计算机网络基础教程-第1章 计算机网络概述

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1.1.5 计算机网络的应用
6、电子商务 广义的电子商务包括各行各业的电子业务、电子政务、电 子医务、电子军务、电子教务、电子公务和电子家务等;狭义 的电子商务指人们利用电子化网络化手段进行商务活动。 7、办公自动化 办公自动化能实现办公活动的科学化、自动化,最大限度 提高工作质量、工作效率和改善工作环境。 8、企业管理与决策 随着计算机网络的广泛应用,各类企业采用管理科学与信 息技术相结合的方式,开发企业管理和决策信息系统,为企业 管理和决策提供支持服务。目前,正在朝着开发“智能化”的 决策支持系统迅速发展。
CCP
(2)通信子网:是计算 机网络的内层,它的主要 任务是将各种计算机互连 起来完成数据传输、交换 和通信处理。
CCP CCP
主机
主机
资源子网
图 1-2
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资源子网和通信子网示意图
1.1.1 计算机网络的形成与发展
3、标准化网络阶段
20世纪70年代,计 算机网络大都采用 直接通信方式。 1972年后,以太网 LAN、MAN、WAN迅 速发展,各个计算 机生产商纷纷发展 各自的网络系统, 制定自己的网络技 术标准。
计 算 机 网 络 概 述
网络软件的组成
网络硬件的组成
标准化组织与 机构
§1.1 计算机网络的基本概念
计算机网络是计算机技术与通信技术相结合的产物, 它的诞生使计算机的体系结构发生了巨大变化。在当今社 会发展中,计算机网络起着非常重要的作用,并对人类社 会的进步做出了巨大贡献。 现在,计算机网络的应用遍布全世界及各个领域,并 已成为人们社会生活中不可缺少的重要组成部分。从某种 意义上讲,计算机网络的发展水平不仅反映了一个国家的 计算机科学和通信技术的水平,也是衡量其国力及现代化 程度的重要标志之一。 那么,计算机网络涉及到哪些基本概念、知识和技术 呢?这就是本章所要讨论的问题。
A 图 1-4
B 计算机互连网络系统基本模型
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1.1.3 计算机网络的主要功能
均衡 负荷
资源 共享
分布式 处理
集中 管理
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网络 通信
1.1.3 计算机网络的主要功能
1、资源共享 ⑴ 硬件资源:包括各种类型的计算机、大容量存储设备、 计算机外部设备,如彩色打印机、静电绘图仪等。 ⑵ 软件资源:包括各种应用软件、工具软件、系统开发 所用的支撑软件、语言处理程序、数据库管理系统等。 ⑶ 数据资源:包括数据库文件、数据库、办公文档资料、 企业生产报表等。 ⑷ 信道资源:通信信道可以理解为电信号的传输介质。 通信信道的共享是计算机网络中最重要的共享资源之一。
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1.1.5 计算机网络的应用
计算机网络技术的发展给传统的信息处理工作带来了革命 性的变化,同时也给传统的管理带来了很大的冲击。目前,计 算机网络的应用主要体现在以下几个方面: 数字通信
分布式计算
远程教育
信息查询
计算机网络 的应用
虚拟现实
电子商务
办公自动化
企业管理与决策
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1.1.5 计算机网络的应用
LC
Modem
公用电话网 终端 Modem
利用调制解调器的结构示意图
主机
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1.1.1 计算机网络的形成与发展
⑶ 集线器结构:把终端发来的信息收集起来,并把用户 的作业信息存人集中器中,然后再用高速线路将数据信息传给 前端处理机,最后提交给主机。 远程联机系统的特点是系统中只有一个计算机处理中心, 各终端通过通信线路共享主计算机的硬件和软件资源,因此, 主计算机负担过重,终端独占线路,资源利用率低。
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1.1.2 计算机网络的定义
计算机网络是把分布在不同地点,并具有独立功能的多个 计算机系统通过通信设备和线路连接起来,在功能完善的网络 软件和协议的管理下,以实现网络中资源共享为目标的系统。 由多台计算机组成的计算机网络系统模型如图1-4所示。
A机能使用B机的存储器 B机能使用A机的打印机
存储器
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§1.2 计算机网络的结构组成
一个完整的计算机网络系统是由网络硬件和网络软件所 组成的。网络硬件是计算机网络系统的物理实现,网络软件是 网络系统中的技术支持。两者相互作用,共同完成网络功能。
第1章 计算机网络概述
计算机网络是计算机技术和通信技术相结合的产物, 它的诞生使计算机体系结构发生了巨大变化。那么, 计算机网络涉及到哪些基本概念、基本知识和基本 技术呢?这就是本章所要讨论的问题。
本章重点讨论计算机网络的基本概念、计算机网络 的结构组成、计算机网络的分类、计算机网络技术 的发展趋势、标准化组织与机构等。 了解: 计算机网络的发展过程与发展趋势。 熟悉: 计算机网络的功能、定义、分类。 掌握: 计算机网络的拓扑结构、逻辑结构和组成结 构等。
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问题 原由
教学 重点
能力 要求
本章内容
§1.1 计算机网络的基本概念 §1.2 计算机网络的结构组成
§1.3 计算机网络的分类 §1.4 网络技术的发展趋势 §1.5 标准化组织与机构
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知识结构
计算机网络的发展 计算机网络的定义 计算机网络 的基本概念 计算机网络的功能 计算机网络的特点 计算机网络 的结构组成 计算机网络的 分类 计算机网络的应用 按覆盖范围分类 按传播方式分类 按传输介质分类 按传输技术分类 网络技术的发 展趋势 国际组织与机构 美国组织与机构 欧洲组织与机构 中国国家标准局 3 计算机网络支撑技术 计算机网络的关键技术 计算机网络的研究热点 网络的逻辑结构 网络的拓扑结构
5、均衡负荷 当网络中某台计算机的任务负荷太重时,通过网络和应用 程序的控制和管理,将作业分散到网络中的其它计算机中,由 多台计算机共同完成。
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1.1.4 计算机网络的特点
1、可靠性 在一个网络系统中,当一台计算机出现故障时,可立即由 系统中的另一台计算机来代替其完成所承担的任务。同样,当 网络的一条链路出了故障时可选择其它的通信链路进行连接。 2、高效性 计算机网络系统摆脱了中心计算机控制结构数据传输的局 限性,并且信息传递迅速,系统实时性强。网络系统中各相连 的计算机能够相互传送数据信息,使相距很远的用户之间能够 即时、快速、高效、直接地交换数据。 3、独立性 网络系统中各相连的计算机是相对独立的,它们之间的关 系是既互相联系,又相互独立。
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1.1.4 计算机网络的特点
4、扩充性 在计算机网络系统中,人们能够很方便、灵活地接入新的 计算机,从而达到扩充网络系统功能的目的。
5、廉价性 计算机网络使微机用户也能够分享到大型机的功能特性, 充分体现了网络系统的“群体”优势,能节省投资和降低成本 。
6、分布性 计算机网络能将分布在不同地理位臵的计算机进行互连, 可将大型、复杂的综合性问题实行分布式处理。 7、易操作性 对计算机网络用户而言,掌握网络使用技术比掌握大型机 使用技术简单,实用性也很强。
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1.1.5 计算机网络的应用
4、远程教育 远程教育是利用Internet技术开发的现代在线服务系统, 它充分发挥网络可以跨越空间和时间的特点,在网络平台上 向学生提供各种与教育相关的信息,做到“任何人在任何时间 、任何地点,可以学习任何课程”。 5、虚拟现实 虚拟现实是计算机软硬件技术、传感技术、机器人技术、 人工智能及心理学等高速发展的结晶。虚拟现实与传统的仿 真技术都是对现实世界的模拟,即两者都是基于模型的活动, 而且都力图通过计算机及各类装臵达到现实世界尽可能精确 地再现。随着计算机科学技术的飞速发展,虚拟现实技术与 仿真技术必将在21世纪异彩纷呈,绚丽夺目。
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1.1.1 计算机网络的形成与发展
计算机网络从20世纪60年代开始发展至今,经历了从简 单到复杂、从单机到多机、由终端与计算机之间的通 信演变到计算机与计算机之间的直接通信. 发展经历的4个阶段
远程联机 阶段
多机互联 网络阶段
标准化网 络阶段
互联与高速 网络阶段
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1.1.1 计算机网络的形成与发展
2、网络通信 通信通道可以传输各种类型的信息,包括数据信息和图形、 图像、声音、视频流等各种多媒体信息。
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1.1.3 计算机网络的主要功能
3、分布处理 把要处理的任务分散到各个计算机上运行,而不是集中在 一台大型计算机上。这样,不仅可以降低软件设计的复杂性, 而且还可以大大提高工作效率和降低成本。 4、集中管理 对地理位臵分散的组织和部门,可通过计算机网络来实现 集中管理,如数据库情报检索系统、交通运输部门的定票系统、 军事指挥系统等。
1.1.1 计算机网络的形成与发展
4、网络互联与高速网络阶段 进入20世纪90年代,计算机技术、通信技术以及建立在互 联计算机网络技术基础上的计算机网络技术得到了迅猛的发 展。特别是1993年美国宣布建立国家信息基础设施 (National Information Infrastructure,NII)后,全世 界许多国家纷纷制订和建立本国的NII,从而极大的推动了计 算机网络技术的发展,使计算机网络进入一个崭新的阶段, 这就是计算机网络互联与高速网络阶段。 目前,全球以Internet为核心的高速计算机互联网络已 经形成,Internet已经成人类最重要的、最大的知识宝库。 网络互联和高速计算机网络就成为第四代计算机网络。
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1.1.1 计算机网络的形成与发展
路由器 以太网
路由器 以太网
通信子网
路由器 路由器
以太网 路由器 路由器
以太网
图 1-3
现代计算机网络逻辑ቤተ መጻሕፍቲ ባይዱ构示意图
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1.1.2 计算机网络的定义
到目前为止, 计算机网络并没有一个确切的定义。其实, 我们可以简单地描述为:计算机网络是通过通信线路连接起 来的自治的计算机集合。该描述包括了3个方面的含义: ① 必须有两台或两台以上、具有独立功能的计算机系统 相互连接起来,以达到共享资源为目的; ② 计算机互相通信交换信息,必须有一条通道。这条通 道的连接是物理的,由物理介质来实现(例如铜线、光纤、 微波、卫星等); ③ 计算机系统之间的信息交换,必须要遵守某种约定和 规则。 以上从三个方面概括了计算机网络的基本内涵。因此, 我们可以把计算机网络定义为:
1974年,IBM公司 公布了它研制的 系统网络体系结 构。随后DGE公司 宣布了自己的数 字网络体系结构 ,1976年UNIVAC宣 布了该公司的分 布式通信体系结 构。
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ISO于1977年成立 了专门的机构来 研究该问题,并 且在1984年正式 颁布了“开放系 统互联基本参考 模型” 的国际标 准OSI,这就产生 了第三代计算机 网络。
Modem
公用电话网
CCP或FEP
Modem 终端
Modem
图 1-1 利用前端处理机的结构示意图
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主机
1.1.1 计算机网络的形成与发展
⑵ 调制解调器:由于计算机和远程终端发出的信号都是 数字信号,而公用电话线路只能传输模拟信号,所以在传输 钱必须把计算机或远程终端发出的数字信号转换成可在电话 线上传送的模拟信号,传输后再将模拟信号转换成数字信号。 利用调制解调器的结构如下图所示。
1、远程联机阶段 为了共享主机资源和信息采集以及综合处理,用一台计算 机与多台用户终端相连,用户通过终端命令以交互方式使用计 算机,人们把它称为远程联机系统。 ⑴ 前端处理机结构:前端处理机(FEP)用来专门负责通 信工作,实现数据处理与通信控制的分工,发挥了中心计算机 的数据处理能力。前端处理机的结构如图1-1所示。
1、数字通信 数字通信是现代社会通信的主流,包括网络电话、可视图 文系统、视频会议系统和电子邮件服务。 2、分布式计算 分布式计算包括两个方面:一是将若干台计算机通过网络 连接起来,将一个程序分散到各计算机上同时运行,然后把每 一台计算机计算的结果搜集汇总,整体得出结果;另一种是通 过计算机将需要大量计算的题目送到网络上的大型计算机中进 行计算并返回结果。 3、信息查询 信息查询是计算机网络提供资源共享的最好工具, 通过“ 搜索引擎”,用少量的“关键”词来概括归纳出这些信息内容 , 很快地把你所感兴趣的内容所在的网络地址一一罗列出来。
公用电话网
CCP或FEP 主机
集线器
利用集线器的结构示意图
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1.1.1 计算机网络的形成与发展
2、多机互联网络阶段 计算机网络要完成数据处理与数据通信两大基本功能,因 此在逻辑结构上可以将其分成两部分:资源子网和通信子网。 (1)资源子网:是计算 机网络的外层,它由提供 主机 资源的主机和请求资源的 CCP CCP 主机 终端组成。资源子网的任 务是负责全网的信息处理。 通信子网
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