[计算机软件及应用]信息技术导论复习资料LDT.doc

信息技术导论概述当今社会的三大热点技术：信息技术，生物技术，纳米技术一、信息信息的几种定义：信息是指数据、信号、消息中所包含的意义。（报纸、电视）信息是现实世界中可以被感官直接或间接感知的一切有意义的东西。（听、看）信息是客观事物的各种表现和反映。（春、夏）信息是符号传送的报道，报道的内容是接受信号者预先不知道的。信息(Information)就是指以声音、语言、文字、图像、动画、气味等方式所表示的实际内容。信息和载体的关系： 信息必须通过载体才能体现； 载体本身不是信息； 同样的信息，可以用不同的载体。信息的十大基本特征：可量度、可识别、可转换、可存储、可处理 、可传递、可再生、可压缩、可利用、可共享。二、信息技术的发展信息技术的含义信息技术（Information Technology），简称IT 信息技术领域的关键技术：微（纳）电子与光电子、软件、计算机和通信信息技术领域的基础：软件、微（纳）电子与光电子 信息技术群包括：信息处理技术、感测技术、通信技术、控制技术（主体）、微电子技术、激光技术、生物技术、机械技术（支持技术）、新材料、新能量技术（基础性技术）等。三、现代信息技术1946年在美国诞生了世界上第一台计算机ENIAC(埃尼阿克)计算机的发展趋势：巨型化、微型化、网络化、智能化网络的诞生：1969年11月21日， 加利福尼亚大学洛杉矶分校的计算机与斯坦福研究所的计算机联通，诞生网络。计算机的发展历史：（四个时代）电子管时代 (1946-1957)晶体管时代 (1958-1964)中小规模集成电路时代 (1965-1970)大规模、超大规模集成电路时代 (1970-今)晶体管的优点：体积小，耗能低，性能稳固网络的诞生：1969年11月21日， 加利福尼亚大学洛杉矶分校的计算机与斯坦福研究所的计算机联通，诞生网络。计算机界的摩尔定律：随着微电子工业水平的不断增加，单位面积集成电路板上能被集成的晶体管数目，将会以每18个月翻一番的速度稳定增长，并在今后数十年内保持这种势头。四、计算机基本结构计算机系统由硬件系统和软件系统两大部分组成，硬件系统由运算器、控制器、存储器、输入设备和输出设备组成。到目前为止，我们所使用的计算机都属于冯诺依曼结构。冯诺依曼理论体系的基本特点是程序和数据统一存储并在程序控制下自动工作，即存储程序和程序控制。 1.中央处理器中央处理器(CPU)的组成、功能及发展,运算器和控制器合起来称之为中央处理器(CPU) 2.存储器存储器中所包含的存储单元的数量称为存储容量，其计量基本单位是字节(Byte,简称B)，8个二时制位称为一个字节。随机存取存储器(RAM)：断电后，RAM中数据全部丢失，可读可写。内存储器 只读存储器(ROM)：断电后不会丢失数据，但只能进行读操作。外存储器 硬盘：可读可写 几十个GB外存储器 软盘：可读可写 1.44MB光盘：只读不写 650MB；可读写光盘3.常见的输入输出设备及作用常用的输入设备有键盘、鼠标，除此之外，还有光笔、扫描仪、话筒，数码相机等，常用的输出设备有显示器、扫印机、音箱、绘图仪。4.软件的概念及分类计算机的软件系统分为系统软件和应用软件两大类。5.系统软件的功能主要用于计算机内部的管理、维护、控制、运行以及计算机程序的翻译、编辑、控制和运行等，它能使用户方便地操作计算机，主要包括操作系统，监控管理程序、设备驱动程序、语言编译系统等，其中常用的操作系统有DOS 、UNIX 、Windows 、Netware 、Windows NT、Windows2000、Linux。常用的高级语言有：FORTRAN 、BASIC 、COBOL 、PASCAL 等。常见的数据库管理系统有Dbase、FoxBase、Foxpro 、Oracle 、Sybase等。 6.应用软件的功能应用软件是为了解决实际问题而编写的计算机程序。常见的有Word、Excel、商品流通管理系统、仓库管理系统、计算机辅助教学课件等。未来信息技术发展：1,软件领域:网络化,多媒体化,操作方便；2,硬件领域:体积小,功能多,性能强；3,网络技术:高速快捷,多网合一,安全保密信息技术在国民经济中的地位和作用通信领域：固定电话；移动电话；广播电视；计算机网络制造业：先进的仪器和设备；数字制造军事领域：火炮、导弹控制；飞机；航空和航天：火箭；飞船社会生活：家庭娱乐；办公；工作；经济活动：财经；股票；投资 各行各业离不开信息技术（信息的世纪）未来信息技术发展软件领域：网络化,多媒体化,操作方便； 硬件领域：体积小,功能多,性能强；网络技术：高速快捷,多网合一,安全保密。计算机体系结构一、计算机概述计算机：现代计算机是指一种能存储数据和程序、并能自动执行程序，能快速、高效地自动完成对各种数字化信息处理的电子设备。计算机发展简史：第一代计算机：1946-1957年，电子管计算机第二代计算机：1958-1963年，晶体管计算机第三代计算机：1964-1970年，集成电路计算机第四代计算机：1971年以后，大规模和超大规集成电路计算机根据计算机制造过程中各逻辑功能部件采用的电子器件的不同进行划分计算机的分类：大型主机(mainframe)w 小型计算机(minicomputer)个人计算机(personal computer)w 工作站(workstation)w 巨型计算机(super computer)w 小巨型机(mini supercomputer)计算机的应用1. 科学计算(数值计算)。计算机在处理计算量大、时间性强的数值计算中尤其表现出巨大威力。2. 数据处理(非数值计算)。对大批量的信息进行收集、分类、排序、传送、存储以及打印报表和图形等。在办公自动化、事务管理和情报检索等领域应用十分广泛。3. 过程控制。在生产过程中对现场数据 进行巡回检测并由计算机进行自动调节和控制。（工业自动化及现代化的武器系统等）4. 计算机辅助系统。包括: CADComputer Aided Design 。利用计算机的图形功能做各种设计工作。 CAMComputer Aided Manufacture 。利用计算机管理、控制生产设备及其操作。 CAIComputer Aided Instruction 。利用多媒体计算机的图、文、声功能实施教学5.人工智能。用计算机来模拟人的智能，包括：模式识别、景物分析、自然语言理解和生成、专家系统、博弈、机器人。二、微型计算机系统的基本组成微型计算机系统结构框图冯诺依曼型计算机的基本结构1945年美籍匈牙利科学家冯诺依曼(Von Neumann)提出了一个“存储程序”的计算机方案。这个方案包含3个要点：采用二进制数的形式表示数据（Data）和指令(Instruction)。将指令和数据存放在存储器中。计算机硬件由控制器、运算器、存储器、输入设备和输出设备5大部分组成。其工作原理的核心是“程序存储”和“程序控制”，就是通常所说的“顺序存储程序”概念。我们把按照这一原理设计的计算机称为“冯诺依曼型计算机” 。指令是一组计算机能识别并能执行的各种基本操作命令。程序（Program）是为解决某一问题而选用的一组有序指令的集合。2.2.1 微处理器CPU（Central Processing Unit）CPU是计算机中最关键的部件，它由控制器、运算器、寄存器组和辅助部件组成。运算器：用来进行算术运算和逻辑运算的部件。控制器：从存储器中取出指令、分析指令、确定指令类型并对指令进行译码，负责向其他各部件发出控制信号。寄存器：用来存放当前运算所需的各种操作数、地址信息、中间结果等内容。字长: 8位、16位（8088，80286）、32位（80386，80486）、64位（Pentium）主频：4.77MHz 500MHz 3.0GHz2.2.2 总线结构所谓总线（Bus），是指微型计算机各部件之间传送信息的通道。CPU内部的总线为内部总线，连接微型计算机系统各部件的总线称为外部总线。微型计算机的系统总线从功能上分为地址总线、数据总线和控制总线。 1地址总线 寻址空间 地址总线(Address Bus)是单向的。地址总线的位数决定了CPU的寻址能力，也决定了微型机的最大内存容量。2数据总线 传送数据 数据总线(Data Bus)用于传输数据。数据总线的传输方向是双向的，是CPU与存储器、CPU与I/O接口之间的双向传输。3控制总线 传送控制信号控制总线(Control Bus)是CPU对外围芯片和I/O接口的控制以及这些接口芯片对CPU的应答、请求等信号组成的总线。2.2.3 内部存储器存储器(Memory)是计算机的记忆部件，负责存储程序和数据。分类：主存储器（内存） 辅助存储器（外存） 随机存储器RAM (Random Access Memory) 只读存储器ROM (Read Only Memory) ROM：存放固定不变的程序、数据和系统软件；其中的信息只能读出不能写入；断电后信息不会丢失。 RAM：是一种读写存储器，其内容可以随时根据需要读出或写入；断电后信息丢失。 关于存储的几个重要概念 位：是计算机中存储数据的最小单位。指二进制数中的一个位数，其值为“0”或“1”，其英文名为“bit”。字节：是计算机存储容量的基本单位，计算机存储容量的大小是用字节的多少来衡量的。其英文名为“byte”，通常用“B”表示。字长：是计算机CPU一次处理数据的实际位数，是衡量计算机性能的一个重要指标。字长越长，一次可处理的数据二进制位越多，运算能力就越强，计算精度就越高。 2.2.4 主板2.2.5 外部存储器软盘：硬盘：容量大，速度较软盘快；光盘：只读，650M。单速为150KB/S，目前常用48倍速；读写光盘。2.2.6 输入设备键盘，鼠标，扫描仪，光笔，数字化仪，麦克风，数码相机等2.2.7 输出设备显示器，打印机，绘图仪，声音输出设备，投影机等2.2.8 电源与机箱2.2.9 微型计算机硬件发展展望（1）功能强大 微机的运算速度、存储器容量大大加强。（2）微型化、集成化 半导体材质不断改进，目前已研制出了铜芯片，使计算机的结构与形式发生了变化。如笔记本电脑、掌上电脑。 2.2.10 软件系统软件系统又可分为系统软件和应用软件两大类。系统软件 系统软件是管理、监控、维护计算机资源（包括硬件与软件）的软件。包括： 操作系统 程序设计语言 各种程序设计语言的处理程序 工具软件 应用软件 应用软件是用户为了解决实际问题而编制的各种程序。如各种工程计算、模拟过程、辅助设计和管理程序、文字处理和各种图形处理软件等等在系统软件的基础上开发出来的实现某种具体功能的软件程序设计语言机器语言：计算机可以直接识别的语言汇编语言：需要编译的低级语言高级语言：更接近人类的自然语言，需要专门的编译软件编译才能执行计算机系统的层次结构2.3 计算机信息处理原理十进制数十进制数的特点：逢十进一，标志位 D只0 1 2 3 4 5 6 7 8 9 十个数权值：an*10 n-1 + an-1*10 n-2+.+ a1*10 0+b1*10-1+ b2*10-2. bn*10-n二进制数二进制数的特点：逢二进一，标志位 B只有0和1两个数权值：an*2 n-1 + an-1*2 n-2+.+ a1 *2 0+b*2-1+ b*2-2. b*2-n八进制数­八进制数的特点：逢八进一；标志为O；­有0、1、2、3、4、5、6、7八个数；­权值：an*8 n-1 + an-1*8 n-2+.+ a1*8 0+b1*8-1+ b2*8-2. +bn*8-n十六进制数­十六进制数的特点：逢十六进一，标志为H；­有0 1 2 3 4 5 6 7 8 9 A B C D E F十六个数；­权值：an*16 n-1 + an-1*16 n-2+.+ a1*16 0 + b1*16-1+ b2*16-2. bn*16-n数制转化 使用计算器进行转换 基本原则：整数和小数部分分别转换 二、八、十六进制数转化成十进制数：按权值展开 十进制(D)数转化成二、八、十六进制数： 整数部分除法取余，小数部分乘法取整 二、八、十六进制数互换 四位二进制数的14位分别对应十进制数：8，4，2，1 四位二进制数对应一位十六进制数 三位二进制数对应一位八进制数ASCII码汉字编码 外码（拼音、五笔等） 交换码（GB2312-80的十六进制编码） 机内码（GB码,BIG5码,CJKGB码等） 输出码操作系统一、操作系统形成与发展l 形成阶段 手工操作阶段批处理阶段管理程序阶段多道程序系统阶段 l 操作系统的发展微机操作系统网络操作系统分布式操作系统多媒体操作系统操作系统的类型单用户操作系统批处理操作系统分时操作系统，特征：同时性，独立性，交互性和及时性实时操作系统，特征：及时性，交互性，安全可靠性及多路性网络操作系统，基本功能：网络通信、资源管理、提供多种网络服务、提供网络接口分布式操作系统，特征：多主机系统、分散型分布、资源分布共享和统一协作二、操作系统的基本概念操作系统：操作系统是对计算机系统的硬件、软件资源进行控制和管理，方便用户，提高系统资源利用率的程序系统。操作系统的作用：方便用户资源管理： 监视、分配、回收和保护资源 资源： 硬件资源与软件资源，即处理器、存储器、I/O 设备以及相应的信息（数据与程序）。 服务用户2.1操作系统的特征1. 并发性：两个或多个事件在同一时间间隔内发生。2. 共享性：多个用户或用户程序共同使用某个系统资源。（分为互斥共享和同时共享两种）。3. 虚拟性：将一个物理实体映射为若干个逻辑对应物。4. 异步性：内存中的多个进程均按照各自独立的、不可预知的速度向前推进。2.2 典型微机操作系统DOS( Disk Operating System)单用户、单任务操作系统。Windows单用户、多任务操作系统。UNIX操作系统三、DOS操作系统3.1 DOS操作系统简介DOS操作系统的任务 控制和管理计算机的硬件、软件资源DOS操作系统的功能 处理器管理；存储器管理；设备管理；文件管理；作业管理DOS的四个基本组成部分是：1)引导程序（BOOT）2)输入/输出管理程序（IO.SYS）3)磁盘文件管理程序（MSDOS.SYS）4)命令处理程序（COMMAND.COM）3.2 文件和目录的基本概念3.3 DOS操作系统3.4 常用DOS命令四、WINDOWS操作系统4.1 Windows 2000/XP历史4.2 Windows 2000/XP体系结构4.3 Windows 操作系统的基本功能4.1 Windows 2000/XP历史lMS-DOSlWindows 95/98/MelWindows NTlWindows 2000lWindows XPl Windows Longhorn1. WIN2000操作系统是由美国微软公司推出的32位、图形用户界面、多任务、抢先式操作系统。2. Window2000的运行特征l窗口操作l控制部件：复选按钮；单选按钮；文本框；列表框l菜单l任务栏l开始菜单l任务管理器4.2 Windows 2000/XP体系结构通过硬件机制实现了核心态(管态，kernel mode)和用户态(目态，user mode)两个特权级别。操作系统中的那些至关重要的代码在核心态运行，可访问系统数据和硬件。用户程序在用户态运行，不能访问操作系统特权代码和数据。只能通过系统调用访问。4.3 WINDOWS操作系统的基本功能管理计算机系统的硬件、软件资源l 处理器管理是操作系统根据一定的调度算法分配处理机；l 存储管理是分配、收回与保护存储单元；l 设备管理主要是对设备进行分配、回收与控制；l 文件管理涉及文件存储空间的分配与回收、文件目录管理、文件读写与保护等；l 作业管理、通信事务管理是操作系统提拱给用户的最直接服务。五、计算机病毒简介5.1 计算机病毒发展史5.2 计算机病毒的特点及分类5.3 预防病毒的措施计算机病毒(computer virus)是一种人为编制的程序或指令集合。这种程序能够潜伏在计算机系统中，并通过自我复制传播和扩散，在一定条件下被激活，并给计算机带来故障和破坏。这种程序具有类似于生物病毒的繁殖、传染和潜伏等特点，所以人们称之为“计算机病毒”。计算机病毒一般通过软盘、光盘和网络传播。计算机病毒在网络系统上的广泛传播，会造成大范围的灾害，其危害性很严重。计算机病毒发展史 萌芽时期:程序员的游戏(磁芯大战 )六十年代晚期到七十年代早期:开发人员的恶作剧(还未出现可以传染的具有病毒特征的程序) 七十年代上半叶:简单的网络雏形出现, 计算机开始互联,“病毒”产生了(“爬行者”程序 成为早期的病毒雏形)同时简单的清除程序出现(杀病毒软件的雏形“清除者” )八十年代早期:电脑已经在国外变得非常普遍了,出现了最早的独立程序员,他们成为病毒的先驱者.同一时期网络的普及也导致诞生一种新类型的病毒程序"木马" ,盗窃密码是最早的用途.至此以后病毒进入了一个高速发展的阶段5.2计算机病毒的特点及分类隐蔽性 传染性l潜伏性 破坏性 可触发性病毒的主要分类方式按照寄生方式和传染途径：引导型病毒 文件型病毒 混合型病毒 宏病毒 蠕虫病毒按照计算机病毒的链结方式分类：源码型病毒 嵌入型病毒 外壳型病毒 操作系统型 源码型病毒：该病毒攻击高级语言编写的程序,该病毒在高级语言所编写的程序编译前插入到原程序中,经编译成为合法程序的一部分。外壳型病毒：外壳型病毒将其自身包围在主程序的四周,对原来的程序不作修改.这种病毒最为常见,易于编写,也易于发现,一般测试文件的大小即可知。嵌入型病毒：这种病毒是将自身嵌入到现有程序中,把计算机病毒的主体程序与其攻击的对象以插入的方式链接。这种计算机病毒是难以编写的,一旦侵入程序体后也较难消除。如果同时采用多态性病毒技术、超级病毒技术和隐蔽性病毒技术,将给当前的反病毒技术带来严峻的挑战。操作系统型病毒：这种病毒用它自已的程序企图加入或取代部分操作系统进行工作,具有很强的破坏力,可以导致整个系统的瘫痪。圆点病毒和大麻病毒就是典型的操作系统型病毒。计算机病毒的危害l 删除磁盘上的可执行文件和数据文件，使系统不能启动或信息丢失；l 病毒在计算机中不断复制，使得磁盘的存储空间越来越少，工作速度越来越慢；l 网络中的病毒程序可使整个网络处于瘫痪状态：交通指挥系统失灵；卫星、导弹操作失控；银行金融系统停顿；社会生活一片混乱。预防病毒的措施l 隔离来源： 控制外来磁盘（U盘），避免交错使用软盘。l 静态检查：定期用几种不同的杀毒软件对磁盘进行检测，以便发现病毒并能及时清除。l 动态检查：在操作过程中，要注意种种异常现象，发现情况要立即检查，以判别是否有病毒计 算 机 网 络一、计算机网络的形成与发展1.1 计算机网络发展阶段的划分第一阶段：20世纪50年代：数据通信技术的研究与发展第二阶段：20世纪60年代：ARPANET与分组交换技术的研究与发展第三阶段：20世纪70年代：网络体系结构与协议标准化的研究 广域网、局域网与公用分组交换网的研究与应用第四阶段：20世纪90年代：Internet技术的广泛应用 网络计算技术的研究与发展 宽带城域网与接入网技术的研究与发展 网络与信息安全技术的研究与发展1.2 计算机网络的形成1946年世界上第一台电子数字计算机ENIAC诞生时，计算机技术与通信技术并没有直接的联系；20世纪50年代初，由于美国军方的需要，美国半自动地面防空系统（SAGE）的研究开始了计算机技术与通信技术相结合的尝试；随着计算机应用的发展，出现多台计算机互连的需求，网络用户希望通过网络实现计算机资源共享的目的；典型的研究成果是ARPA网ARPANET 美国国防部高级研究计划局因特网的前身；第一个分组交换网；是计算机网络技术发展中的一个里程碑。ARPANET对计算机网络技术发展作出了重要的贡献ARPANET网主要贡献表现在以下几个方面:完成了对计算机网络定义、分类的研究。提出了资源子网、通信子网的网络结构概念。研究了分组交换方法。 促进了TCP/IP协议体系的发展。为Internet的形成与发展奠定了基础。1.3 网络体系结构与协议标准化的研究一些大的计算机公司纷纷提出了各种网络体系结构与网络协议；国际标准化组织（ISO）成立专门委员会研究网络体系结构与网络协议国际标准化问题；ISO正式制订了开放系统互连参考模型，制订了一系列的协议标准；实验性阶段，研究人员就开始了TCP/IP协议雏形的研究；TCP/IP协议的成功促进了Internet的发展，Internet的发展又进一步扩大了TCP/IP协议的影响 1.4 宽带网络与全光网络技术的研究与发展 很多国家的政府与企业投入巨额资金，把宽带网络作为战略产业来发展； 宽带网络在基础设施、网络产品、信息服务等多个层面上提供了巨大的市场机会，为新的网络服务运营商提供了发展的空间，从而也带动了网络产业的结构调整；宽带网络建设的两个关键是宽带骨干网技术和宽带接入网技术的发展；全光网会给未来通信网的宽带、容量带来更大地发展空间。宽带网络技术:具有高速数据传输速率和吞吐量的技术。宽带网络：宽带骨干网络技术；宽带接入网络技术接入技术: 数字用户环路（xDSL） 光纤同轴电缆混合网（HFC） 光纤接入 无线接入 局域网接入全光纤网络技术: AON All Optical Network以光结点代替网络中的电节点，用光缆连接各个光节点，利用光信号传输数据的技术。二、计算机网络的定义2.1 计算机网络定义的基本内容广义的观点：以计算机技术与通信技术相结合，以传输信息为主要目的、用 通信线路连接的多台计算机系统的集合。资源共享观点：以能够相互共享资源的方式互连起来的，各自具有独立功能 的计算机系统的集合网络建立的主要目的是实现计算机资源的共享；互连的计算机是分布在不同地理位置的多台独立的“自治计算机系统”；连网计算机在通信过程中必须遵循相同的网络协议。物理结构观点：在网络协议控制下，由多台计算机、若干台终端、数据传输设备以及计算机与计算机间、终端与计算机间进行通信的设备所组成的计算机复合系统。2.2 现代网络结构的特点 早期计算机网络结构： 从逻辑功能上可以分为资源子网和通信子网等两个部分。资源子网 功能：负责数据处理，并向网络用户提供各种网络资源和网络服务。 组成：主计算机系统 工作站终端 终端控制器 共享连网设备 各种软件资源和信息资源通信子网 功能：提供网络的数据传输、转发等通信处理任务。 组成：通信控制处理机；通信线路信号变换设备三、计算机网络的拓扑构型3.1 计算机网络拓扑的定义计算机网络拓扑主要是指通信子网的拓扑构型; 拓扑设计对网络性能、系统可靠性与通信费用都有重大影响。网络拓扑方法：根据通信子网中通信信道类型分类；通信信道类型：广播信道与点-点线路3.2 计算机网络拓扑的分类在采用广播信道通信子网中，一个公共的通信信道被多个网络结点共享；广播信道通信子网的基本拓扑构型： 总线型 树型 环型 无线通信与卫星通信型在采用点-点线路的通信子网中，每条物理线路连接一对节点；点-点线路的通信子网基本拓扑构型有： 星型 环型 树型 网状型四、计算机网络的分类计算机网络的分类的主要方法是以下两种根据网络所使用的传输技术分类根据网络的覆盖范围与规模分类4.1 根据网络所使用的传输技术分类通信信道的类型有两类：广播通信信道；点-点通信信道相应的计算机网络也可以分为两类： 广播式网络（Broadcast Networks） 点-点式网络（Point-to-Point Networks） 广播式网络（Broadcast Networks）:特点：所有连网计算机都共享一个公共通信信道。发送数据包时，网络上的每台计算机都接收到这个数据包，进行地址比较，地址相同就接收。广播式网络（Broadcast Networks）:发送地址形式：广播：数据包发出以后，网络上的每台计算机都接收到这个数据包并处理。多点播送或组播：数据包是发送给网络中的某些计算机。单点播送：数据包是发送给网络中的某个计算机。点到点式网络（Point-to-Point Networks）:特点：每条物理线路连接一对计算机。两台计算机之间的数据传输要通过中间节点直至目的节点。中间节点能够接收、存贮、转发数据。从源节点到目的节点可能存在多条路由。采用分组存储转发与路由选择是点到点式网络与广播式网络的重要区别之一。4.2 根据网络的覆盖范围与规模分类局域网（LAN，Local Area Network）城域网（MAN，Metropolitan Area Network）广域网（WAN，Wide Area Network局域网的技术特点:覆盖有限的地理范围，它适用于公司、机关、校园、工厂等有限范围内的计算机、终端与各类信息处理设备连网的需求；提供高数据传输速率（10Mbps10Gbps）、低误码率的高质量数据传输环境；一般属于一个单位所有，易于建立、维护与扩展.从介质访问控制方法的角度，局域网可分为共享介质式局域网与交换式局域网两类。城域网的技术特点:城域网是介于广域网与局域网之间的一种高速网络；城域网设计的目标是要满足几十公里范围内的大量企业、机关、公司的多个局域网互连的需求；实现大量用户之间的数据、语音、图形与视频等多种信息的传输功能；城域网在技术上与局域网相似。广域网的技术特点:广域网也称为远程网；覆盖的地理范围从几十公里到几千公里；覆盖一个国家、地区，或横跨几个洲，形成国际性的远程网络；通信子网主要使用分组交换技术；它将分布在不同地区的计算机系统互连起来，达到资源共享的目的根据网络传输介质进行分类有线网：采用双绞线、同轴电缆以及光纤作为传输介质的计算机网络。中间节点能够接收、存贮、转发数据。无线网：使用电磁波作为传输介质的计算机网络。可以传输无线电波和卫星信号。五、典型计算机网络5.1 ARPANET1969年11月，实验性的ARPANET开通；1975年，ARPANET 已经连入了100多台主机，并且结束了网络实验阶段，移交美国国防部国防通信局正式运行；1983年1月，ARPANET向TCP/IP的转换结束；80年代中期，ARPANET成为Internet的主干网；1990年，ARPANET退役。ARPANET对网络的产生与发展起了重要的影响。主要研究内容:分组交换设备、网络通信协议、网络通信与网络操作系统网络互联 （TCP/IP协议）域名系统5.2 NSFNET5.3 Internet80年代中期人们开始认识到Internet的重要作用90年代是Internet历史上发展的最快的时期；Internet应用主要有E-mail、WWW、Telnet、FTP与Usenet等，随着Internet规模和用户的不断增长，Internet上的应用领域也进一步得到开拓； 从用户的角度来看，Internet是一个全球范围的信息资源网；从网络结构角度看，Internet是一个由路由器互联起来的大型网际网。Internet 2由于Internet的商业化与业务量增多，导致网络整体性能降低；1996年10月，一些大学申请建立Internet2，为其成员组织服务，初始运行速率可达10Gbps；Internet2可以用于多媒体虚拟图书馆、远程医疗、远程教学、视频会议、视频点播、天气预报等领域；Internet2在网络层运行的是IPv4，同时也支持IPv6业务，希望形成下一代Internet的技术与标准。 互联网在中国的进展第一阶段（1986.6 - 1994.3）Email by Indirect Connections to Internet（跨越长城）1986：拨号连接1989：X.25 PSDN 连接1993：租线路第二阶段（1994 年以后）与Internet直接互联中国最大的4个互联网业务商1994.4： CSTNet （中国科技网） 1995.5： ChinaNet （中国公用网） 1995.11：CERNet （中国教育网） 1996.9： ChinaGBN（中国金桥网）网络体系结构与网络协议8.1 网络体系结构的概念8.1.1 网络协议的概念为网络数据交换而制定的规则、约定和标准被称为网络协议（Protocol）网络协议的三要素：语法：即用数据与控制信息的结构与格式。语义：即需要发出何种控制信息，以及要完成的动作与作出的响应。时序：即对事件实现顺序的详细说明8.2 OSI参考模型8.2.1 OSI参考模型的基本概念OSI参考模型的提出：1974年，ISO发布了著名的ISOIEC7498标准，它定义了网络互联的七层框架，即开放系统互联 （OSI，Open System Internetwork）参考模型。8.2.2 OSI参考模型的结构ISO划分七层结构的基本原则：网中各节点都具有相同的层次；不同节点的同等层具有相同的功能；同一节点内相邻层之间通过接口通信；每层可以使用下层提供的服务，并向其上层提供服务；不同节点的同等层通过协议来实现对等层之间的通信。OSI参考模型各层的功能物理层的主要功能：(第一层)利用传输介质为通信的网络结点之间建立、管理和释放物理连接；实现比特流的透明传输，为数据链路层提供数据传输服务；物理层的数据传输单元是比特。数据链路层的主要功能: (第二层)在物理层提供的服务基础上，数据链路层在通信的实体间建立数据链路连接；传输以“帧”为单位的数据包；采用差错控制与流量控制方法，使有差错的物理线路变成无差错的数据链路。 网络层的主要功能: (第三层)通过路由选择算法为分组通过通信子网选择最适当的路径；为数据在结点之间传输创建逻辑链路；实现拥塞控制、网络互连等功能。传输层的主要功能: (第四层)向用户提供可靠端到端（end-to-end）服务处理数据包错误、数据包次序，以及其他一些关键传输问题传输层向高层屏蔽了下层数据通信的细节，是计算机通信体系结构中关键会话层的主要功能: (第五层)负责维护两个结点之间的传输链接，以便确保点-点传输不中断管理数据交换表示层的主要功能: (第六层)用于处理在两个通信系统中交换信息的表示方式；数据格式变换；数据加密与解密；数据压缩与恢复应用层的主要功能: (第七层)为应用程序提供了网络服务;应用层需要识别并保证通信对方的可用性，使得协同工作的应用程序之间的同步;建立传输错误纠正与保证数据完整性的控制机制。8.3 TCPIP参考模型8.3.1 TCPIP参考模型的发展TCP/IP协议的起源:TCP/IP协议研究时，并没有提出参考模型；1974年Kahn定义了最早的TCP/IP参考模型；80年代Leiner、Clark等人对TCP/IP参考模型进一步的研究；TCP/IP协议一共出现了6个版本，后3个版本是版本4、版本5与版本6；目前我们使用的是版本4，一般被称为IPv4 ；IPv6被称为下一代的IP协议TCP/IP 协议的特点:开放的协议标准，可以免费使用，并且独立于特定的计算机硬件与操作系统。独立于特定的网络硬件，可以运行在局域网、广域网，更适用于互联网中。统一的网络地址分配方案，使得整个TCP/IP设备在网中都具有唯一的地址。标准化的高层协议，可以提供多种可靠的用户服务8.3.2 TCP/IP参考模型各层的功能应用层 (application layer)传输层 (transport layer)互连层 (internet layer)主机-网络层 (host-to-network layer)8.4.4 网络互连的层次网络互连的层次根据网络层次的结构模型，网络互连的层次可以分为：数据链路层互连：数据链路层互连的设备是网桥 (Bridge) 网络层互连：网络层互连的设备是路由器 (Router)高层互连：传输层及以上各层协议不同的网络之间的互连属于高层互连，高层互连的设备是网关(Gateway)网络体系结构与网络协议是网络技术中两个最基本的概念；为网络数据交换而制定的规则、约定与标准被称为网络协议；网络层次结构模型与各层协议的集合定义为计算机网络体系结构；OSI参考模型定义了开放系统的层次结构、层次之间的相互关系及各层可能包括的服务，对推动网络协议标准化的研究起到重要的作用； TCP/IP参考模型与协议利用正确的策略，抓住了有利的时机，伴随着Internet的发展而成为目前公认的工业标准。 1) 协议的概念.协议即规矩,或通信双方事先商量好的约定.2) 在Internet中,采用TCP/IP协议组. TCP:Transmission Control Protocol (传输控制协议) IP