写在前面

之前写过一半的学习笔记，是我在读教材时作为泛读笔记用，但是这种方法记忆点太多，没有重点，这次重新整理，突出重点，强化记忆点，而且知识全都更新至最新状态。

信息化与信息系统-1

1.1信息系统与信息化

1.1.1信息的基本概念

1.信息的特征
信息质量属性：

精确性：对事物状态描述的精准程度
完整性：对事物状态描述的全面程度，完整信息应包括所有重要事实
可靠性：指信息的来源、采集方法、传输过程是可信任的，符合预期
及时性：指获得信息的时刻与事件发生时刻的间隔长短
经济型：指信息获取、传输带来的成本在可以接受的范围内
可验证性：指信息的主要质量属性可以被证实或伪造的程度
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。

2.信息的功能

为认识世界提供依据
为改造世界提供指导
为有序的建立提供保证
为资源开发提供条件
为知识生产提供材料

3.信息的传输模型

信息系统的主要性能师表是它的有效性和可靠性

有效性就是在系统中传输尽可能多的信息
可靠性是要求信宿收的的信息尽可能的与信源发出的信息一致，或者说***失真尽可能小***。

1.1.2信息系统的基本概念

1.系统的特性
总体特性：

目的性：定义一个系统、组成一个系统或者抽象出一个系统，都有明确目标或者目的，目标决定了系统的功能。
整体性：系统是一个整体，元素是为了达到一定的目的，按照一定的原则，有序排列起来组成系统，从而产生出系统的特定功能。
层次性：系统是由多个元素组成的，系统和元素是相对的概念。元素是相对于它所处的系统而言的，系统是从它包含元素的角度来看的，如果研究问题的角度变一变，系统就成为更高一级系统的元素，也称为子系统。
稳定性：受规则的约束，系统的内木结构和秩序应该是可以遇见的；系统的状态以及验货路径有限并能被预测；系统的功能发生作用导致的后果也是可以预估的。稳定性强的系统使得系统在收到外部作用的同时，内部结构和秩序仍然能够保持。
突变性：突变性是指系统通过失稳，从一种状态进入另一种状态的一种剧烈变化过程，它是系统质变的一种基本形式。
自主自性：开放系统在系统内外因素的作用下，自发组织起来，使系统从无序到有序，从低级有序到高级有序。
相似性：系统具有同构和同态的性质，体现在系统结构、存在方式和演化过程具有共同性。系统具有相似性，根本原因在于世界的物质统一性。
相关性：元素是可分的和互相联系的，组成系统的元素必须有明确的边界，可以与别的元素区分开来。另外，元素之间是相互联系的，这种联系是实实在在的，具体的联系。
适应环境性：系统总处在一定环境中，与环境发生相互作用。系统和环境之间总是在发生着一定的物质和能量交换。

突出特性：

开放性：系统的开放式是指系统的可访问性
脆弱性：这个特性与稳定性相对应，即系统可能存在着丧失结构、功能、秩序的特性，这个特性往往是隐藏不易被外界感知的。
健壮性：当系统面临干扰、输入错误、入侵等因素时，系统可能会出现非预期的状态而丧失原有功能、出现错误甚至表现出破坏功能。

1.1.3信息化的基本概念

1.信息化从小到大的五个层次：

产品信息化
企业信息化
产业信息化
国民经济信息化
社会生活信息化

2.信息化的内涵：

信息化的主体：全体社会成员，包括政府，企事业单位，团体和个人。
时域：一个长期的过程。
空域：政治、经济、文化、军事和社会一切领域。
手段：基于现代信息技术的先进社会生产工具。
途径：是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。

3.国家级信息系统：

两网：政务内网和政务外网。
一站：政府门户网站。
四库：建立人口、法人单位、空间地理和自然资源、宏观经济等四大基础数据库。
十二金

4.信息化的六要素

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。（信息技术、设备、设施、信息生产者等）。
信息网络：信息网络是信息资源开发和利用的基础设施，包括电信网，广播电视和计算机网络。
信息技术应用：是指把信息技术广泛应用于经济和社会各个领域，直接反应了效果、效果、效益。信息技术应用是信息化体系六要素的龙头，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与效益。
信息技术与产业：是信息化的物质基础。
信息化人才：人才市场信息化的成功之本。
信息化政策法规和标准规范：信息化政策和法规、标准、规范用于规范和协调信息化体系要素之间的关系，是国家信息化快速，有序，健康和持续发展的保障。

1.1.4信息系统生命周期

1.大的方面：

立项：系统规划
开发：系统分析、系统设计、系统实施
运维
消亡

2.小的方面

系统规划：可行性分析与开发计划
系统分析：需求分析，提出新系统的逻辑模型
系统设计：概要设计、详细设计、提出系统的物理模型
系统实施：编码、测试
运行维护

1.2信息系统开发方法

1.2.1 结构化方法

定义：称为生命周期法，是一种传统的信息系统开发方法。
组成：结构化分析（SA）、结构化设计（SD）、结构化程序设计（SP）。
精髓：自顶向下、逐步求精和模块化设计。
主要特点：1.开发目标清晰化；2.开发工作阶段化；3.开发文档规划化；4.设计方法结构化。
适用场景：特别适合于数据处理领域的问题。
不适用场景：不适应于规模较大、比较复杂的系统开发。
缺点：1.开发周期较长；2.难以适应需求变化；3.很少考虑数据结构。

1.2.2 面向对象方法

定义：面向对象（OO）方法认为，客观世界是由各种对象组成的（一切皆对象）。
与结构化方法的联系：与结构化方法类似，OO方法也划分阶段，但其中的系统分析、系统设计和系统实现三个阶段之间已经没有“缝隙”，也就是说，这三个阶段的界限变得不明确。
OO优点：1、符合人们的思维习惯；2、有利于系统开发过程中用户与开发人员的沟通与交流，缩短开发周期
OO缺点：必须依靠一定的OO技术支持，在大型项目开发商具有一定的局限性，不能涉足系统分析以前的的开发环节。
应用场景：当前，一些大型信息系统的开发，通常是将结构化方法和OO方法结合起来，首先使用结构化方法进行自顶向下的整体化；然后，自底向上的采用OO方法进行开发。

1.2.3 原型化方法

定义：原型化方法也称为快速原型法，或者简称原型法。是一种根据用户初步需求，利用系统开发工具，快速建立一个系统模型展示给用户，在此基础上与用户交流，最终实现用户需求的信息系统快速的开发方法。
分类：是否实现功能划分：水平原型、垂直原型；最终结果来划分：抛弃式原型、演化式原型。
开发过程：1.确定用户基本需求；2.设计系统原型；3.试用和评价原型；4.修改和完善原型；5.整理原型、提供文档。
特点：1.原型法可以使系统开发的周期缩短、成本和风险降低，速度加快，获得较高的综合开发效益；2.原型法是以用户为中心来开发系统，用户参与的程度大大提高，开发的系统符合用户的需求，因而增加用户的满意度，提高了系统开发的成功率；3.由于用户参与了系统开发的全过程，对系统的功能和结构容易理解和接受，有利于系统的移交，有利于系统的运行与维护。
不足：1.开发环境要求高；2.管理水平要求高。
适用场景：1.原型法适用于那些需求不明确的系统开发；2.事实上，对于分析层面难度大，技术层面难度不大的系统，适用于原型开发法；3.对于技术层面的困难远大于其分析层面的系统，则不宜用原型法。

1.2.4 面向服务

产生的背景：OO的应用构建在类和对象之上，随后发展起来的建模技术将相关对象按业务功能进行分组，就形成了构件（Component）的概念。
交互方式：接口：对于跨构件的功能调用，则采用接口的形式暴露出来。进一步将接口的定义与实现进行解耦，则催生了服务和面向服务（Service-Oriented,SO）的开发方法。
优点：1.提高系统可复用性；2.信息资源共享；3.系统之间的互操作性。

1.3 常规信息系统集成技术

1.3.1 网络标准与网络协议

1.OSI协议

物理层：定义：该层包括物理联网媒介，比如电缆连线连接器；协议：RS232、V.35、RJ-45、FDDI。
数据链路层：定义：定义：它控制网络层与物理层之间的通信；协议：IEEE802.3/.2、HDLC、PPP、ATM
网络层：定义：其主要功能是将网络地址（如IP地址）翻译成对应的物理地址（网卡地址），并决定如何将数据从发送方路由到接收方；协议：IP、ICMP、IGMP、IPX、ARP、RARP。
传输层：定义：主要负责确保数据可靠、顺序、无错地从A传输到B；协议：TCP、UDP、SPX。
会话层：定义：负责在网络中的两个节点之间建立和维持通信，以及提供交互会话的管理功能，如三种数据流方向控制，即一路交互、两路交互和两路同时会话模式；协议：RPC、SQL、NFS。
表示层：定义：如同应用程序和网络之间的翻译官，在表示层，数据将按照网络能理解的方案进行格式化；这种格式化也因所使用的网络的类型不同而不同。表示层管理数据的解密加密、数据转换、格式化和文本压缩。协议：JPEG、ASCLL、GIF、DES、MPEG。
应用层：定义：负责对软件听接口以使程序能使用网络服务，如事务处理程序、文件传输协议和网络管理等。协议：HTTP、Telnet、FTP、SMTP。

2.网络协议与标准

IEEE802.3：局域网协议
IEEE802.11：无线局域网

3.TCP/IP

TCP/IP协议是Internet的核心。
1）应用层协议。

FTP：文本传输协议。运行在TCP上，FTP在客户机与服务器之间需要建立两条TCP连接，一条用户传输控制信息（21号端口），另外一条用于传输文件内容（20端口）。
TFTP：简单文件传输协议，建立在UDP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输协议，建立在TCP之上。
SMTP：简单邮件传输协议，建立在TCP上，是一种提供可靠且有效地电子邮件传输协议。
DHCP：动态主机配置协议，建立在UDP上，基于客户机/服务器模型设计的。所有的IP网络设定数据都由DHCP服务器集中管理，并负责客户端的DHCP请求。
Telnet：远程登录协议，是登录和仿真程序，建立在TCP上，他的基础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，建立在UDP上。
SNMP：简单网络管理协议，由一组网络管理的标准组成，包含一个应用层协议（application layer prorocol）、数据库模型（database schema）和一组资源对象。该协议能够支持网络管理系统，用以监测连接到网络上的设备是否有任何引起管理上关注的情况。

2）传输层协议。

TCP：TCP提供了一个可靠地，面向连接的，全双工的数据传输服务。TCP一般用于传输数据量比较少，且对可靠性要求高的场合。
UDP：UDP是一种不可靠的，无连接的协议，可以保证应用程序进程间的通信，与TCP相比，UDP是一种无连接，他的错误检测功能要弱得多，UDP协议一般用于传输数据量大，对可靠性要求不是很高，但要求速度快的场合。

3）网络层协议。

IP：所提供的服务是无连接、不可靠的
ICMP：Internet Control Message Protocol，网络控制报文协议，一种专门用于发送错报文的协议，即传送的数据可能丢失、重复、延迟、或乱序传递，所以需要一种尽量避免差错并能发生差错时报告的机制。
IGMP：Internet Group Management Protocol，网际组管理协议，允许在Internet中的计算机参加多播，是计算机用做向相邻多路由器报告多目组成员的协议。
ARP：Address Resolution Protocol，地址解析协议，用于动态地完成IP到物理地址的转换。
RARP：Reverse Address Resolution Protocol，反向地址解析协议，用于动态完成物理地址向IP地址的转换。

1.3.2 网络设备

1.网络交换

定义：通过一定的设备，如交换机等，将不同的信号或者信号形成转换为对方可识别的信号类型，从而达到通信目的的一种交换形式。

分类：

物理交互（电话网）
链路层交互（二次交换，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，比较少见）
应用层交换

2.互联设备

定义：在网络互连时，各节点一般不能简单地直接相连，而是需要通过一个中间设备来实现。

分类：

中继器：实现物理层协议转换，在电缆间进行二进制信号
网桥：实现物理层和数据链路层协议转换
路由器：实现网络层协议和以下各层协议的转换（在网络层）
网关：提供层最底层到传输层或以上各层的协议转换
交换机

3.无线网络设备

无线网卡
无线AP
无线网桥
无线路由器

1.3.3 网络服务器

网络服务器是指在网络环境下运行相应的应用软件，为网上用户提供共享信息资源和各种服务的一种高性能计算机或计算机群。

1.3.4 网络存储技术

1.DAS

定义：直接附加存储（Direct Attached Storage），DAS将存储设备通过SCSI电缆直接连接到服务器，本身是硬件的堆叠，存储依赖于服务器，不带有任何存储操作系统。
当存储容量增加时，DAS方式很难扩展，这对存储容量的提升是一个巨大的瓶颈。

2.NAS

定义：网络附加存储（Network Atached Storage），通过网络接口与网络相连，由用户通过网络访问。
工作原理：NAS技术支持多种TCP/IP网络协议，主要是NFS（网络文件存储系统）和CIFS（通用Internet文件）来进行文件访问。
特点：即插即用的是NAS。

3.SAN

存储区域网络（Storage Area Network），通过专用交互机将磁盘阵列与服务器连接起来的高速专用子网。
技术分类：

FC SAN：光纤通道的主要特性有：热插拔性、高速宽带、远程连接连接数量大。
IP SAN：基于IP网络实现数据块级别存储方式的存储网络。
IB SAN：是一种交换结构I/O技术，其设计思路是通过一套中心机构在远程存储器、网络以及服务器等设备之间建立一个单一的连接链路，并有IB交换机来指挥流量。

1.3.5网络接入技术

有线接入：PSTN、ISDN、ADSL、FTTX+LAN、HFC。
无线接入：无线网络是指以无线电波作为信息传输媒介，技术分类：GPRS、3G、4G、5G、WIFI

1.3.6 网络规划与设计

1.网络规划

网络需求分析
可行性分析
对现有网络的分析和描述

2.网络设计

1）网络分层设计

核心层：主要目的通过高速的转发通信，提供优化，可靠地骨干传输结构，因此，核心层交换机应用拥有更高的可靠性，性能和吞吐量。
汇聚层：是核心层与接入层的分界面，完成网络访问策略控制，数据包处理、过滤、寻址、以及其他的数据处理任务。
接入层：目的是允许终端用户连接到网络，因此接入层交换机（路由器）具有低成本和高密度特性。
4.

2）网络设计工作

网络拓扑结构设计
主干网络（核心层）设计
汇聚层和接入层设计
广域网连接与远程访问设计
无线网络设计
网络安全设计**信息安全的基本要素
设备选型

**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，并且能够判别出来数据是否已被篡改。
可用性：得到授权的实体需要的时候访问数据，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。

1.3.7 数据库管理系统

关系型数据库：Oracle、MySQL、SQLServer。
非关系型数据库：MongoDB。

1.3.8 数据仓库技术

特点：数据仓库是一个面向主题的，集成的，非易失的，且随时间变化的数据集合，用于支持管理决策。
体系结构：

数据源：是数据仓库系统的基础，是整个数据源泉。
数据的存储与管理：是整个系统数据仓库系统的核心。
OLAP（联机分析处理）服务器：对分析需要的数据进行有效继承，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。
前端工具：主要包括各种查询工具，报表工具，分析工具，数据挖掘工具预计各种基于数据仓库或数据集的应用开发工具。其中数据分析工具主要针对OLAP，报表工具，数据挖掘工具主要针对数据仓库。

1.3.9 中间件技术

1.定义：

一个分布式系统环境中处于操作系统与应用之间的软件
中间件是一个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。中间件位于客户服务的操作系统之上，管理计算机资源和网络通信。

2.分类：
底层型中间件：

JVM（Java虚拟机）
CLR（公共语言运行库）
ACE（自适应通信环境）
JDBC（Java数据库连接）
ODBC（开发数据互连）

通用型中间件：

J2EE
MOM（面向消息的中间件）
COM

集成型中间件：

WorkFlow
EAI（企业应用集成）

3.中间件的选择

为了完成系统底层传输层集成，可采用CORBA技术。
为了完成不同系统的信息传递，可以采用消息中间件产品。
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。

1.3.10 高可用性和高可靠性的规划与设计

1.可用性
定义：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。

度量：无故障时间/（无故障时间+故障恢复时间）*100%

提高方法：
——提升思路：

提升系统的单次正常工作时长
要么减少故障修复时间

——具体战术：

错误检测：用于错误检测的战术，包括命令/响应、心跳和异常。
错误恢复：用于错误恢复的战术，包括表决、主动冗余、被动冗余。
错误防范：用于错误防范的战术，把可能出错的组件从服务中删除，引入进程监控器。

2.可靠性
定义：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。

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