第三章 管理系统的信息化平台

1、(红色：识记；蓝色：领会；黑色：理解)第三章 管理系统的信息化平台3.1信息处理的基础平台 3.1.1信息处理基础平台的概念 为进行信息处理提供技术支持的各种资源的总和称之为信息处理基础平台。 主要包括： 硬资源：计算机系统平台、通信及网络平台、数据库平台 软资源：相关的理论、方法、标准规则、制度、 政策。3.1信息处理的基础平台 3.1.2信息处理基础平台的发展1、计算机平台的发展 计算机平台朝着高性能化、网络化、大众化、智能化的方向发展2、通信网络平台的发展(1)三网融合的发展方向 计算机网络，电信网络，广播电视网络(2)通信网络平台进行信息处理的两种模式： （1）客户端/服务器模式c/s

2、 缺点在于需要特定软件的支持 （2）浏览器/服务器模式B/S 是基于通信协议HTTP的C/S构架 无需在安装任何其他程序3.1信息处理的基础平台 3.1.3集中式平台与分布式平台信息处理平台的两种基本类型：（1）集中式平台服务器（数据）终端终端终端终端优点：保持数据的一致性、网络规模大、费用低缺点：受到网速的影响、系统效率不高银行系统采用的是集中式平台的处理方式3.1信息处理的基础平台 3.1.3集中式平台与分布式平台信息处理平台的两种基本类型：（2）分布式平台Pc数据工作站数据终端数据优点：设计灵活、满足个性化需求、不占服务器资源；减少成本和风险，局部故障不会影响全局。缺点：对病毒敏感、数据

3、不一致性、维护和管理的要求高典型例子：万维网3.2计算机系统平台 3.2.1计算机系统1、计算机的体系结构 冯.诺依曼首先提出了“程序存储”的思想以及采用二进制。 五大基本部件：（1）输入设备（2）输出设备（3）存储（4）控制器（5）运算器3.2计算机系统平台 3.2.1计算机系统2、计算机的功能（1）数据输入功能输入设备（2）长期存储程序、数据、中间结果和最终结果的能力存储器（3）具有数据加工处理的能力运算器（4）具有控制程序走向，并能控制协调各部件操作的能力控制器（5）输出结果的能力输出设备3.2计算机系统平台 3.2.1计算机系统3、计算机系统的组成（1）硬件： 硬件是组成计算机系统的各

4、物理部件的总称，主要包括中央处理器、存储器和外部设备（2）软件： 软件是一系列按照特定顺序组织的计算机数据和指令的集合，是用户与硬件之间的接口。 分为：系统软件（操作系统、计算机语言处理程序）和应用软件。3.2计算机系统平台 3.2.2多媒体计算机1、多媒体计算机的定义 媒体的含义：媒体有两层含义一个是指用来存储信息的实体（软盘、硬盘和光盘等）另一个是指信息的载体（文本、图形、图像等） 多媒体技术的特点（1）多样性综合处理多种媒体信息（2）集成性将多种媒体信息有机的组合（3）交互性实现交互（4）实时性多种媒体集成时，音频和视频是实时的。3.2计算机系统平台 3.2.2多媒体计算机2、多媒体计算

5、机的关键技术（1）数据压缩和编码技术： 利用了信息普遍存在的冗余实现的技术。 目前使用的数字信息图像压缩标准分为： 静态图像信息压缩标准JPEG：研究静态图像 动态图像信息压缩标准MPFG:研究动态图像、伴音 4个国际标准：MPEG-1，MPEG-2，MPEG-4，MPEG-73.2计算机系统平台 3.2.2多媒体计算机2、多媒体计算机的关键技术（2）数字图像技术 在文字、图像和声音这三种媒体中，图像所包含的信息量是最大的。 数字图像技术就是对图像进行处理，使其更适合人眼或仪器分辨、并获取其中的信息。 包括：输入、处理、输出3.2计算机系统平台 3.2.2多媒体计算机2、多媒体计算机的关键技术

6、（3）数字音频技术包括声音采集及回放、声音识别和合成。通过声卡实现。（4）数字视频技术包括视频采集及回放、视频编辑和三维动画视频制作。数字视频数据的格式多为AVI和MPG，其中MPG文件的存储量约为AVI的1/51/103.2计算机系统平台 3.2.2多媒体计算机2、多媒体计算机的关键技术（5）多媒体通信技术利用通信网络完成多媒体信息的传输和交换（6）多媒体数据库技术是一种包含多种多媒体信息的数据库（7）虚拟现实技术 又称人工现实或灵境技术，是在许多相关技术的基础上发展起来的一门综合技术，是多媒体技术发展的更高境界。它提供了一种完全沉浸式的人机交互界面，还可以通过输入和输出设备同虚拟环境进行交

7、互。3.2计算机系统平台 3.2.3计算机的发展历程及方向1、发展历程（1）第一代计算机：电子管、继电器（2）第二代计算机：晶体管、磁芯、印刷电路（3）第三代计算机：中小规模集成电路、多路印刷电路（4）第四代计算机：大规模集成电路、半导体存储器（5）第五代计算机：高性能微处理器、高密度电路 计算机硬件的成本不断的下降，软件的成本不断的上升。3.2计算机系统平台 3.2.3计算机的发展历程及方向2、发展方向（1）高性能化：处理器的性能提升（2）微型化：体积的变小（3）大众化（4）智能化与人性化：表现在输入和输出设备上（5）功能综合化3.3通信系统平台 3.3.1数据通信系统1、数据通信的概念 是

8、依照一定的通信协议、利用数据传输技术在两个终端之间传递数据信息的一种通信方式和通信业务。2、数据通信系统模型源点发送器传输系统接收器终点3.3通信系统平台3.3.1数据通信系统2、数据通信方式（1）从通信双方的信息交互方式来看，有三种通信方式：单向通信：又称为单工通信，向一个方向通信（无线电广播）双向交替通信：又称为半双工通信，可双向，但不能同时发送信息 （对讲机）双向同时通信：全双工通信：可双向、同时发送信息 （电话网、计算机网络）3.3通信系统平台3.3.1数据通信系统（2）按传输的二进制数时的时空顺序不同，有两种通信方式： 并行通信为一个字节的每一位设置一个传输通道，全部位同时进行传送，

9、一般在计算机内部元器件之间采用并行通信。（如总线传输） 速度快、造价高。不适合长途传输 串行通信只为信息传输设置一条通道，数据字节中的每一位依次在通道上传输，一般应用于长距离数据传输。（如RS232接口和USB接 口） 造价低、速度相对慢，适合于计算机与外设之间、远距离通信12345678信道876543213.3通信系统平台 3.3.1数据通信系统3、数据通信系统的功能（1）传输系统的利用（2）接口及信号产生（3）同步（4）差错检测与纠正（5）寻址与路由（6）网络管理（7）安全保证3.3通信系统平台 3.3.2数据传输的基础知识 1、数据传输的信号（1）模拟信号： 指因变量完全随连续信息的变

10、化而变化的信号。（2）数字信号 指因变量是离散的，自变量时间的取值也是离散的信号。 3.3通信系统平台3.3.2数据传输的基础知识2、编码方式在传输系统中传输的既可以是模拟信号，也可以是数字信号编码：数据转换成信号的过程通信系统的编码方式共有四种：（1）模拟数据的模拟信号编码（2）模拟数据的数字信号编码：解调（3）数字数据的模拟信号编码：调制（4）数字数据的数字信号编码3.3通信系统平台 3.3.2数据传输的基础知识2、编码方式 将数字信号转变为模拟信号的过程就是调制的过程，这一过程可以通过模拟信号的三个属性：振幅、频率以及相位实现。3.3通信系统平台3.3.2数据传输的基础知识（1）幅移键控

11、ASK将数字数据的二进制码1和0分别用载波信号振幅的保持和中止来表示。1表示保持，0表示中止。（2）频移键控FSK由载波信号不同的两个频率分别表示0和1。1时提高频率，0时降低频率（3）相移键控PSK由载波信号不同的相位偏移来表示0和1，0变成1时，相位角度移动180度。3.3通信系统平台 3.3.2数据传输的基础知识3、传输媒体传输媒体：传输系统中发送器和接收器之间的物理信道。分为：导向媒体： （由导线引导） 非导向媒体： （无线传播）双绞线：短距离同轴电缆：优越于双绞线光缆（光纤）：成为趋势无线电波 微波红外线蓝牙：蓝牙是一种低功率短距离的无线连接技术标准的代称。3.3通信系统平台 3.3

12、.2数据传输的基础知识4、带宽（1）模拟系统中的带宽：就是信号可以使用的频率范围。单位为赫兹（Hz）（2）数字系统中的带宽：指数据的传输速率，单位为比特/秒（bit/s）或波特/秒（baud/s），反映通信速度的快慢和信道容量的大小（一般是指最高传输速率）3.3通信系统平台3.3.2数据传输的基础知识5、多路复用技术为了提高效率，通常可以让多个通信的双方共享数据链路的带宽容量，这样的技术称为多路复用。多路复用技术的常见形式：（1）频分复用FDM用于模拟信号传输，把多个信号调制在不同的载波频率上。（2）时分复用TDM用于模拟传输和数字传输。是将一条物理信道的传输时间分成若干个不同的时隙，分给多个

13、信号源使用。（3）码分多路复用CDM靠不同的编码来区分各路信号3.3通信系统平台3.3.2数据传输的基础知识6、异步传输和同步传输这是数据传输常用的两种同步方式。（1）异步式同步（简称异步传输）是以字符为单位独立进行发送，一次传输一个字符。通过附加起始码和停止码指明字符的开始和结束。不需要在两端建立同步时钟。适用于低速传输。适用于低速传输。（2）同步式同步（简称同步）以数据块为单位进行发送的。通过附加起始码和停止码表明数据块的开始和结束，需要在两端建立同步时钟。适用于高适用于高速传输速传输3.3通信系统平台3.3.2数据传输的基础知识7、数据交换技术数据通信需要经历多个结点的转接，这就涉及到数

14、据交换技术。三种类型：（1）电路交换：需要事先建立实际的物理通信链路。优点：延迟小、不会产生冲突缺点：建立通信链路时间长、浪费带宽（2）报文交换：又称为包交换。不需要建立物理链路，将数据作为一个整体发送给交换设备。属于一种存储转发技术。缺点：对存储转发的结点要求高、延迟大（3）分组交换：是报文交换的改进。传输以分组的方式进行。是主要的交换方式适用于高速通信。3.4计算机网络平台 3.4.1计算机网络的构成计算机网络是数据通信技术和计算机系统相结合的产物。1、主要特点（1）信息传递（2）资源共享（3）增加可靠性（4）提高系统处理能力3.4计算机网络平台 3.4.1计算机网络的构成2、计算机网络的

15、体系结构OSI模型为了解决不同的网络互连的问题，国际标准化组织ISO提出了开放式系统互连参考模型OSI。凡是遵循这个模型的网络能实现相互通信。3.4计算机网络平台 3.4.1计算机网络的构成3、网络协议网络协议：用于规定信息的格式以及如何发送和接收信息的一系列规则称为网络协议。 网络协议的三要素（1）语法（2）语义（3）定时3.4计算机网络平台3.4.1计算机网络的构成4、计算机网络的分类最常用的分类方式是按照网络的覆盖范围分：（1）局域网LAN：十几千米以内（2）城域网MAN：160千米以内（3）广域网WAM：几百千米以内（4）互联网INERNET：全球范围，需要网关连接起来分布距离覆盖范围

16、网络类型10m房间局域网100m建筑物1km校园10km城市城域网100km国家广域网1000km洲或洲际互联网3.4计算机网络平台 3.4.1计算机网络的构成4、计算机网络的分类 局域网的特点 ：（1）覆盖范围小（2）采用共享信道传输技术（3）传输速率高、延迟小、误码率低（4）常采用总线型和环型结构3.4计算机网络平台 3.4.2互联网协议1、TCP/IP协议TCP/IP是因特网发展的基础框架。全称是传输控制协议/网际协议TCP/IP是一组协议，目的是为异构的网络提供统一的数据通信服务。使得不同网络上的主机之前可以相互通信。3.4计算机网络平台 3.4.2互联网协议1、TCP/IP协议TCP

17、/IP协议的四个层次（1）应用层：面向用户的通信应用程序（HTTP、FTP、SMTP)（2）传输层：数据传输(传输控制协议TCP、用户数据报协议UDP)（3）网络层：网际通信(提供路由，网际协议IP）（4）网络接口层：数据链路层，将网络层的数据报变成信息传输单元，负责在物理线路上的发送接收3.4计算机网络平台 3.4.2互联网协议2、IP协议IP协议称为网际协议，是TCP/IP协议簇网络层的核心，是因特网能够有效运行的基础，最基本的功能是实现IP编址（分配IP地址）。IP路由IP路由是指在不同网络间的数据收发选择路径连接，完成这种 功能的设备称为IP路由器。IP协议的版本（1）IPV4：IP地

18、址的长度为32位（2）IPV6：IP地址的长度为128位，可表示2128-1个地址 3.4计算机网络平台3.4.2互联网协议3、TCP与UDP传输控制协议TCP、用户数据报协议UDP都属于TCP/IP协议体系传输层的两个重要协议。区别：TCP是面向连接的传输协议，提供可靠的传输服务，适用于要求高的业务UDP是面向非连接的传输协议。没有差错重传机制。适用于速率要求高但能容忍丢包的业务。 3.4计算机网络平台 3.4.2互联网协议端口端口有两层含义：（1）物理端口是物理意义上的端口，指的是主机、集线器、交换器、路由器与其他网络设备连接的接口（2）逻辑端口特指TCP/IP协议中逻辑意义上的端口，是区

19、分不同应用类型的标记。 3.4计算机网络平台 3.4.3物联网与云计算1、物联网的概念 是通过传感器、RFID技术、全球定位系统、红外感应器、激光扫描器、气体感应器等信息传感设备，并按照一定的协议，将各种物品与互联网连接起来进行信息交换和通信，以实现对物品进行识别、定位、跟踪、监控和管理的一种网络形式。 3.4计算机网络平台 3.4.3物联网与云计算2、物联网的“物”应满足以下条件： （1）具有信息接收和发送器件传感设备（2）具有一定的存储功能存储指令（3）具有中央处理器处理指令（4）具有操作系统可以管理控制（5）有可被识别的唯一标号可被识别（6）遵循物联网的通信协议互相通信3.4计算机网络平

20、台 3.4.3物联网与云计算3、物联网与互联网的关系（1）物联网是互联网的拓展和延伸，其技术仍旧是互联网（2）物联网中的结点具有智能处理能力。 3.4计算机网络平台3.4.3物联网与云计算4、物联网的层次构架物联网在技术构架上可分为三层感知层：采集信息、识别和标记信息网络层：信息的处理和通信应用层：物联网与用户之间的接口3.4计算机网络平台 3.4.3物联网与云计算云计算 云计算是以一种基于因特网的超级计算模式，它是分布式计算、并行计算和网格计算等计算机技术的发展和商业化的产物。 原理是将大量由互联网连接的计算资源进行统一的管理和调度，构成一个计算资源地，根据用户的需求提供服务。 云：通常由大

21、量计算机和服务器构成。用户可以通过互联网从“云”中获取强大的运算和存储能力。3.4计算机网络平台 3.4.3物联网与云计算云计算的特点（1）虚拟化技术利用软件技术实现硬件资源的虚拟化管理、分配和应用（2）安全性和可靠性提供了安全可靠的数据存储中心，数据被复制在云端的多个服务器节点上。（3）灵活方便的获取服务用户不需要知道资源在哪里（4）高性价比用户硬件要求很低，软件也不需要购买和升级。3.4计算机网络平台 3.4.3物联网与云计算云计算服务模式 （1）基础设施服务IaaS用户通过因特网获得所需要的计算机基础设施服务。 （2）平台服务PaaS通过“云”共享软件研发平台 （3）软件服务SaaS由云

22、计算的运营商提供软件应用，用户无需购买，只需要通过互联网租用基于web的软件。3.5数据库平台 3.5.1数据处理技术的发展数据处理技术的发展（1）人工管理阶段（2）文件管理阶段（3）数据库系统阶段3.5数据库平台 3.5.2数据库系统的组成1、数据库DB 以一定的组织方式将特定组织各项应用相关的全部数据组织在一起并存储在外存储器上所形成的、能为多个用户共享的、与应用程序彼此独立的、相互有关联关系的数据集合。3.5数据库平台 3.5.2数据库系统的组成2、数据库系统DBS 是指以计算机系统为基础，以数据库方式管理大量共享数据的综合系统。3.5数据库平台3.5.3数据库系统的结构 数据库系统的结构是一种三级模式结构，这种结构还提供了两个映射功能。 三级模式结构： 物理模式：描述物理结构，又称为内模式，只能有一个内模式 模式：概念模式和逻辑模式，是数据库结构的完整表示。只有一个模式。模式可导出若干个子模式（又称为外模式、用户模式，是面向