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安全信息管理与数据分析：第 131–140 页

安全信息管理与数据分析 课堂笔记
文件的分类
按用途分类
• 主文件、事务文件、工作文件、报表文件、备份文件（.bak 后缀）
按组织方式分类
• 顺序文件：按先后顺序读取，不能跳到指定位置
• 索引文件：有索引号
• 随机文件：可跳转到指定位置读取某条记录，不按先后顺序
• 倒排文件：与顺序文件相反，倒序排列
数据库系统
• 针对关系表，用数据库进行组织管理
注意
数据库系统与文件系统的差异：文件系统数据重复量大（同一信息文件可能存
在于不同文件夹） ； 数据库一般不允许出现冗余， 不会在一个表中出现两条相同
记录。
Study Notes 131 / 207 先看条件，再套公式

安全信息管理与数据分析 课堂笔记
10 月 20 日
现代安全管理系统与计算机的关系
• 传统管理系统依赖书面和口头形式传递信息，经理和职员向外部人员提供过去
及预测未来环境的信息以辅助决策
• 现代管理系统以计算机为基础，强调计算机及智能设备在信息收集、数据存储、
信息共享等方面的优越性
• 计算机在信息处理上具有纸质或传统方式无法比拟的优势
基于网络环境的现代安全管理新系统
• 通常基于 TCP/IP 协议栈，这是互联网的基础通讯协议
• 依赖互联网技术规范，包括万维网（3W）相关技术规范，由 W3C 制定
• 应用于政府和企业两个层面：
– 政府层面：政务系统、辖区范围内的数据采集和指令下发
– 企业层面：满足企业管理需求，企业有决策、管理、执行等不同层次，各层
次所需信息支持不同，需采集信息并进行变换转换，以生成支持指令
例
从企业管理的角度看，安全管理涉及安全生产、职业卫生和职业健康、应急管
理四个方面。
安全管理系统的网络建设概述
• 主要涉及网络概述和多媒体网络两个方面
• 期望开发的应用程序具有多媒体特性的人机交互界面，而非传统字符界面
• 通过多媒体丰富信息类型，包括视频、语音和文字等
• 支持 Internet 交互，无论是广域网还是局域网
网络基本概念：网络介质
• 网络是分层的，最基础的是网络介质
• 无论何种网络，数据最终都需要通过网络介质传输，无论有线还是无线，是光
还是电
• 物理通道包括：
– 有线：双绞线、同轴电缆
– 无线：Wi-Fi，以及 2G、3G、4G、5G 等移动通讯技术
网络基本概念：通讯协议
• 设备之间要实现通信，必须遵循特定的通讯协议
• TCP/IP 协议，即传输控制协议和互联网协议，是确保设备能够理解信息含义的
关键
网络基本概念：节点与链路
• 节点：网络中某个分支的末端或多个分支的汇合点，在网络拓扑图中表现为一
个个的点，通过线表示联系和数据传输通道
• 链路：两个相邻节点之间的通信线路，数据可以通过不同的路径传输
• 在互联网世界中，节点之间通常存在多条通信链路，可以走不同的路径
Study Notes 132 / 207 先看条件，再套公式

安全信息管理与数据分析 课堂笔记
拓扑结构：总线型结构
• 通过同轴电缆或其他线缆连接的网络构型，节点或终端设备均挂接在主干线上
• 这种结构被称为 bus，即公共总线，传输线相当于公共总线
拓扑结构：星型结构
• 中心位置存在一个路由器或交换机作为中心节点，从该节点放射出其他终端
• 在 TCP/IP 协议中，这种拓扑结构通常包含一个节点，最多支持从 200 到 255 的
编号，即最多 256 台设备，但实际应用中很少使用中心节点
注意
星型结构中，中心节点至关重要。一旦中心设备出现故障，整个网络将无法使
用。例如，如果交换机或楼道里的楼层交换机损坏，整个楼层将无法上网。
例
星型结构的好处是终端设备间不相互影响，某个设备出现问题不会影响到其他
设备的通讯，不会导致其他设备受损。
拓扑结构：环形结构
• 总线的一个显著特点是其环形结构，通常在总线两端配备终端器以形成一个闭
环
• 这种线性结构意味着信号在总线上既输入又输出，所有设备都通过总线进行数
据传输
• 在环形结构中，数据在环中从一台设备传到另一台设备，然后又返回到第一台
设备
• 这种环形结构主要应用于光纤网络中
网络特点：资源共享
• 软硬件资源都可以拿来共享
• 软件资源共享：如文件，复制并传输给他人，同时自己也能保留副本
• 硬件资源共享：如打印机，通过网络实现共享，办公环境中不必为每台计算机
配备打印机，只需配备一台网络打印机，大家都可以使用
• 早期的大型机和中型机支持计算能力的共享，通过分配 CPU 时间给终端设备来
共享计算能力
Study Notes 133 / 207 先看条件，再套公式

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网络特点：信息交互
• 电子邮件是互联网的最初应用，最初是字符型的，相对容易实现且传输的数据
量不大
• 随着时代发展，用户需要传输更大容量的数据，如图片、声音和视频等多媒体
信息，对网络带宽提出了更高要求
• 为了提高系统处理能力及可靠性，便于实时集中，对网络技术提出了新的挑战
网络的分类
• 局域网 （Local Area Network， 简称LAN） ： 传输距离大约在0.1 到 10 公里范围内
• 广域网（Wide Area Network ，简称 WAN） ：通常指用于城市间或国际互联的互
联网
• 综合业务数字网 （Integrated Services Digital Network ， 简称ISDN） ： 能够传送多
种业务信息的网络，包括数据、图像、语音和文字
例
早期大多数家庭通过电话上网，需要一个调制解调器（早期的猫） 。在没有综
合数字业务之前，打电话和上网不能同时进行。随着 ISDN 的出现，人们得以
在电话网的支持下同时实现语音和数据通信。随后出现了提供更高传输速度的
ADSL 技术，即宽带。
例
如今上网方式已经多样化，包括通过移动通讯，主要就是通过手机，因为手机
有数据流量供使用。
多媒体网络
• 与传统字符型网络相比，多媒体网络的显著特点是数据量大
• 这意味着在传播媒介中，尤其是传输媒介，需要更高的带宽
例
以前的网络如同羊肠小道，能够承载的数据量有限。若要传输视频、音频等大
容量信息，就需要将带宽提升至所谓的高速公路级别。
Study Notes 134 / 207 先看条件，再套公式

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通信技术的代际演进
• 基于多媒体网络对高带宽的要求，通信技术发展出了 2G、3G、4G 和 5G 代际
• 这里的 G 代表 generation，即一代
• 大家都有经历从 2G 到 3G、4G，现在正在迈向 5G
• 5G 时代，由于华为等中国企业的卓越贡献，中国已经处于世界领先地位；早期
西方公司如摩托罗拉、诺基亚等主导了通信技术的发展
6G 技术展望
• 6G 本质上仍是一种无线信号，即无线信道，但算法需要进行改进
• 本质上仍是某种集合的电磁波，重点在于如何在这一电磁波中尽可能高效地承
载数据、相关信息和事件
• 特别强调数学建模、公式化表达以及编码等环节
数据压缩技术
• 信道容量和带宽是有限的，大文件必须被压缩以适应传输需求
• 压缩技术允许将大文件压缩成较小的尺寸，即存在压缩比，传输到网上后，对
方接收后需要解压缩，再还原成原始文件
例
图形文件格式的 JPEG 是一种压缩格式；文件后缀包括.BMP、.BITMAP 等位图
文件；音频使用 MP3 压缩格式；视频使用 H.264 或 MP4 压缩格式。
注意
如果不是压缩的文件，其体积会非常大，无法适应有限的信道容量和带宽。
异步传输模式（ATM）
• 采用了异步传输模式，即 ATM，作为网络传输的一种技术
互联网与企业虚拟网
• 互联网：面向全球，强调企业间的互联，操作权限限制较少
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安全信息管理与数据分析 课堂笔记
注意
互联网的保密性较差， 涉及敏感信息的资料不允许上网。 互联网安全性堪忧， 容
易遭受攻击，因此处理涉密工作的人员不能使用互联网设备。
• 企业虚拟网：通过构建虚拟网，企业能够将全球各地的分公司通过特定的组网
技术整合成一个内部网络
• 外部用户若要访问公司总部的服务器，可以通过虚拟网技术连接，呈现出与本
地局域网相似的界面
注意
企业虚拟网拥有严格的账户和密码权限管理，这是不同于一般组网技术的关键
点。
客户机/服务器模式（CS 模式）
• 安全管理的新系统采用客户机/服务器模式，即 CS 模式
• 客户端（client）与服务器端（server）通过网络协同工作，实现了功能的合理分
配
• 系统具有良好的开放性，当应用需求发生变化时，可以方便地进行扩展和调整，
从而实现规模优化、降低成本和减少系统维护量等目标
例
主要的应用程序可能部署在服务器上，例如 3W 服务器、邮箱服务、邮件服务
服务器、FTP 服务器以及文件服务器等。这些服务器集中存储资源，我们作为
客户端发起请求，服务器响应并下发相关数据。我们通过本地客户端设备来浏
览和处理这些数据，这种方式可以实现工作负载的均匀分布。需要进行分布式
计算时，可以将数据下载到本地机器进行计算和处理，然后再上传。
网络系统平台建设与办公自动化
• 网络系统平台建设需要实现网络功能和通信功能等
• 在此基础上，可以部署企业内部的自动化办公系统
• 许多大型国企通常都拥有自己的 OA 系统，即 Office Automation 自动办公系统，
该系统也是基于网络平台来部署办公自动化
• 办公自动化主要涉及公文流转、审批申请等流程，这些都可以在网络平台上进
行
Study Notes 136 / 207 先看条件，再套公式

安全信息管理与数据分析 课堂笔记
• 诸如安全管理、财务、人事等业务系统也可以基于网络环境进行操作
计算机系统的组成
• 计算机系统主要由硬件系统和软件系统两大部分组成
• 仅有硬件或软件是不足以构成一个完整的计算机系统的
• 硬件部分包括 CPU、存储器等，统称为主机；外部设备则是进行输入输出操作
的部件
计算机的更新换代：CPU
• 追求更高的主频
• 早期的计算机主要采用 Windows 系统和英特尔芯片，因此被称为 window 温度
• CPU 并不仅限于英特尔公司： 台式机时代还有AMD， 服务器和小型机系统有自
己的服务器，苹果机也有自己的芯片，各自拥有独特的 CPU
计算机的更新换代：存储器
• 无论是内存还是外存，都应追求容量更大、速度更快以及访问速度的提升
• 当前，软盘驱动器和光盘驱动器已经不再使用，而是采用硬盘
• 硬盘中有一种称为固态硬盘的存储设备，其工作原理类似于内存
注意
固态硬盘即使掉电也能保留信息，而内存则会在掉电后丢失数据。
软件系统分类
• 软件分为系统软件和其他应用软件
• 系统软件是维持计算机基本运行的底层软件，例如操作系统，无论是 Windows、
Unix 还是 Linux，都是必不可少的
• 编程语言系统也是必不可少的底层支持，如 C 语言、Pascal 语言、C++ 等，属
于工具性质
数据库系统
• 当需要使用数据库时，必须有相应的数据库系统支持
• 例如甲骨文、Oracle、IBM 的 DB 以及 Cbase 等，这些仅是数据库管理系统
• 基于特定的数据库格式创建各种数据库文件，然后将信息以数据库的形式进行
存储
例
员工信息、学籍信息、成绩表信息等都是以数据文件的形式保存的。
• 需具备处理大规模数据的能力和高效的处理效率
• 友好的交互界面至关重要，方便用户进行数据管理和数据库文件的创建与维护
• 需考虑性价比
应用软件与个性化需求
• 为了满足个人的个性化需求，各种产品应运而生
• 例如，音乐播放器满足人们听音乐的需求，媒体播放器满足观看电影的需求
• 音乐编辑软件或视频编辑软件，如剪映，不仅能够编辑音频和视频，也可以被
视作一种系统软件，作为支持工具
Study Notes 137 / 207 先看条件，再套公式

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例
如今许多人在手机上使用剪映进行短视频编辑，通过这样的工具，用户可以在
其基础上创作短剧和短片，从而实现了应用的多样化。
硬件选型原则
• 在多种选型方案中进行比较和选择
• 考虑性能价格比，这是最常用的评价指标
• 关注设备的可扩展性，以避免未来需要升级时不得不重新购置整套设备
例
可以在此基础上升级硬盘或内存。然而，涉及到 CPU 的升级可能会较为困难，
通常情况下，一旦需要升级 CPU，往往意味着需要进行整体更换。
• 所选技术应具备实用性，易于开发和使用，并具有较强的生命力和兼容性
• 避免仅以价格或性能指标为依据进行选择， 重点应放在满足开发系统需求上， 这
是至关重要的原则
注意
在经济条件有限时，追求性价比是合理的；而在经济条件允许时，追求最快和
最大的性能也是可以考虑的。
产品选型的方法
• 信息调查
• 方案征集
• 试用
• 基准测试
系统结构类型
• 包括小型机、中型机和终端，以及微机（台式机、微机、PC 机或个人计算机）
• 根据计算机的分布方式，可以将其分为集中式、集中加分布式以及分布式结构
• 计算机组织可以被设计成分布式，也可以通过集中和分布的方式进行组合
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服务器端与客户端角色
• 在 CS 架构中，作为服务器的角色通常承担主要的服务提供功能
• 它作为硬件核心平台，负责管理和分配网络资源
例
将其构架为 3W 服务器，便可以对外发布网页，实现新闻发布。客户端设备通
过它进行数据传输，包括上传下载、浏览信息以及桌面数据处理，将数据下载
至本地进行处理。
网络硬件与以太网
• 网络硬件是根据网络协议来选择网络的一些交换设备
• 包括异步服务器（ATM） 、光纤的以太网、快速以太网、千兆以太网等
例
华工从计算机中心到北区每栋楼，现在一般都是光纤，即光纤到楼。在整个楼
里面可能实现所谓的百兆千兆到桌面，就是通过网线。在这里面有一个光纤光
膜转换，即光信号转换光模块，然后再到普通的交换机（每个楼层的） ，然后再
到每个宿舍。
稳压电源与不间断电源（UPS）
• 当电网稳定性不足、电压波动时，由于计算机设备价格较高且对电压稳定性敏
感，电压的微小波动都可能导致设备损坏
• 稳压电源不仅能够稳定电压，还能够在停电时提供一定时间的不间断供电
• 过去，家庭用户通常会配备一个
例
在 90 年代末和 2000 年代初，每台台式机都是昂贵的资产（价格高达上万元） ，
因此通常会配备稳压电源。时至今日，企业在构建网络系统或监控系统时，也
普遍要求配备不间断电源。这一需求源于防止供电故障导致的系统停电，特别
是在紧急切断装置中，即使在断电情况下，也必须有电源支持其运作。
Study Notes 139 / 207 先看条件，再套公式

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注意
企业级 UPS 并非家用几百元的设备可以替代的，其价格可能高达数万元。
系统硬件结构选型原则
• 首先应选择成熟且可靠的硬件
• 其次操作需便捷
• 再次要求速度快、容量大，同时数据和处理容量也需具备良好的兼容性、可用
性和可维修性
• 硬件服务提供商的技术支持能力以及外部设备的良好兼容性也是关键考虑因素
• 所选硬件系统必须能够很好地支持各类应用软件
软件选择的关键决定因素
• 操作系统的选择
• 编程语言的选择
• 数据库系统的选用
软件系统选择原则
Study Notes 140 / 207 先看条件，再套公式

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