信息技术的技术基础主要内容
信息系统的技术层次
计算机硬件系统
计算机软件系统
数据管理信息系统的技术层次
应用系统 (Application)
– 企业问题的解决方案
企业特定的
行业特定的
应用平台 (IT Infrastructure)
– 通用的企业软件基础服务
一般不直接解决问题
操作系统 (Operating System Platform)
– 通用基本软件系统
将不同硬件包装成一个样子
硬件系统 (Hardware)
– 计算机的物理系统硬件操作系统应用平台
ERP
SA MES
CAD
CRM
HMS
WMS

信息系统的技术层次的例子
应用系统
– 直接支持业务流程的大部分系统 (Transaction systems)
– ERP
– 财务会计
应用平台
– 中间件
– 数据库
操作系统
– 视窗 XP
– UNIX(Solaris&Linix)
硬件系统
– 奔腾 4个人电脑
– AS/400
信息系统的技术层次的特点层次名字 特点应用系统 - 白猫黑猫抓住老鼠就是好猫
- 经营的组成部分
- 变化稳定
- 用的长久,注意保护投资
- 系统之间的整合占 60-80%的 IT预算应用平台 - 应用系统的运行环境
- 用的长久,变化较大
- 应用系统多的平台较有利,支持应用系统整合的为佳操作系统 - 应用系统多的好
- 可靠性好的为 transaction systems 采用硬件系统 - 对企业价值不大
- 够用可靠即可信息处理模式
三个基本元素
– 输入端子
– 处理器
– 输出端子
特点
– 流程
流进
处理
流出
– 能力限制信息处理器计算机的硬件系统
处理器
– CPU
ALU
Cache
记忆储存
– 内存
– 外存
输入设备
– 键盘,鼠标,网卡
输出设备
– 打印机,显示器,网卡
通信连接系统
– BUS
CPU
内存输出输入设备计算机的 CPU能做什么工作?
从内存取一条指令执行
– 一条接一条
– 指定的地址
能执行三种指令
– 计算加减乘除
整数的
小数的
– 检测简单条件
等于 0,大于 0,小于 0
– 重复计算
cnt = 5
TEST,if cnt = 0 goto Exit
cnt = cnt - 1;
print cnt;
goto TEST
EXIT,done
地址 指令
CPU的主要指标
速度
– 主蘋率
– MIPS
– 速度越快,指令执性速度越快
Cache的大小
– Cache 速度是内存的 10-100倍
– 超过 32KB后,作用不明显
数据的宽度
– 一般为 32BIT或 64BIT
– 越宽数据流量也越大
CACHE能有效地提高内存速度假设 ( 1)内存速度为 60纳秒
( 2) CACHE速度为 5纳秒
( 3) 80%的数据可以在 CACHE找到平均读写速度为 V= 0.8*5 + 0.2*60 = 16 纳秒
CACHE的工作原理:
- CPU需要数据时,先在 CACHE理找
- 如果有的话,CPU就用 CACHE里的数据
- 如果没有,CPU从内存里读取,放入 CACHE,再使用数据
- 如果 CACHE里装满了,CPU清除一个老的数据,再存新的数据
CPU速度的提升芯片 发布时间 时钟速度
8086 78.6 5-10MHz
80286 82.2 8-12MHz
80386 85.10 16-33MHz
80486 89.4 25-50MHz
Pentium 93.3 60-166MHz
Pentium Pro 95.3 150-200MHz
Pentium II 1996 233-300MHz
P6 1997 up to 400MHz
Pentium III 99.2 450-1000MHz
Pentium IV 2000.11 1500-2G MHz
CPU速度对硬件选择的含意
95%的计算机足够快,以支持任何企业软件
– 只有极少数 mission-critical系统需要最快最新的硬件
99%计算机无事可做
– 人的速度太慢了
– 最慢的一环决定着整个系统的速度
– 买太多的速度,只是浪费钱他们重要吗?
常见计算机词汇有如表
对企业来说,意义不大
– 硬件为自己挖好了坑
快的使这些手段空洞化了
Clock doubling
CISC
RISC
Floating point
Pipelined
Superscalar
记忆储存器的功用
储存计算机指令(程序)
– 程序执行前,必需读进内存
程序大,内存大,执行速度快
储存数据
– 企业数据量比较大
一般边用边读
– 速度取决于储存器的读写速度。
– 外存的读写速度比内存慢 100-1000倍。
买速度快的硬盘对提高系统速度有帮助我们需要多少硬件?
过去 10年内,美国非 IT行业的 IT投资基本上没有增加劳动生产率( <0.5%)
– 为什么?
该自动化的业务流程早已自动化了
美国的 IT行业劳动生产率增长了 40%
– 自己改进自己?
– 高科技神话是一个自我怪圈?
硬件为主的企业信息化项目一般都是错误的
– 不解决企业问题,不是个好方案。
计算机家族成员 用户 共享性用途 连接性 价格级别稳定性人材可获得性时代 趋势个人电脑 个人专用 不共享个人软件 不连网 千元 不稳 易 1980-今 见少工作站 个人主用 可共享个人 +客户软件连网 万元 不稳 易 1986-今 主流服务器 多个用户 共享 重要企业软件连网 十万 较稳 易 1986-今 主流小型机 多个用户 共享 重要企业软件连网 百万 稳定 较难 1970-今 衰落中大型机 多个用户 共享 特大型企业软件连网 亿元 稳定 难 1950-今 衰落中超级计算机 多个用户 共享 科学计算 连网 >亿元 稳定 特难 1960-今 少见大规模并行机多个用户 共享 科学计算 连网 >亿元 稳定 特难 1980-今 少见并行机
对称的记忆共享( SMP)
– 简单低价
– 可延伸性,〈 20 CPU
– 主要用于高端服务器
Message-passed的并行机
– 复杂
– 可延伸性好:几百 CPU
– 主要用于特殊高端服务记忆共享的内存
C
P
U
C
P
U
C
P
U
C
P
U
C
P
U
C
P
U
C
P
U
C
P
U
计算机语言简介
计算机语言的概念
计算机语言的结构
计算机数据的表达方式
计算机语言的类型
计算机软件的构造步骤
计算机语言家族计算机语言的概念
计算机自己不会做点什么
计算机只会照内存里的指令来执行
计算机软件
– 完成一项任务的一组计算机指令
计算机指令是用计算机语言来描述的
cnt = 5
TEST,if cnt = 0 goto Exit
cnt = cnt - 1;
print cnt;
goto TEST
EXIT,done
地址 指令计算机程序计算机语言的结构
不管什么语言,它们都不外如下计算机指令的类型 目的 例子 解释描述性指令 告诉计算机缩用数据的大小,类型
Integer x,x[5]; x是一个整数
x是一个整数组执行性指令:
顺序语句 一条接一条执行的 x=sin(4);
y=x+3;
求 SIN( 4) +3;
条件语句 检查条件,然后再做 If (x<0) Do_something; 如果 X小于 0,执行 Do_something
重复语句 重复执行 sum = 0;
for (integer i=0; i < 5; i++)
sum = sum + i;
求 1+2+3+4
计算机数据的表达方式
Big endian
– 数据从高位排到低位
Small endian
– 数据从低位排到高位
为什么这个重要?
– 不同的计算机并不能直接沟通
12
34
34
12
数字,234
计算机语言的类型
机器语言
– 计算机能懂并执行的语言
计算机不同,机器语言也不同
宏汇编语言
– 近似机器语言
– 专业的人能读写
高级语言
– 接近人的语言
– 计算机不能直接懂
– 需要翻译器翻译成机器语言计算机软件的构造步骤
第一步
– 用编辑软件产生一个文本
– 文本里装着你写的程序
第二步
– 用一个汇编软件将高级语言翻译成计算机能懂的语言
第三步
– 指行这个新产生的软件计算机语言家族
机器语言
宏汇编语言
结构性语言
面向目标对象的语言操作系统简介
概念
结构
类型
选择操作系统的概念
直接使用硬件的困难
– 硬件变化多端,不容易处理
– 硬件要求专门知识,不利推广应用
操作系统是一件软件外衣
– 提供统一的界面
– 提供统一的功能
– 提供统一的操作硬件硬件硬件都一样吗!
操作系统的功能
资源管理者
– CPU
– 内存
– 输出 /输入设备
– 外存
– 通讯
用户命令执行者操作系统的结构
任务
– 打开,关闭,停止,继承
文档系统
– 打开,关闭,读,写
– 文件数据
– 输出 /输入设备
通讯机制
– 打开,关闭,送,收
时钟
命令执行壳任务 任务任务文档系统通讯机制钟操作系统的类型
单任务操作系统
– 只能执行一个任务
– DOS,WINDOWS
多任务操作系统
– 同时执行多个任务
– UNIX,WINDOW95,98,XP,NT
互交式的操作系统
– 允许用户互动命令
批运行的操作系统
– 一起执行,一个接一个选择操作系统操作系统 用户容易度稳定度技术支持应用 应用软件的可获得性升级兼容
DOS 易 不稳 有限 简单设备控制 差 差
WINDO
WS
易 不稳 有限 工作站 好,但过时 差
WIN95,
98
易 不稳 有力 工作站 好,多 差
WIN NT,
XP
易 较稳 有力 工作站,低端服务器好,多 较好
UNIX 难 稳定 有 服务器 少,但重要 好
LINUX 较难 稳定 较无 服务器 更少 好应用平台 /中间件简介
为什么需要中间件?
中间件的概念
结构
类型
选择为什么需要应用平台 /中间件?
操作系统缺乏对跨计算机系统的支持
联网后,计算机系统需要与其它计算机协作
计算机之间的通讯
硬件上的数字表示标准
跨计算机的资源管理
跨计算机的控制硬件硬件硬件?
为什么中间件难作?
必需克服五个困难
– 操作系统的不同
– 计算机语言的不同
– 计算机数字表示的不同
– 网络技术的不同
– 时钟的不同应用平台的概念
在计算机之间,用软件创造一个一致性的系统服务环境及其系统
主要服务
– 核心服务
通讯服务
– 使计算机上的任务能相互交流
– 目录服务
114服务:将名字变成网络地址
– 事件服务
事件通知服务计算机通讯
核心是计算机通讯的协议
– 通信时用的共同语言
计算机通讯协议的三要素
– 地址
我是谁?你是谁?我要和你通讯
– 格式
这是什么意思?
– 规则
我应该如何作?你应该如何作?
地址:电话号码格式:中文打电话协议规则:
- 先拨后打
- 打完再挂通讯方式的类型
Message passing
– 同步方式
送出信息后,等待回复
保证对方在等待
可靠简单的通讯,不可靠的系统
– 异步方式
送出信息后,不等待回复
信息被系统放到队列里( message queue)
不保证对方在等待
不可靠的通讯,但可靠的系统送送者 收者送等收中间件送者 收者送取客户 -服务器方式 ( C/S)
客户 -服务器方式是同步的一种
优点
– 客户
开发简单
维护容易
可以是低性能系统
– 服务器
集中管理维护
业务知识在一处
缺点
– 对系统可靠性要求高
– 系统集成难度高客户 服务器送等收做真正的工作流览器 -服务器方式( B/S)
流览器 -服务器是客户 -服务器的一种
– 流览器为客户软件
– 网站为服务器的接口
优点
– 不用专门开发客户软件
用流览器就是了
缺点
– 客户软件比较不灵活
很多事不能做流览器 WWW服务器 应用服务器流览器 应用服务器
Message Queue( MQ)
Message Queue是异步通讯的一种
优点
– 开发简单
– 对系统可靠性要求低
– 特别适合系统集成
缺点
– 需要中间件中间件客户 服务器送取目录服务
计算机的 114
– 给定名字,查地址
– 使资源的地址改变不影响应用软件
目录服务实际上是一个服务器软件
– 每个资源自己注册
– 用户可查询
– 使用方式
计算机自己用( API)
人用
– 看起来象文档系统目录服务计算机
B
计算机
A
注册注册
B?
B,162.25.101.99,8080
联接信息
OK
做事结果事件服务
通知系统
– 将某事件告诉有关系统
– 用于应用软件的整合
事件服务实际上是一个服务器软件
– 每个系统自己注册
能产生的事件
所关心的事件
– 当事件发生时,系统向事件服务发布事件
– 事件服务向所有注册的关心者通报
– 使用方式
计算机自己用( API)
人用
– 看起来象一个记录事件的文本事件服务计算机
B
计算机
A
注册注册发布
OK
通知应用平台的选择系统 可靠性 有利集成 解决的问题 复杂性 灵活性 高性能
MQ 高 优秀 不确定下的通讯;集成系统复杂 灵活 高
C/S 一般 差 通讯 简单 较灵活 中等
B/S 差 较差 通讯 简单 不灵活 低事件服务 高 优 大系统内的不同步事件系统复杂 N/A 高目录服务 高 优 资源底址的可变性系统复杂 N/A 高