第三章 管理系统的信息平台,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 信息处理的主体是各行业的人，客体是以各种数据为载体而存在的信息，而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。 1. 计算机系统平台 计算机系统是信息处理的主要工具，包括硬件系统和软件系统。计算机内部信息都以0和1存在 2. 通信网络平台 主要作用是传输信息，使信息能够被处于不同空间的使用者共享。 构成通信网络平台的要素主要包括通信网络设备。,3. 数据库平台 属于计算机软件范畴，包括操作系、数据库管理系统、数据库和应用程序。 4. 信息处理的软资源 除了以上三种平台外，信息处理基础平台还包括了实现信息处理所必需的各种软资源，比如方法、技术、标准、制度和法规等。它们控制和管理着参与信息处理的实体平台以及人的活动，实现信息的采集、传输、加工、存储和利用等处理功能。,3.1.2 信息处理基础平台的发展,1. 计算机平台的发展概况 1946年，第一台数字电子计算机ENIAC诞生。硬件Intel公司，软件微软公司。目前，作为信息处理基础平台核心部分的计算机系统，其发展呈现出高性能化、网络化、大众化和智能化的特点。 2. 通信平台网络的发展概况 全球第一个网络是美国国防部组建的ARPAnet. 通信网络平台的出现使得信息处理由孤立、离散的方式向互联互通的方向发展，其形式包括了局域网、广域网和互联网。未来的通信网络平台将是融合了计算机网络、电信网和广播电视网的综合网络系统，即通常所说的“三网合一” 。,3. C/S与B/S模式 通信网络平台进行信息处理的模式有两种：客户端/服务器（C/B）模式和浏览器/服务器（B/S）。早期主要C/B，目前主要B/S。 C/S模式特点： 1、需要安装服务器端软件(server)和客服端软件(client) 2、工作由server端和client端分工完成，client端提交用户需求给server端，server端将处理结果返回给用户。 B/S模式特点： 1、B/S模式是基于HTTP的一种特殊C/S模式。 2、客服端不需要安装软件，只需要有浏览器。 3、升级、维护时只需要更改服务器端，客服端不需要维护。,4. 数据库系统的发展概况 1、人工管理阶段 数据不保存在计算机内。 2、文件系统阶段 数据与文件的形式存在。缺点：造成大量的数据冗余，却数据存在不一致性。 3、数据库阶段。 数据存储在数据库中，优点：供多个应用程序共享；减少冗余；数据与应用软件互相独立。,3.1.3 集中式平台与分布式平台,在网络环境下，根据资源分布结构和处理过程的不同，信息处理平台分为以下两种平台。 1. 集中式平台 在集中式平台中，存在一个由若干信息处理设备组成，具有比较强的处理能力和一定存储容量的中央系统，平台中的其他设备均为客户机终端。 优点： 1、数据保存在一个服务器上，有利于数据的一致性 2、终端可以使用简单、便宜的机器、整体费用低； 3、感染病毒可能性低。 缺点： 1、所有运算和处理集中在中央系统，速度低 2、每个用户要求不一，中央系统压力大，效率不高,2. 分布式平台 分布式平台是和集中式平台相对的概念。在该平台中，数据的存储和处理都是由独立的计算机设备共同完成，用户感觉就像是用一台计算机一样。数据本身和结果可以独享和共享。 优点： 1、用户不需要独占服务器资源； 2、减少了数据传输的成本和风险； 缺点： 1、对病毒比较敏感。,3.2 计算机系统平台,3.2.1计算机系统 1. 计算机 是电子数字计算机的简称，如今的计算机已经成为了一个复杂的智能系统，由多种软硬件设备所组成。 2. 计算机系统的体系结构 冯*诺依曼提出的计算机工作原理”程序存储”原理 计算机系统的五大部件：输入、输出设备、存储器、运算器和控制器。 经过几十年发展，增加了很多新内容 3. 计算机系统 一个完整的计算机系统包括硬件系统和软件系统两大部分。 硬件：中央处理器、存储器、外部设备 软件：系统软件、应用软件,3.2.2 多媒体计算机,1. 多媒体计算机的定义 媒体在计算机领域中有两个含义：用来存储信息的媒体；信息的载体。 多媒体的实质是将自然形式存在的各种媒体数字化，然后利用计算机对这些数字信息进行加工或处理，并以一种最友好的方式提供给用户使用。 多媒体技术是一种发展迅速的综合性电子信息技术，多媒体技术具有多样性、集成性、交互性和实时性的特征。 2. 多媒体计算机的关键技术 （1）数据压缩与编码技术（静态图像信息压缩标准JPEG和动态图像信息压缩标准MPEG）；数字图像技术（过程包括：输入、处理和输出）；数字音频技术；数字视频技术；多媒体通信技术； 多媒体数据库技术；虚拟现实技术等。,1. 发展历程 从第一台计算机的诞生到现在，依据计算机核心运算部分所采用的基本器件划分，已经发展了五代。 2. 发展方向 今后计算机技术奖朝着高性能化、微型化、大众化、智能化与人性化、功能综合化的方向发展。,3.2.3计算机的发展历程及方向,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 数据通信是相对于电报、电话等传统通信形式提出的，它是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。 数据通信的一般模型包括：源点、发送器、传输系统、接收器、终点 2. 数据通信方式 从通信双方的信息交互方式：单工、半双工和全双工三种。 按传输二进制数的时空顺序不同：并行通信和串行通信两种。 3. 数据通信的功能（详见P88表3-2）,3.3.2 数据传输的基础知识,1. 数据传输的信号 信号按其因变量的取值是否连续分为模拟信号和数字信号两种。 1）模拟信号：因变量完全随连续消息的变化而变化的信号 特点：1、自变量可以连续、也可以离散 2、因变量一定连续 2）数字信号：消息的因变量是离散的，自变量也是离散的。,2. 编码方式 数字数据的模拟信号编码，是利用数据载体的模拟信号的三个属性（振幅、频率和相位）来实现。 对应编码方案有三种类型 1）幅移键控 用振幅来表示0,1 2）频移键控 用频率来表示0,1 3）相移键控 用相位来表示0,1,3. 传输媒体 传输媒体指的是传输系统中发送器和接收器之间的物理通道，可分为导向和非导向两类。这两种通信都是以电磁波的方式进行。 导向媒体主要是有线的：双绞线、同轴电缆和光纤灯。 非导向媒体主要是无线的：无线电波、微波、红外线、蓝牙。 常见的传输介质： 1）双绞线：可以传输模拟也可以传输数字 分：无屏蔽和屏蔽两种 2）同轴电缆 3）光纤：分多模光纤和单模光纤 单模更好，不会反射，避免失真。,4）无线传输介质 a)无线电波：特点：全向性 b)微波：有较好的方向性，适用点对点通信 c)红外线：适用短距离点对点或者多点通信 d)蓝牙：本质是微波 4. 带宽的概念 模拟通信系统中的带宽指：信号可以使用的最高频率和最低频率间的差值，单位是赫兹（Hz） 数字通信系统中的带宽指：信道容量，即信道中传递信息的最大值，单位“比特/秒”。一般指信道中数据实际传输的最高速率。,5. 多路复用技术 即多个通信双方共享同一信道（链路）。常见的有频分复用、时分复用和码分多路复用三种。 1）频分复用，用于模拟信号传输 2）时分复用，可以模拟传输和数字传输 3）码分复用,6. 异步传输和同步传输 异步传输和同步传输实际上都是同步技术 同步技术是指通信系统中实现收发两端动作统一、保持收发步调一致的过程。 异步传输技术 特点：1）一次传输一个字符 2）使用起始码和停止码判断字符的开始和结束 3）通信两端不需要传输时钟信号 同步传输技术 特点：1）以数据块为单位进行发送 2）通信双发需要同步时钟 3）数据出错，需要重传整个数据块。,7. 数据交换技术 电路交换：需建立实际的物理线路（电话系统） 报文交换：又称包交换（电报系统），时延大。 分组交换：报文技术的改进；把数据严格划分个个小组来传送。,3.4 计算机网络平台,3.4.1 计算机网络的构成 1. 主要特点 信息传递、资源共享、增加可靠性、提高系统的处理能力。 2. 计算机网络的体系结构 ISO于1977年提出了一个使各种计算机能够互联的标准框架开放式系统互联参考模型，简称OSI，标志着网络走向标准化道路。OSI将网络分成7层,3. 网络协议 计算机网络中的一系列规则，网络协议由语法、语义和定时三要素。 语法：定义协议中所适用的数据块的格式 语义：规定个数据块格式的作用 定时：规定数据块的交换顺序和定时器的适用 4. 计算机网络的分类 分类标准很多： 拓扑结构 传输媒体 覆盖范围（LAN、MAN、WAN Internet），反映网络技术本质,局域网（LAN） 特点：1、高数据传输率、低延迟和低误码率 2、结构有总线结构和环形结构、 城域网（MAN） 广域网（WAN） 互联网 网关的作用,3.4.2互联网协议 1. TCP/IP协议体系 TCP/IP是一组协议，并根据其中最重要的两个协议（传输控制协议和网际协议而命名。 TCP/IP的结构包括应用层、传输层、网络层和网络接口层。 2. IP协议 （1）IP地址：IP协议是TCP/IP 协议簇网络层的核心，最基本的功能是实现IP编址， IPV4表示为32位无符号二进制数，通常用4组十进制数表示。数量有限，共43亿个。 IPV6共用128位二进制构成，数量大,3. TCP与UDP 这两个都是传输层的两个重要协议。 TCP是面向连接的协议，可靠性更高； UDP是面向非连接的协议，可靠性较差。 4.端口 物理意义上的端口 逻辑意义上的端口,3.4.3物联网与云计算 1. 物联网 (1)物联网：物联网是通过传感器、射频识别技术、全球定位系统、红外感应器、激光扫描器等信息传感设备，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。 (2)物联网与互联网：物联网是互联网的延伸和拓展，其技术的基础和核心仍然是互联网，因此物联网必须能支持现有互联网中的基本协议。,(3)物联网的发展：物联网的实践最早可追溯到1990年施乐公司的网络可乐贩售机，而“物联网”概念是1999年提出的。 (4)物联网的层次架构：物联网在技术架构上可分为三层：感知层、网络层和应用层。 (5)物联网的用途：物联网的技术特点决定了其在食品安全、工业监控、公共安全、城市管理、远程医疗、智能家居、智能交通、邮政物流和环境监测等各个行业均有着广阔的应用前景。,2. 云计算 （1）定义：云计算是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。提供资源的网络被称为“云”，通常由大量的计算机和服务器构成。 （2）云计算的特点：虚拟化技术、安全性和可靠性、灵活方便地获取服务、高性价比。 （3）云计算与科技创新：云计算可以以很低的成本让中小企业获得大企业IT技术资源的支持，鼓励更多创新。 （4）云计算的服务模式：基础设施服务、平台服务和软件服务三种。,3.5.1 数据处理技术的发展 1.人工管理阶段：20世纪50年代以前，数据量小。 2. 文件系统阶段：20世纪60年代中期，文件系统建立了数据文件内部的数据结构，但是各数据文件之间没有联系。 3. 数据库系统阶段：20世纪60年代后期，数据库系统在文件系统的基础上发展起来，实现数据与程序的完全独立，又实现了数据的统一管理。,3.5 数据库平台,数据库系统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，一般由五个部分构成。 1.数据库：可存于外存、共享，与程序彼此独立的一组相互关联的数据集合。包括物理数据库（是数据库的主体）和描述数据库。 2.硬件支持系统：内存大、大容量的直接存取设备。 3.软件支持系统最主要的是数据库管理系统软件（DBMS） ，是数据库系统的核心。 4.数据库管理员(DBA）全面负责较大规模数据库系统的建立、维护和管理。 5.用户：一