第2章現(xiàn)代信息技術(shù)及其應(yīng)用2.1概述2.2計(jì)算機(jī)技術(shù)2.3數(shù)據(jù)庫技術(shù)2.4網(wǎng)絡(luò)信息技術(shù)技術(shù)飛速發(fā)展----“指數(shù)經(jīng)濟(jì)”根據(jù)摩爾定律，每18個(gè)月，芯片的性能就會(huì)增加一倍，但價(jià)格同時(shí)也會(huì)減少一半；這就是為什么現(xiàn)在1000美元以下的個(gè)人計(jì)算機(jī)中的芯片要比20年前數(shù)百萬美元超級(jí)計(jì)算機(jī)中的芯片，性能更為強(qiáng)大的原因。25年前，微軟公司的BASIC產(chǎn)品有4000行代碼，但現(xiàn)在，僅最新的Word文字處理軟件就有超過200萬行代碼。2.1概述在數(shù)據(jù)存儲(chǔ)領(lǐng)域，25年前，一個(gè)洗衣機(jī)大小的設(shè)備可以存儲(chǔ)1兆字節(jié)的數(shù)據(jù)，但現(xiàn)在，IBM公司一個(gè)只有25美分大小的磁盤就可存儲(chǔ)10億字節(jié)的數(shù)據(jù)，相當(dāng)于前者的1000倍；在光纖領(lǐng)域，以支付一美元為單位，用戶通過跨大西洋的光纖網(wǎng)絡(luò)每秒鐘發(fā)送的數(shù)據(jù)量每年增加48%。在今后的幾年里，隨著光纖交換替代電子交換，其數(shù)據(jù)傳輸量的增長(zhǎng)速度將每年達(dá)到150%。最早的個(gè)人計(jì)算機(jī)使用了英特爾公司的8088處理器，主頻4.77兆赫茲、640K內(nèi)存，以及微軟公司的DOS軟件。相比較之下，英特爾公司現(xiàn)在推出的奔騰D、奔騰E處理器的主頻要比當(dāng)時(shí)快400多倍，可用內(nèi)存則提高了數(shù)千倍，整體性能提高了百萬倍。從IBM1981年進(jìn)入個(gè)人計(jì)算機(jī)領(lǐng)域之時(shí)起，個(gè)人計(jì)算機(jī)市場(chǎng)開始加速擴(kuò)展，從20年前的數(shù)千臺(tái)增加到目前的5億臺(tái)。1.計(jì)算機(jī)硬件技術(shù)服務(wù)器技術(shù)數(shù)據(jù)存儲(chǔ)技術(shù)2.2計(jì)算機(jī)技術(shù)服務(wù)器技術(shù)服務(wù)器是一個(gè)硬件和軟件的結(jié)合體，實(shí)現(xiàn)兩個(gè)方面的功能：一是存儲(chǔ)整個(gè)網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)中的相關(guān)信息二是為訪問信息的前端設(shè)備提供所需的信息服務(wù)器相關(guān)技術(shù)：(1)服務(wù)器集群技術(shù)

該技術(shù)是指物理上互聯(lián)，緊密集成在一起的服務(wù)器，某一點(diǎn)的故障不會(huì)中斷服務(wù)。(2)智能化輸入/輸出技術(shù)

該技術(shù)是為了滿足不同類型操作系統(tǒng)之間、各種主機(jī)平臺(tái)之間移植設(shè)備驅(qū)動(dòng)程序的需要而開發(fā)的面向分布式輸入/輸出處理的數(shù)據(jù)傳輸技術(shù)。(3)動(dòng)態(tài)頁面緩沖技術(shù)該技術(shù)可以利用服務(wù)器和客戶機(jī)的兩級(jí)緩沖明顯減少動(dòng)態(tài)頁面的重新生成和重傳的次數(shù)，有效地減輕服務(wù)器和網(wǎng)絡(luò)的負(fù)載，提高服務(wù)器對(duì)動(dòng)態(tài)頁面的處理能力。(4)SCSI技術(shù)一種新型的計(jì)算機(jī)系統(tǒng)接口技術(shù)，解決I/O數(shù)據(jù)傳輸較慢與處理器速度太快不能統(tǒng)一的問題。(5)對(duì)稱多處理器技術(shù)對(duì)稱多處理器技術(shù)可以實(shí)現(xiàn)在一臺(tái)服務(wù)器上使用多個(gè)處理器，使之共享內(nèi)存和總線結(jié)構(gòu)，操作系統(tǒng)則能將任務(wù)對(duì)稱地分布在每個(gè)處理器上，從而極大地提高數(shù)據(jù)的處理能力，增加數(shù)據(jù)傳輸?shù)膸挘瑫r(shí)也使得處理器具有冗余功能。

(6)磁盤陣列技術(shù)該技術(shù)可以使多臺(tái)硬磁盤驅(qū)動(dòng)器并行工作，提高數(shù)據(jù)傳輸率；同時(shí)利用校驗(yàn)技術(shù)來提高系統(tǒng)的可靠性。(7)ISC(IntelServerControl

)網(wǎng)絡(luò)監(jiān)控技術(shù)該技術(shù)只適用于使用Intel的帶有集成管理功能主板的服務(wù)器。采用這種技術(shù)后，用戶在一臺(tái)普通的客戶機(jī)上，就可以監(jiān)測(cè)網(wǎng)絡(luò)上所有使用Intel主板的服務(wù)器，監(jiān)控和判斷服務(wù)器是否“健康”，一旦服務(wù)器中機(jī)箱、風(fēng)扇、內(nèi)存、處理器、系統(tǒng)信息、溫度、電壓或第三方硬件中的任何一項(xiàng)出現(xiàn)錯(cuò)誤，就會(huì)報(bào)警提示管理人員。值得一提的是，監(jiān)測(cè)端和服務(wù)器端之間的網(wǎng)絡(luò)可以是局域網(wǎng)也可以是廣域網(wǎng)，直接通過網(wǎng)絡(luò)對(duì)服務(wù)器進(jìn)行啟動(dòng)、關(guān)閉或重新置位，極大地方便了管理和維護(hù)工作。

（8）故障的在線修復(fù)技術(shù)故障的在線修復(fù)技術(shù)包括故障部件可帶電插拔和部件的在線配置技術(shù)。（9）熱拔插技術(shù)

（10）容錯(cuò)技術(shù)

主要的容錯(cuò)技術(shù)有內(nèi)存糾錯(cuò)技術(shù)ECC（ErrorCheckingandCorrection）、服務(wù)器自動(dòng)重啟技術(shù)（AutoServerRestart）、可擦寫ROM技術(shù)（ReFlashROM）和基于主板的管理控制器技術(shù)BMC（BaseboardManagementController）等。（11）EMP(EmergencyManagementPort

)遠(yuǎn)程管理技術(shù)該技術(shù)可以在客戶端通過電話線或電纜直接連接到服務(wù)器，來對(duì)服務(wù)器實(shí)施異地操作，

存儲(chǔ)技術(shù)隨著計(jì)算機(jī)技術(shù)的發(fā)展和廣泛應(yīng)用，存儲(chǔ)技術(shù)已經(jīng)得到了業(yè)界和各個(gè)應(yīng)用領(lǐng)域?qū)I(yè)人士的重視。數(shù)據(jù)量的迅速增長(zhǎng)為企業(yè)的發(fā)展提出了新的問題和要求：如何確保數(shù)據(jù)的一致性、安全性和可靠性，如何實(shí)現(xiàn)不同數(shù)據(jù)的集中管理，如何實(shí)現(xiàn)網(wǎng)絡(luò)上的數(shù)據(jù)集中訪問，如何實(shí)現(xiàn)不同主機(jī)類型的數(shù)據(jù)訪問和保護(hù)等等。所有這些都呼喚著新的計(jì)算機(jī)內(nèi)部、外掛、網(wǎng)絡(luò)存儲(chǔ)技術(shù)及其產(chǎn)品的出現(xiàn)。20世紀(jì)80年代初，SCSI（SmallComputerSystemsInterface，小型計(jì)算機(jī)系統(tǒng)接口）作為磁盤與PC高速連接的技術(shù)開始流行，目前Ultra160SCSI(160MB/s)。SSA(SerialStorageArchitecture)串行存儲(chǔ)體系結(jié)構(gòu)。技術(shù)特性包括：環(huán)型體系結(jié)構(gòu)，每環(huán)多達(dá)8臺(tái)控制器，最大帶寬160Mbps。采用SSA，設(shè)備就不同于SCSI那樣要使用單電纜連接，取而代之是一系列設(shè)備之間點(diǎn)到點(diǎn)連接。數(shù)據(jù)不直接送往主機(jī)，而是沿設(shè)備鏈路前進(jìn)。隨著Internet各種應(yīng)用的開展，電子商務(wù)、信息安全等熱門領(lǐng)域都離不開大容量存儲(chǔ)，同時(shí)也對(duì)存儲(chǔ)技術(shù)提出了很多新的要求。數(shù)據(jù)管理最關(guān)注三個(gè)方面內(nèi)容：一是如何保護(hù)用戶的數(shù)據(jù)以及數(shù)據(jù)備份；二是災(zāi)難恢復(fù)和容災(zāi)方案；三是存儲(chǔ)資源管理。SAN(StorageAreaNetwork，存儲(chǔ)局域網(wǎng))與NAS(NetworkAttachmentStorage，網(wǎng)絡(luò)掛接存儲(chǔ))技術(shù)和產(chǎn)品的出現(xiàn)不僅僅拓展了網(wǎng)絡(luò)發(fā)展的空間，更為重要的是：它們將網(wǎng)絡(luò)技術(shù)與新興的存儲(chǔ)領(lǐng)域有機(jī)地結(jié)合起來，在IT業(yè)發(fā)展過程中起到了不可忽視的作用。SAN依托光纖通道(FibreChannel)為服務(wù)器和存儲(chǔ)設(shè)備之間的連接提供更高的吞吐能力、支持更遠(yuǎn)的距離和更可靠的連通。SAN可以是交換式網(wǎng)絡(luò)，也可以是共享式網(wǎng)絡(luò)。2.計(jì)算機(jī)軟件技術(shù)操作系統(tǒng)軟件構(gòu)件技術(shù)操作系統(tǒng)操作系統(tǒng)的主要功能：控制計(jì)算機(jī)硬件的運(yùn)行：協(xié)調(diào)高效、易擴(kuò)展（標(biāo)準(zhǔn)化）、即插即用方便用戶的使用：文字型→圖形化→多媒體→智能化增強(qiáng)計(jì)算機(jī)的功能：同樣的計(jì)算機(jī)隨OS不同有明顯不同的表現(xiàn)便于有效開發(fā)幾種主要操作系統(tǒng)：MicrosoftWindows95/98/2000/XP/2003Apple機(jī)的SystemOSUNIX家族：Linux、Unix（UX/Solaris/AIX……）IBMPS/2系列等其他微機(jī)OS構(gòu)件技術(shù)構(gòu)件也稱中間件，是處于應(yīng)用軟件和系統(tǒng)軟件(操作系統(tǒng)、網(wǎng)絡(luò)協(xié)議、數(shù)據(jù)庫等)之間的一個(gè)軟件層，它屏蔽了環(huán)境底層的復(fù)雜性，提供給應(yīng)用開發(fā)者統(tǒng)一的、功能強(qiáng)大的API，使應(yīng)用開發(fā)者只專注于業(yè)務(wù)邏輯的開發(fā)，快速地開發(fā)出可靠、高效的企業(yè)級(jí)分布式應(yīng)用。三種主要構(gòu)件模型Microsoft的COM+OMG的CORBASun的EJB

COM+COM+目錄負(fù)載平衡駐留內(nèi)存數(shù)據(jù)庫對(duì)象池新的事件模型構(gòu)件管理和部署JIT激活MTS事務(wù)支持資源分布管理安全模型易于管理遠(yuǎn)程支持分布式構(gòu)件服務(wù)COM基于接口的編程模型基本的構(gòu)件服務(wù)DCOMCORBA體系結(jié)構(gòu)EJB體系結(jié)構(gòu)RMIEJB容器RemoteReferenceLayerStubsTransportSkeletonsEJB實(shí)例Java程序SIDLC++/Delphi程序2.3數(shù)據(jù)庫技術(shù)1.數(shù)據(jù)管理發(fā)展歷史人工管理階段文件系統(tǒng)階段數(shù)據(jù)庫系統(tǒng)階段2.數(shù)據(jù)庫系統(tǒng)的特點(diǎn)數(shù)據(jù)庫中的數(shù)據(jù)是結(jié)構(gòu)化數(shù)據(jù)庫中的數(shù)據(jù)是面向系統(tǒng)的，不是面向某個(gè)具體應(yīng)用，減少了數(shù)據(jù)的冗余，實(shí)現(xiàn)了數(shù)據(jù)共享。數(shù)據(jù)庫系統(tǒng)比文件系統(tǒng)有較高的數(shù)據(jù)獨(dú)立性數(shù)據(jù)庫系統(tǒng)為用戶提供了方便的接口數(shù)據(jù)庫系統(tǒng)還具有如下的控制功能：數(shù)據(jù)的完整性、安全性、并發(fā)控制、恢復(fù)數(shù)據(jù)庫中數(shù)據(jù)的最小存取單位是數(shù)據(jù)項(xiàng)，文件系統(tǒng)的最小存取單位是記錄3.計(jì)算模式的演進(jìn)1.單機(jī)運(yùn)行模式數(shù)據(jù)共享只能通過人工傳遞存儲(chǔ)介質(zhì)來進(jìn)行。局限：信息孤島；數(shù)據(jù)冗余；數(shù)據(jù)不一致。2.主機(jī)/終端模式終端只是單純地作為一種輸入/輸出設(shè)備。局限：主機(jī)負(fù)荷過大；主機(jī)成為系統(tǒng)的瓶頸；系統(tǒng)靈活性差。3.客戶/服務(wù)器（C/S）模式客戶機(jī)成為一個(gè)自治的系統(tǒng)。基本運(yùn)行關(guān)系體現(xiàn)為“請(qǐng)求/響應(yīng)”的應(yīng)答模式。局限：客戶端軟件變得越來越龐雜；系統(tǒng)的維護(hù)管理復(fù)雜。4.瀏覽器/服務(wù)器（B/S）模式針對(duì)傳統(tǒng)客戶/服務(wù)器模式的不足而提出。◆加入中間層應(yīng)用服務(wù)器（Web服務(wù)器）。◆客戶端簡(jiǎn)化為只講單一語言(HTML)的客戶軟件(WebBrowser)。基于C/S架構(gòu)(兩層)的數(shù)據(jù)庫應(yīng)用系統(tǒng)基于C/S架構(gòu)(三層)的數(shù)據(jù)庫應(yīng)用系統(tǒng)數(shù)據(jù)庫WebServerCGIASPISAPIJSPDBMSBroswerHTTP請(qǐng)求HTTP頁面基于B/S架構(gòu)的數(shù)據(jù)庫應(yīng)用系統(tǒng)3.從數(shù)據(jù)庫到數(shù)據(jù)倉庫數(shù)據(jù)倉庫是支持決策分析而提出的新技術(shù)和新思路數(shù)據(jù)倉庫是對(duì)企業(yè)數(shù)據(jù)資源的一次重新的整合，為實(shí)現(xiàn)更高層次的應(yīng)用奠定數(shù)據(jù)基礎(chǔ)數(shù)據(jù)倉庫是用于決策支持的數(shù)據(jù)集合：面向主題即針對(duì)不同決策領(lǐng)域的需求而不是基于業(yè)務(wù)處理過程完整性即數(shù)據(jù)的一致性，在數(shù)據(jù)進(jìn)入數(shù)據(jù)倉庫之前要對(duì)數(shù)據(jù)進(jìn)行凈化、轉(zhuǎn)換、映射變成一致的形式非易失性即數(shù)據(jù)是只讀的，數(shù)據(jù)不能修改（只能周期性以某一特定權(quán)限導(dǎo)入，批處理方