大学计算机基础 第八章--计算机网络平台
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8.1 计算机网络平台
8.1.1 基于计算机网络的计算思维
在计算机网络中需要共同遵守的规则和约定 称为网络协议。负责解释、协调和管理计算 机之间的通信和相互间的操作。
第 3 页
8.1 计算机网络平台
8.1.1 基于计算机网络的计算思维 2.计算机网络平台普适化
第1代计算机网络（以单计算机为中心的联机系统）：以单个 主机为中心，将地理位置分散的多个终端通过通信线路与主机 连接而形成。 1954年半自动地面防空系统（SAGE）
按网络覆盖的地理范围分类 局域网(Local Area Network简称LAN) 特点：传输距离短、传输速率高、用户数少、配 置容易 应用：以太网、无线局域网 城域网(Metropolitan Area Network 简称MAN) 特点：LAN的延伸，介于LAN和WAN之间 应用：用于建骨干网 广域网(Wide Area Network简称WAN) 特点：覆盖范围大，传输速率低，传输误码率高 应用：公用电信网络
各种不同的网络体系结构相继 出现，如何实现互连？ 解决： 异种网络互连的兼容性问题 不同类型的主机的数据传输 把网络通信的工作分为7层，每层完成一定的功能。 成为研究和制订新一代计算机网络标准的基础。
第 6 页
(Open System Interconnect)
开放式系统互联参考模型
8.1 计算机网络平台
第 17 页
8.2 Internet及其应用
3.域名
DNS采用分层次结构，入网的每台主机都可以有一个类似下 面的域名：
主机名.机构名.顶层域名
moe.edu.cn
中国教育部
从左到右，域的范围变大。具有实际含义，比IP地址好 记。 Internet上几乎在每一子域都设有域名服务器，服务器 中包含有该子域的全体域名和地址信息。Internet每台 主机上都有地址转换请求程序，负责域名与IP地址转换。
第八章 计算机网络平台
问题导入:电子邮件是如何传送的？ 电子邮件已经成为人们生活和工作中必不可 少的沟通方式，你是否知道在你计算机上的 一个邮件如何通过网络发送到遥远的朋友的 电脑或手机上的？这个文件都经过了哪些设 备？需要哪些服务？你是否理解为什么太平 洋海底光缆断了会导致你无法访问隔壁公司 的主页？你是否担心自己在网上的银行账号 是否会被黑客盗用？在这一章我们将学习计 算机网络平台的基本原理及其应用。
8.2 Internet及其应用
（2）ＵＲＬ（Uniform Resource Locator，统一资源定位） 任何一个文档、图像、视频或音频图片都可以被看成 一种资源，为了引用资源，应当使用唯一的标识来定 位资源信息。其形式为： ｓｃｋｅｍａ：ｐａｔｈ –Sckema表示连接模式，即访问资源的协议类型，如 http、ftp等 –ｐａｔｈ部分一般包含有主机域名、端口号、类型 和文件名、目录号等。 http://www.most.gov.cn:80/index.htm 资源协议类型 主机域名 端口号 资源文件
202.112.0.36（中国教育科研网www.edu.cn） IP地址结构： 网络部分+主机部分
第 14 页
8.2 Internet及其应用
A类
126
1677214
1.0.0.1~126.255.255.254 128.0.0.1~191.255.255.254
192.0.0.1~223.255.255.254 接入计算机的数量
第 23 页
8.2 Internet及其应用
电子邮件收发示意
发送邮件 服务器 发送方
IBM RS/6000
IBM RS/6000
接收邮件服务器 信箱 信箱 接收方
SMTP
Internet
POP3
发送方使用SMTP协议
接收方使用POP3协议
第 24 页
8.2 Internet及其应用
4.超文本与www （1）超文本 指一个含有多个超链接的文件，通过超链接可以跳 转到其他文本、图像、声音、动画等任何形式的文 件中。 超文本传输协议(HTTP)是一个专门为WWW服务器和 WWW浏览器之间交换数据而设计的网络协议。
第 27 页
8.2 Internet及其应用 8.2.4 网络信息检索
知识分为两类：一类是我们所知道的知识，另一类是 关于在哪儿可以获得这些知识的知识。 重在应用，从一般性搜索，到专业精确搜索 1.网络目录（Web Directory） 即可以供检索也可以供浏览的等级结构式目录。 用户不必进行搜索，通过逐层浏览目录即可找到相 关信息；也可以在某一层级的目录中检索该目录的 信息。 优点：分类浏览直观、查准率高；信息组织的专题 性较强，满足族性检索要求；使用简单。 缺点：人工采集信息的收录范围小，更新慢；受主 观因素影响，类目设置不够科学，缺少规范。
1.基于双绞线的ADSL技术 2.基于HFC网的Cable Modem技术 3.基于五类线的以太网接入技术 4.光纤接入（FTTH，光纤到家）技术 5.无线接入技术
第 22 页
8.2 Internet及其应用 8.2.3 Internet提供的服务
1.远程登录TELNET 让用户通过主机名和IP地址注册到远程主机上。 2.文件传输协议FTP 将文件从一个主机复制到另一个主机上，允许客户 机指明文件的类型、格式、存取权限（授权、口 令）等 3.电子邮件传送协议 处理电子邮件的计算机，称为邮件服务器，负 责邮件的收发管理。 邮件服务器包括发送邮件服务器和接收邮件服 务器。
与WWW有关单位
分为类型名（国际顶级域名）和区域名 （国家顶级域名）两类。类型名共14个， 区域名用两个字母表示世界各国和地区。
第 20 页
8.2 Internet及其应用
中国互联网络的域名体系
顶级域名 .cn（.中国，2009年生效，支持简体和繁体） 二级域名 34个行政区域名用两个字符的汉语拼音： bj北京、sh上海 6个类别域名
超链目标 超链接源
第 25 页
8.2 Internet及其应用
由欧洲高能物理实验室1989年开发的World Wide Web简称WWW或Web，也称万维网。它不是普通意 义上的物理网络，而是一种信息服务器的集合标准。 网页(Web页) 浏览器中所 看到的画面
HTML文件
超文本标注语言
第 26 页
全球最大的中文搜索引擎
全球最大的搜索引擎
腾讯公司的搜索引擎 搜狐公司的搜索引擎 微软公司的搜索引擎
第 15 页
B类
C类
16384
20971152
65534
254
8.2 Internet及其应用
（2）子网掩码
为了提高IP地址的利用率，在基本网络结构划分的基础上，通 过对IP地址各位进行标识来灵活地限制子网大小，这就是子网 掩码。 子网掩码的前一部分全是1，表示IP地址中对应部分是网络标识 符；后一部分全为0，表示IP地址中对应部分是主机编号。A、 B、C三类网络的默认掩码为： A类，11111111000000000000000000000000,255.0.0.0 B类，11111111111111110000000000000000,255.255.0.0 C类，11111111111111111111111100000000,255.255.255.0 网络管理员可以通过改变子网掩码中1和0的个数，修改网络标 识符的范围和主机编号的范围，从而可以把一个大的网络划分 为几个子网。
第 18 页
8.2 Internet及其应用
层次型名字的树状结构
第 19 页
8.2 Internet及其应用
顶级域名
域名 com int org firm stor 意义 商业类 国际机构 非盈利组织 公司企业 销售单位 域名 edu mil arts info web 意义 教育类 军事类 文化娱乐 信息服务 域名 gov Net arc nom 意义 政府部门 网络机构 康乐活动 个人
第 8 页
8.1 计算机网络平台 8.1.2 计算机网络的构成 1.计算机网络基本组成 计算机网络要完成数据处理与数据通信两大基 本功能，那么从它的结构上相应地也可以分为 两层： 面向数据处理的计算机和终端——资源子网 负责数据通信的通信控制处理和通信线路—— 通信子网
第 9 页
8.1 计算机网络平台 2.计算机网络分类
面向终端的计算机网络
第 4 页
8.1 计算机网络平台
第2代计算机网络：以分组交换网为中心的多主机互联
系统
1969年美国国防部高级研究计划署
ARPANET
主机之间可以彼此通信，并实现与其他主机之 间的资源共享。 以共享资源为目的的网络系统 ——多主机互联系统
第 5 页
8.1 计算机网络平台
第3代计算机网络：体系结构标准化 1983年 OSI模型
第 28 页
8.2 Internet及其应用
2.搜索引擎
搜索引擎 名称 百度 Google 谷歌 搜搜 搜狗 必应 URL地址 http://www.baidu.com http://google.com.hk http://www.soso.com http://www.sogou.com http://cn.bing.com 说 明
域名 ac com 意义 科研机构 工商金融 域名 edu gov 意义 教育机构 政府部门 域名 net org 意义 网络机构 非盈利组织
可以直接使用中文命名域名。 中国互联网络信息中心（CNNIC）网站： http://www.cnnic.net.cn
第 21 页
8.2 Internet及其应用 8.2.2 Internet的接入
第 10 页
8.1 计算机网络平台 按使用范围分类 公用网 专用网 按通信介质分类 有线网 无线网
第 11 页
8.1 计算机网络平台 3.网络拓扑
（1）总线型拓扑结构
（2）星型拓扑结构
（3）环型拓扑结构
（4）树型拓扑结构 （5）网状拓扑结构
第 12 页
8.2 Internet及其应用
第 13 页
8.2 Internet及其应用 8.2.1 IP与域名
1.IPv4 （1）IP编址方案 IP地址中网络地址由Internet注册管理机构网络信息中 心（NIC）分配，主机地址由网络管理机构负责分配。 每个IP地址占用32位，分为A、B、C、D、E五类。用 4个十进制数表示，中间用圆点分隔-点分十进制计数 法。 XXX.XXX.XXX.XXX 0~255
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8.1 计算机网络平台
8.1.1 基于计算机网络的计算思维
计算机网络：将地理位置不同的具有独立功能的多台计算机， 通过通信设备和通信线路连接起来，在网络软件的管理和协调 下，实现资源共享和数据通信的计算机系统。
1.通信与网络
连接方式：有线、无线 连接介质：双绞线、同轴电缆、光缆和电磁波 通信方式：串口、并口、光纤、无线 网络连接方式：星形、环形、总线型等 …… 采用计算思维，理解基于计算机通信的效率问题
第4代计算机网络：以网络互连为中心
Internet
把分散的网络连接起来，在更大范围内实现资源共享
路由器 网络 网络
ຫໍສະໝຸດ Baidu
交换机
计算机
计算机
网络
网络 网络
网络
计算机 路由器 （a） 一个简单的计算机网络
网络
（b） 由网络构成的互连网络
第 7 页
8.1 计算机网络平台 3.基于网络平台计算演变
计算机网络可以实现三个基本功能： 计算机之间和计算机用户之间的相互通信 计算机硬件资源、软件资源和信息资源的资源共享 计算机之间或计算机用户之间的协同工作 计算机网络的应用： 办公自动化 电子数据交换 远程交换 远程教育 电子银行 电子公告板（BBS）系统 证券及期货交易 校园网 ……
第 16 页
8.2 Internet及其应用
2.IPv6及其目标
1990年，Internet工程任务组开始着手制定一个新的IP版本Ipng （下一代IP协议），主要目标是： 具有非常充分的地址空间 简化协议，允许路由器更好地处理IP分组 减少路由表大小 提供身份验证和保密等进一步的安全性能 更多地关注服务类型，特别是实时性服务 允许通过指定范围辅助多投点服务 允许主机IP地址与地理位置无关 可以承前启后，既兼容IPv4，又可以进一步演变 IPv6将IP地址扩充到128位，地址数增加到4.3 × 1038。
8.1 计算机网络平台
8.1.1 基于计算机网络的计算思维
在计算机网络中需要共同遵守的规则和约定 称为网络协议。负责解释、协调和管理计算 机之间的通信和相互间的操作。
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8.1 计算机网络平台
8.1.1 基于计算机网络的计算思维 2.计算机网络平台普适化
第1代计算机网络（以单计算机为中心的联机系统）：以单个 主机为中心，将地理位置分散的多个终端通过通信线路与主机 连接而形成。 1954年半自动地面防空系统（SAGE）
按网络覆盖的地理范围分类 局域网(Local Area Network简称LAN) 特点：传输距离短、传输速率高、用户数少、配 置容易 应用：以太网、无线局域网 城域网(Metropolitan Area Network 简称MAN) 特点：LAN的延伸，介于LAN和WAN之间 应用：用于建骨干网 广域网(Wide Area Network简称WAN) 特点：覆盖范围大，传输速率低，传输误码率高 应用：公用电信网络
各种不同的网络体系结构相继 出现，如何实现互连？ 解决： 异种网络互连的兼容性问题 不同类型的主机的数据传输 把网络通信的工作分为7层，每层完成一定的功能。 成为研究和制订新一代计算机网络标准的基础。
第 6 页
(Open System Interconnect)
开放式系统互联参考模型
8.1 计算机网络平台
第 17 页
8.2 Internet及其应用
3.域名
DNS采用分层次结构，入网的每台主机都可以有一个类似下 面的域名：
主机名.机构名.顶层域名
moe.edu.cn
中国教育部
从左到右，域的范围变大。具有实际含义，比IP地址好 记。 Internet上几乎在每一子域都设有域名服务器，服务器 中包含有该子域的全体域名和地址信息。Internet每台 主机上都有地址转换请求程序，负责域名与IP地址转换。
第八章 计算机网络平台
问题导入:电子邮件是如何传送的？ 电子邮件已经成为人们生活和工作中必不可 少的沟通方式，你是否知道在你计算机上的 一个邮件如何通过网络发送到遥远的朋友的 电脑或手机上的？这个文件都经过了哪些设 备？需要哪些服务？你是否理解为什么太平 洋海底光缆断了会导致你无法访问隔壁公司 的主页？你是否担心自己在网上的银行账号 是否会被黑客盗用？在这一章我们将学习计 算机网络平台的基本原理及其应用。
8.2 Internet及其应用
（2）ＵＲＬ（Uniform Resource Locator，统一资源定位） 任何一个文档、图像、视频或音频图片都可以被看成 一种资源，为了引用资源，应当使用唯一的标识来定 位资源信息。其形式为： ｓｃｋｅｍａ：ｐａｔｈ –Sckema表示连接模式，即访问资源的协议类型，如 http、ftp等 –ｐａｔｈ部分一般包含有主机域名、端口号、类型 和文件名、目录号等。 http://www.most.gov.cn:80/index.htm 资源协议类型 主机域名 端口号 资源文件
202.112.0.36（中国教育科研网www.edu.cn） IP地址结构： 网络部分+主机部分
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8.2 Internet及其应用
A类
126
1677214
1.0.0.1~126.255.255.254 128.0.0.1~191.255.255.254
192.0.0.1~223.255.255.254 接入计算机的数量
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8.2 Internet及其应用
电子邮件收发示意
发送邮件 服务器 发送方
IBM RS/6000
IBM RS/6000
接收邮件服务器 信箱 信箱 接收方
SMTP
Internet
POP3
发送方使用SMTP协议
接收方使用POP3协议
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8.2 Internet及其应用
4.超文本与www （1）超文本 指一个含有多个超链接的文件，通过超链接可以跳 转到其他文本、图像、声音、动画等任何形式的文 件中。 超文本传输协议(HTTP)是一个专门为WWW服务器和 WWW浏览器之间交换数据而设计的网络协议。
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8.2 Internet及其应用 8.2.4 网络信息检索
知识分为两类：一类是我们所知道的知识，另一类是 关于在哪儿可以获得这些知识的知识。 重在应用，从一般性搜索，到专业精确搜索 1.网络目录（Web Directory） 即可以供检索也可以供浏览的等级结构式目录。 用户不必进行搜索，通过逐层浏览目录即可找到相 关信息；也可以在某一层级的目录中检索该目录的 信息。 优点：分类浏览直观、查准率高；信息组织的专题 性较强，满足族性检索要求；使用简单。 缺点：人工采集信息的收录范围小，更新慢；受主 观因素影响，类目设置不够科学，缺少规范。
1.基于双绞线的ADSL技术 2.基于HFC网的Cable Modem技术 3.基于五类线的以太网接入技术 4.光纤接入（FTTH，光纤到家）技术 5.无线接入技术
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8.2 Internet及其应用 8.2.3 Internet提供的服务
1.远程登录TELNET 让用户通过主机名和IP地址注册到远程主机上。 2.文件传输协议FTP 将文件从一个主机复制到另一个主机上，允许客户 机指明文件的类型、格式、存取权限（授权、口 令）等 3.电子邮件传送协议 处理电子邮件的计算机，称为邮件服务器，负 责邮件的收发管理。 邮件服务器包括发送邮件服务器和接收邮件服 务器。
与WWW有关单位
分为类型名（国际顶级域名）和区域名 （国家顶级域名）两类。类型名共14个， 区域名用两个字母表示世界各国和地区。
第 20 页
8.2 Internet及其应用
中国互联网络的域名体系
顶级域名 .cn（.中国，2009年生效，支持简体和繁体） 二级域名 34个行政区域名用两个字符的汉语拼音： bj北京、sh上海 6个类别域名
超链目标 超链接源
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8.2 Internet及其应用
由欧洲高能物理实验室1989年开发的World Wide Web简称WWW或Web，也称万维网。它不是普通意 义上的物理网络，而是一种信息服务器的集合标准。 网页(Web页) 浏览器中所 看到的画面
HTML文件
超文本标注语言
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全球最大的中文搜索引擎
全球最大的搜索引擎
腾讯公司的搜索引擎 搜狐公司的搜索引擎 微软公司的搜索引擎
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B类
C类
16384
20971152
65534
254
8.2 Internet及其应用
（2）子网掩码
为了提高IP地址的利用率，在基本网络结构划分的基础上，通 过对IP地址各位进行标识来灵活地限制子网大小，这就是子网 掩码。 子网掩码的前一部分全是1，表示IP地址中对应部分是网络标识 符；后一部分全为0，表示IP地址中对应部分是主机编号。A、 B、C三类网络的默认掩码为： A类，11111111000000000000000000000000,255.0.0.0 B类，11111111111111110000000000000000,255.255.0.0 C类，11111111111111111111111100000000,255.255.255.0 网络管理员可以通过改变子网掩码中1和0的个数，修改网络标 识符的范围和主机编号的范围，从而可以把一个大的网络划分 为几个子网。
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8.2 Internet及其应用
层次型名字的树状结构
第 19 页
8.2 Internet及其应用
顶级域名
域名 com int org firm stor 意义 商业类 国际机构 非盈利组织 公司企业 销售单位 域名 edu mil arts info web 意义 教育类 军事类 文化娱乐 信息服务 域名 gov Net arc nom 意义 政府部门 网络机构 康乐活动 个人
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8.1 计算机网络平台 8.1.2 计算机网络的构成 1.计算机网络基本组成 计算机网络要完成数据处理与数据通信两大基 本功能，那么从它的结构上相应地也可以分为 两层： 面向数据处理的计算机和终端——资源子网 负责数据通信的通信控制处理和通信线路—— 通信子网
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8.1 计算机网络平台 2.计算机网络分类
面向终端的计算机网络
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8.1 计算机网络平台
第2代计算机网络：以分组交换网为中心的多主机互联
系统
1969年美国国防部高级研究计划署
ARPANET
主机之间可以彼此通信，并实现与其他主机之 间的资源共享。 以共享资源为目的的网络系统 ——多主机互联系统
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8.1 计算机网络平台
第3代计算机网络：体系结构标准化 1983年 OSI模型
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8.2 Internet及其应用
2.搜索引擎
搜索引擎 名称 百度 Google 谷歌 搜搜 搜狗 必应 URL地址 http://www.baidu.com http://google.com.hk http://www.soso.com http://www.sogou.com http://cn.bing.com 说 明
域名 ac com 意义 科研机构 工商金融 域名 edu gov 意义 教育机构 政府部门 域名 net org 意义 网络机构 非盈利组织
可以直接使用中文命名域名。 中国互联网络信息中心（CNNIC）网站： http://www.cnnic.net.cn
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8.2 Internet及其应用 8.2.2 Internet的接入
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8.1 计算机网络平台 按使用范围分类 公用网 专用网 按通信介质分类 有线网 无线网
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8.1 计算机网络平台 3.网络拓扑
（1）总线型拓扑结构
（2）星型拓扑结构
（3）环型拓扑结构
（4）树型拓扑结构 （5）网状拓扑结构
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8.2 Internet及其应用
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8.2 Internet及其应用 8.2.1 IP与域名
1.IPv4 （1）IP编址方案 IP地址中网络地址由Internet注册管理机构网络信息中 心（NIC）分配，主机地址由网络管理机构负责分配。 每个IP地址占用32位，分为A、B、C、D、E五类。用 4个十进制数表示，中间用圆点分隔-点分十进制计数 法。 XXX.XXX.XXX.XXX 0~255
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8.1 计算机网络平台
8.1.1 基于计算机网络的计算思维
计算机网络：将地理位置不同的具有独立功能的多台计算机， 通过通信设备和通信线路连接起来，在网络软件的管理和协调 下，实现资源共享和数据通信的计算机系统。
1.通信与网络
连接方式：有线、无线 连接介质：双绞线、同轴电缆、光缆和电磁波 通信方式：串口、并口、光纤、无线 网络连接方式：星形、环形、总线型等 …… 采用计算思维，理解基于计算机通信的效率问题
第4代计算机网络：以网络互连为中心
Internet
把分散的网络连接起来，在更大范围内实现资源共享
路由器 网络 网络
ຫໍສະໝຸດ Baidu
交换机
计算机
计算机
网络
网络 网络
网络
计算机 路由器 （a） 一个简单的计算机网络
网络
（b） 由网络构成的互连网络
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8.1 计算机网络平台 3.基于网络平台计算演变
计算机网络可以实现三个基本功能： 计算机之间和计算机用户之间的相互通信 计算机硬件资源、软件资源和信息资源的资源共享 计算机之间或计算机用户之间的协同工作 计算机网络的应用： 办公自动化 电子数据交换 远程交换 远程教育 电子银行 电子公告板（BBS）系统 证券及期货交易 校园网 ……
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8.2 Internet及其应用
2.IPv6及其目标
1990年，Internet工程任务组开始着手制定一个新的IP版本Ipng （下一代IP协议），主要目标是： 具有非常充分的地址空间 简化协议，允许路由器更好地处理IP分组 减少路由表大小 提供身份验证和保密等进一步的安全性能 更多地关注服务类型，特别是实时性服务 允许通过指定范围辅助多投点服务 允许主机IP地址与地理位置无关 可以承前启后，既兼容IPv4，又可以进一步演变 IPv6将IP地址扩充到128位，地址数增加到4.3 × 1038。