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计算机网络基础知识

网课视频

本课程学习计算机网络的基本原理和基本应用。

课程内容包括:

计算机网络的基本原理

计算机网络实验

什么是计算机网络?

将分布在不同地理位置的多台具有独立自主功能的计算机系统,通过通信设备和通信线路连接起来,在计算机网络软件的支持下实现资源共享和数据通信的系统。

常用网络应用模式

BS模式:浏览器服务器模式。

资源存放在网络服务器中,用户通过浏览器访问这些资源。在计算机上访问网站多为这种模式。

CS模式:客户端服务器模式。

客户端需安装专门的客户端软件,如QQ等。目前手机多采用这种模式。

P2P模式:对等网络模式或工作组模式。

客户端与其它客户端直接通信或共享资源。

计算机网络的组成

网络硬件

主要指网络通信设备和通信线路,用于数据的存储和传输。

网络软件

主要指进行网络管理、调度的软件以及具有网络通讯功能的软件。

协议:由一系列规则和标准组成,是网络通讯的基础。

网络通信软件:实施具体的通讯过程。

网络操作系统:指网络设备中安装的操作系统。

网络管理软件:指管理员使用的管理和维护的软件。

网络应用软件:指一般用户使用的具有通讯功能的软件。

计算机网络的分类

按照计算机网络作用范围可以把网络分为局域网(LAN)、城域网(MAN)和广域网(WAN)。

按照使用的传输介质可分为有线网络和无线网络。

局域网(LAN)

应用对象:个人、家庭、学校、企业、政府部门等。

连接距离:几米到几千米。

用途:它是将特定范围的计算机进行互联,实现资源共享、电子办公等功能。

局域网由个人或企事业用户自行建设、维护和管理,并可以通过某种接入技术接入到广域网中,利用广域网实现大范围的通信。

某局域网场景

城域网(MAN)

城域网的覆盖范围一般是一个城区或一个城市。

城域网多为专用网络,主要提供一些城市服务功能,如地图查询、公交实时到站等。

目前很少有单独建设的城域网了,它们往往融入到局域网和广域网当中了。

广域网(WAN)

广域网一般由国家或大型网络运营商(ISP)建造。覆盖范围可达一个省、一个国家甚至几个国家。个人和企业可以把自己的计算机或局域网连入广域网来使用广域网的资源和服务。

广域网的结构与局域网有很大的不同,使用的技术和协议也不同于局域网。

有线网络

使用的传输介质为同轴电缆、双绞线、光纤等有线介质。

同轴电缆:多见于有线电视网络,计算机网络已很少使用。

双绞线:用于短距离的网络连接,多用于室内、楼内组网。

光纤:用于远距离的网络连接,多用于室外,现在很多地方已经做到光纤入户。

无线网络

包括无线局域网和无线通信网。其中的无线通信网已经发展了五代:

1G:第一代模拟制式手机,只能进行语音通信。

2G:第二代数字制式手机,增加了接收数据的功能,可以接收电子邮件或网页。

3G:第三代移动通信技术,能同时传送语音及数据信息,可提供移动宽带多媒体业务。可以说,3G使手机成为真正的上网工具。

4G:第四代移动通信技术,它使得无线网络迈入高速网络时代。

5G:第五代移动通信技术,网络速度更快、实时性更强,可用于实现自动驾驶、远程医疗、万物互联等新型应用。

认识当前与网络相关的一些前沿名词

当前有很多前沿流行词汇,它们产生的时间不长,但对网络和计算机技术的发展具有重要意义。

“云”

“云”是互联网的一种比喻性说法,它是一种通过网络构建的计算资源池,是分布式计算、并行计算、网络存储、虚拟化等计算机技术和网络技术相融合的产物。

“云”由服务器群构成,它可为用户提供一个虚拟化平台,成为用户的大型数据中心。

主要应用:

云计算:利用分布式计算技术解决个人计算机无法完成的计算任务。

云存储:让云成为用户的网络磁盘,使用户可以在任何可联网的地方存取保存在云中的资源。

云服务:为用户提供虚拟服务平台,为用户创建云服务器、云电脑、云手机等虚拟设备。

物联网

物联网是指利用传感技术把物品互联起来,使人和物能够进行交互。

物联网有着广泛的应用和发展前景,包括数字家庭、智能交通、政府服务、公共安全、物品监测、个人健康等方面。

物联网与计算机网络、云计算技术的发展密切相关,它可以把物智能化,增加可控性,极大地改变我们的生活方式。

大数据

“大数据”是需要新处理模式才能具有更强的决策力、洞察发现力和流程优化能力来适应海量、高增长率和多样化的信息资产。

大数据可以把传统中被忽略的或无意义的数据整合起来,进行数据挖掘和处理,充分发挥数据的内在含义,使这些无规律无意义的数据得以利用。

大数据的用途十分广泛,包括商品营销、智能推介、环境影响、人工智能等方面。

AI

AI是指人工智能,是计算机科学的一个分支。该领域的研究包括机器人、语言识别、图像识别、自然语言处理等。

未来人工智能带来的科技产品,将会是人类智慧的“容器”。人工智能可以对人的意识、思维的过程进行模拟。人工智能不是人的智能,但能像人那样思考、也可能超过人的智能。

人工智能是一门极富挑战性的科学。人工智能包括十分广泛的科学,它由不同的领域组成,如机器学习,计算机视觉等等,总的说来,人工智能研究的一个主要目标是使机器能够胜任一些通常需要人类智能才能完成的复杂工作。

量子通信与量子计算

量子通信是指利用量子纠缠效应进行信息传递的一种新型的通讯方式。量子通信是近二十年发展起来的新型交叉学科,是量子论和信息论相结合的新的研究领域。

量子通信具有极高的安全性和高效性。安全性是指量子通信绝不会“泄密”,任何窃取行为都会导致量子态发生变化,使窃取的信息发生变化而破坏。高效性是指一个未知量子态可同时代表多个状态,量子通信的一次传输,就相当于经典通信方式的很多次,可大大提高传输效率。

量子计算是一种遵循量子力学规律调控量子信息单元进行计算的新型计算模式。量子信息处理从效率上相比于经典信息处理具有更大潜力。

量子计算将有可能使未来计算机的计算能力大大超过今天的计算机。

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