mis31-第3章1計算機技術(shù)白

1、第3章（1）計算機技術(shù),主要內(nèi)容3.1計算機基礎(chǔ)3.2計算機硬件3.3計算機軟件3.4計算機網(wǎng)絡(luò)技術(shù)說明由于本部分的內(nèi)容在《計算機文化》、《Internet及其應(yīng)用》、《計算機網(wǎng)絡(luò)》等課程中已講述過，所以本課的學習以回顧為主。,3.1計算機基礎(chǔ),計算機的產(chǎn)生（現(xiàn)代史）1945年, 美國數(shù)學家馮.諾依曼博士發(fā)表《電子計算工具邏輯設(shè)計》論文，提出二進制表達方式和存儲程序控制計算機構(gòu)想。1946年, 美國賓西法尼亞大學研制成功

2、電子數(shù)字計算機 ENIAC。重28噸，耗電150kW，占地170平米，用電子管18800個，每秒5000次加法。,,3.1計算機基礎(chǔ),電子計算機的發(fā)展簡史第一代 電子管時代(1946-1958)耗電高，體積大，定點計算，機器語言，匯編語言第二代 晶體管時代(1958-1965) 變集中處理為分級處理，浮點運算、高級語言第三代 中小規(guī)模集成電路時代(1965-1970)存儲容量大，運算速度快，幾十至幾百萬次/秒第四代

3、 大規(guī)模集成電路時代(1971至今)向大型機和微型機兩個方向發(fā)展現(xiàn)代計算機發(fā)展方向巨型化，微型化，網(wǎng)絡(luò)化，智能化，多媒體化,3.1計算機基礎(chǔ),計算機的六大分類（1）巨型機世界幾家公司生產(chǎn)，最快1.4萬億次，9千個CPU組成。Cray-1,Cray-2,Cray-3,國產(chǎn)銀河I, 銀河II, 銀河III。小巨型機功能同巨型機相近，價格相對便宜，發(fā)展十分迅速。美國Convex公司的C系列機為其代表產(chǎn)品。大型機大中型企事業(yè)單

4、位作為計算中心的主機使用，統(tǒng)一調(diào)度主機資源。代表產(chǎn)品有IBM360，370，4300等。,3.1計算機基礎(chǔ),計算機的六大分類（2）小型機可以滿足部門性的需求，供小型企事業(yè)單位使用，典型產(chǎn)品有IBM-AS/400，DEC-VAX系列，國產(chǎn)太級工作站用于特殊的專業(yè)領(lǐng)域，例如圖象處理和輔助設(shè)計等。 典型產(chǎn)品有HP-APOLLO，SUN工作站等。微型機個人或家庭使用，PC機/個人計算機，價格低廉,3.1計算機基礎(chǔ),計算機的應(yīng)用領(lǐng)域

5、科學研究計算密碼破譯，天氣預(yù)報，地質(zhì)勘探，衛(wèi)星軌道計算過程控制機器人以及各種自動化裝備，溫度調(diào)節(jié)，閥門控制輔助設(shè)計/分析/制造/教學機械CAD，建筑CAD，CAE，CAM，CAI數(shù)據(jù)處理數(shù)據(jù)庫管理，企業(yè)信息管理，統(tǒng)計匯總、辦公自動化智能模擬人工智能、專家系統(tǒng)、自學習,3.1計算機基礎(chǔ),馮.諾依曼機具有如下基本特點計算機由運算器、控制器、存儲器、輸入設(shè)備和輸出設(shè)備五部分組成。采用存儲程序的方式，程序和數(shù)據(jù)放在同一存儲

6、器中，由指令組成的程序可以修改。數(shù)據(jù)以二進制碼表示。指令由操作碼和地址碼組成。指令在存儲器中按執(zhí)行順序存放，由指令計數(shù)器指明要執(zhí)行的指令所在的單元地址，一般按順序替增。機器以運算器為中心，數(shù)據(jù)傳送都經(jīng)過運算器,,3.1計算機基礎(chǔ),諾依曼計算機的工作原理可概述為：“存儲程序” + “程序控制”要點：1．以二進制表示數(shù)據(jù)和指令(程序)2. 先將程序存入存儲器中，再由控制器自動讀取并執(zhí)行,,,,輸入設(shè)備,控制器,,

7、,輸出設(shè)備,,,,,,,,,,,,,CPU,存儲器,運算器ALU,3.1計算機基礎(chǔ),計算機程序的運行 一個CPU能執(zhí)行什么操作，是工程人員設(shè)計和制造時安排好的,是固定的，用戶不能改變。 程序是用戶在使用計算機時，為要解決的問題，用一條條指令編寫的指令序列。構(gòu)成程序的指令在存儲器中一般都是順序存放，要破壞這種順序性，必須由轉(zhuǎn)移指令操作。,3.1計算機基礎(chǔ),計算機程序的運行 指令是CPU能執(zhí)行的一個基本操作。如：取數(shù)

8、、加、減、乘、除、存數(shù) 等 計算機能夠執(zhí)行的各種不同類型指令的總和稱為該機的指令系統(tǒng)。指令系統(tǒng)決定了計算機的功能。指令越多，計算機功能越強，線路也就越復雜。以下是幾類基本指令：數(shù)據(jù)傳送指令算術(shù)運算指令邏輯運算指令程序控制指令輸入/輸出指令其他指令,3.2 計算機硬件,微處理器一般功能進行算術(shù)邏輯運算可接收和發(fā)送數(shù)據(jù)可暫存少量數(shù)據(jù)提供控制信號對指令解碼,3.2 計算機硬件,CPU的發(fā)展輔助處理器對偶處理器

9、并行處理器RISC處理器MMX處理器Pentium系列,3.2 計算機硬件,存儲器分類,,3.2 計算機硬件,主存儲器只讀存儲器（ROM）隨機存儲器（RAM）,3.2 計算機硬件,二級存儲器磁盤、磁帶、光盤,3.2 計算機硬件,輸入設(shè)備鍵盤、掃描儀、鼠標輸出設(shè)備打印機、顯示器視頻聲音識別光和磁識別,3.3 計算機軟件,軟件分為兩類：系統(tǒng)軟件：管理與支持計算機系統(tǒng)資源及操作的程序，是計算機硬件和應(yīng)用程

10、序之間重要的軟件接口。應(yīng)用軟件：綜合用戶信息處理需求的、直接處理特定應(yīng)用的程序。軟件發(fā)展趨勢：程序設(shè)計語言向?qū)υ捠?、自然語言方向發(fā)展向更容易使用的多目標應(yīng)用軟件包發(fā)展,3.3 計算機軟件,分類：系統(tǒng)管理程序：用于管理計算機系統(tǒng)的硬件、軟件和數(shù)據(jù)資源。包括操作系統(tǒng)、數(shù)據(jù)庫管理程序、通信管理程序。系統(tǒng)支持程序：通過提供各種支持服務(wù)，以支持計算機系統(tǒng)的操作和管理。包括系統(tǒng)實用程序、安全管理器等。系統(tǒng)開發(fā)程序：幫助用戶開發(fā)信

11、息系統(tǒng)的應(yīng)用程序。包括各種語言編譯器、開發(fā)工具、輔助軟件工程包等。,3.3 計算機軟件,操作系統(tǒng)是一臺計算機最基本、最重要的軟件包，它控制CPU的操作，控制計算機系統(tǒng)的輸入/輸出，資源的分配，為應(yīng)用程序提供各種服務(wù)與接口。五大功能：用戶界面資源管理任務(wù)管理文件管理實用程序與支持服務(wù)操作系統(tǒng)分類：批處理OS、分時OS、實時OS。,3.3 計算機軟件,DOS曾經(jīng)是PC機上最常用的操作系統(tǒng)，以簡單、可靠贏得了廣大用戶的青睞

12、。但由于未能緊跟計算機硬件技術(shù)的發(fā)展，最終退出了歷史舞臺。Windows3X是PC機上最為成功的DOS擴展器，它在DOS的基礎(chǔ)上改進了用戶接口、內(nèi)存管理和設(shè)備管理，增加了對多媒體的支持，實現(xiàn)了圖形用戶界面，為PC機操作系統(tǒng)的進一步發(fā)展打下了基礎(chǔ)。,3.3 計算機軟件,Windows95是一個全新的32位PC機操作系統(tǒng)，它充分利用了PC硬件技術(shù)發(fā)展的新成果，在支持原有16位應(yīng)用的基礎(chǔ)上，把PC操作系統(tǒng)技術(shù)向前推進了一大步。UNIX

13、系統(tǒng)經(jīng)過20多年的錘煉，以高可靠性、高效率和強大的TCP/IP支持、支持并行處理和多處理器和獨有的64位計算使其成為企業(yè)級應(yīng)用的首選。 作為UNIX風格的操作系統(tǒng)。,3.3 計算機軟件,LINUX秉承了UNIX系統(tǒng)的優(yōu)秀特性，以可靠、高效和近乎為零的使用成本而成為一種重要的操作系統(tǒng)。NetWare以其獨特的結(jié)構(gòu)、良好的運行效率和強大的目錄管理服務(wù)，成為PC局域網(wǎng)絡(luò)的最主要的網(wǎng)絡(luò)操作系統(tǒng)。,3.3 計算機軟件,Windows NT

14、繼承了微軟公司W(wǎng)indows系列操作系統(tǒng)的優(yōu)良特性，是一種可移植性好，支持多種硬件平臺，功能強大，可靠性好、靈活性高的企業(yè)級操作系統(tǒng)。它采用了先進的操作系統(tǒng)技術(shù)，如虛存管理、優(yōu)先權(quán)多任務(wù)、結(jié)構(gòu)化異常處理和操作系統(tǒng)對象等，支持對稱式多處理器，提供了Windows圖形用戶界面，兼容WIN32程序、16 Windows程序、MS-DOS程序、POSIX程序和OS/2程序等。Windows NT以其靈活、強大的功能和穩(wěn)定可靠的性能成為了目前最

15、為重要的操作系統(tǒng)之一,3.3 計算機軟件,其他系統(tǒng)管理軟件數(shù)據(jù)庫管理系統(tǒng)（DBMS）OracleSybaseMS SQL server通信管理器系統(tǒng)支持程序,3.3 計算機軟件,程序設(shè)計語言:機器語言。特點：采用二進制代碼指令隨機器而異效率高，執(zhí)行速度快編程繁瑣，工作量大，不直觀匯編語言高級語言。優(yōu)點：更接近自然語言，一般采用英語表達，便于理解、記憶、掌握。高級語言編寫的程序短小，易于編寫、調(diào)試?？梢浦残?/p>

16、強。,3.3 計算機軟件,高級語言不能被計算機直接識別和執(zhí)行，必須先翻譯成用機器指令表示的目標程序。翻譯的方式有兩種：解釋執(zhí)行編譯執(zhí)行第四代語言（4GL）是一種十分接近英語和其他人類語言的自然語言面向?qū)ο蟮恼Z言,3.4 計算機網(wǎng)絡(luò)技術(shù),3.4.1 計算機網(wǎng)絡(luò)的概念3.4.2 計算機網(wǎng)絡(luò)的結(jié)構(gòu)與組成3.4.3 計算機網(wǎng)絡(luò)通信協(xié)議3.4.4 Internet/Intranet技術(shù)基礎(chǔ),3.4.1 計算機網(wǎng)絡(luò)的概念,

17、1. 計算機網(wǎng)絡(luò)的定義 在不同的時期、從不同的側(cè)面，人們對計算機網(wǎng)絡(luò)有不同的定義，隨著計算機技術(shù)和通信技術(shù)的發(fā)展，計算機網(wǎng)絡(luò)的概念也在不斷的變化。 目前較為公認的定義為：將兩臺以上具有獨立功能的計算機，通過通信設(shè)備和線路連接起來，以實現(xiàn)資源共享為目的所構(gòu)成的系統(tǒng)。,,對計算機網(wǎng)絡(luò)的定義，可以歸納為三個方面：（1）連網(wǎng)的計算機是可以獨立運行的，與早期的多終端計算機系統(tǒng)有根本的區(qū)別；（2）計算機之

18、間通過通信線路實現(xiàn)信息交換，這里的通信線路可以是近距離的，也可以是遠程的，既可以是電纜、光纖等“有線”介質(zhì)，也可以是紅外線、無線電、激光或通信衛(wèi)星等“無線”介質(zhì)；（3）連網(wǎng)的目的是實現(xiàn)資源共享，包括硬件資源、軟件資源和信息的共享。,,2. 計算機網(wǎng)絡(luò)的分類 計算機網(wǎng)絡(luò)可以有不同的分類方法，一般多以計算機網(wǎng)絡(luò)分布區(qū)域的大小，將計算機網(wǎng)絡(luò)分為： 局域網(wǎng)（LAN，Local Area Network） 廣域網(wǎng)

19、（WAN，Wide Area Network） 城域網(wǎng)（MAN，Metropolitan Area network）。,3.4.2 計算機網(wǎng)絡(luò)的結(jié)構(gòu)與組成,1.計算機網(wǎng)絡(luò)的一般結(jié)構(gòu) 一般可將計算機網(wǎng)絡(luò)分為兩個部分： （1）資源子網(wǎng)—負責網(wǎng)絡(luò)數(shù)據(jù)處理，由主機、終端及有關(guān)軟件組成；（2）通信子網(wǎng)—負責網(wǎng)絡(luò)通信，由節(jié)點交換機、集中器、網(wǎng)絡(luò)連接器和通信線路等組成。,,通信子網(wǎng)：IMP和它們之間互聯(lián)的通信線路一起負責完成主機之間

20、的通信任務(wù)，構(gòu)成通信子網(wǎng)。資源子網(wǎng)：通過通信子網(wǎng)互聯(lián)的主機負責運行用戶應(yīng)用程序，向網(wǎng)絡(luò)用戶提供可供共享的軟硬件資源，組成資源子網(wǎng)。,,,圖3-1 計算機網(wǎng)絡(luò)的一般結(jié)構(gòu),,,2. 計算機網(wǎng)絡(luò)各組成部分的作用（1）主計算機（Host） 計算機網(wǎng)絡(luò)中，主計算機（簡稱主機）負責數(shù)據(jù)處理和網(wǎng)絡(luò)控制，可以由大型機、中型機、小型機和微型機擔任，其在網(wǎng)絡(luò)中的角色可以是服務(wù)器或工作站。 服務(wù)器是為其他計算機

21、提供硬件（如大容量磁盤、打印機）和軟件（程序和數(shù)據(jù)）資源服務(wù)的計算機。根據(jù)服務(wù)器所提供的服務(wù)，服務(wù)器可分為文件服務(wù)器、通信服務(wù)器、數(shù)據(jù)庫服務(wù)器等，在Internet服務(wù)中，可以有WWW服務(wù)器、郵件服務(wù)器、FTP服務(wù)器等。服務(wù)器一般由性能較強的大、中、小型計算機或高檔微型計算機擔任。,,（2）終端（Terminal） 終端是網(wǎng)絡(luò)用戶進行網(wǎng)絡(luò)操作、實現(xiàn)人機對話的工具。與工作站相比，終端沒有獨立的本地處理能力，必須通過集中

22、器連接到主機才能工作。（3）節(jié)點交換機（Node Computer） 節(jié)點交換機又稱通信處理機。它負責網(wǎng)絡(luò)中的信息傳輸控制。在局域網(wǎng)中也可不專門設(shè)置節(jié)點交換機，而由主機承擔。（4）集中器（Concentrator） 集中器的作用是將多個終端集中起來，再通過遠程通信線路與節(jié)點交換機或主機連接，以提高通信效率，降低費用。,,（5）網(wǎng)絡(luò)連接器（Gateway） 網(wǎng)絡(luò)連接器用于連接

23、其他網(wǎng)絡(luò)，可實現(xiàn)不同網(wǎng)絡(luò)信息格式、通信協(xié)議、尋址方式等的轉(zhuǎn)換。根據(jù)其他網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)的不同，網(wǎng)絡(luò)連接器可以是：中繼器、網(wǎng)橋、路由器或網(wǎng)關(guān)。（6）網(wǎng)絡(luò)傳輸線路 圖3-1中各設(shè)備之間的連線表示通信線路，它們可以采用有線通信線路（雙絞線、同軸電纜、光導纖維）或無線通信線路（無線電、微波、通信衛(wèi)星等）。,,3．局域網(wǎng)的基本組成 局域網(wǎng)一般由網(wǎng)絡(luò)服務(wù)器、工作站、網(wǎng)絡(luò)適配器（網(wǎng)卡）、傳輸介質(zhì)和網(wǎng)絡(luò)軟件等五個部分組

24、成，如圖3-2所示。,,圖3-2 局域網(wǎng)的基本組成,,（1）網(wǎng)絡(luò)服務(wù)器 局域網(wǎng)的網(wǎng)絡(luò)服務(wù)器一般是在一臺高性能的微機上，安裝網(wǎng)卡和網(wǎng)絡(luò)操作系統(tǒng)軟件而成。每一個局域網(wǎng)至少需要一臺網(wǎng)絡(luò)服務(wù)器，它的性能直接關(guān)系到整個局域網(wǎng)的效率，選擇和配置好網(wǎng)絡(luò)服務(wù)器是組建局域網(wǎng)的關(guān)鍵環(huán)節(jié)之一。 對網(wǎng)絡(luò)服務(wù)器的要求是：運行速度快、內(nèi)存和硬盤容量大。以目前市場行情，可選擇酷睿－II CPU、1GB內(nèi)存、180GB以上的高

25、速硬盤配置的微機，也可使用品牌廠家（如HP、DELL、IBM、SUM等）的專用服務(wù)器產(chǎn)品。,,,（2）工作站 工作站是用戶訪問網(wǎng)絡(luò)共享資源的窗口，一般是在一臺普通PC計算機上安裝網(wǎng)卡和網(wǎng)絡(luò)工作站軟件而成。工作站微機可根據(jù)工作站處理任務(wù)的要求配置，通常應(yīng)包括主機、顯示器、鍵盤、鼠標、磁盤（軟盤和硬盤）。有時出于網(wǎng)絡(luò)安全或成本考慮，工作站可不配磁盤，構(gòu)成“無盤工作站”。（3）網(wǎng)卡 網(wǎng)卡的作用是連接計

26、算機與傳輸介質(zhì)，實現(xiàn)信息與信號的轉(zhuǎn)換、發(fā)送和接收。,,,選擇局域網(wǎng)網(wǎng)卡主要應(yīng)考慮以下方面：1）網(wǎng)卡的傳輸速率。目前常用的網(wǎng)卡速率有：100Mbps（100兆位／每秒）、1000Mbps和100/1000Mbps自適應(yīng)網(wǎng)卡，網(wǎng)卡的速率要根據(jù)所采用網(wǎng)絡(luò)的速率選擇。2）網(wǎng)卡的總線位數(shù)。根據(jù)網(wǎng)卡與主機連接的總線插槽的位數(shù)，網(wǎng)卡可分為16位的ISA卡和32位的PCI卡，對于奔騰CPU以上的微機，應(yīng)選擇PCI卡以得到更高的傳輸效率。3）網(wǎng)卡與

27、傳輸介質(zhì)的接口。常見的有與同軸電纜連接的BNC接口和與雙絞線連接的RJ45接口，應(yīng)根據(jù)局域網(wǎng)使用的傳輸介質(zhì)選用。,,,（4）傳輸介質(zhì) 傳輸介質(zhì)是網(wǎng)絡(luò)中傳輸信息的物理媒體。局域網(wǎng)中常用的傳輸介質(zhì)有雙絞線、同軸電纜和光導纖維等。而廣域網(wǎng)還使用紅外線、無線電、微波、激光和通信衛(wèi)星等傳輸介質(zhì)。 1）雙絞線 2）同軸電纜 3）光導纖維電纜,,,（5）網(wǎng)絡(luò)操作系統(tǒng)軟件 網(wǎng)絡(luò)操作系統(tǒng)

28、是整個網(wǎng)絡(luò)的核心，是實現(xiàn)網(wǎng)絡(luò)通信、控制和管理的軟件。人們選擇某一種形式的網(wǎng)絡(luò)時，很大程度上是在選擇網(wǎng)絡(luò)操作系統(tǒng)。 目前在局域網(wǎng)中應(yīng)用較為廣泛的網(wǎng)絡(luò)操作系統(tǒng)有： ☆ 微軟公司的Windows 2000和Windows 2003網(wǎng)絡(luò)操作系統(tǒng) ☆ Novell公司的NetWare V4.X和V5.X網(wǎng)絡(luò)操作系統(tǒng) ☆ AT＆T公司和SCO公司的UNIX網(wǎng)絡(luò)操作系統(tǒng) ☆ SUN公司的Sola

29、ris操作系統(tǒng) ☆ 免費公開源代碼的Linux網(wǎng)絡(luò)操作系統(tǒng) 上述網(wǎng)絡(luò)操作系統(tǒng)各有其不同的優(yōu)勢，目前在小型局域網(wǎng)中，windows網(wǎng)絡(luò)的市場占有率較高。,,3.4.3 計算機網(wǎng)絡(luò)通信協(xié)議,1．計算機網(wǎng)絡(luò)的分層體系結(jié)構(gòu) 在計算機網(wǎng)絡(luò)通信中，兩個網(wǎng)絡(luò)用戶要想實現(xiàn)通信，他們必須采用相同的語言，他們之間信息交流的形式、方式和時間都應(yīng)遵從某種規(guī)則，這些規(guī)則的集合稱為協(xié)議。

30、 由于通信雙方所使用的網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)可能各不相同，相互之間的通信是一個十分復雜的過程，為了簡化對這種復雜系統(tǒng)的研究工作，網(wǎng)絡(luò)技術(shù)人員采用了一種“分而治之”的處理方法，將復雜的問題劃分為若干個彼此相關(guān)的功能層次模塊來處理，每個層次模塊負責處理相對簡單的功能，并向下一層提出服務(wù)請求；完成上一層提出的服務(wù)請求。這就是所謂的“分層體系結(jié)構(gòu)”，在分層體系結(jié)構(gòu)中，通信雙方共同遵守相同層次的約定和規(guī)則（即同層協(xié)議）；并對相鄰層次遵守層間“接口協(xié)議”。,,

31、,圖3-6 OSI參考模型,,,2．國際標準化組織（ISO）的OSI參考模型,,ISO參考模型將網(wǎng)絡(luò)通信功能分為了7個層次，從低層向高層依次為：物理層、鏈路層、網(wǎng)絡(luò)層、傳輸層、會話層、表示層和應(yīng)用層。其劃分原則為：（1）網(wǎng)絡(luò)中任何節(jié)點都劃分為相同的7層結(jié)構(gòu)，每個相同的層次都有相同的功能；（2）同一節(jié)點相鄰層次之間通過接口實現(xiàn)通信；（3）各層使用下層提供的服務(wù)，向上層提供服務(wù)；（4）不同節(jié)點的同層之間按照同層協(xié)議實現(xiàn)同層通信。,

32、,,1．物理層。物理層是建立在通信介質(zhì)的基礎(chǔ)上實現(xiàn)系統(tǒng)和通信介質(zhì)的物理接口。本層主要處理與電、機械、功能和過程有關(guān)的各種特性，以便建立、維持和拆除物理連接。 2．數(shù)據(jù)鏈路層。在物理層的基礎(chǔ)上，用以建立相鄰節(jié)點之間的數(shù)據(jù)鏈路，傳送數(shù)據(jù)幀。本層將不可靠的物理傳輸信道變?yōu)榭煽康男诺?；并將?shù)據(jù)組織成適于正確傳輸?shù)膸问降臄?shù)據(jù)塊。幀中包含應(yīng)答、流控制、差錯控制等信息，以確保數(shù)據(jù)正確傳輸。 3．網(wǎng)絡(luò)層?？刂仆ㄐ抛泳W(wǎng)的工作，解

33、決路徑選擇、流控制問題以使不相鄰節(jié)點之間的數(shù)據(jù)能夠正確傳送。,,4．傳輸層。提供兩端點間可靠、透明的數(shù)據(jù)傳輸，管理多路復用。 5．會話層。在兩實體間建立通信伙伴關(guān)系，進行數(shù)據(jù)交換，完成一次對話連接。 6．表示層。用以處理數(shù)據(jù)表示、進行轉(zhuǎn)換、消除網(wǎng)內(nèi)各實體間的語義差異，執(zhí)行通用數(shù)據(jù)交換的功能，提供標準應(yīng)用接口、公共通信服務(wù)。 7．應(yīng)用層。負責應(yīng)用管理、執(zhí)行應(yīng)用程序，為用戶提供OSI環(huán)境的各種服務(wù)，管理和分配

34、網(wǎng)絡(luò)資源，建立應(yīng)用程序包等,,在OSI模型中，下4層主要提供通信傳輸功能；上3層提供用戶與應(yīng)用程序之間的處理功能。 在局域網(wǎng)中，下3層的功能在網(wǎng)卡中實現(xiàn)，上4層由網(wǎng)絡(luò)操作系統(tǒng)來控制。,,,OSI可以被認為是一種理想的工業(yè)標準，TCP／IP是事實上的標準，NOVELL公司的NOVELL IPX是供應(yīng)商的標準。我們需要更多地重視事實上的標準TCP／IP。TCP是傳輸層控制協(xié)議，IP提供網(wǎng)絡(luò)層服務(wù)。TCP／IP是英語

35、(transmission control protocol and internet protocol)的縮寫。已有20多年的發(fā)展歷史，其上已積累了大量的軟硬件資源，在美國TCP／IP應(yīng)用于連接互不兼容的計算機和網(wǎng)絡(luò)，已經(jīng)深人各個應(yīng)用領(lǐng)域。目前最流行的是TCP／IP這一協(xié)議既可用于廣域網(wǎng)，也可用于局域網(wǎng)，即為眾所周知的Internet／Intranet。,,3．IEEE802通信標準 為規(guī)范局域網(wǎng)產(chǎn)品標準，IE

36、EE（電子電氣工程師學會，the Institute of Electrical and Electronic Engineer）于1980年成立了802委員會，專門從事局域網(wǎng)標準化工作，該委員會對OSI的7層模型進行了簡化，發(fā)布了針對局域網(wǎng)的802通信標準，802通信標準僅描述了低兩層協(xié)議（網(wǎng)絡(luò)層和數(shù)據(jù)鏈路層），對高層并未指定，但局域網(wǎng)通信時由于低層都采用了統(tǒng)一的802協(xié)議標準，所以都可以互相連接。 802通信

37、標準由802.1～802.11一系列協(xié)議組成，其中最常用的是802.3，它規(guī)定了目前應(yīng)用最為廣泛的以太網(wǎng)（EtherNet）標準。,,,4．TCP/IP協(xié)議標準 TCP/IP（Transmission Control Protocol/Internet Protocol，傳輸控制協(xié)議／網(wǎng)際協(xié)議）是一組通信協(xié)議所組成的協(xié)議集，其中最重要的兩個協(xié)議就是TCP和IP協(xié)議。 在網(wǎng)絡(luò)通信的發(fā)送端，T

38、CP協(xié)議負責將數(shù)據(jù)分解成數(shù)據(jù)包，在數(shù)據(jù)包頭部加上發(fā)送和接收節(jié)點的名稱和其他信息；在接收端，TCP協(xié)議負責將收到的數(shù)據(jù)包重新組裝成文件。IP協(xié)議主要的任務(wù)是提供相鄰節(jié)點之間的數(shù)據(jù)傳送和為數(shù)據(jù)傳送提供正確的路徑。,,,TCP/IP協(xié)議是由美國國防部高級研究計劃局ARPA于20世紀60年代開發(fā)出來的，后來UNIX操作系統(tǒng)將其作為自己的標準網(wǎng)絡(luò)協(xié)議，舉世聞名的Internet也以TCP/IP為標準網(wǎng)絡(luò)通信協(xié)議，隨著Internet的普及，現(xiàn)在幾

39、乎所有的網(wǎng)絡(luò)操作系統(tǒng)都支持TCP/IP協(xié)議了。 由于TCP/IP協(xié)議的32位尋址功能不足以支持越來越多的Internet上網(wǎng)主機和網(wǎng)絡(luò)數(shù)，新一代IPv6協(xié)議已開始投入使用。 TCP/IP協(xié)議集中還有其他協(xié)議，如文件傳輸協(xié)議FTP、點對點協(xié)議P2P、串行IP協(xié)議SLIP、簡單郵件傳輸協(xié)議SMTP等，這些協(xié)議都是Internet中常用的通信協(xié)議。,,3.4.4 Internet和Intrane

40、t技術(shù)基礎(chǔ),1．Internet和Intranet Internet是將全世界無數(shù)不同的計算機網(wǎng)絡(luò)按照TCP/IP協(xié)議統(tǒng)一起來構(gòu)成的集合，即網(wǎng)絡(luò)的網(wǎng)絡(luò)，它是世界上發(fā)展最快的網(wǎng)絡(luò)。 Internet的前身是20世紀60年代美國的ARPANET，最初是為軍事目的而開發(fā)的，到了20世紀80年代開始用于教育和科研，被美國國家科學基金會的NFSNET所取代。1990年，NFSNET已經(jīng)互連了3000多個主要

41、網(wǎng)絡(luò)和20多萬臺計算機，進入20世紀90年代，Internet逐漸從一個科研應(yīng)用網(wǎng)絡(luò)發(fā)展成為一個商業(yè)化的全球網(wǎng)絡(luò)，并正在以驚人的速度繼續(xù)發(fā)展。,,,Internet技術(shù)主要體現(xiàn)以下特色： 1）采用TCP/IP協(xié)議使不同網(wǎng)絡(luò)、不同計算機之間實現(xiàn)通信； 2）采用DNS域名系統(tǒng)，解決了IP地址的“翻譯”問題； 3）提供WWW信息瀏覽服務(wù)。 Intranet又稱企業(yè)內(nèi)部網(wǎng)，是使用Internet技術(shù)和

42、標準的局域網(wǎng)。 在Intranet中，用戶可以像訪問Internet一樣的瀏覽企業(yè)的網(wǎng)頁，收發(fā)內(nèi)部電子郵件，獲得與Internet相似的服務(wù)。,,,2．IP地址和域名（1）IP地址 IP地址是區(qū)別TCP/IP網(wǎng)絡(luò)上每一臺計算機的惟一標識。 IP地址由32位二進制數(shù)組成，為了表示方便，一般用點分十進制表示法：即將32位二進制數(shù)分為4個字節(jié)，每個字節(jié)轉(zhuǎn)換成一個十進制數(shù)字段，字段之間用“．”分隔，每個

43、字段中的數(shù)字在0～255之間。 例如“武漢熱線”郵件服務(wù)器的IP地址為：202.103.0.111,,（2）域名 數(shù)字形式的IP地址很難記憶，而且也不直觀。因此，人們用代表一定意思的字符串來表示主機地址，這就是域名。例如：202.103.0.111主機用域名可表示為：public.wh.hb.cn 。用域名表示IP地址具有便于記憶、表現(xiàn)直觀的優(yōu)點。如上例中的主機可顧名思義理解為：中國湖北武漢的公共

44、郵件主機。 域名采用分級結(jié)構(gòu)，由用“．”分割的多個字符串組成，高級域在右邊，最右邊為一級域名。一級域名代表國家代碼或最大行業(yè)機構(gòu)，由于Internet 起源于美國，所以美國不用國家域名，凡沒有國家代碼的域名表示在美國注冊的國際域名。,,表3-1 常用一級域名 二級域名是一級域名的進一步劃分，如cn下又可分為edu、com、gov、net等，子級域名是二級域名

45、的進一步劃分。例如：武漢熱線域名wuhan是cn.net的一個子域，武漢熱線的完整域名為：wuhan.net.cn 。,,（3）域名解析 域名便于人們記憶和識別主機，但計算機只能識別IP地址，IP地址與域名的互相轉(zhuǎn)換稱為域名解析。域名解析是由域名服務(wù)器（DNS，Domain Name Server）來完成的。Internet上的每一個域，都必須設(shè)置DNS，負責本域內(nèi)主機名的管理并與其他各級域名服務(wù)器相配合，完成Int

46、ernet上IP地址與主機名的查詢。,,3．Internet的功能　 Internet的功能主要包括以下四個方面，它們構(gòu)成了Internet網(wǎng)上服務(wù)的基礎(chǔ)。（1）萬維網(wǎng)（WWW） WWW（World Wide Web，萬維網(wǎng)）為我們展示了Internet 最絢麗的一頁，是Internet 的精華所在。WWW以其獨特的“超文本鏈接”方式，將大量的文本、圖片、視頻、聲音等多媒體信息有效地組織起來，使

47、你可以在輕松的點按之間，徜徉于遍布全世界的網(wǎng)站之間，充分領(lǐng)略Internet 那無窮的魅力。對大多數(shù)非專業(yè)的Internet用戶來說，WWW幾乎成了Internet 的代名詞。,,（2）電子郵件（E-Mail） 電子郵件是以電子化的形式發(fā)送信件，這些“信件”可以是文本、程序，也可以是圖形、動畫、視頻圖像和聲音等多媒體信息。電子郵件具有方便、快捷、經(jīng)濟、安全的特點。正是由于電子郵件的這些特點，使得Internet上電子

48、郵件的傳輸占了網(wǎng)絡(luò)信息傳輸量中相當大的部分，成為現(xiàn)代人首選的信息傳遞工具之一。,,（3）文件傳輸（FTP） 文件傳輸是指Internet上兩臺計算機之間進行的文件傳遞。文件是計算機中信息的存儲、處理和傳輸?shù)闹饕问?，Internet上的FTP使得遠程計算機之間的文件傳輸變得輕而易舉，借助于FTP服務(wù)，用戶可以從遠程計算機上下載自己所需要的各種文件，也可將自己計算機中的文件上傳給別的計算機。 Int

49、ernet上FTP有兩種：一種是普通的FTP，需要合法的用戶賬號和密碼才能登錄到遠程計算機傳輸文件；另一種是匿名FTP，Internet上有大量的匿名FTP服務(wù)器，用戶不需要賬號和密碼即可登錄到這些FTP服務(wù)器下載其中存儲的大量共享軟件和數(shù)據(jù)。,,（4）遠程登錄（Telnet） 遠程登錄就是用戶從本地計算機登錄連接到遠程計算機，使用遠程計算機系統(tǒng)的資源及提供的其他服務(wù)。遠程登錄必須有在對方計算機登錄的權(quán)限，登錄后本地

50、計算機就成為遠程計算機的一個終端，可以執(zhí)行遠程計算機中的程序或在遠程計算機環(huán)境下編制程序，雖然兩臺計算機可能相距遙遠，但在用戶看來，就像在操作自己的計算機，不會感到不方便。 除了上述Internet的四大功能外，Internet還有一些其他功能，如：電子公告牌（BBS）、網(wǎng)絡(luò)新聞組（NEWS）、網(wǎng)絡(luò)IP電話、網(wǎng)絡(luò)廣播、網(wǎng)上游戲和電子商務(wù)等。,圖3-7 PSTN撥號接入方式,4．Internet的接入方式（1）PS

51、TN撥號方式 PSTN（Published Switched Telephone Network，公用電話交換網(wǎng)）技術(shù)是利用PSTN通過調(diào)制解調(diào)器撥號實現(xiàn)用戶接入的方式。,,圖3-8 ISDN撥號接入方式,（2）ISDN撥號接入方式 ISDN(Integrated Service Digital Network，綜合業(yè)務(wù)數(shù)字網(wǎng))接入技術(shù)俗稱“一線通”，它采用數(shù)字傳輸和數(shù)字交換技術(shù)，將電話、傳真、數(shù)

52、據(jù)、圖像等多種業(yè)務(wù)綜合在一個統(tǒng)一的數(shù)字網(wǎng)絡(luò)中進行傳輸和處理。,,,（3）DDN專線接入方式 DDN是英文Digital Data Network的縮寫，這是隨著數(shù)據(jù)通信業(yè)務(wù)發(fā)展而迅速發(fā)展起來的一種新型網(wǎng)絡(luò)。DDN的主干網(wǎng)傳輸媒介有光纖、數(shù)字微波、衛(wèi)星信道等，用戶端多使用普通電纜和雙絞線。DDN將數(shù)字通信技術(shù)、計算機技術(shù)、光纖通信技術(shù)以及數(shù)字交叉連接技術(shù)有機地結(jié)合在一起，提供了高速度、高質(zhì)量的通信環(huán)境，可以向用戶提供點

53、對點、點對多點透明傳輸?shù)臄?shù)據(jù)專線出租電路，為用戶傳輸數(shù)據(jù)、圖像、聲音等信息。DDN的通信速率可根據(jù)用戶需要在N×64kbps(N=1～32)之間進行選擇，當然速度越快租用費用也越高。,圖3-9 專線接入方式,（4）ADSL寬帶接入 ADSL(Asymmetrical Digital Subscriber Line，非對稱數(shù)字用戶環(huán)路)是一種能夠通過普通電話線提供寬帶數(shù)據(jù)業(yè)務(wù)的技術(shù)，也是目前極具發(fā)展前景的一

54、種接入技術(shù)。ADSL因其下行速率高、頻帶寬、性能優(yōu)、安裝方便、不需交納電話費等特點而深受廣大用戶喜愛，成為繼Modem、ISDN之后的又一種全新的高效接入方式。,,圖3-10 基于以太網(wǎng)的VDSL,（5）VDSL寬帶接入 VDSL比ADSL還要快。使用VDSL，短距離內(nèi)的最大下傳速率可達55Mbps，上傳速率可達2.3Mbps（將來可達19.2Mbps，甚至更高）。VDSL使用的介質(zhì)是一對銅線，有效傳輸距離可超過1

55、000米。但VDSL技術(shù)仍處于發(fā)展初期，長距離應(yīng)用仍需測試，端點設(shè)備的普及也需要時間。,,,（6）Cable-modem接入 Cable-Modem(線纜調(diào)制解調(diào)器)是近兩年開始試用的一種超高速Modem，它利用現(xiàn)成的有線電視(CATV)網(wǎng)進行數(shù)據(jù)傳輸，已是比較成熟的一種技術(shù)。隨著有線電視網(wǎng)的發(fā)展壯大和人們生活質(zhì)量的不斷提高，通過Cable Modem利用有線電視網(wǎng)訪問Internet已成為越來越受業(yè)界關(guān)注的一種高速

56、接入方式。 由于有線電視網(wǎng)采用的是模擬傳輸協(xié)議，因此網(wǎng)絡(luò)需要用一個Modem來協(xié)助完成數(shù)字數(shù)據(jù)的轉(zhuǎn)化。,圖3-11 PON接入技術(shù),（7）無源光網(wǎng)絡(luò)接入 PON（無源光網(wǎng)絡(luò)）技術(shù)是一種點對多點的光纖傳輸和接入技術(shù)，下行采用廣播方式，上行采用時分多址方式，可以靈活地組成樹形、星形、總線形等拓撲結(jié)構(gòu)，在光分支點不需要節(jié)點設(shè)備，只需要安裝一個簡單的光分支器即可，具有節(jié)省光纜資源、帶寬資源共享、節(jié)省機房

57、投資、設(shè)備安全性高、建網(wǎng)速度快、綜合建網(wǎng)成本低等優(yōu)點。,,圖3-12 LMDS接入技術(shù),（8）LMDS接入 這是目前可用于社區(qū)寬帶接入的一種無線接入技術(shù)，它的示意圖見圖3-12。,,圖3-13 局域網(wǎng)接入技術(shù),（9）局域網(wǎng)接入 LAN方式接入是利用以太網(wǎng)技術(shù)，采用光纜+雙絞線的方式對社區(qū)進行綜合布線。,,,,,,,,,,,,,,,,3.4通信與網(wǎng)絡(luò),主要內(nèi)容通信系統(tǒng)通信部件及其功能通信網(wǎng)

58、絡(luò)的分類與應(yīng)用通信管理,3.4通信與網(wǎng)絡(luò),通信的定義利用通信設(shè)備和線路將地理位置不同的，功能獨立的多個計算機系統(tǒng)互聯(lián)起來，以功能完善的網(wǎng)絡(luò)軟件（即網(wǎng)絡(luò)通信協(xié)議、信息交換方式及網(wǎng)絡(luò)操作系統(tǒng)）實現(xiàn)網(wǎng)絡(luò)中資源共享和信息傳遞的系統(tǒng)。,3.4通信與網(wǎng)絡(luò),遠程通信模型遠程通信是指以一定的形式，如語言、數(shù)據(jù)、文本和圖象，使用電或者光的介質(zhì)，從一個地方發(fā)送到另一個地方。數(shù)據(jù)通信是更專門的定義，指的是數(shù)據(jù)的傳送。遠程通信的基本組成：終端遠程通信

59、處理器（調(diào)制解調(diào)器、路由器）遠程通信信道和介質(zhì)（雙絞線、同軸電纜、光纖、微波、衛(wèi)星、紅外線）計算機網(wǎng)絡(luò)通信控制軟件,,,,,,..,微機（甲地）,,,,,,,,,,,,,,,,..,,,,,,遠程通信處理器,遠程通信信道和介質(zhì),計算機（遠程通信軟件）,3.4通信與網(wǎng)絡(luò),計算機通信網(wǎng)絡(luò)的演變和發(fā)展第一代——遠程聯(lián)機系統(tǒng)終端＋終端控制器＋前端處理機＋主機,3.4通信與網(wǎng)絡(luò),計算機通信網(wǎng)絡(luò)的演變和發(fā)展第二代——多計算機互聯(lián)

60、（典型：ARPANET）采用存儲轉(zhuǎn)發(fā)方式。通信子網(wǎng)：IMP和它們之間互聯(lián)的通信線路一起負責完成主機之間的通信任務(wù)，構(gòu)成通信子網(wǎng)。資源子網(wǎng)：通過通信子網(wǎng)互聯(lián)的主機負責運行用戶應(yīng)用程序，向網(wǎng)絡(luò)用戶提供可供共享的軟硬件資源，組成資源子網(wǎng)。,3.4通信與網(wǎng)絡(luò),計算機通信網(wǎng)絡(luò)的演變和發(fā)展第三代—— 國際標準化的網(wǎng)絡(luò)，具有統(tǒng)一的網(wǎng)絡(luò)體系結(jié)構(gòu)、遵循國際標準化的協(xié)議。其互聯(lián)的國際標準為ISO7498。該模型也稱OSI七層模型。計算機網(wǎng)絡(luò)→

61、分布式系統(tǒng),3.4通信與網(wǎng)絡(luò),通信信道的特征傳輸速率：以帶寬衡量，決定了通道最大的數(shù)據(jù)傳輸率，單位是bps（位/秒）。傳輸模式：同步傳輸與異步傳輸。傳輸方向：單工、半雙工、全雙工。交換選擇：線路交換報文交換分組交換介質(zhì)訪問控制方式競爭方式（CSMA/CD）令牌通行,3.4通信與網(wǎng)絡(luò),通信介質(zhì)通信介質(zhì)是通信網(wǎng)絡(luò)中發(fā)送方和接收方之間的物理通路。分為有線和無線兩大類。雙絞線：10M、100M，距離100m之內(nèi)。同軸

62、電纜：細纜（50歐）、粗纜（75歐）;10M，細纜傳輸距離幾公里，寬帶傳輸距離幾十公里。光纖：幾千Mbps，傳輸距離幾十、上百公里。無線傳輸媒體：微波、紅外線、激光、衛(wèi)星。,3.4通信與網(wǎng)絡(luò),通信處理機及其功能調(diào)制解調(diào)器（MODEM）：將數(shù)字信號和模擬信號互相轉(zhuǎn)換的設(shè)備。多路復用器：為了有效的利用傳輸系統(tǒng)，采用多路復用技術(shù)能把多個信號組合起來在一條物理電纜上進行傳輸，實現(xiàn)這種功能的設(shè)備叫做多路復用器。頻分多路復用FD

63、M時分多路復用TDM交換機網(wǎng)絡(luò)互聯(lián)設(shè)備中繼器橋接器路由器網(wǎng)關(guān),3.4通信與網(wǎng)絡(luò),通信軟件功能：存取功能傳送控制網(wǎng)絡(luò)管理出錯控制安全管理網(wǎng)絡(luò)協(xié)議：協(xié)議是兩臺計算機之間進行通信必須遵循的一組規(guī)則。,,3.4通信與網(wǎng)絡(luò),OSI參考模型網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu),應(yīng)用層,表示層,對話層,傳輸層,網(wǎng)絡(luò)層,數(shù)據(jù)鏈路層,物理層,,,,,,,,交換單元名稱,信息,信息,信息,信息,信息分組,幀,位,主機A,主機B,應(yīng)用層,表示層,對話層,傳

64、輸層,網(wǎng)絡(luò)層,數(shù)據(jù)鏈路層,物理層,路由選擇,,TCP/IP,3.4通信與網(wǎng)絡(luò),網(wǎng)絡(luò)拓撲結(jié)構(gòu)分為兩大類：點到點星形結(jié)構(gòu)環(huán)形結(jié)構(gòu)樹形結(jié)構(gòu)網(wǎng)狀結(jié)構(gòu)廣播式總線結(jié)構(gòu)衛(wèi)星和無線電,3.4通信與網(wǎng)絡(luò),局域網(wǎng)以太網(wǎng)（Ethernet）：802.3協(xié)議（CSMA/CD）；采用星形或者總線拓撲結(jié)構(gòu)。客戶機/服務(wù)器結(jié)構(gòu)(Client/server,C/S)：客戶機運行本地應(yīng)用軟件，向服務(wù)器發(fā)出關(guān)于數(shù)據(jù)處理的請求；服務(wù)器收到請求后，進行

65、相應(yīng)的數(shù)據(jù)處理，然后將結(jié)果發(fā)送給客戶機，由客戶機將結(jié)果顯示給用戶。優(yōu)點：支持多種關(guān)系數(shù)據(jù)庫支持多種機型和操作系統(tǒng)合理利用資源容易做到數(shù)據(jù)共享易于維護和升級,3.4通信與網(wǎng)絡(luò),客戶機/服務(wù)器結(jié)構(gòu)：(C/S),3.4通信與網(wǎng)絡(luò),瀏覽器/服務(wù)器結(jié)構(gòu)(Browser/Server,B/S)：B/Ｓ是Brower/Server的縮寫，客戶機上只要安裝一個瀏覽器（Browser），如Netscape Navigator或Interne

66、t Explorer，服務(wù)器安裝Oracle、Sybase、Informix或 SQL Server等數(shù)據(jù)庫。瀏覽器通過Ｗeb Server 同數(shù)據(jù)庫進行數(shù)據(jù)交互。優(yōu)點：B/S最大的優(yōu)點就是可以在任何地方進行操作而不用安裝任何專門的軟件。只要有一臺能上網(wǎng)的電腦就能使用，客戶端零維護。系統(tǒng)的擴展非常容易，只要能上網(wǎng)，再由系統(tǒng)管理員分配一個用戶名和密碼，就可以使用了。甚至可以在線申請，通過公司內(nèi)部的安全認證（如ＣＡ證書）后，不需要人的參

67、與，系統(tǒng)可以自動分配給用戶一個賬號進入系統(tǒng)。,3.4通信與網(wǎng)絡(luò),瀏覽器/服務(wù)器結(jié)構(gòu): (B/S),3.4通信與網(wǎng)絡(luò),廣域網(wǎng)分布隊列雙總線DQDB網(wǎng)：高性能、雙總線光纖城域網(wǎng)，數(shù)據(jù)傳輸速率高于40Mbps，傳輸距離達50km。其結(jié)構(gòu)由網(wǎng)絡(luò)節(jié)點和兩條方向相反的單向光纖構(gòu)成。X.25公用網(wǎng)：采用分組交換線路，在公共數(shù)據(jù)網(wǎng)上以分組形式工作。實現(xiàn)了OSI七層協(xié)議中的物理層、數(shù)據(jù)鏈路層、網(wǎng)絡(luò)層。Internet/Intranet：運行公

68、共的通信協(xié)議TCP/IP，把各個國家、區(qū)域網(wǎng)連成一個覆蓋全球的網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)，在網(wǎng)上提供豐富的共享資源和廣泛的應(yīng)用服務(wù)。綜合服務(wù)數(shù)字網(wǎng)（ISDN）：ISDN的中心思想是全數(shù)字化：電話、傳真、電視等全是數(shù)字設(shè)備，傳輸?shù)男畔⒉辉儆心M信號，而是數(shù)字脈沖。這樣所有的設(shè)備可以共享同一個網(wǎng)絡(luò)，實現(xiàn)互聯(lián)互通。,3.4通信與網(wǎng)絡(luò),通信管理在管理中的應(yīng)用影響效果：1）壓縮時間；2）降低地理位置限制； 3）重組關(guān)系,3.4通信與網(wǎng)絡(luò),通信網(wǎng)絡(luò)的