




版權(quán)說明:本文檔由用戶提供并上傳,收益歸屬內(nèi)容提供方,若內(nèi)容存在侵權(quán),請進(jìn)行舉報或認(rèn)領(lǐng)
文檔簡介
1、第一章 引論 1.1計算機(jī)網(wǎng)絡(luò)發(fā)展簡史 A)名詞解釋: (1) 計算機(jī)網(wǎng)絡(luò):地理上分散的多臺獨立自主的計算機(jī)遵循規(guī)定的通訊協(xié)議,通過軟、硬件互連以實現(xiàn)交互通信、資源共享、信息交換、協(xié)同工作以及在線處理等功能的系統(tǒng)。(注解:此條信息分為系統(tǒng)構(gòu)成+5個系統(tǒng)功能)。 (2) 計算機(jī)網(wǎng)絡(luò)發(fā)展的3個時代-第一個時代:1946年美國第一臺計算機(jī)誕生;第二個時代:20世紀(jì)80年代,微機(jī)的出現(xiàn);第三個時代:計算機(jī)網(wǎng)絡(luò)的誕生以及應(yīng)用。 (3) Internet的前身:即1969年美國國防部的高級計劃局(DARPA)建立的全世界第一個分組交換網(wǎng)Arparnet。 (4) 分組交換:是一種存儲轉(zhuǎn)發(fā)交換方式,它將要傳
2、送的報文分割成許多具有同一格式的分組,并以此為傳輸?shù)幕締卧灰贿M(jìn)行存儲轉(zhuǎn)發(fā)。 (5) 分組交換方式與傳統(tǒng)電信網(wǎng)采用的電路交換方式的長處所在:線路利用率高、可進(jìn)行數(shù)據(jù)速率的轉(zhuǎn)換、不易引起堵塞以及具有優(yōu)先權(quán)使用等優(yōu)點。 (6) 以太網(wǎng):1976年美國Xerox公司開發(fā)的機(jī)遇載波監(jiān)聽多路訪問沖突檢測(CSMA/CD)原理的、用同軸電纜連接多臺計算機(jī)的局域網(wǎng)絡(luò)。 (7) INTERNET發(fā)展的三個階段:第一階段-1969年INTERNET的前身ARPANET的誕生到1983年,這是研究試驗階段,主要進(jìn)行網(wǎng)絡(luò)技術(shù)的研究和試驗;從1983年到1994年是INTERNET的實用階段,主要作為教學(xué)、科研和通
3、信的學(xué)術(shù)網(wǎng)絡(luò);1994年之后,開始進(jìn)入INTERNET的商業(yè)化階段。 (8) ICCC:國際計算機(jī)通信會議 (9) CCITT:國際電報電話咨詢委員會 (10) ISO:國際標(biāo)準(zhǔn)化組織 (11) OSI網(wǎng)絡(luò)體系結(jié)構(gòu):開放系統(tǒng)互連參考模型 1.2計算機(jī)網(wǎng)絡(luò)分類 (1) 網(wǎng)絡(luò)分類方式: a. 按地域范圍:可分為局域網(wǎng)、城域網(wǎng)、廣域網(wǎng) b. 按拓補(bǔ)結(jié)構(gòu):可分為總線、星型、環(huán)狀、網(wǎng)狀 c. 按交換方式:電路交換網(wǎng)、分組交換網(wǎng)、幀中繼交換網(wǎng)、信元交換網(wǎng) d. 按網(wǎng)絡(luò)協(xié)議:可分為采用TCP/IP,SNA,SPX/IPX,AppleTALK等協(xié)議 1.3網(wǎng)絡(luò)體系結(jié)構(gòu)以及協(xié)議 (1) 實體:包括用戶應(yīng)用程序、
4、文件傳輸包、數(shù)據(jù)庫管理系統(tǒng)、電子郵件設(shè)備以及終端等一切能夠發(fā)送、接收信息的任何東西。 (2) 系統(tǒng):包括一切物理上明顯的物體,它包含一個或多個實體。 (3) 協(xié)議:用來決定有關(guān)實體之間某種相互都能接受的一些規(guī)則的集合。 包括語法(Syntax,包括數(shù)據(jù)格式、編碼以及信號電平)、語義(Semantics,包括用于協(xié)調(diào)和差錯處理的控制信息)、定時(Timing,包括速度匹配和排序)。 1.4開放系統(tǒng)互連參考模型 1.4.1 OSI模型的基本層次概念 a. 物理層 提供為建立、維護(hù)和拆除物理鏈路所需要的機(jī)械的、電氣的、功能的和規(guī)程的特性; 有關(guān)物理鏈路上傳輸非結(jié)構(gòu)的位流以及故障檢測指示 b. 數(shù)據(jù)鏈
5、路層 在網(wǎng)絡(luò)實體間提供數(shù)據(jù)發(fā)送和接收的功能和過程; 提供數(shù)據(jù)鏈路的流控。 c. 網(wǎng)絡(luò)層 控制分組傳送系統(tǒng)的操作、路由選擇、擁擠控制、網(wǎng)絡(luò)互連等功能,它的作用是將具體的物理傳送對高層透明; 根據(jù)傳輸層的要求來選擇服務(wù)技術(shù); 向傳輸層報告未恢復(fù)的差錯。 d. 傳輸層 提供建立、維護(hù)、拆除傳送連接的功能; 選擇網(wǎng)絡(luò)層提供最合適的服務(wù); 在系統(tǒng)之間提供可靠的、透明的數(shù)據(jù)傳送,提供端到端的錯誤恢復(fù)和流量控制。 e. 會話層 提供兩進(jìn)程之間建立、維護(hù)和結(jié)束會話連接的功能; 提供交互會話的管理功能。 f. 表示層 代表應(yīng)用進(jìn)程協(xié)商數(shù)據(jù)表示; 完成數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)換、格式化和文本壓縮。 g. 應(yīng)用層 提供OSI用戶服務(wù)
6、。 1.4.2局域網(wǎng)與OSI模型的對應(yīng)的層次功能 (1) 在LAN中數(shù)據(jù)鏈路層可分為哪兩層? 邏輯鏈路控制層和介質(zhì)訪問控制層。 (2)LAN的層次功能詳解:* 物理層和OSI的物理層一樣,主要處理在物理鏈路上的傳遞非結(jié)構(gòu)化的比特流,建立、維持、撤銷物理鏈路,處理機(jī)械的、電器的和規(guī)程的特性。 介質(zhì)訪問控制層主要功能是控制對傳輸介質(zhì)的訪問,不同類型的LAN需要采用不同的控制法; 邏輯鏈路控制層可提供兩種控制類:一種是無連接的服務(wù),另一種是面向連接的服務(wù) 1.5 TCP/IP協(xié)議集 (1)特別注意!TCP/IP是一組INTERNET協(xié)議系列,而不是單個協(xié)議。 (2)TCP/IP協(xié)議集與OSI模型的比
7、較 網(wǎng)絡(luò)接口層,有時也稱鏈路層,其功能是接收和發(fā)送IP數(shù)據(jù)報; IP層有時也稱網(wǎng)絡(luò)層。他處理網(wǎng)上分組的傳送以及路由至目的站點; 傳輸層提供兩臺計算機(jī)之間端到端的數(shù)據(jù)傳送; 應(yīng)用層處理特定的應(yīng)用。 (3)由SUN MICROSYSTEM公司推出的NFS網(wǎng)絡(luò)文件系統(tǒng)的特點? 提供透明文件訪問以及文件傳輸; 容易擴(kuò)充新的資源或軟件,不需要改變現(xiàn)有的工作環(huán)境; 高性能,可靈活配置。 (4) NFS是基于UDP/IP協(xié)議的應(yīng)用,其實現(xiàn)主要是采用遠(yuǎn)程過程調(diào)用RPC機(jī)制,RPC提供了一組與機(jī)器、操作系統(tǒng)以及低層傳送協(xié)議無關(guān)的存取遠(yuǎn)程文件的操作。 (5) RPC采用了XDR的支持。XDR是一種與機(jī)器無關(guān)的數(shù)據(jù)
8、描述編碼的協(xié)議,他以獨立與任意機(jī)器體系結(jié)構(gòu)的格式對網(wǎng)上傳送的數(shù)據(jù)進(jìn)行編碼和解碼,支持在異構(gòu)系統(tǒng)之間數(shù)據(jù)的傳送。第二章 數(shù)據(jù)通信 (1) 數(shù)據(jù)通信:兩個實體間的數(shù)據(jù)傳輸和交換。 2. 1數(shù)據(jù)通信技術(shù) 2.1.1 模擬數(shù)據(jù)通信和數(shù)字?jǐn)?shù)據(jù)通信 (2) 模擬數(shù)據(jù):在某個區(qū)間為連續(xù)的值的數(shù)據(jù) (3) 數(shù)字?jǐn)?shù)據(jù):在某個區(qū)間為離散的值的數(shù)據(jù) (4) 模擬、數(shù)字?jǐn)?shù)據(jù)之間的相互轉(zhuǎn)換問題? 模擬數(shù)據(jù)通過編碼解碼器(CODEC)轉(zhuǎn)換成數(shù)字?jǐn)?shù)據(jù),數(shù)字信號通過調(diào)制解調(diào)器轉(zhuǎn)換成模擬數(shù)據(jù)(MODEM) (5) 數(shù)字信號傳輸與模擬信號傳輸各自的優(yōu)缺點? 模擬傳輸是一種不考慮內(nèi)容的傳輸模擬信號的方法,在
9、傳輸過程中,模擬信號經(jīng)過一定距離的傳輸之后,必定會信號衰減,為實現(xiàn)長距離傳輸,模擬信號傳輸都要使用信號放大器,但是,放大器也會增加噪音分量,如果通過串連的放大器來實現(xiàn)長距離傳輸,信號將會越來越畸形; 與此相反,數(shù)字傳輸與信號有關(guān)。衰減會危及數(shù)據(jù)的完整性,數(shù)字信號只能在一個有限的距離內(nèi)傳輸,但為了獲得更遠(yuǎn)的傳輸距離,可以使用中繼器,中繼器接收數(shù)字信號,將數(shù)字信號轉(zhuǎn)換成1的模式和0的模式。 2.1.2 多路復(fù)用 (1) 多路復(fù)用的分類及其解釋 A. 頻分多路復(fù)用(FDM) 利用傳輸介質(zhì)中不同的載波頻率來同時運(yùn)載多個信號的多路復(fù)用技術(shù) B. 時分多路復(fù)用(TDM) 利用介質(zhì)能達(dá)到的位傳輸率超過傳輸數(shù)
10、字?jǐn)?shù)據(jù)所需的數(shù)據(jù)傳輸率的優(yōu)點,利用每個信號在時間上交叉,從而傳輸多個數(shù)據(jù)信號的多路復(fù)用技術(shù) (2) T1載波的位結(jié)構(gòu)及傳輸速率 共193位,第8位是信令和控制信號,第193位是幀編碼,傳輸速率是1.544M/BPS (3) 兩種PCM載波的傳輸速率以及T2、T3載波的傳輸速率 一種是和T1載波一樣的1.544M/BPS,另一種是2.048M/BPS。T2載波的傳輸速率是6.312 M/BPS,T2載波的傳輸速率是46.304 M/BPS。 2.1.3 異步傳輸和同步傳輸 (1) 異步傳輸 一次傳輸一個字符的數(shù)據(jù),每個字符用一個起始位引導(dǎo),用一個結(jié)束位結(jié)束,一般起始位為0,停止位為1 (2) 同
11、步傳輸 為了使接收方確定數(shù)據(jù)塊的開始和結(jié)束,還需要另外一級的同步,即每個數(shù)據(jù)塊用一個前文(preamble)位的模式開始,用一個后文(postamble)位模式結(jié)束,加有前后文的數(shù)據(jù)稱為一幀。 2.2數(shù)據(jù)交換技術(shù) 2.2.1線路交換 (1) 什么是線路交換? 通過網(wǎng)絡(luò)中的節(jié)點在兩個站點之間建立專用的通信線路進(jìn)行數(shù)據(jù)傳輸?shù)慕粨Q方式 (2) 線路交換所歷經(jīng)的三個階段 線路建立,數(shù)據(jù)傳送,線路拆除 2.2.2 報文交換 (1) 什么是報文交換? 將目的地址附加在報文中,然后讓報文從節(jié)點到節(jié)點的通過網(wǎng)絡(luò)傳輸?shù)慕粨Q方式 (2) 報文交換比較線路交換的優(yōu)缺點 a. 線路效率高 b. 無需同時使用發(fā)送器和接
12、收器傳送數(shù)據(jù) c. 不會出現(xiàn)如線路交換中因通信量變大而導(dǎo)致的呼叫被封鎖現(xiàn)象,只是報文傳送延遲 d. 可以把一個報文發(fā)送到多個目的地 e. 能夠建立報文的優(yōu)先權(quán) f. 報文交換網(wǎng)絡(luò)可以進(jìn)行速度和代碼的轉(zhuǎn)換 g. 發(fā)送部操作終端的保文可以被截獲,然后存儲或重新選擇到另一臺終端的路徑 h. 報文交換的主要缺點是他不能滿足實時或交互式的通信要求2.2.3 分組交換 (1)概念解釋 分組交換是一種結(jié)合了報文交換和線路交換各自優(yōu)點的交換技術(shù),其中,它采用了限制長度的數(shù)據(jù)報,以及虛擬連接的虛電路方法,從而達(dá)到更好的交換效果。 2.2.4三種交換技術(shù)的比較 (1) 三種交換技術(shù)適用的不同場合 a. 對于交互式
13、通信來說,報文交換是不合適的; b. 對于較輕的和/或間歇式負(fù)載來說,線路交換是最合算的,因為可以通過電話撥號線路來使用公用電話系統(tǒng)。 c. 對于兩個站點之間很重的和持續(xù)的負(fù)載來說,使用租用的線路交換線是最合算的。 d. 當(dāng)有一批中等數(shù)量數(shù)據(jù)必須交換到大量的數(shù)據(jù)設(shè)備時,寧可用分組交換方法,這種技術(shù)的線路利用率是最高的。 e. 數(shù)據(jù)報分組交換適用于短報文和具有靈活性的報文。 f. 虛電路分組交換事宜浴場交換和減輕各站的處理負(fù)擔(dān)。 2.2.5 信元交換 ATM(異步轉(zhuǎn)移模式)采用信元交換 2.3 數(shù)據(jù)傳送方式 (1) 分類 并行通信和串行通信 (2) 在并行通信中數(shù)據(jù)傳輸所使用的并行數(shù)據(jù)總線的物理
14、形式 a. 計算機(jī)內(nèi)部的數(shù)據(jù)總線很多就直接是電路板 b. 扁平帶狀電纜 c. 圓形屏蔽電纜 2.3.1串行輸入/輸出 (1) 串行輸入的特點 串行數(shù)據(jù)傳輸中,每次只傳送一位數(shù)據(jù),速度比并行傳輸慢,但是,實現(xiàn)串行傳輸?shù)挠布哂薪?jīng)濟(jì)性和實用性的特點。 2.3.2 串行數(shù)據(jù)通信 (1) 電話系統(tǒng)進(jìn)行串行通行的三種方式 a. 單工通信 來自www.Eb. 半雙工通信 c. 全雙工通信 (2) 串行數(shù)據(jù)的傳輸、接收的定時可以通過數(shù)據(jù)鏈路控制來實現(xiàn) (3) 串行數(shù)據(jù)通信的兩種傳輸方法 a. 異步串行傳輸 通信硬件通過附加同步信息的方法傳輸數(shù)據(jù) b. 同步串行傳輸 同步信息包含在信息塊內(nèi)的方法 (4) 同步
15、通信與異步通信的優(yōu)缺點 a. 同步通信取消了每個字節(jié)的同步位,從而使數(shù)據(jù)位在傳送為中所占比率增大,提高了傳送效率。 b. 同步通信容許用戶傳送沒有意義的二進(jìn)制數(shù)據(jù) c. 允許PC機(jī)用戶通過同步通信網(wǎng)絡(luò)與計算機(jī)實現(xiàn)通信 2.4檢錯與糾錯 2.4.1 檢錯法 (1) 檢錯法的概念 檢錯法是指在傳輸中僅僅發(fā)送足以使接收端能夠檢測出差錯的附加位。 (2) 檢錯法的分類 a. 奇偶校驗法 b. 冗余校驗法(LRC) c. 循環(huán)冗余校驗法(CRC) 2.4.2 糾錯法 (1) 自動請求重發(fā)(ARQ) 當(dāng)發(fā)送站向接收站發(fā)送數(shù)據(jù)塊時,如果無差錯,則接收站回送一個肯定應(yīng)答,即ACK指令;如果接收站檢測出錯誤,則
16、發(fā)送一個否定應(yīng)答,即NCK指令,請求重發(fā)。 (2) 正向糾錯法 發(fā)送站發(fā)送能使接收站檢錯糾錯的冗余位2.5 通信硬件 2.5.1調(diào)制解調(diào)器 (1) 調(diào)制解調(diào)器是一種數(shù)據(jù)通信設(shè)備(DCE) (2) 調(diào)制解調(diào)器的作用就是將數(shù)據(jù)在數(shù)據(jù)格式與模擬格式之間轉(zhuǎn)換 (3) AT指令集 a. ATD-撥號指令(ATDP:脈沖撥號,ATDT音頻撥號) b. ATH-掛機(jī)指令 c. ATA-應(yīng)答指令(ATSO=0表示取消自動應(yīng)達(dá),=某個非零整數(shù),則表示振鈴這個整數(shù)次后應(yīng)答) d. ATZ-將調(diào)制解調(diào)器內(nèi)寄存器的值設(shè)為默認(rèn) 2.5.2 RS-232標(biāo)準(zhǔn) (1) 何謂RS-232 由美國電子工業(yè)協(xié)會(EIA)制定的數(shù)
17、據(jù)終端設(shè)備與數(shù)據(jù)通信設(shè)備在進(jìn)行串行二進(jìn)制數(shù)據(jù)交換時的接口,EIA RS-232C (2) RS-232的物理層特性 a. 機(jī)械特性 接口標(biāo)準(zhǔn)的機(jī)械部分指定兩個通信裝置如何連接。規(guī)定了有兩個連接器,接到DCE的為母,接到DTE的為公。標(biāo)準(zhǔn)規(guī)定使用25針連接器,DB25連接器已成為一個事實上的標(biāo)準(zhǔn)。 b. 電信號特性 +3V+15V的正電壓表示SPACE -3V-15V的負(fù)電壓表示MARK 在-3V+3V之間構(gòu)成一個轉(zhuǎn)換區(qū)域,實際上,傳輸通常使用+(-)12V c. RS-232C引腳分配 I. 引腳功能分類 A. 數(shù)據(jù)線路:分為數(shù)據(jù)傳送和接收兩條線路發(fā)送數(shù)據(jù)(TD,引腳2),接收數(shù)據(jù)(RD,引腳
18、3) B. 控制線路:控制線路傳送PC或調(diào)制解調(diào)器中某些條件的ON/OFF指標(biāo)來指示該引腳線路的狀態(tài)處于開啟或是關(guān)閉 DTR,引腳20:數(shù)據(jù)終端就緒,由PC產(chǎn)生以使調(diào)制解調(diào)器了解PC已準(zhǔn)備就緒 DSR,引腳6:數(shù)據(jù)設(shè)備就緒,由MODEM產(chǎn)生,以告訴PC當(dāng)MODEM打開時,已 和電話線路連接好且處于數(shù)據(jù)傳輸模式 RTS,引腳4:請求發(fā)送,由PC產(chǎn)生毅同志調(diào)制解調(diào)器它想要傳送數(shù)據(jù) CTS,引腳5:清除發(fā)送,由MODEM產(chǎn)生告訴PC它可以進(jìn)行數(shù)據(jù)傳送 CD,引腳8:載波檢測,也稱為接收線路信號檢測裝置(RLSD),有時還稱為數(shù)據(jù)載波檢測(DCD),他告訴PC機(jī)調(diào)制解調(diào)器是否已建立了有效的連接 RI,
19、引腳22:振鈴指示 II. 地 SG,引腳7:信號地 PG,引腳1:保護(hù)地 III. 定時電路 TC,引腳15:稱為發(fā)送定時 轉(zhuǎn)自:考試網(wǎng) - Examw.ComRC,引腳17:稱為接收定時 (3) 空調(diào)制解調(diào)器的連接,關(guān)鍵是將發(fā)送數(shù)據(jù)TD和接收數(shù)據(jù)RD交叉連接,實際上是直接通信 2.5.3 通信適配器 (1) 異步通信適配器 也叫串口,異步通信界面,通用異步接收器/發(fā)送器或UART (2) 同步通信適配器 最常用的同步通信適配器是SDLC和BSC 2.6通信軟件功能 (1) 調(diào)制解調(diào)器的控制 a. 呼叫/回答模式切換 b. 自動重?fù)芴?c. 電話掛起 (2) 數(shù)據(jù)控制功能 a. 流控制(XO
20、N/XOFF) b. 文件傳輸 (3) 數(shù)據(jù)操作功能 a. 字符過濾 b. 轉(zhuǎn)換表 c. 終端仿真 (4) 特殊功能 a. 外部文件操作 b. 后臺操作 c. 回到操作系統(tǒng) d. 編輯器局域網(wǎng)定義和特性 局域網(wǎng)(Local Area Network)即LAN:將小區(qū)域內(nèi)的各種通信設(shè)備互聯(lián)在一起的通信網(wǎng)絡(luò)。 1、局域網(wǎng)三個特性:(1)高數(shù)據(jù)速率在0.1-100Mbps(2)短距離0.1-25Km(3)低誤碼率10-8-10-11。 2、決定局域網(wǎng)特性的三個技術(shù):(1)用以傳輸數(shù)據(jù)的介質(zhì)(2)用以連接各種設(shè)備的拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)(3)用以共享資源的介質(zhì)控制方法。 3、設(shè)計一個好的介質(zhì)訪問控制協(xié)議三個基本目標(biāo)
21、:(1)協(xié)議要簡單(2)獲得有效的通道利用率(3)對網(wǎng)上各站點用戶的公平合理。以太網(wǎng)Ethernet IEEE802.3 以太網(wǎng)是一種總路線型局域網(wǎng),采用載波監(jiān)聽多路訪問/沖突檢測CSMA/CD介質(zhì)訪問控制方法。 1、載波監(jiān)聽多路訪問 CSMA的控制方案:(1)一個站要發(fā)送,首先需要監(jiān)聽總線,以決定介質(zhì)上是否存在其他站的發(fā)送信號。(2)如果介質(zhì)是空閑的,則可以發(fā)送。(3)如果介質(zhì)忙,則等待一段間隔后再重試。 堅持退避算法: (1)非堅持CSMA:假如介質(zhì)是空閑的,則發(fā)送;假如介質(zhì)是忙的,等待一段時間,重復(fù)第一步。利用隨機(jī)的重傳時間來減少沖突的概率,缺點:是即使有幾個站有數(shù)據(jù)發(fā)送,介質(zhì)仍然可能牌
22、空閑狀態(tài),介質(zhì)的利用率較低。 (2)1-堅持CSMA:假如介質(zhì)是空閑的,則發(fā)送;假如介質(zhì)是忙的,繼續(xù)監(jiān)聽,直到介質(zhì)空閑,立即發(fā)送;假如沖突發(fā)生,則等待一段隨機(jī)時間,重復(fù)第一步。缺點:假如有兩個或兩個以上的站點有數(shù)據(jù)要發(fā)送,沖突就不可避免的。 (3)P-堅持CSMA:假如介質(zhì)是空閑的,則以P的概率發(fā)送,而以(1-P)的概率延遲一個時間單位,時間單位等于最大的傳播延遲時間;假如介質(zhì)是忙的,繼續(xù)監(jiān)聽,直到介質(zhì)空閑,重復(fù)第一步;假如發(fā)送被延遲一個時間單位,則重復(fù)第一步。 2、載波監(jiān)聽多路訪問/沖突檢測 這種協(xié)議廣泛運(yùn)用在局域網(wǎng)內(nèi),每個幀發(fā)送期間,同時有檢測沖突的能力,一旦檢測到?jīng)_突,就立即停止發(fā)送,并
23、向總線上發(fā)一串阻塞信號,通知總線上各站沖突已經(jīng)發(fā)生,這樣通道的容量不致因白白傳送已經(jīng)損壞的幀而浪費。 沖突檢測的時間:對基帶總線,等于任意兩個站之間最大的傳播延遲的兩倍;對于寬帶總線,沖突檢測時間等于任意兩個站之間最大傳播延遲時間的四倍。 3、二進(jìn)制退避算法: (1)對每個幀,當(dāng)?shù)谝淮伟l(fā)生沖突時,設(shè)置參量為L=2; (2)退避間隔取1-L個時間片中的一個隨機(jī)數(shù),1個時間片等于2a; (3)當(dāng)幀重復(fù)發(fā)生一次沖突時,則將參量L加倍; (4)設(shè)置一個最大重傳次數(shù),則不再重傳,并報告出錯標(biāo)記環(huán)網(wǎng)Toke Ring IEEE802.5 1、標(biāo)記的工作過程: 標(biāo)記環(huán)網(wǎng)又稱權(quán)標(biāo)網(wǎng),這種介質(zhì)訪問使用一個標(biāo)記沿
24、著環(huán)循環(huán),當(dāng)各站都沒有幀發(fā)送時,標(biāo)記的形式為01111111,稱空標(biāo)記。當(dāng)一個站要發(fā)送幀時,需要等待空標(biāo)記通過,然后將它改為忙標(biāo)記011111110。并緊跟著忙標(biāo)記,把數(shù)據(jù)發(fā)送到環(huán)上。由于標(biāo)記是忙狀態(tài),所以其他站不能發(fā)送幀,必須等待。發(fā)送的幀在環(huán)上循環(huán)一周后再回到發(fā)送站,將該幀從環(huán)上移去。同時將忙標(biāo)記改為空標(biāo)記,傳至后面的站,使之獲得發(fā)送幀的許可權(quán)。 2、環(huán)上長度用位計算,其公式為:存在環(huán)上的位數(shù)等于傳播延遲(5s/km)發(fā)送介質(zhì)長度數(shù)據(jù)速率+中繼器延遲。對于1km長、1Mbps速率、20個站點,存在于環(huán)上的位數(shù)為25位。 3、站點接收幀的過程:當(dāng)幀通過站時,該站將幀的目的地址和本站的地址相比
25、較,如地址相符合,則將幀放入接收緩沖器,再輸入站,同時將幀送回至環(huán)上;如地址不符合,則簡單地將數(shù)據(jù)重新送入環(huán)。 4、優(yōu)先級策略 標(biāo)記環(huán)網(wǎng)上的各個站點可以成不同的優(yōu)先級,采用分布式高度算法實現(xiàn)??刂茙母袷饺缦?P優(yōu)先級、T空忙、M監(jiān)視位、預(yù)約位纖分布式數(shù)據(jù)接口FDDI ISO9314 1、FDDI和標(biāo)記環(huán)介質(zhì)訪問控制標(biāo)準(zhǔn)接近,有以下幾點好處: (1)標(biāo)記環(huán)協(xié)議在重負(fù)載條件下,運(yùn)行效率很高,因此FDDI可得到同樣的效率。 (2)使用相似的幀格式,全球不同速率的環(huán)網(wǎng)互連,在后面網(wǎng)絡(luò)互加這一章將要討論這個問題 (3)已經(jīng)熟悉IEEE802.5的人很容易了解FDDI (4)已經(jīng)積累了IEEE802.5
26、的實踐經(jīng)驗,特別是將它做集成電路片的經(jīng)濟(jì),用于FDDI系統(tǒng)和元件的制造。 2、FDDI技術(shù) (1)數(shù)據(jù)編碼:用有光脈沖表示為1,沒有光能量表示為0。FDDI采用一種全新的編碼技術(shù),稱為4B/5B。每次對四位數(shù)據(jù)進(jìn)行編碼,每四位數(shù)據(jù)編碼成五位符號,用光的存在和沒有來代表五位符號中每一位是1還是0。這種編碼使效率提高為80%。為了得到信號同步,采用了二級編碼的方法,先按4B/5B編碼,然后再用一種稱為倒相的不歸零制編碼NRZI,其原理類似于差分編碼。 (2)時鐘偏移: FDDI分布式時鐘方案,每個站有獨立的時鐘和彈性緩沖器。進(jìn)入站點緩沖器的數(shù)據(jù)時鐘是按照輸入信號的時鐘確定的,但是,從緩沖器輸出的信
27、號時鐘是根據(jù)站的時鐘確定的,這種方案使環(huán)中中繼器的數(shù)目不受時鐘偏移因素的限制。 3、FDDI幀格式: 由此可知:FDDI MAC幀和IEEE802.5的幀十分相似,不同之處包括:FDDI幀含有前文,對高數(shù)據(jù)率下時鐘同步十分重要;允許在網(wǎng)內(nèi)使用16位和48位地址,比IEEE802.5更加靈活;控制幀也有不同。 4、FDDI協(xié)議 FDDI和IEEE802.5的兩個主要區(qū)別: (1)FDDI協(xié)議規(guī)定發(fā)送站發(fā)送完幀后,立即發(fā)送一幅新的標(biāo)記幀,而IEEE802.5規(guī)定當(dāng)發(fā)送出去的幀的前沿回送至發(fā)送站時,才發(fā)送新的標(biāo)記幀。 (2)容量分配方案不同,兩者都可采用單個標(biāo)記形式,對環(huán)上各站點提供同等公平的訪問權(quán)
28、,也可優(yōu)先分配給某些站點。IEEE802.5使用優(yōu)先級和預(yù)約方案。 5、為了同時滿足兩種通信類型的要求,F(xiàn)DDI定義了同步和異步兩種通信類型,定義一個目標(biāo)標(biāo)記循環(huán)時間TTRT,每個站點都存在有同樣的一個TTRT值。局域網(wǎng)標(biāo)準(zhǔn) IEEE802委員會是由IEEE計算機(jī)學(xué)會于1980年2月成立的,其目的是為局域網(wǎng)內(nèi)的數(shù)字設(shè)備提供一套連接的標(biāo)準(zhǔn),后來又?jǐn)U大到城域網(wǎng)。 1、服務(wù)訪問點SAP 在參考模型中,每個實體和另一個實體的同層實體按協(xié)議進(jìn)行通信。而一個系統(tǒng)內(nèi),實體和上下層間通過接口進(jìn)行通信。用服務(wù)訪問點SAP來定義接口。 2、邏輯連接控制子層LLC IEEE802規(guī)定兩種類型的鏈路服務(wù):無連接LLC
29、(類型1),信息幀在LLC實體間,無需要在同等層實體間事先建立邏輯鏈路,對這種LLC幀既不確認(rèn),也無任何流量控制或差錯恢復(fù)功能。 面向連接LLC(類型2),任何信息幀,交換前在一對LLC實體間必須建立邏輯鏈路。在數(shù)據(jù)傳送方式中,信息幀依次序發(fā)送,并提供差錯恢復(fù)和流量控制功能。 3、介質(zhì)訪問控制子層MAC IEEE802規(guī)定的MAC有CSMA/CD、標(biāo)記總線、標(biāo)記環(huán)等。 4、服務(wù)原語 (1)ISO服務(wù)原語類型 REQUEST原語用以使服務(wù)用戶能從服務(wù)提供者那里請求一定的服務(wù),如建立連接、發(fā)送數(shù)據(jù)、結(jié)束連接或狀態(tài)報告。 INDICATION原語用以使服務(wù)提供者能向服務(wù)用戶提示某種狀態(tài)。如連接請求、
30、輸入數(shù)據(jù)或連接結(jié)束。 RESPONSE原語用以使服務(wù)用戶能響應(yīng)先前的INDIECATION,如接受連接INDICATION。 CONFIRMARION原語用以使服務(wù)提供者能報告先前的REQUEST成功或失敗。 (2)IEEE802服務(wù)原語類型 和ISO服務(wù)原語類型相比REQUEST和INDICATION原語類型和ISO所用的具有相同意義。IEEE802沒有REPONSE原語類型,CONFIRMATION原語類型定義為僅是服務(wù)提供者的確認(rèn)。邏輯鏈路控制協(xié)議 1、IEEE802.2是描述LAN協(xié)議中邏輯鏈路 LLC子層的功能、特性和協(xié)議,描述LLC子層對網(wǎng)絡(luò)層、MAC子層及LLC子層本身管理功能的
31、界面服務(wù)規(guī)范。 2、LLC子層界面服務(wù)規(guī)范IEEE802.2定義了三個界面服務(wù)規(guī)范:(1)網(wǎng)絡(luò)層/LLC子層界面服務(wù)規(guī)范;(2)LLC子層/MAC子層界面服務(wù)規(guī)范;(3)LLC子層/LLC子層管理功能的界面服務(wù)規(guī)范。 3、網(wǎng)絡(luò)層/LLC子層界面服務(wù)規(guī)范 提供兩處服務(wù)方式 不確認(rèn)無連接的服務(wù):不確認(rèn)無連接數(shù)據(jù)傳輸服務(wù)提供沒有數(shù)據(jù)鏈路級連接的建立而網(wǎng)絡(luò)層實體能交換鏈路服務(wù)數(shù)據(jù)單元LSDU手段。數(shù)據(jù)的傳輸方式可為點到點方式、多點式或廣播式。這是一種數(shù)據(jù)報服務(wù) 面向連接的服務(wù):提供了建立、使用、復(fù)位以及終止數(shù)據(jù)鏈路層連接的手段。這些連接是LSAP之間點到點式的連接,它還提供數(shù)據(jù)鏈路層的定序、流控和錯誤
32、恢復(fù),這是一處虛電路服務(wù)。 4、LLC子層/MAC子層界面服務(wù)規(guī)范 本規(guī)范說明了LLC子層對MAC子層的服務(wù)要求,以便本地LLC子層實體間對等層LLC子層實體交換LLC數(shù)據(jù)單元。 (1)服務(wù)原語是:MA-DATA.request 、MA-DATA.indication、MA-DATA.confirm (2)LLC協(xié)議數(shù)據(jù)單元結(jié)構(gòu)LLC PDU: 目的服務(wù)訪問點地址字段DSAP,一個字節(jié),其中七位實際地址,一位為地址型標(biāo)志,用來標(biāo)識DSAP地址為單個地址或組地址。 源服務(wù)訪問點地址字段SSAP,一個字節(jié),其中七位實際地址,一位為命令/響應(yīng)標(biāo)志位用來識別LLC PDU是命令或響應(yīng)。 控制字段、信息
33、字段。 5、LLC協(xié)議的型和類 LLC為服務(wù)訪問點間的數(shù)據(jù)通信定義了兩種操作:型操作,LLC間交換PDU不需要建立數(shù)據(jù)鏈路連接,這些PDU不被確認(rèn),也沒有流量控制和差錯恢復(fù)。 型操作,兩個LLC間交換帶信息的PDU之間,必須先建立數(shù)據(jù)鏈路連接,正常的通信包括,從源LLC到目的LLC發(fā)送帶有信息的PDU,它由相反方向上的PDU所確認(rèn)。 LLC的類型:第1類型,LLC只支持型操作;第2類型,LLC既支持型操作,也支持型操作。 6、LLC協(xié)議的元素 控制字段的三種格式:帶編號的信息幀傳輸、帶編號的監(jiān)視幀傳輸、無編號控制傳輸、無編號信息傳輸。 帶編號的信息幀傳輸和帶編號的監(jiān)視幀傳輸只能用于型操作。 無
34、編號控制傳輸和無編號信息傳輸可用于型或型操作,但不能同時用。 信息幀用來發(fā)送數(shù)據(jù),監(jiān)視幀用來作回答響應(yīng)和流控。CSMA/CD介質(zhì)訪問控制協(xié)議 1、MAC服務(wù)規(guī)范三種原語 MA-DATA.request 、MA-DATA.indication、MA-DATA.confirm 2、介質(zhì)訪問控制的幀結(jié)構(gòu) CSMA/CD的MAC幀由8個字段組成:前導(dǎo)碼;幀起始定界符SFD;幀的源和目的地址DA、SA;表示信息字段長度的字段;邏輯連接控制幀LLC;填充的字段PAD;幀檢驗序列字段FCS。 前導(dǎo)碼:包含7個字節(jié),每個字節(jié)為10101010,它用于使PLS電路和收到的幀定時達(dá)到穩(wěn)態(tài)同步。 幀起始定界符:字段
35、是10101011序列,它緊跟在前導(dǎo)碼后,表示一幅幀的開始。幀檢驗序列:發(fā)送和接收算法兩者都使用循環(huán)冗余檢驗(CRC)來產(chǎn)生FCS字段的CRC值。 3、介質(zhì)訪問控制方法 IEEE802.3標(biāo)準(zhǔn)提供了介質(zhì)訪問控制子層的功能說明,有兩個主要的功能:數(shù)據(jù)封裝(發(fā)送和接收),完成成幀(幀定界、幀同步)、編址(源和目的地址處理)、差錯檢測(物理介質(zhì)傳輸差錯的檢測);介質(zhì)訪問管理,完成介質(zhì)分配避免沖突和解決爭用處理沖突。數(shù)據(jù)模型的三要素(1)數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)是所研究的對象類型(Object Type)的集合。這些對象和對象類型是數(shù)據(jù)庫的組成成分。一般可分為兩類:一類是與數(shù)據(jù)類型、內(nèi)容和其它性質(zhì)有關(guān)的對象;
36、一類是與數(shù)據(jù)之間的聯(lián)系有關(guān)的對象。前者如網(wǎng)狀模型中的數(shù)據(jù)項和記錄,關(guān)系模型中的域、屬性和關(guān)系等。后者如網(wǎng)狀模型中的關(guān)系模型(set type)。在數(shù)據(jù)庫領(lǐng)域中,通常按照數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)的類型來命名數(shù)據(jù)模型,進(jìn)而對數(shù)據(jù)庫管理系統(tǒng)進(jìn)行分類。如層次結(jié)構(gòu)、網(wǎng)狀結(jié)構(gòu)和關(guān)系結(jié)構(gòu)的數(shù)據(jù)模型分別稱作為層次模型、網(wǎng)狀模型和關(guān)系模型。相應(yīng)地,數(shù)據(jù)庫分別稱作為層次數(shù)據(jù)庫、網(wǎng)狀數(shù)據(jù)庫和關(guān)系數(shù)據(jù)庫。(2)數(shù)據(jù)操作數(shù)據(jù)操作是指對各種對象類型的實例(或值)所允許執(zhí)行的操作的集合,包括操作及有關(guān)的操作規(guī)則。在數(shù)據(jù)庫中,主要的操作有檢索和更新(包括插入、刪除、修改)兩大類。數(shù)據(jù)模型定義了這些操作的定義、語法(即使用這些操作時所用的語言
37、)。數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)是對系統(tǒng)靜態(tài)特性的描述,而數(shù)據(jù)操作是對系統(tǒng)動態(tài)特性的描述。兩者既有聯(lián)系,又有區(qū)別。(3)數(shù)據(jù)的約束條件數(shù)據(jù)的約束條件是完整性規(guī)則的集合。完整性規(guī)則是指在給定的數(shù)據(jù)模型中,數(shù)據(jù)及其聯(lián)系所具有的制約條件和依存條件,用以限制符合數(shù)據(jù)模型的數(shù)據(jù)庫的狀態(tài)以及狀態(tài)的變化,確保數(shù)據(jù)的正確性、有效性和一致性。概念模型數(shù)據(jù)模型是數(shù)據(jù)庫系統(tǒng)的核心和基礎(chǔ)。每個DBMS軟件都是基于某種數(shù)據(jù)模型的。為了把現(xiàn)實世界中的具體事物或事物之間的聯(lián)系表示成DBMS所支持的數(shù)據(jù)模型,人們首先必須將現(xiàn)實世界的事物及其之間的聯(lián)系進(jìn)行抽象,轉(zhuǎn)換為信息世界的概念模型;然后將信息世界的概念模型轉(zhuǎn)換為機(jī)器世界的數(shù)據(jù)模型。也就是說,
38、首先把現(xiàn)實世界中的客觀對象抽象成一種信息結(jié)構(gòu)。這種信息結(jié)構(gòu)并不依賴于具體的計算機(jī)系統(tǒng)和DBMS。然后,再把概念模型轉(zhuǎn)換為某一計算機(jī)系統(tǒng)上某一DBMS所支持的數(shù)據(jù)模型。因此,概念模型是從現(xiàn)實世界到機(jī)器世界的一個中間層次?,F(xiàn)實世界的事物反映到人的大腦之中,然后人們開始認(rèn)識這些事物,經(jīng)過選擇、命名、分類和組織等抽象工作之后形成概念模型,并進(jìn)入到信息世界。用戶(user) 關(guān)心的是現(xiàn)實世界中的事物、事物的屬性及其相互關(guān)系。例如,用戶可能關(guān)心他的顧客及其屬性,如顧客地址、銀行帳號等等。用戶也關(guān)心自己的定貨帳目,如誰訂的貨、訂的什么和訂多少等等。系統(tǒng)分析員(analyst) 同樣也關(guān)心現(xiàn)實世界,但是系統(tǒng)分
39、析員需要分析用戶的信息需求。作為需求分析的結(jié)果,分析員必須以文檔的形式對需求進(jìn)行結(jié)構(gòu)化的描述;這個文檔就是信息模型。實體(Entity) 實體是構(gòu)成數(shù)據(jù)庫的基本元素。實體是指一個存在的東西以區(qū)別這個東西所具有的屬性和這個東西與其它東西的聯(lián)系。實體可以是人,也可以是物;可以是實際對象,也可以是概念;可以是事物本身,也可以是指事物之間的聯(lián)系。屬性(Attribute) 一個實體可以由若干個屬性來刻畫。屬性是相對實體而言的,是實體所具有的特性。關(guān)鍵字(Key) 能唯一地標(biāo)識實體的屬性的集合稱為關(guān)鍵字(或碼)。域(Domain) 屬性的取值范圍稱作域。實體型(Entity Type) 一類實體所具有的
40、共同特征或?qū)傩缘募戏Q為實體型。一般用實體名及其屬性來抽象地刻畫一類實體的實體型。實體集(Entity Set) 同型實體的集合叫實體集。例如,學(xué)生就是一個實體集。實體集的名即是實體型。對于學(xué)生和(學(xué)號,姓名,年齡,系,年級)均是實體型,而學(xué)生是對實體型(學(xué)號,姓名,年齡,系,年級)所起的名稱,兩者是指同一客觀對象。但本科生和研究生可以為相同實體型,而實體集不同。聯(lián)系(Relationship) 現(xiàn)實世界的事物之間是有聯(lián)系的。一般存在兩類聯(lián)系:一是實體內(nèi)部的組成實體的屬性之間的聯(lián)系,二是實體之間的聯(lián)系。在考慮實體內(nèi)部的聯(lián)系時,是把屬性看作為實體。一般來說,兩個實體之間的聯(lián)系可分為三種:(1)一
41、對一(11)聯(lián)系若對于實體集A中的每一個實體,實體集B中至多有唯一的一個實體與之聯(lián)系,反之亦然,則稱實體集A與實體集B具有一對一聯(lián)系,記作11。(2)一對多(1n)聯(lián)系若對于實體集A中的每個實體,實體集B中有n個實體(n0)與之聯(lián)系;反之,對于實體集B中的每一個實體,實體集A中至多只有一個實體與之聯(lián)系,則稱實體集A與實體集B有一對多聯(lián)系,記為1n。相應(yīng)地有多對一(n1)聯(lián)系多對一聯(lián)系,從本質(zhì)上說,是一對多聯(lián)系的逆轉(zhuǎn)。其定義同一對多聯(lián)系類似,不再贅述。(3)多對多(mn)聯(lián)系若對于實體集A中的每一個實體,實體集B中有n個實體(n0)與之聯(lián)系;反之,對于實體集B中的每一個實體,實體集A中也有m個實
42、體(m0)與之對應(yīng),則稱實體集A與實體集B具有多對多聯(lián)系,記作mn。實質(zhì)上,多對多聯(lián)系是任意一種聯(lián)系。另外,同一實體集內(nèi)的各個實體間也可以有各種聯(lián)系。概念模型的表示方法最常用的是實體一聯(lián)系方法(Entity-Relationship Approach),簡稱E-R方法。該方法是由P.P.S.Chen在1976年提出的。E-R方法用E-R圖來描述某一組織的概念模型。在這里僅介紹E-R圖的要點。在E-R圖中:(1)長方形框表示實體集,框內(nèi)寫上實體型的名稱。(2)用橢圓框表示實體的屬性,并用有向邊把實體框及其屬性框連接起來。(3)用菱形框表示實體間的聯(lián)系,框內(nèi)寫上聯(lián)系名,用無向邊把菱形框及其有關(guān)的實
43、體框連接起來,在旁邊標(biāo)明聯(lián)系的種類。如果聯(lián)系也具有屬性,則把屬性框和菱形框也用無向邊連接上。三種主要的數(shù)據(jù)模型實際DBMS所支持的數(shù)據(jù)模型主要有三種:層次模型(Hierarchical Model)網(wǎng)狀模型(Network Model)關(guān)系模型(Relational Model)其中,關(guān)系模型是當(dāng)前DBMS所支持的數(shù)據(jù)模型的主流。90年代運(yùn)行的DBMS幾乎都是基于關(guān)系模型的。層次模型和網(wǎng)狀模型統(tǒng)稱為非關(guān)系模型。非關(guān)系模型的結(jié)構(gòu)可以和圖論中的圖相對應(yīng),比較直觀,但在理論上不完備,實現(xiàn)效率較低,故此目前很少用。但是最近,層次模型在研究面向?qū)ο蟮腄BMS中已得到重視。在關(guān)系模型中,數(shù)據(jù)在用戶的觀點中
44、(或在用戶視圖中)的邏輯結(jié)構(gòu)是一張二維表(Table)。關(guān)系(Relation),對應(yīng)于平常講的一張表。元組(Tuple),表中的一行。屬性(Attribute),表中的一列稱為一個屬性,給每一列起一個名,稱為屬性名。這一列或這個屬性所有可能取的值的集合稱為這個屬性的值域(Domain),值域中的一個元素叫做這個屬性的值。主關(guān)鍵字(Primary Key Attribute或Primary Key),是指能唯一標(biāo)識一個元組的一個或一組屬性。分量(Attribute value),是指元組中的一個屬性值。關(guān)系模式(Relational Schema),是對關(guān)系的描述,一般用關(guān)系名(屬性名1,屬性
45、名2,屬性名n)來表示。同層次模型和網(wǎng)狀模型相比較,關(guān)系模型具有下列特點:(1)概念單一在關(guān)系模型中,無論是實體還是實體之間的聯(lián)系都用關(guān)系來表示。在關(guān)系模型中,在用戶的觀點中,數(shù)據(jù)的邏輯結(jié)構(gòu)就是表,也只有這唯一的概念。在非關(guān)系模型中,用戶要區(qū)分記錄型與記錄型之間的聯(lián)系兩個概念;當(dāng)環(huán)境復(fù)雜時,數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)異常復(fù)雜,難以掌握。而關(guān)系模型,由于概念單一,可以變復(fù)雜為直觀、簡單,易學(xué)易用。(2)規(guī)范化所謂關(guān)系規(guī)范化是指在關(guān)系模型中,每一個關(guān)系都要滿足一定的條件要求。這些條件被稱為規(guī)范條件。對于關(guān)系,一個最基本的規(guī)范條件是,要求關(guān)系中的每一個屬性(或分量)均是不可分的數(shù)據(jù)項;也就是說不允許表中有表,表是不可
46、嵌套的。(3)在關(guān)系模型中,用戶對數(shù)據(jù)的操作的輸入和輸出都是表,也就是說,用戶通過操作舊表而得到一張新表??傊?,關(guān)系模型概念簡單,結(jié)構(gòu)清晰,用戶易學(xué)易用,有嚴(yán)格的以數(shù)學(xué)為基礎(chǔ)的關(guān)系理論作指導(dǎo),便于DBMS的實現(xiàn)?;陉P(guān)系的DBMS簡化了應(yīng)用程序員的工作,便于數(shù)據(jù)庫應(yīng)用系統(tǒng)的設(shè)計和維護(hù)。故此,關(guān)系模型自誕生以后就得到了迅速的發(fā)展,成為應(yīng)用最為廣泛的、唯一的數(shù)據(jù)模型。數(shù)據(jù)庫系統(tǒng)的三級模式結(jié)構(gòu)數(shù)據(jù)庫管理系統(tǒng)的三級模式結(jié)構(gòu)由外模式、模式和內(nèi)模式組成。外模式(external schema),或子模式(subschema)或用戶模式(user schema),是指數(shù)據(jù)庫用戶所看到的數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu),是用戶看到的
47、數(shù)據(jù)視圖。模式(schema)或邏輯模式(logic schema),是數(shù)據(jù)庫中對全體數(shù)據(jù)的邏輯結(jié)構(gòu)和特性的描述,是所有用戶所見到的數(shù)據(jù)視圖的總和。外模式是模式的一部分。內(nèi)模式(internal schema),或存儲模式(storage schema),或物理模式(physical schema),是指數(shù)據(jù)在數(shù)據(jù)庫系統(tǒng)內(nèi)的存儲介質(zhì)上的表示,即對數(shù)據(jù)的物理結(jié)構(gòu)和存取方式的描述。模式描述的是數(shù)據(jù)的全局的邏輯結(jié)構(gòu),決定了DBMS的功能。外模式涉及的僅是局部的邏輯結(jié)構(gòu),是模式的子集,是對模式的調(diào)用。數(shù)據(jù)庫系統(tǒng)的三級模式是對數(shù)據(jù)進(jìn)行三個層次抽象的工具。通過三級模式,把對數(shù)據(jù)的具體組織留給DBMS來完成
48、,使得用戶能在高層次上處理數(shù)據(jù)的邏輯結(jié)構(gòu),而不必關(guān)心數(shù)據(jù)的物理結(jié)構(gòu)。為了實現(xiàn)這三個層次這間的聯(lián)系,DBMS在溝通三級模式中提供了兩個映象:外模式-模式映象模式-內(nèi)模式映象(1)模式模式規(guī)定了數(shù)據(jù)庫中全部數(shù)據(jù)的一個邏輯表示或描述形式。模式既不同于內(nèi)模式,也不同于外模式。它比內(nèi)模式抽象,不涉及數(shù)據(jù)的物理結(jié)構(gòu)和存儲介質(zhì)。它與具體的應(yīng)用程序或高級語言無關(guān)。(2)外模式外模式是個別用戶的數(shù)據(jù)視圖,即與某一應(yīng)用有關(guān)的數(shù)據(jù)的邏輯表示。(3)內(nèi)模式內(nèi)模式是全部數(shù)據(jù)庫的內(nèi)部表示或底層描述,是用來定義數(shù)據(jù)的物理結(jié)構(gòu)和存取方式的。(4)二級映象對于同一個模式,可以有任意多個外模式。外模式-模式的映象定義了某個外模式
49、和模式之間的對應(yīng)關(guān)系。這些映象的定義通常包含在各自的外模式中。當(dāng)模式改變時,外模式-模式的映象要做相應(yīng)的改變,以保證外模式的不變性。這是數(shù)據(jù)庫管理員(DBA)的責(zé)任。模式-內(nèi)模式的映象定義了數(shù)據(jù)邏輯結(jié)構(gòu)和存儲結(jié)構(gòu)之間的對應(yīng)關(guān)系。例如,字段的內(nèi)部表示等。當(dāng)數(shù)據(jù)庫的存儲結(jié)構(gòu)改變時,模式-內(nèi)模式的映象也須做相應(yīng)的修改,以使得模式保持不變性。這仍是DBA的責(zé)任。正是由于上述二級映象的功能及其自動實現(xiàn),使得數(shù)據(jù)庫系統(tǒng)中的數(shù)據(jù)具有較高的邏輯獨立性和物理獨立性,從而大大地方便了用戶的使用。(5)概念模式與模式ANSI研究組于1975年2月提出一個臨時報告。1978年提出一個最終報告,稱之為ANSI/SPAR
50、C報告,簡稱為SPARC報告。SPARC報告中指出,數(shù)據(jù)庫管理系統(tǒng)應(yīng)具有三級模式的結(jié)構(gòu),即概念模式、外模式和內(nèi)模式。其中外模式和內(nèi)模多與上面所講的大致相當(dāng)。但SPARC報告中的概念模式是指一個組織或部門所對應(yīng)的現(xiàn)實世界的真實模型,即概念模型。概念模式僅描述實體及其屬性和聯(lián)系,不涉及機(jī)器世界的概念。概念模型是信息世界范疇內(nèi)的信息的結(jié)構(gòu),而模式是機(jī)器世界范疇內(nèi)的概念模型的邏輯表示。概念模型獨立于具體的計算機(jī)系統(tǒng),甚至是和計算機(jī)無關(guān)的,是一個組織或部門的模型。常用的描述概念模式的方法是E-R方法。模式是依賴于具體的計算機(jī)及其DBMS的。模式通過三種具體模型:層次模型、網(wǎng)狀模型和關(guān)系模型來加以實現(xiàn)。概
51、念模式必須轉(zhuǎn)換成具體的數(shù)據(jù)模型,然后才能在相應(yīng)的DBMS上實現(xiàn)。概念模型和模式都是描述信息或數(shù)據(jù)的整體結(jié)構(gòu)的,然而它們是在不同的抽象層次上加以描述的。概念模型離機(jī)器更遠(yuǎn),形式化程度低。從遠(yuǎn)離機(jī)器的觀點看,概念模型更抽象些,但更接近現(xiàn)實世界。而模式描述使用的是形式化的語言-模式DDL,而概念模型描述使用的是E-R圖和一些自然語言。-使用數(shù)據(jù)庫的計算機(jī)系統(tǒng)結(jié)構(gòu)廣義地講,實際上使用數(shù)據(jù)庫的計算機(jī)系統(tǒng)由下列幾個部分組成的:(1)硬件部分包括主機(jī)、外部存儲設(shè)備、網(wǎng)絡(luò)設(shè)備和電源等。(2)軟件部分包括操作系統(tǒng)、DBMS、編譯系統(tǒng)和應(yīng)用開發(fā)工具軟件等。(3)人員包括數(shù)據(jù)庫管理員(Data Base Admin
52、istrator-DBA),系統(tǒng)分析員(System Analyst)、應(yīng)用程序員(Application Programmer)和用戶(User)。數(shù)據(jù)庫管理系統(tǒng)數(shù)據(jù)庫管理系統(tǒng)DBMS是數(shù)據(jù)庫系統(tǒng)的核心。DBMS是負(fù)責(zé)數(shù)據(jù)庫的建立、使用和維護(hù)的軟件。DBMS建立在操作系統(tǒng)之上,實施對數(shù)據(jù)庫的統(tǒng)一管理和控制。用戶使用的各種數(shù)據(jù)庫命令以及應(yīng)用程序的執(zhí)行,最終都必須通過DBMS。另外,DBMS還承擔(dān)著數(shù)據(jù)庫的安全保護(hù)工作,按照DBA所規(guī)定的要求,保證數(shù)據(jù)庫的完整性和安全性。DBMS的主要功能包括以下幾個主要方面:(1)數(shù)據(jù)庫的定義功能 DBMS通過提供數(shù)據(jù)描述語言(也稱數(shù)據(jù)定義語言)(Data D
53、escriptive LanguageDDL)來對外模式、模式和內(nèi)模式加以描述。然后模式翻譯程序把用DDL寫的各種模式的定義源碼翻譯成相應(yīng)的內(nèi)部表示,形成相應(yīng)的目標(biāo)形式,分別叫目標(biāo)外模式、目標(biāo)模式、目標(biāo)內(nèi)模式,這些目標(biāo)模式是對數(shù)據(jù)庫的描述,而不是數(shù)據(jù)本身。(目標(biāo))模式只刻畫了數(shù)據(jù)庫的形式或框架,而不包括數(shù)據(jù)庫的內(nèi)容。這些目標(biāo)模式被保存在數(shù)據(jù)字典(或系統(tǒng)目標(biāo))之中,作為DBMS存取和管理數(shù)據(jù)的基本依據(jù)。例如,DBMS根據(jù)這些模式定義,進(jìn)行物理結(jié)構(gòu)和邏輯結(jié)構(gòu)的映象,進(jìn)行邏輯結(jié)構(gòu)和用戶視圖的映象,以導(dǎo)出用戶要檢索的數(shù)據(jù)的存取方式。(2)數(shù)據(jù)操縱功能 DBMS提供數(shù)據(jù)操縱語言(Data Manipulation LanguageDML)實現(xiàn)對數(shù)據(jù)庫中數(shù)據(jù)的一些基本操作,如:檢索、插入、修改、刪除和排序等等。DML有兩類:一類是嵌入主語言的,如嵌入到C或COBOL等高級語言中。這類DML語言本身不能單獨使用,故此稱為宿主型的DML或嵌入式DML。另一類是非嵌入式語言(包括交互式命令語言和結(jié)構(gòu)化語言),它的語法簡單,可以獨立使用,由單獨的解釋或編譯系統(tǒng)來執(zhí)行,所以一般稱為自主型或自含型的DML。命令語言是行結(jié)構(gòu)語言,單條執(zhí)行。結(jié)構(gòu)化語言是命令語言的擴(kuò)充或發(fā)展,增加了程序結(jié)
溫馨提示
- 1. 本站所有資源如無特殊說明,都需要本地電腦安裝OFFICE2007和PDF閱讀器。圖紙軟件為CAD,CAXA,PROE,UG,SolidWorks等.壓縮文件請下載最新的WinRAR軟件解壓。
- 2. 本站的文檔不包含任何第三方提供的附件圖紙等,如果需要附件,請聯(lián)系上傳者。文件的所有權(quán)益歸上傳用戶所有。
- 3. 本站RAR壓縮包中若帶圖紙,網(wǎng)頁內(nèi)容里面會有圖紙預(yù)覽,若沒有圖紙預(yù)覽就沒有圖紙。
- 4. 未經(jīng)權(quán)益所有人同意不得將文件中的內(nèi)容挪作商業(yè)或盈利用途。
- 5. 人人文庫網(wǎng)僅提供信息存儲空間,僅對用戶上傳內(nèi)容的表現(xiàn)方式做保護(hù)處理,對用戶上傳分享的文檔內(nèi)容本身不做任何修改或編輯,并不能對任何下載內(nèi)容負(fù)責(zé)。
- 6. 下載文件中如有侵權(quán)或不適當(dāng)內(nèi)容,請與我們聯(lián)系,我們立即糾正。
- 7. 本站不保證下載資源的準(zhǔn)確性、安全性和完整性, 同時也不承擔(dān)用戶因使用這些下載資源對自己和他人造成任何形式的傷害或損失。
最新文檔
- 剪紙課題立項申報書
- 事故車交易合同范本
- 上海嘉善房屋出租合同范本
- 高中課題申報書
- 課題申報書亮點
- 臨時用工勞務(wù)合同范本 三
- 勞務(wù)拆遷采購合同范本
- 合同范本 材料價差調(diào)整
- 勞務(wù)公司包工合同范本
- 與中介簽買房合同范本
- 中職統(tǒng)編《金屬材料與熱處理》系列課件 第3章 鐵碳合金(動畫) 云天系列課件
- 新蘇教版六年級科學(xué)下冊全冊知識點
- 人教版七年級下冊地理全冊復(fù)習(xí)知識點匯總課件
- 外墻瓷磚隱患排查施工方案
- QC成果勁鋼混凝土結(jié)構(gòu)鋼骨柱梁安裝質(zhì)量控制
- 國家公務(wù)員考試準(zhǔn)考證模板
- 緒論歷史地理學(xué)
- 中小學(xué)教師學(xué)生心理健康教育及案例
- 2024年四川省綿陽市中考物理試題 2024年綿陽中考分?jǐn)?shù)線
- 2023學(xué)年完整公開課版大足石刻
- 2023年《精子戰(zhàn)爭》作者羅賓·貝克
評論
0/150
提交評論