第5章-信息基础设施和新兴技术

学习目标第5章IT基础设施和新型技术•（1）定义IT基础设施并描述其组成。•（2）识别和描述IT基础设施发展的阶段和技术驱动。•（3）评估当代计算机硬件、软件平台的发展趋势•（4）评价管理IT基础设施和管理解决方案所面临的挑战18800个真空管，长50英尺，宽30英尺，占地150平方英尺，重达30吨（大约是一间半的教室大，六只大象重）。它的计算速度快，每秒可从事5000次的加法运算，运作了九年之久。5799元计算机结构特点：1)以CPU为中心2)总线结构：一组为系统部件之间传递命令或数据的公用信号线总线分类:（1）CPU内部总线（ISA总线、EISA、PCI、USB）（2）局部总线：主板上CPU与外围芯片之间的总线。（3）系统总线：主板与插件板之间的总线。（地址总线AB、控制总线CB、数据总线DB）（4）外总线：微机与其它设备、计算机之间通信的总线。中央处理器（CentralProcessingUnit,CPU）CPU：是决定计算机性能的核心部件。是计算机的指挥中心和心脏，主要完成算术和逻辑运算，控制计算机各部件统一协调工作。由运算器（ArithmeticLogicalUnit,ALU）和控制器（ControlUnit，CU）组成.运算器的功能是完成各种算术和逻辑运算，是对信息加工和处理的部件。控制器是对计算机发布命令的决策机构，用来协调和指挥整个计算机系统的操作。Intel占有80%多的市场份额，除Intel公司外，较著名的微处理器生产厂家还有AMD公司、IBM公司等。英特尔酷睿处理器家族全新Corei3/i5/i7系列处理器在北京发布。i3代表低端产品双核i5代表中端产品双核和四核i7代表高端产品四核和六核物理处理器核心整合入一个核中中央处理器（CentralProcessingUnit,CPU）透明机箱主板为其它设备提供住所（CPU、内存、I/O接口），各种元件、接口、插槽。各种外设、板卡、CPU、存储器等，都要接在主板上。主板在一台计算机中扮演着躯干和中枢神经的角色，直接关系着一台计算机的种类、性能、功能。主板总线扩展槽、输入/输出接口电池BIOS芯片组IDE1，接硬盘或光驱FDC，接软驱内存插槽芯片组CPU插槽ATX电源插口鼠标、键盘接口并口串口USB接口主板（Mainboard）（1）芯片部分BIOS（BasicInputOutputSystem）芯片：一块方块状的存储器，它保存着计算机最重要的基本输入输出的程序、系统设置信息等。北桥芯片主要负责处理CPU、内存、显卡三者间的“交通”。南桥芯片则负责硬盘等存储设备和PCI之间的数据流通。南桥和北桥合称芯片组。芯片组在很大程度上决定了主板的功能和性能。（2）扩展槽部分主板上的用来插入各种外设的适配卡来实现衔接各种外设的。内存插槽、PCI插槽（3）对外接口部分硬盘接口、软驱接口、USB接口、LPT接口（打印机或扫描仪）CPU的速度高，外部设备的速度低，所以需要在系统总线与外部设备之间设置接口，来进行数据缓冲、速度匹配和信息转换等工作。计算机组成计算机系统硬件系统软件系统运算器：执行各种算术运算和逻辑运算控制器：控制程序运行，协调各部件动作存储器：存储程序和数据输入设备：接受用户的指令和数据输出设备：呈现程序运行结果系统软件：面向系统Windows、Unix、Dos应用软件：面向应用Office、Flash、PhotoShop……CPU内存（主存）外存（辅存）主机外部设备企业、IT基础设施以及业务能力之间的联系图5-1第5章IT基础设施和新型技术业务战略IT战略IT服务和基础设施客户服务供应商服务企业服务信息技术•5.1.1IT基础设施定义•为企业的特定信息系统应用提供平台的共享技术资源。•企业运作所需的物理设备和软件的集合•公司的广义服务包括：•提供计算服务的计算平台•通信服务•数据管理服务•应用软件服务（CRM、SCM、ERP、、、）•物理设备管理服务•IT管理、标准化、教育、研究与开发服务•“服务平台”的角度更准确地看到了投资的价值第5章IT基础设施和新型技术•5.1.2IT基础设施的发展•1.通用主机和微机时代：1959年至今•1959年，IBM首次推出大型机，最终用于支持成千上万的网上远程终端•1965年价格比较低的DEC生产的微型计算机诞生，具有集中计算的功能•2.个人计算机阶段：1981年至今•1981年IBMPC的出现•20世纪80年代扩散，导致90年代个人软件的发展•3.客户机/服务器阶段：1983年至今•桌面客户端和服务器相连，客户端和服务器有不同的分工。•网络可能是两层或多层结构（N层）•各种服务器类型（网络服务器、应用服务器、Web服务器）第5章IT基础设施和新型技术IT发展的时代图5-2A5个IT基础设施发展时代中的每一时代的典型计算配置特性。管理信息系统第5章IT基础设施和新型技术IT基础设施的发展阶段主机/微机1959年至今个人计算机1981年至今客户机/服务器1983年至今•5.1.2IT基础设施的发展•4.企业互联网计算时代：1992年至今•走向整合不同网络，使用互联网标准的应用程序和企业应用程序•5.云计算：2000年至今•指的是一个计算模型，使用该模型公司和个人企业通过因特网获得计算能力和软件应用程序•增长最快的计算形式第5章IT基础设施和新型技术IT基础设施发展的时代（续）图5-2B第5章IT基础设施和新型技术企业网（1992年至今云计算（2000年至今）企业服务器因特网•5.1.3基础设施技术发展的驱动力•1.摩尔定律和微处理能力•计算能力每两年翻一番•纳米技术：晶体管的大小可能缩小到几个原子大小•相反的因素：散热需要、功耗问题第5章IT基础设施和新型技术1.摩尔定律和微处理能力图5-4第5章IT基础设施和新型技术摩尔定律意味着更大的处理能力处理能力晶体管数量•5.1.3基础设施技术发展的驱动力(1)纳米管案例纳米碳管是微小管子，大约比人的头发细10000倍。它们由碳六角形薄片卷成圆筒形。由NEC的研究人员在1991年发现，他们被用在微小的电线或超小型电子设备中，而且是非常强大的电流导体。第5章IT基础设施和新型技术（2）芯片价格下降图5-5第5章IT基础设施和新型技术更多的晶体管打包在较小的空间，已经动态地驱动降低了晶体管和晶体管操作的产品成本。•5.1.3基础设施技术发展的驱动力•2.大规模数据存储定律•存储量每年翻番。（1）硬盘容量呈指数增长1980-2007图5-7从1980年到1990年，个人电脑的硬盘驱动器容量每年以25%年的速度增长，但1990年以后，每年的增长速度超过65%。第5章IT基础设施和新型技术（2）存储数据的成本成指数级下降1950至2010年图5-8自1955年第一个磁存储设备使用以来，存储1千字节的数据指数级下降，而数据存储量平均每15个月增加一倍第5章IT基础设施和新型技术3.通信成本的下降及互联网据估计，2015年全世界有31.74亿人上网随着通讯成本下降到一个非常小的数目，通信和电脑设备利用率爆炸第5章IT基础设施和新型技术互联网通信费用成指数级下降图5-9网民增加的一个原因是网络接入和通信费用的急速下降。自1995年以来每千字节的网络流量费用以指数级下降。数字用户线（DSL）和电缆调制解调器现在发送每千比特的通信流量费用零售不到2美分。•4.标准和互联网的影响•技术标准•规范建立了产品的兼容性和用网络沟通的能力•释放大规模经济导致价格下降，伴随着制造商品向单一标准靠拢。第5章IT基础设施和新型技术•IT基础设施有7个主要部件•计算机硬件平台•操作系统平台•企业应用软件•数据管理和存储•网络/通信平台•互联网平台•咨询和系统集成服务5.2IT基础设施的构成第5章IT基础设施和新型技术图5-10IT基础设施互联网平台计算机硬件平台操作系统平台企业应用软件咨询和系统集成网络/通信5.2IT基础设施的构成第5章IT基础设施和新型技术数据管理和存储5.2.1计算机硬件平台•客户机•台式电脑、移动计算设备-掌上电脑、笔记本电脑•服务器•刀片式服务器：存储在机架中的超薄电脑•大型机•IBM大型机相当于数千台刀片式服务器顶尖的芯片制造商：AMD公司，英特尔，IBM热门公司：IBM、惠普、戴尔、Sun微系统5.2IT基础设施的构成第5章IT基础设施和新型技术5.2.2操作系统平台•操作系统：用于管理一台计算机上所有资源和活动的软件•客户机：95％运行微软的Windows（XP，Win7/8等）•服务器：85％使用Unix或Linux5.2IT基础设施的构成第5章IT基础设施和新型技术5.2.3企业应用软件•在美国，应用软件供应商：SAP和甲骨文、Oracle•在中国，应用软件供应商：用友、金蝶、神州数码等•中间件提供商：BEA5.2IT基础设施的构成第5章IT基础设施和新型技术5.2.4数据管理和存储数据库软件：Database（IBM公司的），Oracle（甲骨文），SQLServer（微软），AdaptiveServerEnterprise（赛贝斯），MySQL（HP）物理数据存储：外部存储设备，主要技术包括磁带、磁盘、存储域网（连接多个存储设备上的专用网络）产品提供商：希捷、迈拓、西部数据等5.2IT基础设施的构成第5章IT基础设施和新型技术•5.2.5网络/通信平台•通信服务硬件：链接网络中各类计算机的通信线路（电话线、同轴电缆、光纤等）和网络设备（如路由器、交换机等）。主要供应商Cisco、Lucent(朗讯)等•网络操作系统：主要是指各类服务器和客户机上运行的网络操作系统•包括WindowsServer，Novell，Linux，Unix系统•网络硬件供应商：思科、朗讯、北电网络、Juniper网络5.2IT基础设施的构成5.2.6互联网平台是指建立与维护企业网站、虚拟主机服务、内联网、外联网等所需的硬件、软件和管理服务的总称。•硬件：Web服务器等，供应商主要有戴尔、惠普/康柏、IBM•软件：Web开发工具/套件等，供应商有微软（FrontPage和.NET）、Sun（Java）、IBM等。5.2IT基础设施的构成5.2.7咨询和系统集成服务一般由企业外部的系统集成服务提供商提供，为企业信息系统的建设、维护和升级提供咨询和一揽子系统集成解决方案。•系统规划、系统分析和设计、硬件和软件选型及供应、系统实施和维护等过程。•著名系统服务提供商：埃森哲、IBM全球服务、毕马威咨询（KPMGConsulting）、IBM、Oracle和SAP等。5.2IT基础设施的构成第5章IT基础设施和新型技术5.3当代硬件平台的发展趋势•5.3.1新兴移动数字平台•手机、智能手机（黑莓，iPhone）已经确保数据传输、网页浏览、电子邮件和IM职责•上网本：被优化的小型，低成本的轻型笔记本电脑用来无线通信和核心计算任务•2网格计算•随着因特网而发展起来的技术，将地域上距离遥远的计算机连接到一个单一网中联合处理，创造虚拟超级计算机•可以节约成本、速度、敏捷性•3云计算•数据永久存储在远程服务器上，用户通过互联网访问和更新数据•使用云计算的组织不仅为计算能力支付费用，而且他们确实使用计算能力（按需或效用计算）5.3当代硬件平台的发展趋势•4自动计算•工业界努力提高系统满足自我配置、自我优化、自我修复。当损坏时，以防自己免受入侵。•类似的自我更新防毒软件，苹果和微软都使用自动更新•5虚拟化和多核处理器•虚拟化：提供计算资源以至于可以使用没有配置约束的方式访问这些资源。•允许多个操作系统运行在一台机器，服务器利用率由10%~15%提高到70%。•多核处理器：减少电力需求、提高性能。5.3当代硬件平台的发展趋势•5.4.1linux和开源代码软件•开放源码软件：由程序员社区开发的免费的，可以被用户自由修改的软件•Linux：开源代码操作系统•5.4.2网络软件Java•基于对象程序设计语言（Sun微系统）•操作系统、独立处理器(Java虚拟机)•领先的Web编程环境•小程序，电子商务应用程序5.3当代