第二章信息系统的技术基础计算机

第二章 信息系统的技术基础（计算机网络通讯）n 数据 (data) 数据可分为模拟数据和数字数据。模拟数据是在某区间内连续变化的值；数字数据是离散的值。（运送信息的实体）n 信号 (signal) 数据的电气的或电磁的表现。信号可分为模拟信号和数字信号。模拟信号是随时间连续变化的电流、电压或电磁波；数字信号则是一系列离散的电脉冲。n “ 模拟的 ” (analogous) 连续变化的。n “ 数字的 ” (digital) 取值是离散数值。n 调制 把数字信号转换为模拟信号的过程。n 解调 把模拟信号转换为数字信号的过程。 2.1 数据通信的基础知识一、几个术语的解释一、几个术语的解释传输系统输入信息输入数据发送的信号接收的信号输出数据源点 终点发送器 接收器调制解调器PC 机公用电话网调制解调器数字比特流 数字比特流模拟信号 模拟信号 正文 正文数据通信系统源系统 目的系统传输系统输出信息PC 机模拟数据通信和数字数据通信模拟数据通信和数字数据通信二、数据通信系统的模型二、数据通信系统的模型 2.1 数据通信的基础知识模拟数据 模拟信号放大器调制器模拟数据 数字信号 PCM编码器数字数据 模拟信号调制器数字数据 数字信号 数字发送器三、模拟的和数字的数据、信号三、模拟的和数字的数据、信号 2.1 数据通信的基础知识n 并行通信传输中有多个数据位，同时在两个设备之间传输。发送设备将这些数据位通过对应的数据线传送给接收设备，接收设备可同时接收到这些数据，不需要做任何变换就可直接使用。并行方式主要用于近距离通信。n 串行数据传输时，数据是一位一位地在通信线上传输的，先由具有几位总线的计算机内的发送设备，将几位并行数据经并 -串转换硬件转换成串行方式，再逐位经传输线到达接收站的设备中，并在接收端将数据从串行方式重新转换成并行方式，以供接收方使用。 四、并行通信和串行通信四、并行通信和串行通信 2.1 数据通信的基础知识串行数据通信的方向性结构有三种，即单工、半双工和全双工。单工、半双工、全双工单工数据传输只支持数据在一单工数据传输只支持数据在一个方向上传输；个方向上传输；半双工数据传输允许数据在 半双工数据传输允许数据在两个方向上传输，但是，在某两个方向上传输，但是，在某一时刻，只允许数据在一个方一时刻，只允许数据在一个方向上传输，它实际上是一种切向上传输，它实际上是一种切换方向的单工通信；换方向的单工通信；全双工数据通信允许数据同 全双工数据通信允许数据同时在两个方向上传输，因此，时在两个方向上传输，因此，全双工通信是两个单工通信方全双工通信是两个单工通信方式的结合，它要求发送设备和式的结合，它要求发送设备和接收设备都有独立的接收和发接收设备都有独立的接收和发送能力。送能力。2.1 数据通信的基础知识五、串行通信的方向性结构n 计算机网络的概念n 局域网技术n Internet技术n 多媒体网络n OSI参考模型2.2 计算机网络一、 计算机网络的概念2.2 计算机网络计算机网络：就是利用通信设备和线路将地理位置不同的、功能独立的多个计算机系统互连起来，以功能完善的网络软件（即网络通信协议、信息交换方式、网络操作系统等）实现网络中资源共享和信息传递的系统。计算机网络的概念计算机网络的概念网络介质： 数据传输的物理通道， 双绞线、双绞线、同轴电缆、光纤、微波、卫星信道等。同轴电缆、光纤、微波、卫星信道等。协议：协议： 网络设备间进行通讯的一组约定。网网络设备间进行通讯的一组约定。网络协议具体规定了设备间通讯的电气性能、络协议具体规定了设备间通讯的电气性能、数据组织方式等。数据组织方式等。结点：结点： 网络中某分支的端点或网络中若干条网络中某分支的端点或网络中若干条分支的公共汇交点。分支的公共汇交点。链路：链路： 是指两个结点之间的通讯线路。是指两个结点之间的通讯线路。2.2 计算机网络二、 计算机网络的几个概念1、计算机网络硬件n 网络服务器n 工作站n 传输介质n 网络连接设备2、计算机网络软件n 网络操作系统n 网络协议n 网络管理软件n 其他工具软件等2.2 计算机网络计算网络由 硬件 和 软件 组成。三、 计算机网络的组成为用户提供分时共享方式共享为用户提供分时共享方式共享 CPU资源、资源、并具有强大的数据存储和信息处理的能力，目并具有强大的数据存储和信息处理的能力，目前厂商主要有前厂商主要有 IBM（如（如 ES9000， S/390等）、等）、SGI（如（如 Cray J系列和系列和 Cray T系列）和富士通系列）和富士通等。等。一、网络服务器2.2.1 计算机网络硬件大型主机服务器大型主机服务器高端 服务器高端 服务器大型主机服务器适应于企业级网络，目前，生产小型机适应于企业级网络，目前，生产小型机的厂商比较著名的有的厂商比较著名的有 SGI（如（如 Origin系列和系列和Onyx2系列等）、系列等）、 SUN（如（如 Ultra Enterprise系列等）、系列等）、 IBM（如（如 AS/400， RS6000等）、等）、 HP和和 DEC等。等。生产生产 UNIX工作站服务器的著名厂商有工作站服务器的著名厂商有 Sun(如如Ultra系列系列 )、 SGI（如（如 OCTANE、 和等）。和等）。小型机服务器高端 服务器小型机服务器2.2.1 计算机网络硬件随着性能迅速提高，如随着性能迅速提高，如 Intel CPU处理器处理器不断提高和采用多处理器技术，其功能可与不断提高和采用多处理器技术，其功能可与RISC服务器相匹配，而价格要低得多。目前服务器相匹配，而价格要低得多。目前，提供，提供 PC服务器知名度较高厂商主要有服务器知名度较高厂商主要有 IBM（如如 Netfinity 3500、 7000等）、等）、 Compag(如如 ProLiant 1200、 1600、 2500、 3000、 5500、6000、 7000等等 )、 HP和和 DEC等。等。 PC服务器网络服务器的角色Mail ServerDatabase ServerDatabaseWeb Server视频视频 Server Directory Services ServerClient Computer视频视频视频 同轴电缆 同轴电缆n 传送语音、视频和数据；n 使用其他较为廉价的网络电缆无法实现更远距离的数据传送；n 技术成熟，并具有良好的数据安全性。二、传输介质 (线缆 )铜线 铜线聚氯乙烯 套层聚氯乙烯套层屏蔽层绝缘层绝缘层无屏蔽双绞线 UTP 屏蔽双绞线 STP双绞线电缆铜缆或铜线连接到以太网的示意图 主机箱主机箱主机箱双绞线集线器BNC T 型接头收发器电缆网卡插入式分接头MAUMDI保护外层外导体屏蔽层内导体收发器DB-15连接器BNC 连接器插口RJ-45插头2.2.1 计算机网络硬件传输介质 :光缆 n 在光缆中，光导纤维以调制的光脉冲形式传送数字数据信号。光缆上没有电信号，因此这种传送数据的方式比较安全。n 由于信号纯净，衰减小，所以光缆是实现高速、大容量数据传输的好方法。n 光缆传输不受电信号的干扰，而且传输速率可以达到 100Mbps，理论上速率可以达到 1Gbps。光纤传送信号（光脉冲）的距离可以很远。 折射角入射角包层（低折射率的媒体）包层（低折射率的媒体）纤芯（高折射率的媒体） 包层纤芯光线在光纤中的折射 高折射率(纤芯 )低折射率(包层 )光线在纤芯中传输的方式是不断地全反射光纤的工作原理 输入脉冲 输出脉冲单模光纤输入脉冲 输出脉冲多模光纤2.2.1 计算机网络硬件多模光纤与单模光纤非导向传输媒体 无线网络传输n 无线传输所使用的频段很广。n 短波通信主要是靠电离层的反射，但短波信道的通信质量较差。n 微波在空间主要是直线传播。 l 地面微波接力通信l 卫星通信 无线电 微波 红外线可见光 紫外线X射线 射线双绞线同轴电缆卫星地面微波调幅无线电调频无线电 海事无线电光纤电视(Hz)f(Hz)fLF MF HF VHF UHF SHF EHF THF波段104 105 106 107 108 109 1010 1011 1012 1013 1014 1015 1016100 102 104 106 108 1010 1012 1014 1016 1018 1020 1022 1024移动无线电 电信领域使用的电磁波的频谱2.2.1 计算机网络硬件S3026核心层核心层汇聚层汇聚层接入层接入层 Quidway S8500/8000/6500Quidway S5000Quidway S3000Quidway S2000Quidway S3000VQuidway NetEngine 80/5000Quidway R3600/2600/170010G/2.3G/RPRMPLS VPNQuidway NetEngine 40/20Quidway A8010 ExpertQuidway WA1000Quidway MA5200Quidway NetEngine16E/08E/05Quidway MA5200MDNTM iTELLIN OpenDSETM/CAMSTM iManagerTM N2000/QuidviewTM媒体分发网络 业务平台 网络管理平台 ViewpointTM视频平台 Quidway Eudemon100/200/10002.2.1 计算机网络硬件三、网络连接设备复旦大学校园网物理拓扑图622M ATM155M ATM100M FE10M Ether5500 SW2820 SW1924 SW学生活动中心复旦二附中复旦附中HUB/xueshukeyan/xueshubaogaoting.asp三网合一Quidway A8010 GW总部网络中心小型办事机构分部 生产中心小型办事机构MPLS 域PBX/VOIP视讯 语音 数据 视讯 语音 数据 VLAN1 VLAN2 VLAN3VLAN1 VLAN2 VLAN3Viewpoint 86