什么是计算机

一、 什么是计算机

计算机（Computer）是一种能接收和存储信息，并按照存储在其内部的程序（这些程序是人们意志的体现）对输入的信息进行加工、处理，然后把处理结果输出的高度自动化的电子设备。

二、 电子计算机的诞生

1、世界上第一台计算机ENIAC，1946年2月在美国诞生，它不具备现代计算机的主要原理特征--存储程序和程序控制。

2、世界上第一台按存储程序功能设计的计算机EDVAC，美国1946年开始设计，1950年研制完成。

3、世界上第一台实现存储程序功能的计算机EDSAC，英国1947开始设计，1949年5月投入运行。

三、 计算机的发展

电子计算机的发展按电子逻辑器件可划分为4个阶段：

1、第一代计算机（从ENIAC问世～20世纪50年代初期），电子管时代，用光屏管或汞延时电路作存储器，输入输出采用穿孔纸带或卡片。软件处于初始阶段，没有系统软件，语言只有机器语言或汇编语言。应用以科学计算为主。

2、第二代计算机（20世纪50年代中期～20世纪60年代中期），晶体管时代，用磁芯和磁鼓做存储器，产生了高级程序设计语言和批量处理系统。应用领域扩大至数据处理和事务处理，并逐渐用于工业控制。

3、第三代计算机（20世纪60年代中期～20世纪70年代初期），中小规模集成电路时代，主存储器开始采用半导体存储器，外存储器有磁盘和磁带，有了操作系统和标准化的程序设计语言和人机会话式的Basic语言。不仅应用于科学计算，还应用于企业管理、自动控制、辅助设计和辅助制造等领域。

4、第四代计算机（20世纪70年代中期至今），大规模超大规模集成电路时代，计算机的应用涉及各个领域如办公自动化、数据库管理、图像识别、语音识别、专家系统，并且进入了家庭。

四、 计算机分类

计算机可按用途、规模或处理对象等多方面进行划分。

1、按用途划分

（1）通用机：适用解决多种一般问题，该类计算机使用领域广泛、通用性较强，在科学计算、数据处理和过程控制等多种用途中都能适应。

（2）专用机：用于解决某个特定方面的问题，配有为解决某问题的软件和硬件，如在生产过程自动化控制、工业智能仪表等专门应用。

2、按规模划分

（1）巨型计算机：应用于国防尖端技术和现代科学计算中。巨型机的运算速度可达每秒百万亿次，研制巨型机是衡量一个国家经济实力和科学水平的重要标志。

（2）大/中型计算机：具有较高的运算速度，每秒可以执行几千万条指令，而且有较大的存储空间。往往用于科学计算、数据处理或作为网络服务器使用。

（3）小型计算机：规模较小、结构简单、运行环境要求较低，一般应用于工业自动控制、测量仪器、医疗设备中的数据采集等方面。小型机在用作巨型计算机系统的辅助机方面也起了重要作用。

（4）微型计算机：中央处理器（CPU）采用微处理器芯片，体积小巧轻便，广泛用于商业、服务业、工厂的自动控制、办公自动化以及大众化的信息处理。

（5）工作站：以个人计算环境和分布式网络环境为前提的高机能计算机，工作站不单纯是进行数值计算和数据处理的工具，而且是支持人工智能作业的作业机，通过网络连接包含工作站在内的各种计算机可以互相进行信息的传送，资源、信息的共享，负载的分配。

（6）服务器：在网络环境下为多个用户提供服务的共享设备，一般分为文件服务器、打印服务器、计算服务器和通信服务器等。

3、按处理对象划分

（1）数字计算机：计算机处理时输入和输出的数值都是数字量。

（2）模拟计算机：处理的数据对象直接为连续的电压、温度、速度等模拟数据。

（3）数字模拟混合计算机：输入输出既可是数字也可是模拟数据。

五、 计算机的特点

计算机是一种高度自动化的信息处理设备。主要特点有处理速度快、计算精度高、记忆能力强、可靠的逻辑判断能力、可靠性高，通用性强。

1、处理速度快：计算机的运算速度用MIPS（每秒钟执行多少百万条指令）来衡量。

2、计算精度高：数的精度主要由表示这个数的二进制码的位数决定。

3、记忆能力强：存储器能存储大量的数据和计算机的程序。

4、可靠的逻辑判断能力：具有可靠的逻辑判断能力是计算机的一个重要特点，是计算机能实现信息处理自动化的重要原因。

5、可靠性高，通用性强。

六、 计算机的性能指标

计算机的主要技术性能指标有主频、字长、内存容量、存取周期、运算速度及其他指标。

1、主频（时钟频率）：是指计算机CPU在单位时间内输出的脉冲数。它在很大程度上决定了计算机的运行速度。单位MHz。

2、字长：是指计算机的运算部件能同时处理的二进制数据的位数。字长决定了计算机的运算精度。

3、内存容量：是指内存贮器中能存贮的信息总字节数。能常以8个二进制位(bit)作为一个字节（Byte）。

4、存取周期：存贮器连续二次独立的"读"或"写"操作所需的最短时间，单位来纳秒（ns,1ns=10-9s）。存储器完成一次"读"或"写"操作所需的时间称为存储器的访问时间（或读写时间）。

5、运算速度：是个综合性的指标，单位为MIPS（百万条指令/秒）。影响运算速度的因素，主要是主频和存取周期，字长和存储容量也有影响。

其他指标：机器的兼容性（包括数据和文件的兼容、程序兼容、系统兼容和设备兼容）、系统的可靠性（平均无故障工作时间MTBF）、系统的可维护性（平均修复时间MTTR）、机器允许配置的外部设备的最大数目、计算机系统的汉字处理能力、数据库管理系统及网络功能等。性能/价格比是一项综合性评价计算机性能的指标。

七、 计算机的应用领域

计算机的应用范围，按其应用特点可分为科学计算、信息处理、过程控制、计算机辅助系统、多媒体技术、计算机通信、人工智能。

1、科学计算：指计算机应用于完成科学研究和工程技术中所提出的数学问题（数值计算）。一般要求计算机速度快、精度高，存储容量相对大。科学计算是计算机最早的应用方面。

2、信息处理：信息处理主要是指非数值形式的数据处理，包括对数据资料的收集、存储、加工、分类、排序、检索和发布等一系列工作。信息处理包括办公自动化（OA）、企业管理、情报检索、报刊编排处理等。特点是要处理的原始数据量大，而算术运算较简单，有大量的逻辑运算与判断，结果要求以表格或文件形式存储、输出。要求计算机的存储容量大，速度则不怎么要求。信息处理目前应用最广，占所有应用的80％左右。

3、过程控制：把计算机用于科学技术、军事领域、工业、农业等各个领域的过程控制。且计算机控制系统中，需有专门的数字-模拟转换设备和模拟-数字转换设备（称为D/A转换和A/D转换）。由于过程控制一般都是实时控制，有时对计算机速度的要求不高，但要求可靠性高、响应及时。

4、计算机辅助系统：有计算机辅助教学（CAI）、计算机辅助设计（CAD）、计算机辅助制造（CAM）、计算机辅助测试（CAT）、计算机集成制造（CIMS）等系统。

5、多媒体技术，：把数字、文字、声音、图形、图像和动画等多种媒体有机组合起来，利用计算机、通信和广播电视技术，使它们建立起逻辑联系，并能进行加工处理（包括对这些媒体的录入、压缩和解压缩、存储、显示和传输等）的技术。目前多媒体计算机技术的应用领域正在不断拓宽，除了知识学习、电子图书、商业及家庭应用外，在远程医疗、视频会议中都得到了极大的推广。

6、计算机通信：是计算机技术与通信技术结合的产物，计算机网络技术的发展将处在不同地域的计算机用通讯线路连接起来，配以相应的软件，达到资源共享的目的。

7、人工智能：研究解释和模拟人类智能、智能行为及其规律的一门学科。其主要任务是建立智能信息处理理论，进而设计可以展现某些近似于人类智能行为的计算系统。人工智能学科包括：知识工程、机器学习、模式识别、自然语言处理、智能机器人和神经计算等多方面的研究。

根据查询CSDN博客显示：通迅主站和通迅服务器的区别如下：

1协议和通信方式：通信主站通常使用Modbus协议，如ModbusRTU（远程终端单元）和ModbusTCP（传输控制协议），通过串行通信或以太网通信与通信服务器进行数据交换。而通信服务器则使用TCP/IP协议，主要通过以太网通信与其他设备进行数据交换。

2控制和被控制关系：通信主站通常是发起通信的设备，负责控制通信过程，向通信服务器发送请求并处理响应数据。而通信服务器则是响应通信主站请求的设备，接收并处理来自通信主站的请求，同时向通信主站发送响应数据。

3功能和角色：通信主站通常具有CPU模块，能够进行运算处理、通信处理等功能，控制整个通信过程。而通信服务器则主要提供服务，响应通信主站的请求，相当于一个数据处理和传输的中转站。

4应用场景：通信主站通常应用于工业控制、楼宇自动化、电力系统等领域，用于实现设备之间的通信和控制。而通信服务器则广泛应用于网络通信、数据存储和处理等领域，提供数据交换和服务。

网络操作系统与网络结构

操作系统概述

单机操作系统l作为计算机和用户之间的接口，是为用户提供计算机资源的手段；由一些程序模块组成，管理和控制计算机系统中的硬件及软件资源；

合理地组织计算机工作流程，以便有效地利用这些资源为用户提供一个功能强、使用方便的工作环境；

只为本地用户服务，不能满足网络环境的要求；网络操作系统l网络操作系统l屏蔽本地资源与网络资源的差异；

作为网络用户和计算机网络的接口；

管理计算机的硬件和软件资源，如网卡、网络打印机、大容量外存等；

为用户提供文件共享、打印共享等各种网络服务；

完成网络的共享资源管理、网络的安全管理；

网络操作系统的定义：“利用局域网底层所提供的数据传输功能，为网络用户提供局域网共享资源管理服务和其他网络服务功能的局域网系统软件”；网络操作系统的特征 l与硬件无关l广域网连接l支持多客户端和多用户l网络管理l系统容错l安全性和存取控制网络操作系统的服务功能l文件服务l打印服务l数据库服务l通信服务

信息服务

目录服务

网络管理服务Internet/Intranet服务网络系统的结构及相关概念

计算机网络有两种基本的网络结构类型：对等网络；基于服务器的网络；

从资源的分配和管理的角度来看，对等网络和基于服务器的网络最大的差异就在于共享网络资源是分散到网络的所有计算机上，还是使用集中的网络服务器。

l对等网络采用分散管理的结构；基于服务器的网络采用集中管理的结构。对等网络 l网络上的计算机平等地进行通信。每一台计算机都负责提供自己的资源（文件、目录、应用程序、打印机、调制解调器或传真卡等），供网络上的其他计算机使用。

每一台计算机还负责维护自己资源的安全性。

对等网络的优点 l对等网络的结构简单，网络中对硬件的需求比较低。由于对等网络中的资源被分布到许多计算机中，因此不需要高端服务器，节省了网络成本。针对网络用户较少的网络，对等网络很容易安装和管理。

每一台机器都可以对本机的资源进行管理，如设置网络上其他用户可以访问的本地资源，以及设置访问密码等。管理网络的工作人员被分配给每台计算机的用户。

对等网络并不需要使用网络操作系统，只要每台计算机安装有支持对等连网功能的操作系统，就可以实现对等网络。

支持对等网络的操作系统有Windows 95/98、Windows NT Workstation/2000 Professional等。

对等网络的缺点

用户计算机的性能会受影响

网络的安全性无法保证

备份困难基于服务器的网络

使用一台高性能的计算机（服务器）用于存储共享资源，并向用户计算机分发文件和信息。

网络资源由服务器集中管理，服务器控制数据、打印机以及客户机需要访问的其他资源，当客户机或工作站需要使用共享资源时，可以向服务器发出请求，要求服务器提供服务。基于服务器网络的优点

易于实现资源的管理和备份l具有良好的安全性

l具有较好的性能l可靠性较高网络服务器的种类 l

文件服务器l文件服务器主要提供共享的硬盘来存储数据和应用程序，以便向客户机分发这些资源。当一台客户机需要使用文件服务器上的资源时，客户机首先将所需的文件复制到客户机本地，然后再对这些资源进行处理。在服务器上，不进行应用程序的处理，所有任务都在客户机本地进行。

应用服务器l在客户机和应用服务器上都运行有应用程序。客户机运行本地的程序，向服务器发出服务请求，要求服务器对某个数据进行处理，而服务器会将处理后的信息返送给客户机。通过这种方法，客户机几乎不处理信息，所有任务都由服务器处理。

数据库服务器： 其他类型的服务器；

邮件服务器。

邮件服务器专为处理客户机的电子邮件需要而建立，为客户机提供发送和接收电子邮件的环境。Web服务器Web服务器广泛应用于Internet和Intranet，用户通过客户机上的浏览器应用程序，浏览Web服务器上的信息。

通信服务器

通信服务器为处理远程用户拨号入网而建立。为安全起见，通信服务器应用程序通常放置在单独的服务器上。

视频服务器l视频服务器可以提供视频点播业务，同时支持多个视频流的单播或广播。服务器技术

多处理器技术

总线能力

内存

磁盘接口技术

容错技术

磁盘阵列技术

热插拨技术

双机热备份

服务器状态监视多处理器技术

l中央处理器（CPU）是决定服务器性能好坏的重要因素之一。虽然服务器对其他组件的性能要求也很高，但处理器对于决定服务器的性能仍然是很重要的。服务器可以使用一个处理器或多个处理器运行l多处理器技术的类型l非对称多处理器AMP；

对称多处理器SMP；

对多处理器的选择l根据使用的网络操作系统；l根据服务器所完成的功能；lCPU的种类Intel、AMD、Cyrix等总线和内存l服务器需要内部的高速总线来完成各种任务。l总线是计算机系统中的数据传送的“主干线路”，CPU、内存和其他的设备组件都连接到总线上。在某一时刻，服务器可能将大量的数据从磁盘传送到网卡、处理器、系统内存，并在处理完数据后将其传送回磁盘。

内存分为三种l非奇偶校验RAMl奇偶校验RAMl带有错误检查和更正（ECC）的RAM 磁盘接口技术 l计算机系统基本上采用两种硬盘接口，即EIDE（Enhanced Integrated Drive Electronics）和SCSI（Small Computer Systems Interface）。

SCSI系列标准：

SCSI-1

SCSI-1是最基本的SCSI技术规范，它使用8位的数据带宽，以大约5Mbps的速度将数据读出或写入硬盘。由于SCSI技术的不断发展，使得SCSI-1基本上不再使用了。

SCSI-2

SCSI-2扩展了SCSI技术规范，而且向SCSI添加了许多特性，还允许更快的SCSI连接。另外，SCSI-2 大大提高了不同SCSI设备制造商之间的SCSI兼容性。lFAST-SCSIlFAST-SCSI使用了基本的SCSI-2技术规范，将SCSI总线的数据传输速度从5Mbps增加到10Mbps。FAST-SCSI也被称为“Fast NARROW-SCSI”。磁盘接口技术lSCSI系列标准lWIDE-SCSIlWIDE-SCSI也是基于SCSI-2的技术，WIDE-SCSI将SCSI-2从8位增加到16位或32位的数据带宽。使用16位的WIDE-SCSI最高可以达到20Mbps。

Ultra-SCSIlUltra-SCSI也被称为“SCSI-3”，它将SCSI总线的数据传输速度增加到20Mbps。使用8位的总线时，Ultra-SCSI可以达到20Mbps的速度。使用16位总线时，速度可以提高到40Mbps。

Ultra2-SCSI

Ultra2-SCSI是SCSI标准的另一个发展，Ultra2-SCSI 使Ultra-SCSI 性能再次提高。Ultra2-SCSI 系统使用16位的总线，速度可达到80Mbps。

Ultra3-SCSIlUltra3-SCSI使得Ultra2-SCSI 的性能再一次提高，达到了160Mbps的速度。SCSI系列标准l容错是指在硬件或软件出现故障时，仍能完成处理和运算，不降低系统性能，即用冗余的资源使计算机具有容忍故障的能力，容错技术可分为：

软件容错 采用多处理器和具有容错功能的操作系统来实现容错。

硬件容错 由于硬件成本不断下降，而软件成本不断升高，因此硬件容错技术的应用越来越普遍。

硬件容错系统应具有的特性为：

使用双总线体系结构，确保系统的某一部分发生故障时仍能运行，不降低系统性能；l冗余CPU、内存、通信子系统、磁盘、电源等，确保这些关键部件的可靠性；

自动故障检测，以及故障部件的隔离和更换。磁盘阵列技术

磁盘阵列（Disk Array）是由一个硬盘控制器来控制多个硬盘的相互连接，使多个硬盘的读写同步，以减少错误，提高效率和可靠性的技术。

lRAID（Redundant Array of Inexpensive Disks）表示的是廉价磁盘冗余阵列，是磁盘阵列技术标准，RAID采用冗余的硬盘来对信息进行冗余保存，从而提高磁盘系统的可靠性。如果某个硬盘发生故障，则可以通过保存在其他硬盘上的冗余信息恢复故障硬盘的信息。 RAID技术1RAID 0 oRAID 0采用数据分割技术，将所有硬盘构成一个磁盘阵列，可以同时对多个硬盘进行读写操作；oRAID 0阵列将数据分成多个数据块，并将数据分块分布在两个或更多的硬盘上。 oRAID 0阵列中的一个驱动器出错将会导致所有硬盘上的数据全部丢失，因此可靠性最差。 RAID技术2RAID 1 oRAID 1不采用将数据分块存储在多个硬盘上的方法，而是采用磁盘镜像技术。o使用两个硬盘，并且将一个硬盘的内容同步复制到另一个硬盘上。如果其中一个硬盘出现故障，另一个硬盘将继续正常工作。 oRAID 1的可靠性较高，但硬盘的使用效率较低。 RAID技术3RAID 3oRAID 3采用数据交错存储技术。RAID 3在多个数据磁盘上分块分布数据，然后对各个数据磁盘上存储的所有数据使用异或操作，以产生一个校验数据（ECC数据），并将这个数据存储到一个校验硬盘（ECC硬盘）。如果其中一个存储数据的硬盘发生故障，导致数据出错或丢失，那么RAID 3先读出其余硬盘上的数据，再读出ECC硬盘上的校验数据，就可以恢复出错或丢失的数据。 RAID技术4RAID 5oRAID 5对RAID3技术进行了改进，除了保持分块存储数据的功能外，RAID 5将校验数据存放在所有的硬盘中。oRAID 5的优点是不必依赖一个ECC驱动器来进行所有写操作，所有硬盘都共享ECC工作，因此RAlD 5的性能要比RAID 3稍高一些，如果任何一个硬盘出现故障，可以将其替换，且数据也能够恢复。oRAID5能够将三至三十二个硬盘组合到一个阵列中。其他服务器技术

热插拨技术

大多数服务器都支持热插拨技术的组件（热插拨硬盘、热插拨电源和热插拨风扇等），它们可以在系统保持运行的同时被替换。l双机热备份l

双机热备份是指在系统使用两台或多台服务器，其中一台主用，另外一台备用，而且这些服务器都处于正常运行状态，如果主用服务器发生故障，则可自动启动备用服务器。

服务器状态监视 l大多数服务器可以监视内部组件，并预先发出可能会出现问题的警告。高端的服务器通常可以监视以下情况：

风扇的转动、系统电压、内存错误、磁盘错误、内部温度、机箱被打开等。典型的网络操作系统

早期的网络操作系统具有简单的文件服务和某些安全性特性。随着用户要求的增加，现代网络操作系统提供了更为广泛的服务。

目前，常用的网络操作系统有：Novell 公司的NetWare；

Microsoft的Windows NT/2000；l带有网络功能的UNIX。

Windows NT和Windows 2000

1983年11月，Microsoft第一个Windows产品——Windows 10；l1987年12月，Windows 20，其在技术上已有了明显的进步，允许同时执行多个程序，利用微处理器中的保护模式，突破了DOS中的640KB内存的限制 ；l1990年5月，Windows 30，对Windows 20进行了改进；

1992年5月，工作组网络Windows for Workgroup 31；Windows NT和Windows 2000l1993年5月，Windows NT 31，与DOS脱离，采用了很多新技术，但对硬件资源要求较高； l1994年9月，Windows NT 35，对NT 31进行了改进，降低了对硬件资源的要求，增加了与UNIX和NetWare等的连接和集成；

1996年7月，Windows NT 40，在性能、易用性与可管理性以及支持Internet/Intranet方面，有了重大的改进；

2000年，Windows 2000，适用于个人和企业对操作系统的各种需要；

2001年，Window XP。Windows NT的特性 l体系结构的独立性；

多处理器支持；

多线程的多任务；

大量的内存空间；

集中化的用户环境文件；

远程访问服务；

基于域和工作组的管理功能；

容错与多驱动器阵列(RAID)支持；Windows 2000 产品系列 lWindows 2000 ProfessionallWindows 2000 Professional是Microsoft在Windows NT Workstation 40基础上发展起来的客户端的操作系统，不仅继承了NT Workstation 40的稳定性和可靠性等优点，而且还拥有了更好的用户界面、支持即插即用、管理起来也更加方便，而且具有更高级别的安全性和更好的性能。Windows 2000产品系列lWindows 2000 Serverl用来支持文件和打印、应用程序、Web以及通信服务功能的多任务操作系统。

提供可扩展、基于Internet标准、与操作系统紧密结合的活动目录服务，方便了网络资源的管理和查找。

提供了Web和Internet服务，为客户在商业上采用Web技术提供了便利条件，它能适应从简单的Web站点到Web应用及视频点播等流媒体服务的各种需要。l支持4GB的物理内存和两路SMP对称多处理系统，并包含了活动目录、COM+、公共密钥设施、智能镜像(ntellimirror)和Terminal服务等特性，它适合于中小型规模企业作为应用分发、Web服务器、工作组和分支办公室的服务器操作系统。Windows 2000产品系列lWindows 2000 Advanced Serverl部门和应用服务器，比Windows 2000 Server提供了更多的网络功能和Internet服务；支持四路SMP和64GB物理内存；

集成了可伸缩集群服务，是数据库应用、高可用集群和为大型系统和应用的可伸缩性提供负载平衡服务的理想平台。Windows 2000 Server产品系列lWindows 2000 Datacenter ServerlDatacenter Server是功能性最强的服务器操作系统。l支持16路SMP和64GB的物理内存。lWindows 2000 Datacenter Server提供了集群和负载平衡服务两个基本特征服务，适合于大规模数据仓库、计量经济学分析、大规模科学和工程计算、事务处理、大规模的ISP等应用。 NetWare操作系统 lNetWare操作系统的发展起源于1981年，Novell公司首次提出了LAN文件服务器的概念；

1983年，基于Motorola MC68000 (操作系统为CP/M)的网络操作系统Novell SHARE-NET。 1984年， NetWare 10，以MS-DOS为环境的网络操作系统。

1985年，Advanced NetWare 1X，增加了多任务处理功能，完善了低层协议，并支持基于不同网卡的结点互连；

1986年，Advanced NetWare 20，扩充了虚拟内存工作方式，并且内存寻址突破640KB；NetWare操作系统

1987年， NetWare 21，在Netware文件服务器增加了系统容错机制(SFT)，包括热修复、磁盘镜像和磁盘双工等特性；

1990年， NetWare 31，在网络整体性能、系统的可靠性、网络管理 和应用开发平台等方面予以增强；

1993年， NetWare 40，在311的基础上，增加了目录服务和磁盘文件压缩功能，具有良好的可靠性、易用性、可缩放性和灵活性。

1998年9月，NetWare 5，更大程度地支持并加强了Internet/Intranet以及数据库的应用与服务。

NetWare操作系统的结构 lIPX（Internet Packet eXchange）作为网络层的分组交换协议，提供分组寻址和选择路由功能，但不保证可靠到达，相当于数据报功能。IPX是Netware结构中关键部分，是工作站和文件服务器相互通信的协议，是较高层SPX和NetBIOS的基础。lSPX（Sequenced Packet eXchange）是NetWare的运输层协议，它与TCP/IP协议组中的TCP协议类似，以面向连接的通信方式工作，向上提供简单却功能很强的服务。它可以保证信息流按序、可靠地传送。NetWare操作系统的结构 oNetWare核心协议NCP（NetWare Core Protocol）在用户发送请求给服务器的远端文件服务过程中执行。文件服务过程所产生的相应信息送回给用户。在NCP的基础上形成了文件和网络所有的服务。利用这些服务，可以构成各种功能的应用程序。NCP支持使用虚电路和数据报两种网络应用接入接口。oNCP的主要功能是：服务连接维护、目录维护、文件维护、数据访问同步、保密库维护、网络维护、打印维护、软件拷贝保护、计费服务和队列管理服务。

Netware的特点

具有多任务、多用户的功能，工作站软件所占内存较小，支持多种局域网硬件，保护了已有硬件投资；NetWare使用开放性协议技术OPT(Open Protocol Technology)，允许各种协议的结合，使各类工作站可与公共服务器通信；NetWare高效的硬盘存取管理技术消除了服务器的瓶颈。Netware文件服务器具有五种安全性措施：注册口令、受托者权、目录权、文件属性和文件服务器安全性。这些安全性措施可以单独使用，也可以混合使用。Netware的系统容错技术

三级容错l第一级针对硬盘表面介质出故障而设计，采用双重目录、文件夹、磁盘热修复等；

第二级针对硬盘故障而设计，采用硬盘镜像方法；

第三级提供文件服务器镜像的功能；

UNIX操作系统

UNIX不是网络操作系统，但由于它能支持通信功能，并提供一些大型服务器的操作系统的功能，因此也可把它作为网络操作系统；

在20世纪80年代，UNIX是用于小型计算机的操作系统，以替代一些专用操作系统。在这些系统中，UNIX作为一种多用户操作系统运行，应用软件和数据集中在一起，经过不断的发展，UNIX已成为可移植的操作系统，能运行在范围广阔的各种计算机上，包括大型主机和巨型计算机，从而大大扩大了应用范围。 UNIX操作系统的结构

UNIX内核

UNIX内核的功能是完成底层与硬件相关的功能，控制着计算机的资源，并且将这些资源分配给正在计算机上运行的应用程序。

ShelllShell的作用是解释来自用户和应用的命令，使计算机资源的管理更加容易和高效。Shell程序与用户进行交互，使用户能够运行程序、拷贝文件、登录或退出系统以及完成一些其它的任务。Shell程序可以显示简单的命令行提示光标，或者显示一个有图标与窗口的图形用户界面（X-Windows）。Shell程序与在UNIX上运行的应用程序一起利用内核提供的服务，对文件与外围设备进行管理。由于Shell程序与硬件无关，因此更容易移植，UNIX可具有多种 Shell。o实用程序与应用n实用程序处于Shell的外层，提供了大部分的可执行程序，而用户的应用程序在实用程序之上。严格来讲，实用程序和应用程序是属于同一性质的，但实用程序大多是为了帮助操作系统执行作业以及帮助程序员开发软件。由于UNIX具有很多的实用程序，使UNIX实际上成为和硬件独立的操作系统，适用于开发范围甚广的各种应用。UNIX操作系统的结构 UNIX操作系统的功能特性

UNIX是一个多用户、多任务操作系统；

UNIX具有良好的用户界面；

UNIX的设备独立性；l具有很好的可移植性；l可以直接支持网络功能；l可靠的系统安全。关于Linux操作系统

UNIX操作系统一个很大的缺点就是UNIX价格昂贵，Linux是一个自由软件，它对各厂家的UNIX造成了巨大的冲击。

Linux是一套免费使用和自由传播的类UNIX操作系统，它主要用于基于Intel x86系列CPU的计算机上。这个系统是由全世界各地的成千上万的程序员设计和实现的。其目的是建立不受任何商品化软件的版权制约的、全世界都能自由使用的UNIX兼容产品。

服务器是指一台能够执行特定功能并向其他设备或程序提供服务的计算机。其性能配置通常比一般计算机高，系统软件和服务器软件都较为稳定，可以实现多种服务，如网站、数据库、文件共享、邮件服务器等，并与其他设备或程序通过多种网络协议进行通信。

家用电脑是指用于个人或家庭的常规计算机设备，通常由CPU、内存、硬盘、显示器、键盘、鼠标等组成。它的主要用途是供个人使用，进行日常的办公、学习、娱乐等活动。家用电脑通常预装有操作系统以及常用应用程序，并支持接入互联网和外部设备，如打印机、摄像头等。家用电脑一般不需要高性能硬件和系统软件，也不需要具有复杂的管理和维护能力，相对较为简单易用，因此广泛应用于家庭、学校、办公室等场所。

两者之间各种区别：

硬件

服务器通常采用更高端的硬件配置，例如更高的CPU、内存、硬盘容量以及更强的冗余设计，以保证服务器的稳定性和可靠性。

软件系统

服务器通常采用专业的操作系统和服务器软件，例如Linux、Windows Server、Apache、Nginx等，以提供更稳定、高效的服务并支持多用户并发访问。

功能

服务器主要用于提供各种服务，例如Web服务器、数据库服务器、邮件服务器等，使用户可通过网络远程访问到这些服务。而家用计算机的主要功能则是用于个人或家庭的日常办公、娱乐。

安全性

由于服务器面对的是公网的访问，因此需要具备更高的安全性能。服务器通常采用多种安全措施，例如防火墙、入侵检测、数据加密等，以防范恶意攻击和数据泄露。

维护成本

由于服务器需要24小时不间断运行，因此维护成本相对较高。服务器的维护需要专业人员进行管理和维护，同时也需要经常进行备份和安全检查。而家用计算机的维护则相对简单，可以通过自己处理绝大部分问题。

1、硬件通讯是指通过硬件设备之间的交互来进行数据传输和通信的过程。这包括各种硬件设备之间的通信方式，比如计算机之间的网络通信、传感器与控制器之间的数据传输、设备与外部设备的连接等。硬件通讯通常涉及到物理层面的连接和传输协议，如以太网、串口、USB等。

2、服务器通讯则是指在计算机网络中，通过服务器进行数据交互和通信的过程。服务器是一种专门用于存储和处理数据的高性能计算机，它提供了各种服务和资源，如网站、电子邮件、数据库、文件共享等。服务器通讯可以是客户端与服务器之间的通信，也可以是服务器之间的通信。在服务器通讯中，使用的通信协议主要有HTTP、FTP、SMTP等。

3、总结来说，硬件通讯是指硬件设备之间的数据传输和通信，涉及物理连接和传输协议；服务器通讯是指通过服务器进行数据交互和通信，涉及到计算机网络和相关的通信协议。两者在技术和应用上有所差异，但也存在交叉和互相关联的情况，比如服务器通讯可能需要借助硬件设备进行数据传输。

社会信息化浪潮与知识经济浪潮推动我们进入了21世纪新的历史进程，对于21世纪人类社会将具有什么样的经济和时代特征人们已经进行了各种分析，提出了种种看法，如信息社会、信息经济、知识经济时代、全球信息社会、全球一体化经济、比特时代、数字经济、数字时代、网络时代、网络经济等等。虽然众说纷纭，但信息化、数字化、全球化、网络化应是21新世纪人类社会的重要特征，似已成为人们共识。其中，以计算机网络迅猛发展而形成的网络化则是推动信息化、数字化和全球化的基础和核心，因为计算机网络系统正是一种全球开放的，数字化的综合信息系统，基于计算机网络的各种网络应用系统通过在网络中对数字信息的综合采集、存储、传输、处理和利用而在全球范围把人类社会更紧密地联系起来，并以不可抗拒之势影响和冲击着人类社会政治、经济、军事和日常工作、生活的各个方面。因此，计算机网络将注定成为21世纪全球信息社会最重要的基础设施。计算机网络技术的发展也将以其融合一切现代先进信息技术的特殊优势而在21世纪形成一场崭新的信息技术革命，并进一步推动社会信息化和知识经济的发展。而计算机网络系统和相关技术也必将在21世纪社会信息化和知识经济浪潮中更快更大的发展。

根据以上对现代计算机网络在全球社会信息化进程中特殊重要作用的认识，对于计算机网络技术的研究和发展趋势的分析，也应提高到系统的高度来认识，用系统观点来分析。人们常用C&C来描述计算机网络，从系统观点看，这已很不够了(C+C>2C)，虽然计算机和通信系统在计算机网络系统中都是非常重要的基本要素，但计算机网络并不是计算机和通信系统的简单结合，也不是计算机或通信系统的简单扩展或延伸，而是融合了信息采集、存储、传输、处理和利用等一切先进信息技术的，具有新质和新功能的新系统。人们也常用OSI分层通信体系模型及相应的通信协议来描述计算机网络，从系统观点看，这同样也已很不够了，网络分层通信体系对于计算机网络系统来说，确实非常重要，但它基本上只是用以解决网络系统中计算机之间如何通信问题，远不能代表计算机网络系统更广泛和丰富的内涵，它也只能是计算机网络系统的一个基本要素，这如同指令系统对于计算机系统一样。因此，对于现代计算机网络的研究和分析，应该特别强调计算机网络是系统（The Network is the System）的观点，并用系统科学和信息科学的理论和方法来指导，才有可能使我们能够站在一个较高的高度来重新认识计算机网络系统结构、性能及网络工程技术和网络实际应用中的许多重要问题，也更便于把握计算机网络系统的发展趋向。这对研究网络新技术、开发网络新应用和设计制造网络新产品都具有重要意义。下面我们试用系统观点对21世纪现代计算机网络系统的基本发展方向作一些分析：

开放和大容量的发展方向

系统开放性是任何系统保持旺盛生命力和能够持续发展的重要系统特性，因此也应是计算机网络系统发展的一个重要方向。基于统一网络通信协议标准的互联网结构，正是计算机网络系统开放性的体现。统一网络分层体系结构标准是互联异种机的基本条件，Internet所以能风靡全球，正是它所依据的TCP/IP协议栈已逐步成为事实上的计算机网络通信体系结构的国际标准。各种不同类型的巨、大、中、小、微型机及其它网络设备，只要所装网络软件遵循TCP/IP协议栈的标准，都可联入Internet中协同工作。早期那种各大公司专用网络体系结构群雄竞争的局面正逐步被TCP/CP一统天下的形势取代，这是计算机网络系统开放性大趋势所决定的。互联网结构是指在网络通信体系第三层路由交换功能统一管理下，实现不同通信子网互联的结构，它体现了网络分层体系中支持多种通信协议的低层开放性，因为这种互联网结构可以把高速局域通信网、广域公众通信网、光纤通信、卫星通信及无线移动通信等各种不同通信技术和通信系统有机地联入到计算机网络这个大系统中，构成覆盖全球、支持数亿人灵活、方便上网的大通信平台。近几年来，各种互联设备和互联技术的蓬勃发展，也体现了网络这种低层开放性的发展趋势。统一协议标准和互联网结构形成了以Internet为代表的全球开放的计算机网络系统。标准化始终是发展计算机网络开放性的一项基本措施，除了网络通信协议的标准，还有许多其它有关标准，如应用系统编程接口标准、数据库接口标准、计算机OS接口标准及应用系统与用户使用的接口标准等，也都与计算机网络系统更方便地融入新的信息技术，更大范围的开放性有关。计算机网络的这种全球开放性不仅使它要面向数十亿的全球用户，而且也将迅速增加更大量的资源，这必将引起网络系统容量需求的极大增长而推动计算机网络系统向广域的大容量方向发展，这里大容量包括网络中大容量的高速信息传输能力、高速信息处理能力、大容量信息存储访问能力，以及大容量信息采集控制的吞吐能力等，对网络系统的大容量需求又将推动网络通信体系结构、通信系统、计算机和互联技术也向高速、宽带、大容量方向发展。网络宽带、高速和大容量方向是与网络开放性方向密切联系的，21世纪的现代计算机网络将是不断融入各种新信息技术、具有极大丰富资源和进一步面向全球开放的广域、宽带、高速网络。

一体化和方便使用的发展方向

一体化是一个系统优化的概念，其基本含义是：从系统整体性出发对系统重新设计、构建，以达到进一步增强系统功能、提高系统性能、降低系统成本和方便系统使用的目的。一体化结构 就是一种系统优化的结构。计算机网络发展初期确是由计算机之间通过通信系统简单互联而实现的，这种初期的网络功能比较简单（主要是远程计算机资源共享），联网后的计算机和通信系统基本上仍保持着联网前的基本结构。随着计算机网络应用范围的不断扩大和对网络系统功能、性能要求的不断提高，网络中的许多成分必将根据系统整体优化的要求重新分工、重新组合，甚至可能产生新的成分。例如客户 / 服务器结构就是一种网络系统内部的计算机分工协同关系：客户机面向客户被设计的更简单和方便使用，如各种专用浏览器、瘦客户机、网络计算机、无盘工作站等；服务器面向网络共享的服务，被设计得更专门化、更高效，如各种web服务器、计算服务器、文件服务器、磁盘服务器、数据库服务器、视像服务器、邮箱服务器、访问服务器、打印服务器等。C/S分工协同实际上已成为计算机网络系统的一种基本结构和工作模式。另外，网络中通信功能从计算机结点中分离出来形成各种专用的网络互联通信设备，如各种路由器、桥接器、交换机、集线器等，也是网络系统一体化分工协同的体现。国际互联网中骨干网与接入网的分工，ISP、ASP、IPP、ICP及IDC等各种网络服务提供商的出现，也是互联网更大范围、更高层次的系统分工与协同。系统一体化的另一条路径是基于虚拟技术，通过硬件的重新组织和软件的重新包装来构造各种网络虚拟系统以优化系统性能。网络上各种透明结点的分布应用服务，如分布文件系统、分布数据库系统、分布超文本查询系统等，用户看到的是一个虚拟文件系统、虚拟数据库系统和虚拟信息查询系统，他们可以方便地使用这些虚拟系统而不必关心网络内部结构和操作细节。进而，网络的各种具体应用系统，如办公自动化系统、银行自动汇兑系统、自动售票系统、指挥自动控制系统、生产过程自动化系统等等，实际上都是更高层次的网络虚拟系统，它适应更广泛的用户，更方便地使用网络，用户从网络得到的服务更体现了网络内部各种信息技术的综合结果。虚拟技术实际上也是一种系统的黑盒子方法。21世纪的现代计算机网络将是网络内部进一步优化分工，而网络外部用户可以更方便、更透明使用的网络。

多媒体网络的发展方向

被称为多媒体的文字、话音、图像等，实际上并不是物质媒体，而仍是一些信息表现形式。所谓多媒体技术实质上也应是这些多种形式的信息如何进行综合采集、传输、处理、存储和控制利用的技术，也是一种综合信息技术。信息技术是对人自然信息功能进行增强和扩展的技术，人对客观世界的最初认识正是通过眼观（形状、颜色等形象信息）、耳听（声音信息）、手触（物理属性信息）、鼻嗅、舌尝（化学属性信息）而综合形成对某种事物的感性认识的。可见，人对客观世界最基本的认识过程，正是一种多媒体信息的采集过程。因为客观事物的属性是以各种信息形式综合表现出来的，人只有通过综合采集这些不同形式的信息，才能形成对客观事物比较完整和全面的认识。由此可见，人在大脑中存储的对客观世界的认识，实际上也是一种综合的多媒体信息。进而，从感性认识上升到理性认识的处理，也是一种多媒体信息的处理。因此，知识也是一种综合型的多媒体信息。现在，高度综合现代一切先进信息技术的计算机网络应用已越来越广泛的深入到社会生活的各个方面。人们从计算机网络系统得到各种服务，自然希望也能像他们直接观察客观世界以及直接进行人与人之间交往那样，具有文字、图形、图像、和声音等多种信息形式的综合感受。正是人类自然信息器官对多媒体信息的这种自然需求，推动了各种信息技术与多媒体技术的结合，特别是计算机网络这一综合信息技术与多媒体技术的结合。从某种意义上讲，这恰似信息技术发展到一定阶段而呈现的一种返璞归真现象。因此，多媒体技术与计算机网络的结合与融合既是多媒体技术发展的必然趋势，也是计算机网络技术发展的必然趋势。目前，手写输入、语音声控输入、数字摄像输入、大容量光盘、IC卡、扫描仪等各种多媒体采集技术，压缩介压、信道分配、流量控制、时空同步、QoS控制等多媒体信息传输技术，语音存储、视像存储、面向对象数据库、超媒体查询等多媒体存储技术，MMX芯片、Mpact媒体处理器等多媒体处理技术，以及高精度彩显、彩打、虚拟现实VR、机器人等多媒体利用控制技术的蓬勃发展，为多媒体计算机网络的形成和发展提供了有力的技术支持。电信网、电视网与计算机网的三网合一，也是在更高层次上体现了系统一体化和多媒体计算机网络的发展趋势。三网合一虽然还存在技术和体制等方面的不少问题，但大趋势已逐渐明朗，光纤到家、家用信息电器、家庭布线网络、VOD视频点播、IP电话、网络会议、多媒体网络教学、智能大厦等与此有关的技术和产品正在迅猛发展，21世纪的现代计算机网络必定是进一步融合电信、电视等更广泛功能，并且掺入千千万万家庭的多媒体计算机网络。

高效、安全的网络管理方向

计算机网络是一个系统，而且很多情况下是一个复杂的大系统。它的应用日益广泛、规模日益扩展而结构日益复杂。如同一个国家需要强有力的管理一样，计算机网络这样的大系统，如果没有有效的管理方法、管理体制和管理系统的支撑和配合，就很难使它维持正常的运行，因而也就很难保证它的功能和性能的实现。计算机网络管理的基本任务包括网络系统配置管理、性能管理、故障管理和安全管理等几个主要方面。显然，这些网络管理任务，都涉及计算机网络系统的整体性、协同性、可靠性、可控性、可用性及可维性等重要系统特征。所以，网络管理问题是计算机网络系统的一个重要的全局性问题。任何一个网络系统的设计、规划和工程实施，都必需对网络管理问题作一体化的统盘考虑。系统设计者经常需要在系统安全、可靠性指标和其他质量指标的矛盾中权衡、折衷。采用什么样的网管方法和系统方案，不仅影响网络系统的功能和性能，而且也直接影响网络系统的结构。虽然，计算机网络的基本应用服务功能与网络管理功能有所区别，有所分工，但又是紧密联系的。在网络内部结构中，实现这两部分功能的软、硬件实体也是紧密结合甚至融合在一起的。所以，网络管理系统已成为现代计算机网络系统中不可分割的一部分。网络管理应着眼于网络系统整体功能和性能的管理，趋于采用适应大系统特点的集中与分布相结合的管理体制。在当前网络全球化的大发展的形势下，各种危害网络安全的因素，如病毒、黑客、垃圾邮件，计算机犯罪等也很猖獗，并且也具有全球传播的特点，它们不仅影响网络系统的正常工作和网络应用系统的安全使用，甚至可能威胁网络系统的生存。因此，进一步研究和发展各种先进的访问控制、防火墙、反病毒、数据加密和信息认证等网络系统信息安全技术已成为计算机网络系统发展不可缺少的重要保障。21世纪的现代计算机网络应该是更加高效管理和更加安全可靠的网络。

为应用服务的发展方向

设计和建造计算机网络系统的根本目的就是为了应用。从系统观点看，网络应用最终体现了网络系统的目的性和系统功能。应用需求始终是推动技术发展的根本动力，技术发展又提供更多、更好的应用服务，这是技术发展与应用需求的基本辩证关系。作为高度综合各种先进信息技术的计算机网络，正是在人类社会信息化应用需求的推动下迅速发展起来的；而计算机网络也正是通过各种具体网络应用系统来体现对社会信息化支持的。国家信息化、领域信息化、区域信息化和企业信息化最后都要落实到建立各行各业、各具体单位的各种具体网络应用系统，如各种管理信息系统、办公自动化系统、决策支持系统、事务处理系统、信息检索系统、远程教育系统、指挥控制系统、异地协同合作系统以及综合的集成制造系统、电子商务系统、交通自动订票系统等，各行各业的不同用户也越来越需要依赖具体应用软件来使用网络。因此，基于基本网络系统平台之上的各种网络应用系统已成为计算机网络系统不可分割的重要组成部分。对具体网络信息系统的系统集成实际上就是用系统工程方法来具体规划、设计和构造一个具体的网络应用系统。目前，网络应用系统体系结构的研究、网络应用软件开发工具的研究、分类应用系统规范和标准化的研究，以及综合应用系统集成方法的研究等都非常活跃，取得了很大进展，也体现了计算机网络系统为应用服务的发展方向。21世纪的现代计算机网络呈现给广大用户面前的将是适应更广泛应用需求的、更方便使用的、但却更看不到网络的各种各样网络应用系统。

智能网络的发展方向

人工智能技术在传统计算机基础上进一步模拟人脑的思维活动能力，它包括对信息进行分析、归纳、推理、学习等更高级的信息处理能力，所以人工智能技术也是一种更高层次的信息技术。智能计算机使计算机具有更接近人类思维能力的高级智能，是计算机技术的必然发展。但在现代社会信息化进程中，由于计算机网络技术的飞速发展，计算机与计算机技术已越来越多地被融入计算机网络这个大系统中，与其他信息技术一起在全球社会信息网络这个大分布环境中发挥作用。因此，人工智能技术、智能计算机与计算机网络技术的结合与融合，形成具有更多思维能力的智能计算机网络，不仅是人工智能技术和智能计算机发展的必然趋势，也是计算机网络综合信息技术的必然发展趋势。当前，基于计算机网络系统的分布式智能决策系统、分布专家系统、分布知识库系统、分布智能代理技术、分布智能控制系统及智能网络管理技术等的发展，也都明显的体现了这种智能计算机网络的发展趋向。21世纪的现代计算机网络系统将是人工智能技术和计算机网络技术更进一步结合和融合的网络，它将使社会信息网络不仅更有序化，而且也将更智能化。

作者:长沙国防科技大学 计算机学院 倪鹏云