《计算机英语》参考译文和练习答案

帅哥

6、容错fficeffice" />

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。

帅哥

四、结论fficeffice" />

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。

第七单元

课文A：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ffice:smarttags" />7A-1）

帅哥

三、不同的计算模型fficeffice" />

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ffice:smarttags" />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。

帅哥

第八单元

课文A：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。

帅哥

第九单元

课文A：计算机网络

一、引言fficeffice" />

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。

帅哥

五、广域网fficeffice" />

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。

帅哥

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第十单元

课文A：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ffice:smarttags" />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。

帅哥

五、网络拓扑结构的选择fficeffice" />

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ffice:smarttags" />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	低	中	高
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。

第十一单元

课文A：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。

帅哥

一、因特网访问fficeffice" />

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ffice:smarttags" />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。

帅哥

五、传输模式fficeffice" />

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。

 

第十二单元

课文A：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。