資源簡介

(共44張PPT)
必修二 信息系統與社會
計算機網絡
3.2
新知導入
本節主要內容：
1、計算機網絡在信息系統中的作用。
2、數據傳輸。
3、資源共享。
4、分布式處理。
5、拓展知識：計算機網絡拓撲結構。
新知講解
3.2.2 數據傳輸
新知講解
數據傳輸是計算機網絡最基本的功能。
計算機網絡將不同地理位置的計算機與終端、計算機與計算機連接起來，并在計算機與終端、計算機與計算機之間快速傳送各種類型的信息，包括文字、圖形、圖像、聲音、視頻等。
新知講解
計算機網絡
信息系統
用戶
計算機網絡將信息系統和用戶連接起來。
優點：能夠跨越空間快速地傳輸和交換數據，大大提高了人們的辦事效率，給人們的工作、學習和生活帶來極大的便利。
新知講解
常用的傳輸介質分為有線傳輸介質和無線傳輸介質兩大類。
網絡
無線網
有線網
通過有形電纜連接的網絡
以空氣作傳輸介質，以電磁波作載體來傳輸數據的網絡
新知講解
有線網
同軸電纜
雙絞線
光纖
新知講解
雙絞線
雙絞線是由四組兩兩互相絕緣銅導線相互纏繞而成。
兩兩抵消磁場，降低信號干擾
屏蔽雙絞線
(STP)
非屏蔽雙絞線
（UTP）
新知講解
防止電磁干擾進入電纜\
從電纜中泄漏（數據泄密）
屏蔽雙絞線(STP)
價格相對較高，高要求場合、軍隊政府、醫療、航空航天
傳輸距離遠；
數據傳輸速率高；
價格高；
用于電磁輻射嚴重且對傳輸質量要求較高的組網場合。
新知講解
非屏蔽雙絞線（UTP）
價格低廉，用途廣泛，企業，教育
無屏蔽層
易彎曲
重量輕
絕緣膠皮
適合樓宇內部的結構化布線
新知講解
同軸電纜
數字傳輸，過去用于局域網
寬帶同軸電纜
模擬傳輸，目前常用于有線電視
同軸電纜的價格較貴且布線不夠靈活和方便，因此在局域網領域上基本采用雙絞線作為傳輸介質。
基帶同軸電纜
新知講解
光纖
光纖的優點：
1）低損耗、高帶寬、通信容量大、傳輸距離遠。
2）不需要金屬導線，減少了重量及節約空間。
光纖的缺點：
1）連接需要使用專用設備，造成額外開銷。
2）質地脆，機械強度差
按光在光纖中的傳輸模式可分為
單模光纖
多模光纖
適用于遠程通訊
一種由玻璃或塑料制成的纖維
新知講解
將計算機傳遞過來的電信號轉變為光信號。
光接收機把光信號轉變成電信號。
新知講解
光是有方向的，光纜通信是單向通信。
雙向通信，就必須成對使用，一根用于輸入，一根用于輸出。
新知講解
當堂練習
1、雙絞線分為（ ）
A.多模和單模
B.屏蔽和非屏蔽
C.基帶和寬帶
D.粗纜和細纜
B
2、不受電磁干擾和噪聲影響的傳輸介質是（ ）
A.屏蔽雙絞線
B.非屏蔽雙絞線
C.光纖
D.同軸電纜
C
新知講解
傳輸是全方位的
傳播得很遠，容易穿過建筑物的阻擋，在無線電廣播和電視廣播中已廣泛使用。
無線電通信現在已廣泛應用于電話領域，構成蜂窩式無線電話網
無線電波
新知講解
微 波
不能繞行，不能穿透建筑物
微波塔
微波是沿直線傳輸的，而地球表面是曲面的，塔越高則傳輸距離越遠。
利用無線電頻譜和微波進行通信。
新知講解
紅外線
適合于短距離的通信
例如：電視機，空調的遙控器采用紅外線通信具有方向性，沿直線傳播，不能穿透堅實的物體。
只需要一對發送/接收器，收發器必須處于視線范圍內。
新知講解
3.2.3 資源共享
新知講解
數據在網絡中傳輸必須遵守一定的規則和約定，也就是網絡傳輸協議。
如今網絡傳輸協議有很多，常見的有TCP/IP、NetBEUI、HTTP、FTP等。
新知講解
計算機網絡資源
軟件資源
硬件資源
數據資源
信道資源
新知講解
硬件資源：包括各種類型的計算機、大容量存儲設備、計算機外部設備，如彩色打印機、靜電繪圖儀等。
軟件資源：包括各種應用軟件、工具軟件、系統開發所用的支撐軟件、語言處理程序、數據庫管理系統等。
數據資源：包括數據庫文件、數據庫、文檔資料、數據報表等。
信道資源：包括電信號的傳輸介質等，是計算機網絡中最重要的共享資源之一。
新知講解
共享：指的是網絡中的用戶都能夠部分或全部地享受這些資源。
資源共享的優勢：
（1）方便了數據、軟件和硬件的統一管理。
（2）提高了管理效率，降低了運作成本。
（3）使得信息系統得到廣泛的應用。
課堂練習
思考1：我們使用的網絡云盤可以帶來什么便利？
網絡云盤為更好地實現軟件及數據資源的存儲和共享提供了很好的空間及平臺，且具有安全保密、超大空間及輕松共享的特點。
軟件資源和數據資源的共享可以減少軟件開發過程中的勞動，避免大型數據庫的重復建設。
課堂練習
思考2：為什么要共享硬件？資源共享具有哪些好處呢？
由于受經濟和其他因素的制約，有些硬件資源不可能所有用戶都有，所以通過計算機網絡不僅可以使用自身的硬件資源，還可以共享網絡上的資源。
例如：我國自主研發的世界計算能力最強的超級計算機，個人和科研院校等都可以通過租賃的方式共享使用，提高了計算機軟硬件的利用率。
課堂練習
思考3：校園消費信息系統共享資源分析。
硬件資源 PC服務器、收費機、存款機、轉存機等
軟件資源 消費管理系統、收費系統、余額管理系統等
新知講解
3.2.4 分布式處理
新知講解
分布式處理：將不同地點的，或具有不同功能的，或擁有不同數據的多臺計算機，通過網絡連接起來，在控制系統的統一管理控制下，協調地完成大規模信息處理任務的計算機系統。
課堂練習
思考：為什么要采用分布式處理？
（1）分擔負荷，均衡負載，提高處理問題的實時性，提高系統的可靠性和可用性。
（2）利用計算機網絡可以將許多計算機連成具有高性能的分布式計算機系統，使它具有解決復雜問題的能力。
新知講解
云計算：是分布式計算的一種，指的是通過網絡“云”將巨大的數據計算處理程序分解成無數個小程序，通過多部服務器組成的系統進行處理和分析這些小程序得到結果并返回給用戶。
課堂練習
思考：在智能家居系統中，計算機網絡發揮了哪些作用？分別體現在哪些方面？
（1）數據傳輸。服務器上保存的用戶數據可以在聯網的手機或電腦上查詢。
（2）資源共享。控制終端可以多個平臺共用。
（3）分布式處理。系統數據可以通過云服務來實現管理。
新知講解
拓展知識：計算機網絡拓撲結構
知識拓展
拓撲學把實體抽象成與其大小、形狀無關的點，將連接實體的線路抽象成線，進而研究點、線、面之間關系。
計算機網絡的拓撲結構就是網絡中通信線路和站點（計算機或設備）的幾何排列形式。
在計算機網絡中，將主機和終端抽象為點，將通信介質抽象為線，形成點和線組成的圖形，使人們對網絡整體有明確的全貌印象。
知識拓展
常見計算機網絡拓撲結構
知識拓展
星型拓撲結構：網絡中的各節點通過點到點的方式連接到一個中央節點（又稱中央轉接站，一般是集線器或交換機）上，由該中央節點向目的節點傳送信息。在星型網中任何兩個節點要進行通信都必須經過中央節點控制。
優點：
控制簡單、故障診斷和隔離容易、方便服務。
缺點：
需要耗費大量的電纜，安裝、維護的工作量也驟增。
中央節點負擔重，一旦發生故障，則全網受影響。
各站點的分布處理能力較低。
知識拓展
總線型拓撲結構：簡稱總線拓撲，它是將網絡中的各個節點設備用一根總線掛接起來，實現計算機網絡的功能。
優點：
網絡結構簡單，節點的插入、刪除較方便，易于網絡擴展。
設備少、造價低，安裝和使用方便。
具有較高的可靠性。
缺點：
總線傳輸距離有限，通信范圍受到限制。
故障診斷和隔離比較困難。
易于發生數據碰撞，線路爭用現象比較嚴重。
知識拓展
環型拓撲結構：是使用公共電纜組成一個封閉的環,各節點直接連到環上,信息沿著環按一定方向從一個節點傳送到另一個節點。環接口一般由發送器、接收器、控制器、線控制器和線接收器組成。
優點：
（1）電纜長度短，只需要將各節點逐次相連。
（2）所有站點都能公平訪問網絡的其他部分，網絡性能穩定。
缺點：
（1）節點故障會引起全網故障，是因為數據傳輸需要通過環上的每一個節點，如某一節點故障，則引起全網故障。
（2）節點的加入和撤出過程復雜。
（3）介質訪問控制協議采用令牌傳遞的方式，在負載很輕時信道利用率相對較低。
知識拓展
樹型拓撲結構：實際上是星型拓撲的發展和補充，為分層結構，具有根節點和各分支節點，適用于分支管理和控制的系統。樹型拓撲結構是網絡節點呈樹狀排列，整體看來就象一棵朝上的樹。
樹型拓撲具有較強的可折疊性，非常適用于構建網絡主干，還能夠有效地保護布線投資。這種拓撲結構的網絡一般采用光纖作為網絡主干，用于軍事單位、政府單位等上下界限相當嚴格和層次分明的網絡結構。
優點：
易于擴展，易于隔離故障。
缺點：
若根節點出現故障，也會引起全網不能正常工作。
知識拓展
網狀型拓撲結構：這種拓撲結構主要指各節點通過傳輸線互聯連接起來，并且每一個節點至少與其他兩個節點相連。
優點：
節點間路徑多，碰撞和阻塞減少。
局部故障不影響整個網絡，可靠性高。
缺點：
網絡關系復雜，建網較難，不易擴充。
網絡控制機制復雜，必須采用路由算法和流量控制機制。
新知講解
3.2.1 計算機網絡在信息系統中的作用
探究活動
如圖所示是一個校園消費信息系統結構圖。
校園消費信息系統由收費機、轉存機、自助掛失機、發卡器、服務器以及消費軟件等組成，它們通過學校的校園網絡連接成一個信息系統。
分析計算機網絡在此信息系統中起到的作用。
探究活動
校園消費信息系統將消費者消費過程中產生的數據通過計算機網絡保存到服務器上。服務器上保存的消費數據可以在聯網的電腦或手機上查詢，余額可以在收費機、轉存機上顯示。對于大型消費系統，往往要配置幾臺服務器用于處理，當一臺服務器數據負擔過重時,網絡可將新任務轉交給空閑的服務器去完成。
新知講解
計算機網絡在信息系統中主要有三個方面的作用：
（1）數據傳輸。
（2）資源共享。
（3）分布式處理。

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