计算机网络:从历史到现代的应用与功能解析

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"计算思维-计算机网络.pptx" 这篇文档主要探讨了计算机网络的相关概念、历史发展以及其主要功能。计算机网络是通信技术和计算机技术的交汇点,它以数据交换为基础,旨在实现资源共享和信息传递。以下是更详细的阐述: 1. 计算机网络的定义:计算机网络是由通信设备和线路连接起来的多个独立计算机系统,通过网络软件(如通信协议、信息交换方式和网络操作系统)实现资源共享和信息交流。早期的计算机网络以单一主机为中心,连接多个终端设备,但这种模式存在主机负担过重和通信成本高的问题。 2. 计算机网络的发展历程: - 第一代:1954年,以单个主机为中心,终端设备与其相连。这种网络结构中,主机承担大部分计算任务,导致其工作负荷大。 - 第二代:1969年,ARPA网出现,采用分组交换技术,由多个处理中心构成,分为通信子网和资源子网,但对用户透明度不足。 - 第三代:1974年,OSI模型发布,1983年正式实施,标志着网络体系结构和协议标准化,使得用户可以透明地使用网络服务。 - 第四代:从上世纪80年代末开始,Internet的建立,伴随着一系列高速网络技术的发展,如快速以太网、FDDI、帧中继、ATM和千兆以太网等。 3. 计算机网络的主要功能: - 资源共享:允许不同地点的用户访问和使用同一网络上的软件、硬件资源,如局域网中的打印机、云打印机、网络摄像头和云盘。 - 数据快速传递:计算机网络能够快速传递大量信息,加速数据的流动,提高效率。 - 提高可靠性:通过多点备份,当某一节点故障时,数据可以从其他地方恢复,增强了系统的稳定性和安全性。 - 负载均衡与分布式处理:网络可以分配任务到多个计算节点,减轻单个系统压力,同时实现大规模并行处理。 这些内容涵盖了计算机网络的基础知识,揭示了从早期的简单网络到现代复杂、高速、全面的网络系统的发展过程,并强调了网络在现代社会中的核心作用。通过理解这些基本概念和功能,我们可以更好地理解和利用计算机网络来满足各种需求,如数据交换、资源共享和系统可靠性提升。
2023-05-27 上传
计算思维 计算机算法的表示和设计 计算思维-计算机算法的表示和设计全文共61页,当前为第1页。 1、一般问题处理过程与计算机处理问题过程区别 2、算法的表示 3、变量及其赋值 4、顺序结构算法 5、选择结构/分支结构 6、循环结构 7、简单算法 前5个、后2个各用1次课 计算思维-计算机算法的表示和设计全文共61页,当前为第2页。 一般问题处理过程 与 计算机处理问题过程有何不同呢? 计算思维-计算机算法的表示和设计全文共61页,当前为第3页。 1)一般问题的求解过程 例如,如果需要筹划一个聚会,面对这样的一个问题,该如何解决呢? 人们要确定这个聚会的目的是什么?是几个同学的小聚,还是大型活动的Party?接着要根据聚会的规模与主题,分析需要些什么资源,这些资源如何获取?然后会想出不同的点子,即提出各种方案。之后根据具体的情况,选择看看哪个方案更好。最后才是执行并完成所有的任务。 确定问题 分析问题 设计方案 方案选择 解决步骤 方案评价 计算思维-计算机算法的表示和设计全文共61页,当前为第4页。 将解决问题的步骤列出: 订聚会的地点 填邀请卡 发邀请卡 布置聚会会场 购买酒水 购买食品 。 。 。 人类在解决问题时有这样的特点: 1、可提供的步骤(操作)非常多 2、列出的步骤一般并不严格 3、有些步骤还可以前后交换次序,甚至同时进行。 计算思维-计算机算法的表示和设计全文共61页,当前为第5页。 2)计算机解决问题的过程 例如,需要用计算机语言编制一个机器人行走的程序。其中机器人可以执行的指令只有如下几个: 起立 坐下 向前走一步(必须在站立时执行) 向右转90度(必须在站立时执行) 举起手臂(向前抬到与身体成直角) 放下手臂 如果要求编写出一个具体的程序(步骤),让机器人向前一直走到墙,然后再走回来;当机器人抬起手时,它可以摸到墙和椅子的靠背;机器人和墙的距离只有三步长。 计算思维-计算机算法的表示和设计全文共61页,当前为第6页。 所编写的指令序列: 1:起立 2:举起手臂 3:向前走一步 4:向前走一步 5:向前走一步 6:向右转90度 7:向右转90度 8:向前走一步 9:向前走一步 10:向前走一步 11:向右转90度 12:向右转90度 13:放下手臂 14:坐下 15:停止 计算机解决问题时有这样的特点: 1、只有若干可执行(操作)的指令,本例是6个 2、按需要将这些指令排列成一个序列(程序) 3、严格按照序列(程序)流程一步一步的执行。 计算思维-计算机算法的表示和设计全文共61页,当前为第7页。 算法的表示 自然语言 流程图 NS图 伪代码 课程中的算法是针对计算机程序的,要求表达时必须精准和无歧义。 计算思维-计算机算法的表示和设计全文共61页,当前为第8页。 1)自然语言表示:用自然语言来描述算法。 【例】用自然语言来描述输入矩形的两个边,求矩形的面积和周长的算法。其中变量a、b存储矩形的两个边长;变量s、l分别存储矩形的面积和周长。 Step1:分别输入2个边长给a、b; Step2:计算矩形面积s = a * b; Step3:计算矩形周长l = 2 * ( a + b ); Step4:依次输出面积s和周长l。 使用自然语言描述算法的优点是通俗易懂。但是,自然语言本身所固有的不严密性使得这种描述方法存在"文字冗长,容易产生歧义性"以及"难以描述算法中的分支和循环等结构"等缺陷。 计算思维-计算机算法的表示和设计全文共61页,当前为第9页。 2)流程图(Flow Chart)是一种传统的、广泛应用的算法描述工具,也是最常见的算法图形化表达工具。 流程图利用几何图形的图框来代表各种不同的操作,用流程线来指示算法的执行方向,它使用规定的一些图框、线条来形象、直观地描述算法处理过程。 与自然语言相比,流程图可以清晰、直观、形象地反应控制结构的过程。 计算思维-计算机算法的表示和设计全文共61页,当前为第10页。 符号名称 图形 功能 起止框 表示算法的开始或结束 处理框 表示一般的处理操作,如计算、赋值等 判断框 表示对一个给定的条件进行判断 流程线 或 用流程线连接各种符号,表示算法的执行顺序 输入/输出框 表示算法的输入/输出操作 连接点 成对出现,同一对连接点内标注相同的数字或文字,用于将不同位置的流程线连接起来,避免流程线的交叉或过长 注释框 对当前步骤进行必要的注释、说明 常见流程图符号 计算思维-计算机算法的表示和设计全文共61页,当前为第11页。 【例】输入矩形的两个边长,求矩形的面积和周长。 使用流程图来描述算法,其中变量a、b存储矩形的两个边长;变量s、l分别存储矩形的面积和周长。 计算思维-计算机算法的表示和设计全文共61页,当前为第12页。 流程图也可表示生活或工作中的处理过程,如