黑暗圣经游戏各个结局:《计算机英语》参考译文和练习答案

来源:百度文库 编辑:作业大巴 时间:2020/06/06 10:23:03
目 录
第一单元... 2
课文A:计算机概览... 2
第二单元... 4
课文A:计算机硬件... 4
第三单元... 7
课文A:操作系统... 7
第四单元... 10
课文A:编程语言... 10
第五单元... 12
课文A:计算机程序... 12
第六单元... 16
课文A:分布式计算机系统... 16
第七单元... 19
课文A:进入关系数据库的世界... 19
第八单元... 22
课文A:电信与计算机... 22
第九单元... 24
课文A:计算机网络... 24
第十单元... 26
课文A:网络拓扑结构... 26
第十一单元... 29
课文A:因特网是如何工作的?... 29
第十二单元... 31
课文A:信息革命... 31
第十三单元... 34
课文A:电子商务简介... 34
第十四单元... 37
课文A:计算机安全... 37
第十五单元... 40
课文A:比尔•盖茨文摘(1):... 40
比尔•盖茨文摘(2):... 41
练习答案... 43
:计算机概览
一、引言
计算机是一种电子设备,它能接收一套指令或一个程序,然后通过对数值数据进行运算或者对其他形式的信息进行处理来执行该程序。
如果没有计算机的发展,现代的高科技世界是不可能产生的。在整个社会,不同型号和不同大小的计算机被用于存储和处理各种数据,从政府保密文件、银行交易到私人家庭账目。计算机通过自动化技术开辟了制造业的新纪元,而且它们也增强了现代通信系统的性能。在几乎每一个研究和应用技术领域,从构建宇宙模型到产生明天的气象报告,计算机无不是必要的工具,并且它们的应用本身就开辟了人们推测的新领域。数据库服务和计算机网络使各种各样的信息源可供使用。同样的先进技术也使侵犯个人隐私和商业秘密成为可能。计算机犯罪已经成为作为现代技术代价组成部分的许多风险之一。
二、历史
第一台加法机,数字计算机的先驱,是1642年由法国科学家、数学家兼哲学家布莱斯•帕斯卡设计的。这个装置使用了一系列有10个齿的轮子,每个齿代表从0到9的一个数字。轮子互相连接,从而通过按照正确的齿数向前移动轮子,就可以将数字彼此相加。在17世纪70年代,德国哲学家兼数学家戈特弗里德•威廉•莱布尼兹对这台机器进行了改良,设计了一台也能做乘法的机器。
法国发明家约瑟夫―玛丽•雅卡尔,在设计自动织机时,使用了穿孔的薄木板来控制复杂图案的编织。在19世纪80年代期间,美国统计学家赫尔曼•何勒里斯,想出了使用类似雅卡尔的木板那样的穿孔卡片来处理数据的主义。通过使用一种将穿孔卡片从电触点上移过的系统,他得以为1890年的美国人口普查汇编统计信息。
1、分析机
也是在19世纪,英国数学家兼发明家查尔斯•巴比奇,提出了现代数字计算机的原理。他构想出旨在处理复杂数学题的若干机器,如差分机。许多历史学家认为巴比奇及其合伙人,数学家奥古斯塔•埃达•拜伦,是现代数字计算机的真正先驱。巴比奇的设计之一,分析机,具有现代计算机的许多特征。它有一个以一叠穿孔卡片的形式存在的输入流、一个储存数据的“仓库”、一个进行算术运算的“工厂”和一个产生永久纪录的打印机。巴比奇未能将这个想法付诸实践,尽管在那个时代它在技术上很可能是可行的。
2、早期的计算机
模拟计算机是在19世纪末期开始制造的。早期型号是靠转动的轴和齿轮来进行计算的。用任何其他方法都难以解答的方程,可以用这样的机器来求其近似数值。开尔文勋爵制造了一台机械潮汐预报器,这实际上就是一台专用模拟计算机。第一次和第二次世界大战期间,机械模拟计算系统以及后来的电动模拟计算系统,被用作潜艇上的鱼雷航线预测器和飞机上的轰炸瞄准具的控制器。人们还设计了另一个系统,用于预测密西西比河流域春天的洪水。
3、电子计算机
第二次世界大战期间,以伦敦北面的布莱切利公园为工作地点的一组科学家和数学家,制造了最早的全电子数字计算机之一:“巨人”。到1943年12月,这个包含了1500个真空管的“巨人”开始运转了。它被以艾伦•图灵为首的小组用于破译德国用恩尼格码加密的无线电报,他们的尝试大部分是成功的。
除此而外,在美国,约翰•阿塔纳索夫和克利福德•贝里早在1939年就在艾奥瓦州立学院制造了一台原型电子机。这台原型机和后来的研究工作都是悄悄完成的,而且后来因1945年电子数字积分计算机(ENIAC)的研制而显得相形见绌。ENIAC计算机被授予了专利。但是,数十年后,在1973年,当该机被揭露吸收了在阿塔纳索夫―贝里计算机中首次使用的原理后,这项专利被废除。
ENIAC计算机(见图1A―1)含有18,000个真空管,具有每分钟几百次的运算速度,但是最初程序是通过导线传送到处理器内的,必须由人工更改。根据美籍匈牙利数学家约翰•冯•诺伊曼的想法,后来制造的机器带有一个程序存储器。指令像数据一样存储在“存储器”中,使计算机在执行过程中摆脱了纸带阅读器的速度限制,并使问题在不给计算机重新接线的情况下得以解决。
20世纪50年代末,晶体管在计算机中的应用,标志着比真空管机器更小、更快、更通用的逻辑元件的出现。由于晶体管使用的功率小得多,寿命也长得多,仅这项发展本身就导致了被称之为第二代计算机的改良机器的产生。元件变小了,元件的间距也变小了,而且系统的制造成本也变得低得多。
4、集成电路
20世纪60年代末,集成电路得到采用,从而有可能将许多晶体管制作在一块硅衬底上,集体管之间以覆镀固定的导线相连接。集成电路导致价格、尺寸和故障率的进一步降低。20世纪70年代中期,随着大规模集成电路和后来的超大规模集成电路(微芯片)的采用,成千上万个彼此相连的晶体管被蚀刻在一块硅衬底上,于是微处理器成为现实。
那么,再回过头来看看现代计算机处理开关值的能力:20世纪70年代的计算机一般一次能够处理8个开关值。也就是说,在每个循环中,它们能处理8个二进制数字或比特的数据。8个比特为一组,称为一个字节;每个字节包含着256个开与关(或0与1)的可能模式。每个模式相当于一条指令、一条指令的一部分或者一个特定的数据类型,如一个数字、一个字符或者一个图形符号。例如,11010010这个模式可能是二进制数据——在这种情况下,代表210这个十进制数字——或者它可能是一条指令,告诉计算机将存储在其交换设备中的数据与存储在存储芯片某个位置的数据进行比较。
一次能处理16、32和64比特数据的处理器的研制,提高了计算机的速度。一台计算机能够处理的全部可识别模式——操作总清单——被称为其指令集。随着现代数字计算机的不断发展,这两个因素——能够同时处理的比特数和指令集的大小——在继续增长。
三、硬件
不论尺寸大小,现代数字计算机在概念上都是类似的。然而,根据成本与性能,它们可分为几类:个人计算机或微型计算机,一种成本相当低的机器,通常只有桌面大小(尽管“膝上型计算机”小到能够放入公文包,而“掌上型计算机”能够放入口袋);工作站,一种具有增强的图形与通信能力、从而使其对于办公室工作特别有用的微型计算机;小型计算机,一般就个人使用而言太昂贵,其性能适合于工商企业、学校或实验室;以及大型机,一种大型的昂贵机器,具有满足大规模工商企业、政府部门、科研机构或者诸如此类机构需要的能力(其中体积最大、速度最快的称为巨型计算机)。
一台数字计算机不是单一的机器。确切地说,它是由5个不同的要素组成的系统:(1)中央处理器;(2)输入设备;(3)存储设备;(4)输出设备;以及(5)被称作总线的通信网络,它将系统的所有要素连接起来并将系统与外界连接起来。
四、编程
一个程序就是一系列指令,告诉计算机硬件对数据执行什么样的操作。程序可以内嵌在硬件本身里,或以软件的形式独立存在。在一些专业或“专用”计算机中,操作指令被嵌入其电路里;常见的例子有计算器、手表、汽车发动机和微波炉中的微型计算机。另一方面,通用计算机尽管含有一些内嵌的程序(在只读存储器中)或者指令(在处理器芯片中),但依靠外部程序来执行有用的任务。计算机一旦被编程,就只能做在任何特定时间控制它的软件所允许它做的事情。广泛使用的软件包括一系列各种各样的应用程序——告诉计算机如何执行各种任务的指令。
五、未来的发展
计算机发展的一个持续不断的趋势是微小型化,亦即将更多的电路元件压缩在越来越小的芯片空间上的努力。研究人员也在设法利用超导性来提高电路的功能速度。超导性是在超低温条件下在某些材料中观察到的电阻减少现象。
计算机发展的另一个趋势是“第五代”计算机的研制工作,亦即研制可以解决复杂问题而且其解决方法或许最终会与“创造性的”这一形容名副其实的计算机,理想的目标是真正的人工智能。正在积极探索的一条道路是并行处理计算,亦即利用许多芯片来同时执行数个不同的任务。一种重要的并行处理方法是模仿神经系统结构的神经网络。另一个持续不断的趋势是计算机联网的增加。计算机联网现在使用由卫星和电缆链路构成的世界范围的数据通信系统,来将全球的计算机连在一起。此外,大量的研究工作还投入在探索“光”计算机的可能性上——这种硬件处理的不是电脉冲而是快得多的光脉冲。
:计算机硬件
一、引言
计算机硬件是计算机运行所需要的设备,由可进行物理处理的元件组成。这些元件的功能一般分为3个主要类别:输入、输出和存储。这些类别的元件与微处理器相连接,特别是与计算机的中央处理器相连接,而后者是通过被称之为线路或电路的总线来提供计算能力和对计算机进行控制的电子电路。
另一方面,软件是计算机用来处理数据的一套指令,如字处理程序或者视频游戏。这些程序通常被存储起来,并由计算机硬件调入和调出中央处理器。软件也控制着硬件如何使用;例如,如何从存储设备中检索信息。输入与输出硬件的交互作用是由基本输入输出系统(BIOS)软件控制的。
尽管微处理器在技术上仍被认为是硬件,其部分功能也与计算机软件有关系。既然微处理器同时具有硬件与软件方面的特征,它们因此经常被称作固件。
二、输入硬件
输入硬件由给计算机提供信息和指令的外部设备——亦即计算机中央处理器以外的元件——组成。光笔是具有光敏端头的输入笔,用来在计算机屏幕上直接写画,或者通过按光笔上的夹子或用光笔接触屏幕来在屏幕上选择信息。这种笔含有光传感器,能够识别屏幕上笔经过的部分。鼠标是为一只手抓握而设计的指示设备。它在底部有一个检测装置(通常是一个圆球),使用户通过在一个平面上移动鼠标能够控制屏幕上指针或光标的运动。当鼠标滑过平面的时候,光标随着在屏幕上移动。要在屏幕上选择项目或命令,用户就点击鼠标上的按钮。操纵杆是由一根杆子组成的指示设备,该杆以向多个方向移动来操纵计算机屏幕上的光标或者其他图形对象。键盘是一个像打字机的设备,它使用户得以向计算机键入文本和命令。有些键盘有特殊功能键或集成的指示设备,如轨迹球或者可以让用户通过手指的移动来移动屏幕上光标的触敏区。
光扫描仪利用光感应设备将图片或文本等形式的图像转换成计算机能够处理的电子信号。例如,一张照片能够被扫入一台计算机,然后包括在该计算机建立的文本文件中。最常见的两种扫描仪类型是平板式扫描仪和手持式扫描仪,前者类似一台办公复印机,后者用手动的方式从要处理的图像上扫过。麦克风是将声音转换成可被计算机存储、处理和回放的信号的设备。语音识别模块是将说的话转换成计算机能够识别和处理的信号的设备。
调制解调器代表调制器―解调器,是将计算机与电话线连接、允许信息传给或接自另一台计算机的设备。每台发送或接收信息的计算机都必须与调制解调器相连接。计算机发送的信息由调制解调器转换成音频信号,然后通过电话线传送到接收调制解调器上,由其将信号转换成接收计算机能够理解的信息。
三、输出硬件
输出硬件由将信息从计算机中央处理器传给计算机用户的外部设备构成。视频显示器或屏幕将计算机生成的信息转换成可视信息。显示器一般有两种形式:阴极射线管视频屏幕和液晶显示视频屏幕。基于阴极射线管的屏幕或监视器看起来就像一台电视机。从中央处理器输出的信息,使用电子束显示出来,其过程是电子束扫描荧光屏,而荧光屏则发出光并产生图像。基于液晶显示器的屏幕将可视信息显示在比基于阴极射线管的视频监视器更平、更小的屏幕上。液晶显示器常常用于膝上型计算机。
打印机将计算机输出的文本和图像打印在纸上。点阵打印机使用细小的金属丝打击色带,从而形成字符。激光打印机使用光束在磁鼓上画图像,然后由磁鼓吸起被称之为色粉的微小黑粒。色粉熔凝到纸上,形成图像。喷墨打印机将小墨滴喷射到纸上,形成字符和图像。
四、存储硬件
存储硬件为计算机检索提供信息和程序的永久性存储。两种主要的存储设备是磁盘驱动器和存储器。磁盘驱动器有几种类型:硬盘、软盘、磁光盘和光盘。硬盘驱动器将信息存储在盘中嵌入的磁性颗粒中。硬盘驱动器通常是计算机的固定部分,能存储大量的信息并对其进行快速的检索。软盘驱动器也将信息存储在磁性颗粒中,但这些颗粒是嵌入在可移动的盘中,而这些盘既可能是软的也可能是硬的。软盘比硬盘存储的信息少,检索该信息的速度也慢得多。磁光盘驱动器将信息存储在对激光和磁场都敏感的可移动盘上。它们可存储的信息通常与硬盘一样多,但检索速度稍微慢一点。由反射材料制成的光盘,其表面烧蚀出凹陷区。光驱(CD-ROM)就是将信息存储于此。存储在光盘上的信息不能擦除或用新信息改写。它们能够存储和硬盘差不多的信息量,但信息检索速度比其慢。
存储器是指存储信息供中央处理器快速检索的计算机芯片。随机访问存储器(RAM)用来存储操作计算机程序的信息和指令。通常,程序由磁盘驱动器的存储区调到随机访问存储器中。随机访问存储器也称作易失性存储器,因为当计算机的电源关闭时,计算机芯片中的信息随着丢失。只读存储器(ROM)包含必须永久可供计算机操作使用的关键信息和软件,如从开机到关机一直指挥计算机的运行的操作系统。只读存储器称之为非易失性存储器,因为当计算机的电源关闭时,存储芯片中的信息不会丢失。
有些设备有不止一种用途。例如,软盘也可用作输入设备,如果它们含有计算机用户要使用和处理的信息的话。此外,它们也可用作输出设备,如果用户想将计算结果存储在它们上面的话。
五、硬件的连接
要想运转,硬件需要物理连接,使元件之间能够交流和相互作用。总线提供了一种常见的互连系统,它由一组导线或电路组成,在计算机的内部组成部分之间协调和移动信息。计算机总线由两条通道组成:一条由中央处理器用来给数据定位,叫做地址总线;另一条用来将该数据送往那个地址,叫做数据总线。总线可用两个特征来描述:一次可处理的信息量,称为总线宽度,和传送这些数据的速度。
串行连接是一根或一组导线,用于将信息从中央处理器传送到外部设备,如鼠标、键盘、调制解调器、扫描仪和一些类型的打印机。这种连接一次只能传送一段数据,因此很慢。使用串行连接的好处在于它能提供远距离的有效连接。
并行连接使用多组导线来同时传送数个信息块。大多数扫描仪和打印机使用这种连接方式。并行连接比串行连接快得多,但是它在中央处理器和外部设备之间的传输距离仅限于不到3米(10英尺)。
:操作系统
一、引言
在计算机科学中,操作系统(OS)是控制计算机的基本软件。它具有3个主要功能:协调与操作计算机硬件,如计算机存储器、打印机、磁盘、键盘、鼠标和监视器;在各种存储介质上编排文件,如软盘、硬盘、光盘和磁带;以及处理硬件错误和数据丢失。
二、操作系统是怎样工作的
操作系统控制不同的计算机进程,如运行一个电子表格程序或访问计算机存储器里的信息。一个重要的进程是解释使用户得以与计算机进行通信的命令。有些命令解释器是面向文本的,要求将命令键入。另一些命令解释器是面向图形的,允许用户通过指向并点击图标,即屏幕上代表具体命令的图片,来进行通信。初学者一般觉得面向图形的解释器使用起来容易一些,但是许多有经验的计算机用户更喜欢使用面向文本的命令解释器,因为它们的功能更强大一些。
操作系统或者是单一任务处理的,或者是多任务处理的。早期的单一任务处理操作系统每次仅能运行一个进程。例如,当计算机打印文件时,在打印结束之前,计算机不能开始另一个进程或响应新的命令。
所有现代操作系统都是多任务处理的,可以同时运行数个进程。在大多数计算机中,只有一个中央处理器(CPU)(计算机的计算与控制单元),因此多任务处理操作系统造成一种假象,即数个进程同时在中央处理器上运行。用来造成这种假象的最常见办法是时间片多任务处理,依靠这种方法每个进程都单独运行固定的一段时间。如果进程在分配的时间内没有完成,它即被暂停,而另一个进程开始运行。进程之间的这种切换被称为上下文转换。操作系统进行“簿记”,保存被暂停进程的状态。它还有一种确定下一步运行哪个进程的机制,称之为调度程序。调度程序快速运行短进程,以尽可能缩短可察觉的延迟。由于用户对时间的感觉要比计算机的处理速度慢得多,因此多个进程看似在同时运行。
操作系统可以使用虚拟内存,以运行所需主存空间大于实际可用主存空间的进程。使用这种技术,硬盘驱动器上的空间被用来模拟所需的额外内存。然而,访问硬盘驱动器比访问主存耗时多,因此计算机运行起来很慢。
三、当前的操作系统
个人计算机常用的操作系统有UNIX、Macintosh OS、MS-DOS、OS/2以及Windows。
1、UNIX
在计算机科学中,UNIX是一种多用户、多任务处理操作系统,最初由肯•汤普森和丹尼斯•里奇于1969年在美国电话电报公司的贝尔实验室里开发,用于小型计算机。UNIX以各种形式和实现方式存在;这其中包括加利福尼亚大学伯克利分校开发的版本(称为“伯克利软件发行中心版本”)和美国电话电报公司发行的版本——其最新版本是“美国电话电报公司系统V”。UNIX被认为是一种功能强大的操作系统。因为是用C语言编写的,它比其他操作系统更具有可移植性——受机器限制比较少。UNIX还有几个相关的系统形式,包括:AIX,由IBM公司改写的UNIX版本(在基于精简指令集计算机的工作站上运行);A/UX(用于苹果计算机公司的麦金托什个人计算机上的图形版本);以及Mach(一种重写的但基本上与UNIX兼容的操作系统,用于NeXT计算机)。
UNIX的流行,在很大程度上是由于被称作因特网的计算机互联网络的发展,因为因特网使用的软件最初是为运行UNIX的计算机设计的。UNIX的变种包括SunOS(由太阳微系统股份有限公司发布)、Xenix(由微软公司发布)和Linux。UNIX及其克隆产品支持多任务处理和多个用户。其文件系统提供了一种编排磁盘文件的简便方法,并允许用户保护其文件而防范其他用户。然而,UNIX中的命令不很直观,要掌握这个系统比较困难。
2、MS-DOS
MS-DOS是“微软磁盘操作系统”的首字母缩拚词。在计算机科学中,MS-DOS同其他操作系统一样,管理下面一类的操作:磁盘输入与输出、视频支持、键盘控制以及与程序执行和文件维护有关的许多内部功能。MS-DOS是带有命令行界面的单个任务处理、单用户操作系统。
3、OS/2
OS/2,或称“第二代操作系统”,是20世纪80年代中期由IBM公司和微软公司为个人计算机开发的一种操作系统。1987年末,OS/2推出时,最常见的个人计算机是运行MS-DOS的IBM兼容机和由苹果计算机公司生产、运行其麦金托什个人计算机操作系统(Mac OS)的计算机。麦金托什个人计算机操作系统包含多任务处理功能,一个使计算机能够同时运行数个应用程序的特征。在一个计算机网络中,多任务处理允许不同计算机上的数个用户同时访问同一个应用程序或数据集。OS/2是为IBM兼容个人计算机设计、允许多任务处理的第一个操作系统。
OS/2的第一个版本,1.0版本,是面向文本的,没有允许用户通过使用计算机鼠标等指向与点击输入设备来输入命令的图形用户界面(GUI)。一年后,IBM和微软发布了OS/2的1.1版本,它包括一个称为表示管理程序的图形用户界面。表示管理程序界面包含图标,亦即屏幕上用户可以用鼠标点击来输入指令的图片或文字。OS/2的1.1版本也允许用户打开多个窗口(窗口是屏幕上的一个部分,每个窗口包含一个不同的文件或程序),并包括用户可以用鼠标点击来进行选择的下拉式命令清单。
1991年,在微软发布了Windows软件——在MS-DOS上运行的多任务处理环境——之后,IBM和微软结束了它们在OS/2上的合作。1992年,IBM发布了OS/2的2.0版本。该版本运行微软的Windows程序,并可以执行DOS操作下的多任务处理。它也包含面向对象的编程环境,允许软件设计者使用高级的面向对象编程语言编程。
OS/2后来的版本增强了性能和多媒体能力。1994年,IBM宣布,自OS/2推出后已售出5百多万份。同一年,IBM推出OS/2的一个新版本,称为OS/2 Warp。其特色为:改善的性能、增强的多媒体能力、一系列的集成应用程序和方便的因特网接入。IBM公司继续对OS/2 Wrap进行升级和扩充。
4、Windows
在计算机科学中,Windows是由微软公司出售的一种个人计算机操作系统,它允许用户通过指示和点击设备,譬如鼠标,来代替键盘输入命令。Windows操作系统为用户提供了一个图形用户界面,允许用户操作计算机屏幕上称之为图标的图片来发出命令。Windows是世界上使用最广泛的操作系统。它是微软的磁盘操作系统(MS-DOS)的扩充和替代品。
Windows图形用户界面旨在为用户提供一个自然或直观的工作环境。使用Windows,用户可以用鼠标在计算机屏幕上移动光标。通过将光标指向图标并点击鼠标上的按钮,用户可以给计算机发出命令,让其执行一个动作,如启动一个程序、访问一个数据文件或复制一个数据文件。其他命令可以通过下拉或点击式菜单项来访问。计算机将用户正在工作的活动区域显示为计算机屏幕上的窗口。当前正在使用的活动窗口可以与先前使用的、仍然在屏幕上打开着的其他活动窗口重叠。这种类型的图形用户界面被说成是包含了WIMP特征:窗口、图标、菜单和指点设备(如鼠标)。
施乐公司帕洛阿尔托研究中心的计算机科学家,在20世纪70年代初创造了图形用户界面这个概念,但是这个创新没有马上取得商业上的成功。1983年,苹果计算机公司在其Lisa计算机上采用了一种用户图形界面。这种用户图形界面在其1984年推出的麦金托什个人计算机中得到升级和改善。
微软于1983年开始开发用户图形界面,作为其MS-DOS操作系统的扩展。微软的Windows 1.0版本在1985年首次出现。在这个版本中,窗口是平铺式的,也就是互相挨着,而不是重叠显示。1987年推出的Windows 2.0版本,在设计上类似于IBM的OS/2表示管理程序——另一种用户图形界面操作系统。Windows 2.0版本具有重叠窗口的特征。1990年推出的功能更加强大的Windows 3.0版本和后来的3.1与3.11版本,迅速使Windows成为个人计算机操作系统的市场领头商品,其部分原因在于它被预先捆绑在新的个人计算机上。它还成为受欢迎的软件开发平台。
1993年,微软推出了Windows NT(新技术)。Windows NT操作系统提供32位的多任务处理,使计算机具有了高速地同时或并行运行数个程序的能力。这种操作系统与IBM的OS/2展开竞争,争做许多企业的密集型高端联网运算环境的平台。
1995年,微软发布了用于个人计算机的一个Windows新版本,称作Windows 95。Windows 95与以前的版本相比,用户图形界面造型更加优美,也更加简单。它提供了32位进程处理、高效的多任务处理、网络连接和因特网接入。
几乎没有计算机用户直接运行MS-DOS或OS/2。他们更愿意选择UNIX的各种版本或者带有图形界面的窗口型系统,如Windows 98或Macintosh OS,因为它们使计算机技术更容易利用。然而,与面向命令的操作系统相比,图形系统一般具有需要更多硬件的缺点,如速度更快的中央处理器、更多的内存和更高质量的监视器。
五、未来的技术
操作系统在不断地演进。最近开发的一种称之为分布式操作系统的操作系统类型,是为共享硬盘驱动器等资源的一批连接在一起、但相互独立的计算机设计的。在分布式操作系统中,一个进程可以在网络中的任何一台计算机(可能是一台空闲的计算机)上运行,以加快该进程的执行。操作系统的所有基本功能——如维护文件系统、确保合理的行为以及在发生部分故障的情况下恢复数据——在分布式系统中变得比较复杂。
用语音或手写的方法代替键盘输入的研究工作也在进行中。目前,这些类型的输入还不很准确,因为人们在词的发音和书写上有很大的不同,使计算机难以识别不同用户的相同输入。然而,这个领域取得的发展已经带来了能够识别由各种不同的人所说的少数单词的系统。另外,经过训练能够识别一个人的手迹的软件也已经开发出来。
:编程语言
一、引言
在计算机科学中,编程语言是用来编写可被计算机运行的一系列指令(计算机程序)的人工语言。与英语等自然语言相类似,编程语言具有词汇、语法和句法。然而,自然语言不适合计算机编程,因为它们能引起歧义,也就是说它们的词汇和语法结构可以用多种方式进行解释。用于计算编程的语言必须具有简单的逻辑结构,而且它们的语法、拼写和标点符号的规则必须精确。
编程语言在复杂性和通用程度上大相径庭。有些编程语言是为了处理特定类型的计算问题或为了用于特定型号的计算机系统而编写的。例如,FORTRAN和COBOL等编程语言是为解决某些普遍的编程问题类型而编写的——FORTRAN为了科学领域的应用,而COBOL为了商业领域的应用。尽管这些语言旨在处理特定类型的计算机问题,但是它们具有很高的可移植性,也就是说它们可以用来为多种类型的计算机编程。其他的语言,譬如机器语言,是为一种特定型号的计算机系统,甚至是一台特定的计算机,在某些研究领域使用而编写的。最常用的编程语言具有很高的可移植性,可以用于有效地解决不同类型的计算问题。像C、PASCAL和BASIC这样的语言就属于这一范畴。
二、语言类型
编程语言可划分为低级语言和高级语言。低级编程语言或机器语言,是编程语言中最基础的类型,能被计算机直接理解。机器语言的区别取决于制造商和计算机的型号。高级语言是在计算机能够理解和处理之前必须首先翻译成机器语言的编程语言。C、C++、PASCAL和FORTRAN都是高级语言的例子。汇编语言是中级语言,非常接近于机器语言,没有其他高级语言所表现出的语言复杂程度,但仍然得翻译成机器语言。
1、机器语言
在机器语言中,指令被写成计算机能够直接理解的被称之为比特的1和0的序列。机器语言中的一条指令通常告诉计算机4件事情:(1)到计算机主存储器(随机访问存储器)的哪个位置去找一或两个数字或者简单的数据段;(2)要执行的一个简单操作,例如将两个数字加起来;(3)将这个简单操作的结果存放在主存储器的什么位置;以及(4)到哪里找要执行的下一条指令。虽然所有的可执行程序最终都是以机器语言的形式被计算机读取,但是它们并非都是用机器语言编写的。直接用机器语言编程极端困难,因为指令是1和0的序列。机器语言中的一条典型的指令可能是10010 1100 1011,意思是将存储寄存器A的内容加到存储寄存器B的内容中。
2、高级语言
高级语言是利用人类语言中的词和句法的一套相对复杂的语句。它们比汇编语言和机器语言更类似于正常的人类语言,因此用来编写复杂的程序更容易。这些编程语言允许更快地开发更庞大和更复杂的程序。然而,在计算机能够理解之前,高级语言必须被称之为编译器的另外一种程序翻译成机器语言。因为这个原因,与用汇编语言编写的程序比较起来,用高级语言编写的程序可能运行的时间更长,占用的内存更多。
3、汇编语言
计算机编程人员使用汇编语言使机器语言程序编写起来更简单一些。在汇编语言中,每条语句大致对应一条机器语言指令。汇编语言的语句是借助易于记忆的命令编写的。在典型的汇编语言的语句中,把存储寄存器A的内容加到存储寄存器B的内容中这一命令,可以写成ADD B, A。汇编语言与机器语言具有某些共同特征。例如,对特定的比特进行操作,用汇编语言和机器语言都是可行的。当尽量减少程序的运行时间很重要时,程序员就使用汇编语言,因为从汇编语言到机器语言的翻译相对简单。当计算机的某个部分必须被直接控制时,如监视器上的单个点或者流向打印机的单个字符,这时也使用汇编语言。
三、高级语言的分类
高级语言通常分为面向过程的、函数式的、面向对象的或逻辑的语言。当今最常见的高级语言是面向过程的语言。在这种语言中,执行某个完整功能的一个或多个相关的语句块组成一个程序模块或过程,而且被给予诸如“过程A”的名称。如果在程序的其他地方需要同样的操作序列,可以使用一个简单的语句调回这个过程。实质上,一个过程就是一个小型程序。一个大程序可以通过将执行不同任务的过程组合在一起而构成。过程语言使程序变得比较短,而且更易于被计算机读取,但是要求程序员将每个过程都设计得足够通用,能用于不同的情况。
函数式语言像对待数学函数一样对待过程,并允许像处理程序中的任何其他数据一样处理它们。这就使程序构造在更高、更严密的水平上得以实现。函数式语言也允许变量——在程序运行过程中可以被用户指定和更改的数据符号——只被赋值一次。这样,通过减少对语句执行的确切顺序给予关注的必要性,就简化了编程,因为一个变量没有必要每次在一个程序语句中用到,都重新定义或重新赋值。函数式语言的许多观点已经成为许多现代过程语言的关键部分。
面向对象的语言是函数式语言的发展结果。在面向对象的语言中,用来编写程序的代码和程序处理的数据,组合成叫做对象的单元。对象进一步组合成类,而类则定义对象必须具有的属性。类的一个简单例子就是书这个类。这个类中的对象可能是小说和短篇小说。对象还有某些与其相关的功能,称为方法。计算机通过使用对象的某种方法来使用这个对象。方法对对象中的数据执行某个操作,然后将值返回给计算机。对象的类也可更进一步组合成层,而在层中一个类的对象可继承另一个类的方法。面向对象的语言中所提供的这种结构,使面向对象的语言对于复杂的编程任务非常有用。
逻辑语言将逻辑用作其数学基础。一个逻辑程序由一系列的事实与“如果……则”规则组成,来具体说明一系列事实如何可以从其他实事中推断出来,例如:
如果X语句为真,则Y语句为假。
在这样一个程序的执行过程中,一条输入语句可以按照逻辑从程序中的其他语句推断出来。许多人工智能程序使用这种语言编写。
四、语言的结构与成分
编程语言使用特定类型的语句或指令,来给程序提供功能结构。程序中的一条语句是表达一个简单意思的基本句子,其目的是给计算机一条基本指令。语句对允许的数据类型、数据如何处理以及过程和函数的工作方式进行定义。程序员利用语句来操作编程语言的常见成分,如变量和宏(程序中的小型程序)。
数据声明语句给予称为变量的程序元素以名称和属性。变量在程序中可以赋予不同的值。变量可以具有的属性被称作类型,它们包括:变量中可能存储什么样的值,值中使用何种程度的数值精度,以及一个变量可以如何以有组织结构的方式——如以表或数组的形式——代表一组比较简单的值等等。在许多编程语言中,一种关键的数据类型是指示字。指示字变量本身没有值;相反,它们含有计算机可以用来查找某个其他变量的信息——也就是说,它们指向另一个变量。
表达式是语句的一段,描述要对一些程序变量执行的一系列运算,如X+Y/Z,其中X、Y和Z为变量,运算方法为加和除。赋值语句给一个变量赋予得自某个表达式的值,而条件语句则指定要被测试、然后用于选择接下来应该执行的其他语句的表达式。
过程与函数语句将某些代码块定义为以后可在程序中返回的进程或函数。这些语句也规定程序员可以选择的变量与参数种类,以及当一个表达式使用过程或函数时代码将返回的值的类型。许多编程语言也容许叫做宏的小型翻译程序。宏把使用程序员定义的语言结构编写的代码段翻译成编程语言可以理解的语句。
五、历史
编程语言几乎可以追溯到20世纪40年代数字计算机发明之时。最早的汇编语言,随着商业计算机的推出,出现于20世纪50年代末。最早的过程语言是在20世纪50年代末到20世纪60年代初开发的:FORTRAN语言由约翰•巴克斯创造,然后由格雷斯•霍珀创造了COBOL语言。第一种函数式语言是LISP,由约翰•麦卡锡于20世纪50年代末编写。这3种语言今天仍在广泛使用,但经历过大量修改。
20世纪60年代末,出现了最早的面向对象的语言,如SIMULA语言。逻辑语言在20世纪70年代中期随着PROLOG语言的推出而变得广为人知;PROLOG语言是一种用于编写人工智能软件的语言。在20世纪70年代,过程语言继续发展,出现了ALGOL、BASIC、PASCAL、C和Ada等语言。SMALLTALK语言是一种具有高度影响力的面向对象的语言,它导致了面向对象的语言与过程语言在C++和更近期的JAVA语言中的结合。尽管纯粹的逻辑语言受欢迎的程度有所下降,但其变体以现代数据库所使用的关系语言——如结构化查询语言——的形式,变得至关重要。
:计算机程序
一、引言
计算机程序是指导计算机执行某个功能或功能组合的一套指令。要使指令得到执行,计算机必须执行程序,也就是说,计算机要读取程序,然后按准确的顺序实施程序中编码的步骤,直至程序结束。一个程序可多次执行,而且每次用户输给计算机的选项和数据不同,就有可能得到不同的结果。
程序可分为两大类:应用程序和操作系统。应用程序直接为用户执行某项功能,如字处理或玩游戏。操作系统管理计算机和与之相连的各种资源和设备,如随机访问存储器、硬盘驱动器、监视器、键盘、打印机和调制解调器,以便使其他程序可以使用它们。操作系统的例子包括:DOS、Windows 95、OS/2和UNIX。
二、程序开发
软件设计者通过特殊的应用程序来开发新程序,这些应用程序常被称作实用程序或开发程序。程序员使用称作文本编辑器的另一种程序,来以称作编程语言的特殊标记编写新程序。使用文本编辑器,程序员创建一个文本文件,这个文本文件是一个有序指令表,也称为程序源文件。构成程序源文件的单个指令被称为源代码。在这个时候,一种特殊的应用程序将源代码翻译成机器语言或目标代码——操作系统将认作真程序并能够执行的一种格式。
将源代码翻译成目标代码的应用程序有3种:编译器、解释器和汇编程序。这3种应用程序在不同类型的编程语言上执行不同的操作,但是它们都起到将编程语言翻译成机器语言的相同目的。
编译器将使用FORTRAN、C和Pascal等高级编程语言编写的文本文件一次性从源代码翻译成目标代码。这不同于BASIC等解释执行的语言所采取的方式,在解释执行的语言中程序是随着每条指令的执行而逐个语句地翻译成目标代码的。解释执行的语言的优点是,它们可以立即开始执行程序,而不需要等到所有的源代码都得到编译。对程序的更改也可以相当快地作出,而无需等到重新编译整个程序。解释执行的语言的缺点是,它们执行起来慢,因为每次运行程序,都必须对整个程序一次一条指令地翻译。另一方面,编译执行的语言只编译一次,因此计算机执行起来要比解释执行的语言快得多。由于这个原因,编译执行的语言更常使用,而且在专业和科学领域几乎总是得到采用。
另一种翻译器是汇编程序,它被用于以汇编语言编写的程序或程序组成部分。汇编语言也是一种编程语言,但它比其他类型的高级语言更接近于机器语言。在汇编语言中,一条语句通常可以翻译成机器语言的一条指令。今天,汇编语言很少用来编写整个程序,而是最经常地采用于程序员需要直接控制计算机某个方面功能的场合。
程序经常被编写作一套较小的程序段,每段代表整个应用程序的某个方面。各段独立编译之后,一种被称为连接程序的程序将所有编译好的程序段组合成一个可以执行的完整程序。
程序很少有第一次能够正确运行的,所以一种被称为调试程序的程序常被用来帮助查找被称为程序错误的问题。调试程序通常在运行的程序中检测到一个事件,并向程序员指出事件在程序代码中的起源。
最近出现的编程系统,如Java,采取多种方法相结合的方式创建和执行程序。编译器取来Java源程序,并将其翻译成中间形式。这样的中间程序随后通过因特网传送给计算机,而这些计算机里的解释程序接下来将中间程序作为应用程序来执行。
三、程序元素
大多数程序只是由少数几种步骤构成,这些步骤在整个程序中在不同的上下文和以不同的组合方式多次重复。最常见的步骤执行某种计算,然后按照程序员指定的顺序,进入程序的下一个步骤。
程序经常需要多次重复不长的一系列步骤,例如,浏览游戏得分表,从中找出最高得分。这种重复的代码序列称为循环。
计算机所具有的使其如此有用的能力之一,就是它们能够作出条件判定,并根据正在处理的数据的值执行不同的指令。if-then-else(如果-则-否则)语句通过测试某个数据段,然后根据结果从两个指令序列中选出一个,来执行这个功能。这些选择对象中的指令之一可能是一个goto语句,用以指引计算机从程序的另一个部分选择下一条指令。例如,一个程序可能比较两个数,并依据比较的结果而分支到程序的另一个部分:
If x is greater than y
then
goto instruction #10
else continue
程序经常不止一次地使用特定的一系列步骤。这样的一系列步骤可以组合成一个子例程,而子例程根据需要可在主程序的不同部分进行调用或访问。每次调用一个子例程,计算机都会记住它自己在该调用发生时处在程序的那个位置,以便在运行完该子例程后还能够回到那里。在每次调用之前,程序可以指定子例程使用不同的数据,从而做到一个通用性很强的代码段只编写一次,而被以多种方式使用。
大多数程序使用几种不同的子例程。其中最常用的是函数、过程、库程序、系统程序以及设备驱动程序。函数是一种短子例程,用来计算某个值,如角的计算,而该值计算机仅用一条基本指令无法计算。过程执行的是复杂一些的功能,如给一组名称排序。库程序是为许多不同的程序使用而编写的子例程。系统程序和库程序相似,但实际上用于操作系统。它们为应用程序提供某种服务,如打印一行文字。设备驱动程序是一种系统程序,它们加到操作系统中,以使计算机能够与扫描仪、调制解调器或打印机等新设备进行通信。设备驱动程序常常具有可以直接作为应用程序执行的特征。这样就使用户得以直接控制该设备。这一点很有用,例如,在彩色打印机更换墨盒后,需要重新调整以达到最佳打印质量的情况下。
四、程序功能
现代计算机通常将程序存储在计算机可以随机访问的某种形式的磁性存储介质上,如固定放在计算机中的硬盘或者便携式的软盘。这些磁盘上被称为目录的额外信息,指明盘上各种程序的名称、它们写入盘中的时间以及它们在磁盘介质上的开始位置。当用户命令计算机执行一个特定应用程序时,操作系统就浏览这些目录,找到程序,并将一个副本读入随机存储器。操作系统然后命令中央处理器在程序的起始位置开始执行指令。程序起始位置的指令为计算机处理信息作好准备,其方法是在随机存储器中找到闲置内存位置来容纳工作数据,从盘中取回用户指出的标准方式选项和默认值的副本,并在监视器上绘制初始显示。
应用程序通过调用系统程序而对用户输入的任何信息都要求一个副本。操作系统将如此输入的任何数据转换成标准的内部形式。应用程序然后使用该信息决定下一步干什么——例如,执行某项期望的处理功能——如重新定义一页文本的格式,或者从盘上的另一个文件获取某些额外信息。两种情况无论是哪一种,都要调用其他系统程序,以事实上完成结果的显示或对盘上文件的访问。
运行结束或接到退出的提示时,应用程序进行进一步的系统调用,以确保所有需要保存的数据已写回磁盘。然后,应用程序向操作系统进行最后一次系统调用,指明它已运行结束。操作系统接下来释放随机存储器和该应用程序使用的任何设备,并等待用户的命令,以开始运行另一个程序。
五、历史
人们用程序的形式存储一系列指令已经有几个世纪了。18世纪的音乐盒和19世纪末与20世纪初的自动钢琴,就可以播放音乐程序。这些程序以一系列金属针或纸孔的形式存储,每一行(针或孔)表示何时演奏一个音符,而针或孔则表明此时演奏什么音符。19世纪初,随着法国发明家约瑟夫―玛丽•雅卡尔的由穿孔卡片控制的织机的发明,对物理设备更精巧的控制变得常见了。在编织特定图案的过程中,织机的各个部分得进行机械定位。为了使这个过程自动化,雅卡尔使用一张纸质卡片代表织机的一个定位,用卡片上的孔来指示该执行织机的哪个操作。整条花毯的编织可被编码到一叠这样的卡片上,同样的一叠卡片每次使用都会编出相同的花毯图案。在开发和使用的程序中,有的由24,000多张卡片构成。
世界上第一台可编程的机器是由英国数学家和发明家查尔斯•巴比奇设计的,但从未完全制造成。这台叫做分析机的机器,使用和雅卡尔的织机类似的穿孔卡片来选择每个步骤应执行的具体算术运算。插入不同的卡片组,就会改变机器执行的运算。这种机器几乎能在现代计算机中找到所有的对应物,但它是机械化的,而非电气化的。分析机的制造从未完成,因为制造它所需要的技术当时不存在。
供分析机使用的最早卡片组程序是由诗人拜伦勋爵的女儿、英国数学家奥古斯塔••埃达•拜伦开发的。由于这个原因,她被确认为世界上第一位程序员。
现代的内部存储计算机程序的概念是由美籍匈牙利数学家约翰••冯•诺伊曼于1945年首先提出来的。冯•诺伊曼的想法是使用计算机的存储器来既存储数据又存储程序。这样,程序可被视作数据,可像数据一样被其他程序处理。这一想法极大地简化了计算机中的程序存储与执行的任务
六、未来
由于计算机使用的增加,自20世纪50年代以来,计算机科学领域发展迅猛。作为对用户需求和技术发展的反应,计算机程序在这一时期经历了许多变化。计算领域的新思想,如并行计算、分布式计算和人工智能,从根本上改变了一度决定程序形式与功能的传统概念。
工作在并行计算——其中多个中央处理器合作同时处理同一个问题——领域中的科学家,推出了许多新的程序模型。在并行计算中,一个问题的组成部分由不同的处理器同时处理,这样就加快了问题的解决速度。由于并行处理计算机的极端复杂性以及使其尽可能有效地运行所包含的困难,为这种系统设计程序的科学家和工程师面临着许多挑战。被称为分布式计算的另一种并行计算,使用许多互相连接的计算机的中央处理器来解决问题。用来在分布式计算应用环境中处理信息的计算机,常常通过因特网互相连接。因特网的应用正在成为分布式计算的一种特别有用的形式,尤其是在使用Java等编程语言的情况下。在这种应用中,用户登录到一个站点,并下载一个Java程序到其计算机上。该Java程序运行时,就与其主站点上的其他程序进行通信,也可以与不同计算机或站点上运行的其他程序进行通信。
人工智能(AI)的研究,已经导致几种其他的新程序设计风格的产生。例如,逻辑程序不是由供计算机盲目执行的单个指令构成,而是由成套的规则组成:如果x发生,则执行y。一种被称为推理机的特殊程序,在向其提出一个新问题时,就使用这些规则来“推理”出一个结果。逻辑程序的用途包括对复杂系统的自动监控和证明数学定律。
一种全然不同的计算方法称为神经网络,在这种计算中没有传统意义上的程序。神经网络是一组旨在模拟大脑的具有高度互连性的简单处理单元。神经网络不是像传统计算机那样通过程序来指导信息处理,而是依靠其处理单元的连接方式来处理信息。给神经网络编程的实现方法是,给其提供输入与输出数据的已知模式,并调整处理单元之间各种互连的相对重要性,直到完成所期望的模式匹配。神经网络通常是在传统计算机上模拟,但是不同于传统的计算机程序,神经网络具有经验学习的能力。
:分布式计算机系统
一、引言
分布式计算领域在过去10年间经历了急剧的发展。随着用于大规模计算的分布式计算系统的使用的增长,提高其可靠性的需要也在增长。然而,多方式分布式系统中的单个处理节点的故障概率并非可略而不计。因此,有必要开发有关的机制,在其中一个节点发生故障的情况下——无论是瞬态硬件故障(总线差错或分段错误)还是永久性故障(断电或通信网络故障)所致,可以防止在分布式处理节点上执行的计算归于无用。
通信技术的进步和在不同工作地点环境中采用的各种工作方式,自然导致信息处理的更大分布。起初,大多数分布式系统是同构的,但是现在许多分布式环境是异构的。因此,分布式系统的设计必须着眼于异构型环境,而将同构系统视作异构世界中的特例。分布式系统设计中的关键问题包括特定的功能应放在信息基础结构的何处。
二、什么是分布式系统?
分布式系统是独立计算机的集合体,而这些计算机在系统用户看来像是一台计算机。几乎所有的大型软件系统势必是分布式的。例如,企业范围的商业系统必须支持多个用户在不同的地点运行公用应用程序。
一个分布式系统包含各种各样的应用程序、它们的基本支持软件、它们借以运行的硬件以及连接分布式硬件的通信链路。最大、最为人熟识的分布式系统是构成万维网的那一整套计算机、软件和服务。万维网遍布各地,与大多数其他现有分布式系统共存或连接。最常见的分布式系统是联网的客户/服务器系统。分布式系统都具有以下描述的一般特性。
1、资源共享
将一组计算机连接成分布式系统的最常见原因,是允许其分享物理资源和计算资源(例如,打印机、文件、数据库、邮件服务、股票行情和合作应用程序等)。支持资源共享的分布式系统组件发挥类似于操作系统的作用,且与其越来越难以区分。
2、多节点
分布式系统的软件在节点或多台独立的计算机(不仅仅是同一台计算机上的多个处理器,因为这属于并行计算的领域)上执行。这些节点可以是个人计算机、高性能工作站、文件服务器、大型机和巨型计算机。每个节点所扮演的角色可以是向其他节点要求服务的客户;可以是向其他节点提供计算或资源服务的服务器;也可以是兼备两者功能的对等体。一个分布式系统可以小至两个节点,假如存在软件连通性。这种安排如图6A-1所示。
3、并行性
分布式系统中的每个节点既独立工作,又与所有其他节点并行工作。每个节点多于一个进程(执行程序),每个进程多于一个线程(并行执行任务),可在系统中充当组件。大多数组件具有反应性,对来自用户的命令和来自其他组件的消息不断地进行响应。像操作系统一样,分布式系统旨在避免终止,因此应始终保持至少部分可用的状态。
4、异构性
系统中包含的节点可以由不同的计算与通信硬件组成。组成系统的软件可以包括不同的编程语言和开发工具。有些异构性问题可以通过使用共同的消息格式或者在不同平台(如个人计算机、服务器和大型机)上易于执行的低级协议来解决。其他的可能要求构建将一套格式或协议转变为另一套的网桥。更彻底的系统集成可以通过这样的方式达到,即要求所有的节点支持对独立于平台的程序指令进行处理的共同虚拟机。使用Java编程语言的系统就采用这种方式。
5、多种协议
大多数分布式消息传送与在顺序程序范围内使用的调用种类(如过程调用)有相当大的区别。分布式通信的最基本形式是异步的。与邮政系统中邮寄的信件类似,发送者发送消息而不指望其接收者收到或答复。这种基本的分布式消息抵达接收者通常要比本地调用花的时间长得多。它们有时以不同于发送的顺序到达接收者,而且可能根本就不能到达接收者。为了避免这种情况,必须构建更复杂的协议。这些协议可能包括:
● 过程消息接发,在这种消息接发中发送者等待完整的答复;
● 半同步消息接发,在这种消息接发中发送者在继续之前等待收到消息的确认;
● 事务处理协议,在这种协议中一个给定的会话期或事务处理内的所有消息要么全部被处理,要么全部不被处理;
● 回叫协议,在这种协议中接收者过后给发送者发回不同的消息;
● 超时协议,在这种协议中发送者在继续之前仅在一定的时间段内等待回应;
● 多址通信协议,在这种协议中发送者同时给一组其他的节点发送消息。
这些以及其他的协议常常被扩充和专门化,以提高可靠性、安全性和效率。
6、容错
在单独一台计算机上运行的程序,其可靠性充其量仅与该计算机的可靠性相等。而另一方面,大多数分布式系统需要至少保持部分可用和发挥作用的状态,即使其节点、应用程序或通信链路有些出故障或不正常情况。除彻底出故障外,应用程序可能因为带宽不足、网络争用、软件开销或其他系统限制而出现服务质量难以接受地低的情况。因此,在分布式系统的构建中,容错的需求提出了一些最为重要且困难的挑战。
7、安全性
只有特许用户可访问敏感数据或执行关键操作。分布式系统的安全性本质上是个多层次问题:从每个节点的常驻硬件与操作系统所提供的基本安全保证;到信息加密与验证协议;到为隐私、内容适宜性和个人责任等问题提供支持的机制。
解决可靠性问题的技术,包括使用数字证书和阻止组件编码执行修改磁盘文件等可能具有危险性的操作。
8、消息传送
不同计算机上的软件通过建立于若干联网协议(如TCP/IP)基础上的结构化消息传送规程来进行通信。而这些协议则可以在若干连接技术(如以太网和调制解调器)之任一种的基础上运行。大多数分布式系统的节点是完全相连的——任一节点可给任一其他节点发送消息。消息传递由基本的路由算法和相关的联网支持来完成。
消息包括命令、服务请求、事件通知、多媒体数据、文件内容,甚至完整的程序。应注意的是,大多数多处理器通过共享存储器而不是消息传送来进行通信,因此不是分布式的。
9、开放性
大多数顺序程序被认为是封闭的,因为在执行开始后它们的配置一直保持不变。在一定程度上,大多数分布式系统是开放的,因为在系统运行期间,可以添加或改变节点、组件和应用程序。这就提供了容纳扩展所必需的可扩展性,以及随着系统所驻留的环境的变化而变化并应对之的能力。
开放性要求每个组件遵守一组最起码的策略、惯例和协议,以确保更新或添加的组件之间具有互操作性。以往,最成功的开放式系统是那些提出最低限度要求的系统。例如,超文本传输协议的简易性就是万维网成功的一个主要原因。
国际标准化组织和美国国家标准协会等标准组织,与对象管理组等工业财团一起,制定了构成许多互操作性保障之基础的基本格式和协议标准。另外,单个分布式系统还依赖于和环境细节或域相关的策略和机制。
10、隔离
每个组件在逻辑上或物理上是独立存在的,仅通过结构化信息协议来与其他组件进行通信。另外,出于功能、性能或安全的考虑,一组组的组件也可能被分开。例如,尽管一个公司用分布式系统的连通性可能延伸到整个因特网,但其基本功能可能(常常通过防火墙)限定于只在防火墙之内运行的局域网。这样,它与系统的其他部分进行通信,要通过限定的安全协议。
11、持久性
至少有些数据与程序保留在持久性介质上,其持久性大于特定应用程序的执行时间。可在文件系统、数据库系统或编程语言的运行时支持机制等层次上作出持久性安排。
12、分散控制
单独的计算机无需对整个系统的配置、管理或策略控制担负责任。分布式系统反而是通过自主主体协议连接的域,而这些自主主体为提供聚合功能要达成足够的共同策略。分散化在有些方面是可取的,如为容错而预先采取的措施。分散化在另一些方面则是必不可少的,因为集中控制不能适应当代系统所支持的节点与连接数量。然而,对系统范围的策略实施管理的工具则可能限于特定用户使用。
三、优点和缺点
1、分布式系统的优点
分布式系统具有很多内在的优点,尤其是与集中式系统相比较而言。而且,有些应用程序本质上就是分布式的。一般来说,分布式系统:
● 产生较高的性能;
● 提供较高的可靠性;
● 允许递增的发展。分布式计算比单个中央处理器提供的返回率高;
● 构建由大量的用高速网络连接起来的中央处理器组成的系统,既可行又易行;
● 满足了共享分散在这些中央处理器上的数据的需要;
● 提供了共享昂贵的外围设备的方法;
● 允许一个用户在许多不同的机器上运行程序。
2、分布式系统的缺点
分布式系统尽管具有许多优点,但的确也存在一些缺点。其中有:
● 需要新的操作系统为其提供支持;
● 依靠网络通信;
● 需要提高安全性;
● 不能给操作系统提供好的分类;
● 使用松散与紧密耦合的系统。
四、结论
我们想充分利用异构的计算环境,其中不同类型的处理资源和互连技术得到有效的利用。使用分布式资源,提供了使各种各样的科学与分布式应用程序的性能与成本效益达到最大化的潜力。
由联网的不同种类的工作站构成的分布式计算环境,正在成为工程和科研环境的标准配置。然而,统一的并行计算模型(与冯•诺伊曼模型对应的并行模型)的缺乏,意味着现行的并行应用程序是不可移植的。
:进入关系数据库的世界
一、什么是关系数据库?
在今天的商界,信息技术正在充分发展。数据处理和信息提取已经成为现今计算环境的焦点。视其以后的使用方式,数据可以各种各样的方式存储。这种数据存储被称为数据库。数据存储的最原始形式是一种不带任何属性、特征或链接而存储数据的文件。要处理这种数据需要大量的编程工作,于是演变出了关系数据模型。关系数据模型将数据和数据元素之间的关系表现出来。这种模型基于现实世界的情况,包括被称为实体的基本对象以及构成这些实体间关系的互连方式。这种概念的表示方式被称为实体关系图。我们来看一个书店数据库的简单例子。书名和作者是该数据库(许多实体)中的两个实体。作者与书之间的关系是,许多作者可以写一本书,或者一个作者可以写数本书。这种关系称为“一对多”关系。任意两个实体(如“A”和“B”)可以具有以下关系类型中的一种:
● 一对一
“A”只与“B”的一个值相关,反之亦然。
● 一对多
“A”可以与“B”的多个值相关,但“B”只与“A”的一个值相关。
● 多对一
“A”只与“B”的一个值相关,而“B”则可以与“A”的多个值相关。
● 多对多
“A”与“B”的一个或多个值相关,反之亦然。
识别所有的实体及其关系是关系型数据建模的第一步。这也称为“逻辑数据库设计”。一旦逻辑设计完成,就需要创建某种类型的物理对象(称为“表”)来存储这种信息。我们可能需要一个能够使实体及其属性与关系的存储变得容易的系统。该系统也应提供检索关于实体的所需信息的能力。
二、数据库管理系统的介绍
数据库管理系统是记录相互关联数据的基于计算机的系统,它为访问数据提供界面。数据库系统旨在处理大量的数据,使用起来既方便又高效。
1、数据库管理系统的目的
数据库系统的总体目的是以适当的方式保存信息,以便:
● 减少数据冗余
数据重复应尽可能减少,这是消除数据不一致的有效存储策略。如果同一个数据项存储在数据库的两个不同地方,却仅在一个地方进行了修改,就会导致数据的不一致。为避免这种情况,数据要以适当的方式存储,以使重复最小化。
● 保持数据完整性
存储在数据库中的数据应准确。导致数据不准确的原因可能是数据不一致(如前所述)或未遵循某些有效的约束——例如,2月30号是一个不准确的数据值。因此,数据库中存储的数据值必须满足一定的约束,才能使数据准确。
● 便于访问数据
数据访问是任何数据库系统的关键特征之一。除非可以对数据进行处理,生成信息,否则数据是无用的。因此,一个数据库管理系统应提供良好的工具和界面来访问数据。
● 确保数据安全
一个数据库管理系统可以支持多个用户,但不是每个用户都应该能够访问所有的数据。为了保证安全,数据库管理系统提供了限制用户访问的措施。
● 能够处理并行访问异常现象
这一点的起因也是由于多个用户可以同时使用一个数据库。如果两个人想以不同的值修改同一个数据项,那么结果就可能产生不准确的数据。数据库管理系统提供了处理这种情况的功能。
● 可以共享数据
数据库管理系统允许不同的应用程序共享所存储的同一个数据。
2、典型的数据库管理系统结构
数据库系统分成数个模块,来实现总的功能。它与操作系统密切协作,以获得基本的服务——例如,磁盘的输入/输出。数据在磁盘上的存储方式要么是放在文件系统之上,要么是直接置于原始磁盘本身上。数据库管理系统为数据访问提供查询语言。因此,一个“查询”就是用户为访问数据而发出的一个查询语言语句。查询由系统进行处理,并将结果返回给用户。最常见的查询语言是SQL(结构化查询语言)。它由IBM开发,而美国国家标准协会则为SQL制定了标准。SQL是访问数据库的直接方法。
访问数据的另一种方法是通过程序。这些被称为“应用程序”的程序,是用主机语言编写的,并嵌入了用以与数据库管理系统进行交互的数据修改语言调用。数据修改语言是一种用户通过它可以用编程方法访问或处理数据的语言。SQL通常也被称为数据修改语言,但它不能由应用程序直接使用。
数据库管理系统的主要组件有:
● 存储引擎
存储引擎管理磁盘存储的空间分配。它也保存用户数据和元数据(所有用户数据库的数据库)。
● 数据库管理器
这是数据库中存储的低级数据与应用程序及查询的接口。
● 查询处理器
查询处理器将查询语言中的语句翻译成传送给数据库管理器的低级指令。它也为最有效的查询执行生成策略。这种策略被称为“查询执行计划”,而这种计划的生成过程则称为“查询优化”。
● 语言预编译程序
这是数据库管理系统所提供的主机语言的预编译程序。它将嵌入应用程序的数据修改语言语句转变为常规的过程调用。预编译程序与查询处理器进行交互,以处理嵌入的SQL代码。(见图7A-1)
三、不同的计算模型
到目前为止,我们仅着重讨论了数据库管理系统的功能。现在我们退回一步,来看一下更广阔的图景,这便是整个的计算模块。数据库的整个应用可以分为3个主要范畴:
● 数据表示
数据是如何表示给终端用户的——例如,报表的格式化等。
● 事务逻辑
数据是如何根据应用程序规则和要求处理的。
● 数据存储
存储用户数据并保证其安全。
在大型机环境中,这3种功能都在一台集中式服务器上执行,用户可在终端上或通过打印的报表看到结果。这种模型具有一定的优点,如应用程序代码的可维护性(所有的组件都驻留于中心位置),但是它要求保持高成本计算机。为了尽可能降低这些昂贵计算机的运行成本,分布式计算的想法产生了。
1、客户/服务器计算
在客户/服务器计算中,处理工作分布在两台机器上进行——客户机和服务器。客户机类似于大型机环境中的终端,而服务器仍然是集中式主机。在这种环境中,客户机负责数据表示和大部分事务逻辑执行工作。服务器负责数据存储和某些事务逻辑工作。因为处理工作现在是分布式的,服务器就没有必要像大型机那样大。相反,资源可以添加到客户机上,这样更具有成本效益。现在的问题是,这种处理如何分布。客户向服务器发出命令,该命令在服务器上得到处理,而处理的结果返回给客户机。这听起来很像大型机的环境,但不同的是对命令的预处理和后处理。在命令送往服务器之前,某些处理已在客户机上进行。客户机对数据进行有效性检查,并给服务器创建一个非常简单的请求。服务器处理完命令之后,数据表示的格式化也在客户机上进行。因此,客户机也对数据进行处理,以减轻服务器的负载。一个设计良好的客户/服务器应用程序,在使用客户机和服务器资源上能够做到最佳平衡。
多个用户通过网络连接到服务器上,因此网络成为客户/服务器计算环境极其重要的部分。要高效率地运行任何客户/服务器应用程序,需要高速且稳定的网络环境。为了不造成网络瓶颈,应用程序应设计合理。客户机应该总是只取回所需要的数据,并且可能每次仅以较小的数据块形式取回。
客户/服务器计算也有其缺点。在一个大规模用户环境中,可维护性和可缩放性成为限制因素。随着应用程序版本的变化而更新每台客户机,是一项巨大的工程。处理能力被限制到最小的客户机上。如果应用程序的客户部分需要额外的资源,所有的客户机都需要进行升级。为了解决客户/服务器计算环境存在的问题,演化出了分层的体系结构。
2、多层计算
在一个多层环境中,一个应用程序至少进行3层处理。客户机非常简单,无需太多的计算能力,因为它仅包含一个数据表示层。与事务逻辑相关的软件安装在单独的服务器上,所有的客户机都可对其进行访问。第三层是数据库管理系统,负责数据存储。每一层(通常称为一个组件)的功能可用任何语言编写,并独立维护。之所以分层,其想法是将一个复杂的任务分成小块,然后执行。这项技术促进了代码的可重用性,并提供了更好的可管理性和更大的可缩放性。图7A-2显示的是一个三层处理系统。该图也例示了可用以实现每层的工具。
:电信与计算机
电信使世界各地的人们得以互相联系,即刻获取信息,并在边远地区进行通信。电信通常涉及一个信息发送者和一个或多个接收者,他们通过将信息从一地发送到另一地的技术联在一起,如电话系统。电信设备将不同类型的信息,如声音和图像,转换成电子信号。然后,这些信号就可以通过电话线或无线电波等媒介进行发送。信号到达其目的地后,接收端的设备将电子信号转换回可以理解的信息,如电话中的声音、电视上的活动图像或计算机屏幕上的文字和图片。电信使人们能够在城市不同之处、国家之间以及向外层空间与从外层空间发送和接收个人信息。电信也为新闻、数据、信息和娱乐提供了关键的媒介。
电信信息可通过各种方式和设备发送。信息可由一个发送者发送给一个接收者(点对点),或者由一个发送者发送给多个接收者(点对多点)。个人通信,如两个人之间的电话对话或传真信息,通常涉及点对点的传输。点对多点的电信传输,通常称为广播,为商业广播和电视节目的播送提供了基础。
电信以信息转换为电子信号为开端。然后,这些信号通过媒介发送到接收机,并在这里解码,恢复为接收信息的人能够理解的形式。有各种方法可以产生并解译信号,也有许多不同的方法传输信号。
电报机与电话机等设备,通过产生调制电脉冲或以系统化方式变化的脉冲,来传递信息。接下来,这些脉冲通过导线、无线电波或其他媒介发送给接收机,并由其进行解调。电报机这种最早的传递电信信息的方法,通过将电报机键与金属导体之间的接触(使电流得以流动的两个导体之间的连接)转换成电脉冲而进行工作。这些脉冲沿着导线发送到接收机,而接收机则将这些脉冲转换成长与短的声音脉冲串,或者在简单的打印设备上打印出来的点与划。点与划的特定序列代表字母表中的字母。在早期的电报中,这些序列由电报机操作员进行解译。这样,电报机操作员就可以发送和接收拼成词语的字母。后来的电报机能自动解译字母和数字。电报机在很大程度上已被其他电信形式所取代,如传真机和电子邮件,但在世界有些地方,电报机仍然用来发送信息。
电报机、电话机、收音机和电视机都是通过修改电子信号,使其模拟或再现原来的信息,来进行工作的。这种传输称为模拟传输。然而,计算机和其他类型的电子设备是传输数字信号的。数字技术将信息转换成电子的形式。其方法首先是多次测量信息的不同特性,如语音的音高和音量。然后,这些测量值被编译成多个系列的二进制数或1与0。最后,数字技术生成并发送与这些系列的1和0相对应的电脉冲。与模拟信号比较起来,数字信息可以更快、更清晰地传输,因为电脉冲仅需与两个数字对应,而不是构成原信息的所有特性,如人的说话声的音高和音量。数字传输可以通过导线、电缆或无线电波发送,但必须由数字接收机进行解译。新型数字电话和电视正在开发中,以提高电信的效率。
大多数个人计算机通过使用普通电话网,来进行彼此间的和与因特网等大型网络的通信。因为电话网是通过将语音信号转换成电子信号来工作的,计算机必须首先将其数字数据转换成语音信号。计算机使用被称为调制解调器的设备完成这项工作。调制解调器是调制器/解调器的缩略。调制解调器将计算机输出的1和0的数字流转换成模拟信号,而模拟信号可随后通过电话网传输,就像通话者的声音那样。接收端的计算机的调制解调器将模拟语音信号解调还原为计算机能理解的数字形式。
电信系统传输信息,使用的是许多不同的传输媒介,包括铜线、光缆、通信卫星和微波。划分电信媒介的一种方法是看媒介是否使用导线。基于导线(或有线)的电信提供了大多数电话与电话网之间的初期链路,是一种可靠的信息传输方式。无线电信,通常称作无线通信,使用无绳电话、蜂窝式无线电话、步话机、民用波段无线电台、寻呼机和卫星等技术。无线通信提供了更高的机动性和灵活性。
个人、工商企业和政府使用许多不同类型的电信系统。有些系统,如电话系统,使用由电缆、导线和交换台组成的网络,来进行点对点的通信。其他系统,如无线电台与电视台,通过空间来播出信号,任何拥有接收设备的人都可以接收。有些系统利用几种媒介完成传输。例如,电话中的通话从讲话人传送到听话人,其间可能要通过铜线、光缆和无线电波进行传输。随着电信技术的发展,所有的电信系统也在不断地演变。
计算机远程通信具有发送和接收音频信号、视频信号、文本、软件和多媒体的能力,是电信市场发展最快的部分之一。计算机远程通信利用现有的电话连接来传输数字数据。这种传输常常通过因特网进行,而因特网是一个由个人、工商企业、政府和教育机构所用的计算机以及信息源构成的分散式网络。有些计算机使用综合业务数字网直接连接到电话网的数字部分,但是这需要安装专用设备和进行电话线调整。为了大幅度提高调制解调器的速率,目前正在开发一种供常规电话线使用的改进型调制解调器系统,称为数字用户线路。
电子邮件是因特网吸引人的一个关键点,也是计算机远程通信的常见形式。电子邮件是基于文本的信息传输系统,它能将键入的信息和多媒体信息等发送给个人计算机用户。(一幢建筑或一家公司内的)本地电子邮件通常经由基于导线的内部网传送给收件人。必须横穿城市或国家才能到达最终目的地的电子邮件,通常通过电话网进行传输。工商企业经常使用的其他计算机远程通信技术包括自动银行终端和设备,用来处理将费用直接从顾客银行帐户上扣除的信用卡业务。
随着越来越复杂的计算机信息以快速增长的速度通过电话线发送,个人计算机拓展了电话系统的作用范围。提高速度的需要促进了数字传输技术的发展。光纤技术的革新有望跟上个人计算机在远程通信方面不断增长的使用。下一代蜂窝电话、寻呼机和电视机也将受益于数字远程通信的速度和清晰度。
电信和信息技术正在融合。这就意味着,我们只将其与一种功能联系起来的设备,许多可能演变为具有更多用途的设备。这种融合已经开始在各种不同的领域发生。有些电话机和寻呼机不但能储存电话号码,而且还能储存呼叫者的姓名和个人信息。现在正在研制带有键盘和小屏幕的先进电话机,可以访问因特网和发送与接收电子邮件。个人计算机现在能访问信息和视频娱乐节目,实际上正在成为电视机和计算机终端的组合体。我们当前将其与广播和电缆传输的视频节目联系在一起的电视机,能够通过附加的设备访问因特网。未来的改进和技术革新可能会使设备之间的区别进一步模糊化。
电信技术的融合也将在可获得的内容以及内容供应商的构成方面引起改变。电视机和个人计算机都将不断地吸纳新的多媒体、交互和数字化特征。例如,娱乐节目可能会有屏幕指示,链接到万维网上包含更多演员信息的网页。在近期,在全数字化电信时代到来之前,调制解调器等设备,在为旧的模拟世界与即将到来的数字世界提供基本链接上,仍然是必不可少的。
:计算机网络
一、引言
计算机网络使得计算机组及其用户之间可以进行广泛的信息共享,构成了信息时代的核心部分。个人计算机和局域网在20世纪80年代的普遍采用,使人们得以访问远端数据库中的信息;从海外下载应用程序;给另外一个国家的朋友发送消息;以及与同事共享文件——这一切只需在个人计算机上就可以实现。
使这一切如此容易地得以实现的网络,是精密而复杂的实体。它们之所以能够发挥作用,依靠的是许多协作的组件。世界范围的计算机网络的设计与部署,堪称近几十年来的一项伟大技术奇迹。
二、调制解调器与计算机管理局
直到20世纪70年代,计算机还是一种娇贵的机器,得由专家维护并放置在受控的环境中。其工作方式可以是直接插接终端,也可以是通过电话线和调制解调器远程接入。由于其造价高,它们往往是集中式资源,用户需要安排才能访问。这个时期,提供大型机访问时间的机构——计算机管理局——涌现出来。这期间的计算机网络还没有进入商业使用阶段。即便如此,对现代技术领域起到塑造作用的最重要发展之一这时开始启动:美国国防部为提供抗故障弹性而在分布计算机资源方面进行的实验。这项工作的成果现在称为因特网。
三、局域网
在计算机联网方面最引人注目的事件之一,是局域网作为规范办公系统计算机互联体制的方法,而被采用及其快速发展。顾名思义,它是连接若干计算单元的手段。在最简单的层面上,局域网只是提供一种共享的介质(如所有计算机和打印机都跟其相连接的同轴电缆),以及一套用来管理对该介质的访问的规则。以太网这种使用最普遍的局域网,使用一种被称为“带有冲突检测的载波侦听多路访问”(CSMA-CD)的机制。这就意味着,连接在电缆上的每件设备,只有在确定没有其他设备使用电缆的情况下,才能使用电缆。如果发生冲突,意欲连接的设备就会退出,以后再进行尝试。以太网的传输速率可达10兆位/秒,这个速度足以使设备之间的距离无关紧要。它们感觉起来就好像是与目的地直接相连。
局域网有许多不同的布局(如总线式、星形、环形)和许多不同的访问协议。尽管种类繁多,所有的局域网都具有如下的共同特征:它们都范围有限(通常覆盖一幢建筑物),而且都有足够快的速度,使得使用连接网络的设备感觉不到网络的存在。
除了提供访问共享,现代局域网还能为用户提供各种高级功能。管理软件包可以用来控制设备在局域网上的配置方式、用户的管理方式和网络资源的控制方式。局域网广泛采用的结构是设立若干个服务器,供若干个(数量通常比服务器多得多的)客户机访问。前者通常是高性能的计算机,为后者提供打印控制、文件共享以及邮件发送等服务,而后者通常是个人计算机。
四、路由器与桥接器
大多数局域网上的设施都具有十分强大的功能。大多数机构都不希望计算设施成为一个个小小的孤岛。它们通常都希望将设施扩展到更广的范围,这样各个计算机组不必定位就可以工作。路由器和桥接器就是使两个或更多的局域网能够连接起来的专用设备。桥接器相对而言属于更基础的设备,只能连接同类型的局域网。路由器则是智能化程度更高一些的元件,可以连接多种不同类型的计算机网络。
许多大公司拥有建立在一批局域网与路由器基础上的公司数据网络。从用户的角度来看,这种布局提供了一个似乎是相干网络而实际上具有物理多样性的网络。
五、广域网
局域网扩展到某个程度之后,再进一步扩展就变得不现实了。有时是物理限制使然,但更常见的是因为拥有扩展计算机网络的更方便或更廉价的方法。在大多数现实的计算机网络中,两个主要组成部分是公用电话网和数据网。它们提供了远程链接,使局域网延伸到广域网之中去。几乎所有的国家网络运营商都提供计算机网络的互联服务。这些服务从基于公用电话网的简单、低速数据链路到非常适合局域网互联的复杂、高速的数据服务。这些高速数据服务通常称为宽带连接。据预测,这些服务将在局域网之间提供必要的链接,从而使所谓的信息高速公路成为现实。
六、分布式计算
人们很容易认为:计算机一旦有了宽带连接,就能全部具备协同工作的能力。但是,怎样才能使不同国家不同制造商生产的计算机在世界范围内协同工作呢?直到最近,大多数计算机还是用各自的接口生产的,并且采用了各自独特的结构。一台计算机可以与同类型的计算机进行对话,但是却很难实现与“异族”的通信。只有极少数特许的人,拥有必要的时间、知识和设备,从各种各样的计算资源中提取他们所需要的东西。
到20世纪90年代,不同计算机的共性程度达到了彼此可以有效地互工作的阶段。这使得几乎任何人都可以有效地使用远程机器。使这一点得以实现的主要因素有:
1、客户/服务器
现在的共识是,不应将计算机系统建成单块系统,而是应建成客户/服务器系统。客户(个人计算机用户)提出服务(如打印)请求,服务器(接在局域网上的处理器)提供该服务。对计算机系统结构的这种一致看法,意味着将先前捆绑在一起的功能分割开。产生自这个简单概念的具体实现方案,对于使所有的计算机都能够被一样对待,有很大作用。
2、对象技术
建立计算机系统的另外一种方法来自这样一个假设:计算机系统应该用明确界定的部件——亦即可以作为独立的主体而封装、定义和执行的对象——来构建。将对象用作构建计算机系统的手段,促进了部件的可换性。
3、开放式系统
这个术语涵盖了构建计算机系统的总体目标,即易于互联并因此实现分布配置。实际上,开放式系统所要做的就是分解计算机系统的所有复杂性,并在各种不同系统中使用类似的结构。这就需要有(告诉制造商该做什么的)各种标准和(帮助制造商做该做之事的志同道合之人组成的)各种协会的协同之力。总的效果是要使不同的系统能够实现对话。
在分布式系统领域所做的所有工作,其最终目标就是使任何人可以从多个不同的制造商购买计算机,将其设置在任何方便之处,使用宽带链路来连接它们,并将它们作为充分利用高速链路的一台协同工作的机器来操作。
七、安全与管理
拥有以彼此可以对话的机器构建的快速计算机网络,并不意味着一切都万事大吉了。还有“信息高速公路劫匪”和“信息高速公路故障”的幽灵得对付。
1、安全
随着越来越多的重要信息交托给越来越多的分布式计算机来处理,计算机安全变得越来越重要。在一个高度分布的系统中,一个谙熟情况的信息高速公路劫匪不为人所知地访问机密信息易如反掌。20世纪70年代末推出的用以保护计算机数据的数据加密系统标准,最近又得到“公用密钥”系统的补充,而这种系统允许用户在无第三方介入的情况下很容易地为其信息加密和解密。
2、管理
使局域网保持正常运行,需要花费大量时间。使分布在世界各地的计算机网络稳定运行,进一步增加了网络管理的挑战。管理各种不同的分布式网络的基本概念,近来受到了大量的关注。现在,计算机网络的这个重要方面拥有足够的工具和标准,使全球性网络能够得到有效的监管。
:网络拓扑结构
网络要求每个被连接的设备中有网络适配器硬件,并且要求有某种物理(或无线)连接将它们全部挂接在一起。如果你考虑的是一个两个节点的网络,不妨将网络适配器比作马口铁罐头盒,而将两个节点之间的连接比作两个马口铁罐头盒之间的连线。然而,大多数现实世界中的网络包含不止两个节点,这就产生了许多不同的连接方式。
网络节点与节点之间的连接,其布置方式被称为网络拓扑结构。它不过是网络节点与连接的布局图。今天,有3种网络拓扑结构占主导地位——即总线拓扑结构、星形拓扑结构和环形拓扑结构。
一、总线拓扑结构
在总线网络拓扑结构中,每个节点都沿着一根称为总线的网络电缆连接到网络上。(如果你对主板背景下的总线这个术语很熟悉,就会知道此处的原理相似。总线为数据提供通道,各设备在总线的各处接入,以便与其他设备通信。)如图10A-1所示,网络节点基本上是在整个总线的方便之处接入。数据从一个节点流入总线,一直流向电缆的末端。在总线的两端,各安装一个被称为终结器的设备,以防止数据信号反射回总线并造成错误。终结器是接到电器接地端上的一种特殊电阻设备。被传输的数据到达终结器后,便不再前行。
除了在最小型的网络中,总线拓扑结构的可靠性都可能构成问题。假如充当总线的单根电缆在任何一点被切断,整个网络就可能崩溃。即使还有许多节点仍然通过总线彼此相连接,一根被切断的电缆不再具有正确的终结方式。尽管这种拓扑结构是实现成本最低的拓扑结构,我还是建议不要选择总线拓扑结构,除非你处理的只是同一个房间里的总共三四台的计算机,而且整个网络连线维修方便。
二、星形拓扑结构
在星形网络拓扑结构中,每个网络节点都连接到被称为集线器的中心设备上。少于8个节点的小型局域网通常只需要一个集线器。较大型网络可能需要多个集线器,而各个集线器可以彼此相连接,以便将所有的节点连成一个网络。图10A-2示例的就是一个使用星形拓扑结构的网络。该例中的网络实际上由两个星形拓扑结构组成,每个都以其自身的集线器为中心,而集线器连接在一起,从而形成一个内聚网络。
集线器通常连接起来,以扩充网络节点的数目。一个集线器通常可容纳4个、8个或16个节点,然后才需要另外一个集线器。例如,在图10A-2中,上面的集线器有8个连接点,其中7个用于连接节点,还有一个连接到另外一个集线器上。这种将星形拓扑结构连接在一起的方法,有时也用于组建广域网。如果有两个分公司各拥有自己的星形拓扑结构局域网,就可以通过广域网的连接点将两个集线器连接在一起,从而将两个局域网连接起来。
连接集线器的概念并不局限于网络。航空公司通常也选择少数大型机场作为中心机场,并基于这些中心机场来确定航线。你仍然可以从任何一个城市到达任何其他一个城市,但是途中你可能得经过一个或两个中心机场。星形拓扑结构网络的数据也是这样。每个网络节点都连接在一起,但是数据必须途径一个或多个集线器才能从数据源到达目的地。航空公司的中心机场与网络集线器的一个不同点在于中心机场或集线器本身的作用。例如,达拉斯―沃思堡国际机场等中心机场,可以是旅行的起点或终点。而网络集线器则不同,它总是位于数据源和数据的目的地之间。数据源和数据的目的地必定是连接到集线器上的网络节点——从来不会是集线器本身。
选择网络拓扑结构时,有得必有失。星形拓扑结构的实现成本高于总线拓扑结构。即使只是想将两台计算机连接起来,也要购买至少一个集线器。网络中每增加4、8或16个节点,就可能需要增加一个集线器。相反,总线拓扑结构除了在总线两端各安装一个价钱不贵的终结器外,无需额外的外部硬件。
三、环形拓扑结构
环形网络拓扑结构形如其名——它是由一个接有网络节点的封闭圆圈构成。实际上,每个节点都与其紧挨的节点直接相连。网络中的数据绕着环形结构向一个方向流动,沿途从一个节点到另一个节点。图10A-3举例说明了环形拓扑结构。
从概念上说,环就像两端连起来的总线。换句话说,环就像圆形的总线,所有的节点都直接连在上面。环形拓扑结构有可能受到可靠性问题的困扰,因为它依赖于网络各毗邻节点间的无缝隙连接。如果其中任何一处断裂,整个网络就会停止运行。
四、物理与逻辑拓扑结构
在迄今的拓扑结构论述中,我一直着眼于网络在连线与集线器方面的物理布局。这就是网络的物理拓扑结构。但是,物理拓扑结构并不能真正说明整个问题。每个网络还具有其逻辑拓扑结构,它描述数据在网络中的实际流动方式。网络的物理和逻辑拓扑结构有可能相同,但经常不同。
可以把物理拓扑结构想象成从外部观察物理网络所看到的网络布局。要理解物理拓扑结构,可以完全忽略数据的流动方式,而将注意力集中于组成网络的电缆、集线器和节点的外形。要理解逻辑拓扑结构,需要与网络中流动的数据融为一体。假设你是数据,并循着数据流动的路径走。你所走的路径就是网络的逻辑拓扑结构。
为什么这一点重要呢?嗯,原来今天的大多数网络使用物理星形拓扑结构,但却可能具有逻辑总线、星形或环形拓扑结构。电缆与集线器在网络内部的连接方式决定网络的逻辑拓扑结构。因此,根据你所实现的网络逻辑拓扑结构的不同,就要有不同类型的集线器、连接器和布线。
例如,物理星形拓扑结构可能以逻辑总线拓扑结构的形式布线。除非集线器本身发生故障,单根电缆断裂不会导致整个网络瘫痪——仅会影响到连接在断裂电缆上的节点。物理星形拓扑结构也可用来实现逻辑环形拓扑结构,如图10A-4所示。值得注意的是,数据仅朝一个方向传输,从而形成一个逻辑环形结构。
集线器具有多种不同的风格,因为它们在布线的方式上可以实现3种基本逻辑网络拓扑结构中的任何一种。例如,用以实现环形拓扑结构的集线器,如图10A-4所示的那种,被称为多站访问单元。此外,集线器有无源和有源之分。无源集线器只充当中心接线点,对经过它的信号不作任何处理。与此形成对照的是,有源集线器可具有多种特性。就其最基本的形式而言,有源集线器放大被传输的信号,以防止数据失真和丢失。高端有源集线器可具备其他一些特性,包括高度发达的网络管理、诊断和报告能力。
五、网络拓扑结构的选择
今天最流行的物理网络拓扑结构是星形结构,虽然它可能用来实现不同的逻辑拓扑结构。为什么星形结构成为实现其他逻辑网络拓扑结构的标准方式,其原因如下:
● 方便性——星形配置使所有的网络连线汇聚到一个中心位置,一般是布线室或服务器室。这一中心位置便于网络管理员配置、检修和维护网络物理连接点。
● 灵活性——由于每个网络节点都是通过自己的专用电缆与网络连接的,因此星形配置方式易于对网络中的节点进行个别增加、挪动或拆除,而不影响其他的节点。
● 智能化——随着制造商生产的集线设备越来越智能化,星形拓扑结构可以利用这些设备中内嵌的智能,包括集中式网络管理与先进的故障诊断能力。即使一个网络目前没有使用智能化集线器,将物理星形拓扑结构配置到位,也会使将来插入智能化集线器成为可能。
表10A-1:网络拓扑结构比较
特点
总线拓扑结构
星形拓扑结构
环形拓扑结构
需要的外部硬件
总线两端各需一个终结器
集线器(有源或无源)
多站访问单元集线器
相对的硬件费用



可靠性
取决于单根电缆做成的总线
取决于中心集线器
取决于多站访问单元以及每个节点的连线
表10A-1对我在前面各节所论述的网络拓扑结构进行了概括比较。我在其中包括了外部硬件需求、相对费用以及可靠性。
:因特网是如何工作的?
因特网是基于计算机间客户―服务器关系这个概念上的,这种关系也称为客户/服务器结构。在客户/服务器结构中,一些计算机充当服务器或信息提供者,而其他计算机则充当客户或信息接收者。客户/服务器结构不是点对点的结构——也就是说,一台客户机可能访问许多不同的服务器,而一台服务器可能被多台不同的客户机访问。在20世纪90年代中叶以前,服务器通常是功能非常强大的计算机,如大型机或超级计算机,具有极高的处理速度和很大的存储容量。然而,由于计算技术的进步,个人计算机和工作站现在也能充当因特网服务器。客户机可以是从服务器上接收信息的任何计算机,但常常是个人计算机。
要访问因特网上的信息,用户必须首先登录或连接到客户机的主机网络。主机网络是客户机所属的网络,通常是局域网。一旦建立起连接,用户就可以从远程服务器上请求信息。如果用户请求的信息位于主机网络的某台计算机上,该信息就会很快被检索到并发送到用户终端。如果用户请求的信息位于不属于主机局域网的服务器上,那么主机网络就会连接到其他网络上,直到与被请求的服务器所在的网络连接上为止。在与其他网络进行连接的过程中,主机可能需要访问路由器,一个用以确定网络间最佳连接路径并帮助网络建立连接的设备。
一旦客户机和包含所请求信息的服务器建立了连接,服务器就以文件的形式将信息发送给客户机。一种称为浏览器的专门计算机程序使用户能够浏览文件。因特网浏览器的例子有Mosaic、Netscape和Internet Explorer。大多数因特网文件是多媒体文档——也就是说,在一个文档中可能结合有文本、图形、照片、音频和视频。非多媒体文档不需要使用浏览器来浏览其纯文本内容,而且许多多媒体文档也提供了访问其文件的纯文本版本的路径。从远程服务器将文件取回到用户终端的过程称为下载。
因特网的长处之一是它围绕超文本这个概念构建。超文本这个术语用来描述文档的链接系统,在这种系统中用户能够以非线性的关联方式从一个文档跳到另一个。从一个文档跳到下一个文档的能力,是通过使用超链接得以实现的——超链接是超文本文档的组成部分,与因特网上的相关文档相链接。通过点击超链接,用户即刻就能连接到链接所指定的文档。因特网上的多媒体文件被称为超媒体文档。
一、因特网访问
因特网访问分为两大类:专线访问和拨号访问。就专线访问而言,计算机通过路由器直接连接到因特网上,或者计算机是连接到因特网上的某个网络的一部分。就拨号访问而言,计算机与因特网建立临时连接,一般是通过电话线和使用调制解调器——将来自计算机的电信号转换成可通过传统电话线传输的信号的一种设备。之所以需要调制解调器,是因为计算机是数字的,也就是说其信号是由离散单元组成的,而大多数电话线是模拟的,也就是说它们传输的信号是连续的,而不是离散的。信号一旦传到电话线的另一端,就需要另外一个调制解调器将传输的信号从模拟信号重新转换成数字信号。很多被称之为因特网服务提供商的公司,以不算高的收费提供因特网拨号访问。因特网服务提供商的例子有美国在线(AOL)、微软网络(MSN)以及CompuServe联机服务系统。
二、信息打包
通过因特网传输的所有数据都被分成称为数据包的小规模信息单元,每个数据包都被标以独特的号码,以指示它在数据流——计算设备之间的信息流——中的位置。组成一个数据集的各数据包到达目的地后,依照其独特标号重新组合。如果经由其传输数据包的网络部分出故障或不能工作,因特网路由选择设备的专用自动功能部件就会为数据包重新确定路径,以使其通过网络的正常运行部分传输。其他功能部件确保所有的数据包完好无损地到达,如有丢失或不完整的数据包就会自动要求从数据源重新发送。这个叫做包交换的系统,使用一系列通常称为TCP/IP协议(传输控制协议/网际协议)的协议或规则。
三、网络编址
要成为因特网的一部分,一台计算机必须拥有一个独特的网络IP地址,以便信息能够通过因特网按正确的路径发送给该机器或从该机器上发送。因特网地址被称为URL(统一资源定位符)。有些URL是一串数字,但是因为长串的数字对于人们来说难以记忆,因此也使用其他的编址规则。这种规则的例子如:http://encarta.msn.com/downloads/pryearbk.asp。http表示用来访问因特网上特定位置的协议——在这个例子中表示超文本传输协议。冒号和双斜线后面的名称(encarta.msn.com)表示主机名,亦即连接到因特网上的具体计算机系统的名称。主机名后面的其余名称表示具体的URL所指向的各种文件。上例的URL表示,pryearbk这个文件位于downloads这个目录中。位于同一目录中的文件具有类似的URL,区别仅仅在于地址末尾的文件名不同。专门的名称服务器将IP号变址成域名(上述URL中的msn.com),并确保给所有数据包提供的源和目的地IP号是正确的。
四、电子邮件
因特网上使用最广泛的工具是电子邮件(见图11A-1)。电子邮件用于在个人或成组的个人之间——常常在地理上相隔很远——发送书面信息。电子邮件的发送与接收一般要靠邮件服务器——专门用于电子邮件处理和导向的计算机。服务器一收到电子邮件,就会将其导向地址所指明的具体计算机。发送电子邮件的过程正好相反。电子邮件是一种非常方便和廉价的信息传输方式,它对科学、个人和商业交流都产生了深远的影响。
电子邮件是成组的个人之间大量有组织的交流的基础。例如,列表服务器使向一系列用户发送信息成为可能,其方式要么是单向通信,要么是双向通信,前者如让感兴趣的人了解一种产品的最新情况,后者如在线讨论组。
电子邮件还可以用于USENET网。在USENET网中,有关特定主题的讨论被集中在一起,形成新闻组。新闻组的数量成千上万,其涉及的主题也极其广泛。新闻组的信息不是直接发给用户的,而是按序排放在专用的本地新闻服务器上,供用户访问。这些服务器的联网使讨论可在世界范围进行。相关的软件使用户不仅可以选择想阅读的信息,而且可以发送信息给新闻组,以对所阅读的信息作出答复。
五、传输模式
在万维网推出之前,存在有各种标准和软件类型,供因特网上传输数据之用。其中许多仍在使用,尤以Telnet程序、FTP协议和Gopher工具最为流行。Telnet程序允许因特网用户连接到一台远程计算机上,并且使用起来该计算机就仿佛是在直接使用。FTP协议是经由因特网将文件从一台计算机移到另一台计算机的方法,即使每台计算机使用不同的操作系统或存储格式。Gopher工具是对FTP协议的改进,使文件的远程列表与检索更加容易。虽然这些传输协议和软件仍在使用,但万维网比先前的传输协议使用起来容易得多,也比其使用得经常得多。
六、带宽
计算机网络能够传输的数据量被称为网络的带宽,通常是以千比特每秒(Kbps)或兆比特每秒(Mbps)来衡量。比特——计算机可以处理的最小信息单位——可具有0或1这两个值中的一个。一个千比特是一千个比特,一个兆比特是一百万个比特。路由器之间的信息传输通常使用专门用于这项功能的通信线路,其容量目前从64千比特每秒上至数百兆比特每秒。
因特网上的数据传输速度取决于路径的最低信息传输容量和在任何特定时间使用该路径的人数。路径某处的带宽狭窄,就会对数据传输起到瓶颈的作用,而且使用线路的人越多,每个人在任一时间能够发送的信息就越少。
:信息革命
一、引言
信息革命是指20世纪末在信息生产和使用方面发生的根本变化。古往今来的人类社会都有“信息专家”(从传统的信仰疗法术士到报纸编辑)和“信息技术”(从洞穴壁画到会计学),但是使我们得出一场信息革命正在发生的判断的根据是两种相互联系的发展,即社会发展和技术发展。
二、社会与技术发展
首先,是社会结构的变化。信息处理在经济、社会和政治生活中的作用越来越明显和重要。一条人所熟知的证据是专门从事信息活动的职业在数量上的增长。众多的研究表明,基于信息的职业出现了相当可观的增长。现在,这些职业在美国、联合王国以及许多其他工业社会占居就业人数的最大份额。雇用人数最多的工种是信息处理员——主要是办公室工作人员,其次是信息生产者、分配者和与基础设施相关的工作者。
其次,是技术的变化。基于微电子学的新型信息技术,与光盘和光纤等其他的创新,为各种信息处理的能力巨大增长和费用大幅度降低提供了基础支持。(“信息处理”这个术语涵盖了包括数值、文本、音频和视频数据在内的各种信息的生成、存储、传输、处理和显示。)所有工作的信息处理方面都可通过信息技术得到重新塑造,因此这场革命并不局限于信息职业。例如,工业机器人改变了工厂工作的性质。
计算与电信(以及广播与出版等领域)原本是没有什么共同之处的行业,涉及不同的技术。如今,它们围绕某些关键活动——如因特网的使用——而融合了。现代计算与电信设备使用相同的基本技术,以数字的形式处理数据。这种数据可以在许多不同的设备与媒介之间共享并由其处理,而且可以用于多种多样的信息处理活动中。
采用新信息技术的步伐异常迅猛,明显地快于先前的革命性技术,如蒸汽机或电动机。微处理器发明不到25年,就成为几乎每个工作场所和许多家庭的寻常之物:不仅应用于计算机,而且应用于各种其他设备,从电话机与电视机到洗衣机与儿童玩具。
三、信息革命的方向
有些评论者认为,信息革命很可能产生如同农业社会到工业社会的转变一样的深远影响。也有评论者认为,如同以前的技术革命那样,这场革命本质上是一种工业社会形态向另一种工业社会形态的转变。
一个重大问题是,社会机构能以多快的速度适应这场革命,以便利用新信息技术促成的做事情的新方法。某些工作和人们生活的某些领域看起来确实发生了快速变化,但也有不少受到的影响似乎比较少。历史学家们指出,事后看起来觉得很明显的使用技术的方法,在当时可能要花很长时间才能成为通行的做法。例如,电动机刚开始使用时,其用法就像蒸汽机一样,一台集中式电动机为许多设备提供动力,而不是使用多台小电动机,每台只为其自己的设备提供动力。
新信息技术常常被引进已牢固确立的工作与生活模式,而未使其发生根本变化。例如,在传统的办公室里,秘书们在键盘上工作,便条写在纸上并通过人来传递;即使个人计算机代替了打字机,这种情况还保持着相当的稳定性。
能为人们接受的技术常常是最容易融入传统做事情方法的技术。例如,可收发手写或打印的便条并常常交给秘书使用的传真机,在20世纪80年代取得巨大成功。在20世纪80年代初,有人预言传真机很快就会消亡,电子邮件将取而代之;但是,后来证明这涉及到太多的结构性改变。
四、就业趋势
使一种新技术适应已确立的结构,而不是每次都重新开始,这种趋势曾多次得到证明。20世纪70年代末和80年代初,当文字处理最初被大规模采用时,有人曾预言办公室工作岗位将大量减少;这一预言没有变成现实,原因之一就是这种趋势的存在。然而,并不能因此就认为,现有的结构会持久不变。工业界对新的组织形式的兴趣,如对新的管理结构、用电信手段协调远程活动、远程工作以及其他的远程工作形式的兴趣,表明愿意对变革予以考虑。
“空心公司”就是获取灵活性的一种努力。这种公司试图摒弃对传统上应拥有的许多设施的直接所有和管理,而将生产、销售和其他任务外包给其他公司。例如,许多计算机公司从专业供应商那里购进许多或大多数所需元件,而有些公司仅仅设计计算机,供其他公司组装。
一个相关的概念是“减少层次”或“精兵简政”,亦即公司设法去掉传统上处理信息的多个中间管理与行政层,而让交流在高级职员与工人或一线工作人员之间进行。新的信息系统通常被用来使交流在减少了的组织层次间得以快速进行。
到20世纪90年代末,办公信息技术的融入日趋明显:材料越来越多地通过电子邮件(它终于站稳了脚跟)进行交换;许多专业人员不仅在办公室,而且常常在家里或旅途中,直接使用个人计算机;而且个人计算机越来越多地连到网上。职员的工作岗位会不会因此减少,尚有不少争论。有些评论者指出,在金融服务业等以办公室为主要活动场所、密集采用信息技术的领域,工作岗位的减少预示着未来的发展趋势。也有评论者辩称,工业社会的失业问题与其说与新技术的使用有关,不如说与政治和经济变化有关。的确,与信息有关的新服务正在出现,创造了新的工作岗位。尽管有些办公室工作消失了,但也有些传统的办公室工作得到了改进,包含了因新的信息技术而促成的新职能,如桌面出版、数据库管理和客户服务。
关于工作质量问题,也存在类似的争论——在信息革命中,工作的技术性是提高了还是降低了,工作的条件是改善了还是恶化了。迄今的证据表明情况有好有坏。当然,在有些领域,条件恶化了,技术性失去了,而且许多技术要求不高的工作产生了——如快餐的烹调与供应。然而,也存在越来越多的工作得到改进的趋势,而且新技术和技术融合也有所需求。技术性的大规模降低还没有发生。
劳动大军在工作质量和工资水平上的两极分化因而发生了;同时,在业人员和失业人员之间的差距在增大。不管这是信息革命的结果,还是经济和政治因素的某种巧合所导致,都存在明显的征兆,说明“信息富有者”与“信息贫穷者”之间存在着日益加大的社会差距。前者拥有信息处理技术,在工作中可利用先进技术,而且有钱为自己和孩子购买家用信息技术产品;而后者却不能。
五、信息技术与消费者
信息技术正在以不同的速度进入家庭。消费品创新可能具有相当大的意义。汽车的广泛使用促进了新生活方式的产生,导致居住在郊区的人口数量和城外购物中心的增加,以及铁路和公共汽车服务的减少。消费信息技术的扩展与工作(如远程工作)、休闲(新的家庭娱乐系统)、购物(远程购物)和学习(各种多媒体产品)方式的变化有密切的联系。
信息技术可用于监测身体状况(现在已有数字体温计、脉搏计和血压计可供使用),并提供有关健康和生活方式的监测与建议(推荐锻炼量、体检或饮食)。电话服务热线已经提供了很长时间的建议、咨询和医疗服务;这些以及许多其他服务已开始在因特网上提供,虽然有时还只是以初级形式。
六、信息革命的问题
公共交通受到人们转用小汽车的挑战,教育、医疗卫生等公共服务事业为人熟悉的方方面面在信息革命中同样可能面临挑战。围绕可能出现或已经开始出现的问题发生的争论,反映了人们对个人与公共活动之间的关系变化所给予的比过去更为广泛的关注,有关问题包括:
● 对隐私的威胁(对个人数据未经授权的访问、安全摄像机对公共场所越来越多的监视等);
● 所谓的“隐循主义”增长(随着个人独自沉溺于个人兴趣而导致的共同活动的减少);
● 参与的范围(关于会对人们产生影响的信息技术使用方式,人们可以拥有多大的发言权?新的媒体为新的社会运动以及新形式的利益集团、游说和动员的出现提供支持吗?);
● 关于知识产权的问题(谁有权利对何种信息收费?媒体的大部分应该由少数大公司控制吗?政府应实行什么样的信息自由度?)。
所有这些与前面提及的信息不平等问题都是信息革命带来的问题。信息革命从根本上讲涉及到信息处理在我们社会中作用的变化。毫不奇怪,人们正在提出关于个人信息与有价值的信息的获取与使用方面的根本性问题。
信息革命的结果不仅取决于技术发展,而且取决于社会行动和社会选择。正如世界范围的工业社会采取各种各样形式,并且其中的生活方式也差异很大,将来也很可能出现多种多样的信息社会。然而,随着新的信息技术使越来越多的全球交流成为可能,随着越来越多的公司扩展到全球市场,也有强大的力量在发挥作用,使人们以前所未有的规模在世界范围内共享不同文化的某些要素。
:电子商务简介
一、定义
电子商务可定义为支持网上商务活动并涉及信息分析的一整套步骤。这些活动生成大量的产品信息,并显示事件、服务、供应商、客户、广告商、交易支持、各种服务与活动的代理系统(如查找某些产品、查找价格便宜的产品等)、交易的安全性、用户鉴别等等。它包括“实现由先进信息技术支持的商业构想,以提高交易过程的效率与成效”。
尽管这个术语本身最近几年才引起人们的关注,电子商务已经以各种形式存在了20多年。电子数据交换与电子资金转账技术最早在20世纪70年代采用。20世纪80年代兴起和被人们接受的信用卡、自动柜员机和电话银行业务,也都是电子商务的形式。尽管这些电子交易技术有不少在其自身的市场范围内产生了根本性的影响,并且引起了其应有的公众注意,但是其中没有一种受到电子商务近年来所受到的推崇,或者像电子商务近年来那样被誉为经济转型的驱动器。
二、需求与服务
为了有效地使用电子商务,这种系统的用户需要范围广泛的各种类型的功能,包括如下能力:高效地搜索和访问相关信息,进行买卖产品与服务的款项处理,以及保护商业交易免受有意或无意的数据毁坏与偷窃的危害。
1、获取与存储信息
要建立全球性电子市场,我们首先需要处理的问题是将现有的信息,如目录、图书、影片、地图以及质量不一的音频资料,转变成数字化信息。数据也可能已经以数字形式存在,但属于旧的格式,必须进行转换才能有用。这个问题不仅是技术层面的,也是经济层面的——信息数字化或转换所需的费用。
其次,当信息提供者(个人、小公司、大公司)提供了新的信息,我们得有获取与存储信息的办法。电子商务存储系统必须能够以各种格式存储大量的数据,而且还必须提供对这些数据的高效与有效的访问。
2、搜索与查找服务
要给用户提供途径访问重要数据,如有关产品、服务、客户、供应商和政府机构的信息,在线信息搜索能力很重要。信息搜索与查找服务包括目录与电子目录、信息过滤器、搜索引擎和软件代理。
电子目录根据内容组织信息,允许用户浏览和选择相关文档。这种方法实现起来简单,但所采取的某些结构模式可能适应不了每个用户的要求。此外,对于需要频繁更新的系统来说,这种方法可能效率不高,因为需要频繁改变结构。
信息过滤器可供用户用于检索所查询的相关文档。这些过滤器可位于最终用户的工作站或远程站点。从远程站点检索信息会增加网络通信量,因此效率比较高的做法是采集元数据,而不是下载数据本身。多媒体信息在确定信息内容并因此过滤这种数据方面造成另外一些问题。
机器人、漫游者和侦查者等软件代理可以遍历网络并找到相关信息。这种程序基于有限深度、深度优先算法,使用超文本链接遍历万维网上的超文本标记语言文档,以查找和检索相关文档。
现有的搜索与查找服务仍然存在几个尚未解决的问题。这包括处理新的数据类型——如包括视频、声音和三维图像在内的多媒体数据——的能力;开发效率更高的基于内容的索引方法;以及使用并行处理在文档空间中进行多个搜索。
3、电子支付
电子商务系统需要为数据、产品和服务的提供进行付款的方法。电子支付包括数字货币(灵巧卡与电子货币)、信用卡支付和电子支票。
灵巧卡是为各种类型的商业服务而开发和使用的——亦即提供对财务账目的访问、保存购买记录以及存储购物偏好与其他数据等个人信息。灵巧卡有两种:基于关系的灵巧卡允许进行财务往来处理,但是需要在每个记账周期末尾进行会计结算;电子钱包与借方卡存储一笔钱,可用于多种服务。每次采购之后,金额从电子钱包中扣除,因此无需会计结算。
电子货币(也称为数字钞票或电子筹码)是一种电子支付方法,它仿效现实生活中商品和服务与等价货币的交换。因此,电子筹码可以存储在用户的计算机中,并通过固定或间歇性网络连接进行传送。电子货币的币值应得到银行的证实,以避免款额不足的风险。另外,电子货币应该可以与其他支付形式(如纸币和保付支票)兑换,必须具有防篡改能力以避免欺骗性支付,而且应该可以远程访问。作为在用户机器中存储电子筹码的替代方式,第三方支付服务也可以处理支付事务。
使用信用卡采购涉及到加密数据通过计算机网络的传输。这包括将信用卡信息(卡号和截止日期)输入系统,通过系统对信息进行加密,并通过网络发送信息。这种系统存在的问题是它必须无可置疑,这就要求持卡人亲自到场验证签名。与这种支付方式有关的其他问题是保密、交易速度和安全性。
电子支票是通过计算机网络进行支付的另外一种方式。这种系统旨在模仿传统的纸质支票处理系统。在这种方式中,第三方账务服务器为用户提供记账服务。电子支票需要数字签名与验证服务,以便在付款方、受款方和银行之间进行信息的数字化处理。电子支票适合于结清网络微型支付款,比传统的支票支付系统不仅速度快得多,而且效率更高。
社会已习惯于各种各样的成本模型和金融工具。然而,电子商务提出了这些模型和工具未能充分应对的新挑战。例如,在线服务目前采用固定成本模型,对数据内容与批发成本的变化缺乏敏感性。
4、安全服务
电子商务系统必须能够防范若干威胁,如源于内部或外部的欺诈行为、对有价值信息的盗窃以及蓄意破坏。因此,这种系统需要某些专门设计的安全系统提供安全保护服务,如对数据与访问系统的实体的验证、未授权访问的控制、机密性、数据完整性和无可置疑性。
安全系统一般包含一个密码系统,用以将明码文本数据转换成加密文本和将加密文本解密恢复为明码文本数据。密码系统可分为两种:对称密钥密码系统,其中密钥信息在发送者与接收者之间共享并对外保密;和公钥密码系统,其中发送者与接收者并不共享同一个密钥(两个密钥一个可以公开,而另一个则保密)。对称密钥与公钥密码系统都提供机密性、数据源验证和完整性等安全服务。这些服务通过不同的技术来实现,亦即在对称密钥密码系统中使用信息鉴定码和散列函数,而在公钥密码系统中则使用公钥和私钥。
今天的密码系统面临各种挑战,如用户组对这种系统的接受度、密钥的分配与管理以及使用有效加密与解密机制的容易性。
5、连通性
在今天的电子商务环境中,客户是多样性的。用户可能使用电视机、收音机、个人计算机、个人数字助理、膝上型计算机和蜂窝电话来访问信息。国家信息基础设施项目的目标,是允许对分布式信息存储(数字图书馆)进行全维访问,并且以公道的价格向每位公民提供这种访问。电子商务的广泛应用,取决的因素包括为大量用户提供全维访问的能力。电子商务系统必须应对多种不同的信息设备。在这样一个由对象、用户界面、网络、客户机和服务器组成的异构环境中,互操作性问题具有巨大的重要性。
6、法律与政策要求
电子商务涉及的法律问题,与因特网本身在处理电脑空间中的法律事务方面所面临的麻烦有关。已持续了数个世纪之久的那些法律争论又开始以重新积蓄的活力在电脑空间中浮现出来。有关公民自由的根本性问题在一个新的环境中要求给予新的关注,而过去的决定在一个全球联网的环境中会产生与过去不同的结果。当政府和个人努力解决因特网上的言论自由、淫秽和隐私问题的时候,电子商务也面临着众多的法律问题。知识产权、税收、执法、密码的普遍使用和合同等问题在蒸蒸日上的电子商务行业都尚未解决。此外,关于政府参与电子商务管理的争论本身仍处于不成熟的阶段。对于电子商务来说,需要解决的问题越来越明显。
:计算机安全
一、计算机安全面临的威胁
计算机安全面临的威胁是计算机犯罪(包括病毒和电子闯入)以及自然与其他危害。
1、计算机罪犯
计算机犯罪是犯罪者使用专门计算机技术知识所做出的非法行为。计算机罪犯有4种类型:
(1)雇员
人数最多的计算机罪犯类型由那些最容易接近计算机的人,亦即雇员,构成。有时,雇员只是设法从雇主那盗窃某种东西——设备、软件、电子资金、专有信息或计算机时间。有时,雇员可能出于怨恨而行动,试图“报复”公司。
(2)外部用户
不仅雇员,而且有些供应商或客户也可能有机会访问公司的计算机系统。使用自动柜员机的银行客户就是一例。像雇员一样,这些授权的用户可能获取秘密口令,或者找到进行计算机犯罪的其他途径。
(3)“黑客”与“非法侵入者”
有些人以为这两类人相同,其实不然。黑客获取对计算机系统未经授权的访问,是因为这种行为有趣和具有挑战性。非法侵入者行为相同,但出于恶意。他们可能企图窃取技术信息,或者往系统里放置他们所谓的“炸弹”——一种破坏性计算机程序。
(4)犯罪团伙
犯罪团伙发现,可以像合法的商业人员一样使用计算机,但为了非法的目的。例如,计算机可用于跟踪赃物或非法赌债。另外,伪造者使用微机和打印机伪造支票、驾驶证等看起来很复杂的证件。
2、计算机犯罪
计算机犯罪可能采取各种形式,包括:
(1)破坏
不满的雇员有时企图破坏计算机、程序或文件。近年来,计算机病毒已是臭名远扬。病毒是一种程序,在网络和操作程序中“迁移”,并附加到不同的程序和数据库上。
病毒的一个变种是蠕虫病毒。这种破坏性程序用自我复制的信息填满计算机系统,以阻塞系统,使系统的运行减慢或停止。其中最臭名昭著的是因特网蠕虫。1988年,它行遍北美,途中使成千上万的计算机瘫痪。
病毒一般是通过复制的软盘或从电子公告版上下载的程序进入微机。因为病毒可造成严重危害——某些“磁盘杀手”病毒能毁坏系统上的所有信息,建议计算机用户在接受来自其他途径的新程序和数据时一定要小心。
现在有被称为病毒检查程序的检测程序可供使用,在某些种类的病毒进入系统时,向用户发出警告。不幸的是,新的病毒不断被开发出来,而且并不是所有的病毒都能被检测出来。现在有降低计算机病毒感染风险并尽量减少其潜在破坏的推荐步骤。
(2)盗窃
盗窃可能采取多种形式——盗窃硬件、盗窃软件、盗窃数据、盗窃计算机时间等。窃贼当然盗取设备,但也有“白领犯罪行为”。窃贼盗取被看作机密信息的数据,如优先客户名单。他们也使用(盗窃)公司的计算机时间处理其他事务。
为个人利益而对程序进行的未经授权的拷贝也是一种盗窃形式,被称为软件盗版。盗版软件占到美国所使用的软件的40%。盗版软件在海外的比例甚至更高,如在意大利(82%)和泰国(92%)等国家。
(3)操作
进入某人的计算机网络并留下恶作剧式的信息,可能显得很好玩。这也是为什么黑客这样做的原因。这样做仍然是违法的。此外,即使这样的操作似乎没有危害,它也可能给网络用户造成很大的焦虑和时间浪费。
3、其他危害
除了罪犯之外,计算机系统和数据还面临大量其他的危害。这包括如下危害:
(1)自然危害
大自然的力量包括火灾、水灾、风、飓风、龙卷风和地震。即使家用计算机用户也应在安全地点保存程序与数据的备份磁盘,以防火灾或暴风的毁坏。
(2)内乱与恐怖主义
战争、暴乱和其他形式的政治动荡在世界的某些地区是实实在在的威胁。然而,即使是发达国家的人们,也必须保持警惕,在他们国家也可能发生破坏行为。
(3)技术故障
硬件和软件并不总是做它们该做的事。例如,电压不足或断电引起的电流过小,可能造成主存储器中的数据丢失。电流过大,如闪电或其他电干扰影响输电线时,可能造成电压浪涌或形成电压尖峰。这种电流过大可能毁坏计算机的芯片或其他电子元件。
大多数微机用户购买浪涌电压保护器,一种将计算机与壁装电源插座的电源分开的设备。电压浪涌发生时,就会激活浪涌电压保护器中的断路器,从而保护计算机系统。
还有一种技术灾祸:硬盘驱动器突然“崩溃”或出故障,原因可能是不小心的碰撞。如果用户忘记在硬盘上备份数据,数据就可能丢失。
(4)人为差错
人为差错不可避免。数据输入错误或许是最常发生的。程序员错误也经常发生。有些错误可能是有毛病的设计所致,如软件制造商将删除命令设计得与另一个命令非常相似。有些错误可能起因于马虎的操作步骤。办公室工作人员将重要函件保存在办公室其他人不知道的文件名下,就是这样的一个例子。
二、保护计算机安全的措施
安全与信息、硬件和软件的保护有关。安全措施包括加密、限制访问、预防灾难和制作备份。
1、给信息加密
每当信息通过网络发送,总是存在越权访问的可能性。信息传输的距离越远,安全风险就越大。例如,局域网上的电子邮件只会遭遇在办公室等受控环境中进行操作的有限数量的用户。而在国家信息高速公路上横穿国家的电子邮件,则提供了更多的被截取的机会。
工商企业给信息加密或译码已达多年。它们在这方面已十分擅长,致使有些执法机构难以“窃听”疑犯发送的信息。一些联邦机构建议采用标准的加密程序,以便执法机构能够监控疑犯的通信。政府鼓励使用国家信息高速公路的工商企业采用一种专门的加密程序。这种程序可在一种处理器芯片上得到,该芯片称为加密芯片,通常也称为密钥托管芯片。
个人也使用加密程序来保护其私人通信。使用最广泛的加密程序之一是PGP加密软件。
2、限制访问
安全专家不断设计新方法,用以保护计算机系统免于未经授权之人的访问。有时,保护安全就是派警卫看护公司计算机室和检查每个进入之人的身份证明。保护安全常常也是谨慎地将口令分配与人,并且在他们离开公司时更换口令。口令是秘密的单词或数字,必须键入计算机系统才能进行访问。在一些“回叫”式计算机系统情况下,用户打电话给计算机,键入正确的口令,然后挂断。计算机随后会回叫某个预先授权的号码。
今天,大多数大公司都使用被称为防火墙的专门硬件和软件,来控制对其内部计算机网络的访问。这些防火墙,在公司专用网络与包括因特网在内的所有外部网络之间,起到安全缓冲区的作用。所有进出公司的电子通信都必须经过防火墙的评估。通过拒绝未经授权的通信进出,来维护安全。
3、预防灾难
不做灾难预防工作的公司(甚至个人)是不明智的。物理安全涉及到保护硬件免遭可能发生的人为或自然灾难的破坏。数据安全涉及到保护软件和数据免遭非法篡改或毁坏。大多数大机构都有灾难恢复计划,描述继续操作直到计算机可以恢复正常运行的方法。
硬件可以锁起来,但雇员常常觉得这种约束很麻烦,因此安全措施也就松弛了。火与水(包括来自天花板上喷洒灭火系统的水)可能对设备造成极大的损害。因此,许多公司会与其他公司达成合作协议,在出现灾难的情况下合用设备。公司也可能创设专门的应急设施。这些设施如果是设备齐全的计算机中心就称为热场地,如果是必须安装硬件的空壳则称为冷场地。
4、备份数据
设备随时可以替换。然而,一个公司的数据可能无法替代。大多数公司首先采取一些方法,力图防止软件和数据被篡改。这些方法包括仔细审查求职者,严守口令,以及时常检查数据和程序。然而,最保险的办法是经常制作数据备份,并将其存放在远距离地点。
5、微机的安全
如果你拥有微机系统,可以遵照以下几个步骤保护其安全:
(1)避开极端的环境
不要将计算机暴露在极端的环境中。直接照射的阳光、从开着的窗户飘进的雨、极端温度、香烟的烟以及溅出的饮料或食物对微机都是有害的。经常清洁你的设备。使用浪涌电压保护器预防电压浪涌。
(2)保护计算机
给计算机装上链条锁。如果你是在线信息服务机构的用户或成员,不要将口令放在附近别人能进入的地方。在你的设备上蚀刻你的驾驶证号码或社会保险号码。这样,万一被盗,追回之后,可以辨认。
(3)保护程序与数据
妥当地保存磁盘,最好锁起来。将你所有的重要文件和程序进行备份。将你的文件备份放在与你的计算机不同——且安全——的位置。
:比尔•盖茨文摘(1):
为什么个人电脑不会消亡
计算机将呈现多种形式,但我们已开始依赖的这种通用机将永远拥有一席之地。
预言个人电脑即将消亡,已成为近年来一年一度的例行公事——而每年个人电脑都违抗了那些老是预言其消亡的人们的意志。今年看来又要重演一次。对第一季度全球销售额的预测不乐观;个人电脑的时代终于要结束了。实际上,销售额以19%的正常年速度增长。在世界范围,今年将售出的个人电脑大大超过一亿台。这意味着现在全世界购买的个人电脑数量几乎等同于彩色电视机。
个人电脑越来越普及,并不令人吃惊。价格急剧下跌,硬件与软件的功能却持续增强。各地的消费者与商家都争先恐后地上网,而个人电脑使其变得容易。但是,真正使个人电脑独树一帜的,是其在单个经济实惠的套件中所提供的令人难以置信的功能和灵活性。坐在你的个人电脑前,你可以计算你的纳税额,网上冲浪,写信,给朋友发电子邮件,玩游戏,制订商务计划,买汽车,做家庭作业……实际上,干你想干的任何事情。
个人电脑给一般美国人的计算能力,10年前只有在大公司里才能看到。然而,现在人们认为这是理所当然的——而且还想要更多的。他们想做他们在个人电脑上可以做的许多事情,而不管他们在何处或者使用何种设备——不管用的是掌上计算机、可上网的蜂窝电话、自动个人电脑,还是网络电视机那样的灵巧电视机。高级软件、功能强大的微处理器、无线技术和宽带连接的组合,开始使其成为现实。
对大多数人来说,无论是在家还是在工作单位,个人电脑都将保持其主要计算工具的地位;你将一如既往地需要一个大屏幕和一个键盘,来结算你的投资组合,写信给艾格尼丝姨妈,浏览复杂的网页,而且你将需要充足的本地处理能力,用来处理图形、游戏等。但是,个人电脑也将与其他很酷的设备协同工作。你将能够在不同的机器上共享你的数据——文件、日程安排表、日历、电子邮件、地址簿等;你不必去想它;这将是自动的。如果你想查找一种新车的最称心的价格——而且预算一下能否买得起,你将能够通过你手头的设备查询商品特许经销商。无论你在哪儿,也无论你想干什么,你都将得到你需要的所有信息。
同时——许多怀疑个人电脑能否持久存在下去的人忽视了这一点——个人电脑本身将变得更加功能强大,更加可靠,并且更加简单易用。即使基本硬件、网络和软件将变得更加复杂,这种复杂性对用户来说也是隐藏而感觉不到的。用户界面将更加简单,能适应你的需要,并带有语音识别和自然语言处理功能。个人电脑将具有“即开即用”能力,因此你无需等待它启动起来。如果个人电脑居于家庭网络(可能连接到不断监控其运行情况、升级其软件以及为其下载设备驱动程序等的更大网络上)的中心,它将自动运行,无需维护,因此极易管理。而且,个人电脑将演化出许多新的形式,如书本大小的“便笺簿式个人电脑”。但是,它们本质上仍然是个人电脑,带有通用型个人电脑的所有益处。
在这个随时随地都可进行计算的新环境中,通用型个人电脑将扮演至关重要的角色。个人电脑的大容量、低成本思路将为许多新的灵巧设备采纳,因为它给消费者提供了惊人的价值。革新的成本广为分摊,因此每个人都能从数十亿美元的研发中获益。而且,个人电脑的广为接受的技术标准——以及开放式因特网标准——意味着,你购买一件新设备时,你知道它会与你现有的设备协调运行。在这个新的“PC影响力增强”时代,连通性将是至高无上的,而个人电脑的通用标准将比以往任何时候都更加重要。
个人电脑赋予世界一种全新的工作、娱乐和交流方式。PC影响力增强时代也将具有同样的革命性。它将选取个人电脑的功能,使其可在几乎任何地方,在迄今做梦也想不到的设备上,得到使用。考虑到我的工作性质,一点也不令人吃惊,我会这样说。但是,我以微软的未来为赌注。
•盖茨文摘(2):
任何人、任何时间、任何地点
技术的下一步发展是全维访问。
令人奇怪的是,“结合”这个概念进入高技术词汇中已有20多年。
这期间,结合大多数时间有两层意思:计算机业、民用电子业和电信业的融合,以及个人电脑、电视机和电话机等精巧装置的融合。
但是,随着21世纪即将到来,复杂的数字技术和可能激增的带宽正在融合创造出另一种结合——它将改变我们的生活,其剧烈程度前所未有。它将把信息时代的力量随时随地送到每个人手中。
我们生活在这样一个时代:声音、数据和图像都不过是比特,是要通过最宽的管道或最具有容纳力的频段传递的1和0。比特是不可知论者。它们不关心如何到达所要去的地方——它们所关心的只是在适当的时刻按适当的顺序到达。比特的普遍存在,已经开始使大多数人过去20年为民用电子产品所构想的那种杂交成为可能——现代个人电脑、网络电视机、电缆调制解调器以及智能电话机等多功能设备。
但是,这仅仅是个开端。将数字技术与先进的软件、尺寸更小而功能更强的微处理器、光纤与无线带宽呈指数级的增长结合在一起,你就会得到更为有用的东西——无缝隙的全维接入。这使结合的趋势颠倒过来。它意味着,尽管计算机、电信和民用电子技术将结合在一起,但下一代智能型设备大多数不会。
全维接入将把你所需要的所有信息和服务聚到一起,并提供给你使用,无论你在何处,你在干什么,也无论你使用何种设备。可以称其为“虚拟”结合——你所需要的一切都在一个地方,但是这个地方可以是你所选择的任何地方,而不仅仅是家里或办公室。
由此产生的结果是,联网的智能型设备将会激增,从掌上型与便笺簿式个人电脑到可上网的电话与自动个人电脑。你的文件、日程安排表、地址簿以及你所需要的任何其他东西都将自动地复制到这些设备的每一件上,因为一切智能型设备都将联网。
“虚拟”结合将选取你使用的台式计算机的功能,使其在你所需要的任何地方供你使用。但是,为了有助于避免信息过载,它将采用智能的做法。如果你是在一个星期六的下午在球场观看比赛,网络就会知道,你在掌上型电脑上所需要看到的,是球员的简介或叫热狗的在线表格——而不是你的纳税申报单或明天的旅行计划。
要使这一切成为现实,仍有许多事情要做。首先,人们要彼此理解与合作,就必须说同一种语言;同样,智能型设备要有效地通信,也需要使用一种共同的语言。达到这一目标的最佳方法是使用现有的开放式因特网标准。业界已开始沿着这条道路前进,但是还有很长的路要走。其次,要在美国各地广泛提供高速宽带通信,仍然需要巨额投资。
要使这一切得以实现,我们尚需看到在计算机公司、民用电子公司、电信公司、因特网公司和电缆公司之间有更多的交易、联合和合资企业。结果很可能是,当每个人都面对开发一个切实可行的商业模式的挑战时,那些合资企业中有些将会在市场上失败。但是,有两点是肯定的:无处不在的无线高带宽数字网络将建立起来,而且访问这些网络所需要的各种智能型设备不久将上市。联合在一起,它们将使虚拟结合的潜能变为现实。
(The Answers)
PART ONE
Computer Basics
Unit 1
My Computer
Section A
I.Fill in the blanks with the information given in the text:
1. Charles Babbage; Augusta Ada Byron
2. input; output
3. VLSI
4. workstations; mainframes
5. vacuum; transistors
6. instructions; software
7. digit; eight; byte
8. microminiaturization; chip
II.Translate the following terms or phrases from English into Chinese and vice versa:
1. artificial intelligence 人工智能
2. paper-tape reader 纸空阅读机
3. optical computer 光学计算机
4. neural network 神经网络
5. instruction set 指令集
6. parallel processing 平行处理
7. difference engine 差分机
8. versatile logical element 通用逻辑器件
9. silicon substrate 硅基
10.              vacuum tube 真空管(电子管)
11.              the storage and handling of data 数据的存储与处理
12.              very large-scale integrated circuit 超大规模集成电路
13.              central processing unit 中央处理器
14.              personal computer 个人计算机
15.              analogue computer 模拟计算机
16.              digital computer 数字计算机
17.              general-purpose computer 通用计算机
18.              processor chip 处理器芯片
19.              operating instructions 操作指令
20.              input device 输入设备
III.Fill in each of the blanks with one of the words given in the following list, making changes if necessary:
We can define a computer as a device that accepts input, processes data, stores data, and produces output. According to the mode of processing, computers are either analog or digital. They can be classified as mainframes, minicomputers, workstations, or microcomputers. All else (for example, the age of the machine) being equal, this categorization provides some indication of the computer’s speed, size, cost, and abilities.
Ever since the advent of computers, there have been constant changes. First-generation computers of historic significance, such as UNIVAC, introduced in the early 1950s, were based on vacuum tubes. Second-generation computers, appearing in the early 1960s, were those in which transistors replaced vacuum tubes. In third-generation computers, dating from the 1960s, integrated circuits replaced transistors. In fourth-generation computers such as microcomputers, which first appeared in the mid-1970s, large-scale integration enabled thousands of circuits to be incorporated on one chip. Fifth-generation computers are expected to combine very-large-scale integration with sophisticated approaches to computing, including artificial intelligence and true distributed processing.
Section B
I.Fill in the blanks with the information given in the text:
1. display
2. underwater; GUI
3. intranet
4. functionality
II.Translate the following terms or phrases from English into Chinese and vice versa:
1. circuit board 电路板
2. beta testing β测试
3. thin-client computer 瘦客户机电脑
4. cell phone 蜂窝电话(移动电话)
5. digital video 数码摄像机,数码影视
6. Pentium processor 奔腾处理器
7. virtual screen 虚拟屏幕
8. desktop computer specifications 台式计算机规格
9. radio frequency 射频
10.              wearable computer 可佩带式计算机
Section C
I.Fill in the blanks with the information given in the text:
1. loading
2. 100MB
3. Add/Remove Programs; Control Panel
4. Shut Down; Start Menu
II.Translate the following terms or phrases from English into Chinese and vice versa:
1. Windows Registry 视窗注册表
2. swap file 交换文件
3. TMP file 临时文件
4. power plug 电源插头
5. free disk space 可用磁盘空间
6. Control Panel 控制面板
7. Start Menu 开始菜单
8. Add/Remove Programs option 添加∕删除程序选项
Unit 2
Computer Architecture
Section A
I.Fill in the blanks with the information given in the text:
1. input; output; storage
2. Basic Input Output System
3. flatbed scanners; hand-held scanners
4. LCD-based
5. dot-matrix printers; inkjet printers
6. disk drives; memory
7. Volatile
8. serial; parallel
II.Translate the following terms or phrases from English into Chinese and vice versa:
1. information retrieval 信息检索
2. voice recognition module 语音识别模块
3. touch-sensitive region 触感区,触摸区
4. address bus 地址总线
5. flatbed scanner 平板扫描仪
6. dot-matrix printer 点阵打印机(针式打印机)
7. parallel connection 并行连接
8. cathode ray tube 阴极射线管
9. video game 电子游戏(港台亦称电玩)
10.              audio signal 音频信号
11.              operating system 操作系统
12.              LCD (liquid crystal display)  液晶显示(器)
13.              inkjet printer 喷墨打印机
14.              data bus 数据总线
15.              serial connection 串行连接
16.              volatile memory 易失性存储器
17.              laser printer 激光打印机
18.              disk drive 磁盘驱动器
19.              BIOS (Basic Input Output System)  基本输入输出系统
20.              video display  视频显示器
III.Fill in each of the blanks with one of the words given in the following list, making changes if necessary:
CD-ROM stands for compact disk read-only memory. Unlike floppy and hard disks, which use magnetic charges to represent 1s and 0s, optical disks use reflected light. On a CD-ROM disk, 1s and 0s are represented by flat areas and bumpy areas (called “pits”) on its bottom surface. The CD-ROM disk is read by a laser that projects a tiny beam of light on these areas. The amount of reflected light determines whether the area represents a 1 or a 0.
Like a commercial CD found in music stores, a CD-ROM is a “read-only” disk. Read-only means it cannot be written on or erased by the user. Thus, you as a user have access only to the data imprinted by the publisher.
A single CD-ROM disk can store 650 megabytes of data. That is equivalent to 451 floppy disks. With that much information on a single disk, the time to retrieve or access the information is very important. An important characteristic of CD-ROM drives is their access rate.
Section B
I.Fill in the blanks with the information given in the text:
1. low-speed
2. topology; hub
3. control; bulk
4. token; handshake
II.Translate the following terms or phrases from English into Chinese and vice versa:
1. ISA slot  ISA总线槽
2. configuration register 配置寄存器
3. still camera 静物照相机
4. token packet 令牌包
5. expansion hub 扩展集线器
6. USB(Universal Serial Bus)通用串行总线
7. root hub 根集线器
8. I/O device 输入输出设备
9. control frame  控制帧
10.              PCI (Peripheral Component Interconnect) 外部设备互连
Section C
I.Fill in the blanks with the information given in the text:
1. higher; cheaper; shelf space
2. single-layer; double-sided; politics
3. Substrate
4. incompatibility
II.Translate the following terms or phrases from English into Chinese and vice versa:
1. video tape 录像带
2. aspect ratio (电视、电影图像的)高宽比,纵横比
3. CD-RW 可擦写光驱
4. laser diode 激光二极管
5. reflective layer反射层
6. optical disk光盘
7. high resolution高分辨率
8. floppy disk 软盘
Unit 3
Operating System
Section A
I.Fill in the blanks with the information given in the text:
1. Software
2. Multitasking
3. Virtual
4. IBM or International Business Machines Corporation
5. UNIX; multiuser
6. Windows; graphical
7. command-line
8. distributed
II.Translate the following terms or phrases from English into Chinese and vice versa:
1. data set 数据集
2. pointing device 指点设备
3. graphical user interface 图形化用户界面
4. time-slice multitasking 分时多任务处理
5. object-oriented programming 面向对象编程
6. click on an icon 点击图标
7. context switching 上下文转换
8. distributed system 分布式系统
9. pull-down lists of commands 命令的下拉列表
10.              simultaneous access  同时访问
11.              command-line interface  命令行界面
12.              multitasking environment  多任务化环境
13.              spreadsheet program  电子制表程序
14.              main memory  主存
15.              storage media  存储介质
16.              disk file  磁盘文件
17.              command interpreter  命令解释器
18.              network connection  网络连接
19.              DOS (disk operating system)  磁盘操作系统
20.              copy a data file  拷贝数据文件
III.Fill in each of the blanks with one of the words given in the following list, making changes if necessary:
Operating systems for micro, mini, and mainframe computers perform many services. These services can be classified either as “external” or “internal.”
The operating system provides external services that help users start programs, manage stored data, and maintain security. You, as the computer user, control these external functions. Using a command-line, menu-driven, or GUI user interface, an operating system provides you with a way to select the programs you would like to use. The operating system also helps you find, rename, and delete documents and other data stored on disk or tape. On many, but not all computer systems, the operating system helps you maintain security by checking your user ID and password, as well as protecting your data from unauthorized access and revisions.
The operating system provides internal services “behind the scenes” to ensure that the computer system functions efficiently. These internal services are not generally under your control, but instead are controlled by the operating system itself. The operating system controls input and output, allocates system resources, manages the storage space for programs and data, and detects equipment failure without any direction from you.
Section B
I.Fill in the blanks with the information given in the text:
1. UNIX
2. Networking
3. multitasking; drivers
4. client; protocols
II.Translate the following terms or phrases from English into Chinese and vice versa:
1. serial port 串行端口
2. configuration utility 配置工具
3. ISDN  综合业务数字网
4. token ring  令牌环
5. fast Ethernet  快速以太网
6. virtual memory  虚拟内存
7. source code  源代码
8. swap space  交换空间
9. Internet protocol  因特网协议
10.              SVGA (Super Video Graphics Array)   超级视频图形阵列
Section C
I.Fill in the blanks with the information given in the text:
1. Releases
2. Windows 2000
3. 4Gbps or 4 gigabits per second
4. SMP; networking; memory
II.Translate the following terms or phrases from English into Chinese and vice versa:
1. network throughput 网络吞吐量
2. registry access 注册表存取
3. scalable file server 规模可变的文件服务
4. static Web page 静态网页
5. physical memory  物理内存
6. Plug and Play  即插即用
7. network adapter  网络适配器
8. SMP (symmetric multiprocessing)   对称多任务处理
Unit 4
Computer Language and Programming
Section A
I.Fill in the blanks with the information given in the text:
1. artificial; instructions
2. low-level; high-level
3. low-level
4. Machine
5. functional; logic
6. Statement
7. Module
8. digital
II.Translate the following terms or phrases from English into Chinese and vice versa:
1. storage register 存储寄存器
2. function statement 函数语句
3. program statement 程序语句
4. object-oriented language 面向对象语言
5. assembly language  汇编语言
6. intermediate language 中间语言,中级语言
7. relational language  关系(型)语言
8. artificial language  人造语言
9. data declaration  数据声明
10.              SQL  结构化查询语言
11.              executable program  可执行程序
12.              program module  程序模块
13.              conditional statement  条件语句
14.              assignment statemen  t赋值语句
15.              logic language  逻辑语言
16.              machine language  机器语言
17.              procedural language  过程语言
18.              programming language  程序设计语言
19.              run a computer program  运行计算机程序
20.  computer programme r  计算机程序设计员
III.Fill in each of the blanks with one of the words given in the following list, making changes if necessary:
A programming language is a language used to write instructions for the computer. It lets the programmer express data processing in a symbolic manner without regard to machine-specific details.
The difficulty of writing programs in the machine language of 0s and 1s led first to the development of assembly language, which allows programmers to use mnemonics for instructions and symbols for variables. Such programs are then translated by a program known as an assembler into the binary encoding used by the computer. Other pieces of system software known as linking loaders combine pieces of assembled code and load them into the machine’s main memory unit, where they are then ready for execution. The concept of linking separate pieces of code was important, since it allowed “libraries” of programs to be built up to carry out common tasks—a first step toward the increasingly emphasized notion of software reuse. Assembly language was found to be sufficiently inconvenient that higher-level languages (closer to natural languages) were invented in the 1950s for easier, faster programming; along with them came the need for compilers, programs that translate high-level language programs into machine code. As programming languages became more powerful and abstract, building efficient compilers that create high-quality code in terms of execution speed and storage consumption became an interesting computer science problem in itself.
Section B
I.Fill in the blanks with the information given in the text:
1. object-oriented
2. user interface
3. Event
4. Controls
II.Translate the following terms or phrases from English into Chinese and vice versa:
1. function call 函数调用
2. event-driven programming 事件驱动编程
3. click on a push button 点击按钮
4. application window  应用程序窗口
5. class hierarchy  类继承
6. child window  子窗口
7. application development environment  应用程序开发环境
8. pull-down menu  下拉菜单
9. dialog box  对话框
10.              scroll bar  滚动条
Section C
I.Fill in the blanks with the information given in the text:
1. Objects
2. platform-independent
3. Multithreading
4. Runtime
II.Translate the following terms or phrases from English into Chinese and vice versa:
1. native code 本机代码
2. header file 头文件
3. multithreaded program 多线程编程
4. Java-enabled browser 支持Java的浏览器
5. machine code  机器码
6. assembly code  汇编码
7. Trojan horse  特洛伊木马程序
8. software package  软件包
PART TWO
Software Engineering
Unit 5
Software Development
Section A
I.Fill in the blanks with the information given in the text:
1. application; operating
2. assemblers
3. compiler
4. interpreter
5. Debugger
6. Loop
7. device driver
8. John von Neumann
II.Translate the following terms or phrases from English into Chinese and vice versa:
1. inference engine  推理机
2. system call  系统调用
3. compiled language  编译语言
4. parallel computing  平行计算
5. pattern matching  模式匹配
6. free memory  空闲内存
7. interpreter program  解释程序
8. library routine  库程序
9. intermediate program  中间程序,过渡程序
10.              source file  源文件
11.              interpreted language  解释(性)语言
12.              device driver  设备驱动程序
13.              source program  源程序
14.              debugging program  调试程序
15.              object code  目标代码
16.              application program  应用程序
17.              utility program  实用程序
18.              logic program  逻辑程序
19.              ink cartridge  墨盒
20.              program storage and execution  程序的存储与执行
III.Fill in each of the blanks with one of the words given in the following list, making changes if necessary:
A compiler, in computer science, is a computer program that translates source code into object code. Software engineers write source code using high-level programming languages that people can understand. Computers cannot directly execute source code, but need a compiler to translate these instructions into a low-level language called machine code.
Compilers collect and reorganize (compile) all the instructions in a given set of source code to produce object code. Object code is often the same as or similar to a computer’s machine code. If the object code is the same as the machine language, the computer can run the program immediately after the compiler produces its translation. If the object code is not in machine language, other programs—such as assemblers, binders (联编程序), linkers (连接程序), and loaders (装入程序)—finish the translation.
Most computer languages use different versions of compilers for different types of computers or operating systems, so one language may have different compilers for personal computers (PC) and Apple Macintosh computers. Many different manufacturers often produce versions of the same programming language, so compilers for a language may vary between manufacturers.
Section B
I.Fill in the blanks with the information given in the text:
1. client-side; server-side
2. UNIX
3. Database
4. operating system
II.Translate the following terms or phrases from English into Chinese and vice versa:
1. Windows socket  Windows套接字接口
2. Winsock interface  Winsock接口
3. file repository  文件属性
4. client-side application  客户端应用程序
5. HTML tag  HTML标记
6. Web browser  万维网浏览器
7. hardware platform  硬件平台
8. custom control  定制控件
9. OLE (object linking and embedding)  对象链接和嵌入
10.              WAN (wide area network)  广域网
Section C
I.Fill in the blanks with the information given in the text:
1. cross-platform
2. Exit; Quit
3. Unicode
4. Environment
II.Translate the following terms or phrases from English into Chinese and vice versa:
1. search path  搜索路径
2. dynamic library  动态链接库
3. code set  代码集
4. ancestor menu  祖辈菜单
5. end user 最终用户
6. menu item 菜单项
7. cross-platform application 跨平台应用程序
8. character set 字符集
Unit 6
Distributed Systems
Section A
I.Fill in the blanks with the information given in the text:
1. Heterogeneous
2. Resources
3. client/server
4. Asynchronous
5. Multicast
6. Bridges
7. fault-tolerance
8. openness
II.Translate the following terms or phrases from English into Chinese and vice versa:
1. procedure call  过程调用
2. structured message protocol  结构化消息协议
3. secure protocol  安全协议
4. networking protocol  网络协议
5. processing node  处理节点
6. homogeneous system  同构系统
7. cost effectiveness  成本效益
8. message encryption  信息加密(术)
9. message format  信息格式
10.              component code  组件编码
11.              sequential program 顺序程序
12.              multicast protocol  多址通信协议
13.              routing algorithm  路由算法
14.              open system  开放式系统
15.              heterogeneous environment  异构型环境
16.              distributed processing  分布式处理
17.              resource sharing   资源共享
18.              structured message passing   结构化信息传送
19.              communication(s) link 通信链路
20.              development tool  开发工具
III.Fill in each of the blanks with one of the words given in the following list, making changes if necessary:
The client/server architecture is a proven approach to building flexible, scalable environments. It is an arrangement used on local area networks that makes use of “distributed intelligence” to treat both the server and the individual workstations as intelligent, programmable devices, thus exploiting the full computing power of each. This is done by splitting the processing of an application between two distinct components: a “front-end” client and a “back-end” server. The client component, itself a complete, stand-alone (独立的) personal computer (versus the “dumb” terminal found in older architectures such as the time-sharing used on a mainframe) offers the user its full range of power and features for running applications. The server component, which can be another personal computer, minicomputer, or a mainframe, enhances the client component by providing the traditional strengths offered by minicomputers and mainframes in a time-sharing environment: data management, information sharing between clients, and sophisticated network administration and security features. The advantage of the client/server architecture over older architectures is that the client and server machines work together to accomplish the processing of the application being used. Not only does this increase the processing power available, but it also uses that power more efficiently. The client portion of the application is typically optimized for user interaction, whereas the server portion provides the centralized, multi-user functionality.
Section B
I.Fill in the blanks with the information given in the text:
1. peer-to-peer
2. simultaneous; frequency
3. procedure; management; load
4. Software
II.Translate the following terms or phrases from English into Chinese and vice versa:
1. logical entity  逻辑实体
2. client-server architecture  客户机-服务器结构
3. CPU cycle  CPU周期
4. graphics acceleration 图形加速
5. software licensing  软件许可
6. word-processing application  字处理应用程序
7. load balancing  负载平衡
8. remote procedure call  远程过程调用
9. hardware configuration  硬件配置
10.              peer-to-peer network  对等网络
Section C
I.Fill in the blanks with the information given in the text:
1. Physical
2. Overconfiguration
3. Changes
4. presentation; application; data management
II.Translate the following terms or phrases from English into Chinese and vice versa:
1. font server 字体服务器
2. data management logic 数据管理逻辑规则
3. disk space 磁盘空间
4. conceptual model  概念模型
5. client-server model 客户–服务器模型
6. graphics display 图形显示
7. general-purpose hardware 通用硬件
8. system expandability 系统可扩展性
Unit 7
Database
Section A
I.Fill in the blanks with the information given in the text:
1. data storage
2. Entities
3. DBMS or database management system
4. Inconsistency
5. SQL or Structured Query Language
6. storage engine; query processor
7. procedure calls
8. data presentation; data storage
II.Translate the following terms or phrases from English into Chinese and vice versa:
1. language precompiler  程序语言预编译器
2. business logic implementation  业务逻辑实现
3. query processor  查询处理器
4. data modeling  数据建模
5. storage engine  存储引擎
6. tiered architecture  分层结构
7. database manager  数据库管理员
8. data presentation layer  数据表现层
9. logical database design  逻辑上的数据库设计
10.              entity relationship diagram  实体关系图
11.              query language  查询语言
12.              host language  主机语言
13.              Data Modification Language (DML)   数据修改语言
14.              data redundancy  数据冗余
15.              relational database  关系数据库
16.              relational data model  关系数据模型
17.              database management system (DBMS)   数据库管理系统
18.              data element  数据元素
19.              data access  数据存取
20.  query optimization  查询优化
III.Fill in each of the blanks with one of the words given in the following list, making changes if necessary:
A database is any collection of data organized for storage in a computer memory and designed for easy access by authorized users. The data may be in the form of text, numbers, or encoded graphics. Since their first, experimental appearance in the 1950s, databases have become so important in industrial societies that they can be found in almost every field of information.
In the 1960s, some databases became commercially available, but their use was funnelled (传送) through a few so-called research centres that collected information inquiries and handled them in batches (一批). On-line databases—that is, databases available to anyone who could link up to them by computer—first appeared in the 1970s. For the home user, the equipment required includes a computer terminal, a telephone, and a modem, which enables the terminal and the database (usually some type of search-service system) to communicate. The user simply dials the number of the service, provides a password code for identification and billing (记账), and types in questions to a chosen database on the terminal’s keyboard. The data received may either be displayed on a terminal screen or printed out.
Section B
I.Fill in the blanks with the information given in the text:
1. columns; rows
2. permanent; temporary
3. Clustered; nonclustered
4. CHECK; PRIMARY KEY
II.Translate the following terms or phrases from English into Chinese and vice versa:
1. global temporary table  全局临时表
2. partitioned data  分区的数据
3. virtual table  虚拟(临时)表
4. permanent table  永久(固定)表
5. log out of a system  退出登录的系统
6. primary key  主键
7. foreign key  外键
8. database object  数据库对象
9. clustered index  簇索引
10.  local temporary table  本地临时表
Section C
I.Fill in the blanks with the information given in the text:
1. File
2. user interface
3. Server
4. VCL
II.Translate the following terms or phrases from English into Chinese and vice versa:
1. data module  数据模块
2. object repository  对象库
3. local database  本地(机)数据库
4. client dataset  客户端数据集
5. remote database server  远程数据库服务器
6. flat file  平面文件
7. data source  数据源
8. Distributed Component Object Model (DCOM)   分布式组件对象模型
PART THREE
Network and Communication
Unit 8
Telecommunications and Information Superhighway
Section A
I.Fill in the blanks with the information given in the text:
1. Telegraph
2. dots; dashes
3. Media
4. point-to-point
5. Analog
6. Digital
7. text-based
8. modem
II.Translate the following terms or phrases from English into Chinese and vice versa:
1. microwave radio  微波无线电
2. digital television  数字电视
3. DSL  数字用户线路
4. analog transmission  模拟传输
5. on-screen pointer  屏幕(触摸屏)上的指示(器)
6. computer terminal  计算机终端
7. radio telephone  无线电话
8. cellular telephone  蜂窝电话(移动电话)
9. decentralized network 分散的网络
10.              wire-based internal network  基于普通网线的内部网络
11.              fiber-optic cable  光缆
12.              fax machine  传真机
13.              wireless communications  无线通信
14.              point-to-point communications  点对点通信
15.              modulated electrical impulse  调制电脉冲
16.              communication(s) satellite  通信卫星
17.              telegraph key  电报电键
18.              transmission medium  传输媒体
19.              cordless telephone  无绳电话
20.              metal conductor  金属导体
III.Fill in each of the blanks with one of the words given in the following list, making changes if necessary:
Data communications is the process of transmitting and receiving data in an orderly way so the data that arrives at its destination is an accurate duplication of the data that was sent. When data travels a short distance, such as when you send data from your computer to your printer, it is referred to as local communications. When data travels a long distance, the communication is referred to as telecommunications; the prefix “tele” is derived from a Greek word that means “far” or “far off.”
The difference between a short distance and a long distance is somewhat arbitrary (武断的). For example, if your computer sends data to a printer in the next room, it is regarded as local communications; if you phone the person in the next room, you are transmitting data over a telecommunications device. However, the same basic communications concepts apply to both local communications and telecommunications.
Basic data communications concepts are the building blocks for understanding how data travels on a communications system. These concepts come in handy (派得上用处) when you install, configure, or upgrade a local area network. In addition, these concepts help you set up modems, fax machines, and cellular data transfers.
Section B
I.Fill in the blanks with the information given in the text:
1. Layering
2. Interconnected
3. Al Gore or Gore
4. Bandwidth
II.Translate the following terms or phrases from English into Chinese and vice versa:
1. error recovery  错误恢复
2. parity function  奇偶函数
3. video on demand  视频点播
4. collision detection  冲突检测
5. protocol layering  协议层
6. architectural model  体系结构模型
7. packet switching  包交换
8. enterprise network  企业网
9. protocol suite  协议组
10.              commercial backbone  商用骨干网
Section C
I.Fill in the blanks with the information given in the text:
1. Transfer
2. Cells
3. Label
4. Integrated
II.Translate the following terms or phrases from English into Chinese and vice versa:
1. high-definition TV  高清晰度电视
2. frame relay  帧中继
3. data rate  数据传输率
4. metropolitan area network  城域网
5. set-top box  机顶盒
6. multi-mode fiber  多模光纤
7. protocol stack  协议堆栈
8. VPI (virtual path identifier)   虚拟路径标识符
Unit 9
Computer Networks
Section A
I.Fill in the blanks with the information given in the text:
1. Ethernet
2. Limited
3. Bridges
4. Routers
5. telephone; wide
6. Broadband
7. Objects
8. public key
II.Translate the following terms or phrases from English into Chinese and vice versa:
1. coaxial cable  同轴电缆
2. computer networking  计算机网络
3. multiple-access network  多路访问网络
4. management software  管理软件
5. broadband connection  宽带连接
6. confidential information  机密信息
7. monolithic system  单片机系统
8. star network  星型网络
9. bus network  总线型网络
10.              ring network  环形网络
11.              network resources  网络资源
12.              public key system  公钥体制
13.              public telephone network 公用电话网
14.              data encryption system  数据加密系统
15.              information superhighway  信息高速公路
16.              information age  信息时代
17.              computer security  计算机安全
18.              data network  数据网
19.              data link  数据链路
20.  access protocol  存取协议
III.Fill in each of the blanks with one of the words given in the following list, making changes if necessary:
A local area network (LAN) is a group of computers and other devices dispersed (分散) over a relatively limited area and connected by a communications link that enables any device to interact with any other on the network. LANs commonly include microcomputers and shared (often expensive) resources such as laser printers and large hard disks. Most (modern) LANs can support a wide variety of computers and other devices. Each device must use the proper physical and data-link protocols for the particular LAN, and all devices that want to communicate with each other on the LAN must use the same upper-level communications protocol. Although single LANs are geographically limited (to a department or an office building, for example), separate LANs can be connected to form larger networks. Similar LANs are linked by bridges, which act as transfer points between networks; dissimilar LANs are linked by gateways, which both transfer data and convert it according to the protocols used by the receiving network.
The devices on a LAN are known as nodes, and the nodes are connected by cabling through which messages are transmitted. Nodes on a LAN can be wired together in any of three basic topologies, known as bus, ring, and star.
Section B
I.Fill in the blanks with the information given in the text:
1. backup; load balancing
2. core; access
3. scaled; distributed
4. bandwidth; configuration
II.Translate the following terms or phrases from English into Chinese and vice versa:
1. switched internetwork  交换式内部网
2. routing protocol  路由协议
3. carrier sense  载波侦听
4. spanning tree  生成树
5. hierarchical network  分层网络
6. dynamic routing  动态路由选择
7. VLAN (virtual local area network)  虚拟局域网
8. UNI (user network interface)  用户网络接口
9. campus network  校园网
10.              modular model  模块模型
Section C
I.Fill in the blanks with the information given in the text:
1. Server
2. Directory
3. diskless workstation
4. remote node
II.Translate the following terms or phrases from English into Chinese and vice versa:
1. diskless workstation  无盘工作站
2. group scheduling  成组调度
3. remote node  远程节点
4. printer port  打印口
5. remote access  远程访问
6. DUN (Dial-Up Networking)  拨号联网
7. parallel port  并行端口
8. NOS (network operating system)  网络操作系统
Unit 10
Network Infrastructure
Section A
I.Fill in the blanks with the information given in the text:
1. nodes; connections
2. bus; ring
3. Terminator
4. Hub
5. Ring
6. Logical
7. Star
8. passive; active
II.Translate the following terms or phrases from English into Chinese and vice versa:
1. network layout  网络布局
2. physical topology  物理拓扑结构
3. logical topology  逻辑拓扑结构
4. star configuration  星型结构
5. physical network connection  物理网络连接
6. high-end active hub  高端主动式集线器
7. passive hub  被动式集线器
8. network node  网络节点
9. electrical ground  电气接地
10.              data flow  数据流
11.              wiring closet 布线室
12.              multistation access unit 多站访问单元
13.              star topology 星形拓扑结构
14.              bus topology 总线拓扑结构
15.              ring topology 环形拓扑结构
16.              network topology 网络拓扑结构
17.              centralized network management 集中式网络管理
18.              intelligent hub 智能集线器
19.              network hub 网络集线器
20.              physical network 物理网络
III.Fill in each of the blanks with one of the words given in the following list, making changes if necessary:
Ethernet, originally developed in 1973 at Xerox, is by far the most popular network technology in use today. The logical topology of an Ethernet network is always a bus. The predominant physical topology used to be a bus as well, but has been eclipsed (使暗淡) in recent years by the star topology.
Because Ethernet is logically a bus, data is transmitted to every node on the network. Each node sees every transmission, and receives transmissions destined (预定的) for it based on the address of its network adapter. This approach to sharing a single cable for all transmissions is known as the multiple access method. Only one node can successfully transmit at any given time, so the nodes must agree on a way to share the cable without interfering with each other. The Ethernet standard specifies how the nodes share the bus.
Before a node starts transmitting, it briefly listens to the bus for other traffic. This activity is known as carrier sensing. If another node is already transmitting, the node desiring to transmit tries again later. If there’s no other traffic on the bus, the node begins transmission. This approach avoids transmissions stepping on each other—in most cases.
Section B
I.Fill in the blanks with the information given in the text:
1. Transmission; Internet
2. network-level; application-level
3. Native
4. protocol stack
II.Translate the following terms or phrases from English into Chinese and vice versa:
1. heterogeneous network  异构网络
2. packet delivery  包发送
3. IBM compatible  IBM兼容的
4. IP datagram  IP数据报
5. DOS box  DOS箱(机)
6. HTTP (Hypertext Transfer Protocol)  超文本传送协议
7. NNTP (Network News Transfer Protocol)  网络新闻传送协议
8. SMTP (Simple Mail Transfer Protocol)   简单邮件传送协议
9. security hole  安全漏洞
10.  system crash  系统崩溃
Section C
I.Fill in the blanks with the information given in the text:
1. Internet; physical
2. Packets
3. Network
4. Full-duplex
II.Translate the following terms or phrases from English into Chinese and vice versa:
1. physical address  物理地址
2. data transfer  数据迁移
3. header checksum  报头校验
4. stream delivery  (数据)流发送
5. virtual circuit  虚电路
6. network layer  网络层
7. full-duplex transmission  全双工传输
8. ARP (Address Resolution Protocol)   地址解释协议
Unit 11
Internet
Section A
I.Fill in the blanks with the information given in the text:
1. client-server
2. Host
3. Multimedia
4. dedicated或dial-up; dial-up或dedicated
5. Hypertext
6. URLs或Uniform Resource Locators
7. Bandwidth
8. ARPANET
II.Translate the following terms or phrases from English into Chinese and vice versa:
1. list server  列表服务器
2. transmission scheme  传输模式
3. data packet  数据包
4. Mbps  每秒兆字节
5. hypermedia document  超媒体文档
6. FTP  文件传输协议
7. host network  主机网络
8. dedicated access  专线访问
9. storage format  存储格式
10.              mail server  邮件服务器
11.              multimedia file  多媒体文件
12.              dial-up access  拨号访问
13.              LAN (local area network)   局域网
14.              retrieve files  检索文件
15.              ISP (Internet Service Provider)   因特网服务供应商
16.              WWW (World Wide Web)   万维网
17.              URL (Uniform Resource Locator)   统一资源定位符
18.              TCP (Transmission Control Protocol)   传输控制协议
19.              data stream  数据流
20.              log on  登录
III.Fill in each of the blanks with one of the words given in the following list, making changes if necessary:
Web pages are actually small computer programs, written in a computer language understood by Web browsers. The primary language used for Web pages is called HTML, which stands for HyperText Markup Language. HTML provides a way of describing exactly how a page will look when it’s published on the Web.
HyperText refers to the capability of linking pages together so users can quickly navigate through material based on their own interests. (If you’ve used the Windows Help system to find the answer to a question, you’ve probably clicked several hypertext links.) Markup refers to the capability to specify position, size, font, color, and other attributes of elements on the page. Therefore, HTML is a programming language that enables you to create and link together pages, and to specify just about every detail of how the page looks when viewed by a Web browser.
HTML isn’t the end of the line for markup languages. Development of several new languages is under way, to provide more powerful Web publishing capabilities. One of the most promising is XML, or Extensible Markup Language. Some experts believe it will replace HTML in the next few years.
Section B
I.Fill in the blanks with the information given in the text:
1. Destination
2. commercial; educational; governmental
3. Plain
4. headers; footers
II.Translate the following terms or phrases from English into Chinese and vice versa:
1. plain text  纯文本
2. destination address
3. mail-user agent  邮件用户代理
4. message transfer agent  消息传送代理
5. graphics-based file
6. analog signal 模拟信号
7. domain name 域名
8. text file 文本文件
9. text editor 文本编辑器
10.  e-mail address 电子邮件地址
Section C
I.Fill in the blanks with the information given in the text:
1. 56K
2. Low
3. sound card
4. Reflectors
II.Translate the following terms or phrases from English into Chinese and vice versa:
1. sound card  声卡
2. Web page  网页
3. video camera  摄像机,摄像头
4. plug-in software  嵌入软件
5. input/output port  输入∕输出端口
6. home page  主页
7. video capture card  视频捕获卡
8. chat room  聊天室
PART FOUR
IT and Our Life
Unit 12
IT and Computer Application
Section A
I.Fill in the blanks with the information given in the text:
1. Production
2. Technological
3. agricultural; industrial
4. Largest
5. Processors
6. Information-processing
7. Flattening
8. information
II.Translate the following terms or phrases from English into Chinese and vice versa:
1. electric motor  电动机
2. desktop publishing  桌面出版系统(台式出版系统)
3. information-related services  信息相关服务
4. information-based occupation  基于信息的职业
5. information processor  信息处理
6. textual data  文本的数据
7. numerical data  数字的数据
8. audio data  音频数据
9. fibre optics  纤维光学
10.              digital thermometer  数字温度计
11.              information revolution  信息革命
12.              technological revolution  技术革命
13.              global market  全球市场
14.              IT (information technology)  信息技术
15.              multimedia product  多媒体产品
16.              information specialist  信息专家
17.              database management  数据库管理
18.              video data  视频数据
19.              information-processing system  信息处理系统
20.              telephone helpline  电话服务热线
III.Fill in each of the blanks with one of the words given in the following list, making changes if necessary:
It is frequently claimed that the most potent (强有力的) agent of change on present-day society and the economy will prove to be information technology. The so-called digital revolution whereby information—whether text, sound, or video—can be converted into, and from, binary digits (bits) and transmitted over global networks is believed to be likely to transform industries such as banking, telecommunications, and publishing. Advances in light-wave communications technology based on optical fibres have vastly increased the volume and speed of information transmission. The development of flat-panel displays (平板显示器) has allowed the computer mobility from the desk. Together these have contributed to the integration of computer and communications technology which, for the user, transcends (超越) space and makes information available on demand.
As well as rich opportunities, such a major social change presents severe challenges. One is how to avoid the creation of a divided society of information “haves” and “have nots”. This is both a national and an international problem. Others relate to ownership and security of information: cyberspace (网络空间) is a new frontier where existing legal principles and practice are having to be rethought. Yet again, there are moral issues to be faced about the kinds of information which should be openly available to users of the Internet.
Section B
I.Fill in the blanks with the information given in the text:
1. hardware; data
2. Layers
3. Geocoding
4. vector; raster
II.Translate the following terms or phrases from English into Chinese and vice versa:
1. tabular data  表格数据
2. raster image  光栅图像
3. vector model  矢量模型
4. statistical analysis system  统计分析系统
5. model atmospheric circulation  模拟大气循环
6. computer-based tool  基于计算机的工具
7. geographic information system  地理信息系统
8. database operation  数据库操作
9. grid cell  网格单元
10.              closed loop  闭环
Section C
I.Fill in the blanks with the information given in the text:
1. Software
2. keyword-based
3. intelligence; computing
4. inter-operability
II.Translate the following terms or phrases from English into Chinese and vice versa:
1. domain-specific tag  特定(指定)域标记
2. handheld terminal  手持终端设备
3. life cycle  生命周期(生存周期)
4. mobile agent toolkit  移动代理工具包
5. XML (eXtensible Markup Language) 扩展标签语言
6. data mining  数据挖掘
7. game theory  博弈论
8. keyword-based text search(ing)   基于关键字的搜索
Unit 13
e-Business
Section A
I.Fill in the blanks with the information given in the text:
1. commercial; network
2. catalogs; engines
3. currencies; checks
4. relationship-based; purses
5. Signatures
6. cash; token
7. Public
8. Symmetric
II.Translate the following terms or phrases from English into Chinese and vice versa:
1. user authentication  用户认证
2. electronic purse  电子钱包
3. information filter  信息过滤
4. data integrity  数据完整性
5. smart card  智能卡
6. HTML  超文本标记语言
7. symmetric key cryptosystem  对称密钥密码系统
8. message authentication code  信息鉴定码
9. unauthorized access control  未授权访问控制
10.              electronic catalog  电子目录
11.              electronic money (或cash)   电子货币
12.              search engine  搜索引擎
13.              digital signature  数字签名
14.              user interface  用户界面
15.              EFT (Electronic Funds Transfer)   电子资金转帐
16.              public key cryptosystem  公钥密码系统
17.              PDA (personal digital assistant)   个人数字助理
18.              hypertext link  超文本链接
19.              3D image  三维图像
20.              credit card  信用卡
III.Fill in each of the blanks with one of the words given in the following list, making changes if necessary:
The term electronic commerce encompasses the entire process of buying, selling, and advertising products and services using electronic communications media. But when people talk about (e-commerce) today, they're usually referring to the emerging marketplace on the Internet. (Retailers) of all kinds are now scrambling to establish themselves and reach (customers) in this new marketplace.
The major obstacle to e-commerce is the problem of how to pay for (products) and services online. How can electronic (payments) be made convenient, reliable, and (secure) for consumers and retailers alike? As with every other Internet (technology), a global standard for online (transactions) must emerge before e-commerce becomes a widely accepted (practice).
The drive to establish a standard for (electronic) money is well underway. Software developers, banks, and (credit) card companies are all pushing transaction systems to (online) merchants, each betting that their system will become the (standard) way to pay for things online. As a Web (storefront) owner, you must investigate all the (options) and offer as many choices to your customers as they demand, while keeping (costs) and complexities from getting out of hand.
Section B
I.Fill in the blanks with the information given in the text:
1. Four
2. e-Business
3. vendor-centric; customer-centric
4. Infrastructure
II.Translate the following terms or phrases from English into Chinese and vice versa:
1. vendor-centric model  客户中心模式
2. Web site  网站
3. Web surfing  网上冲浪
4. middleware server  中间件服务
5. back-end platform  后端平台
6. e-Business strategy  电子商务策略
7. binary format  二进制格式
8. customer-oriented e-Business system  面向客户的电子商务系统
9. ISV (independent software vendor)  独立软件推销商
10.  information infrastructure  信息基础结构设施
Section C
I.Fill in the blanks with the information given in the text:
1. Services
2. Marketing
3. storefronts; consulting
4. advertisements; subscriptions
II.Translate the following terms or phrases from English into Chinese and vice versa:
1. Web storefront  网上店面
2. electronic press kit  电子版发行包
3. online retail  在线零售
4. multimedia demo  多媒体演示
5. online access  联机访问
6. value-added services  增值业务
7. product promotion  产品推销
8.   communication medium  通信媒体
Unit 14
Computer Security
Section A
I.Fill in the blanks with the information given in the text:
1. employees
2. Hackers
3. Crackers
4. damage; manipulation
5. Worm
6. software piracy
7. access; backup
8. Passwords
II.Translate the following terms or phrases from English into Chinese and vice versa:
1. encryption program  加密程序
2. deletion command  删除命令
3. authorized user  授权的用户
4. backup copy  备份的副本
5. voltage surge  电涌,浪涌电压
6. circuit breaker  断路器
7. electronic component  电子器件
8. data-entry error  数据输入错误
9. electronic break-in  电路中断
10.              power line  电力线,输电线
11.              detection program  检测程序
12.              power source  电源
13.              destructive computer program  破坏性计算机程序
14.              computer virus  计算机病毒
15.              software piracy  软件侵权
16.              hard-disk drive  硬盘驱动器
17.              virus checker  病毒检查程序
18.              primary storage  主存储器
19.              electronic bulletin board  电子公告板
20.  surge protector  浪涌电压保护器
III.Fill in each of the blanks with one of the words given in the following list, making changes if necessary:
A virus or other unwelcome surprise can lurk in your computer system for days or months without discovery. A time bomb is a computer program that stays in your system undetected until it is triggered by a certain event in time, such as when the computer system clock reaches a certain date. A time bomb is usually carried by a virus or Trojan horse. For example, the Michelangelo virus contains a time bomb designed to damage files on your hard disk on March 6, the birthday of artist Michelangelo.
A logic bomb is a computer program that is triggered by the appearance or disappearance of specific data. For example, suppose a programmer in a large corporation believes that she is on the list of employees to be terminated during the next cost-cutting campaign. Her hostility (敌意) overcomes her ethical (道德的) judgment, and she creates a logic bomb program that checks the payroll (在职人员名单) file every day to make sure her employment status is still active. If the programmer’s status changes to “terminated,” her logic bomb activates a program that destroys data on the computer.
A time bomb or logic bomb might do mischief (祸害) in your computer long before the timer goes off. If the bomb contains a virus, it could replicate and spread to other files. Meanwhile, you might send files from your computer to other computers, not knowing that they are infected.
Section B
I.Fill in the blanks with the information given in the text:
1. Macro
2. boot sector
3. Parasitic
4. Trojan或Trojan Horse
II.Translate the following terms or phrases from English into Chinese and vice versa:
1. partition table  分区表
2. host program  主机程序
3. anti-virus software  反毒软件
4. global template  公用模板
5. virus signature  病毒特征代码
6. BBS (bulletin board system)  公告板系统
7. data corruption  数据毁损
8. MBR (master boot record)  主引导记录
9. boot sector  引导扇区
10.  macro virus  宏病毒
Section C
I.Fill in the blanks with the information given in the text:
1. Protect
2. entertainment; challenge
3. IP address
4. back doors
II.Translate the following terms or phrases from English into Chinese and vice versa:
1. system platform  系统平台
2. install back doors  安置后门
3. email attachment  电子邮件的附件
4. vulnerability assessment tool  弱点评估工具
5. network security measure  网络安全措施
6. system maintenance personnel  系统维护人员
7. MX record  函件交换记录
8. hack a system  非法闯入系统
Unit 15
Remarks by IT Giants
Section A
I.Fill in the blanks with the information given in the text:
1. color TVs
2. Web
3. Corporations
4. Connectivity
5. access或connectivity
6. telecommunications; telephone
7. wireless; high-bandwidth
8. Internet
II.Translate the following terms or phrases from English into Chinese and vice versa:
1. PC-plus era  PC影响力增强的时代
2. cable modem  海底电缆
3. universal PC model  通用PC模式
4. multifunctional device  多功能设备
5. information overload  信息过载,信息超负荷
6. high-bandwidth connectivity  高带宽连通性
7. consumer electronics  消费类电器
8. investment portfolio  投资组合
9. virtual convergence  虚拟整合
10.              tablet PC  便笺簿式个人电脑
11.              voice recognition  语音识别
12.              smart television  智能电视
13.              R & D (research and development)  研究与开发
14.              surf  the  Web  在网上冲浪
15.              Auto PC  自动个人计算机
16.              e-mail colleagues  给同事发电子邮件
17.              Web-enabled cell phone  具有上网功能的手机
18.              digital technology  数字技术
19.              wireless technology  无线技术
20.  broadband communications  宽带通信
III.Fill in each of the blanks with one of the words given in the following list, making changes if necessary:
At home, you’ll be able to operate your PC by talking to it. It will automatically back up all your information, update its own software and synchronize itself with your TV, cell phone, handheld, and all the devices on your home network. The refrigerator in your kitchen will know how well stocked it is, suggest recipes based on what’s available, and order more food from your online grocer. Your TV will double as an interactive shopping mall, letting you buy advertised products or clothes you saw in a sitcom. And if you don’t want to watch TV, you’ll be able to read an electronic book that knows your favorite authors and automatically downloads their latest novels. If you decide to read one of them, your bank account will be debited.
Sounds like science fiction? Just a few years ago, it was. But thanks to the microprocessor—and to all the incredible innovations in software, hardware, the Internet and telecommunications—everything I’ve described is already possible. And although you can’t yet buy all these devices at your local computer retailer, the incredible speed at which technology is advancing means that it won’t be long before they’re as commonplace as the PC.
Section B
I.Fill in the blanks with the information given in the text:
1. information; communication
2. e-business
3. Restructuring
4. Application
II.Translate the following terms or phrases from English into Chinese and vice versa:
1. networking technology  网络技术
2. assembly plant  组装厂
3. state-owned enterprise  国有企业
4. economic reform  经济改革
5. supply chain  供应链
6. cable television 有线电视
7. cost control  成本控制
8. joint venture  合资企业
9. application software  应用软件
10.  inventory management  库存管理
Section C
I.Fill in the blanks with the information given in the text:
1. Fundamentals
2. Opportunities
3. technology; technological
4. memory chips; microprocessors
II.Translate the following terms or phrases from English into Chinese and vice versa:
1. inflection point  拐点,回折点
2. media industry  媒体业
3. mainframe computer  大型计算机
4. problem diagnosis  问题诊断
5. technological concept  技术概念
6. ATM (Automatic Teller Machine)  自动柜员机
7. memory chip 存储芯片
8.   competitive environment  竞争环境