第十三周课程总结
计算机系统结构
虚拟机层面
- 用户层 第6层：可执行程序
- 高级语言层 第5层：C、C++、Java等
- 汇编语言层 第4层：汇编语言代码
- 操作系统层 第3层：操作系统、库代码
软硬件界面
物理机
- 机器语言层 第2层：指令集结构
- 控制层 第1层：微程序或硬布线
- 数字电路层 第0层：门电路、电子线路
计算机组成
计算机组成是依据计算机系统结构。
半导体器件性能的提高、新的技术成果的问世、高性价比的新产品的出现，都会带来计算机组成的变化。
1.系列机
2.兼容机
向后兼容是软件兼容的根本特征，也是系列机的根本特征。
计算机的实现
把满足设计和运行、价格等各项要求的计算机系统真正制作并调试出来。
应用程序
支撑软件
操作系统
—— 计算机系统结构————
指令系统
计算机组成
计算机实现
计算机系统和结构在整个计算机系统中占据核心地位，是设计和理解计算机的基础。
计算机网络
计算机网络的定义和分类
1.计算机网络定义
计算机网络，是指将地理位置不同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网络。
拥有唯一网络地址，即IP地址（四个字节），的设备即为网络节点。
2. 计算机网络分类
按照地理覆盖范围划分为局域网（LAN）（例子：校园网），城域网（MAN）（例子：政府机构网络），广域网（WAN）（例子：同步卫星）。
按照网络传输媒体划分，可以将网络划分为有线网和无线网。
计算机网络的硬件组成
网络传输媒体
- 双绞线。人们生活中常用到的电话线就是一种双绞线。
- 同轴电缆。分为粗缆和细缆。闭路电视的连线就是一种同轴电缆。
- 光纤。
- 红外线。
- 微博。
中继器
中继器适用于完全相同的两类网络的互联，其主要功能是通过对数据信号的重新发送或者转发来扩大网络传输的距离。
集线器
集线器的主要功能是对接收到的信号进行再生放大和整形。
当它要向某节点发送数据时，不是直接将数据发送给它，而是将数据帧发送给与集线器相连的所有节点。
集线器采用的是共享宽带的工作方式。
交换机
交换机是一种基于MAC（网卡的硬件地址）识别，能完成封装转发数据帧功能的网络设备。
交换机是独享宽带的。
交换机连接着n台计算机，每个交换机端口都是一个独立的区域，即使有冲突，冲突也局限于相对应的交换机端口，而不会影响其他计算机。
路由器
路由器是连接因特网中各局域网、广域网的设备。
路由器的一个总用是连结不同的网络，另一个作用是选择信息传送的路线。
网络拓扑结构
网络拓扑结构是被用来描述网络的连接形状和组成形式。
总线型拓扑结构
总线型拓扑结构是通过一条传输线路将网络中的所有节点连接起来，这条线路称为总线。
结构简单，易实现，易维护，易扩充，但故障检测比较苦难。
星形拓扑结构
星形拓扑结构中个节点斗鱼中心节点相连接，呈辐射状排列在中心节点周围。网络中任意两个节点的通信都要通过中心节点转接。单个节点的故障不会影响到网络的其他部分，但中心节点的故障会导致整个网络瘫痪。
环形拓扑结构
环形拓扑结构中各节点首尾相连形成一个闭合的环，环中的数据沿着一个方向绕环逐点传输。
环形拓扑结构的抗故障性好，但网络中的任意一个节点或一条传输媒体出现故障都将导致整个网络出现故障。
传输速度快。
树形拓扑结构
树形拓扑结构易于扩展，并与故障隔离，但对根节点的依赖性很大。
目前局域网主要使用星形拓扑结构，环形拓扑结构和总线型拓扑结构。
计算机网络体系结构
网络体系结构，是为了完成计算机之间的通信合作，把每台计算机互联的功能划分成有明确定义的层次，并规定了同层次进程通信的协议及相邻之间的接口及服务的一种结构体系。
OSI参考模型
开放系统互连（OSI）参考模型由7层组成，自下而上依次为物理层、数据链路层、网络层、传输层、会话层、表示层、应用层，以实现开放系统环境中的互联性、互操作性和应用的可移植性。
TCP/IP参考模型
TCP/IP参考模型（传输控制协议/因特网协议）又称网络通信协议。
这个协议是Internet最基本的协议，也是Internet的基础。
TCP/IP就是由网络的IP和传输层TCP组成的。
TCP/IP参考模型被分为四层：应用层、传输层、网络层、网络接口层，如今通常被定义为五层：应用层、传输层、网络层、数据链路层和物理层。
计算机网络协议
应用层协议：
- HTTP：超文本传输协议。
- FTP：文件传输协议。该协议是从Internet上获取文件的方法之一，它用于让用户和文件服务器之间相互传输文件。
- DNS：计算机域名系统。
- telent：远程登录协议（TCP/IP协议簇的一员）。
云计算与物联网
云计算
云计算的概述
云计算与传统应用模式相比，具有如下特点：
- 虚拟化技术（大大降低维护成本）
- 高性能
- 高可靠性
- 按需部署
- 动态可扩展性
- 低成本
三种服务模式： - SaaS模式（软件即服务）
- Paas模式（平台即服务）
- IaaS模式（基础设施即服务）
四种部署模式 - 公有云
- 私有云
- 社区云
- 混合云
五种关键功能 - 按需自助服务
- 宽带网络接入
- 资源池
- 响应迅速
- 可测量的服务
云计算体系结构
云计算技术体系架构分为物理资源层、资源池层、管理中间件层和SOA（面向服务的体系结构）构建层。
- 物理资源层：计算机、存储器、网络设施、数据库和软件等。
- 资源池层：将大量相同类型的资源构成同构或接近同构的资源池，如计算资源池，数据资源池等。
- 管理中间层：负责对云计算进行管理，并对众多应用任务进行调度，使资源能够安全、高效地为应用提供服务。
- SOA构建层：将云计算能力封装成标准的Web Services服务，并将其纳入SOA体系进行管理和使用，包括服务接口、服务注册、服务查找、服务访问和服务工作流等。
物联网
物联网的概念
采用感知识别技术 的物联网把世界上不同国家、地区的人或物体联系在一起，使其彼此之间可以相互“交流”数据信息，从而形成一个全球性人——物，物——人相连的智能社会。
物联网就是随时随地实现人与人（通过PC和非PC）、人与物，物与物之间的交互。
它需要通过射频识别（RFID）、红外感应器、全球定位系统、激光扫描器等技术及设备来实现。
第一，物联网的核心和基础是互联网，它是在互联网基础上延申扩展的网络；
第二，其用户端延申和扩展到了物体与物体之间，进行信息交互和通信。
物联网硬件平台组成
三个特征
- 全面感知
- 可靠传递
- 只能处理
物联网从下至上可分为感知层、网络层、平台层和应用层。