人教課標(biāo)實(shí)驗(yàn)版八年級(jí)下冊(cè)信息的傳遞物理與STS公開(kāi)課

計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)的硬件組成計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)是由兩個(gè)或多個(gè)計(jì)算機(jī)通過(guò)特定通信模式連接起來(lái)的一組計(jì)算機(jī)，完整的計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)是由網(wǎng)絡(luò)硬件系統(tǒng)和網(wǎng)絡(luò)軟件系統(tǒng)組成的。組成一般計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)的硬件有哪些？一是網(wǎng)絡(luò)服務(wù)器；二是網(wǎng)絡(luò)工作站；三是網(wǎng)絡(luò)適配器，又稱為網(wǎng)絡(luò)接口卡或網(wǎng)卡；四是連接線，學(xué)名“傳輸介質(zhì)”或“傳輸媒體”，主要是電纜或雙絞線，還有不常用的光纖。如果要擴(kuò)展局域網(wǎng)的規(guī)模，就需要增加通信連接設(shè)備，如調(diào)制解調(diào)器、集線器、網(wǎng)橋和路由器等。我們把這些硬件連接起來(lái)，再安裝上專門(mén)用來(lái)支持網(wǎng)絡(luò)運(yùn)行的軟件，包括系統(tǒng)軟件和應(yīng)用軟件，那么一個(gè)能夠滿足工作或生活需求的計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)也就建成了。

一、服務(wù)提供者--服務(wù)器

服務(wù)器（Server）是一臺(tái)高性能計(jì)算機(jī)，用于網(wǎng)絡(luò)管理、運(yùn)行應(yīng)用程序、處理各網(wǎng)絡(luò)工作站成員的信息請(qǐng)示等，并連接一些外部設(shè)備如打印機(jī)、CD－ROM、調(diào)制解調(diào)器等。根據(jù)其作用的不同分為文件服務(wù)器、應(yīng)用程序服務(wù)器和數(shù)據(jù)庫(kù)服務(wù)器等。Internet網(wǎng)管中心就有WWW服務(wù)器、FTP服務(wù)器等各類服務(wù)器。廣義上的Server（服務(wù)器）是指向運(yùn)行在別的計(jì)算機(jī)上的客戶端程序提供某種特定服務(wù)的計(jì)算機(jī)或是軟件包。這一名稱可能指某種特定的程序，例如WWW服務(wù)器，也可能指用于運(yùn)行程序的計(jì)算機(jī)，例如，“我們的郵件服務(wù)器今天崩潰了”，這就是電子郵件不能被發(fā)送出去的原因。一臺(tái)單獨(dú)的服務(wù)器計(jì)算機(jī)上可以同時(shí)有多個(gè)服務(wù)器軟件包在運(yùn)行，也就是說(shuō)，它們可以向網(wǎng)絡(luò)上的客戶提供多種不同的服務(wù)。網(wǎng)絡(luò)服務(wù)器是不是就是所說(shuō)的文件服務(wù)器？一般意義上的網(wǎng)絡(luò)服務(wù)器確也是指文件服務(wù)器。文件服務(wù)器是網(wǎng)絡(luò)中最重要的硬件設(shè)備，其中裝有NOS（網(wǎng)絡(luò)操作系統(tǒng)）、系統(tǒng)管理工具和各種應(yīng)用程序等，是組建一個(gè)客戶機(jī)/服務(wù)器局域網(wǎng)所必需的基本配置；對(duì)于對(duì)等網(wǎng)，每臺(tái)計(jì)算機(jī)則既是服務(wù)器也是工作站。采用什么樣的微機(jī)用作服務(wù)器最為合適？若有條件購(gòu)置專門(mén)的文件服務(wù)器則更好，因?yàn)橛布嫌袑ｉT(mén)考慮，我們?cè)谇懊娌皇钦f(shuō)服務(wù)器的硬盤(pán)存取速度對(duì)網(wǎng)絡(luò)的影響很大嗎？所以專用的服務(wù)器就對(duì)數(shù)據(jù)的存儲(chǔ)、速度、可靠性都有考慮，諸如硬盤(pán)鏡像、雙工等容錯(cuò)技術(shù)一般都會(huì)得到應(yīng)用。不過(guò)一般的小型LAN，采用PII級(jí)的微機(jī)，配備一個(gè)或數(shù)個(gè)GB的大容量硬盤(pán)和一個(gè)32位的網(wǎng)卡也就可以滿足需求。

二、坐享其成者--工作站

工作站（Workstation）也稱客戶機(jī)，由服務(wù)器進(jìn)行管理和提供服務(wù)的、連入網(wǎng)絡(luò)的任何計(jì)算機(jī)都屬于工作站，其性能一般低于服務(wù)器。個(gè)人計(jì)算機(jī)接入Internet后，在獲取Internet的服務(wù)的同時(shí)，其本身就成為一臺(tái)Internet網(wǎng)上的工作站。網(wǎng)絡(luò)工作站需要運(yùn)行網(wǎng)絡(luò)操作系統(tǒng)的客戶端軟件。

三、計(jì)算機(jī)的哨卡--網(wǎng)卡

網(wǎng)卡也稱網(wǎng)絡(luò)適配器、網(wǎng)絡(luò)接口卡（NIC，NetworkInterfaceCard），在局域網(wǎng)中用于將用戶計(jì)算機(jī)與網(wǎng)絡(luò)相連，大多數(shù)局域網(wǎng)采用以太（Ethernet）網(wǎng)卡，如NE2000網(wǎng)卡、PCMCIA卡等。何謂網(wǎng)卡？網(wǎng)卡是一塊插入微機(jī)I/O槽中，發(fā)出和接收不同的信息幀、計(jì)算幀檢驗(yàn)序列、執(zhí)行編碼譯碼轉(zhuǎn)換等以實(shí)現(xiàn)微機(jī)通訊的集成電路卡。它主要完成如下功能：（1）讀入由其它網(wǎng)絡(luò)設(shè)備（路由器、交換機(jī)、集線器或其它NIC）傳輸過(guò)來(lái)的數(shù)據(jù)包（一般是幀的形式），經(jīng)過(guò)拆包，將其變成客戶機(jī)或服務(wù)器可以識(shí)別的數(shù)據(jù)，通過(guò)主板上的總線將數(shù)據(jù)傳輸?shù)剿鑀C設(shè)備中（CPU、內(nèi)存或硬盤(pán)）；（2）將PC設(shè)備發(fā)送的數(shù)據(jù)，打包后輸送至其它網(wǎng)絡(luò)設(shè)備中。它按總線類型可分為ISA網(wǎng)卡、EISA網(wǎng)卡、PCI網(wǎng)卡等。其中ISA網(wǎng)卡的數(shù)據(jù)傳送以16位進(jìn)行，EISA和PCI網(wǎng)卡的數(shù)據(jù)傳送量為32位，速度較快。網(wǎng)卡的工作原理與調(diào)制解調(diào)器的工作原理類似，只不過(guò)在網(wǎng)卡中輸入和輸出的都是數(shù)字信號(hào)，傳送速度比調(diào)制解調(diào)器快得多。網(wǎng)卡有16位與32位之分，16位網(wǎng)卡的代表產(chǎn)品是NE2000，市面上非常流行其兼容產(chǎn)品，有些就叫不出來(lái)名字，一般用于工作站；32位網(wǎng)卡的代表產(chǎn)品是NE3200，一般用于服務(wù)器，市面上也有兼容產(chǎn)品出售。網(wǎng)卡的接口大小不一，其旁邊還有紅、綠兩個(gè)小燈，起什么作用呢？網(wǎng)卡的接口有三種規(guī)格：粗同軸電纜接口（AUI接口）；細(xì)同軸電纜接口（BNC接口）；無(wú)屏蔽雙絞線接口（RJ-45接口）。一般的網(wǎng)卡僅一種接口，但也有兩種甚至三種接口的，稱為二合一或三合一卡。紅、綠小燈是網(wǎng)卡的工作指示燈，紅燈亮?xí)r表示正在發(fā)送或接收數(shù)據(jù)，綠燈亮則表示網(wǎng)絡(luò)連接正常，否則就不正常。值得說(shuō)明的是，倘若聯(lián)接兩臺(tái)計(jì)算機(jī)線路的長(zhǎng)度大于規(guī)定長(zhǎng)度（雙絞線為100米，細(xì)電纜是185米），即使連接正常，綠燈也不會(huì)亮。

四、勤快的“貓”--調(diào)制解調(diào)器Modem

調(diào)制解調(diào)器也叫Modem，俗稱“貓”。它是一個(gè)通過(guò)電話撥號(hào)接入Internet的必備的硬件設(shè)備。通常計(jì)算機(jī)內(nèi)部使用的是“數(shù)字信號(hào)”，而通過(guò)電話線路傳輸?shù)男盘?hào)是“模擬信號(hào)”。調(diào)制解調(diào)器的作用就是當(dāng)計(jì)算機(jī)發(fā)送信息時(shí)，將計(jì)算機(jī)內(nèi)部使用的數(shù)字信號(hào)轉(zhuǎn)換成可以用電話線傳輸?shù)哪M信號(hào)，通過(guò)電話線發(fā)送出去；接收信息時(shí)，把電話線上傳來(lái)的模擬信號(hào)轉(zhuǎn)換成數(shù)字信號(hào)傳送給計(jì)算機(jī)，供其接收和處理。按調(diào)制解調(diào)器與計(jì)算機(jī)連接方式可分為內(nèi)置式與外置式。內(nèi)置式調(diào)制解調(diào)器體積小，使用時(shí)插入主機(jī)板的插槽，不能單獨(dú)攜帶；外置式調(diào)制解調(diào)器體積大，使用時(shí)與計(jì)算機(jī)的通信接口（COM1或COM2）相連，有通信工作狀態(tài)指示，可以單獨(dú)攜帶、能方便地與其他計(jì)算機(jī)連接使用。按調(diào)制解調(diào)器的傳輸能力不同有低速和高速之分，常見(jiàn)的調(diào)制解調(diào)器速率有、、、56Kbps等?！癰ps”為每秒鐘傳輸?shù)臄?shù)據(jù)量（字節(jié)數(shù)），工作速度越快，上網(wǎng)效果越好，價(jià)格越高，但電話線路的通信能力可能制約調(diào)制解調(diào)器的整體工作效率。

五、信號(hào)的加油站--中繼器和集線器

要擴(kuò)展局域網(wǎng)的規(guī)模，就需要用通信線纜連接更遠(yuǎn)的計(jì)算機(jī)設(shè)備，但當(dāng)信號(hào)在線纜中傳輸時(shí)會(huì)受到干擾，產(chǎn)生衰減。如果信號(hào)衰減到一定的程度，信號(hào)將不能識(shí)別，計(jì)算機(jī)之間不能通信。必須使信號(hào)保持原樣繼續(xù)傳播才有意義。中繼器（Repeater），用于連接同類型的兩個(gè)局域網(wǎng)或延伸一個(gè)局域網(wǎng)。當(dāng)我們安裝一個(gè)局域網(wǎng)而物理距離又超過(guò)了線路的規(guī)定長(zhǎng)度時(shí)，就可以用它進(jìn)行延伸；中繼器也可以收到一個(gè)網(wǎng)絡(luò)的信號(hào)后將其放大發(fā)送到另一網(wǎng)絡(luò)，從而起到連接兩個(gè)局域網(wǎng)的作用。集線器稱為HUB，是一種集中完成多臺(tái)設(shè)備連接的專用設(shè)備，提供了檢錯(cuò)能力和網(wǎng)絡(luò)管理等有關(guān)功能。HUB有三種類型：對(duì)被傳送數(shù)據(jù)不做任何添加的PassiveHUB，被稱為被動(dòng)集線器；能再生信號(hào)，監(jiān)測(cè)數(shù)據(jù)通訊的ActiveHUB，被稱為主動(dòng)集線器；能提供網(wǎng)絡(luò)管理功能的IntelligentHUB，被稱為智能集線

六、網(wǎng)絡(luò)間的關(guān)卡--網(wǎng)橋、路由器和網(wǎng)關(guān)

網(wǎng)橋（Bridge）也連接網(wǎng)絡(luò)分支，但網(wǎng)橋多了一個(gè)“過(guò)濾幀”的功能。一個(gè)網(wǎng)絡(luò)的物理連線距離雖然在規(guī)定范圍內(nèi)，但由于負(fù)荷很重，可以用網(wǎng)橋把一個(gè)網(wǎng)絡(luò)分割成兩個(gè)網(wǎng)絡(luò)。這是因?yàn)榫W(wǎng)橋會(huì)檢查幀的發(fā)送和目的地址，如果這兩個(gè)地址都在網(wǎng)橋的這一半，那么這個(gè)幀就不會(huì)發(fā)送到網(wǎng)橋的另一半，這就可以降低整個(gè)網(wǎng)的通訊負(fù)荷，這個(gè)功能就叫“過(guò)濾幀”。假如需要連接兩種不同類型的局域網(wǎng)，那就得用路由器（Router），它可以連接遵守不同網(wǎng)絡(luò)協(xié)議的網(wǎng)絡(luò)。路由器能識(shí)別數(shù)據(jù)的目的地地址所在的網(wǎng)絡(luò)，并能從多條路徑中選擇最佳的路徑發(fā)送數(shù)據(jù)。如果兩個(gè)網(wǎng)絡(luò)不僅網(wǎng)絡(luò)協(xié)議不一樣，而且硬件和數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)都大相徑庭，那么就得用網(wǎng)關(guān)（Gateway）。不過(guò)，這兩個(gè)東西在一般的局域網(wǎng)中幾乎是派不上用場(chǎng)的。

七、信號(hào)的馬路--傳輸媒體

網(wǎng)絡(luò)電纜用于網(wǎng)絡(luò)設(shè)備之間的通信連接，常用的網(wǎng)絡(luò)電纜有雙絞線、細(xì)同軸電纜、粗同軸電纜、光纜等。此外計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)還使用無(wú)線傳輸媒體（包括微波、紅外線和激光）、衛(wèi)星線路等傳輸媒體。

八、堅(jiān)強(qiáng)的后盾--不間斷電源UPS

UPS是不間斷電源（UninterruptiblePowerSystem）的英文名稱的縮寫(xiě)，它伴隨著計(jì)算機(jī)的誕生而出現(xiàn)，是計(jì)算機(jī)常用的外圍設(shè)備之一。實(shí)際上，UPS是一種含有儲(chǔ)能裝置，并以逆變器為主要組成部分的恒壓恒額的不間斷電源。UPS在其發(fā)展初期，僅被視為一種備用電源。后來(lái)，由于電壓浪涌、電壓尖峰、電壓瞬變、電壓跌落、持續(xù)過(guò)壓或者欠壓甚至電壓中斷等電網(wǎng)質(zhì)量問(wèn)題，使計(jì)算機(jī)等設(shè)備的電子系統(tǒng)受到干擾，造成敏感元件受損、信息丟失、磁盤(pán)程序被沖掉等嚴(yán)重后果，引起巨大的經(jīng)濟(jì)損失。因此，UPS日益受到重視，并逐漸發(fā)展成一種具備穩(wěn)壓、穩(wěn)頻、濾波、抗電磁和射頻干擾、防電壓浪涌等功能的電力保護(hù)系統(tǒng)。目前在市場(chǎng)上可以購(gòu)買到種類繁多的UPS電源設(shè)備，其輸出功率從500VA到3000kVA不等。當(dāng)有市電供給UPS的時(shí)候，UPS對(duì)市電進(jìn)行穩(wěn)壓（220V±5％）后為計(jì)算機(jī)供電。此時(shí)的UPS就是一臺(tái)交流市電穩(wěn)壓器，同時(shí)它還向機(jī)內(nèi)電池充電。因UPS設(shè)計(jì)的不同，UPS適應(yīng)的范圍也不同，UPS輸出電壓在±10－15％的變化一般屬正常的計(jì)算機(jī)使用電壓。當(dāng)市電異?；蛘咧袛鄷r(shí)，UPS立即將機(jī)內(nèi)電池的電能通過(guò)逆變