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1、计算机网络基础及应用简案（教学设计）课程名称： 计算机网络基础及应用从网络的传输效率出发，这种通信线路一般 采用高速线路，如同轴电缆或光缆等。如上所述，网络模块大致由6局部组成。模 块内部具有较复杂的结构关系，而由假设干个 模块组成的计算机网络，结构就更加复杂了。 为了便于研究和设计网络的通信传输系统， 通常采用图论和拓扑学的方法，将网络模块 抽象成节点，通信线路抽象成链路，对网络 的结构特性进行分析，以采用不同的技术来 实现网络的通信和传输。课堂讨论 （10分钟）计算机如何进行分类？学生在教师的带着下讨论 问题。老师带着学生总结结论， 学生记录。课堂总结 （5分钟）由于计算机本身的特点，从而
2、可以从不同的 角度对计算机进行分类。学生在老师的引导下共同 总结本次课的主要内容。布置作业 （5分钟）课后练习。学生记录作业。教学反思（后记）该单元是本课程的核心内容，对后期的教学影响较大，计算机网络的形成分三个阶段。使用网 络的目的是实现资源共享和在线通信。计算机网络的基本服务无论是广域网和局域网都采用。 计算机网络由主机、终端、通信控制处理机、集中器、本地线路、高速线路组成。第1章教学内容计算机网络概述理论课时4学时实训课时0学时一、学习目标与任务1 .学习目标描述知识目标：掌握计算机网络的一般概念；掌握计算机网络的功能与服务技能目标：了解计算机网络的开展概念情感目标：通过工程提升学生的创
3、意设计能力和团队合作能力；提高学生自主学习能力，培养欣赏美、 发现美和创造美的能力2 .学习任务重点及难点：计算机网络的逻辑组成和分类二、教学方法1 .任务驱动、案例教学教师通过案例及任务驱动教学，让学生明确本次课学习目标及任务，从而可以激发起学生对 学习任务和学习过程、学习策略的积极性，培养学习兴趣等。2 .分组讨论法学生通过分组讨论的方法，同时提高学生的沟通能力和人际关系。3 .资源式教学课后练习，有针对性地进行课下作业任务的指导。三、学习活动组织1 .课上：本节以计算机网络的概念和应用贯穿教学过程，以教师为主导，学生为主体，介绍 本次课程的教学内容及目标，同时在教学过程中同时采用提问法、
4、讨论法和互动式教学方法。2 .课下：课后练习。四、教学结构流程的设计教学环节教师活动学生活动教学回顾 （5分钟）教师引入课程新课导入 （5分钟）计算机网络是计算机科学技术与通信技 术逐步开展、紧密结合的产物，是信息社会 的基础设施，是信息交换、资源共享和分布 式应用的重要手段。学生思考。新课讲解1、计算机网络的定教师讲解：一、计算机网络的定义及涉及到 的四个要点学生记录教师本次课中的 知识点。义及涉及到的四个 要点（15分钟）1、定义：所谓计算机网络，就是利用通信设 备和通信线路，将地理位置不同、功能独立 的多个计算机系统互联起来，以功能完美的 网络软件（即网络通信协议、信息交换方式 和网络操
5、作系统等）实现网络资源共享和信 息传递的系统。2、四个要点：（1）计算机网络包含两台以 上的地理位置不同具有自主功能的计算机。（2）网络中各结点的连接需要一条通道，即 由传输介质实现物理互联。（3）网络中各结点之间互相通信或交换信 息、，需要有某些约定和规那么，这些约定和规 那么的集合就是协议，其功能是实现各结点的 逻辑互联。（4）计算机网络是以实现数据通信和网络资 源（包括硬件资源和软件资源）共享为目的。 3、计算机网络的目的人们使用网络主要是为了共享资源和进行在 线通信。资源包括数据、应用程序和外围设 备。电子邮件是在线通信的经典形式。新课讲解 二、计算机网络的 形成（15分钟）教师讲解并
6、演示：早在1925年当计算机还处于第一代的电子管 时期，美国就建立了一套SAGE （Semi-Automatic Ground Environment） 系 统，即半自动地面防空系统。该系统将远距 离的雷达和其他设备的信息，通过通信线路 汇集到一台旋风型计算机，第一次实现了利 用计算机远距离地集中控制和人机对 话。SAGE系统的诞生被誉为计算机通信发 展史上的里程碑。1 .计算机终端网络。计算机终端网络又称为分时多用户联机系统 特点：主机负荷较重；花费的费用高。终端 计算机目前我国金融系统等领域广泛使用的多用户 终端系统就属于计算机终端网络。2 .计算机通信网络计算机计算机在终端设备和主计算机
7、（HOST）之间增加一 台功能简单的计算机。专门处理终端设备的学生记录通信信息及控制通信线路。并能对用户的作 业进行某些预处理操作，因此称之为前端处 理机 FEP (Front End Processor)或通信控制 处理机 CCP ( Communication Control Processor)。集中器用于终端设备较密集的地方。缺点：主机系统之间的数据传输都是通过各 自的前端处理机实现的。全网缺乏统一的软 件控制信息交换和资源共享。3.计算机网络20世纪60年代末期，美国国防部高级研究计 划局成功地开发了 ARPA网络(Advanced Research Project Agency N
8、etwork)，它是世 界上第一个心资源共享为主要目的的计算机 网络。计算机网络与计算机通信网络的硬件组成一 样，都是由主计算机系统、终端设备、通信 设备和通信线路4大局部组成的。计算机网络与计算机通信网络的根本区别 是：计算机由网络操作系统软件来实现网络 资源共享和管理的，而计算机通信网络中， 用户只能把网络看做是假设干个功能不同的计 算机系统的集合。新课讲解3、计算机网络的组 成和分类(20分钟)教师讲解并演示：从功能角度出发计算机网 络分为通信子网和资源子网。通信子网面向通信控制和通信处理，主要包 括：通信控制处理机(CCP)、网络控制中 心(NCC)、分组组装/拆卸设备(PAD)、网
9、关(Gateway)等。资源子网负责全网的面向应用T的数据处 理，实现网络资源的共享。它由各种拥有资 源的用户主机和软件所组成，主要包括：主 机(Host)、终端设备(Terminal) s网络操 作系统(Network Operating System)、网络 数据库(Network Database)。按通信距离划分：可分为广域网、城域网、 城域网按信息交换方式：可分为电路交换网、分组 交换网、综合交换网按网络拓扑结构：可分为星型网、树型网、 环型网、总线网。按通信介质：可分为双绞线网、同轴电缆网、学生记录计算机网络的组 成和分类。光纤网、卫星网按传输带宽：基带网、宽带网1、广域网（Wid
10、e Area Network , WAN）又 称远程网。特点：分布范围广，从数千米到数千千米。 常借用传统的公共传输网如 网来实现。数据传输率低64Kpbs,错误率高。2、城域网（MAN）,介于广域网和局域网 之间，一幢办公楼、一个仓库或一所学校； 低误码率、专用的、由单一组织机构所使用。3、局域网（LAN）,电气电子工程师协会 （IEEE）, 一座办公楼、一个仓库或一所学 校；低误码率；专用的，由单一组织机构所 使用。小结：分类、目的、形成新课讲解4、掌握计算机网络 的功能与服务 （10分钟）教师讲解并演示：计算机网络于1969年APRA网络第一个以资 源共享为主要目的的计算机网络。不仅使计
11、 算机的作用范围超越了地理位置的限制，方 便了用户，而且也增强了计算机本身的功能， 拓宽了服务，使得它在经济、军事、生产管 理及教育、科学等部门发挥了重大作用，日 益成为计算机应用的主要形式。一、网络基本功能：1、资源共享功能：充分利用计算机系统软、硬件资源是组建计 算机网络的主要目标之一。大的计算中心，大容量硬盘、数据库、应用 软件及某些特殊外设等。网络中的用户就可 以共享分散在不同地的各种软、硬件资源及 数据库，为用户提供了极大的方便。2、均衡负荷及分布处理功能：当某个主机系 统的负荷过重时，可以将某些作业通过网络 送至其他主机系统处理，以便均衡负荷，减 轻局部负担，提高设备的利用率。3、
12、信息的快速传输和集中处理功能终端与计算机之间、或计算机与计算机之间 能快速可靠地相互传送信息，并根据需要对 这些信息进行分散、分级或集中处理与管理， 是计算机网络的最基本功能。4、综合信息服务的功能综合服务数据网（ISDN）将 、 机、学生记录电视机和复印机等办公设备纳入计算机网 络，可提供数字、语音、图形、图像、视频 等多种信息的传输。5、提高系统的性能价格比，维护方便，扩展 灵活。大型计算机的处理能力强，运算速度快，但 价格昂贵。小型机虽然有较好的性能价格比， 但普及率远远低于个人计算机。二、网络基本服务1、文件服务：包括对数据文件和有效存储、 提取以及传输这些内容。（1）文件传输：可以在
13、儿秒钟内把文件传到 网络的另一端，而不用考虑文件的大小、传 输距离，甚至也不用考虑本地的操作系统。（2）文件存储器及数据移动控制不同存储系统上的数据存储活动，是网 络文件服务的重要方面。（3 ）文件同步更新：通过比拟保存的文件 的周期和时间来判定最新的文件。（4 ）文件归档：把重要数据复制到磁带机 或一些脱机存储设备介质上，以防止数据的 损坏，称为文件归档或文件备份。2、打印服务打印服务用来控制和管理对打印机和 设 备的访问。打印服务接受打印作业请求、解释打印作业 格式和打印机设置、管理打印队列，为网络 用户充当中间人，与网络上的打印机和 设备打交道。网络打印服务可以减少网络打印服务可 以减少
14、一个部门所需要的打印机数量，将打 印机放在最便于使用的地方，通过打印队列 作业管理减少计算机传送打印作业的时间， 有效地共享特定的打印机，利用计算机收发 等。3、消息服务消息服务内容包括对正文、二进制数据、图 像数据，以及数字化声像数据的存储、访问 和发送。消息服务能够主动地处理计算机用 户之间、应用程序之间或者文件之间的交互 式通信。消息服务不是简单地将数据文件存 储起来，而是将数据一个点一个点地往前传 送，并且通知等待这些数据的用户或程序。消息服务的典型应用是网络电子邮件 (E-mail)。最初的只传递正文消息，现在的 E-mail已包括各种数字化的正文、图形及声 像数据。如今，随着国际互
15、联网的广泛应用， 称为布告牌的各种公用和私人E-mail服务， 己成为与世界上其他计算机用户进行通信的 普遍方式。4 .应用服务应用服务是一种替网络客户运行软件的网络 服务。它不同于文件服务是因为它不仅允许 计算机之间共享数据，同时还允许计算机之 间共享处理能力。网络应用服务可以协调硬件及软件在最为合 适的平台上运行实用程序(或软件应用)； 在网络上不用对每一台计算机进行升级便可 增强关键硬件的处理能力。5 .数据库服务网络数据库服务提供了基于数据库服务器进 行数据存储和提取的操作，它允许网络上的 客户控制数据的处理及数据的表示。这样， 便产生了专用术语来描述数据库应用程序， 它允许客户向这些
16、指定服务器发出数据操作 请求，这就是客户/服务器数据库系统。客户/服务器数据库系统把请求以及提供数 据操作的任务进行优化和分割。为了提高事 务处理效率，减少网络传输，每个客户分配 一局部说明请求及处理响应结果和任务。同 时，数据库服务器对请求进行处理并返回结 果。利用网络数据库服务，可以优化计算机进行 数据库记录的存储、查询及提取；有效控制 数据的存储位置；在部门间对数据进行逻辑 组织；保证数据的平安性；减少数据库客户 的访问时间。6 .目录服务目录服务是存储网络资源并且使其能被用户 和应用程序访问的网络服务。它提供一致的 方式来命名、描述、定位、管理和保障关于 网络资源的信息。以上只是对网络
17、服务做了简要说明，并未涉 及其技术实现方面的问题。需要补充的是， 对于有网络需求的部门来说，除了决定选择 什么样的网络服务外，还必须决定这些网络服务应当采用集中式还是公布式、或者是两 者的混合。在实际应用中，网络服务可以集 中放在一台计算机或一组计算机上，也可以 公布在网络上的所有计算机中，这主要由资 源的控制、服务器专用性和网络操作系统等 因素来决定，在此就不详述了。新课讲解5、网络的结构和组 成 网络的基本模块 (10分钟)教师讲解并演示：1. 3网络的结构教学目标：掌握计算机网络基本模块的功能。 计算机网络是由计算机系统、数据通信系统 和网络操作系统组成的有机整体。计算机系 统是网络的基
18、本模块，它提供各种网络资源； 数据通信系统是连接网络基本模块的桥梁， 它提供各种连接技术和信息交换技术；而网 络操作系统那么是网络的组织管理者，它提供 了各种网络服务。从计兑机网络设计者的角 度来看，网络模块的组成及其相互间的连接 方式，决定了网络的整体结构和性能。1. 3. 1网络的基本模块网络基本模块是组成计算机网络的基本要 素，它是以计算机为核心、相对独立的资源 点，如图1-4所示是网络基本模块的示意图。 它主要是由主机系统、通信控制处理机、终 端系统、集中器、本地线路和高速线路组成 的多机系统。1 .主机(HOST)主机(指主计算机系统)在计算机网络中负 责数据处理和网络控制。它和其他
19、模块中的 主机连成网后构成网络的主要资源。作为网 络的主机，它具有下述功能： 通信处理能力。分时处理能力。多重处理能力。 程序兼容能力。虚拟存储能力。数据库管理能力。主机与通信控制处理机之间利用通道或I/O 接口相连，它们之间如同各自的外设。这样， 两台计算机同时工作，就像同一台计算机一 样，可以获得最高效率的信息传输。2 .终端(TERMINAL)终端是用户进行网络操作时使用的设备。它学生思考并记录。种类繁多，常用的有交互式终端、批处理终 端、汉字终端、智能终端及虚拟终端等。终端设备一般与通信控制处理机或集中器相 连，与通信控制处理机相连的一般为近程终 端，通过集中器再与通信控制处理机相连的
20、 一般为远程终端。为了提高处理能力，主机 本身应尽量少接终端。3.通信控制控制处理机（CCP）通信控制处理机的主要作用是控制本模块和 终端设备之间的信息传送，以及对终端设备 之间的通信线路进行控制管理。此外，它还 是网络中各个模块之间的接口机，负责模块 间的信息传输控制。通信控制处理机的主要功能是：线路传输控制。作业装配和拆卸。过失检测和恢复。路径选择和流量控制。代码转换。通信控制处理机一般宜采用小型机或高档微 型机，并和主计算机之间通过高速的并行方 式交换信息。需要指出的是，在局域网中通 常不专设通信控制处理机，而是把这局部任 务交给主机来承当。1 . 集中器（CONCENTRATOR）集中器的作用是把假设干终端经本地线路（一 般为低速线路）集中起来，连接到12条高 速线路上，以提高通信效率和降低通信费用。 它的主要功能有过失控制、代码转换、信息 缓存、电路转接及轮询等。集中器实质上是 在终端一端的通信控制处理机，通常采用小 型机或微机来担任。2 .本地线路本地线路是靠近终端设备的通信线路，由它 把终端设备和通信控制处理机或者主机连接 起来，构成模块内的面向终端的网络。由于 它不超越模块的连接范围，所以称为本地线 路。本地线路大多数是低速通信线路，可以用专 线连接，也可以用交换线路连接。3 .高速线路高速线路用r集中器到通信控制处理机，或 网络中模块的通信控制处理机之间的连接。