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E11　操作系統

11.1 About Application Architecture
信息系統應用模式的歷史演變及各階段的技術特征
計算機信息系統從發展初期至今，其應用模式經歷了主機/終端（mainframe／terminal）模式、客戶機/服務器（client／server）模式和瀏覽器／服務器（browser／server）模式（即互聯網模式）三個主要階段。
主機終端模式是80年代以前信息系統的主流應用結構，其主要特征是企業的所有信息資源，包括應用程序和數據均存放在主機（通常為大中型機）中，采用集中計算模式，使用者通過用串行線路和主機相連接的終端（通常為字符方式的啞終端）操縱并共享大型機的計算能力，或通過批處理方式輸入大量數據，由主機集中處理后輸出運行結果。主機／終端模式的主要特點是采用價格昂貴的專用大型計算機，各系統之間交換信息十分復雜。
70年代末80年代初，為了擺脫對大型計算機廠家的依賴，興起了所謂的開放系統浪潮，而集成電路、個人計算機和微機局域網絡的迅速發展則為之提供了技術基礎，并最終形成了以開放和分布計算機為特征的客戶機/服務器模式。開放系統要求各計算機廠家的軟硬件產品能夠互通互換，并通過市場競爭降低設備購置成本和維護成本。開放系統浪潮中最有影響的成果是國際標準化組織（ISO）制定的開放系統互聯（OSI：open systems interconnect）模型。
伴隨著開放系統的是所謂的降型化（downsizing）浪潮，降型化就是用更為開放化和廉價的客戶機/服務器模式來替代昂貴的大型機/終端模式。降型化及其它相關技術的發展導致各企業紛紛轉向客戶機/服務器模式，而原有的主機/終端模式的應用系統由于受到硬件、技術、人才等多種因素的影響，難以繼續發展，逐漸形成了所謂的遺留（legacy）系統。由于遺留系統是企業信息系統多年經營的結晶，往往意味著巨額的投資、成熟的應用模式和穩定的運行，并在一定范圍內仍然可能提供穩定的服務，因此降型化浪潮并未導致遺留系統的徹底消亡，而各主機供應商也在不斷提高大型機的開放特性，使之能適應技術的發展。因此，企業實施降型化并不是將原有的大型機應用系統徹底放棄，而是在保留大型機的穩定的操作平臺的基礎上，尋求其他非大型機模式的應用選擇，或將遺留系統與各種新技術進行整合。
隨著客戶機/服務器的發展及其規模的不斷擴大，其固有的缺點也逐步被發現。由于應用系統分布在大量網絡計算機中，個人計算機變得越來越臃腫（即所謂胖客戶機），應用程序的發布和同步變得十分困難，當網絡達到一定規模后，其維護費用直線上升，系統的總擁有成本甚至直追主機/終端模式。此外，由于訪問點數量的增多、多個用戶會話的并發操作以及普遍的數據訪問和更新能力等因素，導致客戶／服務器系統的安全保障成為一項復雜的任務。
在這種情況下，所謂的多層結構模式應運而生，其典型代表是“瘦客戶機／事務處理服務器／數據服務器”模式，其中瘦客戶機僅完成應用的數據表現，事務處理服務器實現應用的事務邏輯，而數據服務器則專注于數據的存儲和管理。多層結構模式結合了主機／終端模式和客戶機/服務器模式的優點。
互聯網的興起和迅速傳播，使得多層結構模式得到充分的發揮，其中瘦客戶機逐步統一為瀏覽器，而各種新興技術（如HTTP協議、JAVA語言）的非專有特性使得各類事務處理服務器實現了平臺無關性，從而使得用戶從任一客戶機上訪問世界上任意服務器變成現實，也使企業信息系統從企業內部應用轉為以客戶為中心，從而實現整個產業供應鏈系統的信息化成為可能。但同時互聯網的復雜性和松散管理結構也使得互聯網應用系統的安全性變得更加突出，企業在建設互聯網模式的信息系統時必須增加防火墻等網絡安全軟件才能確保網絡的安全。
11.2 operating system
操作系統
操作系統是計算機系統的核心軟件，隨著信息系統應用模式的變遷，操作系統的角色也在不斷豐富，但其核心功能仍然是對中央處理器、存儲器和輸入／輸出裝置等系統資源進行分配、調度和監視，在物理硬件、應用軟件和用戶之間起橋梁作用。除管理硬件和軟件外，它的另一主要功能是保證用戶只能對經授權的數據進行讀寫訪問。
監視器（hardware and software monitors）是操作系統的一個組成部分，其作用包括兩方面，一是辨別計算機硬件的瓶頸和軟件設計的問題，二是調整計算機運行的負荷。通過監視器也可以發現網絡反應時間的惡化情況。
圖形化用戶接口（GUI：graphical user interface）是操作系統的一個組成部分，用戶可以用鼠標點擊圖形來輸入命令。如WINDOWS就使用了GUI。
終端仿真（terminal emulation）是PC機操作系統配備的一個工具軟件，可以模擬一臺啞終端（dumb terminal）的功能。
常用的操作系統有：PC機/工作站操作系統（DOS、MS Windows、MAC OS等）、服務器操作系統（MS Windows Server，Linux等）、大型機操作系統（IBM S／390、IBM MVS等）。
大型機統指那些擁有強大計算能力，能支持大量聯機終端和外部設備的計算機，其主要代表包括開始于system／360的一系列IBM大型計算機。大型機連接終端的系統運行模式也稱為主機／終端模式。
服務器是指具有固定的地址，并為網絡用戶提供服務的節點，它是實現資源共享的重要組成部分。服務器主要有網絡服務器、打印服務器、終端服務器、磁盤服務器和文件服務器等。
PC機/工作站即個人計算機，具有較強的信息處理功能和高性能的圖形、圖像處理功能，通常作為網絡化應用系統的終端設備。由服務器、局域網絡和PC機（胖客戶機）構成的系統運行模式稱為客戶機/服務器模式，當采用基于瀏覽器（瘦客戶機）的多層體系結構時則成為瀏覽器／服務器模式。
11.3 Computer Peripherals
各類計算機外部設備
不間斷電源（UPS：uninterruptible power supply）：在停電的情況下維持電腦系統的運行。
光學字符識別（OCR：optical character recognition）：通過光學掃描儀器從紙質文件中讀取并自動識別出字符，以字符編碼形式輸入計算機。
打印機（printer））：最常用的硬拷貝輸出設備。
掃描儀（scanner）：可以將文檔和圖形轉換成數字形式的輸入設備。
繪圖儀（plotter）：能接受繪圖指令并在圖紙上畫出圖形的設備。
條碼閱讀器（bar code reader）：可以自動識別各類條碼并將其轉換成數字編碼。
11.4 Memories and Storage Devices
各種輔助存儲器及其特點
磁帶（magnetic tape）：存儲容量最大（達幾百G），單位存儲價格最便宜，是數據備份的最佳選擇。但因為它按順序存取數據，因此不適合需要隨機存取的應用。
磁帶庫（tape library）：可以容納多盤磁帶并能通過磁帶臂等機械裝置自動選取活動磁帶的設備。
軟盤（floppy disk）：采用直接存取數據方式，但由于采用接觸式磁頭讀取方式，速度較慢。便于攜帶和交換數據，但容量較小。
硬盤（hard disk）：采用直接存取數據方式和懸浮式磁頭讀取方式，速度快，容量較大。
緊湊式只讀光盤（CD—ROM）：光盤的一種，容量大，一般為660MB，存取速度比硬盤慢比磁帶快，價格便宜且使用方便。但不能寫入數據，其所含內容需在生產時直接模壓成型，可以用來保存不需要經常更新且具有一定發行規模的信息，如各類標準和產品指南等。
光盤庫（CD library）：可同時容納多張光盤并對其進行訪問的設備。
一次寫多次讀光盤（WORM：write once／read many）：光盤的一種，只可寫入一次，但可讀取多次，速度與CD-ROM相似。其優勢是可直接將電腦輸出的內容刻入光盤，適用于保存不需要頻繁更新且發行數量少的信息，如替換縮微照片、聯網儲存雇員信息、聯網儲存技術參考手冊等。WORM也可用來記錄電子數據交換的交易內容，從而提供事后審計線索。
數字化視頻光盤（DVD：digital video disk）：光盤的一種，容量更大，一般為5GB以上。

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典型試題
1.成功實現的客戶機／服務器結構的好處之一是：
a.縮短開發和維護新的商業應用軟件的時間。
b.減少數據網絡的流量
c.降低診斷用戶故障的復雜性。
d.數據及其處理過程的集中化。
『正確答案』a
『解題思路』
a.正確。相對于主機結構，客戶機/服務器結構通常可以縮短開發和維護新商業應用軟件的時間。
b.不正確。相對于主機結構，客戶機/服務器結構的網絡流量常會增加。
c.不正確。客戶機/服務器結構并不能降低故障診斷的復雜性。
d.不正確。相對于主機結構，客戶機／服務器結構將導致數據及處理的分散化。
2.保證客戶機/服務器系統的安全是一項復雜的任務，以下哪項不是導致這一復雜性的因素?
a.關系型數據庫的使用。
b.訪問點的數量。
c.多個用戶會話的并發操作。
d.分布廣泛的數據訪問和更新能力。
『正確答案』a
『解題思路』
a.正確。采用關系型數據庫不會降低客戶機/服務器系統的安全性。
b.不正確。訪問點的數量越多，客戶機/服務器系統的安全性管理就越困難。
c.不正確。多個用戶會話的并發操作將增加客戶機／服務器系統安全性管理的復雜性。
d.不正確。分布廣泛的數據訪問和更新能力是導致客戶機/服務器系統安全性管理難度的重要因素。
3.磁帶作為存儲介質的主要優點是：
a.允許直接存取。
b.使用可變長度記錄。
C.成本較低
d.需要較少人力。
『正確答案』c
『解題思路』
a.不正確。磁帶只能進行順序存取。
b.不正確。磁帶雖然可以使用可變長度記錄，但這不是磁帶的主要優點。
c.正確。在所有存儲介質中，磁帶的單位存儲成本是最低的。
d.不正確。需要較少人力不是磁帶的主要優點。
4.對于傳統的系統，程序變更控制能夠保證生產系統是從經批準的程序的正確版本中產生。而在客戶機／服務器環境下運行的系統有可能增加程序變更控制的復雜性。一個在客戶機／服務器環境中要求而在大型主機環境中不要求的程序變更控制功能是保證：
a.程序版本在全網絡上同步。
b.程序緊急移動手續應制成文檔并得到遵守。
c.程序變更測試有適當的用戶參與。
d.從測試庫到生產庫的傳遞要受到控制。
『正確答案』a
『解題思路』
a.正確。客戶機/服務器環境下的客戶端程序分散在各個客戶機中，當升級應用程序版本時，必須保證版本在全網絡上的同步，否則舊版的客戶程序可能不能正常工作甚至影響到服務器中的數據。而在大型機環境下應用程序集中存放在主機中，只需升級主機中的程序即可。
b.不正確。客戶機／服務器環境和大型機環境都必須制定程序緊急變更的條文規定并要求遵照執行。
c.不正確.兩種環境下都要求用戶參與程序變更測試。
d.不正確。兩種環境下從測試庫到生產庫的傳送都應受到控制。
5.在一個大型組織的會計部門，CD—ROM最有可能被用來：
a.提供EDI交易的永久審計線索。
b.保存該部門收到的文件的圖像。
c.記錄從銀行退回的支票正面和背書。
d.提供一個檢索會計標準和指南的途徑。
『正確答案』c
『解題思路』
a.不正確。由于需要多次寫入，采用磁帶等磁性介質提供EDI交易的永久審計線索更合適。
b.不正確。見題解a。
e.不正確。見題解a。
d.正確。會計標準和指南是一類相對固定的信息，可以在生產時一次模壓成型，因此適合采用CD—ROM，成本低且易于分發。
6.一個生產示波器和顯微鏡等復雜電子設備的制造商以前隨產品附有厚的紙質使用手冊，但是現在他想減少生產和運輸這些手冊的成本。在下列選項中，能達到該制造商這個目的的最好媒體是：
a.一次寫多次讀光盤（WORM）。
b.數字聲音磁帶（DAT）。
c.緊湊式只讀存儲器（CD—ROM）。
d.計算機輸出的縮微印刷品（COM）。
『正確答案』c
『解題思路』
a.不正確。WORM是一種光存儲技術，通常作為存檔介質。
b.不正確。DAT主要用作圖像系統中的備份介質和CD-ROM的母帶。
c.正確。CD-ROM的制作和運輸成本比紙張更便宜，并且可以復制大容量的文本和圖像。電子設備用戶一般都有機會使用帶CD-ROM閱讀器的PC機，因此他們可以使用CD-ROM上的文檔。
d.不正確。COM用于對存檔文件的頻繁訪問，如銀行應用中的作廢支票等。
7.盡管某組織已經決定使用其大型機來運行其制造工藝系統，但他們仍然在其它應用系統方面尋求降型化的機會。降型化的目的是：
a.提高可靠性。
b.提高安全性。
c.降低復雜性。
d.降低成本。
『正確答案』d
『解題思路』
a.不正確。降型化不一定能提高系統的可靠性。
b.不正確。降型化不一定能提高系統的安全性。
c.不正確。降型化通常會增加系統的復雜性。
d.正確。降型化采用通用廉價的微機和網絡來代替專用昂貴的大型主機系統，因此可顯著降低系統的采購成本。
8.一些企業已經用微機和網絡取代了大型計算機，因為較小的計算機能以較低的成本完成同樣的工作。假設某企業管理層準備實施計算機降型化的項目，那么對于類似總賬這樣原來的大型計算機應用系統，應如何處理?
a.計劃將所有大型機應用系統迅速轉換為微機網絡應用系統。
b.考慮將總賬系統作為轉換的首選對象。
c.在總賬系統明顯不再適用前，不進行任何改動。
d.將降型化的應用系統與穩定的大型機應用系統進行整合。
『正確答案』d
『解題思路』
a.不正確。大型機應用系統和降型化應用系統各有優勢，通常在系統穩定性和成熟性方面大型機應用系統仍占有很強的優勢，如盲目地將所有大型機應用系統迅速降型化，有可能導致系統轉換過程中系統運行不穩定，并影響企業的正常運營。此外，并不是所有的應用都適合于降型化。
b.不正確。由于總賬系統關系重大，一旦發生混亂，后果不堪設想，而且對于總賬系統這類信息高度集中的應用，也比較適合于大型機環境，因此不應將其作為降型化的首選。
c.不正確。總賬系統和其它應用系統有密切的聯系，應對其進行不斷的改進使其能和其它應用系統有機配合，否則就會阻礙系統的整體發展。
d.正確。將降型化的應用系統與穩定的大型機應用系統進行整合可以充分發揮各自的優勢，既有效利用公司原有的信息資產，又能充分發揮技術發展帶來的好處，使整個系統的性價比最佳。

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（責任編輯：中大編輯）

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