第3章 管理信息系统的技术基础.ppt

1、第三章 管理信息系统的技术基础,本章教学目的 3.1 数据处理 3.2 数据组织 3.3 数据库技术 3.4 计算机网络,本章教学目的,了解MIS的信息技术基础 掌握数据组织（数据结构、数据文件） 掌握数据库的设计及E-R模型、数据库操作 数据处理 数据库技术（基本概念、数据库设计的主要内容、实体联系模型（E-R模型）、数据库操作） 计算机网络（局域网技术、网际互联Internet技术） B/S与C/S模式的主要区别与应用,引 言,数据库显示世界漂浮在失窃的核原料中2001年9月11日,恐怖份子攻击了纽约与华盛顿特区，使人们更加忧虑可用作武器的核原子料也许落入了歹徒手中。在2002年3月,斯坦

2、福大学国际研究所的参访学者Lyudmila Zaitseva评论说:”我们只能猜测这些遗失核原料的去向,而且不能确定是在伊拉克、伊朗、朝鲜、基地组织或是真主党手中”。此问题开始于10年前的苏联崩解，从那时起，有识之士就表达了对于这些没有妥善保护与管理的核原料的担忧，没有人知道哪些原料遗失了，也不知道这些原料在哪里。在近几个月的斯坦福大学战略安全计划开始收集哪些核原料失踪与发生了什么事。“缺乏信息令人无所适从”，一名资深的武器控制谈判员表示，“我们尝试要问的是：事实是什么？”,关于被窃辐射源数据来自两个现存的非机密数据库，其他数据来自于政府与地区媒体报道，战略安全计划评估了每种来源的正确度与可能

3、性。这些数据储存在数据库中，DBMS的安全性可以用来限制只有核准的研究员可以使用。数据库含有违法获得武器级核原料与医疗材料的数据，他们可能已经遗失、误失甚至遭丢弃，因而可能引起健康和安全威胁。通过把关于遗失、误置与遭窃核原料的数据整合成一个数据库，分析人员可以更广泛与精准地了解这些捉摸不定的核原料所引起问题的严重性。Zaitseva指出，至少有88磅（40公斤）的可用于制作武器的铀与钸被从前苏联缺乏保护的核设施中盗出，其中大多数已陆续被找回，但仍有从反应炉中偷走的4.4磅高浓度铀失踪。有一些从刚果研究反应炉中消失的燃料棒，之后又出现在意大利，据称落于黑手党手中，但其他的仍无法追踪。,战略安全计

4、划主任解释说：“知道位于何处是取回的第一步。” 关于这一点的研究已经发现了某些重要的原料是从哪里运走的，但还不知道运往何处。研究仍在继续，而信息被严密地保护于重重防护的数据库中。思考：使用数据库追踪遭窃或遗失的核原料有什么优点？从本案例中我们体会到了什么？,案例啤酒&尿布,现象：几年前，美国东海岸一家零售商店的经理收到一些有趣的信息：周五晚上尿布销量在一周尿布销售总量中占很大比例。,案例啤酒&尿布,为了能够准确了解顾客在其门店的购买习惯，对其顾客的购物行为进行购物篮分析，这家零售商店建立了一个大型的数据仓库，想知道顾客经常一起购买的商品有哪些。这个数据仓库里集中了其各门店的详细原始交易数据。通

5、过集中商店一年多的详细原始交易数据，利用自动数据挖掘工具对这些数据进行分析，得到了一个意外的发现。,案例啤酒&尿布,跟尿布一起购买最多的商品竟是啤酒！ 原来美国的太太们常叮嘱她们的丈夫下班后为小孩买尿布，而丈夫们在买尿布后又随手带回了两瓶啤酒。,案例啤酒&尿布,既然尿布与啤酒一起购买的机会最多，商场就在它的一个个商店里将它们并排摆放在一起，结果是尿布与啤酒的销售量双双增长。,案例啤酒&尿布,周五晚上尿布销量在一周尿布销售总量中占很大比例,数据分析处理,DATA,INFORMATION,案例：日本三菱重工 VS 大庆油田,60年代，日本出于战略上的需要，非常重视中国石油的发展，于是把摸大庆油田的

6、情况，作为情报工作的主攻方向。 当时，由于各种原因，大庆油田的具体情况是保密的。日本人对大庆油田早有所闻，但始终得不到准确的情报。 直到有一天,案例：日本三菱重工 VS 大庆油田,1964年，中国画报的封面刊出这样一张照片：大庆油田的“铁人”王进喜头戴大狗皮帽，身穿厚棉袄，顶着鹅毛大雪，手握钻机刹把，眺望远方，在他背景远处错落地矗立着星星点点的高大井架。 几乎同时，人民中国杂志撰闻报道说，以王进喜为代表的中国工人阶级，在极端困难的条件下，发扬“一不怕苦，二不怕死”的精神，抢时间，争速度，硬是用肩膀将几百吨采油设备扛到了工地。 不久，人民日报报道了第三届全国人大开幕的消息，其中提到，王进喜光荣地

7、出席了大会。,案例：日本三菱重工 VS 大庆油田,方位判断：大庆油田在什么地方？ 根据这张照片上人的服装衣着判定：“大庆油田是在冬季为零下30度的北满，大致在哈尔滨与齐齐哈尔之间。” 其依据是：唯有中国东北的北部寒冷地区，采油工人才必须戴大狗皮帽和穿厚棉被。后来，到中国来的日本人坐火车时发现，从东北来往的油罐车上有很厚的一层土，从土的颜色和厚度，证实了“大庆油田在北满”的论断是对的，但大庆油田的具体地点还是不清楚。 根据有关“铁人”的事迹介绍，王进喜和工人们用肩膀将百吨设备运到油田，表明油田离铁路线不远。 据1966-10人民中国王进喜事迹报道，“最早钻井地点是在北安东北部的马家窑”，并从伪满

8、州地图上查到“马家窑是黑龙江省海伦县东面的一个小村”，从而发现大庆油田的准确地理位置。,案例：日本三菱重工 VS 大庆油田,规模判断：大庆油田有多大规模？ 马家窑是大庆油田的北端，即北起海伦的庆安，西南穿过哈尔滨市与齐齐哈尔市铁路的安达附近，包括公主峰西面的大赍，南北四百公里的范围。估计从北满到松辽油田统称为大庆。,案例：日本三菱重工 VS 大庆油田,产能判断：大庆到底能产多少石油？ 首先找到反应塔上的扶手栏杆，扶手栏杆一般是1米多点，以扶手栏杆和反应塔的直径相比，得知反应塔内径是5米。 因此日本人推断，估计大庆油田年产量为100万吨，1966年大庆已有820口出油井，年产360万吨，估计到1

9、971年大庆年产量可增至1200万吨。,案例：日本三菱重工 VS 大庆油田,信息推断机会 根据大庆油田出油能力与炼油厂有限的炼油能力，考虑中国当时的技术水准和能力及中国对石油的需求，日本人推论：中国将在最近几年必然因为炼油设备不足，必定会考虑要大量引进采油设备。中国要买的设备规模和数量多大？根据情报分析，要满足日炼油1万千升的需要。 三菱重工按照这样的推论，迅速做好夺标准备。,案例：日本三菱重工 VS 大庆油田,中标受益 当中国政府不久向世界市场寻求石油开采设备，三菱重工财团以最快的速度和最符合中国所要求的设备获得了中国巨额订货，赚了一笔巨额利润。 此时，西方石油工业大国都目瞪口呆，还未回过味

10、来呢。,案例：日本三菱重工 VS 大庆油田,原始数据 照片,收集、转换、运算、存储、检索等,数据：方位、规模、产能、炼油能力等信息,第一节 数据处理,信息技术是管理信息系统的基础，它是计算机硬件技术、软件技术及通信技术的总称。 一、数据处理的概念数据处理：指把来自科学研究、生产实践和社会经济活动等领域中的原始数据，用一定的设备和手段，按一定的使用要求，加工成另一种行式的数据的过程。,（一）数据处理的主要目的：1.把数据转换成便于观察分析、传递或进一步处理的形式；（如将数字信息转换为更直观的图形信息，图象的三维重建等）2.从大量的原始数据中抽取、推导出对人们有价值的信息以作行动和决策的依据；（如

11、战争中的情报分析）3.科学地保存和管理已经过处理的大量数据，以便人们能方便而充分地利用这些宝贵的信息资源。（数据的合理分类与存储，方便信息的查询）,（二）数据处理的基本内容：（以新产品开发市场信息为例）1.数据收集：根据系统本身的需求和用户的需要收集相关的数据；（市场信息）2.数据转换：为了使收集的信息适用于计算机处理，要设计各种代码来描述自然界中的各种实际数据；（数据的录入）3.数据的筛选、分组和排序，目的是保存和使用有用的信息；（使用正确的信息） 4.数据的组织：将具有某种逻辑关系的一批数据组织起来，按一定的存储表示方式配置在计算机的存储器中，既数据的存储结构；（如共享数据库）,5.数据的

12、运算：包括算术运算和逻辑运算；（数据处理产品价格的确定） 6.数据存储：（数据的长期使用）7.数据检索：8.数据输出。（辅助管理与决策）数据处理是管理活动的最基本内容，也是管理信息系统的基本功能。,在管理信息系统中，大量数据以一定的行式存放在各种存储介质中，数据的组织方式及内在联系的表示方式决定着数据处理的效率，因而设计数据结构是数据处理工作的主要内容之一。一、数据结构数据结构：是指数据的存储结构及在此结构上的运算或操作。数据结构严格的又分为数据的逻辑结构和物理结构。数据的逻辑结构：是指数据间的逻辑关系，它包括两大类： 线性结构：如线性表、栈、队列及串等； 非线性结构：如树和图等。,第二节 数

13、据组织,数据的物理结构：又称存储结构，是指数据元素在计算机存储器中的存储方式，它分为以下四种：（举例说明学生记录在磁盘上的存储安排） 顺序存储 链接存储 索引存储 散列存储,同一逻辑结构采用不同存储方式（物理存储结构）可以得到不同的数据结构，对于给定的逻辑结构，需要寻找一种恰当的与其对应的存储结构，以便在计算机中存储，通常把这种对应关系称为映象。,1. 指针与链在数据结构中，表征某一数据特点及其连接方式的基本单位称为结构的结点（node），它可以是一个字符、一个数字，也可以是一个记录、一个集合。（如一个学生记录）域 ：一个结点有几个域，用来存放与结点有关的信息；数 据 域：存放结点本身信息的域

14、（存放学号，姓名等信息）指 针 域：存放与其他结点关系信息的域，也叫链域；（存放下一个记录的地址）指 针：存放与本结点有关的结点的地址；链 ：若干个带指针的结点的集合；后继结点：是指针指向的下一个结点；前趋结点：是与本结点邻接的前一结点称为。,图3.1是一个典型的结点结构。一个结点可以有多个信息域和多个指针域，以满足不同的数据应用需要。（如学生）（注意：指针域与指针是两个不同的概念）,在表3.1所示的职工登记表中，每个职工的登记项有三项：工作证号（No）、姓名(Name)和年龄(Age)。如果采用链接存储方式，则每个结点有标志职工基本情况的No、Name、Age三个数据域及指向下一个职工记录的

15、指针域Next，如图3.2。,利用指针可以把数据的逻辑结构与物理结构分离开,数据的物理存储位置可以任意安排,而在逻辑上通过指针把它们联系起来。（如学生的学号与宿舍号）,通常把本结点的指针指向下一个结点叫做本结点的直接后继,反之,与本结点领接的前一结点称为本结点的直接前趋。这样，上述职工登记表的链表结构如图3.3。,2. 线性表：（逻辑结构）线性表的定义：线性表是指数据的结构形式本质上是一维的线性关系，其中的每个结点都是同一类型的数据结构。如上例中的职工登记表等。线性结构的特点是：在数据元素的非空有限集中： 存在唯一的一个被称做“第一个”的数据元素； 存在唯一的一个被称做“最后一个”的数据元素；

16、 除第一个，集合中的每个数据元素均只有一个前驱； 除最后一个，集合中每个数据元素均只有一个后继。,线性表的存储结构： （物理结构）1）顺序表存储结构：如果把线性表的结点按逻辑次序依次存放在一组连续的存储单元里，结点在计算机内的存放位置完全由结点在线性表中的顺序号决定,用这种方法存储的线性表称为顺序表。 对于顺序表,若开始结点的存放位置为LOC(k1),每个结点占用空间大小为L，则第i个结点Ki的存放起始位置可由下式直接计算机得到：LOC(ki)=LOC(k1)+L(i-1)顺序表的特点： 顺序表的检索方便 顺序表的插入和删除操作复杂。 适用于经常检索但数据不经常变动的情况。,在图3.4的线性表

17、中插入和删除23,由于插入和删除后的线性表仍要求有序,必须依次移动相关的单元。当线性表长度为n时,作一次插入或删除操作平均要移动n/2个单元。因此，线性表仅适用于经常进行检索、但数据不经常变动的情况（如插入到第一个，需移动N-1个单元；如插入到最后，则不需移动任何单元）,2）链表存储结构：为了克服顺序表存在的缺点,可以采用链接存储方式来存储线性表,通常我们将链接方式存储的线性表称为链表。链表的特点：（以排队牵手为例讲解） 链表的插入和删除操作简单、高效：链表结构在每个结点设有链指针,用来指示下一个结点的位置（物理储地址）,结点可以存放在一组连续的或分散的存储单元中。在插入和删除操作中,只需改变

18、前后结点的指针,而不需要进行大量的数据移动。如图3.5（以插入23为例）, 链表的检索效率很低：由于单链表结构在搜索时,只能沿一个方向进行,并且每搜索一个结点,都必须从头结点开始,搜索效率很低。（如同无线电定向比赛）为了改变这种情况,人们将单链结构的最后一个结点的指针指向头结点,形成循环链表；在每个结点中加上一个指向前趋结点的指针,则构成双向链表。,连接存储的特点： 链表结构在每个结点设有链指针，用来指示下一个结点的位置，结点本身则可以存放在任意一组存储单元中，这些存储单元是可以连续的，也可是分散的。 优点： 结点之间的逻辑关系由指针表示 在插入和删除时，只需改变前后结点的指针，而不需大量的数

19、据移动。 缺点： 每个表元增加了一个后继指针成分，要花费更多的存储空间。 不便随机的直接访问线性表的任一结点。,3. 树:树的定义：树是结点之间有分支的、层次关系的结构，类似于自然界中的树，它属于一类非线性结构。树(tree)是n(n0)个结点的有限集，在一棵非空树中：(1)有且仅有一个特定的称为根(root)的结点；(2)当n1时，其余结点可分为m(m0)个互不相交的有限集 Tl，T2，Tm，其中每一个集合本身又是一棵树，并且称为根的子树(subtree)。,二、数据文件,1数据文件的概念:在信息系统中,数据组织一般采用文件组织和数据库组织。 文件组织：是一种按某种数据结构把数据记录存放在外

20、存设备上的方式，一般适用于数据记录存储的比较简单的场合。（以学生文件为例讲解相关概念）, 数据文件：为了某一特定目的而形成的同类记录的集合； 记录：文件中可存取的最小单位,它由若干数据项构成； 数据项：是文件中可使用的最小单位；(以上三个概念反映了数据组织的层次) 主键：记录中能唯一地标识该记录的数据项（如学号） 副键：记录中不是主键的数据项（如年龄、所在系等） 鉴别键：主键和副键统称为鉴别键。,数据库组织,文件组织,数据结构组织, 文件系统：是负责存取和管理文件的软件，它利用磁盘、磁带等大容量的外存设备作为存放文件的存储器，用户可以把一批数据定义成一个文件，通过文件系统命名，实现对文件的按名

21、存取。文件系统是数据处理的主要方式，是现代数据库系统的基础。,文件系统存在问题数据冗余与数据不一致性数据结构的不一致，数据联系弱缺少数据字典，缺少灵活性,三、数据库在文件系统中，文件由记录构成，数据的存取以记录为单位。文件系统的结构仅限于记录内部，因而只能适用于单项应用的场合。（如文件系统中无法反映学生表和课程表之间的选课关系）对于一个组织的管理信息系统而言，不仅要考虑某个应用的数据结构，而且要考虑全局的数据结构。为了实现整个组织数据的结构化，就要求在数据组织结构中不仅能够描述数据本身，而且要能描述数据之间的关系。因而在复杂的应用中，应采用数据库组织数据。,数据库是比文件系统更高级的一种数据组

22、织方式。 数据库组织与文件组织的比较： 在文件系统中，数据的存取以记录为单位；在数据库中，数据的存取以文件为单位。 文件系统仅能适用于单项应用的场合，而数据库考虑全局数据结构。 为了实现整个组织数据的结构化，就要求在数据组织结构中不仅能够描述数据本身，而且要能描述数据之间的关系。因而在复杂的应用中，应采用数据库组织数据。,第三节 数据库技术,一、数据库系统的构成1.数据库的定义：数据库是以一定的组织方式存储在一起的相关数据的集合，它能以最佳的方式，最少的数据冗余为多种应用服务，程序和数据具有较高的独立性。,Database,2.数据库系统的构成数据库系统：是由计算机系统、数据库、数据库管理系统

23、和有关人员组成的具有高度组织的总体。它的主要组成部分有：1计算机系统：指用于数据库管理的计算机硬软件系统；（是DB的运行基础）2数据库：既有存放实际数据的物理数据库，也有存放数据逻辑结构的描述数据库；3数据库管理系统（DBMS）：是一组对数据库进行管理的软件，通常包括： 数据定义功能（如CREATE TABLE）； 数据操纵功能（如数据查询SELECT等） 数据库的运行管理（如数据库的并行控制等） 数据库的建立和维护功能（如数据库的恢复和初 始数据的录入等）,4人员：1）数据库管理员(DBA)：负责建立和维护模式，提供数据的保护措施和编写数据库文件（关心数据库的逻辑结构）2）系统程序员：是设计

24、数据库管理系统的人员（关心数据库的物理实现）3）用户： 应用程序员：负责编制和维护应用程序 专门用户：指进行信息检索和补充信息的用户 参数用户：指那些与数据库的交互作用是固定的、有规则的人。如订票员等（只能查询不能修改数据库）,汽车模型 地图 沙盘 汽车调度模型 。,什么是模型?,模型的概念：对现实世界事物特征的模拟和抽象就是这个事物的模型。,二、数据模型,计算机不能直接处理现实世界中的具体事物，所以必须先把具体事物转换为抽象的模型，然后再将其转换为计算机可以处理的数据，从而以模拟的方式实现对现实世界事物的处理。 数据模型反映信息及信息间的联系,为什么要建立数据模型?,真实地反映现实世界； 易

25、被人理解； 便于在计算机上实现；,1数据模型概念：数据库系统设计中用于提供信息表示和操作手段的形式构架，是数据库系统实现的基础。2数据模型的分类 层次模型 网状模型 关系模型 其中关系模型是最重要的数据模型，现今推出的数据库管理系统几乎全部支持关系模型。,1层次模型在数据库中定义满足下面两个条件的基本层次联系的集合为层次模型：(1)有且只有一个结点没有双亲结点，这个结点称为根结点；(2)根以外的其他结点有且只有一个双亲结点。,工厂,车间/科室,职工,设备,2网状模型在数据库中，把满足以下两个条件的基本层次联系集合称为网状模型：(1)允许一个以上的结点无双亲；（没有层次模型中的根结点）(2)一个

26、结点可以有多于一个的双亲。,3关系模型1970年，IBM公司San Jose研究实验室研究员E.F.Codd发表了题为“大型共享数据库数据的关系模型”论文，提出了数据库的关系模型，开创了关系方法和关系数据研究，为关系数据库的发展奠定了理论基础。20世纪80年代以来，几乎所有新开发的数据库系统都是关系型的。,关系模型：用表格结构表示实体和实体间联系的数据模型。,学生表,课程表,成绩表,学生实体,课程实体,学生和课程的关系,学生,课程,选修,学号,姓名,性别,课程号,课程名,学时数,成绩,m,n,助学金,三、数据库操作,数据库操作主要有基本表的建立与删除、数据查询及更改等。使用关系数据库标准语音结

27、构化查询语音SQL(Structured Query Language)来完成对数据库的操作。(一)基本表的建立与删除1.建立：建立基本表的语句格式为:CREATE TABLE (列名1类型【,列名2类型】)；例：CREATE TABLE Student( SNO CHAR(5) NOT NULL，SNAME CHAR(8)， SDEPT CHAR(15)，SAGE INT )；其中CHAR(n)表示n个字符的字符串。,2.修改：修改基本表定义的语句格式为:（对表结构而非数据的修改）ALTER TABLE ADD 列名 类型；例 在学生基本表Student中增加一新列SEX如下：ALTER T

28、ABLE Student ADD SEX CHAR(2)；3.删除：删除基本表的语句为:DROP TABLE；例：DROP TABLE Student；(二) 数据查询SQL的核心语句是数据库查询语句,其一般格式为:SELECT 【,目标列2】FROM 【WHERE 】【GROUP BY 】【ORDER BY ASC/DESC 】；,语句含义：根据WHERE子句中的条件表达式,从指定表中找出满足条件的元组,按目标列选出元组分量形成结果表。ORDER子句确定结果表按指定的列名2按升序(ACS)或降序(DESC)排序。GROUP子句将结果按列名1分组,每个组(所有列名1值相同的为一组)产生结果表中

29、一个元组。例 查询计算机系学生的姓名和年龄，结果按性别分组，并按年龄的降序排列。SELECT SNAME，SAGEFROM StudentWHERE SDEPT=计算机GROUP BY SEXORDER BY SAGE DESC；,(三)数据更新SQL的数据更新语句包括数据修改、删除和插入三种操作.1数据修改(UPDATE)：UPDATE语句的一般格式为（指对表中数据的修改）UPDATE SET = 【, = 】【WHERE】功能:修改指定表中满足条件的元组,将指定的列名1的值用表达式1的值替换,将指定的列名2的值用表达式2的值替换例 把学号为S5的学生所在系改为“计算机”，年龄改为19岁。U

30、PDATE StudentSET SDEPT=计算机，SAGE=19WHERE SNO=S5；,2.数据删除(DELETE)：DELETE语句的一般格式为:DELETE FROM 【WHERE】功能：删除指定表中满足条件的元组.例 从SC中删去第一学期的选课记录。DELETE FROM SCWHERE T=1；3.数据插入(INSERT)：INSERT语句的一般格式为:INSERT INTO( 【,】)VALUES( 【,】)功能:向指定表中插入一个元组且使得列名1的值为常量1,列名2的值为常量2例 INSERT INTO C(CNO，CNAME，PC#)VALUES(C6，数据结构，C1)；

31、,四、数据库保护,为了保证数据的安全可靠和正确有效,DBMS必须提供统一的数据保护功能：数据的安全性：指保护数据库以防止不合法的使用所造成的数据泄露、更改和破坏（如登录密码、权限控制、数据加密等）数据的完整性：是指数据的正确性、有效性与相容性。关系模型的完整性有有以下三种形式：（以学生课程关系为例讲解） 实体完整性：指关系中主关键字属性不能取空值； 参照完整性：指具有一对多联系的两个表之间，子表中与主表的主关键字相关联的那个属性(外部码)的值要么为空,要么等于主表中主关键字的某个值（如选课关系SC中的“学号”和“课程号”） 用户自定义的完整性：它是针对某一具体数据库的约束条件,由应用环境确定。

32、（如性别只能是“男”或“女”）,并发控制：是指当多个用户同时存取、修改数据库时,可能会发生互相干扰而得到错误的结果并使数据库的完整性遭到破坏。（以银行贷款为例）数据库恢复：指当计算机软、硬件或网络通信线路发生故障而破坏了数据或对数据库的操作失败使数据出现错误或丢失时,系统应能进行应急处理,把数据库恢复到正常状态。（方法有数据库的备份转存、日志文件等）,第四节 计算机网络,计算机网络是管理信息系统运行的基础，也是管理信息系统的基本使能技术。一、计算机网络的概念与分类（一）计算机网络的概念计算机网络：是用通信介质把分布在不同地理位置的计算机和其他网络设备连接起来，实现信息互通和资源共享的系统。其重

33、要的概念有：网络介质：数据传输的物理通道，有同轴电缆、双绞线、光纤、微波、卫星信道等；协议：网络设备间进行通信的一组约定，如TCP/IP协议；节点：网络中某分支的端点或网络中若干条分支的公共交汇点； 链路：指两个相邻节点之间的通信线路。,（二）网络拓扑结构网络拓扑结构：指网络的链路和节点在地理上所形成的几何结构。计算机网络的拓扑结构是人们头脑中的逻辑性结构，它分为五种基本类型：总线型、星型、环型、树型和网状型，实际上的网络结构可能是它们中某几种的混合类型。(图中方框代表服务器，小圆代表客户机)（不同的网络托扑结构会有不同的安全性和可靠性）,图3.10显示了计算机网络的组成。由3.10可见，计算

34、机网络从功能上可分为两部分： 资源子网 通信子网,根据通信信道的类型，计算机网络具有以下几种结构：1点点信道网络：网络中每一条信道都连接到一对节点上，如果某两个节点之间没有直接通信的信道，则要经过其他节点用存储转发方式通信。2共享信道网络：所有节点共享一条通信信道，每个节点发送的信息可由所有节点检测，但只有目的地址指定的节点能够接收（如移动电话系统）,（三）计算机网络的分类根据网络的拓扑结构分类：星状网、树状网、总线网、环状网、网状网等 根据网络的使用范围分类：公用网（电信网、联通网）、专用网（校园网、图书馆） 根据数据的组织方式分类：分布式网络、集中式网络、分布集中式网络。,计算机网络根据网

35、络应用范围和应用方式不同，可分为以下几类：1.局域网(LAN)：局域网指点点之间传输距离在0.110km，传送速率在1Mb/s10 Mb/s的范围较小的一种网络；2.广域网(WAN)：广域网是局域网的扩展，广域网一般由相距较远的局域网经由公共电信网络互连而成，数据传输速率一般在1.2kbps1.554Mbps，传输距离可遍及全球；3.城域网（MAN）：分布范围为一个城市，其作用距离约为5 50km，传输速率一般在1Mbps以上。,二、计算机网络体系结构 （一）开放系统互联参考模型（OSI） 由于不同的局域网有不同的网络协议，不同的传输介质也各有其电气性能，为了使不同的网络能够互连，必须建立统一

36、的网络互连协议。为此，ISO（国际标准化组织）提出了网络互连协议的基本框架，成为开放系统互连（OSI）参考模型。,OSI模型把网络功能分为七个层次，各层次功能如下： （1）物理层。物理层是建立在通信介质的基础上实现系统和通信介质的物理接口。 （2）数据链路层。在物理层的基础上，用以建立相邻节点之间的数据链路，传送数据帧。 （3）网络层。控制通信子网的工作，解决路径选择、流控制问题以使不相邻节点之间的数据能够正确传送。 （4）传输层。提供两端点间可靠、透明的数据传输，管理多路复用。 （5）会话层。在两实体间建立通信伙伴关系，进行数据交换，完成一次对话连接。 （6）表示层。用以处理数据表示、进行转

37、换、消除网内各实体间的语义差异，执行通用数据交换的功能，提供标准应用接口、公共通信服务。 （7）应用层。负责应用管理、执行应用程序，为用户提供提供OSI环境的各种服务，管理和分配网络资源，建立应用程序包等。,OSI七层功能可以分为三组：1、2层解决网络信道问题；3、4层解决传输服务问题；5、6、7层处理对应用进程的访问。,传输控制层：解决网络通信问题,应用控制层：解决应用进程通信问题,传输与应用之间的接口,2.TCP/IP网络体系结构 TCP：传输控制协议 IP：网际协议 TCP/IP体系结构共有4个层次 网络接口层 网际层 运输层 应用层,三、典型的网络通信技术 以太网 令牌环网 快速以太网

38、 FDDI ATM,1.以太网（Ethernet）：以太网是按照IEEE802.3协议建立的局域网络，采用载波侦听多路访问技术，即当一个节点有报文发送且已准备就绪时，先检测信道，如信道空闲，就在下一个时间片占用信道并发送报文；若信道忙，该节点就不能发送。由于难以避免传输冲突，因而，一般只能作为小型网络或工作组网络的选型，不宜作为主干网。2.令牌环网（Token-Ring）:令牌环网即IEEE802.4协议，采用按需分配信道的原则，即按一定的顺序在网络节点间传送称为“令牌”的特定控制信息，得到令牌的节点若有信息要发送，则将令牌置为忙，表示信道被占用，随既发送报文。报文发送完毕后将；令牌置为空，传

39、给下一站点。,3.快速以太网（Fast Ethernet）:快速以太网保留了以太网的CSMA/CD技术，但速度可达100Mbps，近来又有千兆位以太网面世。4.FDDI（光纤分布式数据接口）：FDDI采用光纤作为传输介质（传输速度快）；以令牌环方式仲裁站点对介质的访问（可有效防止传输冲突）；采用双环备份方式（可靠性高）；因此，传输速率可达100Mbps，传输距离远，可靠性高，互操作能力强，适合于作为局域网络主干网选型。5.ATM（异步传输模式）：ATM是一种以信元为单位在设备间传输信息的方式，传输速率为155Mbps，最高可达622Mbps，信元内可携带任何信息进行传送。,四、Internet

40、/Intranet Internet:全球最大的、开放的、由众多网络互联而成的计算机互联网。 Internet即是在TCP/IP协议下实现的全球性的互连网络，称为“Internet网际”，我国称之为“因特网”。 Internet提供的主要服务为：电子邮件（E-mail）服务、远程登录服务（Remote login）、文件传送服务（FTP）、信息查询服务、网络新闻和公告服务、娱乐和会话服务及电子商务。,Intranet：是把Internet技术应用于企业内部建立的基于开放技术的新型网络体系结构，可以说是组织内部的Internet。 Intranet采用浏览器-服务器系统结构：Web Server

41、既是浏览服务器，又是应用服务器，可运行大量的应用程序，使客户端变得更简单。 Extranet：是使用Internet/Intranet技术使企业与其他企业或客户联系起来，完成共同目标的合作网络。是Intranet和Internet之间的桥梁。 Extranet有选择地想公众开放服务，或向有先则的合作者开放服务。为电子商贸或其他商业应用提供有用的工具。 Extranet只是Intranet和Internet基础设施上的逻辑覆盖，而不是物理网络的重构。Extranet使用Internet/Intranet技术使企业与其他企业或客户联系起来，完成共同目标的合作网络，是Internet与Intrane

42、t之间的桥梁。,五、多媒体网络,媒体：是指信息传递和存储的最基本的技术和手段（信息的载体）。日常生活中最常用的媒体有语言、音乐、文本、图片、书籍、电视、电话等。多媒体技术：指能够提供多种媒体，包括语音、文本、音乐、图形、图像、视频、动画等的输入、输出、传输以及综合处理的技术。多媒体技术是改善计算机与用户、用户与用户之间交互关系的方法和手段。多媒体网络：指能够传送、接收及处理多媒体数据的计算机网络。（网络语音聊天就是一种网络多媒体技术）,多媒体网络的设计需从三个方面解决多媒体数据处理的需求： 增加系统总线和网络对带宽的要求；（图像传输对带宽的要求） 研究开发压缩技术，降低多媒体数据对带宽的要求； 采用异步传输模式（ATM）的关键技术，以便能快速转换微型信息包，同时支持多媒体数据和普通数据的发送。,