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1、计算机应用基础,JISUANJIYINGYONGJICHU,Internet年来获得了飞速的发展。20多年前，很少有人接触过网络。现在，计算机通信已经成为社会生活的一个基本组成部分。资源共享、信息交换、多媒体数据传输等现代信息化技术对计算机的处理能力提出了越来越高的要求，传统的PC机已力不从心，计算机的网络化趋势事在必行。Internet是一个容量巨大的信息宝库,它里面有政治、经济、军事、商业、体育、娱乐、休闲、科学和文化等各种信息，人们的衣食住行、各行各业都无所不包。随着计算机技术与网络技术的发展，Internet在人们的生活、学和工作中的位置越来越重要。通过Internet人们可以与远方的
2、朋友交往，可以共享数据资源，可以在网上购物和存取款，现在可以说Internet已经走进了人们的生活，学它将很有必要。,6.1计算机网络基础知识计算机网络一个新兴的技术领域，已经成为计算机应用的一个重要方面。为尽快熟悉网络、应用网络，就得先从网络的基本概念入手。6.1.1计算机网络的定义计算机网络（ComputerNetwork）是将若干立的计算机（一般称为主机或工作站）通过通信设备和传输介质按一定几何结构相互物理连接，并通过网络软件（包括网络通信协议、操作系统和应用软件）相互逻辑地联系到一起，从而实现资源共享的计算机系统。最简单的计算机网络是通过串行接口连接起来的两台PC机，最复杂最庞大的网络
3、是遍布全球的Internet网。计算机网络是当今社会必不可少的组成部分。,如图6-1所示是一个典型的计算机网络结构图。网络中的计算机是独立的，是指它们能独立地使用网络资源。因此，由一台主机带许多终端机的主机-终端系统属于计算机网络，因为每一台终端都能访问主机的资源，而由一台主机加多台外部设备构成的主从式系统不是计算机网络，因为从属机不能使用主机的资源。,图6-1计算机网络结构图,6.1.2计算机网络的分类与构成1计算机网络的分类可从不同的角度对计算机网络进行分类，理解计算机网络的分类有助于我们更好地理解计算机网络。1）从网络的交换功能分，可分为电路交换网、报文交换网、分组交换网和混合交换网。2
4、）从网络拓扑结构分，可分为集中式网络、分散式网络和分布式网络。3）从网络的使用范围分，可分为公用网和专用网。4）从网络的覆盖范围分，可分为局域网、城域网和广域网。5）从通讯传播方式分，可分为点对点传播方式网和广播传播方式网。6）从通讯线路划分，可分为有线网和无线网。,2计算机网络的构成计算机网络是一种结构化的多机系统。图6-2所示是计算机网络的一般结构形式，它在逻辑功能上分为两个部分：通信子网和资源子网。,图6-2计算机网络的一般结构形式,1)通信子网。通信子网由通信控制处理机、通信线路与其他通信设备组成，负责完成网络数据传输、转发等通信处理任务。2)资源子网。资源子网由主机系统、终端、终端控
5、制器、联网外设、各种软件资源与信息资源组成。资源子网负责全网的数据处理业务，向网络用户提供各种网络资源与网络服务。提示：广域网可以明确地划分出资源子网和通信子网，局域网由于采用各种网络资源与机构的限制，不能明确地划分出子网地结构。3计算机网络硬件设备与计算机系统类似，计算机网络系统也由网络软件和硬件设备两部分组成。网络软件的主要内容是指网络操作系统，其对网络进行控制和管理。目前，在局域网上流行的网络操作系统有WindowsNTServer，Netware、Unix和Linux等操作系统。而计算机网路的硬件设备及插件类型较多，下面仅就常见的主要设备及插件分别加以介绍。,1）服务器服务器（Serv
6、er）是网络的信息与管理中心，它运行网络操作系统，负责网络资源管理和向网络用户提供各种服务。网络中的服务器按其提供的服务可分为三种基本类型：文件服务器、打印服务器和应用服务器。文件服务器通过大容量的磁盘存储空间为不同用户提供不同权限的网络文件的共享服务等；打印服务器则为用户提供网络打印机的共享服务；应用服务器提供特定的网络应用拂去，例如通信服务、数据库服务等。由于目前网络大多接入因特网，因此，网络上也拥有越来越多的因特网应用服务器，如：电子邮件、公共匿名、万维网服务器等。,2）客户机客户机（Client）也称为工作站（Station），是网络用户直接处理信息和事务的计算机。客户机的配置比较灵活
7、，一般的PC机和图形工作站均可用作客户机。客户机既可单机使用（为用户提供本机服务），也可以联网使用（让用户获取网络应用服务）。3）网络适配器网络适配器（NetworkAdapter）通常也被称为网卡（NIC）。其主要作用是：通过有线传输介质建立计算机与局域网的物理连接，负责执行通信协议，在计算机之间通过局域网实现数据的快速传输。,网卡的性能主要取决于总线宽度和卡上内存：网卡的总线宽度与计算机总线对应，对于PC微机，一般PCI总线网卡优于ISA总线或EISA总线网卡；网卡上拥有的内存越大则可以缓存更多的数据。有的网卡上还有处理器（通常称为智能网卡），从而可以大大减轻主机CPU的负担，提高主机的性
8、能，但这种网卡一般比较昂贵。用户应根据所使用的局域网络系统（如以太网或令牌网）和电缆介质（如细同轴电缆或双绞线）来选择网卡，另外应选用具有高性能价格比的产品。,4）调制解调器调制就是将数字信号变换成适合于模拟信道传输的模拟信号，解调则是将模拟信号还原成数字信号。目前在多数情况下，大多数远程网络的数据通信还在利用现有的电话通信线路和电话网（虽然长途干线大部分是数字式），而且可能还要维持若干年。5）中继器由于信号在传输介质中传输时存在衰减和噪音，随着传输距离的增长，数据信号变的越来越弱，因此不管是何种网络拓扑结构，也不管采用何种网卡和传输介质，总有一个传输距离限制。中继器的作用就是将信号放大和整形
9、，并按原传播方向重新发送，使信号传播得更遥远。因此，中继器可用来扩展网络或将两个网络段连接在一起，如图6-3所示。,图6-3中继器扩展网络段示意图,中继器在连接各网络段后，整个系统仍属一个网络整体。中继器安装简单、方便使用、价格低，它不仅起到了扩展局域网距离的作用，还能将不同传输介质的网络段连接在一起成为一个网络。6）集线器集线器（hub）可以说是一种特殊功能的多口中继器，它能把多段介质连接在一起，并具有中继器的功能，即能对传输信号进行再生和放大，从而扩展介质长度。7）路由器路由器能在多个网络和不同介质之间提供网络互联的功能，用路由器实现网络互联的示意图如图6-4所示。用路由器连接的网络有最短
10、路径选择问题，如果某个通道损坏，有选择另一条通道并进行信息传输的能力，这样的功能被称为路由选择功能。,图6-4用路由器实现网络互联,8）传输介质传输介质是通信网络中发送方和接收方之间的物理通路。在网络拓扑结构中，设备从不同的点连接到传输介质上，并用中继器来延伸介质长度。有多种物理介质可用于实际传输，每一种物理介质在带宽、延迟、成本和安装维护上都不同。常用的介质大致分为有线介质（如双绞线、同轴电缆、光纤等）和无线介质（如卫星微波、红外线等）。,6.1.3计算机网络的功能和应用1计算机网络的功能计算机网络的出现和发展，为实现网络范围内协同完成大型任务提供了良好的物质条件。尽管具体的计算机网络系统的
11、用途、连接方式、数据传送方式各不相同，但都具有共同的功能特点，概括起来主要包括如下：1）资源共享充分利用计算机网络中提供的资源（包括硬件、软件和数据）是计算机网络组网的目的之一。计算机的许多资源是十分昂贵的，不可能为每个用户所拥有。例如，进行复杂运算的巨型计算机、海量存储器、高速激光打印机、大型绘图仪和一些特殊的外设等，以及一些大型数据库和大型软件等。这些昂贵的资源都可以为计算机网络上的用户所共享。资源共享可以减少重复投资，降低费用，推动计算机应用的发展，这是计算机网络的突出优点之一。,2)数据交换和通信计算机网络中的计算机之间或计算机与终端之间，可以快速可靠地相互传递数据、程序和文件。例如，
12、电子邮件（E-mail）可以使相隔万里的异地用户快速准确地相互通信；电子数据交换（EDI）可以实现在商业部门（如海关、银行等）或公司之间进行订单、发票、单据等商业文件安全准确的交换；文件传输服务（FTP）可以实现文件的实时传递，为用户复制和查找文件提供了有力的工具。网络的通信功能目前得到了越来越广泛的应用，如因特网上的E-mail、IP电话就是计算机网络通信的重要应用。,3)提高系统的可靠性依靠可替代的资源来提高系统的可靠性。例如，所有的文档可在两台或3台计算机中留有副本，那么如果有一台计算机发生硬件故障，用户还可以使用网上的其他副本。此外，多处理机的出现，意味着当一台机器发生故障时，其余的计
13、算机仍可以分担它的工作，这在军事、银行和航空等领域的应用中是极其重要的。4)衡负载通过合理的网络管理，将处于重负荷计算机上的任务分送给其他轻负荷的计算机去处理，并对网络中各资源的忙闲进行合理的调节，缓解用户资源缺乏与工作任务过重的矛盾，从而达到均衡负荷、调剂资源的目的。,5)提供灵活的工作环境用户通过网络把终端连接到办公地点的计算机上，就可在家里办公。商务经营人员可携带便携计算机外出进行商务活动。2计算机网络的应用计算机网络是“无处不有，无时不用”。它已应用到社会生活的各个方面，归纳起来主要有以下9种。1）办公自动化网络可以实现办公自动化，对办公信息的所有管理都可以通过网络系统实施，以达到无纸
14、办公的目标。2）企业信息管理在市场竞争日益激烈的今天，利用网络系统及时地了解和掌握市场、生产和财务等信息，对一个企业的兴衰将起到很大的作用。,3）财务管理用计算机网络进行财务管理不但能提高工作效率，而且具有很强的安全性、规范性及可靠性。4）资料检索这方面的应用由来已久，随着全球互联网的建立和扩展，在这方面的应用更有价值。5）金融管理当代金融管理系统的证券交易、期货交易和信用卡等业务，离开计算机网络系统的支持将寸步难行。这方面的应用对计算机网络的研究和发展推动极大。6）网络通信通过计算机网络实现电子邮件已很普遍，随著高速、宽带网络技术和多媒体技术的发展，传统的电信业务发生了很大的变化。例如，可利
15、用计算机网络召开国际会议，就如同亲临会场一样。,7）POS与ATM系统POS柜台销售信息网络系统是当今大型或超级市场现代化管理的标志，ATM自动收款机则是电子货币过渡的一个得力工具。8）文件卫生随着网络技术的快速发展，异地授课、答疑、批改作业和名医异地看病、会诊、开药方的时代已经到来。9）交互娱乐交互式娱乐将是一个巨大的潜在市场，这里最吸引人的是视频点播，人们可选择自己喜爱的电影、电视节目，下载到自己的计算机上播放，另外网络实时交互游戏更是一个非常诱人的应用。,6.1.4网络协议1网络协议概念计算机网络是由多个互连的结点组成的，结点之间需要不断地交换数据与控制信息。要做到有条不紊地交换数据，每
16、个结点都必须遵守一些事先约定好的规则，这些规则明确规定了所交换数据的格式以及有关的同步问题。这些为网络数据交换而制定的规则、约定于标准被称为网络协议。网络协议主要由以下3个要素组成。1）语法：用户通信数据和控制信息的结构与格式。2）语义：对具体事件应发出何种控制信息，完成何种动作以及做出何种应答。3）时序：对事件实现顺序的详细说明。由此可见，网络协议是计算机网络不可缺少的组成部分。为了保证计算机网络中大量的计算机之间可以有条不紊地交换数据，就必须制定一系列的网络协议。,2网络体系结构我们将计算机网络的各层及其协议的集合定义为计算机网络体系结构。网络体系结构对计算机网络应该实现的功能进行了精确的定义，而这些功能是用什么样的硬件与软件去完成的，则是具体的实现问题。体系结构是抽象的，而实现是具体的，它是指能够运行的一些硬件和软件。1974年IBM公司提出了世界上第一个网络体系结构，这就是系统网络体系结构。此
