2024新教科版(2019)《高中信息技术》必修第二册 第二单元信息系统的集成 知识点.docx
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1、第二单元:信息系统的集成21计算机系统的组成A、计算机系统的组成与工作原理计算机系统由硬件系统与软件系统组成。硬件系统:由输入设备、运算器、控制器、存储器和输出设备组成;软件系统:由系统软件与应用软件组成。如上图所示,计算机接受指令后,由控制器指挥,从输入设备采集数据,传送到内存储器进行存储,再由控制器将需要参加运算的数据传送到运算器,由运算器进行处理,处理后的结果保存在存储器中,最后由输出设备输出。B、输入设备:输入设备是向计算机输入数据的设备,是人或外部与计算机进行交互的一种装置,用于把原始的数据和处理这些数据的程序输入到计算机中。C、输出设备:输出设备可将计算机的运算结果或者中间结果打印
2、或显示输出。D、中央处理器:计算机的运算器与控制器合在一起被称为中央处理器(Central Processing Unit,CPU)。运算器是用于加工数据的部件,可以进行算术运算和逻辑运算。算术运算就是数的加、减、乘、除以及乘方、开方等数学运算。逻辑运算包括逻辑判断和逻辑比较等。控制器是计算机的控制部件,负责计算机各个部分自动、协调在工作。中央处理器是计算机的核心部件,它的功能主要包括解释计算机指令及处理计算机软件中的数据。E、存储设备存储设备是计算机系统的记忆装置,它的主要功能是存放程序和数据。存储器分为内部存储器与外部存储器。内部存储器以分为随机存储器(Random Access Memo
3、ry,RAM)与只读存储器(Read Only Memory,ROM),随机存储器中的数据可以读入,可以写入,断电后存储内容消失。只读存储器中的数据只能读出,不能写入,断电后数据不会丢失。计算机存储数据的基本单位是字节(Byte),一个字节由8个位(Bit,比特)组成,1位存储一个二进制的0或1,一个字节能存储一个英文字母,二个字节存储一个汉字,1Kb=1024B,1MB=1024KB,1GB=1024MB,1Tb=1024GB。F、系统软件系统软件是具有通用功能的软件,包括操作系统、语言处理程序、数据库管理系统等。系统软件使计算机使用者和其他软件将计算机当作一个整体,而不需要顾及底层每个硬件
4、是如何工作的。操作系统(Operating System,OS)是管理和控制计算机硬件与软件资源的计算机程序,是直接运行在“裸机”上的最基本的系统软件,任何其他软件都要在操作系统的支持下才能运行。G、应用软件是为了满足用户不同领域、不同问题的应用需求而设计的软件,如各类办公软件、多媒体加工软件、即时通信软件等应用软件。22计算机系统互联将计算机系统互联,可以把地理位置不同,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。计算机互联构成了计算机网络,计算机网络在信息系统中的作用可分为两大方面,一是计算机网络有助于信息系统内部各设备之
5、间、信息系统的和功能模块之间以及信息系统与用户之间更好地实现信息传输与功能控制;二是计算机网络有助于信息系统之间实现资源共享与信息传输,如智慧城市、医保领域的信息系统。A、计算机网络的类型1、局域网:(Local Area Network,LAN)是在局部地区范围内的网络,它所覆盖的范围较小。2、城域网:(Metropolitan Area Network ,MAN)是在一个城市范围内的所建立的计算机通信网,传输媒介主要是光纤,网内延时较少,网速非常快。3、广域网:(Wide Area Network,WAN)称为远程网,它所覆盖的范围比较广。B、带宽与网络传输速率计算机网络是以数字的形式传输
6、信号,信息技术中速率是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,称为数据率(data rate)或比特率(bit rate),速率的单位是比特每秒(b/s,目前常用bps表示)。网络带宽表示在单位时间内从网络中的某一点到另一点所能通过的“最大数据量”,单位是比特每秒。在通信领域和计算机领域,应特别注意数量单位“千”(K)、“兆”(M)、“吉”(G)等的英文缩写所代表的数值。计算机中的数量单位用字节作为度量单位,“千字节”的“千”用大写K表示,它等于2的10次方,即1024,而不是1000。在实际上网应用中,下载软件时常常看到诸如下载速度显示为176KB/s,103KB/s等宽带速率大
7、小字样,因为ISP提供的线路带宽使用的单位是比特(bit),而一般下载软件显示的是字节(Byte)(1Byte=8bit),所以要通过换算,才能得实际值。我们以1M宽带为例,按照换算公式换算一下:1Mb/s=1024*1024b/s=1024Kb/s=1024/8KB/s=128KB/sC、网络协议(传输控制协议/网际协议)网络协议是为了在计算机网络中进行数据交换而建立的规则、标准或约定的集合。1、TCP/IP协议:是能使连接到网上的所有计算机网络实现相互通信的一套规则。TCP/IP协议不是一个单一协议,而是一个协议簇。使用TCP/IP协议,需要详细设置IP址、子网掩码、默认网关在、DNS等参
8、数。2、FTP协议(File Transfer Protocol 文件传输协议)FTP包括两个组成部分,一是FTP服务器,二是FTP客户端,FTP服务器存储文件,用户可以用FTP客户通过FTP协议访问FTP服务器资源。FTP地址格式:ftp:/用户名:密码FTP服务器IP地址或域名D、IP地址IP地址是逻辑地址,是指互联网协议地址(Internet Protocol Address,又译为国际协议地址)。IP地址是IP协议提供的一种统一的地址格式,它为互联网的每一台主机分配一个逻辑地址。计算机真正的通信是依靠物理地址,主要是能过ARP(Address Resolution Protocol,地
9、址解析协议)将IP地址解析为MAC()地址,即配适器地址。IPV4地址是一个32位二进制数,由4个8位二进制数组成(4个字节)。用“分十进制”成(a.b.c.d)的形式,其中,a,b,c,d都是0255之间的十进制整数。例:点分十进IP地址(100.4.5.6),实际上是32位二进制数(01100100.00000100.00000101.00000110)。IPV6协议的IP地址:互联网需求不断增长,IPV4协议下的IP地址不足,IPV6协议将替代IPv4协议,IPV6协议中,IP地址的长度是128位(16个字节)。C、子网掩码互联网是由许多小型网络构成的,每个网络上都有许多主机,这样便构成
10、了一个有层次的结构。IP地址在设计时就考虑到地址分配的层次特点,将每个IP地址都分割成网络地址和主机地址两部分,以便于IP地址的寻址操作。用子网掩码(subnetmask)来指明一个IP地址的哪些位标识的是主机所在的子网,以及哪些位标识的是主机,即将某个IP地址划分成网络地址和主机地址两部分。子网掩码不能单独存在,它必须结合IP地址一起使用。子网掩码由1和0组成,且1和0分别连续。子网掩码也是32位二进制数,左边是网络位,用二进制数字“1”表示对应IP地址位的编码,1的数目等于网络位的长度;右边是主机位,用二进制数字“0”表示对应主机数的编码,0的数目等于主机位的长度。这样做的目的是为了让掩码
11、与ip地址做按位与运算时用0遮住原主机数,而不改变原网络段数字,而且很容易通过0的位数确定子网的主机数(2的主机位数次方-2,因为主机号全为1时表示该网络广播地址,全为0时表示该网络的网络号,这是两个特殊地址)。如IP地址为100.4.5.6, 子网掩码为255.255.224.0,则两者的关系如图所示依据子网掩码中二进制数1的个数,子网掩码可以采用子网前缀长度表示,如IP地址可以示表示为10.4.5.6/19,其中19表示子网掩码,称为“子网前缀长度”,主机数=2的13次方-2=8190。对于A类地址来说,默认的子网掩码是255.0.0.0;对于B类地址来说默认的子网掩码是255.255.0
12、.0;对于C类地址来说默认的子网掩码是255.255.255.0。利用子网掩码可以把大的网络划分成子网,即VLSM(可变长子网掩码),也可以把小的网络归并成大的网络即超网。通过计算机的子网掩码判断两台计算机是否属于同一网段的方法是,将计算机十进制的IP地址和子网掩码转换为二进制的形式,然后进行二进制“与”(AND)计算(全1则得1,不全1则得0),如果得出的结果是相同的,那么这两台计算机就属于同一网段。如:IP地址为192.168.0.1,子网掩码为255.255.255.0,先转换为二进制,然后AND每一位IP 11000000.10101000.00000000.00000001子网掩码1
13、1111111.11111111.11111111.00000000得出AND结果11000000.10101000.00000000.00000000转换为十进制192.168.0.0,这就是网络标识,再将子网掩码反取,也就是00000000.00000000.00000000.11111111,与IP进行AND计算得出结果00000000.00000000.00000000.00000001,转换为10进制,即0.0.0.1,这0.0.0.1就是主机标识。如IP:188.188.0.111,188.188.5.222,子网掩码都设为255.255.254.0,在同一网段吗?先将这些转换成二
14、进制188.188.0.11110111100.10111100.00000000.01101111188.188.5.22210111100.10111100.00000101.11011010255.255.254.011111111.11111111.11111110.00000000分别AND,得10111100.10111100.00000000.0000000010111100.10111100.00000100.00000000网络标识不一样,即不在同一网段。D、公有地址与私有地址公有地址(Public address)由国际互联网络信息中心(Internet Network i
15、Information Center)负责。这些IP地址分配给那些向国际互联网络信息中心提出申请的组织机构。通过IP地址可以访问互联网。私有地址(Privatte address)属于非注册地址,专门为组织机构内部使用。以下是留用的内部私有地址:A类 10.0.0.010.255.255.255B类 172.16.0.0172.31.255.255C类 192.168.0.0192.168.255.255E、默认网关当信息由计算机发出时,信息将送到一个连接网络的路由器中,路由器的接口必须设置一个IP地址作为计算机的默认网关。如果目的地设备与计算机在同一网络内,不需要路由器向外转发;如果目的地设
16、备与计算机不在同一网络内,信息将发到默认网关(路由器),路由器会根据路由表将信息发送到目的在设备。F、DNS服务器在互联网中计算机通信必须使用IP地址,DNS (Domain Name System,域名系统)服务器主要用于域名解析,即将主机名解析为IP地址。 互联网中的DNS服务器是一个分层结构,由很多DNS服务器组成,里面的数据库事先存放指存放了各种域名或主机名对应的IP地址。当用户计算机发出域名请求时,DNS服务器就会返回对就的IP地址。计算机要想能访问互联网时,必须在配置IP地址时配置“首选DNS服务器”的IP地址,或设为“自动获得DNS服务器地址”。DNS服务器的IP地址一般由ISP
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