111第三讲 信息系统的技术应用

1、第三章 信息系统的技术应用知识要点：计算机系统的组成及各部分的功能；计算机系统平台的概念、硬件组成、软件分类、计算机网络拓扑结构、计算机通讯协议、网络体系结构特点、EDI、GPS、CTI、RFID等技术应用概念1本章学习目标： 计算机系统的组成及主要功能 理解计算机系统平台的概念 了解网络拓扑结构的特点 了解TCP/IP 协议的分层结构及主要内容 了解C/S和B/S两种主要网络体系结构的特点及主要有缺点2- Intel 公司董事会主席 Gordon E. Moore“ 我对计算机印象最深的是它好像无所不能，我没有看到信息技术的任何限制，信息要靠自身积累，你拥有越多，那么你能得到的就越多，能产生

2、的就越多。你处理信息的速度越快，你能做的事就越多。”摩尔定律3计算机第一定律摩尔定律 戈登摩尔（GordonMoore）准备一个关于计算机存储器发展趋势报告时整理了一份观察资料，在他开始绘制数据时，发现了一个惊人的趋势。每个新芯片大体上包含其前任两倍的容量，每个芯片的产生都是在前一个芯片产生后的18-24个月内。如果这个趋势继续的话，计算能力相对于时间周期将呈指数式的上升。Moore的观察资料，就是现在所谓的Moore定律，所阐述的趋势一直延续至今，且仍不同寻常地准确。人们还发现这不光适用于对存储器芯片的描述，也精确地说明了处理机能力和磁盘驱动器存储容量的发展。该定律成为许多工业对于性能预测的

3、基础。在26年的时间里，芯片上的晶体管数量增加了3200多倍，从1971年推出的第一款4004的2300个增加到奔腾II处理器的750万个。4第一节 计算机系统平台 计算机的组成硬件系统+ 软件系统 计算机的发展 1946年世界上第一架计算机诞生计算机系统的第一个发展阶段：20世纪50年代计算机系统发展的第二个阶段：50年代末到60年代中期计算机系统发展的第三个阶段：60年代中期到70年代末现在属于计算机系统发展的第四个阶段5第一代1946-1958第二代1959-1963第三代1964-1979第四代1979-至今主要逻辑元件电子管晶体管SSILSIVLSD内 存汞延长迟线磁心存储器半导体集

4、成度更高的半导体外 存磁鼓磁带纸带磁盘磁带磁盘磁带磁盘光盘等大容量处 理速 度几千几万条几万几十万条几十万几百万条几百万几亿条软 件机器语言高级程序语言多种高级程序设计语言系统软件智能化应 用科学和工程计算商业数据处理系统模拟系统设计事物处理智能模拟6 计算机平台的概念硬 件 平 台软 件 平 台应用系统平台中间件平台操作系统平台计算机系统的基础，也称底层平台系统平台是系统开发的基础，由下至上的分层平台反映了服务的思想：下层平台对上层平台提供服务，平台层次越高，越接近应用层，应用的开发越容易7计算机的分类微型计算机个人计算机移动计算机网络计算机超级计算机小型计算机主干计算机8计算机发展趋势巨型

5、化微型化网络化智能化9 计算机硬件平台 John Von Neuman 结构计算机硬件基本结构10冯诺依曼计算机结构的基本思想 迄今为止，世界上各类计算机的基本结构大多数建立在冯诺依曼计算机模型基础之上。美籍匈牙利数学家冯诺依曼曾作为美国阿伯丁试验基地的顾问参加了ENIAC机的研制工作，得到很多启发。1947年他在自己领导的计算机研制小组进行新方案的设计过程中，汲取了科学家们长期艰苦研究成果的精华，明确提出了两个极其重要的思想：存储程序和二进制。11二进制的基本思想 计算机指令和数据均以二进制编码的形式存储。二进制只有“0”与“1”两个数符，用计算机电子器件的截止和饱和两个稳定状态，即高电平和

6、低电平来表示“0”和“1”，其实现非常容易。且二进制只有这两种状态，数字传输处理不易出错。二进制运算规则远比十进制简单，这样可使计算机结构大大简化，控制更简单，较容易实现，运算速度大大提高。还可用二进制的数符直接代表逻辑代数中的真与假。12- 输入输出（I/O）设备 点击设备（Pointing Device） 数据源自动化技术（Source Data Automation） 射频识别（Radio-frequency Identification，RFID） 输出设备（Output Device） 计算机系统要素13- 主存储器的种类RAM: Random Access MemoryDynami

7、c: Changes thru processingStatic: Remains constant (power on)ROM: Read Only Memory (preprogrammed) PROM: Program can be changed onceEEPROM: Electrically erasableEPROM: Erasable thru ultraviolet lightCACHE: 计算机系统要素14- 辅助存储器的种类磁盘光盘磁带U 盘软磁盘硬磁盘磁光盘 计算机系统要素151617主存储器地址- CPU 、主存储器与总线 计算机系统要素18计算机中数据表示方法数值型

8、数据字符型数据汉字表示所有文字通用表示音频、视频信息表示19软件的概念 - Software 计算机软件： 计算机程序：控制计算机系统运作的详细指令集。没有计算机软件，计算机硬件是无法执行任何任务的。管理计算机本身的系统资源为人们充分利用这些资源提供帮助是人们使用计算机存储信息的桥梁对计算机下达的一些指令或叙述 计算机软件平台20 操作系统（Operation System，OS）- 功能与类型对计算机系统内的所有软、硬件资源进行管理和调度作用从使用者的角度：从资源管理角度：OS 是用户与计算机硬件系统的接口OS 是计算机系统资源的管理者进程管理、内存管理、文件管理、设备管理 系统软件平台21

9、How to operate in computer ? 其他的系统软件- 语言翻译程序和实用程序 源代码编译 代码解释执行为高级语言服务 实用程序（Utility Program）22 应用软件平台相对于系统软件，是为了切合使用者的需求，或为了完成某一项特定工作而被设计出来的软件。库存控制、工资管理、MRP II、ERP、CRM、E-Commerce 等等23计算机语言的产生历程第一代 第二代 第三代第四代 产生自1940年 以机器语言为主：二进制代码 以上世纪50年代早期的汇编语言（Assembly Language）为代表：数字代码的记忆方式起始于20世纪 50年代中期的各种高级语言：上

10、世纪70年代后期出现的大型应用软件包 应用软件开发工具- 计算机程序设计语言24 中间件平台所谓中间件，指位于底层的操作系统与上层的应用软件之间的软件服务，这些服务包括允许多进程运行在一个或者多个机器上以达到在网络中互相交互的目的。并带有标准的程序接口和协议中间件平台是采用多种不同的中间件搭建起来的软件支撑环境，既能作为单独的中间件产品使用，又能提供完整的软件平台支撑功能，具备优异的灵活性和可扩展性25存储程序的思想 任何复杂的运算都可以分解成一系列简单的操作步骤，这些简单步骤就是计算机能直接实现的被称为“指令”的基本操作，如加法指令，减法指令等。解算一个新题目时，先确定分解的算法，编制运算过

11、程，选取能实现其操作的适当指令，组成所谓“程序”。如果把程序和处理问题所需的数据均以计算机能接受的二进制编码形式预先按一定顺序存放到计算机的存储器里，计算机运行时从存储器中取出第一条指令，实现第一个基本操作，以后自动地逐条取出指令，执行一系列的基本操作，其结果是完成了一个复杂的运算。26第二节 计算机网络 现代计算机技术已经全面进入网络化时代，离开计算机网络，已经不能算是完整的计算机系统Network Is Computer.Network Is System.27 计算机网络概念- 网络是什么？- 计算机网络又是什么？- 网络与通信有什么关系？利用通信设备和通信线路将所处地理位置不同、功能独

12、立的多个计算机系统互联起来，以功能完善的网络软件（包括网络通信协议、信息交换协议和网络操作系统等）来实现网络中的资源共享和信息传递的系统 定义28计算机通信网络的演变和发展网络的雏形：1、计算机终端通信网络多终端的大型机50年代末，美国半自动地面防空系统SAGE，属于此类系统292、以共享资源为目的的计算机网络 ：1969年，ARPAnet网的出现是计算机网络诞生的标志30ARPAnet网由美国国防部高级研究计划局建立采用56kb/s租用线路，把分布在美国各地的计算机系统连接起来。313、基于个人计算机的局域网 ： 80年代以后，以IBM PC为代表的个人计算机（PC机）得到了蓬勃的发展和普及

13、，数量急剧增加。因此计算机间数据交换、资源共享的需求尤为突出。此时，出现了最具影响力的局域网（Ethernet）。32网络物理组成网络节点端节点交换节点通信链路通信子网：通信链路和交换节点资源子网：端节点 （通信子系统除外）33通信子网和资源子网 ：在整个计算机网络中总会有一部分是用来对信息进行传递的，对于网络中的这部分我们称之为通信子网。 包括：通信线路、网络连接设备、网络通信协议、通信控制软件等网络的另一个重要作用就是提供各种服务。在网络中由资源子网来完成这些功能。 由计算机系统、终端控制器、软件和共享的数据库等组成34 电信号的传输模拟信号（analog signal） 与 数字信号（d

14、igital signal）调制解调器（modem）- 处理模数转换的装置 随时间连续波动的信号 采用高低电平表示的断续波形信号 网络基本设备35 数据通信概述发话者收听者传输媒介（空气）传输介质（电线）信号发送者接收者通信36 通信信道（channel）： 数据从一段传送到另一端的桥梁，即传输介质双绞线同轴电缆光纤微波线缆介质无线介质卫星、GPS红外线移动电话蓝牙技术37通信介质通信系统中连接收发双方的物理链路通信介质也称为传输介质或传输媒体是信息传输的载体38双绞线一对或多对双绞线放在绝缘套中每对双绞线是把两根铜导线按一定的密度互相绞在一起可使一根导线在传输中辐射的电波会被另一根导线上发出

15、的电波抵消，从而降低了信号干扰程度。常用的双绞线无屏蔽的5类4对8根相互缠绕电缆线 双绞线原主要用来传输模拟声音信号电话线系统 现常用来传输数字信号其传输速率能达到每秒100MB。 特别适用于较短距离的信息传输，用途广泛39光纤 ：一种传输光束的细微而柔韧的介质电磁绝缘性能较好，信号衰变小，频带宽，速度快，距离长，抗干扰能力强及保密性能好等特点是传输图像、声音和资料等多媒体信息的理想介质但成本较高，光纤接口价格昂贵，抽头困难。因此，光纤常用于广域网，或性能要求较高的快速局域网40同轴电缆：内导线和外圆柱导体组成，用绝缘材料隔开两端与BNC接口连接器连接，以便和网卡对接屏蔽性能好，抗干扰能力强，

16、因此多用于基带传输同轴电缆缺点有一同轴电缆连接的结点发生故障时，会影响整根电缆上所有的结点4142除了有线传输，还有无线传输 ，主要以下三种：无线电短波通信、微波通信以及卫星通信。 43 常用联网设备- 将计算机用于通信时与传输媒介相连的设备1网卡 网卡又称网络适配器（Network Interface Card，NIC），是计算机与网络的接口。442调制解调器 调制解调器(Modulator/DEModulator)通常称为Modem，它具有将模拟信号转换为数字信号或是数字信号转换为模拟信号的功能，即模/数转换（A/D）、数/模转换（D/A）。453.集线器 集线器又称之为Hub,用于组建星

17、型网络，多应用于学生寝室和企事业单位的小型局域网中，是一种价格廉价、组建方便的网络设备。其目的是将网络中不同的节点连接在一起实现数据交换464.交换机交换机是所有计算机网络，包括统一IP网络的核心。它们可以是将组件连接到网络、为将一个数据单元发送到下一目的地选择路径的简单设备，它们也可象路由器一样为数据单元选择路由和网络传输点。交换机提供了出色容量和速度，可用于连接网络，方便地传输低带宽和高带宽数据475.路由器是局域网与外部网络的连接部件。可连接不同类型不同速度的子网，并可参与网络的管理路由器的功能 广域网中一个突出的核心技术是路由选择。路由器是一个具有特殊用途的计算机，它运行一个专用的程序

18、，决定收到的分组向目标传递时，应向下一站的哪一个路由器转发（即选择路径），这就是“路由器”名称的由来。路由器即属于局域网也属于广域网。 路由器的主要功能是：选择转发数据的路径，均衡网络负载；利用通信协议本身的流量控制功能控制数据的传输；存储分组并判断是否转发该分组，对于不该转发的信息进行过滤。486.网关是连接两个不同类型子网的连接设备,特别是两个不同协议系统的设备,它可执行协议的转换,使不同协议的网络实现通信.4950网络拓扑（Network Topology）- 描述网络如何构造或配置的逻辑模型星型网络Star Bus Ring 计算机网络结构serverPCPCPCPCWSWS51网络拓

19、扑（Network Topology） Star Bus Ring总线网络 计算机网络结构（续）serverserverPCPCWS52网络拓扑（Network Topology）Star Bus Ring环形网络 计算机网络结构（续）53网络的类型 计算机网络结构（续）-根据网络中节点（计算机设备所在点）之间的物理距离和网络提供的通信和服务，一般可将计算机网络分成局域网、城域网、广域网以及互联网。LAN：（Local Area Network）将同一地理区域内的计算机连接成一个网络，该网络的区域范围一般限制在几米至几公里，采用的服务器通常由小型机或高档的微机来承担，网络配置简单，网络传输率高

20、。 Wireless Blue tooth 54 计算机网络结构（续）网络的类型MAN：（Metropolitan Area Network）范围较局域网宽，通常在10公里至100公里之间，实现同城不同局域网的互联 WAN：（Wide Area Network）也称远程网，是将较远距离的区域实现网络互联，发展较早，可以通过微波、卫星或租用专线实现互联。 55 网络的应用Campus Network （校园网）、 Enterprise Network （企业网）、Public Network（公用网）、Private Network（专用网）、Intranet（内联网）、Extranet（外联网

21、）（1）（2） Value-Added Network ，VAN （增值网） Virtual Private Network，VPN （虚拟专用网）56网络类型成本可用性服务速度安全性专用网支付线路租金垄断使用可有附加服务比公用网快比公用网高公用网按照使用时间付费竞争使用只有传输能力比专用网慢无用户隐私的保障网络类型成本可用性服务速度安全性增值网按传输时间和应用项目收费使用无竞争提供加密等附加服务比公用网快较公用网高虚拟专用网按月租费加上使用计时付费使用无竞争提供加密等附加服务比公用网快较公用网高57 网际互连技术PROTOCOL：指通信中的标准通信协议使得通信成为可能协议的分层为了减少协议设

22、计的复杂性，大多数网络都按层（layer）或级（level）的方式来组织，每一层都建立在它的下层之上 -网络与通信协议58 ISO 的 OSI 模型59 常用的网络协议IPX/SPX 协议internetwork packet exchange / sequences packet exchange TCP/IP 协议transmission control protocol / internet protocol 60TCP/IP 参考模型 应用表示会话传输网络数据链路物理OSI 应用传输互连网主机至网络接口TCP/IP7654321模型中不存在IPTCP UDPTelnetFTPSMTP6

23、1 计算机网络体系结构 主机/终端机模式应用程序和数据库驻留在同一主机上62 文件服务器优点：数据库管理系统在客户端，扩大了使用者对信息的共享缺点：在局域网中，一个文件在使用时，会阻止其余用户对该信息的共享，造成信息传送瓶颈63 客户机/服务器模式（Client/Server，C/S）完全的分布式处理系统客户机是一台独立的机器，联入网络后又能实现数据、文件共享。是目前应用广泛的系统结构，如宾馆、饭店、POS、银行、邮电等64 浏览器/服务器模式（Browse/Server，B/S）InternetIntranet服务器服务器服务器浏览器浏览器浏览器代表未来的发展方向： 维护升级方便 成本降低

24、面向电子商务技术 实现移动办公 实现系统集成65第三节 其他信息技术应用 条形码技术一维条码基本组成商品条码：是将表示商品信息的数字代码转换成由一组规则排列的平行线条构成的特殊符号。1970年，美国的食品杂货业率先在食品包装载体上使用这种商品条码，随之扩展到世界范围内使用 66 条码的校验位计算 校 验 位 计 算 方 式 国家代号厂商代号商品代号校验位位数13121110987654321条码编号690123456001步骤一：偶数位数值相加乘以39 + 1 +3 + 5 + 0 + 1 = 19, 19 x 3 = 57步骤二：奇数位数值相加6 + 0 + 2 + 4 + 6 + 0 =1

25、8 步骤三：步骤一与步骤二之和相加57 + 18 = 75步骤四：以10减去步骤三总和之个位数，即为校验位10 5 = 5 （校验位） 若步骤三总和的个位数为 “ 0 ”校验位即为 “ 0 ”67 二维条码 在水平和垂直方向的二维空间存储信息的条码，称为二维条码PDF 417 条码二维条码是实现大容量、高可靠性信息存储、携带并自动识别的最理想方法高密度：通过利用垂直方向的尺寸来提高条码的信息密度，一般是一维条码的几十到几百倍具有纠错功能：二维条码引入错误纠正机制，当二维条码因穿孔、污损等引起局部损坏时，照样可以正确识别多种语言文字表示：多数二维条码具有字节表示模式，提供了一种表示字节流的机制，

26、为多种语言文字的条码表示提供了一条途径主要特点加密机制：可以有效防止各种证件、卡片等的伪造68 条码应用移动无线数据采集解决方案业务流程： 数据初始化 数据采集 现场处理 数据上传 数据处理装备保障数据助手 营运汽车管理信息系统稽查系统 GPS 电力巡线系统 69 EDI 概述EDI - Electronic Data Interchange ，电子数据交换 EDI 的产生 EDI 的三要素 EDI 的工作原理软硬件、计算机通信网络和数据标准化用户接口模块报文生成及处理模块格式转换模块通信模块EDI 系统EDI 系统EDI 通信内部接口模块本单位其他信息系统和数据库用户70电子数据交换是一种利

27、用计算机进行商务处理的新方法。电子数据交换是将贸易、运输、保险、银行和海关等行业的信息，用一种国际公认的标准格式，通过计算机通信网络，使各有关部门、公司与企业之间进行数据交换与处理，并完成以贸易为中心的全部业务过程。电子数据交换不是用户之间简单的数据交换，电子数据交换用户需要按照国际通用的消息格式发送信息，接收方也需要按国际统一规定的语法规则，对消息进行处理，并引起其他相关系统的电子数据交换综合处理。整个过程都是自动完成，无须人工干预，减少了差错，提高了效率。电子数据交换系统由通信模块、格式转换模式、联系模块、消息生成和处理模块等几个基本功能模块组成。使用电子数据交换的主要优点有：降低了纸张文

28、件的消费；减少了许多重复劳动，提高了工作效率；使得贸易双方能够以更迅速、有效的方式进行贸易；可以改善贸易双方的关系。由于电子数据交换的使用可以完全代替传统的纸张文件的交换，因此，有人称它为“无纸贸易”或“电子贸易”。71EDI产生背景在“无纸化”贸易需求的推动下，为了克服传统的人工处理单证和文件的困难，贸易商们开始在商务活动中尝试运用计算机来处理商务活动中所涉及的文件和单据。在使用计算机处理各类商务文件的时候，发现由人工输入到一台计算机中的数据70是来源于另一台计算机输出的文件，但由于传真文件是通过纸面打印来传递和管理信息的，不能将信息直接转录到另一个需要使用这些信息的信息系统中。在重复的输入

29、和输出过程中，由于人为因素，影响了数据的准确性和工作效率的提高，因此人们开始尝试在贸易伙伴之间的计算机上使数据能够自动交换，EDI便应运而生。72EDI是将业务文件按一个公认的标准从一台计算机传输到另一台计算机上去的电子传输方法。由于EDI大大减少了纸张票据，因此，人们也形象地称之为“无纸贸易”或“无纸交易”。从技术上讲，EDI包括硬件与软件两大部分，硬件主要是计算机网络，软件包括计算机软件和EDI标准。从硬件方面看，20世纪90年代之前的大多数EDI都不通过Internet，而是通过租用的电脑线在专用网络上实现，这类专用的网络被称为VAN（Value Added Network，增值网），这

30、样做的目的主要是考虑到安全问题。从软件方面看，EDI所需要的软件主要是将用户数据库系统中的信息，翻译成EDI的标准格式以供传输交换。由于不同行业的企业是根据自己的业务特点来规定数据库的信息格式的，因此，当需要发送EDI文件时，从企业专有数据库中提取的信息，必须把它翻译成EDI的标准格式才能进行传输。EDI即是电子商务的初级阶段。73 基于 Internet 的 EDIWeb 浏览器E-mail FTPInternet EDI用户前端程序Web 浏览器E-mail FTPInternet EDI用户前端程序InternetVAN EDIVAN EDI用户Web EDI 服务E-mail EDI

31、服务FTP EDI 服务Internet EDI 服务提供商用户应用系统7475 EDI 的应用订货信息系统、电子金融汇兑系统、交互式应答系统、图形资料自动传输EDI EDI 与 E-mail 的运作区别前者传输的是标准化和结构化的数据文件；后者则是非标准化的文本文件前者是在两个计算机应用系统之间进行数据交换，可以没有人工干预；而后者是人控传递信息，接受的计算机系统需要人工进一步加工前者遵循的全球标准是 EDIFACT 标准；后者则常使用 ASCII 格式前者是机构到机构之间的数据传输；后者则是个人到个人的信息传输76 GPS 技术GPS - Global Position System， 全

32、球定位系统 GPS 系统的组成- 由三个独立部分组成 空间部分：21颗工作卫星，3颗备用卫星地面部分：1个主控站，3个注入站，5个监测站接受部分：接收GPS卫星发射信号，以获得必要的导航和定位信息，经数据处理，完成导航和定位工作77 空间部分GPS的空间部分是由24 颗GPS 工作卫星所组成的。其中21 颗为可用于导航的卫星，3 颗为活动的备用卫星 地面部分1个主控站，3个注入站，5个监测站。 用户部分由GPS 接收机、数据处理软件及相应的用户设备如计算机等组成78 CTI 技术CTI - Computer Telephony Integration，计算机电话集成随着计算机技术，尤其是以 I

33、nternet 为代表的网络技术的发展，CTI 中的 “T” 已经从传统的“Telephony”发展为 “Telecommunication” ，所以，CTI 现在又可称为 “计算机电信集成技术”目前的CTI 技术更多地被广泛使用在呼叫中心（Call Center）、语音邮件、IP电话和IP传真、自动语音应答系统、自动语音信箱、专家咨询信息系统、多媒体综合信息服务等领域79 CTI技术是指计算机和通信集成，即Computer Telecommunication Integration。前期是指计算机和电话集成（Computer Telephone Integration），它使语音和数据融为一

34、体，并在终端（计算机和电话机）上得以实现，这是CTI最早的技术应用。但是后来，CTI的概念逐渐地也被赋予了更深层的解释。首先是在近几年，呼叫已经不仅仅局限于电话，随着IP、email、web等接入手段的采用，呼叫的概念已被大大扩展了，所以其中的“T”也由单纯的“电话”变成含义更为丰富的“通信”。其次，CTI中的“C”原来只是代表计算机，现在国外有些专家学者将它定义为“计算机智能”，就是所有具备计算机智能的都可以称之为“C”，比如一个单独的数字电话就可以被叫做CTI，因为在数字电话里用到了计算机芯片的功能。再说“I”。现在还有一种观点，就是逐步把大量的、以代表语音数据为主的电话网Telephon

35、y（T）和以数据为主的计算机网Computer（C）以及以图像视频数据为主的电视网Image（I）集成一体，并以IP为统一的协议，在IP网（Internet网）上传输并在终端上下载，构成新的CTI （Computer Telecommunication Image）技术及其网络。可见，要给CTI下一个最终的定义也还为时尚早，这更多的应该属于学术争论的范畴。也许在不久的将来，会有权威机构出面给出一个明确的解释和定义。80谈到CTI和呼叫中心的关系，就不能不先说到国内、外关于CTI叫法上的一点区别。在国外其实更多地将计算机和通信集成叫做CT（Computer Telecommunication），而CTI是国内在学习、引进和接受这一技术过程中约定俗成的叫法。两者之间没有根本的差别。而CTI和呼叫中心之间，以前更多地认为呼叫中心应属于CTI技术应用的一种。现在感觉有必要将呼叫中心独立出来。这主要有两个原因，一是呼叫中心虽然应用了