第一章計算機硬件基礎(chǔ)

1.1計算機基本構(gòu)成

I一種完整的計算機系統(tǒng)由：控制器、運算累、存儲器、輸入設備和輸出設備5部分構(gòu)成。

2運算器和控制器合稱為中央處理器。內(nèi)存儲器和中央處理器合稱為主機。

3控制器包括：指令寄存器、指令譯嗎彈、時序控制。

1.1.1中央處理器

1運算器?般由算術(shù)運算部件(ALU)和某些寄存器構(gòu)成。

2累加器除/寄存參加運算的操作數(shù)外，在持續(xù)運算中，還用于寄存中間成果和最終止果。

3為了使;I算機可以對H勺執(zhí)行指令，CPU必須可以按對的H勺時序產(chǎn)生操作控制信號，這是控制器的重要任務。

4控制器溝成：①程序計數(shù)器(PC)；②指令寄存器(IR):③指令譯碼器：④脈沖源及啟?？刂凭€路：⑤時序信號產(chǎn)生部件：⑥操作控

制信號形成部件；⑦中斷機構(gòu)；⑧總線控制邏輯。

1.1.2存儲器

1按存儲素在計算機中的功能分類：高速緩沖存儲器(Cache),由雙極型半導體；主存儲器，由MOS半導休存儲器構(gòu)成；輔助存儲器，

乂稱為外存儲器。

1.1.3常用I/O設備

1按信息的傳播方向來分可分為：輸入、輸出與輸入輸出設備。

2輸入設法：鍵盤、鼠標、光標、觸摸肝、跟蹤球、控制桿、數(shù)字化儀、語言輸入、手寫中文識別、光學字符閱讀鞏(OCK)o

分為兩類：媒體輸入設備和交互式輸入設備＜媒體輸入設備：紙帶輸入機、卡片輸入機、光學字符閱讀機：交互式輸入設備：鍵盤、鼠

標、觸屏、光屏、跟蹤球。

3輸出設備：顯示屏、打印機、繪圖儀、語音輸出設備、卡片穿孔機、紙帶穿孔機、數(shù)模轉(zhuǎn)換設備。

4輸入輸出設備：磁盤機、磁帶、可讀寫光盤、CRT顯示屏、通信設備。

5輸入輸出設備按功能分為三類：用于人機接口、用于存儲信息、機一機聯(lián)絡。

6鍵盤：成鍵開關(guān)可分為兩類：觸點式、非觸點式。

7鍵盤控制器H勺構(gòu)成方式不一樣，可分為編碼鍵盤和非編碼鍵盤兩類。

8根據(jù)鼠冰器鎖采用的傳感技術(shù)的不?樣，鼠標器可分為兩類：機械式與光電式。

9鼠標與主機相連有兩種方式：總線接口和通信接口。

10目前大部分計算機把鼠標接在串行通信口：COM1和COM2上。

11打印機以印字原理可分為：擊打式打印機和非擊打式打印機；以輸出方式可分為串行打印機和并行打印機。

12擊打式打印機按字錘或字模H勺構(gòu)成方式來分，可分為整字形擊打印設備（按字模載體的形態(tài)分為：球形、菊花瓣形、輪式、鼓式）和

點陣打印設備兩類。

13非擊打式打印機類型：激光印字機、噴墨打印機、熱敏打印機。

14顯示屏由監(jiān)視器和顯示控制器構(gòu)成。監(jiān)視器由陰極射線管（CRT）、亮度控制電路（控制柵）、掃描偏轉(zhuǎn)電路（水平/垂直掃描偏轉(zhuǎn)線

圈）構(gòu)成。

15為保證屏幕上顯示的圖像不產(chǎn)生閃爍，圖像必須以50幀/秒至70幀/秒的速度進行刷新。

16計算題舉例：如當辨別率為640X480,幀頻為50幀/秒，且水平回掃期和垂直回掃期各占水平掃描周期和垂直掃描周期的20%,則

行頻=480線+80%X50幀/s=30kHz

水平掃描周期=1+30kHz=33ys

每一像素讀出的時間=33usX80%4-640線=40-50ns

若辨別率提高到1024X768,幀頻為60幀/秒,則行頻提高到57.6kHz,水平掃描周期（IIC）為17.4us,每像素讀出時間減少到13.6ns。

辨別率規(guī)定越高，為保證圖像不閃爍，則時間規(guī)定越高（每一像素讀出顯示的時間越短）。

光柵掃描顯示屏的掃描方式還可以提成逐行掃描和隔行掃描方式兩種。

1.2計算機的系統(tǒng)構(gòu)造

1.2.1并行處理的概念

1并行性包括同步性和并發(fā)性兩種含義。

2計算機中提高并行性的措施：時間重登（時間并行技術(shù)）：資源反復（空間并行技術(shù)）：資源共享（一種軟件措施）。

3指令流：計算機執(zhí)行的指令序列；數(shù)據(jù)流：指令流調(diào)用的數(shù)據(jù)序列：多重性：計算機同步可處理的指令或數(shù)據(jù)的個數(shù)。

4（S-single、單?的，1-instruction、指令，M-multiple、多倍的，D-data、數(shù)據(jù)）根據(jù)指令流和數(shù)據(jù)流出J多重性，可以把計算機分

為4類：①單指令流單數(shù)據(jù)流（SISD）②單指令流多數(shù)據(jù)流（SIMD）③多指令流單數(shù)據(jù)流（MISD）④多指令流多數(shù)據(jù)流（MIMD）.

1.2.2流水線處理機系統(tǒng)

若假定圖中取指令、分析指令、執(zhí)行指令的E寸間相似，均為3則完成n條指令的時間T分別為

T=3nt；T=（n+2）t?

1.2.3并行處理機系統(tǒng)

1并行處理機也稱為陣列式計算機，是操作尹行的SMID計算機，采用資源反復的措施開發(fā)并行性。并行處理機一般有一種控制器CLN

個處理單元（PE）（包括處理器和存儲模塊1,以及種互聯(lián)網(wǎng)絡部件（1N）構(gòu)成。

2并行處理機的重要特點：以單指令流多數(shù)據(jù)流方式工作：采用資源反豆措施引用空間原因；是以某一類算法為背景的專用計算機；并

行處理機的研究必須與并行算法的研究親密結(jié)合：處理單元構(gòu)造相似是同構(gòu)型產(chǎn)行機，同步是異構(gòu)型多處理機系統(tǒng)。

1.2.4多處理機系統(tǒng)

1多處理機屬于'HMD計算機。和SIMD計算機的區(qū)別：多處理機實現(xiàn)任務或作業(yè)一級的并行，而并行處理機只實現(xiàn)指令一級的并行。

2多處理孔的特點：構(gòu)造靈活性、程序并行性、并行任務派生、進程同步、資源分派和進程調(diào)度。

1.2.5CISC/RISC指令系統(tǒng)

RISC與CISC比較，指令系統(tǒng)的重要特點：指令數(shù)目少：指令長度固定、指令格式種類少、尋址方式種類少；大多數(shù)指令可在一種機器

周期內(nèi)完成；通用寄存器數(shù)量多。

1.3計算機存儲系統(tǒng)

1.3.3主存儲器

1半導體讀寫存儲器筒稱RWM,習慣上稱為RAM,按工藝不?樣可分為：雙極型RAM和MOS型RAM。

1操作系統(tǒng)是管理軟硬件資源，控制程序執(zhí)行、改善人機界面、合理組織計算機工作流程和為顧客使用計算機提供良好運行環(huán)境的一種

系統(tǒng)軟件。

2操作系統(tǒng)2個重要I內(nèi)作用：（1）通過資源管理，提高計算機系統(tǒng)的效率：（2）改善人機界面，向顧客提供友好的工作環(huán)境。

3資源：生計算機系統(tǒng)中，能分派給顧客使用的多種硬件和軟件設施。包括2大類：硬件資源和信息資源。

2.1.2操作系統(tǒng)的功能特性

1操作系統(tǒng)的重要特性：并發(fā)性、共享性和異步性。

并發(fā)性：指兩個或兩個以上的運行程序在同一時間間隔內(nèi)同步執(zhí)行。

共享性：指操作系統(tǒng)中的資源，可被多種并發(fā)的I程序使用。

異步性：又稱為隨機性。

2從資源管理的觀點來了解操作系統(tǒng)的6個重要功能：

①處理器管理：②存儲管理：③設備管理；④文件管理；⑤作業(yè)管理；⑥網(wǎng)絡與通信管理。

2.1.3操作系統(tǒng)的類型

1操作系統(tǒng)的類型：批處理操作系統(tǒng)、分時操作系統(tǒng)、實時操作系統(tǒng)。

2批處理系統(tǒng)H勺重要特性：顧客脫機工作、成批處理作業(yè)、多道程序設計、作業(yè)周轉(zhuǎn)時間長。

3分時操作系統(tǒng)特性：同步性、獨立性、及時性、交互性。

4實時操蚱系統(tǒng)構(gòu)成：數(shù)據(jù)采集、加工處理、操作控制、反饋處理。

2.2處理機管理

2.2.1進程的基本概念

1進程：?種具有獨立功能的程序有關(guān)某個數(shù)據(jù)集合的一次運行活動。

2進程屬性：構(gòu)造性、共享性、動態(tài)性、獨立性、制約性、并發(fā)性。

2.2.2進程的狀態(tài)和轉(zhuǎn)換

13種不一樣H勺進程狀態(tài)：運行態(tài)（running）、就緒態(tài)（ready）、等待態(tài)（wait）（又稱為阻塞態(tài)，blocked；或睡眠態(tài)，sleep）?

2.2.3進程的描述

1進程上下文：操作系統(tǒng)中把進程物理實體和支持進程運行的環(huán)境合稱為上下文（Context）。

2一種進程映像包括：進程程序塊、進程數(shù)據(jù)塊、系統(tǒng)/顧客堆棧、進程控制塊（PCB）「

3進程控制塊包括3類信息：標示信息、現(xiàn)場信息、控制信息。

4常用口勺現(xiàn)場信息包括：通用寄存器的內(nèi)容、控制寄存器（PSW）的內(nèi)容、顧客堆棧指針、系統(tǒng)堆棧指針。

5常用II勺空制信息包括：進程的調(diào)度有關(guān)信息、進程構(gòu)成信息、進程間通信有關(guān)信息、進程在二級存儲器內(nèi)的地址、CPU資源的占用和

使用信息、進程特權(quán)信息、資源清單。

2.2.4進程的同步與互斥

1進程之間存在兩種基本關(guān)系：競爭關(guān)系和協(xié)作關(guān)系。

2進程I內(nèi)互斥是處理進程間競爭關(guān)系的手段：進程的同步是處理進程間協(xié)作關(guān)系的手段。進程的互斥是?種特殊的進程同步關(guān)系，即逐

次使用互斥共享資源。

3經(jīng)典II勺進程間同步問題：生產(chǎn)者一消費者問題。

4最常用啊同步機制：信號量即PV,管程。

5原語是竦作系統(tǒng)中執(zhí)行時不可中斷的過程，即原子操作兩個同步原語：P（測試）操作和V（增量）操作。

2.2.5死鎖

1死鎖：兩個進程分別等待對方占用的一種資源，于是兩者都不能執(zhí)行而處在永遠等待。

2死鎖產(chǎn)生的條件：①互斥的條件：②占有和等待條件：③不剝奪條件：④循環(huán)等待條件。

2.3存儲管理

1存儲管理的功能：①主存空間的分派與回收；②地址轉(zhuǎn)換和存儲保護：③主存空間的共享；④主存空間的擴充。

2.3.1存儲器的層次

1計算機系統(tǒng)的存儲器可分為：寄存器、高速緩存、主存儲器、磁盤緩存、固定磁盤、可移動磁盤介質(zhì)6個層次構(gòu)造。

2邏輯地址轉(zhuǎn)化為物理地址，稱為地址轉(zhuǎn)換或重定位。

2.3.2地址轉(zhuǎn)換與存儲保護

1存儲管理類型：分區(qū)存儲管理、分段存儲管理、分頁存儲管理、虛擬存儲管理。

2.3.3分區(qū)存儲管理

1分區(qū)存褚管理分為：固定和可變分區(qū)管理。

2可變分區(qū)管理的分派算法：最先合用分派算法、最優(yōu)合用分派算法、最壞合用分派算法。

2.4設備管理

1外圍設備分類：存儲型設備、輸入輸出型設備。

2設備管理應具有如下功能：外圍設備中斷處理：緩沖區(qū)處理：外圍設備的分派；外圍設備驅(qū)動調(diào)度。

2.4.1I/O硬件原理

1按照輸入輸出特性，I/O設備可劃分為：輸入型外圍設備、輸出型外圍設備和存儲型外圍設備。

2按1/0牽制器功能的強弱以及和CPU之間聯(lián)絡方式的不一樣，I/O設備控制方式可分為：問詢方式、中斷方式、WA方式、通道方式。

3訪問方式又稱為程序直按控制方式。

4DMA,直接存儲器存取方式。

5通道又稱為輸入輸出處理器。

2.4.2I/O軟件原理

1操作系統(tǒng)一般把I/O軟件組織成4個層次：I/O中斷處理程序（底層）、設備摳動程序、與硬件無關(guān)的操作系統(tǒng)"0軟件、顧客層的

I/O軟件.

2輸入輸出中斷的類型和功能：通知顧客程序輸入輸出操作延鏈推進啊程度；通知顧客程序輸入輸出正常結(jié)束；通知顧客程序發(fā)現(xiàn)IKJ輸

入輸出操作異常；通知程序外圍設備上重要的異步信號。

3由設備無關(guān)軟件完成的功能：對設備驅(qū)動程序的統(tǒng)?接口：設備命名：設備保護；提供獨立于設備的塊大小；緩沖區(qū)管理；塊設備的

存儲分派：獨占性外圍設備的分派和釋放：借誤匯報。

2.4.3Spooling系統(tǒng)

1外圍設備聯(lián)機操作，簡稱為Spooling系統(tǒng)或假脫機操作系統(tǒng)，是用一類物理設備模擬另一類物理設備的I內(nèi)技術(shù)，是使獨占使用H勺設備

變成多臺虛擬設備H勺一種技術(shù)，也是一種速度匹配技術(shù)。

2“井管理程序”控制作業(yè)和輔助存儲器緩沖區(qū)域之間互換信息。

3“井”是用做緩沖的存儲區(qū)域，采用井的技術(shù)能調(diào)整供求之間H勺矛盾，消除人工干預帶來的損失。

4預輸入程序口勺重要任務是控制信息從輸入設備輸入到輸入井寄存，并填寫好輸入表以便在作業(yè)執(zhí)行中規(guī)定輸入信息量，可以隨時找到

它們的寄存位置。

5系統(tǒng)擁有一張作業(yè)表用來登記進入系統(tǒng)的所用作業(yè)的作業(yè)名、狀態(tài)、預輸入表位置等信息。

6輸入井中的作業(yè)有4種狀態(tài)：輸入狀態(tài)、收容狀態(tài)、執(zhí)行狀態(tài)、完成狀態(tài)。

7作業(yè)表是作業(yè)調(diào)度程序進行作業(yè)調(diào)度的根據(jù)，是Spooling系統(tǒng)和作業(yè)調(diào)度程序共享的數(shù)據(jù)構(gòu)造。

2.4.4磁盤調(diào)度

1操作系統(tǒng)采用一種合適的調(diào)度算法，使各進程對磁盤的平均訪問（重要是尋道）時間最小，磁盤調(diào)度分為：移臂調(diào)度、旋轉(zhuǎn)調(diào)度。

2移臂調(diào)度算法：電梯調(diào)度算法。

3當有若干等待進程祈求訪問磁盤上的信息時，旋轉(zhuǎn)調(diào)度應考慮如卜狀況：①進程祈求訪問H勺是同一磁道上的不一徉編號的扇區(qū)：②進

程祈求訪問的是不一樣磁道上的不一樣編號的扇區(qū)；③進程祈求訪問的是不一樣磁道上的相似編號的扇區(qū)。

狀況①②狀況，旋轉(zhuǎn)調(diào)度總是讓首先到達讀寫磁頭位置下的扇區(qū)先進行傳送操作；狀況③旋轉(zhuǎn)調(diào)度可以任選一種讀寫磁頭位置下的扇區(qū)

先進行傳送操作。

2.5文件管理

2.5.1文件與文件系統(tǒng)

1文件是由文件名字標示的?組有關(guān)信息的集合，文件名是字母和數(shù)字構(gòu)成的字母數(shù)字串，格式和長度因系統(tǒng)而異.

2文件可以按多種措施進行分類，按用途提成：系統(tǒng)文件、庫文件、和顧客文件；按保護級別可分為：只讀文件、讀寫文件和不保護文

件；按信息流向可分為輸入文件、輸出文件卻輸入輸出文件。

3操作系統(tǒng)支持如下4種不一樣類型的文件：一般文件、目錄文件、塊設備文件、字符設備文件。

4一般文件：ASCII文件和二進制文件。

5ASCII文件由多行正文構(gòu)成，在dos,windows中每一行以回車換行結(jié)束，整個文件以ctrl+z結(jié)束：在unix中每一行以換行結(jié)束：整

個文件以ctrl+d結(jié)束。最大長處是可以原樣打印和顯示，也可以用一般的文本編輯器進行編輯。

6二進制文件由一定數(shù)據(jù)構(gòu)造，組織成字節(jié)的流，可執(zhí)行文件是指令和數(shù)據(jù)H勺流，記錄式文件是邏輯記錄的流。

7文件系統(tǒng)面向顧客口勺功能是：文件的換名存?。何募夸浗⒑途S護：實現(xiàn)從邏輯文件到物理文件的轉(zhuǎn)換：文件存儲空間口勺分派和管

理；提供合適的文件存取措施；實現(xiàn)文件的共享保護和保密：提供一組可供顧客使用的文件操作。

8存取方式是操作系統(tǒng)為顧客程序提供的使用文件的技術(shù)和手段。

9存取方式：次序存?。ㄓ糜诖艓募C磁盤上的次序文件）：直接存取（一般用于磁盤文件）：索引存取。

2.5.2文件目錄

1文件目錄項般應包括如下內(nèi)容：有關(guān)文件存取控制的信息；有關(guān)文件構(gòu)造的信息：有關(guān)文件管理的信息。

2目錄構(gòu)造：?級目錄構(gòu)造（單顧客微型機操作系統(tǒng)CP/M）；二級目錄構(gòu)造；樹型目錄構(gòu)造。

3多級目錄構(gòu)造一般采用樹型目錄構(gòu)造。

2.5.3文件的構(gòu)造和組織

1文件的溝造：文件H勺邏輯構(gòu)造、文件I向物理構(gòu)造。

2文件II勺邏輯構(gòu)造：流式文件、記錄式文件。

3記錄根據(jù)長度可分為定長（格式F）和不定長（格式V）記錄。

4文件II勺物理構(gòu)造：次序構(gòu)造、持續(xù)構(gòu)造、索引成果。

5連接構(gòu)造的特點是使用連接字一指針來表達文件中各個記錄之間的關(guān)系。

6連接文件一串聯(lián)文件。

7索引文件在文件存儲.上分為兩個區(qū)：索引區(qū)、數(shù)據(jù)區(qū)。

2.5.4文件的共享和保護

1文件保護是指防止文件被破壞，它包括2個方面：一是防止系統(tǒng)瓦解所導致的文件破壞，二是防止其他顧客的非法操作所導致的文件

破壞。

2為了防止系統(tǒng)瓦解導致文件破壞，定期轉(zhuǎn)儲是一種常常采用的措施。

3防止其他顧客的非法操作所導致的文件損壞，是通過操作系統(tǒng)的安全方略實現(xiàn)，基本思想是建立三元組：顧客（每一種操作系統(tǒng)使用

者的標示）、對象（在操作系統(tǒng)中一般是文件，操作系統(tǒng)把對資源口勺統(tǒng)一到文件層次，通過設備文件使用設備、通過socket關(guān)聯(lián)文件

使用進程通信）、存取權(quán)限（定義了顧客對文件的訪問權(quán)）。

4文件保密II勺重要措施有：設置密碼和使用密碼。

密碼分為兩種：文件密碼和終端密碼。

2.6作業(yè)管理

2.6.1作業(yè)及作業(yè)管理的概念

1作業(yè)（Job）是顧客提交給操作系記錄算的?種獨立任務。一般每個作業(yè)必須通過若干個相對獨立又相互關(guān)聯(lián)的次序加工步驟才能得

到成果，每一種加工步驟稱為一種作業(yè)步（JobStep）?

2作業(yè)由顧客組織，作業(yè)步由顧客指定，一種作業(yè)從提交給系統(tǒng)，直到運行結(jié)束獲得成果，要通過提交、收容、執(zhí)行和完成4個階段。

3作業(yè)管理nJ.以采用脫機和聯(lián)機兩種方式。

2.6.2作業(yè)調(diào)度

1作業(yè)調(diào)度算法包括：先來先服務算法、最短作業(yè)優(yōu)先算法、響應比最高者優(yōu)先（HRN）算法、優(yōu)先數(shù)算法。

2對應比=已等待時間/估計計算時間。

3優(yōu)先數(shù)算法分為：靜態(tài)和動態(tài)優(yōu)先數(shù)算法,

2.6.3多道程序設計

1操作系統(tǒng)引入多道程序設計的好處：?是提高rCPU的運用率：二是提高了內(nèi)存和"。設備的運用率：三是改善了系統(tǒng)的吞吐量：四

是充分發(fā)揮r系統(tǒng)的并行性“重要缺陷是作業(yè)周轉(zhuǎn)時間長。

第三章程序設計語言

3.1程序設計語言基礎(chǔ)知識

3.1.1程序設計語言基本概念

1程序設計語言分為低級語言和高級語言兩大類，低級語言包括機牌語言和匯編語言，高級語言包括面向過程的語言和面向問題的語言。

3.1.2程序設計語言的基本成分

1程序設計語言的基本成分：數(shù)據(jù)成分、運算成分、控制成分、函數(shù)。

2數(shù)據(jù)是程序操作的對象，具有存儲類別、類型、作用域和生存周期等屬性，使用時要為它分派內(nèi)存空間：

數(shù)據(jù)名稱由顧客通過標示符命名，標示符是由字母、數(shù)字和稱為下劃線的特殊符號“一”構(gòu)成H勺標識：

類型闡明數(shù)據(jù)占用內(nèi)存大小和寄存形式；存儲類別闡明數(shù)據(jù)在內(nèi)存中的位置和生存期：

作用域闡明可以使用數(shù)據(jù)的代碼范圍；

生存期闡明數(shù)據(jù)占用內(nèi)存的時間范圍。

3數(shù)據(jù)類型分類：

⑴按程序運行過程中數(shù)據(jù)的值能否變化，①常量（整型常量、實型常量、字符常量、符號常量）②變量⑵按數(shù)據(jù)的作用域范圍①全局量

②局部量（3）按數(shù)據(jù)組織形式的不一樣①基本類型（整型、實型、字符型、枚舉型）②構(gòu)造類型（數(shù)組、構(gòu)造、公用）③指針類型④空類

型。

4大多數(shù)程序設計語言的基本運算可分為算術(shù)運算、關(guān)系運算、邏輯運算.為了保證運算成果II勺唯一性，運算符號規(guī)定優(yōu)先級和結(jié)合性。

5控制構(gòu)造：次序、選擇、循環(huán)。

6任何函數(shù)都是由函數(shù)闡明和函數(shù)體兩部分構(gòu)成。

7函數(shù)定義的一般格式

返回值的類型函數(shù)名（形式參數(shù)表）〃注釋

函數(shù)體

8函數(shù)調(diào)用的一般形式為：函數(shù)名(實參表》：

9傳值的好處是傳值調(diào)用不會變化調(diào)用函數(shù)實參變量的內(nèi)容。

10函數(shù)體若調(diào)用自身則稱為遞歸調(diào)用。

3.2程序編譯、解釋系統(tǒng)

3.2.1程序的編譯和解釋

1編譯方式和解釋方式

解釋方式：VisualBasic、VisualFoxpro>PowerBuilder、Java

編譯方式:Visua1C/C++、Delphi

第四章系統(tǒng)配置和措施

4.1系統(tǒng)配置技術(shù)

4.1.1系統(tǒng)架構(gòu)

1系統(tǒng)架溝：①客戶機/服務器系統(tǒng)；②瀏覽器/服務器系統(tǒng)：③多層分布式系統(tǒng)。

2在多層分布式系統(tǒng)中，各層次按照如下方式劃分：①痍客戶：②業(yè)務服務；卷數(shù)據(jù)服務。

3業(yè)務服務層完成業(yè)務邏輯，實現(xiàn)分布式管理、負載均衡、Fail/Recovcr.安全隔離。

4多層系統(tǒng)重要特點：①安全性；②稔定性；③易維護；④迅速對應：⑤系統(tǒng)擴展靈活。

5目前最為流行的2類多層應用架構(gòu)：①Sun/、JJ2EE：②Microsoft.Net。

6SunINJ2EE：①客戶層；②Web層；③業(yè)務層；④企業(yè)信息系統(tǒng)層。

7基于J2EEI向客戶端可以是基于WeblKj,也可以是不基于WebH勺獨立(StandAlone)應用程序。在基于WebH勺J2EE客戶端應用中，顧

客在客戶端啟動瀏覽器后，從Web服務器中下載Web層中的靜態(tài)HTML頁面或由JSP或Servlets動態(tài)生成的HTML頁面：不基于Web的

J2EE客戶端應用程序可以在不通過Web層的狀況下直接訪問布署在EJB容器(EJBContainer)中的EJB組件。

8J2EE規(guī)范定義口勺Web層由①JSP頁面；②基于WebJavaApplets：③用于動態(tài)生成HTML頁面口勺Servlels構(gòu)成。

9運行在Web層中的Web組件依賴Web容器來支持諸如響應客戶祈求以及查詢EJB組件等功能。

10EJB組件可以完成從客戶端應用程序中接受數(shù)據(jù)、按照商務規(guī)則對數(shù)據(jù)進行處理、將處理成果發(fā)送到企業(yè)信息系統(tǒng)層進行存儲、從存

儲系統(tǒng)中檢索數(shù)據(jù)以及將客戶發(fā)送回客戶端等功能。

11布署和運行在業(yè)務層中的EJB組件依賴于EJB容器來管理諸如事務、生命期、狀態(tài)轉(zhuǎn)換、多線程及資源存儲等。

12企業(yè)信息系統(tǒng)層一般包括：企業(yè)資源規(guī)劃(ERP)系統(tǒng)、大型機事務處理(MainframeTransactionPressing)系統(tǒng)、關(guān)系數(shù)據(jù)庫系

統(tǒng)(RDMS)及有關(guān)企業(yè)信息管理軟件。

4.1.2系統(tǒng)配置措施

1常用II勺系統(tǒng)配置措施：雙機互備、雙機熱備、群集系統(tǒng)、容錯服務器。

2雙機互備、雙機熱備系統(tǒng)切換時機：系統(tǒng)軟件或應用軟件導致服務器宕機；服務器沒有宕機，但系統(tǒng)軟件或應用軟件工作不正常；SCSI

卡損壞，導致服務器與磁盤陣列無法存取數(shù)據(jù)；服務器內(nèi)硬件損壞，導致服務器宕機；服務器不正常關(guān)機。

3群集技術(shù)與雙機熱備技術(shù)的本質(zhì)區(qū)別是能否實現(xiàn)并行處理和某節(jié)點失效后的應用程序的平滑接管，雙機熱備技術(shù)只是在兩臺服務器上

實現(xiàn)的。

4群集服務長處：①高可用性：②修復返回；③易管理性；④可擴展性。

5容錯服務器通過CPL?時鐘鎖頻，系統(tǒng)中所用硬件的備份，系統(tǒng)中所有冗余部件時同步運行，實現(xiàn)容錯?？煽啃院涂捎眯钥蓪崿F(xiàn)99.999$。

4.1.3系統(tǒng)處理模式

1集中式計算模式最經(jīng)典的特性是通過主機系統(tǒng)形成大部分的通信流程，構(gòu)成系統(tǒng)II勺所用通信協(xié)議都是系統(tǒng)專有的，大型生機在系統(tǒng)中

占據(jù)著絕對口勺支配作用，所有控制和管理功能都由主機來完成。

2一般認為，從80年代到今天，分布式計算經(jīng)歷了3個階段：①桌上計算(DesktopComputing)；②工作組計算(WordgroupCompuling)；

③網(wǎng)絡計算(NetworkComputing)0

3實時處理也叫做聯(lián)機處理(OnlineTransaction,OLTP)。

批處理與實時處理對?比

特性批處理實時處理

業(yè)務處理記錄'業(yè)務數(shù)據(jù)合計成批，排序周期處理數(shù)據(jù)產(chǎn)生立即處理

文件更新批處理時業(yè)務處理時

對應時間(周轉(zhuǎn)時間)幾小時或幾天幾秒鐘

4基于網(wǎng)拈瀏覽器的分布式計算方式稱為Web計算，分布式對象和網(wǎng)絡技術(shù)的集成稱為對象Webo

5Web計算的長處：①統(tǒng)一的顧客界面：②經(jīng)濟性、可維護性：③魯棒性：④可伸縮性：⑤兼容性；⑥安全性：⑦適應網(wǎng)絡的異構(gòu)、動態(tài)

環(huán)境。

4.1.4系統(tǒng)事務管理

1事務是顧客定義的一種數(shù)據(jù)庫操作序列，這些操作要么全做，要么全不做，是一種不可分割的工作單位。

2在SQL涪言中，定義事務II勺語句有三條：(DBEGINTRA'SACTION②COMMIT③ROLLBACK

3事務具有4個特性:①原子性(atomicity)；②一致性(consystency):③隔離性(isolation)：④持續(xù)性或稱永久性(durability)?

4事務是吸復和并發(fā)控制的基本單位。

5在單處理機系統(tǒng)中，事務的并行執(zhí)行實際上是這些并行事務時并行操作輪番交叉運行，稱為交叉并行方式(InterleavedConcurrency)o

6并發(fā)操蚱帶來的數(shù)據(jù)不一致性包括3類：①丟失修改②不可反復讀③讀“臟”數(shù)據(jù)。

7封鎖是實現(xiàn)并發(fā)控制的重要技術(shù)，確切的控制由封鎖的類型決定，基本的封鎖類型有2種：①排它鎖(ExclusiveLocks,X鎖，寫

鎖)②共享鎖(ShareLocks,S鎖，讀鎖)。

4.2系統(tǒng)性能

4.2.1系統(tǒng)性能定義和指標

1響應時間(ElapsedTime)：計算機完成某一任務所花我的時間。吞吐量和對應時間成反比，對應時間越短，吞吐量越大。

2計算機性能常用的指標：MIPS.MFLOPS

MIPS=指令數(shù)/(執(zhí)行時間X1000000),一般用VAX數(shù)1/780機處理能力為1MIPS。

如【。^=浮點指令書(執(zhí)行時間XI000000),

1MFLOPS七3MIPS

4.2.2系統(tǒng)性能評估

1系統(tǒng)性能評估技術(shù)：分析技術(shù)、模擬技術(shù)、溶量技術(shù)。

分析技術(shù)重要是運用排隊論模型進行分析。測量技術(shù)的評估層次包括：實際應用程序、關(guān)鍵程序、合成測試程序。

2國際承認的用來測量機器性能的基準測試程序(精確性遞減)：①實際的應用程序措施：②關(guān)鍵基準程序措施：③簡樸基準測試程序：

④綜合基準測試程序。

4.3系統(tǒng)可靠性

4.3.1可靠性定義和指標

1計算機硬件故障一般是由元器件失效引起的，元器件可靠性分為3個階段：①器件處在不穩(wěn)定期，失效率較高：②器件進入正常工作

期，失效率最低，基本保持常數(shù)：③元器件開始老化，失效率乂重新提高(“浴盆模型”)。

2衡量計算機系統(tǒng)的3個重要指標：①可靠性；②可維護性：③可用性。

3、計算機的可靠性用平均無端障時間(MTTF)來度量,可維護性用平均維修時間(MTTR)來度量，可用性定義：MTTF/(MTTF-MTTR)X100%

4.3.2計算機可靠性模型

1常見的3種系統(tǒng)可匏性數(shù)學模型：①串聯(lián)絡統(tǒng)可靠性：②并聯(lián)絡統(tǒng)可靠性；③混聯(lián)絡統(tǒng)可靠性。

n

串聯(lián)絡統(tǒng)可靠性&=nR(i=l,2,…,n)

i=l

nn

并聯(lián)絡統(tǒng)可靠性R尸i-n<F.)=i-n

i=li=l

(i=l,2,…，n)

nnij

串并聯(lián)絡統(tǒng)可靠性R產(chǎn)nn-n(i-R..)],當各單元可靠

j=ii-l

度都相等,均為Ru=R,且mi=nv,=nin=m,則

R產(chǎn)[1-(1-R)T

mn.,

并串聯(lián)絡統(tǒng)可靠性R尸i-n[i-nRj,當各單元可靠

j=li-1

度都相等,均為Ru=R＞且nj=n2—=n.=n,則

i-1j-l

R=I-(1-Rn)B

2提高計算機可靠性采取的措施：提高元器件質(zhì)量、發(fā)展容錯技術(shù)。

第五章數(shù)據(jù)構(gòu)造與算法

5.1.3算法描述

1描述一種算法可以采用文字描述,也可以采用老式流程圖、N-S圖或PAD圖。

2第法特性：有窮性.確定性.可行性.輸入.輸出。

3算法可以用自然語言、數(shù)字語言或約定的符號來描述,也可以用計算機高級程序語言來描述,如流程圖、Pascal語言、C語言、偽代

碼或決策表。

5.1.4算法評價

4?種“好”的算法應滿足對的性、可讀性、強健性、效率和低存儲量需求。

5算法評價：時間復雜度和空間復雜度。

5.1.5算法與數(shù)據(jù)構(gòu)造的關(guān)系

5.2線性表

5.2.1線性表的定義和邏輯構(gòu)造

6線性表表達：A=(ai>a2,,?,?a—a；,a&)

linear_list=(A.R)

7線性表的抽象數(shù)據(jù)類型包括數(shù)據(jù)對象和數(shù)據(jù)關(guān)系2部分。

5.2.2線性表的次序存儲構(gòu)造

8線性表的存儲構(gòu)造有次序、鏈接、散列。

5.2.3線性表的鏈式存儲構(gòu)造

5.3棧和隊列

5.3.1棧的定義和實現(xiàn)

9棧的重要操作是初始化、插入、刪除、判斷可否空、讀取枝頂結(jié)點值。

5.3.2體現(xiàn)式求值

10體現(xiàn)式是由操作?數(shù)（operand）、運算符（operalor）、界線符（delimiter）構(gòu)成.

11體現(xiàn)式?般分為中綴體現(xiàn)式和后綴體現(xiàn)式。

5.3.3隊列

12隊列分為鏈隊列和循環(huán)隊列。

5.4數(shù)組和廣義表

5.4.1數(shù)組

13數(shù)組一般采用次序存儲構(gòu)造表達，多維數(shù)組的次序存儲有兩種形式：以列序為主序、以行序為主序。

14行優(yōu)先次序乂稱為低下標優(yōu)先或左下標優(yōu)先于右下標。Basic、Pascal、C都是采用行優(yōu)先次序。

5.4.2廣義表的定義和存儲構(gòu)造

15廣義表有兩種構(gòu)造的結(jié)點：我結(jié)點，友達列表：原子結(jié)點，衣達原子。表結(jié)點可以由標志域、指示衣頭H勺指針域、指示衣尾的指針

越，原子結(jié)點由標志域和值域構(gòu)成.

5.5樹和二叉樹

5.5.1樹的定義

16樹的表達措施：常用措施（樹型）、括號、嵌套集合、凹入。

5.5.2樹的存儲構(gòu)造

17常用內(nèi)樹存儲構(gòu)造重要有三種：雙親表達法、孩子表達法、孩子兄弟表達法,

5.5.3樹的遍歷

18樹的遍歷方式分為三種：前序遍歷、后序遍歷、層次遍歷。

19如下圖進行三種遍歷I內(nèi)成果：前序遍歷一ABCEFHIGD;后序遍歷一BEHIFGCDA;層次遍歷一ABCDEFGHI。

5.6圖

5.6.1圖的定義和術(shù)語

5.6.2圖的存儲構(gòu)造

20鄰接矩陣友達法H勺空間復雜度為S（n）=0（n；）°

5.6.3圖的遍歷

21圖的遍歷措施深度優(yōu)先遍歷、廣度優(yōu)先遍歷。

第六章多媒體基礎(chǔ)知識

6.1多媒體技術(shù)概論

6.1.1多媒體技術(shù)基礎(chǔ)概念

1多媒體計算機技術(shù)的特性：集成性、交互性、實時性、數(shù)字化。

2多媒體計算機硬件重要包括一下幾部分：多媒體主機（個人機、工作站）、多媒體輸入設備（攝像機、麥克風、掃描儀）、多媒體輸

出設備（打印機、繪圖儀、音響）、多媒體存儲設備（硬盤、光盤）、多媒體功能卡（視頻卡、聲音卡）、操縱控制設備（鼠標、鍵盤、

觸摸屏），

3多媒體計算機軟件系統(tǒng)包括：操作系統(tǒng)、多媒體數(shù)據(jù)庫管理系統(tǒng)、多媒體壓縮/解壓縮軟件、多媒體聲像同步軟件、多媒體通信軟件以

及多媒體開發(fā)和創(chuàng)作工具。

4多媒體開發(fā)軟件包提供了圖形、色彩板、聲音、動畫、圖像及多種媒體文件的轉(zhuǎn)換與編輯軟件。

6.1.2多媒體關(guān)鍵技術(shù)和應用

1多媒體技術(shù)的市要構(gòu)成歸納為如下幾種方面：多種媒體信息的處理技術(shù)和壓縮技術(shù)、多媒體計算機技術(shù)、多媒體網(wǎng)絡通信技術(shù)、多媒

體數(shù)據(jù)庫技術(shù)。

2多媒體計算機系統(tǒng)的關(guān)鍵技術(shù)：視頻和音頻數(shù)據(jù)的壓縮和解壓縮技術(shù)、多媒體專用芯片技術(shù)、多媒體系統(tǒng)軟件技術(shù)、大容量信息存儲

技術(shù)、多媒體網(wǎng)路通信技術(shù)、超文本與超媒體技術(shù)。

3在研究和選用編碼時，重要有兩個問題：編碼措施能用計算機軟件或集成電路芯片迅速實現(xiàn)：符合壓縮編碼和解壓縮編碼的國際原則。

4多媒體專用芯片基于大規(guī)模集成電路（VLSI）技術(shù)，除專用處理器芯片外，多媒體系統(tǒng)還需要其他集成電路芯片支持：數(shù)模和模數(shù)轉(zhuǎn)

換器、音頻視頻芯片、彩色空間變換器及時鐘信號產(chǎn)生器。

5多媒體系統(tǒng)軟件技術(shù)肅要包括：多媒體操作系統(tǒng)、媒體編輯系統(tǒng)、多媒體數(shù)據(jù)庫管理技術(shù)、多媒體信息和混合于耐桎技術(shù)。

6多媒體數(shù)據(jù)庫的關(guān)鍵技術(shù)是處理：多媒體數(shù)據(jù)的模型、表達方式；多媒體數(shù)據(jù)H勺壓縮及解壓縮；多媒體數(shù)據(jù)的存儲管理和存儲措施。

7多媒體網(wǎng)絡通信的關(guān)鍵技術(shù)是多媒體數(shù)據(jù)的壓縮技術(shù)和高速的數(shù)據(jù)通信技術(shù)。

8超媒體技術(shù)是超文本I多媒體。

9多媒體計算機技術(shù)的應用：教育與培訓、桌面出版與辦公自動化、多媒體電子出版物、多媒體通信、多媒體聲光藝術(shù)品I內(nèi)創(chuàng)作。

10桌面出版物重要包拈：印刷品、表格、布告、廣告、宣傳品、海報、市場圖表、藍圖及商品圖。

11多媒體電子出版物的內(nèi)容可分為：電子圖書、文檔資料、報刊雜志、教育培訓、娛樂游戲、宣傳廣告、信息咨詢。

12電子出版物的特點是：具有集成性和交互性、體現(xiàn)力強。

13多媒體通信口勺特點：分布性、同步性、交互性。

6.2多媒體壓縮編碼技術(shù)

6.2.1多媒體數(shù)據(jù)壓縮的基本原理

1信息壓縮比是指壓縮前后所需的多媒體數(shù)字信息存儲量之比，壓縮比越大，數(shù)據(jù)減少的就越多，壓縮技術(shù)越復雜。

2可用如下指標衡量?種數(shù)據(jù)壓縮技術(shù)H勺好壞：壓縮比、壓縮后多媒體信息的質(zhì)量、壓縮和解壓縮速度、壓縮所需的軟使件開銷。

3多媒體數(shù)據(jù)壓縮處理包括：編碼（壓縮）過程和解碼（解壓縮）過程。

4一般來說，壓縮的計算量比解壓縮的計算是大。

6.2.2多媒體數(shù)據(jù)壓縮的基本編碼措施

1數(shù)據(jù)壓縮措施：無損壓縮法（冗余氏縮法）和有損壓縮法（尷壓縮法）。

2無損壓縮的壓縮率一般為2：1到5：1。

3常用的無損壓縮措施有：哈夫曼編碼、算術(shù)編碼、行程編碼、使用記錄的措施或字典查找的措施進行壓縮。

4常用的有損壓縮措施有：預測編碼、變換編碼、子帶編碼、矢量量化編碼、混合編碼、小波編碼。

5哈夫曼編碼是對獨立信源到達最小平均碼長的編碼措施，具有唯一可譯性。

6算術(shù)措施是一?種二元碼的編碼措施。

7預測編碼常用的是差分脈沖編碼調(diào)制法（DPCM）和自適應口勺差分脈沖編碼調(diào)制法（ADPCM）。

8變換編碼種類：傅立葉變換、離散余弦變換、離散正弦變換。

6.2.3編碼的國際原則

1通用的壓縮編碼國際原則：JPEG、MPEG、H.261、DVI.

2JPEG（聯(lián)合照片專家組），靜止圖像壓縮和解壓縮算法。由ISO和CCITT（國際電報電話咨詢委員會）共同制定。一般來說，JPEG圖

像壓縮比不小于20：1時，圖像質(zhì)量開始變壞。

3MPEG（切態(tài)圖像專家組），提供的壓縮比可高達200：1,一般有三個版本MPEG-1、MPEG—2、MPEG-3。長處：兼容性好、壓縮比高、

數(shù)據(jù)失真小。

4H.261也稱PX64原則。

6.3多媒體技術(shù)應用

6.3.1數(shù)字圖像處理技術(shù)

1數(shù)字圖像H勺長處是：精度高、數(shù)字圖像不會被電源H勺波動電磁場輻射等環(huán)境干擾所影響、不會因為存儲傳播操作產(chǎn)生信息失真、不管

來自哪種信息源數(shù)字化后的圖像都可以用計算機處理。

2數(shù)字化過程包括：采樣（抽樣）和量化2個步驟。、

3常見的數(shù)字圖像類型：二值圖像，如文字、圖像、指紋：黑白灰度圖像，如黑白照片；彩色圖像，如彩色照片：活動圖像，如動畫。

4色彩數(shù)和圖形灰度用bit來表達，一般寫成2U'、Jn次方，n代表位數(shù)，當圖像到達24位時，可體現(xiàn)1677萬種顏色（真彩）。

5彩色可用亮度、色調(diào)、飽和度來表達。

6色調(diào)和飽和度通稱為色度。

7常用的幾種彩色表達空間是：RGB彩色空間、HIS彩色空間、CMYK彩色空間、YUV彩色空間。

8HTS用H（色調(diào)）S（飽和度）I（光強度）三個參數(shù)描述顏色特性。

9CMYK用青、紫紅、黃、黑四種顏色來組合出彩色圖像。

WYUV在PAL彩色電視制式中采用的彩色空間。

11常用的矢量圖形文件有：3DS,DXF（CAD）,WMF（用于桌面出版）。

12圖像文件格式分兩大類：靜態(tài)圖像文件格式、動態(tài)圖像文件格式。

13靜態(tài)圖像文件格式有：GIF、TIF、BMP、PCX、JPG、PCD。

14動態(tài)圖像文件格式有：AVI、MPEG。

15常用的數(shù)字圖像處理技術(shù)：改善圖像的像成（銳化、增強、平滑、校正）、將圖像復原、識別和分析圖像、重建圖像、編輯圖像、圖

像數(shù)據(jù)的壓縮編碼。

16圖像分析技術(shù)包括：高頻增強、檢測邊緣叮線條、抽取輪廓、分割圖像區(qū)域、測量形狀特性、紋理分析、圖像匹配。

17圖像重建包括：二維和二維：經(jīng)典的圖像重建應用包括：測繪、工業(yè)檢測、醫(yī)學CT投影圖像重建。

18圖像編輯包括：圖像的剪裁、縮放、旋轉(zhuǎn)、修改、插入文字或圖片。

19目前世界上流行的彩色電視制式：PAL、NTSC、SECAM.HDTV.

6.3.2數(shù)字音頻處理技術(shù)

1影響數(shù)字視頻質(zhì)量的原因有：幀速、辨別率、顏色數(shù)、壓縮比、關(guān)鍵幀。

2視頻圖像文件的解壓縮有硬件和軟件兩種。

3視頻卡分類：視頻看加卡、視頻捕捉卡、電視編碼卡、電視選臺卡、壓縮/解反縮卡。

4聲音類型：波形聲音、語音、音樂。

5聲音三要素：音調(diào)、音強、音色。

6數(shù)字音頻處理技術(shù)：音頻采集、諳音編碼/解碼、文語轉(zhuǎn)換、音樂合成、語音識別與理解、音頻視頻同步、音頻效果與編輯。

7數(shù)字音頻II勺轉(zhuǎn)換過程是選擇采樣頻率進行采樣；選擇合適H勺量化精度進行量化：編碼。

8數(shù)字音頻信息質(zhì)量受3個原因影響：采樣頻率、量化精度、頻率數(shù)。

9音頻文件大小的計算公式：文件的字節(jié)數(shù)/每秒=采樣頻率(Hz)X辨別率(位)X聲道數(shù)/8

10實現(xiàn)計算機語音輸入的措施：錄音/重放、文語轉(zhuǎn)換。

11音頻冗余重耍體現(xiàn)為：時域冗余度和頻域冗余度。

12音頻信號的編碼：波形編碼(PCM,脈沖編碼調(diào)制；DPCM,差值脈沖編碼調(diào)制;ADPCM,自適應差值編碼調(diào)制)、參數(shù)編碼(此類編碼

技術(shù)成為方碼器，有通道聲碼器、同態(tài)聲碼器、線性預測聲碼器，適合于語信號的編碼)、混合編碼(碼本鼓勵線性預測編碼、多脈沖

鼓勵線性預測編碼)。

13電子樂曙數(shù)字接口(MIDI)系統(tǒng)。

6.3.3多媒體應用系統(tǒng)的創(chuàng)作

1多媒體創(chuàng)作工具的功能重要有：優(yōu)秀的面向?qū)ο蟮木幊汰h(huán)境：具有較強的多媒體數(shù)據(jù)I/O能力：動畫處理能力；超級連接能力；應用

程序的連接能力；模塊化和面向?qū)ο螅河押玫慕缑婧鸵讓W易用。

2常用的多媒體創(chuàng)作工具有:文字處理軟件(word),簡報處理軟件(Powerpoint),圖像處理軟件(Photoshop)、動畫制作軟件(3DS

MAX)。

3多媒體創(chuàng)作系統(tǒng)大體可分為：素材庫、編輯、播放。重要功能包括：視頻圖像的制作：動畫制作、交互式演示系統(tǒng)、展示系統(tǒng)、交互

式查詢系統(tǒng)、交互式的訓練、仿真原形和技犬的可視化。

4根據(jù)多媒體創(chuàng)作工具的創(chuàng)作措施和構(gòu)造特點口勺不一樣，多媒體創(chuàng)作系統(tǒng)可分為：基于時間創(chuàng)作的工具：基于圖表或流線H勺創(chuàng)作工具、

基于卡片或頁面的工具、以老式程序語言為基礎(chǔ)的工具。

5多媒體開發(fā)工.具特性：編輯特性、組織特性、編程特性、交互式特性、性能精確特性、播放特性、提交特性。

6較常用向多媒體開發(fā)工具有VisualBasic和Authorwareo

7Aulhor“are特點：基于流程度圖表創(chuàng)作方式、具有文字、圖形、動畫、聲音的直接創(chuàng)作處理能力、外部接口形式多樣、具有多種交互

方式、多媒體集成能力高效、多平臺支持、網(wǎng)絡支持。

第八章數(shù)據(jù)庫技術(shù)

8.1數(shù)據(jù)庫技術(shù)基礎(chǔ)

8.1.1數(shù)據(jù)庫系統(tǒng)概述

1數(shù)據(jù)管理：指對數(shù)據(jù)進行分類、組織、編碼、存儲、檢索和維護。

2數(shù)據(jù)庫管理技術(shù)經(jīng)歷了人工管理、文件系統(tǒng)、數(shù)據(jù)庫系統(tǒng)3個階段。

3數(shù)據(jù)(Data)：描述事務口勺符號記錄。

4數(shù)據(jù)庫（database,DB）：長期儲存在計算機內(nèi)H勺、有組織的、可共享的數(shù)據(jù)集合。

5數(shù)據(jù)庫的特性：數(shù)據(jù)庫中的數(shù)據(jù)按定H勺數(shù)據(jù)模型組織、描述和儲存，具有較小的冗余度、較麻H勺數(shù)據(jù)獨立性和易擴展性，并可為多

種顧客共享。

6數(shù)據(jù)庫系統(tǒng)（DBS）構(gòu)成：數(shù)據(jù)庫、數(shù)據(jù)庫管理系統(tǒng)（DBMS）及開發(fā)工具、應用系統(tǒng)、數(shù)據(jù)庫管理員和顧客。

7與人工管理和文件系統(tǒng)相比，數(shù)據(jù)庫系統(tǒng)的特點：①數(shù)據(jù)構(gòu)造化：②數(shù)據(jù)的共享高，冗余度低，易擴展：③數(shù)據(jù)獨立性高：④數(shù)據(jù)由

DBMS統(tǒng)一管理和控制。

8.1.2數(shù)據(jù)模型

1根據(jù)模型應用的不一樣目的，可將模型劃分為2類：概念模型（信息模型）和數(shù)據(jù)模型。

2概念模型是按顧客的觀點來對顧客和信息建模，重要用于數(shù)據(jù)庫設計。

3數(shù)據(jù)模型是按計算機系統(tǒng)的觀點對數(shù)據(jù)建模，重要用于DBMS的實現(xiàn)，包括：網(wǎng)狀模型、層次模型、關(guān)系模型。

4數(shù)據(jù)模型的構(gòu)成要素：數(shù)據(jù)構(gòu)造、數(shù)據(jù)操作和數(shù)據(jù)的約束條件。

5對象包活2類：與數(shù)據(jù)類型、內(nèi)容、性質(zhì)有關(guān)H勺對象：與數(shù)據(jù)之間聯(lián)絡有關(guān)的對象。

第九章安全性知識

9.1安全性簡介

9.1.1安全性基本概念和特性

1信息安全是對信息、系統(tǒng)以及使用、存儲和傳播信息的硬件的保護。

2信息的3個特性：機密性（防止信息暴露給未授權(quán)的人或系統(tǒng)I內(nèi)質(zhì)量和狀態(tài)）、完整性（信息完整而未被腐蝕的質(zhì)量和狀態(tài)）和可用

性（信息為顧客可以在不受干涉和阻礙的狀況下對信息進行訪問并按所需格式接受它）。

3信息系統(tǒng)安全是指保證信息系統(tǒng)構(gòu)造安全，與信息系統(tǒng)有關(guān)的元素安全，以及與此有關(guān)的多種安全技術(shù)、安全服務和安全管理的總和。

9.1.2安全性要素

1信息系統(tǒng)重要由物理環(huán)境及其保障、硬件設備、軟件設備、管理者構(gòu)成。

2物理環(huán)境包括場地（機房場地、信息存儲場地）和機房、物理保障市要考慮電力供應和劫難應急。

3信息系統(tǒng)的硬件設施重要有計算機（大、中、小型計算機和個人計算機）、中斷設備、網(wǎng)絡設備（包括互換機、集線器、網(wǎng)關(guān)設備或

路由器、1」繼器、橋接設備和調(diào)制解調(diào)器）、傳播介質(zhì)（同軸電纜、雙絞線、光纜、衛(wèi)星信道和微波信道）、輸入輸出設備（鍵盤、磁

盤驅(qū)動器、磁帶機、掃描儀、打印機、顯示屏）。

4構(gòu)成信息系統(tǒng)的軟件設施重要有操作系統(tǒng)、通用應用軟件、網(wǎng)絡管理軟件以及網(wǎng)絡協(xié)議。

5信息系統(tǒng)管理者包括：系統(tǒng)安全員、網(wǎng)絡管理員、系統(tǒng)管理員、存儲介質(zhì)保管員、系統(tǒng)操作人員和軟硬件維修人員。

9.2訪問控制和鑒別

9.2.1鑒別

1鑒別機制是以互換信息H勺方式確認實體真實身份H勺一種安全機制，可被鑒別的實體稱為主體，主體有一種或多種與之對應的辨別標識

符。

2可被鑒別H勺主體有人類顧客、進程、實開放系統(tǒng)、0S1層實體、組織機構(gòu)。

3鑒別『、J目的為防止其他實體占用和獨立操作被鑒別實體的身份，此類危害稱之為“冒充”。

4主體和驗證者的兩種關(guān)系背景：主體由申請者來代表申請者和驗證者之間存在著特定通信關(guān)系：主體為驗證者提供數(shù)據(jù)項來源。

5鑒別的措施重要有如下5中:用所擁有的5c卡）進行鑒別；用所懂得的進行鑒別（如密碼）；用不可變化的特性（如生物測定的標

識特性）進行鑒別：相信可靠的第三方建立的鑒別；環(huán)境（如主機地址）。

6鑒別分為單向和雙向鑒別，鑒別服務nJ?以將鑒別成果傳送給訪問控制服務。

9.2.2訪問控制的一般概念

1訪問控制R勺手段包括顧客識別代碼、密碼、登錄控制、資源授權(quán)（顧客配置文件、資源配置文件、控制列表）、授權(quán)核查、日志和審

計。

2訪問控制和內(nèi)部控制的關(guān)系：共同目標是保護資產(chǎn)，內(nèi)部控制設計所用的有形資產(chǎn)和無形資產(chǎn)，包括與計算機有關(guān)I內(nèi)和無關(guān)H勺，而訪

問控制設計與知識有關(guān)的無形資產(chǎn)和有形資產(chǎn)，是整體安全控制的一部分。

9.2.3訪問控制的方略

1實現(xiàn)訪問控制H勺三種最常用H勺措施：規(guī)定顧客輸入某些保密信息（顧客名、密碼）；采用物理識別設備（訪問卡、鑰匙、令牌）、采

用生物記錄學系統(tǒng)（基于某種特殊的物理特性對人進行唯一性識別）。

2除了密碼之外訪問控制的特性包括：多種密碼（一種密碼用于進入系統(tǒng)、另一種密碼用于規(guī)定操作權(quán)限）：一次性密碼（系統(tǒng)生成一

次性密碼的清單）；基于時間的密碼（訪問便用的對的密碼隨時間變化，變化基于時間和一種秘密的顧客鑰匙，密碼隔一段時間就發(fā)生

變化，變得難以猜測〉：智能卡（不僅需要密碼，還要物理的智能卡才有權(quán)限接觸系統(tǒng)）：挑戰(zhàn)反應系統(tǒng)（使用智能卡和加密的組合來

提供安全訪問控制身份識別系統(tǒng)）。

3訪問控制手段：

物理類

防御型：文書備份、圍墻和柵欄、保安、證件識別系統(tǒng)、加鎖的門、雙供電系統(tǒng)、生物識別型門禁系統(tǒng)、工作場所的選擇、滅火系統(tǒng)。

探測型：移動監(jiān)測探頭、煙感和溫感探頭、閉路監(jiān)控、傳感和報警系統(tǒng)。

管理類

防御型：安全知識培訓、職務分離、職工雇月手續(xù)、職工離職手續(xù)、監(jiān)督管理、劫難恢復和應急計劃、計算機使用的登記。

探測型：安全評估和審計、性能評估、強制假期、背景調(diào)查、職務輪換。

技術(shù)類

防御型：訪問控制軟件、防病毒軟件、庫代碼控制系統(tǒng)、密碼、智能卡、加密、撥號訪問控制和回叫系統(tǒng)。

探測型：日志審計、入侵檢測系。

9.3加密

9.3.1保密與加密

1加密就也將信息進行編碼使侵入者不可以理解和閱讀的措施。解密將編碼信息轉(zhuǎn)化為原理H勺形式。

9.3.2加密與解密機制

1從譯者為角度看，密碼分析所面臨的問題有三種重要變型：“只有密文”問題（僅有密文而無明文）：“已知明文”問題（已經(jīng)有?

批相匹配的明文與密文）：“選擇明文”（門?以加密自己所選的明文）。

9.3.3密碼算法

1密碼算法分為老式密碼算法（對稱密碼算法）和公開密鑰密碼算法（非對稱密碼算法）。

2對稱密碼技術(shù)規(guī)定加密解碼雙方擁有相似的密鑰，非對稱密碼技術(shù)是加密解密雙方擁有不一樣密鑰。

3對稱密碼體制從加密模式上可分為序列密碼和分組密碼。

4序列密碼算法I向安全強度由它所產(chǎn)生的偽隨機序列的好壞來決定；分組密碼體制中，通過加密的密文與密碼算法卻密鑰有關(guān)，與被處

理的明文數(shù)據(jù)段在整個明文中所處I內(nèi)位置無關(guān)。

5非對稱密碼規(guī)定密碼成對出現(xiàn)，一種為加密密鑰（可以公開），另一種為解密密鑰（顧客要保護好），并且不可能從其中一種推導出

另一種。

6公共密鑰機密H勺信息只能用專用密鑰解密，公鑰加密也用來對專用密鑰機密。

9.3.4密鑰及密鑰管理

1密鑰是密碼算法中的可變參數(shù)。

2密鑰管理包括：產(chǎn)生密鑰、分發(fā)密鑰、輸入和輸出密鑰、更換密鑰、存儲密鑰、保留和備份密鑰、密鑰的壽命、銷毀密鑰。

9.4完整性保障

9.4.1完整性概念

1完整性包括軟件完整性和數(shù)據(jù)完整性兩個方面

2對數(shù)據(jù)完整性五個最常見的威脅：人類，可能是人類的疏忽、故意損壞等原因?qū)е峦暾员黄茐?；硬件故障，包括磁盤故障、芯片和

主板故障、電源故障：網(wǎng)絡故障，包括網(wǎng)絡連接問題、網(wǎng)絡接口卡和驅(qū)動程序：功難，如火災、水災、工業(yè)破壞和蓄意破壞：邏輯問題，

包括軟件錯誤、文件損壞、容量錯誤、數(shù)據(jù)互換錯誤和操作系統(tǒng)錯誤。

9.4.2完整性保障方略

1為了恢復數(shù)據(jù)完整性和防止數(shù)據(jù)完整性度矢，可以采用的技術(shù)有：備份、鏡像技術(shù)、歸檔、分級存儲管理、轉(zhuǎn)儲、系統(tǒng)安全程序、奇

偶校驗和故障前兆分析。

2通過如下服務來完成完整性服務：屏蔽、證明、屏蔽。

3DBMS的完整性控制機制應具有三個方面的功能：定義功能、檢查功能、假如發(fā)現(xiàn)顧客操作祈求使數(shù)據(jù)違反了完整性約束條件，采取一

定的動作保證數(shù)據(jù)的完整性。

4襲擊可以發(fā)生在軟件的三個重要成分上：程序、數(shù)據(jù)、文檔。

b數(shù)字簽名

9.5可用性保障

1要提高系統(tǒng)的可用性，一般都是要配置冗余和容錯部件來減少他們的不可用時間。

9.5.1事故對應與事故恢復

1劫難恢夏措施包括：劫難防止制度、劫難演習制度、劫難恢復（全盤恢復和個別文件恢復）。

2備份系統(tǒng)的構(gòu)成部分有物理主機系統(tǒng)、邏蚌生機系統(tǒng)、備份存儲介質(zhì)、操作調(diào)度、操作執(zhí)行、物理目標系統(tǒng)、系統(tǒng)監(jiān)控。

3備份方略：完全備份、增量備份、差異備份、按需備份。

9.5.2減少故障時間的高可用性系統(tǒng)

1提供容錯的途徑有使用空閑備件、負載平衡、鏡像、復現(xiàn)、熱可更換。

2網(wǎng)絡冗余的重要途徑有雙主干、開關(guān)控制技術(shù)、路由器、通信中件。

9.6計算機病毒的防治與計算機犯罪的防備

9.6.1計算機病毒概念

9.6.2計算機病毒的防治

1計算機病毒的防止包括兩個方面對已知病毒的防止和對未來病毒的防止，對已知病毒的防止可以采用特性鑒定技術(shù)和靜態(tài)鑒定技術(shù)；

對未知病毒的防止是一種行為規(guī)則鑒定技犬（動態(tài)鑒定技術(shù)）。

2計算機病毒防止技術(shù)重要包括磁盤引導區(qū)保護、加密可執(zhí)行程序、讀寫控制技術(shù)、系統(tǒng)監(jiān)控技術(shù)。

3反病毒軟件：病毒掃描軟件、完整性檢查程序、行為封鎖軟件。

4計算機病毒檢測技術(shù)有兩種：特性分類的甚礎(chǔ)上建立的、對文件數(shù)據(jù)段進行定期或不定期對比，發(fā)現(xiàn)差異。

9.6.3計算機犯罪的防備

9.7安全分析

1風險：指某種破壞或損失發(fā)生口勺可能性。

2風險管理：指識別、評估、降低風險到可以接受的程度，并實施合適機制控制風險保持在此程度之內(nèi)的過程。

9.7.1識別和評估風險

1有形資產(chǎn)可以通過資產(chǎn)的價值進行分類,如機密級、內(nèi)部訪問級、共享級、未保密級。

2考慮信息安全時，必須重視的7種風險：①物理破壞、②人為錯誤、③設備故障、④內(nèi)外部襲擊、⑤數(shù)據(jù)誤用、⑥數(shù)據(jù)丟失、⑦程序

錯誤、⑧網(wǎng)絡自身的諸多特性（共享性、開放性、復雜性）、⑨網(wǎng)絡信息系統(tǒng)自身的脆弱性（操作系統(tǒng)的漏洞、網(wǎng)絡協(xié)議的缺陷、通信

線路的不穩(wěn)定、人為原因）。

3風險分分的措施與途徑可分為:①定量分析和②定性分析。

4定性分析通過列出多種威脅的潔單,對威脅的嚴重程度及資產(chǎn)的敏感程度進行分級，是被廣泛采用的措施。

5定性分析技術(shù)包括:判斷、直覺和經(jīng)驗。

6風險小組應由企業(yè)中不?樣部門的人員構(gòu)成，可以是管理者、程序開發(fā)人員、審計人員、系統(tǒng)集成人員、操作人員。

9.7.2控制風險

1風險管理方式：①降低風險、②防止風險、③轉(zhuǎn)嫁風險、④接受風險。

2在采取防護措施時，要考慮9個方面：①產(chǎn)品費用、②設計計劃費用、③實施費用、④環(huán)境的變化、⑤與其他防護措施的兼容性、⑥

維護需求、⑦測試需求、⑧修箕替代更新費月、⑨操作支持費用。

3、控制風險的措旅：①對動作講行優(yōu)先級排序，風險高的優(yōu)先者慮：②評價風隔評估過程中的提議,分析提議的可行性和有效性：③

實施成本收益分析：④結(jié)合技術(shù)、操作和管理類II勺控制元素，選擇性價比最佳的安全控制；⑤貢任分派；⑥制定一套安全措施實現(xiàn)計劃;

⑦實現(xiàn)選擇的安全控制。

9.8安全管理

9.8.1安全管理政策法規(guī)

1信息系統(tǒng)法律的重要內(nèi)容：信息網(wǎng)絡的規(guī)劃與建設、信息系統(tǒng)的管理與經(jīng)營、信息系統(tǒng)的安全、信息系統(tǒng)II勺知識產(chǎn)權(quán)保護、個人數(shù)據(jù)

保護、電子?商務、計算機犯罪、計算機證據(jù)與訴訟。

2信息安全波及的方面：人事管理、設備管理、場地管理、存儲媒體管理、軟件管理、網(wǎng)絡管理、密碼和密鑰管理、審計管理。

3信息安全管理的總原則：規(guī)范化、系統(tǒng)化、綜合保障、以人為本、重要負賁人負賁、防止、風險評估、動態(tài)發(fā)展、重視實效、均衡保

擔。

4安全管理的詳細原則：分權(quán)制衡、最小特權(quán)、原則化、選用成熟的先進技術(shù)、失效保護、普遍參與二職貢分離、審計獨立、控制社會

影響、保護資源和效率。

5我國信息安全管理的基本方針：興利除弊、集中監(jiān)控、分級管理、保障國家安全。

9.8.2安全機構(gòu)和人員管理

1建立信息系統(tǒng)安全管理機構(gòu)的第一步是確定系統(tǒng)安全管理員的角色，并構(gòu)成安全管理小組。

2信息安全管理方略包括：安全管理人員的義務和職費、安全配置管理方略、系統(tǒng)連接安全方略、傳播安全方略、審計方入侵安全方略、

標簽方略、病毒防護方略、安全備份方略、物理安全方略、系統(tǒng)安全評估原則。

3安全人員管理的原則：從不單獨一種人、限制有效期限、責任分散、最小權(quán)限。

9.8.3技術(shù)安全管理

［技術(shù)安全管理的內(nèi)容：①軟件管理、②設備管理、③介質(zhì)管理、④涉密信息管理、⑤技術(shù)文檔管理、⑥傳播線路去理、⑦安全審計跟

蹤、⑧公共網(wǎng)絡連接管理、⑨劫難恢復

2軟件管理包括：操作系統(tǒng)、應用軟件、數(shù)據(jù)庫、安全軟件、工具軟件的采購、安裝、使用、更新、維護和防病毒管理。

3設備管理包括：設備的購置、使用、維修和存儲管理。

4介質(zhì)管理包括：介介分類、介質(zhì)庫的管理、介質(zhì)登記和借用、介質(zhì)的豆制和銷毀以及涉密介質(zhì)的管理。

5涉密信息管理包括：涉密信息等級的劃分、密鑰管理、密碼管理。

6技術(shù)文檔管理包括：技術(shù)文檔的密級管理和使用管理。

7傳播線路管理包括：傳播線路管理和網(wǎng)絡互聯(lián)管理°

8劫難恢復包括：制定劫難恢復方略計劃和劫難恢復計劃的測I試與維護。

9.8.4網(wǎng)絡管理

國際原則化組織（ISO）定義的網(wǎng)絡管理的5種功能：①故障管理、②配置管理、③安全管理、④性能管理、⑤計費管理。

第16章系統(tǒng)管理規(guī)劃

16.1系統(tǒng)管理的定義

16.1.1管理層的系統(tǒng)管理規(guī)定

1企業(yè)IT戰(zhàn)略規(guī)劃進行IT戰(zhàn)略思索的時候考慮哪兒方面的原因？

答：（1）IT戰(zhàn)略規(guī)劃目標『'J制定要具有戰(zhàn)略性，確定與企業(yè)戰(zhàn)略目標相一致ITJ企業(yè)IT戰(zhàn)略規(guī)劃目標，并且以支撐和推動企業(yè)戰(zhàn)略目標

的實現(xiàn)作為價值關(guān)鍵。

<2）IT戰(zhàn)略規(guī)劃要體現(xiàn)企業(yè)關(guān)鍵競爭力規(guī)定，規(guī)劃的范圍控制要緊密圍繞怎樣提高企業(yè)關(guān)鍵競爭力來進行，切忌面面俱到的無范圍

控制。

<3）IT戰(zhàn)略規(guī)劃目標H勺制定要具有較強的業(yè)務結(jié)合性，深入分析和結(jié)合企業(yè)不一樣步期的發(fā)展規(guī)定，將規(guī)劃目標分解為合理可行的

階段性目標，并最終轉(zhuǎn)化為企業(yè)業(yè)務目標H勺構(gòu)成部分。

（4）IT戰(zhàn)略規(guī)劃對信息技術(shù)的規(guī)劃必須具有方略性，對信息技術(shù)發(fā)展的規(guī)律和趨勢要持有敏銳的洞察力，在信息化規(guī)劃時就要考慮

到目前以及未來發(fā)展的適應性問題。

（5）IT戰(zhàn)略規(guī)劃對成本的投資分析要有戰(zhàn)術(shù)性，既要考慮到總成本投資的最優(yōu)，也要結(jié)合企業(yè)建設的不一樣階段做出科學合理的投

資成本比例分析，為企業(yè)獲得較低的投資效益比。

（6）IT戰(zhàn)略規(guī)劃要對資源的分派和切入時機進行充分的可行性評估。

2企業(yè)信息化規(guī)劃包括網(wǎng)絡架構(gòu)II勺設計、設備I內(nèi)負荷和容量計算、安全架構(gòu)體系評估、網(wǎng)絡設備H勺評估

3系統(tǒng)管理的目標是什么？

答：（1）系統(tǒng)管理指的是n?的高效運作和管理，是保證戰(zhàn)略得到有效執(zhí)行的戰(zhàn)術(shù)性和運作性活動，關(guān)鍵目標應是管理客戶（業(yè)務部門）

的IT需求。

<2）企業(yè)［T系統(tǒng)管理的基本目標可以分為4個方面：

①全面掌握企業(yè)IT環(huán)境，以便管理異構(gòu)網(wǎng)絡，從而實現(xiàn)對企業(yè)業(yè)務的全面管理，

②保證企業(yè)IT環(huán)境的整體可靠性和安全性，及時處理多種異常信息，在出現(xiàn)問題時及時進行修復，保證企業(yè)IT環(huán)境的整體性能。

③保證企業(yè)IT環(huán)境的整體可靠性和安全性，對波及安全操作的顧客進行全面跟蹤和管理：提供一種客觀的手段來評估組織在使用IT方

面面臨的風險，并確定這些風險與否得到了有效控制。

④提高服務水平，加強服務的可管理性并及時產(chǎn)生各類狀況匯報，及時、可靠的維護各類服務數(shù)據(jù)。

4系統(tǒng)管理的規(guī)定是什么？

答：（1）企業(yè)系統(tǒng)管理應可以讓企業(yè)實現(xiàn)對所有IT資源統(tǒng)一監(jiān)控和管理的愿望，應采用--致性的管理模式來推動企業(yè)現(xiàn)代化跨平臺體

系機構(gòu)的建立。

（2）企業(yè)IT系統(tǒng)管理應適合于企業(yè)大型、復雜、分布式H勺環(huán)境，不僅控制了所有技術(shù)資源，而且宜接可以從業(yè)務侑度出發(fā)管理整個企

業(yè)，管理能力可以延伸到關(guān)鍵H勺非信息設備<企業(yè)可以隨時布署應用監(jiān)控系統(tǒng)，用來規(guī)劃企業(yè)商務目標、維持企業(yè)高水平服務，提高業(yè)

務系統(tǒng)商務響應能力。

（3）企業(yè)IT系統(tǒng)管理應可以將整個企業(yè)基礎(chǔ)構(gòu)造以一種真實世界化的視圖展現(xiàn)給我們，讓不一樣經(jīng)驗H勺人理解，讓企業(yè)集中經(jīng)理面對

自上口勺業(yè)務而非平臺之間II勺差異，這有助于大大提高企業(yè)的工作效率。

<4）企業(yè)IT系統(tǒng)管理應是全集成的處理方案，覆蓋網(wǎng)絡資源、性能與能力、事件與安全、軟件分布、存儲、工作流、協(xié)助臺、變更管

理和其他的用于老式和分布式計算環(huán)境的功能，并可以用于互聯(lián)網(wǎng)和企業(yè)內(nèi)部網(wǎng)。

5非信息設備包括自動柜員機ATM監(jiān)控、運鈔車的運鈔狀況跟蹤、機房溫度叮濕度控制、顧客監(jiān)測系統(tǒng)監(jiān)控。

6用于管理的關(guān)鍵IT資源包括硬件資源、軟件資源、網(wǎng)絡資源、數(shù)據(jù)資源。

7IT?系統(tǒng)管理的通用體系構(gòu)造分為3個部分：IT部門管理、業(yè)務部門（客戶）IT支持、IT基礎(chǔ)架構(gòu)管理。

16.1.2