资源简介

(共44张PPT)
必修二 信息系统与社会
计算机网络
3.2
新知导入
本节主要内容：
1、计算机网络在信息系统中的作用。
2、数据传输。
3、资源共享。
4、分布式处理。
5、拓展知识：计算机网络拓扑结构。
新知讲解
3.2.2 数据传输
新知讲解
数据传输是计算机网络最基本的功能。
计算机网络将不同地理位置的计算机与终端、计算机与计算机连接起来，并在计算机与终端、计算机与计算机之间快速传送各种类型的信息，包括文字、图形、图像、声音、视频等。
新知讲解
计算机网络
信息系统
用户
计算机网络将信息系统和用户连接起来。
优点：能够跨越空间快速地传输和交换数据，大大提高了人们的办事效率，给人们的工作、学习和生活带来极大的便利。
新知讲解
常用的传输介质分为有线传输介质和无线传输介质两大类。
网络
无线网
有线网
通过有形电缆连接的网络
以空气作传输介质，以电磁波作载体来传输数据的网络
新知讲解
有线网
同轴电缆
双绞线
光纤
新知讲解
双绞线
双绞线是由四组两两互相绝缘铜导线相互缠绕而成。
两两抵消磁场，降低信号干扰
屏蔽双绞线
(STP)
非屏蔽双绞线
（UTP）
新知讲解
防止电磁干扰进入电缆\
从电缆中泄漏（数据泄密）
屏蔽双绞线(STP)
价格相对较高，高要求场合、军队政府、医疗、航空航天
传输距离远；
数据传输速率高；
价格高；
用于电磁辐射严重且对传输质量要求较高的组网场合。
新知讲解
非屏蔽双绞线（UTP）
价格低廉，用途广泛，企业，教育
无屏蔽层
易弯曲
重量轻
绝缘胶皮
适合楼宇内部的结构化布线
新知讲解
同轴电缆
数字传输，过去用于局域网
宽带同轴电缆
模拟传输，目前常用于有线电视
同轴电缆的价格较贵且布线不够灵活和方便，因此在局域网领域上基本采用双绞线作为传输介质。
基带同轴电缆
新知讲解
光纤
光纤的优点：
1）低损耗、高带宽、通信容量大、传输距离远。
2）不需要金属导线，减少了重量及节约空间。
光纤的缺点：
1）连接需要使用专用设备，造成额外开销。
2）质地脆，机械强度差
按光在光纤中的传输模式可分为
单模光纤
多模光纤
适用于远程通讯
一种由玻璃或塑料制成的纤维
新知讲解
将计算机传递过来的电信号转变为光信号。
光接收机把光信号转变成电信号。
新知讲解
光是有方向的，光缆通信是单向通信。
双向通信，就必须成对使用，一根用于输入，一根用于输出。
新知讲解
当堂练习
1、双绞线分为（ ）
A.多模和单模
B.屏蔽和非屏蔽
C.基带和宽带
D.粗缆和细缆
B
2、不受电磁干扰和噪声影响的传输介质是（ ）
A.屏蔽双绞线
B.非屏蔽双绞线
C.光纤
D.同轴电缆
C
新知讲解
传输是全方位的
传播得很远，容易穿过建筑物的阻挡，在无线电广播和电视广播中已广泛使用。
无线电通信现在已广泛应用于电话领域，构成蜂窝式无线电话网
无线电波
新知讲解
微 波
不能绕行，不能穿透建筑物
微波塔
微波是沿直线传输的，而地球表面是曲面的，塔越高则传输距离越远。
利用无线电频谱和微波进行通信。
新知讲解
红外线
适合于短距离的通信
例如：电视机，空调的遥控器采用红外线通信具有方向性，沿直线传播，不能穿透坚实的物体。
只需要一对发送/接收器，收发器必须处于视线范围内。
新知讲解
3.2.3 资源共享
新知讲解
数据在网络中传输必须遵守一定的规则和约定，也就是网络传输协议。
如今网络传输协议有很多，常见的有TCP/IP、NetBEUI、HTTP、FTP等。
新知讲解
计算机网络资源
软件资源
硬件资源
数据资源
信道资源
新知讲解
硬件资源：包括各种类型的计算机、大容量存储设备、计算机外部设备，如彩色打印机、静电绘图仪等。
软件资源：包括各种应用软件、工具软件、系统开发所用的支撑软件、语言处理程序、数据库管理系统等。
数据资源：包括数据库文件、数据库、文档资料、数据报表等。
信道资源：包括电信号的传输介质等，是计算机网络中最重要的共享资源之一。
新知讲解
共享：指的是网络中的用户都能够部分或全部地享受这些资源。
资源共享的优势：
（1）方便了数据、软件和硬件的统一管理。
（2）提高了管理效率，降低了运作成本。
（3）使得信息系统得到广泛的应用。
课堂练习
思考1：我们使用的网络云盘可以带来什么便利？
网络云盘为更好地实现软件及数据资源的存储和共享提供了很好的空间及平台，且具有安全保密、超大空间及轻松共享的特点。
软件资源和数据资源的共享可以减少软件开发过程中的劳动，避免大型数据库的重复建设。
课堂练习
思考2：为什么要共享硬件？资源共享具有哪些好处呢？
由于受经济和其他因素的制约，有些硬件资源不可能所有用户都有，所以通过计算机网络不仅可以使用自身的硬件资源，还可以共享网络上的资源。
例如：我国自主研发的世界计算能力最强的超级计算机，个人和科研院校等都可以通过租赁的方式共享使用，提高了计算机软硬件的利用率。
课堂练习
思考3：校园消费信息系统共享资源分析。
硬件资源 PC服务器、收费机、存款机、转存机等
软件资源 消费管理系统、收费系统、余额管理系统等
新知讲解
3.2.4 分布式处理
新知讲解
分布式处理：将不同地点的，或具有不同功能的，或拥有不同数据的多台计算机，通过网络连接起来，在控制系统的统一管理控制下，协调地完成大规模信息处理任务的计算机系统。
课堂练习
思考：为什么要采用分布式处理？
（1）分担负荷，均衡负载，提高处理问题的实时性，提高系统的可靠性和可用性。
（2）利用计算机网络可以将许多计算机连成具有高性能的分布式计算机系统，使它具有解决复杂问题的能力。
新知讲解
云计算：是分布式计算的一种，指的是通过网络“云”将巨大的数据计算处理程序分解成无数个小程序，通过多部服务器组成的系统进行处理和分析这些小程序得到结果并返回给用户。
课堂练习
思考：在智能家居系统中，计算机网络发挥了哪些作用？分别体现在哪些方面？
（1）数据传输。服务器上保存的用户数据可以在联网的手机或电脑上查询。
（2）资源共享。控制终端可以多个平台共用。
（3）分布式处理。系统数据可以通过云服务来实现管理。
新知讲解
拓展知识：计算机网络拓扑结构
知识拓展
拓扑学把实体抽象成与其大小、形状无关的点，将连接实体的线路抽象成线，进而研究点、线、面之间关系。
计算机网络的拓扑结构就是网络中通信线路和站点（计算机或设备）的几何排列形式。
在计算机网络中，将主机和终端抽象为点，将通信介质抽象为线，形成点和线组成的图形，使人们对网络整体有明确的全貌印象。
知识拓展
常见计算机网络拓扑结构
知识拓展
星型拓扑结构：网络中的各节点通过点到点的方式连接到一个中央节点（又称中央转接站，一般是集线器或交换机）上，由该中央节点向目的节点传送信息。在星型网中任何两个节点要进行通信都必须经过中央节点控制。
优点：
控制简单、故障诊断和隔离容易、方便服务。
缺点：
需要耗费大量的电缆，安装、维护的工作量也骤增。
中央节点负担重，一旦发生故障，则全网受影响。
各站点的分布处理能力较低。
知识拓展
总线型拓扑结构：简称总线拓扑，它是将网络中的各个节点设备用一根总线挂接起来，实现计算机网络的功能。
优点：
网络结构简单，节点的插入、删除较方便，易于网络扩展。
设备少、造价低，安装和使用方便。
具有较高的可靠性。
缺点：
总线传输距离有限，通信范围受到限制。
故障诊断和隔离比较困难。
易于发生数据碰撞，线路争用现象比较严重。
知识拓展
环型拓扑结构：是使用公共电缆组成一个封闭的环,各节点直接连到环上,信息沿着环按一定方向从一个节点传送到另一个节点。环接口一般由发送器、接收器、控制器、线控制器和线接收器组成。
优点：
（1）电缆长度短，只需要将各节点逐次相连。
（2）所有站点都能公平访问网络的其他部分，网络性能稳定。
缺点：
（1）节点故障会引起全网故障，是因为数据传输需要通过环上的每一个节点，如某一节点故障，则引起全网故障。
（2）节点的加入和撤出过程复杂。
（3）介质访问控制协议采用令牌传递的方式，在负载很轻时信道利用率相对较低。
知识拓展
树型拓扑结构：实际上是星型拓扑的发展和补充，为分层结构，具有根节点和各分支节点，适用于分支管理和控制的系统。树型拓扑结构是网络节点呈树状排列，整体看来就象一棵朝上的树。
树型拓扑具有较强的可折叠性，非常适用于构建网络主干，还能够有效地保护布线投资。这种拓扑结构的网络一般采用光纤作为网络主干，用于军事单位、政府单位等上下界限相当严格和层次分明的网络结构。
优点：
易于扩展，易于隔离故障。
缺点：
若根节点出现故障，也会引起全网不能正常工作。
知识拓展
网状型拓扑结构：这种拓扑结构主要指各节点通过传输线互联连接起来，并且每一个节点至少与其他两个节点相连。
优点：
节点间路径多，碰撞和阻塞减少。
局部故障不影响整个网络，可靠性高。
缺点：
网络关系复杂，建网较难，不易扩充。
网络控制机制复杂，必须采用路由算法和流量控制机制。
新知讲解
3.2.1 计算机网络在信息系统中的作用
探究活动
如图所示是一个校园消费信息系统结构图。
校园消费信息系统由收费机、转存机、自助挂失机、发卡器、服务器以及消费软件等组成，它们通过学校的校园网络连接成一个信息系统。
分析计算机网络在此信息系统中起到的作用。
探究活动
校园消费信息系统将消费者消费过程中产生的数据通过计算机网络保存到服务器上。服务器上保存的消费数据可以在联网的电脑或手机上查询，余额可以在收费机、转存机上显示。对于大型消费系统，往往要配置几台服务器用于处理，当一台服务器数据负担过重时,网络可将新任务转交给空闲的服务器去完成。
新知讲解
计算机网络在信息系统中主要有三个方面的作用：
（1）数据传输。
（2）资源共享。
（3）分布式处理。

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