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计算机网络的发展史及现状

计算机网络的发展史及现状 刘庆 学号
计算机网络
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系通过通信计算 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,线路统。

计算机一班 110310122

定义:

关于计算机网络的最简单定义是:一些相互连接的、以共 享资源为目的的、自治的计算机的集合。 另外,从广义上看,计算机网络是以传输信息为基础目 的,用通信线路将多个计算机连接起来的计算机系统的集合。 一个计算机网络组成包括传输介质和通信设备。 从用户角度看,计算机网络是这样定义的:存在着一个 能为用户自动管理的网络操作系统。有它调用完成用户所调 用的资源,而整个网络像一个大的计算机系统一样,对用户 是透明的。

一个比较通用的定义是:利用通信线路将地理上分散的、 具有独立功能的计算机系统和通信设备按不同的形式连接起 来,以功能完善的网络软件及协议实现资源共享和信息传递 的系统。 从整体上来说计算机网络就是把分布在不同地理区域的 计算机与专门的外部设备用通信线路互联成一个规模大、功 能强的系统,从而使众多的计算机可以方便地互相传递信息, 共享硬件、软件、数据信息等资源。简单来说,计算机网络 就是由通信线 路互相连接的许多自主工作的计算机成的集合体。

发展史
Internet 的基础结构大体经历了三个阶段的演进, 这三个阶段在时间上 有部分重叠。

因特网 1:从单个网络 ARPAnet 向互联网发展:1969 年美国国防 部创建了第一个分组交换网 ARPAnet 只是一个单个的分组交 换网,所有想连接在它上的主机都直接与就近的结点交换机 相连,它规模增长很快,到 70 年代中期,人们认识到仅使用 一个单独的网络无法满足所有的通信问题。于是 ARPA 开始研 究很多网络互联的技术, 这就导致后来的互联网的出现。 1983

年 TCP/IP 协议称为 ARPAnet 的标准协议。同年,ARPAnet 分 解成两个网络,一个进行试验研究用的科研网 ARPAnet,另一 个是军用的计算机网络 MILnet。1990,ARPAnet 因试验任务 完成正式宣布关闭。 2:建立三级结构的因特网:1985 年起,美国国家科学基 金会 NSF 就认识到计算机网络对科学研究的重要性, 1986 年, NSF 围绕六个大型计算机中心建设计算机网络 NSFnet,它是 个三级网络,分主干网、地区网、校园网。它代替 ARPAnet 成为 internet 的主要部分。1991 年,NSF 和美国政府认识到 因特网不会限于大学和研究机构,于是支持地方网络接入, 许多公司的纷纷加入,使网络的信息量急剧增加,美国政府 就决定将因特网的主干网转交给私人公司经营,并开始对接 入因特网的单位收费。 3:多级结构因特网的形成:1993 年开始,美国政府 资助的 NSFnet 就逐渐被若干个商用的因特网主干网替代,这 种主干网也叫因特网辅助提供者 ISP, 考虑到因特网商用化后 可能出现很多的 ISP,为了使不同 ISP 经营的网络能够互通, 在 1994 创建了 4 个网络接入点 NAP 分别由 4 个电信公司经营, 本世纪初, 美国的 NAP 达到了十几个。 是最高级的接入点, NAP 它主要是向不同的 ISP 提供交换设备,使它们相互通信。现 在的因特网已经很难对其网络结构给出很精细的描述,但大 致可分为五个接入级:网络接入点 NAP,多个公司经营的国家

主干网,地区 ISP,本地 ISP,校园网、企业或家庭 PC 机上 网用户。

组成及分类
计算机网络的分类与的一般的事物分类方法一样,可以按 事物的所具有的不同性质特点即事物的属性分类。计算机网 络通俗地讲就是由多台计算机(或其它计算机网络设备)通 过传输介质和软件物理(或逻辑)连接在一起组成的。总的 来说计算机网络的组成基本上包括:计算机、网络操作系统、 传输介质(可以是有形的,也可以是无形的,如无线网络的 传输介质就是空气)以及相应的应用软件四部分。 要学习网络,首先就要了解目前的主要网络类型,分 清哪些是我们初级学者必须掌握的,哪些是目前的主流网络 类型。

计算机网络现状 计算机现在进入第五代时代起 主要特点为:
第五代计算机是把信息采集、存储、处理、通信同人工智能结合 在一起的智能计算机系统。它能进行数值计算或处理一般的信 息,主要能面向知识处理,具有形式化推理、联想、学习和解释 的能力,能够帮助人们进行判断、决策、开拓未知领域和获得新 的知识.人-机之间可以直接通过自然语言(声音、文字)或图形 图象交换信息。第五代计算机又称新一代计算机

第五代计算机基本结构
第 五代计算机基本结构通常由问题求解与推理、知识库管

理和智能化人机接口三个基本子系统组成。 问题求解与推理子系统相当于传统计算机中的中央处理 器。与该子系统打交道的程序语言称为核心语言,国际上都 以逻辑型语言或函数型语言为基础进行这方面的研究,它是 构成第五代计算机系统结构和各种超级软件的基础。 知识库管理子系统相当于传统计算机主存储器、虚拟存 储器和文体系统结合。与该子系统打交道的程序语言称为高 级查询语言,用于知识的表达、存储、获取和更新等。这个 子系统的通用知识库软件是第五代计算机系统基本软件的核 心。通用知识库包含有:日用词法、语法、语言字典和基本 字库常识的一般知识库;用于描述系统本身技术规范的系统 知识库;以及把某一应用领域。如超大规模集成电路设计的 技术知识集中在一起的应用知识库。 智能化人-机接口子系统是使人能通过说话、文字、图形 和图象等与计算机对话,用人类习惯的各种可能方式交流信

息。这里,自然语言是最高级的用户语言,它使非专业人员 操作计算机,并为从中获取所需的知识信息提供可能 。

当前第五代计算机的研究领域
当前第五代计算机的研究领域大体包括人工智能,系统结 构,软工程和支援设备,以及对社会的影响等。 人工智能的应用将是未来信息处理的主流,因此,第五 代计算机的发展,必将与人工智能、知识工程和专家系统等 的研究紧密相联,并为其发展提供新基础。目前的电子计算 机的基本工作原理是先将程序存入存储器中,然后按照程序 逐次进行运算。这种计算机是由美国物理学家诺伊曼首先提 出理论和设计思想的,因此又称诺伊曼机器。第五代计算机 系统结构将突破传统的诺伊曼机器的概念。这方面的研究课 题应包括逻辑程序设计机、函数机、相关代数机、抽象数据 型支援机、数据流机、关系数据库机、分布式数据库系统、 分布式信息通信网络等。

编辑本段第五代计算机的发展意义
第五代计算机的发展必然引起新一代软件工程的发 展,极大地提高软件的生产率和可靠性。为改善软件和软件 系统的设计环境,将研制各种智能化的支援系统,包括智能 程序设计系统、知识库设计系统、智能超大规模集成电路输

助设计系统、以及各种智能应用系统和集成专家系统等。在 硬件方面,将出现一系列新技术,如先进的微细加工和封装 测试技术、砷化镓器件、约瑟夫森器件、光学器件、光纤通 信技术以及智能辅助设计系统等。另外,第五代计算机将推 动计算机通信技术发展,促进综合业务数字网络的发展和通 信业务的多样化,并使多种多样的通信业务集中于统一的系 统之中,有力地促进了社会信息化。

未来的计算机
未来趋势
芯片级节能技术

CPU 加工工艺的不断提升,多核及 CPU 中集成内存控制 器,在提高性能的同时,降低了主板芯片组的功耗。另一方 面,通过降低电压和频率也可以降低 CPU 的动态功耗,在 CPU 功 耗 控 制 方 面 , 如 Intel 推 出 的 动 态 功 耗节 点 管 理器 ( DynamicNodeManagement 芯片级节能技术主要包括

CPU 功耗控制、CPU 频率调整和专用低功耗部件。 ) 是一个内嵌于英特尔服务器芯片组的带外(OOB)功率管理策 略引擎。它与 BIOS 和操作系统功耗管理(OSPM)协作,动态 地调整平台功耗,从而实现服务器)性能/功耗的最大化。在 专用低功耗部件研究方面,包括上海澜起公司研发的高级内 存缓存 AMB 芯片、SSD 固态电子硬盘等技术与产品。

基础架构级节能技术

基础架构级节能技术主要包括液冷、存储制冷、高效能 电源、高效能散热冷却技术等诸多技术。 高效能散热冷却技术包括研究效率更高的散热方式和性 能 更 好 的 冷 却 设 备 , 如 HPPARSEC 体 系 结 构

(ParallelRedundantScalableEnterpriseCooling)、IBM 的机房冷 却系统等。存储制冷(StoredCooling)指预先基于制冷设备 存储部分制冷能力,在需要时再有效释放,类似电池的储电 功能,如 IBM 基于存储冷却技术的机房冷却方案。液冷技术 包括水冷及液态金属制冷,由于其导热能力强并且热容更大, 能够更快的缓解负载突变造成的散热压力并吸收更多的热 量,在当前大型计算机中使用越来越普遍,如 IBMCoolBlue 机柜系统。 系统级节能技术 在解决功耗方面,除采用上述 CPU 功耗控制、CPU 工作 频率调整、液体冷却、低功耗专用芯片、芯片级冷却等技术 以外,学术界和企业界也在研究系统级节能技术和产品,包 括:基于负载情况动态调整系统状态、实施部分节点或部件 的休眠;根据各进程能耗的不同对 CPU 任务队列进行调整, 如将一些产生较多热量的任务从温度较高的 CPU 上迁移到温 度较低的 CPU 上从而实现能耗的均衡。如国家高性能计算机

工程技术研究中心开发的自适应功耗管理系统,可实现基于 能效的作业调度策略,IBMPowerExecutive 允许用户"计量" 任何单一物理系统或一组物理系统的实际电力使用数据和趋 势数据,并可对实际用电量进行监视,并在系统、机箱或机 架层次上对数据中心中的电耗和热耗进行有效分配。

总结 现在的计算机朝着体积小、运算快、容量大的方向 发展,在未来计算机会更加满足人们的需要。而网 络也会成为人们的生活中的一种工具。


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