联网工程培训教程最终

联网工程培训教程 WEBGIS矿山联网 2020年4月6日星期一 计算机在信息爆炸的今天 几乎成了无处不在 无所不能的 宝贝 您也许很想学习一些计算机知识 来为您的工作和生活解决一些问题 增加一些乐趣 可您对学习它可能又深感 恐惧 因为计算机或许显得过于 高科技 而实际上 学习计算机知识 并应用于实践 并不象想象中那么难 而更多的时候就象您手拿遥控器坐在沙发上换电视频道一样简单 并乐趣十足 问题是您需要一只奇妙的 手 来捅破这层窗户纸 从而使您有豁然开朗的感觉 下面就请您在这只奇妙的 手 带领下 进入开启计算机世界的大门 1 认识计算机计算机在当今高速发展的信息社会之中已经广泛应用到各个领域之中 对每一台计算机的外观 我想大家都不会陌生 甚至很多朋友已经非常熟练的操作计算机了 但是对于那些还没有掌握计算机的朋友来说 首先了解一下计算机的基本的整体结构对已后的学习是有很大的帮助的 下面让我们从计算机的外型开始一步一步的迈入计算机的世界 在计算机的外部 通过它我们可以启动 关闭计算机 控制软盘 光驱等 在计算机的内部 由 主板 内存 CPU 显卡 声卡 网卡等硬件构成 计算机基础 2020年4月6日星期一 2 计算机能做什么2 1科学计算科学计算是计算机最早的应用领域 如航空航天 气象 军事等 都离不开准确的计算 2 2数据处理计算机可对大量的数据进行分类 综合 排序 分析 整理 统计等加工处理 并可要求输出结果 如人事管理 卫星图片分析 金融管理 仓库管理 图书和资料检索等 2 3实时控制在工业 科学和军事方面 利用计算机能够按照预定的方案进行自动控制 完成一些人工无法亲自操作的工作 如汽车生产流水线等 2 4计算机辅助工程利用计算机辅助系统可以帮助我们快速的设计出各种模型 图案 例如飞机 船舶 建筑 集成电路等工程的设计和制造 当前计算机在辅助教学领域也得到了广泛的发展 2 5人工智能利用计算机模拟人的智能去处理某些事情 完成某项工作 例如 医疗诊断专家系统可以模拟医生看病 人机对弈 计算机基础 2020年4月6日星期一 3 计算机的产生与发展3 1计算机的产生世界上第一台电子数字式计算机于1946年2月15日在美国宾夕法尼亚大学研制成功 它的名称叫ENIAC 埃尼阿克 是电子数值积分式计算机 TheElectronicNumbericalIntergratorandComputer 的缩写 它使用了17468个真空电子管 耗电174千瓦 占地170平方米 重达30吨 每秒钟可进行5000次加法运算 虽然它还比不上今天最普通的一台微型计算机 但在当时它已是运算速度的绝对冠军 并且其运算的精确度和准确度也是史无前例的 以圆周率 的计算为例 中国的古代科学家祖冲之利用算筹 耗费15年心血 才把圆周率计算到小数点后7位数 一千多年后 英国人香克斯以毕生精力计算圆周率 才计算到小数点后707位 而使用ENIAC进行计算 仅用了40秒就达到了这个记录 还发现香克斯的计算中 第528位是错误的 ENIAC奠定了电子计算机的发展基础 在计算机发展史上具有划时代的意义 它的问世标志着电子计算机时代的到来 ENIAC诞生后 数学家冯 诺依曼提出了重大的改进理论 主要有两点 其一是电子计算机应该以二进制为运算基础 其二是电子计算机应采用 存储程序 方式工作 并且进一步明确指出了整个计算机的结构应由五个部分组成 运算器 控制器 存储器 输入装置和输出装置 计算机基础 2020年4月6日星期一 冯 诺依曼的这些理论的提出 解决了计算机的运算自动化的问题和速度配合问题 对后来计算机的发展起到了决定性的作用 直至今天 绝大部分的计算机还是采用冯 诺依曼方式工作 3 2计算机的发展的几个阶段ENIAC诞生后短短的几十年间 计算机的发展突飞猛进 主要电子器件相继使用了真空电子管 晶体管 中 小规模集成电路和大规模 超大规模集成电路 引起计算机的几次更新换代 每一次更新换代都使计算机的体积和耗电量大大减小 功能大大增强 应用领域进一步拓宽 特别是体积小 价格低 功能强的微型计算机的出现 使得计算机迅速普及 进入了办公室和家庭 在办公室自动化和多媒体应用方面发挥了很大的作用 目前 计算机的应用已扩展到社会的各个领域 可将计算机的发展过程分成以下几个阶段 第一代计算机 1946 1957 主要元器件是电子管 第二代计算机 1958 1964 用晶体管代替电子管第三代计算机 1965 1970 以中 小规模集成电路取代了晶体管 第四代计算机 1971至今 采用大规模集成电路和超大规模集成电路 第五代计算机智能计算机 计算机基础 2020年4月6日星期一 4 计算机系统组成4 1微型计算机系统的组成半个世纪以来 计算机已发展成为由巨型机 大型机 中型机 小型机 微型机组成的一个庞大的计算机家族 其每个成员 尽管在规模 性能 结构 应用等方面存在着很大差别 但是它们的基本组成结构是相同的 计算机系统包括硬件系统和软件系统两大部分 计算机的硬件系统一直是沿袭着冯 诺依曼的结构框架 即由运算器 控制器 存储器 输入设备和输出设备五大功能部分组成 这是由于它们处理信息的基本功能和处理信息基本方式相同的缘故 所谓处理信息的基本功能是指把各个应用领域中大量的数字 符号 语言 文字 图形 图像等信息进行计算 检测 识别 控制 存储 加工和利用 所谓处理信息的基本方式是指把各种信息用相应的数码组合起来变成计算机能接受的数字信号 然后按照一定的法则 即建立对某个信息源进行处理的算法 数学模型或逻辑规则 把它们变换成相应的数字运算操作 计算机基础 2020年4月6日星期一 4 1 1计算机硬件系统计算机系统包括硬件系统和软件系统两大部分 硬件是指组成计算机的各种物理设备 也就是我们在 认识计算机 中所介绍的那些看得见 摸得着的实际物理设备 它包括计算机的主机和外部设备 具体由五大功能部件组成 即 运算器 控制器 存储器 输入设备和输出设备 这五大部分相互配合 协同工作 其简单工作原理为 首先由输入设备接受外界信息 程序和数据 控制器发出指令将数据送入 内 存储器 然后向内存储器发出取指令命令 在取指令命令下 程序指令逐条送入控制器 控制器对指令进行译码 并根据指令的操作要求 向存储器和运算器发出存数 取数命令和运算命令 经过运算器计算并把计算结果存在存储器内 最后在控制器发出的取数和输出命令的作用下 通过输出设备输出计算结果 计算机基础 2020年4月6日星期一 4 1 2计算机软件系统计算机软件系统包括系统软件和应用软件两大类 1 系统软件系统软件是指控制和协调计算机及其外部设备 支持应用软件的开发和运行的软件 其主要的功能是进行调度 监控和维护系统等等 系统软件是用户和裸机的接口 主要包括 1 操作系统软件 如DOS WINDOWS98 WINDOWSNT Linux Netware等 2 各种语言的处理程序 如低级语言 高级语言 编译程序 解释程序 3 各种服务性程序 如机器的调试 故障检查和诊断程序 杀毒程序等 4 各种数据库管理系统 如SQLSever Oracle Informix Foxpro等2 应用软件应用软件是用户为解决各种实际问题而编制的计算机应用程序及其有关资料 应用软件主要有以下几种 1 用于科学计算方面的数学计算软件包 统计软件包 2 文字处理软件包 如WPS WORD Office2000 3 图像处理软件包 如Photoshop 动画处理软件3DSMAX 4 各种财务管理软件 税务管理软件 工业控制软件 辅助教育等3 专用软件 计算机基础 2020年4月6日星期一 4 1 3硬件和软件的关系1 硬件与软件是相辅相成的 硬件是计算机的物质基础 没有硬件就无所谓计算机 2 软件是计算机的灵魂 没有软件 计算机的存在就毫无价值 3 硬件系统的发展给软件系统提供了良好的开发环境 而软件系统发展又给硬件系统提出了新的要求 4 2计算机硬件五大功能部分1 运算器运算器又称算术逻辑单元 ArithmeticLogicUnit简称ALU 它是计算机对数据进行加工处理的部件 包括算术运算 加 减 乘 除等 和逻辑运算 与 或 非 异或 比较等 2 控制器控制器负责从存储器中取出指令 并对指令进行译码 根据指令的要求 按时间的先后顺序 负责向其它各部件发出控制信号 保证各部件协调一致地工作 一步一步地完成各种操作 控制器主要由指令寄存器 译码器 程序计数器 操作控制器等组成 硬件系统的核心是中央处理器 CentralProcessingUnit 简称CPU 它主要由控制器 运算器等组成 并采用大规模集成电路工艺制成的芯片 又称微处理器芯片 计算机基础 2020年4月6日星期一 3 存储器存储器是计算机记忆或暂存数据的部件 计算机中的全部信息 包括原始的输入数据 经过初步加工的中间数据以及最后处理完成的有用信息都存放在存储器中 而且 指挥计算机运行的各种程序 即规定对输入数据如何进行加工处理的一系列指令也都存放在存储器中 存储器分为内存储器 内存 和外存储器 外存 两种 4 输入设备输入设备是给计算机输入信息的设备 它是重要的人机接口 负责将输入的信息 包括数据和指令 转换成计算机能识别的二进制代码 送入存储器保存 5 输出设备输出设备是输出计算机处理结果的设备 在大多数情况下 它将这些结果转换成便于人们识别的形式 计算机基础 2020年4月6日星期一 4 3计算机总线结构总线结构微型计算机硬件结构的最重要特点是总线 Bus 结构 它将信号线分成三大类 并归结为数据总线 DateBus 地址总线 AddressBus 和控制总线 ControlBus 这样就很适合计算机部件的模块化生产 促进了微计算机的普及 微型计算机的总线化硬件结构图如图所示 微型计算机总线化硬件结构图 计算机基础 2020年4月6日星期一 4 4内存储器微型计算机的内存储器是由半导体器件构成的 从使用功能上分 有随机存储器 RandomAccessMemory 简称RAM 又称读写存储器 只读存储器 ReadOnlyMemory 简称为ROM 1 随机存储器 RandomAccessMemory RAM有以下特点 可以读出 也可以写入 读出时并不损坏原来存储的内容 只有写入时才修改原来所存储的内容 断电后 存储内容立即消失 即具有易失性 RAM可分为动 DynamicRAM 和静态 StaticRAM 两大类 DRAM的特点是集成度高 主要用于大容量内存储器 SRAM的特点是存取速度快 主要用于高速缓冲存储器 2 只读存储器 ReadOnlyMemory ROM是只读存储器 顾名思义 它的特点是只能读出原有的内容 不能由用户再写入新内容 原来存储的内容是采用掩膜技术由厂家一次性写入的 并永久保存下来 它一般用来存放专用的固定的程序和数据 不会因断电而丢失 计算机基础 2020年4月6日星期一 4 5外存储器计算机的存储器由两部分组成 内存储器和外存储器 内存储器最突出的特点是存取速度快 但是容量小 价格贵 外存储器的特点是容量大 价格低 但是存取速度慢 内存储器用于存放那些立即要用的程序和数据 外存储器用于存放暂时不用的程序和数据 内存储器和外存储器之间常常频繁地交换信息 需要指出的是外存储器也属于输入输出设备 它只能与内存储器交换信息 不能被计算机系统的其它部件直接访问 外存储器主要有磁盘存储器 磁带存储器和光盘存储器 磁盘是最常用的外存储器 分为软磁盘和硬磁盘两类 4 6基本输入设备键盘键盘 Keyboard 是最常见的输入设备 标准键盘上的按键排列可以分为三个区域 字符键区 功能键区 数字键区 数字小键盘 l 字符键区由于键盘的前身是英文打字机 键盘排列已经标准化 因此 计算机的键盘最初就全盘采用了英文打字机的QWERTY排列方式 2 功能键区在键盘的最上一排 主要包括F1 F12这12个功能键 通常人们又称它们为热键 因为用户可以根据自已的需要来定义它们的功能 以减少重复击键的次数 方便操作 计算机基础 2020年4月6日星期一 3 数字键区又称小键盘区 安排在整个键盘的右都 它原来是为专门从事数字录入的工作人员提供方便的 计算机键盘中几种键位的功能详细如下 Enter键 回车键 将数据或命令送入计算机时即按此键 Spacebar键 空格键 它是在字符键区的中下方的长条键 因为使用频繁 它的形状和位置使左右手都很容易打着 Backspace键 退格键 按下它可使光标回退一格 常用于删除当前行中的错误字符 Shift键 换档键 由于整个键盘上有30个双字符键 即每个键面上标有两个字符 并且英文字母还分大小写 因此通过此键可以转换 在计算机刚启动时 每个双符键都处于下面的字符和小写英文字母的状态 Ctrl键 控制键 一般不单独使用 通常和其它键组合成复合控制键 ESC 强行退出键 在菜单命令中 它常是退出当前环境 返回原菜单的按键 Alt键 交替换档键 它与其它键组合成特殊功能键或复合控制键 计算机基础 2020年4月6日星期一 Tab键 制表定位键 一般按下此键可使光标移动8个字符的距离 光标移动键 用箭头 分别表示上 下 左 右移动光标 屏幕翻页键 PgUP PageUp 翻回上一页 PgDn PageDown 下翻一页 打印屏幕键 Prtsc PrintScreen 把当前屏幕显示的内容全部打印出来 双态键 包括Ins键和三个锁定键 Ins的双态是插入状态和改写状态 Caps lock是字母状态和锁定状态 Num lock是数字状态和锁定状态 Scroll lock是滚屏状态和锁定状态 当计算机启动后 四个双态键都处于一种状态 按键后即处于第二种状态 在不关机的情况下 反复按键则在两种状态之间转换 为了区分锁定与否 许多键盘为它们配置了指示灯 2 鼠标 MOUSE 鼠标多用于Windows环境中 取代键盘的光标移动键 使移动光标更加方便 更加准确 目前使用的鼠标有机械鼠 光学鼠 光学机械鼠三种 计算机基础 2020年4月6日星期一 4 7基本输出设备1 显示器显示器 Display 是微型机不可缺少的输出设备 用户通过它可以很方便地查看送入计算机的程序 数据 图形等信息及经过计算机处理后的中间结果 最后结果 显示器是人机对话的主要工具 在微型机中 台式微型机大都使用阴极射线显示器件 CRT 的显示器 便携式微型机和笔记本式微型机则使用LCD液晶显示器 显示器上的字符和图形是由一个个像素 Pixel 组成的 显示器的分辨率一般用整个屏幕上光栅的列数与行数的乘积来表示 这个乘积越大 分辨率就越高 现在常用的分辨率是 640 480 800 600 1024 768 1280 1024等 显示器必须配置正确的适配器 俗称显示卡 才能构成完整的显示系统 显示卡较早的标准有 CGA ColorGraphicsAdapter 标准 320 200 彩色 和EGA EnhancedGraphicsAdapter 标准 640 350 彩色 目前常用的是VGA VideoGraphicsArray 标准 VGA适用于高分辨率的彩色显示器 其图形分辨率在640 480以上 能显示256种颜色 计算机基础 2020年4月6日星期一 在VGA之后 又不断出现SVGA TVGA卡等 分辨率提高到800 600 1024X768 而且有些具有16 7兆种彩色 称为 真彩色 2 打印机打印机 Printer 是计算机的输出设备 用于把文字或图形在纸上输出 供阅读和保存 打印机按工作机构可粗分为两类 击打式打印机和非击打式印字机 其中微机系统常用的点阵打印机属于击打式打印机 非击打式的喷墨打印机和激光打印机 目前应用越来越广 4 8微型计算机系统的基本软件组成软件是组成计算机系统的重要部分 微型计算机系统的软件分为两大类 即系统软件和应用软件 系统软件是指由计算机生产厂 部分由 第三方 为使用该计算机而提供的基本软件 最常用的有 操作系统 文字处理程序 计算机语言处理程序 数据库管理程序 联网及通信软件 各类服务程序和工具软件等 应用软件是指用户为了自己的业务应用而使用系统开发出来的用户软件 系统软件依赖于机器 而应用软件则更接近用户业务 计算机基础 2020年4月6日星期一 以下简介计算机中几种常用的系统软件 1 操作系统操作系统 OperatingSystem 是最基本最重要的系统软件 它负责管理计算机系统的各种硬件资源 例如CPU 内存空间 磁盘空间 外部设备等 并且负责解释用户对机器的管理命令 使它转换为机器实际的操作 如 DOS WINDOWSUNIX等 2 文字处理程序微机用于办公自动化 文字处理是其重要内容 所以文字处理程序也是很基本的系统软件 WPS WORD等 3 计算机语言处理程序计算机语言分机器言 汇编语言和高级语言 1 机器语言 MachineLanguage 是指机器能直接认识的语言 它是由 1 和 0 组成的一组代码指令 2 汇编语言 AssembleLanguage 实际是由一组与机器语言指令 一对应的符号指令和简单语法组成的 3 高级语言 Highlevellanguage 比较接近日常用语 对机器依赖性低 即适用于各种机器的计算机语言 如 BASIC语言 VisualBASIC语言 FORTRAN语言 C语言 Java语言等 计算机基础 2020年4月6日星期一 将高级语言所写的程序翻译为机器语言程序 有两种翻译程序 一种叫 编译程序 一种叫 解释程序 编译程序把高级语言所写的程序作为一个整体进行处理 编译后与子程序库链接 形成一个完整的可执行程序 这种方法的缺点是编译 链接较费时 但可执行程序运行速度很快 FORTRAN C语言等都采用这种编译的方法 解释程序则对高级语言程序逐句解释执行 这种方法的特点是程序设计的灵活性大 但程序的运行效率较低 BASIC语言属于解释型 4 数据库管理系统日常许多业务处理 都属于对数据组进行管理 所以计算机制造商也开发了许多数据库管理程序 DBMS 较著名的适用于微机系统数据库管理程序的有dBASE FoxBase VisualFoxPro等 另外 还有联网及通信软件 各类服务程序和工具软件等 计算机基础 2020年4月6日星期一 4 9计算机的性能指标对于不同用途的计算机 其对不同部件的性能指标要求有所不同 例如 对于用作科学计算为主的计算机 其对主机的运算速度要求很高 对于用作大型数据库处理为主的计算机 其对主机的内存容量 存取速度和外存储器的读写速度要求较高 对于用作网络传输的计算机 则要求有很高的I O速度 因此应当有高速的I O总线和相应的I O接口 l 运算速度计算机的运算速度是指计算机每秒钟执行的指令数 单位为每秒百万条指令 简称MIPS 或者每秒百万条浮点指令 简称MFPOPS 它们都是用基准程序来测试的 影响运算速度的有如下几个主要因素 CPU的主频 指计算机的时钟频率 它在很大程度上决定了计算机的运算速度 例如 Intel公司的CPU主频最高己达3 20GHz以上 AMD公司的可达400MHz以上 字长 CPU进行运算和数据处理的最基本 最有效的信息位长度 PC机的字长 已由8088的准16位 运算用16位 I O用8位 发展到现在的32位 64位 计算机基础 2020年4月6日星期一 指令系统的合理性 每种机器都设计了一套指令 一般均有数十条到上百条 例如 加 浮点加 逻辑与 跳转 等等 组成了指令系统 2 存储器的指标 存取速度 内存储器完成一次读 取 或写 存 操作所需的时间称为存储器的存取时间或者访问时间 而连续两次读 或写 所需的最短时间称为存储周期 对于半导体存储器来说 存取周期约为几十到几百ns 10 9秒 存储容量 存储容量一般用字节 Byte 数来度量 PC机的内存储器已由286机配置的1MB 发展到现在P4 奔腾4 配置256MB 甚至512MB以上 内存容量的加大 对于运行大型软件十分必要 否则会感到慢得无法忍受 3 I O的速度主机I O的速度 取决于I O总线的设计 这对于慢速设备 例如键盘 打印机 关系不大 但对于高速设备则效果十分明显 例如对于当前的硬盘 它的外部传输率已可达20MB S 4OMB S以上 计算机基础 2020年4月6日星期一 5 计算机中的数制计算机中的数制采用二进制 这是因为只需表示0和1 这在物理上很容易实现 例如电路的导通或截止 磁性材料的正向磁化或反向磁化等 0和1两个数 传输和处理抗干扰性强 不易出错 可靠性好 另外 0和1正好与逻辑代数 假 和 真 相对应 易于进行逻辑运算 在程序设计中 有时也使用十六进制 实际上十六进制常用作二进制的压缩形式 它的一位表示二进制的4位 八进制的一位则表示二进制的3位 5 1二进制数在计算机中的数是用二进制数表示的 它的特点是逢2进1 因此在二进制中 只有0和1两个数字符号 5 2其他进制数在一种数制中 只能使用一组固定的数字符号来表示数目的大小 具体使用多少个数字符号来表示数目的大小 就称为该数制的基数 例如 5 2 1十进制 Decimal 基数是10 它有10个数字符号 即0 l 2 3 4 5 6 7 8 9 其中最大数码是基数减1 即9 最小数码是0 计算机基础 2020年4月6日星期一 5 2 2 二进制 Binary 基数是2 它只有两个数字符号 即0和1 这就是说 如果在给定的数中 除0和1外还有其它数 例如1012 它就决不会是一个二进制数 5 2 3 八进制 Octal 基数是8 它有8个数字符号 即0 l 2 3 4 5 6 7 最大的也是基数减1 即7 最小的是0 5 2 4 十六进制 Hexadecilnal 基数是16 它有16个数字符号 除了十进制中的10个数可用外 还使用了6个英文字母 它的16个数字依次是0 l 2 3 4 5 6 7 8 9 A B C D E F 其中A至F分别代表十进制数的10至15 最大的数字也是基数减1既然有不同的进制 那么在给出一个数时 需指明是什么数制里的数 例如 1010 2 1010 8 1010 10 1010 16所代表的数值就不同 除了用下标表示外 还可用后缀字母来表示数制 例如ZA4EH FEEDH BADH 最后的字母H表示是十六进制数 与 ZA4E 16 FEED 16 BAD 16的意义相同 计算机基础 2020年4月6日星期一 6 计算机的使用方法前面我们说过 计算机主要由主机 各种外部设备组成 各种外部设备通过电缆与主机连接 因此在插拔计算机的部件和外部设备时应注意 首先应将主机及所有设备或部件的电源都关闭 切不可带电插拔连接电缆或各种配件 否则极易损坏电路为了保护主机中的接口电路 计算机启动时应遵循这样的顺序 首先开启所有外部设备 最后开启主机电源 计算机关闭时 应按相反的顺序 首先关闭主机电源 然后关闭所有外部设备电源 7 本章小结以上基本讲述了计算机基础知识 主要包括计算机的硬件构成及其操作 计算机的系统组成原理和工作原理 希望能使您对计算机有一个总体上的认识 计算机基础 2020年4月6日星期一 网络是由某种传输介质 如电线或电缆所连接的一组计算机和其他设备 比如打印机 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 光盘驱动器 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 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 所有网络有更多长处 最重要的一点是网络允许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要快得多 后者这种过时的处理方式常常被戏称为胶底运动鞋网 Sneakernet 在网络出现之前 通过软盘传递数据是惟一共享数据的方式 如图1 1所示 网络基础 2020年4月6日星期一 网络的另一个长处是管理员可以从某个中心管理或监控多台计算机上的硬件和软件 假设你是某多国保险公司信息技术部的一员 并且必须核实全球5000家保险代理商都使用同一版本的WordPerfect 如果没有网络 你不可能完成这种工作 网络和网络管理软件的出现 使你可以通过一台计算机就能管理办公室中或全球的计算机 你面前正在操作的计算机称作为本地计算机 通过网络控制或使用的计算机被称为远程计算机 由于网络可以实现设备共享和集中化管理 所以会提高生产效率 由此可见 大多数企业依靠网络来保持竞争力也就不奇怪了 图1 1网络出现之前 数据共享处理方式 网络基础知识 2020年4月6日星期一 网络最简单的形式是少量计算机通过一根线缆连接起来 使用端到端通信 这种形式现在仍在使用 端到端通信使计算机能与线缆中某段上的其他计算机直接通信 并共享诸如打印机或光驱等设备 端到端网络上计算机的权限相同 并且每台计算机均能使用其他计算机的资源 端到端网络上的大多数计算机是通用个人计算机 这种计算机用来处理重负载任务 端到端网络很容易描绘和构造 但不很灵活和安全 同样 这种方式并不常用来连接更多的计算机 原因是不必集中化存放资源 比如 如果你的计算机为某端到端网络的一部分 其中该网络还包含其他五台计算机 每位计算机用户把自己的表格和字处理文件存储在本地硬盘上 则无论同事什么时间想编辑你的文件 他们必须通过网络连接到你的机器 某位同事更改了你的表格文件 并把更改后的文件保存在他或她自己的计算机上 则你会很难跟踪该文件的最新版本 你可以想像出来 端到端网络上的计算机越多 则越难以查找和跟踪资源 在技术专家缺乏的小办公室环境 常常使用端到端网络 图1 2即为一个端到端网络的示例 网络基础知识 2020年4月6日星期一 建立端到端网络的一种方式是使用Windows95或Windows98文件共享功能 端到端网络不需要诸如WindowsNTServer或NovellNetWare之类特殊的网络操作系统 这种网络上的每位用户可以更改他或她桌面操作系统的属性 以允许其他人阅读和编辑特定计算机上硬盘上的文件 由于访问面向于许多不同用户 所以这种网络不是统一的 并且不安全 图1 2简单的端到端网络 网络基础知识 2020年4月6日星期一 端到端网络是局域网最简单的形式之一 正如名称所言 局域网是局限于相对小的空间 诸如一幢建筑物 甚至一个办公室内计算机和其他设备所组成的网络 在20世纪80年代早期 在企业中小型局域网非常流行 现在的局域网一般都比前一例子中端到端网络更庞大和复杂 包含许多计算机的局域网通常是基于服务器的 在基于服务器的网络中 称为文件服务器的计算机负责为网络中称为客户机的计算机处理数据 并且改善客户机之间的通信 客户机通常采用桌面计算机的形式 称为工作站文件服务器所完成的功能 看起来像图书馆管理员 其中后者帮助公众保管和收发文字资源 并防止这些资料被破坏或偷盗 同样 文件服务器的主要工作是授权客户机共享资源 为实现文件服务器 计算机必须运行网络操作系统 比如MicrosoftWindowsNT或NovellNetWare 对应地单机计算机 或者客户机可以使用稍微简单一点儿的操作系统 比如Windows98 网络操作系统 NOS 是为许多客户机管理服务器上数据和其他资源而专门设计的特殊系统软件 网络操作系统也提供管理网络安全 网络用户和用户组 协议和网络应用程序的功能 客户机 服务器结构是网络模型的一种术语 在这种网络模型中 客户机 通常为桌面型PC 借助于中心文件服务器共享应用程序和数据 客户机 服务器网络上的每台计算机不是客户机 就是服务器 网络基础知识 2020年4月6日星期一 网络上的客户机也可以从本地硬盘运行应用程序 并把数据保存到本地硬盘 另一方面 服务器可以使每台计算机使用服务器上的共享应用程序和数据 通常情况下 客户机 服务器网络上的客户机并不直接相互通信 而是使用服务器作为通信中介 通常 文件服务器是比桌面PC功能更强大的计算机 甚至可以给文件服务器配置特殊的硬件 以提供网络操作系统不能提供的网络管理功能 图1 3即为一个包含文件服务器的简单局域网 图1 3包含文件服务器的局域网 网络基础知识 2020年4月6日星期一 常见的网络一般都比图1 3的局域网示例要复杂得多 通常 多个单独的局域网依赖多个文件服务器相互连接起来 其中这些文件服务器可以运行许多不同的应用程序 不仅可以管理数据 也可以管理资源 比如某独立的网络也许连接15个文件服务器 200台打印机 3台传真机 5个光驱设备 2台主机和7台扫描仪 图1 4就是一个更复杂的网络示意图如果突然面对如图1 4所示的那么复杂的网络 别担心 随着学习时间的增加 你会了解该图中每一部分 在学习过程中 你会逐渐学会如何集成各个部分 以创建各种可靠 安全和易于管理的网络 下面的列表给出了基于服务器的网络比端到端网络的更先进之处 可以集中分配基于服务器的网络中每个用户的登录帐号和口令 可以集中授予单个用户或用户组对多个共享资源 比如数据文件或打印机 的访问权 服务器是经过优化的 可以更有力地处理重负载任务和处理来自客户机的请求 由于服务器具有高效的处理能力和更大的存储空间 所以服务器可以连接网络上多台计算机 网络基础知识 2020年4月6日星期一 连接相隔较远的两个或更多局域网的网络被称作广域网 假设你任职于一家全国性软件批发公司 该公司的软件零散存放在Topeka Kansas PanamaCity和Florida 同时假设你的办公地点在NewYork 当某客户打电话来寻问能否连夜运送LotusNotes的70份拷贝时 你有必要检测位于Topeka和PanamaCity库房中服务器上的库存数据库 如想访问这些服务器 则应该通过广域网连接到库房 然后登录到相应的服务器 实际上 大多数组织借助于广域网连接分散的办公室 不管这些办公室都在一个镇上 还是分散在全球 Internet就是一个纵横全球的很复杂且具有扩展性的广域网 由于广域网要从比局域网距离远得多的地方传送数据 所以广域网需要的技术和传输介质与局域网稍微有点差别 第2章将集中讨论广域网 图1 5就是一例简单的广域网结构 网络基础知识 2020年4月6日星期一 图1 4一个更复杂的网络示例 图1 5简单的广域网 网络基础知识 2020年4月6日星期一 1 1所有基于服务器的网络的通用组件至此 你已经知道网络 不管它是多么复杂 还是多么简单 都具有单机无法比拟的优点 不同网络也有共同的术语和组件 其中一部分我们已经讨论过 下面的列表更加详细地讨论所有基于服务器的网络的基本公共组件 通读全书 你会了解有关这些主题的更多信息 客户机 客户机为网络中请求其他计算机上的资源或服务的计算机 在有些情况下 它也可以充当服务器 术语 客户机 也许会指客户机工作站的使用者 服务器 网络上管理共享资源的计算机 通常 服务器比客户机拥有更强的处理能力 更多内存和硬盘空间 服务器上运行的网络操作系统不仅可以管理网络上的数据 而且可以管理用户 用户组 安全和应用程序 工作站 工作站是桌面计算机 也许会连接到某网络上 也许没有 大多数客户机是工作站计算机 网络接口卡 NIC 网络接口卡是使工作站连接到网络 并与网络中其他计算机相互通信的设备 好几家公司都生产网络接口卡 各家生产的网络接口卡规格不一样 但都满足网络和工作站的需求 图1 6即为一块典型的工作站网络接口卡 网络基础知识 2020年4月6日星期一 警告 由于不同的PC和网络需要不同类型的网络接口卡 所以不能想当然地认为某工作站上运行正常的网络接口卡在别的工作站上也能照样运行 网络操作系统 NOS 网络操作系统运行在服务器上 并能使服务器管理数据 用户 用户组 安全 应用程序以及其他网络功能 现在最流行的网络操作系统是Microsoft的WindowsNT Novell的NetWare 以及UNIX 主机 主机为管理共享资源的服务器 节点 节点是网络中由常称做网络地址的惟一数字标识的客户机 服务器或其他设备 拓扑结构 拓扑结构指的是计算机网络的物理布局 网络拓扑应根据组织的需求和所拥有的硬件和技术人员的不同而变化 通常 网络组织结构有环形 总线或星形 有时为如上三种的混合模型 图1 7列出最常见的网络拓扑结构 了解这些拓扑结构是设计网络和解决网络疑难问题的前提 网络基础知识 2020年4月6日星期一 图1 6网络接口卡 图1 7常见的网络拓扑结构 网络基础知识 2020年4月6日星期一 协议 协议是网络传输数据的规则 协议保证数据正确地依次从网络中一个节点传送到其他节点 为有效地维护和管理网络 你必须对网络协议有深刻的理解 数据包 数据包是从网络上某台计算机传送到其他计算机的分散的数据单元 数据包也被称作数据报 协议数据单元 PDU 帧或信元 编址 编址是给网络中每台工作站和设备分配惟一标识数字的方案 具体使用何种编址方案依赖于网络协议和网络操作系统 网络中每台计算机都应该有一个惟一的地址 这样才可能保证数据在计算机间可靠地传送 传输介质 传输介质即为真正承载数据流动的介质 传输介质也许是物理上可以看得到的介质 比如电缆或电话线 也许是物理上看不见的介质 无线介质 比如无线电波 图1 8是几种介质的示例图 到现在为止 您对基本网络术语应该比较熟悉了 可以进一步学习计算机网络的许多其他应用知识 网络基础知识 2020年4月6日星期一 图1 8是几种介质的示例图 1 2网络应用网络提供的功能常被称为服务 任何一位网络管理员都会告诉你网络最明显的服务是电子邮件 如果公司的电子邮件系统垮了 用户很快就会注意到 他们很快地会把故障通知你 尽管电子邮件是最常见网络服务 其他服务也同样重要 打印 文件共享 Internet访问 远程拨入能力 主机通信等都是借助于网络实现的关键商功能 在大型组织中 可能会使用多台服务器分别实现各种功能 在只有少数用户和少量网络流量的办公室内 可能会只使用一台服务器来实现这些功能 网络基础知识 2020年4月6日星期一 1 2 1文件和打印服务文件服务指使用文件服务器提供数据文件 应用 比如文字处理程序或电子表格 和磁盘空间共享的功能 文件服务是网络的最初应用 因为许多原因 文件服务至今仍是网络的应用基础 正如前面所提到的那样 在一个中心位置存放共享的数据比把文件拷贝到磁盘上 然后通到磁盘传送文件的处理方式要更容易和更快捷 数据保存在中心位置也会更安全 原因是网络管理员可以很容易地实现数据备份 而不需依靠单个用户分别做备份 而且 使用文件服务器来运行多个用户需要的应用程序则只需购买更少的应用程序拷贝 并且也会减少网络管理员的维护工作 使用打印服务来共享网络上的打印机也会节省时间和资金 高质量的打印机价格很贵 但这种打印机可以同时为整个部门提供打印服务 因而使用网络打印服务则不必为每个员工购买一台桌面打印机 只使用一台打印机 维护和管理工作会更少 如果共享打印机垮了 网络管理员可以在网络上的任何一台工作站上使用网络操作系统的打印控制功能来调试和解决问题 通常 管理员甚至可以在不访问打印机的情况下解决问题 网络基础知识 2020年4月6日星期一 1 2 2通信服务借助于网络通信服务 远程用户可以连接到网络 通常通过电话线和调制解调器 术语 远程用户 指在地理位置上与局域网服务器不同的计算机用户 在通常情况下 通信服务不能让网络用户连接到该网络之外的某台机器 诸如WindowsNT和NetWare等网络操作系统都包含内置的通信服务 在WindowsNT中 通信软件被称为远程访问服务器 RAS 在NetWare中 通信软件被称为网络访问服务器 NAS 两种通信软件都能保证用户拨号进通信服务器 或者运行这些通信服务的服务器 然后登录到网络 利用各种网络功能 就好像登录到服务器环境中某台工作站一样 商业公司和其他组织通常使用通信服务为远离局域网的员工提供局域网访问能力 如在家工作的员工 在旅途中的员工 以及那些工作在小的卫星办公室的员工 除此之外 这些组织和商业公司还可能使用通信服务来使其他组织的员工帮助分析和解决网络问题 例如 假设你任职于一家纺织厂 该厂使用刺绣软件往衬衫和帽子上编织花纹 你对网络比较精通 但对自动化刺绣软件不熟悉 当该软件出问题时 你会求助于软件供应商 然而 如果该软件公司位于澳大利亚 就可以让供应商的技术人员通过通信服务器拨号进入公司网络 远程分析和调试软件比让技术人员乘飞机到公司驻地来解决问题要更容易 并且耗费更低廉 网络基础知识 2020年4月6日星期一 通信服务器也被称为 访问服务器 不管通信服务器运行于何种平台 硬件或操作系统软件 都应能够让外部用户使用网络资源和设备 就好像登录到办公室中工作站一样 这一点很重要 从一个远程地点 用户可以在共享打印机上打印文件 登录到IBM主机 从内部邮件系统接收邮件 或者对内部数据库进行查询 由于内部资源可以被局域网的用户访问 所以通信服务器有必要进一步加强安全措施 1 2 3邮件服务邮件服务可以保证网络上的用户间电子邮件的保存和传送 用户借助于电子邮件可以实现组织内外的快捷方便的通信 邮件服务除提供发送 接收和存储电子邮件的功能外 还可以包含智能的电子邮件路由能力 比如 如果某技术支持代表没有在邮件接收后15分钟内打开邮件 则邮件自动转发给主管 提示 规划 文档管理和到其他邮件服务器的网关 网关是个硬件和软件的整体 能够在两种不同类型的网络间交换数据 邮件服务可以运行在数种系统之上 邮件服务可以连接到Internet 也可以隔离在组织内 网络基础知识 2020年4月6日星期一 常见的邮件服务软件有Microsoft公司的ExchangeServer NetWare的GroupWise 以及Lotus公司的cc Mail 对于用户来说 邮件服务是网络最常见的功能 因而 邮件服务软件的客户端界面 即用户与之交互的接口部分 通常开发得不错 易于使用 同样 由于邮件服务使用得很频繁 因而需要保证有足够的技术支持和管理资源 1 2 4Internet服务商业公司仅靠使用孤立的局域网就能保持竞争力的日子一去不返了 现在 全球通信和数据交换非常关键 作为全球覆盖面最广的网络 Internet已经成为生活和商业活动中不可或缺的工具 也许你已经使用过Internet 但未必了解或注意表面之后Internet提供的所有服务 一旦与Internet建立连接 则工作站和配套的服务器必须运行标准协议 这样才能使用Internet服务 Internet服务包括WWW服务器和浏览器 文件传输功能 Internet编址模式 安全过滤 以及直接登录到Internet上其他计算机的方法 网络基础知识 2020年4月6日星期一 1 2 5管理服务当网络规模较小时 一位网络管理员借助于网络操作系统的内部功能就可以很容易地管理网络 比如 假设某用户报告说登录不了网络 管理员会很容易地解决问题 也许是因为网络地址冲突 即 同一网络上两个计算机有相同的网络地址 在一个规模很小的网络中 地址冲突的两台工作站也许会离得很近 地址修改起来很快 再举个例子 如果管理员有必要报告某部门所使用的Lotus1 2 3的拷贝数 网络管理员也许只需在部门内转一转 逐个检查各台工作站就可以得到正确答案 然而 随着网络变得越来越庞大和复杂 网络会变得很难管理 为跟踪大型网络运行情况 你有必要使用特殊的网络管理服务 网络管理服务可以集中管理网络 并简化网络的复杂管理任务 比如确保不超过20台工作站同时使用WordPerfect 一些组织使用一些专用于网络管理功能的服务器 其中每台服务器只执行一项或两项专项服务 网络管理的服务内容很多 下面列出一些最重要的服务 网络基础知识 2020年4月6日星期一 流量监测和控制 该服务可以测定当前网络或某段网络的流量 即 数据传送和处理活动 并且可以在某段网络超载时提醒管理员 一个网络段是从逻辑上区分的有别于局域网其他部分的一部分局域网 并且共享固定的流量容量 通常 网络规模越大 监测网络流量越重要 负载平衡 在整个网络的范围内平均地分配处理活动 以使没有任何一台设备被击垮 对于那些很难预测提交给服务器的请求数量的网络来说 如Web服务器 负载平衡尤其重要 硬件诊断和失效报警 当某网络组件发生故障时 系统自动诊断出来 并通过电子邮件或打印结果自动地把突发情况通知网络管理员 资产管理 资产管理的任务是收集和存储关于网络中软件和硬件资产 或资源 的数目和类型之类的数据 数据收集过程自动进行 每个网络客户端被在线地检测 过去 这些数据是手工记录得到 然后输入到电子表格的 许可证跟踪 许可证跟踪可决定网络中当前正在使用某单个应用程序的拷贝数 这种信息对于法律诉讼很重要 因为现在非法软件拷贝和使用的比例日益升高 安全审计 安全审计可以决定当前正在使用何种安全措施 并且当安全受到侵害时及时通知网络管理员 网络基础知识 2020年4月6日星期一 软件分发 软件分发指自动地把数据文件和程序从服务器传送到网络中客户端 软件分发可以从服务器开始 也可以从客户机开始分发 当分发软件时可以使用一些选项 比如告诉用户有关软件的更新 把更新写到工作站的系统文件中 以及在更新后重新启动工作站等 地址管理 地址管理指集中管理整个局域网有限的网络地址 通常 在无需与客户机交互的情况下就可以完成该任务 数据备份和数据恢复 该服务指把关键数据文件拷贝 或备份 到安全的存储区域 当原来的文件丢失或被删除时 可以重新恢复 或检索 数据 通常数据备份是按照一定的规则进行的 备份和数据恢复服务集中地管理多个服务器上的数据备份 并且在需要时恢复文件和目录 网络基础知识 2020年4月6日星期一 事例1 127 0 0 1 IP地址有什么用疑问 在组建Web服务器时接触到 127 0 0 1 这个IP地址 请问它有何用 分析与解决 127 0 0 1 是一个本机地址 它主要用来做测试用 另外它还有个别名叫 Localhost 因此 一个网络中不会出现以 127 0 0 1 为IP地址的计算机 除此地址外 还有不少特殊IP地址也不能乱用 比如 1 255 255 255 255 这个网络IP地址名称叫 限制广播地址 这个地址不能被路由器转发 对本机来说它代表同一网段内的所有计算机 2 224 0 0 1 这是一个组播地址 特指所有主机 另外一个224 0 0 2则特指所有路由器 其实从224 0 0 0到239 255 255 255都属于组播地址 总的说来 这类地址用于一些特定的程序 还有一个IP地址 169 254 X X 如果本机通过服务器自动分配IP地址 DHCP功能 当DHCP发生故障时 本机系统就会反馈出这样一个地址 总结 通常情况下 这些特殊IP地址不分配给任何主机 仅用于表示某个网络的网络地址 网络基础知识 2020年4月6