信息技术教师培训校本教材

1、计算机及网络简介目 录第一章 计算机系统的基本组成第一节 硬件系统第二节 软件系统第二章 计算机网络基础知识第一节 计算机网络的主要功能第二节 计算机网络的特点第三节 计算机网络的结构第四节 计算机网络的分类第五节 计算机网络连接设备第六节 计算机网络通信协议第七节 IP地址第一章 计算机硬件组成第一节 计算机硬件组成计算机硬件系统，是计算机硬件设备的总称，构成计算机的硬件系统通常由“五大件”组成：输入设备、输出设备、存储器、运算器和控制器组成。 一、输入设备将数据、程序、文字符号、图象、声音等信息输送到计算机中。常用的输入设备有，键盘、鼠标、数字化仪器、光笔、光电阅读器和图象扫描器以及各种传

2、感器等。1、键盘 键盘是最常用也是最主要的输入设备，通过键盘，可以将英文字母、数字、标点符号等输入到计算机中，从而向计算机发出命令、输入数据等。PC XT/AT时代的键盘主要以83键为主，并且延续了相当长的一段时间，但随着视窗系统近几年的流行已经淘汰。取而代之的是101键和104键键盘，并占据市场的主流地位，当然其间也曾出现过102键、103键的键盘，但由于推广不善，都只是昙花一现。近半年内紧接着104键键盘出现的是新兴多媒体键盘，它在传统的键盘基础上又增加了不少常用快捷键或音量调节装置，使PC操作进一步简化，对于收发电子邮件、打开浏览器软件、启动多媒体播放器等都只需要按一个特殊按键即可，同时

3、在外形上也做了重大改善，着重体现了键盘的个性化。起初这类键盘多用于品牌机，如HP、联想等品牌机都率先采用了这类键盘，受到广泛的好评，并曾一度被视为品牌机的特色。随着时间的推移，渐渐的市场上也出现独立的具有各种快捷功能的产品单独出售，并带有专用的驱动和设定软件，在兼容机上也能实现个性化的操作。2、鼠标 计算机硬件系统英文: Mouse汉语拼音：sh bio“鼠标”因形似老鼠而得名“鼠标”（中国大陆用语，港台作滑鼠）。“鼠标”的标准称呼应该是“鼠标器”，英文名“Mouse”，全称：“橡胶球传动之光栅轮带发光二极管及光敏三极管之晶元脉冲信号转换器”或“红外线散射之光斑照射粒子带发光半导体及光电感应器

4、之光源脉冲信号传感器”。它从出现到现在已经有40年的历史了。鼠标的使用是为了使计算机的操作更加简便，来代替键盘那繁琐的指令。 光笔二 - 输出设备 输出设备：将计算机的运算结果或者中间结果打印或显示出来。常用的输出设备有：显示器、打印机、绘图仪等。1、显示器 显示器（Display ）是计算机必备的输出设备，常用的有阴极射线管显示器、液晶显示器和等离子显示器。阴极射线管显示器（简称CRT）由于其制造工艺成熟，性能价格比高，至今占据显示器市场的主导地位。随着液晶显示器（简称LCD）技术的逐步成熟，开始在市场上崭露头角。阴极射线管显示器可分为字符显示器和图形显示器。字符显示器只能显示字符，不能显示

5、图形，一般只有两种颜色。图形显示器不仅可以显示字符，而且可以显示图形和图像。图形是指工程图，即由点、线、面、体组成的图形；图像是指景物图。不论图形还是图像在显示器上都是由像素（光点）所组成。显示器屏幕上的光点是由阴极电子枪发射的电子束打击荧光粉薄膜而产生的。彩色显示器的显像管的屏幕内侧是由红、绿、蓝三色磷光点构成的小三角形（像素）发光薄膜。由于接收的电子束强弱不同，像素的三原色发光强弱就不同，就可以产生一个不同亮度和颜色的像素。当电子束从左向右、从上而下地逐行扫描荧光屏，每扫描一遍，就显示一屏，称为刷新一次，只要两次刷新的时间间隔少于0.01s，则人眼在屏幕上看到的就是一个稳定的画面。显示器是

6、通过“显示接口”及总线与主机连接，待显示的信息（字符或图形图像）是从显示缓冲存储器（一般为内存的一个存储区，占16kB）送入显示器接口的，经显示器接口的转换，形成控制电子束位置和强弱的信号。受控的电子束就会在荧光屏上描绘出能够区分出颜色不同、明暗层次的画面。显示器的两个重要技术指标是：屏幕上光点的多少，即像素的多少，称为分辨率；光点亮度的深浅变化层次，即灰度，可以用颜色来表示。分辨率和灰度的级别是衡量图像质量的标准。常用的显示接口卡有多种，如CGA卡、VGA卡、MGA卡等。以VGA(Video Graphics Array)视频图形显示接口卡为例，标准VGA显示卡的分辨率为640×4

7、80，灰度是16种颜色；增强型VGA显示卡的分辨率是800×600、960×720，灰度可为256种颜色。所有的显示接口卡只有配上相应的显示器和显示软件，才能发挥它们的最高性能。2、打印机 计算机硬件系统打印机（Printer）是计算机最基本的输出设备之一。它将计算机的处理结果打印在纸上。打印机按印字方式可分为击打式和非击打式两类。击打式打印机是利用机械动作，将字体通过色带打印在纸上，根据印出字体的方式又可分为活字式打印机和点阵式打印机。活字式打印机是把每一个字刻在打字机构上，可以是球形、菊花瓣形、鼓轮形等各种形状。点阵式打印机（dot matrix printer）是利用

8、打印钢针按字符的点阵打印出字符。每一个字符可由m行×n列的点阵组成。一般字符由7×8点阵组成，汉字由24×24点阵组成。点阵式打印机常用打印头的针数来命名，如9针打印机、24针打印机等。非击打式打印机是用各种物理或化学的方法印刷字符的，如静电感应，电灼、热敏效应，激光扫描和喷墨等。其中激光打印机（Laser Printer）和喷墨式打印机（Inkjet Printer）是目前最流行的两种打印机，它们都是以点阵的形式组成字符和各种图形。激光打印机接收来自CPU的信息，然后进行激光扫描，将要输出的信息在磁鼓上形成静电潜像，并转换成磁信号，使碳粉吸附到纸上，加热定影后输

9、出。喷墨式打印机是将墨水通过精制的喷头喷到纸面上形成字符和图形的3、绘图仪 计算机硬件系统plotter能按照人们要求自动绘制图形的设备。它可将计算机的输出信息以图形的形式输出。主要可绘制各种管理图表和统计图、大地测量图、建筑设计图、电路布线图、各种机械图与计算机辅助设计图等。最常用的是X-Y绘图仪。现代的绘图仪已具有智能化的功能，它自身带有微处理器，可以使用绘图命令，具有直线和字符演算处理以及自检测等功能。这种绘图仪一般还可选配多种与计算机连接的标准接口。绘图仪是一种输出图形的硬拷贝设备。绘图仪在绘图软件 的支持下课绘制出复杂、精确的图形，是各种计算机辅助设计不可缺少的工具。绘图仪的性能指标

10、主要有绘图笔数、图纸尺寸、分辨率、接口形式及绘图语言等。绘图仪一般是由驱动电机、插补器、控制电路、绘图台、笔架、机械传动等部分组成。绘图仪除了必要的硬设备之外，还必须配备丰富的绘图软件。只有软件与硬件结合起来，才能实现自动绘图。软件包括基本软件和应用软件两种。绘图仪的种类很多，按结构和工作原理可以分为滚筒式和平台式两大类：滚筒式绘图仪。当X向步进电机通过传动机构驱动滚筒转动时，链轮就带动图纸移动，从而实现X方向运动。Y方向的运动，是由Y向步进电机驱动笔架来实现的。这种绘图仪结构紧凑，绘图幅面大。但它需要使用两侧有链孔的专用绘图纸。平台式绘图仪。绘图平台上装有横梁，笔架装在横梁上，绘图纸固定在平

11、台上。X向步进电机驱动横梁连同笔架，作X方向运动；Y向步进电机驱动笔架沿着横梁导轨，作Y方向运动。图纸在平台上的固定方法有3种，即真空吸附、静电吸附和磁条压紧。平台式绘图仪绘图精度高，对绘图纸无特殊要求，应用比较广泛。 三 - 存储器 存储器： 将输入设备接收到的信息以二进制的数据形式存到存储器中。存储器有两种，分别叫做内存储器和外存储器。1、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 （Random Access Memory，简称 RAM），又称读写存储器；只读存储器（Read Only Memory，简称为ROM）。a.随机存储器（Random Acc

12、ess Memory） 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可分为动态（ Dynamic RAM）和静态（Static RAM）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。 b只读存储器(Read Only Memory) 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

13、断电而丢失。 2、外存储器 存储器的种类很多，按其用途可分为主存储器和辅助存储器，主存储器又称内存储器（简称内存），辅助存储器又称外存储器（简称外存）。外存通常是磁性介质或光盘，像硬盘，软盘，磁带，CD等，能长期保存信息，并且不依赖于电来保存信息，但是由机械部件带动，速度与CPU相比就显得慢的多。四 - 运算器 1、运算器：是完成各种算术运算和逻辑运算的装置，能作加、减、乘、除等数学运算，也能作比较、判断、查找、逻辑运算等 存储器的种类很多，按其用途可分为主存储器和辅助存储器，主存储器又称内存储器（简称内存），辅助存储器又称外存储器（简称外存）。外存通常是磁性介质或光盘，像硬盘，软盘，磁带，C

14、D等，能长期保存信息，并且不依赖于电来保存信息，但是由机械部件带动，速度与CPU相比就显得慢的多。2、控制器：是计算机机指挥和控制其它各部分工作的中心，其工作过程和人的大脑指挥和控制人的各器官一样。控制器是计算机的指挥中心,负责决定执行程序的顺序,给出执行指令时机器各部件需要的操作控制命令.由程序计数器、指令寄存器、指令译码器、时序产生器和操作控制器组成，它是发布命令的“决策机构”，即完成协调和指挥整个计算机系统的操作。主要功能：从内存中取出一条指令，并指出下一条指令在内存中位置对指令进行译码或测试，并产生相应的操作控制信号，以便启动规定的动作；指挥并控制CPU、内存和输入/输出设备之间数据流

15、动的方向。 控制器：根据事先给定的命令发出控制信息，使整个电脑指令执行过程一步一步地进行，是计算机的神经中枢。第二节 计算机的软件组成所谓软件是指为方便使用计算机和提高使用效率而组织的程序以及用于开发、使用和维护的有关文档。软件系统可分为系统软件和应用软件两大类。 一、系统软件 系统软件由一组控制计算机系统并管理其资源的程序组成，其主要功能包括：启动计算机，存储、加载和执行应用程序，对文件进行排序、检索，将程序语言翻译成机器语言等。实际上，系统软件可以看作用户与计算机的接口，它为应用软件和用户提供了控制、访问硬件的手段，这些功能主要由操作系统完成。此外，编译系统和各种工具软件也属此类，它们从另

16、一方面辅助用户使用计算机。下面分别介绍它们的功能。 1）操作系统(Operating System, OS) 操作系统是管理、控制和监督计算机软、硬件资源协调运行的程序系统，由一系列具有不同控制和管理功能的程序组成，它是直接运行在计算机硬件上的、最基本的系统软件，是系统软件的核心。操作系统是计算机发展中的产物，它的主要目的有两个：一是方便用户使用计算机，是用户和计算机的接口。比如用户键入一条简单的命令就能自动完成复杂的功能，这就是操作系统帮助的结果；二是统一管理计算机系统的全部资源，合理组织计算机工作流程，以便充分、合理地发挥计算机的效率。操作系统通常应包括下列五大功能模块： （1）处理器管理

17、。当多个程序同时运行时，解决处理器(CPU)时间的分配问题。 （2）作业管理。完成某个独立任务的程序及其所需的数据组成一个作业。作业管理的任务主要是为用户提供一个使用计算机的界面使其方便地运行自己的作业，并对所有进入系统的作业进行调度和控制，尽可能高效地利用整个系统的资源。 （3）存储器管理。为各个程序及其使用的数据分配存储空间，并保证它们互不干扰。 （4）设备管理。根据用户提出使用设备的请求进行设备分配，同时还能随时接收设备的请求（称为中断），如要求输入信息。 （5）文件管理。主要负责文件的存储、检索、共享和保护，为用户提供文件操作的方便。 操作系统的种类繁多，依其功能和特性分为批处理操作系

18、统、分时操作系统和实时操作系统等；依同时管理用户数的多少分为单用户操作系统和多用户操作系统；适合管理计算机网络环境的网络操作系统。按其发展前后过程，通常分成以下六类： （1）单用户操作系统(Single User Operating System) 单用户操作系统的主要特征是计算机系统内一次只能支持运行一个用户程序。这类系统的最大缺点是计算机系统的资源不能充分利用。微型机的DOS、Windows操作系统属于这一类。 （2）批处理操作系统(Batch Processing Operating System) 批处理操作系统是20世纪70年代运行于大、中型计算机上的操作系统。当时由于单用户单任务操

19、作系统的CPU使用效率低，I/O设备资源未充分利用，因而产生了多道批处理系统，它主要运行在大中型机上。多道是指多个程序或多个作业(Multi-Programs or Multi Jobs)同时存在和运行，故也称为多任务操作系统。IBM的DOS/VSE就是这类系统。 （3）网络操作系统(Network Operating System) 计算机网络是通过通信线路将地理上分散且独立的计算机联结起来的一种网络，有了计算机网络之后，用户可以突破地理条件的限制，方便地使用远处的计算机资源。提供网络通信和网络资源共享功能的操作系统称为网络操作系统。 1）语言处理系统（翻译程序） 如前所述，机器语言是计算机

20、唯一能直接识别和执行的程序语言。如果要在计算机上运行高级语言程序就必须配备程序语言翻译程序（下简称翻译程序）。翻译程序本身是一组程序，不同的高级语言都有相应的翻译程序。 对于高级语言来说，翻译的方法有两种： 一种称为“解释”。早期的BASIC源程序的执行都采用这种方式。它调用机器配备的BASIC“解释程序”，在运行BASIC源程序时，逐条把BASIC的源程序语句进行解释和执行，它不保留目标程序代码，即不产生可执行文件。这种方式速度较慢，每次运行都要经过“解释”，边解释边执行。 另一种称为“编译”，它调用相应语言的编译程序，把源程序变成目标程序（以.OBJ为扩展名），然后再用连接程序，把目标程序

21、与库文件相连接形成可执行文件。尽管编译的过程复杂一些，但它形成的可执行文件（以.exe为扩展名）可以反复执行，速度较快。运行程序时只要键入可执行程序的文件名，再按Enter键即可。 2）数据库管理系统 在信息社会里，社会和生产活动产生的信息很多，使人工管理难以应付，人们希望借助计算机对信息进行搜集、存储、处理和使用。数据库系统(Data Base System, DBS)就是在这种需求背景下产生和发展的。 数据库是指按照一定联系存储的数据集合，可为多种应用共享。数据库管理系统(Data Base Management System, DBMS)则是能够对数据库进行加工、管理的系统软件。其主要功

22、能是建立、消除、维护数据库及对库中数据进行各种操作。数据库系统主要由数据库(DB)、数据库管理系统(DBMS)以及相应的应用程序组成。数据库系统不但能够存放大量的数据，更重要的是能迅速、自动地对数据进行检索、修改、统计、排序、合并等操作，以得到所需的信息。这一点是传统的文件柜无法做到的。 数据库技术是计算机技术中发展最快、应用最广的一个分支。可以说，在今后的计算机应用开发中大都离不开数据库。因此，了解数据库技术尤其是微机环境下的数据库应用是非常必要的。 二、应用软件 为解决各类实际问题而设计的程序系统称为应用软件。从其服务对象的角度，又可分为通用软件和专用软件两类。 1）通用软件 这类软件通常

23、是为解决某一类问题而设计的，而这类问题是很多人都要遇到和解决的。例如：文字处理、表格处理、电子演示等。 2）专用软件 在市场上可以买到通用软件，但有些具有特殊功能和需求的软件是无法买到的。比如某个用户希望有一个程序能自动控制车床，同时也能将各种事务性工作集成起来统一管理。因为它对于一般用户是太特殊了，所以只能组织人力开发。当然开发出来的这种软件也只能专用于这种情况。第二章 计算机网络基础知已关注计算机网络，是指将地理位置不同的具有独立功能的多台计算机及其外部设备，通过通信线路连接起来，在网络操作系统，网络管理软件及网络通信协议的管理和协调下，实现资源共享和信息传递的计算机系统。简单地说，计算机

24、网络就是通过电缆、 线或无线通讯将两台以上的计算机互连起来的集合。计算机网络的发展经历了面向终端的单级计算机网络、计算机网络对计算机网络和开放式标准化计算机网络三个阶段。计算机网络通俗地讲就是由多台计算机（或其它计算机网络设备）通过传输介质和软件物理（或逻辑）连接在一起组成的。总的来说计算机网络的组成基本上包括：计算机、网络操作系统、传输介质（可以是有形的，也可以是无形的，如无线网络的传输介质就是看不见的电磁波）以及相应的应用软件四部分。第一节 计算机网络的主要功能计算机网络的功能要目的是实现计算机之间的资源共享、网络通信和对计算机的集中管理。除此之外还有负荷均衡、分布处理和提高系统安全与可靠

25、性等功能。1、资源共享（1）硬件资源:包括各种类型的计算机、大容量存储设备、计算机外部设备，如彩色打印机、静电绘图仪等。（2）软件资源:包括各种应用软件、工具软件、系统开发所用的支撑软件、语言处理程序、数据库管理系统等。（3）数据资源：包括数据库文件、数据库、办公文档资料、企业生产报表等。（4）信道资源：通信信道可以理解为电信号的传输介质。通信信道的共享是计算机网络中最重要的共享资源之一。2、网络通信通信通道可以传输各种类型的信息,包括数据信息和图形、图像、声音、视频流等各种多媒体信息。3、分布处理把要处理的任务分散到各个计算机上运行，而不是集中在一台大型计算机上。这样，不仅可以降低软件设计的

26、复杂性，而且还可以大大提高工作效率和降低成本。4、集中管理计算机在没有联网的条件下，每台计算机都是一个“信息孤岛”。在管理这些计算机时，必须分别管理。而计算机联网后，可以在某个中心位置实现对整个网络的管理。如数据库情报检索系统、交通运输部门的定票系统、军事指挥系统等。5、均衡负荷当网络中某台计算机的任务负荷太重时，通过网络和应用程序的控制和管理，将作业分散到网络中的其它计算机中，由多台计算机共同完成。第二节 计算机网络的特点1、可靠性在一个网络系统中，当一台计算机出现故障时，可立即由系统中的另一台计算机来代替其完成所承担的任务。同样，当网络的一条链路出了故障时可选择其它的通信链路进行连接。2、

27、高效性计算机网络系统摆脱了中心计算机控制结构数据传输的局限性，并且信息传递迅速，系统实时性强。网络系统中各相连的计算机能够相互传送数据信息，使相距很远的用户之间能够即时、快速、高效、直接地交换数据。3、独立性网络系统中各相连的计算机是相对独立的，它们之间的关系是既互相联系，又相互独立。4、扩充性在计算机网络系统中,人们能够很方便、灵活地接入新的计算机，从而达到扩充网络系统功能的目的。在网络系统病毒也会大量的扩散当病毒扩散后将在网络中蔓延。目标的把1其他计算机业感染上病毒从而套取资料或者个人隐私。5、廉价性计算机网络使微机用户也能够分享到大型机的功能特性,充分体现了网络系统的“群体”优势，能节省

28、投资和降低成本。6、分布性计算机网络能将分布在不同地理位置的计算机进行互连，可将大型、复杂的综合性问题实行分布式处理。7、易操作性对计算机网络用户而言,掌握网络使用技术比掌握大型机使用技术简单，实用性也很强。第三节 计算机网络的结构组成一个完整的计算机网络系统是由网络硬件和网络软件所组成的。网络硬件是计算机网络系统的物理实现,网络软件是网络系统中的技术支持。两者相互作用,共同完成网络功能。网络硬件：一般指网络的计算机、传输介质和网络连接设备等。网络软件：一般指网络操作系统、网络通信协议等。一、网络硬件的组成计算机网络硬件系统是由计算机(主机、客户机、终端)、通信处理机(集线器、交换机、路由器)

29、、通信线路(同轴电缆、双绞线、光纤)、信息变换设备(Modem，编码解码器)等构成。1、主计算机在一般的局域网中，主机通常被称为服务器，是为客户提供各种服务的计算机，因此对其有一定的技术指标要求，特别是主、辅存储容量及其处理速度要求较高。根据服务器在网络中所提供的服务不同,可将其划分为文件服务器、打印服务器、通信服务器、域名服务器、数据库服务器等。2、网络工作站除服务器外，网络上的其余计算机主要是通过执行应用程序来完成工作任务的，我们把这种计算机称为网络工作站或网络客户机，它是网络数据主要的发生场所和使用场所，用户主要是通过使用工作站来利用网络资源并完成自己作业的。3、网络终端是用户访问网络的

30、界面，它可以通过主机联入网内，也可以通过通信控制处理机联入网内。4、通信处理机一方面作为资源子网的主机、终端连接的接口，将主机和终端连入网内；另一方面它又作为通信子网中分组存储转发结点，完成分组的接收、校验、存储和转发等功能。5、通信线路通信线路（链路）是为通信处理机与通信处理机、通信处理机与主机之间提供通信信道。6、信息变换设备对信号进行变换，包括：调制解调器、无线通信接收和发送器、用于光纤通信的编码解码器等。二、网络软件的组成在计算机网络系统中，除了各种网络硬件设备外，还必须具有网络软件。1、网络操作系统网络操作系统是网络软件中最主要的软件,用于实现不同主机之间的用户通信，以及全网硬件和软

31、件资源的共享，并向用户提供统一的、方便的网络接口,便于用户使用网络。目前网络操作系统有三大阵营：UNIX、NetWare和Windows。目前， 我国最广泛使用的是Windows网络操作系统。2、网络协议软件网络协议是网络通信的数据传输规范，网络协议软件是用于实现网络协议功能的软件。目前, 典型的网络协议软件有TCP/IP协议、IPX/SPX协议、IEEE802标准协议系列等。其中, TCP/IP是当前异种网络互连应用最为广泛的网络协议软件。3、网络管理软件网络管理软件是用来对网络资源进行管理以及对网络进行维护的软件，如性能管理、配置管理、故障管理、记费管理、安全管理、网络运行状态监视与统计等

32、。4、网络通信软件是用于实现网络中各种设备之间进行通信的软件，使用户能够在不必详细了解通信控制规程的情况下，控制应用程序与多个站进行通信,并对大量的通信数据进行加工和管理。 5、网络应用软件网络应用软件是为网络用户提供服务，最重要的特征是它研究的重点不是网络中各个独立的计算机本身的功能，而是如何实现网络特有的功能。三、计算机网络的拓扑结构当我们组建计算机我网络时，要考虑网络的布线方式，这也就涉及到了网络拓扑结构的内容。网络拓扑结构指网路中计算机线缆，以及其他组件的物理布局。局域网常用的拓朴结构有：总线型结构、环型结构、星型结构、树型结构。拓扑结构影响着整个网络的设计、功能、可靠性和通

33、信费用等许多方面，是决定局域网性能优劣的重要因素之一。1、总线型拓扑结构总线型拓扑结构是指：网络上的所有计算机都通过一条电缆相互连接起来总线上的通信：在总线上，任何一台计算机在发送信息时，其他计算机必须等待。而且计算机发送的信息会沿着总线向两端扩散，从而使网络中所有计算机都会收到这个信息，但是否接收，还取决于信息的目标地址是否与网络主机地址相一致，若一致，则接受；若不一致，则不接收。信号反射和终结器：在总线型网络中，信号会沿着网线发送到整个网络。当信号到达线缆的端点时，将产生反射信号，这种发射信号会与后续信号发送冲突，从而使通信中断。为了防止通信中断，必须在线缆的两端安装终结器，以吸收端点信号

34、，防止信号反弹。特点：其中不需要插入任何其他的连接设备。网络中任何一台计算机发送的信号都沿一条共同的总线传播，而且能被其他所有计算机接收。有时又称这种网络结构为点对点拓朴结构。优点：连接简单、易于安装、成本费用低缺点： 传送数据的速度缓慢：共享一条电缆，只能有其中一台计算机发送信息，其他接收。 维护困难：因为网络一旦出现断点，整个网络将瘫痪，而且故障点很难查找。2、星型拓扑结构：每个节点都由一个单独的通信线路连接到中心节点上。中心节点控制全网的通信，任何两台计算机之间的通信都要通过中心节点来转接。因些中心节点是网络的瓶颈，这种拓朴结构又称为集中控制式网络结构，这种拓扑结构是目前使用最普遍的拓扑

35、结构，处于中心的网络设备跨越式集线器（Hub）也可以是交换机。优点：结构简单、便于维护和管理，因为当中某台计算机或头条线缆出现问题时，不会影响其他计算机的正常通信，维护比较容易。缺点：通信线路专用，电缆成本高；中心结点是全网络的可靠瓶颈，中心结点出现故障会导致网络的瘫痪。3、环型拓扑结构：环型拓扑结构是以一个共享的环型信道连接所有设备，称为令牌环。在环型拓扑中，信号会沿着环型信道按一个方向传播，并通过每台计算机。而且，每台计算机会对信号进行放大后，传给下一台计算机。同时，在网络中有一种特殊的信号称为令牌。令牌按顺时针方向传输。当某台计算机要发送信息时，必须先捕获令牌，再发送信息。发送信息后在释

36、放令牌。环型结构有两种类型，即单环结构和双环结构。令牌环（Token Ring）是单环结构的典型代表，光纤分布式数据接口（FDDI）是双环结构的典型代表。环型结构的显著特点是每个节点用户都与两个相邻节点用户相连。优点：电缆长度短：环型拓扑网络所需的电缆长度和总线拓扑网络相似，但比星型拓扑结构要短得多。增加或减少工作站时，仅需简单地连接。可使用光纤；它的传输速度很高，十分适用一环型拓扑的单向传输。传输信息的时间是固定的，从而便于实时控制。缺点：节点过多时,影响传输效率。环某处断开会导致整个系统的失效，节点的加入和撤出过程复杂。检测故障困难：因为不是集中控制，故障检测需在网个各个节点进行，故障的检

37、测就不很容易。4、树型拓扑结构树型结构是星型结构的扩展，它由根结点和分支结点所构成，如图所示。 优点：结构比较简单，成本低。扩充节点方便灵活。缺点：对根结点的依赖性大，一旦根结点出现故障，将导致全网不能工作；电缆成本高。5、网状结构与混合型结构网状结构是指将各网络结点与通信线路连接成不规则的形状，每个结点至少与其他两个结点相连，或者说每个结点至少有两条链路与其他结点相连，如图（a）所示。大型互联网一般都采用这种结构，如我国的教育科研网CERNET（b）、Internet的主干网都采用网状结构。（a）  网状拓扑结构      

38、;         （b） CERNET主干网拓扑结构优点：可靠性高；因为有多条路径，所以可以选择最佳路径，减少时延，改善流量分配，提高网络性能，但路径选择比较复杂。缺点：结构复杂，不易管理和维护；线路成本高；适用于大型广域网。混合型结构是由以上几种拓扑结构混合而成的，如环星型结构，它是令牌环网和FDDI网常用的结构。再如总线型和星型的混合结构等。第四节 计算机网络的分类由于计算机网络自身的特点，其分类方法有多种。根据不同的分类原则，可以得到不同类型的计算机网络。 一、按覆盖范围分类 按网络所覆盖的地理范

39、围的不同，计算机网络可分为局域网（LAN）、城域网（MAN）、广域网（WAN）。1、局域网（Local Area Network，LAN）局域网是将较小地理区域内的计算机或数据终端设备连接在一起的通信网络。局域网覆盖的地理范围比较小，一般在几十米到几千米之间。它常用于组建一个办公室、一栋楼、一个楼群、一个校园或一个企业的计算机网络。局域网主要用于实现短距离的资源共享。如图所示的是一个由几台计算机和打印机组成的典型局域网。局域网的特点是分布距离近、传输速率高、数据传输可靠等。2、 城域网（Wide Area Network，WAN） 城域网是一种大型的LAN，它的覆盖范围介于局域网和广域网之间，

40、一般为几千米至几万米，城域网的覆盖范围在一个城市内，它将位于一个城市之内不同地点的多个计算机局域网连接起来实现资源共享。城域网所使用的通信设备和网络设备的功能要求比局域网高，以便有效地覆盖整个城市的地理范围。一般在一个大型城市中，城域网可以将多个学校、企事业单位、公司和医院的局域网连接起来共享资源。如图所示的是不同建筑物内的局域网组成的城域网。3、广域网（Wide Area Network，WAN）广域网是在一个广阔的地理区域内进行数据、语音、图像信息传输的计算机网络。由于远距离数据传输的带宽有限，因此广域网的数据传输速率比局域网要慢得多。广域网可以覆盖一个城市、一个国家甚至于全球。因特网（I

41、nternet）是广域网的一种，但它不是一种具体独立性的网络，它将同类或不同类的物理网络（局域网、广域网与城域网）互联，并通过高层协议实现不同类网络间的通信。如图所示的是一个简单的广域网。按照网络中计算机所处的地位的不同，可以将计算机网络分为对等网和基于客服机、服务器模式的网络。对等网：在对等网中，所有的计算机的地位是平等的，没有专用的服务器。每台计算机即作为服务器，又作为客户机；即为别人提供服务，也从别人那里获得服务。由于对等网没有专用的服务器，所以在管理对等网时，只能分别管理，不能统一管理，管理起来很不方便。对等网一般应用于计算机较少、安全不高的小型局域网。基于客户机/服务器模式的网络：在

42、这种网络中，两种角色的计算机，一种是服务器，一种是客服机。服务器：服务器一方面负责保存网络的配置信息，另一方面也负责为客户机提供各种各样的服务。因为整个网络的关键配置都保存在服务器中，所以管理员在管理网络时只需要修改服务器的配置，就可以实现对整个网络的管理了。同时，客户机需要获得某种服务时，会向服务器发送请求，服务器接到请求后，会向客户机提供相应服务。服务器的种类很多，有邮件服务器、Web服务器、目录服务器等，不同的服务器可以为客户提供不同的服务。我们在构建网络时，一般选择配置较好的计算机，在其上安装相关服务，它就成了服务器。客户机：主要用于向服务器发送请求，获得相关服务。如客户机向打印服务器

43、请求打印服务，向Web服务器请求Web页面等。二、 按传播方式分类如果按照传播方式不同，可将计算机网络分为“广播网络”和“点-点网络”两大类。1、广播式网络广播式网络是指网络中的计算机或者设备使用一个共享的通信介质进行数据传播，网络中的所有结点都能收到任一结点发出的数据信息。广播式网络的基本连接如图所示。目前，在广播式网络中的传输方式有3种：单播：采用一对一的发送形式将数据发送给网络所有目的节点。组播：采用一对一组的发送形式,将数据发送给网络中的某一组主机。 广播：采用一对所有的发送形式，将数据发送给网络中所有目的节点。2、点-点网络（Point-to-point Network）点-点式网络

44、是两个结点之间的通信方式是点对点的。如果两台计算机之间没有直接连接的线路，那么它们之间的分组传输就要通过中间结点的接收、存储、转发，直至目的结点。点-点传播方式主要应用于WAN中，通常采用的拓扑结构有：星型、环型、树型、网状型。三、 按传输介质分类 1、有线网（Wired Network） 双绞线：其特点是比较经济、安装方便、传输率和抗干扰能力一般，广泛应用于局域网中。  同轴电缆：俗称细缆，现在逐渐淘汰。 光纤电缆：特点是光纤传输距离长、传输效率高、抗干扰性强，是高安全性网络的理想选择。 2、 无线网（Wireless Network） 无线 网：是一种很有发展前途的连网方式。 语

45、音广播网：价格低廉、使用方便，但安全性差。 无线电视网：普及率高，但无法在一个频道上和用户进行实时交互。 微波通信网：通信保密性和安全性较好。  卫星通信网：能进行远距离通信，但价格昂贵。四、按传输技术分类 计算机网络数据依靠各种通信技术进行传输，根据网络传输技术分类，计算机网络可分为以下5种类型：普通电信网：普通 线网，综合数字 网，综合业务数字网。数字数据网：利用数字信道提供的永久或半永久性电路以传输数据信号为主的数字传输网络。 虚拟专用网：指客户基于DDN智能化的特点，利用DDN的部分网络资源所形成的一种虚拟网络。 微波扩频通信网：是电视传播和企事业单位组建企业内部网和接入In

46、ternet的一种方法，在移动通信中十分重要。卫星通信网：是近年发展起来的空中通信网络。与地面通信网络相比，卫星通信网具有许多独特的优点。事实上，网络类型的划分在实际组网中并不重要，重要的是组建的网络系统从功能、速度、操作系统、应用软件等方面能否满足实际工作的需要；是否能在较长时间内保持相对的先进性；能否为该部门（系统）带来全新的管理理念、管理方法、社会效益和经济效益等。 第五节 网络连接设备一、网络连接组件 1、网卡（网络适配器NIC）网卡是连接计算机与网络的基本硬件设备。网卡插在计算机或服务器扩展槽中, 通过网络线（如双绞线、同轴电缆或光纤）与网络交换数据、共享资源。由于网卡类型的不同，使

47、用的网卡也有很多种。如以太网、FDDI、AIM、无线网络等，但都必须采用与之相适应的网卡才行。目前，绝大多数网络都是以太网连接形式，使用的便是与之配套的以太网网卡，在这里我们就讨论以太网网卡。说明：网卡虽然有多种，不够有一个共同点就是每块网卡都拥有唯一的ID号，也叫做MAC地址（48位)，MAC地址被烧录在网卡上的ROM中，就像我们每个人的遗传基因DNA一样，即使在全世界也绝不会重复。安装网卡后，还要进行协议的配置。例如，IPX/SPX协议、TCP/IP协议。2、网卡的功能网卡的功能主要有两个，一是将计算机的数据进行封装，并通过网线将数据发送到网络上；二是接收网络上传过来的数据，并发到计算机中

48、。3、网卡的分类：按总线分类：ISA总线、PCI总线、PCMCIA总线按端口分类：RJ-45端口、AUI粗缆端口、BNC细缆端口4、按带宽分类：10Mb/s、1000Mb/s、10/100Mb/s、1000Mb/s二、网络传输介质传输介质就是通信中实际传送信息的载体，在网络中是连接收发双方的物理通路；常用的传输介质分为：有线介质和无线介质。有线介质：可传输模拟信号和数字信号（有双绞线、细/粗同轴电缆、光纤）无线介质：大多传输数字信号（有微波、卫星通信、无线电波、红外、激光等）1、同轴电缆同轴电缆的核心部分是一根导线，导线外有一层起绝缘作用的塑性材料，再包上一层金属网，用于屏蔽外界的干扰，最外面

49、是起保护作用的塑性外套。同轴电缆的抗干扰特性强于双绞线，传输速率与双绞线类似，但它的价格接近双绞线的两倍。同轴电缆分类：  A. 细同轴电缆(RG58),主要用于建筑物内网络连接；B. 粗同轴电缆(RG11),主要用于主干或建筑物间网络连接；  2、双绞线是两条相互绝缘的导线按一定距离绞合若干次，使得外部的电磁干扰降到最低限度，以保护信息和数据。双绞线的广泛应用比同轴电缆要迟得多，但由于它提供了更高的性能价格比，而且组网方便，成为现在应用最广泛的铜基传输媒体。缺点是传输距离受限。    双绞线分为非屏蔽双绞线（UTP）和屏蔽双绞线（STP）屏蔽

50、双绞线外护套加金属材料，减少辐射，防止信息窃听，性能优于非屏蔽双绞线，但价格较高。而且安装比非屏蔽双绞线复杂。所以，在组建局域网时通常使用非屏蔽双绞线。但如果是室外使用，屏蔽线要好些。目前共有6类双绞线，各类双绞线均为8芯电缆，双绞线的类型由单位长度内的绞环数确定。1类双绞线通常在局域网中不使用，主要用于模拟话音，传统的 线即为1类线；2类双绞线支持4Mb/s传输速率，在局域网中很少使用；3类双绞线用于10Mb/s以太网；4类双绞线适用于16Mb/s令牌环局域网；5类和超5类双绞线带宽可达100Mb/s，用于构建100Mb/s以太网，是目前最常用的线缆；另外还有6类、7类，能提供更高的传输速率

51、和更远的距离。应用最广的是五类双绞线，最大传输率为100Mbps，最大传输距离100米。双绞线的连接：在制作网络时，要用的RJ-45接头，俗称“水晶头”的接头，在将网络插入水晶头前，要对每条线排序。根据EIA/TIA接线标准，RJ-45接口制作有两种排序标准：EIA/TIA568A标准的线序为：白绿、绿、白橙、蓝、白蓝、橙、棕、白棕EIA/TIA568B白棕的线序为：白橙、橙、白绿、蓝、白蓝、绿、白棕、棕另外，根据双绞线两端线序的不同，有两种不同的连接方法:直线连接法：直线连接法是将电缆的一端按一定顺序排序后接入RJ-45接头，线缆的另一端也用相同的顺序排序后接入RJ-45接头。直接连接法通常

52、用于不同类型的设备的互相连接。交叉连接法：交叉连接法是线缆的一端用一种线序排列，如T568B标准线序，而另一端用不同的线序，如T568A标准线序，这种线序用于连接同种设备。3、光纤光缆则是由一组光导纤维组成的用来传播光束的、细小而柔韧的传输介质。与其它传输介质相比较，光缆的电磁绝缘性能好，信号衰变小，频带较宽，传输距离较大。光缆主要是在要求传输距离较长，布线条件特殊的情况下用于主干网的连接。光缆通信由光发送机产生光束，将电信号转变为光信号，再把光信号导入光纤，在光缆的另一端由光接收机接收光纤上传输来的光信号，并将它转变成电信号，经解码后再处理。光缆的最大传输距离远、传输速度快，是局域网中传输介

53、质的姣姣者。光缆是数据传输中最有效的一种传输介质。它有以下几个优点：   频带极宽(GB)；        抗干扰性强(无辐射)；  保密性强(防窃听)；     传输距离长(无衰减)；2-10km  电磁绝缘性能好；      中继器的间隔较大主要用途：长距离传输信号，局域网主干部分，传输宽带信号。 网络距离：一般为2000米。每干线最大节点数：无限制。光纤跳线连接：在1000M局域网中，服务器网卡具有光

54、纤插口，交换机也有相应的光纤插口，连接时只要将光纤跳线进行相应的连接即可。在没有专用仪器的情况下，可通过观察让交换机有光亮的一端连接网卡没有光亮的一端，让交换机没有光亮的一端连接网卡有光亮的一端。光纤通信系统组成：光纤通信系统是以光波为载体、光导纤维为传输介质的通信方式，起主导作用的是光源、光纤、光发送机和光接收机。光缆分类：传输点模数类（又可分为多模光纤和单模光纤两类）；折射率分布类（又可分为跳变式光纤和渐变式光纤两类）。 多模光纤：由发光二极管产生用于传输的光脉冲，通过内部的多次反射沿芯线传输。可以存在多条不同入射角的光线在一条光纤中传输。单模光纤：使用激光，光线与芯轴平行，损耗小，传输距

55、离远，具有很高的带宽，但价格更高。在2.5Gb/s的高速率下，单模光纤不必采用中继器可传输数十公里。4、无线传输介质：无线传输指在空间中采用无线频段、红外线激光等进行传输，不需要使用线缆传输。不受固定位置的限制，可以全方位实现三维立体通信和移动通信。目前主要用于通信的有：无线电波、微波、红外、激光。计算机网络系统中的无线通信主要指微波通信，分为两种形式： 地面微波通信和卫星微波通信。无线局域网通常采用无线电波和红外线作为传输介质。其中红外线的基本速率为1MB/s，仅适用于近距离的无线传输，而且有很强的方向性，而无线电波的覆盖范围较广，应用较广泛，是常用的无线传输媒体。吴国一般使用2.4-2.4

56、835GHZ频段的无线电波进行局域网的光线通信。三、网络设备1、集线器（HUB）集线器是目前使用较广泛的网络设备之一，主要用来组建星型拓扑的网络。在网络中，集线器是一个集中点，通过众多的端口将网络中的计算机连接起来，使不同计算机能够相互通信。集线器类型：独立型：具有价低、故障易查、网络管理方便等优点；性能差、速度低等缺陷；模块化：带机架和多个卡槽；每槽可安装一块扩展卡，每卡相当于一个独立型；通常4-14个槽，可管理性好；可堆叠：利用高速总线“堆叠”或短距离连接成整体；1）集线器的通信特性集线器的基本功能是信息分发，它将一个端口收到的信号转发给其他所有端口。同时，集线器的所有端口共享集线器的带宽

57、。当我们在一台10Mb/s带宽的集线器上只连接一台计算机时，此计算机的带宽是10Mb/s；而当我们连接两台计算机，每台计算机的带宽是5Mb/s；当连接10计算机时，带宽则是1Mb/s。即用集线器组网时，连接的计算机越多，网络速度越慢。（2）集线器的分类 按通信特性分，集线器分为无源集线器和有源集线器。无源集线器只能转发信号，不能对信号作任何处理。有源集线器会对所传输的信号进行整形、放大并转发，并可以扩展传输媒体的传输距离。目前市面上的集线器属于有源集线器，无源集线器已被淘汰。  按带宽分，集线器分为10Mb/s、10/100Mb/s、100Mb/s集线器。我们通常选择10/100Mb/s自适应的集线器。因为这种集线器可以根椐网卡和网线所提供的带宽而自动调整带宽。当网线和网网卡为10Mb/s时，集线器以10Mb/s的速率通信。当网线与网卡达到100Mb/s时，集线器则以100Mb/s的速率通信。 按端口个数分，集线器分为5口、8口、16口、24口等。（3）集线器的连接 集线器通过其端口实现网络连接。集线器主要有RJ-45接口和