本書共分5章,以計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)的主要內(nèi)容即計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)基礎(chǔ)、局域網(wǎng)基礎(chǔ)、因特網(wǎng)基礎(chǔ)、因特網(wǎng)應(yīng)用和網(wǎng)絡(luò)安全為基礎(chǔ),通過對網(wǎng)絡(luò)中多個(gè)基本概念的剖析和常見應(yīng)用的熟悉,除讓讀者掌握計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)的主要內(nèi)容外,還能讓讀者更好地了解和掌握其中包含的計(jì)算思維內(nèi)涵。
叢書序
滿足社會(huì)(包括就業(yè))需要的專業(yè)與創(chuàng)新型人才應(yīng)有的計(jì)算機(jī)應(yīng)用能力已成為合格的大學(xué)畢業(yè)生必須具備的素質(zhì)。
文科類專業(yè)與信息技術(shù)的相互結(jié)合、交叉、滲透,是現(xiàn)代科學(xué)技術(shù)發(fā)展趨勢的重要方面,是不可忽視的新學(xué)科的一個(gè)生長點(diǎn)。加強(qiáng)文科類(包括文史哲法教類、經(jīng)濟(jì)管理類與藝術(shù)類)專業(yè)的計(jì)算機(jī)教育,開設(shè)具有專業(yè)特色的計(jì)算機(jī)課程是培養(yǎng)能夠滿足信息化社會(huì)對文科類人才要求的重要舉措,是培養(yǎng)跨學(xué)科、復(fù)合型、應(yīng)用型的文科通才的重要環(huán)節(jié)。
為了更好地指導(dǎo)文科類各專業(yè)的計(jì)算機(jī)教學(xué)工作,教育部高等教育司組織編寫的《高等學(xué)校文科類專業(yè)大學(xué)計(jì)算機(jī)教學(xué)要求》(下面簡稱《教學(xué)要求》)把大文科的本科計(jì)算機(jī)教學(xué),按專業(yè)門類分為文史哲法教類、經(jīng)濟(jì)管理類與藝術(shù)類等三個(gè)系列。大文科計(jì)算機(jī)教學(xué)的知識體系由計(jì)算機(jī)軟硬件基礎(chǔ)、辦公信息處理、多媒體技術(shù)、計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)、數(shù)據(jù)庫技術(shù)、程序設(shè)計(jì)、美術(shù)與設(shè)計(jì)類計(jì)算機(jī)應(yīng)用,以及音樂類計(jì)算機(jī)應(yīng)用8個(gè)知識領(lǐng)域組成。知識領(lǐng)域分為若干知識單元,知識單元再分為若干知識點(diǎn)。
大文科各專業(yè)對計(jì)算機(jī)知識點(diǎn)的需求是相對穩(wěn)定、相對有限的。由屬于一個(gè)或多個(gè)知識領(lǐng)域的知識點(diǎn)構(gòu)成的課程則是不穩(wěn)定、相對活躍、難以窮盡的。課程若按教學(xué)層次可分為計(jì)算機(jī)大公共課程(也就是大學(xué)計(jì)算機(jī)公共基礎(chǔ)課程)、計(jì)算機(jī)小公共課程和計(jì)算機(jī)背景專業(yè)課程三個(gè)層次。
第一層次的教學(xué)內(nèi)容是文科各專業(yè)學(xué)生應(yīng)知應(yīng)會(huì)的。這些內(nèi)容可為文科學(xué)生在與專業(yè)緊密結(jié)合的信息技術(shù)應(yīng)用方面進(jìn)一步深入學(xué)習(xí)打下基礎(chǔ)。這一層次的教學(xué)內(nèi)容是對文科大學(xué)生信息素質(zhì)培養(yǎng)的基本保證,起著基礎(chǔ)性與先導(dǎo)性的作用。
第二層次是在第一層次之上,為滿足同一系列某些專業(yè)的共同需要(包括與專業(yè)相結(jié)合而不是某個(gè)專業(yè)所特有的)而開設(shè)的計(jì)算機(jī)課程。其教學(xué)內(nèi)容,或者在深度上超過第一層次的教學(xué)內(nèi)容中的某一相應(yīng)模塊,或者拓展到第一層次中沒有涉及的領(lǐng)域。這是滿足大文科不同專業(yè)對計(jì)算機(jī)應(yīng)用需要的課程。這部分教學(xué)內(nèi)容在更大程度上決定了學(xué)生在其專業(yè)中應(yīng)用計(jì)算機(jī)解決問題的能力與水平。
第三層次,也就是使用計(jì)算機(jī)工具,以計(jì)算機(jī)軟、硬件為背景而開設(shè)的為某一專業(yè)所特有的課程。其教學(xué)內(nèi)容就是專業(yè)課。如果沒有計(jì)算機(jī)作為工具支撐,這門課就開不起來。這部分教學(xué)內(nèi)容顯示了學(xué)校開設(shè)特色專業(yè)的能力與水平。
清華大學(xué)出版社推出的面向高等院校大文科各類專業(yè)的大學(xué)計(jì)算機(jī)規(guī)劃教材,就是根據(jù)《教學(xué)要求》編寫而成的。它可以滿足大文科各類專業(yè)計(jì)算機(jī)各層次教學(xué)的基本需要。
對教材中的不足或錯(cuò)誤之處,敬請同行和讀者批評指正。
盧湘鴻
于北京中關(guān)村科技園
盧湘鴻北京語言大學(xué)信息科學(xué)學(xué)院計(jì)算機(jī)科學(xué)與技術(shù)系教授、原教育部高等學(xué)校文科計(jì)算機(jī)基礎(chǔ)教學(xué)指導(dǎo)委員會(huì)副主任、秘書長,現(xiàn)任教育部高等學(xué)校文科計(jì)算機(jī)基礎(chǔ)教學(xué)指導(dǎo)分委員會(huì)顧問,全國高等院校計(jì)算機(jī)基礎(chǔ)教育研究會(huì)名譽(yù)常務(wù)理事、全國高等院校計(jì)算機(jī)基礎(chǔ)教育研究會(huì)文科專業(yè)委員會(huì)常務(wù)副主任兼秘書長。前言
計(jì)算機(jī)技術(shù)和網(wǎng)絡(luò)技術(shù)的飛速發(fā)展,對我們的學(xué)習(xí)、工作和生活的各個(gè)方面都產(chǎn)生了深遠(yuǎn)的影響,也推動(dòng)著各行各業(yè)的快速發(fā)展,由此,計(jì)算機(jī)教育的重要性也日益突顯,且隨著計(jì)算機(jī)技術(shù)的發(fā)展不斷調(diào)整著教學(xué)內(nèi)容和形式。而計(jì)算思維一經(jīng)提出,就引起了國內(nèi)外眾多專家學(xué)者的極大關(guān)注,明確了計(jì)算機(jī)不僅是一種工具,而且還是一種獨(dú)特的分析問題和解決問題的思維方式,這對大學(xué)階段的計(jì)算機(jī)教育提出了新的改革思路要求和挑戰(zhàn)。由于學(xué)科特點(diǎn)的不同,文科大學(xué)生相對理工科大學(xué)生來說其邏輯推理能力較弱,但對人文類大學(xué)生進(jìn)行計(jì)算思維的培養(yǎng)十分必要,將來他們與計(jì)算機(jī)科學(xué)工作者或其他專業(yè)人員合作以及進(jìn)行重要任務(wù)的決策時(shí),其計(jì)算思維的意識和運(yùn)用顯得尤為重要。
本書是教育部課題“基于計(jì)算思維培養(yǎng)的人文類計(jì)算機(jī)系列課程及教材建設(shè)”的成果,旨在根據(jù)文科大學(xué)生的特點(diǎn),以計(jì)算思維能力培養(yǎng)為目標(biāo)重新確定計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)課程的性質(zhì),課程內(nèi)容中不僅在一些段落中將計(jì)算思維的概念顯式提出,且通過對計(jì)算思維表述體系的研究,將其深入淺出地融入網(wǎng)絡(luò)課程教學(xué)的各部分內(nèi)容中,使人文類大學(xué)生從計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)的學(xué)習(xí)應(yīng)用過程中體會(huì)和領(lǐng)悟計(jì)算思維,進(jìn)而培養(yǎng)計(jì)算思維的能力,并能在將來的學(xué)習(xí)和工作中加以靈活運(yùn)用。
全書共分5章,第1章介紹計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)基礎(chǔ)知識,第2章介紹局域網(wǎng)基礎(chǔ)知識,第3章介紹因特網(wǎng)基礎(chǔ)知識,第4章介紹因特網(wǎng)應(yīng)用,第5章介紹網(wǎng)絡(luò)安全,每章均包含計(jì)算思維在相應(yīng)內(nèi)容中的分析和理解。在內(nèi)容選擇方面,我們既側(cè)重介紹計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)的基礎(chǔ)知識,又力圖反映網(wǎng)絡(luò)新技術(shù)和新發(fā)展,同時(shí)考慮到文科大學(xué)生的特點(diǎn),盡量通過案例來闡述概念;另一方面,將計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)中最能體現(xiàn)計(jì)算思維的若干概念和技術(shù)進(jìn)行深入剖析,力圖讓文科大學(xué)生更好地理解和掌握計(jì)算思維的內(nèi)涵。
本書由多名教學(xué)經(jīng)驗(yàn)豐富、多年來工作在計(jì)算機(jī)基礎(chǔ)教育第一線的老師編寫,其中第1章由張萍完成,第2章由陶燁完成,第3章和第5章由黃達(dá)明完成,第4章由張莉完成,全書由張莉統(tǒng)稿,金瑩和張潔參與了本書部分內(nèi)容的策劃。
限于編者水平,書中難免有一些不當(dāng)之處,敬請讀者批評指正。
編者
2014年5月
第1章計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)基礎(chǔ)1
1.1計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)給現(xiàn)代社會(huì)帶來
的變化3
1.2計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)的基本概念6
1.2.1計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)的組成6
1.2.2計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)的類型7
1.2.3計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)的功能9
1.2.4計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)的性能指標(biāo)10
1.3計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)體系結(jié)構(gòu)10
1.3.1網(wǎng)絡(luò)協(xié)議與網(wǎng)絡(luò)體系
結(jié)構(gòu)10
1.3.2TCP/IP與因特網(wǎng)體系
結(jié)構(gòu)13
1.4數(shù)據(jù)通信18
1.4.1數(shù)據(jù)通信系統(tǒng)的組成18
1.4.2調(diào)制解調(diào)技術(shù)與模擬
信號數(shù)字化技術(shù)24
1.4.3信道復(fù)用與多址接入
技術(shù)26
1.4.4交換技術(shù)31
1.4.5數(shù)據(jù)通信系統(tǒng)的性能
指標(biāo)34
習(xí)題35
第2章局域網(wǎng)基礎(chǔ)36
2.1局域網(wǎng)概述36
2.1.1局域網(wǎng)的組成37
2.1.2局域網(wǎng)的標(biāo)準(zhǔn)與分類38
2.1.3局域網(wǎng)的典型應(yīng)用40
2.2以太網(wǎng)43
2.2.1以太網(wǎng)概述43
2.2.2以太網(wǎng)分類45
2.3無線局域網(wǎng)51
2.3.1無線局域網(wǎng)概述51
2.3.2無線局域網(wǎng)協(xié)議53
2.3.3無線局域網(wǎng)體系58
2.4小型局域網(wǎng)組建方案60
2.4.1雙絞線直連法61
2.4.2使用無線網(wǎng)卡組網(wǎng)62
2.4.3星型網(wǎng)絡(luò)62
2.5局域網(wǎng)故障檢測64
2.5.1局域網(wǎng)故障概述64
2.5.2常用網(wǎng)絡(luò)故障檢測命令64
2.5.3常見網(wǎng)絡(luò)故障以及處理70
習(xí)題71
第3章因特網(wǎng)基礎(chǔ)73
3.1因特網(wǎng)和TCP/IP概述73
3.2傳輸層75
3.2.1傳輸層概述75
3.2.2TCP77
3.2.3UDP78
3.3網(wǎng)絡(luò)層79
3.3.1IP79
3.3.2IP地址80
3.3.3地址解析協(xié)議85
3.3.4路由器和路由協(xié)議87
3.3.5IPv694
3.4域名與域名系統(tǒng)96
3.4.1域名系統(tǒng)概述96
3.4.2域名結(jié)構(gòu)97
3.4.3域名服務(wù)器和域名
數(shù)據(jù)庫98
3.4.4域名查詢過程99
3.4.5高速緩存102
3.4.6DNS設(shè)置103
3.5因特網(wǎng)接入及ISP服務(wù)104
3.5.1PSTN電話撥號接入104
3.5.2ADSL接入104
3.5.3光纖混合同軸接入
——Cable Modem接入106
3.5.4光纖接入技術(shù)107
3.5.5無線接入技術(shù)109
習(xí)題110
第4章因特網(wǎng)應(yīng)用111
4.1因特網(wǎng)的應(yīng)用模式111
4.1.1對等模式111
4.1.2客戶端/服務(wù)器模式112
4.2WWW瀏覽與網(wǎng)站建設(shè)113
4.2.1WWW瀏覽113
4.2.2網(wǎng)頁制作與網(wǎng)站建設(shè)127
4.3網(wǎng)絡(luò)通信132
4.3.1電子郵件傳送132
4.3.2遠(yuǎn)程文件傳輸134
4.3.3網(wǎng)絡(luò)交流136
4.4電子商務(wù)與電子政務(wù)140
4.4.1電子商務(wù)140
4.4.2電子政務(wù)149
4.5間接訪問因特網(wǎng)153
4.5.1通過代理服務(wù)器訪問153
4.5.2通過VPN服務(wù)器訪問155
4.6遠(yuǎn)程計(jì)算機(jī)管理156
4.6.1遠(yuǎn)程桌面控制157
4.6.2遠(yuǎn)程協(xié)助159
4.7物聯(lián)網(wǎng)159
4.7.1物聯(lián)網(wǎng)簡介159
4.7.2關(guān)鍵技術(shù)161
4.7.3情景案例161
4.7.4發(fā)展162
習(xí)題163
第5章網(wǎng)絡(luò)安全164
5.1網(wǎng)絡(luò)安全概述164
5.2網(wǎng)絡(luò)安全威脅166
5.2.1系統(tǒng)漏洞166
5.2.2惡意代碼168
5.2.3網(wǎng)絡(luò)攻擊174
5.3密碼學(xué)176
5.3.1密碼學(xué)基礎(chǔ)176
5.3.2對稱密鑰算法177
5.3.3公開密鑰算法178
5.3.4數(shù)字簽名179
5.4網(wǎng)絡(luò)防護(hù)180
5.4.1惡意代碼查殺180
5.4.2防火墻182
5.4.3入侵檢測184
5.5無線和移動(dòng)互聯(lián)安全186
5.5.1無線安全187
5.5.2移動(dòng)互聯(lián)安全190
5.6安全管理和應(yīng)急響應(yīng)191
5.7容災(zāi)備份技術(shù)193
習(xí)題195
參考文獻(xiàn)196