计算机科学与技术专业导向讲座第3讲

1、计算机科学与技术专业导向讲座1第5章 计算机网络与通信 本章学习目标 本章主要讲解计算机网络与通信的基本知识、计算机网络的应用与操作。对于网络、协议、TCP/IP协议的功能及它的层次结构、域名系统、因特网及其组成、WWW网等相关的重要知识都做了重点讲解。通过本章的学习，主要掌握以下内容：l 计算机通信的基础知识l计算机网络的体系结构与使用方式l Intranet和Extranet的区别l 如何使用浏览器进行上网等等 l TCP/IP协议的功能及它的层次结构l域名系统2第5章 计算机网络与通信5.1 计算机网络5.2 数据通信（略）5.3 因特网（略）5.4 WWW和浏览器（略）5.5 Intr

2、anet和Extranet （略）5.6 个人网站的创建和网页的制作（略）下一章35.1 计算机网络5.1.1 计算机网络的定义5.1.2 计算机发展的历史阶段5.1.3 计算机网络的发展趋势5.1.4 计算机网络的构成5.1.5 计算机网络的分类和拓扑结构5.1.6 计算机网络协议5.1.7 ISO/OSI参考模型5.1.8 计算机网络的功能返 回 45.1.1 计算机网络定义1. 定义1：计算机网络是指把若干台地理位置不同，且具有独立功能的计算机，通过通信设备和线路相互联接起来，以实现信息传输和资源共享的一种计算机系统。2 . 定义2：计算机网络是将分布在不同地理位置上的计算机通过有线的或

3、无线的通信链路连接起来，不仅能使网络中的各个计算机（或称为结点）之间相互通信，而且还能通过服务器节点为网络中其它节点提供共享资源服务。 3 . 网络资源：计算机网络资源包括硬件资源、软件资源和数据资源。其中，最重要的是数据资源。返回55.1.2计算机网络发展历史阶段 计算机网络发展经历了4个阶段： 1、计算机-终端 将地理位置分散的多个终端通信线路连到一台中心计算机上，用户可以在自己办公室内的终端键入程序，通过通信线路传送到中心计算机，分时访问和使用资源进行信息处理，处理结果再通过通信线路回送到用户终端显示或打印。这种以单个为中心的联机系统称做面向终端的远程联机系统。65.1.2计算机网络发展

4、历史阶段 2、以通信子网为中心的计算机网络 将分布在不同地点的计算机通过通信线路互连成为计算机计算机网络。连网用户可以通过计算机使用本地计算机的软件、硬件与数据资源，也可以使用网络中的其它计算机软件、硬件与数据资源，以达到资源共享的目的。 75.1.2计算机网络发展历史阶段 3、网络体系结构标准化阶段 ISO 制订了OSI RM成为研究和制订新一代计算机网络标准的基础。各种符合OSI RM与协议标准的远程计算机网络、局部计算机网络与城市地区计算机网络开始广泛应用。 4、网络互连阶段 各种网络进行互连，形成更大规模的互联网络。Internet为典型代表，特点是互连、高速、智能与更为广泛的应用。

5、返 回 85.1.3 计算机网络的发展趋势 计算机网络的发展趋势主要表现在高速化、综合化、智能化和易用性四个方面。1网络高速化 网络高速化主要反映在三个方面：线路通信速率呈数量级增高、协议向高速化方向发展和高性能交换机/路由器不断推出。2网络综合化 网络的综合化主要表现在应用的综合上 ，从现有的多种业务网络并存，向统一网络平台的方向过渡。各类业务网提供的业务互相渗透、融合，进而为信息应用提供统一的业务平台。3网络智能化 所谓网络智能化，现阶段主要表现为提高网络运行管理和维护的效率和自动化程度，部分研究工作引进了人工智能（AI）技术。例如，LaneCat网猫是非常有效的网络监控、网络管理工具。4

6、网络的易用性 网络的易用性主要体现在用户界面和操作方法上。 返 回95.1.4 计算机网络的构成一个计算机网络系统主要由以下几个部分组成：网络通信系统：它提供节点之间的数据通信功能。网络操作系统：它对网络资源进行有效的管理。 网络应用系统：它是根据应用要求而开发的基于网络环境的应用系统 。 返 回10第 6 章数据库系统与信息系统 本章学习目标 本章主要讲解数据库系统的概念、发展、数据模型、体系结构及数据库所研究的内容。具体介绍Access 2003数据库的建立和使用方法。简单介绍几种常用的信息系统和数据库新技术。通过本章的学习，主要掌握以下内容： 数据库系统的基本概念 数据模型和数据库系统的

7、结构 Access 2003 信息系统的基本概念及常用的几种信息系统 数据库系统与技术的展望11第 6 章 数据库系统与信息系统6.1 数据库系统概述6.2 Access 2003简介（略）6.3 信息系统的基本概念（略）6.4 常用信息系统简介（略）6.5 数据库系统与技术的展望（略）下一章126.1 数据库系统概述6.1.1 数据库技术的产生与发展6.1.2 数据库系统的基本概念6.1.3 数据模型（略）6.1.4 数据库系统的结构（略）6.1.5 数据库的研究内容（略）返回13 6.1.1 数据库技术的产生与发展 数据库技术产生于20世纪60年代中期，是数据管理的最新技术，是计算机科学的

8、重要分支，它的出现极大地促进了计算机应用向各行各业的渗透。 数据库技术主要研究如何存储、使用和管理数据，目前它已成为计算机信息系统和应用系统开发的核心技术和重要基础。 数据库技术是应数据管理任务的需要而产生的。数据管理是指如何对数据进行分类、组织、编码、储存、检索和维护，它是数据处理的中心问题。随着计算机硬件和软件的发展，数据管理经历了人工管理、文件系统和数据库系统三个发展阶段。 14 在20世纪50年代中期以前，当时的硬件状况是，外存只有纸带、卡片、磁带，没有磁盘等直接存取的存储设备；软件状况是，没有操作系统，没有管理数据的软件，数据处理方式是批处理。计算机主要用于科学计算，所涉及的数据在相

9、应的应用程序中进行管理，数据不保存、不共享，数据与程序之间不具有独立性。这一时期属于人工管理阶段。 20世纪50年代后期到60年代中期，计算机的应用范围逐渐扩大，计算机不仅用于科学计算，而且还大量用于管理；这时硬件上已有了磁盘、磁鼓等直接存取存储设备；软件方面，操作系统中已经有了专门的数据管理软件文件系统，处理方式上不仅有文件批处理，还有联机实时处理。这一时期属于文件系统阶段，其主要特点是：数据独立于程序，可以重复使用，实现了文件的长期保存和按名存取。但数据共享性差，数据独立性较低。 15 20世纪60年代后期以来，计算机用于管理的规模 更为庞大，应用越来越广泛，数据量急剧增长，以文 件系统作

10、为数据管理手段已经不能满足应用的需求，于是为解决多用户、多应用共享数据的需求，使数据为尽可能多的应用服务，就出现了数据库技术，出现了统一管理数据的专门软件系统数据库管理系统。数据库技术克服了文件系统的缺陷，提供了对数据进行管理的更有效、更方便的功能。 其主要特点是：数据结构化，数据共享性好，冗余度低，数据独立性高，提供了数据库的创建、操纵以及对数据库的各种控制功能，用户界面友好，便于使用。 1968年美国的IBM公司开发了第一个数据库系统IMS。20世纪70年代开发了许多遵循DBMS报告的网状数据库系统，如IDMS、IDS和IMAGE等。层次模型数据库系统和网状模型数据库系统统称为第一代数据库

11、系统。 16 1970年，美国IBM公司的E.F.Codd发表了题为“大共享数据库数据的关系模型”的论文，提出了数据库的关系模型，开创了数据库关系方法和关系数据理论的研究。到20世纪80年代后，关系数据库从理论到实践都取得了辉煌成果。在理论上确立了完整的关系理论、数据依赖理论以及关系数据库的设计理论等；在实践上，开发了许多著名的关系数据库系统，如：system R、INGRES、ORACLE等。到20世纪80年代末，关系数据库系统成为主流产品。支持关系模型的关系数据库系统称为第二代数据库系统。 进入20世纪80年代以后，随着计算机硬件技术的提高，使得计算机应用不断深入，产生了许多新的应用领域，

12、如计算机辅助系统、办公自动化、地理信息处理、智能信息处理等。这些新的应用领域对数据库系统提出了新要求。出现了百家争鸣的局面，产生了演绎数据库、面向对象数据库、工程数据库、时态数据库、地理数据库、模糊数据库等新型数据库的研究。到80年代后期和90年代初期，出现了面向对象数据库系统。返回17 6.1.2 数据库系统的基本概念 数据库系统是指在计算机系统中引入数据库后的系统，一般由数据库、数据库管理系统（及其开发工具）、应用系统、数据库管理员和用户构成。数据库系统的组成如下图。181数据库（简称DB） 数据库是指长期存储在计算机内的、有组织的、可 共享的数据集合。 数据库中的数据按一定的数据模型组织

13、、描述和存储，具有较小的冗余度、较高的数据独立性和易扩展性，并可为各种用户共享。 数据库中的数据不是独立的，数据与数据之间是相互关联的，在数据库中不仅要能够表示数据本身，还要能够表示数据与数据之间的联系，因此数据库中数据是按所提供的数据模式存放，它能构造复杂的数据结构以建立数据间内在联系与复杂关系。数据独立性是指数据的组织和存储方法与应用程序互不依赖、彼此独立的特性。2数据库管理系统（简称DBMS） 数据库管理系统是位于用户与操作系统之间的一层数据管理软件，它是数据库系统的核心，数据库在建立、运行和维护时由数据库管理系统统一管理、统一控制。 19 数据库管理系统使用户能方便地定义数据和操纵数据

14、，并能够保证数据的安全性、完整性、多用户对数据的并发使用及发生故障后的系统恢复。 DBMS是由许多“系统程序”所组成的一个集合。每个程序都有自己的功能，一个或几个程序一起完成DBMS的一件或几件工作。各种DBMS的组成因系统而异，一般说来，它由三个部分组成：(1) 语言编译处理程序。主要包括数据描述语言（子模式、模式、内模式）翻译程序、数据操作语言处理程序、终端命令解释程序、数据库控制命令解释程序。(2) 系统运行控制程序。主要包括系统总控制程序、存取控制程序、并发控制程序、完整性控制程序、保密性控制程序、数据访问程序、通信控制程序。(3) 系统建立、维护程序。主要包括数据装入程序、数据库重组

15、织程序、数据库系统恢复程序、性能监督程序、工作日志程序。 203数据库应用系统（简称DBA） 数据库应用系统是使用数据库语言及其应用开发 工具开发的、能够满足数据处理需求的应用程序。如：财务管理系统、图书管理系统等。4数据库管理员（简称DBA） 数据库管理员是对数据库进行规划、设计、维护、监视、管理的工作人员。数据库管理员要参加数据库开发和使用的全部工作，其主要职责是：决定数据库中信息内容和结构；决定数据库的存储结构和存取策略；定义数据的安全性要求和完整约束条件；监控数据库的使用和运行；改进和重组重构数据库。5用户 用户可以直接使用数据库语言访问数据库和操纵数据库，还可以通过应用程序员精心设计

16、并具有友好界面的应用程序操纵数据库。返回21 第7章 多媒体技术本章学习目标 本章主要讲解多媒体技术的基本概念，它包括媒体、多媒体、文本与超媒体等等诸多概念。并且重点介绍了多媒体技术中的音频技术、数字图像、数字视频、多媒体数据压缩等各种技术的特点，文件类型、格式等。多媒体创作工具及其应用，同时描述了超文本和超链接以及虚拟现实技术。通过本章的学习，主要掌握以下内容：l 媒体和多媒体的概念l文本与超文本的概念l 节点与链接的关系l 音频、数字图像、数字视频技术的特点 l 多媒体数据的压缩技术的特点22第7章 多媒体技术7.1 多媒体的概念7.2 超文本与超媒体（略） 7.3 多媒体技术（略）7.4

17、 多媒体制作工具（略）7.5 虚拟现实技术 （略）下一章237.1 多媒体的概念7.1.1 什么叫媒体7.1.2 多媒体的基本概念7.1.3 多媒体计算机系统的层次结构 7.1.4 多媒体计算机系统的基本组成返回247.1.1 什么叫媒体 媒体是指信息表示和传播的载体。例如，文字、声音、图像等都是媒体，在计算机领域，几种主要媒体的定义如下。l感觉媒体：感觉媒体直接作用于人的感官，使人能直接产生感觉。l表示媒体：表示媒体是指各种编码。l表现媒体：表现媒体是感觉媒体与计算机之间的界面。l存储媒体：存储媒体用于存放表示媒体，即存放感觉媒体数字化后的代码。存放代码的存储媒体有软盘、硬盘和CDROM等。

18、l传输媒体：传输媒体是用来将媒体从一处传到另一处的物理载体。返回257.1.2 多媒体的基本概念 所谓“多媒体” 可简单理解为：一种以交互方式将文本、图形、图像、音频、视频等多种媒体信息，经过计算机设备的获取、操作、编辑、存储等综合处理后，以单独或合成的形态表现出来的技术和方法。多媒体技术具有以下一些特征。l集成性。多媒体技术的集成性是指将多种媒体有机的组织在一起，共同表达一个完整的多媒体信息，使声、文、图、像一体化。l交互性。交互性是指人和计算机能“对话”，以便进行人工干预控制。l数字化。数字化是指多媒体中的各个单媒体都是以数字形式存放在计算机中。l实时性。有些媒体是与时间密切相关的，这就决

19、定了多媒体技术必须要支持实时处理。 返回267.1.3 多媒体计算机系统的层次结构多媒体系统由多媒体硬件和软件系统组成。其系统层次结构如下图所示。返回277.1.4 多媒体计算机系统的基本组成 与计算机系统类似，多媒体计算机系统由多媒体硬件系统和多媒体软件系统组成。1. 多媒体计算机硬件系统 多媒体计算机硬件系统除了需要较高配置的计算机主机硬件之外，通常还要音频、视频处理设备、光盘驱动器、各种媒体输入/输出设备等。由于多媒体计算机系统需要计算机交互式地综合处理声、文、图信息，不仅处理量大，处理速度也要求高，因此对多媒体计算机系统的要求比通常计算机系统更高。 通常对多媒体计算机基本硬件结构要求有

20、功能强、速度高的主机，有足够大的存储空间（主存和辅存），有高分辨率的显示接口和设备。下图所示为多媒体计算机硬件系统基本组成。28上图为多媒体硬件系统基本组成示意图2. 多媒体计算机软件系统多媒体计算机软件系统按功能可分为系统软件和应用软件。(1)多媒体系统软件：多媒体计算机系统主要的系统软件有：l多媒体驱动程序。多媒体驱动软件直接与计算机硬件打交道，完成设备初始化、各种设备操作、设备的打开和关闭、基于硬件的压缩/解压缩、图像快速变换及功能调用等。 29l驱动接口程序。它是高层软件与驱动程序之间的接口软件，为高层软件建立虚拟设备。l多媒体操作系统。实现多媒体环境下多任务的调度。l多媒体素材制作软

21、件及多媒体库函数。这层软件是为多媒体应用程序进行数据准备的程序，主要为多媒体数据采集软件。多媒体库函数作为开发环境的工具库，供设计者调用。l多媒体创作工具和开发环境。多媒体创作工具和开发环境主要用于编辑生成多媒体特定领域的应用软件 。30(2) 多媒体应用软件 多媒体应用软件是在多媒体创作平台上设计开发的面向应用领域的软件系统，通常由应用领域的专家和多媒体开发人员共同协作、配合完成。开发人员利用开发平台、创作工具制作组织各种多媒体素材，生成最终的多媒体应用程序，并在应用中测试、完善，最终成 为多媒体产品。综上所述，多媒体计算机软件系统如下图所示。返回31 第8章 计算机安全技术本章学习目标 本

22、章主要讲述与计算机安全有关的背景知识和防范措施。通过本章学习，应掌握以下内容 ： l 计算机系统安全的概念 l 信息加密技术和防御技术 l 虚拟专用网 l 计算机病毒 l 计算机职业道德和计算机犯罪328.1 计算机系统安全的概念8.2 信息加密技术8.3 防御技术8.5 计算机病毒8.4 虚拟专用网 第8章 计算机安全技术8.6 计算机职业道德与计算机犯罪下一章33 8.1 计算机系统安全的概念 从20世纪90年代开始，随着信息时代的到来，计算机通信被广泛应用，人们对计算机软硬件的功能和组成以及各种开发、维护工具的了解，对信息重要性的认识，都达到了相当高的水平；同时，各种计算机犯罪事件也频频发生。因此，计算机安全已经成为各国政府和军队、机关、企事业单位关注的热点，我国也不例外。 多年来，我国公安部