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系统架构设计师教程

2019-03-28 13:58:15   12  举报

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AI智能生成

系统架构设计师教程笔记

作者其他创作

大纲/内容

1.绪论

系统架构的概念及其发展历史

系统架构的概念

软件系统架构是关于软件系统的结构行为和属性的高级抽象

在描述阶段，其对象是直接构成系统的抽象组件以及各个组件之间的连接规则，特别是相对细致的描述组件之间的通讯

在实现阶段，这些抽象组件被细化为实际的组件，比如具体类或者对象

软件系统架构不仅，而且，包括

指定了软件系统的组织结构和拓扑结构

显示了系统需求和构成组件之间的对应关系

设计决策的基本方法和基本原理

简要的发展历史

企业软件架构

Enterprise Software Architecture

企业软件架构的雏形来自企业建模的理论和思想

20世纪80年代，IBM首先引入信息系统架构框架的概念

Zachman 提出 6个视角来分析企业

信息

流程

网络

人员

时间

基本原理

企业软件架构最早应用是美国的一些政府机构

META Group 是最早对企业软件架构进行分析和研究的主要咨询公司

TOGAF The Open Group Architecture Framework ,Open Group 架构框架

TOGAF 是一个行业标准的架构框架

企业软件架构实施的主体是企业，企业的需求才是软件架构发展的引擎

系统架构师的定义与职业素质

架构师的分类

业务架构师

主题领域架构师

技术架构师

项目架构师

系统架构师

系统架构师的定义

系统架构师是系统或产品线的设计责任人

是一个负责理解和管理并最终确认和评估非功能性系统需求（软件的可维护性，安全性，可靠性，性能，有效性，和可测试性等，给出开发规范，搭建系统实现的核心架构，对整个软件架构，关键构件，接口进行总体设计并澄清技术细节的高级技术人员

系统架构师主要着眼于系统的技术实现，同时还要考虑系统的组织协调

因此，系统架构师是特定的开发平台，语言，工具的大师

系统架构师是信息系统开发和演进的全方位技术和管理人才

系统架构师通常负责公司系统的架构设计和持续改进，承担从业务向技术系统转换的桥梁作用

协助项目经理制定项目计划和控制项目进度

需要承担技术管理工作，如负责组织技术研究和攻关，负责组织和管理技术培训工作，管理技术支撑团队并给项目，产品开发实施团队提供技术保障

系统架构师技术素质

具备丰富的一线大中型开发项目的总体规划，方案设计以及技术队伍管理经验

具备软件行业工作经验，熟悉业务领域的技术应用和发展

具有项目管理理论基础，并在应用系统开发平台和项目管理上有实践经验

对相关的技术标准有深刻的认识，对软件工程标准有良好的把握

具备C/S或B/S体系结构或特定领域软件产品开发及架构和设计经验

具有面向对象分析，面向对象设计，面向对象开发的能力，精通XML 和UML等，熟练使用Rational Rose Power Designer等CASE工具进行设计开发

对相关技术编程（如PHP/.NET/Java）及整个解决方案有深刻的理解及熟悉的应用，并且精通架构和设计模式（如 WS/J2EE)，并在此基础上设计产品框架

精通大型数据库（如 Oracle ，SqlServer，MySql D等）的开发

对计算机系统，网络和安全，应用系统架构等有全面的认识

良好的团队意识和协作精神，有较强的内外沟通能力

系统架构师管理素质

领导素质

远见，诚信，果断

核心的高层技术管理人员

必须尽可能使所有团队成员的想法保持一致

为一个项目制定一个清晰的，强制性的，有远见的目标做为整个团队的动力

技术的领导者

必须提供特定的方法和模型作为理想的技术解决方案

并排除各种非系统相关的影响因素

技术管理者

在需要做出决定的时候，必须避免犹豫

必须具备及时解决技术问题的紧迫感和自信心

系统架构师与其他团队角色的协调

软件团队角色

项目管理师

负责整个项目的实施和控制

协调各种资源

系统分析师

分析用户需求

形成规范化的文档

指导整个项目的开发

与客户不断的交流

熟悉应用领域的业务

系统架构师

强调整体的，宏观的系统设计，侧重在架构级别上

重点要对架构进行描述。分析和评估

角色关系和区别

项目管理师与系统架构师

系统架构师

推动项目技术发展

提出系统的总体架构，并给出开发指导

项目管理师

配合系统架构师，并提供各个方面的支持

系统分析师与系统架构师

系统架构师

协同系统分析师的工作，建议系统分析师按什么标准，什么工具，什么模式，什么技术去思考系统

系统架构师应该对系统分析师所提出来的问题，碰到的难题及时地提出解决的方案

系统分析师

对业务系统进行分析建模，他的任务目标是明确的

系统架构师知识结构

战略规划能力

业务流程建模能力

信息数据架构能力

技术架构选择和实现能力

应用系统架构的解决能力和实现能力

基础IT知识及基础设施、资源调配能力

信息安全技术支持与管理保障能力

IT审计、治理与基本需求分析、获取能力

面向软件系统可靠性与系统生命周期的质量保障服务能力

知识维度

多层次+多方面

从开发人员到架构师

一名合格的架构师的成长应该经历8年以上的项目开发经验

一般要经历程序员，软件设计师等阶段，然后再逐步成长为软件架构师

公认的软件架构师认证机构和组织

UC Irvine

CMU/SEI

iCMG

2.计算机与网络基础知识

操作系统基础知识

操作系统是计算机系统的核心系统软件

操作系统的原理、类型和结构

操作系统的定义

计算机系统的硬件资源

CPU

存储器（主存和外存）

输入/输出设备

计算机系统的软件资源

以文件形式保存在存储器上的程序和数据等信息

操作系统的作用

通过资源管理，提高计算机系统的效率

改善人机界面，，向用户提供友好的工作环境

操作系统的分类

分类1

单用户操作系统

批处理操作系统

分类2

分时操作系统

实时操作系统

分类3

网络操作系统

分布式操作系统

嵌入式操作系统

操作系统的特征

并发性 concurrency

共享性 sharing

虚拟性 virtual

不确定性 non-determinacy

操作系统的功能

进程管理

文件管理

存储管理

设备管理

作业管理

处理机与进程管理

进程的定义及分类

进程是程序的一次执行，该程序可以和其他程序并发执行，进程通常由程序、数据及进程控制块（Process Control Block ,PCB)组成， PCB 描述了进程的基本情况，是进程的唯一标志

程序和进程的区别

程序是静态的指令序列

进程是为执行该程序的线程而保留的资源集

进程性质分类

系统进程和用户进程

父进程和子进程

进程的状态与控制转换

进程的基本状态（三态模型）

就绪

运行

阻塞

进程的五态模型

新建态

进程的基本状态

就绪

运行

阻塞

终止态

进程控制是指对系统中所有进程从创建到消亡的全过程实施有效的控制

进程控制原语

创建原语

撤销原语

挂起原语

激活原语

阻塞原语

唤醒原语

进程互斥与同步以及P.V操作

进程间的同步

异步环境下的一组并发进程之间互发消息，相互合作、互相等待，使得各进程按照一定的速度执行的过程称为进程同步

同步是使在异步环境下的各进程按一定的顺序和速度执行

进程间的互斥

一组并发进程中的一个或多个程序段，因共享某一个公有资源而使他们必须以一个不允许交叉的顺序执行

互斥要保证临界资源在某一时刻只能被一个进程访问

临界资源

系统中有些资源可以供多个进程同时使用，有些资源一次只能供一个进程使用，称为临界资源

Critical Resource , CR

如打印机，公共变量，表格等

临界区管理原则

临界区是进程中对临界资源实施操作的那段程序

Critial Section , CS

互斥临界区管理原则

有空即进

无空则等

有限等待

让权等待

信号量机制

1965年，荷兰学者Dijkstra

信号量机制是一种卓有成效的进程同步和互斥的工具

整型信号量与PV操作

信号量是一个整型变量，根据控制对象的不同赋不同值

信号量分为两类

公用信号量

实现进程间的互斥，初值=1或资源的数目

私用信号量

实现进程间的同步，初值=0或某个正整数

信号量 S 的物理意义

S>=0表示某资源的可用数， S<0 其绝对值表示阻塞对于中等待该资源的进程数

PV操作

实现进程同步和互斥的常用方法

低级通信原语，在执行期间不可分割

P操作

表示申请一个资源

定义： S:= S-1,如 S>=0 ,则执行P 操作的进程继续执行；否则若S<0,则置该进程为阻塞状态（因为无可用资源），并将其插入阻塞队列

V操作

表示释放一个资源

定义： S:=S+1 ,若 S>0 则执行V操作的进程继续执行；否则若S<=0,则从阻塞状态唤醒一个进程，将其插入到就绪队列，然后执行V操作的进程继续执行

利用PV操作实现进程互斥

令信号量 mutex 的初值为“1”，当进入临界区时执行 P 操作，退出临界区时执行V操作。

利用PV操作实现进程同步

进程的同步是由于进程间合作引起的相互制约的问题，要实现进程的同步可用一个信号量与消息联系起来。

当信号量为0时表示希望的消息未产生，当信号量为非0时，表示希望的消息已经存在。

假定用信号量S表示某条消息，进程可以通过调用P操作测试消息是否到达，调用V操作通知消息已经准备好了

同步问题的经典例子：生产者-消费者问题

生产者

不断生产消息，存入缓冲区

消费者

不断的读取缓冲区，消费消息

进程通信和管程

进程通信

通信是指进程间的信息交换

通信内容

控制信息的交换

低级通信

进程的同步和互斥是通过信号量来实现的，属于低级通信

数据的交换

高级通信

高级通信的类型有共享存储系统和消息传递系统和管道通信

高级通信的方式有直接通信和间接通信

管程

管程是另外一种同步机制，由Brinsh Hansen 和 Hoare 提出的

管程是由一些共享数据、一组能为并发进程执行的作用在共享数据上的操作集合、初始代码以及存取权组成的，也就是共享数据及在其上操作的一组过程构成了管程

进程可以在任何需要资源的时候调用管程，且在任一时刻最多只有一个进程能够真正的进入管程，其他的只能等待。

管程提供了一种可以允许多进程安全有效地共享抽象数据类型的机制

每一个管程都有一个名字

进程调度与死锁

进程调度

进程调度及处理器调度，也称作上下文转换

主要功能

确定把处理器在什么时候分配给哪一个进程

在某一些操作系统中，一个作业从提交到完成需要经历高、中、低三级调度

调度方式和算法

调度方式

当有更高优先级的进程到来时如何分配CPU

分为可剥离和不可剥离两种

调度算法

先来先服务

时间片轮转 round robin

优先级调度

多久反馈调度

死锁

两个以上的进程互相都因请求对方已经占有的资源，无限期地等待并无法继续运行下去的现象

死锁是系统的一种出错状态，它浪费资源，还会导致整个系统崩溃，所以应该尽量预防和避免死锁

死锁产生的原因及条件

原因

资源竞争及进程推进顺序非法

产生死锁的4个必要条件

互斥条件

请求保持条件

不可剥夺条件

环路条件

死锁处理策略

鸵鸟策略:不理睬策略

预防策略：破坏死锁的4个必要条件之一

避免策略：精心的分配资源，动态的回避死锁

检测和解除死锁：一旦发生死锁，系统不但能检测出，还能解除

线程

进程中的一个实体，是被系统独立分配和调度的基本单位

在引入线程的操作系统中，通常一个进程拥有若干个线程

线程只拥有一些运行中必不可少的资源，它可与同属一个进程的其他线程共享该进程所拥有的全部资源

线程具有许多传统进程所具有的特性，称为轻型进程（Light-Weight Process）

线程可以创建另一个线程，同一个进程中的多个线程可以并发执行。

线程以具有就绪，运行，阻塞三种基本状态

存储管理

存储管理的概念

存储组织的能力是在存储技术和CPU寻址技术许可的范围内组织合理的存储结构，使得各层次的存储器都处于均衡的繁忙状态，其依据是访问速度匹配，容量要求和价格等

存储器结构

寄存器-主存-外存

寄存器-缓存-主存-外存

逻辑地址

用户程序经编译后，每个目标模块以0为基地址进行的顺序编址，它不是主存中的真实地址，是相对于基地址而言的。

逻辑地址又称为相对地址、程序地址或者虚拟地址

物理地址

主存中各存储单元的地址，从统一的基地址进行的顺序编址，是主存中的实际地址，可以寻址并实际存在

物理地址又称为绝对地址

存储空间

逻辑地址空间简称地址空间是逻辑地址集合

物理地址空间简称存储空间是物理地址的集合

地址重定位

静态重定位

在程序执行前进行地址重定位，即装入内存时重定位

动态重定位

在程序执行期间，在每次存储访问之前进行地址重定位

存储管理的功能

主存储器的分配和回收

提高主存储器的利用率

存储保护

主存扩充

存储管理的方式

分区存储管理

分页存储管理

分段存储管理

段页式存储管理

虚拟存储管理

设备管理

外部设备

输入/输出（I/O)设备

辅存设备

终端设备等

设备管理的任务

保证在多道程序环境下，当多个进程竞争下使用设备时，按一定策略分配和管理各种设备，控制设备的各种操作，完成输入/输出设备与主存之间的数据交换

设备管理的目标

提高设备的利用率，为用户提供方便统一的界面

设备管理的主要功能

动态掌握并记录设备的状态、设备的分配和释放、缓冲区管理、实现物理输入/输出设备的操作、提供设备使用的用户接口、设备的访问和控制、输入/输出缓存和调度

设备的分类

使用特性

存储设备

输入/输出设备

终端设备

脱机设备

资源分配

独占设备

共享设备

虚拟设备

从属关系

系统设备

用户设备

数据组织方式

快设备(Block Device)

字符设备（Character Device）

数据传输速率

低速设备

中速设备

高速设备

输入/输出对象

人机通信设备

机机通信设备

是否可交互

非交互设备

交互设备

设备管理的主要技术

中断技术

DMA技术（Direct Memory Access）

缓冲技术

虚设备和SPOOLINE技术（simultaneous peripheral operations online, 外围设备联机）

设备管理软件

中断处理程序

设备驱动程序

与设备无关的系统软件

用户层I/O软件

数据传输控制方式

程序控制方式

中断方式

直接存储访问方式

通道方式

磁盘调度算法

磁盘是可供多个进程共享的设备

磁盘调度是使各进程对磁盘的平均访问时间最新

常用调度算法

先来先服务（first come first served， FCFS)

最短寻道时间优先（Shortest Seek Time first, SSTF)

扫描算法（SCAN)

文件管理

文件（file）是具有符号名的，在逻辑上具有完整意义的一组相关信息项的集合

文件名的格式和长度因系统而异，操作系统根据文件名对其进行控制和管理

文件管理系统

操作系统中对文件进行统一管理的一组软件和相关数据(即被管理的文件）的集合，简称文件系统

文件系统的功能按名存取、统一用户接口、并发访问和控制、安全性控制、优化性能以及差错恢复

文件的类型

性质和用途

系统文件

库文件

用户文件

文件的安全属性

只读文件

读写文件

可执行文件

不保护文件

文件的组织形式

普通文件

目录文件

设备文件（特殊文件）

信息保存期限

临时文件

档案文件

永久文件

信息流向

输入文件

输出文件

输入/输出文件

文件的结构和组织

文件的结构是指文件的组织形式

从用户角度看到的文件组织形式称为文件的逻辑结构

从现实角度看到的文件在存储设备上的存放方式，称为文件的物理结构

文件的逻辑结构

有结构的记录文件

无结构的字符流文件

文件的物理结构

连续结构

链接结构

索引结构

多个物理快的索引表

文件访问方法

读写文件存储设备上的一个物理快的方法

常用的访问方法

顺序访问

对文件中的信息按顺序依次读写的方式

随机访问

对文件中的信息可以按任意的次序随机的读写文件中的信息

文件存储设备管理

文件系统必须对文件存储设备上的空闲空间进行组织和管理，包括对空闲空间的组织、分配和回收等

常用的空闲空闲管理方法

位图法

索引法

链接法

文件控制块和文件目录

文件控制块

系统为每个文件设置的用于描述和控制文件的数据结构

它是文件存储的唯一标志，简称（File Control Block ，FCB)

FCB 包含

基本信息

位置信息

存储控制信息

使用信息

文件目录

文件控制块的有序集合

常见的文件目录结构

一级目录结构

二级目录结构

多久目录结构

文件的使用

每个用户都用自己的工作目录

文件系统允许用户随时改变自己的工作目录

目录和文件的管理命令

文件系统提供了一组专门用于目录和文件的管理指令

目录管理指令

建立目录

显示工作目录

改变目录

删除目录

文件控制命令

建立文件

删除文件

打开文件

关闭文件

修改文件名

修改文件属性

文件存取命令

读写文件

显示文件

复制文件

文件的共享

不同的用户使用同一文件，它是不同用户完成统一任务的必须的功能

文件的安全

文件的保密和保护，即限制非法用户使用和破坏文件

文件的安全管理措施常常在系统级，用户级，目录级和文件级上实施

作业管理

作业管理和作业控制

作业是系统为完成一个用户的计算任务或者一次事务处理所做的工作总和

作业的组成部分

程序

数据

作业说明书

作业管理程序是操作系统中用来控制作业进入、执行和撤销的一组程序

用户作业可以采用脱机和联机两种作业方式控制作业运行

作业控制块（Job Contrl Block ，JCB)

记录与该作业有关的各种信息的登记表

作业存在的唯一标志，包含

用户名

作业名

状态标志

在输入井中，通常将作业控制块排成一个或多个队列，称为作业后备队列，也就是说作业后备队列是由若干个JCB组成的

作业状态及转换

4种作业状态

提交

后备

执行

完成

状态转换

由用户提交

收容

执行

就绪

运行

等待

完成

作业调度及其常用调度算法

作业调度是完成从后备状态到执行状态的转变及从执行状态到完成状态的转变。

常用作业调度算法

先来先服务

短作业优先

响应比高优先

优先级调度算法

均衡调度算法

在一个以批处理为主的系统中，通常用平均周转时间或者平均带权周转时间来衡量作业调度算法的性能

用户界面

用户界面是计算机中实现用户与计算机通信的软硬件的总称，也称用户接口或者人机界面

用户界面的硬件

用户向计算机输入数据或者命令的输入装置

由计算机输出供用户观察或者处理的输出装置

用户界面的软件

用户与计算机相互通信的协议、约定、操纵命令及其处理软件

网络操作系统

Network Operating System ,NOS 是使网络中各计算机能方便而有效的共享网络资源，为网络用户提供所需的各种服务的软件和有关规则的集合

操作系统具有

处理机管理

储存器管理

设备管理

文件管理

提供高效可靠的网路通信能力

提供多种网络服务的能力

网络操作系统的特征

硬件独立性

多用户支持

支持网络实用程序及其管理功能

多种客户端支持

提供目录服务

支持多种增值服务

网络操作系统的分类

集中模式

客户机/服务器模式

对等模式（ peer-to-peer）

常见操作系统

Unix系统

UNIX系统是由美国贝尔实验室发明的一种多用户，多任务的分时操作系统。

UNIX最内层硬件提供基本服务，内核提供全部应用程序所需要的各种服务

Windows家族

Linux系统

数据库系统基础知识

概述

数据库系统（DataBaseSystem, DBS) 从广义上讲是由数据库、硬件、软件和人员组成，管理的对象是数据

数据库（DataBase， DB) 是指长期存储在计算机内的有组织的可共享的数据集合

数据库管理系统（DataBase Management System DBMS) 是一种操纵和管理数据库的大型软件，用于建立、使用和维护数据库

DBMS

关系数据库（Relation DataBase System ， RDBS)

面向对象的数据库系统（Object-Oriented DataBase system OODBS)

对象关系数据库系统（Object-Oriented Relation DataBase， OORDBS)

数据库模式结构

采用三级模式结构

外模式

外部视图

概念模式

概念视图

内模式

内部视图

三级模式之间提供了两级映像

模式/内模式映像

外模式/模式映像

关系数据库基础

数据库的结构和模式

数据库的结构基础是数据模型，是用来描述数据的一组概念和定义

数据模式的三要素

数据结构

数据操作

数据的约束条件

常用的数据模式

概念数据库模型

基本数据库模型

面向对象模型

关系数据模型的组成要素

关系数据结构

关系操作集合

关系完整性约束

实体-联系（E-R,Entry-Relation)模型

概念模型中最常用的方法为实体-联系法，简称E-R方法

主要概念

实体

联系

属性

该方法直接从现实世界中抽象出实体和实体间的联系

ER图主要构件

矩形：表示实体集

菱形：表示联系集

椭圆：表示属性

线段：将属性与相关的实体集连接，或者将实体集与联系集相连

双椭圆：表示多值属性

虚椭圆：表示派生属性

双线：表示一个实体全部参与到联系集中

扩充的ER模型

弱实体

特殊化

概括

聚集

数据的规范化

规范化理论研究的是关系模式中各属性之间的依赖关系及其对关系模型性能的影响

关系数据库设计理论的核心是数据间的函数依赖，衡量的标准是关系规范化的程度及分解的无损连接和保存函数依赖性

数据依赖

是通过一个关系中属性间指的相等与否体现出来的数据间的相互关系，

是现实世界属性间联系和约束的抽象，

是数据内在的性质

是语义的体现

函数依赖

是一种最重要、最基本的数据依赖

包含

函数依赖

非平凡函数依赖

完全函数依赖

部分函数依赖

传递依赖

码

主属性和非主属性

外码

值依赖定义

函数依赖的公理系统（Armstrong 公理系统）

事务管理

事务是一个操作序列，这些操作‘要么都做，要么都不做’，事务时数据库环境中不可分割的逻辑工作单位。

事务的4个特性

原子性（atomicity）

一致性（consistency）

隔离性（isolation）

持久性（durability）

事务定义的语句

BEGIN TRANSACTION

COMMIT

ROLLBACK

并发控制

并发操作

并发操作是指在多用户共享的系统中，用户可能同时对同一数据进行操作

并发操作带来的问题是数据的不一致性

多少更新

不可重复读

读脏数据

DBMS的并发控制子系统负责协调并发事务的执行，保证数据库的完整性不受破坏，避免用户得到不正确的数据

并发控制的主要技术是封锁

封锁的类型

排他锁（简称X锁或写锁）

共享锁（简称S锁或读锁）

并发控制还与三级封锁协议、活锁与死锁、并发调度的可串行性、两段封锁协议、封锁的粒度、事务的嵌套有关

数据库的备份与恢复

保护数据库的关键技术是建立冗余数据，即备份数据

建立冗余数据的方法是进行数据转储和建立日志文件

数据的转储

静态转储

动态转储

海量转储

增量转储

如何在系统出现故障后能够及时的使数据库恢复到故障前的正确状态就是数据库恢复技术

数据库的4类故障

事务故障

系统故障

介质故障

计算机病毒

事务故障的恢复

撤销事务（UNDO)

重做事务（REDO)

介质故障的恢复需要DBA的参与，装入数据库的副本和日志文件副本，再由系统执行撤销和重做操作

关系数据设计

数据库设计

结构特性的设计

行为特性的设计

数据库设计的特点

从数据结构即数据模型开始，并以数据模型为核心展开，这使数据库设计的重要特点

静态结构设计和动态行为设计分离

试探性

反复性和多步性

数据库设计方法

直观设计法

规范设计法

计算机辅助设计法

自动化设计法

基于3NF的设计方法

基于实体联系（E-R)模型的是数据库设计方法

基于视图概念的数据库设计方法

面向对象的关系数据库设计法

计算机辅助数据库设计方法

敏捷数据库设计方法

数据库设计的基本步骤

需求分析

需求分析阶段的任务使：对现实世界要处理的对象（组织、部门、企业等）进行详细调查，在了解现行系统的概况、确定新系统功能的过程中，收集支持系统目标的基础数据及其处理方法

需求分析使在用户调查的基础上，通过分析逐步明确用户对系统的需求

数据需求

围绕这些数据的业务需求

需求分析中，通过自顶向下、逐步分解的方法分析系统

分析的结果用数据流图（Data Flow Diagram ，DFD)进行图形化描述，比用一些规范的表格对数据分析结果和描述做补充，最后形成需求说明书

概念结构设计

数据库概念结构设计是建立在需求分析的基础上的。依照需求分析中的信息需求，对用户信息加以分类、聚集和概括，建立信息模型，并依据选的数据库管理关系软件，把它们转换为数据的逻辑结构，再依照软硬件环境，最终实现数据的合理存储。这一过程称为数据建模

设计策略

自顶向下

自底向上

逐步扩张

混合策略

最常用的概念结构设计方法（E-R 方法）

实体联系法（Entity Relationship Approach)

设计步骤

设计局部E-R模型

设计全局E-R模型

全局E-R模型优化

逻辑结构设计

逻辑结构设计是在概念结构设计基础上进行的数据模型设计，可以是层次、网状模型和关系模型

该设计阶段的主要任务

确定数据模型

将 E-R 图转换为指定的数据模型

确定完整性约束

确定用户视图

物理结构设计

数据库在物理设备上的存储结构与存取方法称为数据库的物理结构

数据库的物理结构设计是对已经确定的数据库逻辑结构，利用DBMS锁提供的方法、技术，以较优的存储结构，和数据存取路径、合理的数据存放位置以及存储分配，设计出一个高效的，可实现的数据库物理结构

物理结构设计要做的工作

存储记录的格式设计

存储结构的设计

存取方法设计

确定系统配置

数据库应用程序设计

数据库应用系统的开发是DBMS的二次开发

是对用户信息的存储

是对用户处理要求的实现

数据库应用设计要做的工作

选择设计方法

制定开发计划

选择系统架构

设计安全性策略

应用程序设计阶段的方法

结构化设计方法

面向对象设计方法

安全策略主要是指硬件平台、操作系统平台、数据库系统、网络及应用系统的安全

数据库运行维护

该阶段要做的主要工作

数据库的转存和恢复

数据库的安全性和完整性

数据库的性能的监督、分析和改造

数据库的重组和重构

分布式数据库系统

分布式数据库的概念

分布式数据库系统（Distribute DataBase System DDBS)是针对地理上分散，而管理上又需要不同程度集中管理的需求而提出的一种数据管理信息系统。

满足分布性，逻辑相关，场地透明和场地自治性的数据库系统被称为完全分布式数据库系统

分布式数据库的特点

数据的集中控制

数据的独立

数据冗余可控性

场地自治性

存取的有效性

分布式数据库的体系结构

《分布式数据库系统标准》提出了把分布式数据库抽象为4层的结构模式

全局外层

全局概念层

局部概念层

局部内层

分布式数据库的应用

分布式数据库的应用领域

分布式计算

Internet 应用

数据仓库

数据复制

全球联网查询

Replication Server是一种典型的分布式数据库系统

商业智能

商业智能的基本概念

商业智能（Business Intelligence BI) 是对企业对商业数据的搜集、管理和分析的系统过程，目的是使企业的各级决策者获得知识或洞察力，帮助他们对企业更有利的决策。

它是数据仓库、联机分析（Online Analytical Processing，OLAP)和数据挖掘等相关技术走向商业应用后形成的一种应用技术

商业智能系统主要实现将原始业务数据转换为企业决策信息的过程

主要包括

数据预处理

建立数据仓库

数据分析

数据展现

组成部分

数据仓库

联机分析处理

数据挖掘技术

数据仓库

数据仓库的概念和特性

数据仓库（Data Warehouse）是一个面向主题的（Subject Oriented）、集成（Integrate）的、相对稳定的（Non-Volatile），且随时间变化的（Time Variant）数据集合，支持管理部门的决策过程

关键特征

面向主题

集成的

非易失的

时变的

数据仓库的结构

底层是数据仓库服务器

中间层是OLAP服务器

顶层是前端工具

数据仓库的实现方法

实现步骤

规划

需求研究

问题分析

数据的抽取清洗成集成装载

数据仓库设计

分析报表查询

数据仓库性能优化

数据仓库的部署发布

推荐方法

以递增、进化的方式实现数据仓库

多维分析海里数据分析器-OLAP

对于TB级的海里数据，联机分析处理-OLAP利用多维的概念，提供了切片、切块、下钻、上卷、和旋转等多维分析和跨维度分析功能

OLAP系统架构主要分为

基于关系数据库的ROLAP(Relational OLAP)

基于多维数据库的MOLAP(Multidimensional OLAP)

基于混合数据库的HOLAP(Hybrid OLAP)

数据挖掘（Data Mining）

从技术上看

数据挖掘是从大量的、不完全的、有噪声的、模糊的、随机的数据中，提取隐含在其中的，事先不知道的、但是又潜在有用的信息和知识的过程

从商业的角度上看

数据挖掘是一种新的商业信息处理技术，从中提取辅助商业决策的关键性数据

主要特点

对大量业务数据进行抽取

转换

模型化

数据挖掘的广义观点

数据挖掘是从存放在数据库、数据仓库或其他信息库中的大量数据中挖掘有趣的知识的过程

数据挖掘与传统的数据分析（查询，报表，联机应用分析）的本质区别

数据挖掘没有明确假设的前提下去挖掘信息、发现知识

数据发掘所得到的信息具有

先知

有效

实用

数据挖掘的功能

数据挖掘的目标是从数据库中发现隐含的、有意义的知识

主要功能

自动预测趋势和行为

关联分析

聚类

概念描述

偏差检测

常用的数据挖掘技术

关联分析

序列分析

分类分析

聚类分析

预测

时间序列分析

数据挖掘的流程

确定挖掘对象

准备数据

建立模型

数据挖掘

结果分析

知识应用

数据挖掘的应用

目前情况的数据挖掘热点

空间数据库的挖掘

多媒体数据库的挖掘

时序数据和序列数据的挖掘

文本数据的挖掘

Web挖掘

应用领域

生物医学

金融业

零售业

电信业

视频和音频

科学和统计数据

商业数据挖掘的事例

Intelligent Miner

Enterprise Miner

Mineset

Clementine

DBMiner

常见的数据库管理系统

Oracle

主要是关系数据库

结构

内部结构

外存储结构

内存储结构

进程结构

主要产品

数据库服务器

开发工具

连接产品

IBM DB2

DB2是IBM的一种分布是数据库的解决方案

支持多用户或应用程序在同一条SQL语句中查询不同DB甚至不同DBMS中的数据

特色

支持面向对象编程

支持多媒体应用程序

备份和恢复功能

支持存储过程和触发器

支持SQL查询

支持异构分布式数据库访问

支持数据复制

DB2则采用多进程多线索体系结构，可运行于多种操作系统之上

Sybase

C/S架构的关系数据库，也是世界上第一个真正的基于C/S架构的RDBMS产品

组成部分

进行数据库管理和联机的关系数据库管理系统Sybase SQL sever

支持数据库应用系统建立与开发的一组前端工具Sybase SQLToolset

可以把异构环境下其他厂商的应用软件和任何类型的数据连接在一起的接口Sysbase OpenClient/OpenServer

提供了

Sysbase Adaptive Server Enterprise 高性能企业智能关系数据库管理系统

EAServer 电子商务解决方案应用服务器

系统分析工具 PowerDesginer

应该开发工具 Power Bulid

Microsoft SQL Server

微软开的典型关系型数据库，可以运行在多个操作系统上，使用Transact - SQL 语言完成数据操作

基本服务器组件

Open Data Service

MS SQL Server

Sql Serveer Agent

MSDTC Microsoft Distributed Transaction Coordinator

数据平台包含的工具

关系型数据库

复制服务

通知服务

集成服务

分析服务

报表服务

管理工具

开发工具

计算机网路基础知识

网络概述

概述

计算机网络是指利用通信设备和线路将地理位置分散的功能独立的计算机系统或由计算机控制的外部设备连接起来，在网络操作系统的控制下，按照约定的通信协议进行信息交换，实现资源共享的系统

计算机网络的组成元素

网络节点

通信链路

计算机网络的功能

数据通信

资源共享

负载均衡

高可靠性

网络分类

按通信距离和范围

广域网（WAN)

局域网（LAN)

城域网（MAN)

按信息交换方式

电路交换网

分组交换网

综合交换网

按网络拓扑结构

星形网

树形网

环形网

总线网

按通信介质

双绞线网

同轴电缆网

光纤网

卫星网

按传输带宽

基带网

宽带网

按使用范围

公用网

专用网

按速率

高速网

中速网

低速网

按通信传播方式

广播网

点对点

按使用方式

校园网

企业网

按连接范围

内联网

外联网

按提供的服务

通信网

信息网

开发系统互连参考模型

开放系统

遵从国际标准的，能够通过互连而相互作用的系统

系统之间的相互作用只涉及系统的外部行为，而与系统内部结构和功能无关

国际化标准组织公布了开放系统参考模型

International Standard Organization ISO

OSI/RM

为开放系统互连提供了一种功能结构框架，是一种分层体系结构，参考模型有7层

分层的基本想法是每一层都在它的下层提供的服务基础上提供更高级的增值服务

最高层提供能运行分布式应用程序的服务

分层的方法把复杂的问题分解开了，并保持了层次之间的独立性

7层结构

物理层（physical layer）

数据链路层（datalink layer）

网络层(network layer)

传输层（transport layer）

会话层（session layer）

表示层（presentation layer）

应用层（application layer）

OSI协议集

7层结构相应协议

物理层（physical layer）

802.3

802.4

802.5

FDDI

RS-232

RS-449

X-21

V.35

ISDN

数据链路层（datalink layer）

IEEE 802.2

HDLC

PAP-B

网络层(network layer)

ES-IS

IS-IS

X.25

PLP

CLNP

传输层（transport layer）

TP0

TP1

TP2

TP3

TP4

会话层（session layer）

OSI会话层协议

表示层（presentation layer）

OSI表示层协议

应用层（application layer）

FTMA

CNIP/CMIS

MHS

ANS.1

ACSSE

RTSE

ROSE

CCR

计算机网络

广域网、局域网和城域网

广域网

又称远程网，指覆盖范围广，传输速率相对较低，以数据通信为主要目的的数据通信网

特点

分布范围广

数据传输率低

数据传输可靠性随着传输介质的不同而不同

拓扑结构复杂

广域通信网

公共交换电话网

各种公用数据网

分组交换网

帧中继网

ATM网

移动通信网

广域传输的协议

PPP 点对点协议

DDN

ISDN(综合业务数字网）

FR(帧中继）

ATM(异步传输模式）

局域网

是指传输距离有限，传输速度较高，以共享网络资源为目的的网络系统

特点

分布范围有限

较高的通信带宽

数据传输率高

数据传输可靠误码率低

通常采用同轴电缆或双绞线作为传输介质

拓扑结构简单简洁

网络的控制一般为分布式

通常被单一组织所拥有和使用

局域网使用的拓扑结构

总线拓扑

环型拓扑

星型拓扑

上面三种拓扑的混合型

城域网

规模介于局域网和广域网之间的一种较大范围的高速网络

一般覆盖临近的多个单位和城市，从而接入网络的企业、机关、公司及社会单位提供文字、声音和图像的集成服务

网络拓扑结构

网络中通信线路和节点的几何排序，用以表示整个网络的结构外貌，反应节点之间的结构关系

它影响着整个网络的设计、功能、可靠性和通信费用等重要方面

常用的拓扑结构

总线型

星型

环型

树形

分布式结构

局域网和城域网

国际标准都是IEEE802标准

决定局域网的主要技术有

用以传输数据的传输介质

用以连接各种设备的拓扑结构

用以共享资源的介质访问控制方法

上面三种技术在很大程度上决定了传输数据的类型、网络的响应时间、吞吐率和利用率，以及网络应用等各种网络特性，其中最重要的是介质访问控制方法

介质访问控制协议

在局域网和城域网中，所有的设备都共享传输介质，所以需要一种方法有效的分配传输介质的使用权，这种功能叫做介质访问控制协议

对总线型，星型和树型拓扑结构最适合的介质访问控制协议是CSMA/CD(Carrier Sense Mulitple Access/Collision Detection)

介质访问控制方法

集中式控制

分布式控制

局域网的标准

国际电子电气工程师协会（IEEE)

IEEE 802.3(CSMA/CD,以太网）

IEEE 802.4(Token Bus，令牌总线）

IEEE 802.5(Token Ring，令牌环）

IEEE 802.7(FDDI)

IEEE 802.3u（快速以太网）

IEEE 802.12(100VG-AnyLAN)

IEEE 802.3z（千兆以太网）

无线局域网

Wireless Local Area Networks ,WLAN

在不采用传统缆线的同时，提供以太网或者令牌网络的功能。

与有线网络相比，无线网络的优点

安装便捷

使用灵活

经济节约

易于扩展

IEEE 802.11标准是面向数据的计算机局域网发展而来，网络采用无连接的协议

无线局域网可以在普通局域网基础上通过无线Hub、无线接入站AP、无线网桥、无线Modem及无线网卡来实现

无线局域网的关键技术

红外传输技术

扩频技术

窄带微波技术

调制技术

加解扰技术

无线分集接收技术

功率控制技术

节能技术

无线局域网主要的结构

点对点型

点对多点型

多点对点型

混合型

无线局域网广泛应用的领域

接入网络信息系统

难以布线的环境

频繁变化的环境

使用便携式计算机等可移动设备进行快速网络连接

用于远距离信息的传输

专门工程或高峰时间所需的暂时局域网

流动工作者可得到信息的区域

办公室和家庭办公室（Small Office /Home office，SOHO)用户

需要方便快捷的安装小型网络的用户

网络互联

网络互连的目的是使一个网络的用户能访问其他网络的资源，使不同网络上的用户能够相互通信和交换信息，实现更大范围的资源共享。

网络互连设备的作用是连接不同的网络

根据网络设备工作的协议分为

中继器（repeater）

网桥（bridge）

路由器（router）

网关 (gateway)

交换机（Switch）

网络互连设备

局域网用网桥互连

网关是应用层互连设备

网络层互连的设备是路由器

数据链路层的互连设备有网桥、交换机

物理层互连设备中有中继器和集线器（hub）

网络线路和用户节点连接时需要的是网络传输介质互连设备，如T型头，收发器，RJ-45,RS232接口，DB-15接口，VB35同步接口、网络接口单元和调制解调器等

广域网用路由器互连

传输介质

信号传输的媒介

常用介质

有线介质

双绞线

同轴电缆

光纤等

无线介质

微波

红外线

激光等

局域网组成部件

服务器

客户机

网络设备

通信介质

网络软件

Internet及应用

Internet是世界上规模最大、覆盖最广，最具影响力的计算机互联网络，它将分布在世界各地的计算机利用开发系统互联协议连接在一起，用来进行数据传输、信息交换和资源共享

用户接入Internet 的方式

终端方式

SLPP/PPP方式

专线方式（DDN,FR,ISDN专线，网络电缆直连）

代理服务器方式

TCP/IP

Transmission Control Protocol/Internet Protocol

Internet 的核心协议

主要特性

逻辑编址

路由选择

域名解析

错误检测

流量控制

应用程序的支持

TCP/IP是个协议簇，包含多种协议

TCP/IP分层模型由4个层次构成

应用层

Network file Serve, NFS 协议

Telnet

Simple Mail Transport Protocol, SMTP

File Transfer Protocol ， FTP

传输层

网际层

IP协议

Internet Control Message Protocol， ICMP

Address Resolution Protocol,ARP

Reverse Address Resolution Protocol， RARP

网络接口层

Internet 地址

主要用两种书写形式

域名格式

IP格式

域名和IP地址是一一对应的

IP协议版本

IPV4

IPV6

WWW(World Wide Web）万维网或者称为全球网

是指在Internet上以超文本为基础形成的信息网

采用统一的资源地位器（Uniform Resource Locator ，URL)和图文声并茂的用户界面，可以方便的在浏览Internet上的信息和利用各种网络服务。

互联网常用服务

域名服务（Domain Name Server， DNS)

WWW 服务

E-mail 电子邮件服务

FTP文件传输服务

Telnet远程登录服务

信息查询搜索服务（Gopher等）

网络管理与网络安全

网络管理

网络管理是对计算机网络的配置、运行状态和计费等进行管理

提供了监控、协调和测试各种网络资源以及网络运行状况的手段

还可提供安全字处理和计费等功能

在OSI网络管理标准中定义了网络管理的五大基本功能

配置管理

性能管理

故障管理

安全管理

计费管理

其他功能

网络规划

网络操作人员的管理

计算机网络安全

计算机网络安全是指计算机、网络系统的硬件、软件以及系统中的数据收到保护，不因偶然的或恶意的原因而遭到破坏、更改、泄露，确保系统能连续和可靠的运行，是网络服务不中断。

网络安全从本质上讲就是网络上的信息安全。

信息安全是在分布式计算环境中对信息的传输、存储、访问提供安全保护，以防止信息被窃取、篡改和非法操作。

信息安全的基本要素

保密性

完整性

可用性

真实性

可控性

完整的信息安全保障系统体系包括4个方面

保护

检测

响应

恢复

信息安全术语

密码学

鉴别

Kerberos 鉴别

公钥基础设施

数字签名

访问控制

网络威胁

对网络安全缺陷的潜在利用，这些缺陷可能导致非授权访问，信息泄露，资源耗尽，资源被盗和被破坏等

网络安全威胁的种类

窃听

假冒

重放

流量分析

数据完整性破坏

拒绝服务

资源的非法授权使用

陷门

特洛伊木马

病毒

诽谤

网络安全漏洞

通常，入侵者首先寻找网络存在的安全弱点，然后从缺口处无声无息的进入网络。

因而开发反黑客反击武器的思想是找出现行网络中的安全弱点，演示，测试这些安全漏洞，然后指出应如何堵住安全漏洞。

当前网络安全非常脆弱，主要存在

操作系统

计算机网络

数据库管理系统

这些安全隐患表现在

物理安全性

软件安全漏洞

不兼容使用安全漏洞

选择合适的安全哲理

网络攻击

网络攻击是指任何的非法授权行为。

网络攻击分为

被动攻击

主动攻击

物理临近攻击

内部人员攻击

分发攻击

任何形式的互联网络服务都回导致安全方面的风险，问题是如何将风险降低到最低程度

目前的网络安全措施

数据加密

数字签名

身份认证

防火墙

入侵检测

VPN

虚拟专用网（Virtual Private Network， VPN) 建立在公用网上的，由某一组织或某一群用户专用的通信网络，其虚拟性表现在任意一对VPN用户之间没有专用的物理连接，而是通过（Internet Services Provider， ISP) 提供的公用网络来实现通信。

其专用性表现在VPN之外的用户无法访问VPN内部的网络资源，VPN内部用户之间可以实现安全通信

实现VPN的关键技术

隧道技术（Tunneling）

加解密技术（Encryption & Decryption）

密钥管理技术（Key Management）

身份认证技术（Authentication)

VPN的解决方案

内联网VPN(Intranet VPN)

外联网VPN(Extranet VPN)

远程接入VPN(Access VPN)

网络工程

网络工程师根据用户的需求和具体情况，结合现时的网络技术的发展水平及产品程序，经过充分的需求分析和市场调研，从而确定网络建设方案，依据方案有步骤，有集合实施的网络建设活动。

网络建设步骤

网络规划和网络设计阶段

工程组织和实施阶段

系统运行维护阶段

存储及负载均衡技术

RAID技术

RAID (Redundat Array of Inexpensive Disks) 磁盘阵列

是一种由多块磁盘构成的冗余阵列

使用磁盘阵列的目的

建立数据冗余

增强容错

提高容量

增进性能

RAID 技术主要包含 RAID0-7等规范，和复合RIAD模式 RAID0+1 RAID5+1

在RAID家族中，RAID0和RAID1在个人电脑上得到了广泛的应用

硬件RAID的实现

一般使用SCSI或者IDE/ATA作为硬盘系统的接口

硬件实现方式

内置或集成RAID控制器

外置RAID控制器

软件RAID的实现

除了使用RAID卡或者主板所带的芯片实现磁盘阵列外，在一些操作系统中可以直接利用软件方式实现RAID功能

例如 WINDOWS 2000/xp内置 RAID功能，Linux 用Raidtools来实现RAID功能

网络存储技术

网络存储采用面向网络的存储体系结构，使数据处理和数据存储分离，由专门的系统负责数据处理，存储设备或子系统负责数据的存储

网络存储体系结构

直连式存储（Direct Attached Storage， DAS)

网络连接存储（Network Attached Storage，NAS)

存储区域存储（Storage Area Network， SAN)

负载均衡技术

负载均衡（Load Balance）是由多台服务器以对称的方式组成一个服务器集合，每台服务器都具有等价地位，都可以单独对外提供服务而无须其他服务器的辅助

负载均衡是在现有的网络结构的基础上，通过扩展网络设备和服务器的带宽，来增加吞吐量提升网络的数据处理能力，提高网络的灵活性，可靠性和可维护性，最终的目的是加快服务器的响应速度，从而提高用户的体验度

负载均衡结构

本地负载均衡（Local Server Load Balance）

全局负载均衡（Global Server Load Balance）

负载均衡的实现方法

把大量的并发访问或者数据流量分配到多个设备上分别处理，以减少用户的等待

将单个的重负载的预算分摊到多个设备上并行处理，再将每个设备的运行结果汇总后返回给用户

一个网络的负载均衡，一般从三个角度实现

传输链路的聚合

采用更高层网络交换技术

设置服务器集群

常用的负载均衡技术

操作系统自带的负载均衡服务

基于特定服务器软件的负载均衡

基于DNS的负载均衡

反向代理负载均衡

基于NAT的负载均衡技术

扩展的负载均衡技术

硬件方式

服务器集群技术

集群Cluster 是一组相互对立的服务器在网络中表现单一的系统，并以单一系统的模式加以管理。此单一系统为客户端提供高可靠性的服务，并大幅度提高了服务器的安全性

一个Cluster包含多台（至少两台）拥有一个共同名称，各节点服务器通过一内部局域网相互通讯，集群内任一系统上运行的服务都可被所有的网络客户使用，当一台节点服务器发生故障时，这台服务器上所运行的应用程序将在另一个节点服务器上被自动接管，客户也能很快的自动的连接到新的应用服务器上

多媒体技术及其应用

多媒体技术基本概念

媒体

承载信息的载体又称媒介。

媒体有两种含义

表示信息的载体，如文本、图形、图像、动画、音频和视频等

存取信息的实体，如纸张、磁盘、光盘和半导体存储器等

媒体的种类

感觉媒体

Perception Medium 指人们接触信息的感觉形式

如视觉、听觉、触觉、嗅觉和味觉等

表示媒体

Representation Medium 时指信息的表示形式

如文字、图形、图像、动画、音频和视频等

显示媒体

Presentation Medium 表现和获取信息的物理设备

如输入显示媒体键盘、鼠标器和麦克风等；输出显示媒体显示器、打印机和音箱等

存储媒体

Storage Medium 时存储数据的物理设备

如磁盘光盘和内存等

传输媒体

Transmission Medium 传输数据的物理载体

如电缆、光缆和交换设备等

多媒体

多媒体时数字、文字、声音、图形、图像和动画等各种媒体的有机组合，并与先进的计算机、通信和广播电视技术相结合，形成一个可组织、存储、操纵和控制多媒体信息的集成环境和交互系统

多媒体这个术语既指信息表示媒体的多样化，有包括了传播、处理和使用多媒体的各种技术和方法

多媒体技术

多媒体技术是指以数字化为基础，能够对多种媒体信息进行采集、编码、存储、传输、处理和表现，综合处理多种媒体信息并使之建立起有机的逻辑联系，集成为一个系统并能具有良好交互性的技术。

多媒体元素是指多媒体应用中可显示给用户的媒体形式

目前常见的媒体元素

文本

图形

图像

声音

动画

视频图像等

多媒体技术包含

计算机技术

视听技术

通信技术

多媒体技术的特征

多样性

集成性

交互性

实时性

多媒体计算机

多媒体计算机（Multimedia Personal Computer， MPC) 是指能够综合处理多种媒体信息的计算机

MPC = PC+CD-ROM+声卡+显示卡+多媒体操作系统

多媒体数据压缩编码技术

由国际标准化协会、国际电信协会和国际电联领导下，制定了三个有关视频图像压缩编码的国际标准

JPEG

H-261

MPEG

多媒体数据压缩编码的国际标准

静态图像压缩编码的国际标准

JPEG(Joint Photographic Experts Group）联合图像专家小组标准

JPEG是一种对静态图像压缩的编码算法。

“联合"的含义

国际电报电话咨询委员会（Consulative Committeeon International Telephone and Telegraph， CCITT)

国际标准化协会

静态图像压缩的标准

JPEG

JPEG2000

运动图像压缩标准

MPEG (Moving Picture Experts Group）运动图像专家组

MPEG 是专门制定多媒体领域内的国际标准的一个组织

MPEG是面向运动图像压缩的一个系列标准

目前有

MPEG-1

MPEG-2

MPEG-4

MPEG-7

MPEG-21

DVI

MPEG的优势

首先，它是作为一个国际化的标准来研究制定的，所以具有很好的兼容性

其次，MPEG能够比其他算法提供更好的压缩比，最高可达200：1

MPEG在提供高压缩比的同时，对数据的损失很小

不存在专利问题，更适合于大力推广

多媒体数据压缩方法分类

无损压缩编码法（Lossless Compresssion Coding），也称冗余压缩法或熵编码法

有损压缩编码法（Loss Compression Coding）也称熵压缩法

组合编码（高效压缩编码）

多媒体系统的组成

多媒体的层次结构与计算机系统的机构原则上是相同的。由底层的硬件系统和其上的各层软件系统组成，只是考虑多媒体的特性各层次的内容有所不同。

多媒体系统的层次

多媒体应用软件

多媒体开发工具

多媒体操作系统

多媒体驱动程序

多媒体硬件系统

多媒体硬件

多媒体硬件系统的构成

主机

大中型计算机

工作站

微机

多媒体外部设备接口卡

声卡

视频压缩卡

VGA/TV转换卡

视频捕捉卡

视频播放卡

光盘接口卡

多媒体外部设备

视频音频输入设备

摄像机

录像机

影碟机

扫描仪

话筒

录音机

激光唱盘

MIDI合成器

视频音频输出设备

显示器

电视机

投影器

扬声器

立体声耳机

人机交互设备

键盘

鼠标

触摸屏

光笔

数据存储设备

CD-ROM

磁盘

打印机

可擦写光盘

多媒体软件

多媒体软件系统按功能分为

系统软件

多媒体操作系统

媒体素材制作软件

多媒体函数库

多媒体创作工具与开发环境

多媒体外部设备驱动

驱动器接口程序

应用软件

教育软件

电子图书

系统软件

系统软件是多媒体系统的核心

不仅具有综合使用各种媒体，灵活调度多媒体数据进行媒体的传输和处理能力

而且要控制各种媒体硬件设备协调的工作

应用软件

是在多媒体创作平台上设计开发的面向应用领域的软件系统

通常由应用领域的专家和多媒体开发人员共同协作配合完成的多媒体应用系统和多媒体产品

多媒体技术的研究内容

数据压缩

在多媒体系统中，由于涉及的各种媒体信息主要是非常规数据类型，这些数据所需要的存储空间是十分巨大的。

多媒体技术必须要解决的技术

采用新技术手段增加存储空间和通信宽带

对数据进行有效的压缩

数据的组织与管理

数据量大，种类繁多，关系复杂是多媒体数据的基本特征

面向对象数据库（Object Oriented Data Base， OODB)和多媒体数据库结合超媒体（hypemedia）技术的应用，为多媒体信息的建模、组织和管理提供了有效方法

多媒体信息的展现和交互

在多媒体环境下、各种媒体并存、视觉、听觉、触觉、味觉和嗅觉媒体信息的综合与合成，各种多媒体的时空安排和效应、相互之间的同步和合成效果，相互作用的解释和描述等都是多媒体领域需要研究和解决的问题

多媒体通信和分布处理

多媒体的分布处理是一个十分重要的研究课题

多媒体信息分布的基本目标

超越时空限制

充分利用信息

协同合作

相互交流

节约时间和经费

虚拟实现技术

所谓虚拟实现就是采用计算机技术生成一个逼真的视觉、听觉、触觉及味觉感等感官世界，用户可以直接用人的技能和智慧对这个生成的虚拟实体进行考察和操纵

虚拟现实包含的三层概念

虚拟现实是用计算机生成的一个逼真实体

用户可以通过人的感官与这个环境进行交互

虚拟现实往往要借助一些三维传感技术为用户提供一个逼真的操纵环境

智能多媒体技术

将具有推理功能的知识库与多媒体数据库结合起来，形成智能多媒体数据库。

智能媒体数据库另一个重要研究课题是多媒体数据库基本内容检索技术，它需要把人工智能领域中的高维空间的搜索技术、视音频信息的特征抽取和识别技术、视音频信息语义抽取问题以及知识工程中的学习、挖掘及退了等问题应用到基于内容的检索技术中

把多媒体信息实时处理和压缩编码算法集成到CPU芯片中

计算机产业的发展趋势应该是把多媒体和通讯的功能集成到CPU中，过去的计算结构设计较多的考虑计算功能，主要用于数学运算和数值处理，随着多媒体技术和网络通讯技术的发展需要计算机具有综合处理声、文、图信息及通讯的功能。

其一，以及多媒体和通讯功能为主，融合CPU芯片原有的计算机功能，它的设计目标是用在多媒体专用设备、家用及宽带通讯设备，可以取代这些设备中的cpu及大量ASIC和其他芯片

其二，以通用CPU计算功能为主，融合多媒体和通讯功能，它们的设计目标是与现有的计算机系列兼容，同时具有多媒体和通讯功能，主要用在多媒体计算机中

多媒体技术的应用领域

办公自动化

电子出版物

多媒体通信

信息点播（Information Demand）

计算机协同工作（Computer Supported Cooperative Work，CSCW)

教育与培训

商业与咨询

军事与娱乐

军事遥感

核武器模拟

战场模拟

MIDI

VCD

DVD

游戏

系统性能

系统性能是一个系统提供给用户众多性能指标的集合。

硬件性能

软件性能

部件性能

综合性能

系统性能包含4个方面

性能指标

性能指标是软硬件的性能指标集成

在硬件中

计算机

各种通信交换设备

各类网络设备

在软件中

操作系统

协议

应用程序

计算机

对计算机评价的主要性能指标

时钟频率（主频）

运算速度

运算精度

内存的存储容量

存储器的存取周期

数据处理速率（Processing Data Rate， PDR)

吞吐率

各种响应时间

各种利用率

RASIS特性

可靠性（Reliability）

可用性（Availability）

可维护性（Sericeability）

完整性（Intergraity）

安全性（Security）

平均故障响应时间

兼容性

可扩充性

性能价格比

路由器

设备吞吐量

端口吞吐量

全双工线速转发能力

背靠背帧数

路由表能力

背板能力

丢包率

时延

时延抖动

VPN支持能力

内部时钟精度

队列管理机制

端口硬件队列数

分类业务带宽保证

RSVP

IP Diff Serv

CAR支持

冗余

热插拔组件

路由器冗余协议

网管

基于web的管理

网管类型

带外网管支持

网管粒度

计费能力/协议

分组语音支持方式

语音压缩能力

端口密度

信令支持

交换机

交换机类型、配置、支持的网络类型

最大ATM端口数

最大SONET端口数

最大FDDI端口数

背板吞吐量

缓冲区大小

最大MAC地址表大小

最大电源数

支持协议和标准

路由信息协议(RIP)

RIP2

开放式最短路径优先第二版

边界网关协议（BGP)

无类别域间路由（CIDR)

互联网组成管理协议（IGMP)

距离矢量多播路由协议（DVMRP)

开放式最短路径优先多播路由协议（MOSPF)

协议无关的多播协议（PIM)

资源预留协议（RSVP)

802.1P优先级标记

多队列

路由

支持第三层交换

支持多层

4到7层交换

支持多协议路由

支持路由缓存

可支持最大路由表数

VLAN

最大VLAN数量

网管

支持网管类型

支持端口镜像

Qos

支持基于策略的第二层交换

每端口最大优先级队列数

支持基于策略的第三层交换

支持基于策略的应用级Qos

支持最小/最大带宽分配

冗余

热交换组件

管理卡

交换结构

接口模块

电源

冷却系统

支持端口链路聚集协议

负载均衡

网络

设备级性能指标

网络级性能指标

应用级性能指标

用户级性能指标

吞吐量

操作系统

系统的可靠性

吞吐量

系统响应时间

系统资源利用率

可移植性

数据库管理系统

数据库大小

数据库中表的数量

单个表的大小

表中允许的记录数量

单个记录的大小

表示所允许的索引数量

数据库所允许的索引数量

最大并发事务处理能力

负载均衡能力

最大连接数

Web服务器

最大并发连接数

响应延迟

吞吐量

性能计算

主要方法

定义法

公式法

程序检测法

仪器检测法

常用性能指标的计算过程（Millions of Instructions Per Second， MIPS)的计算方法

峰值计算

等效指令速度（吉普森（Gibosn）法）

在实际应用中，往往是对这些常用性能指标的复合计算，然后通过算法加权处理得到最终结果

性能设计

性能调整

当系统性能降到最基本的水平时，性能调查由查找和消除瓶颈组成

对于数据库系统，性能调整主要包括

CPU/内存的使用状况

优化数据库设计

优化数据库管理

进程/线程状态

硬盘剩余空间

日志文件大小

对于应用系统

应用系统的可用性

响应时间

并发用户数

特定应用的系统资源占用

在开始性能调整之前，必须做的准备工作

识别约束

指定负载

设置性能目标

在建立了性能调整的边界和期望值后，就可以开始调整了

这是一系列重复的数控的性能试验，循环的调整过程为收集，分析、配置和测试

阿姆达尔解决方案

阿姆达尔（Amdahl）定律主要用于系统性能改进的计算中。

阿姆达尔定律是指计算机系统中对某一部件采用某种更快的执行方式所获得的系统性能改变程度，取决于这种方式被使用的频率，或所占总执行时间的频率

阿姆达尔定律定义了采用特定部件所取得的加速比

加速比=不使用增强部件时完成整个任务的时间/使用增强部件时完成整个任务的时间

加速比反映了使用增强部件后完成一个任务比不使用增强部件完成同一个任务加快了多少

加速比主要取决于两个因素

在原有的计算机上，能被改进并增强的部分在总执行时间中所占的比例。这个指称为增强比例，它永远小于等于1

通过增强的执行方式所取得的进步，即如果整个程序使用了增强的执行方式，那么这个任务的执行速度会有多少提高，这个值是在原来条件下程序的执行时间与使用增强功能后的程序执行时间的比

原来的机器使用了增强功能后，执行时间等于未改进部分的执行时间加上改进部分的执行时间

新的执行时间=原来的执行时间*（（1-增强比例）+增强比例/增强加上比）

总的加速比等于两种执行时间的比

总加速比=原来的执行时间/新的执行时间=1/（（1-增强比例）+增强比例/增强加速比）

性能评估

性能评估是为了一个目的，按照一定的步骤，选用一定的度量项目，通过建模和实验，对一个系统的性能进行各项检测，对测试结果作出解释，并形成一份文档的技术

基准测试程序

常见的4种评价程序，它们的评测的准确度依次递减

真实的程序

核心程序

小型基准程序

合成基准程序

把应用程序中用的最多，最频繁的那部分核心程序作为评价计算机性能的标准程序称为基准测试程序（Benchmark）

分为

整数测试程序（Dhrystone）

浮点测试程序（Linpack）

Whetstone 基准测试程序

SPEC基准测试程序

TPC基准程序

WEB服务器的性能评估

性能指标

最大并发连接数

响应延迟

吞吐量

性能评测方法

基准性能测试

压力测试

可靠性测试

系统监视

系统本身提供的命令

Unix/Linux

W\PS\LAST

WINDOWS

NETSTAT

通过系统记录文件查阅系统在特定时间内的运行状态

集成命令、文件记录和可视化技术

windows 的perfmon应用程序

3.信息系统基础知识

信息化概述

信息的定义

信息是系统有序程度的度量

信息就是信息，不是物质也不是能量

信息是反映事物的形式、关系相差别的东西，它包含在事物的差异中，而不在事物的本身

统一和科学的定义是系统论对信息的概括

即信息是对客观事物变化和特征的反映

是客观事物之间相互作用的联系表征

是客观事物经过感知或认识之后的再现

信息的特征

客观性

信息反映了客观事物的运动状态和方式

客观性即事实性，不符合事实的信息不仅没有价值，而且可能有副作用

普遍性

物质的普遍性决定了信息的普遍存在，因而信息无所不在

无限性

由于一切事物运动的状态和方式都是信息，而事物及其变化是无限多样的，因为信息是无限性的

动态性

信息是随着时间的变化而变化的，因而使动态的

依附性

信息使客观世界的反映，因而要依附于一定的载体存在，需要有物质的承担者。

信息不能完全脱离物质而独立存在

交换性

信息可以在时间上或空间上从一点传递到另一点

信息在时间上的传递即是存储

在空间上的传递即是转移或扩散

层次性

客观世界是分层次的，反映它的信息也是分层次的

信息可以分为

战略级

管理级

操作级

系统性

信息可以表示为一种集合

不同类别的信息可以形成不同的整体，因而可以形成与现实世界相对应的信息系统

信息化的定义

在国家宏观信息政策指导下，通过信息技术开发、信息产业的发展、信息人才的配置，最大限度的利用信息资源以满足全社会的信息需求，从而加速社会各个领域的共同发展以推进信息社会的过程。

从本质上看，信息化应该是以信息资源开发利用为核心，以网络技术、通讯技术等高科技技术为依托的一种新技术扩散的过程

在信息化过程中，信息技术自身和整个社会都发生着质的变化。信息化不仅仅是生产力的变革，而且伴随着生产关系的重大变革。

信息化的主体是全社会成员，包括政府、企业、事业、团体和个人

信息化的时域是一个长期的过程

信息化的空域是经济和社会的一切领域

信息化的手段是基于现代信息技术的先进社会生产工具

信息化的途径是创建信息时代的先进生产力，推动社会生产关系及社会上层建筑的改革

信息化的目标是使国家的综合实力、社会的文明素质和人民的生活质量全面达到现代化水平

信息化的基础是工业化，现代化，自动化

信息化也是工业化，现代化和自动化向高级阶段发展的必然结果

信息化的内容

信息资源的开发利用

信息资源的开发利用的三个问题

原始信息的采集

使存在的信息在给定时间内获取

使用户获得真正需要的信息

信息化本身就是信息资源的大量开发和利用的过程，因此信息资源使信息化的源泉

信息网络的全面覆盖

信息网络是信息资源开发和利用的基础设施，是信息传输、交换和共享的必要手段

只有建设先进的信息网络才能充分发挥信息化的整体效益

信息网络包括

计算机网络

电信网

电视网等

信息网络在国家信息化的过程中将逐步实现三网融合，最终做到三网合一

信息技术的广泛应用

信息技术的应用是指把信息技术广泛应用于经济和社会的各个领域，这是信息化的基础

信息技术的应用时国际信息化中十分重要的要素，它直接反映了效率效果和效益

信息产业的大力发展

信息产业时信息化的物质基础

信息产业包括

微电子

计算机

电信产品的技术开发生产销售

软件信息系统的开发

电子商务

从根本上来说，国家信息化只有在产品和技术方面拥有雄厚的自主知识产权，才能提高综合国力

信息化人才的培养

高素质的人才队伍和合理的人才结构时信息化建设能否取得成功的关键所在

合理的信息化人才结构要求不仅要有各个层次的信息化技术人才，还要有精干的信息化管理人才、营销人才、法律人才和情报人才

信息化政策法规和标准规范建设

信息化政策法规和标准规范时国家信息化快速、有序、健康和持续发展的保障

主要包括

电子商务交易

知识产权保护

信息资源管理

网络安全

信息管理

安全认证

信息化的经济社会意义

信息化促进全球化的发展

信息技术产品贸易直接促进世界商品贸易的增长

信息技术促进服务贸易的发展

信息技术为跨国公司的投资、贸易活动提供便利

信息技术促进金融全球化和全球金融市场的形成

信息化极大促进了经济的增长

促进经济结构转变与产业结构高级化

信息和知识作为经济增长的内在因素，作为增长内在的源泉来促进经济的增长

信息化引发社会生活生活全面变革

随着全球信息化的进程的不断推进，信息技术和信息经济正逐渐成为经济增长和社会进步的主要力量

信息化时一项复杂的庞大的系统工程，既涉及信息技术和信息资源本身、也涉及政治体制、经济模式、生活方式、文化传统、人的思维方式和行为等内容

信息化将是推动社会进步与发展的第三次浪潮

信息化对国际关系产生了深刻影响

信息化的发展不仅促进了国与国之间的联系

同时也改变了国家力量对比并加速多极化格局的形成

信息化对组织的意义

社会学认为最具有代表性的4种组织类型

政府

企业

社团

家庭

信息化对家庭的意义比较单纯，主要是信息消费的方式、内容、价值等的变化

信息化对政府、企业、社团的意义

组织结构的创新

一个组织的结构如何进行运作往往是由信息的获取、处理、存储和传递方式、手段和效率决定的

由于信息化引发的组织创新到处可见，如，虚拟企业、虚拟社区等

组织管理创新

信息化管理软件大大提升了管理水平

企业应用（Enterprise Resource Planning， ERP)

Customer Relationship Management ,CRP

政府实施电子政务

建立电子政府

社会团体建立电子社团

组织经营创新

在信息化环境下，比较易于做到使经营和管理融为一体，从而提高组织的核心竞争力

造就信息化的人才队伍

人才信息化的含义

要造就一支信息化的人才队伍，包括有

计算机技术人才

网络技术人才

通信技术人才

操作人才

要有一批通晓本职业务，并能熟练进行信息系统操作的业务人才

要足够多的同时精通信息技术和经营管理专业的复合型、专家型人才

信息化的需求

组织对信息化的需求使组织信息化的原动力，它决定了组织信息化的价值取向和成果效益水平

组织信息化需求的层次性

战略需求

组织信息化的目标是提升组织的竞争力，为组织的可持续发展提供一个支持环境

从某种意义上来说，信息化对组织不仅仅是服务的手段和实现现有战略的辅助工具

信息化可以把组织战略提升到一个新的水平，为组织带来新的发展契机

特别是对于企业，信息化战略是企业竞争的基础

运作需求

组织信息化的运作需求是组织需求非常重要且关键的一环

包含三个方面

实现信息化战略目标的需要

运作策略的需要

人才培养的需要

技术需求

由于系统开发时间过长等问题在信息技术层面上对系统的完善、升级、集成和整合提出了需求

也有的组织，原来基础上没有大型的信息系统项目，有的也是一些单机应用，这样的组织的信息化需求，一般是从头开发新的系统

组织信息化需求的系统性

一个组织就是一个复杂的系统

组织的各层次的信息化需求之间存在着有机的内在联系

各层次信息化需求之间的逻辑关系

因果关系

依赖关系

主辅关系

协同关系

实现组织信息化的资源

人力

物力

财力

时间

精力

一个组织的信息化应该遵循，总体规划，分步实施的原则

信息化的战略

到2020年，我国信息化发展的战略目标

综合信息基础设施基本普及

信息技术自主创新能力显著增强

信息产业结构全面优化

国家信息安全保障水平大幅提高

国民经济和社会信息化取得明显成效

新型工业化发展模式初步确立

国家信息化发展的制度环境和政策体系基本完善

国民信息技术应用能力显著提高

为迈向信息社会奠定坚实基础

我国信息化发展的九大战略重点

推进国民经济信息化

推行电子政务

建设先进网络文化

推进社会信息化

完善综合信息基础设施

加强信息资源的开发利用

提高信息产业竞争力

建设国家信息安全保障体系

提高国民信息技术应用能力，造就信息化人才队伍

信息系统工程总体规划

系统规划是指根据组织的战略目标和用户提出的需求，从用户的现状出发，经过调查对所要开发管理信息系统的技术方案、实施过程、阶段划分、开发组织和开发队伍、投资规模、资金来源及工作进度，用系统的、科学的、发展的观点进行全面规划

信息工程总体规划的目标范围

在进行系统规划时，一般应对现行系统进行以下工作

创造性分析

creative analysis

对现存问题采用新的方法进行调查分析

批判性分析

critical analysis

毫无偏见地仔细询问系统中各组成部分是否有效益或效率

是否已超越手工作业系统地自动化

询问用户地陈述和假设，选择合理地解决方法

查清及分析有冲突地目标和发展方向

其目标是

从整体上把握管理信息系统地开发，有利于集中全部资源优势，使其得到合理配置与使用

使开发地目标系统与用户建立良好地关系

促进管理信息系统地开发与深化

作为系统开发的标准

促使管理人员回顾过去的工作，发现可以改进的薄弱环节

信息系统工程总体规划的内容包括

组织的战略目标、政策和约束、计划和指标分析

新的管理信息系统的目标、约束、计划和指标分析、功能结构、组织运行和管理效益分析和规划

组织的外部环境与管理现状调查

用户的需求调查与分析

新的管理信息系统的描述

新的管理信息系统的运行环境

新的管理信息系统的资源选型

新的管理信息系统的开发计划

信息系统工程总体规划的方法论

关键成功因素法

Critical Success Factors， CSF

在现行系统中，总存在着多个变量影响系统目标的实现，其中若干因素是关键的和主要的即关键成功因素

通过对关键成功因素的识别，找出实现目标所需要的关键信息集合，从而确定系统开发的优先次序

关键成功因素来自于组织的目标，通过组织的目标分解和关键成功因素的识别、性能指标识别，一直到产生数据字典

识别关键成功因素，就是要识别联系于组织目标的主要数据类型及其关系，不同组织的关键成功因素不同，不同时期的关键成功因素也不同。当在一个时期内的关键成功因素解决后，新的识别关键成功因素又开始了

关键成功因素法能抓住主要矛盾，使目标的识别突出重点。

该方法有利于确定企业的管理目标

战略目标集转化法

Strategy Set Transformation,SST

把整个战略目标看成是一个信息集合，由使命、目标、战略组成，管理系统的规划过程即是把组织的战略目标转变成为管理信息系的战略目标的过程。

战略目标集转化法从另一个角度识别管理目标，它反映了各种人的要求，而且给出了按这种要求的分层，然后转化为信息系统目标的结构化方法。它能保证目标比较全面，疏漏较少，但它在突出重点方面不如关键因素法

企业系统规划法

Business System Planning， BSP

信息支持企业运行

通过自上而下的识别系统目标，企业过程和数据，然后对数据进行分析，自下而上的设计信息系统

该管理信息系统支持企业目标的实现，表达所有管理层次的要求，向企业提供一致性信息，对组织机构的变动具有适应性

企业系统规划法，虽然也首先强调目标，但它没有明显的目标导引过程，它通过识别企业过程引出了系统目标，企业目标到系统目标的转化是通过企业过程/数据类等矩阵的分析得到的

其他

企业信息分析与集成技术

产出/方法分析

投资回收法

征费法（chargout）

零线预算法

阶石法

信息系统工程总体规划的软件架构组成

文件服务器架构

文件服务器架构是一种基于局域网的方案，其中服务器仅仅装载了数据层，系统应用的其他层都在客户端实现

典型的客户/服务器两层架构

在这种架构中，数据和数据处理放在服务器上，而应用领域、表现逻辑和表现层放在客户端。

充分挖掘使用了客户端的计算能力，并使数据库维护方便，其他客户端可同时使用同一表和数据库的其他记录，大大降低网络流量。

但是应用逻辑必须在所有客户端进行复制、维护等操作，客户端必须健壮

而且，数据库由众多程序直接访问，导致数据库的安全性和完整性难以维护

客户/服务器N层架构

客户/服务器N层架构就是在客户端和服务器之间加入一层或者多层的应用服务器程序（应用服务器）

开发人员把应用的业务逻辑和用户界面分开，将业务逻辑放在经过合理任务划分与物理部署后的中间层应用服务器上，客户程序通过中间层间接地访问数据库，客户端地修改不影响服务器端，客户程序可以充分扩展

如果需要修改应用程序代码，只需要对中间层应用服务器修改，而不用修改客户端应用。

好处

开发人员更专注于应用系统核心业务逻辑地分析与设计等工作

简化了应用系统地开发更新

整个系统的可扩展性、数据的安全性等显著增强

更好的支持对企业业务逻辑的集中控制与管理

基于web的架构

基于web架构是松散耦合的，能够在不同的网络及操作系统中运行，并能方便的扩充到相关企业和最终用户

把数据表现层逻辑从客户端分离出来部署在web服务器上。用事务逻辑部署在应用服务器上，数据处理逻辑和数据本身部署在数据服务器上。

这架构以服务器为中，客户端瘦小，简单，容易在运行时实现自动升级；应用事务层可在异构的平台的客户端上共享；分离不同的逻辑构件，并采用中间件技术，使得人机交互设计人员、事务逻辑开发人员可以独立的设计和维护他们各自的部分，同时增强应用系统的动态适应性

总体规划的实现过程

按总体规划报告购置和安装计算机网络系统

建立数据库系统

程序设计

结构化程序设计方法

原型方法

面向对象的方法

系统转换

运用某一种方式由新的系统代替旧的系统的过程

试运行

系统正式运行的前期准备工作，同时也是系统调试工作的延续

信息化的典型应用

政府信息化与电子政务

电子政务的概念

电子政务实质上时对现有的、工业时代形成的政府形态的一种改造，即利用信息技术和其他相关技术，将其管理和服务职能进行集成，在网络上实现政府组织结构和工作流程优化重组，超越时间、空间与部门分隔的制约，实现公务、政务、商务、事务的一体化管理与运行。

电子政务的发展过程实质上是对原有的政府形态进行信息化改造的过程，通过不断地摸索和实践，最终构造出一个与信息时代相适应的政府形态

电子政务主要包括

政府部门内部电子化和网络化办公

政府部门之间通过计算机网络进行的信息共享和实时通信

政府部门通过网络与居民之间进行的双向信息交流

电子政务的内容

在社会中，与电子政务相关的行为主体主要有三个

政府

企业，事业单位

居民

政府的业务活动

政府与政府 G2G

政府间的互动

政府的各个部门之间、政府与公务员与其他政府工作人员之间的互动

中央政府与各级地方政府之间

首脑机关与中央和地方政府组成部门之间的互动

政府内部的政务活动

国家和地方基础信息的采集、处理和利用

政府之间各种业务流所需要采集和处理的信息

政府之间的通信系统

政府内部的各种管理信息系统

各级政府的决策支持系统和执行信息系统

政府对企业事业 G2B

政府面向企业的活动

政府向企业事业单位发布的各种方针、政策、法规、行政规定，即企业事业单位从事合法业务活动的环境

政府向企业事业单位颁发的各种营业执照、许可证、合格证和质量认证

政府对居民 G2C

政府对居民的活动实际上是政府面向居民所提供的服务。

政府对居民的服务首先是信息服务，让居民知道

政府的规定是什么

办事程序是什么

主管部门在哪里

各种关于社区公安和水火天灾等于公共安全有关的信息

政府向居民提供的各种服务

户口、各种证件和拍照的管理

各种公共部门服务信息

企业对政府 B2G

企业对政府的活动

向政府缴纳各种税款

按政府要求应该填报的各种统计信息和报表

参加政府的各项工程的竞、投标

向政府供应各种商品和服务

就政府如何创造良好的投资经营环境，如何帮助企业发展等提出企业的意见和希望

反映企业在经营活动中遇到困难

提出可供政府采纳的建议

向政府申请可能提供的援助

居民对政府 C2G

居民对政府的活动

个人应向政府缴纳的各种税款和费用

按政府要求应该要填报的各种信息和表格

以及缴纳各种罚款

居民参政，议政

报警服务

电子政务的技术形式

电子政务在世界范围内的发展的主要特征

以互联网为基础设施，构造和发展电子政务

就电子政务的内涵而言，更强调政府服务功能的发挥和完善

电子政务发展经历的阶段

起步阶段

政府信息网上发布是电子政务发展起步阶段较为普遍的一种形式

大体上是通过网站发布与政府有关的各种静态信息，如法规、指南、手册、政府机构、组织、官员和通信联络等

政府与用户单向互动

在这个阶段，政府除了在网上发布与政府服务项目有关的动态信息之外，还向用户提供某种形式的服务

政府与用户双向互动

在这个发展阶段，政府与用户可以在网上完成双向的互动

网上事务处理

以电子方式实实在在的完成了一项政府业务的处理

电子政务的应用领域

电子政务的应用结构

面向社会的应用

政府通过自己的网站向社会发布信息，为社会公众提供查询服务

面向社会的各类信访、建议、反馈以及数据收集和统计系统

各类公共服务性业务的信息发布和实施

面向社会的各类项目的申报、申请