第一篇：2009年計算機等級考試四級數據庫工程師考試知識點總結

《全國計算機等級考試四級教程—數據庫工程師》

第一章 引 論

1、數據庫技術產生于20世紀60年代，是信息系統的核心技術和重要基礎；

2、計算機科學與技術學科劃分為四個專業方向：計算機科學（CS）；計算機工程（CE）；軟件工程（SE）；信息技術（IT）。

1．1 基本概念

1．1．1 信息與數據

1、信息、物質、能量是組成客觀世界并促進社會發展的三大基本要素；

2、信息（Information）--是客觀世界事物的存在方式和運動狀態的反映，是對事物之間相互聯系、相互作用的描述。信息具有可感知、可存儲、可加工、可傳遞和可再生的自然屬性。

3、數據（Data）--是描述現實世界事物的符號記錄，是用物理符號記錄下來的可以識別的信息。不同的物理符號體現出數據的不同表現形式。

4、信息與數據間存在固有聯系，數據是信息的符號表示，或稱為載體。信息則是數據的語義解釋，是數據的內涵，信息以數據的形式表現出來，并為人們理解和接受。

5、數據處理（Data Processing）--是指對數據進行分類、收集、組織、存儲，進而從已數據出發，抽取或推導出新的數據，這些數據表示了新的信息。

6、數據管理（Data Management）--是指對數據的分類、收集、組織、編碼、存儲、檢索和維護，是數據處理業務的重要環節。

7、數據處理與數據管理的區別在于，數據處理除了具有數據管理功能外，還可通過數據管理得到的數據進一步深加工，從中獲取新的數據和信息。1．1．2 數據庫系統

1、數據庫（DB，DataBase）--是長期存儲在計算機內有組織的、大量的、共享的數據集合；

2、數據庫管理系統（DBMS，Database Management System）--是指在計算機系統中，位于用戶與操作系統之間的數據管理系統軟件，是數據庫系統的核心。

3、數據庫系統（DBS，DataBase System）--是指在計算機系統中引入數據庫后的軟硬件系統構成，DBS一般分成三個層次：（1）計算機硬件平臺；（2）系統軟件和應用軟件；（3）用戶；在不引起混淆和歧義的情況下，數據庫系統簡稱為數據庫。

4、（狹義的）數據庫系統—是由數據庫和數據庫管理系統組成的軟件系統，主要為用戶提供數據存儲和查詢、插入、修改、刪除、更新等數據管理功能。

5、（狹義的）數據庫應用系統（DBAS，DataBase Application System）—是由數據庫、數據庫管理系統、數據庫應用程序組成的軟件系統，它面向具體應用領域，提供了更為復雜的數據處理功能。

6、數據庫技術—是研究數據庫的結構、存儲、設計、管理和使用的一門計算機應用學科。

7、數據庫技術與其它計算機科學有密切關系：

（1）數據庫技術以文件系統為基礎發展而來，DBMS需要操作系統的支持，數據庫以文件形式存儲在外部存儲上的；

（2）數據庫與數據結構的關系很密切，數據庫技術不僅用到數據結構中的鏈表、樹、圖等知識，各種數據模型本身就屬于復雜數據結構；

（3）主流的關系數據庫系統，其理論基礎是關系數據模型，而該模型是在離散數學集合論中“關系”這一基本概念上發展起來的；

（4）當用戶訪問數據庫，DBMS對用戶提交的查詢操作類似于，計算機編譯系統對程序的編譯過程；（5）開發一些大型的DBS或DBMS的過程，要遵循軟件工程的開發模式。

1．2 數據模型

1．2．1 數據模型概念

1、數據模型（Data Model）--是數據庫系統的形式框架，是用來描述數據的一組概念和定義，包括描述數據、數據聯系、數據操作、數據語義以及數據一致性的概念工具；

2、數據模型應滿足：（1）能夠比較真實地模擬現實世界；（2）容易為人們所理解；（3）便于在計算機上實現。

3、數據模型的組成：

（1）數據結構：用于描述系統的靜態特征，從語法角度表述了客觀世界中數據對象本身的結構和數據對象之間的關聯關系，是刻畫一個數據模型性質最重要的方面。在數據庫系統中，通常按照數據結構的類型來區分、命名各種數模，如層次、網狀、關系數模。

（2）數據操作：用于描述系統的動態特征，是一組對數據庫中各種數據對象允許執行的操作和操作規則組成的集合。數據操作可以是檢索、插入等，數模必須定義這些操作的確切含義、操作符號、操作規則以及實現操作的數據庫語言。

（3）數據完整性約束：是一組完整性規則的集合，它定義了數模必須遵守的語義約束，也規定了數據庫中數據內部及數據之間聯系所必須滿足的語義約束。它限定了數據庫的狀態以及狀態的變化，以便維護數據的正確性、有效性。

1．2．2 數據模型分類

1、用數據模型這一概念來描述數據庫的結構和語義，通過現實世界—信息世界—機器世界的抽象轉換過程構建數據庫，并根據模型所定義的規范去管理和使用數據。

2、建模過程：（1）將現實世界的數據對象抽象為信息世界中的某一信息結構；（2）再將信息結構轉換為機器世界中某一具體DBMS支持的數據模型，并存儲于計算機中。

3、數據模型分類：

（1）概念數據模型（概念模型）：按用戶的觀點對數據和信息進行建模，是現實世界到信息世界的第一層抽象，強調其語義表達功能，易于用戶理解，是用戶與設計人員交流的語言，主要用于數據庫設計。最常用的是實體—聯系模型。

（2）數據結構模型（表示型/實現型）：是機器世界中與具體DBMS相關的數據模型，包括關系模型、網狀模型和層次模型

（3）物理數據模型：屬底層數據模型，描述數據的實際存儲方式。

1．3 數據視圖與模式結構

1．3．1 數據視圖與數據抽象

1、數據視圖：指從某個角度看到的客觀世界數據對象的特征，是對數據對象某一方面特征的描述。

2、數據抽象：是一種數據描述和數據庫設計原則，是指專注于數據對象的某方面特征，而忽略其他特征。

3、集和值：集是指對某一類數據的結構和屬性的說明，值是集的一個具體賦值；

4、數據模式：對數據庫中數據某方面結構和特征的描述，它僅涉及集的描述，不涉及具體的值。1．3．2 三級模式結構

1、數據庫三級模式結構—外部級、概念級和內部級，分別定義了外模式、模式和內模式，用于從不同角度描述數據庫結構。

2、模式：

（1）也稱邏輯模式、概念模式；

（2）對數據庫中全體數據的邏輯結構和特征的描述，是所有用戶的公共數據視圖；（3）模式不僅定義了數據的邏輯結構，還定義了數據之間的聯系、與數據的關的安全性和完整性要求；

（4）一個數據庫只有一個模式，建立在某種數據結構模型基礎上。

3、外模式：

（1）也稱子模式、用戶模式、用戶視圖；

（2）是對數據庫用戶能夠看見和使用的局部數據的邏輯結構和特征的描述。

（3）一個數據庫可以有多個外模式，每個外模式描述了某個特定用戶所使用的局部數據的邏輯結構和特征，是與某一應用有關的數據的邏輯表示。

（4）外模式還是保證數據安全的有力措施，每個用戶只能看見和訪問所對應的外模式中的數據，其它數據對他是不可見的。

4、內模式：

（1）也稱物理模式、存儲模式；

（2）是對數據庫中數據的物理結構和存儲方式的描述，代表了數據在數據庫內部的表示方式和物理組織結構；

1．3．3 二級映象與數據獨立性

1、外模式/模式映象：

（1）定義了數據庫中不同用戶的外模式與數據庫邏輯模式之間的對應關系；

（2）可有多個外模式/模式映象，對于每個外模式，需要一個外模式/模式映象來定義該外模式與模式之間的對應關系；

（3）當模式發生變化時，只需調整外模式/模式間的映象關系，而外模式無需修改，保證了數據與應用程序的邏輯獨立性，稱為數據的邏輯獨立性。

2、模式/內模式映象：

（1）定義了數據庫中數據全局邏輯結構，與這些數據在系統中的物理存儲組織結構之間的對應關系。

（2）模式/內模式映象是唯一的；

（3）當內模式發生變化時，只需調整模式/內模式映象關系，而模式無需修改，保證了數據庫中的數據與應用程序間的物理獨立性，稱為數據的物理獨立性。

1．4 數據庫系統體系結構

1、數據庫系統體系結構：是指數據庫系統的組成構件、各構件的功能及各構件間的協同工作方式；

2、分類：

（1）集中式：全部數據和數據管理功能均集中在一臺計算機上的數據庫系統；包括單用戶和主從式兩種，單用戶DBS是指系統由一個用戶獨占，不同機器間不能共享數據；主從式DBS是指一個主機帶多個分時多用戶的DBS；

（2）分布式：數據庫中的數據在邏輯上是一個整體，但在物理上卻可以分布在網絡中不同數據管理節點上；

（3）客戶/服務器：將DBMS和數據庫應用分開，網絡中某些節點上的計算機專門執行DBMS功能，負責數據管理服務，稱為數據庫服務器；其他節點的計算機上安裝DBMS的外圍應用開發工具，支持用戶的應用，主要負責數據表示服務，稱為客戶端；

（4）并行式：硬件平臺是并行計算機系統，使用多個CPU和多個磁盤進行并行數據處理和磁盤訪問操作，以提高執行速度；（5）WEB式： 由通過互聯網連接起來的客戶端、WEB服務器、數據庫服務器組成。

1．5 數據庫管理系統

1．5．1 數據庫管理系統的功能

（1）數據定義功能：DBMS提供了數據定義語言（DDL），用戶利用DDL定義數據庫對象的三級模式結構，描述數據庫的結構特征。

（2）數據操縱功能：DBMS提供數據操縱語言（DML），用戶利用DML對數據進行查詢、插入、刪除或更新；

（3）數據庫運行管理和控制功能（4）數據庫的建立和維護功能 1．5．2 數據庫系統的全局結構

1、DBS可分為用戶、人機交互界面、DBMS和磁盤四個層次；

2、用戶可分為四類：數據庫管理員DBA；專業用戶；應用程序員；終端用戶；

3、DBMS可分為兩部份：

（1）查詢處理器：面向用戶查詢請求；包括以下幾個功能模塊：DML編譯器、嵌入式DML的預編譯器、DDL編譯器、查詢執行引擎；

（2）存儲管理器：面向數據存儲訪問，包括以下幾個功能模塊：權限和完整性管理器、事務管理器、文件管理器、緩沖區管理器；

4、磁盤存儲的類型：

（1）以數據庫文件方式存儲的應用數據；（2）數據字典；

（3）為提高查詢速度而設置的數據庫引擎；（4）DMS運行時的統計分析數據；（5）日志信息。

1．6數據庫技術的發展和應用

1、第一代DBS：60年代末70年代初，層次型和網狀型DBS；

2、第二代DBS：70年代后期，關系數據庫系統；

3、新型DBS：80年代，分布式數據庫系統；90年代，面向對象數據庫系統、網絡數據庫系統

第二章 數據庫應用系統生命周期

2．1數據庫應用系統生命周期

2．1．1 軟件工程與軟件開發方法

1、軟件工程：指導計算機軟件開發和維護的工程科學，它采用工程化的概念、原理、技術和方法，以及正確的項目管理技術，來開發和維護軟件；它將系統化、規范化、定量化方法應用于軟件的開發、操作和維護，也就是將工程化應用于軟件生產；

2、軟件工程的目標：在給定成本、進度的前提下，開發出滿足用戶需求并具有下述特征的軟件產品：可修改性、有效性、可靠性、可理解性、可維護性、可重用性、可適應性、可移植性、可追蹤性和可互操作性。

3、軟件生命周期：指軟件產品從考慮其概念開始，到該產品交付使用的整個時期，包括概念階段、需求階段、設計階段、實現階段、測試階段、安裝部署及交付階段；

4、軟件項目管理：為了能使軟件開發按預定的質量、進度和成本進行，而對成本、質量、進度、人員、風險等進行分析和有效管理的一系列活動。

5、軟件工程以關注軟件質量為特征，由方法、工具和過程三部分組成；

6、軟件過程模型（軟件開發模型）：是對軟件過程的一種抽象表示，表示了軟件過程的整體框架和軟件開發活動各階段間的關系，常見的有：瀑布模型、快速原形模型、增量模型和螺旋模型。2．1．2 DBAS軟件組成

1、數據庫應用軟件在內部可看作由一系列軟件模塊/子系統組成，這些模塊/子系統可分成兩類：

（1）與數據訪問有關的數據庫事務模塊：利用DBMS提供的數據庫管理功能，以數據庫事務方式直接對數據庫中的各類應用數據進行操作，模塊粒度較??；

（2）與數據訪問無直接關聯的應用模塊：在許多與數據處理有關的應用系統中，對數據庫的訪問只是整體中的一部分，其他功能則與數據庫訪問無直接關系，這部分模塊粒度可以比較大。

2、DBAS設計開發的硬件方面：主要涉及根據系統的功能、性能、存儲等需求選擇和配置合適的計算機硬件平臺，并與開發好的DBAS軟件系統進行集成，組成完整的數據庫應用系統； 2．1．3 DBAS生命周期模型

1、數據庫應用系統的生命周期模型：

（1）參照軟件開發瀑布模型的原理，DBAS的生命周期由項目規劃、需求分析、系統設計、實現和部署、運行管理與維護等5個基本活動組成；

（2）將快速原形模型和增量模型的開發思路引入DBAS生命周期模型，允許漸進、迭代地開發DBAS；

（3）根據DBAS的軟件組成和各自功能，細化DBAS需求分析和設計階段，引入了數據組織與存儲設計、數據訪問與處理設計、應用設計三條設計主線，分別用于設計DBAS中的數據庫、數據庫事務和應用程序；

（4）將DBAS設計階段細分為概念設計、邏輯設計、物理設計三個步驟，每一步的設計內容又涵蓋了三條設計主線。

2．2 規劃與分析

2．2．1 系統規劃與定義

1、定義：系統規劃與分析是面向將要開發的DBAS，通過了解用戶實際需求，明確該系統需要實現的目標和任務，并從數據管理和數據處理的角度，確定系統中數據庫軟件的功能、性能范圍；

2、系統規劃與定義包括：

（1）任務陳述：描述所要開發的DBAS的總體目標；（2）確定任務目標；（3）確定系統范圍和邊界；（4）確定用戶視圖； 2．2．2 可行性分析

1、可行性分析包括以下四方面：

（1）經濟可行性：對項目進行成本效益分析；DBAS的成本主要包括：A、軟硬件購置費用；B、系統開發費用；C、系統安裝、運行、維護費用。

（2）技術可行性：是根據用戶提出的系統功能、性能及實現系統的各項約束條件，對系統軟件、硬件、技術方案作出評估和選擇建議；

A、硬件可行性研究是分析DBAS的硬件平臺環境和設置；

B、軟件可行性研究包括：對可用的DBMS和操作系統的選型評估，對中間件和開發環境的選型建議，對DBAS開發模式和編程語言的建議；

C、技術方案的選擇是根據系統技術需求，提出DBAS可能采用的合理技術方案和關鍵技術；（3）操作可行性：是論證是否具備DBAS開發所需的各類人員資源、軟件資源、硬件資源和工作環境等，以及為支持DBAS開發如何去改進加強這幾方面資源。

（4）開發方案選擇：目的是提出并評價實現系統的各種開發方案，從中選出一種適用于DBAS軟件的開發方案；

2．2．3 項目規劃

1、項目規劃是項目管理者對資源、成本和進度做出合理估算，并在此基礎上制定切實可行的DBAS項目開發計劃。

2、項目規劃包括以下內容：（1）確定項目的目標和范圍；

（2）根據DBAS軟件開發模型，分解和定義整個項目包括的工作活動和任務；（3）估算完成該項目的規模和所需各種資源；（4）制定合理的DBAS項目計劃

3、項目規劃的結果應形成數據庫應用系統項目計劃文檔，即項目計劃書。

2．3 需求分析

1、數據庫應用系統需求是指用戶對DBAS在功能、性能、行為、設計約束等方面的期望和要求；

2、DBAS需求分析是在已經明確的DBAS系統范圍基礎上，通過對應用問題的理解和分析，采用合適的工具和符號，系統地描述DBAS的功能特征、性能特征和約束，并形成需求規范說明文檔；

3、需求分析過程由需求獲取、需求分析、需求描述和規范說明、需求驗證等組成；

4、DBAS的需求分析包括：

（1）數據需求分析；（2）數據處理需求分析；（3）業務需求分析；

（4）分析數據庫系統在性能、存儲、安全、備份與恢復等方面的要求； 2．3．1 數據與數據處理需求分析

1、數據需求分析：是從對數據組織與存儲的設計角度，辨識應用領域所管理的各類數據項和數據結構，與數據處理需求分析結果一起，組成數據字典；

2、數據處理需求分析：是從數據訪問和處理的角度，明確對各類數據項所需進行的數據訪問操作，分析結果可表示為數據流圖或事務規范；

3、事務規范包括：

（1）事務名稱；（2）事務描述；（3）事務所訪問的數據項；（4）事務用戶； 2．3．2 業務規則需求分析

1、業務規則需求分析：是從DBAS高層目標和整體功能出發，分析系統或系統中一些大粒度子系統應具有的業務類型和功能，明確用戶或外部系統與DBAS的交互模式； 2．3．3 性能需求分析

1、DBAS的性能指標：

（1）數據操作響應時間（或數據訪問響應時間）：從提交請求到返回結果的時間；（2）系統吞吐量：指系統在單位時間內所完成的事務或查詢的數量，單位為TPS；（3）允許并發訪問的最大用戶數：在保證響應時間的前提下，系統最多允許多少用戶同時訪問數據庫；

（4）每TPS代價值，用于衡量系統性價比的指標

2、影響DBAS性能的因素：

（1）系統硬件資源；（2）網絡通信設備性能；（3）操作系統環境；

（4）數據庫的邏輯設計和物理設計質量，數據庫配置參數；（5）DBAS的配置和性能；（6）數據庫應用程序自身。2．3．4 其它需求分析

1、存儲需求分析：是指估計DBAS系統需要的數據存儲量，包括：（1）初始數據庫大??；（2）數據庫增長速度；存儲總量估算可采用：根據數據字典中每個數據項的結構描述信息，估計每個數據項的容量，將所有數據項的容量累加；

2、安全性需求分析：

（1）DBAS系統應達到的安全控制級別；（2）各類用戶的數據視圖和視圖訪問權限；

（3）DBAS應有的口令保護機制或其它安全認證機制，用以控制用戶登錄數據庫系統。

3、備份和恢復需求分析：

（1）DBAS運行過程中備份數據庫的時間和備份周期；（2）所需備份的數據是全部數據庫數據，還是一部分；（3）備份方式是采用完全備份還是采用差異備份。

2．4 系統設計

2．4．1 概念設計

1、數據庫概念模型設計：是根據數據需求分析階段得到的需求結果，分析辨識需要組織存儲在數據庫中的各類應用領域數據對象的特征及其相互之間關聯關系，并采用概念數據模型表示出來，得到獨立于具體DBMS的數據庫概念模型；

2、ER方法：（1）選擇局部應用；（2）分別設計各個局部ER圖；（3）局部ER圖合并；

3、系統總體設計：

（1）確定DBAS體系結構；

（2）系統硬件平臺和操作系統、數據庫管理系統等系統軟件的選型和配置；（3）應用軟件結構設計

（4）對需求分析階段識別出的業務規則進行初步設計，細化業務規則流程，明確采用的關鍵技術和算法；

（5）對系統采用的關鍵技術進行方案選型和初步設計。2．4．2 邏輯設計

1、數據庫邏輯結構設計：指從數據庫的概念模型出發，設計表示為邏輯模式的數據庫邏輯結構。

（1）ER圖轉換為初始關系模式；（2）對初始關系模式進行優化；

（3）檢查關系表對數據庫事務的支持性；（4）確定關系模式的完整性約束；

（5）從數據安全性和獨立性出發，設計用戶視圖。

2、應用程序概要設計（II）；

3、數據庫事務概要設計； 2．4．3 物理設計

1、數據庫物理結構設計：主要指數據文件在外存上的存儲結構和存取方法，它依賴于系統具體的硬件環境、操作系統和DBMS；（1）數據庫邏輯模式調整；

（2）選擇或配置基本關系表的文件組織形式；（3）數據分布設計；（4）安全模式設計；（5）確定系統配置；（6）物理模式評估；

2、數據庫事務詳細設計：根據事務流程，利用SQL語句、數據庫訪問接口，采用高級程序設計語言或DBMS提供的事務實現機制，設計數據庫事務。

3、應用程序詳細設計：

2．5 實現與部署

1、建立數據庫結構；

2、數據加載；

3、事務和應用程序的編碼及測試；

4、系統集成、測試與試運行；

5、系統部署；

2．6 運行管理與維護

2．6．1 日常維護

（1）數據庫的備份與恢復（2）完整性維護（3）安全性維護（4）存儲空間管理（5）并發控制及死鎖處理 2．6．2 系統性能監控和分析

1、統計數據可以通過兩種途徑收集：

（1）由DBMS本身自動收集和存儲統計數據（2）通過監控系統得到 2．6．3 系統性能優化調整

1、糸統性能優化的手段有：數據查詢調整與優化、索引調整、數據庫摸式調整、DBMS和操作系統參數調整等。

2、模式調整主要涉及邏輯模式調整，可以從下考慮：

（1）已達到第三范式的基本表，不要進一步規范化為BCNF；

（2）在分布式數據庫中，對一個基本表中某些頻繁被訪問的數據，可以按水平分區或垂直分區方式拆分基本表。

2．6．4 系統升級

1、改進應用桯序；

2、數據庫重組；

3、DBMS和OS版本升級

第3章 需求分析及功能建模方法

3．1 需求分析概述

3．1．1 需求分析概念

1、所謂需求分折：就是對待開發的系統要做什么，完成什么功能的全面描述。

2、需求分析的工作：通過對需求的調查、了解、觀察和分析，通過對原始數據的收集、分類和抽象，并采用有效的技術、工具，對原始資料進行加工整理，描述開發目標、實現的功能及其相互關系等活動的集合；

3、需求的定義：客戶對一個待開發的系統在實現目標、完成功能、應達到的性能、安全性、可靠性等方面的期望和要求的集合；

4、需求獲取的困難：

（1）軟件功能復雜；（2）需求的可變性；

5、需求分析階段的主要任務：分析當前的業務流程，包括體系結構，各職能部門完成的主要任務、關系及其交流的信息。

6、需求分析的結果通常以模型等建模工具和方法描述系統的信息流、功能結構及完成各功能需要的數據。

7、功能模型和軟件需求規格說明書是軟件開發的依據，將指導后續的開發工作。

8、需求分析工作是系統分析員與用戶不斷交互的過程中完成的。3．1．2 系統分析員的職能

1、系統分析員的主要要任務：是確定應用信息系統及軟件產品應該達到的各項功能性要求和非功能性要求，即用戶要做什么。

2、系統分析員應該具備的素質：

（1）獲取需求的能力；（2）管理及溝通能力；（3）技術素養； 3．1．3 需求獲取的方法

常用的幾種獲取需求的方法：（1）面談；（2）實地觀察；（3）問卷調查；（4）查閱資源； 3．1．4 需求分析過程

1、標識問題：

（1）需求分析的第一步，通過對問題的識別和標識獲得所求解問題及其運行環境的理解；（2）標識問題從現行系統的業務流程做起，理解現行系統的業務流程；（3）在標識理解需求的同時，還要注意確定系統的人機界面；

2、建立需求模型：

（1）模型是對現實原形所作的一種抽象，其本質是只關心與研究內容有關的因素，而忽略無關的因素，其目的是把復雜的事物變得簡單，便于認識和分析；

（2）目前常用的模型方法主要有DFD數據流圖和IDEFO，都屬于結構化分析方法，其特征是抽象和分解；

（3）首先對應用領域進行全面的分析，發現并找出同類事物的本質，用抽象方法把這類事物的非主要方面剔除，把握住事物的內部規律或本質，就可以找到解決辦法；然后采用自上而下逐步求精的方法對復雜的問題進行分解；

（4）結構化分析及建模方法的主要優點：

（A）不過早陷入具體的細節；（B）從整體或宏觀入手分析問題；

（C）通過圖形化的模型對象直觀地表示系統要做什么，完成什么功能；（D）圖形化建模方法方便系統分析員理解和描述系統；（E）模型對象不涉及太多的技術術語，便于用戶理解；

3、描述需求：

（1）需求描述的目標：對軟件項目功能性和非功能性的需求全面描述；

（2）功能性需求：指需要計算機實際解決的問題或實現的具體功能，明確描述系統必須做什么，實現什么功能以及輸入輸出等；

（3）非功能性需求：軟件項目對實際運行環境的要求；

（4）需求描述主要由需求模型和需求說明書組成，說明書側重文字說明，內容如下：需求概述；功能需求；信息需求；性能需求；環境需求；其他需求；

（5）在對需求進行分析過程中，系統分析員要經?？紤]的問題：

（A）描述的需求是完全的嗎？（B）需求描述是正確的和一致的嗎？

（C）描述的這些需求是可行的、實際可操作的嗎？（D）描述中的每一條需求都是客戶需要的嗎？

4、確認需求：

1、評審委員會審核下列內容：功能需求；數據需求；性能；數據管理；其他需求。

3．2 DFD建模方法

3．2．1 DFD方法的基本對象

1、數據流：具有名字且有流向的數據，用標有名字的箭頭表示。

2、處理：表示對數據的加工和變換，在圖中用矩形框表示。

3、數據存儲：表示用數據庫形式存儲的數據，對其存取分別以指向或離開數據存儲的箭頭表示；

4、數據源及數據終點：表示當前系統的數據來源和去向，其圖形符號以平行四邊形表示。3．2．2 開發DFD圖

1、DFD圖采用自頂而下逐步細化的結構化分析方法表示目標系統；

2、DFD方法應以軟件項目的功能為中心進行抽象和分解，以數據流的變換來分析數據對企業中各類業務活動的影響； 3．2．4 數據字典

1、數據字典包括以下說明信息：

（1）源點及終點詞條描述；（2）數據流詞條描述；（3）數據存儲；（4）處理描述；

（5）數據元素詞條描述。

3．3 IDEF0建模方法

3．3．1 概述

1、IDEF0的基本思想是結構化分析方法，強調自頂而下有控制地逐步地展開細節，全面地描述系統，且通過建模來理解一個系統。一個模型由圖形文字說明、詞匯表及相互的交叉引用表組成。

2、IDEF方法的優點：具有模型元素單

一、語義豐富、更易于從全局角度分析考察問題，模型容易理解。

3．3．2 IDEF0方法

1、基本元素

（1）矩形：代表活動，活動名稱標在矩形內，活動編號按要求標在矩形框右下角指定位置；（2）箭頭：左邊的輸入箭頭代表完成活動需要的數據、上方的控制箭頭描述了影響活動的執行的事件或約束、右邊的輸出箭頭說明由活動產生的結果及信息、下方進入的機制箭頭表示實施該活動的物理手段或資源。

（3）輸入輸出箭頭描述活動是什么（what）、控制箭頭描述為何這么做（why）、機制箭頭表示如何做（how）。

2、IDEF0模型

（1）一個IDEF0模型由一組圖形組成，這些圖形組成一個由父到子的層次結構圖，這組圖形把一個復雜事物按自頂向下逐步細化的方式分解成一個個簡單的或多個組成部分；

3、建模規則

（1）矩形框：用動詞為矩形內活動命名，每個矩形要至少有一個控制箭頭和輸出箭頭，可以沒有輸入，但不可以同時沒有輸入和控制。

（2）箭頭：箭頭代表數據約束，而不是代表流或順序；（3）其他：

（A）ICOM碼：只有一端與矩形相連的箭頭叫邊界箭頭，這些箭頭表示父矩形框的輸入、控制和輸出。IDEF0用專門的記號ICOM碼來說明父子圖中的箭頭關系。子圖中每個邊界箭頭的開端分別用字母I、C、O、M來標明是輸入、控制、輸出及機制，再用一個數字表示其在父矩形框中箭頭的相對位置。

（B）結點號：IDEF0模型是一組有一定層次結構的圖形，通常用結點號來標志圖形或矩形框在層次圖中的位置；

（C）模型名：每個模型有一個名字，通常用名字代表主題，用子名字表示不同的模型。基本名字與子名字間用“/”隔開，如A/B/C，A是主題、B是模型號、C是結點號。

3．3．3 建模過程及步驟

1、IDEF0建模過程及步驟：

（1）明確目的，確定范圍：在建模前首先要明確目的和意圖，確定問題域；

（2）建立內外關系圖A-0圖：根據系統目標、功能建立內外關系圖A-0圖，以確定整個模型的內外關系，確定系統的邊界；

（3）構造頂層圖：把A-0圖分解成3~6個主要部分得到A0圖，A0圖是模型真正的頂層圖；（4）開發IDEF0層次結構圖：對A0圖中的每個矩形框進行分解，就形成了基本的圖形層次結構。在分解時要列出所有的數據項和活動表，分解的次序采用以下原則：（A）保持在同一水平上進行分解，均勻的模型深度；（B）按困難程序進行選擇；（5）寫文字說明；（6）檢查確認圖形；

3．4 DFD與IDEF0的比較

1、DFD與IDEF0共同點：都是結構化分析思想，強調自頂而下逐步求精的方法對現實世界建模，先抓住主要的問題，形成較高層次的抽象，再由粗到細、由表及里地逐步細化，將一個大問題分解成幾個小問題，對這小問題再進行分析求解；

2、DFD與IDEF0區別：

（1）DFD圖用箭頭（數據流）來描述數據移動的方向、數據處理及處理之間的數據依賴關系。IDEF0圖也用箭頭代表數據流，但在IDEF0中不是強調流或順序，而是強調數據約束。

（2）從表達形式上看，DFD圖與IDEF0圖都是用箭頭和處理表達一個企業或組織的業務流程。但IDEF0圖的箭頭不僅能夠表示數據流，還可以表示控制流和說明處理或實施方式的一些約束；

（3）從模型元素的組成上來看，DFD模型由4種元素組成，即外部頂、數據流、數據存儲和處理。而IDEF0模型元素的組成更加簡單，只有2種元素組成，即箭頭和活動；（4）從模型規范上來講，IDEF方法更加規范；（5）IDEF0模型結構清楚，便于理解和溝通。

第四章 數據庫概念設計及數據建模

4．1 數據庫概念設計概述

4．1．1 數據庫概念設計的任務

1、定義和描述應用領域涉及的數據范圍；

2、獲取應用領域或問題域的信息模型；

3、描述清楚數據的屬性特征；

4、描述清楚數據之間的關系；

5、定義和描述數據的約束；

6、說明數據的安全性要求；

7、支持用戶的各種數據處理需求；

8、保證信息模型方便地轉換成數據庫的邏輯結構，同時便于用戶理解。4．1．2 概念設計過程

1、概念設計的依據：是需求分析階段的文檔，通過對這些文檔的分析理解，構造出信息模型，編寫數據庫概念設計說明書，信息模型和數據庫概念設計說明書是數據庫邏輯設計的依據；

2、概念設計的基本步驟：

（1）確定實體集；

（2）確定聯系和聯系類型；

（3）建立由信息模型表示的企業模型；（4）確定實體集屬性；（5）對信息模型優化。

4．2 數據建模方法

1、數據建模方法的共同特點是：

（1）能夠真實客觀地描述現實世界中的數據及數據之間的關系；（2）組成模型的概念少，語義清楚，容易理解；（3）不同概念的語義不重疊，概念無多義性；

（4）用圖形方式描述數據，數據直觀易懂，有利于數據庫設計者和用戶交流；（5）這種數據模型容易轉換成數據庫邏輯設計階段需要的數據結構。

4．3 ER建模方法

4．3．1 基本概念

1、實體或實例：指客觀存在并可相互區分的事物，可以是一個具體的人或物，也可以是抽象的事件或概念；

2、實體集：表示一個現實的和抽象事物的集合，這些事物必須具有相同的屬性或特征。

3、屬性：用于描述一個實體集的性質和特征；

4、碼：實體集中能惟一標識每一個實例的屬性或屬性組；

5、聯系：描述現實世界中實體之間的關系。（1）一對一聯系；（2）一對多聯系；（3）多對多聯系 4．3．2 ER方法語法

1、ER方法中用矩形框表示實體集，矩形框內寫上實體集的名稱；

2、ER模型用菱形表示聯系，聯系名寫在菱形框內；

3、ER模型中實體集的屬性用橢圓或圓角矩形框表示，屬性名字寫在其中。

4．4 IDEF1X 建模方法

4．4．1 IDEF1X概述

1、IDEF0側重描述系統功能，被稱為功能建模方法；IDEF1X側重分析、抽象和概括應用領域中的數據，稱為數據建模方法；

2、IDEF1X方法具有豐富的語法和語義；

3、實體集分為（1）獨立標識符實體集；（2）從屬標識符實體集；

4、實體集之間的聯系分為：（1）標定型聯系；（2）非標定型聯系；（3）分類聯系；（4）不確定聯系 4．4．2 IDEF1X模型元素

1、實體集：

（1）實體集語義：如果一個實體集的每一個實例都能被惟一地標識，而不決定于它與其他實體的聯系，那么該實體集稱為獨立實體集；否則就叫從屬實體集；

（2）實體集語法：IDEF1X用矩形框來表示獨立實體集，用圓角矩形框來表示從屬實體集；

2、聯系：

（1）聯系語義：

（A）標定型聯系：一個“確定型聯系”中，如果子女實體集中的每個實例都是由它與雙親的聯系而確定的，這個關系稱為“標定型聯系”；

（B）非標定型聯系：一個“確定型聯系”中，如果子女實體集中的每一個實例都能被惟一地確認而無需了解與之相聯系的雙親實體集的實例，這個問題關系叫“非標定型聯系”。

（C）分類聯系：是兩個或多個實體集之間的聯系，且在這些實體集中存在一個一般實體集，它的每一個實例都恰好與一個且僅一個分類實體集的一個實例相聯系。

（D）不確定聯系：一個非確定聯系又稱為多對多聯系，這種聯系關聯的兩個實體集之間，任一實體集的一個實例都將對應另一實體集的0個、1個或多個實例。

（2）聯系的語法：

（A）標定聯系語法：在IDEF1X圖中，聯系的語法用直線表示，在一個標定型聯系中，子女實體集總是一個從屬實體集，用圓角矩形框表示；

（B）非標定聯系語法：如果兩個實體集之間有關系，并且是一個非標定聯系，就用一條虛線把它們連接起來。

（C）分類聯系語法：一般實體集的一個實例只能與分類實體集的一個實例相對應；（D）不確定聯系m:n的語法：不確定聯系用一個兩端帶有實心圓的線段描述，表示多對多的連接關系。

3、屬性

（1）屬性的語義：用來描述一類現實或抽象事物的特征或性質。一個屬性的具體取值叫屬性實例，它由屬性的類型和值來定義。

（2）屬性的語法

（A）主碼和非主碼屬性語法：在一個實體集中屬性要有惟一的名字，屬性名由名詞表示，主碼屬性名后加（PK）標注，被列在屬性列表的頂端，并用水平線將主碼和其他屬性分開。

（B）外碼語法：在外碼屬性后加“FK”來識別由聯系繼承得到的外來屬性。

4．4．3 建模過程

1、第一階段：建模規劃及準備

（1）建模目標：

（A）目標說明：回答將構造的模型完成什么功能，涉及的問題和數據范圍，同時說明是一個當前系統模型還是待建模型。

（B）范圍說明：在建模初期要給出模型覆蓋的問題范圍；（2）建模計劃

（A）項目說明；（B）收集數據；（C）定義實體；（D）定義聯系；（E）定義碼屬性；（F）定義非碼屬性；（G）確認模型；（H）評審驗收。

（3）組織隊伍：包括項目負責人、建模者、信息源、課題專家、評審委員會

2、第二階段：定義實體集

（1）目標是標識和定義應用領域中的實體集，方法是分類標識原始材料中的所有名詞；（2）區別實體集名詞和非實體集名詞的方法，是否具有下列特征：

（A）它能夠被描述或說明嗎？（B）有多少同類的實例嗎？

（C）每個實例可以被標識和區分嗎？

3、第三階段：定義聯系

（1）標識實體集之間的聯系：建立聯系矩陣，聯系矩陣由一個二維數組表示。把實體集沿水平和垂直兩方向列出，分析兩個實體間的聯系，有聯系就用“X”表示，不存在聯系用“null”表示。聯系只標識直接關系，不標識間接關系。

（2）定義聯系：包括表示依賴、命名聯系、關于聯系的說明；當實體集之間的依賴關系建立后，就可以命名聯系了。聯系的名字可以動詞表示。原則必須是具體的、簡明的和有意義的。

（3）構造實體級數：實體級圖的范圍和數目,依賴于建模的規模和建模問題涉及的實體集數目。

4、第四階段：定義健

（1）分解不確定的聯系：把實體級圖中不確定的關系轉換成確定的連接形式，把每一個不確定的聯系轉換成為兩個確定的聯系；

（2）標識碼屬性：碼屬性是那些能夠惟一識別實體集中每一個實例的屬性；

（3）遷移主碼：把一個實體集的主碼復制到其他有關實體集的過程，但要遵守以下規則：

（A）在一個聯系中，遷移總是從父到子或從一般實體集移向分類實體集；（B）主碼屬性才能被遷移，如主碼由多個屬性組成，則要全部遷移；

5、第五階段：定義屬性

（1）標識和定義非主屬性；（2）建立屬性的所有者；（3）確認屬性的定義；（4）繪制局部數據視圖；

（A）實體集的名稱和編號寫在矩形框外的上面；

（B）主碼屬性寫在矩形框內水平線的上面并用“PK”標注；（C）外碼屬性寫在矩形框內水平線的下面并用“FK”標注；（D）非主屬性也可以寫在矩形框內水平線的下面；

第五章 關系數據庫邏輯設計

5．1 概述 5．2 基本概念

5．2．1 關系模型

1、關系模型采用一個二維表格在計算機中組織、存儲、處理和管理數據。

（1）關系名（數據庫名）：由字母數字組成；（2）屬性名；

（3）關系模式和關系：描述模式描述關系的靜態結構，由模式名、關系模式所包含的屬性及屬性值所滿足的條件組成模式定義。

（4）元組：描述關系中的行；

（5）域：它定義關系的每個屬性取值的類型；

（6）主碼：能夠惟一標識關系中每一個元組的屬性或屬性組；

（7）關系的數學定義：關系模式是建立在集合集論的基礎上的，用數學的概念定義關系有；

（A）定義一：域是值的集合，同一個域中的值具有相同的數據類型；（B）定義二：（C）定義三：

（D）當關系引用了屬性名后關系具有以下屬性： [1] 不能有重復的元組； [2] 元組上下無序；

[3] 按屬性名引用時屬性左右無序； [4] 所有屬性值都是原子項（不可再分）；

（8）總結：關系是一張二維表，表中的一行被稱為一個元組，一列稱為屬性，由一組域值組成。關系是元組的集合，關系中的每個元組在數學上被定義為這個關系所涉及的全部域值中笛卡兒積的一個元素。5．2．2 關系數據庫

1、關系數據庫是按照二維表組織和存儲的相互關聯的關系的集合，關系數據庫模式是關系模式的集合；

5．2．3 關系的完整性

1、關系的完整性（完整性約束）：是對關系的某種約束規則和關系滿足的定義。通常這組約束規則用來限定和檢查數據庫所含實例的合法性和正確性；

2、完整性約束分靜態和動態兩種，靜態完整性約束是基于關系模式的，主要有主碼、外碼約束和域約束組成；動態完整性約束是基于企業的業務規則的。

3、靜態完整性約束規則：

（1）主碼約束：主碼必須滿足：

（A）惟一性：在一個關系中不存在兩個元組，它們具有相同的主碼值；

（B）最小性：不存在從組成主碼的屬性集中去掉一個屬性，還仍能保持數據的惟一性；（2）外碼約束：

（3）用戶定義的完整性：

5．3 關系數據庫設計理論

5．3．1 問題的提出

究竟一個關系數據庫包含哪些屬性是合理的，如何評價一個關系模式設計的優劣？ 5．3．2 函數依賴

函數依理論利用一個關系中屬性之間的依賴關系評價和優化關系模式，以保證存儲到數據庫中的關系具有較好特性；

1、函數依賴：

（1）設R（U）為一關系模式，X和Y為屬性全集U的子集，若對于R（U）的任意一個可能的關系r，r中不可能存在兩個元組在X上的屬性值相等，而在Y上的屬性值不等，則稱“X函數決定Y”或“Y函數依賴于X”，并記作X?Y，其中X稱為決定因素，因為根據函數依賴定義，給定一個X，就能惟一決定一個Y。

（2）這里討論的函數關系與數學上的不同，是不能計算的，是一個關系中屬性之間存在的依賴關系；它是一種語義范疇的概念，只能根據兩個屬性之間的語義來確定一個函數依賴是否存在。

2、完全與部分函數依賴：

（1）在關系模式R（U）中，如果X?Y成立，并且對X的任何真子集X’不能函數決定Y，則稱Y對X是完全函數依賴，被記作X---f---?Y。（2）若X?Y，但Y不完全函數依賴于X，則稱Y對X是部分函數依賴，記作X--p?Y；

3、傳遞函數依賴：

在關系R（U）模式中，如果X決定Y，（Y不屬于X），Y不決定X，Y決定Z，則稱Z對X傳遞函數依賴。

4、平凡與非平凡函數依賴：

（1）若X決定Y，但Y屬于X，則稱X?Y是平凡函數依賴，否則稱非平凡函數依賴；（2）即平凡函數依賴，僅當其右邊的屬性集是左邊屬性集的子集時成立；

（3）非平凡函數依賴，僅當其右邊的屬性集至少有一個屬性不屬于左邊有集合時成立；（4）完全非平凡函數依賴：僅當其右邊的屬性集中屬性都不在左邊的集合時成立；

5、碼：

（1）在關系模式R（U）中，K為R的屬性或屬性組，若K函數決定A1.A2?.An，則K為關系模式R的候選碼，包含在候選碼中的屬性稱為主屬性，否則為非主屬性；

（2）若一個關系的候選碼不止一個，則選定其中一個作為關系R的主碼；

（3）關系的碼屬性除了必須完全函數決定關系的所有其他屬性外，還必須滿足最小化規則，即在關系模式R（U）中，不存在一個K的真子集能夠函數決定R的其他屬性。

6、函數依賴的推理規則：

（1）自反律：若Y（包含于）X（包含于）U，則X?Y成立；（2）增廣律：若X?Y，且Z（包含于）U，則XZ?YZ成立；（3）傳遞律：若X?Y，Y?Z，則X?Z成立；（4）合并規則：若X?Y，X?Z成立，則X?YZ；

（5）分解規則：若X?Y和Z（包含于）Y成立，則X?Z也成立；（6）偽傳遞規則：若X?Y，YW?Z，則XW?Z成立；

7、屬性集閉包：

（1）設F是屬性集U上的函數依賴集，X為U的一個子集，那么對于F，屬性集X關于F的閉包（用X+表示）為：X+={A|X?A}（2）由屬性集團包的定義可知，若想判斷函數依賴X?Y是否成立，只要計算X關于函數依賴集F的閉包，若Y是X閉包中的一個元素則X?Y成立；

8、確定關系的碼：

（1）利用迭代算法計算X+，步驟如下：

（A）選X作為閉包X+的初值X（0）；

（B）由X（i）計算X（i+1）時，它是由X（0）并上屬性集合A所組成，其中A滿足下列條件：Y（包含于）X（i），且F中存在函數依賴Y?Z，而A（包含于）Z。因為U是有窮的，所以會得到X（i）=X（i+1），此時X（i）為所求的X+。

5．3．3 規范化設計方法

1、第一范式：

（1）定義：設關系模式R（F，U），如果R的每一個屬性都是不可分的數據項，則此關系模式為第一范式；

（2）一個給定關系和第一范式（1NF）的區別：

（A）一個關系中的數據按照行和列的形式組織，每個元組具有相同數目的屬性個數，且每一個元組的屬性值具有統一的數據類型和長度；元組或屬性的排列與順序無關，每個元組必須通過一個屬性或屬性組惟一識別；

（B）第一范式實際上對關系增加了一個約束，即關系中元組的每個屬性都只取一個值，第一范式是對關系模式的基本要求，不滿足第一范式的數據庫就不是關系數據庫。

2、第二范式：

（1）定義：若關系模式R（F，U）是1NF，且每個非主屬性完全函數依賴于碼，則稱R為第二范式，即在2NF中不存在非主屬性對碼的部分依賴；

（2）僅滿足第一范式關系會存在種種問題，要消除必須用更高級的范式標準來設計，稱為標準化；

（3）具體做法是將大的關系分解成多個小的關系，使分解后的關系滿足更高級范式的要求。（4）第二范式實際上對關系增加了一個約束，就是關系中的每一個屬性必須完全依賴于主碼，即在第一范式的基礎上，消除非主屬性對主碼的部分函數依賴可達到2NF；

3、第三范式：

（1）定義：若關系R（U，F）為第一范式，且不存在非主屬性對主碼的傳遞函數依賴，則稱R為第三范式；

（2）第三范式是在第二范式的基礎上對關系又增加了一個約束，就是關系中的每一個非主屬性必須只依賴于主碼。即2NF的基礎上，消除非主屬性對主碼的傳遞函數依賴可達到3NF。

4、改進的第三范式：

（1）定義：如果關系模式R是1NF，且每個屬性既不相存在部分函數依賴也不存在傳遞函數依賴于候選碼，則稱R是改進的第三范式（BCNF）。

5、多值依賴與4NF：

（1）多值依賴：表示關系中屬性（如A、B、C）之間的依賴，對于A的每個值，都存在一個B或C的值的集合，而且B和C的值相互獨立，記為：A??B、A??C（2）第四范式：如果關系模式R屬于1NF，對于R的每個非平凡的多值依賴X?Y（Y不屬于X），X含有候選碼，則R是第四范式。即是從BCNF范式中消除主碼內的獨立依賴集（非平凡多值依賴）可達4NF；

6、連接依賴與5NF（1）連鎖依賴：設關系模式R，R的屬性子集為R1、R2、R3、R4、R5、R6、R7?.，當且僅當R的每個合法值等于R1、R2、R3、R4、R5、R6、R7?的投影連接時，稱R滿足連接依賴；

（2）第五范式：設R是一個滿足5NF的關系模式，當且僅當R的每一個非平凡連接依賴都被R的候選碼所蘊含，即從4NF中消除非候選碼所蘊含的連接依賴為5NF；

7、總結：

（1）范式表達了關系模式滿足的條件，也是衡量關系模式設計優劣的標準；

（2）利用范式進行規范化設計的目的是消除數據冗余，避免出現異常，使結構更合理；（3）規范化設計的基本過程是對關系進行的分解，消除屬性間不合理的數據依賴，用一組等價的子關系代替原有的關系；

（4）數據庫規范化的程序越高，其關系表就越多，從而增加了表之間連接運算的代價，影響了數據庫的執行速度和性能。所以通常關系模式規范化工作僅做到3NF，這樣既使關系中不合理的屬性基本消除，規范化程度也不太高，保證數據庫有較好的性能。

5．4 數據庫模式設計

5．4．1 初始關系模式的設計

1、把ER圖轉換成關系模式：

（1）把ER模型中的每個實體集轉換成一個同名的關系，實體集的屬性就是關系的屬性，實體集的碼就是關系的碼；

（2）把ER模型中的每個聯系轉換成一個關系，與該聯系相連的各實體集的碼以及聯系的屬性轉換成為關系的屬性。

（A）若聯系為1：1，則每個實體集的碼均是該關系的候選碼；（B）若聯系為1：n，則關系的碼為n端實體集的碼；（C）若聯系為m：n，則關系的碼為各實體集碼的組合；（3）合并具有相同碼的關系

2、檢查確認對象：檢查轉換后的每個關系名和屬性名是否符合數據庫設計關于統一命名的約定； 5．4．2 優化關系模式

1、模式分解原則：（1）分解具有無損連接性：分解后的關系能夠恢復成原來的關系；（2）分解保持函數依賴：

（A）無損連接和保持函數依賴是用于衡量一個模式分解是否導致原有模式中部分信息丟失的兩個標準；

（B）當一個關系被分解后會出現幾種結果，既有無損連接，又能保持函數依賴是較理想的分解結果，意味著在分解的過程中沒有丟失原有模式的任何信息；

（C）一般情況下，分解到3NF就足夠了，但在3NF關系下，仍存在一定程度上的更新異?；虿灰恢碌碾[患，但與數據庫性能比較起來是可以忽略的，因為在數據庫設計過程中通過增加一些數據約束，就可以解決3NF引起的數據問題了。

3、優化屬性：確定各字段的類型和長度；

4、確認模式滿足需要： 5．4．3 數據完整性設計

1、指定義數據庫中存儲的數據值滿足的約束條件，通過對存儲的數據值的約束維護關系的完整性。

2、數據值滿足條件分為：

（1）域約束：限制指定列的取值及范圍；

（2）主碼約束：定義每個關系的主碼值不空，且惟一；

（3）引用完整性約束：定義不同模式的屬性間滿足的條件，及一個關系模式中屬性間可能滿足的條件；

5．4．4 安全模式和外模式的設計

1、根據選定的DBMS支持的安全控制特征來確定；

2、根據不同用戶對數據庫存取特點定義相關的外模式；

第六章 存儲技術與數據庫物理設計

6．1 文件組織

6．1．1 數據庫的物理結構

1、數據庫中的應用數據是以文件形式存儲在外存上的，文件在邏輯上被組織成記錄的序列，即每個DB文件可看作是邏輯記錄的集合；

2、一個文件在磁盤上占有一定的物理存儲空間，文件中的每個邏輯記錄被映射存儲到某個特定的磁盤塊上，一個文件在物理上可以看作是由存放文件記錄的一系列磁盤塊組成，稱為物理文件；

3、文件的邏輯記錄與磁盤間的映射關系是由操作系統或DBMS來管理的，當需要對一個文件的邏輯記錄進行操作時，先要根據這種映射關系找到該邏輯記錄所在的磁盤塊，然后再進行操作。

4、從數據庫物理結構角度需要解決如下問題：

（1）文件的組織；（2）文件的結構；（3）文件的存?。唬?）索引技術； 6．1．2 文件組織

1、數據庫與文件的對應關系

（1）在外存中，數據庫以文件形式組織，文件由邏輯記錄組成，記錄由多個域組成；（2）一個關系數據庫包括一張或多張關系表，關系表與文件的對應關系有如下方式：

（A）每張關系表單獨用一個文件來存儲，由DBMS通過OS的文件管理功能來管理；（B）現代中大型DBMS是由OS直接分配一塊大的磁盤空間，DBMS將該磁盤空間作為數據庫磁盤文件直接管理，DB的所有關系表都存儲在該文件中；

（4）關系表在邏輯上由一系列元組組成，元組由多個屬性組成，每個元組可以用磁盤文件中的一個邏輯記錄來存儲，記錄包括多個域，對應元組的多個屬性；

2、文件記錄格式：

（1）數據庫文件通常采用兩種邏輯記錄格式：定長記錄格式和變長記錄格式；

6．2 文件結構與存取

6．2．1 堆文件

1、堆文件也稱無序文件，記錄隨機在存儲在文件物理空間是，新插入的記錄存儲在文件的末尾；

2、堆文件常常用作存儲那些將來使用，但目前不清楚如何使用的記錄，為了實現文件記錄的有效存取，堆文件經常與附加的存取路徑一起使用；

3、查找操行平均需要搜索（B+1）/2個磁盤塊，效率比較低；

4、插入操作十分簡單，先讀文件頭，找到最末磁盤地址，將最末磁盤塊讀入內存，將需插入的新記錄寫入磁盤塊的末端，最后將修改過的磁盤塊寫回磁盤；

5、刪除比較復雜，可以先找到被刪除記錄所在的磁盤塊，讀入內存后在內存緩沖區刪除記錄，最后再寫回磁盤；也可以在每個記錄的磁盤空間增加一個刪除標志位，當需要刪除記錄時，將標示位置1； 6．2．2 順序文件

1、順序文件按照文件記錄在查詢碼上的取值的大小順序排列各個記錄；

2、順序文件的每個記錄中有一個指針字段，根據查詢碼大小用指針將各個記錄按序連接起來；

3、文件建立時，應盡量使記錄的物理順序與查找碼的順序一致，以減少訪問磁盤塊的次數；

4、根據查詢條件對順序文件進行查詢時，如查詢條件定義在查找碼上，則使用二分法查找技術快速找到記錄，如條件不在查找碼上，則必須從頭到尾依次掃描磁盤塊，與堆文件一致，所以順序文件的訪問效率也不高；

5、順序文件插入工作包括定位和插入：

（1）定位：在指針鏈中找到插入的位置，即插入記錄在哪個記錄的前面；

（2）插入：如有自由空間，則在該位置插入新記錄，如沒有自由空間，則只能插入溢出塊中，重新調整記錄指針鏈關系，保證記錄順序；

6．2．3 聚集文件

1、聚集文件是一種具有多種記錄類型文件，存儲了來自多個關系表的數據，每個關系表對應文件中的一種記錄類型；

2、當數據庫中數據量效大時，對數據庫查詢需要多次訪問磁盤文件，嚴重影響性能指標，為了降低多表操作時的磁盤訪問次數，提高多表查詢速度，可采用聚集文件；

3、聚集文件將不同關系表中有關聯關系的記錄存儲在同一磁盤塊內，從而減少多表查詢時磁盤塊的訪問次數，提高處理速度； 6．2．4 索引文件

是一種利用索引技術技術快速文件訪問的文件組織和存取方法； 6．2．4 散列文件

是一種利用散列函數支持快速文件訪問的文件組織和存取方法；

6．3 索引技術

6．3．1 基本概念

1、索引技術：是一種快速文件訪問技術，它將一個文件的每個記錄在某個或某些域（屬性）上的取值與該記錄的物理地址直接聯系起來，提供了一種根據記錄域的取值快速訪問文件記錄的機制；它的關鍵是建立取值域到記錄的物理地址劉的映射關系，這種映射關系叫索引；

2、索引技術分類：

（1）有序索引技術：利用索引文件實現記錄域（查找碼）取值到記錄物理地址間的映射關系，索引文件由索引記錄組成，每個記錄中記載一個索引項，索引項記錄了某個特定的查找碼值和具有該值的數據文件記錄的物理地址；

（2）散列技術：利用一個散列函數實現記錄域取值到記錄物理地址間的直接映射關系；（3）有序索引：有序索引作為基于索引文件的索引技術，需要考慮兩個問題：（1）如何組織索引文件中的索引記錄；（2）如何從索引文件出發，訪問數據文件中的數據記錄；（A）當需要采用有序索引機制快速訪問數據文件時，首先要為該數據文件建立一個索引文件，它是索引記錄和索引項的集合；

（B）索引文件建立的方法：首先選定某些記錄域作為查找碼，然后建立數據記錄在查找碼上的取值與物理地址間的映射關系，組成索引項。所有索引項作為索引記錄存儲在索引文件中，索引文件根據某個特定的查找碼值的順序組織為順序文件；

（C）一個數據文件可以有多個查找碼和索引文件；

6．3．2 有序索引的分類及特點

1、聚集索引與非聚集索引

（1）對數據文件和它的一個特定的索引文件，如果數據文件中數據記錄的排列順序與索引文件中索引項的排列順序相一致，則該索引文件稱為聚集索引，否則稱為非聚集索引；

（2）在一個數據文件上除了建立一個聚集索引外，還可建立多個非聚集索引；

2、稠密索引和稀疏索引

如果數據文件中的每個查找碼都在索引文件中都對應一個索引記錄，稱為稠密索引，如果只一部分對應，則稱為稀疏索引；

3、主索引和輔索引

在數據文件包含主碼的屬性集上建立索引稱為主索引，在非主碼屬性上建立的索引稱為輔索引；

4、單層索引和多層索引

（1）單層索引（線性索引）：索引項根據鍵值在索引文件中順序排列，組織成一維線性結構，每個索引項直接指向數據文件中的數據記錄；

（2）當數據文件很大時，即使采用稀疏索引，建成的索引文件也很大，導致效率低下，為解決該問題，可對索引文件中的索引項本身再建立一級稀疏索引，組成2層索引結構；進一步地，可建立多層樹型索引結構來快速定位；

6．4 散列技術

6．4．1 散列文件

1、散列是一種快速查找技術，它利用定義在文件記錄上的查找碼，通過計算一個散列函數，以散列函數值作為記錄的物理地址，實現對文件記錄直接快速訪問。

2、首先指定文件記錄的一個域作為查找碼（散列域），然后定義一個查找碼上的函數（散列函數），函數的輸入為查找碼值，輸出為物理地址；

3、一般使用桶作為基本的存儲單位，一個桶可存放多個文件記錄，物理地址可以是記錄所在的桶號，散列函數的輸出可以是桶號； 6．4．2 散列函數

1、散列方法依賴于好的散列函數，它應該盡可能均勻地將查找碼分布到各個桶中，具體要滿足如下兩個條件：

（1）地址的分布是均勻的；（2）地址的分布是隨機的； 6．4．3 桶溢出

1、產生桶溢出的兩個原因：

（1）文件初始設計時，為文件記錄預留的存儲空間不足；（2）散列函數的均勻分布性不好；

2、設計散列函數時，應根據文件大小決定物理空間，一般應有20%余量，再設計合適的桶數目和桶大小，盡可能留有一些空閑桶，降低桶溢出的可能性；

3、桶溢出的現象是難免的，需要DBS采用相應的桶溢出處理機制；

4、散列方法的缺點：為了避免桶溢出。必須選一合適的散列函數，但這比較復雜，而且不象索引文件那樣可以據數據記錄變化動態調整。

6．5 數據字典

1、數據字典（系統目錄）中存儲了數據庫對象的各類描述信息和DBMS所需的控制信息，全稱數據庫元數據；

2、數據庫對象的各類描述信息：包括外模式、模式、內模式以及它們之間的映射的描述；

3、DBMS所需的控制信息：包括查詢優化、安全性檢查、用戶權限驗證等；

4、數據字典主要包括：

（1）關系模式信息；

（2）與視圖描述有關的信息；

（3）關系的存儲結構和存取方法信息；（4）完整性約束信息；（5）安全性有關信息；（6）數據庫運行統計信息；

6．6 數據庫物理設計

6．6．1 設計步驟和內容

1、數據庫物理結構設計：在具體的硬件環境、OS、DBMS約束下，根據數據庫邏輯設計結果，設計合適的數據庫物理結構。目標是存儲空間占用少、訪問效率高和維護代價低；

2、一旦選定了硬件平臺、OS和DBMS，數據庫的數據存儲和存取方式等可用的物理模式也就隨之確定了；

3、數據庫物理設計主要包括以下步驟：

（1）數據庫邏輯模式調整：將數據庫邏輯模式及其視圖轉換為DBMS支持的基本表和視圖，并利用DBMS提供的完整性機制設計業務規則；

（2）文件組織與存取設計：配置基本表的文件組織形式，據實際情況為基本表設計合適的存取方法和路徑；

（3）數據分布設計：（4）安全模式設計：（5）確定系統配置：（6）物理模式評估： 6．6．2 數據庫邏輯模式調整

1、物理數據庫設計首先需要根據數據庫邏輯結構信息，設計目標DBMS平臺支持的基本表的模式信息，這些模式信息代表了所要開發的具體目標數據庫的結構，這個過程稱為數據庫邏輯模式調整，主要包括如下設計內容：

（1）實現目標數據庫基本表和視圖：采用目標DBMS所支持的建表方法，設計基本表及其面向模型的完整性約束；

（2）設計基本表業務規則； 6．6．3 DB文件組織與存取設計

1、分析事務的數據訪問特性

（1）使用事務-基本表交叉引用矩陣，分析系統內數據庫事務對各個基本表的訪問情況，確定事務訪問了哪些基本表，對這些基本表執行了何種操作，并進一步分析各操作涉及到的基本表屬性；

（2）估計各事務的執行頻率；

（3）對每張基本表，匯總所有作用于該表上的各事務的操作頻率信息；

2、了解并選擇數據庫文件結構

（1）如果數據庫中的一個基本表中的數據量很少，并且操作非常頻繁，該基本表可采用堆文件組織方式；

（2）順序文件支持基于查找碼的順序訪問，也支持快速二分查找；

（3）如果用戶查詢是基于散列域值的等值匹配，特別是如果訪問順序是隨機的，散列文件比較合適。但散列文件組織不適合以下情況：（A）基于散列值域的非精確查詢；（B）基于非散列域進行查詢時；

（4）B-樹和B+樹文件是實際數據庫系統中使用非常廣泛的索引文件結構，適合于定義在大數據量基本表上、基于查找碼的等值查詢等；

（5）如果某此重要而頻繁的用戶查詢經常需要進行多表連接操作，可考慮將這些基本表組織為聚集文件；

3、設計存取路徑：

（1）為數據庫文件設計合理的物理存儲位置；

（2）為基本表設計索引機制：索引可以提高文件存取速度，改善訪問性能，但索引由DBMS管理，它的建立、維護需要一定的系統開銷，數據的操作會引起索引的重新調整，還占用一定的存儲空間，可根據如下原則決定是否為一個基本表建立索引：

（A）對于經常需要查詢、連接、統計操作，且數據量大的基本表可考慮建立索引，而對于經常執行插入、刪除、更新操作或小數據量的基本表應盡量不建立索引；

（B）一個基本表上除了可以建立一個聚集索引外，還可以建立多個非聚集索引，但索引越多，對表內數據更新所需的開銷越大，對于一個更新頻繁的表應少建或不建索引；

（C）索引可以由用戶根據需要隨時創建或刪除，以提高數據查詢性能；

6．6．4 數據分布設計

1、不同類型數據的物理分布

（1）各種數據在系統中的作用不同，使用的頻率也不一樣，應根據實際使用情況放在合適的物理介質上；

（2）使用頻率低但數據量大的，可以放在磁帶中，而使用頻繁，要求響應時間短的，必須放在支持直接存取的磁盤存儲介質上；

2、應用數據的劃分和分布

（1）根據數據的使用特征劃分：可將基本表劃分為頻繁使用分區和非頻繁使用分區，分別存放在不同的磁盤上，對前者可考慮建立B+樹等多層索引，而后者不建立或只建立單層索引；

（2）根據時間、地點劃分；

（3）分布式數據庫系統中的數據劃分：

3、派生屬性數據分布

（1）派生屬性指該屬性的取值可根據表中其他屬性的取值惟一確定；（2）對帶有派生屬性的基本表可采用兩種實現方式：（A）將派生屬性作為基本表內單獨一列，稱為派生列；（B）派生屬性不出現在基本表中；

4、關系模式的去規范化

（1）在數據庫物理設計階段，可以對考慮數據庫中某些3NF、BCNF模式是否可以降低其規范化程度，以提高查詢效率，這稱為關系模式的去規范化處理，但不滿足3NF的關系模式又可能導致數據庫訪問異常，因此，設計基本表時，需在規范化和查詢效率間權衡；

6．6．5 安全模式設計

1、系統安全設計

（1）是指為數據庫服務器合法用戶分配用戶名和口令，使其能夠正常登錄服務器訪問所需的數據，還可采用基于CA認證的系統安全控制機制；

2、數據安全設計

（1）是指通過數據庫系統視圖機制和授權機制為用戶對數據庫對象訪問的權限；

（2）引用數據視圖機制，只給用戶需求的那部分數據訪問權限，防止由合法用戶造成信息泄密，另外數據視圖還可以防止基本表發生改變時，影響用戶的訪問；

（3）權限是允許用戶對一給定的數據庫對象可執行的操作；

（4）數據庫安全設計需要根據用戶需求，采用授權機制，為用戶分配合法訪問的權限； 6．6．6 確定系統配置

1、要根據實際應用系統的運行情況配置系統參數； 6．6．7 物理模式評估

1、在設計過程中，通過對時間效率、空間效率、維護代價和用戶要求權衡考慮，擇優采用；

2、評估物理數據庫的方法完全依賴所選用的DBMS，主要從定量估算各方案的存儲空間、存取時間和維護代價入手；

第七章 數據庫應用系統功能設計

7．1 軟件體系結構與設計過程

7．1．1 軟體體系結構

1、軟件體系結構又稱軟件架構，軟件體系結構={構件，連接件，約束}。

2、構件是組成系統的具有一定獨立功能的不同粒度的程序模塊、獨立程序或軟件子系統，是組成軟件的系統元素；

3、連接件將不同的構件連接起來，表示了構件間的相互作用；

4、約束一般是對象連接時的規則，或指明了構件連接的條件。

5、軟件體系結構描述了軟件系統的總體組織和層次結構、系統元素及其功能分配、全局控制、系統元素間的協調和交互、數據存取等； 7．1．2 軟件設計過程

1、概要設計

（1）定義：是建立軟件系統的總體結構和模塊間的關系，定義各功能模塊的接口，設計全局數據庫、規定設計約束、制定組裝測試計劃；

（2）一個好的概要設計要求是：良好的總體結構、功能模塊間較低的耦合度和較高的內聚度，并盡量降低模塊接口的復雜性；

（3）可以采用層次結構圖表示軟件總體結構，圖中節點代表功能模塊。

2、詳細設計

（1）是細化概要設計產生的功能模塊，形成可編程的程序模塊，并用某種過程設計語言設計程序模塊的內部細節，為編寫軟件代碼提供依據。

（2）可選用結構化設計方法、面向對象設計方法等；

3、關于軟件總體設計

（1）一些大的DBAS可根據逐步抽象和層次化原則，將概要設計分解成兩個步驟：

（A）首先是軟件總體結構設計，即對軟件需求進行分解；

（B）第二步是將每個子系統進一步劃分為功能模塊，定義各模塊的數據結構、相互間交互關系；

7．2 DBAS總體設計

7．2．1 系統總體設計

任務：是根據系統規劃與分析結果，特別是技術可行性分析，以及系統需求規范，確定系統總體框架，作為后續設計活動的基礎。

1、確定DBAS體系結構

（1）指將系統從功能、層次結構、地理分布等角度進行分解，劃分為多個子系統。定義各子系統應實現的功能，設計全局控制，明確各子系統間的交互和接口關系；

（2）可以從功能角度進行分解，也可以根據DBAS自身固有的層次結構特征進行分解；（3）將系統分解為多個子系統后，需選擇和設計合適的系統體系結構，將這些子系統組織起來，并設計它們之間的交互關系；

（4）DBAS體系結構可采用一些通用體系結構，也可根據DBAS所屬的特定應用領域相關的體系結構。

2、軟硬件造型和配置設計（1）總體設計階段需要對系統的軟硬件平臺、存儲設備、操作系統、數據庫管理系統等作出合理的選擇，并進行初步配置設計；

（2）還需要選擇系統開發采用的合適的中間件和開發工具，確定開發模式和開發語言；

3、應用軟件總體設計

根據系統體系結構，確定相應的軟件系統模塊劃分、功能分配，選擇合適的軟件體系結構；

4、業務規劃初步設計 7．2．2 軟件總體設計

1、DBAS軟件包括OS、DBMS、開發環境、中間件和應用軟件；

2、應用軟件分為數據庫事務和應用程序；

3、數據庫事務通過對數據庫的直接操作實現數據管理和處理功能；

4、應用程序一方面對數據庫進一步加工處理，或從中抽取新信息實現復雜的數據處理功能；另一方面還可實現與數據庫訪問無關的功能；

5、應用軟件總體設計：

（1）從數據流圖、事務規范和業務規則需求分析結果出發，將系統分解為一系列子系統，分配相應功能，定義系統間協調交互機制；

（2）進一步進行子系統結構設計，將各子系統從功能上劃分為：數據庫事務模塊和應用程序模塊；

（3）確定子系統、應用程序模塊、數據庫事務間的全局控制和調用關系，并按體系結構框架組織起來。

6、總體設計得到的系統總體結構和分層模塊結構，可以用模塊結構圖表示；

6、模塊結構圖，是結構化程序設計中描述系統結構的一種圖形化工具，它定義了模塊的名字、功能和接口，并在模塊結構圖中反映出結構化設計思想。它只關心模塊的外部特性，與模塊內部流程無關，它由模塊、調用、數據、控制和轉接等于種基本符號組成； 7．2．3 客戶/服務器體系結構

1、基于C/S體系結構的DBAS將DBMS數據管理功能與數據庫應用相分離，將DBMS數據庫管理功能在客戶端和服務器之間進行合理的分布和配置；

2、數據庫報務器完成DBMS的核心功能，而客戶端負責完成用戶交互功能，接收用戶數據，生成并向數據庫報務器發出數據操作請求，接收數據查詢結果并通過客戶端反饋給用戶；

3、兩層C/S結構的特點是：

（1）DBAS的數據管理和處理功能，被分解并分布在客戶端和服務器上；（2）服務器楞為多個客戶端應用提供共享的數據管理功能；（3）客戶端應用可通過網絡訪問多個不同數據源；

（4）客戶端除了完成人機交互功能外，還需要完成面向應用的數據處理功能，負荷重，屬于典型的“胖客戶端”；

4、三層瀏覽器/服務器（B/S）結構是一種互聯網環境下的新型數據庫應用系統結構，它將數據處理功能分解并分布在表示層、功能層和數據層三層次上，分別由WEB瀏覽器、WEB服務器和數據庫服務器來實現，其特點是：

（1）表示層位于客戶端，由WEB瀏覽器實現，其功能單一，沒有其他應用程序，屬于典型的“瘦客戶端”；

（2）功能層位于WEB服務器，實現面向具體應用領域的業務規則；

（3）數據層位于數據庫服務器，通過DBMS完成具體的數據存儲和存取等數據管理功能；

7．3 概要設計

7．3．1 數據庫事務概要設計

1、如數據處理需求分析的結果是數據流圖，則可將待設計的事務看作是程序，采用軟件工程中面向數據流的程序設計方法，設計事務內部的數據處理流程和結構，也就是設計事務處理邏輯，過程包括：

（1）從數據流圖中識別出該事務對應的子數據流圖；（2）確定子數據流圖中的信息流類型，劃定流界；

（3）將子數據流圖映射為事務的結構和處理流程，即事務邏輯；

（4）修正和細化事務設計，識別事務所訪問的數據庫對象和數據庫用戶；

2、如數據處理需求分析的結果表示為事務規范，由于事務規范包括了事務名稱、事務描述、訪問的數據項、用戶等信息，可直接從事務描述出發，根據具體應用領域的知識設計事務邏輯，得到事務概要結果；

3、一個完整的事務概要設計包括：事務名稱、訪問的關系表及屬性、事務處理邏輯、事務用戶；

4、檢查關系表對數據庫事務的支持性：

（1）對每一個事務，根據需求分析階段的事務分析，列出該事務所訪問的各個數據項；（2）列出事務訪問的數據項所在的關系表和對應的屬性；（3）如事務訪問的數據項同時出現在多個表中，檢查關聯關系；

（4）檢查是否存在某些事務，訪問的一些數據項未出現在任何關系表中； 7．3．2 應用軟件概要設計

1、應用軟件概要設計，按照逐步求精、模塊化、信息隱藏和功能細化原則，根據DBAS需求分析階段得到的系統功能和業務規則描述，在總體設計結構基礎上，將DBAS應用軟件進一步細化為模塊/子模塊，組成軟件的系統-子系統-模塊-子模塊層次結構，并對這些系統元素從結構、行為和數據三方面進行設計；

7．4 詳細設計

7．4．1 數據庫事務詳細設計

1、事務詳細設計，是從事務概要設計得到的事務流程出發，在DBMS平臺下，采用事務實現機制，和高級程序設計語言，利用SQL語句和數據庫訪問接口，在DBMS平臺和開發環境下，進一步細化事務設計，設計具體的實現模式； 7．4．2 應用軟件詳細設計

1、根據概要設計中定義的各程序模塊功能和輸入輸出數據需求，結合具體的設計環境和機制，設計各模塊的內部處理流程和算法、數據結構、對外接口等；

7．5 人機界面設計

1、人機界面設計原則：

（1）用戶應當感覺系統的運行始終在自己的控制之下，保持用戶與人機界面間的雙向交流；（2）當系統發生錯誤或程序運行時間較長時，用戶界面應該為用戶提供有意義的反饋信息；（3）應該忍受用戶在使用過程中發生的各種操作錯誤，并能夠方便地恢復過來，保證系統不受或少受影響；

（4）應該遵循一定的標準和常規；

（5）采取靈活多樣的數據輸入方式，盡量減少用戶數據輸入負擔；

2、人機界面設計最好采用原形迭代法：

（1）初步設計

（2）用戶界面細節設計；（3）原形設計與改進；

第8章 關系數據庫操作語言SQL

8．1 SQL支持的數據類型

8．1．1 數值型

1、準確型

2、近似型 8．1．2 字符串型

1、普通編碼字符串類型；

2、統一編碼字符串類型—Unicode編碼；

3、二進制字符串類型； 8．1．3 日期時間類型 8．1．4 貨幣類型

8．2 定義和維護關系表

8．2．1 關系表的定義與刪除

1、定義表

CREATE TABLE <表名>(<列名><數據類型>[列級完整性約束定義]{, <列名><數據類型>[列級完整性約束定義]?}[,表級完整性約束定義])

1、列級完整性約束：

（1）NOT NULL：取值非空；

（2）DEFAULT：指定列的默認值，形式：DEFAULT 常量；（3）UNIQUE：列取值不重復；

（4）CHECK：列的取值范圍，形式：CHECK（約束表達式）；（5）PRIMARY KEY：指定本列為主碼；

（6）FOREIGN KEY：定義本列為引用其他表的外碼；

2、刪除表 DROP TABLE <表名>

8．2．2 修改表結構 ALTER TABLE <表名>

8．3 數據操作語言

8．3．1 數據查詢

1、查詢語句的基本結構：

SELECT <目標列名序列> FROM <數據源> {WHERE , GROUP BY , HAVING , ORGER BY}（1）比較：SELECT A，B，C FROM TABLE_A WHERE A>30；（2）確定范圍：WHERE A（NOT）BETWEEN 初始值 AND 結束值；（3）確定集合：WHERE A（NOT）IN（‘A1’，‘A2’?.‘A3’）；（4）字符串匹配：WHERE A LIKE <匹配符>；（5）四種<匹配符>：

（A）_（下劃線）：匹配任意一個字符；（B）%（百分號）：匹配0個或多個字符；（C）[ ]：匹配[ ]中的任意一個字符；（D）[^]：不匹配[ ]中的任意一個字符；

（6）涉及空值的查詢：WHERE A IS（NOT）NULL；

（7）多重條件查詢：AND（條件必須全部為TRUE，結果才為TRUE），OR（任一條件為TRUE，結果即為TRUE）；

（8）對查詢結果進行排序：ORDER BY A [ASC（順序）| DESC（逆序）]；（9）列別名：列名 AS 新列名；

（10）消除取值相同的行：SELECT DISTINCT A FROM TABLE_A；（11）使用聚合函數統計數據：SQL的聚合函數：

（A）COUNT（*）：統計表中元組的個數；

（B）COUNT（[ALL（全部）| DISTINCT（無重復）] <列名>）：統計本列非空列值的個數；

（C）SUM（列名）：計算列值的總和（必須是數值型列）；（D）AVG（列名）：計算列值平均值（必須是數值型列）；（E）MAX（列名）：求列最大值；（F）MIN（列名）：求列最小值；（12）對查詢結果進行分組計算：

（A）使用GROUP BY；（B）使用HAVING子句；

3、連接查詢

（1）內連接：FROM 表1 JOIN 表2 ON（連接條件）；

（2）自連接：一種特殊的內連接，相互連接的表在物理上是同一張表，但通過為表取別名的方法，在邏輯上分為兩張表；

（3）外連接：輸出不滿足連接條件的元組，格式：

FROM 表1 LEFT|RIGHT OUTER JOIN 表2 ON（連接條件）

4、查詢語句的擴展：

（1）合并多個結果集：SELECT 語句1 UNION SELECT 語句2??，使用UNION的兩個基本規則：

（A）所有查詢語句中列的個數和列的順序必須相同；（B）所有查詢語句中對應的數據類型必須兼容；（2）將查詢結果保存到新表中：SELECT 查詢列表序列 INTO 新表名 FROM 數據源；（3）使用TOP限制結果集行數：TOP n [percent] [WITH TIES]（A）TOP n ：表示取查詢結果的前n行；（B）TOP n percent：表示取查詢結果的前n%行；（C）WITH TIES：表示包括并列的結果；（4）使用CASE表達式：

（A）簡單CASE表達式：（B）搜索CASE表達式；

5、子查詢：如果一個SELECT語句是嵌套在一個SELECT、INSERT、UPDATE或DELETE語句中，則稱為子查詢或內層查詢，包含子查詢的語句稱為主查詢或外層查詢；

（1）使用子查詢進行基于集合的測試，形式：WHERE 表達式 [NOT] IN（子查詢）；（2）使用子查詢進行比較測試，形式：WHERE 表達式 比較運算符（子查詢）；（3）使用子查詢進行存在性測試，形式：WHERE [NOT] EXISTS（子查詢）； 8．3．2 數據修改

1、添加數據：INSERT [INTO] 表名 VALUE 值列表；使用插入單行語句時要注意：

（1）值列表中的值與列名表中的列按位置順序對應，要求它們的數據類型必須一致；（2）如果[表名]后邊沒有指明列名，則值列表中的值的順序必須與表中列的順序一致，且每一列均有值；

2、更新數據：形式 UPDATE 表名 SET [列名=表達式] [WHERE 更新條件]；

3、刪除數據：：形式DELETE [FROM] 表名 [WHERE 刪除條件]；

8．4 索引

1、創建索引：CREATE [UNIQUE] [CLUSTERED | NONCLUSTERED] INDEX 索引名 ON 表名

（1）UNIQUE：表示要創建的索引是唯一索引；（2）CLUSTERED：表示要創建的索引是聚集索引；（3）NONCLUSTERED：表示要創建的索引是非聚集索引；

2、刪除索引：DROP INDEX 索引名；

8．5 視圖

8．5．1 定義視圖

1、語法格式：CREATE VIEW 視圖名 AS SELECT 語句 [WITH CHECK OPTION]

2、需要注意下列幾點：（1）在定義視圖時要么指定全部視圖列，要么全部省略不寫。如果省略了視圖列名，則視圖的列名與查詢語句的列名相同。但如下情況則要明確指出組成視圖的所有列名： A、某個目標列不是單純的屬性名，而是計算函數或列的表達式； B、多表連接時選出了幾個同名列作為視圖的字段； C、需要在視圖中為某個列選用新的更合適的列名。

（2）WITH CHECK OPTION選項表示通過視圖對數據進行增加、刪除和更改操作時要保證對數據的操作結果要滿足定義視圖時指定的WHERE子句條件；

3、視圖通常用于查詢數據，也可修改基本表中的數據，但不是所有的視力都可以這樣。

4、定義單源表視圖—視圖數據可只取自一個基本表的部分行、列，這樣的視圖行列與基本表行列對應，這樣定義的視圖一般可以進行查詢和更改數據操作

5、定義多源表視圖—視圖數據可以來自多個表中，這樣定義的視圖一般只用于查詢，不用于修改數據。

6、在已有視圖上定義新視圖—可以在視圖上再建立視圖，這時作為數據源的視圖必須是已經建立好的。

7、定義帶表達式的視圖—在定義基本表時，為減少數據庫中的冗余數據，表中只存放基本數據，由基本數據經過各種計算派生出的數據一般是不存儲的。所以定義視圖時可以根據需要設置一些派生屬性列，在這些派生屬性列中保存經過計算的值。這些派生屬性由于在基本表中并不實際存在，因此，也稱它們為虛擬列。包含虛擬列的視圖也稱為帶表達式的視圖。

8、含分組統計信息的視圖—指定義視圖的查詢語句中含有GROUP BY 子句，這樣的視圖只能用于查詢，不能修改數據。8．5．2 刪除視圖

1、格式為：DROP VIEW <視圖名> 8．5．3 視圖的作用

1、簡化數據查詢語句；

2、使用戶能從多角度看到同一數據；

3、提高了數據的安全性；

4、提供了一定程度的邏輯獨立性

第9章 事務調度與并發控制

9．1事務與事務調度

9．1．1 事務的概念

1、事務是構成數據庫應用中一個獨立邏輯工作單元的操作的集合，也是訪問并可能更新數據庫中各種數據項的一個程序執行單元。數據庫系統通過執行各種事務實現對數據庫數據的操作，管理和執行事務是DBMS的基本功能。9．1．2 事務的特性（ACID特性）

1、原子性（Atomicity）

一個事務對數據庫的所有操作是一個不可分割的工作單元，這些操作要么全部執行，要么一個也不執行。

2、一致性（Consistency）

當一個事務獨立執行時，其執行結果應維護數據庫的一致性，即數據庫不會因事務執行而受到破壞。數據庫滿足全部完整性約束，處于正確的狀態；

3、隔離性（Isolation）

當多個事務并發執行時，系統應保證一個事務的執行結果不受其他事務的干擾，事務并發執行結果與這些事務串行執行時的結果是一樣的；

4、持久性（Durability）

一個事務一旦成功完成全部操作，則它對數據庫的所有更新就永久地反映在數據庫中，即使以后數據庫發生了故障； 9．1．3 事務調度

1、一個事務中各操作的執行順序和執行時機一方面取決于事務自身內部邏輯，另一方面也受DBMS中事務調度機制的控制。當多個事務并發執行時，DBMS必須采用合適的并發調度機制合理安排各個事務執行順序，以保證事務的ACID特性。

2、調度分為串行調度和并發調度，串行調度的特點是一個事務的所有操作都執行完后才開始執行另一事務，不存在事務操作的交叉執行；不同事務操作的交叉執行稱為并發調度，DBMS交叉執行來自多個事務的各個操作，以提高數據庫系統的性能。9．1．4 可串行化調度

1、事務的串行調度能夠產生正確的結果，但執行效率低，如果并發調度S等價于某一定義在TS上的串行調度，那么S稱為可串行化調度；

2、給定兩個定義在事務集TS上的的調度S和S’，如果可以通過交換S中一系列非沖突操作的執行順序將S轉換為S’，則稱S與S’是沖突等價。

3、如果定義在事務TS上的并發調度S沖突等價于事務集TS上的某個串行調度S’，則稱S是沖突可串行的。

4、在引入沖突可串行概念后，判斷一個并發調度是否正確可以歸結為判斷該調度是否沖突可串行的。

9．2 基于鎖的并發控制技術

9．2．1 鎖的概念

1、對數據庫系統中每個可能被多個事務并發訪問的數據項設置鎖，鎖代表了對該數據項的訪問權限。即事務T在訪問數據項Q前須向DBMS申請獲得設置在Q上的鎖，如成功，則T獲得對Q的訪問權，T對Q操作完成后，釋放所占用的鎖，允許其他事務獲得該鎖并訪問Q，在T釋放設置在Q上的鎖前，其他事務不能訪問Q。

2、鎖的類型有兩種：

（1）互斥鎖（X鎖）：若T獲得Q上的X鎖，則T可以對Q讀寫，其他事務不能再對Q進行任何操作，直到T釋放Q上的鎖；

（2）共享鎖（S鎖）：若T獲得Q上的S鎖，則T可以對Q進行讀取操作，但不可以修改，同時，允許其他事務再申請獲得Q上的S鎖，與T并行讀取Q，但在T釋放Q上的S鎖前，其他事務不能對Q做任何修改；

9．2．2 加鎖協議

1、保證數據一致性的三級加鎖協議：

（1）1級加鎖協議要求事務T在修改數據項Q之前必須先對Q加X鎖，直到事務結束才釋放，事務結束包括正常結束和非正常結束，但事務如果只對Q讀而不寫，則不需對Q加鎖；

（2）2級加鎖協議是在1級加鎖協議基礎上，要求T在讀取Q前必須先對其加S鎖，讀完后立即釋放S鎖；

（3）3級加鎖協議是在1級加鎖協議基礎上，要求在讀取Q前必須先對其加S鎖，但需等到事務結束后才釋放S鎖。

9．2．3 兩階段鎖協議

1、兩階段鎖（2PL）基本原理如下：

（1）每個事務的執行過程劃分為兩個階段，加鎖階段和解鎖階段；

（2）在加鎖階段，事務可以申請獲得任何數據項上的任何類型的鎖，但是不允許釋放任何鎖；（3）在解鎖階段，事務可以釋放任何數據上的任何類型的鎖，但是不能再申請任何的鎖；（4）每個事務開始執行后就進入加鎖階段，當第一次釋放鎖后，即進入解鎖階段。9．2．4 鎖粒度

1、施加X鎖和S鎖的數據項大小稱為鎖粒度。

2、鎖粒度越大，系統中可以被鎖的數據項就越少，事務的并發執行度也越低，但同時系統的開銷也小，相反，當鎖粒度越小時，事務的并發度高，但系統開銷也較大；

9．3 死鎖處理

9．3．1 死鎖預防

1、一次加鎖法

該方法要求每個事務在開始時必須將需要訪問的數據項全部加鎖，否則不能執行下去，也就是要求事務必須一次性地獲得對需要訪問的全部數據項的訪問權； 該方法的缺點是：

（1）多個數據項會被一個事務長期鎖定獨占，導致其他事務無法及時訪問這些數據項，降低了系統的并發程度；

（2）由于很難事先精確知道每個事務在執行過程中需要加鎖的全部數據項，只能擴大加鎖范圍，將事務執行時可能訪問的所有數據項全部加鎖，進一步降低了系統的并發程度；

2、順序加鎖法

該方法對數據庫中事務訪問的所有數據項規定一個加鎖順序，每個事務在執行過程中必須按此順序對所需數據加鎖； 該方法的缺點：

（1）數據庫中需要加鎖的數據項非常多，并且不斷變化，維護這些數據項的加鎖順序很困難，代價非常大；

（2）事務訪問的數據項有時無法事先完全確定，有時很難要求事務按照固定的順序對這些數據項進行加鎖；

9．3．2 死鎖檢測與恢復

1、死鎖檢測

（1）可以利用事務等待圖進行死鎖檢測，數據庫系統出現死鎖當且僅當事務等待圖中包含回路，而且回路中的所有事務就是處于死鎖的事務；

（2）數據庫并發控制子系統動態地構造和維護事務等待圖，并周期地檢測等待圖，如圖中有回路，則說明系統中出現了死鎖；

2、死鎖恢復

（1）當發現死鎖存在時，系統可以通過死鎖恢復機制將系統從死鎖中解救出來，通常是選取一個或幾個死鎖事務，撤消這些事務，釋放其所有的鎖，消除事務等待圖中的回路，從而解決了系統死鎖問題；

（2）如果決定撤消哪個事務或哪些事務，有兩個原則：

A、選擇處于最多條回路交點處的事務； B、選擇具有最少撤消代價的事務。

9．4 活鎖處理

1、如果一個事務在系統不存在死鎖的情況下，長期得不到DBMS的獲批，處于長時間等待中的情況叫活鎖，為了避免活鎖，DBMS可采用先來先服務的原則解決。

第10章 數據庫的實施、運行和維護

10．1數據庫的實施

10．1．1 定義數據庫結構

1、為了實現數據庫的邏輯結構設計和物理結構設計結果，必須建立實際的數據庫，即在確定了數據庫的邏輯結構和物理結構后，開發人員使用具體的DBMS提供的數據定義語言（DDL）來嚴格描述數據庫結構。10．1．2 數據裝載

1、完成了數據庫定義后，還須裝入各種實際數據；

2、由于數據的來源不同，其組織方式、結構、格式會不同，可能出現源數據與新數據庫結構不相容；

3、我們可以先將源數據提取出來，存入計算機，然后分類轉換，成為符合新數據庫結構的數據，再存入數據庫，具體步驟如下：

（1）篩選數據；（2）轉換數據格式；（3）輸入數據；（4）校驗數據；

4、為完成初始數據的錄入，通常需要設計一些數據錄入子系統，由計算機輔助完成入庫工作，對某些紙質數據或數據量少的數據，可由人工一條條進行錄入；而對于數據量大的數據，可考慮采用批量數據裝載程序來實現。10．1．3 編寫與調試應用程序

1、只有當數據庫的結構建立好后，才能開始應用程序的編寫和調試；

2、可使用模擬數據進行程序的調試。10．1．4 數據庫的試運行

1、應用程序調試完成并已有一小部分數據入庫，就可以開始數據庫的試運行，也稱聯合調試；

2、試運行十分重要，因為：

（1）檢測應用程序在接近真實的環境中運行是否符合設計要求；（2）檢測系統設計的性能和評價。

3、試運行的工作主要有兩個：

（1）功能測試：運行數據庫應用程序，執行各種操作，測試程序是否滿足設計要求，找出不足，改進現有程序直到符合設計要求；

（2）性能測試：測量系統的性能指標，分析是否符合設計目標。

10．2 數據庫的運行和維護

1、數據庫設計并試運行后，如試運行結果符合設計目標，數據庫就可以真正投入運行了，同時也標志著開發任務的基本結束和維護工作的開始；

2、維護工作包括：

（1）數據庫的轉儲與恢復；（2）數據庫安全性和完整性控制；（3）數據庫性能的檢測與改善；（4）數據庫的重組和重構。

10．3 監控分析

1、數據庫的監控分析：指管理員借助相應工具在數據庫運行過程中監測數據庫系統的運行情況，掌握數據庫當前或以往的負荷、配置、應用和其他相應信息，并對監測數據進行分析，分析數據庫的性能參數和環境信息，評估系統的整體運行狀態，為系統的安全運行和性能調優提供依據，并提出相應的改善措施，幫助管理人員盡早清除數據庫的性能隱患；

2、監控分析的目的：保證數據庫系統安全、穩定地運行，以便在發現不正常的情況時，及時對系統進行維護；

3、根據實現的方法不同，監控的機制分為：

（1）自動監控機制；（2）手動監控機制。

4、根據監控的對象不同，監控分為：

（1）對數據庫架構體系的的監控；（2）對數據庫性能的監控。

10． 4 空間管理

1、在數據庫運行過程中，對數據庫空間使用情況，特別是空間的增長情況進行監控，并采取相應的措施對空間進行管理非常重要；

2、空間管理主要包括：創建數據庫空間，更改空間大小，刪除空間，修改空間狀態，新建、移動、關聯數據文件等；

10． 5 參數調整

1、外部調整：（1）CPU：當數據庫操作對CPU的要求超過數據庫服務器的CPU性能時，數據庫性能就受到CPU的限制，使數據庫操作變慢；如業務高峰時，CPU的使用量仍然很低，說明服務器CPU資源充足；

（2）網絡：大量的SQL數據在網絡上傳輸會導致網速變慢，調整網絡設備，也可以一定程度上提高數據庫的性能；

2、調整內存分配

3、調整磁盤I/O

4、調整競爭：

（1）修改參數以控制連接到數據庫的最大進程數；（2）減少調試進程的競爭；（3）減少多線程服務進程的競爭；（4）減少重做日志緩沖區競爭；（5）減少回滾段競爭。

10． 6 查詢優化

1、合理使用索引：索引是數據庫中重要的數據結構，根本目的就是為了提高查詢效率，使用原則如下 ：

（1）經常在索引中作為條件被使用的列，應為其建立索引；

（2）頻繁進行排序或分組（即進行group by或order by操作）的列，應為其建立索引；（3）一個列的值域很大時，應為其建立索引；

（4）如果待排列的列有多個，應在這些列上建立復合索引；（5）可以使用系統工具來檢查索引的完整性，必要時進行修復。

2、避免或簡化排序：因為磁盤排序的開銷很大，當能夠利用索引自動以適當的次序產生輸出時，優化器就可以避免不必要的排序步驟，以下是一些影響因素：

（1）由于現有的索引不足，導致排序時索引中不包括一個或幾個等待排序的列；（2）group by或order by子句中列的次序與索引的次序不一樣；（3）排序的列來自不同的表。

為了避免不必要的排序，就要正確地增建索引，合理地合并數據庫表。如排序不可避免，那么應試圖簡化它。

3、消除對大型表行數據的順序存?。涸谇短撞樵冎校瑢Ρ淼捻樞虼嫒Σ樵冃士赡墚a生致命的影響，解決方法就是對連接的列進行索引。還可以使用并集來避免順序存取。

4、避免相關子查詢：查詢嵌套層次越多，效率越低，應盡量避免子查詢，如不可避免，那么要在子查詢中過濾盡量多的行；

5、避免困難的正規表達式：避免含MATCHES和LINK關鍵字的正規表達式；

6、使用臨時表加速查詢：把表的一個子集進行排序并創建臨時表，有時能加速查詢；

7、用排序來取代非順序磁盤存取；

8、不充分的連接條件；

9、存儲過程；10、11、不要隨意使用游標； 事務處理。

第11章 故障管理

11．1 事務

1、事務是數據庫的邏輯控制單位，是操作數據的一個程序執行單元。

2、為了保證數據的完整性，要求數據庫系統維護事務具有如下性質：

（1）原子性：事務是一個不可分割的工作單位，事務中的操作要么都做，要么都不做；（2）一致性：事務執行的結果必須使數據庫從一個一致的狀態變到另一個一致的狀態；（3）隔離性：一個事務內部的操作及使用的數據對于其他并發事務是隔離的；

（4）持續性：一個事務提交后，它對數據庫中數據的改變是永久性的，即使系統可能出現故障，也不會對其它執行的結果有任何影響。

11．2 故障的種類及解決方法

11.2.1 事務內部故障

1、預期的事務內部故障：

通過事務程序本身發現的事物內部故障，可以通過將事務回滾，撤銷其對數據庫的修改，從而使數據庫回到一致性的狀態；

2、非預期的事務內部故障：

（1）由于事務內部故障大部分屬于此類，所以事務故障僅限指此類故障；

（2）事務故障表明事務沒有提交或撤銷就結束了，因此數據庫可能處于不正確的狀態，因此，恢復事務必須強行回滾事務，在保證該事務對其他事務沒有影響的條件下，利用日志文件撤銷其對數據庫的修改，使數據庫恢復到該事務運行之前的效果；（3）事務故障恢復是由系統自動完成的，對用戶是透明的。11.2.2 系統故障（軟故障）

1、指數據庫在運行過程中，由于硬件故障、數據庫軟件及操作系統的漏洞、突然停電等情況，導致系統停止運轉，所有正在運行的事務以非正常方式終止，需要系統重新啟動的一類故障；

2、系統故障導致內存中的內容丟失，而在硬盤上的內容仍然完好；從而導致數據庫的數據可以處于不正確的狀態；

3、要消除這些事務對數據庫的影響，保證數據庫中數據的一致性，辦法就是在計算機系統重新啟動后，對于未完成的事務可能已經寫入數據庫的內容，回滾所有未完成的事務寫的結果，以保證數據庫中數據的一致性；對于已完成的事務可能部分或全部留在緩存區的結果，需要重做所有已提交的事務，以將數據庫真正恢復到一致狀態。

4、一句話，當數據庫發生系統故障時，容錯對策是在重新啟動系統后，撤銷（UNDO）所有未提交的事務，重做（REDO）所有已提交的事務。11.2.3 介質故障（硬故障）

1、指數據庫在運行過程中，由于磁盤損壞、天災人禍等情況，使用數據庫中的數據部分或全部丟失的一類故障；

2、介質故障的容錯對策采用兩種方式：（1）軟件容錯：

是使用數據庫備份及事務日志文件，通過恢復技術，恢復數據庫到備份結束時的狀態；（2）硬件容錯：

目前常用的方法是采用雙物理存儲設備，最完全的方式是設計兩套相同的數據庫系統同時工作，數據的變化也同步，空間有一定距離，這樣當發生損壞性的自然現象時，由于兩套數據庫系統具有空間距離，因此同時發生破壞的概率幾乎為零，達到數據庫的完全安全。

11.2.4 計算機病毒故障

1、計算機病毒是一種惡意的計算機程序，在對計算機系統造成破壞的同時也可對數據庫系統造成破壞（主要破壞數據庫文件）；

2、可以通過設立防火墻預防，殺毒軟件查殺已感染的文件和數據庫備份來解決；

11．3 數據庫恢復技術概述

1、恢復機制涉及兩個關鍵問題：

（1）如何建立冗余數據；

（2）如何利用這些冗余數據實施數據庫恢復。

2、最常用的建立冗余數據技術是數據備份和登錄日志文件，他們通常是結合起來使用的。

11．4 數據轉儲

1、數據轉儲—指數據庫管理員（DBA）定期拷貝數據庫，并將拷貝得到的數據庫放到其他介質中的過程。

2、DBA可在數據庫系統發生故障后，利用這些副本恢復數據庫，但此時恢復的數據庫只能回到轉儲時的狀態，要想恢復到故障前的狀態，需要參考日志文件，重新運行轉儲后到故障前的所有事務才可以；

3、靜態轉儲和動態轉儲

（1）靜態轉儲：在靜態轉儲過程中系統不能運行其他事務，不允許在轉儲期間對數據庫的任何存取、修改活動。

（2）動態轉儲：允許轉儲操作和用戶事務并發執行；

（3）靜態轉儲雖然保證了數據的有效性，但卻是以降低數據庫的可用性為代價；而動態轉儲雖然提高了數據庫的可用性，但數據庫的有效性卻得不到保證。

（4）為了能保證數據的有效性，而又不降低可用性，就需要引入日志文件，用它記錄轉儲期間各事務對數據庫的修改活動，然后使用動態轉儲的備份副本加上日志文件就可將數據庫恢復到某一時刻的正確狀態。

3、幾種數據轉儲機制

（1）完全轉儲：對所有數據庫進行備份，需占用較多時間和空間，可作為系統失敗時恢復數據庫的基礎；

（2）增量轉儲：只復制上次備份后變化的文件；

（3）差量轉儲：對最近一次數據庫完全備份以來發生的數據變化進行備份，優點是速度快，占用較少的時間和空間。

4、多種轉儲方法結合使用

（1）僅采用完全轉儲；（2）完全轉儲加增量轉儲；（3）完全轉儲加差量轉儲

11．5 登記日志文件

11．5．1 日志文件的格式和內容

日志文件是記錄每個事務對數據庫更新操作的文件，數據庫系統在運行過程中，DBMS負責將所有事務的更新操作登記到日志文件中，也就是說日志文件是系統自動維護的。

1、以記錄為單位的日志文件：其內容包括每個事務的開始標記、結束標記和所有更新操作；每個日志記錄的內容包括：事務標識、操作類型、操作對象、更新前數據的舊值，和更新后數據的新值；

2、數據塊為單位的日志文件：將更新前的整個數據塊和更新后的整個數據塊全部放在了日志文件中； 11．5．2 日志文件的作用

1、事務故障恢復和系統故障恢復必須使用日志文件（1）故障恢復的兩個基本操作：UNDO和REDO（A）UNDO的作用是撤銷事務，具體步驟：

（a）反向掃描日志文件，找到需要撤銷的事務的更新操作；（b）對事務的更新操作執行逆操作；

（c）繼續反向查找該事務的其他更新操作，并執行相應的逆操作；（d）重復執行步驟（C），直至遇到該事務開始記錄。（B）REDO的作用是重做事務，具體步驟：

（a）正向掃描日志文件，找到需要重做的事務的更新操作；

（b）對事務重新執行日志文件登記的操作，即將日志文件中“更新后的值”寫入數據庫；（c）繼續正向查找該事務的其他更新操作，并重新執行，將日志文件中“更新后的值”寫入數據庫；

（d）重復執行步驟（C），直至遇到該事務的提交記錄。（3）事務故障恢復：只需把相應的事務作撤銷UNDO即可；（4）系統故障恢復：

（A）正向掃描日志文件，找到系統故障前發生的所有事務，如果該事務沒有完成，將其事務標記加入撤銷隊列，如果該事務已經完成，則將其事務標記加入重做隊列；

（B）對撤銷隊列中的所有事務作撤銷操作UNDO；（C）對重做隊列中的所有事務作重做操作REDO。

2、在動態轉儲方式中必須建立日志文件

3、在靜態轉儲方式中，也可以建立日志文件 11．5．3 登記日志文件的原則

1、登記的次序嚴格按并行事務執行的時間次序；

2、必須先寫日志文件，后寫數據庫

11．6 具有檢查點的恢復技術

11．6．1 檢查點的作用

檢查點最大限度地減少數據庫完全恢復時所必須執行的日志部分； 11．6．2 檢查點的引入

1、在日志文件中增加一類新的記錄—檢查點記錄，增加一個“重新開始文件”，并讓恢復子系統在登錄日志文件期間動態地維護日志

2、檢查點記錄的內容：

（1）建立檢查點時刻所有正在執行的事務清單；（2）這些事務最近一個日志記錄的地址。

第二篇：2011計算機等級考試四級網絡工程師知識點

考試吧整理了2011計算機等級考試四級網絡工程師知識點，幫助考生梳理知識點。

網絡工程師之局域網技術

主要內容：

1、局域網定義和特性

2、各種流行的局域網技術

3、高速局域網技術

4、基于交換的局域網技術

5、無線局域網技術及城域網技術

一、局域網定義和特性

局域網(Local Area Network)即LAN：將小區域內的各種通信設備互聯在一起的通信網絡。

1、局域網三個特性：(1)高數據速率在0.1-100Mbps(2)短距離0.1-25Km(3)低誤碼率10-8-10-11。

2、決定局域網特性的三個技術：(1)用以傳輸數據的介質(2)用以連接各種設備的拓撲結構(3)用以共享資源的介質控制方法。

3、設計一個好的介質訪問控制協議三個基本目標：(1)協議要簡單(2)獲得有效的通道利用率(3)對網上各站點用戶的公平合理。

二、以太網Ethernet IEEE802.3

以太網是一種總路線型局域網，采用載波監聽多路訪問/沖突檢測CSMA/CD介質訪問控制方法。

1、載波監聽多路訪問

CSMA的控制方案：(1)一個站要發送，首先需要監聽總線，以決定介質上是否存在其他站的發送信號。(2)如果介質是空閑的，則可以發送。(3)如果介質忙，則等待一段間隔后再重試。

堅持退避算法：

(1)非堅持CSMA：假如介質是空閑的，則發送;假如介質是忙的，等待一段時間，重復第一步。利用隨機的重傳時間來減少沖突的概率，缺點：是即使有幾個站有數據發送，介質仍然可能牌空閑狀態，介質的利用率較低。

(2)1-堅持CSMA：假如介質是空閑的，則發送;假如介質是忙的，繼續監聽，直到介質空閑，立即發送;假如沖突發生，則等待一段隨機時間，重復第一步。缺點：假如有兩個或兩個以上的站點有數據要發送，沖突就不可避免的。

(3)P-堅持CSMA：假如介質是空閑的，則以P的概率發送，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;假如介質是忙的，繼續監聽，直到介質空閑，重復第一步;假如發送被延遲一個時間單位，則重復第一步。

2、載波監聽多路訪問/沖突檢測

這種協議廣泛運用在局域網內，每個幀發送期間，同時有檢測沖突的能力，一旦檢測到沖突，就立即停止發送，并向總線上發一串阻塞信號，通知總線上各站沖突已經發生，這樣通道的容量不致因白白傳送已經損壞的幀而浪費。

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、二進制退避算法：

(1)對每個幀，當第一次發生沖突時，設置參量為L=2;

(2)退避間隔取1-L個時間片中的一個隨機數，1個時間片等于2a;

(3)當幀重復發生一次沖突時，則將參量L加倍;(4)設置一個最大重傳次數，則不再重傳，并報告出錯。

三、標記環網Toke Ring IEEE802.5

1、標記的工作過程

標記環網又稱權標網，這種介質訪問使用一個標記沿著環循環，當各站都沒有幀發送時，標記的形式為01111111，稱空標記。當一個站要發送幀時，需要等待空標記通過，然后將它改為忙標記011111110。并緊跟著忙標記，把數據發送到環上。由于標記是忙狀態，所以其他站不能發送幀，必須等待。發送的幀在環上循環一周后再回到發送站，將該幀從環上移去。同時將忙標記改為空標記，傳至后面的站，使之獲得發送幀的許可權。

2、環上長度用位計算，其公式為

存在環上的位數等于傳播延遲(5μs/km)×發送介質長度×數據速率+中繼器延遲。對于1km長、1Mbps速率、20個站點，存在于環上的位數為25位。

3、站點接收幀的過程

當幀通過站時，該站將幀的目的地址和本站的地址相比較，如地址相符合，則將幀放入接收緩沖器，再輸入站，同時將幀送回至環上;如地址不符合，則簡單地將數據重新送入環。

4、優先級策略

標記環網上的各個站點可以成不同的優先級，采用分布式高度算法實現。控制幀的格式如下：P優先級、T空忙、M監視位、預約位。

四、光纖分布式數據接口FDDI ISO9314

1、FDDI和標記環介質訪問控制標準接近，有以下幾點好處：

(1)標記環協議在重負載條件下，運行效率很高，因此FDDI可得到同樣的效率。

(2)使用相似的幀格式，全球不同速率的環網互連，在后面網絡互加這一章將要討論這個問題。

(3)已經熟悉IEEE802.5的人很容易了解FDDI

(4)已經積累了IEEE802.5的實踐經驗，特別是將它做集成電路片的經濟，用于FDDI系統和元件的制造。

2、FDDI技術

(1)數據編碼：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，稱為4B/5B。每次對四位數據進行編碼，每四位數據編碼成五位符號，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。進入站點緩沖器的數據時鐘是按照輸入信號的時鐘確定的，但是，從緩沖器輸出的信號時鐘是根據站的時鐘確定的，這種方案使環中中繼器的數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，對高數據率下時鐘同步十分重要;允許在網內使用16位和48位地址，比IEEE802.5更加靈活;控制幀也有不同。

4、FDDI協議

FDDI和IEEE802.5的兩個主要區別：

(1)FDDI協議規定發送站發送完幀后，立即發送一幅新的標記幀，而IEEE802.5規定當發送出去的幀的前沿回送至發送站時，才發送新的標記幀。

(2)容量分配方案不同，兩者都可采用單個標記形式，對環上各站點提供同等公平的訪問權，也可優先分配給某些站點。IEEE802.5使用優先級和預約方案。

5、為了同時滿足兩種通信類型的要求，FDDI定義了同步和異步兩種通信類型，定義一個目標標記循環時間TTRT，每個站點都存在有同樣的一個TTRT值。

五、局域網標準

IEEE802委員會是由IEEE計算機學會于1980年2月成立的，其目的是為局域網內的數字設備提供一套連接的標準，后來又擴大到城域網。

1、服務訪問點SAP

在參考模型中，每個實體和另一個實體的同層實體按協議進行通信。而一個系統內，實體和上下層間通過接口進行通信。用服務訪問點SAP來定義接口。

2、邏輯連接控制子層LLC

IEEE802規定兩種類型的鏈路服務：無連接LLC(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，也無任何流量控制或差錯恢復功能。

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。在數據傳送方式中，信息幀依次序發送，并提供差錯恢復和流量控制功能。

3、介質訪問控制子層MAC

IEEE802規定的MAC有CSMA/CD、標記總線、標記環等。

4、服務原語

(1)ISO服務原語類型

REQUEST原語用以使服務用戶能從服務提供者那里請求一定的服務，如建立連接、發送數據、結束連接或狀態報告。

INDICATION原語用以使服務提供者能向服務用戶提示某種狀態。如連接請求、輸入數據或連接結束。

RESPONSE原語用以使服務用戶能響應先前的INDIECATION，如接受連接INDICATION。

CONFIRMARION原語用以使服務提供者能報告先前的REQUEST成功或失敗。

(2)IEEE802服務原語類型

和ISO服務原語類型相比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提供者的確認。

六、邏輯鏈路控制協議

1、IEEE802.2

描述LAN協議中邏輯鏈路 LLC子層的功能、特性和協議，描述LLC子層對網絡層、MAC子層及LLC子層本身管理功能的界面服務規范。

2、LLC子層界面服務規范IEEE802.2定義了三個界面服務規范：

(1)網絡層/LLC子層界面服務規范;

(2)LLC子層/MAC子層界面服務規范;

(3)LLC子層/LLC子層管理功能的界面服務規范。

3、網絡層/LLC子層界面服務規范

提供兩處服務方式

不確認無連接的服務：不確認無連接數據傳輸服務提供沒有數據鏈路級連接的建立而網絡層實體能交換鏈路服務數據單元LSDU手段。數據的傳輸方式可為點到點方式、多點式或廣播式。這是一種數據報服務

面向連接的服務：提供了建立、使用、復位以及終止數據鏈路層連接的手段。這些連接是LSAP之間點到點式的連接，它還提供數據鏈路層的定序、流控和錯誤恢復，這是一處虛電路服務。

4、LLC子層/MAC子層界面服務規范

本規范說明了LLC子層對MAC子層的服務要求，以便本地LLC子層實體間對等層LLC子層實體交換LLC數據單元。

(1)服務原語是：MA-DATA.request、MA-DATA.indication、MA-DATA.confirm

(2)LLC協議數據單元結構LLC PDU：

目的服務訪問點地址字段DSAP，一個字節，其中七位實際地址，一位為地址型標志，用來標識DSAP地址為單個地址或組地址。

源服務訪問點地址字段SSAP，一個字節，其中七位實際地址，一位為命令/響應標志位用來識別LLC PDU是命令或響應。

控制字段、信息字段。

5、LLC協議的型和類

LLC為服務訪問點間的數據通信定義了兩種操作：Ⅰ型操作，LLC間交換PDU不需要建立數據鏈路連接，這些PDU不被確認，也沒有流量控制和差錯恢復。

Ⅱ型操作，兩個LLC間交換帶信息的PDU之間，必須先建立數據鏈路連接，正常的通信包括，從源LLC到目的LLC發送帶有信息的PDU，它由相反方向上的PDU所確認。

LLC的類型：第1類型，LLC只支持Ⅰ型操作;第2類型，LLC既支持Ⅰ型操作，也支持Ⅱ型操作。

6、LLC協議的元素

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視幀傳輸只能用于Ⅱ型操作。

無編號控制傳輸和無編號信息傳輸可用于Ⅰ型或Ⅱ型操作，但不能同時用。

信息幀用來發送數據，監視幀用來作回答響應和流控。

七、CSMA/CD介質訪問控制協議

1、MAC服務規范三種原語

MA-DATA.request、MA-DATA.indication、MA-DATA.confirm

2、介質訪問控制的幀結構

CSMA/CD的MAC幀由8個字段組成：前導碼;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。

前導碼：包含7個字節，每個字節為10101010，它用于使PLS電路和收到的幀定時達到穩態同步。

幀起始定界符：字段是10101011序列，它緊跟在前導碼后，表示一幅幀的開始。幀檢驗序列：發送和接收算法兩者都使用循環冗余檢驗(CRC)來產生FCS字段的CRC值。

3、介質訪問控制方法

IEEE802.3標準提供了介質訪問控制子層的功能說明，有兩個主要的功能：數據封裝(發送和接收)，完成成幀(幀定界、幀同步)、編址(源和目的地址處理)、差錯檢測(物理介質傳輸差錯的檢測);介質訪問管理，完成介質分配避免沖突和解決爭用處理沖突。

八、標記環介質訪問控制協議

標記環局域網協議標準包括四個部分：邏輯鏈路控制LLC、介質訪問控制MAC、物理層PHY和傳輸介質。

1、IEEE802.5規定了后面三個部分的標準。

LLC和MAC等效于OSI的第二層(數據鏈路層)，PHY相當于OSI的第一層(物理層)。LLC使用MAC子層的服務，提供網絡層的服務，MAC控制介質訪問，PHY負責和物理介質接口。

2、介質訪問控制幀結構

標記環有兩個基本格式：標記和幀。在IEEE802.5中幀的傳輸是從最高位開始一位一位發送，而IEEE802.3和IEEE802.4正好相反，幀的傳輸是從最低位開始一位一位發送的，這一點對于不同協議的局域網互連時要進行轉換。

3、介質訪問控制方法

(1)幀發送：對環中物理介質的訪問系采用沿環傳遞一個標記的方法來控制。取得標記的站具有發送一幀或一系列幀的機會。

(2)標記發送：在完成幀發送后，該站就要查看本站地址是否在SA字段中返回，若未查看到，則該站就發送填充，否則就發送標記。標記發送后，該站仍留在發送狀態，起到該站發送的所有的幀從環上移去為止。

(3)幀接收：若幀的類型比特表示為MAC幀，則控制比特由環上所有的站進行解釋。如果幀的DA字段與站的單地址、相關組地址或廣播地址匹配，則把FC、DA、SA、INFO以及FS字段拷貝入接收緩沖區中，并隨后轉送至適當子層。

(4)優先權操作：訪問控制字段中的優先權比特PPP和預約比特RRR配合工作，使環中服務優先權與環上準備發送的PDU最高優先級匹配

九、快速以太網

快速以太網的類型

快速以太網(Fast Ethernet)是一個新的IEEE局域網標準，于1995年由原來制定的以太網標準的IEEE802.3工作組完成?？焖僖蕴W正式名為100Base-T。

共享介質快速以太網和傳統以太網采用同樣的介質訪問控制協議CSMA/CD所有的介質訪問控制算法不變，只是將有關的時間參量加速10倍。

快速以太網的三種標準：100Base-

4、100Base-TX、100Base-FX

快速以太網的產品：

適配器：一邊是總線結構，將數據傳送至主機、中繼器或HUB;另一邊接到所選的介質，可以是雙絞線、光纖，或者是一個介質獨立接口MII，MII是用來連接外部收發器用的，其功能類似于以太網的AUI。

HUB：可分為共享機制的中繼器和交換機制的交換器。

十、基于交換技術的網絡

1、交換網結構

交換技術的兩種主要應用形式是：折疊式主干網和高速服務器聯接。

2、全雙工以太網

全雙工運行在交換器之間，以及交換器和服務器之間，是和交換器一起工作的鏈路特性，它使數據流在鏈路中同時兩個方向流動，不是所有收發器都支持它的全雙工功能。

3、在下列情況下全雙工最有用：

(1)在服務器和交換器之間。這是目前全雙工應用最普遍的配置。

(2)在兩個交換器之間。

(3)在遠離的兩個交換器之間。

3、多媒體

多媒體的應用基于MPEG、JPEG、H.261等視頻壓縮算法。

缺點：是由網絡緩存產生的延遲，一方面為了平滑抖動數據要插入足夠的緩存，另一方面緩存又不能太大，以至引起無法接受的視頻延遲。

對視頻應用的低延遲需求有四種解決方案：

(1)采用10Mbps交換器

(2)采用100Mbps中繼器

(3)用100Mbps的交換器

(4)采用流控技術

4、千兆位以太網

千兆位以太網也有銅線及光纜兩種標準。

銅線標準1000Base-CX，最大傳輸距離，25英尺，并需用150歐姆的屏蔽雙絞線STP，光纜標準1000Base-SX，850nm的短波長，300m傳輸距離。

1000Base-LX，1300nm的波長，550m傳輸距離。

十一、ATM局域網

略

第三篇：全國計算機等級考試三級數據庫知識點總結

1.用樹型結構表示實體類型及實體間聯系的數據模型稱為（層次模型）。2.模式/內模式映象為數據庫提供了（物理）數據獨立性。3.在層次、網狀模型中，數據之間聯系用（指針）實現。4.數據庫管理技術的發展經過三個階段（人工管理階段），（文件系統階段），（數據庫階段）。5.三種主要的數據模型包括（層次模型），（網狀模型），（關系模型）。6.數據模型的三要素包括（數據結構），（數據操作），（數據完整性約束）。7.由于數據冗余，當進行更新時，稍不謹慎，易引起（數據不一致性）。

8.層次模型的特點是記錄之間的聯系通過（指針）來實現；關系模型是用結構表示實體集，用（公共屬性）表示實體間的聯系。

9.數據庫管理系統的主要功能包括（定義），（操縱），（保護），（存儲），（維護）和（數據字典）。

10.關系數據庫的數據操縱語言（DML）的語句分成（檢索）和（更新）。11.DBMS是由（查詢處理器）和（存儲處理器）兩大部分組成。12.數據庫管理系統的效率包括計算機系統的內部資源的使用效率、（數據庫管理系統DBMS）運行效率和（用戶的生成率）。

13.利用數據庫管理數據時，把現實世界的事物及其之間的聯系轉換成機器世界的數據模型的一個中間環節是信息世界的（概念模型）。

14.數據庫管理系統（DBMS）提供數據定義語言（DDL）及它的翻譯程序，DDL定義數據庫的模式、外模式和內模式，并通過翻譯程序分別翻譯成相應的目標模式，存放在（數據字典）。15.在數據庫的體系結構中，數據庫存儲的改變會引起內模式的改變。為使數據庫的模式保持不變，從而不必修改應用程序，這是通過改變模式與內模式之間的映像來實現。這樣，使數據庫具有（物理獨立性）。

16.在數據庫技術中使用數據模型的概念來描述數據庫的結構和語義。數據模型有概念數據模型和結構數據模型兩類，實體聯系模型（ER模型）是（概念）數據模型。

17.在數據庫系統的三級模式體系結構中，描述數據在數據庫中的物理結構或存儲方式的是（內模式）。

18.可由基本數據導出的數據是（冗余）數據。19.網狀、層次數據模型與關系數據模型的最大區別在于表示和實現實體之間的聯系的方法：網狀、層次數據模型是通過指針鏈，而關系模型是使用（外鍵）。

20.外模式是（用戶）看到的數據視圖，模式是所有（用戶）看到的數據視圖的（總和），外模式是模式的（一部分）。

21.對數據的管理經歷了四個階段，它們是（人工管理階段）、（文件系統階段）、（數據庫系統階段）和（高級數據庫技術階段）。

22.數據庫系統是建立在（文件系統）之上的。23.數據庫管理系統的三級模式結構由（外模式）、（模式）和（內模式）組成。為了實現這三級模式之間的聯系，數據庫管理系統提供了兩個映像，它們是（外模式/模式映像）和（模式/內模式映像）。

24.DML有兩類：一類是（宿主）型語言，一類是（自含）型語言。前者的語句不能獨立使用而必須（嵌入）某種語言中使用。而后者可以獨立使用，通常可以供用戶以（交互式）使用和以（批處理式）使用。

25.數據庫管理系統（DBMS）提供數據庫操縱語言（DML）及它的翻譯程序，實現對數據庫數據的操作，包括數據插入、刪除、更新和（檢索）。26.數據庫系統必須提供三個方面的數據控制功能：（安全性）、（完整性）和（并發性）。27.數據庫管理系統的主要功能包括（數據庫定義）、（數據操作）、（數據庫運行管理）和（數據庫的建立和維護）等四個方面。

28.在數據庫管理系統中，數據和程序之間具有很大的獨立性，主要包括（物理獨立性）和（邏輯獨立性）。

29.數據是信息的符號表示，或稱載體；信息是數據的（內涵/語義解釋）。30.數據是指所有能輸入的計算機之中并被計算機程序所處理的（符號）。31.通常數據庫管理系統是建立在（操作系統）基礎之上的。

32.數據庫是指有組織地、動態地存儲在（外存）上的相互聯系的數據的集合。33.概念模型最常用的方法是（ER方法）。34.數據庫系統核心是（數據管理）系統。35.在數據庫系統的三級模式中，以一種數據模型為基礎，是數據在邏輯級上的視圖的是（模式）。

36.關系數據庫的關系演算語言是以（謂詞演算）為基礎的DML語言。37.在關系代數運算中，從關系中取出滿足條件的元組的運算稱為（選擇）。38.數據庫中對數據的操作可以記錄為單位，也可以（數據項）為單位。39.實體完整性是對（主鍵）的約束，參照完整性規則是對（外鍵）的約束。40.在數據庫技術中，不產生（無限關系）和（無窮驗證）的運算稱為安全運算。41.關系代數中，θ聯接是由（笛卡兒積）操作和（選擇）操作組合而成的。42.擴充的關系代數操作是（外聯接）和（外部并）。

43.關系演算語言包括（元組）關系演算和（域）關系演算。44.對關系進行垂直分割的操作稱為（投影），對關系進行水平分割的操作稱為（選擇）。45.關系代數包括（并）、（交）、（差）、（笛卡兒積）集合操作，還包括擴充的關系操作：（投影）、（選擇）、（聯接）、（除法）。46.一個表格是由（表名）、（表頭）和（表體）三個部分組成。47.查詢優化的目的是（提高性能），在查詢優化當中最重要的一條是選擇運算應盡可能地（先做）。

48.數據是用（物理符號）記錄下來的可以鑒別的信息。

49.關系代數六組關系演算和域關系演算三種語言之間的的關系是（相互等價）。50.在關系代數中對一個關系做操作以后新關系的元素個數（小于或等于）原來關系的元素。51.數據的存取按一次一個（元組）進行操作。

52.SQL的集合處理方式與宿主語言的單記錄處理方式之間的協調用（游標）機制實現。53.（共享變量）是SQL與宿主語言的接口。54.在SQL語言中，關系模式稱為（基本表），存儲模式稱為（存儲文件），子模式稱為（視圖）。

55.SQL的功能包括定義、查詢、（更新）和（控制）。

56.在SQL語言中，建立基本表之前必須先建立（數據庫）。

57.在SQL查詢時，如果需要去掉查詢結果中的重復組，應使用（DISTINCT）保留字。58.當用戶建立視圖時，在數據字典中存儲的是視圖的（定義），而不是（數據）。

59.在嵌入式SQL中，為解決宿主語言與SQL的不同數據結構，采用（游標）機制來進行轉換。

60.SQL數據庫中的表，可以是（基本表），也可以是（視圖）。61.SQL提供的時間型數據類型分別為TIME和（DATE）。

62.在SQL的SELECT語句中，不僅可以出現列名，而且可以出現（表達式）。63.在嵌入式SQL的宿主語言中使用SQL語句時，必須加上前綴標識（EXEC SQL），結束標識（END EXEC）。64.共享變量由（宿主語言）的程序定義，并用SQL的（DECLARE）語句說明。

65.在Client/Server工作模式中，客戶機可以使用（SQL）向數據庫服務器發送查詢命令。66.關系數據庫的語言分三類，它們是（數據描述語言DDL）、（數據操縱語言DML）和（數據控制語言DCL），而SQL是（集DDL、DML、DCL為一體）的標準關系數據庫語言。67.SQL語言中引用了游標，使用游標是為了把集合操作轉換為（單記錄）處理。68.SQL的DML語句包括（SELECT、INSERT、DELETE和UPDATE）。69.緩沖區是由控制信息和若干（定義頁）組成的。

70.SQL語言引入了游標的概念，這是為了實現（查找）操作功能而引入的。71.SQL語言中表示判斷條件的語句由（WHERE）引導。72.索引的描述存放在（數據字典）的對象中。

73.在基本表S中刪除年齡（AGE）列，并且把引用該列的所有視圖和約束也一起刪除可用語句（ALTER）TABLES S，（DROP）AGE CASCADE。74.求學生的總人數和平均年齡在SQL中采用 75.SELECT COUNT（*），（AVG）（AGE）76.FROM STUDENT 77.在學生-選課-課程數據庫中的三個關系如下: 78.S（S#,SNAME,SEX,AGE）,SC（S#,C#,GRADE）,C（C#,CNAME,TEACHER）。

79.查找選修數據庫技術這門課程的學生名和成績。若使用連接查詢的SQL語句是 80.SELECT SNAME，GRADE 81.FROM S，SC，C 82.WHERE CNAME=數據庫技術AND S.S#=SC.S# AND（SC.C#=C.C#）

83.在函數信賴中，平凡的函數信賴根據Armstrong推理規則中的（自反）律就可推出。84.設關系模式R（A，B，C），F是R上成立的FD集，F = {B→A，B→C}，則分解ρ = {AB，AC}丟失的FD是（B→C）。

85.如果X→Y和X→Z成立，那么X→YZ也成立，這個推理規則稱為（合并律）。86.如果X→Y且有Y包含于X，那么X→Y稱為（平凡的函數依賴）。

87.關系模式設計的表達性原則是用無損聯接和（保持函數依賴）來衡量。88.關系數據庫設計理論包括三個方面內容：（函數依賴）、（范式）、（模式設計方法）。89.在模式R（ABC）關系中，如果規定，每一個B值只能有一個A值對應，那么在R中至少有FD（B→A）。

90.泛關系模式可能存在數據冗余、修改異常、（插入異常）、（刪除異常）等問題。

91.在關系模式R（U,F）中，X，Y均為U中的屬性，X→Y成立的充分必要條件是（Y屬于X關于F的閉包）。

92.對于函數依賴X→Y，如果Y是X的子集，此函數依賴為（平凡）函數依賴。93.包含在任何一個候選鍵中的屬性稱為（主屬性）。

94.關系模式R（U,F）中，如果X→→Y，U=XY，稱X→→Y為（平凡）多值依賴。95.5.在關系模式設計時，各種數據之間的聯系稱為（函數依賴）。

96.關系模式R（A,B,C,D）中，F是R上成立的FD集，F={A→B，B→D}，那么F在模式ACD上的投影πACD（F）為（A→D）。

97.分解成BCNF模式集的算法，不一定保證（保持函數依賴）。98.在關系數據庫中，規范化關系是指（屬性值不可分解）。

99.關系模式的規范化過程是通過關系模式的（分解）來實現的，但在進行這種操作時必須保證操作前后的關系模式（等價）。

100.一個關系模式不屬于第二范式可能會產生（插入異常）、（刪除異常）和（修改異常）等幾個問題，解決的辦法是（投影分解）。101.在關系S（S#,SN,D#）和D（D#,CN,NM）中S的主關鍵字是S#，D的主關鍵字是D#，則D#在S中稱為（外關鍵字）。

102.在一個關系中，若每個數據項都是不可分割的，那么R一定屬于（1NF）。103.如果R為第一范式，并且R中每一個非主屬性完全依賴于R的某個候選碼，則稱為（第二）范式。

104.范式按包含關系排列為：1NF,（2NF），（3NF），（BCNF）,4NF。105.當局部ER圖合并全局ER圖時，可能出現（屬性沖突）、結構沖突，命名沖突。106.DBD主要包括（結構特性的設計）和（行為特性的設計）兩方面的內容。107.規劃階段應提交（可行性分析報告）和（數據庫系統規劃綱要）兩種文檔。

108.需求分析階段的工作任務是由（設計人員和用戶共同）收集信息需求和處理需求，并將這些需求以（用戶和設計人員都能接受的文檔）形式確定下來。109.在需求分析中，（數據字典）是各類數據描述的集合，它包括數據項、數據結構、數據流、數據存儲和數據加工過程等描述。

110.需求分析的輸入是（總體需求信息和處理需求），輸出是（系統的需求分析說明書）。111.需求分析大致分為三步完成：（收集需求信息）、（整理并形成需求說明書）和（評審）。112.在DB概念設計中使用ER方法，一般分（為每一應用設計局部ER模式）、（設計全局ER模式）和（全局ER模式的優化）三步進行。113.在ER圖中，矩形框表示（實體類型），菱形框表示（聯系類型）。114.在DBD過程中，對現實世界的第一層抽象是（概念）數據模型。115.在數據抽象中，若干個（類）對象組合起來成為一個（類）對象，前者充當后者的成分，稱為（聚集），它表示is-part-of聯系；忽略若干個（類）對象的差別，按其共性形成一個（類）對象，稱為（概括），它表示is-a聯系。116.DBD的邏輯設計分成兩大部分：（DB邏輯結構的設計）和（應用程序的概要設計）。117.DBD的物理設計分成兩大部分：（DB物理結構的設計）和（應用程序的詳細設計）。118.DB物理設計的優劣用（操作開銷）衡量。

119.為哪些表，在哪些列上，建立什么樣的索引？這應是DBD的（概念設計）階段考慮的問題。

120.對DBS的維護工作是由（DBA）承擔的。

121.在數據庫設計中，對數據庫的概念、邏輯和物理結構的改變稱為（重新組織）；其中改變概念或邏輯結構又稱為（重新構造）；改變物理結構稱為（重新格式化）。

122.在數據庫設計中，各類數據描述的集合，包括數據項、數據結構、數據流、數據存儲、數據加工過程等的描述，通常稱為（數據字典）。

123.系統規劃的階段性成果是（系統的總體規劃報告）；需求分析的階段成果是（系統需求說明書）；物理設計的結果是（物理數據庫結構說明書）。124.從軟件的規劃，研制，實現，投入運行和維護，直到它被新的所取代，這一過程成為（軟件生存）周期。

125.DB并發操作通常會帶來三類問題，它們是丟失更新、（不一致分析）和讀臟數據。126.事務必須具有的四個性質是：原子性、一致性、（隔離性）和持久性。

127.判斷一個并發調度是否正確，可以用（并發事務的可串行化）概念來解決。128.數據庫恢復時，系統對已提交的事務要進行（重做REDO）處理。

129.設有學生表S（學號，姓名，班級）和學生選課表SC（學號，課程號，成績），為維護數據一致性，表S與SC之間應滿足（外鍵）完整性約束。

130.SQL中的安全機制主要有兩個，一個是視圖，另一個是（授權子系統）。131.SQL語言中，允許更新的視圖在定義時應該加上（GRANT INSERT）短語。132.數據庫保護包括（數據庫的恢復）、（完整性控制）、（并發控制）和（安全性控制）四個方面。

133.（COMMIT）是事務提交語句，（ROLLBACK）是事務回退語句。

134.事務的原子性是由DBMS的（事務管理子系統）實現的，持久性是由DBMS的（恢復管理子系統）實現的。

135.通常采用的數據庫恢復的實現方法是轉儲加（日志）。136.系統故障后，由DBA（重啟DBMS），再由（DBMS）執行恢復；介質故障后，由DBA（裝入最近的DB副本），再由（DBMS）執行恢復。137.PXC協議是在PX協議上再加一規定：（X封鎖必須保留到事務終點（COMMIT或ROLLACK））。

138.PX協議可以解決（因多事務同時更新同一數據對象）而引起的更新丟失問題，PXC協議可以解決（由恢復）而引起的更新丟失問題。

139.系統在運行中，由于某種原因，使存儲在外存的數據部分或全部遭到破壞，這種情況叫做（系統）故障。

140.S封鎖增加了并發度，但也增加了（死鎖的可能）。141.SQL中，全局約束有兩種：（基于元組的檢查子句）和（斷言）。

142.SQL中，如果要使在基本關系中刪除一個元組時，依賴關系中相應元組一并被刪除，那么外鍵約束子句中的方式說明應是（ON DELETE CASCADE）。143.在RDB中，可以根據需要授予用戶（讀）、（插入）、（修改）和（刪除）四種訪問DB的權限，以及索引、資源、改變和撤消四種（修改數據庫模式）的權限。

144.SQL中，如果允許用戶把已獲得的權限再轉授給其他用戶，那么在GRANT語句中應加短語（WITH GRANT OPTION）。

145.單用戶數據庫管理系統與多用戶數據庫管理系統之間的最明顯的也是最重要的差別是（多用戶DBS存在并發操作）。

146.所謂（事務）是指一系列動作的組合，這些動作被當作一個整體來處理。這些動作或者相繼被執行，或者什么也不做。

147.SQL語言用于事務處理的語句主要有：（COMMIT）語句和（ROLLBACK）語句。148.允許用戶插入新的數據，但不能修改數據的權限為（插入權限）。

149.分布式數據庫中定義數據分片時，必須滿足三個條件：完備性條件、重構條件和（不相交條件）。

150.分布式數據庫系統中透明性層次越高，應用程序的編寫越（簡單）。151.分布式數據庫系統具有兩個特征：數據分布性和（邏輯整體性）。152.在分布式數據模式結構中，全局外模式描述全局（應用的用戶視圖）。153.分布式數據庫技術是（數據庫）技術和（計算機網絡）技術結合的產物。154.（物理分布性）特點是分布式數據庫與集中式數據庫的最大區別。155.（邏輯整體性）特點是分布式數據庫與分散式數據庫的最大區別。156.分布式數據庫中數據存儲分為（數據分配）和（數據分片）兩個方面。157.分布式數據庫中數據分片有三種方式：（水平分片）、（垂直分片）和混合型分片。158.在定義數據分片時，不允許全局關系的某個數據不屬于任何一個片段，這個性質稱為數據分片的（完備性）條件。159.在定義數據分片時，所采用的劃分方法必須確保能夠由各個片段重建全局關系，這個性質稱為數據分片的（重構）條件。

160.在客戶/服務器結構的數據庫系統中，客戶機實現前端處理和用戶界面，服務器完成（事務處理）和（數據訪問控制）。161.分布式數據庫系統中數據分布在各個場地，系統最主要的性能目標是盡量減少網絡中傳遞信息的次數和（傳送的數據量）。

162.分布式數據庫系統逐漸向客戶/服務器模式發展。但是，單服務器的結構本質上還是（集中式）系統。只有當系統中有多個DB服務器、并可協調工作為眾多客戶機服務時，才稱得上是（分布式）系統。

163.DDBS的四個功能子系統是調度子系統、（查詢）子系統、（可靠性）子系統和完整性子系統。

164.根據數據模型和DBMS來考察，分布式數據庫系統分為（同構同質）型、（同構異質）型和異構型三種類型。

165.按基于聯接的查詢優化策略，傳輸的是（整個）關系，可從兩方面減少數據傳輸量：對于分處于不同場地的兩個關系間的聯接，盡量考慮傳輸（尺寸較小的那個）關系；當聯接多個關系時，考慮（數據傳輸量最小的聯接順序）。

166.分布式數據庫系統兼顧了數據的集中管理和分散處理兩個方面，且數據庫雖然分布在網絡上的各個結點中，但仍然是統一管理。因此分布式數據庫系統有良好的性能，既可獨立完成局部應用，也可協作完成（全局）應用。

167.在有泛化/細化聯系的對象類型之間，較低層的對象類型稱為（子類型）。168.ORDB系統是在傳統的關系數據庫技術中引入（面向對象）技術。169.面向對象模型中類的概念相當于ER模型中（實體集）的概念。170.對象由變量、消息和（方法）三部分組成。

171.傳統的關系模型中，基本的數據結構層次是（關系-元組-屬性）。172.嵌套關系突破了（1NF）定義的限制。

173.嵌套關系和復合對象的一個明顯弱點是它們無法表達（遞歸的結構）。174.對象聯系圖中，橢圓表示（對象類型），小圓圈表示（屬性是基本數據類型），單箭頭表示（函數值是單值），雙箭頭表示（函數值是多值），雙線箭頭表示（泛化/細化聯系），雙向箭頭表示（兩個函數是互逆的）。

175.對象聯系圖完整地表達了（數據之間的聯系）。

176.在數據庫系統中實現遞歸數據結構的關鍵是采用（對象標識）技術。177.對象關系數據庫，同類元素的無序集合有兩種類型：（多集）和（集合）。178.在數據類型嵌套時，采用引用類型時，要加關鍵字（ref）。179.面向對象數據庫中，類似對象的集合稱為（類），對象的方法分成（只讀）型和（更新）型兩種。

180.繼承性是數據間的（泛化/細化）聯系。

181.要把OOPL變成持久化語言，就要提供一種方法，把對象區分為（持久的）還是（暫留的），程序運行結束后，前者將被保存，后者將會消失。182.對象的持久性、對象標識和指針、（持久對象的存儲和訪問）是持久化程序設計語言中的三個基本概念。

填空

1、計算機的硬件基本上由哪五大部分組成？

答：運算器、控制器、存儲器、輸入設備、輸出設備。

2、運算器都可對數據進行哪兩種運算？答：算術運算和邏輯運算。

3、CAD、CAM、CAT、CAI都代表什么？ 答：

1、計算機輔助設計（CAD）

2、計算機輔助制造（CAM）

3、計算機輔助測試（CAT）

4、計算機輔助教學（CAI）

4、數據處理是指對數據的（收集）、（存儲）、（加工）、（分析）、（傳送）的全過程。

5、程序性語言分為（機器語言）、（匯編語言）、（高級語言）三類。

6、能舉出哪些是高級語言、哪些是低級語言？ 低級語言：匯編語言 高級語言：basic.cobol.c.foxbase等

7、操作系統可分為（批處理操作系統）、（分時操作系統）、（實時操作系統）三種操作系統。

8、解釋型程序和編譯型程序有什么不同？哪種程序產生目標程序？ 編譯程序產生目標程序。

9、DBMS是什么的？ 答：DBMS 是數據庫管理系統。

10、計算機系統由（硬件）系統、（軟件）系統兩部份組成。

11、軟件系統分為（系統）軟件、（應用）軟件兩部分。

12、操作系統的特征：（并發性）、（共享性）、（隨機性）。

13、沒有任何軟件支持的計算機稱為（裸機）。

14、操作系統的五大功能（進程管理）、（存儲管理）、（文件管理）、（設備管理）、（作業管理）。

15、操作系統發展的過程：（手工操作階段）、（早期批處理階段）、（執行系統階段）、（多道程序系統階段）、（分時系統）、（實時系統）、（通用操作系統）。

16、Spooling系統是（批處理）系統。

17、批處理系統有兩大特點（多道）、（成批）。

18、批處理系統追求的目標是什么？ 答：提高系統資源利用率和大作業的吞吐量以作業流量的自動化。

19、分時系統的特點（多路性）、（交互性）、（獨立性）、（及時性）。20、分時系統的主要目標？ 答：用戶響應的及時性。

21、實時系統分為哪兩類？并能舉出這兩類的例子。飛機飛行、彈道發射、預定飛機票、查詢航班都是什么系統？

答：實時系統分為實時控制系統和實時信息處理系統。飛機飛行、彈道發射都是實時控制系統 預定飛機票、查詢航班都是實時信息處理系統。

22、實時系統的主要特點是什么？ 答：最主要的特點就是及時性，另外的一個特點是高可靠性。

23、個人計算機上的操作系統是（個人計算機）操作系統。

24、操作系統的類型？（批處理操作系統）、（分時操作系統）、（實時操作系統）、（個人計算機操作系統）、（網絡操作系統）、（分布式操作系統）。

25、計算機的應用領域包括什么？ 答：

1、科學計算

2、數據通信與數據處理、3、自動控制

4、計算機輔助設計

5、計算機人工智能

26、計算機的主要技術指標？ 答：

1、字長

2、運算速度

3、主存容量

4、綜合性能

27、CPU的狀態 答：CPU交替執行操作系統程序和用戶程序。在執行不同程序時，根據運行程序對機器指令的使用權限而 將CPU置為不同的狀態。CPU的狀態屬于程序狀態字PSW的一位。大多數計算機系統將CPU執行劃分為管態和目態

28、PCB是什么？ 答：是進程控制塊。

29、用戶組織的邏輯文件有哪兩種形式？ 答：流式文件、記錄式文件

30、WAN、LAN、MAN都代表什么？ 答：WAN代表著廣域網、LAN代表著局域網、MAN代表著城域網。

31、TCP/IP具有以下幾個特點？ 答：

1、開放的協議標準，獨立于特定的計算機硬件與操作系統。

2、獨立環形特定的網絡硬件，可以運行在局域網、廣域網、更適用于互聯網中。

3、統一的網絡地址分配方案，使得整個TCP/IP設備在網中都見有惟一的IP地址。

4、標準化的高層協議?？梢蕴峁┒喾N可靠的用戶服務。

32、Internet 提供的主要服務？ 答：

1、www服務

2、電子郵件服務

33、Internet的基本接接入方式？ 答：

1、通過ISP接入

2、通過局域網接入

3、通過電話線接入

34、信息安全包括哪幾個方面？ 答：

1、信息的保密性

2、信息的完整性

3、信息的可用性

4、信息的可控性

35、計算機直接執行的程序是（可執行文件），在機器內是以（二進制）編碼形式表示的。它編寫的程序是（源程序）匯編語言是（低級語言），一般使用高級程序設計的語言編寫的應用程序稱為（將高級語言源程序翻譯成機器語言程序即目標程序）

36、解釋程序是邊逐條解釋邊逐條執行，不保留機器碼的（目標程序）。編譯方式是使用編譯程序把源程序編譯成機器代碼的（目標程序）并形成（文件）保留。

37、一般，將中斷源分為兩大類（強迫性中斷）、（自愿性中斷）。

38、強迫性中斷包括（輸入/輸出中斷）（硬件故障中斷）（時鐘中斷）（控制臺中斷）（程序性中斷）。

39、什么是自愿性中斷？ 答：這類中斷事件是正在運行程序有應是由于程序員在編造程序時，因要求操作系統提供服務而有意思用訪管指令或系統調用，從而導致中斷的，所以又稱為訪管中斷。這類中斷的發生具有必然性，而且發生位置確定。

40、中斷優秀級是鞅硬件規定的，因為不可改變，但通過（中斷屏蔽）可以讀者中斷事件的響應次序

41、中斷處理過程分為四個階段 答：

1、保存被中斷程序的現場，其目的是為了在中斷處理完之后，可以返回的被中斷的地方繼續執行。

2、分析中斷源，確定中斷原因。

3、轉去執行相應的處理程序。

4、恢復被中斷程序現場（己中斷返回），繼續執行被中斷程序。

42、硬件時鐘分為哪兩類？ 答：

1、絕對時鐘和相對時鐘。

43、什么是進程？ 答：進程是具有一定獨立功能的程序關于某個數據集合上的一次運行活動，進程是系統進行資源分配的一個獨立的單位，進程是動態產生，動態消亡的，每一個進程都有一個數據結構——進程控制塊——記錄其執行情況，進程有三種基本狀態，隨著進程的進展，它們在狀態之間相互變化。

44、并發進程使用的的共同使用的資源被稱為（臨界資源）。

45、分邏輯地址空間到物理地址空間的轉換被稱為（地址映射）。

46、主要的存儲管理方案有哪幾種？ 答：分區管理、段式管理、頁式管理、段頁式管理。

47、計算機病毒的特征 答：傳染性、破壞性、隱蔽性、潛伏性、可激發性。

48、加密和解密方法的操作都是在一種密鑰控制下完廠的。他們分別稱為（加密密鑰）（解密密鑰）。

49、軟件危機主要表現在哪幾方面？ 答：

1、軟件需求增長得不到滿足

2、軟件生產高成本，價格昂貴。

3、軟件生產進度違法控制。

4、軟件需求定義不準確，易偏離用戶需求。

5、軟件質量不易保證。

6、軟件可維護性差。50、20世紀70年代，B.W.Boehm提出了軟件生命周期的（瀑布模型）。

51、瀑布模型將軟件生命爭取劃人為八個階段 答：

1、問題定義

2、可行性研究

3、需求分析

4、總體設計

5、詳細設計

6、程序編制

7、測試和運行

8、維護

52、瀑布模型的計劃期包括（問題定義）、（可行性研究）、（需求分析）；開發期包括（總體設計）（詳細設計）、（程序設計），其中程序設計包括（編碼）和（測試）運行期包括系統的（使用）和（維護）。

53、軟件的開發技術包括（軟件開發方法學）、（軟件工具）、（軟件工程環境）。

54、軟件工程管理包括（軟件管理），（軟件工程經濟學）。

55、軟件開發技術包括（軟件開發方法學）、（工具）和（環境支持），其主體內容是（軟件開發方法學）。

56、軟件工程管理包括（軟件管理學）、（軟件工程經濟學）。

57、結構化方法將軟件生命周期分為（計劃）、（開發）、（運行）三個時期。

58、計劃期的主要是任務是（問題定義）、（可行性研究）。

59、開發期的主要任務是（需求分析）、（總體設計）、（詳細設計）、（編碼）、（測試）。60、運行期的主要任務是軟件的（運行）和（維護）。

61、結構化軟件開發方法具有以下特點 答：

1、階段性

2、推遲實施

3、文檔管理。62、（問題定義）階段的任務是要確實軟件系統所要解決的任務。

63、可行性研究著重對以下具體方案考慮 答：

1、經濟可行性

2、技術可行性

3、操作可行性

64、軟件計劃鞅兩項任務組成（分析）和（估算）。65、軟件開發工作中的資源包含（人力資源）、（軟件資源）、（硬件資源），對每一種資源都應指明三點（資源的描述）、（使用資源的起始時間）、（使用資源的終止時間）。66、開發軟件的人員包括（管理人員）、（分析人員）、（設計人員）以及（編碼和測試人員）。67、軟件資源包括（支持軟件）和（應用軟件）。

68、需要分析的這個亟待的基本任務是，用戶和分析人員雙方共同來理解系統的需要，并將共同理解形成一份文件，即（軟件需要說明書）。69、用戶需求通常包括（功能要求）、（性能要求）、（可靠性要求）、（安全保密要求）以及（開發費用開發周期，可使用的資源等方面的限制）。

70、分析亟待是（用戶）和（軟件人員）雙方討論協商的階段。71、數據流圖包括哪四種基本的圖形符號 答：

1、圓框：變換/加工

2、方框：外部實體

3、箭頭：數據流

4、直線：數據存儲 72、（數據字典）是對數據定義的信息的集合。73、數據字典中有四種類型的條目：（數據流）、（數據存儲）、（數據項）和（加工）。

74、數據字典可通過三種途徑實現： 答：

1、人過過程

2、自動化過程

3、人機混合過程 75、數據字典具有的特點？ 答：

1、通過名字能方便地查閱數據的定義

2、沒有冗余

3、盡量不重復其他部分已說明的信息

4、能單獨處理描述每個名字的信息

5、書寫方法簡單方便而且嚴格，容易更新和修改。

76、需要分析的方法通常分為四步？ 答：

1、理解當前的現實環境

2、將當前系統的具體模型抽象為當前邏輯模型

3、分析新系統與當前系統邏輯上的差別

4、確定新系統的人——機界面和一些補充考慮的細節問題。

77、需要分析的步驟？ 答：

1、理解

2、分析

3、決策

4、實現

5、復審

78、復審的標準和內容？ 答：

1、軟件需要規格說明中的目標是否與系統規格說明中的目標一致

2、軟件需求規格說明中對重要的系統元素接口，所有的數據流和數據文件的定義是否明確，是否有不一致或遺漏

3、每個功能是否已清楚地描述，設計的主要約束是否實現，對未來的可能的軟件需要是否有所考慮。

4、是否與用戶取得了一致的意見。

5、文檔是否取得了一致的意見。

6、軟件計劃中的估算是否受到影響。79、（軟件需求說明書）是需求分析階段的最后成果，是軟件開發中的重要文檔之一。80、軟件需求說明書包括的內容和書寫參考格式？ 答：

1、概述

2、數據描述

3、功能描述

4、性能描述

5、參考文獻目錄

6、附錄

81、軟件需求說明書的主要作用？ 答：

1、作為用戶和軟件人員之間的共同文件，為雙方相互了解提供基礎。

2、反映出用戶問題的結構，可以作為軟件人員進行設計和編碼的基礎。

3、作為驗收的依據，己作為選取測試用例和進行形式驗證的依據。

82、結構化設計是以軟件需求分析階段所產生的文檔其中包括（數據流程圖）（數據字典）為基礎。83、軟件結構的度量的術語 答：深度：從根模塊到最低層模塊的層數。寬度：控制的總分布。扇入數：有多少模塊直接控制一個給定的模塊 扇出數：由一個模塊直接控制其他模塊數。上級模塊：控制其他模塊的模塊 從屬模塊：被另一模塊控制的模塊。84、（模塊）是數據說明、可執行永久等程序元素的集合。85、（模塊獨立的概念）是模塊化、抽象、信息隱蔽和局部化概念的直接結果。86、模塊獨立性是由（內聚性）和（耦合性）兩個指標來度量的。87、耦合是軟件結構中（各模塊之間相互連接的一種度量）。

88、耦合可以分為哪幾種？ 他們之間的耦合度由高到低排列？ 答：

1、內容耦合

2、公共耦合

3、外部耦合

4、控制耦合

5、標記耦合

6、數據耦合

7、非直接耦合 89、內聚是從（功能角度）來（衡量模塊的聯系）

90、內聚有哪一幾種，它們之間的內聚度由弱到強的排列是什么？ 答：

1、偶然內聚

2、邏輯內聚

3、時間內聚

4、過程內聚

5、通信內聚

6、順序內聚

7、功能內聚 91、什么是納入時間？ 答：納入時間是指一個模塊被歸并到軟件的源語言描述之中的時間。92、模塊的激活機制通常有哪兩種？ 答：

1、通過引用來調用模塊的

2、通過中斷來調用模塊的。

93、在軟件結構中，模塊可以分成以下的幾類？ 答：

1、順序模塊

2、增量模塊

3、并行模塊

94、軟件系統的扇入和扇出有什么規定？ 答：設計好的軟件結構通常頂層的扇出比較大，中間扇出比較少，底層模塊有大扇入。

95、模塊的作用范圍是指（受該模塊內一個判定影響的所有模塊的集合）96、在總體設計中要用到的幾種圖？ 答：

1、層次圖和HIPO圖

2、結構圖 97、一般的把信息流分為（事務流）和（交換流）。

98、什么是事務流？ 答：當信息活輸入通路到達一個處理，這個處理根據輸入數據的類型從若干個動作序列中選出一個來執行，這類數據流歸為特殊的一類，稱為事務流。99、PAD圖又稱為（問題分析圖）

100、PAD圖是（二維樹形結構）的圖形。

101、PAD圖是（自頂向下、逐步求精）的方法使用。102、PDL又稱為（偽碼）。103、（軟件設計規格說明）是軟件設計的最終成果。

104、軟件設計規格說明用于兩個方面（作為編碼人員書寫源程序的依據）、（作為測試階段及維護階段的一個指南）。

105、軟件設計規格說明的編寫可以分為兩個階段 答：

1、在總體設計階段育集中于軟件結構的描述

2、詳細計算機階段應集中描述每個軟件元素的細節。106、軟件設計規格說明中應該包括哪些內容？ 答：

1、作用范圍

2、參考文檔

3、設計說明

4、模塊、5、文件結構和全局數據

6、需要與模塊的相互對照表

7、測試的準備

8、裝配

9、專門的注釋

10、附錄

107、設計的復審包括（正規復審）、（非正規復審）。108、參與復審的人員包括（管理人員）、（技術開發人員）以及（用戶）。

109、復審的標準是什么？ 答：

1、可追溯性

2、風險

3、實用性

4、可維護性

5、接口

6、技術清晰度

7、選擇方案

8、限制

9、其它問題

110、結構化語言的有哪三種控制結構 答：

1、順序

2、循環

3、選擇

111、結構化語言的缺點是（目標程序所需要的存儲容量和運行時間都有一些增加）。

112、從心理學的觀點看，編程語言的性能主要有哪些？ 答：

1、一致性

2、二義性

3、簡潔性

4、局部性和線性 113、從工程的觀點看，語言的性能包括如下內容？ 答：

1、是否易于把設計轉換為程序

2、編譯效率

3、可移植性

4、是否有開發工具

5、源程序的可維護性

114、高級語言通常人為哪三類？ 答：

1、基本語言

2、結構化程序語言

3、專用語言

115、當評價可用語言時應該考慮那些因素？ 答：

1、一般的應用領域

2、算法及運算的復雜性

3、數據結構的復雜性

4、軟件運行的環境

5、性能

6、對該語言的熟悉程度 116、可用性語言選擇時最主要的考慮什么因素？ 答：語言的應用領域。117、提高程序的可讀性和易維護性的關鍵是（使程序結構簡單清晰）。118、大型軟件系統的程序內部必須帶有（說明性注釋）即（內部文檔）。

119、軟件測試的目的是什么？ 答：軟件測試的目的是在軟件投入生產性運行之前，盡可能多地發現軟件中的錯誤，測試是對軟件規格說明，設計和編碼的最后復審。所以軟件測試貫穿在整個軟件開發期的全過程。

120、好的軟件測試方案是（盡可能發現至今尚未發現的錯誤）；（成功的測試則是發現了至今尚未發現的錯誤）

121、軟件測試是軟件開發工程的重要階段，是軟件質量保證的重要手段。其任務可歸納為？ 答：

1、預防軟件發生錯誤

2、發現改正程序錯誤

3、提供錯誤診斷信息 122、軟件測試的方法有三種？ 答：

1、動態測試

2、靜態測試

3、正確性證明 123、設計測試實例的方法一般有兩類（黑箱法）和（白箱法）。124、黑箱測試即（功能測試）。125、白箱測試即（結構測試）。

126、什么是靜態測試？ 答：靜態測試一般是指人工評審軟件文檔或程序，借以發現其中的錯誤，由于被評審的文檔 或程序不必運行，所以稱為靜態。127、（軟件評審）是保證軟件質量的重要措施。128、軟件評審可以分為（需求復審）、（總體設計復審）、（詳細設計復審）、（程序復審）。129、單元是什么？ 答：單元是程序中最小的有意義的部分。

130、單元由哪三部分組成？ 答：

1、數據輸入

2、數據加工

3、數據輸出。131、黑箱法分為（等價分類法）、（邊緣值分析法）、（因果圖法）、（錯誤探測法）。132、白箱測試包括什么？ 答：

1、語句測試

2、分支測試

3、路徑測試

4、覆蓋測試 133、窮舉測試又稱為（完全測試）。

134、如測試蟆是希望通過測試發現程序的全部錯誤則屬于（完全功能測試）。

135、如果設計這樣的測試輸入數據集，使程序的全部路徑都被遍歷屬于（完全功能測試）。136、軟件測試組成包括哪些？ 答：

1、單元測試（模塊測試）

2、集成測試

3、有效性測試

4、系統測試

5、驗收測試

137、單元測試的方法有哪些？ 答：

1、動態測試

2、靜態測試

3、復審 138、集成測試又稱為（整體測試或者是結合測試）。139、系統測試包含（功能測試）和（驗收測試）。

140、測試報告的內容主要包括什么？ 答：

1、引言

2、測試計劃和配置

3、接口測試

4、功能測試

5、開發測試

6、交付使用的準備

7、附錄

141、軟件維護的任務是什么？ 答？軟件維護是指系統交付使用以后對它所做的改變。也是軟件生成周期中最后一個階段

142、軟件維護的分類？ 答：

1、校正性維護

2、適應性維護

3、完善性維護

4、預防性維護 143、影響軟件因素包括什么？ 答：

1、人員因素

2、技術因素

3、管理因素

4、程序自身的因素。

144、影響軟件維護工作量的因素

1、增加維護工作量的因素：軟件的年齡和大小，結構的合理性，程序復雜性，用戶的總量，應用的變化，文檔的質量等都將影響維護的工作量。

2、減少維護工作量的因素：使用新軟件，自動工具、數據庫技術、新的數據管理軟件都對維護工作量減少有幫助，維護經驗同樣對減少維護工作量有益。145、軟件維護的任務包括什么？ 答：

1、檢查用戶的要求和說明書

2、同用戶和開發者商討

3、檢查程序和文檔

4、確定程序錯誤性質和位置

5、研究程序的修改可行性和修改可能引起的后果。

6、對改變部分進行編碼

7、修改程序文檔和程序庫、數據庫。

146、維護的副作用都有什么？ 答：

1、修改程序的副作用

2、修改數據的哥作用

3、文檔資料的副作用

147、與軟件產品有關的性能？ 答：

1、正確性

2、健壯性

3、效率

4、安全性

5、可用性

6、風險

7、可靠性

148、軟件管理也稱為（項目管理）。

149、軟件管理的主要職能包括什么？ 答：

1、組織管理

2、人員管理

3、資源管理

4、計劃管理

5、版本管理

150、軟件工程標準化有什么好處？ 答：

1、有利于軟件生產的組織

2、有利于軟件生產的規?；妥詣踊?/p>

3、便于培養軟件生產人員和提高技術水平

4、能提高軟件生存率和保證質量

5、進行開發人員間的有效通信，減少錯誤。

6、可降低軟件生產成本和縮短開發爭取

7、有利于提高軟件生產的管理的水平。

151、什么是信息？ 答：信息是指現實世界事物的存在或運動狀態的反映。

152、什么是數據？ 答：數據是描述現實世界事物的符號記錄，是指用物理符號記錄下來的可以鑒別的信息。

153、人就將原始信息表示成數據，稱為（源數據），然后對源數據進行匯集、儲存、綜合、投彈、從這些原始的，無序的，難以理解的數據中抽取或推導出新的數據，稱為（結果數據）。154、數據庫中的的數據可分為兩類：（用戶數據）和（系統數據）。用戶數據一般由用戶定義和使用；系統數據是數據庫系統定義和使用的數據稱為（數據字典）。155、DBMS被稱為（數據庫管理系統）。

156、數據庫管理系統的主要功能是什么？ 答：

1、數據定義

2、數據操縱

3、數據庫的運行管理

4、數據庫的建立和維護

157、DBA被稱為（數據庫管理員）。

158、數據庫系統中的人員包括（數據庫管理員）、（系統分析員）、（數據庫設計人員）、（應用程序員）、（最終用戶）。

159、數據庫系統的三級模式結構是指（外模式）、（模式）、（內模式）。160、數據庫管理系統通過（數據字典）來管理和（訪問數據模式）。

161、模式也稱（邏輯模式）或（概念模式）是數據庫中全體數據庫的邏輯結構和特征的描述。

162、DBMS提供模式數據定義語言（DLL）來描述邏輯模式。己嚴格地定義數據的名稱，特征，相互關系，約束等。邏輯模式的基礎是（數據模型）。163、（外模式）是模式的子集，所以也稱子模式或者用戶模式。一個數據庫可以有多個外模式。

164、內模式也稱（物理模式）或（存儲模式）。165、一個數據庫只有一個內模式。

166、數據庫系統的三級模式對應數據的三個抽象級別，為了能夠在內部實現這三個抽象層次之接的聯系和轉換，數據庫管理系統在這三級模式之間提供了兩層映像。（外模式/模式映像）、（模式/內模式映像）。

167、數據庫結構的基礎是（數據模型）。數據模型是（描述數據）、（數據聯系）、（數據操作）、（數據語義）、（以及一致性約束的概念工具的集合）。168、概念模型也稱（信息模型）。

169、著名的實體聯系模型（E—R模型）就是概念模型。170、結構模型也稱（邏輯模型）。171、結構模型包括（層次模型）（網狀模型）（關系模型）（面向對象模型）。172、采用關系模型的數據庫系統稱為（關系數據庫系統）。173、關系數據模型由（關系數據結構）、（關系操作集合）、（關系完善性約束）三大要素組成。

174、關系模型中數據的邏輯結構是一個（二維表）。175、關系模型中的行被稱為（元組）。176、關系模型中的列被稱為（屬性）。177、屬性的個數被稱為（元數）。

178、關系模型把關系看成是（行的一個集合），即關系模型建立在集合代數基礎上。179、關系操作的特點是（集合操作方式），即操作的對象和結果都是集合。

180、理解關系模型中用的關系操作其中包括并、交、差、廣義笛卡爾簡練，選擇，投影，連接，除以，及查詢操作和增、刪、改操作兩大部分。181、SQL語言被稱為（結構化查詢語言）。

182、SQL語言支持數據庫的三級模式結構，在SQL中，模式對應著（基本表），內模式對應于（存儲文件），外模式對應于（視圖）。183、在SQL中元組對于表中的（行），屬性對應于表中的（列）。

184、數據庫需要分析階段的任務是什么？ 答：對現實世界要處理的對象進行詳細調查，在了解現行系統的概況 確定新系統功能的過程中，收集支持系統目標的基礎數據及其處理方法。

185、數據庫需求分析的基本步驟是什么？ 答：

1、需求的收集。

2、需求的分析整理。

3、數據分析統計。

4、分析圍繞數據的各種業務處理功能，并以帶說明的系統功能結構圖形式給出。

186、數據庫概念設計的任務是產生反映企業組織信息需求的數據庫概念結構，即（概念模型）。

187、概念模型是不依賴于計算機系統和具體的DBMS的，設計概念模型的過程稱為（概念設計）。

188、概念設計的結果稱為（概念模型）。

189、概念模型具有哪些特點？ 答：

1、有豐富的語義表達能力

2、易于交流和理解。

3、易于變動

4、易于向各種數據模型轉換。

190、概念設計的策略和主要步驟是什么？ 答：

1、自頂向下

2、自底向下

3、由里向外。

4、混合策略

191、最常用的設計策略是自底向上的答理，其主要步驟為：

1、進行數據抽象，設計局部概念模式

2、將局部概念模式綜合成全局概念模式。

3、進行評審、改進。192、E—R方法的基本術語 實體與屬性

193、實體是什么？ 答：實體是客觀存在并可互相區分的“事物”。實體必須有一終表征其特征的屬性來描述，屬性與實體天截然劃分的界限。

194、采用E-R方法的數據庫概念設計的步驟？ 答：

1、設計局部E-R模型。

2、設計全局E-R模型。

3、全局E-R模型的優化。

195、邏輯設計的目的是什么？ 答：邏輯設計的目的是從概念模型導出特定DBMS可以處理的數據庫的邏輯結構（數據庫的模式和外模式），這些模式在功能，性能，完整性和一致性的約束及數據庫可擴充性等方面均應滿足用戶提出的要求。196、邏輯設計的步驟和內容？ 答：

1、初始模式形成：把E-R圖的實體和聯系類型，轉換成選定的DBMS支持的記錄類型（層次、網絡、關系）。

2、子模式設計：子模式是應用程序與數據庫的接口，允許有效訪問數據庫而不破壞數據庫的安全性。

3、模式評價：對邏輯數據庫結構（模型），根據定量分析和性能測算作出評價，定量分析是指處理頻率和數據 容量及其增長情況。性能測算是指邏輯記錄訪問數目，一個應用程序傳輸的總字節數和數據庫庫的總字節數等。

4、修正（優化）模式：為使模式適應信息的不同表示，可利用DBMS性能，如建索引、散列功能等，但不修改數據庫的信息。197、一個實體類型轉換成一個關系模式，實體的屬性就是（關系的屬性），實體的碼就是（關系的碼）。

198、對于實體之間的聯系則有以下不同的情況：

1、一個1：1聯系可以轉換為一個獨立的關系模式，2、一個1：n聯系可以轉換為一個獨立的關系模式。

3、一個m:n聯系轉換為一個關系模式。

4、三個或三個以上的實體間的多元聯系轉換為一個關系模式。199、關系數據庫的邏輯設計過程如下： 答：

1、從E-R圖導出初始關系模式

2、規范化處理。

3、模式評價。

4、優化模式。

200、數據庫的物理設計是給己確定的邏輯數據庫結構設計沙漠一個有效的、可實現的物理數據庫結構。

201、數據庫的物理設計的主要任務什么？答：設計數據庫中數據在物理設備上的結構的存放結構和存取方法。數據庫物理結構依賴于給定的計算機系統，而且與具體選用的DBMS密切模式。

202、數據庫的物理設計的概念： 答：數據庫的物理設計是給已確定的邏輯數據庫結構設計出一個有效的、可實現的物理數據庫結 構，的過程。

203、物理設計的步驟和內容？ 答：

1、存儲記錄的格式設計

2、存儲方法設計

3、訪問方法設計

4、完整性和安全性考慮

5、應用設計

6、形成物理設計說明書 204、對數據庫的概念、邏輯和物理結構的改變稱為（再組織）。205、其中改變概念或物理結構又稱（再構造）。206、改變物理結構稱為（再格式化）。

207、一個好的DBMS應該提供功能騎。易為、易用的數據操縱語言（DML）。208、數據操縱語言DML有兩類，一類是（宿主型語言）、一類是（自立型語言）。前者的永久不

能獨立使用，而必須嵌入某種主語言，而后者可以獨立使用，通常供終端用戶使用。209、信息系統設計目標除了滿足用戶的功能需要外，還應該考慮系統的（性能）和（效率）。

210、DBMS提供的功能完備程度越高，應用系統開發的（效率越高），而且系統的性能和效率越好。

第四篇：全國計算機等級四級考試知識點

第一章：網絡系統統結構與設計的基本原則

計算機網絡按地理范圍劃分為局域網，城域網，廣域網;

局域網提供高數據傳輸速率 10mbps-10gbps，低誤碼率的高質量傳輸環境

局域網按介質訪問控制方法角度分為共享介質式局域網和交換式局域網

局域網按傳輸介質類型角度分為有線介質局域網和無線介質

局域網早期的計算機網絡主要是廣域網，分為主計算機與終端(負責數據處理)和通信 處理設備與通信電路(負責數據通信處理)

計算機網絡從邏輯功能上分為資源子網和通信子網

資源子網(計算機系統，終端，外網設備以及軟件信息資源;負責全網數據處理業務，提供網絡資源與服務

通信子網(通信處理控制機—即網絡節點，通信線路及其他通信設備)：負責網絡數據傳輸，轉發等通信處理任務 網絡接入(局域網，無線局域網，無線城域網，電話交換網，有線電視網)

廣域網投資大管理困難，由電信運營商組建維護，廣域網技術主要研究的是遠距離，高服務質量的寬帶核心交換技術，用戶接入技術由城域網承擔。

廣域網典型網絡類型和技術：(公共電話交換網PSTN，綜合業務數字網ISDN，數字數據網DDN，x.25 分組交換網，幀中繼網，異步傳輸網，GE千兆以太網和10GE光以太網)

交換局域網的核心設備是局域網交換機

城域網概念：網絡運營商在城市范圍內提供各種信息服務，以寬帶光傳輸網絡為開放平臺，以 TCPIP 協議為基礎 密集波分復用技術的推廣導致廣域網主干線路帶寬擴展

城域網分為核心交換層(高速數據交換)，邊緣匯聚層(路由與流量匯聚)，用戶接入層(用戶接入和本地流量控制)

層次結構優點：層次定位清楚，接口開放，標準規范，便于組建管理

核心層基本功能：(設計重點：可靠性，可擴展性，開放性)連接匯聚層，為其提供高速分組轉發，提供高速安全 QoS 保障的傳輸環境;實現主干網絡互聯，提供城市的寬帶 IP 數據出口;提供用戶訪問 INTERNET 需要的路由服務;

匯聚層基本功能： 匯聚接入層用戶流量，數據分組傳輸的匯聚，轉發與交換;本地路由過濾流量均衡，QoS 優先管理，安全控制，IP 地址轉換，流量整形;把流量轉發到核心層或本地路由處理;

組建運營寬帶城域網原則：可運營性，可管理性，可盈利性，可擴展性

管理和運營寬帶城域網關鍵技術：帶寬管理，服務質量 QoS，網絡管理，用戶管理，多業務接入，統計與計費，IP 地址分配與地址轉換，網絡安全

寬帶城域網在組建方案中一定要按照電信級運營要求(考慮設備冗余，線路冗余以及系統故障的快速診斷與自我恢復)

服務質量 QoS 技術：資源預留RSVP，區分服務Diffserv，多協議標記轉換MPLS

管理帶寬城域網 3 種基本方案：帶內網絡管理，帶外網絡管理，同時使用帶內帶外網絡管理 帶內：利用傳統電信網絡進行網絡管理，利用數據通信網或公共交換電話網撥號，對網絡設備進行數據配置。

帶外：利用 IP 網絡及協議進行網絡管理，利用網絡管理協議建立網絡管理系統。對匯聚層及其以上設備采用帶外管理，匯聚層一下采用帶內管理

寬帶城域網要求的管理能力表現在電信級的接入管理，業務管理，網絡安全

網絡安全技術方面需要解決物理安全，網絡安全和信息安全。

寬帶城域網基本技術與方案(SDH 城域網方案;10GE 城域網方案，基于 ATM 城域網方案)

光以太網由多種實現形式，最重要的有 10GE 技術和彈性分組環技術

彈性分組環(RPR)：直接在光纖上高效傳輸 IP 分組的傳輸技術 標準：IEEE802.17

目前城域網主要拓撲結構：環形結構;核心層有 3—10 個結點的城域網使用環形結構可以簡化光纖配置功能：簡化光纖配置;解決網絡保護機制與帶寬共享問題;提供點到多點業務

彈性分組環采用雙環結構;RPR 結點最大長度 100km，順時針為外環，逆時針為內環

RPR 技術特點：(帶寬利用率高;公平性好;快速保護和恢復能力強;保證服務 質量)

用戶接入網主要有三類：計算機網絡，電信通信網，廣播電視網

接入網接入方式主要為五類：地面有線通信系統，無線通信和移動通信網，衛星通信網，有線電視網和地面廣播電視網

三網融合：計算機網絡，電信通信網，電視通信網

用戶接入角度：接入技術(有線和無線)，接入方式(家庭接入，校園接入，機關與企業人)

目前寬帶接入技術： 數字用戶線 XDSL 技術

光纖同軸電纜混合網 HFC 技術

光纖接入技術，無線接入技術，局域網技術

無線接入分為無線局域網接入，無線城域網接入，無線 Ad hoc 接入

局域網標準：802.3 無線局域網接入：802.11 無線城域網：802.16

數字用戶線 XDSL 又叫 數字用戶環路，基于電話銅雙絞線高速傳輸技術 技術分類：

ADSL 非對稱數字用戶線 速率不對稱 1.5mbps/64kbps-5.5km

RADSL 速率自適應數字用戶線 速率不對稱 1.5mbps/64kbps-5.5km

HDSL 高比特率數字用戶線 速率對稱 1.544mbps(沒有距離影響)

VDSL 甚高比特率數字用戶線 速率不對 51mbps/64kbps(沒有影響)

光纖同軸混合網 HFC 是新一代有線電視網

電話撥號上網速度 33.6kbps—56.6kbps

有線電視接入寬帶，數據傳輸速率 10mbps—36mbps

電纜調制解調器 Cable modem 專門為利用有線電視網進行數據傳輸而設計

上行信道：200kbps-10mbps 下行信道： 36mbps 類型：

傳輸方式(雙向對稱傳輸和非對稱式傳輸)

數據傳輸方向(單向，雙向)同步方式(同步和異步交換)

接入角度(個人 modem 和寬帶多用戶 modem)

接口角度(外置式，內置式和交互式機頂盒)

無源光網絡技術(APON)優點 系統穩定可靠 可以適應不同帶寬，傳輸質量的要求

與 CATV 相比，每個用戶可占用獨立帶寬不會發生擁塞 接入距離可達 20km—30km

802.11b 定義直序擴頻技術，速率為 1mbps 2mbps 5.5mbps 11mbps 802.11a 提高到 54mbps 第二章 ：網絡系統總體規劃與設計方法

網絡運行環境主要包括機房和電源

機房是放置核心路由器，交換機，服務器等核心設備 UPS 系統供電：穩壓，備用電源，供電電壓智能管理

網絡操作系統：NT,2000,NETWARE,UNIX,LINUX

網絡應用軟件開發與運行環境：網絡數據庫管理系統與網絡軟件開發工具

網絡數據庫管理系統：Oracle，Sybase，SOL，DB2

網絡應用系統：電子商務系統，電子政務系統，遠程教育系統，企業管理系統，校園信息服務系統，部門財務管理系統

網絡需求調研和系統設計基本原則：共 5 點

制定項目建設任務書后，確定網絡信息系統建設任務后，項目承擔單位首要任務是網絡用戶調查和網絡工程需求分析 需求分析是設計建設與運行網絡系統的關鍵

網絡結點地理位置分布情況：(用戶數量及分布的位置;建筑物內部結構情況調查;建筑物群情況調查)

網絡需求詳細分析：(網絡總體需求設計;結構化布線需求設計;網絡可用性與 可靠性分析;網絡安全性需求分析;網絡工程造價分析)

結點 2-250 可不設計接入層和匯聚層

結點 100-500 可不設計接入層

結點 250-5000 一般需要 3 層結構設計

核心層網絡一般承擔整個網絡流量的 40%-60%

標準 GE 10GE 層次之間上聯帶寬：下聯帶寬一般控制在 1：20

（？）10 個交換機，每個有 24 個接口，接口標準是 10/100mbps：那么上聯帶寬是24*100*10/20 大概是 2gbps

高端路由器(背板大于 40gbps)高端核心路由器：支持 mpls 中端路由器(背板小于 40gbps)

企業級路由器 支持 IPX,VINES，QoS VPN 低端路由器(背板小于 40gbps)支持 ADSL PPP

路由器關鍵技術指標：

1：吞吐量(包轉發能力)

2：背板能力(決定吞吐量)背板：router 輸入端和輸出端的物理通道 傳統路由采用共享背板結構，高性能路由采用交換式結構

3：丟包率(衡量 router 超負荷工作性能)

4：延時與延時抖動(第一個比特進入路由到該幀最后一個離開路由的時間)高速路由要求 1518B 的 IP 包，延時小于 1ms

5：突發處理能力

6：路由表容量(INTERNET 要求執行 BGP 協議的路由要存儲十萬路由表項，高 速路由應至少支持 25 萬)

7：服務質量 8：網管能力

9：可靠性與可用性

路由器冗余：接口冗余，電源冗余，系統板冗余，時鐘板冗余，整機設備冗余

熱撥插是為了保證路由器的可用性

高端路由可靠性：

(1)無故障連續工作時間大于 10 萬小時

(2)系統故障恢復時間小于 30 分鐘

(3)主備切換時間小于 50 毫秒

(4)SDH 和 ATM 接口自動保護切換時間小于 50 毫秒

(5)部件有熱拔插備份，線路備份，遠程測試診斷

(6)路由系統內不存在單故障點

交換機分類：從技術類型(10mbps Ethernet 交換機;fast Ethernet 交換機;1gbps 的 GE 交換機)從內部結構(固定端****換機;模塊化交換機—又叫機架式交換 機)

500 個結點以上 選取企業級交換機

300 個結點以下 選取部門級交換機

個結點以下 選取工作組級交換機

交換機技術指標：

(1)背板帶寬(輸入端和輸出端得物理通道)(2)全雙工端口帶寬(計算：端口數*端口速率*2)

(3)幀轉發速率(4)機箱式交換機的擴張能力

(5)支持 VLAN 能力(基于 MAC 地址，端口，IP 劃分)緩沖區協調不同端口之間的速率匹配

網絡服務器類型(文件服務器;數據庫服務器;Internet 通用服務器;應用服務 器)

虛擬盤體分為(專用盤體，公用盤體與共享盤體)

共享硬盤服務系統缺點：dos 命令建立目錄;自己維護;不方便系統效率低，安 全性差

客戶/服務器 工作模式采用兩層結構：第一層在客戶結點計算機 第二層在數據 庫服務器上

Internet 通用服務器包括：DNS 服務器，E-mail 服務器，FTP 服務器，www.tmdps.cnTL/Z.Router(config)#access-list 10 permit 211.105.130.0 0.0.0.255

Router(config)#line vty 0 5

Router(config-line)#access-class 10 in

只允許 xx 主機登陸路由器

Router(config)#access-list 20 permit 182.105.130.111

Router(config)#access-list 20 permit 222.112.7.56

Router(config)#access-list 20 deny any any

Router(config)#line vty 0 5

Router(config-line)#access-class 20 in

禁止源地址是非法地址的數據包進出路由

Router(config)#access-list 30 deny 10.0.0.0 0.255.255.255 log

Router(config)#access-list 30 deny 192.168.0.0 0.0.255.255

Router(config)#access-list 30 permit any

Router(config)#interface g0/1

Router(config)#ip access-group 30 in

拒絕所有 IP 地址進出，端口為 1434 的 UDP 協議數據包

Router(config)#access-list 130 deny udp any any eq 1434

Router(config)#access-list 130 permit ip any any

Router(config)#interface g0/1

Router(config)#ip access-group 130 in

Router(config)#ip access-group 130 out

格式：

access-list number permit tcp 源地址 源掩碼 目的地址 目的掩碼 eq 端口

deny udp lt(<)

gt(>)

neq 不等于

封閉一臺主機

Router(config)#access-list 110 deny ip host 202.112.60.44 any log Router(config)#access-list 110 deny ip any host 202.112.60.44 log Router(config)#access-list 110 permit ip any any Router(config)#interface g6/0

Router(config-if)#ip access-group 110 in

Router(config-if)#ip access-group 110 out

進入擴展訪問控制列表配置模式

Router(config)#ip access-list extended 130

Router(config-ext-nacl)#deny udp any any eq 1434

Router(config-ext-nacl)#permit ip any any

Router(config-ext-nacl)#ex

Router(config)#interface g6/0

Router(config-if)#ip access-group 130 in

Router(config-if)#ip access-group 130 out

格式基本同 注意區分

ip access-list extended list-number standard name

permit udp 源地址 源掩碼 目的地址 目的掩碼 eq 端口

deny tcp lt/ neq /gt 第八章：無線局域網技術

常用無線標準：藍牙標準，Hiperlan 標準，IEEE802.11 標準

藍牙軟件結構標準包括核心和應用協議棧兩個部分

HiperLAN 歐洲應用無線標準之一 主要技術特點：

高速數據傳輸;面向連接;qos;自動頻率分配;安全性;移動性;網絡與應用 無關;省電

802.11b 是使用最廣泛的標準

802.11b 分為兩種運作模式(點對點模式;基本模式)

802.11b 典型解決方案(對等解決方案;單接入點~;多接入點~;無線中繼~;無 線冗余~;多蜂窩漫游工作方式)

無線局域網設計(初步調查;對現有環境進行分析;制定初步設計;確定詳細設 計;執行和實施設計;整理文檔)

無線接入點也稱無線 AP,一般可以連接 30 臺

第九章：網絡安全與管理技術

網絡安全基本要素(保密性;完整性;可用性;可鑒別性;不可否認性)

信息泄露與篡改(截獲信息;竊聽信息;篡改信息;偽造信息)

網絡攻擊(服務攻擊與非服務攻擊)

服務攻擊：指對網絡提供各種服務的服務器發起攻擊，造成網絡拒絕服務，表現在消耗帶寬，消耗計算資源，使系統和應用崩潰

SYN 攻擊時一種典型的拒絕服務攻擊

非服務攻擊：不針對某項應用服務，而是針對網絡層等低協議進行的 源路由攻擊和地址欺騙都屬于這一類 非服務攻擊更為隱蔽，是種更為危險的攻擊手段

非授權訪問以及網絡病毒

目前 70%的病毒發生在網絡上

設計一個網絡安全方案時 需要完成四個基本任務

(1)設計一個算法，執行安全相關的轉換

(2)生成該算法的秘密信息(如密匙)

(3)研制秘密信息的分發與共享的方法

(4)設定兩個責任者使用的協議，利用算法和秘密信息取得安全服務

P2DR 安全模型

包括 ：策略防護檢測 響應

數據備份：

完全備份：恢復速度最快 空間使用最多 備份速度最慢

增量備份：恢復速度最慢 空間使用最少 備份速度最快、差異備份：中間性能

冷備份： 又叫離線備份 恢復時間長 投資少

熱備份 又稱在線備份 很大的問題是數據的有效性和完整性

加密技術： 密碼學包括密碼編碼學與密碼分析學 密碼體制是密碼學研究的主要內容

現在密碼學基本原則：一切密碼屬于密匙之中。在設計加密系統時，加密算法是 可以公開的，真正需要保密的是密鑰

猜測每 10 的六次方個密鑰要用 1 微秒的時間

數據加密標準 DES 是最典型的對稱加密算法，采用 64 位密鑰長度，8 位用于奇偶校驗，用戶使用其中的 56 位 非對稱加密技術：對信息加密解密使用不同的密鑰，用來加密的密鑰是可以公開 的，解密的密鑰是用來保密的，又稱公鑰加密技術

計算機病毒的主要特征：非授權可執行性;隱蔽性;傳染性;潛伏性;

計算機病毒分類:寄生方式(引導型，文件型，復合型)按破壞性(良性，惡性)

網絡病毒特征：傳播方式多樣，傳播速度更快;影響面更廣;破壞性更強;難以控制和根治;編寫方式多樣，病毒變種多，智能化，混合病毒

惡意代碼： 蠕蟲(計算機蠕蟲是一個自我包含的程序或程序集，能夠傳播自身并拷貝自身)分為宿主計算機蠕蟲和網絡蠕蟲

木馬(木馬是沒有自我復制功能的惡意程序)木馬傳播途徑：電子郵件，軟件下載，通過會話軟件

根據防火墻的實現技術：可以將防火墻分為包過濾路由器，應用級網關，應用代理和狀態檢測等

目前市場上的主流防火墻，一般都是狀態檢測防火墻

防火墻系統結構分為：包過濾路由器結構;雙宿主主機結構;屏蔽主機結構;屏蔽子網結構

防火墻配置：

Pix525(config)#nameif ethernet0 outside security0

Pix525(config)#nameif ethernet1 inside security100

Pix525(config)#nameif dmz security50

Pix525(config)#interface ethernet0 auto

Pix525(config)#interface ethernet1 100full

Pix525(config)#ip address outside 202.113.79.1 255.255.255.240

Pix525(config)#ip address inside 192.168.0.1 255.255.255.0

指定內網訪問外網的主機，與 global 一起使用

Pix525(config)#nat(inside)1 192.168.0.1 255.255.255.0

inside 是默認的內網接口名字 1 是 id

Pix525(config)#global(outside)1 202.113.79.1-202.113.79.14

定義可分配的全局 ip 地址

設置指向內網和外網的靜態路由 Pix525(config)#route outside 0 0 210.81.20.1 1

格式：if _name 0 0 ip metric

outside 是接口名字 ip 是路由網關 1 是跳數(默認是 1)

Pix525(config)#static(inside,outside)202.113.79.4 192.168.0.4 建立靜態映射

Pix525(config)#conduit permit tcp host 192.168.0.4 eq www.tmdps.cn/liao_weibin/blog/static/***10102815627603/

第五篇：2012年計算機等級考試四級網絡工程師---必備知識點匯總

第一章：網絡系統統結構與設計的基本原則

計算機網絡按地理范圍劃分為局域網，城域網，廣域網;

局域網提供高數據傳輸速率 10mbps-10gbps，低誤碼率的高質量傳輸環境

局域網按介質訪問控制方法角度分為共享介質式局域網和交換式局域網

局域網按傳輸介質類型角度分為有線介質局域網和無線介質

局域網早期的計算機網絡主要是廣域網，分為主計算機與終端(負責數據處理)和通信 處理設備與通信電路(負責數據通信處理)

計算機網絡從邏輯功能上分為資源子網和通信子網

資源子網(計算機系統，終端，外網設備以及軟件信息資源;負責全網數據處理業務，提供網絡資源與服務

通信子網(通信處理控制機—即網絡節點，通信線路及其他通信設備)：負責網絡數據傳輸，轉發等通信處理任務 網絡接入(局域網，無線局域網，無線城域網，電話交換網，有線電視網)

廣域網投資大管理困難，由電信運營商組建維護，廣域網技術主要研究的是遠距離，高服務質量的寬帶核心交換技術，用戶接入技術由城域網承擔。

廣域網典型網絡類型和技術：(公共電話交換網PSTN，綜合業務數字網ISDN，數字數據網DDN，x.25 分組交換網，幀中繼網，異步傳輸網，GE千兆以太網和10GE光以太網)

交換局域網的核心設備是局域網交換機

城域網概念：網絡運營商在城市范圍內提供各種信息服務，以寬帶光傳輸網絡為開放平臺，以 TCPIP 協議為基礎 密集波分復用技術的推廣導致廣域網主干線路帶寬擴展

城域網分為核心交換層(高速數據交換)，邊緣匯聚層(路由與流量匯聚)，用戶接入層(用戶接入和本地流量控制)

層次結構優點：層次定位清楚，接口開放，標準規范，便于組建管理

核心層基本功能：(設計重點：可靠性，可擴展性，開放性)連接匯聚層，為其提供高速分組轉發，提供高速安全 QoS 保障的傳輸環境;實現主干網絡互聯，提供城市的寬帶 IP 數據出口;提供用戶訪問 INTERNET 需要的路由服務;

匯聚層基本功能： 匯聚接入層用戶流量，數據分組傳輸的匯聚，轉發與交換;本地路由過濾流量均衡，QoS 優先管理，安全控制，IP 地址轉換，流量整形;把流量轉發到核心層或本地路由處理;

組建運營寬帶城域網原則：可運營性，可管理性，可盈利性，可擴展性

管理和運營寬帶城域網關鍵技術：帶寬管理，服務質量 QoS，網絡管理，用戶管理，多業務接入，統計與計費，IP 地址分配與地址轉換，網絡安全

寬帶城域網在組建方案中一定要按照電信級運營要求(考慮設備冗余，線路冗余以及系統故障的快速診斷與自我恢復)

服務質量 QoS 技術：資源預留，區分服務，多協議標記轉換

管理帶寬城域網 3 種基本方案：帶內網絡管理，帶外網絡管理，同時使用帶內帶外網絡管理 帶內：利用傳統電信網絡進行網絡管理，利用數據通信網或公共交換電話網撥號，對網絡設備進行數據配置。

帶外：利用 IP 網絡及協議進行網絡管理，利用網絡管理協議建立網絡管理系統。對匯聚層及其以上設備采用帶外管理，匯聚層一下采用帶內管理

寬帶城域網要求的管理能力表現在電信級的接入管理，業務管理，網絡安全

網絡安全技術方面需要解決物理安全，網絡安全和信息安全。

寬帶城域網基本技術與方案(SDH 城域網方案;10GE 城域網方案，基于 ATM 城域網方案)

光以太網由多種實現形式，最重要的有 10GE 技術和彈性分組環技術

彈性分組環(RPR)：直接在光纖上高效傳輸 IP 分組的傳輸技術 標準：IEEE802.17

目前城域網主要拓撲結構：環形結構;核心層有 3—10 個結點的城域網使用環形結構可以簡化光纖配置功能：簡化光纖配置;解決網絡保護機制與帶寬共享問題;提供點到多點業務

彈性分組環采用雙環結構;RPR 結點最大長度 100km，順時針為外環，逆時針為內環

RPR 技術特點：(帶寬利用率高;公平性好;快速保護和恢復能力強;保證服務 質量)

用戶接入網主要有三類：計算機網絡，電信通信網，廣播電視網

接入網接入方式主要為五類：地面有線通信系統，無線通信和移動通信網，衛星通信網，有線電視網和地面廣播電視網

三網融合：計算機網絡，電信通信網，電視通信網

用戶接入角度：接入技術(有線和無線)，接入方式(家庭接入，校園接入，機關與企業人)

目前寬帶接入技術： 數字用戶線 XDSL 技術

光纖同軸電纜混合網 HFC 技術

光纖接入技術，無線接入技術，局域網技術

無線接入分為無線局域網接入，無線城域網接入，無線 Ad hoc 接入

局域網標準：802.3 無線局域網接入：802.11 無線城域網：802.16

數字用戶線 XDSL 又叫 數字用戶環路，基于電話銅雙絞線高速傳輸技術 技術分類：

ADSL 非對稱數字用戶線 速率不對稱 1.5mbps/64kbps-5.5km

RADSL 速率自適應數字用戶線 速率不對稱 1.5mbps/64kbps-5.5km

HDSL 高比特率數字用戶線 速率對稱 1.544mbps(沒有距離影響)

VDSL 甚高比特率數字用戶線 速率不對 51mbps/64kbps(沒有影響)

光纖同軸混合網 HFC 是新一代有線電視網

電話撥號上網速度 33.6kbps—56.6kbps

有線電視接入寬帶，數據傳輸速率 10mbps—36mbps

電纜調制解調器 Cable modem 專門為利用有線電視網進行數據傳輸而設計

上行信道：200kbps-10mbps 下行信道： 36mbps 類型：

傳輸方式(雙向對稱傳輸和非對稱式傳輸)

數據傳輸方向(單向，雙向)同步方式(同步和異步交換)

接入角度(個人 modem 和寬帶多用戶 modem)

接口角度(外置式，內置式和交互式機頂盒)

無源光網絡技術(APON)優點 系統穩定可靠 可以適應不同帶寬，傳輸質量的要求

與 CATV 相比，每個用戶可占用獨立帶寬不會發生擁塞 接入距離可達 20km—30km 802.11b 定義直序擴頻技術，速率為 1mbps 2mbps 5.5mbps 11mbps 802.11a 提高到 54mbps

第二章 ：網絡系統總體規劃與設計方法

網絡運行環境主要包括機房和電源

機房是放置核心路由器，交換機，服務器等核心設備 UPS 系統供電：穩壓，備用電源，供電電壓智能管理

網絡操作系統：NT,2000,NETWARE,UNIX,LINUX

網絡應用軟件開發與運行環境：網絡數據庫管理系統與網絡軟件開發工具

網絡數據庫管理系統：Oracle，Sybase，SOL，DB2

網絡應用系統：電子商務系統，電子政務系統，遠程教育系統，企業管理系統，校園信息服務系統，部門財務管理系統

網絡需求調研和系統設計基本原則：共 5 點

制定項目建設任務書后，確定網絡信息系統建設任務后，項目承擔單位首要任務是網絡用戶調查和網絡工程需求分析 需求分析是設計建設與運行網絡系統的關鍵

網絡結點地理位置分布情況：(用戶數量及分布的位置;建筑物內部結構情況調查;建筑物群情況調查)

網絡需求詳細分析：(網絡總體需求設計;結構化布線需求設計;網絡可用性與 可靠性分析;網絡安全性需求分析;網絡工程造價分析)

結點 2-250 可不設計接入層和匯聚層

結點 100-500 可不設計接入層

結點 250-5000 一般需要 3 層結構設計

核心層網絡一般承擔整個網絡流量的 40%-60%

標準 GE 10GE 層次之間上聯帶寬：下聯帶寬一般控制在 1：20 個交換機，每個有 24 個接口，接口標準是 10/100mbps：那么上聯帶寬是24*100*10/20 大概是 2gbps

高端路由器(背板大于 40gbps)高端核心路由器：支持 mpls 中端路由器(背板小于 40gbps)

企業級路由器 支持 IPX,VINES，QoS VPN 低端路由器(背板小于 40gbps)支持 ADSL PPP

路由器關鍵技術指標：

1：吞吐量(包轉發能力)

2：背板能力(決定吞吐量)背板：router 輸入端和輸出端的物理通道 傳統路由采用共享背板結構，高性能路由采用交換式結構

3：丟包率(衡量 router 超負荷工作性能)

4：延時與延時抖動(第一個比特進入路由到該幀最后一個離開路由的時間)高速路由要求 1518B 的 IP 包，延時小于 1ms

5：突發處理能力

6：路由表容量(INTERNET 要求執行 BGP 協議的路由要存儲十萬路由表項，高 速路由應至少支持 25 萬)

7：服務質量 8：網管能力

9：可靠性與可用性

路由器冗余：接口冗余，電源冗余，系統板冗余，時鐘板冗余，整機設備冗余

熱撥插是為了保證路由器的可用性

高端路由可靠性：

(1)無故障連續工作時間大于 10 萬小時

(2)系統故障恢復時間小于 30 分鐘

(3)主備切換時間小于 50 毫秒

(4)SDH 和 ATM 接口自動保護切換時間小于 50 毫秒

(5)部件有熱拔插備份，線路備份，遠程測試診斷

(6)路由系統內不存在單故障點

交換機分類：從技術類型(10mbps Ethernet 交換機;fast Ethernet 交換機;1gbps 的 GE 交換機)從內部結構(固定端口交換機;模塊化交換機—又叫機架式交換 機)

500 個結點以上 選取企業級交換機

300 個結點以下 選取部門級交換機

個結點以下 選取工作組級交換機

交換機技術指標：

(1)背板帶寬(輸入端和輸出端得物理通道)(2)全雙工端口帶寬(計算：端口數*端口速率*2)

(3)幀轉發速率(4)機箱式交換機的擴張能力

第三章： IP 地址規劃設計技術

無類域間路由技術需要在提高 IP 地址利用率和減少主干路由器負荷兩個方面取得平衡

網絡地址轉換 NAT 最主要的應用是專用網，虛擬專用網，以及 ISP 為撥號用戶 提供的服務

NAT 更用應用于 ISP，以節約 IP 地址

A 類地址：1.0.0.0-127.255.255.255 可用地址 125 個 網絡號 7 位

B 類地址：128.0.0.0-191.255.255.255 網絡號 14 位

C 類地址：192.0.0.0-223.255.255.255 網絡號 21 位 允許分配主機號 254 個

D 類地址：224.0.0.0-239.255.255.255 組播地址

E 類地址：240.0.0.0-247.255.255.255 保留

直接廣播地址：

受限廣播地址：255.255.255.255

網絡上特定主機地址：

回送地址：專用地址

全局 IP 地址是需要申請的，專用 IP 地址是不需申請的 專用地址：10;172.16-172.31;192.168.0-192.168.255

NAT 方法的局限性

(1)違反 IP 地址結構模型的設計原則

(2)使得 IP 協議從面向無連接變成了面向連接

(3)違反了基本的網絡分層結構模型的設計原則

(4)有些應用將 IP 插入正文內容

(5)Nat 同時存在對高層協議和安全性的影響問題

IP 地址規劃基本步驟

(1)判斷用戶對網絡與主機數的需求

(2)計算滿足用戶需求的基本網絡地址結構

(3)計算地址掩碼

(4)計算網絡地址

(5)計算網絡廣播地址

(6)計算機網絡的主機地址

CIDR 地址的一個重要的特點：地址聚合和路由聚合能力 規劃內部網絡地址系統的基本原則

(1)簡潔(2)便于系統的擴展與管理(3)有效的路由

IPv6 地址分為 單播地址;組播地址;多播地址;特殊地址

位每 16 位一段;000f 可簡寫為 f 后面的 0 不能省;：：只能出現一次

Ipv6 不支持子網掩碼，它只支持前綴長度表示法

第四章：網絡路由設計

默認路由成為第一跳路由或缺省路由 發送主機的默認路由器又叫做源路由器;

目的主機所連接的路由叫做目的路由

路由選擇算法參數

跳數;帶寬(指鏈路的傳輸速率);延時(源結點到目的結點所花費時間);負載(單位時間通過線路或路由的通信量);可靠性(傳輸過程的誤碼率);開銷(傳輸耗費)與鏈路帶寬有關

路由選擇的核心：路由選擇算法 算法特點：

(1)算法必須是正確，穩定和公平的(2)算法應該盡量簡單

(3)算法必須能夠適應網絡拓撲和通信量的變化

(4)算法應該是最佳的

路由選擇算法分類: 靜態路由選擇算法(非適應路由選擇算法)

特點：簡單開銷小，但不能及時適應 網絡狀態的變化

動態路由選擇算法(自適應路由選擇算法)

特點：較好適應網絡狀態的變化，但 實現復雜，開銷大

一個自治系統最重要的特點就是它有權決定在本系統內應采取何種路由選擇協議

路由選擇協議：

內部網關協議 IGP(包括路由信息協議 RIP，開放最短路徑優先 協議 OSPF);

外部網關協議 EGP(主要是 BGP)

RIP 是內部網關協議使用得最廣泛的一種協議;

特點：協議簡單，適合小的自治 系統，跳數小于 15

OSPF 特點:

1.OSPF 使用分布式鏈路狀態協議(RIP 使用距離向量協議)

2.OSPF 要求路由發送本路由與哪些路由相鄰和鏈路狀態度量的信息(RIP 和 OSPF都采用最短路徑優先的指導思想，只是算法不同)

3.OSPF 要求當鏈路狀態發生變化時用洪泛法向所有路由發送此信息(RIP 僅向相 鄰路由發送信息)

4.OSPF 使得所有路由建立鏈路數據庫即全網拓撲結構(RIP 不知道全網拓撲)OSPF 將一個自治系統劃分若干個小的區域，為拉適用大網絡，收斂更快。每個 區域路由不超過 200 個

區域好處：洪泛法局限在區域，區域內部路由只知道內部全網拓撲，卻不知道其他區域拓撲 主干區域內部的路由器叫主干路由器(包括區域邊界路由和自治系統邊界路由)

BGP 路由選擇協議的四種分組 打開分組;更新分組(是核心);?；罘纸M;通知分組;

第五章：局域網技術

交換機采用采用兩種轉發方式技術：快捷交換方式和存儲轉發交換方式

虛擬局域網 VLAN 組網定義方法：(交換機端口號定義;MAC 地址定義;網絡層地址定義;基于 IP 廣播組)

綜合布線特點：(兼容性;開放性;靈活性;可靠性;先進性;經濟性)

綜合布線系統組成：(工作區子系統;水平子系統;干線子系統;設備間子系統;管理子系統;建筑物群子系統)

綜合布線系統標準：

(1)ANSI/TIA/EIA 568-A

(2)TIA/EIA-568-B.1 TIA/EIA-568-B.2 TIA/EIA-568-B.3

(3)ISO/IEC 11801

(4)GB/T 50311-2000 GB/T50312-2000

IEEE802.3 10-BASE-5 表示以太網 10mbps 基帶傳輸使用粗同軸電纜，最大長度=500m

IEEE802.3 10-BASE-2 200m

IEEE802.3 10-BASE-T 使用雙絞線

快速以太網 提高到 100mbps

IEEE802.3U 100-BASE-TX 最大長度=100M

IEEE802.3U 100-BASE-T4 針對建筑物以及按結構化布線

IEEE802.3U 100-BASE-FX 使用 2 條光纖 最大長度=425M

支持全雙工模式的快速以太網的拓撲構型一定是星形

自動協商功能是為鏈路兩端的設備選擇 10/100mbps 與半雙工/全雙工模式中共有的高性能工作模式，并在鏈路本地設備與遠端設備之間激活鏈路;自動協商功能只能用于使用雙絞線的以太網，并且規定過程需要 500ms 內完成

中繼器工作在物理層，不涉及幀結構，中繼器不屬于網絡互聯設備

10-BASE-5 協議中，規定最多可以使用 4 個中繼器，連接 3 個纜段，網絡中兩個 結點的最大距離為 2800m

集線器特點：

(1)以太網是典型的總線型結構

(2)工作在物理層 執行 CSMA/CD 介質訪問控制方法

(3)多端口 網橋在數據鏈路層完成數據幀接受，轉發與地址過濾功能，實現多個局域網的數據交換

透明網橋 IEEE 802.1D 特點：

(1)每個網橋自己進行路由選擇，局域網各結點不負責路由選擇，網橋對互聯 局域網各結點是透明

(2)一般用于兩個 MAC 層協議相同的網段之間的互聯

透明網橋使用了生成樹算法 評價網橋性能參數主要是：幀過濾速率，幀轉發速率

按照國際標準，綜合布線采用的主要連接部件分為建筑物群配線架(CD);大樓主配線架(BD);樓層配線架(FD)，轉接點(TP)和通信引出端(TO)，TO 到 FD 之間的水平線纜最大長度不應超過 90m;設備間室溫應保持在 10 度到 27 度 相對濕度保持在 30%-80%

第八章：無線局域網技術

常用無線標準：藍牙標準，Hiperlan 標準，IEEE802.11 標準

藍牙軟件結構標準包括核心和應用協議棧兩個部分

HiperLAN 歐洲應用無線標準之一 主要技術特點：

高速數據傳輸;面向連接;qos;自動頻率分配;安全性;移動性;網絡與應用 無關;省電

802.11b 是使用最廣泛的標準

802.11b 分為兩種運作模式(點對點模式;基本模式)

802.11b 典型解決方案(對等解決方案;單接入點~;多接入點~;無線中繼~;無 線冗余~;多蜂窩漫游工作方式)

無線局域網設計(初步調查;對現有環境進行分析;制定初步設計;確定詳細設 計;執行和實施設計;整理文檔)

無線接入點也稱無線 AP,一般可以連接 30 臺

第九章：網絡安全與管理技術

網絡安全基本要素(保密性;完整性;可用性;可鑒別性;不可否認性)

信息泄露與篡改(截獲信息;竊聽信息;篡改信息;偽造信息)

網絡攻擊(服務攻擊與非服務攻擊)

服務攻擊：指對網絡提供各種服務的服務器發起攻擊，造成網絡拒絕服務，表現在消耗帶寬，消耗計算資源，使系統和應用崩潰

SYN 攻擊時一種典型的拒絕服務攻擊

非服務攻擊：不針對某項應用服務，而是針對網絡層等低協議進行的 源路由攻擊和地址欺騙都屬于這一類 非服務攻擊更為隱蔽，是種更為危險的攻擊手段

非授權訪問以及網絡病毒

目前 70%的病毒發生在網絡上

設計一個網絡安全方案時 需要完成四個基本任務

(1)設計一個算法，執行安全相關的轉換

(2)生成該算法的秘密信息(如密匙)

(3)研制秘密信息的分發與共享的方法

(4)設定兩個責任者使用的協議，利用算法和秘密信息取得安全服務

P2DR 安全模型

包括 ：策略防護檢測 響應

數據備份：

完全備份：恢復速度最快 空間使用最多 備份速度最慢

增量備份：恢復速度最慢 空間使用最少 備份速度最快、差異備份：中間性能

冷備份： 又叫離線備份 恢復時間長 投資少

熱備份 又稱在線備份 很大的問題是數據的有效性和完整性

加密技術： 密碼學包括密碼編碼學與密碼分析學 密碼體制是密碼學研究的主要內容

現在密碼學基本原則：一切密碼屬于密匙之中。在設計加密系統時，加密算法是 可以公開的，真正需要保密的是密鑰

猜測每 10 的六次方個密鑰要用 1 微秒的時間

數據加密標準 DES 是最典型的對稱加密算法，采用 64 位密鑰長度，8 位用于奇偶校驗，用戶使用其中的 56 位 非對稱加密技術：對信息加密解密使用不同的密鑰，用來加密的密鑰是可以公開 的，解密的密鑰是用來保密的，又稱公鑰加密技術

計算機病毒的主要特征：非授權可執行性;隱蔽性;傳染性;潛伏性;

計算機病毒分類:寄生方式(引導型，文件型，復合型)按破壞性(良性，惡性)

網絡病毒特征：傳播方式多樣，傳播速度更快;影響面更廣;破壞性更強;難以控制和根治;編寫方式多樣，病毒變種多，智能化，混合病毒

惡意代碼： 蠕蟲(計算機蠕蟲是一個自我包含的程序或程序集，能夠傳播自身并拷貝自身)分為宿主計算機蠕蟲和網絡蠕蟲

木馬(木馬是沒有自我復制功能的惡意程序)木馬傳播途徑：電子郵件，軟件下載，通過會話軟件

根據防火墻的實現技術：可以將防火墻分為包過濾路由器，應用級網關，應用代理和狀態檢測等

目前市場上的主流防火墻，一般都是狀態檢測防火墻

防火墻系統結構分為：包過濾路由器結構;雙宿主主機結構;屏蔽主機結構;屏蔽子網結構

防火墻配置：

Pix525(config)#nameif ethernet0 outside security0

Pix525(config)#nameif ethernet1 inside security100

Pix525(config)#nameif dmz security50

Pix525(config)#interface ethernet0 auto

Pix525(config)#interface ethernet1 100full

Pix525(config)#ip address outside 202.113.79.1 255.255.255.240

Pix525(config)#ip address inside 192.168.0.1 255.255.255.0

指定內網訪問外網的主機，與 global 一起使用

Pix525(config)#nat(inside)1 192.168.0.1 255.255.255.0

inside 是默認的內網接口名字 1 是 id

Pix525(config)#global(outside)1 202.113.79.1-202.113.79.14

定義可分配的全局 ip 地址

設置指向內網和外網的靜態路由 Pix525(config)#route outside 0 0 210.81.20.1 1

格式：if _name 0 0 ip metric

outside 是接口名字 ip 是路由網關 1 是跳數(默認是 1)

Pix525(config)#static(inside,outside)202.113.79.4 192.168.0.4 建立靜態映射

Pix525(config)#conduit permit tcp host 192.168.0.4 eq www any

格式：Conduit permit tcp ip 端口 外部 ip

deny udp any

icmp host+ip

Pix525(config)#fixup protocol http 80

Pix525(config)#no fixup protocol smtp 啟動 http 協議 指定 80 禁止 smt

2011年計算機等考四級網絡工程師：TCP/IP聯網

TCP/IP聯網

主要內容：

1、TCP/IP實現的基本原理

2、Windows NT平臺的聯網

3、UNIX平臺的聯網及LINUX網絡的聯網

一、TCP/IP實現基本原理

1、TCP/IP的實現方式：

TSR常駐內存程序是一種安裝在Windows之前在DOS上運行的程序。缺點，不能動態分配內存，TSR需要動態鏈接庫DLL幫助，才能讓Windows程序訪問網絡。目前只有在DOS環境下才使用TSR方式。

DLL動態鏈接庫是一個16位的Windows程序函數庫，只有當用到其中的過程時才會被調用。缺點，它們不能直接與網卡通信，它們依賴于Windows的調度程序。

VxD虛擬設備是在Windows 32位保護方式下實現的，用于實現一些關鍵的部分，如視頻、鼠標及通信端口驅動程序。它是通過硬件中斷方式響應網絡中的通信，可以徹底地訪問Windwos和DOS程序。

2、網絡配置基本參數：PC中網絡適配卡基本參數，I/O端口地址、內存地址及中斷號IRQ。與Microsoft相關的網絡信息，主機標識、工作組名、WINS服務器地址、DHCP服務器地址;與TCP/IP網絡信息有關，IP地址、子網掩碼、主機名、域名、域名服務器、默認網關IP地址。

二、Windows NT平臺的TCP/IP聯網

三、UNIX平臺的TCP/IP聯網

1、建立UNIX聯網的幾個步驟：設計物理和邏輯的網絡結構;分配IP地址;安裝網絡硬件;為每個主機配置啟動時候的網絡接口;設立服務程序或者靜態路由。

2、IP地址的獲取和分配：可能通過/etc/hosts文件、DNS或者其他域名系統來實現。

3、網卡的配置：ifconfig命令可以設置網卡IP地址、子網掩碼、廣播地址、網卡的使能狀態及其他選項參數。Ifconfig interface [family] address up option，其中interface是指定的網卡名，可以用netstat-i來檢查當前系統網卡的芯片類型。Loopback網卡通常叫lo0它是一個假想的硬件，用來作本機內部網絡包的路由，4、路由配置：route配置靜態路由，route [-f] op [type] destination gateway hop-count，op參數如果是add就是增加一個路由表項，如果delete就是刪除一個路由表項。

5、routed標準路由daemon，只支持RIP，它使用hop作為距離計數單位。Routed有兩種運行方式：服務器模式和安靜模式。兩種模式都要監聽廣播包，但只有服務器模式才能發布自己的路由信息，通常只有多網卡的機器才設置成服務器模式，如果未說明就是安靜模式。

6、gated一個更好的路由daemon，gated配置文件在/etc/gated.conf的語法中加入BGP后有了很大改動，gated能細粒度地控制廣播路由、廣播地址、信任策略、距離向量等。

四、Linux網絡的安裝與配置

1、手工進行網絡硬件配置：

系統啟動時會自動檢測網卡，有兩個缺點：一個是不通正確的檢查所有的網卡，特別是一些比較廉價的網卡，二是核心程序不會自動檢測一個以上的網卡，這點是為了使用戶可以控制將山上設置到指定的端口上。如果使用兩個以上的網卡，自動檢測網卡就會失敗。

手動進行配置，一種方法是在核心程序的源代碼的/drivers/net/space.c文件中修改或添加信息，然后重新編譯內核。另一種方法在系統啟動過程中將這些信息提供給內核程序。在LILO系統時可以通過lilo.conf文件中的append參數來傳遞給內核。

2、手工TCP/IP網絡配置

設置主機名：hostname name，為接口進行IP配置：ifconfig interface ip-address

route add-net 202.112.58.0-net的含義，因為route既可以處理到網絡的路由，又可以處理到單個主機的路由。通過net來告訴它此地址是代表的一個網絡，用host來告訴它此地址是代表一個主機。如果為了方便，還可以在/etc/networks中定義網絡名字，route后面直接使用網絡名字就可以了。

route add default gw 2-2.112.58.254 網絡名字default是0.0.0.0的簡寫，指示默認的路徑，并不需要將這個名字加入到/etc/networks文件。

3、編輯hosts與networks文件

如果不打算使用DNS或者NIS進行地址解析時，就必須將所有的主機名字都放入hosts文件中。伴隨hosts文件的還有一個/etc/networks文件，它在網絡的名字和網絡號之間建立映射。

4、編譯內核

命令如下：cd/usr/src/linux make config

新的Linux核心版本中，對核心的配置除了上述make config命令外，還增加了字符狀態下以菜單形式對核心進行配置的命令make colormenu以及在X窗口系統中運行的圖形配置界面命令make xconfig。

五、高級TCP/IP應用配置

1、網絡配置文件：在Linux中是通過/etc/rc.d/rc.inet1和/etc/rc.d/rc.inet2兩個文件實現的，/etc/rc.d/rc.inet1主要是通過ifconfig和route命令進行基本的TCP/IP接口配置，主要由兩部分組成，第一部分是對回送接口的配置，第二部分是對以太網接口的配置。/etc/rc.d/rc.inet2主要是用來啟動一些網絡監控的進程，inetd portmapper 等。

2、名字服務和解析器配置

運行named：大多數UNIX機器上提供域名服務的程序叫named它是一個服務器程序，用來向客戶或其他名字服務器提供域名服務。它從配置文件/etc/named.boot中獲取信息，以及各種包含域名到地址映射的數據文件，后者稱為“區文件”zone file。Named包含的主文named.hosts。

2010計算機等考四級網絡工程師之局域網技術

主要內容：

1、局域網定義和特性

2、各種流行的局域網技術

3、高速局域網技術

4、基于交換的局域網技術

5、無線局域網技術及城域網技術

一、局域網定義和特性

局域網(Local Area Network)即LAN：將小區域內的各種通信設備互聯在一起的通信網絡。

1、局域網三個特性：(1)高數據速率在0.1-100Mbps(2)短距離0.1-25Km(3)低誤碼率10-8-10-11。

2、決定局域網特性的三個技術：(1)用以傳輸數據的介質(2)用以連接各種設備的拓撲結構(3)用以共享資源的介質控制方法。

3、設計一個好的介質訪問控制協議三個基本目標：(1)協議要簡單(2)獲得有效的通道利用率(3)對網上各站點用戶的公平合理。

二、以太網Ethernet IEEE802.3

以太網是一種總路線型局域網，采用載波監聽多路訪問/沖突檢測CSMA/CD介質訪問控制方法。

1、載波監聽多路訪問

CSMA的控制方案：(1)一個站要發送，首先需要監聽總線，以決定介質上是否存在其他站的發送信號。(2)如果介質是空閑的，則可以發送。(3)如果介質忙，則等待一段間隔后再重試。

堅持退避算法：

(1)非堅持CSMA：假如介質是空閑的，則發送;假如介質是忙的，等待一段時間，重復第一步。利用隨機的重傳時間來減少沖突的概率，缺點：是即使有幾個站有數據發送，介質仍然可能牌空閑狀態，介質的利用率較低。

(2)1-堅持CSMA：假如介質是空閑的，則發送;假如介質是忙的，繼續監聽，直到介質空閑，立即發送;假如沖突發生，則等待一段隨機時間，重復第一步。缺點：假如有兩個或兩個以上的站點有數據要發送，沖突就不可避免的。

(3)P-堅持CSMA：假如介質是空閑的，則以P的概率發送，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;假如介質是忙的，繼續監聽，直到介質空閑，重復第一步;假如發送被延遲一個時間單位，則重復第一步。

2、載波監聽多路訪問/沖突檢測

這種協議廣泛運用在局域網內，每個幀發送期間，同時有檢測沖突的能力，一旦檢測到沖突，就立即停止發送，并向總線上發一串阻塞信號，通知總線上各站沖突已經發生，這樣通道的容量不致因白白傳送已經損壞的幀而浪費。

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、二進制退避算法：

(1)對每個幀，當第一次發生沖突時，設置參量為L=2;

(2)退避間隔取1-L個時間片中的一個隨機數，1個時間片等于2a;

(3)當幀重復發生一次沖突時，則將參量L加倍;

(4)設置一個最大重傳次數，則不再重傳，并報告出錯。

三、標記環網Toke Ring IEEE802.51、標記的工作過程

標記環網又稱權標網，這種介質訪問使用一個標記沿著環循環，當各站都沒有幀發送時，標記的形式為01111111，稱空標記。當一個站要發送幀時，需要等待空標記通過，然后將它改為忙標記011111110。并緊跟著忙標記，把數據發送到環上。由于標記是忙狀態，所以其他站不能發送幀，必須等待。發送的幀在環上循環一周后再回到發送站，將該幀從環上移去。同時將忙標記改為空標記，傳至后面的站，使之獲得發送幀的許可權。

2、環上長度用位計算，其公式為

存在環上的位數等于傳播延遲(5μs/km)×發送介質長度×數據速率+中繼器延遲。對于1km長、1Mbps速率、20個站點，存在于環上的位數為25位。

3、站點接收幀的過程

當幀通過站時，該站將幀的目的地址和本站的地址相比較，如地址相符合，則將幀放入接收緩沖器，再輸入站，同時將幀送回至環上;如地址不符合，則簡單地將數據重新送入環。

4、優先級策略

標記環網上的各個站點可以成不同的優先級，采用分布式高度算法實現?？刂茙母袷饺缦拢篜優先級、T空忙、M監視位、預約位。

四、光纖分布式數據接口FDDI ISO9314

1、FDDI和標記環介質訪問控制標準接近，有以下幾點好處：

(1)標記環協議在重負載條件下，運行效率很高，因此FDDI可得到同樣的效率。

(2)使用相似的幀格式，全球不同速率的環網互連，在后面網絡互加這一章將要討論這個問題。

(3)已經熟悉IEEE802.5的人很容易了解FDDI

(4)已經積累了IEEE802.5的實踐經驗，特別是將它做集成電路片的經濟，用于FDDI系統和元件的制造。

2、FDDI技術

(1)數據編碼：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，稱為4B/5B。每次對四位數據進行編碼，每四位數據編碼成五位符號，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。進入站點緩沖器的數據時鐘是按照輸入信號的時鐘確定的，但是，從緩沖器輸出的信號時鐘是根據站的時鐘確定的，這種方案使環中中繼器的數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，對高數據率下時鐘同步十分重要;允許在網內使用16位和48位地址，比IEEE802.5更加靈活;控制幀也有不同。

4、FDDI協議

FDDI和IEEE802.5的兩個主要區別：

(1)FDDI協議規定發送站發送完幀后，立即發送一幅新的標記幀，而IEEE802.5規定當發送出去的幀的前沿回送至發送站時，才發送新的標記幀。

(2)容量分配方案不同，兩者都可采用單個標記形式，對環上各站點提供同等公平的訪問權，也可優先分配給某些站點。IEEE802.5使用優先級和預約方案。

5、為了同時滿足兩種通信類型的要求，FDDI定義了同步和異步兩種通信類型，定義一個目標標記循環時間TTRT，每個站點都存在有同樣的一個TTRT值。

五、局域網標準

IEEE802委員會是由IEEE計算機學會于1980年2月成立的，其目的是為局域網內的數字設備提供一套連接的標準，后來又擴大到城域網。

1、服務訪問點SAP

在參考模型中，每個實體和另一個實體的同層實體按協議進行通信。而一個系統內，實體和上下層間通過接口進行通信。用服務訪問點SAP來定義接口。

2、邏輯連接控制子層LLC

IEEE802規定兩種類型的鏈路服務：無連接LLC(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，也無任何流量控制或差錯恢復功能。

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。在數據傳送方式中，信息幀依次序發送，并提供差錯恢復和流量控制功能。

3、介質訪問控制子層MAC

IEEE802規定的MAC有CSMA/CD、標記總線、標記環等。

4、服務原語

(1)ISO服務原語類型

REQUEST原語用以使服務用戶能從服務提供者那里請求一定的服務，如建立連接、發送數據、結束連接或狀態報告。

INDICATION原語用以使服務提供者能向服務用戶提示某種狀態。如連接請求、輸入數據或連接結束。

RESPONSE原語用以使服務用戶能響應先前的INDIECATION，如接受連接INDICATION。

CONFIRMARION原語用以使服務提供者能報告先前的REQUEST成功或失敗。

(2)IEEE802服務原語類型

和ISO服務原語類型相比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提供者的確認。

六、邏輯鏈路控制協議

1、IEEE802.2

描述LAN協議中邏輯鏈路 LLC子層的功能、特性和協議，描述LLC子層對網絡層、MAC子層及LLC子層本身管理功能的界面服務規范。

2、LLC子層界面服務規范IEEE802.2定義了三個界面服務規范：

(1)網絡層/LLC子層界面服務規范;

(2)LLC子層/MAC子層界面服務規范;

(3)LLC子層/LLC子層管理功能的界面服務規范。

3、網絡層/LLC子層界面服務規范

提供兩處服務方式

不確認無連接的服務：不確認無連接數據傳輸服務提供沒有數據鏈路級連接的建立而網絡層實體能交換鏈路服務數據單元LSDU手段。數據的傳輸方式可為點到點方式、多點式或廣播式。這是一種數據報服務

面向連接的服務：提供了建立、使用、復位以及終止數據鏈路層連接的手段。這些連接是LSAP之間點到點式的連接，它還提供數據鏈路層的定序、流控和錯誤恢復，這是一處虛電路服務。

4、LLC子層/MAC子層界面服務規范

本規范說明了LLC子層對MAC子層的服務要求，以便本地LLC子層實體間對等層LLC子層實體交換LLC數據單元。

(1)服務原語是：MA-DATA.request、MA-DATA.indication、MA-DATA.confirm

(2)LLC協議數據單元結構LLC PDU：

目的服務訪問點地址字段DSAP，一個字節，其中七位實際地址，一位為地址型標志，用來標識DSAP地址為單個地址或組地址。

源服務訪問點地址字段SSAP，一個字節，其中七位實際地址，一位為命令/響應標志位用來識別LLC PDU是命令或響應。

控制字段、信息字段。

5、LLC協議的型和類

LLC為服務訪問點間的數據通信定義了兩種操作：Ⅰ型操作，LLC間交換PDU不需要建立數據鏈路連接，這些PDU不被確認，也沒有流量控制和差錯恢復。

Ⅱ型操作，兩個LLC間交換帶信息的PDU之間，必須先建立數據鏈路連接，正常的通信包括，從源LLC到目的LLC發送帶有信息的PDU，它由相反方向上的PDU所確認。

LLC的類型：第1類型，LLC只支持Ⅰ型操作;第2類型，LLC既支持Ⅰ型操作，也支持Ⅱ型操作。

6、LLC協議的元素

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視幀傳輸只能用于Ⅱ型操作。

無編號控制傳輸和無編號信息傳輸可用于Ⅰ型或Ⅱ型操作，但不能同時用。

信息幀用來發送數據，監視幀用來作回答響應和流控。

七、CSMA/CD介質訪問控制協議

1、MAC服務規范三種原語

MA-DATA.request、MA-DATA.indication、MA-DATA.confirm

2、介質訪問控制的幀結構

CSMA/CD的MAC幀由8個字段組成：前導碼;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。

前導碼：包含7個字節，每個字節為10101010，它用于使PLS電路和收到的幀定時達到穩態同步。

幀起始定界符：字段是10101011序列，它緊跟在前導碼后，表示一幅幀的開始。幀檢驗序列：發送和接收算法兩者都使用循環冗余檢驗(CRC)來產生FCS字段的CRC值。

3、介質訪問控制方法

IEEE802.3標準提供了介質訪問控制子層的功能說明，有兩個主要的功能：數據封裝(發送和接收)，完成成幀(幀定界、幀同步)、編址(源和目的地址處理)、差錯檢測(物理介質傳輸差錯的檢測);介質訪問管理，完成介質分配避免沖突和解決爭用處理沖突。

八、標記環介質訪問控制協議

標記環局域網協議標準包括四個部分：邏輯鏈路控制LLC、介質訪問控制MAC、物理層PHY和傳輸介質。

1、IEEE802.5規定了后面三個部分的標準。

LLC和MAC等效于OSI的第二層(數據鏈路層)，PHY相當于OSI的第一層(物理層)。LLC使用MAC子層的服務，提供網絡層的服務，MAC控制介質訪問，PHY負責和物理介質接口。

2、介質訪問控制幀結構

標記環有兩個基本格式：標記和幀。在IEEE802.5中幀的傳輸是從最高位開始一位一位發送，而IEEE802.3和IEEE802.4正好相反，幀的傳輸是從最低位開始一位一位發送的，這一點對于不同協議的局域網互連時要進行轉換。

3、介質訪問控制方法

(1)幀發送：對環中物理介質的訪問系采用沿環傳遞一個標記的方法來控制。取得標記的站具有發送一幀或一系列幀的機會。

(2)標記發送：在完成幀發送后，該站就要查看本站地址是否在SA字段中返回，若未查看到，則該站就發送填充，否則就發送標記。標記發送后，該站仍留在發送狀態，起到該站發送的所有的幀從環上移去為止。

(3)幀接收：若幀的類型比特表示為MAC幀，則控制比特由環上所有的站進行解釋。如果幀的DA字段與站的單地址、相關組地址或廣播地址匹配，則把FC、DA、SA、INFO以及FS字段拷貝入接收緩沖區中，并隨后轉送至適當子層。

(4)優先權操作：訪問控制字段中的優先權比特PPP和預約比特RRR配合工作，使環中服務優先權與環上準備發送的PDU最高優先級匹配。

九、快速以太網

快速以太網的類型

快速以太網(Fast Ethernet)是一個新的IEEE局域網標準，于1995年由原來制定的以太網標準的IEEE802.3工作組完成。快速以太網正式名為100Base-T。

共享介質快速以太網和傳統以太網采用同樣的介質訪問控制協議CSMA/CD所有的介質訪問控制算法不變，只是將有關的時間參量加速10倍。

快速以太網的三種標準：100Base-

4、100Base-TX、100Base-FX

快速以太網的產品：

適配器：一邊是總線結構，將數據傳送至主機、中繼器或HUB;另一邊接到所選的介質，可以是雙絞線、光纖，或者是一個介質獨立接口MII，MII是用來連接外部收發器用的，其功能類似于以太網的AUI。

HUB：可分為共享機制的中繼器和交換機制的交換器。

十、基于交換技術的網絡

1、交換網結構

交換技術的兩種主要應用形式是：折疊式主干網和高速服務器聯接。

2、全雙工以太網

全雙工運行在交換器之間，以及交換器和服務器之間，是和交換器一起工作的鏈路特性，它使數據流在鏈路中同時兩個方向流動，不是所有收發器都支持它的全雙工功能。

3、在下列情況下全雙工最有用：

(1)在服務器和交換器之間。這是目前全雙工應用最普遍的配置。

(2)在兩個交換器之間。

(3)在遠離的兩個交換器之間。

3、多媒體

多媒體的應用基于MPEG、JPEG、H.261等視頻壓縮算法。

缺點：是由網絡緩存產生的延遲，一方面為了平滑抖動數據要插入足夠的緩存，另一方面緩存又不能太大，以至引起無法接受的視頻延遲。

對視頻應用的低延遲需求有四種解決方案：

(1)采用10Mbps交換器

(2)采用100Mbps中繼器

(3)用100Mbps的交換器

(4)采用流控技術

4、千兆位以太網

千兆位以太網也有銅線及光纜兩種標準。

銅線標準1000Base-CX，最大傳輸距離，25英尺，并需用150歐姆的屏蔽雙絞線STP，光纜標準1000Base-SX，850nm的短波長，300m傳輸距離。

1000Base-LX，1300nm的波長，550m傳輸距離。

十一、ATM局域網

略

2011年計算機等考四級網絡工程師：網絡工程師之交換技術

網絡工程師之交換技術

主要內容：

1、線路交換

2、分組交換

3、幀中繼交換

4、信元交換

一、線路交換

1、線路交換進行通信：是指在兩個站之間有一個實際的物理連接，這種連接是結點之間線路的連接序列。

2、線路通信三種狀態：線路建立、數據傳送、線路拆除

3、線路交換缺點：典型的用戶/主機數據連接狀態，在大部分的時間內線路是空閑的，因而用線路交換方法實現數據連接效率低下;為連接提供的數據速率是固定的，因而連接起來的兩個設備必須用相同的數據率發送和接收數據，這就限制了網絡上各種主機以及終端的互連通信。

二、分組交換技術

1、分組交換的優點：線路利用率提高;分組交換網可以進行數據率的轉換;在線路交換網絡中，若通信量較大可能造成呼叫堵塞的情況，即網絡拒絕接收更多的連接要求直到網絡負載減輕為止;優先權的使用。

2、分組交換和報文交換主要差別：在分組交換網絡中，要限制所傳輸的數據單位的長度。報文交換系統卻適應于更大的報文。

3、虛電路的技術特點：在數據傳送以前建立站與站之間的一條路徑。

4、數據報的優點：避免了呼叫建立狀態，如果發送少量的報文，數據報是較快的;由于其較原始，因而較靈活;數據報傳遞特別可靠。

5、幾點說明：

路線交換基本上是一種透明服務，一旦連接建立起來，提供給站點的是固定的數據率，無論是模擬或者是數字數據，都可以通過這個連接從源傳輸到目的。而分組交換中，必須把模擬數據轉換成數字數據才能傳輸。

6、外部和內部的操作：

外部虛電路，內部虛電路。當用戶請求虛電路時，通過網絡建立一條專用的路由，所有的分組都用這個路由。

外部虛電路，內部數據報。網絡分別處理每個分組。于是從同一外部虛電路送來的分組可以用不同的路由。在目的結點，如有需要可以先緩沖分組，并把它們按順序傳送給目的站點。

外部數據報，內部數據報。從用戶和網絡角度看，每個分組都是被單獨處理的。

外部數據報，內部虛電路。外部的用戶沒有用連接，它只是往網絡發送分組。而網絡為站之間建立傳輸分組用的邏輯連接，而且可以把連接另外維持一個擴展的時間以便滿足預期的未來需求。

三、幀中繼交換

1、X.25特性：(1)用于建立和終止虛電路的呼叫控制分組與數據分組使用相同的通道和虛電路;(2)第三層實現多路復用虛電路;(3)在第二層和第三層都包含著流控和差錯控制機制。

2、幀中繼與X.25的差別：(1)呼叫控制信號與用戶數據采用分開的邏輯連接，這樣，中間結點就不必維護與呼叫控制有關的狀態表或處理信息;(2)在第二層而不是在第三層實現邏輯連接的多路復用和交換，這樣就省掉了整個一層的處理;(3)不采用一步一步的流控和差錯控制。

3、在高速H通道上幀中繼的四種應用：數據塊交互應用;文件傳輸;低速率的復用;字符交互通信。

四、信元交換技術

1、ATM信元

ATM數據傳送單位是一固定長度的分組，稱為信元，它有一個信元頭及一個信元信息域。信元長度為53個字節，其中信元頭占5個字節，信息域占48個字節。

信元頭主要功能是：信元的網絡路由。

2、ATM采用了異步時分多路復用技術ATDM，ATDM采用排隊機制，屬于不同源的各個信元在發送到介質上之前，都要被分隔并存入隊列中，這樣就需要速率的匹配和信元的定界。

3、應用獨立：主要表現在時間獨立和語義獨立兩方面。時間獨立即應用時鐘和網絡時鐘之間沒有關聯。語義獨立即在信元結構和應用協議數據單元之間無關聯，所有與應用有關的數據都在信元的信息域中。

4、ATM信元標識

ATM采用虛擬通道模式，通信通道用一個邏輯號標識。對于給定的多路復用器，該標識是本地的，并在任何交換部件處改變。

通道的標識基于兩種標識符，即虛擬通路標識VPI和虛擬通道標識VCI。一個虛擬通路VP包含有若干個虛擬通道VC。

5、ATM網絡結構

虛擬通道VC：用于描述ATM信元單向傳送的一個概念，信元都與一個惟一的標識值-虛擬通道標識符VCI相聯系。

虛擬通路VP：用于描述屬于虛擬通路的ATM信元的單向傳輸的一個概念，虛擬通路都與一個標識值-虛擬通路標識符相聯系。

虛擬通道和虛擬通路者用來描述ATM信元單向傳輸的路由。每個虛擬通路可以用復用方式容納多達65535個虛擬通道，屬于同一虛擬通道的信元群，擁用相同虛擬通道標識VCI，它是信元頭一部分。

2011年計算機等考四級網絡工程師：網絡體系結構及協議

網絡體系結構及協議

主要內容：

1、網絡體系結構及協議的定義

2、開放系統互連參考模型OSI

3、TCP/IP協議集

一、網絡體系結構及協議的定義

1、網絡體系結構：是計算機之間相互通信的層次，以及各層中的協議和層次之間接口的集合。

2、網絡協議：是計算機網絡和分布系統中互相通信的對等實體間交換信息時所必須遵守的規則的集合。

3、語法(syntax):包括數據格式、編碼及信號電平等。

4、語義(semantics)：包括用于協議和差錯處理的控制信息。

5、定時(timing)：包括速度匹配和排序。

二、開放系統互連參考模型

1、國際標準化組織ISO在1979年建立了一個分委員會來專門研究一種用于開放系統的體系結構，提出了開放系統互連OSI模型，這是一個定義連接異種計算機的標準主體結構。

2、OSI簡介：OSI采用了分層的結構化技術，共分七層，物理層、數據鏈路層、網絡層、傳輸層、會話層、表示層、應用層。

3、OSI參考模型的特性：是一種異構系統互連的分層結構;提供了控制互連系統交互規則的標準骨架;定義一種抽象結構，而并非具體實現的描述;不同系統中相同層的實體為同等層實體;同等層實體之間通信由該層的協議管理;相信層間的接口定義了原語操作和低層向上層提供的服務;所提供的公共服務是面向連接的或無連接的數據服務;直接的數據傳送僅在最低層實現;每層完成所定義的功能，修改本層的功能并不影響其他層。

4、物理層：提供為建立、維護和拆除物理鏈路所需要的機械的、電氣的、功能的和規程的特性;有關的物理鏈路上傳輸非結構的位流以及故障檢測指示。

5、數據鏈路層：在網絡層實體間提供數據發送和接收的功能和過程;提供數據鏈路的流控。

6、網絡層：控制分組傳送系統的操作、路由選擇、擁護控制、網絡互連等功能，它的作用是將具體的物理傳送對高層透明。

7、傳輸層：提供建立、維護和拆除傳送連接的功能;選擇網絡層提供最合適的服務;在系統之間提供可靠的透明的數據傳送，提供端到端的錯誤恢復和流量控制。

8、會話層：提供兩進程之間建立、維護和結束會話連接的功能;提供交互會話的管理功能，如三種數據流方向的控制，即一路交互、兩路交替和兩路同時會話模式。

9、表示層：代表應用進程協商數據表示;完成數據轉換、格式化和文本壓縮。

10、應用層：提供OSI用戶服務，例如事務處理程序、文件傳送協議和網絡管理等。

2011年計算機等考四級網絡工程師：局域網技術

網絡工程師之局域網技術

主要內容：

1、局域網定義和特性

2、各種流行的局域網技術

3、高速局域網技術

4、基于交換的局域網技術

5、無線局域網技術及城域網技術

一、局域網定義和特性

局域網(Local Area Network)即LAN：將小區域內的各種通信設備互聯在一起的通信網絡。

1、局域網三個特性：(1)高數據速率在0.1-100Mbps(2)短距離0.1-25Km(3)低誤碼率10-8-10-11。

2、決定局域網特性的三個技術：(1)用以傳輸數據的介質(2)用以連接各種設備的拓撲結構(3)用以共享資源的介質控制方法。

3、設計一個好的介質訪問控制協議三個基本目標：(1)協議要簡單(2)獲得有效的通道利用率(3)對網上各站點用戶的公平合理。

二、以太網Ethernet IEEE802.3

以太網是一種總路線型局域網，采用載波監聽多路訪問/沖突檢測CSMA/CD介質訪問控制方法。

1、載波監聽多路訪問

CSMA的控制方案：(1)一個站要發送，首先需要監聽總線，以決定介質上是否存在其他站的發送信號。(2)如果介質是空閑的，則可以發送。(3)如果介質忙，則等待一段間隔后再重試。

堅持退避算法：

(1)非堅持CSMA：假如介質是空閑的，則發送;假如介質是忙的，等待一段時間，重復第一步。利用隨機的重傳時間來減少沖突的概率，缺點：是即使有幾個站有數據發送，介質仍然可能牌空閑狀態，介質的利用率較低。

(2)1-堅持CSMA：假如介質是空閑的，則發送;假如介質是忙的，繼續監聽，直到介質空閑，立即發送;假如沖突發生，則等待一段隨機時間，重復第一步。缺點：假如有兩個或兩個以上的站點有數據要發送，沖突就不可避免的。

(3)P-堅持CSMA：假如介質是空閑的，則以P的概率發送，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;假如介質是忙的，繼續監聽，直到介質空閑，重復第一步;假如發送被延遲一個時間單位，則重復第一步。

2、載波監聽多路訪問/沖突檢測

這種協議廣泛運用在局域網內，每個幀發送期間，同時有檢測沖突的能力，一旦檢測到沖突，就立即停止發送，并向總線上發一串阻塞信號，通知總線上各站沖突已經發生，這樣通道的容量不致因白白傳送已經損壞的幀而浪費。

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、二進制退避算法：

(1)對每個幀，當第一次發生沖突時，設置參量為L=2;

(2)退避間隔取1-L個時間片中的一個隨機數，1個時間片等于2a;

(3)當幀重復發生一次沖突時，則將參量L加倍;

(4)設置一個最大重傳次數，則不再重傳，并報告出錯。

三、標記環網Toke Ring IEEE802.51、標記的工作過程

標記環網又稱權標網，這種介質訪問使用一個標記沿著環循環，當各站都沒有幀發送時，標記的形式為01111111，稱空標記。當一個站要發送幀時，需要等待空標記通過，然后將它改為忙標記011111110。并緊跟著忙標記，把數據發送到環上。由于標記是忙狀態，所以其他站不能發送幀，必須等待。發送的幀在環上循環一周后再回到發送站，將該幀從環上移去。同時將忙標記改為空標記，傳至后面的站，使之獲得發送幀的許可權。

2、環上長度用位計算，其公式為

存在環上的位數等于傳播延遲(5μs/km)×發送介質長度×數據速率+中繼器延遲。對于1km長、1Mbps速率、20個站點，存在于環上的位數為25位。

3、站點接收幀的過程

當幀通過站時，該站將幀的目的地址和本站的地址相比較，如地址相符合，則將幀放入接收緩沖器，再輸入站，同時將幀送回至環上;如地址不符合，則簡單地將數據重新送入環。

4、優先級策略

標記環網上的各個站點可以成不同的優先級，采用分布式高度算法實現。控制幀的格式如下：P優先級、T空忙、M監視位、預約位。

四、光纖分布式數據接口FDDI ISO9314

1、FDDI和標記環介質訪問控制標準接近，有以下幾點好處：

(1)標記環協議在重負載條件下，運行效率很高，因此FDDI可得到同樣的效率。

(2)使用相似的幀格式，全球不同速率的環網互連，在后面網絡互加這一章將要討論這個問題。

(3)已經熟悉IEEE802.5的人很容易了解FDDI

(4)已經積累了IEEE802.5的實踐經驗，特別是將它做集成電路片的經濟，用于FDDI系統和元件的制造。

2、FDDI技術

(1)數據編碼：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，稱為4B/5B。每次對四位數據進行編碼，每四位數據編碼成五位符號，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。進入站點緩沖器的數據時鐘是按照輸入信號的時鐘確定的，但是，從緩沖器輸出的信號時鐘是根據站的時鐘確定的，這種方案使環中中繼器的數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，對高數據率下時鐘同步十分重要;允許在網內使用16位和48位地址，比IEEE802.5更加靈活;控制幀也有不同。

4、FDDI協議

FDDI和IEEE802.5的兩個主要區別：

(1)FDDI協議規定發送站發送完幀后，立即發送一幅新的標記幀，而IEEE802.5規定當發送出去的幀的前沿回送至發送站時，才發送新的標記幀。

(2)容量分配方案不同，兩者都可采用單個標記形式，對環上各站點提供同等公平的訪問權，也可優先分配給某些站點。IEEE802.5使用優先級和預約方案。

5、為了同時滿足兩種通信類型的要求，FDDI定義了同步和異步兩種通信類型，定義一個目標標記循環時間TTRT，每個站點都存在有同樣的一個TTRT值。

五、局域網標準

IEEE802委員會是由IEEE計算機學會于1980年2月成立的，其目的是為局域網內的數字設備提供一套連接的標準，后來又擴大到城域網。

1、服務訪問點SAP

在參考模型中，每個實體和另一個實體的同層實體按協議進行通信。而一個系統內，實體和上下層間通過接口進行通信。用服務訪問點SAP來定義接口。

2、邏輯連接控制子層LLC

IEEE802規定兩種類型的鏈路服務：無連接LLC(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，也無任何流量控制或差錯恢復功能。

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。在數據傳送方式中，信息幀依次序發送，并提供差錯恢復和流量控制功能。

3、介質訪問控制子層MAC

IEEE802規定的MAC有CSMA/CD、標記總線、標記環等。

4、服務原語

(1)ISO服務原語類型

REQUEST原語用以使服務用戶能從服務提供者那里請求一定的服務，如建立連接、發送數據、結束連接或狀態報告。

INDICATION原語用以使服務提供者能向服務用戶提示某種狀態。如連接請求、輸入數據或連接結束。

RESPONSE原語用以使服務用戶能響應先前的INDIECATION，如接受連接INDICATION。

CONFIRMARION原語用以使服務提供者能報告先前的REQUEST成功或失敗。

(2)IEEE802服務原語類型

和ISO服務原語類型相比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提供者的確認。

六、邏輯鏈路控制協議

1、IEEE802.2

描述LAN協議中邏輯鏈路 LLC子層的功能、特性和協議，描述LLC子層對網絡層、MAC子層及LLC子層本身管理功能的界面服務規范。

2、LLC子層界面服務規范IEEE802.2定義了三個界面服務規范：

(1)網絡層/LLC子層界面服務規范;

(2)LLC子層/MAC子層界面服務規范;

(3)LLC子層/LLC子層管理功能的界面服務規范。

3、網絡層/LLC子層界面服務規范

提供兩處服務方式

不確認無連接的服務：不確認無連接數據傳輸服務提供沒有數據鏈路級連接的建立而網絡層實體能交換鏈路服務數據單元LSDU手段。數據的傳輸方式可為點到點方式、多點式或廣播式。這是一種數據報服務

面向連接的服務：提供了建立、使用、復位以及終止數據鏈路層連接的手段。這些連接是LSAP之間點到點式的連接，它還提供數據鏈路層的定序、流控和錯誤恢復，這是一處虛電路服務。

4、LLC子層/MAC子層界面服務規范

本規范說明了LLC子層對MAC子層的服務要求，以便本地LLC子層實體間對等層LLC子層實體交換LLC數據單元。

(1)服務原語是：MA-DATA.request、MA-DATA.indication、MA-DATA.confirm

(2)LLC協議數據單元結構LLC PDU：

目的服務訪問點地址字段DSAP，一個字節，其中七位實際地址，一位為地址型標志，用來標識DSAP地址為單個地址或組地址。

源服務訪問點地址字段SSAP，一個字節，其中七位實際地址，一位為命令/響應標志位用來識別LLC PDU是命令或響應。

控制字段、信息字段。

5、LLC協議的型和類

LLC為服務訪問點間的數據通信定義了兩種操作：Ⅰ型操作，LLC間交換PDU不需要建立數據鏈路連接，這些PDU不被確認，也沒有流量控制和差錯恢復。

Ⅱ型操作，兩個LLC間交換帶信息的PDU之間，必須先建立數據鏈路連接，正常的通信包括，從源LLC到目的LLC發送帶有信息的PDU，它由相反方向上的PDU所確認。

LLC的類型：第1類型，LLC只支持Ⅰ型操作;第2類型，LLC既支持Ⅰ型操作，也支持Ⅱ型操作。

6、LLC協議的元素

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視幀傳輸只能用于Ⅱ型操作。

無編號控制傳輸和無編號信息傳輸可用于Ⅰ型或Ⅱ型操作，但不能同時用。

信息幀用來發送數據，監視幀用來作回答響應和流控。

七、CSMA/CD介質訪問控制協議

1、MAC服務規范三種原語

MA-DATA.request、MA-DATA.indication、MA-DATA.confirm

2、介質訪問控制的幀結構

CSMA/CD的MAC幀由8個字段組成：前導碼;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。

前導碼：包含7個字節，每個字節為10101010，它用于使PLS電路和收到的幀定時達到穩態同步。

幀起始定界符：字段是10101011序列，它緊跟在前導碼后，表示一幅幀的開始。幀檢驗序列：發送和接收算法兩者都使用循環冗余檢驗(CRC)來產生FCS字段的CRC值。

3、介質訪問控制方法

IEEE802.3標準提供了介質訪問控制子層的功能說明，有兩個主要的功能：數據封裝(發送和接收)，完成成幀(幀定界、幀同步)、編址(源和目的地址處理)、差錯檢測(物理介質傳輸差錯的檢測);介質訪問管理，完成介質分配避免沖突和解決爭用處理沖突。

八、標記環介質訪問控制協議

標記環局域網協議標準包括四個部分：邏輯鏈路控制LLC、介質訪問控制MAC、物理層PHY和傳輸介質。

1、IEEE802.5規定了后面三個部分的標準。

LLC和MAC等效于OSI的第二層(數據鏈路層)，PHY相當于OSI的第一層(物理層)。LLC使用MAC子層的服務，提供網絡層的服務，MAC控制介質訪問，PHY負責和物理介質接口。

2、介質訪問控制幀結構

標記環有兩個基本格式：標記和幀。在IEEE802.5中幀的傳輸是從最高位開始一位一位發送，而IEEE802.3和IEEE802.4正好相反，幀的傳輸是從最低位開始一位一位發送的，這一點對于不同協議的局域網互連時要進行轉換。

3、介質訪問控制方法

(1)幀發送：對環中物理介質的訪問系采用沿環傳遞一個標記的方法來控制。取得標記的站具有發送一幀或一系列幀的機會。

(2)標記發送：在完成幀發送后，該站就要查看本站地址是否在SA字段中返回，若未查看到，則該站就發送填充，否則就發送標記。標記發送后，該站仍留在發送狀態，起到該站發送的所有的幀從環上移去為止。

(3)幀接收：若幀的類型比特表示為MAC幀，則控制比特由環上所有的站進行解釋。如果幀的DA字段與站的單地址、相關組地址或廣播地址匹配，則把FC、DA、SA、INFO以及FS字段拷貝入接收緩沖區中，并隨后轉送至適當子層。

(4)優先權操作：訪問控制字段中的優先權比特PPP和預約比特RRR配合工作，使環中服務優先權與環上準備發送的PDU最高優先級匹配

九、快速以太網

快速以太網的類型

快速以太網(Fast Ethernet)是一個新的IEEE局域網標準，于1995年由原來制定的以太網標準的IEEE802.3工作組完成?？焖僖蕴W正式名為100Base-T。

共享介質快速以太網和傳統以太網采用同樣的介質訪問控制協議CSMA/CD所有的介質訪問控制算法不變，只是將有關的時間參量加速10倍。

快速以太網的三種標準：100Base-

4、100Base-TX、100Base-FX

快速以太網的產品：

適配器：一邊是總線結構，將數據傳送至主機、中繼器或HUB;另一邊接到所選的介質，可以是雙絞線、光纖，或者是一個介質獨立接口MII，MII是用來連接外部收發器用的，其功能類似于以太網的AUI。

HUB：可分為共享機制的中繼器和交換機制的交換器。

十、基于交換技術的網絡

1、交換網結構

交換技術的兩種主要應用形式是：折疊式主干網和高速服務器聯接。

2、全雙工以太網

全雙工運行在交換器之間，以及交換器和服務器之間，是和交換器一起工作的鏈路特性，它使數據流在鏈路中同時兩個方向流動，不是所有收發器都支持它的全雙工功能。

3、在下列情況下全雙工最有用：

(1)在服務器和交換器之間。這是目前全雙工應用最普遍的配置。

(2)在兩個交換器之間。

(3)在遠離的兩個交換器之間。

3、多媒體

多媒體的應用基于MPEG、JPEG、H.261等視頻壓縮算法。

缺點：是由網絡緩存產生的延遲，一方面為了平滑抖動數據要插入足夠的緩存，另一方面緩存又不能太大，以至引起無法接受的視頻延遲。

對視頻應用的低延遲需求有四種解決方案：

(1)采用10Mbps交換器

(2)采用100Mbps中繼器

(3)用100Mbps的交換器

(4)采用流控技術

4、千兆位以太網

千兆位以太網也有銅線及光纜兩種標準。

銅線標準1000Base-CX，最大傳輸距離，25英尺，并需用150歐姆的屏蔽雙絞線STP，光纜標準1000Base-SX，850nm的短波長，300m傳輸距離。

1000Base-LX，1300nm的波長，550m傳輸距離。

十一、ATM局域網

略