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1、1 信 息 系 統(tǒng) 工 程 基 礎(chǔ) 編 著 ： 吳 祖 玉 人 民 郵 電 出 版 社 責(zé) 任 編 輯 ： 李 振 廣 2 第 一 章 緒 論 第 二 章 網(wǎng) 絡(luò) 與 通 信 第 三 章 關(guān) 系 數(shù) 據(jù) 庫(kù) 第 四 章 信 息 系 統(tǒng) 分 析 與 設(shè) 計(jì)第 五 章 決 策 支 持 技 術(shù) 3 第 一 章 緒 論 1.1 企 業(yè) 管 理 思 想 1.2 信 息 與 知 識(shí) 1.3 系 統(tǒng) 與 系 統(tǒng) 工 程 1.4 信 息 系 統(tǒng) 與 信 息 系 統(tǒng) 工 程 1.5 系 統(tǒng) 集 成 技 術(shù) 4 1. 科 學(xué) 管 理 概 念 的 提 出 泰 勒 在 1911年 發(fā) 表 了 “ 科 學(xué) 管 理 原

2、則 ” 一 書(shū) ， 主 張 利 用 科 學(xué) 管理 原 則 提 高 生 產(chǎn) 效 率 。2. 裝 配 流 水 作 業(yè) 線 的 出 現(xiàn) 1913年 8月 福 特 公 司 在 汽 車 制 造 中 應(yīng) 用 流 水 裝 配 線 進(jìn) 行 生 產(chǎn) ，由 于 應(yīng) 用 了 專 業(yè) 分 工 和 底 盤(pán) 可 以 自 由 移 動(dòng) 的 技 術(shù) ， 每 個(gè) 底 盤(pán) 的 平均 裝 配 時(shí) 間 為 93分 鐘 。 而 在 此 之 前 ， 一 個(gè) 工 人 完 成 一 輛 汽 車 底 盤(pán)的 裝 配 要 用 12.5個(gè) 小 時(shí) 。4. 運(yùn) 籌 學(xué) 跨 學(xué) 科 的 發(fā) 展 運(yùn) 籌 學(xué) 為 企 業(yè) 管 理 提 供 了 許 多 定 量 分

3、 析 的 工 具 。3. 社 會(huì) 環(huán) 境 因 素 的 作 用 20 世 紀(jì) 30年 代 社 會(huì) 學(xué) 家 梅 奧 （ Mayo） 在 伊 利 諾 斯 州 霍 桑 工 廠做 了 一 個(gè) 實(shí) 驗(yàn) ， 目 的 是 研 究 一 定 環(huán) 境 因 素 的 改 變 對(duì) 裝 配 線 工 人 勞動(dòng) 效 率 的 影 響 。 以 后 ， 許 多 企 業(yè) 都 建 立 了 人 力 資 源 管 理 和 人 際 關(guān) 系 部 門(mén) 。1.1 企 業(yè) 管 理 思 想 5 1.1 生 產(chǎn) 系 統(tǒng) 運(yùn) 作 管 理 的 概 要 模 型生 產(chǎn) 系 統(tǒng)企 業(yè) 戰(zhàn) 略 市 場(chǎng)運(yùn) 作 策 略財(cái) 務(wù) 策 略 營(yíng) 銷 策 略運(yùn) 作 管 理 部 件

4、工 藝 人 力 工 廠 計(jì) 劃 與 控 制 系 統(tǒng) 運(yùn) 作 資 源 （ 5P） ： 人 力 People、 工 廠 Plants、 部 件 Parts、 工 藝 過(guò) 程 Processes、 計(jì) 劃 與 控 制 系 統(tǒng) Planning and Control system輸 入 ：原 料顧 客 輸 出 ：產(chǎn) 品服 務(wù) 6 1.1 5.物 料 需 求 計(jì) 劃 （ Material Requirement Planning， MRP） 20 世 紀(jì) 70年 代 計(jì) 算 機(jī) 在 企 業(yè) 得 到 廣 泛 應(yīng) 用 ， 制 造 業(yè) 有 重 大突 破 。 在 生 產(chǎn) 控 制 中 應(yīng) 用 了 物 料 需 求

5、 計(jì) 劃 ， 生 產(chǎn) 計(jì) 劃 人 員 可 以根 據(jù) 需 求 變 化 ， 快 速 調(diào) 整 生 產(chǎn) 計(jì) 劃 和 庫(kù) 存 水 平 。 物 料 需 求 計(jì) 劃 的 基 本 形 式 ： 是 一 個(gè) 程 序 ， 決 定 在 指 定 的 時(shí) 段 內(nèi)生 產(chǎn) 指 定 數(shù) 目 的 各 種 產(chǎn) 品 所 需 的 各 種 物 料 項(xiàng) 的 數(shù) 量 和 時(shí) 間 。物 料 清 單庫(kù) 存 記 錄 時(shí) 間 表 物 料 需 求 計(jì) 劃 同 時(shí) ， 麥 當(dāng) 勞 將 大 生 產(chǎn) 的 管 理 技 術(shù) 用 于 餐 飲 服 務(wù) 行 業(yè) ， 獲 得巨 大 成 功 。 7 1.1 物 料 需 求 計(jì) 劃 （ MRP） 實(shí) 例 U： 2 * 10

6、0 = 200 V： 3 * 100 = 300 W： 1 * 200 + 2 * 300 = 800 X： 2 * 200 = 400 Y： 2 * 300 = 600若 需 要 生 產(chǎn) 100個(gè) 單 位 成 品 ， 則 需 要 部 件 的 數(shù) 量 為 ： T (1) U (2) V (3) W (1) X (2) W (2) Y (2) 一 個(gè) 單 位 成 品 T需 要2個(gè) 單 位 U、 3個(gè) 單 位 V一 個(gè) 單 位 V需 要2個(gè) 單 位 W、 2個(gè) 單 位 Y若 部 件 生 產(chǎn) 或 購(gòu) 買(mǎi) 所 需 要 的 時(shí) 間 為 ： （ 單 位 ： 周 ） T U V W X Y 1 2 2 3

7、1 1 現(xiàn) 在 已 知 在 某 時(shí) 刻 需 要 一 定 數(shù) 量 的 T，則 可 創(chuàng) 建 一 個(gè) 物 料 需 求 計(jì) 劃 。 。 8 1.1 物 料 需 求 計(jì) 劃 （ MRP） 實(shí) 例 需 求 時(shí) 刻 tr， 定 貨 時(shí) 間 t0， 單 位 ： 周 MRP 是 基 于 非 獨(dú) 立 需 求 的 。 T U V W X Y 1 2 2 3 1 1 1 2 3 4 5 6 7 提 前 期T tr 100 1 t0 100U tr 200 2 t0 200 V tr 300 2 t0 300W tr 800 3 t0 800X tr 400 1 t0 400Y tr 600 1 t0 600 9 1.

8、1 物 料 需 求 計(jì) 劃 的 宗 旨 ：在 正 確 的 時(shí) 間 、 正 確 的 地 點(diǎn) 、 得 到 正 確 的 物 料 資 源 。MRP 的 輸 入 輸 出 框 圖用 于 控 制 庫(kù) 存 水 平 ， 使 得 投 資 最 小 、 生 產(chǎn) 效 率 最 大綜 合 生 產(chǎn) 計(jì) 劃 主 生 產(chǎn) 計(jì) 劃物 料 需 求 計(jì) 劃物 料 清 單 文 件 物 料 清 單 文 件工 程 設(shè) 計(jì) 變 動(dòng) 庫(kù) 存 事 務(wù) 處 理隨 機(jī) 需 求 預(yù) 測(cè)已 有 客 戶 訂 單 生 產(chǎn) 活 動(dòng) 報(bào) 告 用 于 庫(kù) 存 和 生 產(chǎn) 控制 的 計(jì) 劃 訂 單 日 程 輔 助 報(bào) 告計(jì) 劃 報(bào) 告 、 例 外 情況 報(bào) 告 、

9、企 業(yè) 運(yùn) 行情 況 的 控 制 報(bào) 告 10 1.1 物 料 需 求 計(jì) 劃 解 決 了 以 下 問(wèn) 題 ：MRP 的 缺 點(diǎn) ：(1) 生 產(chǎn) 計(jì) 劃 的 合 理 性 。(2) 庫(kù) 存 的 合 理 管 理 。(3) 設(shè) 備 的 充 分 利 用 。(4) 作 業(yè) 的 均 衡 安 排 。閉 環(huán) MRP： 以 物 料 需 求 為 核 心 ， 并 且 包 括 銷 售 及 運(yùn) 營(yíng) 等 其 它 計(jì)劃 功 能 （ 生 產(chǎn) 規(guī) 劃 、 主 生 產(chǎn) 計(jì) 劃 和 能 力 需 求 計(jì) 劃 ） 的系 統(tǒng) 。只 涉 及 物 料 ， 沒(méi) 有 由 于 生 產(chǎn) 能 力 等 因 素 而 進(jìn) 行 的 計(jì) 劃 調(diào) 整 。 11

10、 1.1 閉 環(huán) MRP 流 程 圖能力需求計(jì)劃生產(chǎn)規(guī)劃 物料需求計(jì)劃主生產(chǎn) 計(jì)劃 執(zhí)行能力計(jì)劃 執(zhí)行物料計(jì)劃是 否 可 行 是否 12 1.16.制 造 資 源 計(jì) 劃 （ Manufacturing Resources Planning， MRP-II） 20 世 紀(jì) 80年 代 ， 物 料 需 求 計(jì) 劃 系 統(tǒng) 進(jìn) 一 步 擴(kuò) 展 ， 將 其 它 資 源也 包 括 進(jìn) 來(lái) ， 如 材 料 、 人 力 、 資 金 、 設(shè) 備 等 ， 并 對(duì) 它 們 加 以 控 制 。MRP發(fā) 展 為 MRP-II， 并 逐 漸 被 其 代 替 。 后 來(lái) 流 行 的 企 業(yè) 資 源 計(jì)劃 （ Enter

11、prises Resources Planning， ERP ） ， 在 MRP-II的 基礎(chǔ) 上 擴(kuò) 充 財(cái) 務(wù) 、 市 場(chǎng) 等 功 能 。 13 1.1 制 造 資 源 計(jì) 劃 MRP-II 流 程 圖 生 產(chǎn) 規(guī) 劃 主 生 產(chǎn) 計(jì) 劃物 料 需 求 計(jì) 劃 庫(kù) 存 狀 況 需 求 管 理物 料 清 單制 造 工 序 文 件 粗 能 力 計(jì) 劃 細(xì) 能 力 計(jì) 劃 分 時(shí) 段 需 求 計(jì) 劃物 料 及 能 力 計(jì) 劃 訂 單 發(fā) 放車 間 管 理 采 購(gòu)財(cái)務(wù)管理 14 1.1 MRP-II 的 主 要 模 塊 應(yīng) 收 帳 主 生 產(chǎn) 計(jì) 劃物 料 需 求 計(jì) 劃 固 定 資 產(chǎn) 成 本

12、預(yù) 測(cè) 能 力 需 求 計(jì) 劃車 間 控 制 采 購(gòu)制 造 標(biāo) 準(zhǔn)物 料 清 單 工 序工 作 中 心 銷 售 訂 單 應(yīng) 付 帳 庫(kù) 存 工 資 總 帳 15 1.1 6. 準(zhǔn) 時(shí) 化 生 產(chǎn) （ Just in time， JIT） 在 必 要 的 時(shí) 候 生 產(chǎn) 必 要 的 產(chǎn) 品 ， 不 要 過(guò) 量 生 產(chǎn) 。由 市 場(chǎng) 需 求 拉 動(dòng) 生 產(chǎn) ， 消 除 浪 費(fèi) 。 過(guò) 量 生 產(chǎn) 的 浪 費(fèi) 等 待 時(shí) 間 的 浪 費(fèi) 運(yùn) 輸 的 浪 費(fèi) 庫(kù) 存 的 浪 費(fèi) 工 序 的 浪 費(fèi) 動(dòng) 作 的 浪 費(fèi) 產(chǎn) 品 缺 陷 的 浪 費(fèi) 16 1.1 7. 供 應(yīng) 鏈 （ Supply cha

13、in） 管 理 將 客 戶 需 求 、 企 業(yè) 內(nèi) 部 的 制 造 活 動(dòng) 、 以 及 供 應(yīng) 商 的制 造 資 源 整 合 在 一 起 。 將 集 成 系 統(tǒng) 理 論 用 于 管 理 始 于 原 材 料 供 應(yīng) 商 、 經(jīng) 由加 工 工 廠 和 儲(chǔ) 存 倉(cāng) 庫(kù) 、 止 于 最 終 用 戶 所 構(gòu) 成 的 供 應(yīng) 鏈上 信 息 、 物 料 和 服 務(wù) 組 成 的 流 程 。 客 戶 關(guān) 系 管 理 （ Customer Relationship Management，CRM） 是 供 應(yīng) 鏈 的 重 要 部 分 。 保 持 和 提 高 客 戶 滿 意 度 和 忠 誠(chéng) 度 。 17 1.1 8.

14、 全 面 質(zhì) 量 管 理 （ Total Quality Management ， TQM ） 20 世 紀(jì) 90年 代 ， 全 面 質(zhì) 量 管 理 得 到 普 及 。 TQM強(qiáng) 調(diào) 將質(zhì) 量 作 為 企 業(yè) 運(yùn) 作 的 整 體 要 素 。 TQM可 理 解 為 “ 管 理 整 個(gè)組 織 ， 使 其 在 對(duì) 顧 客 有 重 要 作 用 的 產(chǎn) 品 和 服 務(wù) 的 各 個(gè) 方 面都 很 優(yōu) 秀 ” 。 國(guó) 際 標(biāo) 準(zhǔn) 化 組 織 （ ISO） 頒 布 的 ISO 9000系 列 標(biāo) 準(zhǔn) 在 設(shè)立 全 球 制 造 業(yè) 質(zhì) 量 標(biāo) 準(zhǔn) 方 面 起 了 重 要 作 用 。ISO 9000系 列 標(biāo) 準(zhǔn)

15、 在 生 產(chǎn) 流 程 中 的 應(yīng) 用 采 購(gòu)設(shè) 計(jì) .開(kāi) 發(fā) 生 產(chǎn) 安 裝 服 務(wù) ISO 9003 ISO 9002 ISO 9001 18 1.1 質(zhì) 量 管 理 的 發(fā) 展 歷 程質(zhì) 量 控 制 產(chǎn) 品 規(guī) 范檢 驗(yàn) 記 錄 顧 客 滿 意 與 供 應(yīng) 商 參 與持 續(xù) 改 進(jìn) JIT/QC質(zhì) 量 成 本 分 析質(zhì) 量 保 證全 面 質(zhì) 量 控 制 全 面 質(zhì) 量 管 理 程 序ISO9000 質(zhì) 量 管 理產(chǎn) 品 可 靠 性 培 育 態(tài) 度 與 行 為QM結(jié) 構(gòu) 工 序 簡(jiǎn) 化基 于 顧 客 進(jìn) 行 計(jì) 劃人 類 文 明 的 推 動(dòng) 力 19 1.1 9. 企 業(yè) 資 源 計(jì) 劃 （

16、 Enterprises Resources Planning， ERP ） 在 MRP-II的 基 礎(chǔ) 上 擴(kuò) 充 財(cái) 務(wù) 、 市 場(chǎng) 等 功 能 。 管 理 思 想 基 于 “ 供 應(yīng) 鏈 ” ， 但 更 強(qiáng) 調(diào) 對(duì) 資 金 流 和 信 息 流 的 控 制 。 追 求 企 業(yè) 資 源 的 合 理 高 效 利 用 ， 完 全 按 用 戶 需 求 制 造 。德 國(guó) SAP AG公 司 R/3 的 主 要 功 能 模 塊銷 售 和 分 銷 物 料 管 理 生 產(chǎn) 計(jì) 劃工 廠 維 護(hù) 辦 公 和 通 信質(zhì) 量 管 理財(cái) 務(wù) 會(huì) 計(jì)人 力 資 源 固 定 資 產(chǎn) 管 理行 業(yè) 解 決 方 案財(cái) 務(wù)

17、 控 制項(xiàng) 目 管 理 20 1.1 10.計(jì) 算 機(jī) 集 成 制 造 系 統(tǒng) （ Computer Integrated Manufaturing System， CIMS）管 理 信 息 子 系 統(tǒng)計(jì) 算 機(jī) 網(wǎng) 絡(luò)子 系 統(tǒng)數(shù) 據(jù) 庫(kù)子 系 統(tǒng)質(zhì) 量 保 證 子 系 統(tǒng) 制 造自 動(dòng)化 子系 統(tǒng)工 程設(shè) 計(jì)自 動(dòng)化 子系 統(tǒng) 原 材 料 銷 售 服 務(wù) 市 場(chǎng) 信 息技 術(shù) 信 息 產(chǎn) 品 21 1.1 CIMS 的 功 能 結(jié) 構(gòu)經(jīng) 營(yíng)管 理計(jì) 算 機(jī) 網(wǎng) 絡(luò) 數(shù) 據(jù) 庫(kù) 系 統(tǒng) 集 成 技 術(shù)工 程設(shè) 計(jì)質(zhì) 量保 證 制 造 22 1.2 信 息 與 知 識(shí) 數(shù) 據(jù) 是 原 料 ，

18、信 息 是 產(chǎn) 品 。數(shù) 據(jù) 和 信 息 是 知 識(shí) 的 源 泉 。知 識(shí) 是 信 息 的 再 加 工 ， 是 信 息 的 結(jié) 晶 。 知 識(shí) 是 人 類 通 過(guò)實(shí) 踐 認(rèn) 識(shí) 到 的 關(guān) 于 客 觀 世 界 的 規(guī) 律 性 的 東 西 ， 是 概 念 、規(guī) 則 、 規(guī) 律 、 模 式 、 約 束 等 的 集 合 。 可 以 說(shuō) ， 知 識(shí) 描 述了 信 息 之 間 的 關(guān) 聯(lián) 結(jié) 構(gòu) 。信 息 是 經(jīng) 過(guò) 加 工 后 的 數(shù) 據(jù) ， 它 對(duì) 接 收 者 的 行 為能 夠 產(chǎn) 生 影 響 ， 它 對(duì) 接 收 者 的 決 策 具 有 價(jià) 值 。數(shù) 據(jù) 是 一 組 表 示 數(shù) 量 、 行 為 和

19、目 標(biāo) 的 非 隨 機(jī) 的 可 鑒 別 的 符 號(hào) 。 23 1.2 信 息 的 基 本 屬 性 ：1.真 偽 性 。 以 事 實(shí) 為 根 據(jù) ， 真 實(shí) 地 反 映 客 觀 事 實(shí) 的 信 息 是 真 實(shí) 信 息 ， 反 之 則 為 虛 假 信 息 。 7.增 值 性 。 合 理 地 使 用 信 息 ， 或 對(duì) 信 息 再 次 加 工 ， 能 使 信 息 增 值 。2.層 次 性 。 對(duì) 應(yīng) 于 信 息 的 獲 取 、 加 工 及 其 使 用 級(jí) 別 ， 信 息 有 不 同 的 層 次 。3.滯 后 性 。 由 于 數(shù) 據(jù) 的 采 集 和 處 理 需 要 時(shí) 間 ， 信 息 相 對(duì) 于 事

20、實(shí) 有 一 段 時(shí) 間 的 延 遲 。4.時(shí) 效 性 。 在 某 一 時(shí) 刻 得 到 的 信 息 ， 隨 著 時(shí) 間 的 推 移 ， 會(huì) 失 去 價(jià) 值 。5.共 享 性 。 信 息 可 無(wú) 限 擴(kuò) 散 。 信 息 本 身 不 會(huì) 因 為 得 知 的 人 數(shù) 增 加 而 減 少 。6.保 密 性 。 對(duì) 信 息 的 共 享 范 圍 加 以 限 制 。 人 們 根 據(jù) 信 息 的 價(jià) 值 來(lái) 確 定 保 密 的 級(jí) 別 和 程 度 。 24 1.2實(shí) 例 ： 某 個(gè) 體 戶 由 外 地 向 北 京 運(yùn) 菜 。 每 車 6000 kg， 每 kg 賺 1元 。若 市 場(chǎng) 好 ， 可 賣 3 車 ；

21、 市 場(chǎng) 為 中 ， 可 賣 2 車 ； 市 場(chǎng) 差 ， 則 只 能 賣1 車 。 若 多 運(yùn) ， 則 多 運(yùn) 部 分 要 便 宜 處 理 ， 每 kg 損 失 0.5 元 。 而 按照 以 往 的 統(tǒng) 計(jì) 規(guī) 律 ， 市 場(chǎng) 為 好 、 中 、 差 的 概 率 分 別 為 ： 0.3、 0.5、0.2。 現(xiàn) 在 作 三 種 運(yùn) 輸 方 案 ， 計(jì) 算 收 益 。Kg/天 收 益 好 收 益 中 收 益 差 期 望 收 益 (元 )6000 6000*0.3 + 6000*0.5 + 6000*0.2 = 6000（ 1 車 ）12000 12000*0.3 + 12000*0.5 +(600

22、0-6000 *0.5)*0.2 （ 2車 ） = 1020018000 18000*0.3 +(12000-6000 *0.5)*0.5 +（ 3 車 ） (6000-12000 *0.5)*0.2 = 9900 情 報(bào) 的 附 加 值 為 ： 12600 - 10200 = 2400 (元 ) 若 得 到 情 報(bào) ， 則 平 均 收 益 為 ：18000*0.3 + 12000*0.5 + 6000*0.2 = 12600 25 1.3 系 統(tǒng) 與 系 統(tǒng) 工 程 系 統(tǒng) 是 由 相 互 作 用 和 相 互 依 賴 的 若 干 部 分 ， 按 一 定規(guī) 律 結(jié) 合 成 的 、 具 有 特

23、定 功 能 的 有 機(jī) 整 體 。系 統(tǒng) 有 下 述 特 性 ：1. 集 合 性 。 系 統(tǒng) 是 由 許 多 元 素 有 機(jī) 地 組 成 的 整 體 。 每 個(gè)元 素 服 從 整 體 ， 追 求 全 局 最 優(yōu) 。2. 相 關(guān) 性 。 系 統(tǒng) 的 各 個(gè) 組 成 部 分 之 間 是 互 相 聯(lián) 系 、 互 相制 約 的 。 3. 目 的 性 。 任 何 系 統(tǒng) 都 是 有 目 的 和 目 標(biāo) 的 。4. 層 次 性 。 一 個(gè) 系 統(tǒng) 往 往 由 多 個(gè) 部 門(mén) （ 或 部 分 ） 組 成 。每 個(gè) 部 門(mén) 可 看 作 為 一 個(gè) 小 的 系 統(tǒng) ， 稱 為 子 系 統(tǒng) ， 子 系 統(tǒng)之 下

24、又 可 劃 分 為 子 子 系 統(tǒng) 。 系 統(tǒng) 具 有 層 次 結(jié) 構(gòu) 。 5. 環(huán) 境 適 應(yīng) 性 。 任 何 系 統(tǒng) 都 是 存 在 并 活 動(dòng) 于 一 個(gè) 特 定 的環(huán) 境 之 中 ， 與 環(huán) 境 不 斷 進(jìn) 行 物 質(zhì) 、 能 量 和 信 息 的 交 換 。 系 統(tǒng) 必 須 適 應(yīng) 環(huán) 境 。 26 1.3 系 統(tǒng) 的 分 類 ：按 照 系 統(tǒng) 功 能 劃 分 ： 工 業(yè) 控 制 系 統(tǒng) 、 信 息 管 理 系 統(tǒng) 、 軍 事 系 統(tǒng) 、 經(jīng) 濟(jì) 系 統(tǒng) 等 。按 照 系 統(tǒng) 與 外 界 的 關(guān) 系 劃 分 ： 封 閉 系 統(tǒng) 和 開(kāi) 放 系 統(tǒng) 。按 照 系 統(tǒng) 的 內(nèi) 部 結(jié) 構(gòu)

25、劃 分 ： 開(kāi) 環(huán) 系 統(tǒng) 和 閉 環(huán) 系 統(tǒng) 等 。按 照 抽 象 程 度 將 系 統(tǒng) 分 為 ： 概 念 系 統(tǒng) （ 描 述 系 統(tǒng) 的 主 要 特 征 和 大 致 輪 廓 ） 邏 輯 系 統(tǒng) （ 脫 離 實(shí) 現(xiàn) 細(xì) 節(jié) 的 合 理 系 統(tǒng) ） 物 理 系 統(tǒng) （ 實(shí) 際 存 在 的 系 統(tǒng) ） 27 1.3 常 用 系 統(tǒng) 模 型 概 念 系 統(tǒng) 邏 輯 系 統(tǒng) 物 理 系 統(tǒng)抽 象 層 次 模 型 結(jié) 構(gòu) 層 次 模 型 系 統(tǒng) 子系統(tǒng) 子系統(tǒng) 二級(jí)子系統(tǒng) 二級(jí)子系統(tǒng) 二級(jí)子系統(tǒng) 二級(jí)子系統(tǒng) 對(duì) 象輸 入 輸 出輸 入 輸 出 模 型 過(guò) 程輸入 輸出系 統(tǒng) 邊 界環(huán) 境開(kāi) 放 系 統(tǒng)

26、 模 型 28 1.3 系 統(tǒng) 工 程 的 定 義 “ 系 統(tǒng) 工 程 是 為 了 更 好 地 達(dá) 到 系 統(tǒng) 目 標(biāo) ， 而 對(duì) 系 統(tǒng) 的 構(gòu) 成 要素 、 組 織 結(jié) 構(gòu) 、 信 息 流 動(dòng) 和 控 制 機(jī) 理 等 進(jìn) 行 分 析 與 設(shè) 計(jì) 的 技 術(shù) ”（ 1967年 ， 日 本 工 業(yè) 標(biāo) 準(zhǔn) JIS） 。 “ 系 統(tǒng) 工 程 是 為 了 合 理 地 開(kāi) 發(fā) 、 設(shè) 計(jì) 和 運(yùn) 用 系 統(tǒng) 而 采 用 的 思想 、 程 序 、 組 織 和 方 法 的 總 稱 ” （ 1971年 ， 日 本 寺 野 壽 郎 ， 系統(tǒng) 工 程 學(xué) ） 。 “ 系 統(tǒng) 工 程 是 一 門(mén) 把 已 有 的

27、 學(xué) 科 分 支 中 的 知 識(shí) 有 效 地 組 合 起來(lái) 用 以 解 決 綜 合 性 工 程 問(wèn) 題 的 技 術(shù) ” （ 1974年 ， 大 英 百 科 全書(shū) ） 。 “ 系 統(tǒng) 工 程 研 究 的 是 怎 樣 選 擇 工 人 和 機(jī) 器 的 最 適 宜 的 綜 合 方式 ， 以 完 成 特 定 的 目 標(biāo) ” （ 1975年 ， 美 國(guó) 百 科 全 書(shū) ） 。 “ 系 統(tǒng) 工 程 是 組 織 管 理 系 統(tǒng) 的 規(guī) 劃 、 研 究 、 設(shè) 計(jì) 、 制 造 、 試驗(yàn) 和 使 用 的 科 學(xué) 方 法 ， 是 一 種 對(duì) 所 有 系 統(tǒng) 都 具 有 普 遍 意 義 的 科 學(xué) 方 法 ” （ 1

28、982年 ， 錢(qián) 學(xué) 森 等 ， 論 系 統(tǒng) 工 程 ） 。 “ 系 統(tǒng) 工 程 是 按 照 系 統(tǒng) 科 學(xué) 的 思 想 ， 應(yīng) 用 信 息 論 、 控 制 論 、運(yùn) 籌 學(xué) 等 理 論 ， 以 信 息 技 術(shù) 為 工 具 ， 用 現(xiàn) 代 工 程 方 法 去 研 究 和管 理 系 統(tǒng) 的 技 術(shù) ” （ 1984年 ， 宋 健 ， 系 統(tǒng) 工 程 和 技 術(shù) 革 命 ） 。 29 1.3 霍 爾 三 維 體 系 結(jié) 構(gòu) 制 定 規(guī) 劃制 定 方 案研 制試 運(yùn) 行安 裝 運(yùn) 行更 新 各種專業(yè)技術(shù)問(wèn)題定義 決策目標(biāo)確定 最優(yōu)化系統(tǒng)分析系統(tǒng)綜合 計(jì)劃實(shí)施 30 1.4 信 息 系 統(tǒng) 與 信 息

29、 系 統(tǒng) 工 程 管 理 信 息 系 統(tǒng) 是 一 個(gè) 由 人 ， 計(jì) 算 機(jī) 等 組 成 的 能 進(jìn) 行 信 息的 收 集 、 傳 遞 、 儲(chǔ) 存 、 加 工 、 維 護(hù) 和 使 用 的 系 統(tǒng) 。 管 理 信 息系 統(tǒng) 能 實(shí) 測(cè) 企 業(yè) 的 各 種 運(yùn) 行 情 況 ； 利 用 過(guò) 去 的 數(shù) 據(jù) 預(yù) 測(cè) 未 來(lái) ；從 企 業(yè) 全 局 出 發(fā) 輔 助 企 業(yè) 進(jìn) 行 決 策 ； 利 用 信 息 控 制 企 業(yè) 的 行為 ； 幫 助 企 業(yè) 實(shí) 現(xiàn) 其 規(guī) 劃 目 標(biāo) （ 中 國(guó) 企 業(yè) 管 理 百 科 全 書(shū) ） 。 管 理 信 息 系 統(tǒng) 簡(jiǎn) 稱 為 信 息 系 統(tǒng) ， 是 一 個(gè) 包 括

30、 數(shù) 據(jù) 處 理 、信 息 控 制 和 決 策 支 持 的 人 機(jī) 系 統(tǒng) ， 具 有 開(kāi) 放 性 、 隨 機(jī) 性 、 動(dòng)態(tài) 性 和 歷 史 局 限 性 。 31 1.4 企 業(yè) 的 信 息 系 統(tǒng) 工 程 模 型 系 統(tǒng) 集 成 技 術(shù) 計(jì) 算 機(jī) 技 術(shù) 、 網(wǎng) 絡(luò) 技 術(shù) 、 數(shù) 據(jù) 庫(kù) 技 術(shù) 、 軟 件 工 程 開(kāi) 發(fā) 工 具 、 社 會(huì) 環(huán) 境 市 場(chǎng) 子 系 統(tǒng) 、 銷 售 子 系 統(tǒng) 庫(kù) 存 子 系 統(tǒng) 、 生 產(chǎn) 子 系 統(tǒng) 、 財(cái) 務(wù) 子 系 統(tǒng) 、 供 貨 子 系 統(tǒng) 、 人 力 資 源 子 系 統(tǒng) 、 統(tǒng) 計(jì) 分 析 子 系 統(tǒng)事 務(wù) 處 理 . 數(shù) 據(jù) 庫(kù) 數(shù) 據(jù) 挖

31、 掘 技 術(shù) 預(yù) 測(cè) 技 術(shù)決 策 支 持 系 統(tǒng) 、 專 家 系 統(tǒng) 決 策 分 析 .數(shù) 據(jù) 倉(cāng) 庫(kù) 32 1.4 企 業(yè) IT部 門(mén) 工 作 簡(jiǎn) 圖 IT部 門(mén)系 統(tǒng) 開(kāi) 發(fā)項(xiàng) 目 組 長(zhǎng) 日 常 維 護(hù) 人 員 培 訓(xùn) 客 戶 服 務(wù)用 戶 代 表 分 析 /編 程 人 員 開(kāi) 發(fā) 培 訓(xùn) 技 術(shù) 支 持 33 1.4 企 業(yè) -信 息 系 統(tǒng) 分 析 模 型 應(yīng) 用輸 入 輸 出 過(guò) 程 傳 感 器 標(biāo) 準(zhǔn) 值 控 制 裝 置 執(zhí) 行 單 元 控制系統(tǒng)工 業(yè) 應(yīng) 用 及 其 控 制 系 統(tǒng) 的 邏 輯 模 型 34 1.4 企 業(yè) -信 息 系 統(tǒng) 分 析 模 型 控制系統(tǒng) 企 業(yè)

32、管 理 及 其 控 制 系 統(tǒng) 的 邏 輯 模 型信 息系 統(tǒng)信息管 理 系 統(tǒng)決 策數(shù) 據(jù) 功 能系 統(tǒng) 35 1.4 企 業(yè) -信 息 系 統(tǒng) 分 析 模 型 企 業(yè) 控 制 系 統(tǒng) 功 能 系 統(tǒng) 管 理 系 統(tǒng) 信 息 系 統(tǒng) 模 擬 系 統(tǒng) 信 息 庫(kù) 規(guī) 則 庫(kù) 過(guò) 程 人 機(jī) 系 統(tǒng) 消 息 系 統(tǒng) 輸 入 系 統(tǒng) 輸 出 系 統(tǒng) 36 1.4 實(shí) 例 分 析 ： 鑄 鐘 廠 生 產(chǎn) 管 理 系 統(tǒng)鑄 鐘 廠 系 統(tǒng) 模 型 采 購(gòu) 科 銷 售 科 生 產(chǎn) 科鑄 鐘 廠 廠 部 生 產(chǎn) 車 間 成 品 庫(kù) 房原 材 料 庫(kù) 房 裝 配 車 間 37 1.4 1.功 能 系 統(tǒng) ：

33、企 業(yè) 日 常 的 運(yùn) 作 形 成 功 能 系 統(tǒng) 。鑄 鐘 廠 客 戶供 貨 商 鑄 鐘 廠 系 統(tǒng) 的 輸 入 和 輸 出對(duì) 于 鑄 鐘 廠 來(lái) 說(shuō) 就 是 包 括 采 購(gòu) 、 生 產(chǎn) 、 銷 售 的 系 統(tǒng) 。 38 1.4 生 產(chǎn) 系 統(tǒng) 的 主 要 過(guò) 程 及 其 輸 入 和 輸 出收 到 收 到 的 原 材 料原 材 料 熔 化 熔 化 的 原 材 料加 工 的 原 材料澆 鑄 鑄 鐘熔 化 的 原 材料 打 磨 已 打 磨 的 鐘鑄 鐘調(diào) 音 已 調(diào) 音 的 鐘已 打 磨 的 鐘 裝 配 成 品鐘 、 鐘 舌 裝 箱 已 裝 箱 的 成 品成 品 、包 裝 材 料 運(yùn) 輸 交 付

34、 的 成 品已 裝 箱 的 成品 39 1.4 對(duì) 象 狀 態(tài) 的 描 述客 戶 ： 姓 名 、 地 址 、 郵 編 、 電 話 號(hào) 碼 。供 貨 商 ： 單 位 名 稱 、 地 址 、 郵 編 、 負(fù) 責(zé) 人 、 電 話 號(hào) 碼 。鐘 ： 類 型 、 數(shù) 量 、 重 量 、 音 調(diào) 、 價(jià) 格 。鐘 舌 ： 類 型 、 數(shù) 量 、 重 量 、 價(jià) 格 。收 到 的 原 材 料 ： 類 型 、 數(shù) 量 、 重 量 。加 工 的 原 材 料 ： 類 型 、 數(shù) 量 、 重 量 。成 品 ： 成 品 編 號(hào) 、 類 型 、 重 量 、 價(jià) 格 。 40 1.4 功 能 系 統(tǒng) 的 組 成 功 能

35、系 統(tǒng) 動(dòng) 態(tài) 部 分 規(guī) 則 行 為事 件 過(guò) 程 靜 態(tài) 部 分 輸 入 /輸 出 對(duì) 象 特 性 41 1.4 2. 控 制 系 統(tǒng)例 如 ， 對(duì) 原 材 料 和 產(chǎn) 品 的 庫(kù) 存 量 的 控 制 。3. 信 息 系 統(tǒng)包 括 模 擬 系 統(tǒng) 、 消 息 系 統(tǒng) 和 人 機(jī) 系 統(tǒng) 。包 括 信 息 系 統(tǒng) 和 管 理 系 統(tǒng) 。4. 管 理 系 統(tǒng)管 理 系 統(tǒng) 的 任 務(wù) 由 企 業(yè) 的 管 理 部 門(mén) 來(lái) 執(zhí) 行 ， 除 了 利 用 來(lái) 自信 息 系 統(tǒng) 的 信 息 監(jiān) 督 和 控 制 企 業(yè) 行 為 ， 還 有 制 定 企 業(yè) 的 長(zhǎng)遠(yuǎn) 規(guī) 劃 ， 當(dāng) 前 工 作 計(jì) 劃 ，

36、協(xié) 調(diào) 各 部 門(mén) 的 工 作 ， 培 訓(xùn) 職 工 等 任 務(wù) 。 42 1.4 功 能 系 統(tǒng) 、 信 息 系 統(tǒng) 、 管 理 系 統(tǒng) 之 間 的 相 互 作 用 輸 出 系 統(tǒng)決 策 事 件 管 理 系 統(tǒng)模 擬 系 統(tǒng)消 息 系 統(tǒng) 信 息 庫(kù)控 制 系 統(tǒng)輸 入系 統(tǒng) 信 息 系 統(tǒng) 人 機(jī)系 統(tǒng)信 息數(shù) 據(jù)功 能 系 統(tǒng) 43 1.5 系 統(tǒng) 集 成 技 術(shù)在 廣 義 上 說(shuō) ， 系 統(tǒng) 集 成 是 為 了 達(dá) 到 系 統(tǒng) 目 標(biāo) 而 將 可 利 用 的 資 源 有 效 地 組 織 起 來(lái) 的 過(guò) 程 和 結(jié) 果 。對(duì) 于 信 息 系 統(tǒng) 工 程 這 個(gè) 特 定 的 對(duì) 象 ， 系

37、統(tǒng) 集 成 不 僅 只 是 以 網(wǎng)絡(luò) 為 中 心 的 集 成 ， 而 是 包 括 社 會(huì) 環(huán) 境 影 響 （ 人 的 因 素 ） 在 內(nèi)的 網(wǎng) 絡(luò) 環(huán) 境 、 數(shù) 據(jù) 環(huán) 境 和 程 序 環(huán) 境 的 集 成 。 系 統(tǒng) 集 成 為 用 戶提 供 的 是 一 體 化 的 解 決 方 案 。 它 涉 及 的 不 僅 有 設(shè) 備 、 技 術(shù) ，還 有 一 個(gè) 非 常 重 要 的 因 素 ， 就 是 與 該 系 統(tǒng) 有 關(guān) 系 的 人 們 （ 集成 商 、 用 戶 等 ） 。 如 何 處 理 好 人 們 之 間 的 關(guān) 系 是 一 門(mén) 藝 術(shù) ，如 何 處 理 好 人 與 設(shè) 備 、 人 與 技 術(shù)

38、之 間 的 關(guān) 系 也 是 一 門(mén) 藝 術(shù) 。系 統(tǒng) 集 成 體 現(xiàn) 一 種 思 想 、 哲 理 、 方 法 和 策 略 ， 蘊(yùn) 涵 著 藝 術(shù) 性 。系 統(tǒng) 集 成 是 一 個(gè) 系 統(tǒng) 工 程 。 44 第 二 章 網(wǎng) 絡(luò) 與 通 信 2.1 網(wǎng) 絡(luò) 發(fā) 展 的 歷 史 2.2 網(wǎng) 絡(luò) 通 信 部 件 2.3 網(wǎng) 絡(luò) 結(jié) 構(gòu) 45 2.1 網(wǎng) 絡(luò) 發(fā) 展 的 歷 史計(jì) 算 機(jī) 網(wǎng) 絡(luò) 是 現(xiàn) 代 計(jì) 算 機(jī) 技 術(shù) 與 通 信 技 術(shù) 密 切 結(jié) 合的 產(chǎn) 物 ， 是 利 用 通 信 設(shè) 備 和 線 路 將 地 理 位 置 不 同 的 、功 能 獨(dú) 立 的 多 個(gè) 計(jì) 算 機(jī) 系 統(tǒng) 互 聯(lián)

39、 起 來(lái) ， 借 助 于 功 能完 備 的 軟 件 ， 實(shí) 現(xiàn) 信 息 傳 遞 和 信 息 共 享 的 系 統(tǒng) 。 46 計(jì) 算 機(jī) 網(wǎng) 絡(luò) 發(fā) 展 的 幾 個(gè) 階 段 :1. 第 一 代 計(jì) 算 機(jī) 網(wǎng) 絡(luò) 第 一 代 計(jì) 算 機(jī) 網(wǎng) 絡(luò) 實(shí) 際 上 是 以 單 個(gè) 計(jì) 算 機(jī) 為 中 心 的 遠(yuǎn) 程 聯(lián) 機(jī) 系 統(tǒng) ， 也 稱 為 面 向 終 端 的 計(jì) 算 機(jī) 網(wǎng) 絡(luò) 。2.1 2. 第 二 代 計(jì) 算 機(jī) 網(wǎng) 絡(luò) 以 通 信 子 網(wǎng) 為 中 心 的 計(jì) 算 機(jī) 網(wǎng) 絡(luò) 稱 為 第 二 代 計(jì) 算 機(jī) 網(wǎng) 絡(luò) 。3. 第 三 代 計(jì) 算 機(jī) 網(wǎng) 絡(luò) 第 三 代 計(jì) 算 機(jī) 網(wǎng) 絡(luò) 是 國(guó)

40、 際 標(biāo) 準(zhǔn) 化 的 網(wǎng) 絡(luò) ， 它 具 有 統(tǒng) 一 的 網(wǎng) 絡(luò) 體 系 結(jié) 構(gòu) ， 遵 循 國(guó) 際 標(biāo) 準(zhǔn) 化 的 協(xié) 議 。 47 2.2 網(wǎng) 絡(luò) 通 信 部 件 2.2.1 通 信 信 道 的 特 征 2.2.2 傳 輸 介 質(zhì) 2.2.3 開(kāi) 放 系 統(tǒng) 互 連 參 考 模 型 2.2.5 網(wǎng) 絡(luò) 協(xié) 議 2.2.4 網(wǎng) 絡(luò) 互 連 設(shè) 備 2.2.6 網(wǎng) 絡(luò) 操 作 系 統(tǒng) 2.2.7 網(wǎng) 絡(luò) 服 務(wù) 器 48 1. 模 擬 信 號(hào) 與 數(shù) 字 信 號(hào)在 通 信 中 ， 數(shù) 據(jù) 被 轉(zhuǎn) 換 為 可 在 傳 輸 介 質(zhì) 上 傳 送 的 信 號(hào) 來(lái) 發(fā) 送 。 傳 送 的 信 號(hào)有 兩

41、種 形 式 ： 模 擬 信 號(hào) 、 數(shù) 字 信 號(hào) 。 模 擬 信 號(hào) 的 編 碼 方 法 有 三 種 ： 幅 移 鍵 控 法 （ Amplitude Shift Keying， ASK） 。 用 兩 個(gè) 不 同 的 振 幅 來(lái) 表 示 兩 個(gè) 二 進(jìn) 制 值 。 例 如 ， 高 振 幅 表 示 1， 低 振 幅 表 示 0。 頻 移 鍵 控 法 （ Frequency Shift Keying， FSK） 。 用 兩 個(gè) 不 同 的 頻 率 來(lái) 表 示 兩 個(gè) 二 進(jìn) 制 值 。 相 移 鍵 控 法 （ Phase Shift Keying， PSK） 。 用 相 位 的 改 變 來(lái) 表 示

42、 一 個(gè) 二 進(jìn) 制 值 。 例 如 ， 相 位 改 變 表 示 1， 相 位 不 變 表 示 0。 2.2.1 通 信 信 道 的 特 征模 擬 信 號(hào) 以 波 的 形 式 傳 送 ， 隨 著 時(shí) 間 連 續(xù) 變 化 。 載 波 一 般 為 頻 率 恒 定 的 正弦 波 。 可 用 振 幅 、 相 位 、 頻 率 來(lái) 描 述 模 擬 信 號(hào) 。 頻 率 以 Hz為 度 量 單 位 。 通過(guò) 調(diào) 制 載 波 對(duì) 數(shù) 據(jù) 進(jìn) 行 編 碼 。 49 2.2.1 (a) ASK 圖 2.1 模 擬 信 號(hào) 的 編 碼 方 法 (b) FSK(c) PSK 50 2.2.1數(shù) 字 信 號(hào) 發(fā) 送 1或

43、 0的 離 散 值 ， 發(fā) 送 中 由 一 個(gè) 值 直 接 跳 轉(zhuǎn) 至 下 一 個(gè) 值 。這 種 跳 轉(zhuǎn) 稱 為 躍 遷 。 通 常 用 兩 個(gè) 電 壓 電 平 來(lái) 表 示 兩 個(gè) 二 進(jìn) 制 值 。例 如 ， 用 恒 定 的 正 電 壓 表 示 1， 零 電 壓 表 示 0， 稱 之 為 單 極 編 碼 。 非 歸 零 編 碼 。 高 電 壓 表 示 1， 低 電 壓 表 示 0， 躍 遷 時(shí) 不 在 零 電 壓 作 停 留 。 曼 徹 斯 特 編 碼 。 在 每 一 位 周 期 （ 在 一 條 電 路 上 發(fā) 送 一 位 數(shù) 字 信 號(hào) 所 化 的 時(shí) 間 ， 以 秒 為 單 位 ） 的

44、中 間 有 一 個(gè) 躍 遷 ， 稱 為 中 位 躍 遷 。 中 位 躍 遷 一 方 面 作 為 時(shí) 鐘 定 時(shí) ,另 一 方 面 表 示 數(shù) 據(jù) ： 從 高 到 低 的 躍 遷 表 示 1； 從 低 到 高 的 躍 遷 表 示 0。 差 分 曼 徹 斯 特 編 碼 。 中 位 躍 遷 僅 用 于 時(shí) 鐘 定 時(shí) 。 用 位 首 部 （ 即 位 周 期 的 開(kāi) 始 ） 有 無(wú) 躍 遷 來(lái) 表 示 1或 0。數(shù) 字 信 號(hào) 的 編 碼 方 案 還 有 ： 51 2.2.1 (a)非 歸 零 編 碼 圖 2.2 數(shù) 字 信 號(hào) 的 編 碼 方 法 (b)曼 徹 斯 特 編 碼(c)差 分 曼 徹 斯

45、 特 編 碼 0 0 0 1 1 1 52 2. 傳 輸 速 率一 個(gè) 通 信 信 道 的 帶 寬 是 可 傳 送 的 最 高 頻 率 與 最 低 頻 率 之 差 ， 即 傳 輸 的 頻 率 范 圍 ，它 決 定 了 信 道 最 大 的 數(shù) 據(jù) 傳 輸 率 。 數(shù) 據(jù) 傳 輸 率 的 測(cè) 試 單 位 是 位 /秒 （ bits per second， bps） ， 也 稱 為 比 特 率 。通 信 信 道 的 帶 寬 是 有 限 的 ， 有 兩 種 使 用 帶 寬 的 方 法 ： 基 帶 傳 輸 ： 信 號(hào) 以 其 原 始 頻 率 傳 輸 ， 一 個(gè) 信 號(hào) 占 用 整 個(gè) 帶 寬 。 一 般

46、 使 用 數(shù) 字 信 號(hào) ， 可 以 雙 向 傳 輸 。 該 方 法 常 用 于 局 域 網(wǎng) 。 寬 帶 傳 輸 ： 容 許 同 時(shí) 進(jìn) 行 多 路 傳 輸 ， 使 用 模 擬 信 號(hào) ， 一 般 只 能 單 向 傳 輸 。 常 用 于 高 傳 輸 率 的 傳 輸 。 2.2.1 53 3. 傳 輸 方 式數(shù) 據(jù) 傳 輸 時(shí) 接 收 方 必 須 知 道 它 所 接 收 的 每 一 位 的 開(kāi) 始 時(shí) 間 和 持 續(xù) 時(shí) 間 ，這 種 發(fā) 送 方 和 接 收 方 在 定 時(shí) 時(shí) 鐘 上 的 協(xié) 調(diào) 一 致 稱 之 為 位 同 步 。位 同 步 有 兩 種 傳 輸 方 式 ： 異 步 傳 輸 。

47、一 次 只 傳 送 一 個(gè) 字 符 ， 并 且 每 個(gè) 字 符 前 加 一 個(gè) 起 始 位 ， 字 符 后 跟 一 個(gè) 終 止 位 。 異 步 傳 輸 主 要 用 于 傳 輸 速 率 低 于 2400 bit/s 的 低 速 傳 輸 。2.2.1 同 步 傳 輸 。 每 次 傳 送 一 組 字 符 （ 即 數(shù) 據(jù) 塊 ） ， 并 在 首 尾 加 上 由 處 理 機(jī) 規(guī) 定 的 線 路 確 認(rèn) 的 字 符 。 同 步 傳 輸 主 要 用 于 高 速 傳 輸 。 54 4. 傳 輸 方 向通 信 信 道 可 以 提 供 三 種 類 型 的 數(shù) 據(jù) 傳 輸 方 向 ： 單 工 。 信 號(hào) 在 傳 輸

48、 線 中 只 能 沿 一 個(gè) 方 向 傳 送 。 半 雙 工 。 信 號(hào) 在 傳 輸 線 中 可 以 沿 兩 個(gè) 方 向 傳 送 ， 但 某 一 時(shí) 刻 只 能 沿 一 個(gè) 方 向 傳 送 ， 這 種 方 式 滿 足 低 速 傳 送 。 全 雙 工 。 允 許 數(shù) 據(jù) 在 同 一 時(shí) 刻 進(jìn) 行 雙 向 傳 送 ， 主 要 用 于 計(jì) 算 機(jī) 系 統(tǒng) 之 間 的 高 速 傳 送 。 5. 交 換 技 術(shù)2.2.1基 本 的 交 換 技 術(shù) 有 三 種 ： 線 路 交 換 （ circuit switching） 在 兩 個(gè) 站 點(diǎn) 之 間 建 立 物 理 連 接 ， 線 路 接 通 以 后 由

49、 一 對(duì) 用 戶 完 全 占 用 。 報(bào) 文 交 換 （ message switching） 不 需 要 在 兩 個(gè) 站 點(diǎn) 之 間 建 立 專 用 通 道 ， 而 是 采 用 存 儲(chǔ) 轉(zhuǎn) 發(fā) 方 式 。 分 組 交 換 (packets switching ) 限 制 所 傳 輸 的 數(shù) 據(jù) 單 位 的 長(zhǎng) 度 ， 超 過(guò) 最 大 長(zhǎng) 度 的 報(bào) 文 必 須 分 成 較 小 單 位 （ packets） ， 一 次 只 發(fā) 送 一 個(gè) 。 并 且 采 用 數(shù) 據(jù) 報(bào) 和 虛 電 路 的 辦 法 管 理 這 些 分 組 。 55 6. 訪 問(wèn) 控 制 方 式 訪 問(wèn) 控 制 方 式 目 前

50、最 流 行 的 有 兩 種 ： 競(jìng) 爭(zhēng) 和 令 牌 通 行 （ token passing） 。 競(jìng) 爭(zhēng) 方 式 基 于 先 來(lái) 先 服 務(wù) 的 原 則 。 當(dāng) 線 路 空 閑 時(shí) 可 以 傳 送 數(shù) 據(jù) ， 線 路 忙 時(shí) 則 需 要 等 待 。 載 波 監(jiān) 聽(tīng) 多 路 訪 問(wèn) /沖 突 檢 測(cè) (Carrier Sense Multiple Access/ Collision Detected， CSMA/CD） 技 術(shù) , 使 這 種 競(jìng) 爭(zhēng) 方 式 廣 泛 使 用 。 要 求 傳 送 信 息 的 站 點(diǎn) 連 續(xù) 監(jiān) 聽(tīng) 線 路 ， 一 旦 發(fā) 現(xiàn) 線 路 空 閑 ， 就 發(fā) 送 一 組

51、 報(bào) 文 。 如 果 線 路 上 同 時(shí) 有 兩 個(gè) 站 點(diǎn) 監(jiān) 聽(tīng) 到 線 路 空 閑 而 發(fā) 送 報(bào) 文 ， 則 必 然 發(fā) 生 沖 突 。 因 此 站 點(diǎn) 在 數(shù) 據(jù) 傳 送 期 間 要 繼 續(xù) 監(jiān) 監(jiān) 聽(tīng) ， 一 旦 檢 測(cè) 到 沖 突 ， 就 必 須 停 止 發(fā) 送 報(bào) 文 ， 直 到 線 路 空 閑 后 重 發(fā) 。2.2.1這 種 訪 問(wèn) 控 制 方 式 普 遍 應(yīng) 用 于 以 太 網(wǎng) （ Ethernet） 和 其 它 局 域 網(wǎng) 。 令 牌 通 行 方 式 中 的 “ 令 牌 ” 是 一 個(gè) 專 用 的 信 號(hào) 代 碼 ， 在 網(wǎng) 絡(luò) 內(nèi) 部 環(huán) 行 發(fā) 送 。 當(dāng) 一 個(gè) 站

52、 點(diǎn) 要 求 發(fā) 送 一 個(gè) 報(bào) 文 時(shí) ， 它 必 須 等 待 令 牌 的 到 來(lái) ， 若 檢 測(cè) 到 令 牌 為 空 ， 則 表 示 線 路 為 空 ， 就 可 以 沿 環(huán) 路 傳 送 信 息 。 在 傳 送 過(guò) 程 中 ， 令 牌 為 忙 。 當(dāng) 報(bào) 文 由 目 的 站 接 收 ， 傳 送 結(jié) 束 ， 則 令 牌 發(fā) 還 給 網(wǎng) 絡(luò) ， 并 且 線 路 準(zhǔn) 備 接 收 下 一 次 傳 送 。這 種 訪 問(wèn) 控 制 方 式 應(yīng) 用 在 IBM的 令 牌 環(huán) 網(wǎng) 絡(luò) 和 其 它 局 域 網(wǎng) 上 。 56 傳 輸 介 質(zhì) 是 通 信 網(wǎng) 絡(luò) 中 發(fā) 送 方 和 接 收 方 之 間 的 物 理

53、通 路 。傳 輸 介 質(zhì) 的 特 性 對(duì) 網(wǎng) 絡(luò) 通 信 質(zhì) 量 有 很 大 影 響 。雙 絞 線 有 兩 種 ： 屏 蔽 雙 絞 線 （ STP） ， 非 屏 蔽 雙 絞 線 （ UTP）1. 雙 絞 線 （ twisted pair） 2.2.2 傳 輸 介 質(zhì) 雙 絞 線 由 螺 旋 狀 扭 在 一 起 的 兩 根 絕 緣 導(dǎo) 線 組 成 。 線 對(duì) 扭 在 一 起 可 以 減 少互 相 輻 射 的 電 磁 干 擾 。UTP成 本 低 、 易 于 安 裝 、 傳 輸 率 高 ， 但 對(duì) 電 磁 干 擾 敏 感 、 信 號(hào) 衰 減 大 ， 因 此 普 遍 用 于 近 距 離 的 點(diǎn) 對(duì) 點(diǎn)

54、 連 接 。 57 同 軸 電 纜 也 由 兩 個(gè) 導(dǎo) 體 組 成 ， 但 結(jié) 構(gòu) 是 一 個(gè) 空 心 外 部 圓 柱 形 導(dǎo) 體 （ 屏 蔽 層 ） ，圍 裹 著 一 個(gè) 內(nèi) 部 的 導(dǎo) 體 （ 內(nèi) 芯 ） ， 內(nèi) 部 導(dǎo) 體 可 以 是 單 股 實(shí) 心 線 ， 也 可 以 是 絞合 線 ， 外 部 導(dǎo) 體 可 以 是 單 股 線 或 編 織 線 。 內(nèi) 部 導(dǎo) 體 用 固 體 絕 緣 材 料 固 定 ， 外部 導(dǎo) 體 覆 蓋 塑 料 外 層 。同 軸 電 纜 又 分 為 ： 基 帶 同 軸 電 纜 （ 阻 抗 50歐 姆 ） 寬 帶 同 軸 電 纜 （ 阻 抗 75歐 姆 ）2. 同 軸

55、電 纜同 軸 電 纜 還 有 粗 纜 和 細(xì) 纜 之 分 。 粗 纜 是 粗 的 同 軸 電 纜 ， 它 的 價(jià) 格 高 ， 重 量 重 ，安 裝 和 使 用 很 困 難 ， 適 合 于 干 線 應(yīng) 用 。 細(xì) 纜 成 本 低 ， 易 于 安 裝 ， 但 每 個(gè) 網(wǎng) 段必 須 不 長(zhǎng) 于 185米 。 細(xì) 纜 一 般 用 于 小 型 網(wǎng) 段 。2.2.2安 裝 同 軸 電 纜 的 費(fèi) 用 介 于 雙 絞 線 與 光 纖 之 間 。 與 UTP比 較 ， 同 軸 電 纜 抗 電 磁干 擾 能 力 較 強(qiáng) 、 信 號(hào) 衰 減 較 小 。 但 是 ， 一 段 同 軸 電 纜 的 損 壞 或 斷 開(kāi)

56、可 能 導(dǎo) 致 整 個(gè) 網(wǎng) 絡(luò) 的 癱 瘓 。 58 光 導(dǎo) 纖 維 是 一 種 細(xì) 小 柔 軟 并 能 傳 導(dǎo) 光 線 的 介 質(zhì) ， 簡(jiǎn) 稱 光 纖 。 光 纜 由 一 束 光 纖 ，包 裹 一 層 稱 為 包 層 的 同 軸 玻 璃 ， 再 外 加 塑 料 保 護(hù) 層 構(gòu) 成 。用 光 纖 來(lái) 傳 輸 電 信 號(hào) 時(shí) ， 在 發(fā) 送 端 先 要 將 它 轉(zhuǎn) 換 成 光 信 號(hào) ， 而 在 接 收 端又 要 由 光 檢 波 器 還 原 成 電 信 號(hào) 。3. 光 纜 光 纖 的 傳 輸 方 式 ： 多 模 方 式 ： 光 線 在 光 纖 內(nèi) 有 多 條 通 路 ， 相 應(yīng) 的 光 纖 稱

57、為 多 模 光 纖 ， 利 用 發(fā) 光 二 極 管 作 為 光 源 。 單 模 方 式 ： 光 線 在 光 纖 內(nèi) 僅 有 一 條 通 路 ， 相 應(yīng) 的 光 纖 稱 為 單 模 光 纖 ， 通 常 用 激 光 作 為 光 源 。2.2.2由 于 采 用 光 信 號(hào) ， 光 纖 不 受 電 磁 干 擾 ， 沒(méi) 有 信 號(hào) 泄 露 ， 具 有 很 好 的 抗 干 擾 性和 安 全 性 。 59 無(wú) 線 傳 輸 媒 體 ， 或 稱 視 線 （ line-of-sight） 媒 體 ， 不 需 要 架 設(shè) 或 鋪 埋 電 纜 或光 纖 ， 而 是 通 過(guò) 大 氣 進(jìn) 行 傳 輸 。目 前 有 三 種

58、 技 術(shù) ： 微 波 、 紅 外 線 和 激 光 。4. 無(wú) 線 傳 輸 媒 體 5. 傳 輸 介 質(zhì) 的 選 擇 2.2.2傳 輸 介 質(zhì) 的 選 擇 是 網(wǎng) 絡(luò) 設(shè) 計(jì) 的 重 要 部 分 。 價(jià) 格 ， 包 括 安 裝 和 維 護(hù) 費(fèi) 用 。 傳 輸 速 率 和 傳 輸 距 離 。 網(wǎng) 絡(luò) 的 拓 撲 結(jié) 構(gòu) 。 網(wǎng) 絡(luò) 的 安 全 性 。在 選 擇 傳 輸 介 質(zhì) 時(shí) 要 考 慮 的 主 要 因 素 ： 60 2.2.3 開(kāi) 放 系 統(tǒng) 互 連 參 考 模 型計(jì) 算 機(jī) 網(wǎng) 絡(luò) 的 主 要 功 能 是 實(shí) 現(xiàn) 不 同 計(jì) 算 機(jī) 系 統(tǒng) 之 間 的 互 連 、 信 息 交 換和 資 源

59、 共 享 ， 其 首 要 問(wèn) 題 是 計(jì) 算 機(jī) 系 統(tǒng) 之 間 如 何 進(jìn) 行 通 信 。實(shí) 現(xiàn) 網(wǎng) 絡(luò) 中 不 同 計(jì) 算 機(jī) 系 統(tǒng) 之 間 的 通 信 所 必 須 遵 守 的 規(guī) 則 集 合 稱 為 網(wǎng) 絡(luò) 協(xié) 議 。網(wǎng) 絡(luò) 協(xié) 議 包 括 語(yǔ) 法 、 語(yǔ) 義 和 時(shí) 序 關(guān) 系 三 個(gè) 要 素 。 語(yǔ) 法 規(guī) 定 通 信 雙 方 如 何 講 ,語(yǔ) 義 確 定 通 信 雙 方 講 什 么 ， 時(shí) 序 關(guān) 系 確 定 通 信 雙 方 的 講 話 次 序 。1977年 國(guó) 際 標(biāo) 準(zhǔn) 化 組 織 （ ISO） 提 出 開(kāi) 放 系 統(tǒng) 互 連 （ OSI） 參 考 模 型（ 即 ISO/OS

60、I開(kāi) 放 式 網(wǎng) 絡(luò) 體 系 結(jié) 構(gòu) ） 。 OSI參 考 模 型 采 用 層 次 化 的 體 系 結(jié) 構(gòu) ， 把 網(wǎng) 絡(luò) 通 信 功 能 劃 分 為 七 個(gè) 層 次 。 61圖 2.3 OSI參 考 模 型 2.2.3 會(huì) 話 層 傳 輸 層 應(yīng) 用 層 表 示 層 網(wǎng) 絡(luò) 層 數(shù) 據(jù) 鏈 路 層 物 理 層654 3217 會(huì) 話 層 傳 輸 層 應(yīng) 用 層 表 示 層 網(wǎng) 絡(luò) 層 數(shù) 據(jù) 鏈 路 層 物 理 層協(xié) 議通 信 信 道物 理 傳 輸 介 質(zhì) 654 3217 62圖 2.4 OSI參 考 模 型 的 數(shù) 據(jù) 傳 送 過(guò) 程 2.2.3 會(huì) 話 層 傳 輸 層 應(yīng) 用 層 表

61、示 層 網(wǎng) 絡(luò) 層數(shù) 據(jù) 鏈 路 層 物 理 層 會(huì) 話 層 傳 輸 層 應(yīng) 用 層 表 示 層 網(wǎng) 絡(luò) 層數(shù) 據(jù) 鏈 路 層 物 理 層 通 信 信 道 A B 數(shù) 據(jù)A B 數(shù) 據(jù) 數(shù) 據(jù) 單 元 數(shù) 據(jù) 單 元 BITS BITS BITS BITS 數(shù) 據(jù) 單 元 數(shù) 據(jù) 單 元 數(shù) 據(jù) 單 元AHPH AHPH AHSH PH AHNH TH SH PH AHTH SHNH PH AHTH SH 應(yīng) 用 A 應(yīng) 用 B物 理 傳 輸 介質(zhì) 63 1. 中 繼 器 （ repeater） 中 繼 器 是 在 物 理 層 互 連 的 設(shè) 備 ， 用 于 連 接 兩 個(gè) 或 兩 個(gè) 以 上

62、 的 以 太 網(wǎng) 段 。2. 橋 接 器 （ bridge） 橋 接 器 是 在 鏈 路 層 互 連 的 設(shè) 備 ， 可 以 實(shí) 現(xiàn) 不 同 類 型 的 局 域 網(wǎng) 互 連 。3. 路 由 器 （ router） 路 由 器 是 在 網(wǎng) 絡(luò) 層 互 連 的 設(shè) 備 。 2.2.4 網(wǎng) 絡(luò) 互 連 設(shè) 備4. 網(wǎng) 關(guān) （ gateway） 網(wǎng) 關(guān) 運(yùn) 行 在 OSI模 型 的 最 高 層 ， 具 備 不 同 協(xié) 議 之 間 的 轉(zhuǎn) 換 能 力 ， 可 用 于 異 構(gòu) 網(wǎng) 絡(luò) 系 統(tǒng) 的 互 連 。網(wǎng) 絡(luò) 互 連 技 術(shù) 發(fā) 展 很 快 ， 新 型 網(wǎng) 絡(luò) 設(shè) 備 不 斷 出 現(xiàn) 。 按 照 功

63、能 劃 分 ，主 要 有 以 下 幾 類 ： 643. 傳 輸 層 （ TCP） 。 對(duì) 應(yīng) 于 OSI模 型 中 的 傳 輸 層 ， 提 供 源 到 目 的 之 間 端 到 端 的 連 接 。 傳 輸 控 制 協(xié) 議 TCP提 供 面 向 連 接 的 可 靠 轉(zhuǎn) 送 ， 它 通 過(guò) 認(rèn) 證 方 式 、 重 發(fā) 機(jī) 制 等 來(lái) 保 證 數(shù) 據(jù) 的 可 靠 轉(zhuǎn) 送 。 20世 紀(jì) 70年 代 中 期 ， 美 國(guó) 國(guó) 防 部 高 級(jí) 研 究 計(jì) 劃 署 （ Advanced Research Project Agency, ARPA） 為 了 實(shí) 現(xiàn) 異 種 網(wǎng) 之 間 的 互 連 和 互 通 ，

64、 大 力 資 助 網(wǎng) 絡(luò) 互 聯(lián) 技 術(shù) 的研 究 開(kāi) 發(fā) ， 于 1977到 1979年 間 推 出 了 TCP/IP體 系 結(jié) 構(gòu) 和 協(xié) 議 規(guī) 范 。 1980年 前 后ARPA開(kāi) 始 將 ARPANET上 的 所 有 計(jì) 算 機(jī) 轉(zhuǎn) 換 為 TCP/IP 協(xié) 議 ， 并 以 它 為 主 干 建 立 了Internet（ 即 因 特 網(wǎng) ） ， 因 此 TCP/IP 是 Internet的 核 心 協(xié) 議 。TCP/IP 采 用 四 層 結(jié) 構(gòu) ：2. 網(wǎng) 際 層 （ IP層 ） 。 對(duì) 應(yīng) 于 OSI模 型 中 的 網(wǎng) 絡(luò) 層 ， 管 理 不 同 網(wǎng) 絡(luò) 設(shè) 備 之 間 的 數(shù) 據(jù)

65、交 換 。 該 層 最 重 要 的 協(xié) 議 是 國(guó) 際 協(xié) 議 IP， 還 包 括 其 它 協(xié) 議 。1. 鏈 路 層 。 對(duì) 應(yīng) 于 OSI 模 型 中 的 物 理 層 和 數(shù) 據(jù) 鏈 路 層 ， 是 TCP/IP的 最 低 層 。 負(fù) 責(zé) 接 受 上 一 層 （ IP層 ） 的 IP 數(shù) 據(jù) 報(bào) ， 通 過(guò) 網(wǎng) 絡(luò) 向 外 發(fā) 送 。 或 者 從 網(wǎng) 絡(luò) 上 接 收 物 理 幀 ， 抽 取 IP數(shù) 據(jù) 報(bào) 交 給 IP層 。 2.2.5 網(wǎng) 絡(luò) 協(xié) 議 4. 應(yīng) 用 層 。 對(duì) 應(yīng) 于 OSI模 型 中 的 最 高 三 層 ， 為 應(yīng) 用 程 序 提 供 相 應(yīng) 的 功 能 。 65 設(shè)

66、備 共 享 文 件 管 理 名 字 服 務(wù) 數(shù) 據(jù) 共 享 網(wǎng) 絡(luò) 安 全 網(wǎng) 絡(luò) 管 理 系 統(tǒng) 容 錯(cuò) 網(wǎng) 絡(luò) 互 聯(lián) 應(yīng) 用 軟 件 支 持 2.2.6 網(wǎng) 絡(luò) 操 作 系 統(tǒng) 網(wǎng) 絡(luò) 操 作 系 統(tǒng) 的 主 要 任 務(wù) 是 調(diào) 度 和 管 理 網(wǎng) 絡(luò) 資 源 ， 并 且 為 用 戶 提 供統(tǒng) 一 和 透 明 的 使 用 網(wǎng) 絡(luò) 資 源 的 手 段 。網(wǎng) 絡(luò) 操 作 系 統(tǒng) 應(yīng) 提 供 這 些 功 能 ： 66 網(wǎng) 絡(luò) 服 務(wù) 器 是 網(wǎng) 絡(luò) 中 最 關(guān) 鍵 的 設(shè) 備 ， 它 向 網(wǎng) 絡(luò) 上 的 所 有 用 戶 提 供 系 統(tǒng) 資 源和 服 務(wù) ， 必 須 具 有 較 高 的 性 能 。 根 據(jù) 網(wǎng) 絡(luò) 系 統(tǒng) 的 應(yīng) 用 規(guī) 模 ， 服 務(wù) 器 可 選 用高 檔 微 機(jī) 、 UNIX工 作 站 、 小 型 機(jī) 、 超 級(jí) 小 型 機(jī) 或 大 型 機(jī) 等 。選 擇 服 務(wù) 器 時(shí) 要 考 慮 以 下 方 面 ： CPU體 系 結(jié) 構(gòu) 內(nèi) 存 容 量 和 性 能 磁 盤(pán) 容 量 和 性 能 網(wǎng) 絡(luò) 接 口 性 能 總 線 結(jié) 構(gòu) 容 錯(cuò) 性 能 操 作 系 統(tǒng) 等 。 2.2.7