理论等方面的研究日趋成熟是基础
3. 计算机网络
4.第四阶段：高速网络技术阶段
因特网的出现标志着网络时代的到来 因特网是全球性的网络 丰富的信息和便利的使用是其规模迅速增长
的主要驱动力 截止到2000年, Internet的规模为
• 网络数达到105数量级, 主机数达到107数量级, 用户 数108数量级，主干速率大于2.5Gbit/s
TCP/IP 的体系结构
应用层 (各种应用层协议如
TELNET, FTP, SMTP 等)
传输层(TCP 或 UDP) 网际层 IP
网络接口层
3. 计算机网络
分层的好处 1. 各层之间是独立的。 2. 灵活性好。 3. 结构上可分割开。 4. 易于实现和维护。 5. 能促进标准化工作。
若层数太少，就会使每一层的协议太复杂。 层数太多又会在描述和综合各层功能的系统工程任务时遇到较多的困难。
网络接口卡
3. 计算机网络
网络接口卡（NIC，简 称网卡）能够使工作站、 服务器、打印机或其他 节点通过网络介质接收 并发送数据。网络接口 卡常被称为网络适配器。 属于OSI模型的物理层。
中继器
3. 计算机网络
中继器是一种放大或模 拟数字信号的网络连接 设备。
中继器属于OSI模型中 的物理层。它们只是转 发信号，但同时也转发 了信号的噪声，
3. 计算机网络
计算机网络体系结构的形成
相互通信的两个计算机系统必须高度协调工作 才行，而这“协调”是相当复杂的。
“分层”可将庞大而复杂的问题，转化为若干 较小的局部问题，而这些较小的局部问题就 比较易于研究和处理。
3. 计算机网络
OSI 与 TCP/IP 体系结构的比较
OSI 的体系结构
7 应用层 6 表示层 5 会话层 4 传输层 3 网络层 2 数据链路层 1 物理层
集线器
3. 计算机网络
集线器能与网络中的打 印服务器、交换器、文 件服务器或其他的设备 连接。
集线器属于OSI模型中 的物理层。
网桥
3. 计算机网络
网桥这种设备看上去有 点像中继器。它具有单 个的输入端口和输出端 口，它与中继器的不同 之处就在于它能够解析 它收发的数据。
网桥属于OSI模型的数 据链路层
软件生命周期的六个步骤，即制定计划、需求分 析、设计、程序编码、测试及运行维护。
5. 软件工程 软件开发V模型
5. 软件工程
制定计划
确定要开发软件系统的总目标 给出功能、性能、可靠性以及接口等方面的要求 完成该软件任务的可行性研究 估计可利用的资源(硬件、软件、人力等)、成本、
效益、开发进度 制定出完成开发任务的实施计划，连同可行性研
编写设计说明书，提交评审。
5. 软件工程
程序编写 (软件实现)
把软件设计转换成计算机可以接受的程序代 码，即写成以某一种特定程序设计语言表示 的“源程序清单”
写出的程序应当结构良好、清晰易读，且与 设计相一致
软件测试
5. 软件工程
单元测试，查找各模块在功能和结构上存在 的问题并加以纠正
集成测试，将已测试过的模块按一定顺序组 装起来
的顺序是任意的。 3)每一行记录由一个事物的诸多属性项构成。记录的顺序
可以是任意的 4)一个关系是一张二维表，不允许有相同的字段名，也不
允许有相同的记录行。
5)每个关系都有称之为关键字的属性集唯一标识各元组。
5. 软件工程
软件工程把整个软件开发过程视为一项工程，把 整个工程分成若干个阶段，制定每个阶段的计 划，逐个实施。
数据结构
是所研究的对象类型的集合。用于描述数据的静态特征。 包括：数据的类型、内容和性质的对象（事物）；数据之 间联系的对象（联系）。
数据操作
是对数据库中各种对象的实例允许执行的操作的集合。用 于描述数据的动态特征。
完整性约束
完整性规则的集合。如性别只能有男和女之分，年龄不能 为0等。
4. 数据库
结构：数据元素之间存在的约束关系 数据元素之间不是孤立的，而是相互之间存 在着一种或多种特定的关系
6. 数据结构、算法、程序
一种数据结构包含下面三个方面：
– 逻辑结构：表示数据元素之间的逻辑关系。 Data_Structure=( D, S )
– 物理结构：数据结构在计算机存储器中的映射 （或表示）， 又称存储结构，也称存储表示
控制器
控制信号
1. 计算机系统的组成
硬件系统 计算机系统
主机 外设 系统软件
软件系统
应用软件
CPU 主板、显卡、声卡 内存 外存储器(硬盘、光驱) 输入/输出设备
操作系统
……
办公处理软件 辅助工作软件 实时控制软件
……
1. 计算机系统的组成
计算机的软件系统包括
系
应
统
用
软
软
件
件
1. 计算机系统的组成
最常用的数据模型 1．层次模型
层次模型（Hierarchical Model）是一种以记录某一事物的类型为根节点 的有向树。
4. 数据库
最常用的数据模型 2．网状模型
网状模型是层次模型的扩展，表示多个从属关系的层次结构，呈现一种 交叉关系的网状结构。
4. 数据库
最常用的数据模型 3．关系模型
关系模型（Relational Model）是指虽具有相关性而非从属性的平行的数据 之间按照某种序列排列的集合关系。关系模型是由若干个关系模式组成的集合， 关系模式的实例称为关系，而每个关系实际上就是一张二维表格。
3. 计算机网络
五层协议的体系结构 ： TCP/IP 是四层的体系结构：应用层、运输层、网 际层和网络接口层。
最下面的网络接口层并没有具体内容。
因此往往采取折中的办法，即综合 OSI 和 TCP/IP 的优点，采用一种只有五层协议的体系结构 。
3. 计算机网络
计算机 1 向计算机 2 发送数据
计算机 1 注意观察加入或剥去首部（尾部）的层次
按规定的各项需求，逐项进行有效性测试， 决定已开发的软件是否合格，能否交付用 户使用
运行/维护
5. 软件工程
改正性维护 运行中发现了软件中的错误需要 修正
适应性维护 为了适应变化了的软件工作环境， 需做适当变更
完善性维护 为了增强软件的功能需做变更 预防性维护 “把今天的方法学用于昨天的系统
以满足明天的需要”。为进一步改进软件打 基础
6. 数据结构、算法、程序
基本概念和术语
数据(Data)：在计算机科学中是所有能输 入到计算机中并能被计算机程序处理的 符号的总称。
– 数据包含的内容随着计算机的发展而扩大 – 例如：数字、字母、汉字、图形、图像、声
音都称为数据。 – 注意：专业术语中，数据已经不是“数值”。
6. 数据结构、算法、程序
4.第四阶段：高速网络技术阶段
Internet网时代的到来
3. 计算机网络
1.第一阶段：“诞生阶段”
以主机为中心的联机终端系统
特征：终端(Terminal)共享主机(Host)的软硬件资源
– 单台主机：执行计算和通信任务
– 多台终端：执行用户交互
T
– (终端集中器/终端服务器)
连接方式：本地或远程
HOST
分离，由通信控制
CCP
处理机（CCP）完
成
– CCP：处理主机之
CCP
CCP
间通信任务的专用 T 计算机
HOST
HOST
T
TT
TT
3. 计算机网络
两层网络概念的出现
– 由CCP组成的传输网络——通信子网，提供信 息传输服务
– 建立在通信子网基础上的主机集合——资源子
网，提供计算资源
T
T
TT
6. 数据结构、算法、程序
要在计算机中实现数据结构的操作，如何在计 算机中实现对各种数据及其关系的表示？
通信线 路
T
T
HOST
T
T
3. 计算机网络
2.第二阶段：“形成阶段 ”
特征
通信子网为中心的主机互连
– 多个终端联机系统互联，形成了多主机互联 网络
– 网络结构从“主机－终端” 转变为“主机－
主机”
T
T
HOST
T
T
通信线路
HOST
HOST
T
T
T
TTT
3. 计算机网络
演变阶段1
T
T
– 通信任务从主机中
TT
TT
3. 计算机网络
3.第三阶段：互联互通阶段
体系结构标准化网络 为什么需要标准化？
– 不同网络设备之间的兼容性和互操作性是推 动网络体系结构的标准化的原动力
– 而兼容性和互操作性的最终目的仍是资源共 享
标准化的时机？
– 先制定标准再开发还是先开发再制定标准？ – 各厂商、研究机构、大学在网络技术、方法、
交换机
3. 计算机网络
交换机属于OSI模型的 数据链路层，并且，它 还能够解析出MAC地 址信息。事实上，它相 当于多个网桥。
路由器
3. 计算机网络
路由器是一种多端口设备，它可以连接不 同传输速率并运行于各种环境的局域网 和广域网，也可以采用不同的协议。路 由器属于OSI模型的网络层设备。
4. 数据库
基本概念和术语
数据元素(Data Element)：数据的基本单位， 在计算机程序中通常作为一个整体进行考 虑和处理。
人是一个数据元素，通常作为整体进行处理。
– 数据元素还不是组成数据的最小单位。
6. 数据结构、算法、程序
基本概念和术语
数据结构（Data Structures):带结构的数据 元素的集合。
计算机基础知识