计算机技术及其在金融业中的应用

电子金融学讲义(zjw)Page1of231第一章计算机技术及其在金融业中的应用在过去的300年中，每个世纪都有一种主流技术主导着整个时代的发展，伴随着工业革命的是18世纪伟大的机械时代；19世纪是蒸汽机时代；20世纪是收集信息、处理和发布信息飞速发展的信息时代，通信技术和信息技术成为主流；21世纪初期，利用信息技术进行服务的电子金融与电子商务时代初露端倪，这一时代的技术基础就是充分结合通信技术和计算机技术的计算机网络。第一节网络技术概述一、计算机网络与协议1、网络的概念与组成计算机网络是计算机技术和通信技术结合的产物，它将位于不同地域的多台具有独立处理能力的计算机设备，通过通信介质连接起来，并由网络软件进行协调管理，以实现网络资源共享和信息传递的目的。计算机网络在40多年的发展过程中，经历了4个阶段：具有通信功能的单机系统；具有通信功能的多机系统；具有多台计算机相连的网络系统；具有计算机网络互联的系统。电子金融学讲义(zjw)Page2of232计算机网络组成：主计算机、终端、通信处理机、通信设备、通信线路。作用：（1）主计算机：系统核心部分，承担系统的数据处理工作。（2）终端：系统中直接面对客户、实现人机对话，并与网络系统进行联系的设备。（3）通信处理机：前端处理机，是主计算机与通信线路单元之间设置的计算机，负责通信控制和通信处理工作。（4）通信设备：进行数据传输的设备，如连接器和信号交换器等。（5）通信线路：将上述各部分连接起来，形成计算机网络系统。2、网络协议为了使在网络中的通信双方能顺利地进行信息交换，而由双方预先约定好并必须遵循的规则。一般，不同的网络结构具有不同的协议，不同的协议的网络间的通信须以网关（gateway）相连。计算机网络是一个非常复杂的系统，为简化其设计，采用在协议中划分层次的方法，把要实现的功能划分为若干层次。较高层建立在较低层基础上，同时又能为更高层次提供必要的服务功能。好处：高层次只要调用低层次提供的功能，而无需了解低层的技术电子金融学讲义(zjw)Page3of233细节；只要接口不变，低层功能具体实现方法的改变不会影响较高一层所执行的功能。OSI提出：开放式系统互联/参考模型（OpenSystemInterconnection/ReferenceModel，OSI/RM）与Internet中的传输控制协议/Internet协议（TransmissionControlProtocol/InternetProrocol，TCP/IP）。ISO提出的七层概念性网络OSI/RM是理想的工业标准，TCP/IP是事实上的标准。3、OSI/RM（1）物理层（PhysicalLayer）。最底层，任务是为了透明的传输比特流。（2）数据链路层（DataLinkLayer）。将位流以帧为单位分装打包，向网络层提供正确无误的信息包的发送和接收服务。（3）网络层（NetwokLayer）。负责提供连接和路由选择，包括处理输出报文分组的地址，解码输入报文组的地址以及维持路由选择信息，以便负载变化做出适当的响应。（4）传输层（TransportLayer）。提供端到端或计算机与计算机之间通信，从会话层接收数据，将它们处理后传达到网络层，并保证在另一端所有的数据块被正确的接收。（5）会话层（SessionLayer）。负责建立、管理、拆除进程之间的连接，“进程”是指如邮件、文件传输、数据库查询等独电子金融学讲义(zjw)Page4of234立地执行程序。（6）表示层（PresentationLayer）。负责处理不同的数据表示上的差异以其相互转换，如ASCII码与EBCDIC码之间的转换，不同格式文件的转换，不兼容终端的数据格式之间的转换。（7）应用层（ApplicationLayer）。为用户提供应用程序，如远程登录、FTP、邮件传输等的接口服务。OSI/RM体系结构（图）应用层表示层会话层传输层网络层数据链路层物理层4、TCP/IPTCP/IP源于美国的APPANET在1977-1979年间推出的TCP/IP体系结构和协议规范。现已成为Internet使用的事实上的标准通信协议。TCP/IP是一系列网络通信协议的集合，它规范了网络上所有通信设备，尤其是一个主机与另一个主机之间的数据往来格式以电子金融学讲义(zjw)Page5of235及传送方式。TCP/IP分为四层，由上而下分为应用层、传输层、网间层和网络访问层。它只定义了物理网络与TCP/IP之间的网络接口。网络访问层：将IP报文封装成被网络传输的帧，并将IP地址映射为网络使用的物理地址。网间层：包括了以IP协议为主的多种协议。传输层：包括两个最主要的协议，即TCP协议和用户数据包协议。应用层：包含了使用传输层协议去传送数据的所有协议，如TELNET、FTP等。因此，TCP/IP具有与操作系统无关，与物理网络无关，并且寻址较标准等特点。TCP/IP体系结构（图）应用层传输层网间层网络访问层二、计算机网络拓扑结构拓扑是几何学的一个分支，是一种研究与大小、形式无关的线和面的特性方法，运用拓扑学的观点研究计算机网络结构便称为网络的拓扑结构。即网络拓扑结构研究的是网络上各个点的物电子金融学讲义(zjw)Page6of236理布局。结点是指网络中起到信息转换或信息访问作用的设备，起信息转换作用的结点如集线器、交换中心等；起信息访问做用的结点如终端、微机等。两个结点间的通信线路是链路。网络的拓扑结构分为两大类：1、点到点式：称之为存储转发通信子网，分为三种：（1）星形结构：网络上的多个结点均以自己单独的链路与处理中新相连。网络结构简单，从终端到处理中心的时延小，但通信线路总长度长，花费在线路上的成本较高。（图）（2）环形结构：网络上各个结点连接成回路，信息流是单向的，而线路是公用的，路径是固定的。通信总线路短，但回路中任何一结点有故障时都会影响到回路的通信。（图）（3）树形结构：网络上结点之间的连接像一棵倒挂着的树，同一结点可和多个结点相连。次结构通信线路总长较短，但结构有一定的复杂性，中心结点出故障时对整个网络有较大影响。（图）2、广播式：即只有一个由所有结点共享的通信线路。但是任意一个结点发出的报文都会由于共享一条线路的原因而传送电子金融学讲义(zjw)Page7of237至其它结点，因而为避免这种混淆，报文中应有一些说明信息，说明该报文的发往地，这时如其它结点收到这些报文时就不理睬。分二种：（1）总线式：任何瞬间仅只有一台机器是主站，可发送信息。如有二台机器同时需要发送信息，则需要有某种仲裁机制来解决可能引起的冲突。（图）（2）卫星和无线电式：每个结点都有自己发送和接收信息的天线，用以接收来自卫星或其它无线电的信息，此结构用于地理范围广阔的部门之间的通信。（图）三、网络结构的类型在网络协议的基础上，可构建很多具体的网络，一般按网络范围和计算机互联的距离可分为三中基本类型：1、局域网（LocalAreaNetwork，LANs）20世纪70年代发展起来的。在小范围内使用、有多台计算机组成的网络，如在一个公司内，校圆内等。其跨度局限在一栋建筑物内，覆盖直径不超过10千米；其特点是数据传输距离较短，数据传输率高、误码率低、网络结构规范。典型有各银行、证券机构内部的业务网络系统。电子金融学讲义(zjw)Page8of2382、城城网（MetropolitanAreaNetworks，MANs）在一个城市或地区建立的计算机网络。其跨度达160千米，特点是传输率较高，网络系统结构相对复杂、综合性应用强。典型有同称清算系统。3、广域网（WideAreaNetworks，WANs）20世纪60年代开始发展，出现跨城市、跨国家和洲际的计算机网络。要求在较大范围内实现信息共享，网络规模巨大，其通信设施一般由各国的电信部门提供，具有传输距离长、速率较低、网络拓扑结构复杂的的特点。典型有国际环球财务通信系统（SWIFT）。第二节互联网技术一、Internet的基本概念由遍布世界各地的计算机网络和计算机通过电话线、卫星以及其它远程通讯系统以TCP/IP协议进行彼此通讯的相互连接的计算机网络的集合。采用分组交换和异种机互联的TCP/IP协议，将各种不同的计算机、软件平台、网络连接起来，从而实现了资源共享。我国Internet的基本构成（表）在中国，充当ISP并构成Internet主干网的有：（1）1994年中科院计算机网络中心建成的“中国科技网（CSTNET）”；（2）1995年5月邮电部数据局建成的“中国公众数据网（ChinaNET）”；（3）1995年11月国家教委和清华大学、北大等8所院校建成的“中国教育科研网（CERNET）”；（4）1996年9月电子工业部的“金桥信息网（ChinaGBN）”；起初，四大网络都能与国际互联，但在国内并不互联，相互的访问要经国外交换，造成费用高、速度慢、效率低。后来ChinaNET拿出免费通信线路连通四大网络。1999年中国联通获得在全国范围内经营有线电话、建设公用计算机互联网的许可证。1999年3月它建立了我国第5个公共互联网服务平台VNINFT。电子金融学讲义(zjw)Page9of239资料来源：张育军主编，《深圳证券交易所综合研究所报告》，经济科学出版社，2000年二、Internet的发展简史起源于美国国防部，它为在发生核战争时保障美国内部的通信联络，由美国国防部高级研究计划局（AdvancedResearchProjectAgency，ARPA）研究的成果。1969年，ARPA建立了一个由4台计算机互联的分组交换实验网络——阿帕网（ARPAnet）。联网用户约2000个，最初采用是一种“主机协议”，后改为网络控制协议。1982年，ARPAnet、MIL网等几个计算机网络合并后形成Internet的雏形，并决定其主干网采用网络互联网协议，即IP。Internet第一次快速发展在20世纪80年代中期。1986年，电子金融学讲义(zjw)Page10of2310美国国家科学基金会为了鼓励大学与研究机构共享4台计算机中心，利用了阿帕网。但发现与军方打交道不易，而后决定利用阿帕网发展出来的TCP/IP协议，自己出资建立网络，即国家科学基金会网（NationalScienceFoundation，NSF）。NSF网与ARPAnet相连。1989年，ARPAnet解散，NSF网完全代替了ARPAnet，成为因特网的新主干网。接着，这些机构和个人逐渐利用它发送电子邮件、传输数据文件、开研讨会以及其它一些事情。NSF也即发展成当今的Internet。1995年，美国国家科学基金会宣布，不再向Internet提供资助，从此，Internet完全走上商业化道路。由一些公司、团体和个人出资，这种“老板”的多元化使Internet上进行商业活动成为可能。二、环球网（WorldWideWeb，）1991年，欧洲物理实验室（CERN）向全世界推出大。1、又称万维网，是基于Internet的运用。主要由一些应用软件以及一系列协议和规范组成，便于人们在Internet上漫游，进行信息浏览和信息功享。及浏览器软件和几种网络通信语言，如工业标准的超文本标记语言（HTML）、扩展的通用标记语言（XML）与虚拟电子金融学讲义(zjw)Page11of2311现实造型语言（VRML）。导致Internet的普及。2、的工作方式由三个基本部分组成：（1）装在客户计算机内的客户浏览器（Browser）浏览器：是运行在用户在用户计算机上的一种软件（客户软件），它向服务器发出请求信息。（2）环球网信息服务部器（WebServer）服务器作为浏览器和外界服务的中介，使客户机与外界发生信息交流。服务器：包括一台计算机及相应的软件，可向Internet上其他请求信息的计算机发送数据信息，也能储存数据。它是由那些希望通过Internet和环球网发布信息的组织和机构提供并进行管理。它是在Internet上存储、管理和运行信息的较大型计算机。