1 1 信息系统集成信息系统集成 专业技术知识专业技术知识 1信息系信息系统统集成集成专业专业技技术术知知识识2 2主要内容第一节 信息系统建设第二节 软件工程第三节 面向对象系统分析与设计第四节 软件体系结构第五节 典型应用集成技术第六节 计算机网络知识2信息系信息系统统集成集成专业专业技技术术知知识识3 3信息系统开发流程信息系统开发流程系统实施系统实施5050系统设计系统设计2020系统分析系统分析1515总体规划总体规划9 9系统运行系统运行和评价和评价6 6总体规划总体规划系统分析系统分析系统设计系统设计系统实施系统实施系统运行和系统运行和评价评价可行性研究报告可行性研究报告系统方案说明书系统方案说明书系统设计说明书系统设计说明书用户说明书用户说明书第一节 信息系统建设信息系统开发生命周期信息系统开发生命周期3信息系信息系统统集成集成专业专业技技术术知知识识4 4总体规划内容l信息系统开发范围、目标l约束条件l系统结构l建设计划总体规划阶段4信息系信息系统统集成集成专业专业技技术术知知识识5 5系统分析阶段的目标系统分析阶段的目标l为系统设计阶段提供系为系统设计阶段提供系统逻辑模型统逻辑模型系统分析阶段的内容系统分析阶段的内容l组织结构和功能分析组织结构和功能分析l业务流程分析业务流程分析l数据及数据流程分析数据及数据流程分析l用户需求分析用户需求分析l系统新方案系统新方案系统分析阶段5信息系信息系统统集成集成专业专业技技术术知知识识6 6系统设计阶段的目标l为系统设施阶段的编程、测试提供依据系统设计阶段的内容l新系统总体结构设计l代码设计l数据库设计l输入/输出设计l处理流程及模块功能设计l安全控制点设计系统设计阶段6信息系信息系统统集成集成专业专业技技术术知知识识7 7系统实施阶段的目标将设计方案转换为可执行系统系统运行和评价阶段系统运行和评价阶段维护类型维护类型: :纠错性维护纠错性维护诊断、修正原先遗留错误诊断、修正原先遗留错误适应性维护适应性维护使系统适应环境变化使系统适应环境变化完善性维护完善性维护扩充、提升系统性能扩充、提升系统性能预防性维护预防性维护系统评价类型系统评价类型性能指标技术指标纠错性纠错性维护维护2121适应性适应性维护维护2525完善性完善性维护维护5050预防性预防性维护维护4 4系统实施阶段7信息系信息系统统集成集成专业专业技技术术知知识识8 8信息系统建设的原则1 1高层管理人员介入原则高层管理人员介入原则2. 2. 用户参与开发原则用户参与开发原则3. 3. 自上而下的规划原则自上而下的规划原则4 4工程化原则工程化原则8信息系信息系统统集成集成专业专业技技术术知知识识9 9第二节 软件工程2.1 2.1 软件生存周期软件生存周期(1)(1)计划制定阶段计划制定阶段(2)(2)软件需求分析阶段软件需求分析阶段(3)(3)软件设计阶段软件设计阶段(4)(4)编码阶段编码阶段(5)(5)测试阶段测试阶段(6)(6)软件运维软件运维9信息系信息系统统集成集成专业专业技技术术知知识识1010（1）计划制定阶段软件项目计划内容软件项目计划内容l确定系统总目标确定系统总目标l项目可行性分析项目可行性分析l资源分配资源分配l进度计划进度计划参加人员参加人员l用户、项目经理、系统分析师用户、项目经理、系统分析师计划制定阶段成果计划制定阶段成果l可行性研究报告可行性研究报告l项目计划书项目计划书10信息系信息系统统集成集成专业专业技技术术知知识识1111软件需求分析内容软件需求分析内容l系统功能系统功能l性能性能l数据数据l界面要求界面要求l系统逻辑模型系统逻辑模型参加人员参加人员l用户、项目经理、系统分析师用户、项目经理、系统分析师需求分析阶段成果需求分析阶段成果l需求规格说明书需求规格说明书（2 2）软件需求分析阶段）软件需求分析阶段11信息系信息系统统集成集成专业专业技技术术知知识识1212需求分析步骤需求分析步骤当前当前系统系统目标目标系统系统物理物理模型模型逻辑逻辑模型模型逻辑逻辑模型模型物理物理模型模型模型化模型化抽象化抽象化具体化具体化实例化实例化怎怎么么做做做做什什么么当前当前系统系统目标目标系统系统需需求求定定义义12信息系信息系统统集成集成专业专业技技术术知知识识1313 准确地定义未来系统的目标，确定为了满足准确地定义未来系统的目标，确定为了满足用户的需求，系统必须做什么，用用户的需求，系统必须做什么，用需求规格说需求规格说明书明书 (Software Requirement Specification (Software Requirement Specification SRSSRS)表达用户需求。表达用户需求。 需求分析阶段要完成的文档。需求分析阶段要完成的文档。 SRSSRS的作用：的作用：开发者与用户间事实上的技术合同书开发者与用户间事实上的技术合同书开发者下一步设计和编码的基础开发者下一步设计和编码的基础测试验收目标系统的依据测试验收目标系统的依据13信息系信息系统统集成集成专业专业技技术术知知识识1414软件需求分析常用方法软件需求分析常用方法l l面向数据流的结构化分析方法面向数据流的结构化分析方法面向数据流的结构化分析方法面向数据流的结构化分析方法 (SA)(SA)l l面向数据结构的面向数据结构的面向数据结构的面向数据结构的JacksonJackson方法方法方法方法 (JSD)(JSD)l l面向数据结构的结构化数据系统开发方法面向数据结构的结构化数据系统开发方法面向数据结构的结构化数据系统开发方法面向数据结构的结构化数据系统开发方法 (DSSD)(DSSD)l l面向对象的分析方法面向对象的分析方法面向对象的分析方法面向对象的分析方法 (OOA) (OOA) 等等等等14信息系信息系统统集成集成专业专业技技术术知知识识1515结构化分析方法结构化分析方法 l面向数据流进行需求分析的方法面向数据流进行需求分析的方法l结构化分析方法适合于数据处理类型软件的结构化分析方法适合于数据处理类型软件的需求分析需求分析l具体来说，结构化分析方法就是用具体来说，结构化分析方法就是用抽象模型抽象模型的概念，按照软件内部的概念，按照软件内部数据传递数据传递、变换变换的关的关系，自顶向下逐层分解，直到找到满足功能系，自顶向下逐层分解，直到找到满足功能要求的所有可实现的软件为止要求的所有可实现的软件为止15信息系信息系统统集成集成专业专业技技术术知知识识1616结构化分析方法使用工具：结构化分析方法使用工具：结构化分析方法使用工具：结构化分析方法使用工具： 数据流图数据流图数据流图数据流图 数据词典数据词典数据词典数据词典 结构化英语结构化英语结构化英语结构化英语 判定表与判定树判定表与判定树判定表与判定树判定表与判定树16信息系信息系统统集成集成专业专业技技术术知知识识1717数据流图的层次结构l l为了表达数据处理过程的数据加工情况，需为了表达数据处理过程的数据加工情况，需为了表达数据处理过程的数据加工情况，需为了表达数据处理过程的数据加工情况，需要采用要采用要采用要采用层次结构层次结构层次结构层次结构的数据流图。按照系统的层的数据流图。按照系统的层的数据流图。按照系统的层的数据流图。按照系统的层次结构进行次结构进行次结构进行次结构进行逐步分解逐步分解逐步分解逐步分解，并以分层的数据流图，并以分层的数据流图，并以分层的数据流图，并以分层的数据流图反映这种结构关系，能清楚地表达和容易理反映这种结构关系，能清楚地表达和容易理反映这种结构关系，能清楚地表达和容易理反映这种结构关系，能清楚地表达和容易理解整个系统解整个系统解整个系统解整个系统17信息系信息系统统集成集成专业专业技技术术知知识识1818分层的数据流图分层的数据流图18信息系信息系统统集成集成专业专业技技术术知知识识1919l l在多层数据流图中，在多层数据流图中，在多层数据流图中，在多层数据流图中，顶层流图顶层流图顶层流图顶层流图仅包含仅包含仅包含仅包含一个加工一个加工一个加工一个加工，它代表被开发系统。它的输入流是该系统的输它代表被开发系统。它的输入流是该系统的输它代表被开发系统。它的输入流是该系统的输它代表被开发系统。它的输入流是该系统的输入数据，输出流是系统所输出数据入数据，输出流是系统所输出数据入数据，输出流是系统所输出数据入数据，输出流是系统所输出数据l l底层流图底层流图底层流图底层流图是指其是指其是指其是指其加工不需再做分解加工不需再做分解加工不需再做分解加工不需再做分解的数据流图，的数据流图，的数据流图，的数据流图，它处在最底层它处在最底层它处在最底层它处在最底层l l中间层流图中间层流图中间层流图中间层流图则表示则表示则表示则表示对其上层父图的细化对其上层父图的细化对其上层父图的细化对其上层父图的细化。它的。它的。它的。它的每一加工可能继续细化，形成子图。每一加工可能继续细化，形成子图。每一加工可能继续细化，形成子图。每一加工可能继续细化，形成子图。19信息系信息系统统集成集成专业专业技技术术知知识识2020数据词典l l数据词典与数据流图配合，能清楚地表达数据数据词典与数据流图配合，能清楚地表达数据数据词典与数据流图配合，能清楚地表达数据数据词典与数据流图配合，能清楚地表达数据处理的要求处理的要求处理的要求处理的要求l l词条描述词条描述词条描述词条描述 对于在数据流图中每一个被命名对于在数据流图中每一个被命名对于在数据流图中每一个被命名对于在数据流图中每一个被命名的图形元素，均加以定义，其内容有的图形元素，均加以定义，其内容有的图形元素，均加以定义，其内容有的图形元素，均加以定义，其内容有: : 名字名字名字名字，别名或编号别名或编号别名或编号别名或编号，分类分类分类分类，描述描述描述描述，定义定义定义定义，位置位置位置位置，其它其它其它其它等等等等20信息系信息系统统集成集成专业专业技技术术知知识识2121 l对数据流图的每一个基本加工，必须有一个对数据流图的每一个基本加工，必须有一个基本加工逻辑说明基本加工逻辑说明l基本加工逻辑说明必须描述基本加工基本加工逻辑说明必须描述基本加工如何把如何把输入数据流变换为输出数据流的加工规则输入数据流变换为输出数据流的加工规则l加工逻辑说明必须描述实现加工的策略而不加工逻辑说明必须描述实现加工的策略而不是实现加工的细节是实现加工的细节l加工逻辑说明中包含的信息应是充足的，完加工逻辑说明中包含的信息应是充足的，完备的，有用的，无冗余的备的，有用的，无冗余的基本加工逻辑说明基本加工逻辑说明21信息系信息系统统集成集成专业专业技技术术知知识识2222用于写加工逻辑说明的工具uu 结构化英语结构化英语结构化英语结构化英语uu 判定表判定表判定表判定表uu 判定树判定树判定树判定树22信息系信息系统统集成集成专业专业技技术术知知识识2323系统动态分析l l系统的需求规格说明通常是用自然语言来叙系统的需求规格说明通常是用自然语言来叙系统的需求规格说明通常是用自然语言来叙系统的需求规格说明通常是用自然语言来叙述的，但是用自然语言描述往往会出现歧义述的，但是用自然语言描述往往会出现歧义述的，但是用自然语言描述往往会出现歧义述的，但是用自然语言描述往往会出现歧义性。性。性。性。l l为了直观地分析系统的动作，从特定的视点为了直观地分析系统的动作，从特定的视点为了直观地分析系统的动作，从特定的视点为了直观地分析系统的动作，从特定的视点出发描述系统的行为，需要采用动态分析的出发描述系统的行为，需要采用动态分析的出发描述系统的行为，需要采用动态分析的出发描述系统的行为，需要采用动态分析的方法。方法。方法。方法。23信息系信息系统统集成集成专业专业技技术术知知识识2424最常用的动态分析方法l l状态迁移图状态迁移图状态迁移图状态迁移图状态迁移图是描述系统的状态如何相状态迁移图是描述系统的状态如何相状态迁移图是描述系统的状态如何相状态迁移图是描述系统的状态如何相应外部的信号进行推移的一种图形表示。应外部的信号进行推移的一种图形表示。应外部的信号进行推移的一种图形表示。应外部的信号进行推移的一种图形表示。 l l时序图时序图时序图时序图在系统分析中，用在系统分析中，用在系统分析中，用在系统分析中，用时序图时序图时序图时序图于对比在系统中于对比在系统中于对比在系统中于对比在系统中处理事件的时序和相应的处理时间。处理事件的时序和相应的处理时间。处理事件的时序和相应的处理时间。处理事件的时序和相应的处理时间。l lPetriPetri网网网网PetriPetri网已广泛地应用于硬件与软件系统网已广泛地应用于硬件与软件系统网已广泛地应用于硬件与软件系统网已广泛地应用于硬件与软件系统的开发中，它适用于描述与分析相互独立、协同的开发中，它适用于描述与分析相互独立、协同的开发中，它适用于描述与分析相互独立、协同的开发中，它适用于描述与分析相互独立、协同操作的处理系统，也就是并发执行的处理系统。操作的处理系统，也就是并发执行的处理系统。操作的处理系统，也就是并发执行的处理系统。操作的处理系统，也就是并发执行的处理系统。24信息系信息系统统集成集成专业专业技技术术知知识识2525E-R方法 ( EntityEntity- -Relationship ApproachRelationship Approach) 和实体模型l在需求分析阶段进行数据库逻辑设计过程中，在需求分析阶段进行数据库逻辑设计过程中，使用使用E-RE-R图，可定义一图，可定义一 个实体模型个实体模型。l实体模型是现实世界的纯表示实体模型是现实世界的纯表示，它不涉及数据，它不涉及数据世界的数据结构、存取路径、存取效率等问题。世界的数据结构、存取路径、存取效率等问题。因此，它因此，它可以转换成数据库中的数据模型可以转换成数据库中的数据模型。25信息系信息系统统集成集成专业专业技技术术知知识识2626设计阶段内容：设计阶段内容：概要设计任务概要设计任务模块分解、确定软件结构、模块的功能，模块之间的接口、全局数据结构详细设计的任务详细设计的任务模块的实现，模块局部数据结构参加人员参加人员：分析师、程序员设计阶段成果：设计阶段成果：设计规格说明书（概要设计说明书，详细设计说明书数据说明书，模块开发卷宗（3 3）设计阶段（概要设计、详细设计）设计阶段（概要设计、详细设计）26信息系信息系统统集成集成专业专业技技术术知知识识2727软件设计分为两个阶段：软件设计分为两个阶段：(1)(1)概要设计概要设计( (总体设计总体设计) ) 确定软件的结构以及各组成成分确定软件的结构以及各组成成分( (子系统子系统或模块或模块) )之间的相互关系之间的相互关系(2)(2)详细设计详细设计 确定模块内部的算法和数据结构，产确定模块内部的算法和数据结构，产生描述各模块程序过程的详细文档。生描述各模块程序过程的详细文档。27信息系信息系统统集成集成专业专业技技术术知知识识2828模块的独立性模块独立性模块独立性指软件系统中每个模块只涉及软件要指软件系统中每个模块只涉及软件要求的具体的子功能求的具体的子功能, , 而和软件系统中其它的模块而和软件系统中其它的模块的接口是简单的。的接口是简单的。模块独立的含义：模块独立的含义：l模块完成独立的功能模块完成独立的功能l符合信息隐蔽和信息局部化原则符合信息隐蔽和信息局部化原则l模块间关连和依赖程度尽量小模块间关连和依赖程度尽量小模块设计目标：模块设计目标：强内聚、弱耦合强内聚、弱耦合28信息系信息系统统集成集成专业专业技技术术知知识识2929模块独立性的度量 SD方法提出的定性的度量标准：方法提出的定性的度量标准：模块之间的模块之间的耦合性耦合性 耦合性耦合性用来度量程序之间联系的次数和强度用来度量程序之间联系的次数和强度模块自身的模块自身的内聚性内聚性 内聚内聚是指度量一个给定的程序内的多行代码的单一是指度量一个给定的程序内的多行代码的单一功能性，以确定是否达到该程序所要实现的目的。功能性，以确定是否达到该程序所要实现的目的。内聚与耦合密切相关，同其它模块强耦合的模块内聚与耦合密切相关，同其它模块强耦合的模块意味者弱内聚，强内聚模块意味着与其它模块间意味者弱内聚，强内聚模块意味着与其它模块间松散耦合。松散耦合。29信息系信息系统统集成集成专业专业技技术术知知识识3030模块间耦合30信息系信息系统统集成集成专业专业技技术术知知识识3131(1) (1) 非直接耦合非直接耦合 两个模块没有直接关系两个模块没有直接关系( (模块模块1 1和模块和模块2)2)，模块独立性，模块独立性最强。最强。 (2) (2) 数据耦合数据耦合 一模块调用另一模块时，被调用模块的输入、输出都一模块调用另一模块时，被调用模块的输入、输出都是简单的数据是简单的数据( (若干参数若干参数) )。属松散耦合。属松散耦合。(3) 3) 标记耦合标记耦合( (特征耦合特征耦合) ) 如两个模块通过传递数据结构如两个模块通过传递数据结构( (不是简单数据，而是不是简单数据，而是记录、数组等记录、数组等) )加以联系，或都与一个数据结构有关系加以联系，或都与一个数据结构有关系, , 则称这两个模块间存在标记偶合。则称这两个模块间存在标记偶合。(4) (4) 控制耦合控制耦合 一模块向下属模块传递的信息一模块向下属模块传递的信息 ( (开关量、标志等控制开关量、标志等控制被调用模块决策的变量被调用模块决策的变量) ) 控制了被调用模块的内部逻辑控制了被调用模块的内部逻辑31信息系信息系统统集成集成专业专业技技术术知知识识3232(5) (5) 外部耦合外部耦合 一组模块均与同一外部环境关联，它们之间便存在外一组模块均与同一外部环境关联，它们之间便存在外部耦合。部耦合。 (6) (6) 公共耦合公共耦合( (公共数据区耦合公共数据区耦合) ) 一组模块引用同一个公用数据区一组模块引用同一个公用数据区( (也称全局数据区、也称全局数据区、公共数据环境公共数据环境) )。公共数据区指：公共数据区指：l 全局数据结构全局数据结构l 共享通讯区共享通讯区l 内存公共覆盖区等内存公共覆盖区等(7) (7) 内容耦合内容耦合l一模块直接访问另一模块的内部信息一模块直接访问另一模块的内部信息 ( (程序代码或数据）程序代码或数据）l模块代码重叠模块代码重叠l多入口模块多入口模块32信息系信息系统统集成集成专业专业技技术术知知识识3333模块内聚性 一个模块内部元素在功能上相互关联的强度一个模块内部元素在功能上相互关联的强度模块内聚模块内聚33信息系信息系统统集成集成专业专业技技术术知知识识3434(1)(1)偶然内聚偶然内聚( (巧合内聚巧合内聚) ) 模块内各部分间无联系模块内各部分间无联系(2) (2) 逻辑内聚逻辑内聚 把几种相关功能（逻辑上相似的功能）组合在一模块把几种相关功能（逻辑上相似的功能）组合在一模块内，每次调用由传给模块的参数确定执行哪种功能。内，每次调用由传给模块的参数确定执行哪种功能。(3) (3) 时间内聚时间内聚( (经典内聚经典内聚) ) 模块完成的功能必须在同一时间内执行，这些功能只模块完成的功能必须在同一时间内执行，这些功能只因时间因素关联在一起。例如因时间因素关联在一起。例如: :初始化系统模块、系统结初始化系统模块、系统结束模块、紧急故障处理模块等均是时间性聚合模块束模块、紧急故障处理模块等均是时间性聚合模块. .(4) (4) 过程内聚（顺序性组合）过程内聚（顺序性组合） 模块内各处理成分相关，且必须以特定次序执行模块内各处理成分相关，且必须以特定次序执行34信息系信息系统统集成集成专业专业技技术术知知识识3535(5) (5) 通信内聚通信内聚 模块内各部分使用相同的输入数据，或产生相模块内各部分使用相同的输入数据，或产生相同的输出结果同的输出结果(6) (6) 信息内聚信息内聚 模块完成多个功能，各功能都在同一数据结构模块完成多个功能，各功能都在同一数据结构上操作，每一功能有唯一入口。上操作，每一功能有唯一入口。(7) (7) 功能内聚模块仅包括为完成某个功能所必须的所功能内聚模块仅包括为完成某个功能所必须的所有成分。有成分。 ( (模块所有成分共同完成一个功能，缺一不可模块所有成分共同完成一个功能，缺一不可 ) ) 内聚性最强内聚性最强35信息系信息系统统集成集成专业专业技技术术知知识识3636软件模块结构的改进l模块功能的完善化模块功能的完善化消除重复功能，改善软件结构消除重复功能，改善软件结构模块的作用范围应在控制范围之内模块的作用范围应在控制范围之内l尽可能减少高扇出结构，随着深度增大扇入尽可能减少高扇出结构，随着深度增大扇入l避免或减少使用病态联接避免或减少使用病态联接l模块的大小要适中模块的大小要适中l设计功能可预测的模块，但要避免过分受限设计功能可预测的模块，但要避免过分受限制的模块制的模块l软件包应满足设计约束和可移植性软件包应满足设计约束和可移植性36信息系信息系统统集成集成专业专业技技术术知知识识3737概要设计(总体设计)概要设计确定：软件系统的结构软件系统的结构各模块功能及模块间联系各模块功能及模块间联系( (接口接口) )表示软件结构的图形工具表示软件结构的图形工具结构图结构图层次图层次图HIPO图图37信息系信息系统统集成集成专业专业技技术术知知识识3838 1. 1. 面向数据流设计方法的基本概念面向数据流设计方法的基本概念 SDSD以数据流图为基础，它定义了把以数据流图为基础，它定义了把DFDDFD变换成变换成软件结软件结构构的不同的不同映射映射方法方法映射映射映射映射DFDDFD( ( (问题结构问题结构问题结构问题结构) ) )软件系统的结构软件系统的结构软件系统的结构软件系统的结构( ( (程序结构程序结构程序结构程序结构) ) )38信息系信息系统统集成集成专业专业技技术术知知识识3939系统结构特征可归纳为两种典型形式：l变换型结构变换型结构l事务型结构事务型结构数据流图可分为两种类型数据流图可分为两种类型： l变换型数据流变换型数据流l事务型数据流事务型数据流39信息系信息系统统集成集成专业专业技技术术知知识识4040正文加工系统正文加工系统输入输入1.01.0输出输出2.02.0编辑编辑3.03.0加标题加标题 4.04.0存储存储5.05.0检索检索6.06.0编目录编目录 7.07.0添加添加3.13.1删除删除3.23.2插入插入3.33.3修改修改3.43.4合并合并3.53.5列表列表3.63.6层次图(H图)40信息系信息系统统集成集成专业专业技技术术知知识识4141HIPO图H图中每一方框图中每一方框( (模块模块) )均有一张均有一张IPO图对应图对应HIPOHIPO图：图：层次图层次图 + + 输入输入 / / 处理处理 / /输出图输出图 ( (H图图) () (IPO图图) )( (HierachyInputProcessOutput)41信息系信息系统统集成集成专业专业技技术术知知识识4242输入输入处理处理输出输出读口令请求读口令请求口令文件口令文件1 1取得输入取得输入2 2口令确认口令确认3 3请求确认请求确认请求记录请求记录权限文件权限文件4 4更新处理更新处理权限记录权限记录状态报告状态报告响应响应命令监控器命令监控器命令监控器命令监控器(1.0)(1.0)(1.0)(1.0)的的的的IPOIPOIPOIPO图图图图命令监控器命令监控器1.01.0取得输入取得输入1.11.1输入确认输入确认 1.21.2请求确认请求确认1.31.3更新处理更新处理 1.41.4航线调度系统航线调度系统HIPOHIPO图举例图举例42信息系信息系统统集成集成专业专业技技术术知知识识4343详细设计(过程设计、模块设计)主要任务：主要任务：编写详细设计说明书编写详细设计说明书为此，设计人员应：为此，设计人员应：(1)(1)确定每个模块的算法，用工具表达算法的过程，确定每个模块的算法，用工具表达算法的过程，写出模块的详细过程性描述。写出模块的详细过程性描述。(2)(2)确定每一模块的数据结构。确定每一模块的数据结构。(3)(3)确定模块接口细节。确定模块接口细节。详细设计是编码的先导。详细设计是编码的先导。43信息系信息系统统集成集成专业专业技技术术知知识识44441.1.程序流程图程序流程图2.2.盒图盒图(N-S(N-S图图) ) 用方框图代替传统的流程图用方框图代替传统的流程图3.3.问题分析图问题分析图(PAD)(PAD)4.4.决策树决策树 5.5.判定表判定表详细设计工具44信息系信息系统统集成集成专业专业技技术术知知识识4545N-S图N- -S图也叫做盒图。五种基本控制结构由五种图也叫做盒图。五种基本控制结构由五种图形构件表示。图形构件表示。45信息系信息系统统集成集成专业专业技技术术知知识识4646lPAD也设置了五种基本控制结构的图式，并也设置了五种基本控制结构的图式，并允许递归使用。允许递归使用。问题分析图问题分析图(PAD)46信息系信息系统统集成集成专业专业技技术术知知识识4747判定表判定表l判定表用于表示程序的判定表用于表示程序的静态逻辑静态逻辑l在判定表中的条件部分给出所有的在判定表中的条件部分给出所有的两分支判两分支判断断的列表，动作部分给出的列表，动作部分给出相应的处理相应的处理l要求将程序流程图中的多分支判断都改成两要求将程序流程图中的多分支判断都改成两分支判断分支判断47信息系信息系统统集成集成专业专业技技术术知知识识4848内容内容模块程序编写人员：人员：程序员阶段成果：阶段成果：程序清单（4 4）编码阶段）编码阶段48信息系信息系统统集成集成专业专业技技术术知知识识4949设计测试用例测试软件人员人员另一部门的分析员或程序员阶段成果阶段成果软件测试计划软件测试报告（5 5）测试阶段）测试阶段49信息系信息系统统集成集成专业专业技技术术知知识识5050 测试是为了寻找错误而运行程序的过程测试是为了寻找错误而运行程序的过程 软件产品最大的成本是检测软件错误、修正软软件产品最大的成本是检测软件错误、修正软件错误的成本。件错误的成本。在整个软件开发中，测试工作量一在整个软件开发中，测试工作量一般占般占30%30%40%40%，甚至，甚至50%50%。测试的目的是发现程序中的错误测试的目的是发现程序中的错误, ,是为了是为了证明程序有证明程序有错错, ,而不是证明程序无错而不是证明程序无错. . 程序测试能证明错误的存在程序测试能证明错误的存在, ,但不能证明错误不存在但不能证明错误不存在”一个好的测试用例是指很可能找到迄今为止尚未发现一个好的测试用例是指很可能找到迄今为止尚未发现的错误的测试。的错误的测试。软件测试的认识软件测试的认识50信息系信息系统统集成集成专业专业技技术术知知识识5151软件测试是有风险的行为软件测试是有风险的行为软件缺缺陷陷数数量量遗漏软件遗漏软件缺陷数目缺陷数目测试费用测试费用测试中测试中测试后测试后测试工作量测试工作量每一个软件项目都有一个最优的测量量每一个软件项目都有一个最优的测量量最优测量量最优测量量软件测试软件测试软件测试软件测试不可能发不可能发不可能发不可能发现程序中现程序中现程序中现程序中存在的所存在的所存在的所存在的所有错误有错误有错误有错误, , , , 因此需精因此需精因此需精因此需精心设计测心设计测心设计测心设计测试方案试方案试方案试方案51信息系信息系统统集成集成专业专业技技术术知知识识5252 测试原则测试原则(1)(1)所有的测试都应追溯到用户需求所有的测试都应追溯到用户需求(2)(2)概要设计时应完成测试计划，详细的测试用例定义可在设计概要设计时应完成测试计划，详细的测试用例定义可在设计模型确定后开始，所有测试可在任何代码被产生之前进行计模型确定后开始，所有测试可在任何代码被产生之前进行计划和设计。划和设计。(3)pareto(3)pareto原则：测试发现的错误中原则：测试发现的错误中80%80%很可能起源于很可能起源于20%20%的模块的模块中。应孤立这些疑点模块重点测试。中。应孤立这些疑点模块重点测试。(4)(4)穷举测试是不可能的。穷举测试是不可能的。(5)(5)应由独立的第三方来构造测试。应由独立的第三方来构造测试。 (6)(6)测试用例应由输入数据和预期的输出结果两部分组成测试用例应由输入数据和预期的输出结果两部分组成. .(7)(7)兼顾合理的输入和不合理的输入数据兼顾合理的输入和不合理的输入数据(8)(8)程序修改后要回归测试程序修改后要回归测试(9)(9)应长期保留测试用例，直至系统废弃。应长期保留测试用例，直至系统废弃。52信息系信息系统统集成集成专业专业技技术术知知识识5353测测试试与与开开发发前前期期工工作作的的关关系系决定软件与系统的配合关系决定软件与系统的配合关系需求分析需求分析概要设计概要设计详细设计详细设计 编编 码码单元测试单元测试集成测试集成测试确认测试确认测试系统测试系统测试53信息系信息系统统集成集成专业专业技技术术知知识识5454软件测试的软件测试的策略和方法策略和方法静态测静态测试方法试方法动态测动态测试方法试方法人工测试方法人工测试方法计算机辅助静计算机辅助静态分析方法态分析方法白盒测试方法白盒测试方法黑盒测试方法黑盒测试方法软件测试方法与技术软件测试方法与技术54信息系信息系统统集成集成专业专业技技术术知知识识5555静态测试：静态测试：对软件进行分析、检查和审阅，不实际运行对软件进行分析、检查和审阅，不实际运行被测试的软件。被测试的软件。 静态测试约可找出静态测试约可找出303070%70%的逻辑设计错误的逻辑设计错误. . 对对需求规格说明书需求规格说明书、软件设计说明书软件设计说明书、源程序源程序做检做检查和审阅，包括：查和审阅，包括：是否符合标准和规范；是否符合标准和规范；通过结构分析、流图分析、符号执行指出软件缺陷通过结构分析、流图分析、符号执行指出软件缺陷 动态测试：动态测试：通过运行软件来检验软件的动态行为和运通过运行软件来检验软件的动态行为和运行结果的正确性行结果的正确性动态测试的两个基本要素：动态测试的两个基本要素：u 被测试程序被测试程序u 测试数据（测试用例）测试数据（测试用例）55信息系信息系统统集成集成专业专业技技术术知知识识5656测试 (test) 调试调试 (debug)(debug)以已知条件开始以已知条件开始, ,使用预使用预先定义的程序先定义的程序, ,有预知的有预知的结果结果以不可知内部条件开始以不可知内部条件开始, ,结结果一般不可预见果一般不可预见有计划有计划被动的被动的由独立的测试组，在由独立的测试组，在不了解软件设计的条不了解软件设计的条件下完成件下完成由程序作者进行由程序作者进行发现错误发现错误找出错误位置，排除找出错误位置，排除测试与调试测试与调试( (排错排错) )56信息系信息系统统集成集成专业专业技技术术知知识识5757逻辑覆盖法逻辑覆盖法(1)(1)语句覆盖语句覆盖使程序中每个语句至少执行一次使程序中每个语句至少执行一次(2)(2)判定覆盖判定覆盖使每个判定的真假分支都至少执行一次使每个判定的真假分支都至少执行一次(3)(3)条件覆盖条件覆盖使每个判定的每个条件的可能取值至少使每个判定的每个条件的可能取值至少执行一次执行一次(4)(4)判定判定/ /条件覆盖条件覆盖使判断中的每个条件的所有可使判断中的每个条件的所有可能取值至少执行一次，同时每个判断本身的所有可能判能取值至少执行一次，同时每个判断本身的所有可能判断结果至少执行一次断结果至少执行一次(5)(5)条件组合覆盖条件组合覆盖所有可能的条件取值组合至少执所有可能的条件取值组合至少执行一次行一次(6)(6)路径覆盖路径覆盖覆盖每一个可能的路径覆盖每一个可能的路径测试用例设计测试用例设计57信息系信息系统统集成集成专业专业技技术术知知识识58581、黑盒测试、黑盒测试2、白盒测试、白盒测试3、单元测试、单元测试4、累计综合测试、累计综合测试5、集成测试、集成测试6、功能测试、功能测试7、系统测试、系统测试8、端到端测试、端到端测试9、健全测试、健全测试10、衰竭测试、衰竭测试11、接受测试、接受测试12、负载测试、负载测试13、强迫测试、强迫测试14、性能测试、性能测试15、可用性测试、可用性测试16、安装、安装/卸载测试卸载测试17、恢复测试、恢复测试18、兼容测试、兼容测试19、安全测试、安全测试20、比较测试、比较测试21、Alpha测试测试22、Beta测试测试测试类型58信息系信息系统统集成集成专业专业技技术术知知识识5959黑盒测试黑盒测试 又称又称: :功能测试功能测试 数据驱动测试数据驱动测试 基于规格说明书的测试基于规格说明书的测试白盒测试白盒测试 又称又称: :开盒测试开盒测试 结构测试结构测试 玻璃盒测试玻璃盒测试 基于覆盖的测试基于覆盖的测试 黑盒测试黑盒测试是从用户观点，是从用户观点，按规格说明书要求的按规格说明书要求的输入数据与输出数据输入数据与输出数据的对应关系设计测试的对应关系设计测试用例用例, ,是根据程序是根据程序外部外部特征特征进行测试。进行测试。 白盒测试白盒测试是根据程序是根据程序内部逻辑结构内部逻辑结构进行测进行测试。试。59信息系信息系统统集成集成专业专业技技术术知知识识6060 黑盒测试与白盒测试优缺点比较黑盒测试与白盒测试优缺点比较 黑盒测试黑盒测试 白盒测试白盒测试 优优点点缺缺点点性性质质适用于各阶段测试适用于各阶段测试从产品功能角度测试从产品功能角度测试容易入手生成测试数容易入手生成测试数 据据可构成测试数据使特定程可构成测试数据使特定程 序部分得到测试序部分得到测试有一定的充分性度量手段有一定的充分性度量手段可或较多工具支持可或较多工具支持某些代码得不到测试某些代码得不到测试如果规格说明有误，如果规格说明有误， 则无法发现则无法发现不易进行充分性测试不易进行充分性测试不易生成测试数据不易生成测试数据( (通常通常) )无法对未实现规格说明的无法对未实现规格说明的 部分进行测试部分进行测试工作量大，通常只用于单工作量大，通常只用于单 元测试，有应用局限元测试，有应用局限是一种是一种确认确认技术，回答技术，回答“我们在构造一个正确我们在构造一个正确 的系统吗？的系统吗？”是一种是一种验证验证技术，回答技术，回答“我们在正确地构造一个系我们在正确地构造一个系 统吗统吗？”60信息系信息系统统集成集成专业专业技技术术知知识识6161功能测试功能测试功能测试功能测试功能测试是在规定的一段时间内运行软件系功能测试是在规定的一段时间内运行软件系功能测试是在规定的一段时间内运行软件系功能测试是在规定的一段时间内运行软件系统的所有功能，以验证这个软件系统有无严统的所有功能，以验证这个软件系统有无严统的所有功能，以验证这个软件系统有无严统的所有功能，以验证这个软件系统有无严重错误。重错误。重错误。重错误。可靠性测试可靠性测试可靠性测试可靠性测试 平均失效间隔时间平均失效间隔时间 MTBF (Mean Time Between Failures) 是否超过规定时限是否超过规定时限? 因故障而停机的时间因故障而停机的时间 MTTR (Mean Time To Repairs) 在一年中应不超过多少时间。在一年中应不超过多少时间。61信息系信息系统统集成集成专业专业技技术术知知识识6262强度测试强度测试强度测试是要检查强度测试是要检查在系统运行环境不正常乃至发在系统运行环境不正常乃至发生故障的情况下，系统可以运行到何种程度的测生故障的情况下，系统可以运行到何种程度的测试。试。例如：例如： 把输入数据速率提高一个数量级，确定输入功能将如把输入数据速率提高一个数量级，确定输入功能将如何响应。何响应。 设计需要占用最大存储量或其它资源的测试用例进行设计需要占用最大存储量或其它资源的测试用例进行测试。测试。 设计出在虚拟存储管理机制中引起设计出在虚拟存储管理机制中引起“颠簸颠簸”的测试用的测试用例进行测试。例进行测试。 设计出会对磁盘常驻内存的数据过度访问的测试用例设计出会对磁盘常驻内存的数据过度访问的测试用例进行测试。进行测试。强度测试的一个变种就是强度测试的一个变种就是敏感性测试敏感性测试。在程序有效数据界限。在程序有效数据界限内一个小范围内的一组数据可能引起极端的或不平稳的错内一个小范围内的一组数据可能引起极端的或不平稳的错误处理出现，或者导致极度的性能下降的情况发生。误处理出现，或者导致极度的性能下降的情况发生。62信息系信息系统统集成集成专业专业技技术术知知识识6363性能测试性能测试性能测试性能测试l l性能测试是要检查系统是否满足在需求说明书性能测试是要检查系统是否满足在需求说明书性能测试是要检查系统是否满足在需求说明书性能测试是要检查系统是否满足在需求说明书中规定的性能。特别是对于实时系统或嵌入式中规定的性能。特别是对于实时系统或嵌入式中规定的性能。特别是对于实时系统或嵌入式中规定的性能。特别是对于实时系统或嵌入式系统。系统。系统。系统。l l性能测试常常性能测试常常性能测试常常性能测试常常需要与强度测试结合起来需要与强度测试结合起来需要与强度测试结合起来需要与强度测试结合起来进行，进行，进行，进行，并常常要求并常常要求并常常要求并常常要求同时进行硬件和软件检测同时进行硬件和软件检测同时进行硬件和软件检测同时进行硬件和软件检测。l l通常，对软件性能的检测表现在以下几个方面：通常，对软件性能的检测表现在以下几个方面：通常，对软件性能的检测表现在以下几个方面：通常，对软件性能的检测表现在以下几个方面：响应时间响应时间响应时间响应时间、吞吐量吞吐量吞吐量吞吐量、辅助存储区辅助存储区辅助存储区辅助存储区，例如缓冲区，例如缓冲区，例如缓冲区，例如缓冲区，工作区的大小等、工作区的大小等、工作区的大小等、工作区的大小等、处理精度处理精度处理精度处理精度等。等。等。等。启动停止测试启动停止测试启动停止测试启动停止测试目的是验证目的是验证目的是验证目的是验证在机器启动及关机阶段在机器启动及关机阶段在机器启动及关机阶段在机器启动及关机阶段，软件，软件，软件，软件系系系系统正确处理的能力统正确处理的能力统正确处理的能力统正确处理的能力。63信息系信息系统统集成集成专业专业技技术术知知识识6464恢复测试恢复测试恢复测试是要证实在恢复测试是要证实在克服硬件故障克服硬件故障(包括掉电、包括掉电、硬件或网络出错等硬件或网络出错等)后后，系统能否正常地继续进系统能否正常地继续进行工作行工作，并不对系统造成任何损害。，并不对系统造成任何损害。容量测试容量测试l检验检验系统的能力最高能达到什么程度系统的能力最高能达到什么程度。例如，。例如， 对于编译程序，让它处理特别长的源程序；对于编译程序，让它处理特别长的源程序； 对于操作系统，让它的作业队列对于操作系统，让它的作业队列“满员满员”； 对于信息检索系统，让它使用频率达到最大。对于信息检索系统，让它使用频率达到最大。在使系统的在使系统的全部资源达到全部资源达到“满负荷满负荷”的情形下，的情形下，测试系统的承受能力测试系统的承受能力。64信息系信息系统统集成集成专业专业技技术术知知识识6565配置测试配置测试l是要检查是要检查计算机系统内各个设备或各种资源之计算机系统内各个设备或各种资源之间的相互联结和功能分配中的错误间的相互联结和功能分配中的错误。l主要包括：主要包括： 配置命令测试配置命令测试：验证全部配置命令的可操作：验证全部配置命令的可操作性（有效性）。性（有效性）。循环配置测试循环配置测试：证明对每个设备物理与逻辑：证明对每个设备物理与逻辑的，逻辑与功能的每次循环置换配置都能正的，逻辑与功能的每次循环置换配置都能正常工作。常工作。 修复测试修复测试：检查每种配置状态及哪个设备是：检查每种配置状态及哪个设备是坏的，并用自动的或手工的方式进行配置状坏的，并用自动的或手工的方式进行配置状态间的转换。态间的转换。65信息系信息系统统集成集成专业专业技技术术知知识识6666安全性测试安全性测试检验检验在系统中已经存在的系统安全性、保密性措施是否发在系统中已经存在的系统安全性、保密性措施是否发挥作用，有无漏洞挥作用，有无漏洞。可使用性测试可使用性测试l从使用的从使用的合理性合理性和和方便性方便性等角度对软件系统等角度对软件系统进行检查，发现人为因素或使用上的问题。进行检查，发现人为因素或使用上的问题。可支持性测试可支持性测试验证验证系统的支持策略对于公司与用户方面是系统的支持策略对于公司与用户方面是否切实可行否切实可行。安装测试安装测试l安装测试是要找出在安装过程中出现的错安装测试是要找出在安装过程中出现的错误。误。66信息系信息系统统集成集成专业专业技技术术知知识识6767过程测试过程测试在一些大型的系统中，部分工作需由各种人员按在一些大型的系统中，部分工作需由各种人员按一定规程同计算机配合，靠人工来完成。一定规程同计算机配合，靠人工来完成。指定由指定由人工完成的过程人工完成的过程也需经过仔细的检查也需经过仔细的检查，这就是所，这就是所谓的过程测试。谓的过程测试。互连测试互连测试l验证验证两个或多个不同的系统之间的互连性两个或多个不同的系统之间的互连性。兼容性测试兼容性测试l验证验证软件产品在不同版本之间的兼容性软件产品在不同版本之间的兼容性。包括：。包括： 向下兼容和向下兼容和 交错兼容交错兼容文档测试文档测试检查检查用户文档用户文档(如用户手册如用户手册)的清晰性和精确性的清晰性和精确性。67信息系信息系统统集成集成专业专业技技术术知知识识6868调试（Debug）方法强行排错强行排错回溯法调试回溯法调试先分析错误征兆，确定最先发现先分析错误征兆，确定最先发现“症状症状”的位置。然后沿程序的控的位置。然后沿程序的控制流程，向回追踪源程序代码。制流程，向回追踪源程序代码。归纳法调试归纳法调试 归纳法是一种从特殊推断一般的系统化思考方法。从一些线归纳法是一种从特殊推断一般的系统化思考方法。从一些线索索(错误征兆错误征兆)着手，通过分析它们之间的关系来找出错误。着手，通过分析它们之间的关系来找出错误。演绎法调试演绎法调试演绎法是一种从一般原理出发，经过排除来推导结论的演绎法是一种从一般原理出发，经过排除来推导结论的思考方法。首先根据已有的测试用例，设想所有可能出思考方法。首先根据已有的测试用例，设想所有可能出错的原因；然后再用原始测试数据，逐个排除不可能正错的原因；然后再用原始测试数据，逐个排除不可能正确的假设；最后验证余下的假设确是出错的原因。确的假设；最后验证余下的假设确是出错的原因。68信息系信息系统统集成集成专业专业技技术术知知识识6969软件测试过程软件测试过程被测被测模块模块 单元单元测试测试设计设计信息信息集成集成测试测试被测被测模块模块单元单元测试测试被测被测模块模块单元单元测试测试测试过测试过的模块的模块确认确认测试测试系统系统测试测试软件软件需求需求其它系其它系统元素统元素装配好装配好的软件的软件 确认确认的软件的软件可运可运行的行的软件软件软件测试步骤软件测试步骤69信息系信息系统统集成集成专业专业技技术术知知识识7070单元测试单元测试单元测试单元测试 检验每个模块能否单独工作检验每个模块能否单独工作集成测试（组装测试）集成测试（组装测试）集成测试集成测试: :检验概要设计中模块接口设计问题检验概要设计中模块接口设计问题集成测试方法集成测试方法 通常采用黑盒测试技术通常采用黑盒测试技术实施策略实施策略: :l非渐增式测试非渐增式测试一次就把所有通过了单元测试的模块组合在一起进行全一次就把所有通过了单元测试的模块组合在一起进行全程序的测试程序的测试. .l渐增式测试渐增式测试从一个模块开始从一个模块开始, ,测一次添加一个模块，边组装边测测一次添加一个模块，边组装边测试，以发现与接口相联系的问题。试，以发现与接口相联系的问题。 70信息系信息系统统集成集成专业专业技技术术知知识识7171运用黑盒测试的方法，通过实施预定的测试计划和测运用黑盒测试的方法，通过实施预定的测试计划和测试步骤试步骤, ,证实软件功能与用户需求是否一致证实软件功能与用户需求是否一致. .确认确认测试测试软件配软件配置审查置审查主管部主管部门批准门批准集成的软件集成的软件软件需求软件需求用户文档用户文档设计文档设计文档源程序源程序测试文档测试文档交付的交付的软软 件件确认的确认的软软 件件确认的确认的配配 置置确认测试确认测试 ( (有效性测试有效性测试、验收测试、验收测试）71信息系信息系统统集成集成专业专业技技术术知知识识7272测试和测试和测试测试测试测试(Alpha)(Alpha) 在开发者的场所由用户进行在开发者的场所由用户进行, ,在开在开发者关注和控制的环境下进行。发者关注和控制的环境下进行。l测试的目的是评价软件产品的测试的目的是评价软件产品的FLURPSFLURPS（即功能、局域化、（即功能、局域化、可使用性、可靠性、性能和支持）。尤其注重产品的界可使用性、可靠性、性能和支持）。尤其注重产品的界面和特色。面和特色。测试测试(Beta)(Beta) 最终用户在自己的场所进行。最终用户在自己的场所进行。l测试是由软件的多个用户在实际使用环境下进行的测试。测试是由软件的多个用户在实际使用环境下进行的测试。这些用户返回有关错误信息给开发者。这些用户返回有关错误信息给开发者。l测试时，开发者通常不在测试现场。因而，测试时，开发者通常不在测试现场。因而，测试是在开测试是在开发者无法控制的环境下进行的软件现场应用。发者无法控制的环境下进行的软件现场应用。l在在测试中，由用户记下遇到的所有问题，包括真实的以测试中，由用户记下遇到的所有问题，包括真实的以及主观认定的，定期向开发者报告。及主观认定的，定期向开发者报告。72信息系信息系统统集成集成专业专业技技术术知知识识7373(1)(1)恢复测试恢复测试 以不同的方式强使软件出现故障以不同的方式强使软件出现故障, ,检测软件能检测软件能否恰当地完成恢复。否恰当地完成恢复。(2)(2)安全性测试安全性测试 设计测试用例设计测试用例, ,突破软件安全保护机构的安全突破软件安全保护机构的安全保密措施保密措施, ,检验系统预防机制的漏洞检验系统预防机制的漏洞. . (3)强度测试强度测试 是一种敏感性测试技术是一种敏感性测试技术,设计测试用例设计测试用例, 让系让系统处于资源的异常数量、异常频率、异常批量的统处于资源的异常数量、异常频率、异常批量的条件下测试系统的承受能力。条件下测试系统的承受能力。(4)性能测试性能测试 设计测试用例，并记录软件运行性能，与性设计测试用例，并记录软件运行性能，与性能要求比较，检验是否达到性能要求规格。能要求比较，检验是否达到性能要求规格。系统测试系统测试73信息系信息系统统集成集成专业专业技技术术知知识识7474(6) 软件维护l在软件运行维护阶段对软件产品进行在软件运行维护阶段对软件产品进行的修改就是所谓的维护。的修改就是所谓的维护。l维护的类型有三种：维护的类型有三种： 改正性维护改正性维护 适应性维护适应性维护 完善性维护完善性维护74信息系信息系统统集成集成专业专业技技术术知知识识7575改正性维护l在软件交付使用后，因开发时测试的不彻底、在软件交付使用后，因开发时测试的不彻底、不完全，必然会有部分隐藏的错误遗留到运不完全，必然会有部分隐藏的错误遗留到运行阶段。行阶段。l为了识别和纠正软件错误、改正软件性能上为了识别和纠正软件错误、改正软件性能上的缺陷、排除实施中的误使用，应当进行的的缺陷、排除实施中的误使用，应当进行的诊断和改正错误的过程就叫做改正性维护。诊断和改正错误的过程就叫做改正性维护。75信息系信息系统统集成集成专业专业技技术术知知识识7676适应性维护l l在使用过程中，在使用过程中，在使用过程中，在使用过程中， 外部环境外部环境外部环境外部环境（新的硬、软件配置新的硬、软件配置新的硬、软件配置新的硬、软件配置） 数据环境数据环境数据环境数据环境（数据库、数据格式、数据输入数据库、数据格式、数据输入数据库、数据格式、数据输入数据库、数据格式、数据输入/ /输出方式、数据存储介质输出方式、数据存储介质输出方式、数据存储介质输出方式、数据存储介质）可能发生变化。可能发生变化。可能发生变化。可能发生变化。l l为使软件适应这种变化，而去修改软件的过为使软件适应这种变化，而去修改软件的过为使软件适应这种变化，而去修改软件的过为使软件适应这种变化，而去修改软件的过程就叫做适应性维护。程就叫做适应性维护。程就叫做适应性维护。程就叫做适应性维护。76信息系信息系统统集成集成专业专业技技术术知知识识7777完善性维护l l在软件的使用过程中，用户往往会对软件提在软件的使用过程中，用户往往会对软件提在软件的使用过程中，用户往往会对软件提在软件的使用过程中，用户往往会对软件提出新的出新的出新的出新的功能功能功能功能与与与与性能性能性能性能要求。要求。要求。要求。l l为了满足这些要求，需要修改或再开发软件，为了满足这些要求，需要修改或再开发软件，为了满足这些要求，需要修改或再开发软件，为了满足这些要求，需要修改或再开发软件，以以以以扩充软件功能扩充软件功能扩充软件功能扩充软件功能、增强软件性能增强软件性能增强软件性能增强软件性能、改进加工改进加工改进加工改进加工效率效率效率效率、提高软件的可维护性提高软件的可维护性提高软件的可维护性提高软件的可维护性。这种情况下进。这种情况下进。这种情况下进。这种情况下进行的维护活动叫做完善性维护。行的维护活动叫做完善性维护。行的维护活动叫做完善性维护。行的维护活动叫做完善性维护。77信息系信息系统统集成集成专业专业技技术术知知识识7878预防性维护l l预防性维护是为了预防性维护是为了预防性维护是为了预防性维护是为了提高软件的可维护性提高软件的可维护性提高软件的可维护性提高软件的可维护性、可可可可靠性等靠性等靠性等靠性等，为以后进一步改进软件打下良好基，为以后进一步改进软件打下良好基，为以后进一步改进软件打下良好基，为以后进一步改进软件打下良好基础。础。础。础。l l预防性维护定义为：预防性维护定义为：预防性维护定义为：预防性维护定义为：采用先进的软件工程方采用先进的软件工程方法对需要维护的软件或软件中的某一部分法对需要维护的软件或软件中的某一部分（重新）进行设计、编制和测试。（重新）进行设计、编制和测试。l在整个软件维护阶段所花费的全部工作量中，在整个软件维护阶段所花费的全部工作量中，完善性维护占了几乎一半的工作量。完善性维护占了几乎一半的工作量。l软件维护活动所花费的工作占整个生存期工软件维护活动所花费的工作占整个生存期工作量的作量的70%以上，以上，78信息系信息系统统集成集成专业专业技技术术知知识识7979维护在软件生存期所占比例维护在软件生存期所占比例维护在软件生存期所占比例维护在软件生存期所占比例三类维护占总维护比例三类维护占总维护比例79信息系信息系统统集成集成专业专业技技术术知知识识8080软件可维护性的定义l l软件可维护性软件可维护性软件可维护性软件可维护性是指是指是指是指纠正软件系统出现的错误纠正软件系统出现的错误纠正软件系统出现的错误纠正软件系统出现的错误和缺陷，以及为满足新的要求进行修改、扩和缺陷，以及为满足新的要求进行修改、扩和缺陷，以及为满足新的要求进行修改、扩和缺陷，以及为满足新的要求进行修改、扩充或压缩的容易程度充或压缩的容易程度充或压缩的容易程度充或压缩的容易程度。l l可维护性可维护性可维护性可维护性、可使用性可使用性可使用性可使用性、可靠性可靠性可靠性可靠性是衡量软件质是衡量软件质量的主要质量特性，也是用户十分关心的几量的主要质量特性，也是用户十分关心的几个方面。个方面。l l软件的软件的软件的软件的可维护性可维护性可维护性可维护性是是是是软件开发阶段各个时期的软件开发阶段各个时期的软件开发阶段各个时期的软件开发阶段各个时期的关键目标关键目标关键目标关键目标。80信息系信息系统统集成集成专业专业技技术术知知识识8181l l目前广泛使用的是用如下的七个特性来衡量程目前广泛使用的是用如下的七个特性来衡量程目前广泛使用的是用如下的七个特性来衡量程目前广泛使用的是用如下的七个特性来衡量程序的可维护性。序的可维护性。序的可维护性。序的可维护性。可理解性可理解性可理解性可理解性可使用性可使用性可使用性可使用性可测试性可测试性可测试性可测试性可移植性可移植性可移植性可移植性可修改性可修改性可修改性可修改性效率效率效率效率可靠性可靠性可靠性可靠性81信息系信息系统统集成集成专业专业技技术术知知识识8282可理解性l可理解性表明人们通过阅读源代码和相关文可理解性表明人们通过阅读源代码和相关文档，了解程序功能及其如何运行的容易程度。档，了解程序功能及其如何运行的容易程度。l l一个可理解的程序应具备以下一些特性：一个可理解的程序应具备以下一些特性：一个可理解的程序应具备以下一些特性：一个可理解的程序应具备以下一些特性：模模模模块化块化块化块化，风格一致性风格一致性风格一致性风格一致性，不使用令人捉摸不定或不使用令人捉摸不定或不使用令人捉摸不定或不使用令人捉摸不定或含糊不清的代码含糊不清的代码含糊不清的代码含糊不清的代码，使用有意义的数据名和过使用有意义的数据名和过使用有意义的数据名和过使用有意义的数据名和过程名程名程名程名，结构化结构化结构化结构化，完整性完整性完整性完整性等。等。等。等。82信息系信息系统统集成集成专业专业技技术术知知识识8383可靠性l l可靠性表明一个程序按照用户的要求和设计可靠性表明一个程序按照用户的要求和设计可靠性表明一个程序按照用户的要求和设计可靠性表明一个程序按照用户的要求和设计目标，在给定的一段时间内正确执行的概率。目标，在给定的一段时间内正确执行的概率。目标，在给定的一段时间内正确执行的概率。目标，在给定的一段时间内正确执行的概率。l l关于可靠性，度量的标准主要有：关于可靠性，度量的标准主要有：关于可靠性，度量的标准主要有：关于可靠性，度量的标准主要有： 平均失效间隔时间平均失效间隔时间平均失效间隔时间平均失效间隔时间MTTFMTTF 平均修复时间平均修复时间平均修复时间平均修复时间MTTRMTTR 有效性有效性有效性有效性A A = = MTBD/(MTBD+MDT)MTBD/(MTBD+MDT)83信息系信息系统统集成集成专业专业技技术术知知识识8484可测试性l可测试性表明论证程序正确性的容易程度可测试性表明论证程序正确性的容易程度。程。程序越简单，证明其正确性就越容易。而且设计序越简单，证明其正确性就越容易。而且设计合用的测试用例，取决于对程序的全面理解。合用的测试用例，取决于对程序的全面理解。l一个可测试的程序应当是一个可测试的程序应当是可理解的可理解的，可靠的可靠的，简单的简单的。4. 可修改性l可修改性表明程序容易修改的程度可修改性表明程序容易修改的程度。l一个可修改的程序应当是一个可修改的程序应当是可理解的可理解的、通用的通用的、灵活灵活的的、简单的简单的。l通用性是指程序适用于各种功能变化而无需修改通用性是指程序适用于各种功能变化而无需修改l灵活性是指能够容易地对程序进行修改。灵活性是指能够容易地对程序进行修改。84信息系信息系统统集成集成专业专业技技术术知知识识8585可移植性l可移植性表明程序转移到一个新的计算环境的可可移植性表明程序转移到一个新的计算环境的可能性的大小能性的大小。或者它表明程序可以容易地、有效。或者它表明程序可以容易地、有效地在各种各样的计算环境中运行的容易程度。地在各种各样的计算环境中运行的容易程度。l一个可移植的程序应具有一个可移植的程序应具有结构良好、灵活、不依结构良好、灵活、不依赖于某一具体计算机或操作系统的性能。赖于某一具体计算机或操作系统的性能。85信息系信息系统统集成集成专业专业技技术术知知识识8686效率l l效率表明一个程序能执行预定功能而又不浪效率表明一个程序能执行预定功能而又不浪效率表明一个程序能执行预定功能而又不浪效率表明一个程序能执行预定功能而又不浪费机器资源的程度费机器资源的程度费机器资源的程度费机器资源的程度。l l这些机器资源包括这些机器资源包括这些机器资源包括这些机器资源包括内存容量内存容量内存容量内存容量、外存容量外存容量外存容量外存容量、通通通通道容量道容量道容量道容量和和和和执行时间执行时间执行时间执行时间。7. 可使用性l l从用户观点出发，从用户观点出发，从用户观点出发，从用户观点出发，可使用性定义为程序方便、可使用性定义为程序方便、可使用性定义为程序方便、可使用性定义为程序方便、实用、及易于使用的程度实用、及易于使用的程度实用、及易于使用的程度实用、及易于使用的程度。一个可使用的程。一个可使用的程。一个可使用的程。一个可使用的程序应是序应是序应是序应是易于使用的易于使用的易于使用的易于使用的、能允许用户出错和改变能允许用户出错和改变能允许用户出错和改变能允许用户出错和改变，并并并并尽可能不使用户陷入混乱状态的尽可能不使用户陷入混乱状态的尽可能不使用户陷入混乱状态的尽可能不使用户陷入混乱状态的程序。程序。程序。程序。86信息系信息系统统集成集成专业专业技技术术知知识识87872.2 软件质量保证l软件质量保证活动：l应用技术方法l正式的技术评审l软件测试l标准的实施l控制变更l量度l记录与报告87信息系信息系统统集成集成专业专业技技术术知知识识8888软件质量特性ISO/IEC9126软件质量模型的三个层次l质量特性l质量子特性l质量量度指标88信息系信息系统统集成集成专业专业技技术术知知识识89891.功能性l适合性匹配相应的功能要求l准确性得到正确的结果或效果l互用性能与其他系统交互操作l依从性复合有关标准、法规l安全性避免非法访问89信息系信息系统统集成集成专业专业技技术术知知识识90902.可靠性l成熟性软件失效频度l容错性措施使用下的维持软件水平程度l易恢复性恢复原有水平的难易程度3.易使用性l易理解性理解软件逻辑的难易l易学性为了应用付出的努力l易操作性为了操作所付出的努力90信息系信息系统统集成集成专业专业技技术术知知识识91914.效率时间特性软件响应快慢资源特性软件使用资源量和占用资源时间5.可维护性l易分析性为找出问题原因付出的努力l易改变性为修改或排错付出的努力l稳定性因修改带来的风险大小l易测试性确认已修改软件的努力91信息系信息系统统集成集成专业专业技技术术知知识识92926.可移植性l适应性适应不同环境的能力l易安装性规定环境下的安装难易l一致性与可移植性有关标准的复合程度l易替换性替换其他软件的难易92信息系信息系统统集成集成专业专业技技术术知知识识9393Mc Call软件质量模型93信息系信息系统统集成集成专业专业技技术术知知识识9494过程的定义过程的定义pSEICMM 定义定义过程是用于软件开发及维护的一系列活动、方法及实践。2.3 软件过程管理94信息系信息系统统集成集成专业专业技技术术知知识识9595关键概念lCMMCMM强调机构一致地、可预测地生产高质量软件产品的能强调机构一致地、可预测地生产高质量软件产品的能力。力。l过程（过程（ProcessProcess）：为了达到给定目标所实施的一序列步：为了达到给定目标所实施的一序列步骤。骤。人员利用规程、方法、工具和设备将输入转化成人员利用规程、方法、工具和设备将输入转化成产品产品l软件过程（软件过程（Software ProcessSoftware Process）: : 软件开发人员开发和维软件开发人员开发和维护软件及其相关产品（如项目计划、设计文档、代码等护软件及其相关产品（如项目计划、设计文档、代码等等）的一套行为、方法、实践及变换过程。等）的一套行为、方法、实践及变换过程。软件产品的质量取决于软件过程质量软件产品的质量取决于软件过程质量l软件过程能力（软件过程能力（ Software Process Capability Software Process Capability ）：遵：遵循某软件过程可能达到的预期结果的范围。循某软件过程可能达到的预期结果的范围。95信息系信息系统统集成集成专业专业技技术术知知识识9696l软件过程效能（软件过程效能（Software Process PerformanceSoftware Process Performance）: : 遵循遵循一个软件过程所达到的实际结果。一个软件过程所达到的实际结果。l软件过程成熟度（软件过程成熟度（Software Process MaturitySoftware Process Maturity）: : 针对针对具体的软件过程进行明确定义、管理、测量、控制以及有具体的软件过程进行明确定义、管理、测量、控制以及有效的程度。效的程度。软件过程成熟度要求机构改进软件过程软件过程成熟度要求机构改进软件过程l基础设施（基础设施（ InfrastructureInfrastructure）：机构或系统的基本框架，：机构或系统的基本框架，包括正在执行的软件过程的机构机构、策略、标准、培训、包括正在执行的软件过程的机构机构、策略、标准、培训、设备和工具。设备和工具。l机构文化机构文化(corporate culture) (corporate culture) ：做事情的方式。：做事情的方式。l制度化（制度化（ Institutionalization Institutionalization ）：建立起支持方法、：建立起支持方法、实践和规程的基础设施和企业文化。实践和规程的基础设施和企业文化。96信息系信息系统统集成集成专业专业技技术术知知识识9797实现、管理和支持过程之间的关系97信息系信息系统统集成集成专业专业技技术术知知识识9898软件过程的分类和组成软件基本过程：软件获取、供应、开发、运软件基本过程：软件获取、供应、开发、运行和维护的过程，包括需求分析、软件设计、行和维护的过程，包括需求分析、软件设计、编码等过程。编码等过程。软件支持过程：对软件主要过程提供支持的软件支持过程：对软件主要过程提供支持的过程，包括文档编制过程、配置管理过程、过程，包括文档编制过程、配置管理过程、质量保证过程、验证和确认过程（测试过程）质量保证过程、验证和确认过程（测试过程）、评审过程等。、评审过程等。软件组织过程：对软件主要过程和支持过程软件组织过程：对软件主要过程和支持过程的组织保证过程，包括管理过程、基础设施的组织保证过程，包括管理过程、基础设施过程、改进过程和培训过程。过程、改进过程和培训过程。98信息系信息系统统集成集成专业专业技技术术知知识识9999IEC12207软件生存周期过程99信息系信息系统统集成集成专业专业技技术术知知识识100100ISO/IEC15504软件生存周期过程100信息系信息系统统集成集成专业专业技技术术知知识识101101软件过程规范的建立p软件能力成熟度模型（CMM/CMMI）p个体软件过程（PSP）p团队软件过程（TSP）pIBM-Raional统一过程（RUP）p极限编程（eXtremeProgramming，XP）p微软软件框架（MSF）101信息系信息系统统集成集成专业专业技技术术知知识识102102软件工程过程l工程过程是软件系统、产品的定义、设计、工程过程是软件系统、产品的定义、设计、实现以及维护的过程。实现以及维护的过程。p开发过程：定义并开发软件产品的活动过程，包括需开发过程：定义并开发软件产品的活动过程，包括需求分析、软件设计和编程等。求分析、软件设计和编程等。p运行过程：在规定的环境中为其用户提供运行计算机运行过程：在规定的环境中为其用户提供运行计算机系统服务的活动过程，包括软件部署系统服务的活动过程，包括软件部署p维护过程：提供维护软件产品服务的活动过程，也就维护过程：提供维护软件产品服务的活动过程，也就是通过软件的修改、变更，使软件系统保持合适的运行是通过软件的修改、变更，使软件系统保持合适的运行状态，这一过程包括软件产品的移植和退役。状态，这一过程包括软件产品的移植和退役。 102信息系信息系统统集成集成专业专业技技术术知知识识103103软件支持过程p 文档编文档编制制p 配置管配置管理理p 质量保质量保证证p 验证验证p 确认确认p 联合评联合评审审p 审核审核p 问题解问题解决决 p明确并定义文档开发中所采用的标准、软件过程中所需要的各类文档。p详细说明所有文档的内容、目的及相关的输出产品。p根据定义的标准与已确定的计划来编写、审查、修改和发布所有文档。p按已定义的标准和具体的规则维护文档。 p 软件过程或项目中的配置项（如程序、文件和数据等有关内容）被标识、定义。p 根据已定义的配置项建立基线，以便对更改与发布进行有效的控制，并控制配置项的存储、处理与分发，确保配置项的完全性与一致性。p 记录并报告配置项的状态以及已发生变更的需求。 p针对过程或项目确定质量保证活动、制定出相应的计划与进度表。p确定质量保证活动的有关标准、方法、规程与工具。p确定进行质量保证活动所需的资源、组织及其组织成员的职责。p有足够的能力确保必要的质量保证活动独立于管理者以及过程实际执行者之外进行开展和实施。p在与各类相关的计划进度保持一致的前提下，实施所制定的质量保证活动 。 p根据需要验证的工作产品所制定的规范（如产品规格说明书）实施必要的检验活动：p有效地发现各类阶段性产品所存在的缺陷，并跟踪和消除缺陷。p 根据客户实际需求，确认所有工作产品相应的质量准则，并实施必需的确认活动。p 提供有关证据，以证明开发出的工作产品满足或适合指定的需求。p与客户、供应商以及其他利益相关方（或独立的第三方）对开发的活动和产品进行评估 。p为联合评审的实施制定相应的计划与进度，跟踪评审活动，直至结束 。p判断是否与指定的需求、计划以及合同相一致 。p由合适的、独立的一方来安排对产品或过程的审核工作 。p以确定其是否符合特定需求 p 提供及时的、有明确职责的以及文档化的方式，以确保所有发现的问题都经过相应的分析并得到解决 。p 提供一种相应的机制，以识别所发现的问题并根据相应的趋势采取行动 。103信息系信息系统统集成集成专业专业技技术术知知识识104104软件管理过程104信息系信息系统统集成集成专业专业技技术术知知识识105105软件的管理过程p 项目管理过程项目管理过程是计划、跟踪和协调项目执行及生产所需资源的管理过程。项目管理过程的活动，包括软件基本过程的范围确定、策划、执行和控制、评审和评价等。 p 质量管理过程质量管理过程是对项目产品和服务的质量加以管理，从而获得最大的客户满意度。此过程包括在项目以及组织层次上建立对产品和过程质量管理的关注 p 风险管理过程，风险管理过程，在整个项目的生命周期中对风险不断的识别、诊断和分析，回避风险、降低风险或消除风险，并在项目以及组织层次上建立有效的风险管理机制 p 子合同商管理过程，子合同商管理过程，选择合格的子合同商并对其进行管理的过程 105信息系信息系统统集成集成专业专业技技术术知知识识106106软件组织过程 业务规划过程是为组织与项目成员提供对愿景是为组织与项目成员提供对愿景的描述以及企业文化的介绍，从而使项目成员能的描述以及企业文化的介绍，从而使项目成员能更有效地工作。更有效地工作。 定义过程是建立一个可重复使用的过程定义库，是建立一个可重复使用的过程定义库，从而对其它过程等提供指导、约束和支持从而对其它过程等提供指导、约束和支持改进过程是为了满足业务变化的需要，提高过程是为了满足业务变化的需要，提高过程的效率与有效性，而对软件过程进行持续的评估、的效率与有效性，而对软件过程进行持续的评估、度量、控制和改善的过程度量、控制和改善的过程 人力资源和培训过程，为项目或其它组织过程提为项目或其它组织过程提供培训合格的人员所需的活动供培训合格的人员所需的活动 基础设施过程是建立生存周期过程基础结构、为是建立生存周期过程基础结构、为其他过程建立和维护所需基础设施的过程其他过程建立和维护所需基础设施的过程 106信息系信息系统统集成集成专业专业技技术术知知识识107107软件客户供应商的过程l客户供应商过程是内部直接影响到客户、是内部直接影响到客户、外部直接影响开发、向客户交付软件以及软件外部直接影响开发、向客户交付软件以及软件正确操作与使用的过程，包括软件获得、客户正确操作与使用的过程，包括软件获得、客户需求管理、提供软件、操作软件以及提供客户需求管理、提供软件、操作软件以及提供客户服务等服务等5个子过程个子过程获取过程从确定需要获取的软件系统、产品或服务开始，然后制定和发布标书、选择供方和管理获取过程，直到验收软件系统、产品或服务 。该过程的成功实施会导致最终生成一个明确的合同或条约，清楚地描述出客户与供应方的期望、职责与义务。 在整个软件生命周期中，针对不断变化的客户需求加以收集、处理和跟踪，并建立软件需求的基准线，以作为项目中软件开发活动过程和产品度量和变更管理的基础 按客户、事先规定的要求对软件进行包装、发布与安装的活动过程 确定包装、发布以及安装软件的有关要求。软件有效地被安装与使用。软件达到需求定义中所规定的质量水平。确定和管理由于引人并发操作软件而带来的操作上的风险。按要求的步骤和在要求的操作环境中运行软件。提供操作上的技术支持，以便解决操作过程个出现的问题确保软件（或主机系统）有足够的能力满足用户的需求。基于实施情况，确定客户所需要的支持服务。通过提供适当的服务来满足客户的需求。针对客户对产品本身及其相应的支持服务的满意程度进行持续的评估107信息系信息系统统集成集成专业专业技技术术知知识识108108基于SOA的软件过程模型l面向服务架构（Service-OrientedArchitecture，SOA）是企业级的、按需连接资源的新型架构，是企业级的、按需连接资源的新型架构，它描述了一系列模式和指导方针来创建松耦合、它描述了一系列模式和指导方针来创建松耦合、依赖业务的服务。依赖业务的服务。 108信息系信息系统统集成集成专业专业技技术术知知识识109109109信息系信息系统统集成集成专业专业技技术术知知识识1101102.4 软件复用l软件复用的定义软件复用的定义软件复用是使用已有的软件产品（如设计、代码、文档等）来开发新的软件系统的过程。l按照可复用的粒度，软件制品从小到大分为以下几类：源代码复用软件体系结构复用应用程序生成器领域特定的软件体系结构的复用软件复用的粒度软件复用的粒度 110信息系信息系统统集成集成专业专业技技术术知知识识111111横向复用和纵向复用横向复用和纵向复用 l横向复用是指复用不同应用领域中的软件元素。l纵向复用是指在一类具有较多公共性的应用领域之间进行软部品复用。领域分析用户需求软件开发与构件开发目标软件确认可复用构件库检索理解111信息系信息系统统集成集成专业专业技技术术知知识识112112 构件模型及实现构件模型及实现 构件的定义构件的定义 构件是指语义完整、语法正确和有可重用价构件是指语义完整、语法正确和有可重用价值的单位软件，是软件重用过程中可以明确辨识值的单位软件，是软件重用过程中可以明确辨识的系统；结构上，它是语义描述、通讯接口和实的系统；结构上，它是语义描述、通讯接口和实现代码的复合体。现代码的复合体。112信息系信息系统统集成集成专业专业技技术术知知识识113113 构件模型的三个主要流派构件模型的三个主要流派 OMGOMG（Object Management GroupObject Management Group，对象管理集团）的，对象管理集团）的CORBACORBA（Common Object Request Broker ArchitectureCommon Object Request Broker Architecture，通用对象请求代理结构），通用对象请求代理结构）SunSun的的EJBEJB（Enterprise Java BeanEnterprise Java Bean）MicrosoftMicrosoft的的DCOMDCOM（Distributed Component Object Distributed Component Object ModelModel，分布式构件对象模型）。，分布式构件对象模型）。 113信息系信息系统统集成集成专业专业技技术术知知识识114114 构件获取构件获取 从现有构件中获得符合要求的构件，直接使用或作从现有构件中获得符合要求的构件，直接使用或作适应性修改，得到可重用的构件；适应性修改，得到可重用的构件； 通过遗留工程，将具有潜在重用价值的构件提取出通过遗留工程，将具有潜在重用价值的构件提取出来，得到可重用的构件；来，得到可重用的构件； 从市场上购买现成的商业构件，即从市场上购买现成的商业构件，即COTSCOTS（Commercial Off-The-ShellCommercial Off-The-Shell）构件；）构件； 开发新的符合要求的构件。开发新的符合要求的构件。 114信息系信息系统统集成集成专业专业技技术术知知识识115115（1 1）构件描述）构件描述 构件模型是对构件本质的抽象描述，主要是为构件构件模型是对构件本质的抽象描述，主要是为构件的制作与构件的重用提供依据；的制作与构件的重用提供依据； 从管理角度出发，也需要对构件进行描述，例如：从管理角度出发，也需要对构件进行描述，例如：实现方式、实现体、注释、生产者、生产日期、大小、实现方式、实现体、注释、生产者、生产日期、大小、价格、版本和关联构件等信息，它们与构件模型共同组价格、版本和关联构件等信息，它们与构件模型共同组成了对构件的完整描述。成了对构件的完整描述。构件管理构件管理 115信息系信息系统统集成集成专业专业技技术术知知识识116116（2 2）构件分类与组织）构件分类与组织 关键字分类法关键字分类法 刻面分类法刻面分类法 超文本组织方法超文本组织方法 （3 3） 人员及权限管理人员及权限管理 一般来讲，构件库系一般来讲，构件库系统可包括五类用户，即注统可包括五类用户，即注册用户、公共用户、构件册用户、公共用户、构件提交者、一般系统管理员提交者、一般系统管理员和超级系统管理员。和超级系统管理员。 116信息系信息系统统集成集成专业专业技技术术知知识识117117 关键字分类法关键字分类法117信息系信息系统统集成集成专业专业技技术术知知识识118118 刻面分类法刻面分类法 使用环境使用环境 应用领域应用领域 功能功能 层次层次 表示方法表示方法118信息系信息系统统集成集成专业专业技技术术知知识识119119构件重用构件重用 检索与提取构件检索与提取构件 基于关键字的检索基于关键字的检索 刻面检索法刻面检索法 超文本检索法超文本检索法 其他检索方法其他检索方法 理解与评价构件理解与评价构件 构件的功能与行为构件的功能与行为 相关的领域知识相关的领域知识 可适应性约束条件与例外情形可适应性约束条件与例外情形 可以预见的修改部分及修改方法可以预见的修改部分及修改方法 修改构件修改构件 构件组装构件组装 基于功能的组装技术基于功能的组装技术 基于数据的组装技术基于数据的组装技术 面向对象的组装技术面向对象的组装技术119信息系信息系统统集成集成专业专业技技术术知知识识120120构件标准规范 l为了将不同软件生产商在不同软硬件平台上开发的构件组装成一个系统，必须解决异构平台的各构件间的互操作问题。l目前国际上已出现了一些支持互操作的构件标准，典型的有国际对象管理组织OMG推荐的CORBA、Microsoft公司推出的DCOM/COM/COM+和Sun的EJB。120信息系信息系统统集成集成专业专业技技术术知知识识121121面向对象思想面向对象思想3.1 3.1 面向对象基本概念面向对象基本概念第三节 面向对象系统分析与设计121信息系信息系统统集成集成专业专业技技术术知知识识122122每个对象都扮演了一个角色，并为其它成员提供特定的每个对象都扮演了一个角色，并为其它成员提供特定的服务或执行特定的行为。服务或执行特定的行为。 在面向对象世界中，行为的启动是通过将在面向对象世界中，行为的启动是通过将“消息消息”传递传递给对此行为负责的对象来完成的；同时还将伴随着执行给对此行为负责的对象来完成的；同时还将伴随着执行要求附上相关的信息（参数）；而收到该消息的对象则要求附上相关的信息（参数）；而收到该消息的对象则会执行相应的会执行相应的“方法方法”来实现需求来实现需求 用类和对象表示现实世界，用消息和方法来模拟现实世用类和对象表示现实世界，用消息和方法来模拟现实世界的核心思想界的核心思想 122信息系信息系统统集成集成专业专业技技术术知知识识123123 面向对象方法面向对象方法是利用抽象、封装等机制，是利用抽象、封装等机制，运用对象、类、继承、封装、聚合、消息传递、运用对象、类、继承、封装、聚合、消息传递、多态性等概念来构造系统的软件开发方法。多态性等概念来构造系统的软件开发方法。 面向对象方法采用的最主要机制是抽象。面向对象方法采用的最主要机制是抽象。面向对象面向对象= =对象对象 + + 类类 + + 继承继承 + + 消息通信消息通信面向对象的主要特征：面向对象的主要特征：面向对象的主要特征：面向对象的主要特征：qq 封装性封装性封装性封装性 (Encapsulation)(Encapsulation)(Encapsulation)(Encapsulation)qq 继承性继承性继承性继承性 (Inheritance)(Inheritance)(Inheritance)(Inheritance)qq 多态性多态性多态性多态性 (Polymorphism)(Polymorphism)(Polymorphism)(Polymorphism)123信息系信息系统统集成集成专业专业技技术术知知识识1241241.1.对象对象是以面向对象方法构造的系统的基本单位。是以面向对象方法构造的系统的基本单位。对象是对问题域中客观存在的事物的抽象，对对象是对问题域中客观存在的事物的抽象，对象具有描述其特征和状态的属性，还可以响应象具有描述其特征和状态的属性，还可以响应外界的消息，进行一定的操作。外界的消息，进行一定的操作。2.2.对象的属性和操作组成了一个完整的对象，对对象的属性和操作组成了一个完整的对象，对象只对外开放其属性和操作的一部份，大部份象只对外开放其属性和操作的一部份，大部份实现细节将对其它对象隐藏，这种机制称为实现细节将对其它对象隐藏，这种机制称为封封装装，对象的对外接口称为，对象的对外接口称为服务服务。3.3.将具有共同特征的对象进行将具有共同特征的对象进行抽象抽象，形成对这些，形成对这些对象的抽象描述对象的抽象描述类，每个对象就成为该类的类，每个对象就成为该类的一个实例。一个实例。对象124信息系信息系统统集成集成专业专业技技术术知知识识1251254.4.对形成的对象类进一步抽象，抽取这些类的共对形成的对象类进一步抽象，抽取这些类的共同特征，形成基本的类和派生的类。同特征，形成基本的类和派生的类。5.5.一个系统就是由各个对象组成，对象和对象之一个系统就是由各个对象组成，对象和对象之间存在静态关系和动态关系，静态关系体现了间存在静态关系和动态关系，静态关系体现了对象之间固有的联系。动态关系是对象之间通对象之间固有的联系。动态关系是对象之间通过发送消息进行通信，相互协作，完成系统功过发送消息进行通信，相互协作，完成系统功能。复杂对象可以由简单对象构成，这种关系能。复杂对象可以由简单对象构成，这种关系称做称做聚合聚合。125信息系信息系统统集成集成专业专业技技术术知知识识126126在软件系统开发的各个阶段，对象有其不同的表现形式。在程序设计语言中，用类来定义对象，类相当于一种用户自定义的数据类型，这种数据类型是一个由数据和作用在这些数据之上的操作所组成的整体。对象相当于具有该类型的一个变量。126信息系信息系统统集成集成专业专业技技术术知知识识127127消息l软件系统中的对象之间也存在着依存关软件系统中的对象之间也存在着依存关系，一个对象除了通过对外提供服务来系，一个对象除了通过对外提供服务来发挥自己的作用外，还需要请求其它对发挥自己的作用外，还需要请求其它对象为它服务。象为它服务。l消息是向对象发出的服务请求。是面向消息是向对象发出的服务请求。是面向对象系统中对象之间交互的途径。对象系统中对象之间交互的途径。127信息系信息系统统集成集成专业专业技技术术知知识识128128l在具体的程序设计语言中，消息表现为在具体的程序设计语言中，消息表现为对象在其操作过程中对另一个对象的服对象在其操作过程中对另一个对象的服务程序的调用，也就是函数（或过程、务程序的调用，也就是函数（或过程、例程）调用。例程）调用。l对于纯粹的面向对象语言，所有的函数对于纯粹的面向对象语言，所有的函数调用都可以看成是一种消息，所有的消调用都可以看成是一种消息，所有的消息发送者都是对象。息发送者都是对象。128信息系信息系统统集成集成专业专业技技术术知知识识129129l消息消息 对象之间相互请求或相互协作的途径，是要对象之间相互请求或相互协作的途径，是要求某个对象执行某个功能操作的规格说明求某个对象执行某个功能操作的规格说明l消息内容消息内容 通常包含接收方及请求接收方完成的通常包含接收方及请求接收方完成的功能信息功能信息l发送方发送方 发出消息，请求接收方响应发出消息，请求接收方响应l接收方接收方 收到消息后，经过解释，激活方法，予以收到消息后，经过解释，激活方法，予以响应响应129信息系信息系统统集成集成专业专业技技术术知知识识130130类l类是人类抽象思维的产物。在面向对象方法中，对问题域中与当前相关的对象进行分析，找出事物的共性，并对具有共同特征的对象进行划分，就得到了类。l类是具有相同属性和操作的一组对象的类是具有相同属性和操作的一组对象的集合，它为属于该类的全部对象提供了集合，它为属于该类的全部对象提供了统一的抽象描述。统一的抽象描述。130信息系信息系统统集成集成专业专业技技术术知知识识131131l类是一个独立的程序单位，它具有一个类名来唯一标识这个类，类的定义体包括属性和操作。属性和操作还有公有、私有之分，公有的属性和操作可以为其它对象所访问，而私有的属性和操作是在类对象内部实现，体现了封装和信息隐藏的操作思想。公有的操作就体现为对象的服务。131信息系信息系统统集成集成专业专业技技术术知知识识132132l具有共同属性和行为的对象的抽象具有共同属性和行为的对象的抽象l类与对象的关系类与对象的关系类是对象的抽象类是对象的抽象对象是类的实例对象是类的实例132信息系信息系统统集成集成专业专业技技术术知知识识133133继承l特殊类的对象拥有其一般类的全部属性和操作，特殊类的对象拥有其一般类的全部属性和操作，称做特殊类对一般类的继承。一般类是对各种称做特殊类对一般类的继承。一般类是对各种特殊类的共同特性的抽象。特殊类通过继承自特殊类的共同特性的抽象。特殊类通过继承自动获得一般类所具有的特性，因而特殊类只需动获得一般类所具有的特性，因而特殊类只需要再定义属于它自己特定的属性和操作就可以要再定义属于它自己特定的属性和操作就可以了，特殊类的对象不仅包含它自己类中定义的了，特殊类的对象不仅包含它自己类中定义的属性和操作，也包含了在一般类中定义的所有属性和操作，也包含了在一般类中定义的所有属性和服务。属性和服务。l继承关系中的一般类称为基类，特殊类称为派继承关系中的一般类称为基类，特殊类称为派生类。生类。133信息系信息系统统集成集成专业专业技技术术知知识识134134l继承性是父类和子类之间继承性是父类和子类之间共享数据和方法的机制共享数据和方法的机制l继承性具有传递性继承性具有传递性l继承性包括单继承和多重继承性包括单继承和多重继承继承 子类子类继承部分继承部分增加部分增加部分父类父类共性部分共性部分134信息系信息系统统集成集成专业专业技技术术知知识识135135封装l对象是一个数据和操作的封装体，这个封装体对象是一个数据和操作的封装体，这个封装体对外仅呈现少量的接口，大多数实现细节都对对外仅呈现少量的接口，大多数实现细节都对外隐藏。封装的含义一是包装，二是信息隐藏，外隐藏。封装的含义一是包装，二是信息隐藏，对外只公布一个有限的界面，通过这个界面和对外只公布一个有限的界面，通过这个界面和外界交互。外界交互。l封装和继承是面向对象方法中互补的两种技术。封装和继承是面向对象方法中互补的两种技术。封装使对象成为一个相对独立的整体，而继承封装使对象成为一个相对独立的整体，而继承给了对象类另一个发展的空间，派生类通过继给了对象类另一个发展的空间，派生类通过继承得到了基类的属性和操作。封装使用其它对承得到了基类的属性和操作。封装使用其它对象的服务实现动态共享，而继承则是对代码的象的服务实现动态共享，而继承则是对代码的静态共享。静态共享。135信息系信息系统统集成集成专业专业技技术术知知识识136136l封装是面向对象程序设计语言必须提供的机制。封装是面向对象程序设计语言必须提供的机制。严格的封装要求对象的所有属性和操作都对外严格的封装要求对象的所有属性和操作都对外隐藏，外界只能通过那些公共的操作（即服务）隐藏，外界只能通过那些公共的操作（即服务）才能访问这些属性。才能访问这些属性。 封装是软件开发方法的重要原则，有两个涵义：封装是软件开发方法的重要原则，有两个涵义：把对象的全部属性和全部服务结合在一起，形把对象的全部属性和全部服务结合在一起，形成一个不可分割的独立单位（对象）。成一个不可分割的独立单位（对象）。尽可能隐蔽对象的内部细节（信息隐蔽）尽可能隐蔽对象的内部细节（信息隐蔽）136信息系信息系统统集成集成专业专业技技术术知知识识137137传统方法数据与过程是分离的传统方法数据与过程是分离的过程过程1 1输入输入输入输入输出输出输出输出过程过程2 2过程过程3 3数据实体数据实体属于该对象属于该对象的数据的数据对象对象处理数据的方法处理数据的方法消息消息消息消息消息消息消息消息对象把数据和处理数据的方法封状成一个单元对象把数据和处理数据的方法封状成一个单元对象把数据和处理数据的方法封状成一个单元对象把数据和处理数据的方法封状成一个单元137信息系信息系统统集成集成专业专业技技术术知知识识138138多态性l不同的对象收到同一消息可产生完全不同的不同的对象收到同一消息可产生完全不同的结果，这一现象叫做多态结果，这一现象叫做多态l多态的效果多态的效果 用户发送一个通用的消息，用户发送一个通用的消息，而实现的细节则由接收对象自行决定而实现的细节则由接收对象自行决定138信息系信息系统统集成集成专业专业技技术术知知识识139139UML是一种统一的、标准化的建模语言是一种统一的、标准化的建模语言 UML是一种应用面很广泛的建模语言是一种应用面很广泛的建模语言 3.2 UMLUse CaseDiagramsUse CaseDiagrams用例图用例图ScenarioDiagramsScenarioDiagrams协作图协作图StateDiagramsStateDiagrams构件图构件图ComponentDiagramsComponentDiagrams部署图部署图StateDiagramsStateDiagrams对象图对象图ScenarioDiagramsScenarioDiagrams状态图状态图Use CaseDiagramsUse CaseDiagrams序列图序列图StateDiagramsStateDiagrams类图类图活动图活动图UML139信息系信息系统统集成集成专业专业技技术术知知识识140140UML模型关系的种类模型关系的种类种类种类变种变种表示法表示法种类种类变种变种表示法表示法抽象抽象派生派生依赖关系依赖关系导入导入 私有私有依赖关系依赖关系显现显现公有公有实现实现实现关系实现关系信息流信息流精化精化依赖关系依赖关系包含并包含并跟踪跟踪许可许可关联关联关联关系关联关系协议符合协议符合绑定绑定依赖关系依赖关系替换替换依赖关系依赖关系部署部署使用使用调用调用扩展扩展Extend创建创建扩展扩展extension扩展关系扩展关系实例化实例化泛化泛化泛化关系泛化关系职责职责包含包含依赖关系依赖关系发送发送140信息系信息系统统集成集成专业专业技技术术知知识识141141关联关系关联关系关联（关联（Association）表示两个类之间存在某种语义上）表示两个类之间存在某种语义上的联系。关联关系提供了通信的路径，它是所有关系中的联系。关联关系提供了通信的路径，它是所有关系中最通用、语义最弱的。最通用、语义最弱的。在在UML中，使用一条实线来表示关联关系中，使用一条实线来表示关联关系 PersonCompanyworksforemployee*1employer141信息系信息系统统集成集成专业专业技技术术知知识识142142泛化、实现与依赖泛化、实现与依赖泛化关系描述了一般事物与该事物中的特殊种类之间的泛化关系描述了一般事物与该事物中的特殊种类之间的关系，也就是父类与子类之间的关系。关系，也就是父类与子类之间的关系。142信息系信息系统统集成集成专业专业技技术术知知识识143143实现关系是用来规定接口和实现接口的类或组件之间的实现关系是用来规定接口和实现接口的类或组件之间的关系。接口是操作的集合，这些操作用于规定类或组件关系。接口是操作的集合，这些操作用于规定类或组件的服务。的服务。 143信息系信息系统统集成集成专业专业技技术术知知识识144144有两个元素有两个元素X、Y，如果修改元素，如果修改元素X的定义可能会引起对的定义可能会引起对另一个元素另一个元素Y的定义的修改，则称元素的定义的修改，则称元素Y依赖依赖（Dependency）于元素）于元素X。 144信息系信息系统统集成集成专业专业技技术术知知识识145145UML定义的图定义的图图名功能备注类图描述类、类的特性以及类之间的关系UML 1原有对象图描述一个时间点上系统中各个对象的一个快照UML 1非正式图复合结构图描述类的运行时刻的分解UML 2.0新增构件图描述构件的结构与连接UML 1原有部署图描述在各个节点上的部署UML 1原有包图描述编译时的层次结构UML中非正式图用例图描述用户与系统如何交互UML 1原有活动图描述过程行为与并行行为UML 1原有状态机图描述事件如何改变对象生命周期UML 1原有顺序图描述对象之间的交互，重点在强调顺序UML 1原有通信图描述对象之间的交互，重点在于连接UML 1中的协作图定时图描述对象之间的交互，重点在于定时UML 2.0 新增交互概观图是一种顺序图与活动图的混合UML 2.0新增145信息系信息系统统集成集成专业专业技技术术知知识识146146UML视图和图视图和图主要领域主要领域视图视图图图结构结构静态视图静态视图类图类图设计视图设计视图复合结构图、协作图、构件图复合结构图、协作图、构件图用例视图用例视图用例图用例图动态动态状态视图状态视图状态机图状态机图活动视图活动视图活动图活动图交互视图交互视图顺序图、通信图顺序图、通信图物理物理部署视图部署视图部署图部署图模型管理模型管理模型管理视图模型管理视图包图包图特性描述特性描述包图包图146信息系信息系统统集成集成专业专业技技术术知知识识147147147信息系信息系统统集成集成专业专业技技术术知知识识148148 类图类图表示系表示系统中的统中的类和类类和类与类之与类之间的关间的关系，它系，它是对系是对系统静态统静态结构的结构的描述描述 148信息系信息系统统集成集成专业专业技技术术知知识识149149对象图对象图对象图是类图是类图的变形，的变形，展示的展示的是类的是类的实例，实例，是对类是对类图的实图的实例化例化149信息系信息系统统集成集成专业专业技技术术知知识识150150 协作图协作图描述对象间的描述对象间的协作关系，协协作关系，协作图跟序列图作图跟序列图相似，显示对相似，显示对象间的动态合象间的动态合作关系。作关系。如果强调时间如果强调时间和顺序，则使和顺序，则使用序列图；如用序列图；如果强调上下级果强调上下级关系，则选择关系，则选择协作图。这两协作图。这两种图合称为交种图合称为交互图。互图。 150信息系信息系统统集成集成专业专业技技术术知知识识151151 状态图状态图描述类的描述类的对象所有对象所有可能的状可能的状态以及事态以及事件发生时件发生时状态的转状态的转移条件。移条件。通常，状通常，状态图是对态图是对类图的补类图的补充充 151信息系信息系统统集成集成专业专业技技术术知知识识152152 构件图构件图描述代描述代码构件码构件的物理的物理结构及结构及各构件各构件之间的之间的依赖关依赖关系系 152信息系信息系统统集成集成专业专业技技术术知知识识153153 部署图部署图部署图部署图定义系定义系统中软统中软硬件的硬件的物理体物理体系结构系结构 153信息系信息系统统集成集成专业专业技技术术知知识识154154用例用例用例实例是在系统中执行的一系列动作，这些动作将生用例实例是在系统中执行的一系列动作，这些动作将生成特定参与者可见的价值结果。一个用例定义一组用例成特定参与者可见的价值结果。一个用例定义一组用例实例实例 用例是由一组用例实例组成的，用例实例也就是常说的用例是由一组用例实例组成的，用例实例也就是常说的“使用场景使用场景”，就是用户使用系统的一个实际的、特定，就是用户使用系统的一个实际的、特定的场景的场景 用例应该给参与者带来可见的价值，这点十分关键用例应该给参与者带来可见的价值，这点十分关键 用例图用例图154信息系信息系统统集成集成专业专业技技术术知知识识155155用于显示用于显示若干角色若干角色以及这些以及这些角色与系角色与系统提供的统提供的用例之间用例之间的连接关的连接关系。用例系。用例是系统提是系统提供的功能供的功能的描述的描述 155信息系信息系统统集成集成专业专业技技术术知知识识156156包在面向对象软件开发的视角中，类显然是构建整个系统在面向对象软件开发的视角中，类显然是构建整个系统的基本构造块。但是对于庞大的应用系统而言，其包含的基本构造块。但是对于庞大的应用系统而言，其包含的类将是成百上千，再加上其间的类将是成百上千，再加上其间“阡陌交纵阡陌交纵”的关联关的关联关系、多重性等，必然是大大超出了人们可以处理的复杂系、多重性等，必然是大大超出了人们可以处理的复杂度。这也就是引入了度。这也就是引入了“包包”这种分组事物构造块。这种分组事物构造块。包的作用是：包的作用是：1）对语义上相关的元素进行分组；）对语义上相关的元素进行分组；2）定义模型中的）定义模型中的“语义边界语义边界”；3）提供配置管理单元；）提供配置管理单元；4）在设计时，提供并行工作的单元；）在设计时，提供并行工作的单元；5）提供封装的命名空间，其中所有名称必须惟一）提供封装的命名空间，其中所有名称必须惟一156信息系信息系统统集成集成专业专业技技术术知知识识157157157信息系信息系统统集成集成专业专业技技术术知知识识158158交互的概念交互的概念一次交互就是指在特定语境中，为了实现某一一次交互就是指在特定语境中，为了实现某一个目标，而在一组对象之间进行交换的一组消个目标，而在一组对象之间进行交换的一组消息所表示的行为息所表示的行为 158信息系信息系统统集成集成专业专业技技术术知知识识159159UMLUML中的中的4 4种交互图种交互图序列图序列图：序列图序列图是一种强调消息时间顺序的交互图，是一种强调消息时间顺序的交互图，为读者提供了控制流随着时间推移的清晰的可视化轨迹为读者提供了控制流随着时间推移的清晰的可视化轨迹通信图：通信图：UML 2.0中的通信图实际上就是中的通信图实际上就是UML 1中的协中的协作图，它强调的是参加交互的对象的组织，为读者提供作图，它强调的是参加交互的对象的组织，为读者提供了在协作对象结构组织的语境中观察控制流的一个清晰了在协作对象结构组织的语境中观察控制流的一个清晰的可视化轨迹的可视化轨迹 定时图：采用了一种带数字刻度的时间轴来精确地描述定时图：采用了一种带数字刻度的时间轴来精确地描述消息的顺序消息的顺序交互概述图：是交互图和活动图的混合物交互概述图：是交互图和活动图的混合物 159信息系信息系统统集成集成专业专业技技术术知知识识160160序列图主要用于按照交互发生的一系列顺序，显序列图主要用于按照交互发生的一系列顺序，显示对象之间的这些交互。很象类图，开发者一般示对象之间的这些交互。很象类图，开发者一般认为序列图只对他们有意义。然而，一个组织的认为序列图只对他们有意义。然而，一个组织的业务人员会发现，序列图显示不同的业务对象如业务人员会发现，序列图显示不同的业务对象如何交互，对于交流当前业务如何进行很有用。除何交互，对于交流当前业务如何进行很有用。除记录组织的当前事件外，一个业务级的序列图能记录组织的当前事件外，一个业务级的序列图能被当作一个需求文件使用，为实现一个未来系统被当作一个需求文件使用，为实现一个未来系统传递需求。在项目的需求阶段，分析师能通过提传递需求。在项目的需求阶段，分析师能通过提供一个更加正式层次的表达，把用例带入下一层供一个更加正式层次的表达，把用例带入下一层次。那种情况下，用例常常被细化为一个或者更次。那种情况下，用例常常被细化为一个或者更多的序列图。多的序列图。 160信息系信息系统统集成集成专业专业技技术术知知识识161161序列图序列图用来反映若用来反映若干个对象之干个对象之间的动态协间的动态协作关系，也作关系，也就是随着时就是随着时间的推移，间的推移，对象之间是对象之间是如何交互的如何交互的 161信息系信息系统统集成集成专业专业技技术术知知识识162162 通信图通信图162信息系信息系统统集成集成专业专业技技术术知知识识163163活动图概述活动图概述活动图和交互图是活动图和交互图是UML中对系统动态方面建模的两种主中对系统动态方面建模的两种主要形式要形式交互图强调的是对象到对象的控制流，而活动图则强调交互图强调的是对象到对象的控制流，而活动图则强调的是从活动到活动的控制流的是从活动到活动的控制流 活动图是一种表述过程基理、业务过程以及工作流的技活动图是一种表述过程基理、业务过程以及工作流的技术。它可以用来对业务过程、工作流建模，也可以对用术。它可以用来对业务过程、工作流建模，也可以对用例实现甚至是程序实现来建模例实现甚至是程序实现来建模 UML 2.0而言，去除了而言，去除了“活动图是状态图活动图是状态图的一种特例的一种特例”这一规定这一规定 活动图活动图163信息系信息系统统集成集成专业专业技技术术知知识识164164描述满足描述满足用例要求用例要求所要进行所要进行的活动以的活动以及活动间及活动间的约束关的约束关系，有利系，有利于识别并于识别并行活动行活动 164信息系信息系统统集成集成专业专业技技术术知知识识1651653.3 面向对象的分析和设计面向对象软件开发的生命周期可分为：分析、设计、实现三部份。OOA过程包含以下主要活动：l1.发现对象，并对它们抽象分类，得到对象的类l2.识别对象的内部特征，包括对象的属性和操作l3.识别对象的外部关系l4.借助其它表示法进一步分析系统l5.对上面建立的所有表示进行详细的说明l6.如需要时开发原型，辅助分析165信息系信息系统统集成集成专业专业技技术术知知识识166166面向对象方法开发软件通常建立的三种形式的模型面向对象方法开发软件通常建立的三种形式的模型对象模型对象模型: : 描述静态结构描述静态结构, , 定义做定义做事情的实体事情的实体功能模型功能模型: : 描述处理描述处理( (数据变换数据变换), ), 指明系统应指明系统应“做什么做什么”动态模型动态模型: : 描述交互过程描述交互过程, , 规定什么规定什么 时候做时候做 三种模型从三个不同但由密切相关的角度模拟三种模型从三个不同但由密切相关的角度模拟目标系统。目标系统。 对象模型是最重要、最基本、最核心的。对象模型是最重要、最基本、最核心的。166信息系信息系统统集成集成专业专业技技术术知知识识167167 对象模型对象模型 描述系统内部对象结构，包括对象本身的定义、描述系统内部对象结构，包括对象本身的定义、对象的属性、操作，以及对象与其它对象之间的关系。对象的属性、操作，以及对象与其它对象之间的关系。 对象模型是对象模型是OMTOMT方法论中最重要的部分，动态模型、方法论中最重要的部分，动态模型、功能模型都将依次而建立功能模型都将依次而建立 对象模型以对象图形式呈现，对象图由类构成。对象模型以对象图形式呈现，对象图由类构成。 建立数据字典建立数据字典 为所有模型实体准备一个数据字典为所有模型实体准备一个数据字典, ,精确描述精确描述每一个对象类每一个对象类, ,包括包括: : 成员成员 约束约束 关联、属性、操作关联、属性、操作167信息系信息系统统集成集成专业专业技技术术知知识识168168动态模型动态模型 用来描述系统与时间相关的动态行为即系统的用来描述系统与时间相关的动态行为即系统的控制逻辑，表现对象彼此间经过相互作用后，随时控制逻辑，表现对象彼此间经过相互作用后，随时间改变的不同运算顺序。间改变的不同运算顺序。 动态模型以动态模型以“事件事件”（Events）和）和“状态状态”（States）为其模型的主要概念。）为其模型的主要概念。 动态模型以状态图形式呈现动态模型以状态图形式呈现状态和事件的状态和事件的网络，侧重描述每一类对象的动态行为。网络，侧重描述每一类对象的动态行为。功能模型功能模型 用来描述系统中数据的变换。用来描述系统中数据的变换。 传统传统DFD + DFD + 控制流控制流168信息系信息系统统集成集成专业专业技技术术知知识识169169设计阶段将针对以下四方面：设计阶段将针对以下四方面：l1.1.问题域；问题域；l2.2.人机交互；人机交互；l3.3.数据管理；数据管理；l4.4.系统交互。系统交互。169信息系信息系统统集成集成专业专业技技术术知知识识170170软件体系结构的定义软件体系结构的定义 软件体系结构为软件系统提供了一个结构、行为软件体系结构为软件系统提供了一个结构、行为和属性的高级抽象，由构成系统的元素的描述、这和属性的高级抽象，由构成系统的元素的描述、这些元素的相互作用、指导元素集成的模式以及这些些元素的相互作用、指导元素集成的模式以及这些模式的约束组成。软件体系结构不仅指定了系统的模式的约束组成。软件体系结构不仅指定了系统的组织结构和拓扑结构，并且显示了系统需求和构成组织结构和拓扑结构，并且显示了系统需求和构成系统的元素之间的对应关系，提供了一些设计决策系统的元素之间的对应关系，提供了一些设计决策的基本原理。的基本原理。第四节 软件体系结构170信息系信息系统统集成集成专业专业技技术术知知识识1711714.1 4.1 经典的体系结构风格经典的体系结构风格 数据流风格：批处理序列；管道数据流风格：批处理序列；管道/ /过滤器。过滤器。 调调用用/ /返返回回风风格格：主主程程序序/ /子子程程序序；面面向向对对象象风格；层次结构。风格；层次结构。 独立构件风格：进程通讯；事件系统。独立构件风格：进程通讯；事件系统。 虚拟机风格：解释器；基于规则的系统。虚拟机风格：解释器；基于规则的系统。 仓仓库库风风格格：数数据据库库系系统统；超超文文本本系系统统；黑黑板板系统。系统。171信息系信息系统统集成集成专业专业技技术术知知识识172172 管道和过滤器管道和过滤器 每每个个构构件件都都有有一一组组输输入入和和输输出出，构构件件读读输输入入的的数数据据流流，经经过过内内部部处处理理，然然后后产产生生输输出出数数据据流流。这这个个过过程程通通常常通通过过对对输输入入流流的的变变换换及及增增量量计计算算来来完完成成，所所以以在在输输入入被被完完全消费之前，输出便产生了。全消费之前，输出便产生了。 这这里里的的构构件件被被称称为为过过滤滤器器，这这种种风风格格的的连连接接件件就就象象是是数数据据流流传传输输的的管管道道，将将一一个个过过滤滤器器的的输输出出传传到到另另一一过过滤滤器的输入。器的输入。172信息系信息系统统集成集成专业专业技技术术知知识识173173 管道和过滤器风格的优点管道和过滤器风格的优点 使使得得软软构构件件具具有有良良好好的的隐隐蔽蔽性性和和高高内内聚聚、低低耦耦合合的的特点；特点； 允允许许设设计计者者将将整整个个系系统统的的输输入入/ /输输出出行行为为看看成成是是多多个个过滤器的行为的简单合成；过滤器的行为的简单合成； 支支持持软软件件重重用用。只只要要提提供供适适合合在在两两个个过过滤滤器器之之间间传传送的数据，任何两个过滤器都可被连接起来；送的数据，任何两个过滤器都可被连接起来； 系系统统维维护护和和增增强强系系统统性性能能简简单单。新新的的过过滤滤器器可可以以添添加到现有系统中来；旧的可以被改进的过滤器替换掉；加到现有系统中来；旧的可以被改进的过滤器替换掉； 允许对一些如吞吐量、死锁等属性的分析；允许对一些如吞吐量、死锁等属性的分析； 支支持持并并行行执执行行。每每个个过过滤滤器器是是作作为为一一个个单单独独的的任任务务完成，因此可与其它任务并行执行。完成，因此可与其它任务并行执行。173信息系信息系统统集成集成专业专业技技术术知知识识174174 管道和过滤器的缺点管道和过滤器的缺点 通通常常导导致致进进程程成成为为批批处处理理的的结结构构。这这是是因因为为虽虽然然过过滤滤器器可可增增量量式式地地处处理理数数据据，但但它它们们是是独独立立的的，所所以以设设计计者者必必须须将将每每个个过过滤滤器器看看成成一一个完整的从输入到输出的转换；个完整的从输入到输出的转换； 不不适适合合处处理理交交互互的的应应用用。当当需需要要增增量量地地显显示改变时，这个问题尤为严重；示改变时，这个问题尤为严重； 因因为为在在数数据据传传输输上上没没有有通通用用的的标标准准，每每个个过过滤滤器器都都增增加加了了解解析析和和合合成成数数据据的的工工作作，这这样样就就导导致致了了系系统统性性能能下下降降，并并增增加加了了编编写写过过滤滤器器的复杂性。的复杂性。174信息系信息系统统集成集成专业专业技技术术知知识识175175 数据抽象和面向对象组织数据抽象和面向对象组织 这这种种风风格格建建立立在在数数据据抽抽象象和和面面向向对对象象的的基基础础上上，数数据据的的表表示示方方法法和和它它们们的的相相应应操操作作封封装装在在一一个个抽象数据类型或对象中。抽象数据类型或对象中。 这这种种风风格格的的构构件件是是对对象象，或或者者说说是是抽抽象象数数据据类类型型的的实实例例。对对象象是是一一种种被被称称作作管管理理者者的的构构件件，因因为为它它负负责责保保持持资资源源的的完完整整性性。对对象象是是通通过过函数和过程的调用来交互的。函数和过程的调用来交互的。175信息系信息系统统集成集成专业专业技技术术知知识识176176 面向对象系统的优点、面向对象系统的优点、缺点缺点 因因为为对对象象对对其其它它对对象象隐隐藏藏它它的的表表示示，所所以以可可以以改改变一个对象的表示，而不影响其它的对象；变一个对象的表示，而不影响其它的对象； 设设计计者者可可将将一一些些数数据据存存取取操操作作的的问问题题分分解解成成一一些些交互的代理程序的集合。交互的代理程序的集合。 为为了了使使一一个个对对象象和和另另一一个个对对象象通通过过过过程程调调用用等等进进行行交交互互，必必须须知知道道对对象象的的标标识识。只只要要一一个个对对象象的的标标识识改变了，就必须修改所有其他明确调用它的对象；改变了，就必须修改所有其他明确调用它的对象； 必必须须修修改改所所有有显显式式调调用用它它的的其其它它对对象象，并并消消除除由由此此带带来来的的一一些些副副作作用用。例例如如，如如果果A A使使用用了了对对象象B B，C C也也使使用用了了对对象象B B，那那么么，C C对对B B的的使使用用所所造造成成的的对对A A的的影影响可能是料想不到的。响可能是料想不到的。176信息系信息系统统集成集成专业专业技技术术知知识识177177客户客户/ /服务器风格基本概念服务器风格基本概念 C/SC/S软软件件体体系系结结构构是是基基于于资资源源不不对对等等，且且为为实实现现共共享享而而提提出出来来的的，是是2020世世纪纪9090年年代代成成熟熟起起来来的的技技术术，C/SC/S体体系系结结构构定定义义了了工工作作站站如如何何与与服服务务器器相相连连，以以实实现现数数据据和和应用分布到多个处理机上。应用分布到多个处理机上。 C/SC/S体体系系结结构构有有三三个个主主要要组组成成部部分分：数数据据库库服服务务器器、客户应用程序和网络。客户应用程序和网络。177信息系信息系统统集成集成专业专业技技术术知知识识178178 体系结构体系结构178信息系信息系统统集成集成专业专业技技术术知知识识179179 优点优点 C/S C/S 体体系系结结构构具具有有强强大大的的数数据据操操作作和和事事务务处处理理能能力力，模模型型思思想想简单，易于人们理解和接受。简单，易于人们理解和接受。 系系统统的的客客户户应应用用程程序序和和服服务务器器构构件件分分别别运运行行在在不不同同的的计计算算机机上上，系系统统中中每每台台服服务务器器都都可可以以适适合合各各构构件件的的要要求求，这这对对于于硬硬件件和和软软件件的的变变化化显显示示出出极极大大的的适适应应性性和和灵灵活活性性，而而且且易易于于对对系系统统进进行行扩扩充充和和缩缩小。小。 在在C/SC/S体体系系结结构构中中，系系统统中中的的功功能能构构件件充充分分隔隔离离，客客户户应应用用程程序序的的开开发发集集中中于于数数据据的的显显示示和和分分析析，而而数数据据库库服服务务器器的的开开发发则则集集中中于于数数据据的的管管理理，不不必必在在每每一一个个新新的的应应用用程程序序中中都都要要对对一一个个DBMSDBMS进进行行编编码码。将将大大的的应应用用处处理理任任务务分分布布到到许许多多通通过过网网络络连连接接的的低低成成本本计计算算机机上，以节约大量费用。上，以节约大量费用。 179信息系信息系统统集成集成专业专业技技术术知知识识180180 缺点缺点 开发成本较高开发成本较高 客户端程序设计复杂客户端程序设计复杂 信息内容和形式单一信息内容和形式单一 用用户户界界面面风风格格不不一一，使使用用繁繁杂杂，不不利利于于推广使用推广使用 软件移植困难软件移植困难 软件维护和升级困难软件维护和升级困难 新技术不能轻易应用新技术不能轻易应用180信息系信息系统统集成集成专业专业技技术术知知识识181181浏览器浏览器/ /服务器风格基本概念服务器风格基本概念 浏浏览览器器/ /服服务务器器（B/SB/S）风风格格就就是是上上述述三三层层应应用用结结构构的的一一种种实实现现方方式式，其其具具体体结结构构为为：浏浏览览器器/Web/Web服服务务器器/ /数数据据库服务器。库服务器。 B/SB/S体体系系结结构构主主要要是是利利用用不不断断成成熟熟的的WWWWWW浏浏览览器器技技术术，结结合合浏浏览览器器的的多多种种脚脚本本语语言言，用用通通用用浏浏览览器器就就实实现现了了原原来来需需要要复复杂杂的的专专用用软软件件才才能能实实现现的的强强大大功功能能，并并节节约约了了开开发发成成本本。从从某某种种程程度度上上来来说说，B/SB/S结结构构是是一一种种全全新新的的软软件体系结构。件体系结构。181信息系信息系统统集成集成专业专业技技术术知知识识182182 体系结构体系结构182信息系信息系统统集成集成专业专业技技术术知知识识183183 优点优点 基基于于B/SB/S体体系系结结构构的的软软件件，系系统统安安装装、修修改改和和维维护护全全在在服服务务器器端端解解决决。用用户户在在使使用用系系统统时时，仅仅仅仅需需要要一一个个浏浏览览器器就就可可运运行行全全部部的的模模块块，真真正正达达到到了了“零零客客户户端端”的的功能，很容易在运行时自动升级。功能，很容易在运行时自动升级。 B/SB/S体体系系结结构构还还提提供供了了异异种种机机、异异种种网网、异异种种应应用用服服务的联机、联网、统一服务的最现实的开放性基础。务的联机、联网、统一服务的最现实的开放性基础。183信息系信息系统统集成集成专业专业技技术术知知识识184184 缺点缺点 B/SB/S体体系系结结构构缺缺乏乏对对动动态态页页面面的的支支持持能能力力，没没有有集集成成有效的数据库处理功能。有效的数据库处理功能。 B/SB/S体系结构的系统扩展能力差，安全性难以控制。体系结构的系统扩展能力差，安全性难以控制。 采采用用B/SB/S体体系系结结构构的的应应用用系系统统，在在数数据据查查询询等等响响应应速速度上，要远远地低于度上，要远远地低于C/SC/S体系结构。体系结构。 B/SB/S体体系系结结构构的的数数据据提提交交一一般般以以页页面面为为单单位位，数数据据的的动态交互性不强，不利于在线事务处理动态交互性不强，不利于在线事务处理(OLTP)(OLTP)应用。应用。184信息系信息系统统集成集成专业专业技技术术知知识识185185 对象管理结构对象管理结构公共对象请求代理体系结构公共对象请求代理体系结构 185信息系信息系统统集成集成专业专业技技术术知知识识186186 CORBA CORBA技术规范技术规范 接口定义语言（接口定义语言（IDLIDL） 接口池（接口池（IRIR） 动态调用接口（动态调用接口（DIIDII） 对象适配器（对象适配器（OAOA）186信息系信息系统统集成集成专业专业技技术术知知识识187187 接口定义语言接口定义语言 CORBACORBA利利用用IDLIDL统统一一地地描描述述服服务务器器对对象象（向向调调用用者者提提供供服服务务的的对对象象）的的接接口口。IDLIDL本本身身也也是是面面向向对对象象的的。它它虽虽然然不不是是编编程程语语言言，但但它它为为客客户户对对象象（发发出出服服务务请请求求的的对对象象）提提供供了了语语言言的的独独立立性性，因因为为客客户户对对象象只只需需了了解服务器对象的解服务器对象的IDLIDL接口，不必知道其编程语言。接口，不必知道其编程语言。 IDLIDL语语言言是是CORBACORBA规规范范中中定定义义的的一一种种中中性性语语言言，它它用用来来描描述述对对象象的的接接口口，而不涉及对象的具体实现。而不涉及对象的具体实现。 在在CORBACORBA中定义了中定义了IDLIDL语言到语言到C C、C+C+、SmallTalkSmallTalk和和JavaJava语言的映射。语言的映射。 接口池接口池 CORBACORBA的的接接口口池池包包括括了了分分布布计计算算环环境境中中所所有有可可用用的的服服务务器器对对象象的的接接口口表表示示。它它使使动动态态搜搜索索可可用用服服务务器器的的接接口口、动动态态构构造造请请求求及及参参数成为可能。数成为可能。187信息系信息系统统集成集成专业专业技技术术知知识识188188 动态调用接口动态调用接口 CORBACORBA的的动动态态调调用用接接口口提提供供了了一一些些标标准准函函数数以以供供客客户户对对象象动动态态创创建建请请求求、动动态态构构造造请请求求参参数数。客客户户对对象象将将动动态态调调用用接接口口与与接接口口池池配配合合使使用用可可实实现现服服务务器器对对象象接接口口的的动动态态搜搜索索、请请求求及及参参数数的的动动态态构构造造与与动动态态发发送送。当当然然，只只要要客客户户对对象象在在编编译译之之前前能能够够确确定定服服务务器器对对象象的的IDLIDL接接口口，CORBACORBA也也允允许许客客户户对对象象使使用用静静态态调调用用机机制制。显显然然，静静态态机机制制的的灵灵活活性性虽虽不不及及动动态机制，但执行效率却胜过动态机制。态机制，但执行效率却胜过动态机制。 动态调用接口动态调用接口 在在CORBACORBA中中，对对象象适适配配器器用用于于屏屏蔽蔽ORBORB内内核核的的实实现现细细节节，为为服服务务器器对对象象的的实实现现者者提提供供抽抽象象接接口口，以以便便他他们们使使用用ORBORB内内部部的的某某些些功功能能。这些功能包括服务器对象的登录与激活、客户请求的认证等。这些功能包括服务器对象的登录与激活、客户请求的认证等。 188信息系信息系统统集成集成专业专业技技术术知知识识189189 特点特点 引引入入中中间间件件作作为为事事务务代代理理，完完成成客客户户机机向向服服务务对对象象方方（ServerServer）提出的业务请求。）提出的业务请求。 实实现现客客户户与与服服务务对对象象的的完完全全分分开开，客客户户不不需需要要了了解解服服务务对对象象的的实现过程以及具体位置。实现过程以及具体位置。 提提供供软软总总线线机机制制，使使得得在在任任何何环环境境下下、采采用用任任何何语语言言开开发发的的软软件只要符合接口规范的定义，均能够集成到分布式系统中。件只要符合接口规范的定义，均能够集成到分布式系统中。 CORBACORBA规规范范软软件件系系统统采采用用面面向向对对象象的的软软件件实实现现方方法法开开发发应应用用系系统统，实实现现对对象象内内部部细细节节的的完完整整封封装装，保保留留对对象象方方法法的的对对外外接接口口定定义。义。 189信息系信息系统统集成集成专业专业技技术术知知识识190190常用的三个软件体系结构评估方法是：常用的三个软件体系结构评估方法是：l（1 1）体系结构权衡分析方法（）体系结构权衡分析方法（ATAMATAM方法）方法）l（2 2）软件体系结构分析方法（）软件体系结构分析方法（SAAMSAAM方法）方法）l（3 3）中间设计的积极评审（）中间设计的积极评审（ARIDARID方法）方法）4.2 4.2 体系结构评估体系结构评估190信息系信息系统统集成集成专业专业技技术术知知识识1911914.3 4.3 软件中间件软件中间件是指在分布式异构环境中，位于硬件、操作系统是指在分布式异构环境中，位于硬件、操作系统等平台和应用之间的通用服务。等平台和应用之间的通用服务。中间件特点：中间件特点：l是独立的系统软件或服务程序是独立的系统软件或服务程序l位于客户机位于客户机/ /服务器的操作系统之上服务器的操作系统之上l实现应用与平台的无关性实现应用与平台的无关性l支持标准的协议与接口支持标准的协议与接口l提供跨网络提供跨网络/ /硬件硬件/ /操作系统平台的应用或服务操作系统平台的应用或服务的透明交互的透明交互191信息系信息系统统集成集成专业专业技技术术知知识识192192中间件分类l数据库访问中间件数据库访问中间件l面向消息中间件面向消息中间件l分布式对象中间件分布式对象中间件l事务中间件事务中间件192信息系信息系统统集成集成专业专业技技术术知知识识193193第五节第五节 典型应用集成技术典型应用集成技术Web Services定义了一种松散的、粗粒度的分布式定义了一种松散的、粗粒度的分布式计算模式，使用标准的计算模式，使用标准的HTTP协议传送协议传送XML表表示及封装的内容，实现跨平台的互操作性。示及封装的内容，实现跨平台的互操作性。Web Services的典型技术的典型技术（1）SOAP（Simple Object Access Protocol)它它是用于交换是用于交换XML编码信息的协议。编码信息的协议。SOAP用用XML将消息编码，因此在调用过程的任何一步将消息编码，因此在调用过程的任何一步都极易处理消息。都极易处理消息。5.1 Web Services技术技术193信息系信息系统统集成集成专业专业技技术术知知识识194194（2）WSDL(WebServicesDescriptionLanguage)它是用来描述或终端的一种它是用来描述或终端的一种XML语言，它用于语言，它用于定义定义Web Service 以及如何调用它们。以及如何调用它们。WSDL文档可用于动态发布文档可用于动态发布Web Service 、查找已发、查找已发布的布的Web Service以及绑定以及绑定Web Service。 （3）UDDI(UniversalDescriptionDiscoveryandIntegration)UDDI通过服务注册，以及使用通过服务注册，以及使用SOAP访问这些注册信息的约定来实现在访问这些注册信息的约定来实现在Web上描述并发现商业服务。上描述并发现商业服务。 （4）XML(可扩展标记语言可扩展标记语言）194信息系信息系统统集成集成专业专业技技术术知知识识195195适合使用WebServices的情况l跨越防火墙l应用程序集成lB2B集成l软件重用195信息系信息系统统集成集成专业专业技技术术知知识识1961965.2 J2EE架构J2EE是一种利用是一种利用Java2平台来简化诸多与平台来简化诸多与多级企业解决方案的开发、部署和管理多级企业解决方案的开发、部署和管理相关的复杂问题的体系结构。相关的复杂问题的体系结构。J2EE技术规范lJ2EE平台lJ2EE应用编程模型lJ2EE兼容测试套件lJ2EE参考实现196信息系信息系统统集成集成专业专业技技术术知知识识197197J2EE包含的构件和技术规范lJNDIJNDI（JavaNaming and Directory InterfaceJavaNaming and Directory Interface），用），用于查找和引用于查找和引用Enterprise BeanEnterprise BeanlServletServlet运行在运行在WebWeb服务器上服务器上, ,接收用户请求的数据接收用户请求的数据, ,进进行适当处理行适当处理, ,调用其它的调用其它的WebWeb组件或组件或EJB,EJB,将结果返回给将结果返回给用户。用户。 lJSP (Java Server PagesJSP (Java Server Pages） JSPJSP页面由页面由HTMLHTML代码和嵌代码和嵌入其中的入其中的JavaJava代码所组成代码所组成lEJB (Enterprise JavaBeansEJB (Enterprise JavaBeans）运行在应用服务器上）运行在应用服务器上, ,从从WebWeb层接收数据进行处理层接收数据进行处理, ,发送到后台存储或从存储发送到后台存储或从存储中检索数据并返回。中检索数据并返回。lJDBC JDBC APIJDBC JDBC API以一种统一的方式来对各种各样的数据以一种统一的方式来对各种各样的数据库进行存取。库进行存取。197信息系信息系统统集成集成专业专业技技术术知知识识198198lJCAlJMSlJTAlJavaMaillRMIIIOP198信息系信息系统统集成集成专业专业技技术术知知识识1991995.3 .NET架构.NET.NET是一个便于开发与运行的系统平台是一个便于开发与运行的系统平台, ,结合了平结合了平台无关性与数据无关性的台无关性与数据无关性的XML(XML(可扩展标记语言可扩展标记语言) )数据交换概念数据交换概念和和Web ServicesWeb Services互连访问概念互连访问概念, , 以以一种统一的形式解决了在不同系统平台、应用与一种统一的形式解决了在不同系统平台、应用与接口之间进行交互的这一关键问题。接口之间进行交互的这一关键问题。l.NET的三大核心分别是的三大核心分别是XML、Web Services、.NET基础框架基础框架。199信息系信息系统统集成集成专业专业技技术术知知识识200200 l l.NET.NET.NET.NET框架由框架由框架由框架由3 3 3 3个主要部分组成：通用语言运行个主要部分组成：通用语言运行个主要部分组成：通用语言运行个主要部分组成：通用语言运行库库库库CLRCLRCLRCLR、统一类库、统一类库、统一类库、统一类库(Class Library)(Class Library)(Class Library)(Class Library)和一个被称和一个被称和一个被称和一个被称为为为为ASP.NETASP.NETASP.NETASP.NET的高级的高级的高级的高级ASPASPASPASP版本。版本。版本。版本。l l开发框架在通用语言运行环境基础上，给开发开发框架在通用语言运行环境基础上，给开发开发框架在通用语言运行环境基础上，给开发开发框架在通用语言运行环境基础上，给开发人员提供了完善的基础类库、数据库访问技术人员提供了完善的基础类库、数据库访问技术人员提供了完善的基础类库、数据库访问技术人员提供了完善的基础类库、数据库访问技术及网络开发技术，开发者可以使用多种语言快及网络开发技术，开发者可以使用多种语言快及网络开发技术，开发者可以使用多种语言快及网络开发技术，开发者可以使用多种语言快速构建网络应用。速构建网络应用。速构建网络应用。速构建网络应用。200信息系信息系统统集成集成专业专业技技术术知知识识201201201信息系信息系统统集成集成专业专业技技术术知知识识202202第六节 计算机网络知识6.1网络分类l局域网（LocalAreaNetwork，LAN）：局域网可以覆盖几米到几公里的范围，一般在十公里以内，属于一个部门或一个单位组建的专用网络。l城域网（MetropolitanAreaNetwork，MAN）：城域网基本上是一种大型的局域网，通常运用光纤通信技术，采用与局域网相似的联网技术。l广域网（WideAreaNetwork，WAN）：广域网的覆盖范围很大。广域网通常通过公用电话网或公共事业部门提供的线路将跨越城市、地区甚至国家的若干计算机连接起来。一般可以认为广域网就是局域网的互联。lInternet网：Internet不是一种具体的物理网络技术，它是将不同的物理网络技术统一起来的一种高层技术，是一种以TCP/IP协议为基础实现数据通信，连接世界各地的计算机网络的集合。202信息系信息系统统集成集成专业专业技技术术知知识识203203l按采用的网络协议类型，一般可分为以太网络（Ethernet）、令牌环网络（TokenRing）、FDDI网络、X.25分组交换网络、TCP/IP网络、异步传输模式网络（ATM）等；l按网络的拓朴结构分类，可分为星型、环型、总线型、树型、网状型和混合型网络；l按使用的传输介质分类，可分为同轴电缆网络、双绞线网络、无线网络、光纤网络、卫星数据通信网络、多传输介质网络等。l按照网络传输技术，可分为广播网络和点对点网络；l按数据组织方式分类，网络可分为分布式网络系统、集中式网络系统和分布集中式网络系统；l按所使用的网络操作系统类型，一般可分为NetWare网络、WindowsNT网络、UNIX网络等；l按传输介质上所传输信号方式的不同，局域网可以分为基带网和宽带网目前绝大多数局域网采用基带传输方式。203信息系信息系统统集成集成专业专业技技术术知知识识204204 通信子网和资源子网 l从结构和功能上看，计算机网络可分为：面向数据通信的从结构和功能上看，计算机网络可分为：面向数据通信的通信子通信子网网和面向数据处理的和面向数据处理的资源子网资源子网。204信息系信息系统统集成集成专业专业技技术术知知识识205205l通信子网，其中常用设备包括：网络通信传输介质和通信设备，包括网控中心（NCC）、网络接口卡（NIC）、通信线路、集线器（HUB）、网络交换机、路由器、网桥、网关、转发器、远程访问服务器（RAS）和Modem等等。通信子网的任务是负责网络的运行和数据的转接、存储、转发、交换与传输，并管理网间互连和用户的入网业务。l资源子网，其主体为网络资源设备，包括服务器、用户计算机（也称工作站）、网络存储系统、网络打印机、独立运行的网络数据设备、网络终端以及机顶盒设备等。此外，还包括网络上运行的各种软件资源和数据（数据库）资源。资源子网负责全网的数据处理和向网络用户提供网络资源及网络服务等。205信息系信息系统统集成集成专业专业技技术术知知识识2062066.2 开放式系统互联参考模型开放式系统互联参考模型（OSI/RM）206信息系信息系统统集成集成专业专业技技术术知知识识207207OSI/RM各层的主要功能l物理层（PhysicalLayer）：物理层一般通过机械和电气的互联方式把实体连接起来，让数据流通过。物理层对连接到网络上的设备描述其各种机械的、电气的和功能的规定，如连接器的类型、尺寸、插脚的数目与功能、在网络上信号可接受的电气范围以及所用的电缆的类型、还有网络的速率和编码方法等都是网络的物理规范中规定的主要项目。物理层负责传送高层使用的信号，提供了建立、维护和拆除物理链路所需的电气连接和信号系统，其它各层都必须通过物理层进行通信。l物理层规范的例子有：10BASE-5、10BASE-2和10BASE-T，它们是用于不同类型的局域网的规范。207信息系信息系统统集成集成专业专业技技术术知知识识208208l数据链路层（DataLinkLayer）：在物理层之上，负责帧的传输、差错检测与恢复以及流量控制。将它分为两个子层，即介质访问控制协议（MAC）和逻辑链路控制协议（LLC）。数据链路层的最典型例子是高级数据链路控制规程（HDLC）。l网络层（NetworkLayer）：网络层控制分组传送，提供路由选择、拥挤控制、网络互联等功能；根据传输层的要求，选择服务技术；向传输层报告未恢复的差错。208信息系信息系统统集成集成专业专业技技术术知知识识209209l传输层（TransportLayer）：提供建立、维护和拆除传送连接的功能，在系统之间提供可靠的、透明的数据传送，并提供端到端的错误恢复和流控制。传输层是计算机通信体系结构中最关键的一层。在传输出现问题时，传输层软件寻找可以替代的路由，或者将要传输的数据保存起来，一直等到网络连接正常时为止。209信息系信息系统统集成集成专业专业技技术术知知识识210210l会话层（SessionLayer）：提供两个进程之间建立、维护和结束会话连接的功能和交互会话的管理功能。l表示层（PresentationLayer）：完成数据表示和字符编码的转换，并完成数据转换、格式化和文本压缩。l应用层（ApplicationLayer）：提供网络操作系统、应用程序和用户服务，如文件共享、打印、电子邮件等。210信息系信息系统统集成集成专业专业技技术术知知识识211211网络通信协议 l网络通信协议（Protocol）是指网络中主机及网络节点设备共同遵守的通信约定。协议规定了交流什么、怎样交流以及何时交流等问题。网络通信协议一般包括三个关键组成部分：语法（Syntax）：定义了数据格式、编码及信号电平等。给出了通信双方在发出请求、执行和应答等操作时必须遵守的“语言”逻辑规则。语义（Semantics）：定义了用于协调同步和差错处理等控制信息。实际上，它是对发生的请求、执行的动作和对方的应答等操作进行解释和响应。定时（Timing）：规定了通信双方谁先讲、讲什么、讲多快等问题。l在通信协议的约束下，网络系统应该完成：正常的数据传输。包括数据链路的建立和拆除、路由选择、数据分组的拆装等。差错处理l硬件故障；l网络阻塞；l报文分组延迟或丢失；l数据混乱；l数据重复或顺序出错l协议族：TCP/IP就包括了IP、TCP、UDP、ARP/RARP等子协议。211信息系信息系统统集成集成专业专业技技术术知知识识212212OSI/RM参考模型的数据传输过程lOSI/RM参考模型的每一层都允许数据穿过。这些层使用协议数据单元（PDU）彼此进行通信，PDU的作用是控制加入到用户数据中的信息。因为PDU在上下层间传输时包含不同信息，因此根据它负载的信息给出不同的名字。例如：TCP/IP协议的数据传送过程中，当上层数据通过传输层后，TCP头被加载到上层数据中，这个单元称为报文段；报文段向下传到网络层，一个IP头被加上，它变成一个数据包；数据包被封装进LLC头，变成数据帧；最后，帧数据封装上MAC头变成一位一位的二进制数字信息，电子信号通过网络物理传输介质传送出去。l假设主机A要发送一组数据到主机B，其过程是：在应用层生成应用数据。在传输层生成数据报文。在网络层，根据网络默认包尺寸的大小，将数据重组为数据包，在报头中加入目的地址和源地址，以便于路由转发。在数据链路层把数据包封装到帧中。在物理层以比特流形态传输。l数据从主机A开始由上层向下层传输并加入头和尾，变为数据帧的过程称为封装。主机B接收时除去附加的头和尾信息，并使用头部中的信息，决定数据从下层上行到合适的层，就称作解包。212信息系信息系统统集成集成专业专业技技术术知知识识213213lTCP/IP协议是一个四层结构的网络通信协议组，这四层协议分别是：物理网络接口层协议、网际层协议、传输层协议和应用层协议。TCP/IP模型及所包含的协议、基于TCP/IP协议的Internet与OSI参考模型的体系结构对比如图所示。TCP/IP模型213信息系信息系统统集成集成专业专业技技术术知知识识214214TCP/IP的层次结构 l网络接口层：定义了Internet与各种物理网络之间的网络接口。该协议层接收上层（IP层）的数据并把它封装成对应的、特定的帧，或者从下层物理网接收数据帧并从帧中提取数据报文，然后提交给IP层。l网际层：是网络互联层，负责相邻计算机之间的通信，提供端到端的分组传送、数据分段与组装、路由选择等功能。该层使用的协议有IP、ICMP等。其功能包括三个方面：处理来自传输层的分组发送请求。处理输入数据报文。处理ICMP报文、路由、流控、阻塞等问题。l传输层：为应用层的应用进程或应用程序提供端到端的有效、可靠的连接以及通信和事务处理，该层使用的协议有TCP与UDP。传输层的功能包括：格式化信息流；提供可靠传输。传输层协议规定接收端必须发回确认，假如分组丢失，必须重新发送；解决不同应用程序的识别问题。因为因特网常常同时被多个应用程序访问，为区别它们，传输层在每一分组中增加识别的信息。l应用层：向用户提供一组应用程序和各种网络服务，比如文件传输、电子邮件等。该层使用的协议很多，主要包括：Telnet、FTP、SMTP、DNS、SNMP（实现网络管理的协议）等。214信息系信息系统统集成集成专业专业技技术术知知识识215215TCP/IP的重要协议 差错与控制报文协议（ICMP）：在IP数据报文传输系统中，IP网关（IP子网之间的互联设备）完成路由和报文传输工作，无需发送报文的计算机参与。系统一旦发生传输错误，IP协议本身并没有一种内在的机制获取差错信息并进行相应控制，为此，TCP/IP专门设计了差错与控制报文协议ICMP（InternetControlMessageProtocol）协议。当中间网关发现传输错误时，立即向发送报文的计算机发送ICMP报文，报告出错情况，以便其采取相应纠正措施。地址解析协议（ARP）/逆向地址解析协议（RARP）：ARP负责实现从网际地址（如IP地址）到物理地址（如以太网网卡MAC地址）的映射，而RARP实现从物理地址到网际地址的映射。用户数据报文协议（UDP）：UDP（UserDatagramProtocol）是与TCP协议并列于传输层的协议。一般情况下，UDP与TCP共存在一个互联网中，TCP提供高可靠性服务，UDP提供高效率服务。UDP直接建立在IP协议之上，比TCP相对简单些，其特点是效率高。当通信子网相当可靠时，UDP将提供高可靠性、低成本的服务。215信息系信息系统统集成集成专业专业技技术术知知识识2162166.3 网络交换技术数据交换方式主要有l电路交换l报文交换l分组交换l帧中继（FrameRelay）l异步传输模式（ATM）等216信息系信息系统统集成集成专业专业技技术术知知识识217217电路交换（电路交换（Circuit SwitchingCircuit Switching） l电路交换的内部机制是：当交换机从一条输入线接到呼叫请求时，它首先根据被呼叫者的号码寻找一条合适的空闲输出线，然后通过硬件开关（比如电磁继电器）将二者连通。假如一次电话呼叫要经过若干交换机，则所有交换机都要完成同样的工作。l电路交换的外部特征是通信两端一旦接通，便拥有了一条实际的物理线路，双方在通信过程中独占此线路直至通信结束。l电路交换的实质是：在交换设备内部，硬件开关将输入线与输出线直接连通。l电路交换技术有两大优点：传输延迟小，唯一的延迟是电磁信号的传播时间，因为一旦连接建立，便不再需要交换开销；线路接通时，信道内不会发生冲突，因为是独占物理线路。l电路交换有两大缺点：是建立电路连接所需时间长。在数据传输开始之前，呼叫信号必需经过若干中间交换机，得到各交换机的逐一认可，才能传到最终被呼叫方。这个过程常常需要10秒甚至更长时间；由于独占电路会造成信道浪费，因为信道连接一旦建立，即便空闲，它也不能被其他用户所用。217信息系信息系统统集成集成专业专业技技术术知知识识218218存储转发交换（store and forward） l存储转发就是数据报文或数据分组在经由中间交换设备时，首先被交换设备存储起来，然后在适当的时机发送出去。l存储转发交换中最主要的应用是数据报文交换和虚电路交换两种。218信息系信息系统统集成集成专业专业技技术术知知识识219219虚电路 l虚电路的含义有两种。其一，交换网内点到点之间的逻辑连接；其二，交换网内端到端之间的逻辑连接。l虚电路的建立类似于电路交换中通信线路的连接：首先由发送方发出虚呼叫信号（Virtual-Call），经响应的中间互联设备传递，直至被呼叫方，被呼叫方的应答经原路返回至发送方。在上述过程中，子网内在物理上并没有建立起一条电路，而只是预约了建立电路所需的中间交换设备，这就是虚电路称谓的由来。一对计算机之间一旦建立了虚电路，分组即可按“虚电路号”进行传输（实际子网中可能有几条虚电路，用编号加以区别），所有分组数据遵循既定的虚电路路径约定，在传输过程中各分组不再单独路由。219信息系信息系统统集成集成专业专业技技术术知知识识220220数据报文 l数据报文子网内没有建立连接的过程，各数据报文均要携带目的地址，传输时子网对各数据报文单独路由，即互联设备根据当时子网内的资源情况，将要转发的数据报文沿一条合适的路径发送出去。l数据报文和虚电路的区别见表：项目虚电路数据报文目的地址仅在建立期间需要每个报文都需要差错处理对主机透明（在子网内完成）由主机完成端-端流量控制由子网提供不由子网提供包顺序报文总是按发送顺序交给主机报文按到达顺序交给主机初始连接需要不可能220信息系信息系统统集成集成专业专业技技术术知知识识221221三种交换技术l端口交换：最早出现在插槽式的集线器中，这类集线器的背板通常划分有多条以太网段（网段即是多个站点构成一个共享媒体的集合，一般是一个共享型集线器互联着干个站点构成一个网段，每条网段为一个广播域），不用网桥或路由互联，网络之间是互不相通的。根据支持的程度，端口交换还可细分为：模块交换、端口组交换、端口级交换。l帧交换：是目前应用最广的局域网交换技术，它通过对传统传输媒介进行微分段，提供并行传送的机制，以减小冲突域，获得高的带宽。对网络帧的处理方式有：存储转发、穿通和改进型穿通交换方式。l信元交换：ATM采用固定长度53个字节的信元交换，由于长度固定，因而便于用硬件实现。ATM采用专用的非差别互联，并行运行，还容许在源节点和目标节点建立多个虚拟链接，以保障足够的带宽和容错能力。ATM采用了统计时分电路并进行复用，因而能大大提高通道的利用率。ATM的带宽可以达到25M、155M、622M甚至数GB的传输能力。221信息系信息系统统集成集成专业专业技技术术知知识识222222第二层交换技术 l第二层（Layer2）交换机运行在数据链路层，能构造自己的转发表，并且可以访问MAC地址，并将帧转发至该MAC地址。第二层交换技术实质上是一种桥接技术。222信息系信息系统统集成集成专业专业技技术术知知识识223223第三层交换技术 l第三层交换（Layer3Switching），是针对交换机提出的概念，这里的第三层是指ISO的OSI七层参考模型里的第三层，即网络层，第三层交换功能实际上是指网络层的路由功能。l标准的交换机是二层设备，即支持物理层和数据链路层的功能，而没有路由功能。l第三层交换技术把路由处理器以独立模块、子卡（称为特性卡）或功能芯片的方式引入交换机中，使交换机具有了路由能力，并且支持各种主流路由协议，如RIP、OSPF、BGP4等，成为VLAN之间访问桥梁、因此也可以称为VLAN间路由。l第三层交换的优点是与交换机高度集成或一体化，具有以线速（介质速率）路由包的能力，价格也比以性能相近的路由器实现VLAN间路由更为低廉。l第三层交换是Intranet应用的关键技术之一。第三层交换是一个模型，它将第二层交换机和第三层路由器两者的优势结合成一个灵活的解决方案，通过第三层交换/路由将IP地址信息用于网络路径选择，可在各个层次提供线速性能。l由此可以看出：第三层交换不过是一种线速路由器，即用交换机取代路由器，简化网络层，以降低处理数据包的开销并显著地提高事务处理速度，而且还提供流量优化处理、安全以及多种其他的灵活功能，如虚拟网等。它的主要优点是：便于网络结构设计；减少路由器的中继段和瓶颈。223信息系信息系统统集成集成专业专业技技术术知知识识224224第四层交换技术第四层交换技术 lOSI模型的第四层是传输层。传输层负责端对端通信，即在网络源和目标系统之间协调通信。在Internet协议体系中，这是TCP（传输控制协议）和UDP（用户数据报协议）所在的协议层。l在第四层中，TCP和UDP标题包含端口号，它们可以区分每个数据包包含哪些应用协议如HTTP、SMTP、FTP等等。端口号和设备IP地址的组合通常称作“套接字（Socket）。它指示了正在传输的是什么类型的网络数据，并把它交给合适的高层软件处理。l第四层交换的一个简单定义是：它是一种功能，它决定传输不仅仅依据MAC地址（第2层网桥）或源/目标IP地址（第3层路由），而且依据TCP/UDP（第四层）应用端口号。特别是将五个（包过滤/安全控制、服务质量、服务器负载均衡、主机备用互联、统计等）基于第四层交换的服务可以加到交换机上。所以，第四层交换技术是用传输层包头的信息去帮助交换和传输处理的一种技术。l总的说来，第四层交换是对数据包的传输层进行查询，获取信息，然后利用此信息，这是一种比第二层、第三层传输更聪明的决策。224信息系信息系统统集成集成专业专业技技术术知知识识225225局域网体系结构规范l局域网的有关标准IEEE802是一个局域网标准系列。IEEE802标准定义了ISO/OSI的物理层和数据链路层。物理层包括：物理介质、物理介质连接设备（PMA）、连接单元接口（AUI）和物理信号。物理层的主要功能是提供编码、解码、时钟提取与同步、发送、接收和载波检测等，为数据链路层提供服务。6.4 网络体系结构规范225信息系信息系统统集成集成专业专业技技术术知知识识226226IEEE 802局域网体系结构规范数据链路层包括：LLC子层：提供面向连接的虚电路服务和无连接的数据报服务，其主要功能是控制对传输介质的访问、数据帧的封装和分解，并为网络层服务提供逻辑接口。目前，LLC常用的介质访问控制协议有：CSMA/CD、Token-Bus、Token-Ring和FDDI等。MAC子层：主要功能是提供连接服务类型和控制对传输介质的访问，其中，面向连接的服务能提供可靠的通信。226信息系信息系统统集成集成专业专业技技术术知知识识227227广域网体系结构规范l对照OSI参考模型，广域网协议一般只涉及ISO/OSI的低三层协议，即：物理层、数据链路层和网络层。227信息系信息系统统集成集成专业专业技技术术知知识识228228物理层协议 l广域网常用的物理层协议有：EIA定义的串性通信接口标准：RS-232C、RS-422A、RS-423、RS-449和RS-485；CCITT推荐的DCE-DTE接口标准：X.20、X.21、X.21bis等，分组交换网的接口标准：X.3、X.28、X.29等。228信息系信息系统统集成集成专业专业技技术术知知识识229229l数据链路层协议广域网常用的数据链路层协议主要有：IBM公司推出的BISYNC字符控制协议和同步数据链路控制（SDLC）协议；DEC公司推出的DDCMP字符计数协议；国际标准化组织（ISO）制定的高级数据链路控制（HDLC）协议。l网络层协议广域网中，国际上广泛采用CCITT的X.25和TCP/IP协议中的IP协议。229信息系信息系统统集成集成专业专业技技术术知知识识230230环网技术 l环网包括令牌环网（Token-Ring）和光纤分布式数据接口（FiberDistributedDataInterface，FDDI）两种。l令牌环网技术包括令牌总线技术和令牌环技术，是由美国IBM公司于1985年推出的，后来逐渐成为IEEE802.5所定义的网络标准，它是一种物理以星形连接，但逻辑以环形（Ring）传输的网络。其主要技术指标是：网络拓扑为环形布局，基带网，数据传送速率为4Mbps16Mbps，采用令牌通行（Tokenpassing）传递方法。6.5 典型的局域网技术230信息系信息系统统集成集成专业专业技技术术知知识识231231l令牌也叫令牌通行证，它其实是具有特殊格式和标记的数据帧（Frame），是由1位或几位二进制数组成的数据码。令牌有“忙”和“空闲”两个状态。所谓“空闲”令牌是指令牌帧中的“空闲”位的值为0的令牌，如果该位值为“1”，表明有别的节点已经在发送报文信息了。令牌沿环形网依次向每个节点传递，只有获得“空闲”令牌的节点才有权利发送报文信息。231信息系信息系统统集成集成专业专业技技术术知知识识232232FDDI网络技术 lFDDI通常采用双环结构，在传送报文信息时是利用两芯线缆同时进行的，故称为“双环”。其容错原理是：FDDI的主环在外，用于正常工作，以反时针方向传送报文信息；副环在内，以顺时针方向传送相同的报文信息。若主环某一站点出现故障或断线，则会立即启动各用的副环，自动形成一新的逻辑环路，隔离故障点，使报文信息的传送不受影响，因此具有很高的可靠性。232信息系信息系统统集成集成专业专业技技术术知知识识233233ATM技术 l异步传递方式ATM（AsynchronousTransferMode）是建立在电路交换和分组交换的基础上的一种新的交换技术，ATM兼有电路交换的可靠性、实时性和分组交换的高效性、灵活性，是面向B-ISDN的交换技术。l每一个时隙就相当于一个分组，在ATM中叫做信元（cell）。ATM就是基于信元交换的技术。lATM有两种主要的接口：用户网络接口UNI（UserNetworkInterface）。这是ATM端点与它们所连接的ATM交换机之间的接口。网络节点接口NNI（NetworkNodeInterface）。这是在ATM网络中两个ATM交换机之间或在两个ATM网络之间的接口。233信息系信息系统统集成集成专业专业技技术术知知识识234234l在ATM中使用的虚通路是一种逻辑连接，虚通路是ATM网络交换结构中的一个基本单元。两个端用户要进行通信，首先必须建立虚通路连接，然后才能在这个端到端连接上以固定信元长度和可变速率进行全双工的通信。数据传送完毕后再释放连接。l虚拟通道（VCI）和虚拟通路（VPI）都是描述ATM信元单向传输的路由。每个虚拟通路可以用复用方式容纳多达65535个虚拟通道。下图表示虚拟通路VP的交换过程。234信息系信息系统统集成集成专业专业技技术术知知识识235235lATM是一种面向连接的技术，当发送端和接收端是一种面向连接的技术，当发送端和接收端通信时，发送端先发送要求建立连接的控制信号，通信时，发送端先发送要求建立连接的控制信号，接收端收到该信号并同意建立连接后，一个虚拟接收端收到该信号并同意建立连接后，一个虚拟线路被建立起来，虚拟线路用线路被建立起来，虚拟线路用VPI和和VCI表示。表示。虚拟线路建立后，需要传送的信息即被分割成虚拟线路建立后，需要传送的信息即被分割成53个字节的信元，经网络传送到对方。若发送端有个字节的信元，经网络传送到对方。若发送端有一个以上的信息同时发送，则根据相同程序建立一个以上的信息同时发送，则根据相同程序建立不同的到达相应接收端的不同虚拟线路，实现信不同的到达相应接收端的不同虚拟线路，实现信息交替送出。息交替送出。235信息系信息系统统集成集成专业专业技技术术知知识识236236无线局域网技术lWLAN（WirelessLocalAreaNetwork），它主要是通过射频（RF，RadioFrequency）技术实现。lWLAN标准IEEE802.11是在1997年审定通过的，另外还有一个标准IEEE802.11HR（HighRate），它是无线局域网的高速标准。802.11标准仅限于OSI物理层（PHY）和介质访问控制层（MAC）。l实现WLAN的关键技术主要有三种：红外线、跳频扩频（FHSS）和直接序列扩频（DSSS）。236信息系信息系统统集成集成专业专业技技术术知知识识237237无线局域网的组成 l无线局域网设备包括无线网卡、无线接入点（无线局域网设备包括无线网卡、无线接入点（AP）、计算机和有关设）、计算机和有关设备。备。l无线网卡的硬件组成包括无线网卡的硬件组成包括RF（射频）、（射频）、IF（中频）、（中频）、SS（扩频解扩（扩频解扩频及解调）和频及解调）和NIC等几部分，如图所示。其中：等几部分，如图所示。其中：NIC是网络接口控制是网络接口控制单元，完成单元，完成SS单元与计算机之间的接口控制。单元与计算机之间的接口控制。SS完成对发送数据的频完成对发送数据的频谱扩展和对接收信号的解扩、解调，同时，它还具有对数据进行解扰谱扩展和对接收信号的解扩、解调，同时，它还具有对数据进行解扰处理、并处理、并/串和串串和串/并变换的功能，还要对发射功率和接收进行相应的并变换的功能，还要对发射功率和接收进行相应的控制，并具有信道能量、载波强度、信号质量检测等功能。控制，并具有信道能量、载波强度、信号质量检测等功能。IF完成对完成对已扩频信号的调制和对接收信号的变频及其他处理。已扩频信号的调制和对接收信号的变频及其他处理。RF单元完成对发单元完成对发送中频信号的向上和向下变频、功率放大（送中频信号的向上和向下变频、功率放大（PA）及低噪声放大等功能。）及低噪声放大等功能。RF、IF和和SS单元构成了扩频通信机。单元构成了扩频通信机。237信息系信息系统统集成集成专业专业技技术术知知识识238238虚拟局域网l将网络用户按照性质或需求分成若干个“逻辑工作组”，一个“逻辑工作组”就是一个虚拟局域网（VLAN，Virtual LAN），简称虚拟网。l虚拟网是交换机的重要功能，通常虚拟网的实现形式有三种：静态端口分配。静态虚拟网的划分通常是网管人员使用网管软件或直接设置交换机的端口，使其直接从属某个虚拟网。这些端口一直保持这些从属性，除非网管人员重新设置。这种方法虽然比较麻烦，但比较安全，容易配置和维护。动态虚拟网。支持动态虚拟网的端口，可以借助智能管理软件动态确定它们的从属。端口是通过借助网络包的MAC地址、逻辑地址或协议类型来确定虚拟网的从属。当一网络节点刚互联入网时，交换机端口还未分配，于是交换机通过读取网络节点的MAC地址动态地将该端口划入某个虚拟网。这样一旦网管人员配置好后，用户的计算机可以灵活地改变交换机端口，而不会改变该用户的虚拟网的从属性，而且如果网络中出现未定义的MAC地址，则可以向网管人员报警。多虚拟网端口配置。支持一用户或一端口可以同时访问多个虚拟网。这样可以将一台网络服务器配置成多个业务部门（每种业务设置成一个虚拟网）都可同时访问，也可以同时访问多个虚拟网的资源，还可让多个虚拟网间的互联只需一个路由端口即可完成。 238信息系信息系统统集成集成专业专业技技术术知知识识239239划分虚拟网的方法 基于端口的虚拟网 l在交换机上通过划分其端口而组成一个或多个虚拟网，例如一个交换机A上的端口1、2、8与另一个交换机B上的端口2、3、4、5、8所连接的客户工作站可以构成虚拟网VLAN1，而交换机A上的端口3、4、5、6、7则与交换机B上的端口1、6、7一起构成另一个虚拟网VLAN2等，如图所示。l基于端口的虚拟网可以跨越多个交换机。时至今日，按端口号划分虚拟网仍然是构造虚拟网的一个最常用的方法。而且此种方法也确实是比较简单并且非常有效。但仅靠端口分组而定义虚拟网将无法使得同一个物理分段（或交换端口）同时参与到多个虚拟网中，而且更麻烦的是当一个用户由一个端口移至另一个端口时，需重新设置虚拟网。239信息系信息系统统集成集成专业专业技技术术知知识识240240划分虚拟网的方法 基于MAC地址的虚拟网l通过网卡的MAC地址也可以划分虚拟网。由于MAC地址是固化在网卡中且是唯一的，当某一个用户移到网络中另外一个地方时它将仍然保持其原先的虚拟网成员身份，所以无需网管人员对之进行重新的配置，即用户改变端口不需重新设置虚拟网。从这个意义讲，用MAC地址定义的虚拟网可以看成是基于用户的虚拟网。另外在此种方式中，同一个MAC地址处于多个虚拟网中是不成问题的。l但这种方法也有许多不足之处。首先，所有的用户在最初都必须用手工方式被配置到至少一个虚拟网中，这在大型的网络中并不是一件容易的事；其次在大规模的基于MAC地址的虚拟网中交换机之间进行虚拟网成员身份信息的交换也会引起网络性能的降低。240信息系信息系统统集成集成专业专业技技术术知知识识241241划分虚拟网的方法 基于第三层协议（IP地址）的虚拟网l部分支持第三层交换的交换机含内部路由功能，虚拟网之间的通信能通过专用路由设备保证。基于第三层协议的虚拟网实现在决定虚拟网成员身份时主要是考虑协议类型或网络层地址（如TCP/IP网络的子网地址）。此种类型的虚拟网划分需要将子网地址映射到虚拟网，交换机则根据子网地址而将各用户的MAC地址同一个虚拟网联系起来。l在第三层定义虚拟网有许多优点：可以根据协议类型进行虚拟网的划分；用户可自由地移动他们的机器而无需对网络地址进行重新配置。l缺点：一是性能问题，对报文中的网络地址进行检查将比对帧中的MAC地址进行检查所需开销更大；另一个缺点是在第三层上所定义的虚拟网对于TCP/IP特别有效，但对于其他一些协议如IPX、DECnet等则要差一些。241信息系信息系统统集成集成专业专业技技术术知知识识2422426.6 以太网技术 以太网技术概述以太网的拓扑结构一般为总线型或星型，传输介质可以为50同轴电缆、双绞线或光纤。以太网技术的基础仍然是CSMA/CD、广播、IEEE802.3帧、MAC地址。l以太网的MAC地址以太网是广播型网络，一个节点发出的信号，被同段中其他节点同时接收，接收节点通过信号地址鉴别，决定丢弃还是保存。为了便于网络中目标计算机的寻址，以太网标准中采用的是介质访问控制（MAC）地址。MAC地址是由IEEE802.3标准委员会分配给各网卡厂商的。每块网卡出厂时，都被赋予一个全球惟一的MAC地址，共6字节，其组成如下：前3个字节为厂商编号，只有经过注册登记，取得厂商编号的网卡生产厂才能准许生产网卡，可容纳(28)3=16777216个厂商；后3字节为网卡编号。242信息系信息系统统集成集成专业专业技技术术知知识识243243以太网工作原理l以太网采用的MAC是载波侦听多路存取/冲突检测（CSMA/CD）方法，它由介质存取控制层实现。lCSMA/CD工作原理与人际间交谈非常相似，其工作可以分成数据发送阶段和数据接收阶段。243信息系信息系统统集成集成专业专业技技术术知知识识244244以太网物理层标准l目前10Mbps以太网有5种物理层标准：10BASE-5（粗同轴线缆以太网）、10BASE-2（细线缆以太网）、10BASE-T（非屏蔽双绞线以太网），10BASE-F（光缆以太网）、10BROAD-36（宽带传输），如图所示。244信息系信息系统统集成集成专业专业技技术术知知识识24524510BASE-5（粗缆以太网） l10BASE-5标准：“10”代表传输速率为10Mbps；“Base”代表“基带传输”；“5”代表每个网段最大传输距离为500米。10BASE-5是原始的以太网802.3标准，它使用直径为10毫米的RG-8粗同轴线缆（粗缆）作为传输介质。安装时，每台联网的计算机中需安装一块带DIX连接器的以太网卡，计算机通过网卡上的这个DIX连接器与粗缆收发器相连，粗缆收发器再通过收发器电缆与粗缆连接起来，就组成粗缆以太网。粗缆两端要求各连一个50/1w的终结器。l10BASE-5遵守5-4-3规则，即一个10BASE-5以太网可以由5个500米长的网段和4个中继器组成，网络最大传输距离为2500米。245信息系信息系统统集成集成专业专业技技术术知知识识24624610BASE-2（细缆以太网） l10BASE-2标准，称为IEEE802.3a：“2”代表每个网段最大传输距离为200米（实际只有185米指采用NE2000兼容网卡；如果采用3C509网卡，则每个网段最大传输距离可达到300米）。10BASE-2使用RG-58细同轴线缆（细缆）作为传输介质。安装时，每台联网的计算机中需安装一块带BNC接口的以太网卡，计算机通过网卡上的这个BNC接口与一个T型BNC头相连，T型BNC头再与带有BNC接头的细缆连接起来，就组成细缆以太网。细缆两端要求各连一个50的BNC终结器。l10BASE-5和10BASE-2的区别如下：10BASE-2每个网段只允许30个节点，而10BASE-5则允许100个节点；10BASE-2网段的最大长度是185米，而10BASE-5的最大长度为500米；10BASE-2遵守5-4-3规则，允许的网络最大传输距离为5185=925米或5300=1500米；10BASE-2将MAU功能和收发器/AUI线缆集成到网卡中；10BASE-2标准中，网卡上的AUI或DB-15连接器可由BNC筒形连接器取代。246信息系信息系统统集成集成专业专业技技术术知知识识24724710BASE-T（双绞线以太网） l10BASE-T标准，称为IEEE802.3i：“T”代表双绞线（TwistPair）。它与同轴线缆标准有很多的不同。l10BASE-T使用两对非屏蔽双绞线（UTP，UnshieldedTwistedPair）作为传输介质，一对双绞线发送数据，另一对双绞线接收数据，连接器是RJ-45标准8针插头；l10BASE-T使用曼彻斯特编码，但为了在UTP上传输，信号频率采用20MHz，并且必须使用3类以上的UTP线缆；l主机（网络节点）通过集线器互连；l按EIA-568布线标准，主机与集线器之间、集线器与集线器之间的双绞线都不得超过100米；l10BASE-T遵守5-4-3规则，允许的网络最大传输距离为5100=500米。247信息系信息系统统集成集成专业专业技技术术知知识识24824810BASE-F（光缆以太网） l10BASE-F标准，称为IEEE802.3i：“F”代表光纤（Fiber）。10BASE-F使用双工光缆，一条光缆用于发送数据，另一条用于接收。lIEEE10BASE-F标准定义了4套不同的光缆规范，这4个不同的规范说明如下：10BASE-FP适用于无源的星型结构，即不需要单独的电源。每个网段500米，MAU集成到中继器或DTE之中；10BASE-FB适用于主干网或中继器光缆系统，其中MAU重新集成到中继器之中，不允许DTE连接，链路段长1000米，多个中继器可串行级联；10BASE-FL是基于FOIRL标准的，并与之能逆向兼容。但它只能用来接中继器，并需要外接MAU收发器，允许1000米或2000米的链路段；新的FOIRL标准与最初标准的区别是允许连接DTE，即允许一对一的中继器对中继器链路，或一个中继器连接许多个DTE。链路段长度仍保持最初FOIRL标准的1000米长。248信息系信息系统统集成集成专业专业技技术术知知识识249249以太网物理层标准 几种标准以太网的物理性能比较局域网类型线缆类型最大跨距/最大段数每段最大长度每网段节点个数网络连接设备连接器传输率(Mbps)特点10Base-5粗缆2.5Km/5500m100个中继器DIX10安装麻烦，不灵活10Base-2细缆925m/518530个中继器BNC10价格最便宜10Base-TUTP双绞线500m/51001024个集线器RJ-4510维护简单，可靠，灵活10Base-F多模光纤4Km/22Km1024个集线器BNC,AUIRJ-4510长距离联网抗干扰249信息系信息系统统集成集成专业专业技技术术知知识识250250以太网物理层标准 以太网的5-4-3规则 l以太网可以由若干网段通过中继器连接构成。参加联网的网段和中继器的数量是有限制的，这就是通常所说的5-4-3规则。如图所示。其中：“5”是指网段的最大个数；“4”是指连接网段的中继器的最大个数；“3”是指只有3个网段上有主机。l对于10BASE-T以太网，5-4-3规则可以延伸为5-4-3-2-l规则，“2”是指每网段上只能有2个节点，其中一个节点是主机。250信息系信息系统统集成集成专业专业技技术术知知识识251251快速以太网l快速以太网可以支持100Mb/s的传输速率。目前已有两个国际标准，分别是100Base-T的IEEE802.3u标准和100VG-AnyLAN的IEEE802.12标准。l在物理层中，100Base-T定义了三个不同的物理层协议，分别为100Base-TX、100Base-T4、100Base-FX。251信息系信息系统统集成集成专业专业技技术术知知识识252252100Base-T与10Base-T性能对比 项目10Base-T100Base-T传输速度10Mb/s100Mb/s执行标准IEEE802.3iIEEE802.3u拓朴结构总线型和星型星型集线器到节点最大距离100m100m传输介质同轴电缆、UTP、STP光纤UTP、光纤介质接口AUIM252信息系信息系统统集成集成专业专业技技术术知知识识253253千兆以太网（GBE）lIEEE发布了采用光纤介质的1000Base-X全双工千兆位以太网标准IEEE802.3z，随后又发布了采用非屏蔽双绞线（UTP）介质的1000Base-T标准IEEE802.3ab。其中1000Base-X又对三种传输介质定义了三种收发器：1000Base-LX用于安装单模光纤；1000Base-SX用于安装多模光纤；1000Base-CX用于屏蔽铜缆。l千兆以太网在物理层定义了4种物理标准，即：1000BASE-CX：使用150屏蔽双绞线STP，其传输速率为l.25Gbps，传输距离为25米，主要用于集群设备的互连。1000BASE-LX：使用芯径为50m的单模光纤，其传输距离为3km，主要用于校园网主干网。1000BASE-SX：使用芯径为62.5urn和50um的多模光纤，其传输距离为300m和500m，主要用于建筑物间和短距离主干网。1000BASE-T：使用5类UPT双绞线，传输速率为1Gbps，传输距离为100m，主要用于建筑物内的干线布线。253信息系信息系统统集成集成专业专业技技术术知知识识254254以太网最大网段距离 传输介质以太网10BASE-T快速以太网100BASE-T千兆以太网1000BASE-F最大网段距离5类UTP100米100米1000米DFSTP/同轴线缆500米100米25米多模光纤2千米412米（半双工）220米（半双工）2千米（全双工）单模光纤25千米20千米5千米254信息系信息系统统集成集成专业专业技技术术知知识识2552556.7 典型广域网技术l广域网分为通信广域网和计算机广域网，这两者是完全不同的概念。公共电话网（PSTN）、分组交换网（X.25）、数字数据网（DDN）、帧中继（FR）和综合业务数字网（ISDN）以及近年来兴起的数字用户线路（xDSL）等都是通信广域网。目前，人们经常利用这些通信广域网来实现计算机广域网的接入。l例如，ChianNet是中国的Internet网，它就是借助于DDN提供的高速中继线路，使用超高速路由器，组成了覆盖全国各省市并联通国际Internet的计算机广域网。l常见的广域网有：公用电话网、公用分组交换网、公用数字数据网、宽带综合业务数字网、公用帧中继网和大量专用网。255信息系信息系统统集成集成专业专业技技术术知知识识256256分组交换网lX.25是一个基于分组的、面向连接的传输协议，传输速率300bps-2Mbps。l分组交换网采用虚电路和数据报文两种服务方式实现网络的信息通信。所谓虚电路方式，就是在一条物理链路上建立若干条逻辑上的虚电路，使用户感觉到仿佛有若干条物理链路一样。在发送数据之前，需要在发送方和接收方之间建立一条这样的虚电路，然后在虚电路上传输分组，传输完毕后再拆除虚电路。所谓数据报文服务，是将每个分组独立存储和转发，中间节点接收到分组后，首先暂存该分组，然后在网络中经各分组交换机逐级存储和转发，动态分配线路的带宽，再从不同路径将分组转发出去，到达目的节点。lX.25分组交换网一般由分组交换机、通信传输线路和用户接入设备组成。分组交换机主要用来实现各种业务支持、路由选择与流量控制、各种协议支持和网络管理、计费等。通信传输线路分为中继传输线路（简称中继线）和用户传输线路（简称用户线）。中继线是连接分组交换机之间（交换局之间）的传输线路，而用户线则是连接交换机（端局）与用户之间的线路。lX.25分组交换网应用广泛，其中两种典型的应用是：大型企业内部异地分布局域网之间的互联和局域网与Internet的互联。256信息系信息系统统集成集成专业专业技技术术知知识识257257综合业务数字网（ISDN）l综合业务数字网（ISDN，IntegratedServicesDigitalNetwork）是想通过数字技术将现有的各种专用网络（模拟的、数字的）集成到一起，以统一的接口向用户同时提供各种综合业务。在我国，将ISDN服务称为“一线通”就很形象地揭示了ISDN的本质含义。lISDN作为一种数字网络技术有其完备的体系结构和标准。它将用户数据与控制信息分别处理，它的具体作法是用B信道传输用户数据，用D信道传输控制信息。l根据传输带宽的大小，ISDN可以分为狭带ISDN和宽带ISDN，分别简称为N-ISDN和B-ISDN，通常所说的ISDN是指N-ISDN。l目前ISDN向BISDN方向发展，有两个重要的技术可以作为这方面的代表，它们是帧中继和ATM。257信息系信息系统统集成集成专业专业技技术术知知识识258258ISDN的主要应用及上网方式l通过ISDN实现网络互联258信息系信息系统统集成集成专业专业技技术术知知识识259259l局域网通过代理服务器连上ISDN上网方式：适合于大、中型企业用。l用户端配置为：计算机+外置TA+NT1（电信局赠送或免费租用）。259信息系信息系统统集成集成专业专业技技术术知知识识260260l多台计算机和终端同时连上ISDN上网方式，适合于中、小型企业用。l用户端配置为：计算机+ISDN路由器（比较贵，少见）。260信息系信息系统统集成集成专业专业技技术术知知识识261261l配置标准外置TA拨号上网的例子，适合于一般家庭用。l用户端配置为：计算机、传真机、普通模拟电话机+外置TA+NT1。261信息系信息系统统集成集成专业专业技技术术知知识识262262l使用内置ISDN卡的配置图。l用户端配置为：计算机、数字电话机（非必须）+内置ISDN卡+NT1（一般家庭用，最经济实惠）。262信息系信息系统统集成集成专业专业技技术术知知识识263263数字数据网（DDN）l数字数据网（DDN，DigitalDataNetwork）是一种利用数字信道传输数据信号的传输网络。DDN一般由数字通道、DDN节点、网络控制系统和用户环路组成，它的传输介质可以是光纤、双绞线、普通电缆、数字微波或卫星通信等，目前以光纤介质为主。DDN干线传输速度通常为2.048Mb/s（E1）和33Mb/s（E3），干线最高传输速率可达150Mb/s，可以支持数据、图像、语音等多种业务。l用户终端接入DDN的方法很多，主要有以下几种：通过调制解调器接入DDN；通过数据终端设备接入DDN；通过用户集中设备接入DDN；通过数字电路接入DDN。263信息系信息系统统集成集成专业专业技技术术知知识识264264帧中继（FR）l帧中继（FrameRelay）是在分组交换技术的基础上演变和发展起来的，既吸收了电路交换技术吞吐量大、时延小的优点，也吸收了分组交换技术中统计分时复用等技术，提高了网络带宽利用率。它采用了分时复用功能、永久虚电路（PVC）和交换虚电路（SVC）等，舍弃了有关流量控制、差错纠错控制等功能，实现OSI/RM的物理层和数据链路层功能。所以，帧中继是数据链路层技术，是在OSI第二层上用简化的方法传送和交换数据帧的一种技术。l同时，帧中继是一种简单的面向连接的虚电路分组交换方式。l目前，帧中继主要应用于广域网、局域网互联、远程计算和事务处理、会议电视、远程数据库访问、文件传输等。l帧中继网络组成：由帧中继接入设备与帧中继交换设备组成。前者是用户域设备，包括支持帧中继的主机、桥接器、访问路由器等；后者是网络服务提供设备，包括T1/E1、复用设备和帧交换机。264信息系信息系统统集成集成专业专业技技术术知知识识265265l铜线接入技术：是指以现有的电话线为传输介质，采用各种先进的调制技术和编码技术，提高铜线的传输速率。主要有以下几种：电话线调制解调器（Modem）接入。高速数字用户线（HDSL）接入：所谓数字用户线（DigitalSubscriberLine，DSL）接入技术，就是利用与进入家庭的电话线相同的线路携载数据，实现数据网络接入的技术。目前，高速数字用户线接入是利用现有铜质用户线中的两对或三对双绞线，提供高速的（1.5-2Mb/s）全双工数字连接能力。非对称数字用户线（ADSL）接入：在有些应用中，上行传输速率要求与下行传输速率要求相差很大，ADSL（AsymmetricalDigitalSubscriberLine）为此采用数据传输不对称双向信道。由中心局到用户的下行信道经常要求向用户提供快速的信息传递，且信息量往往很大，例如视频播放，因此，下行信道所用带宽比较宽、数据传输速率比较高，ADSL最高可达9.2Mb/s。6.8 广域网接入技术265信息系信息系统统集成集成专业专业技技术术知知识识266266而由用户到中心局的上行信道往往是低速率数而由用户到中心局的上行信道往往是低速率数据传输，例如点播指令，因此，上行信道所用据传输，例如点播指令，因此，上行信道所用频带比较窄，数据传输速率比较低，一般为频带比较窄，数据传输速率比较低，一般为160kb/s160kb/s6Mb/s6Mb/s。超高速数字用户线超高速数字用户线VDSL/VHDSL VDSL/VHDSL （Very High Very High Speed Digital Subscriber LineSpeed Digital Subscriber Line）接入：利）接入：利用先进的铜质用户线，下行方向提供高达用先进的铜质用户线，下行方向提供高达55.2Mb/s55.2Mb/s的传输速率，上行方向提供高达的传输速率，上行方向提供高达19.2Mb/s19.2Mb/s的传输速率，传输速率与传输距离直的传输速率，传输速率与传输距离直接相关。接相关。266信息系信息系统统集成集成专业专业技技术术知知识识267267l光纤接入：光纤接入：光纤是目前传输带宽最宽的传输介质。光纤是目前传输带宽最宽的传输介质。l无线接入（无线接入（WAWA，Wireless AccessWireless Access）技术：）技术：是以无线电是以无线电磁波为传输介质，向用户提供固定式或移动式的终端磁波为传输介质，向用户提供固定式或移动式的终端业务服务，主要包括移动式接入技术和固定式接入技业务服务，主要包括移动式接入技术和固定式接入技术，这是目前接入网技术的研究热点。术，这是目前接入网技术的研究热点。 l电力线载波接入技术：电力线载波接入技术：电力线是家庭与外部世界互相电力线是家庭与外部世界互相交换信息的另一种方法。虽然电力线具有很强的噪声，交换信息的另一种方法。虽然电力线具有很强的噪声，但是它还是具有传送高速数据位的通信服务能力的。但是它还是具有传送高速数据位的通信服务能力的。可以将电力线与室内的电线网相连，使任何插入墙壁可以将电力线与室内的电线网相连，使任何插入墙壁插座的装置都能具备接入宽带网络的能力。插座的装置都能具备接入宽带网络的能力。267信息系信息系统统集成集成专业专业技技术术知知识识268268广域网接入技术的比较名称传输速率业务类型优缺点X.252.4Kbps64Kbps永久虚电路（PVC）和交换虚电路（SVC）优点：经济可靠缺点：传输延时大DDN19.2Kbps2Mbps（基带）高速数据线优点：高带宽，传输可靠缺点：费用高昂ISDNBRI：128KbpsPRI：2Mbps语音、数据优点：经济、多业务缺点：速率低，适用于办公室网络帧中继64Kbps512Kbps永久虚电路（PVC）和交换虚电路（SVC）优点：高带宽，费用较低缺点：传输质量得不到保证PSTN拨号56Kbps模拟调制传输优点：经济、普及、安装简便缺点：速率低，仅满足个人用户ADSL下行：2Mbps上行：128Kbps优点：经济、多业务缺点：速率低，适用于办公室网络268信息系信息系统统集成集成专业专业技技术术知知识识269269l服务器定义：在网络环境下提供网上客户机共享资源（包括查询、存储、计算等）的设备。l广义而言，网络系统中凡能为某类应用提供服务的设备或部件（软/硬件）都可以被视为服务器。6.9 网络服务器技术269信息系信息系统统集成集成专业专业技技术术知知识识270270网络服务器的分类 l按用途划分文件打印服务器：通常文件打印服务器运行的操作系统有NetWare和NT，也有少数用户使用UNIX系统提供文件打印服务。网络服务器：网络服务器是一台为网络提供多种服务的计算机系统，包括因特网服务器、Web服务器和电子邮件服务器等，提供磁盘阵列、打印机、绘图仪等硬件和各种大型软件、数据库等各种网络资源，并负责管理和协调网络用户对资源的访问。它是计算机网络系统的核心。数据库服务器：数据库服务器通常运行UNIX或NT操作系统，需要配合数据库来使用。文件服务器：文件服务器的处理速度必须能够满足多个用户的需要。文件服务器的性能由其部件决定，如网络适配器、内存、CPU及总线。一般来说，用速度较快的服务器作为文件服务器，会使网络访问速度有明显的改观。270信息系信息系统统集成集成专业专业技技术术知知识识271271服务器系统中的主要技术l对称多处理技术l分区技术l负载均衡技术l集群高可用性技术l磁盘阵列和热插拔lECC内存lISC服务器控制技术lEMP应急管理端口l智能输入/输出（I2O）技术271信息系信息系统统集成集成专业专业技技术术知知识识272272对称多处理技术 l对称多处理（SMP）是指在一个计算机上汇集了一组处理器（多CPU），各CPU之间共享内存子系统以及总线结构。系统将任务队列对称地分布于多个CPU之上，从而极大地提高了整个系统的数据处理能力。它可以利用多个CPU的并行工作来提高整体的系统性能以及系统的可靠性。目前常见的SMP有两种结构：l共享Cache结构：一般两个CPU插槽都做在主板上，但是两个CPU比一个CPU的性能提高只有20%30%。l独立Cache结构：独立Cache的SMP结构实现起来比较复杂。一般采用单独的CPU卡来做，但是性能提高很多，两个CPU比一个CPU性能可以提高80%90%。这种结构下的服务器一般能够支持14个或更多的CPU，增加一个CPU时价格会有较大的增加。272信息系信息系统统集成集成专业专业技技术术知知识识273273l物理分区：物理分区是在一个大型的SMP系统中，硬件资源如CPU、内存和I/O等被组织为一个物理单元。这样的物理单元结合在一起，运行一个操作系统映像。如图4-1所示，在三个物理单元上运行两个操作系统映像。分区技术 系统分区可以分为物理分区和逻辑分区。系统分区可以分为物理分区和逻辑分区。273信息系信息系统统集成集成专业专业技技术术知知识识274274l逻辑分区：逻辑分区是将SMP系统中的硬件资源（如CPU、内存和I/O等）逻辑的进行划分。它不依赖于任何的物理单元。如图4-2所示，8个CPU分属于三个逻辑分区中（其中一个CPU未属于任何分区）。274信息系信息系统统集成集成专业专业技技术术知知识识275275负载均衡技术 l在多处理器、多任务应用环境和异构系统平台中，由于系统访问和数据请求频繁，对服务器的处理速度将会造成很大压力，用户的响应时间延长，从而降低整个系统的性能。l负载均衡技术指的是采用一种对访问服务器的负载进行均衡（或者说分担）的措施，使两个或两个以上的服务器为客户提供相同的服务。l负载均衡可以通过设置多台服务器或通过软件方式实现。275信息系信息系统统集成集成专业专业技技术术知知识识276276l多主机负载均衡：每个主机运行一个所需服务器程序的独立拷贝，诸如Web、FTP、E-mail服务器程序。对于某些服务（如运行在Web服务器上的那些服务）而言，程序的一个拷贝运行在群集内所有的主机上，而网络负载均衡则将工作负载在这些主机问进行分配。对于其他服务（例如E-mail），只有一台生机处理工作负载，针对这些服务，网络负载均衡允许网络通信量流到一个主机上，并在该主机发生故障时将通信量移至其他主机。在UNIX系统管理中，用户可以设置一台生服务器，指定一台或多台服务器作为从服务器，一方面可以分担系统访问流量，另一方面可以提高整个系统的安全可用性。276信息系信息系统统集成集成专业专业技技术术知知识识277277使用代理服务器，可以将请求转发给内部的服务器，使用这种加速模式显然可以提升静态网页的访问速度。使用代理服务器将请求均匀转发给多台服务器，从而达到负载均衡的目的。标准代理方式是客户使用代理访问多个外部服务器，而这种代理方式是代理多个客户访问内部服务器，因此也被称为反向代理模式。代理服务器本身虽然可以达到很高效率，但是针对每一次代理，代理服务器就必须维护两个连接：一个对外的连接，一个对内的连接。因此对于特别高的连接请求，代理服务器的负载也就非常之大。反向代理方式下能应用优化的负载均衡策略，每次访问最空闲的内部服务器来提供服务。但是随着并发连接数量的增加，代理服务器本身的负载也变得非常大，最后反向代理服务器本身更会成为服务的瓶颈。服务代理和内容分发技术服务代理和内容分发技术277信息系信息系统统集成集成专业专业技技术术知知识识278278集群高可用性技术 l集群技术是将一组相互独立的计算机通过高速的通信网络而组成的一个单一的计算机系统，并以单一系统的模式加以管理。其出发点是提供高可靠性、可扩充性和抗灾难性。l集群系统通过功能整合和故障过渡技术实现系统的高可用性和高可靠性，集群技术还能够提供相对低廉的总体拥有成本和强大灵活的系统扩充能力。l集群高可用性技术可用两种方法来实现：双机容错多机集群278信息系信息系统统集成集成专业专业技技术术知知识识279279双机容错技术l双机系统是由两台服务器和共享存储子系统组成的。l在双机系统中，每台主机都有自己的系统盘，安装操作系统和应用程序；每台主机至少安装两块网卡，一块连接到网络上，对外提供服务，另一块相互与另一台主机连接，用于侦测对方的工作状况；每台主机都连接在共享磁盘子系统上，共享磁盘子系统通常均为有容错功能的磁盘阵列，各种应用所需的数据均储存在磁盘阵列子系统上。279信息系信息系统统集成集成专业专业技技术术知知识识280280磁盘阵列和热插拔 l磁盘阵列一般指的是RAID磁盘阵列，也就是采用多余的磁盘来对信息进行冗余保存，从而提高磁盘系统的可靠性。当某个硬盘发生故障时，可以通过保存在其他硬盘上的冗余信息把故障硬盘上的数据全部恢复出来。l热插拔是一种不停机恢复故障硬盘的技术，一般需要和磁盘阵列配合使用。当磁盘发生故障时，可以在不停机的情况下更换故障硬盘并恢复故障硬盘中的数据，而此时系统正常工作仍在继续。这种技术只有在发生故障时也不允许服务中断的某些关键场合才需要。但是这种技术只解决了磁盘子系统的故障问题，当系统发生其他故障时还是需要停机处理，所以在可靠性要求更高的场合还有双机热备份等技术。280信息系信息系统统集成集成专业专业技技术术知知识识281281ECC内存 l在可靠性要求较高的场合，特别是当采用的内存量较大的时候，应该采用ECC内存。ECC内存能够检测并自动纠正错误。一般能够检测2位错误，自动纠正任何1位错误。ECC内存的实现在服务器上也有两种形式：一种是内存的插槽与普通内存一样，为工业标准的SIMM插槽，内存采用特殊的ECC内存条，错误检测和纠正功能在内存条上实现，低档服务器一般都采用这种方法；另一种方法是采用特殊的ECC内存卡，多条SIMM内存条插在内存卡上，内存卡上有电路来实现错误的检测和纠正，高档服务器一般采用这种方法。281信息系信息系统统集成集成专业专业技技术术知知识识282282 ISC服务器控制技术 lISC（IntelServerControl）是一种网络监控技术，只适用于使用Intel架构的带有集成管理功能主权的服务器。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正常。282信息系信息系统统集成集成专业专业技技术术知知识识283283EMP应急管理端口 lEMP（EmergencyManagementPort）是服务器主板上所带的一个用于远程管理服务器的接口。远程控制机可以通过Modem与服务器相连，控制软件安装于控制机上。远程控制机通过EMPConsole控制界面可以对服务器进行下列工作：打开或关闭服务器的电源。重新设置服务器，甚至包括主权BIOS和CMOS的参数。监测服务器内部情况，如温度、电压、风扇情况等。283信息系信息系统统集成集成专业专业技技术术知知识识284284智能输入/输出（I2O）技术 l智能输入/输出（I2O）技术把任务分配给智能I/O系统，在这些子系统中，专用的I/O处理器将负责中断处理、缓冲存取以及数据传输等繁琐的任务，这样，系统的吞吐能力就得到了提高，服务器的主处理器也能被解放出来去处理更为重要的任务。284信息系信息系统统集成集成专业专业技技术术知知识识285285RAID存储技术lRAID（Redundant Array of Independent Disks）是指）是指独立磁盘冗余阵列。独立磁盘冗余阵列。RAID阵列技术允许将一系列磁盘阵列技术允许将一系列磁盘分组，以实现提高可用性的目的，并提供为实现数据分组，以实现提高可用性的目的，并提供为实现数据保保lRAID的实现方式：的实现方式：RAID可以通过硬件实现，也可以可以通过硬件实现，也可以通过软件实现。通过软件实现。RAID硬件阵列是使用专门的磁盘阵列硬件阵列是使用专门的磁盘阵列卡来实现的。卡来实现的。RAID软阵列是通过支持软阵列是通过支持RAID的操作系的操作系统进行配置和管理而实现的。统进行配置和管理而实现的。l硬件硬件RAID实现分为两种：一种是内置（或集成）实现分为两种：一种是内置（或集成）RAID控制器，一种是外置控制器，一种是外置RAID控制器。外置控制器。外置RAID控控制器包括从控制器到硬盘等一套设备。外置制器包括从控制器到硬盘等一套设备。外置RAID控制控制器比内置器比内置RAID控制器结构更加复杂，缓存容量更大，控制器结构更加复杂，缓存容量更大，功能也更强大、可扩展性也更强。功能也更强大、可扩展性也更强。6.10 网络存储技术285信息系信息系统统集成集成专业专业技技术术知知识识286286磁盘镜像技术l磁盘镜像就是在一台服务器内安装二个（或者多个）独立的硬盘，即用一块磁盘控制器连接两个性能相同的硬盘。当系统工作时，将数据同时存入这两个硬盘，这两份数据称为镜像关系。当一个硬盘出现故障时，可以使用另一个硬盘，从而保证网络系统正常运行。286信息系信息系统统集成集成专业专业技技术术知知识识287287l不足之处：不能并行写入，因此存储数据的时候并不能提升速度。不过，在读取数据的时候镜像可以提升速度。RAID控制器可以读取镜像的两个设备中的任意一个的数据，当其中一个使用时，另一个空闲的可以响应其他的请求；磁盘镜像可以防止单个硬盘的物理损坏，但无法防止逻辑损坏；一旦磁盘控制器出现故障，整个网络系统就完全不能运行了。287信息系信息系统统集成集成专业专业技技术术知知识识288288奇偶校验技术 l奇偶校验（Parity）是应用于RAID中的另一种冗余技术。RAID中的Parity类似于内存中的技术。l不必把数据镜像，对整个硬盘的数据进行奇偶校验运算，只需一个硬盘就能保证数据完整性，这就是奇偶校验技术相对于镜像技术的优势。考虑硬盘有可能崩溃，而多个硬盘同时崩溃的可能性极小，因此通过将奇偶校验数据分布在磁盘阵列的多个磁盘上，可实现更为可靠的分布式奇偶校验。奇偶校验技术的主要缺陷是：需要进行大量的运算，对于计算机CPU有着相当高的要求。每一次读取、写入数据都要进行一次奇偶校验运算，必须具备硬件RAID控制器，运用软件RAID几乎是不可能实现的；恢复数据比镜像技术复杂，恢复速度也要慢的多。288信息系信息系统统集成集成专业专业技技术术知知识识289289条块技术l条块（Striping）技术是把进入RAID控制器的数据分割成很多部分，每一部分为一个条块，再采用并行处理方式把条块数据分布到RAID阵列的所有驱动器上。l举个例子说明条块技术的工作原理：假设需要存储的数据分为了4块（A，B，C，D），且需要分布到3个硬盘上，那么第一个字节存储在第一个硬盘上、第二个字节存储在第二个硬盘上，第三个字节存储在第三个硬盘上，而第四个字节又存到一个硬盘上，如此循环。图5-2给出了条块技术工作原理示意图。289信息系信息系统统集成集成专业专业技技术术知知识识290290l如果某一个磁盘出了故障，如磁盘2有故障，可以通过读取磁盘1的数据（A、D、C）以及磁盘3的数据（C、B、A），恢复原始数据（A，B，C，D）。当需要移动、传输数据时，控制器将对两个硬盘同时存取，从而提高性能。条块分割是RAID中最具代表性的技术，它使得磁盘系统传输性能成倍提高。在一定的范围内，可以说RAID阵列中的硬盘越多，性能的提高就越明显，而硬盘驱动器数目决定了条块带宽。l条块技术的数据分块有两个级别：字节一级的条块数据块一级的条块l条块容量的大小是实现RAID的一个很关键的技术，不同的应用中应该采用不同的尺寸。条块容量对于最终性能的提高或者降低影响很明显，条块容量越小，文件被分割的就越多，同时传输性能将因并行处理能力的提高而提高，但是也会增加文件存储的随机性。而使用大的条块容量所取得的效果同使用小的条块容量相反，数据分布和传输的性能将会减低，不过文件存放的随机性也会下降。290信息系信息系统统集成集成专业专业技技术术知知识识291291RAID的级别lRAID技术是一种工业标准，但各厂商对RAID级别的定义不尽相同。目前对RAID级别的定义可以获得业界广泛认可的有4种，即：RAID0RAID1RAID10RAID5291信息系信息系统统集成集成专业专业技技术术知知识识292292lRAID0：在阵列中采用了条块算法，即读：在阵列中采用了条块算法，即读/写数据时多块写数据时多块硬盘同时操作，数据被分散地写在各个硬盘上。具有成硬盘同时操作，数据被分散地写在各个硬盘上。具有成本低、读写性能极高、存储空间利用率高等特点，适用本低、读写性能极高、存储空间利用率高等特点，适用于音视频信号存储、临时文件的转储等对速度要求极其于音视频信号存储、临时文件的转储等对速度要求极其严格的特殊应用。但由于没有数据冗余和校验，其安全严格的特殊应用。但由于没有数据冗余和校验，其安全性大大降低，构成阵列的任何一块硬盘的损坏都将带来性大大降低，构成阵列的任何一块硬盘的损坏都将带来灾难性的数据损失。通常建议还要在灾难性的数据损失。通常建议还要在RAID0中配置中配置4块以块以上的硬盘，目的是减少硬盘损坏的可能性。上的硬盘，目的是减少硬盘损坏的可能性。lRAID1：是指两块硬盘数据进行完全镜像，即通常说的：是指两块硬盘数据进行完全镜像，即通常说的磁盘镜像，这种方式安全性高、技术简单、管理方便、磁盘镜像，这种方式安全性高、技术简单、管理方便、读写性能好。读写性能好。RAID0的缺点是无法扩展，数据空间浪费的缺点是无法扩展，数据空间浪费大。大。RAID0一般用在操作系统和应用系统硬盘上。一般用在操作系统和应用系统硬盘上。292信息系信息系统统集成集成专业专业技技术术知知识识293293lRAID10：即RAID0+1。综合了RAID1和RAID0的特点，独立磁盘配置成RAID0，两套完整的RAID0互相镜像（RAID1）。它的读写性能出色，安全性高，但缺点是构建阵列的成本投入大，数据空间利用率低，不是经济高效的方案。lRAID5：是将各块独立硬盘进行条块化分割，相同的条块区进行奇偶校验，校验数据平均分布在每块硬盘上。以n块硬盘构建的RAID5阵列可以有n1块硬盘的实际可用容量，存储空间利用率非常高。任何一块硬盘上的数据丢失，均可以通过校验数据推算出来。RAID5具有数据安全、读写速度快、空间利用率高等优点，应用非常广泛。RAID5的缺点是写操作较慢，因为要进行校验数据的计算；另外，如果一块硬盘出现故障，系统要通过计算来恢复丢失的数据，使整个系统的性能将大大降低。RAID5是目前应用最广泛的RAID技术。293信息系信息系统统集成集成专业专业技技术术知知识识294294l如何为服务器选定RAID级别：有三个因素影响对RAID级别的选择。可用性（数据冗余）性能成本l如果不需要可用性，那么RAID0将带来最佳性能。如果可用性和性能很重要而价格并不重要，可选择RAID1或RAID10（视磁盘数而定）。如果价格、可用性和性能同样重要，那么选择RAID3、RAID5（视数据传输类型和磁盘驱动器数目而定）。294信息系信息系统统集成集成专业专业技技术术知知识识295295DAS存储技术lDAS（DirectAttachedStorage，直接连接存储或直接附属存储）是指直接将存储设备连接到服务器上，连接方式有两种，即SCSI线缆和光纤通道。如图5-3所示。295信息系信息系统统集成集成专业专业技技术术知知识识296296DAS存储方式的特点 l由于DAS是采用传统的连接方法，即每个服务器或客户端各自连接自己的DAS设备，使得DAS设备在安装的时候不必考虑其他服务器或客户端对其的影响；DAS的主要优点是价格低廉、配置简单、使用方便。l但因为网络对DAS的管理是分散的，随着需求的不断扩大，越来越多的存储设备和服务器被添加进来，DAS环境将导致服务器和存储孤岛数量的激增，产生巨大的管理负担，并导致资源利用率低下。296信息系信息系统统集成集成专业专业技技术术知知识识297297SAN存储技术l所谓SAN（StorageAreaNetwork，存储区域网络或称存域网络），是指在网络服务器群的后端，采用光纤通道（FC，FiberChannel）协议连接成高速专用网络，使网络服务器与多种存储设备直接连接。SAN通常由存储设备（专用磁盘阵列、磁带机）和光纤交换机组成。297信息系信息系统统集成集成专业专业技技术术知知识识298298lLAN和SAN分别以网络交换机和光纤交换机为核心构建，而服务器是它们的交点。每台服务器上都有一块网卡用以连接LAN，同时有一块主机总线适配卡（HBA，HostBusAdapter）用以连接SAN，HBA卡的带宽通常为100MB/s。lSAN是一个以光纤交换机为中心的、独立的数据存储网络，在此网络上使用的协议是光纤通道协议。SAN实际上是以数据存储为中心，通过具有较高传输速率的光通道连接方式，提供SAN内部任意节点之间的多路可选择的数据交换，并且将数据存储管理集中在相对独立的存储区域网内，充分体现了功能分拆的思想，提高了系统的灵活性和数据的安全性。lSAN的最大特点就是可以实现网络服务器与存储设备之间的多对多连接，而且，这种连接是本地的高速连接，几个服务器共享存储访问，服务器通过光纤交换机连接到存储系统。l如果SAN是基于TCP/IP的网络，则通过iSCSI技术，实现IP-SAN网络。298信息系信息系统统集成集成专业专业技技术术知知识识299299SAN的主要优点 l性能相当高，光纤通道协议在传送大数据块时非常有效，这使得SAN非常适用于存储密集型环境；l集中存取，更有效地利用存储资源；l简单、集中的存储管理，降低了管理工作量，节约了时间和金钱；l存储设备到服务器的多对多连接方式，提高了灵活性和可扩充性；l集中的存储备份，其中性能、数据一致性和可靠性可以确保关键数据的安全，缩短了数据备份和恢复时间，提高了吞吐量；l通过备份软件，可以做到Server-Free和LAN-Free备份，减轻服务器和网络负担，降低了LAN拥塞；l具备恢复能力的网络设计，为确保业务连续性提供了更高的数据可用性；l卓越的可扩展性和投资保护，可以根据业务需求轻松添加更多的存储设备；l服务器和存储设备可以在物理上分离，确保动态存储分区，存储环境安全性更高；l无需中断业务，即可添加或重新配置存储资源；l保证短期和长期的投资回报；l开放的、业界标准的光纤通道技术还使得SAN非常灵活。299信息系信息系统统集成集成专业专业技技术术知知识识300300lSAN和DAS的比较SAN和DAS相比有很大的优势，SAN的可升级性、稳定性、可用性和性能都大大加强。不过，它最大的优势是集中的管理，这就降低了总拥有成本。无论是SAN还是DAS存储方案，服务器与存储设备交换的都是数据块，所以比较适合于数据库应用。300信息系信息系统统集成集成专业专业技技术术知知识识301301NAS存储技术lNAS（NetworkAttachedStorage，网络连接存储或网络附属存储），或称为网络直联存储设备、网络磁盘阵列。是一种将分布、独立的数据整合为大型、集中化管理的数据中心，以便于对不同主机和应用服务器进行访问的技术。通俗地讲是直接挂接在网上的、提供数据和文件服务的存储设备，实际上就是一台专用的NAS服务器。如图5-5所示。lNAS服务器或称专用数据服务器，一般由处理器和磁带机、磁带库等存储硬件、存储操作系统以及其上的文件系统等几个部分组成。301信息系信息系统统集成集成专业专业技技术术知知识识302302NAS的主要优点 lNAS设备是直接连接在网络上并单独作为一个文件服务器存在的，网络中所有设备的数据全部存储在这一个NAS设备中，简化了网络架构。l将NAS设备连接到网络上非常方便。NAS设备提供RJ-45接口和单独的IP地址，可以将其直接挂接在主干网的交换机或其他局域网的HUB上，通过简单的设置（例如设置机器的IP地址等）就可以在网络上应用NAS设备了，完全是即插即用，而且进行网络数据在线扩容时也无需停顿网络，从而保证数据流畅存储，因此对照传统的服务器或DAS存储设备，NAS拥有更大的存储空间和相对低廉的价格。l由于NAS设备的安装、调试、使用和管理非常简单，因此对于选用NAS作为网络数据存储设备的企业用户来说，昂贵的设备管理与维护费用将不复存在。而且NAS设备在网络中占用一个IP地址，本身就相当于一台高性能的文件服务器，用户选用NAS设备后只须购买相应的应用服务器就行了，这样可以节省大量的设备成本。302信息系信息系统统集成集成专业专业技技术术知知识识303303l由于NAS是直接连接到TCP/IP网络（LAN或WAN）上，支持通用的网络存储数据传输协议，如NFS（Network，用于UNIX操作系统环境下，实现文件级的数据共享）和CIFS（CommonInternet，用于Windows操作系统环境下，实现文件级的数据共享）等，所以不需要任何附加软件，即可在几乎所有平台之间实现跨平台的数据共享。lNAS设备采用集中式存储结构，摒弃了DAS的分散存储方式，网络管理员可以方便地管理数据和维护设备，同时NAS设备允许用户在网络上存取数据，有效改善了网络的性能。lNAS与应用服务器之间交换的是文件，所以NAS产品比较适合于文件存储。303信息系信息系统统集成集成专业专业技技术术知知识识304304lNAS设备内置优化的独立存储操作系统，可以有效紧密地释放系统总线资源，全力支持I/O存储，因此NAS设备的效率较DAS设备高出60%以上。同时NAS设备一般集成本地的备份软件，可以不经过服务器将NAS设备中的重要数据进行本地备份，而且NAS设备提供硬盘RAID、冗余的电源和风扇以及冗余的控制器，可以满足724小时的稳定应用。lNAS设备一般会提供错误恢复系统，并会通过E-mail系统将报警信息自动发给系统管理员，同时NAS设备会进行动态监测，并提供详细的日志报告，以求全面保护数据。lNAS产品是真正即插即用的产品。304信息系信息系统统集成集成专业专业技技术术知知识识305305NAS与RAID的区别lNAS是一台服务器，有自己的核心，如CPU、内存、操作系统、磁盘系统，而RAID只是一个存储介质。lNAS直接接到交换机或集线器上，不依赖于服务器。RAID接到服务器后端，没有自己文件管理系统，完全依托于服务器，当数据流量很大时，给服务器造成的压力很大，易形成I/O瓶颈，使整个网络系统性能降低。lRAID技术的出现，是为了提高数据存储的可靠性。NAS把RAID技术融合在它的文件系统中，这样既提高了数据的可靠性，又利用磁盘的并行操作，提高了系统的整体性能。l当通用文件服务器的CPU进行I/O操作时，系统发生中断，等待I/O完成后才能恢复应用运行。在有NAS的系统中，应用程序需要进行磁盘I/O操作时，I/O操作由NAS完成，在磁盘I/O操作中最费时间的是写操作，NAS将写请求先写到NVRAM（不掉电内存）中，这个动作完成后，应用程序即可恢复运行，所以效率要高得多。305信息系信息系统统集成集成专业专业技技术术知知识识306306综合布线系统概述l综合布线系统的定义所谓综合布线系统（GCSGenericCablingSystem），是指在一幢建筑物或建筑群中通过电缆、光纤、各种软电缆线以及相关连接硬件构成的信息传输媒质系统，它将各种传输媒质和接续设备接一定次序组成一个有机整体，支持诸如话音、数据和图像以及监控管理信息的传输等应用。6.11 综合布线技术306信息系信息系统统集成集成专业专业技技术术知知识识307307综合布线系统的标准ISO/IECIS11801标准电磁兼容性标准（EMC）欧洲标准美国的EIA/TIA568A、EIA/TIA568B标准等。307信息系信息系统统集成集成专业专业技技术术知知识识308308ISO/IEC IS11801标准 l它将综合布线系统划分为三个子系统，规定了墙上插座、水平干线子系统100150电缆、跳线尤其是连接线路的衰减值、串扰值、反射值等电气性能参考值。终端插座水平干线电缆跳线和终端接线连接线路308信息系信息系统统集成集成专业专业技技术术知知识识309309电磁兼容性标准（EMC） l电磁兼容性标准（EMC）是指使用电源的设备和设备所处的电磁环境之间的关系。EMC标准可分为两大部分。发射的电磁兼容性标准：所涉及的A级（服务行业）和B级（住宅类）信息处理设备应当遵守从0.15MHz到1GHz之间频率波段所规定的外来幅射限度。信噪比测试标准：国际电子技术委员会（IEC）所属的专门研究电磁兼容CE65专家小组已颁布了IEC801-24等一系列信噪比试验的基本标准。IEC的另一个专家小组CE77就生产过程的测量和控制也制定出一系列IEC1000标准。309信息系信息系统统集成集成专业专业技技术术知知识识310310欧洲标准 l在欧洲，CENELEC在ISO/IECIS11801标准基础上已经制定颁布了欧洲的标准。主要是以下四个：EN50167标准（关于水平干线电缆）；EN50168标准（关于跳线和终端连接电缆）；EN50169标准（关于垂直主干线电缆）；EN50173标准草案（连接电路）。l这四个标准规定：水平配线、垂直配线、跳线和终端连接电缆的外套必须使用L.S.O.H（低烟雾O卤素）材料，也就是说烟雾低释放且有毒卤素为O的材料。l水平干线电缆、垂直主干线电缆及跳线的测量在1MHz和100MHz范围内的特性阻抗应为（100、120、150）15。310信息系信息系统统集成集成专业专业技技术术知知识识311311美国标准及中国标准 l美国标准主要是指ANSI/EIA/TIA568A和ANSI/EIA/TIA568B标准。它将综合布线系统划分为六个子系统。l中国工程建设标准化协会颁布的标准主要有二个，它和美国标准一样将综合布线系统划分为六个子系统：CECS72.97：建筑与建筑群综合布线系统工程设计规范；CECS89.97：建筑与建筑群综合布线工程施工及验收规范。l中国原邮电部综合了美国标准和国际标准的优点，并结合中国具体国情，采用三个子系统的划分形式，颁布了通信行业的标准大楼通信综合布线系统：YD/T926.1-3。311信息系信息系统统集成集成专业专业技技术术知知识识312312综合布线系统的组成lANSI/ELA/TIA568A标准将综合布线系统划分为六个独立的子系统，它们是：建筑群子系统垂直主干线子系统水平干线子系统管理子系统设备间子系统工作区子系统312信息系信息系统统集成集成专业专业技技术术知知识识313313综合布线系统的六个子系统 313信息系信息系统统集成集成专业专业技技术术知知识识314314建筑群子系统 l建筑群子系统（户外系统）是建筑物之间相互建筑群子系统（户外系统）是建筑物之间相互连接所采用的通信电缆、光纤、微波等以及相连接所采用的通信电缆、光纤、微波等以及相连接的所有设备（包括保护装置）所组成的通连接的所有设备（包括保护装置）所组成的通信线路。建筑群子系统通信线路通常采用单模信线路。建筑群子系统通信线路通常采用单模光纤线缆或多模光纤线缆，或采用大对数铜线光纤线缆或多模光纤线缆，或采用大对数铜线对称电缆。铺设方式一般采用地下管道或沟渠对称电缆。铺设方式一般采用地下管道或沟渠内铺设。内铺设。314信息系信息系统统集成集成专业专业技技术术知知识识315315垂直主干线子系统 l垂直主干线子系统又称主干线子系统或垂直竖井系统，是布线系统的垂直走线部分。它将整幢楼主配线架与各楼层配线架相连，是一幢多层建筑各楼层之间垂直铺设的骨干馈线电缆或光纤。垂直子系统一般采用光纤或大对数双绞线电缆，并通常铺设在弱电竖井内或专用上升管路内。为了提供与外部网络的通信能力，主干线子系统将中继线交叉连接点和网络接口（由电话局提供的网络设施的一部分）连接起来。网络接口通常放在设备间或设备间相邻的房间。l网络接口为这些设施和建筑物综合布线系统之间划定界限。315信息系信息系统统集成集成专业专业技技术术知知识识316316水平干线子系统 l水平干线子系统又叫平面楼层系统，它将垂直主干线子系统线路从管理子系统的配线架上连接到用户工作区的信息插座上（语音及数据的输出点），是布线系统水平走线部分，是同一楼层内铺设的线缆。水平子系统应根据同一层各工作区要求设置通信引出端位置和数量，并根据需要，可以增加一个转接点。316信息系信息系统统集成集成专业专业技技术术知知识识317317设备间子系统 l设备间子系统又叫机房子系统，是在每一幢大楼的适当地点设置进出线设备、网络互连设备的场所。设备间子系统是由主配线架及各种公共设备组成。它的功能是将各种公共设备（包括计算机主机、数字程控交换机、各种控制系统等）与主配线架连接起来，同时也是网络管理和值班人员的工作场所。通过设备间子系统可以完成各楼层配线子系统之间通信线路的调配、连接和测试，可以与本建筑物外的公用通信网连接。l对于电话、电脑系统应用，设备间子系统内一般包括连接设备主机系统的配线架（光缆配线架、数据用铜缆配线架、语音用铜配线架）、适配器、连线等。317信息系信息系统统集成集成专业专业技技术术知知识识318318管理子系统 l管理子系统设置在楼层配线间内，连接垂直子系统和各水平子系统，由各楼层配线架及相关交联、互联、跳线和插头以及各种颜色的标签等装置组成。它通过通过使用颜色编码，实现配线管理，可以灵活地改建和调整线路、使得追踪等变得很容易，极大地方便了系统布线调试和线路重新调整，它是综合布线灵活性的关键所在。此外，它的体积小，比传统的配线箱节省50%的空间。318信息系信息系统统集成集成专业专业技技术术知知识识319319工作区子系统 l工作区子系统（用户端子）由终端设备连接到信息插座的连线组成。它包括装配软线、连接器和连接所需的扩展软线，不包括终端设备。并在终端设备和输入/输出（I/O）插座之间搭线。l信息插座可以安放在墙壁上、地面上或桌面上，一般要求采用标准的RJ45/RJ11插头/插座，它分单孔、双孔、多孔等多种类型。319信息系信息系统统集成集成专业专业技技术术知知识识320320综合布线系统常用的传输介质l计算机网络通信分为有线通信和无线通信两种，有线通信网络中最常使用的介质有：非屏蔽双绞线、屏蔽双绞线、同轴电缆、光纤等；无线通信则是利用无线电、微波、红外线来充当传输介质。l目前，在计算机网网络中使用的传输介质主要有：双绞线同轴电缆大对数电缆光纤320信息系信息系统统集成集成专业专业技技术术知知识识321321双绞线介质l双绞线（TP：TwistedPair）是一种综合布线工程中最常用的传输介质，由两根具有绝缘保护层的22号或24号或26号绝缘铜导线按一定密度互相绞在一起而成，如图6-2所示。321信息系信息系统统集成集成专业专业技技术术知知识识322322l双绞线中的电导体是实心铜导体，采用美国线缆规格尺寸AWG（AmericanWireGauge）标准，见表6-4。其数值愈大，表示双绞线的直径愈细。AWG标准线芯直径（毫米/英寸）190.90/0.0359220.64/0.0253240.50/0.0201260.40/0.0159322信息系信息系统统集成集成专业专业技技术术知知识识323323双绞线的分类 l双绞线可分为非屏蔽双绞线（UTP：UnshieldedTwistedPair，也称无屏蔽双绞线）和屏蔽双绞线（STP：ShieldedTwistedPair）两大类，屏蔽双绞线电缆的外层由铝泊屏蔽层或铜网屏蔽层包裹着，它的价格相对要高一些。在这两大类中又分100电缆、双体电缆、大对数电缆、150屏蔽电缆。其中非屏蔽双绞线分为3类、4类、5类、超5类、6类和7类；而屏蔽双绞线又分为3类和5类两种。l通常我们使用的双绞线有5类4对24AWG100非屏蔽双绞线（说明：24表示线芯是24号的；AWG表示美国线缆规格标准）、5类4对24AWG100屏蔽双绞线、5类4对26AWG100屏蔽软线和5类4对24AWG100非屏蔽软线。323信息系信息系统统集成集成专业专业技技术术知知识识324324324信息系信息系统统集成集成专业专业技技术术知知识识325325类型屏蔽双绞线非屏蔽双绞线规格（级别）3类5类3类4类5类超5类6类导体线规AWG24AWG24AWG24AWG24AWG24阻抗100100100100100带宽（Mbps）161001620100155200适用性语音语音、数据语音、数据语音、数据数据325信息系信息系统统集成集成专业专业技技术术知知识识326326非屏蔽双绞线 l非屏蔽双绞线UTP（UnshieldedTwisted-Pair）由多对双绞线和一个塑料外套构成，见图。l在结构化布线中，局域网主要采用3类和5类的UTP，常用4对8芯的UTP双绞线；而用于网络主干线的UTP可有较多的双绞线对数（如：25对、50对、100对等）。326信息系信息系统统集成集成专业专业技技术术知知识识327327非屏蔽双绞线的颜色 l一根非屏蔽双绞线中共有8芯线，这8芯线被分为4对，每对线两两对绞。l网络系统集成工程人员必须熟记这4种颜色，因为以太网所使用的双绞线就是使用这4种颜色。一般只要熟记“蓝、橙、绿、棕”就可以了。l第一对线为“白蓝/蓝”，是指对绞的两根线中一根是“白蓝”色的线，另一根是“蓝”色的线。其中的“白蓝”色是指这条线的大部分为白色，而且包含少许蓝色；与“白蓝”对绞的“蓝”色线则是指这条线全部为蓝色，或大部分为蓝色并且包含少许白色。l第二对线为“白橙/橙”，第三对线为“白绿/绿”，第四对线为“白棕/棕”。327信息系信息系统统集成集成专业专业技技术术知知识识328328超5类非屏蔽双绞线 l超5类非屏蔽双绞线布线系统是在对现有的UTP五类双绞线的部分性能加以改善后出现的系统，不少性能参数超过了TIA/EIA568的5类线要求，如近端串扰、串扰总和、衰减和信噪比四个主要指标都有较大的改进：其衰减更小，串扰更少，同时具有更高的衰减与串扰的比值（ACR）和信噪比（SRL）、更小的时延误差。因此，超5类线能够满足大多数应用的要求，提供了坚实的网络基础，可以方便转移、更新网络技术，被认为是为将来网络应用提供的解决方案。328信息系信息系统统集成集成专业专业技技术术知知识识3293296类非屏蔽双绞线 l它是一个新级别的电缆系统，除了各项参数都有较大提高之外，其带宽将扩展至200MHz或更高。l不论是超5类还是6类电缆系统，其连接方式仍和现在广泛使用的RJ-45接插模块相兼容。l注意：新近推出的7类电缆系统是欧洲提出的一种电缆标准，它是一种屏蔽系统，其计划的带宽为600MHz，但是其连接模块的结构和目前的RJ45形式完全不兼容。329信息系信息系统统集成集成专业专业技技术术知知识识330330屏蔽双绞线 l屏蔽的意义指附着在导体周围的金属层，主要功能是屏蔽导体电磁干抗（EMI）。屏蔽双绞线STP（ShieldedTwisted-Pair）与UTP的主要区别在于双绞线与塑料外套之间有一屏蔽层，如图所示。这一屏蔽层通常用铝金属和聚酯纤维做成，在布线中是接地的。330信息系信息系统统集成集成专业专业技技术术知知识识331331STP和UTP的比较 比较项UTPSTP价格便宜昂贵布线、连接难易程度容易困难抗EMI弱强信号衰减较大较大带宽改善程度低高标准统一不统一使用情况广泛使用特殊、个别使用331信息系信息系统统集成集成专业专业技技术术知知识识332332双绞线的性能指标 l在使用双绞线作为传输介质时，影响双绞线传输质量的性能指标主要有以下三个：近端串扰（NEXT）衰减（Attenuation）信噪比（StructuralReturnLoss）332信息系信息系统统集成集成专业专业技技术术知知识识333333双绞线的性能指标之近端串扰l近端串扰（NEXT）就是当两条非常接近的导线都在传输信号（数据传送与接收同时进行）时所产生的电磁干扰信号，即一对线到另一对线的信号耦合。l下面以计算机和集线器之间传输数据为例进行说明：不论是集线器端还是计算机端的双绞线，都有一对发送线和一对接收线；集线器端的一对发送线要向外发送数据时，由于是数据发送的起始端，因此信号能量较强；相对的，另一对用于接收数据的双绞线从计算机端接收传送过来的数据，其能量到达集线器端时势必较弱。在这种情况下，信号较强的发送数据信号会干扰信号较弱的接收数据信号，所以，NEXT就是由于双绞线中相邻的发送对与接收对信号强弱不同所引起的。如图所示。333信息系信息系统统集成集成专业专业技技术术知知识识334334lNEXT的计算公式：NEX=10log（Pi/Pc），单位：db。其中：Pi=干扰端（即发送端）的信号强度Pc=被干扰端（即接收端）的信号强度l从计算公式可以看出：近端串扰表示传送信号与串扰信号之间的比值。如果被干扰的串扰端信号愈强，即Pc值愈大，NEXT值就会愈小，表示此时串扰大，传输效率愈不好；反之，如果串扰端信号愈弱，即Pc值愈小，则NEXT值就会愈大，表示此时串扰小，传输效率较好。也就是说NEXT的值愈大，表示传输效率愈好。l在同一情况下，5类双绞线的NEXT值一定大于4类双绞线的NEXT值，4类双绞线的NEXT值一定大于3类双绞线的NEXT值。334信息系信息系统统集成集成专业专业技技术术知知识识335335双绞线的性能指标之衰减 l衰减（Attenuation）是指信号在一定长度的线缆中的损耗，即信号通过一段线缆后其幅度（电压值）减小的程度。信号衰减其实就是信号能量的减少，衰减值愈大表示传输效率愈不好。衰减与线缆的长度和信号的频率有关，线缆越长，信号频率越高，信号衰减越大。衰减随频率而变化，所以应测量在应用范围内的全部频率上的衰减。衰减用“db”作单位，表示源传送端信号到接收端信号强度的比率。l一般而言，如果双绞线的总长度在规定的100米以内，并不会造成衰减值过大。335信息系信息系统统集成集成专业专业技技术术知知识识336336l如果发生衰减值太大的情况，可能是由于以下原因引起的：温度可能过高。一般双绞线的使用环境温度最高为摄氏40度，所以布设双绞线时必须远离热源区域。使用错误类型的双绞线。使用不好的RJ-45接头。RJ45接头制作不好时也会引起衰减值增大。当制作RJ-45接头时，应尽量使双绞线保持对绞的状态，如果未对绞的长度过长时（超过13mm），也会引起衰减增大晚现象。双绞线中心的实心铜导体的纯度也会影响信号的衰减程度。通常如果中心铜导线的铜纯度愈高，则信号衰减愈少，传输效果也就愈好。336信息系信息系统统集成集成专业专业技技术术知知识识337337双绞线的性能指标之信噪比 l信噪比（StructuralReturnLoss）是衡量线缆阻抗一致性的标准，阻抗的变化引起反射。一部分信号的能量被反射到发送端，形成噪声。SRL是测量能量变化的标准，由于线缆结构变化而导致阻抗变化，使得信号的能量发生变化。反射的能量越少，意味着传输信号越完整，在线缆上的噪声越小。l比起普通5类双绞线，超5类系统在100MHz的频率下运行时，为用户提供8db近端串扰的裕量，用户的设备受到的干扰只有普通5类线系统的1/4，使系统具有更强的独立性和可靠性。337信息系信息系统统集成集成专业专业技技术术知知识识338338同轴电缆l同轴电缆（CoaxialCable简称Coax）是由一根空心的外圆柱导体及其所包围的单根内导线所组成，中间用绝缘材料隔开，即是由环绕同一轴线的内外两导体和绝缘层构成，见图6-7。典型的Coax内导体即中心导体是相对硬质的铜线或多股导线；外层导体是一种金属丝网（有时是导电的铝箔），被用来屏蔽EMI；两者之间用绝缘材料填充；最外层由较坚硬的塑料外套包住。为了保持同轴电缆的正确电气特性，电缆屏蔽层必须接地。同时两头要有终端来削弱信号反射作用。338信息系信息系统统集成集成专业专业技技术术知知识识339339l同轴电缆可分为两种基本类型，基带同轴电缆和宽带同轴电缆。目前基带常用的电缆，其屏蔽线是用铜做成网状的，特征阻抗为50，如RG-8、RG-58等。宽带常用的电缆，其屏蔽层通常是用铝冲压成的。特征阻抗为75，如RG-59等。l粗同轴电缆（直径10毫米）与细同轴电缆（直径5毫米）是指同轴电缆的直径大小。粗缆适用于比较大型的局部网络，它的标准距离长、可靠性高。由于安装时不需要切断电缆，因此可以根据需要灵活调整计算机的入网位置。但粗缆网络必须安装收发器和收发器电缆，安装难度也大，所以总体造价高。相反，细缆则比较简单、造价低。但由于安装过程要切断电缆，两头装上基本网络连接头（BNC），然后接在T型连接器两端，所以当接头多时容易产生接触不良的隐患，这是目前运行中的以太网所发生的最常见故障之一。339信息系信息系统统集成集成专业专业技技术术知知识识340340l常用同轴电缆类型类型适用范围50RG-8及RG-11用于粗缆以太网中50RG-58用于细缆以太网中75RG-59*用于有线电视CATV网中93RG-62*专用于ARCnet和IBM3270网络340信息系信息系统统集成集成专业专业技技术术知知识识341341光纤l光纤由导光性极好的玻璃纤维或塑料制成，光纤电缆（FiberOpticCable）是指带有包层与护套的光缆。l由玻璃纤维或塑料制成的光纤的芯，外面是涂覆层，也叫包层，它由多层反射玻璃构成，玻璃层设计成可以将光折射到中芯上；最外层是塑料保护套，在护套和包层之间还有空隙，当这个空隙被细线填充后就使光纤成为紧型结构，当这个空隙被液体胶或用环状物隔离后填充油料，则成为松型结构341信息系信息系统统集成集成专业专业技技术术知知识识342342l光纤类型。单模光纤（SingleModeFiber）：芯径小于10微米，光线沿轴向直线式传播，没有折射，频率单一，即是一种颜色的光。单模光纤具有较高的通信容量，但生产与使用都比多模光纤昂贵。多模光纤（MultimodeFiber），芯径在50微米以上，光线沿轴间传播有些波浪，是多种频率的光波，也即是多种颜色的光线。342信息系信息系统统集成集成专业专业技技术术知知识识343343l光缆的类型由光纤的模（单模、多模）、材料（玻璃或塑料）以及芯径和外层的尺寸决定，特别是芯的尺寸及纯度决定了传输光信号的品质。常用光缆的类型见表6-8。芯径（微米）外层尺寸（微米）单模/多模8.3-10m125 m单模50 m125 m多模62.5 m125 m多模85 m125 m多模100 m140 m多模343信息系信息系统统集成集成专业专业技技术术知知识识3443446.12 综合布线系统的常用配件 配线架 l配线架也可以叫做跳线架，是管理子系统中最重要的组件和枢纽，主要用于实现垂直干线和水平布线两个子系统的交叉连接，系统管理人员利用配线架可以很方便的对网络进行管理维护。l配线架通常可分为主干配线架（MDF，MainDistributionFrame，即一端来自外部线路，另一端接建筑楼宇内部网络，也可以是数据通信设备和语音通信设备的中心）、分支配线架（IDF，IntermediateDistributionFrame，通常用于建筑楼宇内部，比如垂直干线子系统或水平子系统）、建筑群配线架（CD）、建筑配线架（BD）和楼层配线架（FD）。每个楼层的线缆在楼层配线架（FD）处集中；各楼层配线架（FD）的线缆在建筑配线架处集中；建筑配线架的线缆最后将汇集到建筑群配线架处。344信息系信息系统统集成集成专业专业技技术术知知识识345345双绞线连接用的插头 l双绞线连接用的插头（接头）主要有：用于连接计算机网络的RJ-45插头RJ-45头又称为水晶头，是双绞线的接头，其前端有8个压接片触点。即每一个RJ-45插头共有8个引脚槽，称为8P（8个Positions），镀金的引脚数也是8个，称为8C（Contact）。其中第1只引脚的位置是固定的，可以据此从第1只脚依序数到第8只脚，下面左图。必须记清第1只引脚的位置，只有这样才能正确依序类推其余的引脚，这样在使用双绞线制作RJ-45插头时才不会出错。l用语连接语音信号（电话）的RJ-11插头l电话机上使用的插头叫做RJ-11插头（接头），外形上比RJ-45插头要小。电话机听筒的RJ-11接头上有4个镀金的引脚，称为4C（Contact），而一般家用电话机座对外连接的RJ-11接头上只有2个镀金引脚，称为2C，345信息系信息系统统集成集成专业专业技技术术知知识识346346RJ-45插头及其引脚 lRJ-45插头压接片的触点有二叉式和三叉式二种方式。插头压接片的触点有二叉式和三叉式二种方式。这里所称的二叉式或三叉式接头，是指当从侧面观察这里所称的二叉式或三叉式接头，是指当从侧面观察RJ-45插头时，所看到的金属叉片的形状，下面右图。插头时，所看到的金属叉片的形状，下面右图。这种尖形的金属叉片用于与双绞线的中心导体相接触，这种尖形的金属叉片用于与双绞线的中心导体相接触，从而使电流导通。显而易见，如果从而使电流导通。显而易见，如果RJ-45插头内金属叉插头内金属叉片的叉点煮愈多，就说明可以接触到双绞线中心导体片的叉点煮愈多，就说明可以接触到双绞线中心导体的点愈多，而只要其中某一个叉点与双绞线的中心导的点愈多，而只要其中某一个叉点与双绞线的中心导体相接触，就可以使电流导通，所以三叉式的体相接触，就可以使电流导通，所以三叉式的RJ-45插插头要比二叉式的头要比二叉式的RJ-45插头好。插头好。346信息系信息系统统集成集成专业专业技技术术知知识识347347EIA/TIA-568插头规格 lEIA/TIA-568标准定义的RJ-45插头规格有两种：EIA/TIA-568AEIA/TIA-568Bl这其中的区别主要是双绞线的排列顺序不同，对于接入不同的网络类型是没有任何影响的。lEIA/TIA568A插头规格已经使用多年，正在逐渐淘汰；EIA/TIA568B插头规格被IEEE推荐为100BaseTX和100BaseT4网络的标准配置，是目前使用最广泛的插头规格。l需要注意的是，在100BaseT网络中，RJ-45插头的引脚1、2连接的是8芯双绞线中的一对线，而引脚3、6连接的是另外一对线。其中一对线用于发送数据，另一对线则用于接收数据。347信息系信息系统统集成集成专业专业技技术术知知识识348348EIA/TIA-568A插头规格EIA/TIA-568B插头规格 348信息系信息系统统集成集成专业专业技技术术知知识识349349双绞线连接用的插座 lRJ-45插座（RJ-45Jack）也有8个引脚，左边第1个引脚就是第1脚，其引脚顺序正好与RJ-45插头一一对应，即RJ-45插头第1只引脚接触的就是插座的第1只引脚。RJ-45插座最常见于网卡、交换机、集线器上，工作区的模块化插座也是RJ-45插座。lEIA/TIA-568A和EIA/TIA-568B的RJ-45插座规格分别如左图、右图所示。349信息系信息系统统集成集成专业专业技技术术知知识识350350网卡上RJ-45插座的引脚功能定义 l在以太网中，并不是RJ-45插座8个引脚中的每一个引脚都会用到，而是只使用其中的第1、2、3、6共4个引脚来收发数据，其余的第4、5、7、8引脚则作为保留而未使用到。也就是说，100BaseT或10BaseT网络只要使用RJ-45插座的第l、2、3、6共4个引脚就可以导通，但是却不符合EIA/TIA的标准。所以在实际架设100BaseT或10BaseT网络时，建议最好将8个引脚全部都接上双绞线，以适应将来发展的需要，如RJ-45插座中的第4、5引脚可以保留用于将来连接电话线，第7、8引脚可以用于连接调制解调器。350信息系信息系统统集成集成专业专业技技术术知知识识351351l正常的网络连接线正常的网络连接线主要用于计算机与交换机（集线器）之间的连接。根据网络连接的原则及上表所示的引脚功能，如果想要将计算机与交换机（集线器）连接在一起时，只要将计算机上的第1只引脚与交换机（集线器）的第1只引脚直接连接，并且依此类推将第28只引脚依次直接对接即可，这也就是为什么制造厂商要将网卡与集线器的引脚设计成功能相反的道理，其最终目的主要是使网络人员可以很容易地进行安装。l因此，可以得出一个结论：当利用双绞线连接计算机与交换机（集线器）时，双绞线两端的RJ-45插头上的线对颜色必然是相同的。也就是说，双绞线两端的RJ-45插头必须使用相同的插头规格，即或者同时使用EIA/TIA-568A插头规格，或者同时使用EIA/TIA-568B插头规格。网络连接线351信息系信息系统统集成集成专业专业技技术术知知识识352352l跳线（跳线（Cross-Over）主要用于两台计算机之间的直接对接或两台交换机（集线器）主要用于两台计算机之间的直接对接或两台交换机（集线器）之间的连接。之间的连接。由于跳线连接的对象与正常的网络连接线不同。根据网络连由于跳线连接的对象与正常的网络连接线不同。根据网络连接的原则及上表所示的引脚功能，可以得知：如果要达到一接的原则及上表所示的引脚功能，可以得知：如果要达到一端是发送端，另一端是接收端的效果，跳线两端的信号传输端是发送端，另一端是接收端的效果，跳线两端的信号传输必须按照如下面左图连接。这样制作出的跳线两端必须按照如下面左图连接。这样制作出的跳线两端RJ-45插头插头的颜色顺序是不一样的，恰好为：一端的颜色顺序是不一样的，恰好为：一端RJ-45插头是插头是EIA/TIA568A的规格，另一端的规格，另一端RJ-45插头则是插头则是EIA/TIA568B的的规格，即只是橙、绿两对线互换位置而已。见下面右图。规格，即只是橙、绿两对线互换位置而已。见下面右图。l需要说明的是：两台交换机（集线器）之间的连接方需要说明的是：两台交换机（集线器）之间的连接方法与两台计算机直接对接的方法是完全一样的，因此法与两台计算机直接对接的方法是完全一样的，因此它们可以使用同一条跳线。它们可以使用同一条跳线。352信息系信息系统统集成集成专业专业技技术术知知识识353353两台计算机之间或两台交换机之间的信号传输 两台计算机之间或两台交换机之间的连接跳线 353信息系信息系统统集成集成专业专业技技术术知知识识354354光纤连接方式和光纤接头l光纤连接方式：光纤的主要连接方式有三种：连接器连接熔接压接l最常用的连接方式是通过连接器连接。l熔接是把两条光纤熔合到一起，具有较小的连接衰减。压接是把两条光纤用物理的方式对接到一起，并用套管固定，比熔接方便，但信号衰减稍大。354信息系信息系统统集成集成专业专业技技术术知知识识355355光纤接头 l一般常见的光纤接头主要有ST、SC、MT-RJ三种。lST接头：ST为StraightTip的缩写，该技术采用将光纤屏蔽在突出的接头内，前端部分以高精密陶瓷制成，并用钢环来旋转固定插入的纤芯，从而完成对光纤的锁定。lSC接头：SC为SubscriberConnector的缩写，SC接头也是采用高精密陶瓷制成的，可以用于固定其中的光纤纤芯，并锁定接头。另外还有一种免打磨的SC接头。由于使用便捷，SC接头是现在流行的光纤接头。lSFF光缆连接器：SFF（SmallFormFactor）通常将其称作微型光缆连接器。目前市场最主要的SFF光缆连接器有4种类型：LC类型FJ类型VF-45类型MT-RJ类型。这是一种新型的光纤接头，具有体积小、使用方便、接入方式更为灵活、接头制作简单、快捷，不需要熔接、工艺简单等特点，如图6-24所示。这种接头的设计采用无需打磨、无需胶水、可多次端接、支持插头及模块的结构，插头适配器插头设计提供更易访问的连接和更易清洁的光纤口，无粘胶/免打磨，保证更快端接。355信息系信息系统统集成集成专业专业技技术术知知识识356356光纤终端设备 l光纤接头有许多不同的类型，在不同接口之间可用跳线来互换，较常见的跳线有ST-ST、ST-SC、SC-SC等几种，分别用于不同的跳接，ST通常用于布线设备端，如光纤配线架、光纤模块等；SC和MT-RJ用于网络设备端和桌面端较多。和双绞线跳线一样，光纤跳线用于连接网络设备、配线架、服务器及工作站等。l由于光纤接头有许多不同的类型，因而光纤的终端设备和附件也必须与之相匹配，否则就不能使用。不同的光纤接头要对应相应的光纤插座（也称为光纤耦合器）和不同接口的光纤收发器。l光纤施工中通常还会使用专门的光纤接线盒，通过使用这些专用的光纤接线和分线器件可以将光纤接入任何指定的位置。356信息系信息系统统集成集成专业专业技技术术知知识识