网络工程与数据库系统的应用

计算机基础（下）——网络工程与数据库系统应用基础

计算机网络工程

网络的概念与基本原理 互联网实用技术 静态网页制作（学习一种网页制作工具） 网站建设概论数据库系统应用基础

数据库系统的概念与基本原理 关系数据库 数据库系统设计与实践(学习一种编程工具）软件设计技术基础本课程的内容

旨在使同学们在上学期知识的基础上，进一步掌握计算机技术领域内更专业性、最流行的理论、概念、方法及工具本课程的目标计算机网络工程第一部分：网络工程概论第1章网络基本概念1.1定义网络概念

用通信线路和通信设备将分布在不同地点的具有独立功能的多个计算机系统互相连接起来，在网络软件的支持下实现彼此之间的数据通信和资源共享系统 四个要素： 通信线路和通信设备 有独立功能的计算机 网络软件支持 实现数据通信与资源共享1.2发展与分类计算机网络的发展

远程终端联机阶段 计算机网络阶段（局域网） 计算机网络互联阶段（广域网、Internet） 信息高速公路阶段（高速，多业务，大数据量）

20世纪60年代早期面向终端的计算机网络：主机是网络的中心和控制者，终端（键盘和显示器）分布在各处并与主机相连，用户通过本地的终端使用远程的主机只提供终端和主机之间的通信，子网之间无法通信

20世纪60年代中期多个主机互联，实现计算机和计算机之间的通信。包括：通信子网、用户资源子网终端用户可以访问本地主机和通信子网上所有主机的软硬件资源。20世纪70年代:ARPANET20世纪70年代:ARPANET1977年国际标准化组织(ISO)制订：开放体系互联基本参考模型（OSI）TCP/IP协议的诞生：RFC宽带综合业务数字网：信息高速公路ATM技术、ISDN、千兆以太网交互性：网上电视点播、电视会议、可视电话、网上购物、网上银行、网络图书馆等高速、可视化1.2发展与分类分类

按物理结构分：点对点、广播

按覆盖范围分：局域网、广域网、城域网

按使用范围分：公用网（如ChinaNet)、专用网(如CERNET)

按传输介质分：有线网、无线网

点对点：星型、环型、树型、完全互联型、相交环型、不规则型广播：总线型、环形、卫星网

局域网：数公里，大于10M甚至1Gbps;城域网：100Km，主干速度可达到数百Mbps;广域网：几十到几千公里，带宽从1.2kbps到上百Mbps1.3协议

通信协议——概念

为进行网络中的数据交换而建立的规则、标准或约定，就称为网络通信协议1.3协议通信协议——如果没有协议例子：计算机A向计算机B发出信号——“你好”情况1：如果：没有应用程序（如电子邮件，QQ等） 结果：则很难实用与推广情况2：如果：没有中间点的控制结果：传输无法完成你好你好1.3协议议情况3：如果果：没有正确确的路径选择择结果：则无法法保证传给指指定对象情况4：如果果：没有差错错与流量控制制结果：无法保保证传输正确确信息，或发发生延迟你好你好你好你好泥好泥号1.3协议议其它情况：如如果：没有信信息转换（加加密、压缩、、转换等）结果：无法保保证正常传输输（安全、格格式等）你好你好堵塞1.3协议议通信协议———协议分层分层的目的：将要解决的的问题分解成成具有以下特特点的多个部部分，然后分分别处理，从从而解决整个个问题。(1)相对对独立(2)相互链链接(3)无内部耦耦合注；协议分层层的思想是解解决其它复杂杂问题的普遍遍思路OSI开放系系统互联模型型：一种协议分分层的规范模模式物理层：传输输介质（比特特）——指传输介质数据链路层：：差错、流量量控制——情况4网络层：路径径选择——情况3传输层：端到到端传输———情况2会话层：会话话管理，传输输同步表示层：信息息转换——其它情况应用层：应用用程序——情况11.3协议议协议分析发送方接接收方应用层表示层会话层传输层网络层数据链路层物理层应用层表示层会话层传输层网络层数据链路层物理层数据数据AP0数据数据数据数据数据AP0AP1AP0AP0AP1AP2AP1AP2AP3AP0AP1AP2AP3AP4AP0AP1AP2AP3AP4AP5AP0AP1AP2AP3AP4AP51.3协协议协议分层的的优点1。各层相相对独立，，各层不必必关心其它它层的具体体实现，只只需知道上上下层接口口2。任何一一层发生修修改，只要要接口关系系不变，其其它层均不不受影响3。结构分分层，各层层都可独立立实现4。各层向向下单向依依赖，易于于实现和维维护1.4网网络络软软件件网络络软软件件操作作系系统统：：Unix，，Netware，，WindowsNT，，Linux应用用支支撑撑软软件件：：网络络数数据据库库，，网网络络开开发发工工具具，，中中间间件件等等应用用软软件件：：电子子邮邮件件，，IE，，QQ，，网网络络游游戏戏第2章章通通信信领领域域常常见见概概念念首先先让让我我们们先先来来看看一一个个利利用用电话话系系统统来通通信信的的模模型型：：问题：一一个n比特的信信号是被被同时传传输出去去，还是是一个比比特一个个比特传传输的呢呢？一条条线路上上可以同同时传输输几路信信号呢？？从信源源到信宿宿既有模模拟通信信又有数数字通信信，信号号有时如如何转换换的呢？？等等。。一个电电话通信信系统集集成了很很多的通信技术术，我们分分以下一一步一步步阐述2.1数数据通通信系统统概述现代数据据通信系系统实际际上是一一个计算算机网络络，由数数据传输输系统和和数据处处理系统统两部分分组成。。通信系统模模型：数据通信的的基本概念念：信息数据信号：分连连续信号与与离散信号号；随机信信号与确定定信号噪声信道：如电电话线、光光纤等信号带宽与与信道带宽宽信息源发信机传输介质收信机受信者噪声源信息源发信机传输介质收信机受信者噪声源信号（Signal）信号是数据据的电子或或电磁编码码。模拟（Analog）数据模拟数据以以某个区间间内连续值值的形式出出现。数字（Digital）数据据数字数据以以离散值的的形式出现现模拟信号模拟信号是是连续变化化的电磁波波，它可以以在各种媒媒体上传输输与频率有有关。数字信号数字信号是是一串相继继的电压脉脉冲，它能能在导线上上传播。速率率：：单位位时时间间的的信信息息量量带宽宽：：最大大传传输输能能力力单位位：：波特特（（模模拟拟信信号号）），，比比特特（（数数字字信信号号））模拟拟数数据据通通信信与与数数字字数数据据通通信信在传传输输介介质质上上传传输输的的信信号号有有两两种种形形式式：：模模拟拟信信号号与与数数字字信信号号信息息源源数数据据也也有有两两种种形形式式：：模模拟拟数数据据与与数数字字数数据据传输输形形式式有有四四种种：：模拟拟数数据据到到模模拟拟信信号号；；模拟拟数数据据到到数数字字信信号号；；数字字数数据据到到模模拟拟信信号号；；数字字数数据据到到数数字字信信号号；；思考考题题：：有有两两台台计计算算机机需需要要通通过过电电话话线线进进行行互互连连，，请请画画出出其其通通信信模模型型。。计算机计算机MODEMMODEM电话线模拟拟信信号号：：连连续续变变化化（（如如声声音音）），，由由电电流流与与电电压压的的变变化化传传输输数字字信信号号：：离离散散信信号号，，借借助助电电信信号号的的状状态态来来表表示示通信信方方式式一））串串行行传传输输与与并并行行传传输输串行行传传输输:数据据在在一一个个信信道道上上一一位位一一位位依依次次传传输输。数数据据线线数数目目与与与与传传输输数数据据无无关关特点点：：通信信线线路路数小小，，线线路路利利用用率率高高适适合合于于远距距离离传传输输。。在发送端和接接收端需要并并/串转换和和串/并转换换。需要实施同步步措施，以确确保不产生错错字。通信方式（2）串行传输与并并行传输并行传输:数据在多个信道上同时传输。数据线数目目与与传输数数据相同并可可能多一校验验线特点：不需要对传输输代码进行时时序转换需要数据线数数目多。传输速率高。。通信方式（3）通信操作方式式根据信号传输输方向与时间间的关系，可可以分为：方式

单工方式

半双工方式

全双工方式

描述

只支持数据的单向流动。

支持数据双向分时流动，线路只有一条，两个方向须分时使用信道。

支持数据双向同时流动，线路有两条或四条。

2.2数据据传输技术数数据编码技技术模拟数据到模模拟信号无须须编码，其他他几种形式编编码技术：1)数字数据据的数字信号号编码为什么要编码码？数字数据据为二进制数数(0或1)，数字信号号为高电平或或低电平进行行传输，所以以需要将二进进制数转换为为高电平或低低电平。全宽单极码脉脉冲（最简单单，容易理解解）全宽单极码脉脉冲不归零翻转编编码：以是否否翻转表明0或者1曼彻斯特编码码：差分曼彻斯特特编码：数据编码技术术2)数字数据据的模拟信号号编码幅移键控（ASK）频移键控（FSK）相移键控（PSK）异异步传输与与同步传输串行通信分为为异步传输与与同步传输两两种。1)异步传输：以字符为单单位的数据传传输方法：每字符符都要加起始始位与停止位位发送端与接收收端必须采用用相同的速率率、相同的设设置2)同步传输：以数据块为为单位的数据据传输方法：每数据据块都要加同同步字符或比比特序列面向字符的同同步传输面向位流的同同步传输多多路复用技技术多路复复用的的定义义:多路复复用是是指把把若干干个彼彼此无无关的的信号号合并并为一一个复复合信信号，，并在在一条条共用用信道道上进进行传传输。。（1））频分分多路路复用用多路复复用器器连接接许多多低速速线路路，在在一条条速度度较高高的线线路上上传输输。在频率率上把把要传传输的的几路路信息息合在在一起起，形形成一一个合合成的的信号号后进进行传传输。信道道的可可用频频率带带宽被被分成成几个个互不不交叠叠的频频段，，每路路信号号占据据一个个频段段。频频分复复用的的主要要问题题是各各路信信号之之间容容易产产生相相互干干扰（（称为为串扰扰）。。引取取串扰扰的主主要原原因是是信号号频谱谱间的的相互互交叉叉和信信号被被调制制后由由于调调制系系统的的非线线性而而带来来的已已调信信号的的频谱谱展宽宽。这这种已已调信信号的的频谱谱展宽宽之后后也易易发生生相互互交叉叉而令令信号号失真真和无无法解解调接接收。。因此此，使使用频频分复复用技技术一一是要要求复复用频频谱之之间有有足够够大的的保护护间隔隔，二二是要要求调调制系系统具具有很很高的的线性性滤波波功能能，这这就带带来设设备造造价问问题。。一般般应用用于模模拟信信号如如语音音信号号，计计算机机网络络系统统一般般不使使用频频分复复用。。应用用：：广播播电电视视、电缆缆电电视视、数数字字数数据据传传输输（（需需要要将将数数字字信信号号转转换换为为模模拟拟信信号号））（2）时时分多路路复用适用于数数字技术术采用分时时技术，，每路分分配一个个时隙。。如果某某路终端端装置无无字符发发送，则则多路复复用器发发送一个个空字符符，以保保持序列列顺序。。较早的Internet网大大多使用用T1/E1（（1.544Mbps/2.048Mbps)或或T3/E3(45Mbps/34Mbps)速速率的传传输信道道,广大大计算机机用户通通过相应应的连接接设备共共享这些些信道.分类

电路交换

报文交换

分组交换原理当你或你的计算机发出一个电话呼叫时，电话系统中的交换设备在你的电话与接收者的电话之间找出一条实际的“铜线”（包括光纤和无线）通路。这种技术叫做电路交换。电话交换分电路建立、通话、拆除电路这样几个过程。信息以报文为单位，在交换装置控制下先存入缓冲存储器中并进行一些必要的处理，当指定的输出线空闲时，再将数据转发出去。分组交换与报文交换类似，并不在发送方和接收方之间提前建立实际的铜线连接，而是采用