醫(yī)學(xué)信息-數(shù)據(jù)與數(shù)據(jù)庫(kù)管理.ppt

數(shù)據(jù)與數(shù)據(jù)庫(kù)管理,1.3 數(shù)據(jù)與數(shù)據(jù)庫(kù)管理,為了提高數(shù)據(jù)的處理效率，往往需要將這些數(shù)據(jù)分門(mén)別類(lèi)地進(jìn)行整理和保存，以便今后對(duì)數(shù)據(jù)進(jìn)行查詢(xún)、統(tǒng)計(jì)和數(shù)據(jù)挖掘等操作，從中尋找有用的信息。數(shù)據(jù)庫(kù)系統(tǒng)便是實(shí)現(xiàn)上述目的的有效手段。,工資檔案 患者病案 科技檔案 藥品庫(kù)存 學(xué)生成績(jī),數(shù)據(jù)庫(kù)是計(jì)算機(jī)信息處理領(lǐng)域的一個(gè)重要的組成部分 數(shù)據(jù)庫(kù)技術(shù)是當(dāng)今信息技術(shù)中應(yīng)用最廣泛的技術(shù)之一。數(shù)據(jù)庫(kù)管理系統(tǒng)是目前最大的計(jì)算機(jī)應(yīng)用領(lǐng)域。 醫(yī)院門(mén)診管理系統(tǒng)、藥房管理系統(tǒng)、 醫(yī)院病房管理系統(tǒng)、醫(yī)院人事檔案管理系統(tǒng)、 醫(yī)院病案管理系統(tǒng)等。,1.3.1 數(shù)據(jù)庫(kù)系統(tǒng)的組成,數(shù)據(jù)庫(kù)系統(tǒng)(DataBaseSystem，簡(jiǎn)稱(chēng)DBS)，它是在一定的計(jì)算機(jī)硬件環(huán)境下，由數(shù)據(jù)庫(kù)、數(shù)據(jù)庫(kù)管理系統(tǒng)、應(yīng)用程序以及相關(guān)人員共同組成 1. 計(jì)算機(jī)硬件 數(shù)據(jù)庫(kù)系統(tǒng)對(duì)計(jì)算機(jī)硬件的除要求CPU的處理速度高、內(nèi)存容量大以外，還要求有足夠的外存空間以存儲(chǔ)數(shù)據(jù)庫(kù)中的數(shù)據(jù)。 2. 軟件 數(shù)據(jù)庫(kù)系統(tǒng)中的軟件包括操作系統(tǒng)、數(shù)據(jù)庫(kù)管理系統(tǒng)及數(shù)據(jù)庫(kù)應(yīng)用系統(tǒng)等。,數(shù)據(jù)庫(kù)系統(tǒng)組成,數(shù)據(jù)庫(kù)(DataBase，簡(jiǎn)稱(chēng)DB)，即在計(jì)算機(jī)存儲(chǔ)設(shè)備上合理存放的、相互關(guān)聯(lián)的數(shù)據(jù)的集合。 數(shù)據(jù)庫(kù)系統(tǒng)中的數(shù)據(jù)庫(kù)是按一定法則存儲(chǔ)在計(jì)算機(jī)外存儲(chǔ)器中的大批數(shù)據(jù)。它不僅包括描述事物的數(shù)據(jù)本身，而且還包括相關(guān)事物之間的聯(lián)系。實(shí)際上一個(gè)數(shù)據(jù)庫(kù)是一組相互有聯(lián)系的文件的集合，這些文件包括數(shù)據(jù)庫(kù)數(shù)據(jù)文件和它們的索引文件。,它負(fù)責(zé)數(shù)據(jù)庫(kù)的定義、存取、管理和維護(hù)，提供用 對(duì)數(shù)據(jù)庫(kù)使用和加工的各種命令，包括數(shù)據(jù)庫(kù)的建 修改、檢索、計(jì)算、刪除、統(tǒng)計(jì)、打印等；是用戶(hù) 應(yīng)用程序與整體數(shù)據(jù)庫(kù)之間的接口。,數(shù)據(jù)庫(kù)管理系統(tǒng)(DataBaseManagementSystem，簡(jiǎn)稱(chēng)DBMS)，即在數(shù)據(jù)庫(kù)系統(tǒng)中專(zhuān)門(mén)用于數(shù)據(jù)管理的件，是用戶(hù)與數(shù)據(jù)庫(kù)的接口。,數(shù)據(jù)庫(kù)應(yīng)用系統(tǒng)是指系統(tǒng)開(kāi)發(fā)人員利用數(shù)據(jù)庫(kù)系統(tǒng)資源開(kāi)發(fā)出來(lái)的，面向某一類(lèi)實(shí)際應(yīng)用的應(yīng)用軟件系統(tǒng)。 它分為兩類(lèi)： （1）管理信息系統(tǒng)。這是面向機(jī)構(gòu)內(nèi)部業(yè)務(wù)和管理的數(shù)據(jù)庫(kù)應(yīng)用系統(tǒng)。 （2）開(kāi)放式信息服務(wù)系統(tǒng)。這是面向外部、提供動(dòng)態(tài)信息查詢(xún)功能的數(shù)據(jù)庫(kù)應(yīng)用系統(tǒng)。,應(yīng)用程序 應(yīng)用程序是面向用戶(hù)的處理數(shù)據(jù)的子系統(tǒng)，它是運(yùn)用DBMS所支持的程序設(shè)計(jì)語(yǔ)言編寫(xiě)的。,數(shù)據(jù)庫(kù)系統(tǒng)的有關(guān)人員 最終用戶(hù)： 通過(guò)應(yīng)用系統(tǒng)的用戶(hù)界面使用數(shù)據(jù)庫(kù)的人員。 數(shù)據(jù)庫(kù)應(yīng)用系統(tǒng)開(kāi)發(fā)人員： 包括系統(tǒng)分析員、系統(tǒng)設(shè)計(jì)員和程序員。數(shù)據(jù)庫(kù)管理員負(fù) 責(zé)對(duì)整個(gè)數(shù)據(jù)庫(kù)系統(tǒng)進(jìn)行總體控制和維護(hù)，以保證數(shù)據(jù)庫(kù)系統(tǒng)的正常運(yùn)行。 數(shù)據(jù)庫(kù)管理員（DBA：Database Administrator）： 管理和維護(hù)數(shù)據(jù)庫(kù)系統(tǒng)正常運(yùn)行的專(zhuān)職人員。,數(shù)據(jù)庫(kù)管理員職責(zé) 規(guī)劃和定義數(shù)據(jù)庫(kù)的結(jié)構(gòu) 定義數(shù)據(jù)庫(kù)的安全性要求和完整性約束 選擇數(shù)據(jù)庫(kù)的存儲(chǔ)結(jié)構(gòu)和存取路徑 監(jiān)督和控制數(shù)據(jù)庫(kù)的使用和運(yùn)行 改進(jìn)數(shù)據(jù)庫(kù)系統(tǒng)和重組數(shù)據(jù)庫(kù)。,數(shù)據(jù)庫(kù)系統(tǒng)是實(shí)現(xiàn)有組織地、動(dòng)態(tài)地存儲(chǔ)大量關(guān)聯(lián)數(shù)據(jù)，方便用戶(hù)訪問(wèn)的計(jì)算機(jī)軟硬件資源組成的具有管理數(shù)據(jù)庫(kù)功能的計(jì)算機(jī)系統(tǒng)。 用戶(hù)可以通過(guò)數(shù)據(jù)庫(kù)管理系統(tǒng)建立數(shù)據(jù)庫(kù)，然后運(yùn)用數(shù)據(jù)庫(kù)技術(shù)保存與查詢(xún)所需要的信息，這是用戶(hù)使用數(shù)據(jù)庫(kù)的目的，而數(shù)據(jù)庫(kù)管理系統(tǒng)是實(shí)現(xiàn)這一目的的手段和工具。 數(shù)據(jù)庫(kù)和數(shù)據(jù)庫(kù)管理系統(tǒng)又都是數(shù)據(jù)庫(kù)系統(tǒng)的組成部分。,數(shù)據(jù)庫(kù)、數(shù)據(jù)庫(kù)管理系統(tǒng)和數(shù)據(jù)庫(kù)系統(tǒng)三者之間的區(qū)別,數(shù)據(jù)庫(kù)系統(tǒng)的特點(diǎn),1數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)化 2數(shù)據(jù)共享性好 3具有較高的數(shù)據(jù)獨(dú)立性 4. 可控的數(shù)據(jù)冗余 5由數(shù)據(jù)庫(kù)管理系統(tǒng)(DBMS)統(tǒng)一管理和控制、增強(qiáng) 數(shù)據(jù)的安全性和完整性保護(hù),1.3.2 數(shù)據(jù)模型,數(shù)據(jù)庫(kù)的核心是數(shù)據(jù)模型，現(xiàn)實(shí)世界的事物首先抽象為觀念世界的實(shí)體模型。在這一過(guò)程中，客觀事物在觀念世界中稱(chēng)為實(shí)體，事物的性質(zhì)稱(chēng)為屬性，在數(shù)據(jù)世界中，上升為數(shù)據(jù)模型。在數(shù)據(jù)世界中，客觀事物被稱(chēng)為數(shù)據(jù)，事物的對(duì)象被稱(chēng)為記錄，實(shí)體的屬性被稱(chēng)為字段。 實(shí)體模型是反映了人們頭腦中對(duì)現(xiàn)實(shí)世界的客觀事物及相互聯(lián)系的認(rèn)識(shí)，數(shù)據(jù)模型是實(shí)體模型的數(shù)據(jù)化，是觀念世界的實(shí)體模型在數(shù)據(jù)世界的反映，是對(duì)現(xiàn)實(shí)世界的抽象，所以實(shí)體模型和數(shù)據(jù)模型是現(xiàn)實(shí)世界中客觀事物的兩級(jí)抽象。我們借助正確的數(shù)據(jù)模型可以精確地探索事物的內(nèi)在聯(lián)系，因此數(shù)據(jù)模型是我們信息處理的基礎(chǔ)?？陀^事物、實(shí)體及數(shù)據(jù)三者之間的關(guān)系如圖l3所示。,1.3.3 數(shù)據(jù)模型的種類(lèi),數(shù)據(jù)模型的種類(lèi) 1、層次模型(HierarchicalModel)， 其基本結(jié)構(gòu)是樹(shù)形結(jié)構(gòu)，自頂向下層次分明。 2、網(wǎng)狀模型(NetworkModel) 是網(wǎng)狀結(jié)構(gòu)，它不像層次模型那樣必須滿(mǎn)足嚴(yán)格的條件。 它對(duì)數(shù)據(jù)的搜索可以用兩種方式： 可以從網(wǎng)絡(luò)中任意一點(diǎn)開(kāi)始搜索； 可沿著網(wǎng)中的路徑按任意方向搜索。 3、關(guān)系模型(RelationalModel)最為流行。 4、面向?qū)ο竽Ｐ?1.3.4 數(shù)據(jù)庫(kù)的應(yīng)用與展望,* 一個(gè)制藥公司想提供它的在線的產(chǎn)品目錄，以便人們能通過(guò)WWW網(wǎng)來(lái)瀏覽其產(chǎn)品并能填寫(xiě)在線訂單。 * 一個(gè)大公司有許多分公司。每個(gè)分公司也許已經(jīng)建立了他們自己的獨(dú)立于其他分公司的數(shù)據(jù)庫(kù)。這些分公司可以使用不同的DBMS、不同的信息結(jié)構(gòu)，人們可以通過(guò)建立“數(shù)據(jù)倉(cāng)庫(kù)”(DataWarehouse)的方法，更好地發(fā)揮共享數(shù)據(jù)的作用。在數(shù)據(jù)倉(cāng)庫(kù)中，數(shù)據(jù)可以從許多宿主的數(shù)據(jù)庫(kù)中經(jīng)過(guò)適當(dāng)?shù)霓D(zhuǎn)換，復(fù)制到一個(gè)中心數(shù)據(jù)庫(kù)。當(dāng)宿主數(shù)據(jù)庫(kù)發(fā)生改變時(shí)，數(shù)據(jù)倉(cāng)庫(kù)也隨之更新，但不必立即進(jìn)行?？梢栽谒拗鲾?shù)據(jù)庫(kù)比較空閑的時(shí)候(例如晚上的某個(gè)時(shí)段)，重建數(shù)據(jù)倉(cāng)庫(kù)。宿主數(shù)據(jù)庫(kù)因此能連續(xù)提供前端服務(wù)。一些新的功能，例如通過(guò)Web網(wǎng)提供一個(gè)在線服務(wù)，就可以通過(guò)數(shù)據(jù)倉(cāng)庫(kù)來(lái)完成。數(shù)據(jù)倉(cāng)庫(kù)服務(wù)需要進(jìn)行計(jì)劃和分析。,* 分析員可以運(yùn)行基于數(shù)據(jù)倉(cāng)庫(kù)的查詢(xún)來(lái)查找產(chǎn)品銷(xiāo)售趨勢(shì)，以便更好地計(jì)劃銷(xiāo)售和生產(chǎn)?！皵?shù)據(jù)挖掘”(DataMining)，即可以通過(guò)對(duì)大規(guī)模數(shù)據(jù)的處理，從中尋找對(duì)人們有用的數(shù)據(jù)(信息)或發(fā)現(xiàn)潛在的規(guī)則，這需要通過(guò)建立“數(shù)據(jù)倉(cāng)庫(kù)”才能得以實(shí)現(xiàn)?？梢栽O(shè)想，如果將這種技術(shù)應(yīng)用到醫(yī)院電子病歷的管理方面，將會(huì)挖掘出更多的對(duì)人們的防病治病有用的信息。,數(shù)據(jù)庫(kù)的發(fā)展,20世紀(jì)80年代以來(lái)，數(shù)據(jù)庫(kù)產(chǎn)品經(jīng)歷了從集中到分散，從單機(jī)環(huán)境到網(wǎng)絡(luò)環(huán)境，從關(guān)系數(shù)據(jù)庫(kù)到關(guān)系一對(duì)象數(shù)據(jù)庫(kù)，從支持信息管理到聯(lián)機(jī)事務(wù)處理(OLTPOnlinetransactionprocessing)，再到聯(lián)機(jī)分析處理(OLAPOnlineanalyticalprocessing)、數(shù)據(jù)倉(cāng)庫(kù)的發(fā)展過(guò)程。 數(shù)據(jù)庫(kù)領(lǐng)域的一個(gè)新發(fā)展方向：通過(guò)建立“數(shù)據(jù)倉(cāng)庫(kù)”，運(yùn)用“數(shù)據(jù)挖掘”的技術(shù)尋找有用信息。,1.4 計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò),計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)就是把分布在不同地點(diǎn)的具有獨(dú)立功能的多個(gè)計(jì)算機(jī)系統(tǒng)，用通信設(shè)備和線路在物理上連接起來(lái)，按照網(wǎng)絡(luò)協(xié)議相互通信，以實(shí)現(xiàn)共享軟件、硬件和數(shù)據(jù)資源等為目的的計(jì)算機(jī)系統(tǒng)。,1.4.1 計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)發(fā)展的歷史,在20世紀(jì)50年代初，美國(guó)軍方就將遠(yuǎn)距離的雷達(dá)和測(cè)控儀器所探測(cè)到的信息通過(guò)通信線路匯集到某個(gè)基地的一臺(tái)計(jì)算機(jī)上進(jìn)行處理。這種把終端設(shè)備(如雷達(dá)、測(cè)控儀器)、通信線路、計(jì)算機(jī)連接起來(lái)的系統(tǒng)，可以說(shuō)是現(xiàn)代計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)的一個(gè)雛形。后來(lái)發(fā)展到由一臺(tái)大型計(jì)算機(jī)帶仁幾十、幾百個(gè)終端的系統(tǒng)，這是為了解決許多人(比如學(xué)生實(shí)習(xí))共用一臺(tái)計(jì)算機(jī)的問(wèn)題，這是一種集中式的計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)。,到20世紀(jì)60年代中期，美國(guó)出現(xiàn)了將若下臺(tái)計(jì)算機(jī)相互連起來(lái)的系統(tǒng)，這就使系統(tǒng)發(fā)生了本質(zhì)上的變化，出現(xiàn)了多個(gè)處理中心。這方面成功的典型就是美國(guó)軍方的ARPA網(wǎng)(AdvancedResearchProjectsAgencyNetwork)，它將加州大學(xué)洛杉磯分校，斯坦福研究院、加州大學(xué)圣巴巴拉分校和猶太大學(xué)的四臺(tái)主機(jī)互聯(lián)在一起。ARPA網(wǎng)在概念、結(jié)構(gòu)和設(shè)計(jì)方面為現(xiàn)代計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)奠定了基礎(chǔ)。,20世紀(jì)70年代，為了解決各種計(jì)算機(jī)之間的互聯(lián)問(wèn)題，采用開(kāi)放系統(tǒng)互聯(lián)參考模型(簡(jiǎn)稱(chēng)OSIRM)，即第三代計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)； 20世紀(jì)80年代中期，美國(guó)Internet(因特網(wǎng))飛速發(fā)展，它通過(guò)使用公共通信線路將世界各地的計(jì)算機(jī)互聯(lián)在一起，實(shí)現(xiàn)了分散式的模式； 20世紀(jì)90年代開(kāi)始向?qū)拵ЬC合業(yè)務(wù)數(shù)字網(wǎng)(BIS-DN)方向發(fā)展第四代計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)。1993年美國(guó)政府提出了“信息高速公路”的概念。“信息高速公路”是一個(gè)通俗的比喻。由于汽車(chē)高速公路為美國(guó)經(jīng)濟(jì)發(fā)展打下了的堅(jiān)實(shí)的基礎(chǔ)(美國(guó)現(xiàn)有84萬(wàn)公里的高速公路，5萬(wàn)人的城市均納入高速公路網(wǎng)中)。所以高速公路在美國(guó)幾乎家喻戶(hù)曉，婦孺皆知。美國(guó)副總統(tǒng)戈?duì)栐谂浜峡肆诸D競(jìng)選的時(shí)候，為了讓人們?nèi)菀桌斫?，就通俗地提出信息高速公路這個(gè)概念?，F(xiàn)在這一概念已被全世界所接受，它實(shí)際上是一場(chǎng)新的技術(shù)革命數(shù)字化信息革命,1.4.2 計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)的功能,計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)的功能： (1)數(shù)據(jù)通信，例如電子郵件等。 (2)資源共享，共享硬件、軟件、數(shù)據(jù)等資源。 (3)實(shí)現(xiàn)分布式的信息處理，使分散存儲(chǔ)在網(wǎng)絡(luò)不同系統(tǒng)中的數(shù) 據(jù)在使用時(shí)就像集中存儲(chǔ)和集中管理一樣方便。 (4)提高計(jì)算機(jī)系統(tǒng)的可靠性和可用性，一旦某臺(tái)計(jì)算機(jī)出現(xiàn)故障，它的任務(wù)可由網(wǎng)絡(luò)中其他計(jì)算機(jī)取而代之；若網(wǎng)絡(luò)中某些計(jì)算機(jī)負(fù)荷過(guò)重，網(wǎng)絡(luò)可將新任務(wù)分配給較空閑的計(jì)算機(jī)去完成。,“資源共享”是人們組建計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)的主要目的之一，它使人們共享分散在不同地點(diǎn)的各種軟、硬件資源和數(shù)據(jù)資源。在局域網(wǎng)中，通過(guò)設(shè)置網(wǎng)絡(luò)打印機(jī)可以共享打印機(jī)，通過(guò)網(wǎng)上鄰居可以共享對(duì)方的軟硬件資源還可以通過(guò)服務(wù)器提供的大容量硬盤(pán)，使用戶(hù)可以共享服務(wù)器硬盤(pán)中的文件和數(shù)據(jù)。在因特網(wǎng)中，人們通過(guò)相應(yīng)的軟件可以瀏覽、查詢(xún)、下載所需的資料，通過(guò)遠(yuǎn)程登陸，可以共享對(duì)方的軟硬件資源。 “數(shù)據(jù)通信”也是計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)的主要功能之一它是指通過(guò)網(wǎng)絡(luò)實(shí)現(xiàn)計(jì)算機(jī)與計(jì)算機(jī)之間快速、可靠地互相傳遞數(shù)據(jù)，這是計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)的基本功能。目前，已從一般的電子郵件通信，發(fā)展到實(shí)時(shí)的網(wǎng)上交談(chat)、網(wǎng)上電話、網(wǎng)上視頻會(huì)議等多媒體實(shí)時(shí)通信。 分布式的信息處理是計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)的又一重要的功能，它是指利用計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)，通過(guò)采用適當(dāng)?shù)乃惴?，可以將任?wù)分散到不同的計(jì)算機(jī)上進(jìn)行分布處理。,1.4.3 計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)的組成及分類(lèi),1)一個(gè)計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)由三個(gè)主要部分組成 (1)各種類(lèi)型的計(jì)算機(jī)(硬件)及相應(yīng)的軟件，例如服務(wù)器(Server)、客戶(hù)機(jī)(Client)、工作站，以及相應(yīng)的軟件Unix、Linux、WindowsNT等。 (2)通信子網(wǎng)，由通信鏈路和結(jié)點(diǎn)交換機(jī)組成，用于數(shù)據(jù)通信。 (3)一系列通信協(xié)議，這些協(xié)議是為主機(jī)與主機(jī)、主機(jī)與通信子網(wǎng)或通信子網(wǎng)中各結(jié)點(diǎn)間通信用的。協(xié)議是通信中各方事先約定的、必須遵守的規(guī)則，它是計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)不可缺少的組成部分。,2)從不同的角度對(duì)計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)進(jìn)行分類(lèi) (1)從網(wǎng)絡(luò)的交換功能進(jìn)行分類(lèi)：電路交換網(wǎng)、報(bào)文交換網(wǎng)、分組交換網(wǎng)、幀中繼網(wǎng)和ATM網(wǎng)等。 (2)從網(wǎng)絡(luò)的拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)進(jìn)行分類(lèi)：星形網(wǎng)、樹(shù)形網(wǎng)、總線形網(wǎng)、環(huán)形網(wǎng)、網(wǎng)狀網(wǎng)和混合網(wǎng)。 (3)從網(wǎng)絡(luò)的控制方式進(jìn)行分類(lèi)：集中式網(wǎng)絡(luò)、分散式網(wǎng)絡(luò)和分布式網(wǎng)絡(luò)。 (4)從網(wǎng)絡(luò)的作用范圍進(jìn)行分類(lèi)：通常從網(wǎng)絡(luò)作用的地域范圍對(duì)網(wǎng)絡(luò)進(jìn)行分類(lèi)，如廣域網(wǎng)(WideAreaNetworkWAN)、局域網(wǎng)(LocalAreaNetwork)及城域網(wǎng)(MotropolitanAreaNetwork)等。 (5)按網(wǎng)絡(luò)的使用性質(zhì)進(jìn)行分類(lèi)：公用網(wǎng)、 專(zhuān)用網(wǎng)； (6)按網(wǎng)絡(luò)的使用范圍和環(huán)境分類(lèi)：企業(yè)網(wǎng)、 校園網(wǎng)； (7)按網(wǎng)絡(luò)的帶寬和傳輸能力進(jìn)行分類(lèi):窄帶網(wǎng)、寬帶網(wǎng)(多媒體網(wǎng))等；還有一種內(nèi)聯(lián)網(wǎng)(Intranet)，它采用Internet的相關(guān)技術(shù)(如TCPIP協(xié)議、WEB服務(wù)器和瀏覽器 技術(shù)等)建立的一個(gè)企業(yè)內(nèi)部網(wǎng).,144計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)中常用的基本概念,1)網(wǎng)絡(luò)的層次式結(jié)構(gòu) 即一個(gè)計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)可分成若干層，高層僅是利用較低層次的接口所提供的功能，而不需了解其較低層次實(shí)現(xiàn)該功能時(shí)所需采用的算法和協(xié)議；其較低層次也僅僅是使用從高層傳送來(lái)的參數(shù)。這就使得一個(gè)層次中的模塊用一個(gè)新的模塊取代，只要新模塊和舊模塊具有相同的功能和接門(mén)，即使它們執(zhí)行完全不同的算法和協(xié)議也無(wú)妨。 2)網(wǎng)絡(luò)協(xié)議(Protoc01)在計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)中，為使各計(jì)算機(jī)或計(jì)算機(jī)終端之間能正確地傳送信息，必須在關(guān)于信息傳輸順序，信息格式和信息內(nèi)容等方面有一組約定或規(guī)則，這組約定或規(guī)則即所謂的網(wǎng)絡(luò)協(xié)議(Protoc01)。 * 網(wǎng)絡(luò)協(xié)議有三個(gè)要素：語(yǔ)義、語(yǔ)法、規(guī)則。 * 協(xié)議的語(yǔ)義是指對(duì)協(xié)議含義的解釋。實(shí)質(zhì)上，網(wǎng)絡(luò)協(xié)議是實(shí)體 間通信時(shí)使用的一種語(yǔ)言。,3)網(wǎng)絡(luò)體系結(jié)構(gòu)計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)的層次及其協(xié)議的集合，就是所謂的網(wǎng)絡(luò)體系結(jié)構(gòu)。具體地說(shuō)，網(wǎng)絡(luò)體系結(jié)構(gòu)是關(guān)于計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)應(yīng)設(shè)置哪幾層，每個(gè)層次又應(yīng)提供哪些功能的精確定義。 4)局域網(wǎng)(LocalAreaNetwork)它的作用范圍通常為1公里或幾公里左右，一般是一幢樓房或一個(gè)單位內(nèi)部。局域網(wǎng)的常用技術(shù)有總線網(wǎng)(又稱(chēng)以太網(wǎng))、令牌環(huán)形網(wǎng)(光纖分布式數(shù)字接口網(wǎng))、星形網(wǎng)等。與()SI參考模型相比，局域網(wǎng)的參考模型只相當(dāng)于OSI的最低兩層(物理層、數(shù)據(jù)鏈路層)。(局域網(wǎng)不存在路由選擇問(wèn)題，因此不需要網(wǎng)絡(luò)層)。,5)廣域網(wǎng)(WideAreaNetwork，簡(jiǎn)稱(chēng)WAN)因其覆蓋的地域范圍廣而得名，它的作用范圍通常為幾十到幾千公里(通?？梢愿采w一個(gè)城市、個(gè)省、一個(gè)國(guó)家甚至于全球)，也稱(chēng)遠(yuǎn)程網(wǎng). 6)國(guó)家信息基礎(chǔ)建設(shè)(NilNationallnformationlnferstruction)這是由美國(guó)政府在1993年提出的 * 五個(gè)部分組成： 計(jì)算機(jī)等硬件設(shè)備； 高速信息網(wǎng)(信息高速公路:以光纜鋪設(shè)而成的、高速傳輸一串串0和1的信 息網(wǎng)絡(luò)。確切地說(shuō)叫綜合業(yè)務(wù)數(shù)字網(wǎng)絡(luò)(1SDN)達(dá)到每秒傳輸1干兆比特(即1Gbs)的傳輸速度) ; 軟件； 信息； 使用和開(kāi)發(fā)信息的人員。,7)寬帶它是指網(wǎng)絡(luò)的傳輸速率很高，用戶(hù)能獨(dú)享的帶寬達(dá)幾兆位，秒甚至于幾十兆位秒，網(wǎng)絡(luò)的主子部分其帶寬可達(dá)幾十干兆位。 8)綜合業(yè)務(wù)數(shù)字網(wǎng)它是指將話音傳輸、圖像(視頻)傳輸、數(shù)據(jù)傳輸?shù)榷喾N業(yè)務(wù)綜合在個(gè)網(wǎng)巾。這樣也適合于多媒體傳輸。綜合業(yè)務(wù)數(shù)字網(wǎng)一般采用光纖技術(shù)及異步轉(zhuǎn)移式的快速分組交換技術(shù)(ATM)。,145網(wǎng)絡(luò)數(shù)據(jù)通信的基本概念,1)數(shù)據(jù)通信它是指通過(guò)計(jì)算機(jī)技術(shù)與通信技術(shù)的結(jié)合來(lái)實(shí)現(xiàn)信息的傳輸、交換、存儲(chǔ)和處理?，F(xiàn)代數(shù)據(jù)通信系統(tǒng)實(shí)際上就是一個(gè)計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)，它由數(shù)據(jù)傳輸系統(tǒng)和數(shù)據(jù)處理系統(tǒng)兩部分組成。 2)數(shù)據(jù)傳輸系統(tǒng)也稱(chēng)通信子系統(tǒng)或通信子網(wǎng)，其主要任務(wù)是實(shí)現(xiàn)不同數(shù)據(jù)終端設(shè)備(DTE，之間的數(shù)據(jù)傳輸。 3)數(shù)據(jù)處理系統(tǒng)也稱(chēng)資源子系統(tǒng)或資源子網(wǎng)，它由PC機(jī)、服務(wù)器、大型計(jì)算機(jī)、工作站等組成，它們是網(wǎng)絡(luò)信息傳輸中的信源或信宿，負(fù)責(zé)提供信息、接收信息和處理信息 *數(shù)據(jù)傳輸系統(tǒng)一般由以下幾部分組成： (1)傳輸線路(信息傳輸?shù)耐ǖ?：由傳輸介質(zhì)和有關(guān)的中間通信設(shè)備糾成，例電話線、 微波等。 (2)調(diào)制解凋器(MODEM)：通常在發(fā)送端將發(fā)送數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)換成適合傳輸?shù)碾姶判盘?hào)，待信號(hào)到達(dá)接收端時(shí)，再在接受端把傳輸信號(hào)轉(zhuǎn)換成接收數(shù)據(jù)的設(shè)備 (3)多路復(fù)用器：將多個(gè)信源發(fā)出的信號(hào)有序地納入一條物理信道中進(jìn)行傳輸。到達(dá)目的地后，再將物理信道中的多路信號(hào)分別送人目標(biāo)數(shù)據(jù)終端設(shè)備。業(yè)稱(chēng)多路轉(zhuǎn)換器。 (4)交換器：用來(lái)實(shí)現(xiàn)臨時(shí)連接和傳輸信息的設(shè)備。 4)信道信號(hào)傳輸?shù)耐ǖ?，它是一個(gè)抽象的概念 5)數(shù)據(jù)傳榆速率簡(jiǎn)稱(chēng)數(shù)據(jù)率(DataRate)，是指單位時(shí)間內(nèi)傳送二進(jìn)位制數(shù)據(jù)的位數(shù)。通常kb，(千位秒)或Mbs(兆位+秒)。 6)信道容量信道允許的最大數(shù)據(jù)傳輸速率，是數(shù)據(jù)通信信道的主要性能參數(shù)之一。7)誤碼串(ErrorRate)指數(shù)據(jù)中出錯(cuò)數(shù)據(jù)占被傳輸數(shù)據(jù)的比例，也是通信信道的主要性能參數(shù)。,1.46傳輸數(shù)據(jù)物理信道的分類(lèi)及組成,物理信道從不同的角度進(jìn)行分類(lèi)： 按傳輸介質(zhì)的類(lèi)型，可把信道分成有線信道和無(wú)線信道； 按傳輸信號(hào)的形式，可把信道分成模擬信道和數(shù)字信道； 按使用方式，則又分成專(zhuān)用信道(X25，DDN)和公用信道(電話線路、有線電視線路等)。,傳輸介質(zhì)的類(lèi)型 1)有線信道 它由傳輸線和中繼器組成，數(shù)據(jù)在導(dǎo)體中傳播，這樣不僅可獲得較高的傳輸效率，且易于保證傳輸?shù)恼_性。屬于有線信道的介質(zhì)有雙絞線、同軸電纜和光纖。 (1)雙絞線：雙絞線由兩根互相絕緣的導(dǎo)線組成，兩根導(dǎo)線絞合成勻稱(chēng)的螺紋狀，作為一條通信線路。 (2)同軸電纜：同軸電纜的橫截面是一組同心圓，最外圈是絕緣保護(hù)層，緊貼著的是一圈導(dǎo)體編織層，均勻地排列成網(wǎng)狀，再里面是絕緣填料，用來(lái)分隔編織外導(dǎo)體與內(nèi)導(dǎo)體，內(nèi)導(dǎo)體可以用單股實(shí)心線，或者用多股絞合線。 (3)光纜：用光纖做成的光纜由纜心、包層、吸收外殼及防護(hù)層4部分組成。 2)無(wú)線信道 使電磁波通過(guò)自由空間去傳輸數(shù)據(jù)，也允許數(shù)字終端設(shè)備在一定范圍內(nèi)隨意移動(dòng)，因此，適合于邊遠(yuǎn)山區(qū)和海島，也為便攜式計(jì)算機(jī)人網(wǎng)提供了條件。但它存在傳輸效率低、易被竊聽(tīng)、易受干擾、易受氣候因素影響等缺點(diǎn)。無(wú)線信道有微波、紅外線和激光，以微波通信(包括衛(wèi)星通信)使用最廣,14，7調(diào)制解調(diào)器,調(diào)制器的基本職能是把從終端設(shè)備和計(jì)算機(jī)送出的數(shù)字信號(hào)變換為適合于在模擬信道上傳輸?shù)哪M信號(hào)； 解調(diào)器的作用是把模擬信號(hào)恢復(fù)成數(shù)字信號(hào) 調(diào)制解調(diào)器通常把調(diào)制器和解調(diào)器做在一起稱(chēng)為“調(diào)制解調(diào)器”(MODEM)。 調(diào)制解調(diào)器分為“同步”和“異步”： 同步MODEM：速度快、成本高，適用于高速通信線路，例如X25，DDN等； 異步MODEM：速度低、價(jià)格便宜，適用于低速通信線路，一般適合家庭用。,148網(wǎng)絡(luò)中的數(shù)據(jù)交換技術(shù),交換技術(shù)有5種： 1)電路交換 電路交換又叫線路交換，這是在發(fā)送端和接收端之間建立一條物理信道的交換方式。 典型例子是電話交換機(jī)，打電話者撥通對(duì)方電話號(hào)碼后，在電話交換機(jī)中就有一條線路把兩個(gè)號(hào)碼對(duì)應(yīng)的線路端點(diǎn)連接起來(lái)，構(gòu)成一條專(zhuān)用的通信通道。通話完畢掛機(jī)，交換機(jī)內(nèi)的連線拆除。 電路交換的通信過(guò)程的三個(gè)階段：建立連接、傳輸數(shù)據(jù)和拆除連接 缺點(diǎn)是線路利用率低。,2)報(bào)文交換 報(bào)文(Message)是一種經(jīng)過(guò)包裝的數(shù)據(jù)，即把要發(fā)送的數(shù)據(jù)與發(fā)出地、目的地等有關(guān)信息結(jié)合在一起組成一個(gè)報(bào)文，每個(gè)報(bào)文按照去向的不同送人通信網(wǎng)絡(luò)中不同的接點(diǎn)機(jī)緩沖區(qū)去排隊(duì)。當(dāng)某一條鏈路空閑時(shí)，就從相應(yīng)的結(jié)點(diǎn)機(jī)的緩沖區(qū)中取出一個(gè)報(bào)文發(fā)送到下一結(jié)點(diǎn)，下一結(jié)點(diǎn)再進(jìn)行轉(zhuǎn)發(fā)，直至報(bào)文到達(dá)接收端。 優(yōu)點(diǎn)是線路利用率提高了，整個(gè)網(wǎng)絡(luò)都可以作為緩沖，根據(jù)報(bào)文長(zhǎng)短建立優(yōu)先級(jí)，使一些短的重要的報(bào)文能優(yōu)先傳遞；它的缺點(diǎn)是延時(shí)長(zhǎng)，不宜作實(shí)時(shí)通信或交互通信。,3)分組交換 分組交換的工作方式與報(bào)文交換大致相同，區(qū)別在于報(bào)文交換是以整個(gè)報(bào)文(數(shù)據(jù)塊)為信息交換單位，而分組交換是把大的數(shù)據(jù)塊分割為若干小塊，然后給每個(gè)小塊數(shù)據(jù)加上有關(guān)的地址信息及分組信息，組成一個(gè)數(shù)據(jù)包(稱(chēng)“分組”或“包”)數(shù)據(jù)包的長(zhǎng)度有限，通常為幾十到幾百字節(jié)。這些數(shù)據(jù)包按照類(lèi)似于流水線的方式在網(wǎng)絡(luò)中經(jīng)過(guò)緩沖、轉(zhuǎn)發(fā)到達(dá)目的地。 優(yōu)點(diǎn)是加速了信息的傳輸，簡(jiǎn)化了緩沖器的管理，較短的信息分組減少了出錯(cuò)率和重發(fā)信息量，使通信線路的效率得到了提高。,4)幀中繼交換 隨著光纜的出現(xiàn)，傳輸速度的