面向对象数据库试图保留关系模型的优点，同时允许应用程序访问结构化数据。在面向 对象数据库中，对象及其之间的关系得到定义。此外，每个对象可以具有可表示为字段的属 性。
例如，在一个机构中，可以为雇员、部门和客户定义对象类型。雇员类可以定义一个雇 员对象的属性（名、姓、社会保险号码、薪水等等），以及可以如何访问它们。部门对象可 以定义部门的属性，以及可以如何访问它们。此外，数据库还可以在一个雇员对象与一个部 门对象之间创建一种关系，以表示该雇员在该部门工作。 五、数据库设计
任何数据库的设计都是一项冗长、复杂的任务，只能通过一个逐步的过程来完成。第一 步通常涉及对数据库潜在用户的大量访谈，以收集需要存储的信息和每个部门的访问需求。 第二步是建立一个实体关系模型，该模型定义必须为之保存一些信息的实体、这些实体的属 性以及这些实体之间的关系。
设计的下一步基于所要使用的数据库的类型。在关系数据库中，下一步是建立基于实体 关系模型的关系，并规范化这些关系。规范化是一个过程，通过该过程一组特定的关系转化 成一组具有更坚固结构的新关系。为了达到以下目的，需要规范化：允许数据库中的任何关 系得到表示，允许像SQL（结构化查询语言）这样的语言使用由原子操作组成的功能强大的检索操作，消除插入、删除和更新操作中的异常，以及减少添加新的数据类型时重构数据库的必要性。
第七单元：计算机通信
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，并从边远地区实施通信。电信通 常涉及一个信息发送者和一个或多个接收者，他们通过电话系统等把信息从一地发送到另一 地的技术相联系。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镇不同地方、国家之间以及向外层空间和从外层空间发送和 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。通常称为广播的点对多点电信传输，为商业无线电 和电视节目播送提供了基础。
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，并在那里 解码，恢复为接收信息的人能够理解的形式。有各种方法可以生成并解译信号，也有许多不 同方法可以传输信号。
电报机与电话机等设备，通过生成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 是最早的传递电信信息的方法，它通过将电报电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。特定的点与划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可拼成词语的字母。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的电信形式所取代，如传真机和电子邮件，但
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在世界有些地方，电报机仍然用来发送信息。
电报机、电话机、无线电和电视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。与模拟信号相比较，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。数字信息可以通过导线、电缆或无线电波传输，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，来进行彼此间的通信以及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。计算机使用称为调制解调器的设备来完成这项工作。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。
电信系统使用多种不同的传输媒介传送信息，包括铜线、光缆、通信卫星和微波无线电。 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最初链路，是一种可靠的信息传输方式。没有导线的电信，通常称为 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。无线通信提高了机动性和灵活性。
个人、企业和政府使用多种不同的电信系统。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。另外一些系统，如无线电台与电视台，通过 空间播出信号，任何拥有接收设备的人都可以接收。有些系统利用数种媒介完成传输。例如， 一个电话从打电话的人传送到接电话的人，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，所有的电信系统都在不断地演变。
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、企业、政府和教育机构所使用的计算机 和信息源构成的分散型网络。有些计算机使用综合业务数字网（ISDN）直接连接到电话网的数字部分，但这需要安装专门设备和进行电话线调整。为了大幅度提高调制解调器的速度， 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（DSL）。 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一种常见形式。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 横穿城镇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。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及设备，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提高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。这种对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。这意味着，在我们只将其与一种功能联系起来的设备中，有 不少可能演变为多用途设备。这种融合已经开始在各种领域发生。有些电话机和寻呼机不但 能存储电话号码，而且还能存储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
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的先进电话机，可用于访问因特网和接发电子邮件。个人计算机现在可以访问信息和视频娱 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，可以通过附加的设备访问因特网。未来的改进和技术革新可 能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提供者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，一个娱乐节目可能会有屏 幕指针，链接到含有演员更多信息的万维网网页上。从近期来看，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方面，仍然 必不可少。
第八单元：计算机网络
课文A：网络基本原理
在不同计算机之间共享信息和资源的需要，导致了相互连接的计算机系统的产生。这种 相互连接的计算机系统被称为网络。在网络中，计算机连接在一起，从而数据可以从一台计 算机传输到另一台计算机。在网络中，计算机用户可以交换信息，并共享分散在整个网络系 统的资源，如打印能力、软件包以及数据存储设备。支持这类应用所需的基本软件，已经从 简单的实用软件包发展成一个不断扩展的网络软件系统，该系统提供了一个复杂的网络范围 的基础结构。从某种意义上说，网络软件正在演变成一个网络范围的操作系统。 一、网络分类
计算机网络常常划分为局域网、城域网和广域网。局域网通常由一幢建筑物或一个建筑 群中的若干计算机组成。例如，大学校园里的计算机或制造工厂中的计算机可以用局域网连 接。城域网属于中型网络，如一个覆盖某一社区的网络。广域网连接地理范围更广的计算机， 这些计算机或许在相邻的城市，或许在地球相反的两面。
网络分类的另一种方式是根据网络的内部运行是基于无专利权保护的设计还是基于特
定实体（如个人或公司）所拥有和控制的革新。前一种类型的网络称为开放式网络，后一种 类型的网络称为封闭式网络，有时也称为专有网络。
因特网属于开放式系统。尤其是，整个因特网的通信是由一组称为TCP/IP协议组的开放 标准来控制的。任何人都可以自由地使用这些标准，而不需要付费或签署许可协议。相反， 像Novell股份有限公司这样的公司可能选择为其开发的系统保留所有权，通过出售或出租这
些产品获得收入。基于这类系统的网络属于封闭式网络的例子。
还有一种网络分类方法，它基于网络的拓扑结构，即计算机相互连接的模式。总线拓扑 结构、环形拓扑结构和星形拓扑结构是3种流行的拓扑结构。其中，星形网络或许是最古老 的，这种网络由一台大型中央计算机服务许多用户的范式演变而来。随着这些用户所使用的 简单终端本身发展成小型计算机，星形网络也就出现了。需要强调的一点是，在一个网络中， 计算机之间的连接并不一定是物理连接。使用无线广播技术的无线网络正在变得相当常见。 二、协议
为了网络可靠运行，确立进行网络活动所遵循的规则很重要。这类规则称为协议。通过 开发和采用协议标准，不同厂商制造的网络应用产品能够相互兼容。因此，在联网技术的开 发中，协议标准的开发是一个必不可少的过程。
作为对协议概念的介绍，让我们考虑在一个网络的计算机之间协调报文传输的问题。如 果没有控制这种通信的规则，所有的计算机就可能坚持同时传输报文，或者在需要传递报文 时而未能传递。
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解决这个问题的一种方法是令牌环协议，该协议由IBM公司20世纪70年代开发，今天在 基于环形拓扑结构的网络中依然是一种很流行的协议。在这个协议里，网络中的所有计算机 都只沿一个共同的方向传输报文（图8A-1）。也就是说，通过网络发送的所有报文都沿一个 相同的方向绕环形网络移动，依次经由各个计算机转发。一份报文到达目的地后，目的地的 计算机保留一个副本并绕环形网络转发一个副本。当转发的副本到达始发计算机时，该计算 机知道报文一定到达了目的地，并将其移出环形网络。当然，这种系统的运行依靠计算机之 间的合作。如果一台计算机坚持不断地传输自己的报文，而不转发其他计算机的报文，那么 这个系统就什么也执行不了。
为了解决这个问题，在环形网络中传递一个称为令牌的独特位模式。拥有令牌的计算机 得到权利传输自己的报文，而没有令牌的计算机则只允许转发报文。一般来说，每台计算机 只是像传递报文那样传递令牌。然而，如果收到令牌的计算机有自己的报文需要通过网络传 输，它就会保存令牌，同时传输一份报文。这份报文在环形网络中环绕一周后，该计算机就 将令牌传递给环形网络中的下一台计算机。同样，当下一台计算机收到令牌时，它既可以立 即传递令牌，也可以先传输自己的新报文，然后将令牌传递给下一台计算机。这样，随着令 牌绕着环形网络传递，网络中的每台计算机都有同等的机会传输自己的报文。
协调报文传输的另外一种协议用于基于以太网协议集的总线拓扑网络。在以太网系统
中，传输报文的权利由称为带有冲突检测的载波侦听多路访问（CSMA/CD）的协议控制。 该协议规定，每一份报文必须向总线上的所有计算机广播（图8A-2）。每台计算机监控所有 的报文，但只保留发送给自己的那些报文。一台计算机要等到总线静默时才可以传输报文。 这时，它开始传输报文，同时继续监控总线。如果另一台计算机也开始传输报文，这两台计 算机都会检测到冲突，并暂停短暂而随机的一段时间，然后再尝试传输。结果是形成一种体 制，这种体制类似于一小群人对话时所采用的。如果两个人同时开始说话，他们都会停下来。 不同的是，人们随后可能进行这样的对话：“抱歉，您想说什么？”，“不，不，您先说。”而 根据CSMA/CD协议，每台计算机只是重新进行尝试。 三、进程间通信
在一个网络内不同计算机上（甚至使用分时方法在同一台计算机上）执行的各种活动（或 进程）必须经常互相通信，以便协调行动，并完成指定的任务。这种进程之间的通信称为进 程间通信。
进程间通信使用的一种流行规约是客户机/服务器模型。这种模型将进程扮演的基本角色 或定义为向其他进程提出请求的客户机，或定义为满足客户机所提请求的服务器。
客户机/服务器模型的一种早期应用，出现在将一组办公室里的所有计算机都连接起来的 网络中。在这种应用中，一台高质量的打印机被连接到网络上，供其中的所有计算机使用。 在这种情况下，打印机扮演了服务器（常称为打印服务器）的角色，而其他计算机则通过程 序设计而扮演了向打印服务器发送打印请求的客户机角色。
客户机/服务器模型的另外一种早期应用是为了降低磁盘存储费用，同时消除复制记录的 需要。在这种情况下，网络中的某一台计算机配备了大容量存储系统（通常是磁盘），存储 一个机构的所有记录。这样，网络中的其他计算机可根据需要请求访问这些记录。因此，实 际含有记录的计算机扮演了服务器（称为文件服务器）的角色，而其他计算机则扮演了请求 访问文件服务器上存储的文件的客户机角色。
今天，客户机/服务器模型在网络中广泛应用。不过，客户机/服务器模型并非进程间通 信的唯一方式。另外一种模型是对等（peer-to-peer，常缩写为P2P）模型，其特性与客户 机/服务器模型的特性形成鲜明对照。客户机/服务器模型涉及一个进程（服务器）与许多其 他进程（客户机）通信，而对等模型则涉及两个进程进行对等通信（图8A-3）。而且，服务 器必须持续运行，以准备好随时服务于客户机，而对等模型则通常涉及两个进程临时运行。
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例如，对等模型的应用包括两个人通过因特网进行书面对话的即时通信，以及人们参与下国 际象棋或西洋跳棋等游戏的情况。
对等模型还是通过因特网共享音乐录音、影片等文件的一种流行方法（其合法性有时值 得怀疑）。在这种情况下，寻求特定项目的个人在因特网上发布其需求，而拥有他所感兴趣 项目的人则会与他取得联系。然后，双方之间就可以使用对等模型传输这些项目。这与应用 客户机/服务器模型的较早期方法截然不同，这些方法要建立一个“分发中心”（服务器），供客户机下载音乐录音（或者至少找到可以提供这些项目的地方）。然而，中心服务器证明是音乐行业可以运用版权法的一个焦点对象，结果最终导致这些音乐分发中心的解体。与此形成对照的是，对等模型缺乏一个操作中心，这使得运用版权法的努力难度增加。 你或许经常读到或听到“对等网络”这个说法，这是当技术术语被非科技界采用时可能 发生术语误用的一个例子。“对等”指的是两个进程通过网络（或互联网）进行通信的一种 体制，并不是网络（或互联网）的一种特性。一个进程可以通过同一个网络先是使用对等模 型与另一个进程通信，然后又使用客户机/服务器模型与另一个进程通信。因此，比较准确的说法是，使用对等模型通信，而不是通过对等网络通信。
第九单元：因特网
课文A：因特网
最著名的互联网例子是因特网（Internet，注意大写的Ｉ）。因特网起源于20世纪60年代 初的研究项目。其目标是发展一种能力，将各种计算机网络连接起来，使它们能够作为一个 不会因局部灾难而瓦解的互联系统运行。最初的工作大多是由美国政府通过国防部高级研究 计划局（DARPA——读作“DAR-pa”）发起的。随着岁月的推移，因特网的开发从一个国 防项目转变成一个学术研究项目。如今，它在很大程度上是一个商业项目，连接着全世界的 广域网、城域网和局域网，涉及数百万台计算机。 一、因特网体系结构
从概念上说，因特网可以看作是域的集合。每个域由一个网络或一个相对较小的互联网 组成，由一个像大学、公司或政府机构那样的组织负责运行。每个域是一个自主系统，可根 据本地管理机构的愿望进行配置。它可能由一台计算机或一个包含许多局域网、城域网、甚 至广域网的复杂互联网组成。
域的建立由互联网名称与数字地址分配机构（ICANN）监管。这是一个非赢利公司，其 成立的目的是协调域的命名及因特网地址的分配。要在因特网上建立一个域，该域必须首先 通过一个得到ICANN授权做此工作、被称为域名注册服务商的公司进行注册。
一个域一旦注册，即可以使用一个路由器连接到现有的因特网上。这个路由器将该域中 的一个网络与已经在因特网内的一个网络相连接。这个特定的路由器常被称为该域的网关， 因为它相当于该域通往因特网其余部分的大门。从单个域的角度看，位于其网关外面的那部 分因特网有时被称为“云”，这是指以下的事实：其网关外面的因特网结构不受其控制，而 且与其本身的操作也没有什么关系。传输给该域内一个目的地的任何报文都在该域内处理， 传输给该域外一个目的地的任何报文都首先送至网关，然后由网关向外发送到云里。 一个人如果“站”在一个域的网关处“向外看”云，就会发现各种结构。的确，随着各 种域找到与云建立连接的点，因特网也以有点随意的方式发展着。然而，一种流行的结构是， 将若干域的网关连接在一起，形成一个由网关组成的区域网络。例如，一组大学可以选择将 其资源集中起来，用于构建这样一个网络。而这个区域网络接着又连接到一个更大的网络上， 后者上面还连接有其他的区域网络。这样，那部分云就呈现出了层次结构（图9A-1）。 二、连接到因特网
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