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第3章 认识计算机网络——概述(1)

本项目通过介绍计算机网络的基本知识,通过项目训练让读者了解计算机网络的基本组成、分类和作用等框架性知识,并明确本教材的学习重点和目标一、教学目标

最终目标:了解计算机网络的基本概况和学习目标。

促成目标:

1.掌握计算机网络的基本组成;

2.了解计算机网络作用;

3.熟悉计算机网络的类型;

4.明确本教材的学习目标。

二、工作任务

1.分析身边的自己熟悉的“网络”,通过类比各种生活中的网络,重点勾勒计算机网络的组成部分,总结计算机网络的概念和主要组成部分;

2.会使用计算机网络所能提供的各种服务,了解计算机网络的作用;

3.简单描述各种不同的网络环境,了解各种计算机网络类型;

4.了解本教材的重点学习目标。

模块1熟悉计算机网络的组件和作用

一、教学目标

最终目标:能描述计算机网络的基本组件。

促成目标:

1.掌握计算机网络的概念;

2.熟悉计算机网络的组成部分;

3.了解计算机网络的作用。

二、工作任务

1.通过对现实生活中各种网络的分析来了解计算机网络的基本组成;

2.通过相关网络软件的使用体会网络的用途。

三、相关知识点

(一)网络的概念

网络的概念从广义上来说,可以涵盖许多领域,很多独立的系统无一都是由各种“网络”组成。

比如说社会领域里面的邮政系统由“邮局、信箱、邮递员、邮政车和邮件”组成自己的“网络”,电力系统由“供电局、变压器、电线、电力”组成自己的“网络”,自来水系统由“自来水厂、各类运水管道、水阀、自来水”组成自己的“网络”;生物领域里面动物的循环系统由“心脏、血管和血液”组成一个“网络”、神经系统由“大脑、脊椎、神经”组成一个“网络”;运输领域里面汽车运输系统由“汽车、公路、车站、货物”组成自己的“网络”,火车运输系统由“火车、铁路、车站、货物”组成自己的“网络”等;至于通信领域就有更多典型的网络系统,诸如电话系统由“电信局、电话线路、电话机”组成自己的“网络”、有线电视由“有线电视台、同轴电缆线缆、电视机”组成自己的网络,家庭宽带上网由“电信局、电话线路、光纤/双绞线、计算机”组成自己的网络等等。

日常生活中的电话系统、有线电视等都具备什么特征呢?有终端、线缆、局方设备等,其中线缆和局方设备是为终端设备能传递信号服务的,比如语音、视频、电力、自来水等。综观以上这些不同的网络,都有一些典型的特征,即都由“核心节点,传输线路或载体,终端节点和传输的内容”组成。

网络有许多不同的类型,不同的网络要完成各自的任务,并为我们提供各种不同的服务。在一天的生活中,我们需要用电、用水,可能要打电话、看电视、听收音机、上网搜索资料,甚至与另一个国家的人玩游戏。所有这些活动都要依赖稳定、可靠的网络来完成。

计算机网络也是属于“网络”的一种,只不过它现在是专门提供数据通信的网络,它同样具有和其他网络相似的特征。狭义的网络主要是指计算机网络,也是本教材主要的学习目标,它目前已经成为人类生活越来越不可或缺的组成部分了。

拓展知识——三网合一

在上世纪90年代及以前,通信技术不像现在这么发达,语音、视频和计算机数据通信都需要单独、专用的网络,每个网络都要使用不同的设备来访问。如果人们要同时(可能的话使用一台设备)访问所有这些网络,那该怎么办呢?

新技术的出现解决了这一问题,一种可以同时提供多种服务的新型网络应运而生。

这种新的融合网络与专用网络不同,它可以通过同一个通信通道或网络结构提供语音、视频和数据服务。

(二)计算机网络溯源

什么是计算机网络?网络能为我们做什么?在回答这些问题之前,让我们先回顾一下,在网络未普及之前个人电脑(Personal Computer,PC)单机运行的时代。IBM公司于1981年发布了自己的个人电脑,称为“IBMPC”,PC机自20世纪80年代发展起来,并逐渐迅速在家庭和办公室普及开来。随着PC机在家庭和办公室的普及,单机运行的种种弊端逐渐显露出来。人们需要在计算机之间交换数据和信息,就像在办公室,同事之间总会因为工作需要交换公文、档案、信息等,当计算机在各种办公事务中发挥越来越重要的作用的时候,就需要在计算机和计算机之间相互交换信息。

在计算机网络未普及前,人们在PC机间交换信息靠的一种人力的网络——“Sneaker-Net”。即当你想打印在你PC机上编辑好的文档,但是你的PC机上并没有安装打印机,那你只有先把它储存到磁盘上,然后走到另一个有打印机的机器那儿打印。这种“运动鞋式网络”可不是数字时代的效率模式,不过,那时网络尚未普及,个人电脑处理的数据量也不大,大家带着软盘跑来跑去倒也乐在其中。

随着时代的发展,计算机数目不断增加,处理的数据量也越来越大,原先的Sneaker Net的运作方式已经越来越不能满足公司的业务不断发展的需求,计算机网络应运而生。其中局域网(Local Area Network,LAN)技术成为代替“Sneaker Net”的一种快速发展的技术。相对于独立计算机(即只使用本地磁盘上程序和数据的个人计算机)而言,在企业内部实施局域网技术可以带来更多好处。最重要的一点是允许企业和部门多个用户共享设备和数据,其中设备和数据统称为网络的资源。对于任何组织而言,共享设备都会节省开销。比如,与其为20位雇员每人都购买打印机,不如只购一台,让这20位雇员通过网络共享这台设备。共享设备也会节省时间。比如同事间通过网络获取共享数据,比把数据拷贝到磁盘,从一台计算机上传递到另一台计算机上的获取方式(Sneaker Net)要快得多。在网络出现之前,通过软盘传递数据是唯一共享数据的方式。

拓展知识——IBMPC

PC是个人电脑(Personal Computer)的缩写,但是因为这款电脑太成功了,全球各地的个人电脑几乎都是IBM所出产的或与之兼容的,所以PC本来是IBM产品的一个型号,现在却变成一种商品名称。IBM采用英特尔出产的8088为CPU,微软出产的MS-DOS为操作系统。IBM不仅仅开放IBMPC所有的技术资料,还提供BIOS程序列表,所以有心想制造IBMPC兼容机的厂商很容易就能投产。因为IBM采取这种策略,以及8088优异的处理能力,使得IBM一举攻占Apple的市场。日后PC及其兼容机种蓬勃发展,而PC也不再仅仅是IBM的产品名称,也成为个人电脑的代名词,而英特尔及微软也靠着本身的努力及策略成为世界级的大厂商,分别坐上CPU及软件的第一把交椅。目前市面上最常见的微机(包括台式机和笔记本电脑)就是PC机,只不过CPU已经由原来的8088发展到现在的酷睿TM2,操作系统则由原来的DOS发展到现在的Vista。

(三)计算机网络的定义

计算机网络是指为达到资源共享和信息交换,通过一定的连结设备、传输媒介和相应的软硬件系统,将物理上分散且具有独立功能的计算机连接在一起的综合系统。

硬件、软件、传输介质和网络设计的变型有多种多样。网络可以包括由家中或办公室中通过电缆所连接起来的两台计算机,也可以由全球成百上千台计算机组成,相互间通过电缆、电话线和卫星建立连接。除了可以连接个人计算机之外,网络还可以连接主机计算机、调制解调器、打印机、传真机和电话系统。各种设备之间可以通过铜线、光缆、无线电波、红外线或卫星进行通信。

网络资源的应用种类繁多,要正常使用这些网络资源,除了要将计算机用线缆(或无线传输介质)进行物理连接以外,还必须要有硬件、协议、操作系统和应用程序的配合才能使其正常工作。

(四)计算机网络的组成部分

计算机网络也是属于“网络”的一种,只不过它现在是专门提供数据通信的网络,它同样具有和其他网络相似的特征。那么,计算机网络中都有哪些组件?

网络包含许多组件,例如个人计算机、服务器、网络设备、电缆等。这些组件可以分为四大类:主机、共享的外围设备、网络设备、网络介质。

人们最熟悉的网络组件莫过于主机和共享的外围设备了。主机是直接通过网络发送和接收消息的设备,大家平常用的个人计算机和服务器就是一种主机,还有一类设备也称为主机,比如网络打印机,这种网络打印机本身不依赖计算机可独立工作,有自己独立的网络地址。

共享的外围设备不直接与网络连接,而是与主机连接。主机负责通过网络共享外围设备。主机上配置了计算机软件来帮助网络用户使用连接的外围设备。比如说连接到计算机上的打印机、扫描仪、摄像头等,它们依赖与它们相连的主机才能通过网络对外提供服务。

网络设备和网络介质用来使主机实现互联。网络设备如集线器、交换机、路由器、调制解调器等,类似于邮政系统中的邮局,主要负责终端主机之间的通信;而传输介质类似于自来水公司的管道一样,是为主机、网络设备之间提供数据传输的通道,它既可以是看得见的有线介质,如双绞线、同轴电缆、光纤等,也可以通过看不见的无线介质,如无线电波、微波、红外线、卫星等(关于通信线路及其制作、安装的相关内容将在项目三中详细介绍)来传递。

(五)计算机网络的作用

随着科学技术的发展,计算机应用的普及,网络信息时代已经来临。想一想我们生活中的许多事情:使用电话预定飞机票、使用银行的ATM取款、在超市购物刷卡、网上购物、网络信息资源搜索和浏览、网上聊天等等。网络技术的飞速发展,给我们的生活带来了很大的方便。网络对于今天的公司或企业已经是必不可少的工具,使用电子邮件收发信件、公司内部资源的共享、信息的交流、公司业务的管理等等,计算机网络为公司或企业创造着价值。

1.未联网单机的弊端

对一个公司或企业来说,如果每个人或每个部门之间的计算机彼此独立工作,很明显会有以下一些不方便之处。

(1)无法进行数据共享。没有网络,每个人计算机上的数据,只能供本人使用,你的领导或同事,需要查询你的数据时,只能到你的计算机上来查,或者,你只好将他们需要的数据用磁盘拷贝给他们,使得同样的数据存在多个人的计算机上,造成资源的浪费。同样,别人的数据,你也不能共享。用磁盘拷贝进行数据共享,仅在文件大小小于软盘容量时工作才方便,当需要传递的数据量很大时,这种方式既费时又不可靠。而最可怕的事情则是文件或数据的各个版本分散在不同的计算机上,当你对自己计算机上的文件或数据进行更新后,别人无法了解到它的变化,数据共享其实是一句空话。

(2)无法进行软件应用程序共享。当计算机未联网时,工作中需调用的所有应用程序必须安装在每台计算机上,例如,如果你在自己的计算机上没有安装字处理应用程序,那么用户就不能在自己的计算机进行任何字处理的工作。

(3)无法进行打印机资源共享。计算机在未联网的情况下,如果要打印文件,必须在自己的计算机上连接一台打印机,造成了打印机资源的浪费。有的企业,通过使用手动转换开关盒选择计算机的打印机端口将计算机连至打印机,但这样做,一方面经常转换开关很不方便,而且转换开关还有可能损坏打印机,另一方面,计算机与打印机之间的距离受打印电缆长度的限制,不可能相距太远。

(4)无法进行Internet资源共享。未联网的计算机不能共享Internet连接。随着Internet的应用日益广泛,电子商务为我们的工作和生活带来了很大的方便,同时降低Internet账户成本也是企业需要考虑的一个重要问题。为解决这一问题,很多企业提出了建立小型网络的需求,这样它们可以将所有的用户经一个连接进入Internet。

(5)无法进行集中式的数据管理。当计算机未联网时,由于管理成本高和耗时,且配置不能标准化,所以没有办法集中管理它们并确保它们共享共同的配置和访问数据。

(6)工作效率低下。未联网的计算机由于每个用户各自维护数据,造成人员重复劳动,工作效率低,资源浪费。

2.联网计算机的好处

不管计算机网络的种类是什么,不管建立网络的原因是什么,归纳来说,计算机网络能为我们带来以下显而易见的益处:

(1)网络可以提高工作效率。使用电子邮件,不需打印便函,即可快速发出邮件;使用信息管理系统,不需要从一张办公桌转移到另一张办公桌,就能与每个人交谈并检查他们的工作;不需要从这台计算机跑至另一台计算机,仅在网络驱动器中就可以拷贝、打开或修改你所需的文件。提高管理网络效率的更好的解决方案是集中管理功能。一旦计算机联网,就有许多软件实用程序可以使管理员远程诊断和改正网络用户出现的问题,并实现远程安装和配置软件。

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