数据通信
远程处理
? 远程处理应用
可以想象，远程处理的应用种类是很有限的。多数公司将利用现有的通信网络来实现几种不同的应用。为了突出通信网的应用潜力，我们对一般的远程处理应用作如下分类。
1.电子邮件。电子邮件通常与办公自动化相联系。在电子邮件应用中，计算机是给公司内、外人员发送消息的一个工具。对整个单位的每个人员都分配一个电子邮政信箱，用以接收和存放消息。一个典型的应用例子是全国性销售经理和区域性经理之间的业务往来。为了直接响应竞争性的降价，全国性经理可能要通过电子邮件通知区域性经理一个商业上的降价比率。他将通过一个终端输入这些信息，然后发送到区域性经理们的各自电子邮政信箱。通过一个电子"标志"来通知区域性经理有关的消息。区域性经理可以要求将有关消息显示在视频终端的显示屏上，如果需要，还可以打印一份硬拷贝。
2.查询/回答。在查询/回答这类应用中，操作员(也可能是用户经理)进行某种查询，然后计算机(经由信息系统)作出回答。例如，人事经理可能要求查询某个特定职工的培训记录。一个百货公司销售员可能要求查询某个顾客的赊帐限度。
3.字处理。在字处理应用中，操作员利用软件来进行正文处理。尽管当前多数的字处理是用一台单独的设备来完成的，但是也有许多公司为了充分利用数据库而使用功能更强的主处理机的软件来进行字处理。例如，一位秘书需要发送同样内容的信件给公司所有顾客，那么她可以结合公司数据库进行字处理，从而将来自顾客主文件的顾客名字和地址填写到预先格式化的信件中。
4.数据录入。经由通信网络可以从远程地点直接将数据录入到系统中。例如，银行分行的出纳员可以在每项银行事务出现时，直接将它录入系统。
5.数据收集。在有些情况下，将利用通信网络来收集数据。一个典型的例子是在一家百货公司销售网上各销售点(POS)终端。在整个工作日中，每个销售事务被自动记入一个计算机文件。数据被收集和分批以供处理。
6.过程控制。数据通信也被用在过程控制上。例如，遍及整个城市所有街道上的传感器连续地监视车辆的方向和流量，同时通过控制交通信号来优化车辆的流量。
7.远程计算。通信网络给最终用户提供了利用计算机进行计算的机会。在一个大公司的研究中心里，通常有400个以上的工程师和科学家使用约150台远程终端进行科学或工程计算。
8.交互式程序设计。应用程序员或系统程序员以及用户利用远程终端直接访问计算机来编写他们的程序。利用联机调试辅助软件和直接诊断程序将更容易进行程序的开发。
9.诊断估计。用户工程师(那些对计算机硬件进行修复和预防性维护的人员的头衔)在远程设备上定期使用诊断软件来查出软件或机器错误的根源。
? 建立远程处理系统的理由
建立一个远程处理系统的实际的理由是依具体的应用而异的。但是，下述几个考虑的要点将为这种评价提供一些补充。用户经理选择"转向联机系统"的主要原因是因为该系统的响应。用户能进行查询并立即得到回答。用户还能直接录入数据、发送消息等，而不像成批处理系统那样，得到结果典型周转期要一天。
在一联机环境中的数据库反映了当前的状态。例如，当在甲城和乙城的推销员同时销售乙城某仓库的产品时，他们不可能许诺在同一天交付库存中唯一的一件货物到两地。一旦其中一个推销员将订货单输入到中央系统，该件货物立即被打上标记并被销售出去。
远程处理在不同程度上提供了集中式的文件和分散的操作。与其把数据送到信息服务部门，还不如由业务领域的人员来运行整个系统。
联机系统不仅仅提高了系统的能力的灵活性，而且还降低了运行的费用。在成批处理环境中，信息服务人员重复了许多用户工作。例如，用户将订货要求书写在订货单上，然后，信息服务部的数据录入员录制这些数据。这样做，不仅包含了不必要的转录步骤，而且还增加了出错的概率。联机系统还给用户管理人员提供了进行他们自己的即时查询的机会，从而节省了雇用程序员和分析员进行服务的费用。
通信信道
□ 通信信道的组成
远程设备之间的数据链路称为通信信道、通信线路或通信链路。一条通信信道提供了在两至多点间传送数据的通道。通信信道可以由下述传输设备之一或它们的某种组合所组成：
1.电话线路 2.电报线路 3.卫星 4.激光 5.同轴电缆 6.微波 7.光纤
数据是按位(0、1信号)存储和传送的，信道速度是指每秒钟可以传输的位数，又称它为波特率。位/秒与波特率并不完全等同，但在实际使用时二者是通用的。
根据波特率一般可以将信道分成三类：次声级、声级和宽频带级。
1.次声级。次声级线路比电话线还低一级。通常，因硬件技术的限制使得每秒钟只能输出7个字符时才使用这种线路，但是目前已经很少，甚至没有这种需要了。
2.声级。这是常规的电话线路，其速率在600波特(位/秒)到9600波特之间。一条常规的电话线可以被"调节"以高达9600波特的速率传送数据，而且相当准确。当然随着这种能力的增加而必然带来用户成本相应提高。如果具体看声级线路速度，那么，一条具有1200波特速率的线路每秒钟大约可以传送120个字符。声级线路主要用于计算机与群控器之间的高速链路，但是它也能用于低速的、计算机到计算机的通信。
3.宽频带级。宽频带级信道具有超出1兆波特的容量，而且主要用于计算机到计算机的通信上。
□ 信道的种类
一个公司要为自己在费城与纽约之间架设一条同轴电缆线是不切实际的，更不用说是不合法的。同样，要建立自己的微波中继站或发射卫星也是不切实际的。鉴于这些原因，大多数公司都转向去租用公用的载波线路，例如，去租用美国电话电报公司(AT&.T)和西方联盟(Western Union)为他们的数据网络提供的信道。
一个公司可以在传输设备间租用一种永久的或半永久的连接线路(租用线)。永久线路是一天24小时都可使用的专用线。半永久的连线只给公司在每天的某9个小时使用权。租用线路的公司付费的多少取决于波特率的大小、距离的长短以及是永久的还是半永久的等因素。
拨号线路(又称为公用线或交换线路)是严格按时间和距离来记帐的。这跟打长途电话的收费办法一样。
私用线路由使用者自己安装、维护，而且其所有权也是属于使用者的。私用线是局部网的一部分，有时也称为一个"局部网"。一个局部网只限于一个大楼内或公司范围内的几座大楼之间。有时把一条完全专用的租用线也称为私用线。
另一种公司载波线路是增值网络(VAN)，VAN是一种"特殊的"公用载波。它可以使用也可以不使用公用载波设备，在每种情况下VAN都对网络起"增值"作用。在公用载波线路的标准服务之外，VAN还能进行电子邮件业务并允许在彼此不兼容的计算机之间进行通信。VAN不仅增加了服务项目，而且是以低速率来完成这些服务项目的。为了说明这一点，我们来考察下面的实例，美国广播公司(ABC)从公用载波线路中租用了一条从纽约到费城的速率为9600波特的专用线路。ABC只使用大约15%的线路容量。一个增值网络可以从同一个公用载波线路中租用同一条线路，并使用余下的(85%)的线路容量来为几个公司传输数据(这几个公司都要求建立纽约与费城之间的联系)。VAN在线路的每一端都使用计算机来收集数据，并把这些数据重新发送至目的地。事实上，四五个公司共用同一条线路共同负担线路费用，而没有降低服务质量。
只能单传输数据的线路称作为单工线路。能在不同时刻双向传输数据的线路称为半双工线路。能在同一时刻双向传送数据的线路称为全双工线路(见图)。由于信息系统是交互式工作的，而且通常要求双向传输数据，因此信息系统使用的线路或是半双工的或是全双工的。事实上，"线路"一词有点用词不当，因为一条全双工线路是由两条半双工线路组成的。
假定某公用事业公司的总部设在圣·露易斯。图指出了在对圣·露易斯的总部以及在其它城市的业务分支办事处。公司领导打算建立一个将所有远程办事处与圣·露易斯总部相连接的数据通信网络。确定线路分布的第一个任务是分析在每一地点的工作负荷，以便使这些工作负荷能均匀地分散在各条线路上。为了做到这一点，这种分析需要确定：
1.每日和每小时的平均信息量 2.峰值日和峰值小时的信息量 3.所发送的信息的类型 4.信息从何处来，发送至何处
一个通信网络的线路分布的目标是既使线路的长度最短而又能与所有远程点相连接，同时还要避免线路的超载。在分布线路时，还应该考虑到备用发送的可能性。
图和分别说明了对公用事业公司线路分布的两种解决办法。在图，经由一条4800波特的线路将终端连接起来，用墨西哥城的一台群控器来控制来自墨西哥-盖拉斯城堡和墨西哥-洛拉信道上所有城市的输入/输出。如果一条通信信道上连接了不止一台终端，则称该信道为多点或多站线路(例如，墨西哥-盖拉斯保信道)。群控器(或计算机)连续的轮询线路上各终端是否有信息。
在图中，在柏林敦、圭克逊维尔和墨西哥的群控器使用了1200波特和9600波特两种线路。这仅仅是无数可能的线路分布中的两种方式。确定哪种分布为最佳的最好办法是使用由工作负荷分析以及模拟各种网络工作情况所得到的数据。摸拟的结果能够证实或否定网络的可行性，同时能提供有关响应时间峰值时排队长度等方面的重要的数据。
数据通信硬件配置
□ 数据通信硬件配置的基本模式
可以从下述的基本模式来配置一个计算机网络系统：点到点式、星形、层次或树形、环形和网络形。
1.点到点式配置
点到点式配置是指两台远程计算机之间的通信。图说明了一个典型的点到点式配置。
2.星形配置
图说明了星形配置。若干个小型计算机系统被连接到一台大型中央计算机(称为宿主计算机或主计算机)上。这些小型计算机系统可以通过主计算机彼此通信，而且通常共享主计算机上公司级的数据库。
3.层次形配置
图给出了层次或树形配置。层次形配置把在某一层计算机与其下一层的计算机相连接。在某给定层上的各计算机之间的通信是这样的：将信息先发送到上一层的一台计算机，然后再经过连接链路将信息送到该给定层上的另外一台(或多台)计算机。层次形配置能够反映出公司的组织结构。例如，一台总部的计算机可以与各区域的计算机相连接，而各区域的计算机又可以与分区的计算机相连接。处在第三层的计算机不一定比第二层要小。因为在一个人口众多的东北分区的分区办公室的处理量，很可能要比整个西南区域的处理量要大得多。
4.环形配置
图说明了环形配置。环形配置最适合于希望在邻近的计算机之间进行通信的情况。而且当租用额外的线路来连接所有的计算机而带来的处理上的不便时，它是一种可接受的变通办法。图中计算机1与计算机3经过计算机2进行通信。如果由于某种原因使得计算机2失效，那么仍然可以通过计算机4和5来发送信息。
5.网络形配置
图所示的网络形配置将按需要提供数据链路。如果计算机4和3只有与计算机5单独通信的要求，那么就没有必要在所有节点建立起数据链路。在通信网中任一台计算机都被称为一个节点。
6.混合配置
图 网络配置
在现实中很少能找到纯粹是上述某一种类型的配置。多数的通信网络都是混合配置的。究竟将一个混合配置看成是环形、星形还是其他类型主要取决于该配置中占主要支配地位的配置特征。一个分布式数据处理系统将使用最适合于其公司情况的配置。
□ 数据通信硬件的组成 图可以用来说明在数据通信中使用的基本硬件组成部分。在通信网络中终端可以是一台交互式的小型视频显示器(VDU)，也可以是一台中型计算机系统。对每一台终端都指定了一个"地址"。
调制解调器(MODEM)这种装置，能将适合于计算机的电信号转换为适合于传输设备的信号(例如，适于电话线的模拟信号)。然后，这些"调制过"的信号由另一台MODEM"解调"成适合于计算机的电信号以待处量。能够传送适合于计算机的数据(数值数据)的传输设备并不需要调制解调处理。当操作员使用电话来"拨通"计算机时，就一定需要MODEM了。这种类型的MODEM称为声耦合器。
集中器或多路调制器是一种"下行线路"9与主计算机相距较远)的设备，它用来从若干台低速设备(如，VDU)收集数据，然后通过一条高速线路传送这些"已被集中"的数据。当在一远程地点有几台低速终端时，使用这种集中器(又称群控器)在经济上是节省的。因为一条高速线路的成本要比每一台终端都用一条特定的低速线路成本低得多。一台集中器从用手工(速度)操作的几台键盘接收数据(或报文)，然后将这些数据格式化并高速发送给一台前端处理机。前端处理机重新装配单个的"报文"，然后将它们传送给主计算机以供处理。从主计算发送报文的过程与上述过程相反。
前端处理机(又称传送控制器)是一台计算机，它代替主计算机承担了那些与数据通信有关的处理任务。前端处理机承担以下任务：奇偶校验，代码转换，某些处理和编辑工作，在计算机和终端之间建立适当的连接，以及向主存发送报文或接收主存发来的报文。
数据传输的联系
在计算机网络中，每台终端和计算机系统都被指定一个地址。包含数据的信息都用一串二进制位(称为比特流)来编码。信息从网络中的一个地址发送到一个或多个地址(见图)。信息有内容是任意的，它可以是一个程序的指令，也可以是公司的总裁发给所有副总裁的"电子"便函。发出信息的人称作发送者。发送信息的终端或计算机称作信息源。接收信息的人或部门称作接受者，而接收信息的终端或计算机称作目的地。
数据通信的有关术语
在日常交谈中经常用到一些与通信有关的术语，应该将它们放到用户管理人员的词典中去。我们首先讨论与远程数据传输有关的术语，然后再讨论与系统相关的那些术语。
1.通信量。通信量涉及到询问次数、所输入的数据量、所发送的信息量等。简言之，通信量是数据的流量。在数据通信里，通信量类似于汽车(比特)和高速公路(信道)的关系。也可以用一般的定量描述(如"轻"或"重")来给出通信中的通信量。
2.端口。具有有限数量进入点的一台计算机称作为一个端口，通过端口可以接收和发送数据。端口的数目受到可以连接到一台计算机的远程信道数目的限制。
3.轮询。轮询是一种线路控制方法，它允许几台远程终端通过同一条通信线路与一台计算机通信。为了替这些终端服务，计算机"轮询"或连续的对每台终端轮流发出询问，以确定是否已准备发送一条信息。如果某台终端有一条待发送的信息而且线路是可用的，那么计算机就接收该条信息，然后轮询下一台终端。轮询的过程对用户来说是透明的(无须详细知道的)。
4.响应时间。从发送一条信息到收到回答之间的时间称作响应时间。例如，有关更新名字一地址文件中一个记录的请求就是一条信息，而在终端显示屏上显示更新后的一记录则是一个回答。根据查询的复杂性、分享处理机的终端数目、主计算机的速度以及通道速度的不同，响应时间有很大的差别。在设计一个联机信息系统时，响应时间是一个重要的因素。尽管在几乎所有的信息系统中都可以使响应时间达到最短(几乎是直接响应)，但是随之而来的是成本也高到不可接受的程度。因此，用户经理和信息服务经理必须确定对一个特定的应用什么样的响应时间是可以接受的。通常，除了在峰值工作负荷的情况下，超过二秒钟的响应时间将是不可接受的。
5.排队的长度。等待某操作员或一台远程终端(例如，航空公司订票处)服务的人数称作为排队的长度。排队的长度也描述了已经被发送但必须"排除"处理的信息条数。
6.事务日记。事务日记是所有联机事务的记录，通常以一天为一个周期。例如，当更新了某职工主文件上的一个地址时，该事务就被记在辅助存储器(通常是磁带)上。如果在一天工作结束前，由于某种原因职工主文件遭到破坏，则事务日记就可以作为当天处理的一个备份。
7.连接时间。连接时间是指从最终用户的终端与计算机系统连接上(或该终端与计算机之间建立起一条链路)这个时刻开始，到用户"注销"或链路中断时为止所经历的时间。
数据通信及有关概念
数据通信是指从远程设备之间收发数据。尽管远程通信一词有更广泛的含义，但是人们还是经常把它与数据通信交替使用。通常与数据通信相关的另一个术语是远程处理(简写为TP)。远程处理比数据通信的含义更加广泛，它意味着利用数据通信来进行数据处理。联机系统和基于通信的系统这两个术语交替地用来描述利用数据通信的信息系统。
基于通信的系统的影响
如上文所述，信息服务的趋势正朝着分散和分布式数据处理(DDP)方向发展。分散的信息服务工作并不意味着数据通信，但是多数是基于通信的。依照定义，所有分布式数据处理(DDP)系统都是基于通信的。对于所有实际应用而言。分布式数据处理和分散的信息服务是可以交换使用的。那些跟随着脱离集中式成批处理系统这一趋势的公司应该了解基于通信的技术和系统将对公司的组织结构、人员、管理、预算以及质量保证和控制产生重大的影响。
? 对组织结构方面的影响
在集中式环境里，信息服务业务在实际上和组织上都从专业领域移走了。分布式数据处理的目标是使用户团体更加直接参与信息服务工作。维护计算机硬件以及提供信息服务的人员安排最终成为用户的责任。为了容纳这些人员，必须在现有的组织结构中增加专门的机构和部门。这种增加机构的作法通常将引起对公司和部门原有的组织结构作重大的改变。
? 对人员方面的影响
远程设备可以是一至二台用来进行管理查询的终端，也可以是支持若干数据录入和查询终端的中型计算机系统。对用户人员的影响将体现在培训方面，而且很可能要改变用户人员的业务经历。可能要重新训练行政助理使用某种查询语言来进行特定的管理查询。另外一些用户人员可能要作为程序员、分析员、操作员等，从而专门从事信息服务业。
那些为进行分布式数据处理而安装硬件设备的用户部门很可能全部接受来自外部的信息服务专门人程序员、分析员、操作员等，这些人员将成为业务领域组织的一部分。
? 对管理方面的影响
用户管理人员的职责范围将扩大到分布式数据处理环境。按照传统，这种职责包括人员管理和详尽的专业方面的知识。在分布式数据处理环境中，用户管理人员必须掌握某些有关信息服务的技术(例如，系统分析、程序设计、硬件操作、信息服务规划等等)，以便能管理那些主要参与信息服务活动的人员。
? 对预算方面的影响
用户经理有可能需要在部门的预算中增加几个重要的专项(例如，为信息服务人员所增加的工资、采购和维护计算机硬件的费用)、与计算机有关的消耗品费用等等)。
? 在质量保证和控制方面的影响
在集中式的信息服务环境中，用户管理人员在很大程度上是依赖于信息服务部门来进行质量保证和控制的。而在分布式数据处理环境中，业务部门负责所输入的数据的一致性，信息系统的质量，输出的精确性，分散的控制以及所有在集中式环境下所能保证的那些数据处理的各个方面。
