理系统中计算机应用教案第2章.docx

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理系统中计算机应用教案第2章

第二章企业管理的信息化平台

2.l计算机系统

　　管理信息系统是在计算机系统的基础上建立起来的，系统的开发、运行、维护等都离不开计算机的硬件、软件平台（环境）。

2.1.1计算机系统

1.计算机和计算机系统

　　计算机（Computer）：

一种用于计算的机器。

计算机既可以进行数值计算，又可以进行逻辑计算。

计算机还具有存储记忆功能，可以把数据（原始数据、中间结果、最终结果）和程序都存储起来。

计算机就是按照程序的要求自动对数据进行各种计算处理的。

2.计算机的分类

　　按计算机的规模和性能，计算机可以分为六大类。

（1）巨型机（Supercomputer）。

价格昂贵、功能强大、计算速度在每秒千亿次以上的计算机叫做巨型机或超级计算机。

（2）小巨型机（Minisupercomputer）。

这是一种价格相对便宜的小规模巨型机，也叫桌上型超级计算机。

　　（3）大型机、中型机（Mainframe）。

这种计算机的计算速度为每秒几亿次至几百亿次。

它一般是作为大型计算中心的主机。

　　（4）小型机（Minicomputer）。

其计算速度为每秒几千万次至几亿次。

它一般为中小型企事业单位使用。

　　（5）个人机（PersonalComputer）。

也叫微型计算机或PC计算机。

这是一种面向个人使用的计算机。

　　（6）工作站（Workstation）。

这是介于高档微机和小型机之间的机型。

它一般都配备有大屏幕显示器、大容量存储器，而且速度快，通信功能强，主要用于图像处理或计算机辅助设计等专业领域。

3.计算机硬件系统

（1）基本结构。

目前计算机都是由运算器、控制器、存储器和输入输出设备等五个基本部分构成的。

微型计算机系统中，把运算器和控制器做在一起，叫做中央处理器（CPU），各部分之间采用总线方式连接。

（2）基本组成。

　　①中央处理器。

CPU是微型计算机的核心，它由运算器、控制器和一些寄存器组成。

运算器主要是执行算术运算和逻辑运算；控制器则规定了计算机执行指令的顺序，并根据指令的具体含义，控制计算机各部件协调地工作。

寄存器可以暂存指令和数据。

　　②存储器。

微型计算机中的存储器按用途和特性可以分为三类。

4.计算机软件系统

　　计算机软件：

计算机程序、程序所使用的数据以及有关的文档资料的集合。

软件的作用在于确定计算机做什么以及如何做。

从用户的角度来看，软件是用户与硬件之间的使用界面。

（1）计算机软件的分类。

根据计算机软件的总体结构和表现形式，软件一般可分为系统软件和应用软件两类。

　　系统软件：

直接控制和协调计算机、通信设备及其他外部设备的软件。

它们与具体应用无关，只是在系统一级提供服务。

操作系统就是典型的系统软件（OS）。

　　系统软件中还包括语言处理程序和作为软件研制开发工具的编辑程序、调试程序、装配和链接程序、测试程序以及为适应事务处理的需要而设置的数据库管理程序等。

　　应用软件：

直接完成某种具体应用的软件。

如工资管理程序、管理信息系图形软件、文字处理软件、财会软件、计划报表软件、辅助设计软件等。

（2）软件、硬件系统的关系。

　　　　在计算机系统中硬件是基础，软件是灵魂；它们互相支持、互相协调实现计算机的计算与数据处理任务。

　　（3）计算机程序设计语言。

　　　　程序设计语言：

用来书写计算机可以执行的程序的。

常用的计算机程序设计语言有机器语言、汇编语言和高级语言等。

最新出现的是面向对象的语言4GL。

　　（4）操作系统。

　　　　操作系统：

控制和管理计算机硬件、软件资源，合理组织计算机工作，并为用户使用计算机提供服务的软件。

用户不能直接操纵计算机硬件，而是通过操作系统来使用计算机。

5.计算机系统的性能指标

　　评价计算机性能的指标：

　　（l）字长：

指计算机能一次同时处理的二进制数码的位数。

它是计算机的一个重要技术性能指标。

首先，字长决定着计算机运算的精度，字越长则计算机的运算精度越高。

其次，字长决定了指令直接寻址的能力，字越长则存放数据的存储单元数越多，寻找地址的能力就越强。

（2）运算速度：

用每秒钟能执行多少条指令来表示，单位一般用MIPS（百万条指令/秒）。

为了统一标准，现在用各种指令的平均执行时间及相对应的指令运行比例来综合计算。

　　（3）内存容量：

内存储器中能存储信息的总字节数。

计算机内存容量越大，程序运行速度越快，可运行的程序也越多。

　　（4）主频：

指计算机CPU的时钟频率。

主频的单位一般用兆赫兹（MHZ）来表示。

它在很大程度上决定了计算机的运算速度。

　　（5）存取周期：

存储器完成一次读（取）或写（存）信息操作所需的时间称存储器的存取（或访问）时间，而连续两次读或写所需的最短时间，称存储器的存取周期（或存储周期）。

存储器的存取周期越短，计算机的运算速度就越快。

　　（6）总线宽度：

总线是由数据总线DB、地址总线AB和控制总线CB三组线构成的，每组线由若干根线组成。

总线越宽，计算机的处理能力越强。

2.1.2多媒体技术和多媒体计算机

1.基本概念

　　媒体：

指信息表示和传播的载体。

一般分为感觉媒体、表示媒体、显示媒体、存储媒体、传输媒体五类。

　　多媒体：

指信息表示媒体的多样化，例如文字、图形、图像、声音、动画、视频影像等。

　　早期的计算机只能处理文字信息，可以叫做单媒体计算机。

种能够综合处理多种媒体的计算机就叫做多媒体计算机。

多媒体计算机必须增加声音、图像等媒体的输入输出设备及软件。

2.多媒体系统的主要特征

　　多媒体系统必须具备四个主要的特征：

　　（l）集成性。

可以对文字、图形、图像、声音、视频、动画等感觉媒体进行综合处理，达到各媒体的协调一致。

（2）交互性。

可以实现人机交流，便于对系统功能加以控制和干预。

　　（3）实时性。

能使人的感官感觉到交流是连续的、及时的。

　　（4）数字化。

系统处理的都是数字信息，而不是模拟信息。

2.2通信及网络系统

2.2.1数据通信技术基础

1.数据通信模型

　　通信的基本功能就是实现两个实体之间的数据交换。

　　其中“信息源”是产生要发送数据的设备；

　　“发送器”可以对发送信号进行编码或转换，产生能够传输的光、电信号；

　　“接收器”将收到的信号转换成目的站设备可以处理的信号；

　　“接收端”是信号传送的目的地设备；

　　“传输系统”是连接信息源与接收端之间的复杂线路网络。

连接信息源与接收端的物理和逻辑设备称为信道。

　　信号：

是数据在传输过程中的物理表示形式。

信号电平连续变化才叫做模拟信号，以脉冲形式变化的叫做数字信号。

传送模拟信号的是模拟信道，传送数字信号的是数字信道。

　　通信系统需要完成的任务如下：

（1）信号接口：

产生或接收符合通信协议的信号。

（2）路由和寻址：

为发出信号选择到达目的地的路径。

　　（3）呼叫和应答：

信号发送前先呼叫，接收方应答后建立通信链路，这个过程叫握手。

　　（4）可靠传输：

采用各种措施保证数据传输的正确性。

2.数据通信的带宽

（1）两种通信系统，即模拟通信系统和数字通信系统。

　　模拟通信系统：

传递的信号为模拟信号，在时间和幅度取值上都是连续的。

　　数字通信系统：

传递的信号为数字信号，在时间上是离散的，在幅度取值上是经过量化的。

（2）模拟通信的带宽。

信号的带宽就是频带的宽度，其单位是赫兹（HZ）。

　　传输介质或通信设备的带宽是指其允许通过的频率范围。

　　（3）数字通信的带宽。

它反映通信速度的快慢及信道容量的大小。

数字通信中的带宽是指信号的传输速率，或叫位率、比特率，其单位是b/s或bps（每秒位数）。

3.常用传输介质

（1）双绞线，

（2）同轴电缆，

　　（3）光缆。

　　（4）无线通信。

　　（5）微波通信。

频率在100MHZ-10GHZ的电磁波信号叫做微波信号，其波长为3cm-3m。

由于微波频率高，因此频带较宽；方向性好，适合进行点对点的通信。

成本比电缆和光缆都低，适合卫星通信和城市之间通信。

但是微波信号没有绕射功能，只能进行可视传播，而且它的传输误码率也比较高。

4.数据传输

（1）基带传输。

使用数字信号传输数据，终端设备将数字信号转变成脉冲电信号时，这种原始矩形脉冲信号固有的频带叫做基本频带，简称为基带。

在信道中直接传输基带信号的方法，叫做基带传输。

基带传输是一种最基本的数据传输方式。

（2）频带传输。

利用模拟信道传输数字信号的方法称为频带传输。

在这样的信道上传输数字信号，必须先将数字信号转换为模拟信号；在接收方还必须再将模拟信号转换为数字信号，相应的设备才能识别。

　　在频带传输过程中实现信号相互转换的设备是调制解调器。

把数字信号转换为模拟信号的过程叫做调制；将模拟信号还原为数字信号的过程叫做解调。

5.调制与解调

　　调制：

把需要传送的信号加载到另一种信号上，以便容易在给定的介质中传送的过程。

这里所说的另一种信号叫做传送信号的载波。

　　解调：

信号传送到接收站以后，再把载波上加载的信号卸载下来的过程。

6.多路复用技术

　　传输信号要求的带宽与传输介质允许通过的带宽是不一样的，为了节省开销，应当充分利用传输介质的带宽。

在一条介质上同时传送多于一路以上信号的传输方式，叫做该介质的多路复用。

7.数据交换技术

（1）专线连接。

最简单的数据通信形式，是在两个站点之间直接用线路连接起来进行数据的交换。

因为是专用线路连接两个站点，所以不会发生线路拥堵问题。

但是如果两个站点的距离较远，或者需要进行多站点之间的通信，直接的线路连接方式显然是不合适的。

解决专线连接占用线路太多的办法，是设置交换机。

（2）电路交换。

实际的电路交换是由交换机负责在两个通信站点之间建立一条物理专用线路。

这种由多台交换机和它们的站点构成的网络叫做交换网络。

各通信站点与各自的交换机是专线连接，各交换机之间也是专线连接。

　　（3）存储转发交换。

也叫做包交换，存储转发交换的原理是：

把待传送的数据先存储在结点机中，等到信道空闲时再根据优先级别顺序发送出去。

只要存储时间足够长，就能够将信道的空闲与忙碌状态均匀化，从而压缩信道和转接设备的容量。

这种交换方式不适合实时交换的信息传输，但是对于数据通信却是非常合适的。

　　存储转发交换方式可以分为报文交换和报文分组交换两类。

　　①报文交换。

不论传送数据的长度是多少，都把它作为一个逻辑单元，加上目的地址、源地址、控制信息，按规定格式打成一个包发送。

这个数据包就叫做报文，这种存储转发交换方式就叫做报文交换。

　　②报文分组交换。

将一个长的报文分解为多个短小（一般不超过1000字节）的组，叫做报文分组。

2.2.2计算机网络基础

　　计算机网络：

是将地理位置不同，并具有独立功能的多个计算机系统通过通信设备和线路连接起来，在功能完善的网络软件支持下，向多个用户提供各种应用服务，从而实现数据、程序与硬件等各类资源共享的系统。

计算机网络的主要功能是：

数据通信、资源共享和分布处理。

1.计算机网络的结构

　　典型的计算机网络从逻辑功能上可以分为资源子网和通信子网两大部分。

（1）资源子网：

由主机、终端、终端控制器、联网外设、各种软件资源和信息资源组成的，向用户提供各种网络资源和网络服务，负责整个网络的数据处理业务和各种网络资源的共享服务。

（2）通信子网：

由通信控制处理机（CCP）、专用或公用的通信线路及其他通信设备组成的，完成所有网络数据的传输、转发、加工和交换等通信处理工作。

2.计算机网络的分类

　　主要的分类方式有两种：

（1）按网络传输技术分类：

可以分为点对点式网络和广播式网络。

　　点对点信道：

网络通过通信信道来完成数据传输任务，一条线路只能连接一对结点。

　　广播信道：

多个结点共享一条通信信道，一个结点发送信号，全网结点都会收到信息，这种信道就是广播信道，采用的网络传输技术就只能是广播方式，这样的网络就叫广播式网络。

　　点对点式网络拓扑结构可以是星型、环型、树型等，广播式网络拓扑结构可以是总线型、环型、卫星型等。

（2）按网络覆盖范围分类

　　①局域网（LocalAreaNetwork，LAN）：

是小范围的计算机网络。

它的覆盖范围一般在10公里以内。

设备的更新、新技术的引用都比较容易，所以传输速率也比较高，常常可以达到10-100Mbps。

　　②广域网（WideAreaNetwork，WAN）也叫做远程网，它可以覆盖几公里至几千公里的范围。

广域网的通信子网主要使用分组交换技术，并使用传统的电话网（公用通信网）、卫星通信网、无线网来传输信息。

广域网的传输速率较低，一般在几十K至几Mbps之间。

3.计算机网络的拓扑结构

　　计算机网络拓扑结构是指网络中各结点与通信线路之间的关系结构，实际上主要是指通信子网的拓扑结构。

常见的计算机网络拓扑结构有以下几种。

　　拓扑（Topology）是将各种物体的位置表示成抽象位置。

在网络中，拓扑形象地描述了网络的安排和配置，包括各种结点和结点的相互关系。

拓扑不关心事物的细节也不在乎什么相互的比例关系，只将讨论范围内的事物之间的相互关系表示出来，将这些事物之间的关系通过图表示出来。

网络中的计算机等设备要实现互联，就需要以一定的结构方式进行连接，这种连接方式就叫做"拓扑结构"，通俗地讲这些网络设备如何连接在一起的。

（1）星型拓扑

　　由一个中心结点与各站点之间呈辐射状连接，中心结点对全网的通信实行集中控制，任何两个结点之间的通信都必须通过中心结点来实现。

　　星型拓扑的优点是结构简单，访问协议简单，单机故障不会影响网络运行；缺点是对中心结点的可*性要求高，中心结点出现故障，整个网络就会瘫痪，系统的扩充比较困难。

（2）环型拓扑

　　使网络中各站点首尾相连，以通信线路连接成一个封闭的环路，数据只能在环路中沿着一个方向逐点传输。

环型拓扑结构简单，传输延时确定，适合光纤介质网络；但是任何一个结点的故障都会使全网瘫痪，而且结点的增加或减少都比较困难。

　　（3）总线型拓扑

　　所有的站点都连接到一条公用传输线--总线上，就形成了总线型计算机网络结构。

其优点是结构简单，易于扩充、价格低廉，容易安装。

缺点是出现故障后需要检查总线在各结点的连接，因此查错比较困难；虽然某台计算机故障不会影响网络运行，但是若总线断开则网络将不可使用。

　　（4）树型拓扑

　　由星型拓扑演变而来，形状像一棵根在上方的大树。

各结点按层次进行连接，信息交换主要在上下结点之间进行。

树型拓扑结构中的故障比较容易检测和隔离。

4.计算机网络协议

　　通信协议：

在通信过程中，通信双方都必须遵守的规则和约定。

　　网络协议：

计算机网络通信的语言，规定了通信双方交换数据或控制信息的格式、响应及动作；网络协议是实现不同主机之间、不同操作系统之间及工作站之间通信的规则和约定。

　　国际标准化组织（ISO）在1981年提出了开放系统互联（OSI）参考模型，即网络七层协议。

2.2.3局域网

　　从应用角度看，局域网的技术特点如下。

（1）覆盖有限的地理范围，适用于公司、机关、学校、工厂等处计算机、终端设备和信息处理设备间联网的要求。

（2）能够提供高数据传输率、低误码率的高质量数据传输环境。

　　（3）属于一个单位所有，易于建立、维护和扩展。

　　（4）局域网的特性主要由网络拓扑、传输介质和介质访问控制方法决定。

1.局域网的硬件组成

　　局域网在逻辑上可以由网络服务器、工作站、网卡、传输介质和连接转换部件构成。

其中连接转换部件可以是中继器、集线器、网桥、路由器、网关等。

2.局域网的软件系统

　　局域网软件系统主要包含三部分。

（1）网络操作系统。

常用的网络操作系统是Novell公司的Netware和Microsoft公司的WindowsNT。

（2）网络管理软件。

主要用于监视和控制网络的运行。

常用的网络管理软件有HP公司的openview及IBM公司的Netview等。

　　（3）网络应用软件。

网络应用软件是用户利用软件开发平台，按照各自需要开发的各种各样的网上业务应用系统。

常见的开发平台有各种数据库管理系统、办公自动化管理系统以及浏览器、网页制作网站管理等软件。

3.局域网传输介质

　　局域网中常用的传输介质是同轴电缆、双绞线、光纤和无线通信信道。

过去同轴电缆的性价比是最好的。

目前中高速的局域网中都采用双绞线作为传输介质，在远距离传输中使用光纤传输，在有移动站点的局域网中，则采用无线通信技术。

4.局域网工作方式

　　局域网的工作方式有共享介质式和交换式两种。

　　共享介质式中，所有结点共享一条公共通信传输介质，当一个结点发送数据时，将会以广播的形式传送到所有的结点上。

因此在共享介质的网络中，在任何一个时间段内，只能有一个结点占用公共通信信道。

共享介质式容易发生冲突的现象。

于是提出了交换式局域网工作方式。

5.局域网的介质访问控制方式

　　为了实现对多结点共享传输介质，并在发送和接收数据时为防止冲突而加以控制的方式有三种，即总线CSMA/CD控制、令牌环传递TokenRing控制和令牌总线传递TokenBus控制。

6.局域网协议

　　控制网络访问的协议，这类访问主要就是CSMA/CD访问和令牌传送访问。

在OSI的七层数据通信协议基础上，由局域网标准（IEEE802）委员会提出了局域网协议IEEE802标准，并且被国际标准化组织（ISO）于1984年3月批准为国际标准，称为ISO8802。

7.局域网中计算机的相对地位

　　在局域网中，计算机的相对地位有对等和客户机/服务器方式两种形式。

（1）对等网络模式。

在这种网络模式中，所有计算机都具有相同的地位，不设置专有的文件服务器，每一台计算机都可以访问网络中的其他计算机。

每一台计算机既是其他计算机的服务器，同时又是其他计算机的客户机。

　　采用对等模式的局域网虽然价格比较便宜，但是网络传输速度比较慢，保密性比较差，而且维护也比较困难。

（2）客户机/服务器网络模式。

这种模式用一台或多台单独的、高性能、大容量的高档微机，或者是大中型机、小型机作为网络中心服务器；而用多台微型机作为客户机，以总线、星型总线等拓扑结构与服务器连接成局域网。

8.网络互联技术

　　网络互联：

指将分布在不同地理位置的、类型相同或不同的、协议相同或不相同的网络及设备，相互连接构成更大规模的网络，实现网络资源的共享。

　　互联网络能够屏蔽各子网在网络协议、服务器类型、网络管理方面的差异。

要实现网络互联，必须做到以下几点：

（1）在互联的网络之间提供链路，至少有物理线路和数据线。

（2）在不同网络结点的进程之间提供适当的路由来交换数据。

　　（3）提供网络记账服务，记录网络资源使用情况。

　　（4）提供各种互联服务，应当尽可能不改变互联网的结构。

2.2.4Internet的基础

　　Internet是全球性的计算机互联网络；它连接了全世界千千万万个计算机网络的网络，所以也叫做网际网。

　　Internet也是基于客户/服务器模式的，所有的服务由服务器提供，而各种访问、存取则由客户机完成。

服务器常常是指主机，它总有一个标识地址；客户实质上是客户端的软件程序，它向服务器提出请求，并翻译、转换和显示服务器传输来的信息。

1.Internet的组成

　　因特网主要由通信线路、路由器、主机和信息资源等组成。

（1）通信线路。

通信线路是连接因特网中各种设备的基础设施，可以分为有线通信线路和无线通信信道两类。

通信线路的数据传输能力用带宽和传输速率两个指标衡量，传输速率与带宽成正比，带宽越大，传输速率也就越高。

（2）路由器。

连接因特网中各局域网、广域网的设备是路由器，它会根据信道的情况自动选择和设定路由，以最佳的路径，按前后顺序发送信号。

　　（3）主机。

按用途不同可以分为两类：

一类是信息资源与服务的提供者，叫做服务器。

服务器总是由高性能、大容量的大型计算机担当。

另一类是信息资源与服务的接受者，叫做客户机。

　　（4）信息资源。

在因特网中的信息资源，比如文本、图像、声音、视频信息。

2.Internet通信协议

　　在进行数据通信时必须遵守统一的规范和约定。

这种规范和约定就叫做网络通信协议，因特网的网络互联通信协议是TCP/IP（TransmissionControlProtocol/InternetProtocol）协议。

3.Internet网络地址

　　为了实现网络中的数据通信，规定因特网中每一台主机在子网内都有惟一的网络地址。

网络地址可以是真实的物理地址。

也可以是IP地址或城名。

（1）物理地址。

物理地址是制造在网卡上的地址码。

网络的技术和标准不同，相应的网卡地址编码也不同。

（2）IP地址。

因为物理地址的规范很不统一，为了确保主机地址的惟一性，因此在因特网中对所有的主机进行统一的编码。

这种地址就叫做IP地址。

IP地址和物理地址可以根据协议对应转换。

　　IP地址由4个字节（32位）的二进制数组成，表示为用圆点分隔的4个十进制整数组合的形式。

一个字节对应一个十进制数，所以每个十进制数的值应在0-255之间。

　　（3）域名。

用字符来表示网络地址，就是网络域名。

如，华夏大地域名是www.edu-。

4.Internet的应用

（1）信息服务。

它具体分为以下几类：

　　①信息浏览。

②信息发布。

③信息检索。

④文件下载。

（2）网上通信。

网络通信分为以下几类：

　　①电子邮件。

②网上聊天。

③IP电话。

④网上寻呼。

　　（3）协同工作。

它可以有以下几种形式：

　　①协同办公和联合研究。

②网上讨论。

③IP网络视频会议。

　　（4）电子商务。

　　（5）网上教育。

　　（6）网上娱乐。

5.Internet的接入方法

　　用户要接入Internet必须通过因特网服务供应商（InternetServiceProvider，ISP），中国最大的ISP是具有国际出口的四大骨干网：

　　中国公用计算机互联网CHINANET、中国教育和科研计算机网CERNET、中国科学技术网CSTNET、金桥信息网GBNET

此外还有许许多多小型的ISP。

一般用户接入Internet的方式有两种：

一种是通过局域网接入；另一种是通过电话网拨号接入。

（1）通过局域网接入。

局域网通过路由器和数据通信网与ISP相连接，再通过ISP的连接通道接入Internet。

这些数据通信网由中国电信、中国网通、中国移动和中国联通等四大电信运营企业管理。

（2）通过电话网接入。

一般家庭采用电话网拨号入网方式。

个人计算机上网必须使用调制解调器Modem。

用户的计算机与ISP的远程接入服务器RAS（RemoteAccessServer）之间，是通过调制解调器Modem与电话网连通的。

6.企业内部网

　　所谓企业内部网（Intranet），就是一个企业为实现内部管理和通信而建立的独立网络。

（1）发展过程。

　　企业网络技术基本上经历了三个阶段：

　　①集中处理阶段。

以一台大型主机为核心，以众多终端为客户端组成的集中处理式系统。

　　②客户机/服务器模式。

这是一种分布式处理的计算机网络系统，即Client/Serve模式或C/S模式。

客户机可以是具有一般功能的PC机、工作站，服务器则由处理功能和存储容量都很强大的高档微机、小型机、大型主机承