實際操作系統(tǒng)和網(wǎng)絡(luò)知識

實際操作系統(tǒng)和網(wǎng)絡(luò)知識4.1操作系統(tǒng)的形成與發(fā)展操作系統(tǒng)概念操作系統(tǒng)的形成操作系統(tǒng)的發(fā)展操作系統(tǒng)的特征4.1.1操作系統(tǒng)概念計算機系統(tǒng)硬件子系統(tǒng)中央處理器：運算器/控制器/寄存器。存儲器：內(nèi)存/外存。外設(shè)：輸入設(shè)備/輸出設(shè)備。軟件子系統(tǒng)系統(tǒng)軟件：操作系統(tǒng)/語言翻譯程序/數(shù)據(jù)庫管理系統(tǒng)。應(yīng)用軟件：通用應(yīng)用軟件/專用應(yīng)用軟件。4.1.1操作系統(tǒng)概念操作系統(tǒng)操作系統(tǒng)定義(P105，要記)管理計算機資源。控制程序執(zhí)行。提供多種服務(wù)。方便用戶使用。操作系統(tǒng)的目標(P105)方便性/有效性/開放性。可靠性/可擴充性/可移植性。4.1.2操作系統(tǒng)的形成(P106)人工操作用穿孔機將編寫好的程序及相應(yīng)的數(shù)據(jù)穿孔在紙帶/卡片上，通過紙帶/卡片機輸入計算機。啟動計算機執(zhí)行程序，通過控制臺上的開關(guān)、按鈕和指示燈來操作和控制程序的執(zhí)行。程序執(zhí)行完并取走計算結(jié)果后，下一個用戶才能使用該計算機。(獨占計算機)高速的CPU絕大部分時間處于等待慢速的手工操作和外設(shè)運行，計算機資源得不到有效利用。(CPU利用率低)4.1.2操作系統(tǒng)的形成批處理操作系統(tǒng)單道批處理系統(tǒng)把一批作業(yè)放入外存,但一次只調(diào)用一道作業(yè)進人內(nèi)存運行。作業(yè)是指用戶在一次數(shù)據(jù)處理中要求計算機所做的全部工作的總和，由用戶程序、數(shù)據(jù)和作業(yè)說明書組成。多道批處理系統(tǒng)從外存中把多個作業(yè)同時調(diào)入內(nèi)存。內(nèi)存中的多個作業(yè)可以交替執(zhí)行，但不能進行人機交互。一批作業(yè)放入外存的方式聯(lián)機方式：在主機控制下進行。脫機方式：在外圍機控制下進行,進一步提高了主機利用率。4.1.2操作系統(tǒng)的形成分時操作系統(tǒng)(P107，要記)把CPU的時間分成微小的時間片。按時間片輪流為多個終端服務(wù)。具有人機對話功能。實時操作系統(tǒng)(P108)實時控制系統(tǒng)/硬實時任務(wù)。實時信息系統(tǒng)/軟實時任務(wù)。4.1.2操作系統(tǒng)的形成通用操作系統(tǒng)(P108)同時具備實時/分時/批處理功能。按優(yōu)先級分類處理。UNIX的早期版本是當(dāng)時通用操作系統(tǒng)的代表。4.1.3操作系統(tǒng)的發(fā)展微機操作系統(tǒng)(P108)單用戶單任務(wù)一個用戶執(zhí)行一個程序。CP/M,MS-DOS。單用戶多任務(wù)一個用戶可以執(zhí)行多個程序。Windows2000,WindowsXP。多用戶多任務(wù)多個用戶可以分別執(zhí)行多個程序。微機版UNIX和Linux.4.1.3操作系統(tǒng)的發(fā)展多處理器操作系統(tǒng)(P109，要記)多處理器系統(tǒng)的優(yōu)點提高系統(tǒng)的吞吐量和可靠性節(jié)省投資多處理器操作系統(tǒng)分類主-從模式：易于實現(xiàn)/資源利用率低。對稱模式：資源利用率高。多處理器操作系統(tǒng)實例SUN公司的Solaris.AT&T公司的UNIXSystemV4.0MP版本。DG公司的DG/UX.4.1.3操作系統(tǒng)的發(fā)展網(wǎng)絡(luò)操作系統(tǒng)(P109)網(wǎng)絡(luò)操作系統(tǒng)的功能網(wǎng)絡(luò)通信。資源管理。網(wǎng)絡(luò)服務(wù)。網(wǎng)絡(luò)管理。網(wǎng)絡(luò)操作系統(tǒng)實例WindowsNT,WindowsServer.網(wǎng)絡(luò)版的UNIX和Linux.4.1.3操作系統(tǒng)的發(fā)展分布式操作系統(tǒng)(P110)分布式系統(tǒng)多個分散的處理單元經(jīng)網(wǎng)絡(luò)互連形成。每個單元包括處理器和局部存儲器。分布式操作系統(tǒng)把分布式系統(tǒng)虛擬成一臺獨立的計算機。還沒有得到廣泛應(yīng)用的分布式操作系統(tǒng)。4.1.3操作系統(tǒng)的發(fā)展嵌入式操作系統(tǒng)(P110)嵌入式計算機嵌入到其他設(shè)備中?？刂票磺度朐O(shè)備的運行。嵌入式操作系統(tǒng)運行在嵌入式計算機中的操作系統(tǒng)。WindowsCE、VxWorks等是常用的嵌入式操作系統(tǒng)。4.1.4操作系統(tǒng)的特征四個基本特征(P111)并發(fā)性(要記)兩個或多個事件在同一時間段內(nèi)發(fā)生。在一段時間內(nèi)，可以讓多個進程交替地使用CPU。操作系統(tǒng)負責(zé)多個進程之間的執(zhí)行切換。共享性(要記)系統(tǒng)中的資源可供多個并發(fā)執(zhí)行的進程共同使用。互斥共享方式：對單處理器的訪問。同時共享方式：對同一磁盤中的訪問。4.1.4操作系統(tǒng)的特征四個基本特征虛擬性(P112)把一個物理實體變成若干個邏輯上的對應(yīng)物。通過分時使用的方式實現(xiàn)。異步性(P112)進程通常是以斷斷續(xù)續(xù)的方式運行的。功能上相互獨立的進程執(zhí)行進度也互不相關(guān)。4.2操作系統(tǒng)的功能處理器管理存儲器管理設(shè)備管理文件管理網(wǎng)絡(luò)與通信管理用戶接口操作系統(tǒng)的五大功能與接口4.2.1處理器管理功能總體功能(P112，要記)保證處理器在多個進程之間進行有效的切換,進程是指程序的一次執(zhí)行過程。具體功能進程控制(P112)創(chuàng)建進程/撤銷進程?？刂七M程在運行過程中的狀態(tài)轉(zhuǎn)換。運行狀態(tài)/就緒狀態(tài)/等待狀態(tài)。進程同步：協(xié)調(diào)相互有關(guān)的進程的執(zhí)行。進程同步方式。(P113)進程互斥方式。加鎖機制/死鎖/饑餓。4.2.1處理器管理功能具體功能進程通信(P113)實現(xiàn)相互合作進程之間的信息交換。通信方式直接方式：相互合作的進程處于同一計算機系統(tǒng)時。間接方式：相互合作的進程處于不同的計算機系統(tǒng)時。(郵箱)處理器調(diào)度作業(yè)調(diào)度：把作業(yè)由外存調(diào)入內(nèi)存，現(xiàn)在不再用。交換調(diào)度：內(nèi)外存之間進程的交換。進程調(diào)度：把處理器分配某個進程讓其運行。(P114)線程技術(shù)：一個進程的多個部分可以并發(fā)執(zhí)行。4.2.2存儲器管理功能總體功能(P114)方便用戶使用存儲器，提高存儲器的利用率，從邏輯上擴充內(nèi)存。具體功能

內(nèi)存分配分配方式：靜態(tài)分配/動態(tài)分配。分配功能：內(nèi)存分配/內(nèi)存回收/內(nèi)存分配記錄。內(nèi)存保護設(shè)置界限寄存器。確保每道用戶程序都在自己的內(nèi)存空間中運行。4.2.2存儲器管理功能具體功能

地址映射(P114-115)將地址空間中的邏輯地址轉(zhuǎn)換為內(nèi)存空間中與之對應(yīng)的物理地址。程序的相對地址范圍稱為地址空間。內(nèi)存中的物理地址范圍稱為內(nèi)存空間。內(nèi)存擴充把外存虛擬成內(nèi)存。請求調(diào)入部分程序功能。程序置換功能。4.2.3設(shè)備管理功能總體功能(P115)分配I/O設(shè)備,提高CPU和I/O設(shè)備的利用率,提高I/O速度,方便用戶使用I/O設(shè)備。具體功能

緩沖區(qū)管理(P115)設(shè)置緩沖區(qū)以緩和CPU和I/O速度不匹配的矛盾。單緩沖區(qū)/雙緩沖區(qū)/公共緩沖池。設(shè)備分配根據(jù)用戶的I/O請求,為之分配所需的設(shè)備。4.2.3設(shè)備管理功能具體功能

設(shè)備驅(qū)動調(diào)度通過設(shè)備驅(qū)動程序?qū)崿F(xiàn)CPU和設(shè)備控制器之間的通信。虛擬設(shè)備把一個物理設(shè)備對應(yīng)成多個邏輯設(shè)備,這種邏輯設(shè)備稱為虛擬設(shè)備。使一個物理設(shè)備能供多個用戶共享使用，提高了設(shè)備的利用率。4.2.4文件管理功能總體功能方便用戶使用文件并保證文件的安全。具體功能

文件存儲空間管理(P116)存儲空間分配-非連續(xù)分配方式。存儲空間回收。存儲空間使用記錄。目錄管理為每個文件建立一個目錄項。實現(xiàn)文件的按名存取和快速檢索。4.2.4文件管理功能具體功能

文件的讀寫管理和文件的安全保護讀寫管理從外存中讀取數(shù)據(jù)或?qū)?shù)據(jù)寫入外存。安全保護系統(tǒng)級存取控制：設(shè)置帳號和口令。用戶級存取控制：為用戶分配存取權(quán)限。文件級存取控制：設(shè)定文件屬性。4.2.5網(wǎng)絡(luò)管理功能總體功能保證網(wǎng)絡(luò)功能的正常、高效實現(xiàn)。具體功能(P117)

資源管理網(wǎng)絡(luò)資源的共享。信息資源的安全性和完整性。通信管理通過通信軟件完成網(wǎng)絡(luò)上計算機之間的信息傳送。網(wǎng)絡(luò)管理保證網(wǎng)絡(luò)的安全高效運行。故障管理/安全管理。性能管理/日志管理/配置管理。4.2.6用戶接口方便用戶使用操作系統(tǒng)直接操作：良好的人機界面。程序開發(fā)：方便的系統(tǒng)功能調(diào)用方式。接口類型命令接口聯(lián)機用戶接口脫機用戶接口程序接口(P118)用戶程序使用系統(tǒng)功能。圖形接口由圖標、菜單和對話框組成的可視化操作界面。4.3操作系統(tǒng)實例CP/M操作系統(tǒng)DOS操作系統(tǒng)Windows操作系統(tǒng)UNIX操作系統(tǒng)Linux操作系統(tǒng)VxWorks操作系統(tǒng)

操作系統(tǒng)實例4.3.1CP/M操作系統(tǒng)微型計算機的第一個操作系統(tǒng)(P118)誕生于1974年的8位微型機操作系統(tǒng)。主要功能能夠進行文件管理。具有磁盤驅(qū)動功能。可以控制磁盤的輸入輸出。可以控制顯示器的顯示以及打印機的輸出。曾經(jīng)有多個版本CP/M-80/CP/M-86/CP/M-68K.4.3.2DOS操作系統(tǒng)典型的單用戶單任務(wù)操作系統(tǒng)(P119)

最早的版本是1981年8月推出的1.0版。在Windows流行之前，DOS一直占據(jù)微機操作系統(tǒng)的霸主地位。有效地擴充了CP/M的功能。增加了許多內(nèi)部和外部命令。增強了文件系統(tǒng)的功能。我國曾推出基于MS-DOS的漢字磁盤操作系統(tǒng)CC-DOS，能夠有效處理漢字。4.3.3Windows操作系統(tǒng)優(yōu)秀的單用戶多任務(wù)操作系統(tǒng)(P119)Microsoft公司從1983年開始研發(fā)Windows操作系統(tǒng)。1990年推出的Windows3.0開始逐步占領(lǐng)微型機操作系統(tǒng)市場。從Windows95開始，Windows成為個人計算機的主流操作系統(tǒng)。WindowsNT是一種面向高端微機的網(wǎng)絡(luò)操作系統(tǒng)。2001年3月，人版本W(wǎng)indowsXP問世。2003年3月，推出WindowsServer2003網(wǎng)絡(luò)操作系統(tǒng)。2006年11月正式發(fā)布WindowsVista。根據(jù)2006年的統(tǒng)計，在桌面計算機操作系統(tǒng)領(lǐng)域，Windows的市場占有率達到95%以上。4.3.4UNIX操作系統(tǒng)典型的多用戶多任務(wù)型操作系統(tǒng)(P120)UNIX操作系統(tǒng)起源于美國電報公司（AT&T）貝爾實驗室。1971年UNIX第1版（UNIXV1）正式誕生。1973年C語言出現(xiàn)后，用C語言改寫出第3版。20世紀70年代中后期，更多人的參與為UNIX的改進、完善和普及起了重要作用。從1977年開始，各公司陸續(xù)推出了多種UNIX的商業(yè)化版本。眾多UNIX版本的出現(xiàn)，促進了UNIX的快速發(fā)展和應(yīng)用普及。UNIX開發(fā)標準的制定促進了UNIX的標準化。20世紀90年代后，UNIX開始支持多處理器系統(tǒng)，推出了多處理器操作系統(tǒng)版本。4.3.5Linux操作系統(tǒng)多用戶多任務(wù)操作系統(tǒng)(P120)起源于一個大學(xué)生的課程設(shè)計。多人擴充其功能。源碼全部開放?？梢栽诰W(wǎng)上自由下載。多家公司支持IBM/Intel/Oracle/SUN.得到廣泛應(yīng)用4.3.6VxWorks操作系統(tǒng)嵌入式操作系統(tǒng)的代表(P121)支持各種工業(yè)標準POSIX,ANSIC,TCP/IP.支持各種實時功能快速多任務(wù)處理/中斷支持/搶占式和輪轉(zhuǎn)式調(diào)度。應(yīng)用領(lǐng)域廣泛網(wǎng)絡(luò)通信/多媒體設(shè)備/消費電子品醫(yī)療設(shè)備/交通運輸/工業(yè)控制/航空航天1999年12月3日發(fā)射升空的“極地登陸者號”火星探測器上，就采用了VxWorks操作系統(tǒng)。4.4計算機網(wǎng)絡(luò)概述

計算機網(wǎng)絡(luò)發(fā)展歷程計算機網(wǎng)絡(luò)的定義計算機網(wǎng)絡(luò)的分類計算機網(wǎng)絡(luò)的拓撲結(jié)構(gòu)計算機網(wǎng)絡(luò)的功能和應(yīng)用計算機網(wǎng)絡(luò)的傳輸介質(zhì)網(wǎng)絡(luò)計算模式4.4.1計算機網(wǎng)絡(luò)的發(fā)展歷程計算機網(wǎng)絡(luò)的萌芽階段(P121)20世紀50年代初期—20世紀60年代中期。由一臺主機和若干個終端組成。終端通過網(wǎng)/調(diào)制解調(diào)器與主機連接。終端主要是鍵盤和顯示器。美國航空公司與IBM公司在20世紀60年代初聯(lián)合開發(fā)的飛機定票系統(tǒng)SAVRE-I。4.4.1計算機網(wǎng)絡(luò)的發(fā)展歷程計算機網(wǎng)絡(luò)的發(fā)展階段(P122)20世紀60年代中期—20世紀70年代中期。多臺主機互連,實現(xiàn)計算機之間的通信。1969年美國國防部建成的ARPAnet實驗網(wǎng)。最初只有4個結(jié)點，以線路為主干網(wǎng)絡(luò)。70年代后期，網(wǎng)絡(luò)結(jié)點超過60個，主機100多臺。Internet就是由ARPAnet發(fā)展來的。資源共享/分散控制/分組交換/分層的網(wǎng)絡(luò)協(xié)議。4.4.1計算機網(wǎng)絡(luò)的發(fā)展歷程計算機網(wǎng)絡(luò)的標準化階段(P122)20世紀70年代中期—20世紀80年代末。國際標準化組織制定了統(tǒng)一的網(wǎng)絡(luò)標準。1977年，開始標準的制定工作。1984年，公布了開放系統(tǒng)互連參考模型（OSI/RM）的正式文件。對推動計算機網(wǎng)絡(luò)理論和技術(shù)的發(fā)展，對統(tǒng)一網(wǎng)絡(luò)體系結(jié)構(gòu)和協(xié)議標準起到了積極的作用。促進了計算機網(wǎng)絡(luò)的廣泛應(yīng)用。4.4.1計算機網(wǎng)絡(luò)的發(fā)展歷程計算機網(wǎng)絡(luò)的快速發(fā)展階段(P122)20世紀80年代末—。信息高速公路的建設(shè)促進了網(wǎng)絡(luò)的快速發(fā)展。提出了新一代互聯(lián)網(wǎng)研究計劃。美國的網(wǎng)絡(luò)研究的全球環(huán)境-GENI。歐盟的未來互聯(lián)網(wǎng)研究和實驗-FIRE。我國的中國下一代互聯(lián)網(wǎng)-CNGI。4.4.2計算機網(wǎng)絡(luò)的定義計算機網(wǎng)絡(luò)(P123，要記)自主計算機的互連集合，由通信子網(wǎng)和資源子網(wǎng)兩部分構(gòu)成。資源子網(wǎng)由互連的主機或提供共享資源的其他設(shè)備組成。提供可供共享的軟硬件和信息資源。通信子網(wǎng)由通信線路和通信設(shè)備組成。負責(zé)計算機間的數(shù)據(jù)傳輸。4.4.3計算機網(wǎng)絡(luò)的分類根據(jù)覆蓋范圍(P124)個人區(qū)域網(wǎng)（PersonalAreaNetwork，PAN）一般在100米以內(nèi)的范圍。用于把PDA/手機/數(shù)碼相機等設(shè)備與計算機連接。一般采用無線連接方式。藍牙是目前流行的個人區(qū)域網(wǎng)技術(shù)。4.4.3計算機網(wǎng)絡(luò)的分類根據(jù)覆蓋范圍局域網(wǎng)（LocalAreaNetwork，LAN）覆蓋范圍一般在幾千米以內(nèi)。傳輸速率高/傳輸延遲小/誤碼率低。常用的局域網(wǎng)技術(shù)令牌環(huán)網(wǎng)。光纖分布式數(shù)據(jù)接口-FDDI。以太網(wǎng)（Ethernet）。10Mbps/100Mbps以太網(wǎng)。1000Mbps/10Gbps快速以太網(wǎng)。4.4.3計算機網(wǎng)絡(luò)的分類根據(jù)覆蓋范圍城域網(wǎng)（MetropolitanAreaNetwork，MAN）覆蓋范圍在幾千米到幾十千米。一般在一個城市的范圍內(nèi)。

廣域網(wǎng)（WideAeraNetwork，WAN）覆范圍從幾十千米到幾千千米?？梢愿采w一個地區(qū)或一個國家，甚至更大的范圍。4.4.3計算機網(wǎng)絡(luò)的分類根據(jù)覆蓋范圍

互聯(lián)網(wǎng)（internet）互連各種網(wǎng)絡(luò)而形成的網(wǎng)。覆蓋范圍最廣/網(wǎng)絡(luò)規(guī)模最大。最有代表性的互聯(lián)網(wǎng)是Internet?；贏RPAnet發(fā)展起來的互聯(lián)網(wǎng)稱為Internet。翻譯成中文為因特網(wǎng)或國際互聯(lián)網(wǎng)。4.4.3計算機網(wǎng)絡(luò)的分類根據(jù)傳輸技術(shù)(P124)廣播式網(wǎng)絡(luò)所有連網(wǎng)計算機都共享一個公共通信信道。一臺計算機可以同時向多臺計算機發(fā)送數(shù)據(jù)。點對點式網(wǎng)絡(luò)每條物理線路連接一對計算機。根據(jù)傳輸介質(zhì)(P124)有線網(wǎng)：采用雙絞線/同軸電纜/光纖等作為傳輸介質(zhì)。

無線網(wǎng)：采用微波/衛(wèi)星/紅外線等作為傳輸介質(zhì)。4.4.4計算機網(wǎng)絡(luò)的拓撲結(jié)構(gòu)星形結(jié)構(gòu)(P124)連接方式各工作站點都通過單獨的通信線路與中心結(jié)點直接連接。工作站點之間的信息傳輸需要通過中心結(jié)點的轉(zhuǎn)發(fā)才能實現(xiàn)。處于中心結(jié)點的設(shè)備一般是集線器或交換機。星形結(jié)構(gòu)的優(yōu)點結(jié)構(gòu)簡單/易于維護和擴充某個工作站點出現(xiàn)故障不會影響其他結(jié)點和全網(wǎng)的工作用雙絞線連接的簡單局域網(wǎng)多采用這種結(jié)構(gòu)星形結(jié)構(gòu)的缺點需要的連接線較多/連接成本較高。一旦中心結(jié)點出現(xiàn)故障，將導(dǎo)致整個網(wǎng)絡(luò)癱瘓。4.4.4計算機網(wǎng)絡(luò)的拓撲結(jié)構(gòu)總線結(jié)構(gòu)(P125)連接方式所有站點共享同一條通信線路。任何一個結(jié)點發(fā)送的數(shù)據(jù)都會通過總線傳送到每一個結(jié)點上。每個站點接收到數(shù)據(jù)后，分析該數(shù)據(jù)是否為發(fā)給本站點的，若是，接收此數(shù)據(jù)，否則拒絕接收?？偩€結(jié)構(gòu)的優(yōu)點結(jié)構(gòu)簡單/布線容易/可靠性高/易于擴充。節(jié)省連接線/連接成本較低。早期的同軸電纜局域網(wǎng)多采用這種結(jié)構(gòu)?？偩€結(jié)構(gòu)的缺點故障診斷相對困難?？偩€故障會引起整個網(wǎng)絡(luò)的癱瘓。同一時刻只能有一個結(jié)點發(fā)送數(shù)據(jù)，存在總線的使用權(quán)爭用。4.4.4計算機網(wǎng)絡(luò)的拓撲結(jié)構(gòu)環(huán)形結(jié)構(gòu)(125)連接方式所有站點連接在一個封閉的環(huán)路中。一個站點發(fā)出的數(shù)據(jù)要通過所有的站點，最后回到起始站點。某個站點接收到數(shù)據(jù)，要把此數(shù)據(jù)的目標地址與本站點地址進行比較，相同時才接收該數(shù)據(jù)。環(huán)形結(jié)構(gòu)的優(yōu)點結(jié)構(gòu)簡單/數(shù)據(jù)在網(wǎng)絡(luò)中沿環(huán)單向傳送。不存在對中心結(jié)點的依賴。令牌環(huán)網(wǎng)采用的就是這種結(jié)構(gòu)。環(huán)形結(jié)構(gòu)的缺點可靠性差/故障檢測困難。需要一種控制方法來決定每個結(jié)點何時能夠發(fā)出數(shù)據(jù)。4.4.4計算機網(wǎng)絡(luò)的拓撲結(jié)構(gòu)樹形結(jié)構(gòu)(P125)連接方式從星形結(jié)構(gòu)演變而來。各結(jié)點按一定的層次連接起來。樹形結(jié)構(gòu)的優(yōu)點可靠性高/易于擴充網(wǎng)絡(luò)結(jié)點和分支。復(fù)雜一點的局域網(wǎng)多采用這種結(jié)構(gòu)。

樹形結(jié)構(gòu)的缺點使用的連接線較多。整個網(wǎng)絡(luò)對根結(jié)點的依賴性大。4.4.4計算機網(wǎng)絡(luò)的拓撲結(jié)構(gòu)網(wǎng)狀結(jié)構(gòu)(P126)連接方式每個結(jié)點通過多條鏈路與其他結(jié)點相連。數(shù)據(jù)從一個結(jié)點傳輸?shù)搅硪粋€結(jié)點有多條路徑可選。網(wǎng)狀結(jié)構(gòu)的優(yōu)點可靠性高。數(shù)據(jù)傳輸速度快。廣域網(wǎng)多采用網(wǎng)狀結(jié)構(gòu)。網(wǎng)狀結(jié)構(gòu)的缺點結(jié)構(gòu)復(fù)雜/連接成本比較高。不易管理和維護。4.4.5計算機網(wǎng)絡(luò)的功能與應(yīng)用主要功能(P126)資源共享硬件資源/軟件資源/信息資源。節(jié)約成本/方便維護管理/方便用戶使用。數(shù)據(jù)通信接發(fā)電子郵件/即時通信。視頻會議/網(wǎng)絡(luò)教育/網(wǎng)上銀行。協(xié)同工作計算機遠程醫(yī)療系統(tǒng)/面向?qū)ο筌浖_發(fā)環(huán)境。4.4.5計算機網(wǎng)絡(luò)的功能與應(yīng)用應(yīng)用示例(P127)網(wǎng)格計算通過互聯(lián)網(wǎng)把分散在不同地理位置、不同類型的物理與邏輯資源以開放和標準的方式組織起來，通過資源共享和動態(tài)協(xié)調(diào)，來解決不同領(lǐng)域的復(fù)雜問題的分布式和并行計算。云計算對于單位用戶或個人用戶來說，把原本在本地計算機完成的數(shù)據(jù)存儲和數(shù)據(jù)處理工作更多地通過互聯(lián)網(wǎng)來進行，由專業(yè)的網(wǎng)絡(luò)公司提供數(shù)據(jù)存儲和數(shù)據(jù)處理平臺。4.4.6計算機網(wǎng)絡(luò)的傳輸介質(zhì)有線傳輸介質(zhì)(P127)雙絞線電纜-TwistedPairCable

由螺旋狀相互絞合在一起的兩根絕緣銅線組成雙絞線。線對絞合在一起可以減少相互之間的電磁輻射干擾。將多對雙絞線封裝于絕緣套里做成雙絞線電纜。廣泛地應(yīng)用于局域網(wǎng)中。傳輸距離不超過100米。非屏蔽雙絞線。屏蔽雙絞線。4.4.6計算機網(wǎng)絡(luò)的傳輸介質(zhì)有線傳輸介質(zhì)同軸電纜-CoaxialCable

由同軸的內(nèi)外兩個導(dǎo)體組成。內(nèi)導(dǎo)體是一根金屬線。外導(dǎo)體是是由細金屬線編織成的網(wǎng)狀結(jié)構(gòu)。內(nèi)外導(dǎo)體之間有絕緣層。光纜-FiberOpticalCable

光纖是能傳導(dǎo)光波的石英玻璃纖維。光纖外加保護層構(gòu)成光纜。一根光纜中可包括數(shù)十至數(shù)百根光纖。容量大/傳輸速率高/傳輸距離長/抗干擾能力強。4.4.6計算機網(wǎng)絡(luò)的傳輸介質(zhì)無線傳輸介質(zhì)通過空間傳輸，不需要架設(shè)或鋪埋電纜或光纜。常用的無線傳輸介質(zhì)。微波/衛(wèi)星。無線介質(zhì)的優(yōu)點受地理位置的限制較小。使用方便。無線介質(zhì)的缺點容易受到障礙物和天氣的影響。4.4.7網(wǎng)絡(luò)計算模式分時共享模式(P128)多個終端通過分時的方式共享使用主機。所有的計算任務(wù)和數(shù)據(jù)管理任務(wù)都集中在主機上。早期的終端一般只是鍵盤/顯示器等輸入輸出設(shè)備。現(xiàn)在的終端大多是一臺獨立的計算機。4.4.7網(wǎng)絡(luò)計算機模式資源共享模式(P129)各終端計算機有一定的計算能力（有CPU和內(nèi)存），但沒有硬盤或容量很小。用戶的應(yīng)用程序和數(shù)據(jù)保存在文件服務(wù)器上。應(yīng)用程序運行時需要先從文件服務(wù)器下載到終端計算機，再在終端計算機上運行。服務(wù)器一般是一臺性能比較高的計算機。4.4.7網(wǎng)絡(luò)計算機模式客戶/服務(wù)器模式(P129)客戶機是一臺能獨立工作的計算機。服務(wù)器是高檔微機或?qū)Ｓ梅?wù)器。把計算任務(wù)分成服務(wù)器部分和客戶機部分，分別由服務(wù)器和客戶機完成，數(shù)據(jù)庫在服務(wù)器上?？蛻魴C接受用戶請求，進行適當(dāng)處理后，把請求發(fā)送給服務(wù)器。服務(wù)器完成相應(yīng)的數(shù)據(jù)處理功能后，把結(jié)果返回給客戶機，客戶機以方便用戶的方式把結(jié)果提供給用戶。

4.4.7網(wǎng)絡(luò)計算機模式瀏覽器/服務(wù)器模式(P129)是一種三層結(jié)構(gòu)的分布式計算模式?？蛻魴C只需要一個Web瀏覽器，用戶通過Web頁面與應(yīng)用系統(tǒng)交互。Web服務(wù)器充當(dāng)應(yīng)用服務(wù)器的角色，專門處理業(yè)務(wù)邏輯，它接受來自Web瀏覽器的訪問請求，訪問數(shù)據(jù)庫服務(wù)器進行相應(yīng)的邏輯處理，并將結(jié)果返回給瀏覽器。數(shù)據(jù)庫服務(wù)器則負責(zé)數(shù)據(jù)的存儲、訪問和優(yōu)化。4.5計算機網(wǎng)絡(luò)體系結(jié)構(gòu)網(wǎng)絡(luò)體系結(jié)構(gòu)的定義(P130)計算機之間相互通信的層次、各層次中的協(xié)議和層次之間接口的集合。主要的網(wǎng)絡(luò)體系結(jié)構(gòu)開放系統(tǒng)互連參考模型。(OSI/RM)TCP/IP參考模型。4.5.1開放系統(tǒng)互連參考模型模型的層次組成(P130-132)應(yīng)用層：為特定類型的網(wǎng)絡(luò)應(yīng)用提供訪問OSI環(huán)境的手段。表示層：用于處理在兩個通信系統(tǒng)中交換信息的表示方式。(信息編碼、數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)可能不同)會話層：允許不同主機上各進程之間的會話。(報文message)傳輸層：在通信子網(wǎng)的環(huán)境中實現(xiàn)端到端的數(shù)據(jù)傳輸。(段或數(shù)據(jù)報)網(wǎng)絡(luò)層：把網(wǎng)絡(luò)層的協(xié)議數(shù)據(jù)單元(數(shù)據(jù)包packet)從源站點傳輸?shù)侥康恼军c。數(shù)據(jù)鏈路層：將原始的物理連接改造成無差錯的、可靠的數(shù)據(jù)傳輸鏈路。

物理層：在傳輸介質(zhì)上傳輸原始的由0和1組成的比特流。4.5.2TCP/IP參考模型模型的層次組成應(yīng)用層：對應(yīng)于OSI/RM的會話層、表示層和應(yīng)用層，提供用戶所需要的各種服務(wù)。

傳輸層：相當(dāng)于OSI/RM的傳輸層，負責(zé)在源主機和目的主機的應(yīng)用程序間提供端到端的數(shù)據(jù)傳輸服務(wù)。互聯(lián)層：與OSI/RM中的網(wǎng)絡(luò)層對應(yīng)，負責(zé)將報文獨立地從源主機傳輸?shù)侥康闹鳈C。網(wǎng)絡(luò)接口層：與OSI/RM的物理層、數(shù)據(jù)鏈路層對應(yīng)，負責(zé)將相鄰高層提交的IP報文封裝成適合在物理網(wǎng)絡(luò)上傳輸?shù)膸袷讲鬏敚驅(qū)奈锢砭W(wǎng)絡(luò)接收到的幀解封，從中取出IP報文并提交給相鄰高層。4.5.3常用的網(wǎng)絡(luò)連接設(shè)備調(diào)制解調(diào)器(P133)一種可以將數(shù)字信號轉(zhuǎn)換成模擬信號，也可以將模擬信號轉(zhuǎn)換成數(shù)字信號的網(wǎng)絡(luò)設(shè)備。用于計算機與線等模擬線路的連接。中繼器是一種在物理層上互連網(wǎng)段的設(shè)備。具有對信號進行放大/補償/整形/轉(zhuǎn)發(fā)的功能。集線器是一種多口的中繼器。在早期的星形網(wǎng)絡(luò)中用的比較多。4.5.3常用的網(wǎng)絡(luò)連接設(shè)備網(wǎng)橋可以進行兩個網(wǎng)段之間的數(shù)據(jù)鏈路層的協(xié)議轉(zhuǎn)換。用于連接兩個或多個局域網(wǎng)。交換機(P134)由輸入輸出端口以及具有交換數(shù)據(jù)單元能力的轉(zhuǎn)發(fā)邏輯組成。在同一時刻可進行多個端口之間的數(shù)據(jù)傳輸。連接在其上的網(wǎng)絡(luò)設(shè)備獨享全部的帶寬。4.5.3常用的網(wǎng)絡(luò)連接設(shè)備路由器為在網(wǎng)絡(luò)上傳送的數(shù)據(jù)從多條可能的路徑中選擇一條合適的路徑?？梢詫崿F(xiàn)具有相同或不同類型的網(wǎng)絡(luò)的互連。作用于OSI/RM參考模型的網(wǎng)絡(luò)層。網(wǎng)關(guān)是一種作用在應(yīng)用層（包括傳輸層）的網(wǎng)絡(luò)互連設(shè)備。用來連接異種網(wǎng)絡(luò)。網(wǎng)絡(luò)適配器/網(wǎng)卡把網(wǎng)絡(luò)結(jié)點連接到傳輸介質(zhì)接口部件。網(wǎng)卡的接口有多種類型，便于與不同的傳輸介質(zhì)連接。4.6因特網(wǎng)技術(shù)因特網(wǎng)的發(fā)展IP地址和域名因特網(wǎng)接入方式因特網(wǎng)服務(wù)4.6.1因特網(wǎng)的發(fā)展國外因特網(wǎng)的發(fā)展(P134)1969年，在美國國防部高級研究計劃署的資助下，建立了最初只有4個結(jié)點的ARPAnet。1972年，在首屆國際計算機通信會議上首次公開展示了ARPAnet的遠程分組交換技術(shù)，ARPAnet成為現(xiàn)代計算機網(wǎng)絡(luò)誕生的標志。1983年，TCP/IP協(xié)議作為ARPAnet的標準協(xié)議正式啟用。1986年，美國國家科學(xué)基金會利用ARPAnet中使用的TCP/IP協(xié)議，建立了NSFnet。很多大學(xué)和研究機構(gòu)紛紛把自己的局域網(wǎng)并入NSFnet，NSFnet逐步取代ARPAnet成為Internet的主干網(wǎng)。陸續(xù)有多個國家相繼建立了自己的主干網(wǎng)，并接入Internet。商業(yè)組織的介入使Internet得以更快發(fā)展和更廣泛的普及。4.6.1因特網(wǎng)的發(fā)展中國因特網(wǎng)的發(fā)展1987年9月14日，從中國發(fā)出第一封電子郵件：“AcrosstheGreatWallwecanreacheverycornerintheworld.”（越過長城，走向世界），揭開了中國人使用互聯(lián)網(wǎng)的序幕。1994年4月20日，連入Internet的64K國際專線開通，實現(xiàn)了與Internet的全功能連接。從此中國被國際上正式承認為真正擁有全功能Internet的第77個國家。中國接入Internet的主要網(wǎng)絡(luò)中國公用計算機網(wǎng)ChinaNet/寬帶中國China169。中國科技網(wǎng)CSTNet/中國教育科研網(wǎng)CERNet。截至2010年6月30日，我國上網(wǎng)用戶人數(shù)已達4.2億，手機網(wǎng)民達2.77億，農(nóng)村網(wǎng)民達1.15億，居世界第一。4.6.2IP地址和域名IP地址(P136)連接在Internet上的每臺計算機都必須有一個唯一的IP地址。IP地址由兩部分組成：網(wǎng)絡(luò)標識和主機標識。網(wǎng)絡(luò)標識確定主機所在的物理網(wǎng)絡(luò)。主機標識確定某一物理網(wǎng)絡(luò)上的一臺主機。每個IP地址是一個32位的二進制數(shù)，可以表示為用小數(shù)點分開的的4個10進制整數(shù)。101001100110111100011是一個有效的IP地址，可以表示成。IP地址有3種常用格式A類地址：用于特大規(guī)模網(wǎng)絡(luò)。B類地址：用于較大規(guī)模網(wǎng)絡(luò)。C類地址：用于較小規(guī)模網(wǎng)絡(luò)。4.6.2IP地址和域名IP地址格式(P136)4.6.2IP地址和域名域名字符串形式的計算機名，便于記憶。域名的層次結(jié)構(gòu)主機名.組織名.組織類型名.國家或地區(qū)名。就是一個域名。域名系統(tǒng)將域名翻譯成IP地址。域名服務(wù)器用于存放域名及對應(yīng)的IP地址。4.6.2IP地址和域名域名結(jié)構(gòu)(P137)4.6.3因特網(wǎng)接入方式撥號接入(P138)一種使用線接入Internet的方式。在計算機和線之間要連接調(diào)制解調(diào)器。撥號方式的優(yōu)點簡單方便/成本低。撥號方式的缺點網(wǎng)絡(luò)傳輸速度比較慢。完全占用線，上網(wǎng)時不能接打。早期個人用戶上網(wǎng)用的比較多，逐漸被淘汰。4.6.3因特網(wǎng)接入方式ISDN接入也是一種使用線接入Internet的方式。相對于撥號接入傳輸速度有了明顯的提高。上網(wǎng)的同時可以接打或收發(fā)。小單位用戶可以使用這種方式。xDSL接入(P138)DSL是以銅質(zhì)線為傳輸介質(zhì)的傳輸技術(shù)組合，統(tǒng)稱為xDSL。目前，最為常用的是ADSL技術(shù)。小型單位、家庭用戶和網(wǎng)吧用這種方式比較多。4.6.3因特網(wǎng)接入方式光纖接入(P139)一種以光纜（光纖）為傳輸介質(zhì)的Internet接入方式。速度快/障礙率低/抗干擾性強，不足之處是成本比較高。目前主要還是用于骨干網(wǎng)和到路邊、到小區(qū)、到樓宇的連接。一些網(wǎng)吧已改用光纖接入方式。移動網(wǎng)接入基于移動通信技術(shù)接入Internet。適合于流動性使用筆記本的場合，如會議室、廣場等。4.6.3因特網(wǎng)接入方式局域網(wǎng)接入一個局域網(wǎng)接入Internet有兩種方式通過局域網(wǎng)的服務(wù)器、高速調(diào)制解調(diào)器和線路，在TCP/IP軟件支持下，把局域網(wǎng)接入Internet，局域網(wǎng)中所有計算機共享一個IP地址。另一種方式是通過路由器或交換機在TCP/IP軟件支持下，把局域網(wǎng)接入Int