理论计算机与网络技术基础.docx
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理论计算机与网络技术基础
授课人：
培训班名称：
铁路大型养路机械司机转岗培训
课题
计算机与网络技术基础
教学目的与
教学要求
目的：
了解计算机基本知识，了解计算机基本操作控制；了解计算机网络基础知识。
要求：
此教案让学员了解计算机基本知识，了解计算机基本操作控制；了解计算机网络基础知识。
教学重点与
教学难点
重点：
对计算机基本知识、计算机基本操作控制、计算机网络基础知识的了解。
难点：
对计算机基本知识、计算机基本操作控制、计算机网络基础知识的了解。
课型
理论课
课时
分配
讲授
90分钟
其他
10分钟
合计
100分钟
教学方法、手段（教具）
1、方法：
讲授法、示范法。
2、手段：
多媒体课件3、教具：
现场实物机具
教学过程（教学步骤与内容）
【一、组织教学】:
引导学生进入学习状态。
【二、导入新课】:
通过世界首富比尔.盖茨引入课题.
【三、讲授新课】
一、计算机基本知识
1、1946年2月15日世界上第一台电子计算机ENIAC（埃尼阿克）在美国宾州大学研制成功。
2、计算机发展史：
第一代：
电子管计算机
采用电子管为基本元件，设计使用机器语言或汇编语言。
要用于科学和工程计算
第二代：
晶体管计算机
采用晶体管为基本元件，程序设计采用高级语言，出现了操作系统，应用到数据和事物处理及工业控制等领域
第三代：
中小规模集成电路计算机
采用集成电路为基本元件，应用到文字处理、企业管理和自动控制等领域
第四代：
大规模、超大规模集成电路计算机
采用大规模集成电路为主要功能元件，在办公自动化、电子编辑排版等领域大显身手。
3、计算机
（1）运算速度快
（2）运算精度高
（3）存储能力强
（4）逻辑判断能力强
（5）可靠性高
4.计算机的分类
5、计算机的发展趋势
智能化
巨型化
微型化
网络化
多媒体化
6、计算机硬件系统（冯。
诺伊曼机构）
计算机硬件系统由五个基本部分组成，
控制器
运算器包括算术运算和逻辑运算
存储器存放程序和数据
输入设备键盘、鼠标、扫描仪、数码相机等
输出设备。
显示器、打印机、绘图仪
控制器和运算器构成了计算机硬件系统的核心——中央处理器CPU（CentralProcessingUnit）。
通常把控制器、运算器和内存储器称为主机。
7、计算机指令定义
指令是对计算机进行程序控制的最小单元，是一种采用二进制表示的命令语言。
一条指令通常由两个部分组成，即操作码和操作数。
8、指令的执行过程。
取指令——›分析指令——›执行指令——›形成下一条指令地址。
9、什么是计算机软件
计算机软件是计算机系统中与硬件相互依存的另一部分，它是包括程序，数据及其相关文档的完整集合。
10、计算机软件的分类
计算机软件一般可以分为系统软件和应用软件两大类。
11、系统软件分类
1、操作系统windows、linux、unix等
2、编程软件汇编语言、高级语言、机器语言、C语言、C++、java、C#等
3、数据库软件SQLServer、Oracle、Mysql和VisualFoxPro等。
12、应用软件分类（软件名称自己总结）
13、相关定义
操作系统是最基本最重要的系统软件，用来管理和控制计算机系统中硬件和软件资源的大型程序，是其他软件运行的基础。
数据库管理系统DBMS（DataBaseManagementSystem）是数据库系统的核心，由一组用以管理、维护和访问数据的程序构成，提供了一个可以方便地、有效地存取数据库信息的环境。
14、计算机组成由五部分组成
主机、显示器、键盘、鼠标、外部设备
15、主机的组成部分
CPUINTER和AMD
内存内存储器和外存储器（ROM和RAM的区别）
主板支持硬件正常运行的平台
硬盘笔记本硬盘、台式机硬盘、服务器硬盘。
转速、硬盘的三个接口：
IDE、SATA、SCSI
光驱CD-ROMDVD-ROMDVD+-RW
显卡独立显卡和集成显卡
硬盘、光盘、U盘都属于外部存储器。
（1）随机存储器（RAM）。
随机存储器也叫读写存储器.其特点是:
存储的信息既可以读出,又可以向内写入信息，断电后信息全部丢失。
（2）只读存储器（ROM）.只读存储器的特点：
存储的信息只能读出,不能写入,断电后信息也不丢失。
16、衡量一台微型计算机的主要性能指标包括
主频、字长内存容量和存取周期、高速缓冲存储器（Cache）、总线速度
17、键盘（考点：
四个区自己整理）
18、鼠标
分类：
无线、有线、蓝牙
操作：
选择、单击、双击、拖动、右键单击
19、计算机辅助工程
计算机辅助设计（CAD）
计算机辅助制造（CAM）
计算机集成制造系统（CIMS）
计算机辅助求解（CAE）
计算机辅助工艺过程设计（CAPP）
20、数据库
定义：
数据库（Database）是按照数据结构来组织、存储和管理数据的仓库
发展阶段：
人工管理阶段、文件系统阶段、数据库系统阶段、高级数据库阶段。
21、编程语言的发展
第一代语言--机器语言
第二代语言--汇编语言
第三代语言—面向过程的高级语言。
如：
C语言、Pascal等。
第四代语言--面向对象的高级语言。
如：
C+、C#、Java、VisualBasic等。
二、计算机网络基础知识
1．计算机网络的概念、特点及功能
随着计算机应用的深入，特别是家用计算机越来越普及，一方面希望众多用户能共享信息资源，另一方面也希望各计算机之间能互相传递信息进行通信。
个人计算机的硬件和软件配件一般都比较低，其功能也有限，因此，要求大型与巨型计算机的硬件和软件资源，以及它们所管理的信息资源应该为众多的微型计算机所共享，以便充分利用这些资源。
基于这些原因，促使计算机向网络化发展，将分散的计算机连接成网，组成计算机网络。
计算机网络是现代通信技术与计算机技术相结合的产物。
所谓计算机网络，就是把分布在不同地理区域的计算机与专门的外部设备用通信线路互连成一个规模大、功能强的网络系统，从而使众多的计算机可以方便地互相传递信息，共享硬件、软件、数据信息等资源。
计算机网络的发展过程大致可以分为具有通信功能的单机系统、具有通信功能的多机系统、计算机网络三个阶段。
一个计算机系统连入网络以后，具有共享资源、提高可靠性、分担负荷和实现实时管理等优点。
从80年代末开始，计算机网络技术进入新的发展阶段，它以光纤通信应用于计算机网络、多媒体技术、综合业务数字网络（ISDN）、人工智能网络的出现和发展为主要标志。
90年代至下个世纪初将是计算机网络高速发展的时期，计算机网络的应用将向更高层次发展，尤其是Internet网的建立，推动了计算机网络的飞速发展。
据预测，今后计算机网络具有以下几个特点:
（1）开放式的网络体系结构，使不同软硬件环境、不同网络协议的网可以互连，真正达到资源共享、数据通信和分布处理的目标。
（2）向高性能发展。
追求高速、高可靠和高安全性，采用多媒体技术，提供文本、声音、图像等综合性服务。
（3）计算机网络的智能化，提高了网络的性能和综合的多功能服务，并更加合理地进行网络各种业务的管理，真正以分布和开放的形式向用户提供服务。
随着社会及科学技术的发展，对计算机网络的发展提出了更高的要求，同时也为其发展提供了更加有利的条件。
计算机网络与通信网的结合，可以使众多的个人计算机不仅能够同时处理文字、数据、图像、声音等信息，而且还可以使这些信息四通八达，及时地与全国乃至全世界的信息进行交换。
一般来说，计算机网络可以提供以下一些主要功能：
（1）资源共享
（2）信息传输与集中处理
（3）均衡负荷与分布处理
（4）综合信息服务
通过计算机网络可以向全社会提供各种经济信息、科研情报和咨询服务。
其中国际互联网Internet上的环球信息网（WWWWorldWideWeb）服务就是一个最典型也是最成功的例子。
还例如，综合业务数字网络（ISDN）就是将电话、传真机、电视机和复印机等办公设备纳入计算机网络中，提供了数字、语音、图形图像等多种信息的传输。
计算机网络目前正处于迅速发展的阶段，网络技术的不断更新，进一步扩大了计算机网络的应用范围。
除了前面提到的资源共享和信息传输等基本功能外，计算机网络还具有以下几个主要方面的应用。
（1）远程登录：
远程登录是指允许一个地点的用户与另一个地点的计算机上运行的应用程序进行交互对话。
（2）传送电子邮件：
计算机网络可以作为通信媒介，用户可以在自己的计算机上把电子邮件（E－mail）发送到世界各地，这些邮件中可以包括文字、声音、图形图像等信息。
（3）电子数据交换：
电子数据交换（EDI）是计算机网络在商业中的一种重要的应用形式。
它以共同认可的数据格式，在贸易伙伴的计算机之间传输数据，代替了传统的贸易单据，从而节省了大量的人力和财力，提高了效率。
（4）联机会议：
利用计算机网络，人们可以通过个人计算机参加会议讨论。
联机会议除了可以使用文字外，还可以传送声音和图像。
总之，计算机网络的应用范围非常广泛，它已经渗透到国民经济以及人们日常生活的各个方面。
2．计算机网络的分类和基本组成
计算机网络的品种很多，根据各种不同的联系原则，可以得到各种不同类型的计算机网络。
计算机网络通常是按照规模大小和延伸范围来分类的，常见的划分为：
局域网（LAN），市域网（MANs），广域网（WAN）。
Internet可以视为世界上最大的广域网。
另外，按照网络的拓扑结构来划分，可以分为环形网、星形网、总线型网等；按照通信传输的介质来划分，可以分为双绞线网、同轴电缆网、光纤网和卫星网等；按照信号频带占用方式来划分，又可以分为基带网和宽带网。
传输介质是网络中发送方与接收方之间的物理通路，它对网络数据通信的质量有很大的影响。
常用的网络传输介质有以下四种。
（1）双绞线
（2）同轴电缆（3）光缆（光导纤维）（4）无线通信（微波/卫星通信）
局域网（LAN）
局域网（LAN）是指在一个较小地理范围内的各种计算机网络设备互连在一起的通信网络，可以包含一个或多个子网，通常局限在几千米的范围之内。
按照网络的拓扑结构和传输介质，局域网通常可划分为以太网（Ethernet）、令牌环网（TokenRing）、光纤分布式数据接口（FDDI）、异步传输模式（ATM）等，其中最常用的是以太网。
局域网常用设备有：
网卡（NIC）:
负责计算机与网络介质之间的电气连接，比特数据流的传输和网络地址确认。
主要技术参数为带宽速度、总线方式、电气接口方式。
集线器（Hub）:
主要指共享式集线器。
相当于一个多口的中继器，一条共享的总线，能实现简单的加密和地址保护。
主要考虑带宽速度、接口数、智能化（可网管）、扩展性（可级联和堆叠）。
交换机（Switch）指交换式集线器。
交换机的出现是为了提高原有网络的性能同时又保护原有投资，降低网络响应速度，提高网路负载能力。
交换机技术现在在不断更新发展，功能不断加强，可以实现网络分段，虚拟子网（VLAN）划分，多媒体应用，图像处理，CAD/CAM，Client/Server方式的应用。
不同型号的设备可提供多种不同的网络接口，以适应不同的传输介质（如光缆、双绞线）和速率（10M或100M）。
局域网具有广泛的应用。
将基于个人计算机的智能工作站连成局域网可以共享文件和相互协同工作，还可以共享磁盘、打印机等资源，这类网络的关键问题是联网的费用要低。
若将大型计算机连成局域网，可以共享计算机房中的贵重资源（如海量存储器等），这类网络关键在于要高速传输数据。
用于办公室自动化的局域网也是一个广泛的应用领域，其关键是要提高办公室的效率。
综合声音、图像、图形的多媒体技术，使计算机网络的应用更加绚丽多彩。
广域网（WAN）市域网（MAN）主要是由市域范围内的各局域网之间互连而成的，一般较少提起。
广域网（WAN）是由相距较远的局域网或市域网互连而成，通常除了计算机设备以外还要涉及一些电信通信方式。
以下是主要的几种：
公用电话网（PSTNPublicSwithedTelephoneNetwork）速度9600bps～28.8kbps,需要异步Modem和电话线，投资少，安装调试容易，常常用作拨号访问方式。
通常，我们访问Internet多采用此种方式。
综合业务数字网（ISDNIntegratedServiceDigitalNetwork）128kbps的基本接口，使用普通电话线但需要电信提供ISDN业务,数字传输，来电显示，拨通时间短（3S），费用约为普通电话的4倍。
目前开通ISDN的城市还不多。
DDN专线（LeasedLine）:
速度为64kbps～2.048Mbps（E1标准），需要配同步Modem，有EIA/TIA232（V.24）和V.35两种标准；点对点的连接方式，结构不够灵活。
X.25网速度为9600bps～64kbps，比较古老的方式，应用广泛；采用冗余校验纠错，可靠性高，但速度慢,延迟大；帧中继（FrameRelay）:
较新的技术，速度为64kbps～2.048Mbps（E1标准）；一点对多点的连接方式，分组交换；独特的Bursty技术（在传输信息量大的情况下可以超越传输线速度）；较少城市开通FrameRelay服务。
此外还有用于广域网的ATM技术，但目前在中国尚未应用。
广域网常用设备有：
路由器（Router）:
广域网的通信过程与邮局中信件传递的过程类似，都是根据地址来寻找到达目的地的路径，这个过程在广域网中称为"路由（Routing）"。
路由器负责不同广域网中各局域网之间的地址查找（建立路由），信息包翻译和交换，实现计算机网络设备与电信设备电气连接和信息传递。
因此路由器必须具有广域网和局域网两种网络通信接口。
调制解调器（Modem）：
作为网络设备与电信通信线路的接口，用来在电话线上传递数字信息。
分为同步和异步两种，分别用来与路由器的同步和异步串口相连接。
广域网中的电信通讯服务由电信局提供，路由器只提供相应的接口。
路由器的广域网通信接口分为两大类，即同步串口（SyncSerialPort）和异步串口（AsyncSerialPort）；LeasedLine、FrameRelay、X.25使用路由器的同步串口（SerialPort）,ISDN使用路由器的ISDNBRI口（属同步口），PSTN使用路由器的异步串口。
3．网络协议简介
计算机网络中实现通信必须有一些约定即通信协议，对速率、传输代码、代码结构、传输控制步骤、出错控制等制定标准。
为了使两个结点之间能进行对话，必须在它们之间建立通信工具（即接口），使彼此之间能进行信息交换。
接口包括两部分：
一是硬件装置，功能是实现结点之间的信息传送；二是软件装置，功能是规定双方进行通信的约定协议。
协议通常由三部分组成:
一是语义部分，用于决定双方对话的类型;
二是语法部分，用于决定双方对话的格式;
三是变换规则，用于决定通信双方的应答关系。
由于结点之间的联系可能是很复杂的，因此，在制定协议时，一般是把复杂成份分解成一些简单的成份，再将它们复合起来。
最常用的复合方式是层次方式，即上一层可以调用下一层，而与再下一层不发生关系。
通信协议的分层是这样规定的:
把用户应用程序作为最高层，把物理通信线路作为最低层，将其间的协议处理分为若干层，规定每层处理的任务，也规定每层的接口标准。
由于世界各大型计算机厂商推出各自的网络体系结构，因而国际标准化组织ISO于1978年提出"开放系统互连参考模型"，即著名的OSI（OpenSystemInterconnection）。
它将计算机网络体系结构的通信协议规定为物理层、数据链路层、网络层、传输层、会话层、表示层、应用层等七层，受到计算机界和通信业的极大关注。
通过十多年的发展和推进已成为各种计算机网络结构的靠拢标准。
4．TCP/IP网络协议
TCP/IP（TransmissionControlProtocol/InternetProtocol）协议是为美国ARPA网设计的，目的是使不同厂家生产的计算机能在共同网络环境下运行。
它涉及异构网通信问题，后发展成为DARPA网际（Internet），要求Internet上的计算机均采用TCP/IP协议，UNIX操作系统已把TCP/IP作为它的核心组成部分。
TCP是传输控制协议，规定一种可靠的数据信息传递服务。
IP协议又称互连网协议，是支持网间互连的数据报协议。
它提供网间连接的完善功能，包括IP数据报规定互连网络范围内的地址格式。
TCP/IP协议与低层的数据链路层和物理层无关，这也是TCP/IP的重要特点。
正因为如此，它能广泛地支持由低两层协议构成的物理网络结构。
目前已使用TCP/IP连接成洲际网、全国网与跨地区网。
课堂小结：
提高了学员队计算机基本知识的理解。
课后作业或
思考题
1、计算机由哪五部分组成？
2、今后计算机网络具有那几个特点？
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