基礎(chǔ)是集合論，關(guān)系操作采用集合操作方式，即操作的對象和結(jié)果都是集合。關(guān)系操作主要包含傳統(tǒng)集合運算（并、交、差等）和專門的關(guān)系運算（選擇、投影、連接等）。投影操作是對一個關(guān)系進行垂直分割，從二維表中選出所需要的列，消去其他列，并重新安排列的順序。選擇操作是根據(jù)某些條件對關(guān)系做水平分割，即選取符合條件的元組。聯(lián)接是對兩個關(guān)系的運算，它是將兩個關(guān)系在給定的屬性上滿足給定條件的元組連接起來而得到的一個新的關(guān)系。分布式數(shù)據(jù)庫、面向?qū)ο髷?shù)據(jù)庫、空間數(shù)據(jù)庫、多媒體數(shù)據(jù)庫、網(wǎng)絡(luò)數(shù)據(jù)庫、智能數(shù)據(jù)庫等一些理論和技術(shù)問題正在成為數(shù)據(jù)庫研究的熱點問題。傳統(tǒng)的數(shù)據(jù)庫技術(shù)和系統(tǒng)已顯得力不從心，需要將原有的思想和技術(shù)進行擴充、推廣和轉(zhuǎn)移來解決面臨的問題。還要研究新的技術(shù)，提出新的數(shù)據(jù)管理概念。四、數(shù)據(jù)倉庫技術(shù)數(shù)據(jù)倉庫是近年來興起的一種新的數(shù)據(jù)庫應(yīng)用。在各大數(shù)據(jù)庫廠商紛紛宣布產(chǎn)品支持數(shù)據(jù)倉庫并提出一整套用以建立和使用數(shù)據(jù)倉庫的產(chǎn)品，同時也引起了學(xué)術(shù)界的極大興趣。㈠從數(shù)據(jù)庫到數(shù)據(jù)倉庫傳統(tǒng)數(shù)據(jù)庫系統(tǒng)用于企業(yè)的日常事務(wù)處理工作，難于實現(xiàn)對數(shù)據(jù)分析處理的要求。近年來，人們嘗試對DB中的數(shù)據(jù)進行再加工，形成一個綜合的，面向分析的環(huán)境，以更好支持決策分析，從而形成了數(shù)據(jù)倉庫技術(shù)。作為決策支持系統(tǒng)，數(shù)據(jù)倉庫系統(tǒng)包括數(shù)據(jù)倉庫技術(shù)、聯(lián)機分析處理技術(shù)（on-lineanalyticalprocessing，OLAP）、數(shù)據(jù)挖掘技術(shù)（datamining，DM）等。㈡數(shù)據(jù)倉庫（datawarehouse，DW）概念數(shù)據(jù)倉庫概念創(chuàng)始人W.H.Inmon定義數(shù)據(jù)倉庫是一個面向主題的、集成的、相對穩(wěn)定的、反映歷史變化的數(shù)據(jù)集合，用于支持管理決策。對于數(shù)據(jù)倉庫的概念我們可以從兩個層次予以理解，首先，數(shù)據(jù)倉庫用于支持決策，面向分析型數(shù)據(jù)處理，它不同于企業(yè)現(xiàn)有的操作型數(shù)據(jù)庫；其次，數(shù)據(jù)倉庫是對多個異構(gòu)的數(shù)據(jù)源有效集成，集成后按照主題進行了重組，并包含歷史數(shù)據(jù)，而且存放在數(shù)據(jù)倉庫中的數(shù)據(jù)一般不再修改。根據(jù)數(shù)據(jù)倉庫概念的含義，數(shù)據(jù)倉庫擁有以下四個特點：⒈面向主題傳統(tǒng)操作型數(shù)據(jù)庫面向事務(wù)處理任務(wù)，各個業(yè)務(wù)系統(tǒng)之間各自分離，而數(shù)據(jù)倉庫中的數(shù)據(jù)是按照一定的主題域進行組織。主題是一個抽象的概念，是指用戶使用數(shù)據(jù)倉庫進行決策時所關(guān)心的重點方面，一個主題通常與多個操作型信息系統(tǒng)相關(guān)。⒉集成面向事務(wù)處理的操作型數(shù)據(jù)庫通常與某些特定的應(yīng)用相關(guān)，數(shù)據(jù)庫之間相互獨立，并且往往是異構(gòu)的。而數(shù)據(jù)倉庫中的數(shù)據(jù)是在對原有分散的數(shù)據(jù)庫數(shù)據(jù)抽取、清理的基礎(chǔ)上經(jīng)過系統(tǒng)加工、匯總和整理得到的，必須消除源數(shù)據(jù)中的不一致性，以保證數(shù)據(jù)倉庫內(nèi)的信息是關(guān)于整個企業(yè)的一致的全局信息。⒊相對穩(wěn)定操作型數(shù)據(jù)庫中的數(shù)據(jù)通常實時更新，數(shù)據(jù)根據(jù)需要及時發(fā)生變化。數(shù)據(jù)倉庫的數(shù)據(jù)主要供企業(yè)決策分析之用，所涉及的數(shù)據(jù)操作主要是數(shù)據(jù)查詢，一旦某個數(shù)據(jù)進入數(shù)據(jù)倉庫以后，一般情況下將被長期保留，也就是數(shù)據(jù)倉庫中一般有大量的查詢操作，但修改和刪除操作很少，通常只需要定期的加載、刷新。⒋反映歷史變化操作型數(shù)據(jù)庫主要關(guān)心當(dāng)前某一個時間段內(nèi)的數(shù)據(jù)，而數(shù)據(jù)倉庫中的數(shù)據(jù)通常包含歷史信息，系統(tǒng)記錄了企業(yè)從過去某一時間（如數(shù)據(jù)倉庫開始應(yīng)用時）到目前的各個階段的信息，通過這些信息，可以對企業(yè)的發(fā)展歷程和未來趨勢做出定量分析和預(yù)測。數(shù)據(jù)倉庫的數(shù)據(jù)并不是最新的、專有的，而是來源于其它數(shù)據(jù)庫的。數(shù)據(jù)倉庫的建立并不是要取代數(shù)據(jù)庫，它要建立在一個較全面和完善的信息應(yīng)用的基礎(chǔ)上，用于支持高層決策分析，而事務(wù)處理數(shù)據(jù)庫在企業(yè)的信息環(huán)境中承擔(dān)的是日常操作性的任務(wù)。㈢數(shù)據(jù)倉庫系統(tǒng)整個數(shù)據(jù)倉庫系統(tǒng)是一個包含四個層次的體系結(jié)構(gòu)，如圖3-12所示。圖3-12數(shù)據(jù)倉庫系統(tǒng)體系結(jié)構(gòu)⒈數(shù)據(jù)源數(shù)據(jù)源是數(shù)據(jù)倉庫系統(tǒng)的基礎(chǔ)，通常包括內(nèi)部信息和外部信息。內(nèi)部信息包括存放于關(guān)系型DBMS中的各種業(yè)務(wù)處理數(shù)據(jù)和各類文檔數(shù)據(jù)。外部信息包括各類法律法規(guī)、市場信息和競爭對手的信息等。⒉數(shù)據(jù)存儲與管理數(shù)據(jù)倉庫的核心是數(shù)據(jù)的存儲和管理。數(shù)據(jù)倉庫的組織管理方式?jīng)Q定了它有別于傳統(tǒng)數(shù)據(jù)庫，同時也決定了其對外部數(shù)據(jù)的表現(xiàn)形式。要決定采用什么產(chǎn)品和技術(shù)來建立數(shù)據(jù)倉庫，則需要從數(shù)據(jù)倉庫的技術(shù)特點著手分析。針對現(xiàn)有各業(yè)務(wù)系統(tǒng)的數(shù)據(jù)，進行抽取、清理、并有效集成，按照主題進行組織。⒊OLAP服務(wù)器對分析需要的數(shù)據(jù)進行有效集成，按多維模型予以組織，以便進行多角度、多層次的分析，并發(fā)現(xiàn)趨勢。數(shù)據(jù)挖掘應(yīng)建立在聯(lián)機分析處理OLAP的數(shù)據(jù)環(huán)境基礎(chǔ)之上。⒋前端工具主要包括各種報表工具、查詢工具、數(shù)據(jù)分析工具、數(shù)據(jù)挖掘工具以及各種基于數(shù)據(jù)倉庫的應(yīng)用開發(fā)工具。其中數(shù)據(jù)分析工具主要針對OLAP服務(wù)器，報表工具、數(shù)據(jù)挖掘工具主要針對數(shù)據(jù)倉庫。從工程的角度來看，數(shù)據(jù)倉庫是一個集成的解決方案，由多種產(chǎn)品和專業(yè)技術(shù)服務(wù)組成，提供了一種對數(shù)據(jù)進行存儲與分析的技術(shù)手段。(楊倩)本章知識點：計算機系統(tǒng)、通信、網(wǎng)絡(luò)、TCP/IP、數(shù)據(jù)庫、關(guān)系模型、數(shù)據(jù)倉庫思考題=1\*GB1⒈目前最新微機硬件配置如何？常用網(wǎng)絡(luò)操作系統(tǒng)各有何特點？=2\*GB1⒉計算機網(wǎng)絡(luò)數(shù)據(jù)通信有那些方式？數(shù)據(jù)交換技術(shù)又有那些？=3\*GB1⒊TCP/IP分層體系機構(gòu)和TCP/IP協(xié)議如何？=4\*GB1⒋什么是數(shù)據(jù)庫三級模式機構(gòu)？關(guān)系具有那些性質(zhì)和操作？描述關(guān)系模型常用那些術(shù)語？=5\*GB1⒌數(shù)據(jù)倉庫具有那些特點？數(shù)據(jù)倉庫系統(tǒng)有幾部分？附錄資料：不需要的可以自行刪除電腦故障檢測及維修方法軟件調(diào)試的方法和建議1、操作系統(tǒng)方面。主要的調(diào)整內(nèi)容是操作系統(tǒng)的啟動文件、系統(tǒng)配置參數(shù)、組件文件、病毒等。修復(fù)操作系統(tǒng)啟動文件。1)對于Windows9x系統(tǒng)，可用SYS命令來修復(fù)（要保證MSDOS.SYS的大小在1KB以上），但要求，在修復(fù)之前應(yīng)保證分區(qū)參數(shù)是正確的。這可使用諸如DiskMap之類的軟件實現(xiàn)；2)對于Windows2000/XP系統(tǒng)，有兩種方法――修復(fù)啟動文件，使用fixboot命令；修復(fù)主引導(dǎo)記錄，使用fixmbr命令。調(diào)整操作系統(tǒng)配置文件。A.對于Windows9x系統(tǒng)，可用的工具很多，如：Msconfig命令、系統(tǒng)文件檢查器、注冊表備份和恢復(fù)命令（scanreg.exe，它要求在DOS環(huán)境下運行。另外如果要用scanreg.exe恢復(fù)注冊表，最好使用所列出的恢復(fù)菜單中的第二個備份文件）等；B.對于Windows2000系統(tǒng)，可用的工具與Windows9x相比比較少，但某些調(diào)試命令可用Win98中的一些命令（如win98下的Msconfig命令，就可用在windows2000下）；C.對于WindowsXP系統(tǒng)，可用的工具主要是Msconfig命令；D.調(diào)整電源管理和有關(guān)的服務(wù)，可以使用的命令是，在“運行”文本框中輸入gpedit.msc來進行；E.所有操作系統(tǒng)的調(diào)試，都可通過控制面板、設(shè)備管理器、計算機管理器（Windows9x系統(tǒng)無）來進行系統(tǒng)的調(diào)試。軟件調(diào)試的方法和建議組件文件（包括.DLL、.VXD等）的修復(fù)A.通過添加刪除程序來重新安裝；B.通過從.CAB文件中提取安裝；C.可用系統(tǒng)文件檢查器（sfc.exe命令）來修復(fù)有錯誤的文件；D.從好的機器上拷貝覆蓋。檢查系統(tǒng)中的病毒。建議使用命令行方式下的病毒查殺軟件，并能直接訪問諸如NTFS分區(qū)軟件調(diào)試的方法和建議2、設(shè)備驅(qū)動安裝與配置方面。主要調(diào)整設(shè)備驅(qū)動程序是否與設(shè)備匹配、版本是否合適、相應(yīng)的設(shè)備在驅(qū)動程序的作用下能否正常響應(yīng)。A.最好先由操作系統(tǒng)自動識別（特別要求的除外，如一些有特別要求的顯示卡驅(qū)動、聲卡驅(qū)動、非即插即用設(shè)備的驅(qū)動等），而后考慮強行安裝。這樣有利于判斷設(shè)備的好壞；B.如果有操作系統(tǒng)自帶的驅(qū)動，則先使用，仍不能正?；虿荒軡M足應(yīng)用需要，則使用設(shè)備自帶的驅(qū)動；C.更換設(shè)備，應(yīng)先卸載驅(qū)動再更換。卸載驅(qū)動，可從設(shè)備管理器中卸載；再從安全模式下卸載；進而在INF目錄中刪除；最后通過注冊表卸載；D.更新驅(qū)動時，如直接升級有問題，須先卸載再更新。軟件調(diào)試的方法和建議3、磁盤狀況方面。檢查磁盤上的分區(qū)是否能訪問、介質(zhì)是否有損壞、保存在其上的文件是否完整等?？捎玫恼{(diào)整工具：A.DiskMap，方便地找回正確的分區(qū)；B.Fdisk及Fdisk/MDR，檢查分區(qū)是否正確及使主引導(dǎo)記錄恢復(fù)到原始狀態(tài)；C.當(dāng)硬盤容量大于64GB時，如果要重新分區(qū)或查看分區(qū)，要求使用隨機附帶的磁盤分區(qū)軟盤中的Fdisk命令。這個命令可用windowsMe下的Fdisk命令來代替；D.Format、Scandisk、廠商提供的磁盤檢測程序，檢查磁盤介質(zhì)是否有壞道；E.文件不完整時，要求對不完整的文件先進行改名，再用在“操作系統(tǒng)方面”中所述的方法重建。軟件調(diào)試的方法和建議4、應(yīng)用軟件方面。如應(yīng)用軟件是否與操作系統(tǒng)或其它應(yīng)用有兼容性的問題、使用與配置是否與說明手冊中所述的相符、應(yīng)用軟件的相關(guān)程序、數(shù)據(jù)等是否完整等；5、BIOS設(shè)置方面。1)在必要時應(yīng)先恢復(fù)到最優(yōu)狀態(tài)。建議：在維修時先把BIOS恢復(fù)到最優(yōu)狀態(tài)（一般是出廠時的狀態(tài)），然后根據(jù)應(yīng)用的需要，逐步設(shè)置到合適值。2)BIOS刷新不一定要刷新到最新版，有時應(yīng)考慮降低版本。軟件調(diào)試的方法和建議6、重建系統(tǒng)。在硬件配置正確，并得到用戶許可時，可通過重建系統(tǒng)的方法來判斷操作系統(tǒng)之類軟件故障，在用戶不同意的情況下，建議使用自帶的硬盤，來進行重建系統(tǒng)的操作。在這種情況下，最好重建系統(tǒng)后，逐步復(fù)原到用戶原硬盤的狀態(tài)，以便判斷故障點。1)重建系統(tǒng)，須以一鍵恢復(fù)為主，其次是恢復(fù)安裝，最后是完全重新安裝?；謴?fù)安裝的方法：對于Windows9x系統(tǒng)，直接從光盤安裝，或執(zhí)行tools\sysrec\pcrestor.bat，即可實現(xiàn)恢復(fù)安裝。在進行恢復(fù)安裝時，可能由于的存在而影響安裝過程的正常進行，這時，可在Windows目錄下，刪除后，再重新安裝。另一種恢復(fù)安裝，是將根目錄下的System.1st改名為System.dat后覆蓋掉Windows目錄下的同名文件，之后重啟即可。但這種方法，不是真正意義上的重新安裝，而類似于完全重新安裝。對于WindowsXP或Windows2000系統(tǒng)，直接使用其安裝光盤啟動，在安裝界面中選擇修復(fù)安裝，選擇R時會出現(xiàn)兩個選項：一是快速修復(fù)，對于簡單問題用此選擇；另一是故障修復(fù)臺，只要選擇正確的安裝目錄就可啟用故障修復(fù)臺。故障修復(fù)臺界面類似于DOS界面。2)為保證系統(tǒng)干凈，在安裝前，執(zhí)行Fdisk/MBR命令（也可用C）。必要時，在此之后執(zhí)行Format<驅(qū)動器盤符>/u[/s]命令。3)一定要使用隨機版的或正版的操作系統(tǒng)安裝介質(zhì)進行安裝。引發(fā)硬件故障的原因1．硬件本身質(zhì)量不佳。粗糙的生產(chǎn)工藝、劣質(zhì)的制作材料、非標(biāo)準(zhǔn)的規(guī)格尺寸等都是引發(fā)故障的隱藏因素。由此常常引發(fā)板卡上元件焊點的虛焊脫焊、插接件之間接觸不良、連接導(dǎo)線短路斷路等故障。2．人為因素影響。操作人員的使用習(xí)慣和應(yīng)用水平也不容小覷，例如帶電插拔設(shè)備、設(shè)備之間錯誤的插接方式、不正確的BIOS參數(shù)設(shè)置等均可導(dǎo)致硬件故障。3．使用環(huán)境影響。這里的環(huán)境可以包括溫度、濕度、灰塵、電磁干擾、供電質(zhì)量等方面。每一方面的影響都是嚴(yán)重的，例如過高的環(huán)境溫度無疑會嚴(yán)重影響設(shè)備的性能等等。4．其他影響。由于設(shè)備的正常磨損和硬件老化也常常引發(fā)硬件故障。檢修硬件故障的原則1．先軟件后硬件電腦發(fā)生故障后，一定要在排除軟件方面的原因（例如系統(tǒng)注冊表損壞、BIOS參數(shù)設(shè)置不當(dāng)、硬盤主引導(dǎo)扇區(qū)損壞等）后再考慮硬件原因，否則很容易走彎路。2．先外設(shè)后主機由于外設(shè)原因引發(fā)的故障往往比較容易發(fā)現(xiàn)和排除，可以先根據(jù)系統(tǒng)報錯信息檢查鍵盤、鼠標(biāo)、顯示器、打印機等外部設(shè)備的各種連線和本身工作狀況。在排除外設(shè)方面的原因后，再來考慮主機。3．先電源后部件作為電腦主機的動力源泉，電源的作用很關(guān)鍵。電源功率不足、輸出電壓電流不正常等都會導(dǎo)致各種故障的發(fā)生。因此，應(yīng)該在首先排除電源的問題后再考慮其他部件。4．先簡單后復(fù)雜目前的電腦硬件產(chǎn)品并不像我們想象的那么脆弱、那么容易損壞。因此在遇到硬件故障時，應(yīng)該從最簡單的原因開始檢查。如各種線纜的連接情況是否正常、各種插卡是否存在接觸不良的情況等。在進行檢修硬件故障的步驟1．軟件排障還原BIOS參數(shù)至缺省設(shè)置（開機后按[Del]鍵進入BIOS設(shè)置窗口→選中“LoadOptimizedDefaults”項→回車后按[Y]鍵確認→保存設(shè)置退出）；恢復(fù)注冊表（開機后按[F8]鍵→在啟動菜單中選擇“Commandpromptonly”方式啟動至純DOS模式下→鍵入“scanreg/restore”命令→選擇一個機器正常使用時的注冊表備份文件進行恢復(fù)）；排除硬件資源沖突（右擊[我的電腦]→[屬性]→在[設(shè)備管理器]標(biāo)簽下找到并雙擊標(biāo)有黃色感嘆號的設(shè)備名稱→在[資源]標(biāo)簽下取消“使用自動的設(shè)置”選項并單擊[更改設(shè)置]按鈕→找到并分配一段不存在沖突的資源）。檢修硬件故障的步驟2．用診斷軟件測試使用專門檢查、診斷硬件故障的工具軟件來幫助查找故障的原因，如NortonTools（諾頓工具箱）等。診斷軟件不但能夠檢查整機系統(tǒng)內(nèi)部各個部件（如CPU、內(nèi)存、主板,硬盤等）的運行狀況，還能檢查整個系統(tǒng)的穩(wěn)定性和系統(tǒng)工作能力。如果發(fā)現(xiàn)問題會給出詳盡的報告信息，便于我們尋找故障原因和排除故障。3．直接觀察即通過看、聽、摸、嗅等方式檢查比較明顯的故障。例如根據(jù)BIOS報警聲或Debug卡判斷故障發(fā)生的部位；觀察電源內(nèi)是否有火花、異常聲音；檢查各種插頭是否松動、線纜是否破損、斷線或碰線；電路板上的元件是否發(fā)燙、燒焦、斷裂、脫焊虛焊；各種風(fēng)扇是否運轉(zhuǎn)正常等。有的故障現(xiàn)象時隱時現(xiàn)，可用橡皮榔頭輕敲有關(guān)元件，觀察故障現(xiàn)象的變化情況，以確定故障位置。檢修硬件故障的步驟4．插拔替換初步確定發(fā)生故障的位置后，可將被懷疑的部件或線纜重新插拔，以排除松動或接觸不良的原因。例如將板卡拆下后用橡皮擦擦拭金手指，然后重新插好；將各種線纜重新插拔等。如果經(jīng)過插拔后不能排除故障，可使用相同功能型號的板卡替換有故障的板卡，以確定板卡本身已經(jīng)損壞或是主板的插槽存在問題。然后根據(jù)情況更換板卡。5．系統(tǒng)最小化最嚴(yán)重的故障是機器開機后無任何顯示和報警信息，應(yīng)用上述方法已無法判斷故障產(chǎn)生的原因。這時我們可以采取最小系統(tǒng)法進行診斷，即只安裝CPU、內(nèi)存、顯卡、主板。如果不能正常工作，則在這四個關(guān)鍵部件中采用替換法查找存在故障的部件。如果能正常工作，再接硬盤……以此類推，直到找出引發(fā)故障的罪魁禍?zhǔn)住Ｓ布z修方法1、觀察法觀察，是維修判斷過程中第一要法，它貫穿于整個維修過程中。觀察不僅要認真，而且要全面。要觀察的內(nèi)容包括：a、周圍的環(huán)境；b、硬件環(huán)境。包括接插頭、座和槽等；c、軟件環(huán)境；d、用戶操作的習(xí)慣、過程硬件檢修方法2、最小系統(tǒng)法最小系統(tǒng)是指，從維修判斷的角度能使電腦開機或運行的最基本的硬件和軟件環(huán)境。最小系統(tǒng)有兩種形式：硬件最小系統(tǒng)：由電源、主板和CPU組成。在這個系統(tǒng)中，沒有任何信號線的連接，只有電源到主板的電源連接。在判斷過程中是通過聲音來判斷這一核心組成部分是否可正常工作；軟件最小系統(tǒng)：由電源、主板、CPU、內(nèi)存、顯示卡/顯示器、鍵盤和硬盤組成。這個最小系統(tǒng)主要用來判斷系統(tǒng)是否可完成正常的啟動與運行。硬件檢修方法對于軟件最小環(huán)境，就“軟件”有以下幾點要說明：a、硬盤中的軟件環(huán)境，保留著原先的軟件環(huán)境，只是在分析判斷時，根據(jù)需要進行隔離如卸載、屏蔽等）。保留原有的軟件環(huán)境，主要是用來分析判斷應(yīng)用軟件方面的問題b、硬盤中的軟件環(huán)境，只有一個基本的操作系統(tǒng)環(huán)境（可能是卸載掉所有應(yīng)用，或是重新安裝一個干凈的操作系統(tǒng)），然后根據(jù)分析判斷的需要，加載需要的應(yīng)用。需要使用一個干凈的操作系統(tǒng)環(huán)境，是要判斷系統(tǒng)問題、軟件沖突或軟、硬件間的沖突問題。c、在軟件最小系統(tǒng)下，可根據(jù)需要添加或更改適當(dāng)?shù)挠布?。如：在判斷啟動故障時，由于硬盤不能啟動，想檢查一下能否從其它驅(qū)動器啟動。這時，可在軟件最小系統(tǒng)下加入一個軟驅(qū)或干脆用軟驅(qū)替換硬盤來檢查。又如：在判斷音視頻方面的故障時，應(yīng)需要在軟件最小系統(tǒng)中加入聲卡；在判斷網(wǎng)絡(luò)問題時，就應(yīng)在軟件最小系統(tǒng)中加入網(wǎng)卡等。最小系統(tǒng)法，主要是要先判斷在最基本的軟、