计算机网络知识培训

信息化与电子政务知识网络基础知识计算机组成原理作用：1、更好地理解和用好作为工具的计算机。（快速、正确理解所使用的系统）2、在本职工作中提供新的系统解决方案。为什么要了解组成原理第1章计算机系统概论3、计算机硬件系统4、计算机软件系统5、计算机系统层次结构1、计算机发展简史2、计算机分类1.计算机的发展简史类型时期主要器件重要特征第一代1946-1958电子管机器语言，汇编语言，速度低，体积大，价格昂贵，可靠性差，用于科学计算第二代1958-1964晶体管算法语言，操作系统，体积缩小，可靠性提高，从科学计算扩大到数据处理第三代1964-1971中、小规模集成电路体积小，可靠性大大提高，速度达几MIPS，机种多样化，“小型计算机”出现，软件技术和外设发展迅速应用领域不断扩大第四代1971-中、大及超大规模集成电路速度提高至GIPS乃至TIPS水平，多机并行处理和计算机网络迅速发展。“微型计算机”出现时代机型产地一ENIAC1946十进制EDSAC1949二进制和“存储程序”103（M-3）1957~59美.宾州大学英.剑桥大学中科院计算所二IBM70901958DJS-21,108,X-2,441BIBM中国三IBM360/370系列CDC6000/7600,STAR-100,CRAY-1NOVA,PDP-11DJS-130/200IBMCDC美中国四微型机APPLE,IBM-PCVAX系列长城0520,…………….APPLE，IBMDEC长城计算机世界上第一台电子数字计算机ENIAC(ElectronicNumericalIntegratorAndComputer)，由美国宾夕法尼亚大学于1946年研制成功并投入使用。第四代计算机中微处理器的发展：Intel4004•1971年1月，Intel公司的霍夫研制成功世界上第一块4位芯片Intel4004，标志着第一代微处理器问世，微处理器和微机时代从此开始。•1971年11月，Intel推出MCS-4微型计算机系统（包括4001ROM芯片、4002RAM芯片、4003移位寄存器芯片和4004微处理器）40044004包含2300个晶体管，尺寸规格为3mm×4mm，计算性能远远超过当年的ENIAC，最初售价为200美元。80081972年4月，霍夫等人开发出第一个8位微处理器Intel8008。由于8008采用的是P沟道MOS微处理器，因此仍属第一代微处理器。8080第二代微处理器1973年8月，霍夫等人研制出8位微处理器Intel8080，以N沟道MOS电路取代了P沟道，第二代微处理器就此诞生。主频2MHz的8080芯片运算速度比8008快10倍，可存取64KB存储器，使用了基于6微米技术的6000个晶体管，处理速度为0.64MIPS。Intel8086第三代微处理器•1978年6月，Intel推出4.77MHz的8086微处理器，标志着第三代微处理器问世。它采用16位寄存器、16位数据总线和29000个3微米技术的晶体管，售价360美元。Z80微处理器•Zilog公司于1976年开发的Z80微处理器，广泛用于微型计算机和工业自动控制设备。当时，zilog、Motorola和Intel在微处理器领域三足鼎立。第一台微型计算机：Altair8800•1975年4月，MITS发布第一个通用型Altair8800，售价375美元，带有1KB存储器。这是世界上第一台微型计算机。•Altair定位在青年电脑迷市场•PaulAllen和BillGates在三周内为Altair开发出BASIC语言，MITS成为两个未来富翁的第一个客户Apple•1976年3月，SteveWozniak和SteveJobs开发出微型计算机AppleI，4月1日愚人节这天，两个Steve成立了Apple计算机公司。•AppleII是第一个带有彩色图形的个人计算机，售价为1300美元。AppleII及其系列改进机型风靡一时，这使Apple成为微型机时代最成功的计算机公司。1981-PC元年•早在1980年7月，一个负责“跳棋计划”的13人小组秘密来到佛罗里达州波克罗顿镇的IBM研究发展中心，开始开发后来被称为IBMPC的产品。一年后的8月12日，IBM公司在纽约宣布第一台IBMPC诞生，这个开创计算机历史新篇章的时刻。•第一台IBMPC采用了主频为4.77MHz的Intel8088•操作系统是Microsoft提供的MS-DOS•IBM将其命名为“个人电脑（PersonalComputer）计算机的发展日新月异从计算机的规模，运算速度上看，巨型机、大型机、中型机、小型机、微型机、单片机从CPU的发展来看4004－8008-8086-8088-80186-80286-80386-80486-586-pentium-PII-PIII-P4我国计算机技术的发展•1953年开始研究，1958年研究出第一台计算机，103型通用计算机•50年来相继研究出了第二代，第三代计算机。•80年代研究出了每秒１亿次的巨型机，银河I,II,其他如曙光天演(清华BBS,学校高性能计算中心)。1985年6月，中国第一台自行研制的微机长城0520研制成功，其广告词是：“一台我们自己制造的能够处理中文的电脑”。•在高性能计算，并行计算上已紧跟国际先进水平，但计算机的核心部件CPU技术还远远落后。•中科院研究开发的龙芯／GODSON计算机发展的理论基础和规律1、逻辑代数2、图灵机：英国数学家图灵证明理想的通用数字计算机是可以制造出来的。现代通用数字计算机的数学模型3、冯.诺依曼计算机原理：二进制存储程序并按地址顺序执行(程序控制）4、Moore定律：微处理器内晶体管数每18个月翻一番5、Bell定律：如果保持计算能力不变，微处理器的价格每18个月减少一半6、Gilder定律：未来25年（1996年预言）里，主干网的带宽将每6个月增加一倍7、Metcalfe定律：网络价值同网络用户数的平方成正比8、半导体存储器发展规律：DRAM密度每年增加60%，每三年翻四倍9、硬盘存储技术发展规律：硬盘的密度每年增加约一倍计算机发展的趋势总趋势：速度越来越快，体积越来越小，成本越来越低，功耗越来越低1、微型计算机已迈入64位的新时代2、精减指令计算机（RISC）正在逐步取代复杂指令计算机（CISC）3、多媒体计算机技术、网络存储技术正在推广使用4、大规模并行处理系统（MPP）的处理速度已达到TFLOPS（每秒1012条浮点指令,万亿）级5、超立方体计算机、神经网络计算机等高性能计算机正在加紧研究、试制之中。随着电子器件速度极限的逼近．人们又开始了全新时代计算机的研究》》二十一世纪的计算机光计算机：光能够像电一样传送信息，其抗干扰能力强，传输速度快，并且光学器件的能耗非常低。尤为重要的是，光的独立性使得大规模的并行计算成为可能。生物计算机：生物系统的信息处理过程是基于分子的计算与通讯过程，生物计算不是按照传统的确定算法来解决问题，而是通过竞争优化的方式来求解问题。生物计算的主要形式是学习和记忆。生物系统在解决复杂图形和多重模式判定方面有独特的优势。量子计算机：量子计算的概念远比光子计算和生物计算出现得晚，但却具有更大的革命潜力。信息存储器目前，在室温下能够制造出单电子内存，在大约7平方纳米大小的位元上，每一平方纳米就能存储250GB的信息。计算机电子模拟计算机电子数字计算机通用计算机专用计算机巨型机大型机中型机小型机微型机单片机2、计算机的分类3、计算机硬件系统•计算机硬件：一切构成计算机的物理实体硬件系统构成思想：计算机的基础理论（冯诺依曼思想：存储程序，程序控制等，大部分已经有50年）未变因此，计算机的关键部件没有大的改变即：计算机五大功能部件计算机硬件系统的组成•运算器（完成算术运算，逻辑运算）•主存储器（存放程序以及数据）•控制器（控制指令的执行序列，根据指令的功能给出实现指令功能所需要的控制信号）•输入设备，能将人能够识别的信息形式转换为机器能够识别的形式•输出设备计算机硬件组成框图主机外围设备CPU运算器控制器存储器接口——输入设备接口——输出设备系统总线CPU的组成示意图1.控制器从内存取出一条指令,并指出下条指令的地址;对指令进行译码,产生相应的控制信号;指挥并控制CPU,内存和I/O设备之间的数据传送.2.运算器加工信息.包括:算术运算，逻辑运算注意：寄存器、总线的位宽/字长对计算机硬件的理解硬件：对数字操作的机器系统数字硬件：对数字进行处理、传输、和存储的硬件转换硬件：将各种形式的信息转换为数字信息，或者将数字信息转换为各种形式的硬件（图像、声音、文字输入输出设备，目前重要的设备是显示器）数字技术的三分天下处理：CPU,DSP,ASIC传输：总线(CPU内部、系统总线,I/O总线),网络（LAN，WAN，INTERNET,无线网）存储：RAM，ROM，FLASH，硬盘，光盘，存储系统（RAID，SAN，NAS）4、计算机软件系统•软件系统，计算机硬件是载体，软件是灵魂。•系统软件、应用软件•一切程序的集合•固件：具有软件功能，具有硬件形态的部件对软件的理解•可运行的思想和内容的数字化思想：算法、规律、办法---程序表达内容：图形、图像、数据、声音、文字等•归结为程序和数据（统称二进制表示的信息）•软件的核心:算法(一个好的算法可以代替大量的硬件:FFT,MPEG)硬件是相似的，软件则各有各的不同各种硬件在数字域都有相同或相似的内脏（只有三个部分：处理、传输、存储）今后的各种信息工具和设备外部虽然千变万化，内部都是一样的（统一性）软件是思想和内容的数字化，各个领域都有自己的软件，所以是各不相同的真正的价值体现在软件硬件与软件可以互相转化，软件固化成为固件计算机软件系统分类软件系统应用软件系统软件数据处理程序情报检索程序科学计算程序自动控制程序工业设计程序语言处理程序标准子程序SIN服务性程序ＤＢ系统操作系统计算机系统的层次结构5.应用程序级4.语言处理程序及其他系统软件级3.操作系统级2.机器指令系统级1.微程序级传统机器级计算机系统硬件系统软件系统外设主机应用软件系统软件固件存储器CPU控制器输入设备输出设备运算器综合起来本章重点内容1.计算机发展的四个阶段的特点2.计算机硬件组成框图3.冯.诺依曼计算机的主要特征4.计算机软件系统的分类5.计算机固件的概念计算机网络目录前言计算机网络互联网应用电子政务网络基础-网络的定义为了实现计算机之间的通信、资源共享和协同工作，利用通信设备和线路将地理位置分散的一组计算机联系起来，并且由网络操作系统和通信协议进行管理的系统。网络基础-网络的功能•计算机之间的相互通信。•资源共享，包含计算机硬件资源、软件资源和数据与信息资源共享。•计算机之间或计算机用户之间的协同工作。网络基础-网络的分类•局域网LAN（大楼、公司、校园）•都市网MAN（城市）•广域网WAN（国家,国家与国家之间）,即互联网。按分布距离的长短网络基础-网络拓扑结构•在网络设计中，将设备抽象为与大小和形状无关的“点”，并将连接节点的通信线路抽象为“线”，而将这种点、线连接而成的几何图形称为网络拓扑结构•例：总线型拓扑结构，星型拓扑结构网络基础-网络协议•协议是计算机之间相互通信的规程和约定，例如要进行国际人员交流就用英语。•TCP/IP协议：Internet上惟一公认的通信标准，互联网用。•NetBEUI协议：为小型局域网设计的协议，速度快、占用内存资源少。单纯的局域网用，计算机间通信与资源共享。网络基础-局域网概述局域网（localareanetwork，LAN）是一种小范围内（一般为几公里）的以实现资源共享、数据传递和彼此通信为基本目的，由计算机、网络连接设备和通信线路等硬件按照某种网络结构连接而成的，配有相应软件的高速计算机网络。网络基础-局域网拓扑结构网络基础-总线型网络基础-星型•星型拓扑：通过一条条独立的电缆或双绞线将各节点（计算机或其他网络设备）连接到中央设备（交换机或集线器）上。是网络结构的