2现代信息技术及其应用

第2章现代信息技术及其应用2.1概述2.2计算机技术2.3数据库技术2.4网络信息技术技术飞速发展----“指数经济”根据摩尔定律，每18个月，芯片的性能就会增加一倍，但价格同时也会减少一半；这就是为什么现在1000美元以下的个人计算机中的芯片要比20年前数百万美元超级计算机中的芯片，性能更为强大的原因。25年前，微软公司的BASIC产品有4000行代码，但现在，仅最新的Word文字处理软件就有超过200万行代码。2.1概述在数据存储领域，25年前，一个洗衣机大小的设备可以存储1兆字节的数据，但现在，IBM公司一个只有25美分大小的磁盘就可存储10亿字节的数据，相当于前者的1000倍；在光纤领域，以支付一美元为单位，用户通过跨大西洋的光纤网络每秒钟发送的数据量每年增加48%。在今后的几年里，随着光纤交换替代电子交换，其数据传输量的增长速度将每年达到150%。最早的个人计算机使用了英特尔公司的8088处理器，主频4.77兆赫兹、640K内存，以及微软公司的DOS软件。相比较之下，英特尔公司现在推出的奔腾D、奔腾E处理器的主频要比当时快400多倍，可用内存则提高了数千倍，整体性能提高了百万倍。从IBM1981年进入个人计算机领域之时起，个人计算机市场开始加速扩展，从20年前的数千台增加到目前的5亿台。1.计算机硬件技术服务器技术数据存储技术2.2计算机技术服务器技术服务器是一个硬件和软件的结合体，实现两个方面的功能：一是存储整个网络系统中的相关信息二是为访问信息的前端设备提供所需的信息服务器相关技术：(1)服务器集群技术

该技术是指物理上互联，紧密集成在一起的服务器，某一点的故障不会中断服务。(2)智能化输入/输出技术

该技术是为了满足不同类型操作系统之间、各种主机平台之间移植设备驱动程序的需要而开发的面向分布式输入/输出处理的数据传输技术。(3)动态页面缓冲技术该技术可以利用服务器和客户机的两级缓冲明显减少动态页面的重新生成和重传的次数，有效地减轻服务器和网络的负载，提高服务器对动态页面的处理能力。(4)SCSI技术一种新型的计算机系统接口技术，解决I/O数据传输较慢与处理器速度太快不能统一的问题。(5)对称多处理器技术对称多处理器技术可以实现在一台服务器上使用多个处理器，使之共享内存和总线结构，操作系统则能将任务对称地分布在每个处理器上，从而极大地提高数据的处理能力，增加数据传输的带宽，同时也使得处理器具有冗余功能。

(6)磁盘阵列技术该技术可以使多台硬磁盘驱动器并行工作，提高数据传输率；同时利用校验技术来提高系统的可靠性。(7)ISC(IntelServerControl

)网络监控技术该技术只适用于使用Intel的带有集成管理功能主板的服务器。采用这种技术后，用户在一台普通的客户机上，就可以监测网络上所有使用Intel主板的服务器，监控和判断服务器是否“健康”，一旦服务器中机箱、风扇、内存、处理器、系统信息、温度、电压或第三方硬件中的任何一项出现错误，就会报警提示管理人员。值得一提的是，监测端和服务器端之间的网络可以是局域网也可以是广域网，直接通过网络对服务器进行启动、关闭或重新置位，极大地方便了管理和维护工作。

（8）故障的在线修复技术故障的在线修复技术包括故障部件可带电插拔和部件的在线配置技术。（9）热拔插技术

（10）容错技术

主要的容错技术有内存纠错技术ECC（ErrorCheckingandCorrection）、服务器自动重启技术（AutoServerRestart）、可擦写ROM技术（ReFlashROM）和基于主板的管理控制器技术BMC（BaseboardManagementController）等。（11）EMP(EmergencyManagementPort

)远程管理技术该技术可以在客户端通过电话线或电缆直接连接到服务器，来对服务器实施异地操作，

存储技术随着计算机技术的发展和广泛应用，存储技术已经得到了业界和各个应用领域专业人士的重视。数据量的迅速增长为企业的发展提出了新的问题和要求：如何确保数据的一致性、安全性和可靠性，如何实现不同数据的集中管理，如何实现网络上的数据集中访问，如何实现不同主机类型的数据访问和保护等等。所有这些都呼唤着新的计算机内部、外挂、网络存储技术及其产品的出现。20世纪80年代初，SCSI（SmallComputerSystemsInterface，小型计算机系统接口）作为磁盘与PC高速连接的技术开始流行，目前Ultra160SCSI(160MB/s)。SSA(SerialStorageArchitecture)串行存储体系结构。技术特性包括：环型体系结构，每环多达8台控制器，最大带宽160Mbps。采用SSA，设备就不同于SCSI那样要使用单电缆连接，取而代之是一系列设备之间点到点连接。数据不直接送往主机，而是沿设备链路前进。随着Internet各种应用的开展，电子商务、信息安全等热门领域都离不开大容量存储，同时也对存储技术提出了很多新的要求。数据管理最关注三个方面内容：一是如何保护用户的数据以及数据备份；二是灾难恢复和容灾方案；三是存储资源管理。SAN(StorageAreaNetwork，存储局域网)与NAS(NetworkAttachmentStorage，网络挂接存储)技术和产品的出现不仅仅拓展了网络发展的空间，更为重要的是：它们将网络技术与新兴的存储领域有机地结合起来，在IT业发展过程中起到了不可忽视的作用。SAN依托光纤通道(FibreChannel)为服务器和存储设备之间的连接提供更高的吞吐能力、支持更远的距离和更可靠的连通。SAN可以是交换式网络，也可以是共享式网络。2.计算机软件技术操作系统软件构件技术操作系统操作系统的主要功能：控制计算机硬件的运行：协调高效、易扩展（标准化）、即插即用方便用户的使用：文字型→图形化→多媒体→智能化增强计算机的功能：同样的计算机随OS不同有明显不同的表现便于有效开发几种主要操作系统：MicrosoftWindows95/98/2000/XP/2003Apple机的SystemOSUNIX家族：Linux、Unix（UX/Solaris/AIX……）IBMPS/2系列等其他微机OS构件技术构件也称中间件，是处于应用软件和系统软件(操作系统、网络协议、数据库等)之间的一个软件层，它屏蔽了环境底层的复杂性，提供给应用开发者统一的、功能强大的API，使应用开发者只专注于业务逻辑的开发，快速地开发出可靠、高效的企业级分布式应用。三种主要构件模型Microsoft的COM+OMG的CORBASun的EJB

COM+COM+目录负载平衡驻留内存数据库对象池新的事件模型构件管理和部署JIT激活MTS事务支持资源分布管理安全模型易于管理远程支持分布式构件服务COM基于接口的编程模型基本的构件服务DCOMCORBA体系结构EJB体系结构RMIEJB容器RemoteReferenceLayerStubsTransportSkeletonsEJB实例Java程序SIDLC++/Delphi程序2.3数据库技术1.数据管理发展历史人工管理阶段文件系统阶段数据库系统阶段2.数据库系统的特点数据库中的数据是结构化数据库中的数据是面向系统的，不是面向某个具体应用，减少了数据的冗余，实现了数据共享。数据库系统比文件系统有较高的数据独立性数据库系统为用户提供了方便的接口数据库系统还具有如下的控制功能：数据的完整性、安全性、并发控制、恢复数据库中数据的最小存取单位是数据项，文件系统的最小存取单位是记录3.计算模式的演进1.单机运行模式数据共享只能通过人工传递存储介质来进行。局限：信息孤岛；数据冗余；数据不一致。2.主机/终端模式终端只是单纯地作为一种输入/输出设备。局限：主机负荷过大；主机成为系统的瓶颈；系统灵活性差。3.客户/服务器（C/S）模式客户机成为一个自治的系统。基本运行关系体现为“请求/响应”的应答模式。局限：客户端软件变得越来越庞杂；系统的维护管理复杂。4.浏览器/服务器（B/S）模式针对传统客户/服务器模式的不足而提出。◆加入中间层应用服务器（Web服务器）。◆客户端简化为只讲单一语言(HTML)的客户软件(WebBrowser)。基于C/S架构(两层)的数据库应用系统基于C/S架构(三层)的数据库应用系统数据库WebServerCGIASPISAPIJSPDBMSBroswerHTTP请求HTTP页面基于B/S架构的数据库应用系统3.从数据库到数据仓库数据仓库是支持决策分析而提出的新技术和新思路数据仓库是对企业数据资源的一次重新的整合，为实现更高层次的应用奠定数据基础数据仓库是用于决策支持的数据集合：面向主题即针对不同决策领域的需求而不是基于业务处理过程完整性即数据的一致性，在数据进入数据仓库之前要对数据进行净化、转换、映射变成一致的形式非易失性即数据是只读的，数据不能修改（只能周期性以某一特定权限导入，批处理方