师:同学们,今天我们一起来学习计算机系统的互联。上节课我们学习了计算机系统的组成,知道它由硬件系统和软件系统构成。随着信息技术发展,如今万物可连,身边几乎所有计算机系统都以不同形式互联。计算机系统互联,就是把地理位置不同、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,在网络通信协议的管理和协调下,实现资源共享和信息传递。

  今天这节课,我们详细了解计算机系统互联的相关知识,包括认识不同类型的计算机网络系统,学会评价计算机网络系统的性能指标,了解接入网络的方式和带宽等因素对信息系统的影响,以及体验利用计算机网络系统进行资源共享。我们先从身边的计算机系统互联开始学习。

  大家看这幅图,这是我们熟悉的多媒体教室,每台计算机都是独立的,但用交换机和网线将多台计算机互联后,老师上课就能进行资料共享和信息传递。把距离扩大,很多学校安装的校园监控系统,在校园里设立几十上百个摄像头,这些外部设备通过通信线路连接到主控室,实现信息传递。

  疫情期间,很多人在家办公,可通过远程进行会议,还能远程控制办公室电脑进行资料共享等工作,距离可以跨区、跨国。像这样身边的计算机互联有很多,它们连接起来构成计算机网络。计算机网络在信息系统中的作用主要有两部分。

  第一,有助于信息系统内部各个设备之间、功能模块之间及信息系统与用户之间,更好地实现信息传输与功能控制。比如银行使用的 ATM 机、手机购票平台、数字校园等。第二,有助于信息系统之间实现资源共享与信息传输,像智慧城市、医保等领域的应用就是利用了这一作用。

  计算机网络对我们生活至关重要,为更好利用它,可从不同角度对网络分类。一种被广泛认可的是按地理范围划分。我们来看这个表格,最小的是局域网,其地理范围小,覆盖面可大可小,传输媒介主要是网线,像计算机教室、电子阅览室等都属于局域网范畴,最小两台电脑,多则几百台。比局域网大一点的是城域网,范围主要覆盖一个城市,连接媒介主要是光纤,教育网就是基于城域网技术标准建设的。最后是广域网,覆盖面极广,可以是一个国家甚至一个大洲。因长距离传输信息衰减严重,一般需租用专线连接。我们常说的互联网就是最大的广域网,由许多小网络互联而成。

  第二种分类方式是同学们比较熟悉的按网络接入方式分类,分为有线网和无线网。有线网有三种主要连通方式:双绞线、同轴电缆和光纤。无线网主要探讨 Wifi 和移动数据两种连通方式。下面通过一些活动,了解不同网络接入方式对信息系统的影响。很多同学都有阅读电子图书的经验,可用手机、Pad 移动阅读,也能在电子阅览室或家中电脑阅读。不同阅读方式在速度、费用和使用感受上会有不同。下面请同学们花 3 分钟填一下这个表格。

  这是老师给出的参考答案,同学们可以参考对比。通过表格不难发现,各种联通网络的方式在费用、速度和使用感受上差异明显,特别是对速度的感受。那么评价计算机网络系统的性能指标有哪些呢?我们知道计算机网络以数字形式传输信号,比特是计算机中数据量的单位,所以在网络技术中,速率用比特表示,称之为比特率,指连接在计算机网络上的设备在数字信道上传输数据的速率。比特率是计算机网络最重要的性能指标之一,单位是比特每秒。平时我们说网速 100M,实际意思就是传输速率为 100MB 每秒。为巩固这个知识点,我们来看第二个活动。小明要下载一本难得的图书资源,现在下载速率是 7.34MB 每秒,请问相当于多少 BPS?请同学们思考 2 分钟并计算。

  时间到,我们来看这道题的解题思路。这两个单位换算主要是字节与比特之间的换算。上节课复习过,一个字节等于 8 个比特,所以这里将 7.34 乘以 8 即可换算成功,最后的答案是 58.72Mbps,你算对了吗?除了网络传输速率,还有一个影响网络运行速度的是带宽。在计算机网络中,带宽表示网络通信线路传输数据的能力,是单位时间内网络中某一点到另一点所能通过的最大数据量。

  打个比方,如果把互联网看作一条高速公路,带宽就好比高速公路上可通行的车道宽度。车道越宽,可并行行驶的车辆越多,所以带宽越宽,越不容易发生网络拥堵,一次性接收的数据越多,从请求到响应的时间就会缩短。而之前学习的网络传输速率,就像汽车在这条高速上能行驶的最高速度。所以带宽与网络传输速率都是评价计算机网络系统的重要性能指标。当然,还有一些其他因素也会造成影响,就像高速公路再宽,逢年过节也可能拥堵。

  刚刚探讨了速度问题,接下来探讨费用问题。从图中可看出,小明下载的这本图书资源较大,对使用流量下载的同学不太友好,费用会比较高,所以可考虑其他分享方式。也许有同学说用 U 盘,这个方法可行,但有局限性,必须面对面,且只能一个一个同学拷贝。那能不能利用网络方式共享呢?答案是肯定的。如果在局域网内,最直接的方式就是利用文件共享来分享文件。如果同学们手边有计算机,可以跟着老师的视频一起操作学习。

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《信息技术 必修2 2.2计算机系统互联(一) 逐字稿-3,951字 第5版》.docx
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