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E11　操作系統(tǒng)

11.1 About Application Architecture
信息系統(tǒng)應(yīng)用模式的歷史演變及各階段的技術(shù)特征
計算機信息系統(tǒng)從發(fā)展初期至今，其應(yīng)用模式經(jīng)歷了主機/終端（mainframe／terminal）模式、客戶機/服務(wù)器（client／server）模式和瀏覽器／服務(wù)器（browser／server）模式（即互聯(lián)網(wǎng)模式）三個主要階段。
主機終端模式是80年代以前信息系統(tǒng)的主流應(yīng)用結(jié)構(gòu)，其主要特征是企業(yè)的所有信息資源，包括應(yīng)用程序和數(shù)據(jù)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(shù)據(jù)，由主機集中處理后輸出運行結(jié)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(tǒng)之間交換信息十分復(fù)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(tǒng)浪潮，而集成電路、個人計算機和微機局域網(wǎng)絡(luò)的迅速發(fā)展則為之提供了技術(shù)基礎(chǔ)，并最終形成了以開放和分布計算機為特征的客戶機/服務(wù)器模式。開放系統(tǒng)要求各計算機廠家的軟硬件產(chǎn)品能夠互通互換，并通過市場競爭降低設(shè)備購置成本和維護(hù)成本。開放系統(tǒng)浪潮中最有影響的成果是國際標(biāo)準(zhǔn)化組織（ISO）制定的開放系統(tǒng)互聯(lián)（OSI：open systems interconnect）模型。
伴隨著開放系統(tǒng)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(wù)器模式來替代昂貴的大型機/終端模式。降型化及其它相關(guān)技術(shù)的發(fā)展導(dǎo)致各企業(yè)紛紛轉(zhuǎn)向客戶機/服務(wù)器模式，而原有的主機/終端模式的應(yīng)用系統(tǒng)由于受到硬件、技術(shù)、人才等多種因素的影響，難以繼續(xù)發(fā)展，逐漸形成了所謂的遺留（legacy）系統(tǒng)。由于遺留系統(tǒng)是企業(yè)信息系統(tǒng)多年經(jīng)營的結(jié)晶，往往意味著巨額的投資、成熟的應(yīng)用模式和穩(wěn)定的運行，并在一定范圍內(nèi)仍然可能提供穩(wěn)定的服務(wù)，因此降型化浪潮并未導(dǎo)致遺留系統(tǒng)的徹底消亡，而各主機供應(yīng)商也在不斷提高大型機的開放特性，使之能適應(yīng)技術(shù)的發(fā)展。因此，企業(yè)實施降型化并不是將原有的大型機應(yīng)用系統(tǒng)徹底放棄，而是在保留大型機的穩(wěn)定的操作平臺的基礎(chǔ)上，尋求其他非大型機模式的應(yīng)用選擇，或?qū)⑦z留系統(tǒng)與各種新技術(shù)進(jìn)行整合。
隨著客戶機/服務(wù)器的發(fā)展及其規(guī)模的不斷擴大，其固有的缺點也逐步被發(fā)現(xiàn)。由于應(yīng)用系統(tǒng)分布在大量網(wǎng)絡(luò)計算機中，個人計算機變得越來越臃腫（即所謂胖客戶機），應(yīng)用程序的發(fā)布和同步變得十分困難，當(dāng)網(wǎng)絡(luò)達(dá)到一定規(guī)模后，其維護(hù)費用直線上升，系統(tǒng)的總擁有成本甚至直追主機/終端模式。此外，由于訪問點數(shù)量的增多、多個用戶會話的并發(fā)操作以及普遍的數(shù)據(jù)訪問和更新能力等因素，導(dǎo)致客戶／服務(wù)器系統(tǒng)的安全保障成為一項復(fù)雜的任務(wù)。
在這種情況下，所謂的多層結(jié)構(gòu)模式應(yīng)運而生，其典型代表是“瘦客戶機／事務(wù)處理服務(wù)器／數(shù)據(jù)服務(wù)器”模式，其中瘦客戶機僅完成應(yīng)用的數(shù)據(jù)表現(xiàn)，事務(wù)處理服務(wù)器實現(xiàn)應(yīng)用的事務(wù)邏輯，而數(shù)據(jù)服務(wù)器則專注于數(shù)據(jù)的存儲和管理。多層結(jié)構(gòu)模式結(jié)合了主機／終端模式和客戶機/服務(wù)器模式的優(yōu)點。
互聯(lián)網(wǎng)的興起和迅速傳播，使得多層結(jié)構(gòu)模式得到充分的發(fā)揮，其中瘦客戶機逐步統(tǒng)一為瀏覽器，而各種新興技術(shù)（如HTTP協(xié)議、JAVA語言）的非專有特性使得各類事務(wù)處理服務(wù)器實現(xiàn)了平臺無關(guān)性，從而使得用戶從任一客戶機上訪問世界上任意服務(wù)器變成現(xiàn)實，也使企業(yè)信息系統(tǒng)從企業(yè)內(nèi)部應(yīng)用轉(zhuǎn)為以客戶為中心，從而實現(xiàn)整個產(chǎn)業(yè)供應(yīng)鏈系統(tǒng)的信息化成為可能。但同時互聯(lián)網(wǎng)的復(fù)雜性和松散管理結(jié)構(gòu)也使得互聯(lián)網(wǎng)應(yīng)用系統(tǒng)的安全性變得更加突出，企業(yè)在建設(shè)互聯(lián)網(wǎng)模式的信息系統(tǒng)時必須增加防火墻等網(wǎng)絡(luò)安全軟件才能確保網(wǎng)絡(luò)的安全。
11.2 operating system
操作系統(tǒng)
操作系統(tǒng)是計算機系統(tǒng)的核心軟件，隨著信息系統(tǒng)應(yīng)用模式的變遷，操作系統(tǒng)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(tǒng)資源進(jìn)行分配、調(diào)度和監(jiān)視，在物理硬件、應(yīng)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(jīng)授權(quán)的數(shù)據(jù)進(jìn)行讀寫訪問。
監(jiān)視器（hardware and software monitors）是操作系統(tǒng)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(shè)計的問題，二是調(diào)整計算機運行的負(fù)荷。通過監(jiān)視器也可以發(fā)現(xiàn)網(wǎng)絡(luò)反應(yīng)時間的惡化情況。
圖形化用戶接口（GUI：graphical user interface）是操作系統(tǒng)的一個組成部分，用戶可以用鼠標(biāo)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(tǒng)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(tǒng)有：PC機/工作站操作系統(tǒng)（DOS、MS Windows、MAC OS等）、服務(wù)器操作系統(tǒng)（MS Windows Server，Linux等）、大型機操作系統(tǒng)（IBM S／390、IBM MVS等）。
大型機統(tǒng)指那些擁有強大計算能力，能支持大量聯(lián)機終端和外部設(shè)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(tǒng)運行模式也稱為主機／終端模式。
服務(wù)器是指具有固定的地址，并為網(wǎng)絡(luò)用戶提供服務(wù)的節(jié)點，它是實現(xiàn)資源共享的重要組成部分。服務(wù)器主要有網(wǎng)絡(luò)服務(wù)器、打印服務(wù)器、終端服務(wù)器、磁盤服務(wù)器和文件服務(wù)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(wǎng)絡(luò)化應(yīng)用系統(tǒng)的終端設(shè)備。由服務(wù)器、局域網(wǎng)絡(luò)和PC機（胖客戶機）構(gòu)成的系統(tǒng)運行模式稱為客戶機/服務(wù)器模式，當(dāng)采用基于瀏覽器（瘦客戶機）的多層體系結(jié)構(gòu)時則成為瀏覽器／服務(wù)器模式。
11.3 Computer Peripherals
各類計算機外部設(shè)備
不間斷電源（UPS：uninterruptible power supply）：在停電的情況下維持電腦系統(tǒng)的運行。
光學(xué)字符識別（OCR：optical character recognition）：通過光學(xué)掃描儀器從紙質(zhì)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(shè)備。
掃描儀（scanner）：可以將文檔和圖形轉(zhuǎn)換成數(shù)字形式的輸入設(shè)備。
繪圖儀（plotter）：能接受繪圖指令并在圖紙上畫出圖形的設(shè)備。
條碼閱讀器（bar code reader）：可以自動識別各類條碼并將其轉(zhuǎn)換成數(shù)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(dá)幾百G），單位存儲價格最便宜，是數(shù)據(jù)備份的最佳選擇。但因為它按順序存取數(shù)據(jù)，因此不適合需要隨機存取的應(yīng)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(shè)備。
軟盤（floppy disk）：采用直接存取數(shù)據(jù)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(shù)據(jù)，但容量較小。
硬盤（hard disk）：采用直接存取數(shù)據(jù)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(shù)據(jù)，其所含內(nèi)容需在生產(chǎn)時直接模壓成型，可以用來保存不需要經(jīng)常更新且具有一定發(fā)行規(guī)模的信息，如各類標(biāo)準(zhǔn)和產(chǎn)品指南等。
光盤庫（CD library）：可同時容納多張光盤并對其進(jìn)行訪問的設(shè)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(yōu)勢是可直接將電腦輸出的內(nèi)容刻入光盤，適用于保存不需要頻繁更新且發(fā)行數(shù)量少的信息，如替換縮微照片、聯(lián)網(wǎng)儲存雇員信息、聯(lián)網(wǎng)儲存技術(shù)參考手冊等。WORM也可用來記錄電子數(shù)據(jù)交換的交易內(nèi)容，從而提供事后審計線索。
數(shù)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(xiàn)的客戶機／服務(wù)器結(jié)構(gòu)的好處之一是：
a.縮短開發(fā)和維護(hù)新的商業(yè)應(yīng)用軟件的時間。
b.減少數(shù)據(jù)網(wǎng)絡(luò)的流量
c.降低診斷用戶故障的復(fù)雜性。
d.數(shù)據(jù)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(jié)構(gòu)，客戶機/服務(wù)器結(jié)構(gòu)通常可以縮短開發(fā)和維護(hù)新商業(yè)應(yīng)用軟件的時間。
b.不正確。相對于主機結(jié)構(gòu)，客戶機/服務(wù)器結(jié)構(gòu)的網(wǎng)絡(luò)流量常會增加。
c.不正確。客戶機/服務(wù)器結(jié)構(gòu)并不能降低故障診斷的復(fù)雜性。
d.不正確。相對于主機結(jié)構(gòu)，客戶機／服務(wù)器結(jié)構(gòu)將導(dǎo)致數(shù)據(jù)及處理的分散化。
2.保證客戶機/服務(wù)器系統(tǒng)的安全是一項復(fù)雜的任務(wù)，以下哪項不是導(dǎo)致這一復(fù)雜性的因素?
a.關(guān)系型數(shù)據(jù)庫的使用。
b.訪問點的數(shù)量。
c.多個用戶會話的并發(fā)操作。
d.分布廣泛的數(shù)據(jù)訪問和更新能力。
『正確答案』a
『解題思路』
a.正確。采用關(guān)系型數(shù)據(jù)庫不會降低客戶機/服務(wù)器系統(tǒng)的安全性。
b.不正確。訪問點的數(shù)量越多，客戶機/服務(wù)器系統(tǒng)的安全性管理就越困難。
c.不正確。多個用戶會話的并發(fā)操作將增加客戶機／服務(wù)器系統(tǒng)安全性管理的復(fù)雜性。
d.不正確。分布廣泛的數(shù)據(jù)訪問和更新能力是導(dǎo)致客戶機/服務(wù)器系統(tǒng)安全性管理難度的重要因素。
3.磁帶作為存儲介質(zhì)的主要優(yōu)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(jìn)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(yōu)點。
c.正確。在所有存儲介質(zhì)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(yōu)點。
4.對于傳統(tǒng)的系統(tǒng)，程序變更控制能夠保證生產(chǎn)系統(tǒng)是從經(jīng)批準(zhǔn)的程序的正確版本中產(chǎn)生。而在客戶機／服務(wù)器環(huán)境下運行的系統(tǒng)有可能增加程序變更控制的復(fù)雜性。一個在客戶機／服務(wù)器環(huán)境中要求而在大型主機環(huán)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(wǎng)絡(luò)上同步。
b.程序緊急移動手續(xù)應(yīng)制成文檔并得到遵守。
c.程序變更測試有適當(dāng)?shù)挠脩魠⑴c。
d.從測試庫到生產(chǎn)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(wù)器環(huán)境下的客戶端程序分散在各個客戶機中，當(dāng)升級應(yīng)用程序版本時，必須保證版本在全網(wǎng)絡(luò)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(wù)器中的數(shù)據(jù)。而在大型機環(huán)境下應(yīng)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(wù)器環(huán)境和大型機環(huán)境都必須制定程序緊急變更的條文規(guī)定并要求遵照執(zhí)行。
c.不正確.兩種環(huán)境下都要求用戶參與程序變更測試。
d.不正確。兩種環(huán)境下從測試庫到生產(chǎn)庫的傳送都應(yīng)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(biāo)準(zhǔn)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(zhì)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(biāo)準(zhǔn)和指南是一類相對固定的信息，可以在生產(chǎn)時一次模壓成型，因此適合采用CD—ROM，成本低且易于分發(fā)。
6.一個生產(chǎn)示波器和顯微鏡等復(fù)雜電子設(shè)備的制造商以前隨產(chǎn)品附有厚的紙質(zhì)使用手冊，但是現(xiàn)在他想減少生產(chǎn)和運輸這些手冊的成本。在下列選項中，能達(dá)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(shù)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(shù)，通常作為存檔介質(zhì)。
b.不正確。DAT主要用作圖像系統(tǒng)中的備份介質(zhì)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(fù)制大容量的文本和圖像。電子設(shè)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(yīng)用中的作廢支票等。
7.盡管某組織已經(jīng)決定使用其大型機來運行其制造工藝系統(tǒng)，但他們?nèi)匀辉谄渌鼞?yīng)用系統(tǒng)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(fù)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(tǒng)的可靠性。
b.不正確。降型化不一定能提高系統(tǒng)的安全性。
c.不正確。降型化通常會增加系統(tǒng)的復(fù)雜性。
d.正確。降型化采用通用廉價的微機和網(wǎng)絡(luò)來代替專用昂貴的大型主機系統(tǒng)，因此可顯著降低系統(tǒng)的采購成本。
8.一些企業(yè)已經(jīng)用微機和網(wǎng)絡(luò)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(shè)某企業(yè)管理層準(zhǔn)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(yīng)用系統(tǒng)，應(yīng)如何處理?
a.計劃將所有大型機應(yīng)用系統(tǒng)迅速轉(zhuǎn)換為微機網(wǎng)絡(luò)應(yīng)用系統(tǒng)。
b.考慮將總賬系統(tǒng)作為轉(zhuǎn)換的首選對象。
c.在總賬系統(tǒng)明顯不再適用前，不進(jìn)行任何改動。
d.將降型化的應(yīng)用系統(tǒng)與穩(wěn)定的大型機應(yīng)用系統(tǒng)進(jìn)行整合。
『正確答案』d
『解題思路』
a.不正確。大型機應(yīng)用系統(tǒng)和降型化應(yīng)用系統(tǒng)各有優(yōu)勢，通常在系統(tǒng)穩(wěn)定性和成熟性方面大型機應(yīng)用系統(tǒng)仍占有很強的優(yōu)勢，如盲目地將所有大型機應(yīng)用系統(tǒng)迅速降型化，有可能導(dǎo)致系統(tǒng)轉(zhuǎn)換過程中系統(tǒng)運行不穩(wěn)定，并影響企業(yè)的正常運營。此外，并不是所有的應(yīng)用都適合于降型化。
b.不正確。由于總賬系統(tǒng)關(guān)系重大，一旦發(fā)生混亂，后果不堪設(shè)想，而且對于總賬系統(tǒng)這類信息高度集中的應(yīng)用，也比較適合于大型機環(huán)境，因此不應(yīng)將其作為降型化的首選。
c.不正確。總賬系統(tǒng)和其它應(yīng)用系統(tǒng)有密切的聯(lián)系，應(yīng)對其進(jìn)行不斷的改進(jìn)使其能和其它應(yīng)用系統(tǒng)有機配合，否則就會阻礙系統(tǒng)的整體發(fā)展。
d.正確。將降型化的應(yīng)用系統(tǒng)與穩(wěn)定的大型機應(yīng)用系統(tǒng)進(jìn)行整合可以充分發(fā)揮各自的優(yōu)勢，既有效利用公司原有的信息資產(chǎn)，又能充分發(fā)揮技術(shù)發(fā)展帶來的好處，使整個系統(tǒng)的性價比最佳。

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