安徽公务员考试计算机教程知识点总结(第二版)

word格式-可编辑-感谢下载支持第一章计算机科学技术基础第一节计算机基础知识1.1计算机概述一、计算机的发展历史1946年2月世界上第一台计算机ENIAC(电子数字积分计算机)，不具备存储程序的能力，在美国诞生。（1）EDVAC是电子离散变量自动计算机（2）EDSAC是延迟存储电子自动计算机，是英国1949年投入的世界第一台存储程序的电子计算机。＊第一代计算机（1946－1956年）：采用电子管作为逻辑器件。＊第二代计算机（1956－1963年）：采用晶体管作为逻辑器件。＊第三代计算机（1964－1971年）：采用中、小规模集成电路作为逻辑器件。＊第四代计算机（1971－现在）：采用大规模或超大规模集成电路作为逻辑器件。二、计算机分类＊根据规模大小、运算速度快慢、指令系统功能的强弱、内存容量的大小、配套设备的情况以及软件系统的丰富等，计算机可分为巨型机、大型机、中型机、小型机、微型机。＊根据结构原理不同，计算机可以分为数字计算机、模拟计算机和数字模拟混合计算机。＊根据用途及其使用的范围，计算机可分为通用计算机和专用计算机。三、计算机特点＊运算速度快＊计算精确度高＊具有存储功能＊具有逻辑判断功能＊高度自动化＊适用范围广，通用性强四、计算机应用＊科学计算＊数据处理＊自动控制＊人功智能（ArtificialIntelligence,AI）＊辅助设计(1)计算机辅助设计（CAD）；（2）计算机辅助制造（CAM）；（3）计算机辅助教学（CAI）；（4）计算机集成制造系统（CIMS）；（5）计算机辅助测试（CAT）。＊计算机网络1.2计算机中数据存储的组织形式计算机内部所有的数据，无论是程序还是图像都是以二进制形式存放的。1、位（bit）位是计算机存储设备的最小单位，由二进制中的0或1组成。2、字节(byte)字节简写为“B”，一个字节由8个二进制位编码组成，即1字节等于8位。字节是计算机处理数据的基本单位。3、字（Word）CPU处理信息一般是以一组二进制数码作为一个整体来参加运算或处理的，一次存取、处理和传输的数据长度为字。一个字通常由一个或多个字节构成，用来存放一条指令或一个数据。4、字长一个字中所包含的二进制的位数称为字长。一个字长可以表示许多不同的内容，较长的字长一次可以处理的信息更多，处理的数字位数越大，速度也就越快。字长是衡量计算机性能的一个重要指标。5、存储容量某个存储设备所能容纳的二进制信息量的总和为存储设备的存储容量。存储容量用字节数来表示，1KB＝1024B，1MB＝1024KB，1GB＝1024MB，1TB＝1024GB。1.3信息编码一、西文字符编码美国标准信息交换码（AmericanStandardCodeforInformationInterchange,ASCII）。7位的ASCII码称为标准ASCII码字符集，计算机采用一个字节（8位）表示一个字符，但实际只使用字节的低7位，而字节的最高位为0，所以可以表示128个字符，其中包括10个数字，52个大、小写英文字母以及32个标点符号、运算符和34个控制码等。二、汉字编码1、汉字输入码目前常用的输入法大致分为两类：拼音输入法和字型输入法。汉字在计算机内部都是以机内码形式表示的。2、汉字国际码GB2312－80是我国于1981年颁布的一个国家标准，即国家标准信息交换用汉字编码字符集，其二进制编码称为国标码。国标码用两个字节表示一个汉字，并且规定每个字节只用低7位。GB2312－80国标字符集由三部分组成：第一部分为字母、数字、和各种符号，共682个；第二部分为一级常用汉字，按汉语拼音排列，共3755个；第三部分为二级常用汉字，按偏旁部首排列，共3008个，总计7445个字符。GB18030是对GB2312－80国标字符集扩充，汉字增加至27484个。3、汉字机内码汉字机内码是在计算机内部进行存储、传输和加工时所使用的统一机内代码。一个国标码占用2个字节，每个字节的最高位仍是0；英文字符的机代码是7位的ASCII码，最高位也是0。为了计算机内部能够区分汉字国标码和ASCII码，将国标码每个字节的最高位设为1，变换后的国标码称为机内码。4、汉字字型码汉字字型码是表示汉字字型的字模码，是汉字的输出形式，用于在显示屏或打印机输出汉字，通常用点阵、矢量等方式表示。用点阵且示汉字时，汉字字型码就是这个字型的点阵的代码。简易型汉字为16×16，提高型汉字为24×24点阵、32×32点阵、48×48点阵等。用矢量表示方法的是描述汉字字型的轮廓特片。当要输出汉字的时候，通过计算机的计算，由汉字字型描述信息生成所需的大小和形状的汉字点阵。1.4数制与编码一、数制的基本概念1、十进制计数制2、二进制数3、八进制数4、十六进制数。二、关于二、十、十六进制之间的转换1.5计算机硬件系统组成一、“存储程程序控制”计算机的概念美籍匈牙利数学家冯·诺依曼提出了“存储程序控制”的计算机方案，其核心是“存储程序”和“程序控制”。他在方案中提出了三条：1、计算机的基本结构：计算机硬件应具有运算器、控制器、存储器、输入设备和输出设备等五部分。2、采用二进制：二进制数便于硬件的物理实理以，又有简单的运算规则。3、存储程序控制：存储程序实现了自动计算，确定了冯·诺依曼型计算机的基本结构。二、计算机硬件系统的组成硬件系统：主机和外部设备。主机分为中央处理器（运算器和控制器）和内存储器。外部设备分为外存储器、输入设备、输出设备、其他。1、中央处理器（运算器和控制器）（1）运算器也称为算术逻辑单元（ArithmeticLogicUnit,ALU），用于执行所有算术和逻辑运算指令。计算机最主要的工作是运算，大量的数据运算任务是在运算器中进行的。（2）控制器负责把指令逐条从存储器中取出，经译码分析后向整机发出取数、执行、存数等控制命令，以保证正确完成程序所要求的功能。一般由指令寄存器、指令译码器、时序电路和控制电路组成。每一条指令的执行过程可以分成如下四个基本操作：＊取出指令：从存储器某个地址中取出要执行的指令。＊分析指令：把取出的指令送到指令译码器中，译出与指令对应的操作。＊执行指令：向各个部件发出控制操作，完成指令要求。＊为下一条指令做好准备。（3）CPU与寄存器通过内部数据总线相互连接，并通过外部总线（数据总线、地址总线、控制总线）同主存储器和外部设备进行数据交换的。2、存储器存储器是计算机的记忆部件，它的职能是存储程序和数据。（1）按存储器能否直接与CPU交换信息来区分，可分为主存储器和辅助存储器。（2）按存储介质的材料及器件的不同可分为磁介质存储器、半导体存储器以及激光光盘存储器。（3）按存取方式不同，存储器可分为随机存储器RAM和只读存储器ROM。＊EPROM：ErasableProgrammableROM，可擦除可编程ROM)芯片可重复擦除和写入，解决了PROM芯片只能写入一次的弊端。＊EEPROM：(ElectricallyErasableProgrammableRead-OnlyMemory)，电可擦可编程只读存储器--一种掉电后数据不丢失的存储芯片。EEPROM可以在电脑上或专用设备上擦除已有信息，重新编程。一般用在即插即用。3、输出设备4、输出设备1.6计算机软件系统组成计算机的软件系统是程序和程序运行所需要的数据以及开发、使用和维护这些程序所需要的文档的集合。（系统软件和应用软件）一、系统软件系统软件是指控制计算机的运行、管理计算机的各种资源并为应用软件提供支持和服务的一类软件，是保证计算机系统正常工作必须配备的基本软件。系统软件通常包括操作系统、语言处理程序和各种服务性程序。1、操作系统操作系统软件的核心，是现代计算机的必备软件。它对计算机所有资源进行统一管理，使计算机的使用变得方便简捷。操作系统的功能主要表现在五大管理：处理机管理、文件管理、作业管理、设备管理、存储管理。按功能分。操作系统可分为两大类：实时操作系统和作业处理系统。操作系统根据处理方式、运行环境、服务对象的不同，有如下分类：（1）单用户操作系统。（2）批处理操作系统。（3）实时操作系统。（4）分时操作系统。（5）网络操作系统。（6）分布式操作系统。2、计算机语言计算机能识别并执行的信息符号代码的指令集合称为计算机语言。（1）机器语言（2）汇编语言（3）高级语言3、服务性程序服务性程序是指协助用户进行软件开发和硬件维护的软件。如各种开发调试工具软件、编辑程序、诊断程序等。二、应用软件应用软件是在系统软件基础上为解决用户的具体问题，面向某个领域而设计的软件，因此又分为通用软件和专用软件。常见的应用软件有文字处理软件、工程设计绘图软件、办公事务管理软件、图书情报检索软件、医用诊断软件、辅助教学软件、辅助设计软件等。1.7计算机系统主要技术指标1、字长一个字中所包含的二进制的位数称为字长。一个字长可以表示许多不同的内容，较长的字长一次可以处理的信息更多，处理的数字位数越大，速度也就越快。字长是衡量计算机性能的一个重要指标。2、主频主频是指计算机的时钟频率，即CPU在单位时间（每秒种）发出的脉冲数，单位为MHz。它在很大程度上决定了计算机的运算速度。通常主频越高、速度越快。3、运算速度计算机的运算速是指平均运算速度，即计算机每秒所能执行的指令条数，单位是MIPS（每秒百万条）。4、存取周期存取周期是指存储器进行连续操作所允许的最短时音间隔，即从发出一条读写指令到能够发出下一条读写指令所需的最短时间。存取周期越短，存取速度越快。计算机内存储器的存取周期一般在几十到几百纳秒。5、存储容量存储容量主要指内存储器的容量。内存容量越大，它所能存储的数据和运行程序就越多。程序运行的速度就越快。1.8计算机原理一、进程1、进程的介绍进程是操作系统结构的基础；是一个正在执行的程序；计算机中正在运行的程序实例；可以分配给处理器并由处理器执行的一个实体；由单一顺序的执行显示，一个当前状态和一组相关的系统资源所描述的活动单元。进程是一个具有独立功能的程序关于某个数据集合的一次运行活动。进程是由进程控制块、程序段、数据段三部分组成。一个进程可以包含若干线程(Thread)，线程可以帮助应用程序同时做几件事(比如一个线程向磁盘写入文件，另一个则接收用户的按键操作并及时做出反应，互相不干扰)，在程序被运行后中，系统首先要做的就是为该程序进程建立一个默认线程，然后程序可以根据需要自行添加或删除相关的线程。是可并发执行的程序。在一个数据集合上的运行过程，是系统进行资源分配和调度的一个独立单位，也是称活动、路径或任务，它有两方面性质：活动性、并发性。进程可以划分为运行、阻塞、就绪三种状态，并随一定条件而相互转化：就绪--运行，运行--阻塞，阻塞--就绪。2、进程的引入多道程序在执行时，需要共享系统资源，从而导致各程序在执行过程中出现相互制约的关系，程序的执行表现出间断性的特征。这些特征都是在程序的执行过程中发生的，是动态的过程，而传统的程序本身是一组指令的集合，是一个静态的概念，无法描述程序在内存中的执行情况，即我们无法从程序的字面上看出它何时执行，何时停顿，也无法看出它与其它执行程序的关系，因此，程序这个静态概念已不能如实反映程序并发执行过程的特征。为了深刻描述程序动态执行过程的性质，人们引入“进程（Process）”概念。3、进程的概念进程的概念是60年代初首先由麻省理工学院的MULTICS系统和IBM公司的CTSS/360系统引入的。进程是一个具有独立功能的程序关于某个数据集合的一次运行活动。它可以申请和拥有系统资源，是一个动态的概念，是一个活动的实体。它不只是程序的代码，还包括当前的活动，通过程序计数器的值和处理寄存器的内容来表示。进程的概念主要有两点：第一，进程是一个实体。每一个进程都有它自己的地址空间，一般情况下，包括文本区域（textregion）、数据区域（dataregion）和堆栈（stackregion）。文本区域存储处理器执行的代码；数据区域存储变量和进程执行期间使用的动态分配的内存；堆栈区域存储着活动过程调用的指令和本地变量。第二，进程是一个“执行中的程序”。程序是一个没有生命的实体，只有处理器赋予程序生命时，它才能成为一个活动的实体，我们称其为进程。进程是操作系统中最基本、重要的概念。是多道程序系统出现后，为了刻画系统内部出现的动态情况，描述系统内部各道程序的活动规律引进的一个概念,所有多道程序设计操作系统都建立在进程的基础上。操作系统引入进程的概念的原因:从理论角度看，是对正在运行的程序过程的抽象；从实现角度看，是一种数据结构，目的在于清晰地刻划动态系统的内在规律，有效管理和调度进入计算机系统主存储器运行的程序。4、进程的特征动态性：进程的实质是程序的一次执行过程，进程是动态产生，动态消亡的。并发性：任何进程都可以同其他进程一起并发执行独立性：进程是一个能独立运行的基本单位，同时也是系统分配资源和调度的独立单位；异步性：由于进程间的相互制约，使进程具有执行的间断性，即进程按各自独立的、不可预知的速度向前推进结构特征：进程由程序、数据和进程控制块三部分组成。5、进程的内容一个计算机系统进程包括（或者说“拥有”）拥有下列数据：那个程序的可运行机器码的一个在存储器的图像。分配到的存储器（通常包括虚拟内存的一个区域）。存储器的内容包括可运行代码、特定于进程的数据（输入、输出）、调用堆栈、堆栈（用于保存运行时运数中途产生的数据）。分配给该进程的资源的操作系统描述子，诸如文件描述子（Unix术语）或文件句柄（Windows）、数据源和数据终端。安全特性，诸如进程拥有者和进程的权限集（可以容许的操作）。处理器状态（内文），诸如寄存器内容、物理存储器寻址等。当进程正在运行时，状态通常储存在寄存器，其他情况在存储器。6、进程切换进行进程切换就是从正在运行的进程中收回处理器，然后再使待运行进程来占用处理器。这里所说的从某个进程收回处理器，实质上就是把进程存放在处理器的寄存器中的中间数据找个地方存起来，从而把处理器的寄存器腾出来让其他进程使用。那么被中止运行进程的中问数据存在何处好呢？当然这个地方应该是进程的私有堆栈。让进程来占用处理器，实质上是把某个进程存放在私有堆栈中寄存器的数据（前一次本进程被中止时的中间数据）再恢复到处理器的寄存器中去，并把待运行进程的断点送入处理器的程序指针PC，于是待运行进程就开始被处理器运行了，也就是这个进程已经占有处理器的使用权了。这就像多个同学要分时使用同一张课桌一样9说是要收回正在使用课桌同学的课桌使用权，实质上就是让他把属于他的东西拿走；而赋予某个同学课桌使用权，只不过就是让他把他的东西放到课桌上罢了。在切换时，一个进程存储在处理器各寄存器中的中间数据叫做进程的上下文，所以进程的切换实质上就是被中止运行进程与待运行进程上下文的切换。在进程未占用处理器时，进程的上下文是存储在进程的私有堆栈中的。7、进程与程序的关系程序是指令的有序集合，其本身没有任何运行的含义，是一个静态的概念。而进程是程序在处理机上的一次执行过程，它是一个动态的概念。程序可以作为一种软件资料长期存在，而进程是有一定生命期的。程序是永久的，进程是暂时的。进程更能真实地描述并发，而程序不能；进程是由进程控制块、程序段、数据段三部分组成;进程具有创建其他进程的功能，而程序没有。同一程序同时运行于若干个数据集合上，它将属于若干个不同的进程。也就是说同一程序可以对应多个进程。在传统的操作系统中，程序并不能独立运行，作为资源分配和独立运行的基本单元都是进程。二、线程线程(thread),有时被称为轻量级进程(LightweightProcess，LWP)，是程序执行流的最小单元。一个标准的线程由线程ID，当前指令指针(PC)，寄存器集合和堆栈组成。另外，线程是进程中的一个实体，是被系统独立调度和分派的基本单位，线程自己不拥有系统资源，只拥有一点在运行中必不可少的资源，但它可与同属一个进程的其它线程共享进程所拥有的全部资源。一个线程可以创建和撤消另一个线程，同一进程中的多个线程之间可以并发执行。由于线程之间的相互制约，致使线程在运行中呈现出间断性。线程也有就绪、阻塞和运行三种基本状态。线程是程序中一个单一的顺序控制流程.在单个程序中同时运行多个线程完成不同的工作,称为多线程。2、线程与进程线程和进程的区别在于,子进程和父进程有不同的代码和数据空间,而多个线程则共享数据空间,每个线程有自己的执行堆栈和程序计数器为其执行上下文.多线程主要是为了节约CPU时间,发挥利用,根据具体情况而定.线程的运行中需要使用计算机的内存资源和CPU通常在一个进程中可以包含若干个线程，它们可以利用进程所拥有的资源。在引入线程的操作系统中，通常都是把进程作为分配资源的基本单位，而把线程作为独立运行和独立调度的基本单位。由于线程比进程更小，基本上不拥有系统资源，故对它的调度所付出的开销就会小得多，能更高效的提高系统内多个程序间并发执行的程度。因而近年来推出的通用操作系统都引入了线程，以便进一步提高系统的并发性，并把它视为现代操作系统的一个重要指标。3、线程的周期新建就绪运行阻塞死亡4、线程调度与优先级有线程进入了就绪状态,需要有线程调度程序来决定何时执行,根据优先级来调度。5、线程组每个线程都是一个线程组的一个成员,线程组把多个线程集成一个对象,通过线程组可以同时对其中的多个线程进行操作.在生成线程时必须将线程放在指定的线程组,也可以放在缺省的线程组中,缺省的就是生成该线程的线程所在的线程组.一旦一个线程加入了某个线程组,不能被移出这个组。6、守护线程守护线程是特殊的线程,一般用于在后台为其他线程提供服务.isDaemon():判断一个线程是否为守护线程.setDaemon():设置一个线程为守护线。三、中断1、中断的概念中断是指在计算机执行期间，系统内发生任何非寻常的或非预期的急需处理事件，使得CPU暂时中断当前正在执行的程序而转去执行相应的事件处理程序。待处理完毕后又返回原来被中断处继续执行或调度新的进程执行的过程。中断是单片机实时地处理内部或外部事件的一种内部机制。当某种内部或外部事件发生时，单片机的中断系统将迫使CPU暂停正在执行的程序，转而去进行中断事件的处理，中断处理完毕后，又返回被中断的程序处，继续执行下去。其中最为容易发生冲突的就是IRQ、DMA和I/O。2、IRQ（InterruptRequest）IRQ英文全称InterruptRequest，中文翻译为中断请求线。计算机中有许多设备（例如声卡、硬盘等）他们都能在没有CPU介入的情况下完成一定的工作。但是这些设备还是需要定期中断CPU，让CPU为其做一些特定的工作。如果这些设备要中断CPU的运行，就必需在中断请求线上把CPU中断的信号发给CPU。所以每个设备只能使用自己独立的中断请求线。一般来说在80286以上计算机中，共有16个中断请求线与各种需要用中断的不同外设相连接，（每个中断线有一个标号也就是中断号）。3、DMA（DirectMemoryAccess）计算机与外设之间的联系一般通过两种方法：一是通过CPU控制来进行数据的传送；二是在专门的芯片控制下进行数据的传送。我们所说的DMA，就是不用CPU控制，外设同内存之间相互传送数据的通道，在这种方式下，外设利用DMA通道直接将数据写入存储器或将数据从存储器中读出，而不用CPU参与，系统的速度会大大增加。4、I/O（INPUT/OUTPUT）输入/输出端口，也就是计算机配件与CPU连接的接口。每个端口都有自己唯一的一个端口号，这个端口号称为地址。每一个想和CPU通信的外设或配件都有不同的I/O地址，通常在PC机内部一共有1024个地址。5、如何防止中断冲突要防止中断冲突，其实就是要知道什么设备容易产生中断冲突，只要知道了这点，在使用这些设备时稍微注意一下就可以了。下面我列出一些容易冲突的设备，希望对读者有用。1、声卡：一些早期的ISA型声卡，系统很有可能不认，就需要用户手动设置（一般为5）2、内置调制解调器和鼠标：一般鼠标用COM1，内置调制解调器使用COM2的中断（一般为3），这时要注意此时COM2上不应有其它设备3、网卡和鼠标：此问题一般发生在鼠标在COM1口，使用中断为3，这时要注意通常网卡的默认中断为3，两者极有可能发成冲突。4、打印机和EPP扫描仪：在安装扫描仪驱动程序时应将打印机打开，因为两个设备中串联，所以为了防止以后扫描仪驱动程序设置有误，一定要将打印机打开再安装扫描仪驱动程序。5、操作系统和BIOS：如果计算机使用了“即插即用”操作系统（例如win98），应将BIOS中PNPOSInstalled设置为Yes这样可让操作系统重新设置中断。6、PS/2鼠标和BIOS：在使用PS/2鼠标时应将BIOS中PS/2MouseFunctionControl打开或设置为Auto，只有这样BIOS才能将IRQ12分配给PS/2鼠标用。第二节多媒体技术2.1多媒体的基本概念及关键技术一、多媒体概念媒体原有两重含义：一是指存储信息的实体，如磁盘、光盘、磁带、半导体存储器等，中文常译为“媒质”；二是指传递信息的载体，如数字、文字、声音、图形等，中文译作“媒介”。媒体有以下五大类：感觉媒体、表示媒体、显示媒体、存储媒体、传输媒体。从语译概念出发，社会上对多媒体定义的一种说法是：“多媒体是以下两种或两种以下媒体组成的结合体：文本、图形、动画、静态视频、动态视频、声音。”也有专家认为，多媒体是多种媒体的综合、利用和处理。可见，多媒体的本质不仅是信息的集成，也是设备的集成和软件的集成，通过逻辑连接形成有机整体，同时可实现交互控制，因此集成和交互是多媒体的精髓。由此可见，传统媒体与多媒体是有一定区别的，主要区别是：（1）传统的媒体是模拟信号，而多媒体是数字化的信息。（2）传统的媒体中能让人们被动地接受信息，而多媒体可以使人们主动地交流信息。二、多媒体的分类多媒体常常按不同的要求和标准分类。一种常用的划分方法是把媒体划分为感知媒体、描述媒体、传输媒体、信息交换媒体。三、多媒体数据的特点1、数据结构复杂，在多媒体数据中不仅有结构化的数据，而助也有大理的非结构化的数据。2、数据量巨大。3、数据类型繁多。4、数据的时空特性，视频、音频和动画等媒体具有事态特性。5、数据的实时特性。四、关键技术1、数据压缩技术目前主要有三大编码及压缩标准（1）JPEG标准JPEG是1986年制定的主要针对静止图像的第一图像压缩国际标准。该标准制定了有损和无损两种压缩编码方案，对单色和彩色图像的压缩比通常为10：1和5：1。JPEG广泛应用于多媒体CD－ROM、彩色图像传真、图文档案管理等方面。（2）MPEG标准MPEG即“活动图像专家组”，是国际标准化组织和国际电工委员会组成的一个专家组。用于活动图像的编码。（3）H.216（又称为P64标准）H.216是CCITT所属专家组主要为可视电话和电视会议而制定的标准，是关于视像和声音的双向传输标准。2、多媒体专用芯片技术多媒体的专用芯片可分为两类：一类是固定功能的芯片，另一类是可编程数字信号处理器DSP芯片。3、多媒体输入/输出技术多媒体输入和输出技术包括媒体变换技术、识别技术、媒体理解技术和综合技术。（1）媒体变换技术是指改变媒体的表现形式。（2）媒体识别技术是对信息进行一对一的映像过程。（3）媒体理解技术是对信息进行更进一步的分析处理和理解信息内容。（4）媒体综合技术是把低维信息表示映像成高维的模式空间的过程。4、多媒体存储设备与技术（1）多媒体存储设备是多媒体技术的有力保障，容量大、速度高、可靠、成本低廉是存储设备的主要性能指标。（2）多媒体存储技术：一方面，多媒体信息的保存依赖数据压缩技术；另一方面，则要依靠存储技术。5、多媒体技术系统软件技术多媒体系统软件技术主要包括多媒体操作系统、多媒体编辑系统、多媒体数据库管理技术、多媒体信息的混合与重叠技术等。其中，多媒体操作系统应具有以下功能。（1）具有声音文件格式。（2）具有视频文件格式。（3）有把硬件虚拟化的应用编程接口。（4）有数据压缩和解压缩的功能。（5）具有声像同步操作功能。6、流媒体技术流媒体指在数据网络上按时间先后次序传输和播放的连续音/视频数据流。流媒体技术也称流式媒体技术。所谓流媒体技术是把连续的影像和声音经过压缩处理后入在网站服务器上，让用户一边下载下边观看、收听，而不要等整个压缩文件下载到自己的计算机上之后才可以观看的网络传输技术。目前，市场上主流的流媒体技术有三种，分别是RealNetworks公司的RealMedia、Microsoft公司的WindowsMedia和Apple公司的QuickTime。流式传输技术又分为两种：一种是顺序流式传输，一种是实时流式传输。2.2多媒体计算机及关键设备一、多媒体计算机多媒体计算机是指能够对声音、图像、视频等多媒体信息进行综合处理的计算机。二、多媒体计算机系统构成多媒体计算机系统一般由两个部分组成：多媒体计算机硬件系统和多媒体计算机软件系统。1、多媒体计算机硬件系统（1）多媒体主机（工作站、微型计算机）。（2）多媒体输入设备（摄像机、麦克风、录像机、录音机、视盘、扫描仪、CD－ROM等）。（3）多媒体输出设备（打印机、绘图仪、音响、电视机、喇叭、录音机、录像机、高分辨率显示器等）。（4）多媒体存储设备（硬盘、光盘、声像磁带等）。（5）多媒体功能卡（视频卡、声音卡、压缩卡、家电控制卡、通信卡等）。（6）操作控制设备（鼠标、操纵杆、键盘、触摸屏等）。2、多媒体计算机软件系统多媒体计算机的软件系统是以操作系统为基础的（有的是专门为支持多媒体处理功能而设计的操作系统，有的是在原操作系统基础上扩充了一个多媒体处理模块）。还有多媒体数据库管理系统、多媒体压缩/解压缩软件、多媒体声像同步软件、多媒体通信软件等。2.3多媒体技术及应用一、多媒体技术多媒体技术就是利用计算机技术把文字、声音、图形和图像等多媒体综合一体化，使之建立起逻辑联系，并能进行加工处理的技术。这里所说的“加工处理”，指的是对这些媒体的录入，压缩和解压缩、存信、显示、传输等。多媒体技术具有以下几个特征：1、集成性：多媒体技术的集成性是指将多种媒体信息有机地组织在一起，共同表达一个完整的多媒体信息，做到声、文、图、像一体化。2、交互性：交互性是指通过各种媒体信息、使参与的各方面都可以对媒体信息进行编辑、控制和传递。3、数字化：数字化是指多媒体中的各个单媒体都是以数字化的形式放在计算机中，这样计算机才能进行存储和处理。4、实时性：多媒体技术是多种媒体集成的技术。在这些媒体中，有些媒体（如声音和图像）是与时间密切相关的，这就决定了多媒体技术必须要支持实时处理。第三节计算机信息安全技术3.1信息安全技术概述一、信息安全的概念信息安全是指信息网络的硬件、软件以及其系统中的数据受到保护，不因偶的或者恶意的原因而遭到破坏、更改、泄漏，系统连续、可靠、正常地运行，信息服务不中断。保密性、完整性、可用性、真实性、可控性、可审查性、不可抵赖性。二、信息安的策略信息安全策略是指为保证提供一定级别的安全保护所必须遵守的规则。木桶原则、整体原则、有效性与实用性原则、安全性评价原则、等级性原则、动态化原则三、信息技术的安全性等级1、网络安全性标准七个类别：从低到高：D1、C1、C2、B1、B2、B3、A12、计算机信息系统安全保护等级划分原则五个等级：自主保护级、指导保护级、监督保护级、强制保护级、专控保护级3.2计算机病毒一、计算机病毒的定主义计算机病毒是指编制或者在计算机程序中插入的破坏计算机功能或者毁坏数据，影响计算机使用，并能自我复制的一组计算机指或者程序代码。二、计算机病毒的结构病毒可以附加在可执行程序的头部或尾部，或者采用其他方式嵌入。它运行的关键在于被感染的程序，当被调用时，将首先执行病毒代码，然后再执行程序原来的代码。三、计算机病毒的特征1、传染性2、破坏性3、隐蔽性4、潜伏性5、攻击的主动性6、病毒的不可预见性四、计算机病毒的分类1、寄生病毒2、存储器驻留病毒3、引导区型病毒4、隐形病毒5、混合型病毒五、几种常见的病毒1、宏病毒2、电子邮件病毒3、木马病病4、计算机蠕虫病毒六、计算机病毒的主要危害3.3计算机病毒的防治一、计算机病毒的传播途径1、被动传播途径2、主动传播途径（1）无线射入（2）有线注入（3）接口输入（4）先机植入二、计算机病毒的预防1、牢固树立预防为主的思想2、制定切实可行的预防管理措施3、采用技术手段预防病毒三、计算机病毒的清除1、人工消除病毒2、自动消除病病毒法第四节Internet知识4.1计算机网络功能和分类一、计算机网络功能计算机网络是多个独立的计算机通过通信线路和通信设备联起来以实现彼此交换信息和共享资源为目的信息系统，是计算机科学技术和通信技术相结合的产物。1、资源共享2、信息管理和数据传输3、分布式处理4、提高计算机的可靠性二、计算机网络分类1、覆盖的地理范围：广域网、城域网、局域网2、网络操作类型：对等网络和客户机/服务器网络3、网络传输方式：点对点传输网络和广播式传输网4.2Internet的基础知识一、Internet的构成1、通信线路2、路由器3、主机4、信息资源二、Internet的接入1、通过电话网接入2、利用ADSL接入3、使用HFC接入4、通过数据通信线路接入5、无线接入技术4.3TCP/IP协议一、IP网际协议IP是TCP/IP的心脏，也是网络层中最重要的协议接收低层数据包转发到更高层（TCP或UDP），相反接收更高层数据包转发到低层。IP数据包是不可靠的，不连接的服务。二、TCP面向连接、可靠的服务三、TCP/IP协议的优缺点1、TCP/IP协议主要特点（1）开放的协议标准，可以免费使用，并且独立于特定的计算机硬件与操作系统。（2）独立的特定的网络硬件（3）统一的网络地址分配方案，（4）标准化的高层协议2、TCP/IP模型的主要缺点（1）没有清楚地区分哪些是规范、哪些是实现（2）TCP/IP模型的主机－网络层定义了网络层与数据链路层的接口，并不是常规意义上的一层，接口和层的区别是非常重要的，TCP/IP模型没有将它们区分开来。4.4IP城址和域名系统一、IP地址的作用以太网利用MAC地址（物理地址）标识网络中的一个节点，但物理地址的表示方法不一致，互联网对各种物理地址的表示方法要统一，这种统一要在互联层完成。IP地址提供了一种互联网通用的地址格式，该地址由32位的二进制数表示，用于屏蔽各种物理网络的地址差异。IP地址规定的地址称为IP地址，IP地址由IP地址管理机进行统一管理和分配。二、IP地址的层次结构网络号和主机号三、IP地址的分类五种类型1、A类：.1~54,网络有126个，每个网络能容纳1600多万个主机。2、B类：~54，网络有16382个，每个网络能容纳6万多个主机。3、C类：~54，网络可达209万个，每个网络能容纳254个主机。4、D类：第一字节以“1110”5、E类：以“1111”全零（.0）地址指任意网络。全“1”的IP地址是当前子网的广播地址。四、子网掩码32位，分为4个字节。它的作业是用来区分网络上的主机是否在同一网络内。五、域名1、域名系统域名系统是一个分布式数据库的集合，维护着域名和IP地址之间的关联，是Internet上某一个站点或者某一个服务器的另一种指定方式。域名系统采用的是一种层次命名的结构，使整个域名空间成为一个倒立的分层树状结构。2、顶级域名4.5Internet基本服务一、FTP服务文件传输服务（FTP）为计算机之间双向文件传输提供了一种有效的手段。它允许用户将本地计算机的文件上传到远端的计算机中，或将远端的计算机中的文件下载到本地计算机中。1、FTP客户机/服务器模型FTP采用客户机/服务器模式，客户机与服务器之间利用TCP建立双重连接：一个控制连接（端口号：21）和一个数据连接（端口号：20）。控制连接负责在客户机和服务器之间传送FTP命令和响应。数据连接用于数据传输，当客户机通过控制连接向服务器发出数据传输命令时，便在客户机和服务器之间建立一条数据连接。2、FTP命令和响应FTP命令和响应采用7位ASCII码，用一个回车符（CR）和一个换行符（LF）来分隔相继的命令或应答。FTP命令有30多种，每个命令由4个大写字符构成。3、FTP访问控制FTP服务是一种实时的联机服务，利用账号来控制用户对服务器的访问。用户在访问FTP服务器之前必须进行登录，登录时要求给出在FTP服务器上合法账号和口令。只有成功登录的用户才能访问该FTP服务器，并对授权的文件进行查阅和传输。对于提供匿名FTP服务的FTP服务器，Internet用户可以随时访问这些服务器而不需要预先向服务器申请账号。匿名账号和密码是公开的，没有特殊说明，通常是anonymous作为账号，用guest作为口令，有些FTP服务器要求用户输入自己的电子邮件地址作为口令。二、电子邮件系统1、电子邮件服务的概念电子邮件服务是用于互联网用户之间消息的发送和接收，通过电子邮件系统，用户不但可以传输文本信息，还可以传送图像、声音等多媒体信息。2、电子邮件的传输过程邮件服务器之间使用简单邮件传输协议（SMTP）相互传递邮件；电子邮件应用程序使用SMTP协议向邮件服务器发送邮件，使用邮局协议（POP3）或IMAP协议邮件服务器中读取邮件。邮件的发送和接收过程如下：（1）用户利用客户端电子应用程序创建邮件，指明收件人地址后利用SMTP协议将邮件发送到发送端的邮件服务器。（2）发送端的邮件服务器根据收件人的邮件服务器主机名，通过SMTP协议将邮件投递到接收端的邮件服务器，接收端的邮件服务器根据收件人账号将邮件投递到对应邮箱。（3）利用POP3或IMAP协议，接收端用户可以利用电子邮件应用程序读取和管理自己的邮件。3、电子邮件传输协议（1）SMTP协议：负责将邮件从一个邮件服务器传送到另一个邮件服务器。该协议很简单，只规定发送程序和接收程序之间的命令和应答。SMTP邮件传输采用客户机/服务器模式。邮件传输过程大致可分为三个阶段：连接建立阶段、邮件传递阶段和连接关闭阶段。（2）POP3协议：邮局协议的第三个主要版本，它允许用户通过计算机动态监测邮件服务器上的邮件，提供邮件的下载和删除功能。POP3本身也采用客户机/服务器模式。用户检索POP3邮件服务器的过程可以分为三个阶段：认证阶段、事务处理阶段和连接关闭阶段。三、远程登录服务Telnet协议是TCP/IP协议集中的一员，通过该协议用户可以登录到远程计算机上，使用基于文本界面的命令连接并控制远程计算机。Telnet协议采用了客户机/服务器模式。远程登录过程为：1、用户终端采用用户终端本地格式与本地Telnet客户机进程通信。2、通过TCP连接，本地Telnet客户机进程与远程Telnet服务器进程之间采用网络虚拟终端进行通信。3、远程Telnet服务器进程与远程主机之间采用远程系统本地格式进行通信。四、WWW服务1、WWW服务的基本概念（1）WWW服务系统：WWW服务采用客户机/服务器模式，以超文本（HTML）与超文本传输协议HTTP为基础，为用户提供界面一致的信息浏览系统。（2）WWW服务器：WWW服务器保存着可以被WWW客户共享的信息。2、WWW系统的传输协议HTTP：超文本传输协议3、WWW的安全性（1）浏览器的安全如何保护自己的计算机如何验证站点的真实性如何辟免他人假冒自己的身份在互联网活动（2）Web服务器的安全性IP地址限制、用户验证、Web权限和NTFS权限Web站点与浏览器的安全通信主要包括：Web站点验证客户身份、浏览器验证Web站点真实性、Web站点与浏览器之间信息的加密传输。4.6浏览器的应用4.7Extranet一、Extranet定义Extranet是将TCP/IP网络互联技术用于保证各企业的线路上不同提供之间互操作的结果。二、Extranet具有以下特性1、Extranet不限于组织的成员，它可超出组织之外，特别是包括那些组织想与之建立联系的供应商和客户。2、Extranet并不是真正意义上的开放，它可以提供充分的访问控制使得外部用户远离内部资料。3、Extranet是一种思想，而不是一种技术。4、Extranet的实质就是应用三、Extranet的应用1、信息的维护和传播2、在线培训3、企业间的合作4、销售和市场5、客户服务6、产品、项目管理和控制第三章计算机理论知识第一节关系数据库理论1.1概述一、基本概念1、信息信息是现实世界事物的存在方式或动动状态的反映。特征：（1）表征性：信息能够表达事物的属性、运动特性及状态。（2）可传播性：信息可以进行获取、存储、传递和共享。（3）可处理性：信息可以进行压缩加工、再生。（4）可用性、可增值性、可替代性2、数据数据是记录现实世界中各种信息并可以被识别的符号，它是信息的载体，是信息的具体表现形式。特征：（1）客体属性的反映，这是数据的内容（2）记录信息的符号，这是数据的形式。形式是内容的表现方式，内容是形式的实质。3、数据库数据库(Database,DB)是存储在计算机内有组织的、可共享的数据集合，它具有统一的结构形式并存放于统一的存储介质内，是多种应用数据的集成，并可被各个应用程序所共享。数据库是数据库系统的核心和管理对象，是有效数据的存储基地。4、数据库管理系统数据库管理系统（DatabaseManagementSystem,简称DBMS）是对数据库进行管理和实现对数据库的数据进行操作的管理系统。功能：（1）数据定义功能：数据定义语言（DDL）。（2）数据操纵功能：数据操纵语言（DML）。（3）数据库的运行管理和控制功能。5、数据库系统以数据库为核心，以管理为目的的计算机系统称为数据库系统（DatabaseSystem,简称DBS），一般由数据库、操作系统、数据库管理系统（及其开发工具）、应用系统、数据库管理员和用户构成。二、数据库系统的发展1、人工管理阶段（20世纪40年代中－20世纪50年代中）主要用于科学计算。特点：（1）数据不保存（2）数据无专门软件进行管理（3）数据不共享（4）数据无独立性2、文件系统阶段（20世纪50年代未－20世纪60年代中）不仅用于科学计算，还大量用于管理。特点：（1）数据可长期保存（2）数据由文件系统管理存在的缺点：（1）数据共享性差，冗余度大（2）数据独立性差3、数据库系统阶段（20世纪60年代未－现在）以加工数据的程序为中心转向围绕共享的数据库为中心，特点：（1）数据库系统自描述（2）数据结构化（3）数据独立性高（4）统一的数据管理和控制（5）数据共享性高、冗余度小、易扩充三、数据库的特征1、数据结构化2、实现数据共享3、降低数据冗余度4、数据独立性1.2数据库系统的模式结构一、数据库系统的结构分类1、管理系统角度分：外模式、模式、内模式2、最终用户角度：集中式结构、分布式结构、客户机/服务器结构和多层客户机/服务器结构。二、数据库系统中模式的概念1、“型”和“值”的概念（1）型：对某一类数据的结构和属性的说明。（2）值：是型的一个具体赋值。2、模式：是数据库逻辑结构和特征的描述，是型的描述，反映的是数据的结构及其联系。模式是相对稳定的。3、模式的一个实例是模式的一个具体值，反映数据库某一时刻的状态。三、数据库系统的三级模式结构1、模式：也称逻辑模式或概念模式，是数据库系统模式结构的中间层，是数据库中全体数据逻辑结构和特征的描术，是所有用户的公共数据视图。一个数据库只有一个模式。模式与数据的物理存储细节和硬件无关，与具体的应用程序、开发工具及高级程序设计语言也无关。2、外模式：也称子模式、用户模式或用户视图。它是数据库用户（包括程序员和最终用户）能够看见和使用的局部数据的逻辑结构和特征的描述，是数据库用户的数据视图，是与某一应用有关的数据的逻辑表示。模式与外模式的关系是一对多关系。3、内模式：也称物理模式或存储模式，是数据库内部的表示方法。一个数据库只能有一个内模式，它用于描述数据库的物理存储结构。四、数据库的二级映像1、外模式/内模式映像对于每个外模式，数据库都有一个外模式/内模式映像，来定义该外模式与模式之间的对应关系。当模式改变时，数据库管理员对各个外模式的映像作相应的改变，可以使外模式保持不变，从而应用程序也不必改变，保证了数据与程序的逻辑独立性，简称数据的逻辑独立性。2、模式/内模式映像模式/内模式映像是唯一的，定义了数据库全局逻辑结构与存储结构之间的对应关系。1.3数据模型一、数据模型概述数据模型应满足以下三方面要求：1、能比较真实地模拟现实世界2、容易为人所理解3、便于在计算机上实现应用目的不同，分两个层次1、概念模型：也称信息模型，它是按用户的观点来对数据和信息建模。概念模型是现实世界到机器世界的一个中间层次。2、数据模型：主要包括网状模型、层次模型、关系模型等，它是按计算机系统的观点对数据建模。二、概念模型1、概念模型的定义：也称信息模型，它是按用户的观点来对数据和信息建模。概念模型是现实世界到机器世界的一个中间层次。2、概念模型的用途3、概念模型的基本要求（1）较强的语义表达能力，能够方便、直接地表达应用中的各种语义知识（2）简单、清晰、易于用户理解4、信息世界中的基本概念（1）实体：客观存在并可相互区别的事物。可以是具体的人、事、物或抽象的概念。（2）属性：实体所具有的某一特性。一个实体可以由若干个属性来刻画。（3）码：唯一标识实体的属性或属性集。（4）域：属性的取值范围。（5）实体型：用实体名及其属性名集合来抽象和刻画的同类实体。（6）实体集：同型实体的集合。（7）联系：一对一、一对多、多对多5、概念模型的表示方法E－R模型6、常见的数据结构模型（1）层次模型＊有且只有一个节点没有双亲节点，这个节点称为根节点。＊根以外的其他节点有且只有一个双新节点。（2）网状模型＊允许一个以上的节点无双亲节点＊一个节点可以有多于一个的双亲节点（3）关系模型用表格形式结构表标实体类型以及实体间的联系。（4）面向对象模型。对象和类1.4关系数据库系统一、关系数据库系统1、关系数据模型三大要素：关系数据结构、关系操作集合、关系完整性约束2、关系模型主要概念（1）关系：一个关系对应通常说的一张表（2）元组：表中的一行即为一个元组（3）属性：表中的一列即为一个属性，给每一个属性起一个名称即属性名（4）主码：表中的某个属性组，它可以唯一确定一个元组。（5）域：属性的取值范围（6）分量：元组中的一个属性值二、关系模型的数据结构1、基本概念关系模型的数据结构是一个二维表格结构，一个二维表称为一个关系。表中的列（字段）称为属性，属性个数称为关系的元数，列的值称为属性值，属性值的取值范围称为值域2、关系应该具备的特性（1）每一列分量的类型相同（2）不允许有两行相同（即没有重复元组）（3）行序可以交换，列序也可以交换（4）每一个属性值不可分3、关系的种类（1）基本表：是实际存在的表（2）查询表：是查询结果对应的表（3）视图表：不是实际存在的表，而是由基本表或其他视图导出的表三、关系模型的完整性约束1、实体完整性规则：要求关系中元的主键不能为空值2、参照完整性规则：不允许引用不存在的实体（元组、记录）3、用户定义的完整性规则：由应用环境决定对某一具体数据的约束条件四、关系代数概述1、关系代数概述用到运算符有四类：（1）集合运算：并、交、差、笛卡尔积（2）关系运算：＜，＞，＞＝，＜＝，＝，！＝（3）逻辑运算：交，并，非（4）算术运算：2、专门的关系运算（1）选择（2）投影（3）连接五、关系演算1、元组关系演算2、域关系演算1.5关系数据库标准语SQL一、SQL概述SQL全称是“结构化查询语言（StructuredQueryLanguage）是一种数据库查询和程序设计语言，用于存取数据以及查询、更新和管理关系数据库系统1、SQL的特点（1）综合统一（2）高度非过程化（3）面向集合的操作方式（4）以同一种语法结构提供两种使用方法（5）语言简洁，易学易用，完成数据库核心功能只用九个动词：＊数据定义：CREATE，DROP，ALTER＊数据模拟：SELECT，INSERT，VPDATE，DELETE＊数据控制：GRANT，REVOKE2、SQL的组成（1）数据定义语言（DDL）（2）数据操纵语言（DML）（3）嵌入式SQL语言使用规定（4）数据控制语言(DCL)二、SQL的数据定义三、SQL查询四、数据修改五、视图定义六、嵌入式SQL1.6关系数据库的规范化理论一、关系模式定义关系模式是一个四元组，其形式化定义如下：R（U，D，DOM，F）R表示关系名，U表示组成该关系的属性名集合，D表示属性组U中属性所来自的域，DOM表示属性向域的映像集合，F表示属性间数据的依赖关系集合。二、函数依赖1、函数依赖定义设R（U）是属性集U上的一个关系模式，X和Y均为U的子集。若对于R（U）的任一个可能的关系r,r中不可能有两个元组在X中的属性值相等，而在Y中的属性值不等，那么称函数依赖X→Y在模式R（U）中成立。X称为这个函数的决定属性集。R中的所有关系实例均要满足的约束条件。2、平凡函数依赖和非平凡函数依赖在关系模式R（U）中，对于U的子集X和Y，如果X→Y，但X不包含Y，则称X→Y是非平凡的函数依赖若X→Y，但X包含Y，则称X→Y是平凡的函数依赖对于任一关系模式，平凡函数依赖是必知成立的。3、传递函数依赖在关系模式R（U）中，如果若X→Y，Y→Z（X不包含Y），Y不包含X，则Z对X传递函数依赖。4、码（1）主码：设K为关系模式R＜U，F＞中的属性或属性组合，若K→U，则K称为R的一个候选码。若关系模式R有多个候选码，则选下其中的一个作为主码。（2）外部码：关系模式R中属性或属性组X并非R的码，但X是另个关系模式的码，则称X是R的外部码，也称外码。三、关系模式的分解1、无损连接关系模式R＜U，F＞的一个分解，e＝｛R1＜U1，F1＞，R2＜U2，F2＞，…，Rn＜Un，Fn＞}，若R与R1、R2、…Rn自然连接的结果相等，则称关系模式R的这个分解e具有无损连接性。2、保持函数依赖的模式分解设关系模式R＜U，F＞被分解为若干个关系模式：R1＜U1，F1＞，R2＜U2，F2＞，…，Rn＜Un，Fn＞（其中U＝U1υU2υ…υUn，且不存在Ui(Uj,Fi为F在Ui上的投影)，若F所逻辑蕴含的函数依赖一定也由分解得到的某个关系模式中的函数依赖Fi所逻辑蕴含，则称关系模式R的这个分解是保持函数依赖的。四、范式范式是符合某一种级别的关系模式的集合1、1NF如果一个关系模式R的所有属性都是不可分的基本数据项，则Rε1NF2、2NF若关系模式Rε1NF，并且每一个非主属性都完全函数依赖于R的码，则Rε2NF。3、3NF关系模式R＜U，F>中若不存在这样的码X、属性组Y及非主属性Z（Y包含Z），使得X→Y，Y→X，X→Z，成立，则称Rε3NF。4、BCNF设关系模式R＜U，F＞ε1NF，如果对于R的每个函数依赖X→Y，若不属于X，则X必含有候选码，那么RεBCNF若RεBCNF，则：（1）每一个决定属性集（因素）都包含（候选）码。（2）R中的所有属性（主，非主属性）都完全函数依赖于码。（3）Rε3NF5、4NF关系模式R＜U，F＞ε1NF，如查对于R的每个非平凡多值依赖X→→Y（X包含Y），X都含有候选码，则Rε4NF1.7数据库设计一、数据库系统设计概述数据库设计是指对于一个给定的应用环境，构造最优的数据库模式，建立数据库及其应用系统，使之能够有效地存储数据，满足各种用户的应用需求。1、数据库设计的特点（1）数据库建设是硬件、软件、和干件（技术和管理的界面）的结合。（2）数据库设计应该和应用系统设计相结合。2、数据库设计方法（1）新奥尔良方法（2）基于E－R模型的设计方法（3）基于3NF的设计方法二、数据库设计过程1、需求分析阶段准确了解与分析用户需求（包括数据与处理）。需求分析的重点是调查、收集与分析用户在数据管理中的信息要求、处理要求、安全性与完整性要求。2、概念结构设计阶段产生整体数据库概念结构，即概念模式。3、逻辑结构设计阶段把上述概念模型转摃成某个具体的数据库管理系统所支持的数据模型。4、数据库物理设计阶段根据DBMS特点和处理的需要，进行物理存储安排，建立索引，形成数据库内模式。5、数据库动行和维护阶段三、E－R模型原则：1、一个实体型转换为一个关系模式。2、一个M：N联系转换为一个关系模式。3、一个1：N联系可以转换为一个独立的关系模式，也可以与N端对应的关系模式。4、一个1：1联系可以转换为一个独立的关系模式，也可以与任意一端对应的关系模式合并。5、三个或三个以上实体间的一个多元联系转摃为一个关系模式。6、同一实体集的实体间的联系，即自联系，也可按上述1：1,1:N和M：N三种情况分别处理。7、具有相同码的关系模式可合并。1.8事务管理一、事务管理的概念和事务特性1、事务的概念事务是用户定义的一个数据库操作序列，这些操作要么全做，要么全不做，是一个不可分割的工作单位。2、事务的特性（1）原子性（2）一致性（3）隔离性（4）持续性二、故障恢复1、故障的类型（1）事务故障：某个事务在运行过程中由于种种原因未运行至正常终止点就夭折了。发生事务故障时，夭折的事务可能以把对数据库的部分修改写回磁盘。事务故障的恢复主要采用撤销事务（UNDO）和强行回滚（ROLLBACK）该事务方法，清除该事务的对数据库的所有修改，使得这个事务像根本没有启动过一样。（2）系统错误：整个系统的正常运行突然被破坏，所有正在运行的事务都非常终止，内存中数据库缓冲区的信息全部丢失，外部存储设备上的数据未受影响。发生系统故障后，可以通过清除尚未完成的事务对数据库的所有修改。系统重新启动时，恢复程序要强行撤销（UNDO）所有未完成事务，或将缓冲区中已完成事务提交的结果写入数据库，系统重新启动时，恢复程序需要重新（REDO）所朋已提交的事务的方法恢复。（3）介质故障：硬件故障使存储在外存中的数据部分丢失或全部丢失。2、故障恢复（1）恢复算法：保证在故障发生后仍保持数据库一致性以及事务原子性的算法。它由两部分组成。＊在正常事务处理时采取措施，记录数据库中的更新操作，保证有足够的信息可用于故障恢复。＊故障发生后采取措施将数据库内容复到某个保证数据库一致性、事物原子性和持久性的状态。（2）事物故障的恢复＊反向扫描文件日志（即从最后向前扫描日志文件），查找该事务的更新操作。＊对该事务的更新操作捃行逆操作。即将日志记录中“更新前的值”（BeforImage,BI）写入数据库。＊继续反向扫描日志文件，查找该事务的其他更新操作，并做同样处理。＊如此处理下去，直至读到此事务的开始标记，事务故障恢复就完成了。（3）系统故障的恢复＊正向扫描日志文件（即从头扫描日志文件），找出故障已提交的事务，将其事务标识记入REDO队列；找出故障发生时尚未完成的事务，将其标识记入UNDO队列。＊对UNDO队列中的事务进行UNDO处理。＊对REDO队列中的事务进行REDO处理。（4）介质故障恢复介质故障恢复需要有DBA介入，装入最新的数据库后备副本和有关的日志文件副本，然后由系统进行恢复工作。三、并发控制1、多事务执行方式（1）事务串行执行：每个时该只有一个事务运行，其他事务必须等到这个事务结束以后能运行。缺点是不能充分利用系统资源，发挥数据库共享资源的特点。（2）交叉并发方式：是这些并行事务的并行操作轮流交叉运行，是单处理机系统中的并发方式，能够减少处理机的空闲时间，提高系统的效率。（3）同时并发方式：多处理机系统中，每个处理机可以运行一个事务，多个处理机可以同进运行多个事务，实现多个事务真正地并行运行。这是最理想的并发方式，但受制于硬件环境。事务并发执行中可能出现三个问题：丢失修改、不可得复读、读“脏”数据。2、并发执行的任务（1）对并发操作进行正确调度。（2）保证事务的隔离性。（3）保证数据库的一致性。3、并发事务的调度事务的执行顺序称为调度，它表示指令在系统执行的时间顺序。保证任何调度执行后，数据库总处于一致状态是数据库系统的职责，数据库系统中完成此任务的部件是并发控制部件。4、基于封锁的并发控制（1）封锁方法：当一个事务访问某相数据项时，以一定的方式锁住该数据项，从而限制其他事对该数据的访问。封锁方式主要有共享锁和排他锁。（2）封锁协议：保证可串行性的一个协议是两个阶段封锁协议。该协议要求每个事务分两个阶段提出加锁和解锁申请。＊增长阶段：事务可以获得新锁，但不能释放锁。＊减缩阶段：事务可以释放锁，但不能获得新锁。（3）死锁：死锁是指两个或更多的事务同时处于等待状态，每个事务都在等等其他事务释放锁使其可以继续执行。发生死锁时系统必须能栓测并解除它。检查死锁就是检测等待图中的环。解除死锁就是选出一个陷入死锁的事务，将之回滚，从而释放其拥有的锁，使得其他一些事务可以执行下去。1.9数据库完整性和安全性一、数据库完整性数据库的完整性是指数据的正确性和相容性。为了维护数据库数据的完整性，DBMS必须提供一种机制，用来检查数据库中的数据是否满足规定的条件。这个条件在数据库系统中称为完整性约束条件。1、完整性规则的组成完整性规则由三部分组成：（1）什么时候使用规则进行检查，即规则的“触发条件”。（2）要检查什么样的错误，即“约束条件”。（3）若检查出错误，该怎样处理，即违反时要做的动作。2、完整性规则的分类关系数据库中，完整性规则分为三类：（1）域完整性规则：用于定义属性的取值范围。（2）域联系的规则：定义一个或多个关系中，属性值间的联系、影响和约束。（3）关系完整性约束：定义更新操作对数据库中值的影响和限制。3、SQL中的完整性约束SQL中表达完整性约束的规则主要有主码约束、外码约束、属性值约束和全局约束等几种形式。二、数据库的安全性数据库的安全性是指保护数据库，防止非法使用，以免造成数据的泄漏、非法更改和破坏。1、安全性级别（1）环境级：对计算机系统的机房和设备应加以保护，防止有人进行破坏。（2）职员级：对于数据库系统的工作人员，应加强工作纪律与职业道德方面的教育，并正确授予用户访问数据库的权限。（3）OS级：应防止未授权用户从操作系统访问数据库。（4）网络级：大多数数据库系统都允许用户通过网络进行远程访问，因此，要保证网络软件内部的安全性。（5）数据库系统级：数据库系统的职责是检查用户身份是否合法，使用数据库的权限是否正确。2、在SQL中进行安全性说明Grant授予权限。Grant<权限列表＞on＜关系名或视图名＞to＜用户列表＞Revoke语名来收回授权：revoke＜权限列表＞on＜关系名或视图名＞from＜用户列表＞1.10数据库应用开发工具一、系统开发工具的选择1、应用开发对工具的总要求（1）提高开发和运行效率（2）降低开发和维护费用（3）应用系统具有先进性（4）代码的可重用性2、当前应用开发工具存在的问题（1）开发过程过于复杂，涉及过多底层技术实现（2）难于适应要求稳定的大规模的企业级业务处理（3）难于快速适应低层技术的更新和业务逻辑的变化二、数据库系统产品1、PowerDesigner2、Delphi：美国BorlandInternational公司的产品3、Powerbuilder：是美国PowerSoft公司于1991年6月推出的完全按照客户机/服务器体系结构快速应用开发系统。三、常见数据库系统1、Oracle数据库系统美国Oracle公司产品，包括数据库服务器、开发工具、连接产品三类2、IBMDB2数据系统美国IMB公司的产品，3、MicrosoftSQLServer数据库具有高度的可伸缩性以及可靠性和充分数据仓库功能，并且支持电子商务第二节网络技术基础2.1计算机网络概述一、计算机网络的基本概念1、应用的目的来说计算机网络是以相互共享资源（硬件、软件和数据库）方面而连接起来的，各自具备独立功能的计算机系统的集合。2、物理结构看广义的计算机网络是：在协议控制下，由一台或多台计算机、若干台终端设备、数据传输设备以及用于终端和计算机之间或者若于台计算机之间数据流动的通信控制处理机等所组成的系统集合。3、网络系统由网络操作系统和用以组成计算机网络的多台计算机以及各种通信设备构成的。计算机网络的定义：计算机网络把地理上分散的、具有独立功能的多台计算机用通信线路和通信设备连接超来，按照网络协议进行数据通信，由功能完善的网络软件实现资源共享的系统。使用网络最主要的三个目的：共享信息、共享硬件和软件、将管理和技术支持工作集中在一起。二、计算机网络的拓扑结构网络的拓朴结构：是指网络中的通信节点与网络通信链路的连接方式。1、总线型用一条公共线即总线作为传输介质，所有的节点都连接在总线上。优点：费用低、数据端用户入网灵活、站点或某个端用户失效不影响其他站点或端用户通信的缺点：一次仅能一个端用户发送数据，其他用户必须等待直到获得发送权。局域网中的以太网就是一种总线型拓扑结构的网络。2、星型以一个中央节点为中心与各个节点相连接而组成的布局方式称为星型网络。各节点与中央节点通过点与点方式连接，中央节点执行集中式通信控制策略。优点：便于集中控制，易于维护和安全缺点：中心系统一旦损环，整个系统便趋于瘫痪3、环型环型网是使用一个连续的环将每台设备连接在一起，它能够保证一台设备上发送的信号以被环上其他所有设备都看到。在简单的环型网中，网络中任何部件的损环都将导致系统出现故障。这样将阻碍整个系统的正常工作。而具有高级结构的环形网则在很大程度上改善了这一缺陷。环型结构的特点是，每个端用户都与两个相邻的端用户相连，因而存在着点到点链路，但总是以单向方式操作，于是便有上游端用户和下游端用户之称。4、网状型网络中任一个节点都可以与多个节点相连，网络中无“中心”概念，这种布局方案称为网状网络。这种网络在实现上一般有诸如拓拓优化、路径选择、拥塞控制等技术需要解决，因此，网状网络适合于大型网络，如广域网或互联网。优点：网状拓扑结构的最大优点是系统的可靠性高，容错能力强，一个节点发出的信息可取若干条路径到达另一节点。缺点：成本高，结构复杂，网络管理比较难2.2网络的层次体系结构和网络协议一、网络协议的组成网络协议：为网络数据交换而制定的规则、约定和标准。1、语法：用记数据与控制信息的结构和格式。2、语义：需要发出何种控制信息，以及完成的动作与做出的响应。3、时序：对事件实现顺序的详细说明。二、网络层次结构计算机网络体系结构：将计算机网络层次结构模型和各层协议的集合。采用层次结构模型的好处如下：1、各层之间相互独立。高层不需要知道低层是如何实现的，仅需要该层通过层间的接口所提供的服务。2、灵活性好。3、各层都可以采用最合适的技术来实现，各层实现技术的改变不影响其层。4、易于实现和维护。5、有利于促进标准化。三、ISO/OSI参考模型以实现开放式环境中的互联性、互操作性和应用的可移植性。它采用了三级抽象；体系结构、服务定义、协议规格说明。OSI将整个通信功能划分为七个层次：1、物理层：物理层位于OSI参考模型的最底层，主要功能是利用物理传输介质为数据链路层提供物理连接，以便透明地传送比特流。2、数据链路层：数据链路层在通信的实体之间建立数据链路连接，传送以帧为单位的数据，采用差错控制、流量控制的方法，使用差错的物理链路变成无差错的物理链路。3、网络层：网络层的主要任务是通过路由算法，为分组通过通信子网选择最适当的路径。网络层要实现路由选择、拥塞控制与网络互联等功能。4、传输层：传输层向用户提供可靠的端到端服务，透明地传送报文。它向高层屏蔽了下层数据通信的细节，因而是计算机通信体系结构中最关键的一层。5、会话层：会话层组织两个会话进程之间的通信，并管理数据的交换。6、表示层：表示层用于处理在两个通信系统中交换信息的表示方式。它包括数据格式变换、数据加密与解密、数据压缩与恢复等功能。7、应用层：应用层是OSI参考模型的最高层，它确定进程之间的通信性质，以满足用户的需要。四、TCP/IP参考模型与议TCP/IP参考模型四个层次：应用层、传输层、互联层与主机－网络层。应用层与OSI应用层对应；传输层与OSI传输层对应；互联层与OSI网络层对应；主机－网络层与OSI数据链路层及物理层对应。1、应用层应用层协议可以分为三类：一类是面向连接的TCP协议；一类是无连接的UDP协议；而另一类则遵循TCP，以遵循UDP协议。主要有：（1）远程登录协议（TELNET）：用于实现互联网中的远程登录功能。（2）文件传输协议（FTP）:用于实现互联网中交互式文件的传输功能。（3）简单电子邮件协议（SMTP）：用于实现互联网中电子见件发送功能。（4）域名服务（DNS）：用于实现网络设备名字到IP地址映射的网络服务。（5）路由信息协议（RIP）：用于网络设备之间交换路由信息。（6）网络文件系统（NFS）：用于网络中不同主机间的文件共享。（7）超文本传输协议（HTTP）：用于实现互联网中WWW服务。2、传输层传输层的主要功能是负责应用进程之间的端一端通信。设计传输层的主要目的是在网络中源主机与目的主机的对等实体之间建立用于会话的端一端连接。传输层定义了两种协议，即传输协议（TCP）与用户数据报协议（UDP）。3、互联层互联层的主要功能是负责将源主机的报文分组发送到目的主机，源主机和目的主机可以在不同的网上。它的主要功能体现着以下三个方面：（1）处理来自传输层的分组发送请求。在接收到分组发送的请求后，将分组装入IP数据报、填充报头与选择发送路径，然后将数据报发送到相应的网络输出线路。（2）处理接收的数据报。在接收到其他主机发送的数据报之后，检查目的地址，如需要转发，则选择发送路径转发出去；如果目的地址为本节点的IP地址，则除去报关并将分组传送到于理层处理。（3）处理互联的路径、流控与拥塞问题。4、主机－网络层主机－网络层位于TCP/IP参考模型的最底层，负责通过网络发送和接收IP数据报并传输，从网络上接收物理帧，抽取IP数据报转交给下一层，对实际的网络媒体的管理，定义如何使用实际网络来传送数据。五、OSI与TCP/IP参考模型的比较OSI参考模型与协议的主要缺陷在于：1、它在模型的层次数量与内容上不是最佳的选择，会话层在大多数应用中很少用到，表示层几乎为空，数据链路层与网络层有很多不同功能的子层插入。2、它把“服务”与“协议”的定义结合起来使得模型变得很复杂，同时，寻址、流控与差错控制在每一层重复出现，降低了网络效率。3、它的设计被认为是受到通信思想的支配，很多选择不适合计算机和软件工作方式。TCP/IP参考模型与协议的自身缺陷在于：1、它在服务、接口与协议区别上不清楚，未能将功能与实现方法区分开，使得TCP/IP参考模型不适合其他非TCP/IP参考模型。2、TCP/IP参考模型在某些层次的划分上不够合理。六、网络标准化标准化分两在类：既成事实和合法的标准。既成事实的标准是那些没有正式计划、仅仅是出现了的标准。合法的标准是由一些权威标准化实体采纳的正式的、合法的标问候语。国际标准威通常分为两类：根据国家政府间的协议建立的和自愿的、非协议的组织。1、电信界最有影响的组织（1）公用电信公司（commoncarrier）：美国，为大众提供服务的公司。它们提供服务和价格由被称为价目表的文档规定，其州与州之间和国际通信部分必须由联顾通信委员会批准，而州内通信部分要由州公共事业委员会批准。（2）国际电信联盟ITU（InternationalTelecommunicationUnion）：标准化国际电信。有三个主要部门：无线通信部门、电信标准化部门、开发部门。2、国际标准界最有影响的组织（1）国际标准化组织ISO（InternationalStandardsOrganization）：它是在1949年成立的一个自愿的、非条约的组织。（2）ANSI（美国国家标准协会）：美国在ISO中的代表，它是一个私有的、非政府的、非盈利的组织，它的成员是制造商、公用传输业者以及其他感兴趣的团体。（3）国际标准和技术协会NIST（NationalInstruteofStandardsandTechnology）：是美国商业部的一个办事机构，它的前身的国家标准局，它指定美国政府购买物品的强制标准。（4）电器和电子工程师协会（InstituteofElectricalandElectronicsEnginee’rs）:它是世界上最大的专业机构。3、因特网标准界最有影响的组织（1）因特网活动委员分IAB（InternetActivitiesBoard）（2）因特网研究特别任务组IRTF(InternetResearchTaskFor