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(共35张PPT)
专题四　网络系统及
网络应用软件开发
思维导图
归纳提炼
一、网络系统
1.网络技术
网络技术是信息系统的重要支撑技术,它可以将地理位置不同、功能独立的多个计算机系统互联起来,使信息系统的作用范围超越地理和时空的限制,极大地增强了信息系统的功能。
2.网络的功能与作用
网络将信息系统的各类软、硬件设施连接在一起,从而使信息能在系统中被发送、接收和传输,它具有以下三个主要功能与作用:(1)数据通信功能;(2)资源共享功能;(3)分布处理功能。
3.网络的分类
随着信息系统的广泛应用,计算机网络、移动通信网络和广播电视网络现已成为覆盖面广、影响力大的三大网络。
(1)计算机网络
①概述:计算机网络是将不同地理位置的具有独立功能的多台计算机及其外部设备,通过通信线路连接起来,在网络操作系统、网络管理软件及网络通信协议的管理和协调下,实现资源共享和信息传递的计算机系统。
②分类:按网络的覆盖范围可分为三类。
a.局域网(LAN):是在有限范围内(如一幢大楼),将各种计算机、终端与外部设备互联组成的计算机通信网。特点:限于较小的地理区域内。
b.城域网(MAN):是在一个城市范围内建立的计算机通信网,城域网基本上是一种大型的局域网,通常使用与局域网相似的技术,覆盖的地理范围从
几十千米到上百千米,可覆盖一个城市或地区。特点:实现大量用户之间的数据、语音、图形与视频等多种信息的传输功能。
c.广域网(WAN):也称为远程网,它所覆盖的地理范围在几十千米以上。广域网覆盖一个国家、地区或横跨几个洲,形成国际性的远程网络。特点:通过公用分组交换网、卫星通信网和无线分组交换网,将分布在不同地区的计算机系统互连起来,达到资源共享的目的。
(2)移动通信网络
①移动通信
定义:是移动设备之间或移动设备与固定设备之间的通信。
实质:利用无线电波来传递信息。
②移动通信网络
定义:指的是通过移动通信链路使移动设备连接到公共网络设施,从而实现互联网访问所形成的网络。
4.广播电视网络
(1)定义:也称为混合光纤同轴网络(简称HFC),是指利用有线电视铺设的同轴电缆和光缆为传输物理链路所构成的混合网络。
(2)优点:频带宽、容量大、功能多、成本低、抗干扰能力强、支持多种业务。
5.网络的组成与构建
网络是由计算机系统、数据通信系统以及网络软件和网络协议三个部分组成。
(1)网络的组成
①计算机系统
a.作用:主要用于完成数据信息的收集、存储、处理和输出等任务,并提供各种网络资源。
b.分类:根据计算机系统在网络中的用途可分为服务器和终端。
②数据通信系统
a.概述:是网络的一个重要组成部分,如果数据通信系统出现问题,那么网络信号的传输将会延时或中断,可以说它是整个网络的生命线。
b.构成:主要由传输介质和网络互连设备等组成。
传输介质:是传输数据信号的物理通道,用于连接网络中的各种设备。常用的有线传输介质有双绞线、同轴电缆、光缆等;无线传输介质有无线电微波信号、红外信号等。
网络互连设备:用于实现网络中各计算机之间的连接、网与网之间的互联等功能,主要包括调制解调器、路由器和交换机等。
③网络软件和网络协议
a.网络软件:一般包括网络操作系统、通信软件以及管理和服务软件等。
作用:一方面授权给用户,使用户能访问网络资源,并且方便、安全地使用网络;另一方面管理和调度网络资源,提供网络通信和用户所需的各种网络服务。其中,网络操作系统(NOS)负责整个网络软、硬件资源的管理以及网络通信和任务的调度,并提供用户与网络之间的接口,它是网络管理系统软件和通信控制软件的集合。常见的计算机网络操作系统有UNIX、Windows Server和Linux等。
b.网络协议:是实现网络不同终端、不同网络之间相互识别和正确通信的一组标准及规则,它是计算机网络正常工作的基础。在Internet上传送信息至少通过三层协议:
网际协议(IP协议):它负责将信息从一个地方传送到另一个地方。
传输控制协议(TCP协议):它管理被传送内容的完整性。
应用程序协议(Application Protocol):作为对通过网络应用程序发出的一个请求的应答,它将传输的信息转换成人类能识别的内容。
(2)网络的构建
由网络三个组成部分构成的最小网络就是局域网,而无数个局域网通过数据通信系统汇聚到运营商,然后运营商之间再互联,就形成了互联网。
二、网络应用软件开发
1.网络应用开发概述
在选择开发平台前,必须先了解网络应用软件的实现架构及不同分类。网络应用软件的实现架构有两种,分别是客户端 /服务器架构和浏览器 /服务器架构。
(1)客户端/服务器架构(Client /Server架构,简称C /S架构)
①概述:可以充分利用客户端与服务器端的硬件环境的优势,将任务合理地分配到客户端和服务器端。
客户端:主要完成用户的具体业务,如人机交互、数据的输入与输出等。
服务器端:主要提供数据管理、数据共享、系统维护和并发控制等。
②优点:降低了系统的通信开销和开发的难度。
③缺点:客户端软件须安装才能使用,给应用程序的升级和维护带来一定的困难。
(2)浏览器 /服务器架构(Browser /Server架构,简称B /S架构)
①概述:它是随着Internet技术的兴起,对C /S架构改进后产生的一种软件系统体系结构。客户端无需专门的应用程序,用户工作界面通过浏览器来实现,应用程序基本上都集中于服务器端。
②优点:客户端无需专门程序,应用程序的升级和维护都可以在服务器端完成,升级和维护都较方便,极大地降低了成本和工作量。
③缺点:服务器的负荷较重,对服务器的要求较高。
2.网络应用的规划设计
(1)过程
①对网络应用进行详细的分析。
②在分析的基础上确定应用的架构模式,并根据架构模式选择合适的开发工具及现有的应用框架,同时明确应用的各个功能模块。
③用统一、规范的图表和书面语言表达出来。
(2)举例:“网络聊天机器人”应用的规划设计
3.编写网络应用程序
编写网络应用程序首先要确定相应的Web应用框架,在Python中常用的Web应用框架有Flask、Django及Tronado,其中Flask Web框架非常精简,属于小型框架。Flask Web框架具有一个包含基本服务的核心,并且是一个可扩展的框架,很多功能可以通过扩展来实现。
4.调试发布
程序在编写过程中难免会出现错误,需要进行调试、修正错误。错误一般包括两类:一类是相对简单的语法错误,在程序执行时Python会检查出相应的错误并给出修改建议;另一类是相对复杂的逻辑错误,需要编程人员仔细研究和分析。
典型例题
[例1] 下列关于网络系统的说法,正确的是(　 　)
A.信息系统的作用范围不能超越地理和时空的限制
B.广域网也称为远程网,它所覆盖的地理范围在几十千米以上
C.分布处理功能不属于网络的主要功能与作用
D.第四代通信技术的数据传输速率约10Gbit/s,可流畅播放高清视频
B
解析:本题考查网络系统的相关知识。网络技术是信息系统的重要支撑技术,可以使信息系统的作用范围超越地理和时空的限制,选项A说法不正确;网络具有以下三个主要功能与作用:数据通信功能、资源共享功能和分布处理功能,选项C说法不正确;第四代通信技术的数据传输速率约100Mbit/s,选项D说法不正确,答案为B。
[例2] 网络中可以共享的资源包括(　 　)
A.硬件、软件、数据资源 B.软件、硬件
C.硬件、程序 D.主机、程序
A
解析:本题考查网络的功能与作用。资源共享是指网络中所有的软件、硬件、数据资源等能被网络中的所有用户共同使用。
[例3] (2023·浙江1月选考)下列关于网络技术的说法,正确的是(　 　)
A.无线网络中的数据通信不需要传输介质
B.网络协议是实现不同网络之间正确通信的基础
C.网络中的资源就是指网络中的所有硬件资源
D.移动终端之间只能通过移动通信网络进行通信
B
解析:本题主要考查的是网络技术的相关概念。传输介质是传输数据信号的物理通道,用于连接网络中的各种设备,无线传输介质有无线电磁波信号、红外信号等,故A选项错误;网络中的资源是网络中所有的软件、硬件、数据资源等,故C选项错误;移动终端之间除了通过移动通信网络进行通信外,还可以通过计算机网络等,故D选项错误;网络协议是实现网络不同终端、不同网络之间相互识别和正确通信的一组标准及规则,它是计算机网络正常工作的基础,故B选项正确,故答案为B。
[例4] 下列选项中,无线局域网构建的正确步骤是(　 　)
①互联网的接入　②网络连通性测试　③有线终端设备接入局域网　④确定网络结构,连接网络设备　⑤移动设备接入局域网
A.①④⑤③② B.①④③②⑤ C.④①③⑤② D.④③①⑤②
C
解析:本题考查网络的构建的相关知识。正确的无线局域网构建的步骤为④确定网络结构,连接网络设备;①互联网的接入;③有线终端设备接入局域网;⑤移动设备接入局域网;②网络连通性测试,答案为C。
[例5] 下列关于C/S与B/S网络架构的描述,正确的是(　 　)
A.C/S为浏览器与服务器模式
B.B/S为客户端与服务器模式
C.C/S模式的可维护性比B/S高
D.B/S模式的可维护性比C/S高
D
解析:客户端/服务器架构(Client/Server架构,简称C/S架构);浏览器/服务器架构(Browser/Server架构,简称B/S架构)。由于不需要专门的客户端程序,因此B/S模式的可维护性比C/S高,升级和维护都较方便。
阅读下列材料,回答例6至例8:
某国产智能汽车可通过手机APP控制车辆,通过简单的界面操作,用户可以远程解锁/上锁车辆、开关空调、监控车辆充电情况等。驻车时开启“守卫模式”,车辆通过激光雷达检测到物体碰撞等事件时自动录制视频,同时系统自动发送短信和APP通知。驾驶员进入汽车后,可通过语音控制车辆的各项功能,为驾驶者带来了更加便捷、智能的用车体验。
[例6] 关于该系统的功能与软件设计的描述,正确的是(　 　)
A.该系统的所有数据都存在手机APP中
B.该系统的开发模式为C/S架构,降低了系统的通信开销
C.该系统的用户仅指使用APP控制车辆的驾驶员
D.该系统设计合理,不存在安全隐患
B
解析:本题主要考查信息系统组成与功能的相关知识。 A选项错误,智能汽车中也存储了数据;C选项错误,该车辆的设计、维护等人员也是该系统的用户;D选项错误,该智能汽车的各项功能的使用依赖于硬件、软件、网络等,不可能完全没有安全隐患;B选项正确,故答案为B。
[例7] 该系统的下列应用中,体现人工智能技术的是(　 　)
A.通过手机APP远程解锁车辆
B.“守卫模式”时检测物体碰撞
C.系统自动发送短信和APP通知
D.驾驶员语音控制车辆
D
解析:本题主要考查人工智能的相关知识。ABC选项均未涉及人工智能,D选项驾驶员用语音控制车辆时,系统需识别语音,此处应用了人工智能技术,故答案为D。
[例8] 手机APP通过无线网络与车辆进行远程连接和通信,实现对车辆的远程控制与监控。下列关于网络技术的描述正确的是(　 　)
A.无线网络传输数据信号时不需要传输介质
B.手机必须连接移动通信网络才能使用该APP
C.手机APP和车辆必须连在同一个局域网内才能通信
D.手机APP与车辆之间的信息通信是相互的,数据通信是网络最基本的功能
D
解析:本题主要考查网络的相关知识。 传输介质分为有线传输介质和无线传输介质两种,不存在不需要传输介质的,因此A选项错误;手机除了连接移动通信网络,还能连接计算机网络使用该APP,因此B选项错误;手机APP和车辆网络并不需要连在同一个局域网才能通信,因此C选项错误;D选项正确,故答案为D。
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