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1、信息技术教育应用,第四章网络技术与教育,本章主要知识点：网络技术的发展过程计算机网络的定义、功能、组成、类型和结构局域网技术：局域网的概念、特点、拓朴结构、以太网介绍。广域网技术：广域网的构成、ISO/OSI体系结构、TCP/IP协议。网络技术在教育中的应用,第四章网络技术与教育,4.1 网络技术4.1.1 概述：1、网络发展历史：60 年代-萌芽面向终端分布的计算机系统 70 年代-兴起分组交换数据网(PSDN)出现 70 年代中期到 80 年代-发展和网络互连LAN 和互连网发展、综合业务数字网 ISDN 和智能网 IN 的出现 90 年代-网络计算和国际互连网 现代网络技术和协同计算技术
2、的发展,第四章网络技术与教育,2、定义：利用通信设备和线路将地理位置不同的、功能独立的多个计算机系统互连起来，以功能完善的网络软件（即网络通信协议、信息交换方式、网络操作系统等）实现网络中资源共享和信息传递的系统。3、软硬件组成：传输/交换设备、用户设备和网络软件,第四章网络技术与教育,4、网络功能：数据通信、资源共享、分布处理、网络计算机、集中控制5、类型：按覆盖范围分：局域网 LAN（约 1 千米）城域网 MAN（约 10 千米）、广域网 WAN（约 100 千米以上）,第四章网络技术与教育,4.1.2 局域网技术1、概念：在有限的地理范围内将大量PC机及各种设备互连，实现数据传输和资源共
3、享的计算机网络。2、特点：为一个单位所拥有，地理范围和站点数目均有限；较高的通信速率。局域网的传输速率在每秒10Mbps的数量级以上，可达Gbps；较低的时延和误码率，一般为10-810-11；各站点为平等关系而不是主从关系；能支持简单的点对点或多点通信；支持多种传输介质。,第四章网络技术与教育,3、优点：共享昂贵的外设、主机以及软件、数据，从一个站点访问全网；便于系统的扩展和逐渐地演变；提高了系统的可靠性和可用性；响应速度较快；各设备的位置可灵活地调整和改变，有利于数据的处理和办公自动化。,第四章网络技术与教育,4、拓扑结构：总线型星型环型,第四章网络技术与教育,总线型结构,第四章网络技术与
4、教育,总线型结构总线结构是指各工作站和服务器均挂在一条总线上，各工作站地位平等，无中心节点控制，公用总线上的信息多以基带形式串行传递，其传递方向总是从发送信息的节点开始向两端扩散，如同广播电台发射的信息一样，因此又称广播式计算机网络。优点：结构简单，可扩充性好。当需要增加节点时，只需要在总线上增加一个分支接口便可与分支节点相连，当总线负载不允许时还可以扩充总线；使用的电缆少，且安装容易；使用的设备相对简单，可靠性高。缺点：系统范围受限制；网络维护难度大，分支节点故障查找难；分布式协议不能保证信息的及时传送，不保证实时功能；站点必须是智能的，要有媒体访问控制功能，从而增加了站点的硬件和软件费用。
5、,第四章网络技术与教育,星型结构,第四章网络技术与教育,星型结构星型结构是指各工作站以星型方式连接成网。网络有中央节点，其他节点（工作站、服务器）都与中央节点直接相连，这种结构以中央节点为中心，因此又称为集中式网络。优点：结构简单，便于管理；控制简单，便于建网；网络延迟时间较小，传输误差较低；容易做到故障诊断和隔离方便服务。缺点：成本高；安装工作量大；中央点负担重，易形成瓶颈，一旦出问题，全网受影响，因而对中央点的可靠性和冗余度要求很高；各站点的分布处理能力较少。星形网容易扩展，主要的限制因素就是中心节点的端口数量。采用的交换方式有电路交换和报文交换，尤以电路交换更为普遍。一旦建立了通道连接，
6、可以无延迟地在连接的两个站点间传送数据。,第四章网络技术与教育,环型结构,第四章网络技术与教育,环型结构环型结构由网络中若干节点通过点到点的链路首尾相连形成一个闭合的环，这种结构使公共传输电缆组成环型连接，数据在环路中沿着一个方向在各个节点间传输，信息从一个节点传到另一个节点。优点：电缆长度短；增加或减少工作站时，仅需简单地连接；信息流在网中是沿着固定方向流动的，两个节点仅有一条道路，故简化了路径选择的控制；环路上各节点都是自举控制，故控制软件简单；缺点：由于信息源在环路中是串行地穿过各个节点，当环中节点过多时，势必影响信息传输速率，使网络的响应时间延长；可靠性低，一个节点故障，将会造成全网瘫
7、痪；维护难，对分支节点故障定位较难。,第四章网络技术与教育,选拓朴结构时要考虑的因素可靠性费用灵活性响应时间和吞吐量5、局域网的系统组成硬件系统软件系统：网络操作系统、网络管理软件、网络应用软件,第四章网络技术与教育,6、快速发展的以太网以太网技术快速以太网技术千兆以太网技术万兆以太网技术,第四章网络技术与教育,4.1.3 广域网技术定义：广域网WAN（Wide Area Network）又称为远程网，它的作用范围通常是几十到几千公里。广域网覆盖多个远距离区域的计算机网络，甚至也会遍布全世界。广域网常常连接着多个小型的网络，如局域网（LAN）或城域网（MAN）等。广域网的构成：一般由端系统（e
8、nd system）和通信子网（communication subnet）构成。,第四章网络技术与教育,ISO/OSI模型,第四章网络技术与教育,物理层实现物理接口接收和发送一串位串，不考虑信息的意义和信息的结构。数据单位：位功能：实现实体之间的按位传输，完成对数据链路层的建立、保持和拆除操作。,第四章网络技术与教育,数据链路层功能：实现实体间的可靠传送。提供差错和校正、流量控制服务。数据单位：帧需要解决的问题：信息模式、操作模式、差错控制、流量控制、信息交换过程控制和通信控制规程。,第四章网络技术与教育,网络层通信子网和资源子网的接口。功能：实现整个网络系统连接，为传输层提供整个网络范围内两
9、个终端用户之间数据传输的通路。任务：提供建立、保持和释放通信连接手段，包括交换方式、路径选择、流量控制、阻塞与死锁等。数据单元：包,第四章网络技术与教育,传输层会话层体系协议的核心。功能：从会话层接受数据，根据需要把数据切成较小的数据片，并把数据传送给网络层，确保数据片正确到达网络层，从而实现两层间数据的透明传送。,第四章网络技术与教育,会话层功能：建立、管理以及终止两个应用系统之间的会话。包括：会话连接到传输连接的映射、会话连接的流量控制、数据传输、会话连接恢复与释放、会话连接管理、差错控制。特征：数据交换。会话三阶段：建立链路、数据交换、释放链路。,第四章网络技术与教育,表示层功能：不同数
10、据编码格式的转换、数据压缩、解压缩服务。特点：为在应用过程之间传送的信息提供表示方法的服务，关心的只是发出信息的语法和语义。,第四章网络技术与教育,应用层通信用户之间的窗口，为用户提供网络管理、文件传输、事务处理等服务。涉及问题：分布数据库、分布计算技术、网络操作系统和分布操作系统、远程文件传输、电子邮件、终端电话及远程作业登录与控制。,第四章网络技术与教育,4、TCP/IP协议含义：Internet协议簇，包含100多个协议，TCP和IP只是其中两个协议。TCP协议：负责保证数据、按次序、安全、无重复地传递。IP协议：将协议单元从一个节点传到另一个节点。NFS(网络文件系统)：提供透明文件访
11、问及文件传送，用户可以获取远程文件、数据，而不必了解其细节，在网络上真正实现了分布处理容易扩充，高性能，可灵活配置。,第四章网络技术与教育,5、OSI RM与TCP/IP的对应关系,TCP/IP协议分层模型,概念层次 层次传递的对象 报文流(处理特定应用。如telnet smtp 等)传输协议分组(提供两台计算机之间端对端的数据传送)IP数据报(处理网上分组的传送以及路由至目的站点)接收和发送数据报,应用层,传输层,网际层,网络接口层,第四章网络技术与教育,4.1.4 网络技术展望无线局域网技术网格技术实现互联网上所有资源的全面联通,包括计算资源、存储资源、通信资源、软件资源、信息资源、知识资
12、源等。一些相关术语：业务集中（银行界）、广域虚拟设计环境、单一数据源、资源共享、协同工作等。,第四章网络技术与教育,4.2网络技术在教育中的应用4.2.1 多媒体网络教室系统构成：计算机网络系统、网络教学支持系统、教学信息资源系统教学支持系统：核心控制系统、网络教学管理系统（网络考试系统、集成学习系统等）核心控制系统实现方式：纯软件方式、纯硬件方式、软硬件结合方式,第四章网络技术与教育,教学功能：多媒体广播教学、监视监听、单独对讲、讨论发言、遥控辅导、答题示范、转播示范、同步教学、电子举手、课堂点名、锁定/解锁、远端复位、黑屏功能、语音分组功能教学应用模式：群体化教学模式、个别化教学模式、小组
13、教学模式应用形式：电子备课、多媒体课堂教学、基于资源的自学、网络练习和测试、教务管理,第四章网络技术与教育,4.2.2 校园网的教育应用校园网的教育功能模型：教学系统、管理系统、信息资源系统、课外教育系统、家庭教育系统、社会教育系统、通讯系统电子图书馆虚拟教室、网上校园文化学校管理自动化,第四章网络技术与教育,视频点播技术通过高速上网技术与各种宽带多媒体服务器相连，进行网上电影、电视、网络音乐、网上教学、视频会议、医疗等各种交互活动。实现方式：利用电脑或机顶盒连入网络应用形式：电子备课、个性化基于资源的自主学习、网上课堂点播自主学习（流媒体课件方式）,第四章网络技术与教育,4.2.3 互联网的
14、教育应用1、互联网上的教育资源网络课件（知识点、专题型）网络课程专题学习网站（结构化知识、资源库、协商交流、评价工具）专业资源库资源网站门户网站,第四章网络技术与教育,2、基于互联网的学习工具信息获取工具（WWW服务获取工具、FTP、TELNET、USENET、搜索引擎）信息交流工具（(E-MAIL、BBS、USENET、留言板、CHAT实时聊天、NETMEETING、QQ、视频会议系统、语音会议系统、MUD/MOO)信息共享工具（电子白板、桌面共享系统、FTP、TELNET、MUD/MOO）协同作业工具（带白板的视频会议系统、集思广益工具、群组决策支持系统、带合著工具的异步、计算机会议系统、群组课题管理系统）,第四章网络技术与教育,3、基于互联网的教学模式讲授型同步：分布式课堂异步：WEB课程点播自主学习型讨论学习型,第四章网络技术与教育,协作学习型网上协商，合作式的学习（学习群体范围广阔、资源获取途径多样、资源内容生动丰富、群体教师共同参与教学过程、评价方式多样）基本要素：协作小组、成员、辅导教师、协作学习环境特点：交互性、协作性(支持共享信息、支持共享活动、支持角色扮演、支持创造行为、支持控制管理),作业,浏览网络资源“小鱼的奉献”并进行评价。查找有关资料,对比协同交流软件的功能差别。,
