软考高项 -(第一章)信息化和信息系统 1(1.1-1.3)

目录

一、信息的质量属性

二、信息的传输模型

三、信息化的基本概念

四、国家信息化体系的六要素

五、信息系统生命周期

六、信息系统开发方法

七、网络标准与网络协议

八、网络设备

九、网络存储技术

十、网络接入技术

十一、网络规划与设计

十二、数据库与数据仓库

十三、中间件技术

十四、高可用性和高可靠性的规划与设计

一、信息的质量属性

1、精确性:对事务状态描述的精准程度

2、完整性:对事务状态描述的全面程度,完整信息应包含所有重要事实

3、可靠性:指信息的来源、采集方法、传输过程是可以信任的,符合预期

4、及时性:指获得信息的时刻与事件发生时刻的间隔长短

5、经济性:指信息获取、传输带来的成本在可以接受的范围之内

6、可验证性:指信息的主要质量属性可以被证实或证伪的程度

7、安全性:指在信息的生命周期中,信息可以被非授权访问的可能性,可能性越低,安全性越高

二、信息的传输模型

1、信源:产生信息的实体

2、编码:在信息论中泛指所有变换信号的设备

3、信道:传送信息的通道,比如TCP/IP网络

4、解码:是编码的逆变换设备

5、信宿:信息的归宿或接收者

6、噪声:信息传输的干扰,可能会造成传输失败

 7、其他:信息系统的主要性能指标是指有效性和可靠性(有效性:传送尽可能多的信息;可靠性:要求信宿收到的信息尽可能与信源发出的信息一致,或者说失真尽可能小)

三、信息化的基本概念

1、信息化从“小”到“大”分为以下5层次

        ①产品信息化:信息化的基础

        ②企业信息化:指企业在产品的设计、开发、生产、管理、经营等多个环节中广泛利用信息技术

        ③产业信息化

        ④国民经济信息化

        ⑤社会生活信息化

总结:产品来源于企业;企业归属于产(行)业;产业属于国民经济;国民经济又依赖于社会生活

2、

主体全体社会成员,包括政府、企业、事业、团体、个人
时域长期的过程
空域政治、经济、文化、军事、社会的一切空域
手段基于现代信息技术的先进社会生产工具
途径创建信息时代的社会生产力,推动社会生产关系及社会上层建筑的改革
目标使国家的综合实力、社会的文明素质和人民的生活质量全面提升
其他:两网一站

两网:政务内网、政务外网

一站:政府门户网站

四、国家信息化体系的六要素

信息资源信息资源的开发和利用是国家信息化的核心任务,是国家信息化建设取得实效的关键,也是我国信息化的薄弱环节
信息网络是信息资源开发和利用的基础设施
信息技术应用是信息化体系六要素中的龙头,是国家信息化建设的主阵地,集中体现了国家信息化建设的需求和效益
信息技术和产业是信息化的物质基础
信息化人才是信息化的成功之本
信息化政策法规和标准规范用于规范和协调信息化体系各要素之间的关系,是国家信息化快速、有序、健康、持续发展的保障

      小口诀:上‘鹰’(信息技术应用)、下‘鸡’(信息技术和产业)、左‘人’(信息化人才)、右‘龟’(信息化政策法规和标准规范)

五、信息系统生命周期

生命周期描述
1、系统规划可行性分析与项目开发计划
2、系统分析需求分析,系统说明书,逻辑设计阶段
3、系统设计概要设计、详细设计,物理设计阶段
4、系统实施编码、测试
5、系统运行和维护记录系统运行的情况并进行必要的修改

立项:系统规划

开发:系统分析、系统设计、系统实施

运维:系统运行和维护

消亡

六、信息系统开发方法

1、结构化方法:在一开始就必须要要清楚的知道用户的需求,分为多个阶段,一步一步的往下做,精髓是自顶向下,逐步求精和模块化设计

2、面向对象方法:模糊项目阶段

3、原型化方法:根据用户的部分需求快速创建模板,根据用户的要求进行修改

4、面向服务的方法:提供接口的形式,提高系统的可复用性、信息资源共享和系统之间的互操作性

七、网络标准与网络协议

1、OSI协议:open system interconnect,开放系统互连参考模型

物理层物理联网媒介,如电缆,具体标准RJ-45
数据链路层*控制物理层与网络层之间的通信,常见协议有IEE802.3/2
网络层*将网络地址翻译成对应的物理地址,具体协议有IP、ICMP、IGMP、IPX、ARP
传输层*主要负责确保数据可靠、顺序、无错地从A点传输到B点,具体协议有TCP、UDP、NFS
会话层两节点之间维持通信,提供交互会话的管理功能,常见协议有RPC、SQL、NFS
表示层翻译官,数据将按照网络能理解的方案进行格式化,管理数据的解密加密、数据转化、格式化、文本压缩,常见协议有JPEG、ASCII、GIF、DES、MPEG
应用层负责对软件提供接口以使程序能使用网络服务,如事务处理程序、文件传送协议和网络管理,常见的协议有HTTP、Telnet、FTP、SMTP

2、802.11(无线局域网WLAN标准协议)

3、TCP/IP协议是Internet的核心

        3.1、应用层协议

FTP:文件传输协议运行在TCP之上,FTP在客户机与服务器之间需建立两条TCP连接,一条用于传送控制信息(21号端口),另一条用于传送文件内容(20号端口)
TFTP:简单文件传输协议建立在UDP之上,提供不可靠的数据流传输服务
HTTP:超文本传输协议是用于从WWW服务器传输超文本到本地浏览器的传送协议,建立在TCP之上
SMTP:简单邮件传输协议建立在TCP之上,是一种提供可靠且有效的电子邮件传输协议
DHCP:动态主机配置协议建立在UDP之上,实现自动分配IP地址的
Telnet:远程登录协议是登录和仿真程序,建立在TCP之上,它的基本功能是允许用户登录进入远程计算机系统
DNS:域名系统是实现域名解析的,建立在UDP之上
SNMP:简单网络管理协议建立在UDP之上

        3.2、传输层协议

TCP面向连接,一般用于传输数据量比较少,且对可靠性要求高的场合
UDP不可靠、无连接的协议,一般用于传输数据量大,且对可靠性要求不是很高,单要求速度快的场合

        3.3、网络层协议

IP所提供的服务被认为是无连接和不可靠的
ICMP:网际控制报文协议
IGMP:网际组管理协议
ARP:地址解析协议用于动态地完成IP地址向物理地址的转换
PARP:反向地址解析协议用于动态地完成物理地址向IP地址的转换

八、网络设备

1、按照交换层次的不同,网络交换可以分为物理层交换(如电话网)、链路层交换(二层交换,对MAC地址进行变更)、网络层交换(三层交换,对IP地址进行变更)、传输层交换(四层交换,对端口进行变更,比较少交)、应用层交换。

2、网络互联设备中

互联设备工作层次主要功能
中继器物理层对接收信号进行再生和发送
网桥数据链路层根据帧物理地址进行网络之间的信息转发,只能连接相同MAC层的网络
路由器网络层通过逻辑地址进行网络之间的信息转发,可完成异构网络之间的互联互通,只能连接使用相同网络层协议的子网
网关高层(第4-7层)用于连接网络层以上执行不同协议的子网
集线器物理层多端口中继器
二层交换机数据链路层指传统意义上的减缓及,多端口网桥
三层交换机网络层带路由功能的二层交换机
多层交换机高层(第4-7层)带协议转换的交换机

九、网络存储技术

1、DAS(直接附加存储):直接将存储设备连接到服务器,如优盘

2、NAS(网络附加存储):支持多种TCP/IP网络协议,主要是NFS(网络文件系统)和CIFS(通用Internet文件系统)来进行文件访问,是真正实现即插即用

3、SAN(存储区域网络):通过专用交换机将磁盘阵列与服务器连接起来的高速专用子网,如XX网盘,采用块级(block)别存储,根据数据传输过程采用的协议,其技术划分为 FC SAN、IP SAN、IB SAN

FC(光纤通道) SAN

是专用、高速、高可靠的网络,允许独立、动态地增加存储设备,使得管理和集中控制更加简化。

特性:热插拔性、高速带宽、远程连接、连接设备数量大

缺点:成本和复杂性高

IP SAN基于IP网络实现数据块级别存储方式的存储网络,既具备了IP网络配置和管理简单的优势,又提供了SAN架构所拥有的强大功能和扩展性
IB(无限宽带) SAN设计得非常紧密,大大提高了系统的性能、可靠性、有效性,能缓解各硬件设备之间的数据流量拥塞

十、网络接入技术

1、目前,接入Internet的主要方式可分为两个大的类别,即有线接入和无线接入,其中有线接入方式包括PSIN、ISDN、ADSL、FTTx+LAN、HFC等,无线接入方式包括GPR3、3G、4G接入等。

2、无线网络是指以无线电波作为信息传输媒介,目前最常用的无线网络接入技术主要有WIFI和移动互联网接入(4G)。

十一、网络规划与设计

1、网络工程阶段划分

网络规划包括网络需求分析、可行性分析和对现有网络的分析与描述
网络设计

主要采用分层设计模型,其中引入了三个关键层的概念

        ①接入层:网络中直接面向用户连接或访问网络的部分,目的是允许终端用户连接到网络,因此,接入层交换机(或路由器)具有低成本和高端口密度特性

        ②汇聚层:核心层和接入层的分层面,完成网络访问策略控制,数据包处理、过滤、寻址,以及其他数据处理的任务

        ③核心层:网络主干部分,主要目的在于通过高速转发通信提供优化、可靠的骨干传输结构,因此,核心层交换机应拥有更高的可靠性、性能、吞吐量

主要工作包括

        (1)网络拓扑结构设计,(2)主干网络(核心层)设计,(3)汇聚层和接入层设计,(4)广域网连接与远程访问设计,(5)无线网络设计,(6)网络安全设计

网络实施

2、信息安全的基本要素

机密性确保信息不暴露给未授权的实体或进程
完整性只有得到允许的人才能修改数据,并且能够判别出数据是否已被篡改
可用性得到授权的实体在需要时可访问数据,即攻击者不能占用所有的资源而阻碍授权者的工作
可控性可以控制授权范围内的信息流向及行为方式
可审查性对出现的网络安全问题提供调查的依据和手段

十二、数据库与数据仓库

1、目前常见的数据库管理系统主要有Oracle、MySQL、SQL Server、MongoDB等,其中前三种为关系型数据库,最后一种为非关系型数据库

2、数据仓库是一个面向主题的、集成的、非易失(相对稳定)、且随时间变化(反应历史变化)的数据集合,用于支持管理决策。数据仓库体系结构:

        2.1 数据源:是数据仓库系统的基础,是整个系统的数据源泉

        2.2 数据的存储钰管理:是整个数据仓库的核心

        2.3 OLAP服务器:对分析需要的数据进行有效集成,按多维模型予以组织,以便进行多角度、多层次的分析,并发现趋势

        2.4 前端工具:包括查询工具、报表工具、分析工具、数据挖掘以及各种基于数据仓库或数据集市的应用开发工具,其中数据分析工具主要针对OLAP服务器,报表工具、数据挖掘工具主要针对数据仓库

十三、中间件技术

1、定义:

        ①在一个分布式系统环境中处于操作系统和应用程序之间的软件

        ②是一种独立的系统软件或服务程序,分布式应用软件借助这种软件在不同的技术之间共享资源,中间件位于客户机服务器的操作系统之上,管理计算资源和网络通信

2、由底向上的层次来划分

底层性中间件主流技术有JVM(java虚拟机)、CLR(公共语言运行库)、ACE(自适配通信环境)、JDBC(java数据库连接)、ODBC(开放数据库互联)等,代表产品有SUN JVM和Microsoft CLR等
通用型中间件主流技术有CORBA(公共对象请求代理体系结构)、J2EE、M0M(面向消息的中间件)和COM等,代表产品有IONA Orbix、BEA Weblogic和IBM MQSeries等
集成性中间件主流技术有WorkFlow和EAI(企业应用集成)等,代表产品主要由BEA Weblogic和IBM WebSphere等

3、为了完成不同层次的集成,可以采用不同的技术、产品:

        (1)为了完成系统底层传输层的集成,可以采用CORBA技术

        (2)为了完成不同系统的信息传递,可以采用消息中间件产品

        (3)为了完成不同硬件和操作系统的集成,可以采用J2EE中间件产品

十四、高可用性和高可靠性的规划与设计

可用性:系统能够正常运行的时间比例,经常用两次故障之间的时间长度或在出现故障时系统能够恢复正常的速度来表示

可靠性:软件系统在应用或系统错误面前,在意外或错误使用的情况下维持软件系统的功能特性的基本能力

计算机可用性公式:MTTF/(MTTF+MTTR)*100%

MTTF:平均无故障时间      MTTR:平均维修时间

 举例:洗衣机A一个月坏5次,每次一坏3天都不能使用

           洗衣机B一个月坏4次,每次一坏4天都不能使用

论可靠性,B比A少坏一次,所以B可靠性更高;轮可用性,A一个月15天不能使用,B一个月16天不能使用,所以A可用性更高;

套用公式,洗衣机A的MTTF为15(一个月的时间减去有故障的时间:30-(5*3)=15),MTTR为15(5*3=15,一个月中15天不能使用),15/(15+15)*100%=50%

想要提高一个系统的可用性,要提升系统的单次正常工作的时长,要减少故障修复时间,常见的可用性战术如下:

①错误检测:包括命令、响应、心跳、异常

②错误恢复:表决、主动冗余、被动冗余

③错误预防:把可能出错的组件从服务中删除、引入进程监视器

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