1、2.1 20122.2 2012教學目的教學目的2.3 2012 2.4 20122.5 2012 計算機的產生（現代史）計算機的產生（現代史） 1945年年, 美國數學家馮美國數學家馮.諾依曼博士發表諾依曼博士發表電子計算工具邏輯設計電子計算工具邏輯設計論論文，提出二進制表達方式和存儲程序控制計算機構想。文，提出二進制表達方式和存儲程序控制計算機構想。 1946年年, 美國賓西法尼亞大學研制成功電子數字計算機美國賓西法尼亞大學研制成功電子數字計算機 ENIAC。重。重28噸，耗電噸，耗電150kW，占地，占地170平米，用電子管平米，用電子管18800個，每秒個，每秒5000次次加法。加法。

2、ENIAC (1946)掌上電腦掌上電腦(2000)2.1 2.1 計算機基礎計算機基礎2.6 2012 電子計算機的發展簡史電子計算機的發展簡史 第一代第一代 電子管時代電子管時代(1946-1958) 耗電高，體積大，定點計算，機器語言，匯編語言耗電高，體積大，定點計算，機器語言，匯編語言 第二代第二代 晶體管時代晶體管時代(1958-1965) 變集中處理為分級處理，浮點運算、高級語言變集中處理為分級處理，浮點運算、高級語言 第三代第三代 中小規模集成電路時代中小規模集成電路時代(1965-1970) 存儲容量大，運算速度快，幾十至幾百萬次存儲容量大，運算速度快，幾十至幾百萬次/秒秒 第

3、四代第四代 大規模集成電路時代大規模集成電路時代(1971至今至今) 向大型機和微型機兩個方向發展向大型機和微型機兩個方向發展 現代計算機發展方向現代計算機發展方向 巨型化，微型化，網絡化，智能化，多媒體化巨型化，微型化，網絡化，智能化，多媒體化 根據摩爾定律集成電路大體上每根據摩爾定律集成電路大體上每18個月翻一番，今后可再用個月翻一番，今后可再用10年。年。2.1 2.1 計算機基礎計算機基礎2.7 20122.1 2.1 計算機基礎計算機基礎 計算機的六大分類（計算機的六大分類（1） 巨型機巨型機 世界幾家公司生產，最快世界幾家公司生產，最快1.4萬億次，萬億次，9千個千個CPU組組成。

4、成。Cray-1,Cray-2,Cray-3,國產銀河國產銀河I, 銀河銀河II, 銀銀河河III。 小巨型機小巨型機 功能同巨型機相近，價格相對便宜，發展十分迅速功能同巨型機相近，價格相對便宜，發展十分迅速。美國。美國Convex公司的公司的C系列機為其代表產品。系列機為其代表產品。 大型機大型機 大中型企事業單位作為計算中心的主機使用，統一大中型企事業單位作為計算中心的主機使用，統一調度主機資源。代表產品有調度主機資源。代表產品有IBM360，370，4300等。等。2.8 20122.1 2.1 計算機基礎計算機基礎 計算機的六大分類（計算機的六大分類（2） 小型機小型機 可以滿足部門性

5、的需求，供小型企事業單位使用，可以滿足部門性的需求，供小型企事業單位使用，典型產品有典型產品有IBM-AS/400，DEC-VAX系列，國產太系列，國產太級級 工作站工作站 用于特殊的專業領域，例如圖象處理和輔助設計等用于特殊的專業領域，例如圖象處理和輔助設計等。 典型產品有典型產品有HP-APOLLO，SUN工作站等。工作站等。 微型機微型機 個人或家庭使用，個人或家庭使用，PC機機/個人計算機，價格低廉個人計算機，價格低廉2.9 20122.1 2.1 計算機基礎計算機基礎 計算機的應用領域計算機的應用領域 科學研究計算科學研究計算 密碼破譯，天氣預報，地質勘探，衛星軌道計算密碼破譯，天氣

6、預報，地質勘探，衛星軌道計算 過程控制過程控制 機器人以及各種自動化裝備，溫度調節，閥門控制機器人以及各種自動化裝備，溫度調節，閥門控制 輔助設計輔助設計/分析分析/制造制造/教學教學 機械機械CAD，建筑，建筑CAD，CAE，CAM，CAI 數據處理數據處理 數據庫管理，企業信息管理，統計匯總、辦公自動化數據庫管理，企業信息管理，統計匯總、辦公自動化 智能模擬智能模擬 人工智能、專家系統、自學習人工智能、專家系統、自學習2.10 20122.1 2.1 計算機基礎計算機基礎 馮馮.諾依曼機具有如下基本特點諾依曼機具有如下基本特點 計算機由運算器、控制器、存儲器、輸入設備和輸出設備五計算機由運

7、算器、控制器、存儲器、輸入設備和輸出設備五部分組成。部分組成。 采用存儲程序的方式，程序和數據放在同一存儲器中，由指采用存儲程序的方式，程序和數據放在同一存儲器中，由指令組成的程序可以修改。令組成的程序可以修改。 數據以二進制碼表示。數據以二進制碼表示。 指令由操作碼和地址碼組成。指令由操作碼和地址碼組成。 指令在存儲器中按執行順序存放，由指令計數器指明要執行指令在存儲器中按執行順序存放，由指令計數器指明要執行的指令所在的單元地址，一般按順序遞增。的指令所在的單元地址，一般按順序遞增。 機器以運算器為中心，數據傳送都經過運算器機器以運算器為中心，數據傳送都經過運算器2.11 2012 馮諾依曼

8、馮諾依曼概念，即概念，即存儲程序及程序控制存儲程序及程序控制的概念，是美籍匈牙利的概念，是美籍匈牙利人馮諾依曼提出的，因此又稱為馮諾依曼概念。人馮諾依曼提出的，因此又稱為馮諾依曼概念。 著名科學全才馮著名科學全才馮諾伊曼，由于他對計算機科學作出的巨大貢獻諾伊曼，由于他對計算機科學作出的巨大貢獻，被世人尊稱為，被世人尊稱為“計算機之父計算機之父”。 馮馮諾伊曼，諾伊曼，19031903年生于匈牙利。年生于匈牙利。19301930年移居美國。年移居美國。19421942年美國年美國制訂了研制原子彈等尖端武器的制訂了研制原子彈等尖端武器的曼哈頓計劃曼哈頓計劃。為實施這一計劃，。為實施這一計劃，需要進

9、行大量復雜的計算。正是這種需要，馮需要進行大量復雜的計算。正是這種需要，馮諾伊曼被引入到諾伊曼被引入到計算機科學的殿堂。計算機科學的殿堂。 19441944年夏，馮年夏，馮諾伊曼作為顧問，參加了諾伊曼作為顧問，參加了ENIAC(ENIAC(Elextronic Numerical Integrator And Computer電子數值積分和計算機電子數值積分和計算機) 研制小組的活動。他敏銳地覺察出，正在孕育之中的研制小組的活動。他敏銳地覺察出，正在孕育之中的ENIACENIAC，潛，潛伏著先天的缺陷：十進制記數，限制了計算機的存貯量；計算機伏著先天的缺陷：十進制記數，限制了計算機的存貯量；計

10、算機不能存貯程序，而依靠外接電路板插入，這樣必然增加計算機的不能存貯程序，而依靠外接電路板插入，這樣必然增加計算機的準備時間。馮準備時間。馮諾伊曼果斷地提出建議：應該研制出一臺性能優諾伊曼果斷地提出建議：應該研制出一臺性能優于于ENIACENIAC的計算機，這就是后來研制的埃德代克（的計算機，這就是后來研制的埃德代克（EDVACEDVAC）計算機）計算機。2.12 2012 馮馮諾伊曼和同事們，于諾伊曼和同事們，于19451945年制訂了年制訂了EDVACEDVAC方案。在設計中，方案。在設計中，采用了采用了“存貯程序存貯程序”的概念。這樣，不僅數據能存入存貯器，而的概念。這樣，不僅數據能存入

11、存貯器，而且指令在用數字表示后，也能存入存貯器。且指令在用數字表示后，也能存入存貯器。于是，指令的執行就于是，指令的執行就能自動完成了。能自動完成了。 馮馮諾伊曼從未說過諾伊曼從未說過“存貯程序存貯程序”概念是由他本人首先提出來的概念是由他本人首先提出來的。他倒多次提起英國的圖靈是現代計算機基本設計思想的創始人。他倒多次提起英國的圖靈是現代計算機基本設計思想的創始人。圖靈。圖靈1938年在美國時，曾當過馮年在美國時，曾當過馮諾伊曼的助手。因此可以認諾伊曼的助手。因此可以認為，為，“存貯程序存貯程序”概念是以馮概念是以馮諾伊曼為核心研究群體的一項集諾伊曼為核心研究群體的一項集體創造。體創造。 程

12、序存貯概念的提出，不僅加快計算機的運算速度，而且還簡化程序存貯概念的提出，不僅加快計算機的運算速度，而且還簡化了計算機的結構。這是計算機技術發展史上的一座里程碑。了計算機的結構。這是計算機技術發展史上的一座里程碑。 馮馮諾伊曼的另一項貢獻，就是在計算機中使用二進制。諾伊曼的另一項貢獻，就是在計算機中使用二進制。ENIAC采用的記數法是十進制，而采用的記數法是十進制，而EDVAC改為采用二進制。這樣，不改為采用二進制。這樣，不僅可提高運算速度，節省存貯設備，還能簡化邏輯線路。僅可提高運算速度，節省存貯設備，還能簡化邏輯線路。2.13 2012 EDVAC (Electronic Discrete

13、 variable Automatic Computer)。是第一臺現代意義的通用計算機。是第一臺現代意義的通用計算機。 它由五個基本部分組成：它由五個基本部分組成：1）運算器）運算器CA（2）控制器）控制器CC（3）存）存儲器儲器M（4）輸入裝置）輸入裝置I（5）輸出裝置）輸出裝置O； 采用二進制：計算機中的指令和數據均以二進制形式存儲；采用二進制：計算機中的指令和數據均以二進制形式存儲； “存儲程序存儲程序”和和“程序控制程序控制”結合的原理，即程序和數據都放在結合的原理，即程序和數據都放在內存中，在程序的控制下自動完成操作。這種結構一直延續至今內存中，在程序的控制下自動完成操作。這種結構

14、一直延續至今，所以現在一般計算機被稱為馮，所以現在一般計算機被稱為馮諾依曼結構計算機。諾依曼結構計算機。 從第一代到第四代計算機，都是按從第一代到第四代計算機，都是按“馮馮諾伊曼方式諾伊曼方式”進行工作進行工作的。年月，日本開始了一項計劃，采用的。年月，日本開始了一項計劃，采用“非馮非馮諾伊諾伊曼方式曼方式”，來研制第五代計算機（智能計算機）。，來研制第五代計算機（智能計算機）。2.14 20122.1 2.1 計算機基礎計算機基礎 諾依曼計算機的工作原理可概述為：諾依曼計算機的工作原理可概述為： “存儲程序存儲程序” + “程序控制程序控制” 要點：要點： 1以二進制表示數據和指令以二進制表

15、示數據和指令(程序程序) 2. 先將程序存入存儲器中，再由控制器自動讀取并執行先將程序存入存儲器中，再由控制器自動讀取并執行 CPU2.15 20122.1 2.1 計算機基礎計算機基礎 計算機程序的運行計算機程序的運行 一個一個CPU能執行什么操作，是工程人員設計和制造時安排好能執行什么操作，是工程人員設計和制造時安排好的的,是固定的，用戶不能改變。是固定的，用戶不能改變。 程序程序 是用戶在使用計算機時，為要解決的問題，用一條條指令是用戶在使用計算機時，為要解決的問題，用一條條指令編寫的指令序列。編寫的指令序列。 構成程序的指令在存儲器中一般都是順序存放，構成程序的指令在存儲器中一般都是順

16、序存放， 要破壞這種順序性，必須由轉移指令操作。要破壞這種順序性，必須由轉移指令操作。 2.16 20122.1 2.1 計算機基礎計算機基礎 計算機程序的運行計算機程序的運行 指令指令 是是CPU能執行的一個基本操作。能執行的一個基本操作。 如：取數、加、減、乘、除、存數如：取數、加、減、乘、除、存數 等等 計算機能夠執行的各種不同類型指令的總和稱為該機的指令系統。計算機能夠執行的各種不同類型指令的總和稱為該機的指令系統。 指令系統決定了計算機的功能。指令越多，計算機功能越強，線路也指令系統決定了計算機的功能。指令越多，計算機功能越強，線路也就越復雜。以下是幾類基本指令：就越復雜。以下是幾類

17、基本指令： 數據傳送指令數據傳送指令 算術運算指令算術運算指令 邏輯運算指令邏輯運算指令 程序控制指令程序控制指令 輸入輸入/輸出指令輸出指令 其他指令其他指令2.17 20122.18 2012 微處理器一般功能微處理器一般功能 進行算術邏輯運算進行算術邏輯運算 可接收和發送數據可接收和發送數據 可暫存少量數據可暫存少量數據 提供控制信號提供控制信號 對指令解碼對指令解碼2.19 2012 存儲器分類存儲器分類2.20 2012 主存儲器主存儲器 只讀存儲器（只讀存儲器（ROM） 隨機存儲器（隨機存儲器（RAM）2.21 2012 二級存儲器二級存儲器 磁盤、磁帶、光盤磁盤、磁帶、光盤2.2

18、2 2012 輸入設備輸入設備 鍵盤、掃描儀、鼠標鍵盤、掃描儀、鼠標 輸出設備輸出設備 打印機、顯示器打印機、顯示器 視頻視頻 聲音識別聲音識別 光和磁識別光和磁識別2.23 20122.24 2012 軟件分為兩類：軟件分為兩類： 系統軟件：管理與支持計算機系統資源及操作的程序，是計系統軟件：管理與支持計算機系統資源及操作的程序，是計算機硬件和應用程序之間重要的軟件接口。算機硬件和應用程序之間重要的軟件接口。 應用軟件：綜合用戶信息處理需求的、直接處理特定應用的應用軟件：綜合用戶信息處理需求的、直接處理特定應用的程序。程序。 軟件發展趨勢：軟件發展趨勢： 程序設計語言向對話式、自然語言方向發

19、展程序設計語言向對話式、自然語言方向發展 向更容易使用的多目標應用軟件包發展向更容易使用的多目標應用軟件包發展2.25 2012 分類：分類： 系統管理程序：系統管理程序： 用于管理計算機系統的硬件、軟件和數據資源。包括操作用于管理計算機系統的硬件、軟件和數據資源。包括操作系統、數據庫管理程序、通信管理程序。系統、數據庫管理程序、通信管理程序。 系統支持程序：系統支持程序： 通過提供各種支持服務，以支持計算機系統的操作和管理通過提供各種支持服務，以支持計算機系統的操作和管理。包括系統實用程序、安全管理器等。包括系統實用程序、安全管理器等。 系統開發程序：系統開發程序： 幫助用戶開發信息系統的應

20、用程序。包括各種語言編譯器幫助用戶開發信息系統的應用程序。包括各種語言編譯器、開發工具、輔助軟件工程包等。、開發工具、輔助軟件工程包等。2.26 2012 操作系統操作系統 是一臺計算機最基本、最重要的軟件包，它控制是一臺計算機最基本、最重要的軟件包，它控制CPU的操作的操作，控制計算機系統的輸入，控制計算機系統的輸入/輸出，資源的分配，為應用程序提輸出，資源的分配，為應用程序提供各種服務與接口。供各種服務與接口。 五大功能：五大功能： 用戶界面用戶界面 資源管理資源管理 任務管理任務管理 文件管理文件管理 實用程序與支持服務實用程序與支持服務 操作系統分類：操作系統分類： 批處理批處理OS、

21、分時、分時OS、實時、實時OS。2.27 2012 DOS 曾經是曾經是PC機上最常用的操作系統，以簡單、可靠贏得了廣大機上最常用的操作系統，以簡單、可靠贏得了廣大用戶的青睞。但由于未能緊跟計算機硬件技術的發展，最終用戶的青睞。但由于未能緊跟計算機硬件技術的發展，最終退出了歷史舞臺。退出了歷史舞臺。 Windows3X 是是PC機上最為成功的機上最為成功的DOS擴展器，它在擴展器，它在DOS的基礎上改進了的基礎上改進了用戶接口、內存管理和設備管理，增加了對多媒體的支持，用戶接口、內存管理和設備管理，增加了對多媒體的支持，實現了圖形用戶界面，為實現了圖形用戶界面，為PC機操作系統的進一步發展打下

22、了機操作系統的進一步發展打下了基礎。基礎。2.28 2012 Windows95 是一個全新的是一個全新的32位位PC機操作系統，它充分利用了機操作系統，它充分利用了PC硬件技硬件技術發展的新成果，在支持原有術發展的新成果，在支持原有16位應用的基礎上，把位應用的基礎上，把PC操作操作系統技術向前推進了一大步。系統技術向前推進了一大步。 UNIX系統系統 經過經過20多年的錘煉，以高可靠性、高效率和強大的多年的錘煉，以高可靠性、高效率和強大的TCP/IP支支持、支持并行處理和多處理器和獨有的持、支持并行處理和多處理器和獨有的64位計算使其成為企位計算使其成為企業級應用的首選。業級應用的首選。

23、作為作為UNIX風格的操作系統。風格的操作系統。2.29 2012 LINUX 秉承了秉承了UNIX系統的優秀特性，以可靠、高效和近乎為零的使系統的優秀特性，以可靠、高效和近乎為零的使用成本而成為一種重要的操作系統。用成本而成為一種重要的操作系統。 NetWare 以其獨特的結構、良好的運行效率和強大的目錄管理服務，以其獨特的結構、良好的運行效率和強大的目錄管理服務，成為成為PC局域網絡的最主要的網絡操作系統。局域網絡的最主要的網絡操作系統。2.30 2012 Windows NT 繼承了微軟公司繼承了微軟公司Windows系列操作系統的優良特性，是一種系列操作系統的優良特性，是一種可移植性好

24、，支持多種硬件平臺，功能強大，可靠性好、靈可移植性好，支持多種硬件平臺，功能強大，可靠性好、靈活性高的企業級操作系統。它采用了先進的操作系統技術，活性高的企業級操作系統。它采用了先進的操作系統技術，如虛存管理、優先權多任務、結構化異常處理和操作系統對如虛存管理、優先權多任務、結構化異常處理和操作系統對象等，支持對稱式多處理器，提供了象等，支持對稱式多處理器，提供了Windows圖形用戶界面圖形用戶界面，兼容，兼容WIN32程序、程序、16 Windows程序、程序、MS-DOS程序、程序、POSIX程序和程序和OS/2程序等。程序等。Windows NT以其靈活、強大的以其靈活、強大的功能和穩

25、定可靠的性能成為了目前最為重要的操作系統之一功能和穩定可靠的性能成為了目前最為重要的操作系統之一。2.31 2012 其他系統管理軟件其他系統管理軟件 數據庫管理系統（數據庫管理系統（DBMS） Oracle Sybase MS SQL server 通信管理器通信管理器 系統支持程序系統支持程序2.32 2012 程序設計語言程序設計語言: 機器語言。特點：機器語言。特點： 采用二進制代碼采用二進制代碼 指令隨機器而異指令隨機器而異 效率高，執行速度快效率高，執行速度快 編程繁瑣，工作量大，不直觀編程繁瑣，工作量大，不直觀 匯編語言匯編語言 高級語言。優點：高級語言。優點： 更接近自然語言，

26、一般采用英語表達，便于理解、記憶、掌更接近自然語言，一般采用英語表達，便于理解、記憶、掌握。握。 高級語言編寫的程序短小，易于編寫、調試。高級語言編寫的程序短小，易于編寫、調試。 可移植性強。可移植性強。2.33 2012高級語言不能被計算機直接識別和執行，必須先翻譯成用高級語言不能被計算機直接識別和執行，必須先翻譯成用機器指令表示的目標程序。翻譯的方式有兩種：機器指令表示的目標程序。翻譯的方式有兩種： 解釋執行解釋執行 編譯執行編譯執行 第四代語言（第四代語言（4GL） 是一種十分接近英語和其他人類語言的自然語言是一種十分接近英語和其他人類語言的自然語言 面向對象的語言面向對象的語言2.34

27、 2012 程序設計工具程序設計工具 IDE Microsoft visual studio .net/6.0 c+ Builder 5.0 Dephi 6.0 JBuild6.0 PowerBuilder2.35 20122.36 2012 主要內容主要內容 通信系統通信系統 通信部件及其功能通信部件及其功能 通信網絡的分類與應用通信網絡的分類與應用 通信管理通信管理2.37 2012 通信的定義通信的定義 利用利用通信設備和線路通信設備和線路將地理位置不同的，功能獨立的多個計將地理位置不同的，功能獨立的多個計算機系統互聯起來，以功能完善的算機系統互聯起來，以功能完善的網絡軟件網絡軟件（即網

28、絡通信協（即網絡通信協議、信息交換方式及網絡操作系統）實現網絡中議、信息交換方式及網絡操作系統）實現網絡中資源共享資源共享和和信息傳遞信息傳遞的系統。的系統。2.38 2012 遠程通信模型遠程通信模型 遠程通信是指以一定的形式，如語言、數據、文本和圖象，使用電或者光遠程通信是指以一定的形式，如語言、數據、文本和圖象，使用電或者光的介質，從一個地方發送到另一個地方。數據通信是更專門的定義，指的的介質，從一個地方發送到另一個地方。數據通信是更專門的定義，指的是數據的傳送。遠程通信的基本組成：是數據的傳送。遠程通信的基本組成： 終端終端 遠程通信處理器（調制解調器、路由器）遠程通信處理器（調制解調

29、器、路由器） 遠程通信信道和介質（雙絞線、同軸電纜、光纖、微波、衛星、紅外遠程通信信道和介質（雙絞線、同軸電纜、光纖、微波、衛星、紅外線）線） 計算機計算機 網絡通信控制軟件網絡通信控制軟件.微機微機（甲地）（甲地）.遠程通信遠程通信處理器處理器遠程通信遠程通信信道和介質信道和介質計算機計算機（遠程通信軟件）（遠程通信軟件）2.39 2012 計算機通信網絡的演變和發展計算機通信網絡的演變和發展 第一代第一代遠程聯機系統遠程聯機系統 終端終端控制器前端處理機主機終端終端控制器前端處理機主機.TC多路器多路器終端控制器終端控制器2.40 2012 計算機通信網絡的演變和計算機通信網絡的演變和發展

30、發展 第二代第二代多計算機互聯多計算機互聯（典型：（典型：ARPANET） 采用存儲轉發方式。采用存儲轉發方式。 通信子網：通信子網： IMP和它們之間互聯和它們之間互聯的通信線路一起負責的通信線路一起負責完成主機之間的通信完成主機之間的通信任務，構成通信子網任務，構成通信子網。 資源子網：資源子網： 通過通信子網互聯的通過通信子網互聯的主機負責運行用戶應主機負責運行用戶應用程序，向網絡用戶用程序，向網絡用戶提供可供共享的軟硬提供可供共享的軟硬件資源，組成資源子件資源，組成資源子網。網。IMPIMPIMPIMPIMPIMPHHHHHHHH主機主機 IMP接口報文處理機接口報文處理機2.41 2

31、012 計算機通信網絡的演變和發展計算機通信網絡的演變和發展 第三代第三代 國際標準化的網絡，具有統一的網絡體系結構、國際標準化的網絡，具有統一的網絡體系結構、遵循國際標準化的協議。其互聯的國際標準為遵循國際標準化的協議。其互聯的國際標準為ISO7498。該。該模型也稱模型也稱OSI七層模型。七層模型。 計算機網絡計算機網絡分布式系統分布式系統2.42 2012 通信介質通信介質 通信介質是通信網絡中發送方和接收方之間的物理通路。分通信介質是通信網絡中發送方和接收方之間的物理通路。分為有線和無線兩大類。為有線和無線兩大類。 雙絞線：雙絞線： 10M、100M，距離，距離100m之內。之內。 同

32、軸電纜：同軸電纜： 細纜（細纜（50歐）、粗纜（歐）、粗纜（75歐）歐）;10M，細纜傳輸距離幾公里，細纜傳輸距離幾公里，寬帶傳輸距離幾十公里。，寬帶傳輸距離幾十公里。 光纖：光纖： 幾千幾千Mbps，傳輸距離幾十、上百公里。，傳輸距離幾十、上百公里。 無線傳輸媒體：無線傳輸媒體： 微波、紅外線、激光、衛星。微波、紅外線、激光、衛星。2.43 2012 通信處理機及其功能通信處理機及其功能 調制解調器（調制解調器（MODEM）：）： 將數字信號和模擬信號互相轉換的設備。將數字信號和模擬信號互相轉換的設備。 多路復用器：多路復用器： 為了有效的利用傳輸系統，采用多路復用技術能把多個信號組合起來為

33、了有效的利用傳輸系統，采用多路復用技術能把多個信號組合起來在一條物理電纜上進行傳輸，實現這種功能的設備叫做多路復用器。在一條物理電纜上進行傳輸，實現這種功能的設備叫做多路復用器。 頻分多路復用頻分多路復用FDM 時分多路復用時分多路復用TDM【參見【參見124頁圖頁圖9.8】 交換機交換機 網絡互聯設備網絡互聯設備 中繼器中繼器 橋接器橋接器 路由器路由器 網關網關2.44 2012 通信軟件通信軟件 功能：功能： 存取功能存取功能 傳送控制傳送控制 網絡管理網絡管理 出錯控制出錯控制 安全管理安全管理 網絡協議：網絡協議： 協議是兩臺計算機之間進行通信必須遵循的一組規則協議是兩臺計算機之間進

34、行通信必須遵循的一組規則2.45 2012 局域網局域網 以太網（以太網（Ethernet）：）： 802.3協議（協議（CSMA/CD）；采用星形或者總線拓撲結構。）；采用星形或者總線拓撲結構。 客戶機客戶機/服務器結構服務器結構(Client/server,C/S)： 客戶機運行本地應用軟件，向服務器發出關于數據處理的請求；服務客戶機運行本地應用軟件，向服務器發出關于數據處理的請求；服務器收到請求后，進行相應的數據處理，然后將結果發送給客戶機，由器收到請求后，進行相應的數據處理，然后將結果發送給客戶機，由客戶機將結果顯示給用戶。客戶機將結果顯示給用戶。 優點：優點：支持多種關系數據庫支持多

35、種關系數據庫支持多種機型和操作系統支持多種機型和操作系統合理利用資源合理利用資源容易做到數據共享容易做到數據共享易于維護和升級易于維護和升級2.46 2012 客戶機客戶機/服務器結構：服務器結構：(C/S).客戶機.客戶機客戶機客戶機.客戶機數據庫服務器數據庫服務器應用服務器2.47 2012 瀏覽器瀏覽器/服務器結構服務器結構(Browser/Server,B/S)： B/是是Browser/Server的縮寫，客戶機上只要安裝一個瀏的縮寫，客戶機上只要安裝一個瀏覽器（覽器（Browser），如），如Netscape Navigator或或Internet Explorer，服務器安裝，服

36、務器安裝Oracle、Sybase、Informix或或 SQL Server等數據庫。瀏覽器通過等數據庫。瀏覽器通過eb Server 同數據庫同數據庫進行數據交互。進行數據交互。優點：優點： B/S最大的優點就是可以在任何地方進行操作而不用安裝任最大的優點就是可以在任何地方進行操作而不用安裝任何專門的軟件。只要有一臺能上網的電腦就能使用，客戶何專門的軟件。只要有一臺能上網的電腦就能使用，客戶端零維護。系統的擴展非常容易，只要能上網，再由系統端零維護。系統的擴展非常容易，只要能上網，再由系統管理員分配一個用戶名和密碼，就可以使用了。甚至可以管理員分配一個用戶名和密碼，就可以使用了。甚至可以在

37、線申請，通過公司內部的安全認證（如證書）后，在線申請，通過公司內部的安全認證（如證書）后，不需要人的參與，系統可以自動分配給用戶一個賬號進入不需要人的參與，系統可以自動分配給用戶一個賬號進入系統。系統。2.48 2012 瀏覽器瀏覽器/服務器結構服務器結構: (B/S).用戶用戶.用戶用戶.用戶用戶WEB服務器服務器數據庫服務器數據庫服務器ODBC數據請求數據請求返回數據返回數據數據請求數據請求返回數據返回數據Lan連接連接HTTP連接連接2.49 2012 廣域網廣域網 分布隊列雙總線分布隊列雙總線DQDB網：網： 高性能、雙總線光纖城域網，數據傳輸速率高于高性能、雙總線光纖城域網，數據傳輸

38、速率高于40Mbps，傳輸距離達，傳輸距離達50km。其結構由網絡節點和兩條方向相反的單向光纖構成。【參見。其結構由網絡節點和兩條方向相反的單向光纖構成。【參見133頁圖頁圖9.14】 X.25公用網：公用網： 采用分組交換線路，在公共數據網上以分組形式工作。實現了采用分組交換線路，在公共數據網上以分組形式工作。實現了OSI七層七層協議中的物理層、數據鏈路層、網絡層。協議中的物理層、數據鏈路層、網絡層。 Internet/Intranet： 運行公共的通信協議運行公共的通信協議TCP/IP，把各個國家、區域網連成一個覆蓋全球，把各個國家、區域網連成一個覆蓋全球的網絡系統，在網上提供豐富的共享資

39、源和廣泛的應用服務。的網絡系統，在網上提供豐富的共享資源和廣泛的應用服務。 綜合服務數字網（綜合服務數字網（ISDN）：）： ISDN的中心思想是全數字化：電話、傳真、電視等全是數字設備，傳的中心思想是全數字化：電話、傳真、電視等全是數字設備，傳輸的信息不再有模擬信號，而是數字脈沖。這樣所有的設備可以共享輸的信息不再有模擬信號，而是數字脈沖。這樣所有的設備可以共享同一個網絡，實現互聯互通。同一個網絡，實現互聯互通。2.50 20122.51 20121 1 數據概述數據概述 數據的處理是指對各種數據進行收集、存儲、加工和傳數據的處理是指對各種數據進行收集、存儲、加工和傳播的一系列活動的總和。播

40、的一系列活動的總和。 數據管理則是指對數據進行分類、組織、編碼、存儲、數據管理則是指對數據進行分類、組織、編碼、存儲、檢索和維護，它是數據處理的中心問題。檢索和維護，它是數據處理的中心問題。 數據管理技術經歷了人工管理、文件系統、數據庫系統數據管理技術經歷了人工管理、文件系統、數據庫系統三個階段。三個階段。2.52 2012 數據管理三個階段的比較：數據管理三個階段的比較： 人工管理人工管理文件系統文件系統數據庫系統數據庫系統背背 景景應用背景應用背景科學計算科學計算科學計算、管理科學計算、管理大規模管理大規模管理硬件背景硬件背景無直接存取存儲設備無直接存取存儲設備磁盤、磁鼓磁盤、磁鼓大容量磁

41、盤大容量磁盤軟件背景軟件背景沒有操作系統沒有操作系統有文件系統有文件系統有數據庫管理系統有數據庫管理系統處理方式處理方式批處理批處理聯機實時處理聯機實時處理 批處理批處理聯機實時處理聯機實時處理,分布處理分布處理批處理批處理特特 點點數據的管理者數據的管理者人人文件系統文件系統數據庫管理系統數據庫管理系統數據面向的對象數據面向的對象某一應用程序某一應用程序某一應用程序某一應用程序整個應用系統整個應用系統數據的共享程度數據的共享程度無共享無共享,冗余度極大冗余度極大共享性差共享性差,冗余度大冗余度大共享性高，冗余度小共享性高，冗余度小數據的獨立性數據的獨立性不獨立，完全依賴于不獨立，完全依賴于程

42、序程序獨立性差獨立性差具有高度的物理獨立性和具有高度的物理獨立性和邏輯獨立性邏輯獨立性數據的結構化數據的結構化無結構無結構記錄內有結構，整體記錄內有結構，整體無結構無結構整體結構化，用數據模型整體結構化，用數據模型描述描述數據控制能力數據控制能力應用程序自己控制應用程序自己控制應用程序自己控制應用程序自己控制提供數據安全性、完整性提供數據安全性、完整性、并發控制和恢復能力、并發控制和恢復能力2.53 20122. 數據組織的結構數據組織的結構 人們需要用數據來進行決策和采取行動人們需要用數據來進行決策和采取行動 如果這些數據能夠在限定的時間內被檢索處理，這些數據如果這些數據能夠在限定的時間內被

43、檢索處理，這些數據就產生了價值，成為信息。因此需要將數據有序的組織起就產生了價值，成為信息。因此需要將數據有序的組織起來，才能對數據進行有效的處理。來，才能對數據進行有效的處理。 數據的邏輯組織有四個基本的邏輯元素：數據的邏輯組織有四個基本的邏輯元素： 數據項數據項 記錄記錄 文件文件 數據庫數據庫2.54 20123. 數據組織的層次數據組織的層次數據庫數據庫文件文件1文件文件2文件文件n文件文件n-1記錄記錄1記錄記錄2記錄記錄n-1記錄記錄n數據項數據項1數據項數據項2數據項數據項n-1數據項數據項n.姓名、性別等姓名、性別等若干學生若干學生學生文件學生文件學生數據庫學生數據庫2.55

44、2012 數據組織的相關概念數據組織的相關概念 數據項數據項 是組成數據系統的有意義的最小基本單位。它的作用是描是組成數據系統的有意義的最小基本單位。它的作用是描述一個數據處理對象的某些屬性。述一個數據處理對象的某些屬性。 記錄記錄 與數據處理的某一對象有關的一切數據項構成了該對象的與數據處理的某一對象有關的一切數據項構成了該對象的一條記錄。標識記錄的數據項稱為關鍵項。一條記錄。標識記錄的數據項稱為關鍵項。 文件文件 相關（同類）記錄的集合稱為文件。相關（同類）記錄的集合稱為文件。 數據庫數據庫 按一定方式組織起來的邏輯相關的文件集合形成數據庫。按一定方式組織起來的邏輯相關的文件集合形成數據庫

45、。2.56 20124. 文件組織形式文件組織形式 建立并確定數據記錄的物理順序和邏輯順序之間的對立關系建立并確定數據記錄的物理順序和邏輯順序之間的對立關系。順序文件順序文件索引文件索引文件鏈表文件鏈表文件直接存取文件直接存取文件2.57 2012 順序文件順序文件 文件中數據記錄的物理順序與邏輯順序一致，文件記錄按關文件中數據記錄的物理順序與邏輯順序一致，文件記錄按關鍵字值的遞增（或遞減）次序排序，形成其邏輯順序。鍵字值的遞增（或遞減）次序排序，形成其邏輯順序。870001張三張三456870002李四李四645870003王五王五587870004孫六孫六676870005錢七錢七5651

46、23452.58 2012 索引文件索引文件 具有索引表的文件稱為索引文件。具有索引表的文件稱為索引文件。2.59 2012 舉例舉例記錄地址記錄地址學號學號姓名姓名成績成績A870005張三張三456B870002李四李四645C870001王五王五587D870004孫六孫六676E870003錢七錢七565主關鍵字（學號）主關鍵字（學號）記錄地址記錄地址870001C870002B870003E870004D870005A主文件主文件索引表索引表2.60 2012 鏈表文件鏈表文件 直接存取文件直接存取文件 直接存取文件沒有索引，而是通過一些尋址方法找到記直接存取文件沒有索引，而是通過一

47、些尋址方法找到記錄的關鍵字與存儲地址之間的相應關系，然后進行直接錄的關鍵字與存儲地址之間的相應關系，然后進行直接的存取的存取。入口2.61 20125. 傳統文件處理系統傳統文件處理系統 存在問題存在問題 數據冗余與數據不一致性數據冗余與數據不一致性 數據結構的不一致，數據聯系弱數據結構的不一致，數據聯系弱 缺少數據字典，缺少靈活性缺少數據字典，缺少靈活性應用程序應用程序1數據文件數據文件1應用程序應用程序2應用程序應用程序3數據文件數據文件2數據文件數據文件3用戶用戶用戶用戶用戶用戶2.62 2012 銀行文件處理系統銀行文件處理系統客戶財務報表分期貸款程序帳戶核對處理存款處理分期貸款處理貸

48、款分析報告客戶票據存款文件修改文件修改核對帳戶核對程序分期貸款文件修改存款程序客戶交易客戶交易2.63 20126. 數據庫處理系統數據庫處理系統 優點優點 完善的數據字典和數據模型完善的數據字典和數據模型 數據獨立性數據獨立性 方便的接口方便的接口 完整的數據控制功能完整的數據控制功能 提高了系統的靈活性提高了系統的靈活性數據庫中央數據庫2.64 2012 銀行數據庫處理系統銀行數據庫處理系統核對帳戶程序存款帳目程序分期貸款程序客戶數據庫.查詢2.65 20127. 數據庫管理系統（數據庫管理系統（DBMS）功能）功能 DBMS是一組計算機程序，控制組織和用戶的數據庫的是一組計算機程序，控制

49、組織和用戶的數據庫的生成、維護和使用。具有以下功能：生成、維護和使用。具有以下功能： 數據庫開發數據庫開發 數據庫查詢數據庫查詢 數據庫維護數據庫維護 應用與開發應用與開發.操作系統數據庫管理系統應用程序數據庫數據字典用戶2.66 2012數據庫管理系統（數據庫管理系統（DBMS） 數據庫開發：數據庫開發： 利用數據定義語言（利用數據定義語言（DDL）開發與說明數據內容、相互關）開發與說明數據內容、相互關系及每個數據庫的結構。并把這些信息存儲在一個專用的系及每個數據庫的結構。并把這些信息存儲在一個專用的數據定義和說明的數據庫中，稱為數據字典。數據字典由數據定義和說明的數據庫中，稱為數據字典。數

50、據字典由數據庫管理員控制、管理和維護。數據庫管理員控制、管理和維護。 數據庫查詢：數據庫查詢： 用戶使用用戶使用DBMS的查詢語言詢問數據庫中的數據。最常用的查詢語言詢問數據庫中的數據。最常用的查詢語言是結構化查詢語言（的查詢語言是結構化查詢語言（SQL）。）。 數據庫維護數據庫維護 應用開發應用開發2.67 20128. 數據庫的類型？數據庫的類型？ 企業數據庫的種類企業數據庫的種類 操作數據庫操作數據庫 管理數據庫管理數據庫 信息倉庫信息倉庫 分布式數據庫分布式數據庫 外部數據庫外部數據庫 文本數據庫文本數據庫 多媒體數據庫多媒體數據庫2.68 2012 數據模型是現實世界數據特征的抽象。

51、數據模型是現實世界數據特征的抽象。 模型的類型模型的類型 網狀型網狀型 層次型層次型 關系型（目前最流行的是關系型數據庫）關系型（目前最流行的是關系型數據庫） 信息是人們對客觀世界各種事物特征的反映，而數據則信息是人們對客觀世界各種事物特征的反映，而數據則是表示信息的一種符號。從客觀事物到信息，再到數據，是表示信息的一種符號。從客觀事物到信息，再到數據，是人們對現實世界的認識和描述過程，這里經過了三個是人們對現實世界的認識和描述過程，這里經過了三個層次的變換，分別是層次的變換，分別是現實世界、信息世界和數據世界現實世界、信息世界和數據世界。 2.69 2012 信息的轉換信息的轉換計算機世界D

52、BMS數據世界客觀客觀 事物類：事物類：事物事物 相關性質集合相關性質集合人人實體實體 實體集合實體集合及及 實體實體聯系聯系 相關屬性集合相關屬性集合 加工、轉換加工、轉換數數 文件文件據據 記錄記錄庫庫 相關數據項集合相關數據項集合加工加工轉換轉換存儲存儲 二進制數據集合二進制數據集合結構結構DBMS的數據的數據模型模型信息世界信息世界認識選擇描述認識選擇描述現實世界現實世界E-R模型模型2.70 2012 三個不同世界術語三個不同世界術語 客觀世界客觀世界 信息世界信息世界 數據世界數據世界組織（事物及其聯系）組織（事物及其聯系） 實體及其聯系實體及其聯系 數據庫（概念模型）數據庫（概念

53、模型）事物類（總體）事物類（總體） 實體集實體集 文件文件( (關系關系) ) 事物（對象、個體）事物（對象、個體） 實體實體 記錄記錄( (元組元組) )特征（性質）特征（性質） 屬性屬性 數據項數據項( (屬性屬性) )E-RE-R圖描述現實世界的概念模型。提供表示實體型、屬性和聯系的方圖描述現實世界的概念模型。提供表示實體型、屬性和聯系的方法法 2.71 2012 E-R圖描述現實世界的概念模型圖描述現實世界的概念模型 實體：實體： 屬性：屬性： 聯系：聯系： 一對一聯系一對一聯系 一對多聯系一對多聯系 多對多聯系多對多聯系線段2.72 2012 ER圖設計原則圖設計原則 真實性原則真實

54、性原則 避免冗余原則避免冗余原則 簡單性原則簡單性原則 合適性原則（用實體或屬性或聯系集）合適性原則（用實體或屬性或聯系集） 注意對客觀對象的約束注意對客觀對象的約束 映射約束、鍵碼約束、參照完整性約束映射約束、鍵碼約束、參照完整性約束2.73 2012 實體（實體（Entity）：）： 是一個有著一系列顯著的、易辨認的屬性的對象。是一個有著一系列顯著的、易辨認的屬性的對象。 實體可以是具體的（物體、人物等。）實體可以是具體的（物體、人物等。） 實體也可以抽象的（事、概念、事物之間的聯系）實體也可以抽象的（事、概念、事物之間的聯系） 確定實體的指導確定實體的指導 找出問題中的大模塊找出問題中的

55、大模塊 問題陳述中的名詞問題陳述中的名詞2.74 2012 屬性（屬性（Attribute） 實體的特性實體的特性,它描述了實體的一個部分。它描述了實體的一個部分。 一個實體可由若干個屬性來刻畫。一個實體可由若干個屬性來刻畫。 如學生（學號，姓名，性別，如學生（學號，姓名，性別，） 碼（碼（Key）：）： 唯一標識實體的屬性集。唯一標識實體的屬性集。 如：學號為學生的碼。如：學號為學生的碼。 確定屬性的指導確定屬性的指導 可能將名詞當作屬性可能將名詞當作屬性,但不應將其和實體混淆但不應將其和實體混淆.2.75 2012 ER圖繪制圖繪制2.76 2012 ER圖向關系數據模型的轉換圖向關系數據

56、模型的轉換ER圖中每個實體，相應轉換為一個關系，該關系包括圖中每個實體，相應轉換為一個關系，該關系包括對應實體的全部屬性，并確定出該關系的關鍵字。對應實體的全部屬性，并確定出該關系的關鍵字。對關系的描述，一般表示為：對關系的描述，一般表示為：關系名（屬性關系名（屬性1 1，屬性，屬性2 2，屬性，屬性n n）例如例如: :學生的關系可以描述為：學生的關系可以描述為：學生（學號，姓名，年齡，性別，系別）。學生（學號，姓名，年齡，性別，系別）。 一個關系模型是若干個關系模式的集合。在關系模型一個關系模型是若干個關系模式的集合。在關系模型中，實體以及實體間的聯系都是用關系來表示。例如中，實體以及實體

57、間的聯系都是用關系來表示。例如學生、課程、學生與課程之間的多對多聯系在關系模學生、課程、學生與課程之間的多對多聯系在關系模型中可以如下所示：型中可以如下所示：學生（學號，姓名，年齡，性別，系別）學生（學號，姓名，年齡，性別，系別）課程（課程號，課程名，學分）課程（課程號，課程名，學分）選修（學號，課程號，成績）選修（學號，課程號，成績）2.77 2012 ER圖向關系數據模型的轉換轉換過程示意圖圖向關系數據模型的轉換轉換過程示意圖2.78 2012 ER圖的轉換圖的轉換 將將E-R圖轉換成相應的表圖轉換成相應的表 表是行和列的集合，實體被表示成表的形式。表是行和列的集合，實體被表示成表的形式。

58、 用列標題表示實體的屬性用列標題表示實體的屬性 用行表示關于實體的實際數據用行表示關于實體的實際數據 關于表和屬性的命名規則關于表和屬性的命名規則 屬性名和表名中不能包含空格屬性名和表名中不能包含空格 表名對實體的描述應該是有意義的。表名對實體的描述應該是有意義的。 如如 student(cStuID,cStuName,nStuAge,) 表名只能描述一個主題表名只能描述一個主題2.79 2012 轉換舉例一轉換舉例一廠長（廠長（廠長號廠長號，廠號廠號，姓名，年齡），姓名，年齡）工廠（工廠（廠號廠號，廠名，地點），廠名，地點）2.80 2012 轉換舉例二轉換舉例二倉庫（倉庫號，地點，面積）產品（貨號，品名，價格，倉庫號，數量）2.81 2012 轉換舉例三轉換舉例三學號姓名年齡學生課程號課程名學時數課程學習nn學生（學號，姓名，年齡）課程（課程號，課程名，學時數）成績學習（學號，課程號，成績）2.82 2012 數據庫系統的三級模式數據庫系統的三級模式 模式模式 即邏輯模式。是數據庫中