（一）计算机系统

计算机系统由硬件系统和软件系统两大部分组成。1.计算机硬件系统

计算机系统的硬件由五大基本部分所组成，即运算器、控制器、存储器、输入设备和输出设备。

运算器是计算机中执行算术运算和逻辑运算的部件。

控制器是用来指挥计算机各部件按照指令功能的要求自动协调地运行所需的各种操作，包括程序计数器、指令寄存器、指令译码器和各种控制电路。

运算器和控制器共同组成了中央处理器，即我们常说的“CPU”。存储器是用来存储程序和数据的记忆装置。存储器分为两大类内存储器和外存储器。

输入设备的任务是将原始信息输入计算机内。常用的输入设备有键盘、鼠标、光笔、扫描仪等。

输出设备的任务是将计算机的处理结果以人或其他机器所接受的形式输出。常用的输出设备有显示器、打印机、绘图仪等。

2.计算机软件系统

计算机软件是指计算机程序和有关的文档，一般由系统软件和应用软件组成。

（二）数据管理技术

数据库技术是计算机信息系统与应用系统的核心技术和重要基础，它研究的问题就是如何科学地组织和储存数据，如何高效地获取和处理数据。

1.数据库的相关概念

（1）数据库。数据库是将数据按一定格式存储在计算机内的数据的仓库，即存储在计算机内的相关数据的集合。数据库是有组织、可共享的各类数据的集合，数据库中的数据按照一定的数据模型组织、描述和存储，具有较小的冗余度和较高的数据独立性、易维护性与扩展性。更主要的是数据库中的数据可以为各种用户共享使用，一经存储，数据库中的数据若不做删除或修改等操作，就不会被损耗。

（2）数据库管理系统。数据库管理系统（DBMS）是数据库系统的核心，是位于用户与操作系统之间的一层数据管理软件。数据库管理系统负责对数据进行组织、存储、获取和维护，它为用户或应用程序访问数据库中的数据提供了科学的管理，并对数据的安全性、完整性、保密性、并发性等进行统一的控制。数据库管理系统的主要功能是数据定义、数据操纵、数据库的运行管理和数据库的建立与维护等。

目前流行的数据库管理系统绝大多数是关系型数据库管理系统，一般可分为以下三类。

1）以微机系统为运行环境的数据库管理系统。这类系统，如Microsoft Access主要作为支持一般事务处理需要的数据库环境，强调使用的方便性和操作的简便性，所以又被称为桌面型数据库管理系统。

2）以Oracle、Microsoft SQL Server、IBM DB2为代表的数据库管理系统。这类系统强调在理论上和实践上的完备性，具有更强大的数据存储和管理能力，提供了比桌面型数据库管理系统更全面的数据保护和恢复能力，更有利于支持全局性和关键性的数据管理工作，因此也被称为主流数据库管理系统。

3）以MySQL为代表的开源数据库管理系统。这类系统可以免费获取，安装配置方便，性能优越，使用成本低，可根据应用需要进行定制和扩展，因此在网站开发中成为使用最多的数据库管理系统。

（3）数据库系统。数据库系统是指以数据库方式管理大量共享数据的计算机软件系统。它由数据库、数据库管理系统（及其应用开发工具）、硬件和软件支持系统、应用程序、用户（最终用户、应用程序设计员和数据库管理员）五个要素组成。

2.大数据管理

随着信息量的不断增加，大数据（big data）一词越来越频繁地出现在我们的视野中，被广泛传播，并成为研究热点。大数据与传统数据库领域的超大规模数据及海量数据虽然具有近似的含义，但是前者需要管理的数据规模更大，处理数据类型更加丰富，因此对存储、管理和处理数据的计算机技术提出了很高的要求。对大数据的内涵一般的定义是，大数据是指ZB（1ZB=230TB）、YB（1YB=2TB）或更高数量级的数据集合，包括结构化、半结构化和非结构化的数据。其规模大到在获取、存储、管理、分析方面超出了传统数据库和软件技术所能管理和处理的能力范围。

人们对大数据技术的研究和运用，预示着新一波生产力增长和科技发展浪潮的到来。企业、政府、科研院所等各行各业都在努力应用大数据。大数据正在孕育新的学科——数据科学。大数据的理论、系统和应用都还没有成熟，必将随着时间的推移不断更新发展。

（三）数据通信和网络技术

1.数据通信概述

通信是把信息从一个地方传送到另一个地方的过程。如果一个通信系统传输的是数据，则称这种通信为数据通信，实现这种通信的系统是数据通信系统。

2.计算机网络

计算机网络就是利用通信线路和通信设备将分布在不同地点的具有独立功能的多个计算机系统互相连接起来，在网络软件的支持下实现彼此之间的数据通信和资源共享的系统。

（1）计算机网络的拓扑结构。计算机网络的拓扑结构是指网络的链路和节点在地理上所形成的几何结构，主要有星型、总线型、环型、树型和网型网络等。星型、总线型和环型结构在局域网中应用较多，树型和网型结构在广域网中应用较多。

（2）计算机网络的分类。计算机网络根据通信距离或地域覆盖范围来划分，可分为局域网、城域网和广域网。

局域网（LAN）是一个数据通信系统，它在一个适中的地理范围内，把若干独立的设备连接起来，通过物理通信信道，以高的数据传输速率实现各独立设备之间的直接通信。通常一个局域网的覆盖范围在一个房间、一个建筑物、一个大院或一个校园内，作用距离可以是十公里之内。

当要连接的计算机超过局域网的范围后，城域网（MAN）就出现了。城域网的范围可以覆盖一个城市中相连的几个小城市，物理距离在百公里之内。连接一个组织内的不同建筑，如校园内的各个建筑，是城域网常见的应用。一般的城域网以100Mb/s的速度传输数据，用光纤作为传输介质。

广域网（WAN）的范围可从数十公里到数千公里，它可以连接若干个城市、地区，甚至跨越国界，是遍及全球的一种计算机网络。网络之间也可通过特定方式进行互联。Internet是现今世界上最大的广域计算机网络。

（3）计算机网络的通信协议。通信协议是使计算机能够顺利识别网络传输的信息，保证传输的正确性而建立的一些软硬件标准或规则。我们都知道邮政信函的传递有一套关于邮局、邮箱、邮车等设施的要求，以及邮政与交通部门合作的组织规定，还有各种邮资、信封、地址、邮政编码、信件包装等的详细规则。与其相比计算机网络通信系统各种规则的复杂性不亚于邮政系统。例如，以太网采用CSMA/CD协议，令牌环网采用令牌环协议，In-ternet采用TCP/IP协议。

3.网络应用模式的发展

当前互联网正处于向新一代互联网过渡发展的阶段，计算机网络应用模式体系结构也发生了极大的变化，其发展阶段具体如下。

（1）文件服务器/工作站。在20世纪60年代到80年代，网络应用主要是集中式的，采用主机——终端模式，数据处理和数据库应用全部集中在主机上，终端没有处理能力。当终端用户太多时，主机负担过重，处理性能显著下降，造成“主机瓶颈”。20世纪80年代以后，文件服务器/工作站结构的计算机网络开始兴起，这种结构把数据库管理系统安装在文件服务器上，而数据处理和应用程序分布在工作站上，文件服务器仅提供对数据的共享访问和文件管理，没有协同处理能力。这种方式可充分发挥工作站的处理能力，但网络负担较重，严重时会造成“传输瓶颈”。

（2）客户机/服务器（client/server，C/S）。客户机/服务器模式是20世纪80年代产生的应用模式，这种模式把数据库管理系统安装在数据库服务器上，数据处理可以从应用程序中分离出来，形成前后台任务客户机运行应用程序，完成屏幕交互和输入、输出等前台任务服务器则运行数据库管理系统，完成大量的数据处理及存储等后台任务。由于共享能力和前台的自治能力，后台处理的数据不需要在前后台间频繁传输，从而有效解决了文件服务器/工作站模式下的“传输瓶颈”问题。

（3）浏览器/服务器（browser/server，B/S）。浏览器/服务器是Internet上一个典型的分布式计算模式。浏览器是一个用于文档检索和显示的客户应用程序，并通过超文本传输协议HTTP与Web服务器相连。客户端通过Web服务器去访问数据库，以获取必要的信息，而Web服务器与特定数据库系统的连接可以通过专用软件实现。从客户端看，整个系统有两层服务器，因此浏览器/服务器模式是一种基于互联网技术的三层客户机/服务器的结构。对于较简单的应用，可将Web服务器与数据库服务器合并，则BS模式就变成二层结构模式对于较复杂的应用，可将Web服务器与数据库服务器之间增加一层应用服务器，则浏览器/服务器模式就变成了四层结构模式。因此，浏览器/服务器模式是一种特定的客户机/服务器结构。使用方便、界面友好、低成本的浏览器节省了两层结构的客户机/服务器模式客户端软件的开发和维护费用。

（4）云计算（cloud computing）。云计算是一种按使用量付费的模式。这种模式提供可用的、便捷的、按需的网络访问，进入可配置的计算资源共享池（资源包括网络、服务器、存储、应用软件、服务），这些资源被所有云计算的用户共享并且可以方便地通过网络访问。用户无须掌握云计算的找术，只需要按照个人或者团体的需要租赁云计算的资源。

继个人计算机变革、互联网变革之后，云计算被看作第三次信息技术派潮，它将带来生活、生产方式和商业模式的根本性改变，因此已成为当前多社会关注的热点。