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中国的计算机网络发展历史

发布时间: 2023-01-20 00:22:33

计算机网络的发展分为哪几个阶段

第一代计算机网络——远程终端联机阶段。

第二代计算机网络——计算机网络阶段。

第三代计算机网络——计算机网络互联阶段。

第四代计算机网络——国际互联网与信息高速公路阶段。

中国计算机网络设备制造行业是改革开放后成长起来的,早期与世界先进水平存在巨大差距;但受益于计算机网络设备行业生产技术不断提高以及下游需求市场不断扩大,我国计算机网络设备制造行业发展十分迅速。

近两年,随着我国国民经济的快速发展以及国际金融危机的逐渐消退,计算机网络设备制造行业获得良好发展机遇,中国已成为全球计算机网络设备制造行业重点发展市场。

(1)中国的计算机网络发展历史扩展阅读

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。

⑵ 我国互联网的发展历程

我国Internet的发展,经历了1994年开始的科研教育上网,1996年的百姓上网,到1999年的政府上网,2000年的企业上网。它在中国的发展历程,按其应用性质来分,大致可以分为四个阶段:1986~1993为第一个阶段,是电子邮件使用阶段;1994~1995为第二个阶段,是教育科研应用阶段;1996~1997为第三阶段,是商业应用阶段;1998~2000为第四阶段,是普及阶段。按时间顺序来分可分为三个历史时期:第一阶段为萌芽时期,第二阶段是初创时期,第三、第四阶段为发展时期。其中,第三阶段为低速发展时期,第四阶段为高速发展时期。

一、电子邮件使用阶段:1986~1993

这一阶段是从1986年到1993年底,它又分为两个小过渡阶段,即直接利用国外Internet阶段和国外为中国代理网点阶段。

1.直接利用国外的Internet阶段:我国最早使用Internet是从1986年开始的。当时国内的一些科研单位,通过长途电话拨号到欧洲的一些国家进行联机数据库检索。不久,通过拨号上网与这些国家的Internet联系,进行E-mail通信。1988年,清华大学校园网通过X.25网与加拿大UBC大学联接,开通了电子邮件应用。与此同时,中科院高能物理研究所DECNET成为西欧中心DECNET的延伸,实现了计算机国际远程联网及与欧洲和北美地区的电子邮件通信。1989年5月,中国研究网(CRN)也通过X.25试验网实现了与德国研究网(DFN)的互联。

2.国外网点代理阶段:从1990年开始,利用欧洲国家的计算机作为网点,在X.25网与Internet之间进行转接,我国CNPAC科技用户实现了与Internet用户的E-mail通信。10月注册登记了我国的顶级域名CN,并且从此开通了使用中国顶级域名CN的国际电子邮件服务。由于当时中国还未能正式联入Internet,所以委托德国卡尔斯鲁厄大学运行CN域名服务器。1991年,中科院高能物理研究所采用DECNET协议,以X.25方式联入美国斯坦福线性加速器中心(SLAC)的LIVEMORE实验室,开通了电子邮件通信。1993年3月,中科院高能物理研究所开通了一条64Kbps国际数据信息线路,联接中科院高能所和美国斯坦福线性加速器中心(SLAC),运行DECNET协议,这时还不能提供完全的Internet功能,但经SLAC中心的转接,可以与Internet进行E-mail通信。有了这条专线后,通信能力大大提高,通信费用大为降低,促进了Internet的部分功能在中国的应用。

3.互联网络建设开始启动:早在1989年9月,原国家计委就组织对世界银行贷款项目中关村地区教育与科研示范网络(NCFC)工程招标。经过3年的建设到1992年,NCFC工程的院校网,即中科院院网(CASNET),连接了中关村地区30多个研究所及中科院院部,清华大学校园网(TUNET)、北京大学校园网(PUNET)全部完成建设,1993年8月国家启动金桥工程前期建设。

二、教育科研应用阶段:1994~1995

这一阶段已正式与Internet联接,能够提供Internet的全部功能和服务。主要是为教育和科研服务。

1.正式接入Internet:1994年4月20日通过美国Sprint公司接入Internet,开通了一条64K国际专线,通过TCP/IP联接实现了与Internet全部功能的对接。从此,我国被国际上正式承认有Internet的国家。1994年5月15日,中科院高能物理研究所设立了国内第一个Web服务器,推出第一套网页。到此为止,中国的Internet建设事业还只是在北京地区的高校和科研单位中点点滴滴地边使用、边建设、边发展,还没有向外辐射发展。1995年3月是Internet建设事业从北京向外辐射发展的时期。当时中科院完成了上海、合肥、武汉、南京4个分院的联接,迈出了Internet向全国扩展的第一步。

2.四大网络的产生和发展

(1)CSTNET(中国科学技术网)的产生和发展:1995年4月,中科院启动了京外单位联网工程,也就是“百所联网工程”。它联接了全国12个分院,100多个研究所,用户超过1万人。CSTNET成为中科院的主干网,在中国科研领域发挥了重大作用。

(2)CERNET(中国教育和科研网)的产生和发展:1993年12月开始立项,1995年12月实现与Internet连接。网络分成主干网、地区网和校园网三级。除了清华大学的网络中心及北京大学外,还包括上海、南京、广州、武汉、西安、成都和沈阳等八大城市10所大学,分别用DDN在线相互联通,构成CERNET的10个骨干结点,进而推进“百校联网”计划。CRENET的服务对象包括全国1000多所大学,300多万教师、研究生和在校生,还有4万所中学的550万名师生和16万所小学的1�2亿师生。

(3)CHINANET(中国公用计算机网)的产生和发展:CHINANET是邮电部门经营管理的中国公用Internet网,是中国Internet骨干网。1994年9月开始启动建设。用户可以通过CHINANET的灵活接入方式,方便地接入全球Internet。它已经覆盖了全国31个省、自治区、直辖市,200多个城市的接入网已经建成。1995年6月完成一期工程并正式向用户提供服务。全国各地用户可通过公用电话网、中国公用分组交换数据网、中国数字数据网等线路以电话拨号入网,通过帧中继入网、专线入网等方式联接,接受Internet服务。

(4)CHINAGBN(中国金桥信息网)的产生和发展:1996年9月6日正式宣布开通并提供服务是国家公用经济信息通信网。服务对象的侧重点是公司、企业,主要提供专线集团用户的接入服务和个人用户的单点上网服务。

三、商业应用阶段:1996~1997

1.四大网络全面开通并全面提供Internet服务:1996年1月,中国公用计算机网(CHINANET)全国骨干网建成正式开通,全国范围内的公用计算机互联网开始提供服务。CHINANET作为商用网向社会公众提供Internet服务,标志着中国Internet的发展进入商用阶段。从此,Internet这一新生事物以其强大的生命力如一股狂飙风席卷中国大地。CHINANET在全国范围内热火朝天地建设骨干网,陆续在各大城市开通业务。1996年9月,中国金桥信息网(CHINAGBN)联入美国的256K专线正式开通,又为Internet商业服务注入了新的力量。同年11月,中国教育和科研计算机网(CERNET)开通2M国际信道。12月,中国公众多媒体通信网(169网)开始全面启动,广东视聆通、天府热线、上海热线作为首批站点正式开通。同时,全国各地的ISP也如雨后春笋般地蓬勃兴起。据统计,在1996年底,中国的Internet用户已达15万,接入网络的计算机达5万多台,仅在北京地区就有30多家ISP开始营业,如中网、东方网景、瀛海威等,它们的规模甚至超过了官方相应的机构,成为推动中国Internet发展的重要力量。尤其是NCFC、CHINANET、CERNET、CHINAGBN这四大网络的开通,使中国Internet的主干网初具规模。

2.管理进入专业化:1996年1月,国务院信息化工作领导小组成立。同年2月11日,国务院发布第195号令《中华人民共和国计算机信息网络管理暂行规定》。1997年5月30日,国务院信息化领导小组办公室发布《中国互联网络域名注册暂行管理办法》,授权中科院组建和管理中国互联网络信息中心(CNNIC),授权中国教育和科研计算机网络中心与CNNIC签约并管理二级域名.e.cn。1997年6月3日,中科院组建了中国互联网络信息中心(CNNIC),行使国家互联网络信息中心的职责。同日,国务院信息化工作领导小组办公室全面成立中国互联网络信息中心工作委员会。

3.商业应用:1997年11月,中国互联网络信息中心(CNNIC)发布了第一次《中国Internet发展状况统计报告》。据该报告统计,截止到1997年10月31日,我国上网计算机29�9万台,上网用户62万人,CN下注册的域名4066个,WWW站点1500个,国际出口带宽18�64Mbps。四大网络大力发展了各自的下属网络和用户。其中,中国教育和科研网在国内联接了300多个大学的校园网,每天上网的用户人数超过15万。中国科学技术网已经联接了中科院所属的大部分科研院所及30多个勘察部门的网络;已有200多个接入网络连接1万多台计算机。中国公用计算机网已覆盖了31个省、自治区、直辖市,并在200多个城市设有节点。中国金桥信息网也在全国30多个省、自治区、直辖市设立了70多个节点。

四、快速发展阶段:1998~2000

在这一阶段我国的Internet沿着两个方向迅速发展,一是商业网络迅速发展,二是政府上网工程和企业上网工程开始启动。

1.商业网络发展迅猛:1998年2月,我国直接接入互联网络的计算机有6�4万台,拨号接入互联网络的计算机达34万台,接入网络的总数已过1000个,使用互联网络的用户已超过80万。到1998年6月30日,上网计算机总台数为54�2万台,上网用户为117�5万人,CN下注册的域名为9415个,WWW站点为3700个,国际出口带宽为84�64Mbps。半年之后,1999年1月,上网的计算机台数为74�7万台,增长40%,上网用户数为210万人,增长达80%,CN下注册的域名数为18396个,增长96%,WWW站点为5300个,增长43%,国际出口带宽为143M256K,增长58%。

2.政府上网工程开始启动:1999年1月22日,“政府上网年”的第一幕正式拉开,由原国家经贸委信息中心和中国电信共同主办,联合48个部委和国务院直属机构共同发起的“政府上网工程”正式启动。其目的在于推动各级政府部门将公众信息资源及其应用系统上网,全面推动国民经济信息化。同年6月,外交部、科技部、文化部、建设部、农业部、信息产业部等前期上网的政府网址联合进行了网上演示,随着演示的成功立即掀起了政府上网高潮。发起单位从原来的48家增加到57家,全国人大、全国政协、国务院办公厅、国防科工委等单位也加入了发起单位行列。在同一时间,也有34个部委办的政府网站正式开通,并且还有一些行业信息网站以及各省、地市的政府网站也陆续开通。在1999年里,有60%以上的部委、办、局和各级政府部门在163、169网上建立起正式网站。到2000年时,80%以上的各级政府及各个部门在网上建有正式站点,并提供信息共享和便民应用项目。

⑶ 计算机网络的发展简史

第一阶段:ARPANET单个网络(利用交换机实现主机交流)

第二阶段:三级结构互联网(主干网、地区网、校园网;可以把美国的各个大学、实验室等连接起来)

第三阶段:多层次ISP互联网(internet service provider中国电信、移动、联通;主干ISP通过海底电缆与全球相连、地区ISP比如北京移动、公司校园家庭)

1980年开始互联网实验
1989年建立第一个公共网络
1994年接入国际互联网

当前中国最大的公用计算机网络
中国电信互联网CHINANET
中国联通互联网UNINET
中国移动互联网CMNET
中国教育与科研计算机网CERNET
中国科学技术网CSTNET

⑷ 计算机网络的发展历史

在当今社会,计算机网络技术的应用无处不在,各行各业都能够看到计算机网络技术的影子,这充分说明了计算机网络技术对于推动社会发展的重要作用和积极意义。下面是我跟大家分享的是计算机网络的发展历史,欢迎大家来阅读学习。 计算机网络的发展历史

计算机网络的发展历史

计算机网络的发展

计算机网络的发展过程大致可分为以下四个阶段:

第一阶段:以单个计算机为中心的远程联机系统,构成面向终端的计算机通信网(20世纪50年代)

第二阶段:多个自主功能的主机通过通信线路互联,形成资源共享的计算机网络(20世纪60年代末)

第三阶段:形成具有统一的网络体系结构、遵循国际标准化协议的计算机网络(20世纪70年代末)

第四阶段:向互连、高速、智能化方向发展的计算机网络(始于20世纪80年代末)

1. 面向终端的计算机通信网

1946年世界上第一台电子计算机ENIAC在美国诞生时,计算机技术与通信技术并没有直接的联系。20世纪50年代初,美国为了自身的安全,在美国本土北部和加拿大境内,建立了一个半自动地面防空系统SAGE(译成中文为赛其系统),进行了计算机技术与通信技术相结合的尝试。

人们把这种以单个计算机为中心的联机系统称做面向终端的远程联机系统。该系统是计算机技术与通信技术相结合而形成的计算机网络的雏形,因此也称为面向终端的计算机通信网。60年代初美国航空订票系统SABRE-1就是这种计算机通信网络的典型应用,该系统由一台中心计算机和分布在全美范围内的2000多个终端组成,各终端通过电话线连接到中心计算机。

具有通信功能的单机系统的典型结构是计算机通过多重线路控制器与远程终端相连,如图1-1-2所示。

图1-1-4 计算机互联网络的逻辑结构

资源子网由网络中的所有主机、终端、终端控制器、外设(如网络打印机、磁盘阵列等)和各种软件资源组成,负责全网的数据处理和向网络用户(工作站或终端)提供网络资源和服务。

通信子网由各种通信设备和线路组成,承担资源子网的数据传输、转接和变换等通信处理工作。

网络用户对网络的访问可分为两类:

☆本地访问:对本地主机访问,不经过通信子网,只在资源子网内部进行。

☆网络访问:通过通信子网访问远地主机上的资源。

3. 遵循国际标准化协议的计算机网络

计算机网络发展的第三阶段是加速体系结构与协议国际标准化的研究与应用。20世纪70年代末,国际标准化组织ISO(International Organization for Standardization)的计算机与信息处理标准化技术委员会成立了一个专门机构,研究和制定网络通信标准,以实现网络体系结构的国际标准化。1984年ISO正式颁布了一个称为“开放系统互连基本参考模型”的国际标准ISO 7498,简称OSI RM(Open System Interconnection Basic Reference Model),即着名的OSI七层模型。OSI RM及标准协议的制定和完善大大加速了计算机网络的发展。很多大的计算机厂商相继宣布支持OSI标准,并积极研究和开发符合OSI标准的产品。

遵循国际标准化协议的计算机网络具有统一的网络体系结构,厂商需按照共同认可的国际标准开发自己的网络产品,从而可保证不同厂商的产品可以在同一个网络中进行通信。这就是“开放”的含义。

目前存在着两种占主导地位的网络体系结构:一种是国际标准化组织ISO提出的OSI RM(开放式系统互连参考模型);另一种是Internet所使用的事实上的工业标准TCP/IP RM(TCP/IP参考模型)。

4. 互联网络与高速网络

从20世纪80年代末开始,计算机网络技术进入新的发展阶段,其特点是:互联、高速和智能化。表现在:

(1) 发展了以Internet为代表的互联网

(2) 发展高速网络

1993年美国政府公布了“国家信息基础设施”行动计划(NII-National Information Infrastructure),即信息高速公路计划。这里的“信息高速公路”是指数字化大容量光纤通信网络,用以把政府机构、企业、大学、科研机构和家庭的计算机联网。美国政府又分别于1996年和1997年开始研究发展更加快速可靠的互联网2(Internet 2)和下一代互联网(Next Generation Internet)。可以说,网络互联和高速计算机网络正成为最新一代计算机网络的发展方向。

(3) 研究智能网络

随着网络规模的增大与网络服务功能的增多,各国正在开展智能网络IN(Intelligent Network)的研究,以提高通信网络开发业务的能力,并更加合理地进行网络各种业务的管理,真正以分布和开放的形式向用户提供服务。

智能网的概念是美国于1984年提出的,智能网的定义中并没有人们通常理解的“智能”含义,它仅仅是一种“业务网”,目的是提高通信网络开发业务的能力。它的出现引起了世界各国电信部门的关注,国际电联(ITU)在1988年开始将其列为研究课题。1992年ITU-T正式定义了智能网,制订了一个能快速、方便、灵活、经济、有效地生成和实现各种新业务的体系。该体系的目标是应用于所有的通信网络;即不仅可应用于现有的电话网、N-ISDN网和分组网,同样适用于移动通信网和B-ISDN网。随着时间的推移,智能网络的应用将向更高层次发展。

1. 建立公用分组交换网CHINAPAC 1989年11月我国第一个公用分组交换网CNPAC建成运行,由3个分组结点交换机、8个集中器和一个双机组成的网络管理中心组成;在此基础上,新的公用分组交换网1993年9月建成,并改称CHINAPAC,由国家主干网和各省(自治区、直辖市)的省内网组成。

2. “三金”工程

1993年3月12日,时任副的朱镕基主持国务院会议,提出了建设“三金”工程,即金桥、金关、金卡工程。计算机网络正是“三金工程”中的一个非常重要的组成部分。

“金桥工程”是以建设我国重要的信息化基础设施为目的的跨世纪重大工程,它与原邮电部的通信干线及各部门已有的专用通信网互连互通,成为国家公用经济信息通信的主干网,即建立国家公用经济信息通信网。

金关工程是为了加快我国外贸业务信息化和自动化管理的一项重要工程,其目的是要推动海关报关业务的电子化,取代传统的报关方式以节省单据传送的时间和成本,为推广电子数据交换EDI业务和实现无纸贸易创造条件。

金卡工程建设的总体目标是要建立起一个现代化的、实用的、比较完整的电子货币系统,形成和完善符合我国国情、又能与国际接轨的金融卡业务管理体制。

3. 基于Internet技术的公用计算机网络

我国在1996年底建成四个基于Internet技术并可以和Internet互联的全国性公用计算机网络,即:中国公用计算机互联网CHINANET、中国金桥信息网CHINAGBN、中国教育和科研计算机网CERNET和中国科学技术网CSTNET。

根据2004年1月中国互联网络信息中心CNNIC(http://www.cnnic.net.cn/)发布的第十三次《中国互联网络发展状况统计报告》,目前已经建成和正在建设中的基于Internet技术的公用计算机网络有:

☆ 中国科技网(CSTNET)

☆ 中国公用计算机互联网(CHINANET)

☆ 中国教育和科研计算机网(CERNET)

☆ 中国联通互联网(UNINET)

☆ 中国网通公用互联网(CNCNET)(网通控股)

☆ 宽带中国CHINA169网(网通集团)

☆ 中国国际经济贸易互联网(CIETNET)

☆ 中国移动互联网(CMNET)

☆ 中国长城互联网(CGWNET)(建设中)

☆ 中国卫星集团互联网(CSNET)(建设中)

⑸ 中国互联网发展历程

1、在1989年, 中国开始建设互联网——5年目标:国家级四大骨干网络联网。

2、在1991年, 在中美高能物理年会上,美方提出把中国纳入互联网络的合作计划。

3、在1994年4月,NCFC率先与美国NSFNET直接互联,实现了中国与Internet全功能网络连接,标志着我国最早的国际互联网络的诞生。中国科技网成为中国最早的国际互联网络。

4、在1994年, 中国第一个全国性 TCP/IP 互联网——CERNET示范网工程建成,并于同年先后建成。

5、在1994年, 中国教育与科研计算机网 中国科学技术网中国金桥信息网中国公用计算机互联网。

6、在1994年, 中国终于获准加入互联网并在同年5月完成全部中国联网工作。

7、在1995 年,张树新创立首家互联网服务供应商——瀛海威,让老百姓进入互联网。

8、在1998 年,CERNET 研究者在中国首次搭建IPV6 试验床。

9、在2000年, 中国三大门户网站搜狐、新浪、网易在美国纳斯达克挂牌上市。

10、在2001年,下一代互联网地区试验网在北京建成验收。

11、在2002年, 第二季度,搜狐率先宣布盈利,宣布互联网的春天已经来临。

12、在2003年, 下一代互联网示范工程CNGI 项目开始实施。

(5)中国的计算机网络发展历史扩展阅读

中国互联网发展的四大阶段

1、学术牵引期。指的是互联网从美国引入中国的阶段。在这一阶段,中国政府科研单位历经数年的努力,推动互联网从信息检索,到全功能接入,再到商业化探索。

2、探索成长期。指的是逐步建立普通大众对互联网的认知度和接受度,稳步成长。在这一期间,我国最早一批互联网公司相继成立,热情高涨,一路高歌,不畏互联网泡沫期带来的考验,努力探索互联网的商业模式。

3、快速发展期。该阶段成熟的互联网商业模式已经建立,“内容为王”的时代慢慢过去,开始转向“关系为王”的web2.0。互联网的角色关系也开始转变,内容的缔造者不再只是网站,个体用户也可以参与其中,逐步通过内容来拓展自己的关系链,也就是我们常说的SNS时代。

4、成熟繁荣期。该阶段正是我们目前经历的成熟互联网阶段。从微博的盛行,到2012年移动互联网的爆发,移动应用与消息流型社交网络并存,真正体现了互联网的社会价值和商业价值,呈现空前繁荣的景象。

⑹ 中国公用计算机互联网的发展历史

1994年在北京和上海两个电信局实施Internet网络互联工程,
1995年,ChinaNet骨干网的拓扑结构分为核心层和大区层。核心层由北京、上海、广州、沈阳、南京、武汉和西安8个城市的核心节点组成,提供与国际Internet互联,
1996年1月,中国公用计算机互联网ChinaNet全国骨干网建成并正式开通,全国范围的公用计算机互联网络开始提供服务。
1997年10月,中国公用计算机互联网(ChinaNet)实现了与中国其它三个互联网络即中国科技网(CSTNET)、中国教育和科研计算机网(CERNET)、中国金桥信息网(CHINAGBN)的互连互通。
1998年9月,开放用户已近60万。ChinaNet可分为网络系统、接入及服务系统两大部分。完成节点互联、传输网络数据信息的网络系统是全网的核心与骨干。
1999年,ChinaNet二期扩容工程完成。
2003 年,中国公用计算机互联网(ChinaNet)总带宽达到 5147Mbps 。
2000年12月,ChinaNet用户已达到1600万户。

⑺ 计算机网络的发展历史,详细一点,在然后是中国的网络发展

计算机的发展历史

一、第一台计算机的诞生

第一台计算机(ENIAC)于1946年2月,在美国诞生。

ENIAC PC机
耗资 100万美圆 600美圆
重量 30吨 10kg
占地 150平方米 0.25平方米
电子器件 1.9万只电子管 100块集成电路
运算速度 5000次/秒 500万次/秒

二、计算机发展历史

1、第一代计算机(1946~1958)

电子管为基本电子器件;使用机器语言和汇编语言;主要应用于国防和科学计算;运算速度每秒几千次至几万次。

2、第二代计算机(1958~1964)

晶体管为主要器件;软件上出现了操作系统和算法语言;运算速度每秒几万次至几十万次。

3、第三代计算机(1964~1971)

普遍采用集成电路;体积缩小;运算速度每秒几十万次至几百万次。

4、第四代计算机(1971~ )

以大规模集成电路为主要器件;运算速度每秒几百万次至上亿次。

三、我国计算机发展历史

从1953年开始研究,到1958年研制出了我国第一台计算机

在1982年我国研制出了运算速度1亿次的银河I、II型等小型系列机。
计算机的历史

计算机是新技术革命的一支主力,也是推动社会向现代化迈进的活跃因素。计算机科学与技术是第二次世界大战以来发展最快、影响最为深远的新兴学科之一。计算机产业已在世界范围内发展成为一种极富生命力的战略产业。

现代计算机是一种按程序自动进行信息处理的通用工具,它的处理对象是信息,处理结果也是信息。利用计算机解决科学计算、工程设计、经营管理、过程控制或人工智能等各种问题的方法,都是按照一定的算法进行的。这种算法是定义精确的一系列规则,它指出怎样以给定的输入信息经过有限的步骤产生所需要的输出信息。

信息处理的一般过程,是计算机使用者针对待解抉的问题,事先编制程序并存入计算机内,然后利用存储程序指挥、控制计算机自动进行各种基本操作,直至获得预期的处理结果。计算机自动工作的基础在于这种存储程序方式,其通用性的基础则在于利用计算机进行信息处理的共性方法。

计算机的历史

现代计算机的诞生和发展 现代计算机问世之前,计算机的发展经历了机械式计算机、机电式计算机和萌芽期的电子计算机三个阶段。

早在17世纪,欧洲一批数学家就已开始设计和制造以数字形式进行基本运算的数字计算机。1642年,法国数学家帕斯卡采用与钟表类似的齿轮传动装置,制成了最早的十进制加法器。1678年,德国数学家莱布尼兹制成的计算机,进一步解决了十进制数的乘、除运算。

英国数学家巴贝奇在1822年制作差分机模型时提出一个设想,每次完成一次算术运算将发展为自动完成某个特定的完整运算过程。1884年,巴贝奇设计了一种程序控制的通用分析机。这台分析机虽然已经描绘出有关程序控制方式计算机的雏型,但限于当时的技术条件而未能实现。

巴贝奇的设想提出以后的一百多年期间,电磁学、电工学、电子学不断取得重大进展,在元件、器件方面接连发明了真空二极管和真空三极管;在系统技术方面,相继发明了无线电报、电视和雷达……。所有这些成就为现代计算机的发展准备了技术和物质条件。

与此同时,数学、物理也相应地蓬勃发展。到了20世纪30年代,物理学的各个领域经历着定量化的阶段,描述各种物理过程的数学方程,其中有的用经典的分析方法已根难解决。于是,数值分析受到了重视,研究出各种数值积分,数值微分,以及微分方程数值解法,把计算过程归结为巨量的基本运算,从而奠定了现代计算机的数值算法基础。

社会上对先进计算工具多方面迫切的需要,是促使现代计算机诞生的根本动力。20世纪以后,各个科学领域和技术部门的计算困难堆积如山,已经阻碍了学科的继续发展。特别是第二次世界大战爆发前后,军事科学技术对高速计算工具的需要尤为迫切。在此期间,德国、美国、英国部在进行计算机的开拓工作,几乎同时开始了机电式计算机和电子计算机的研究。

德国的朱赛最先采用电气元件制造计算机。他在1941年制成的全自动继电器计算机Z-3,已具备浮点记数、二进制运算、数字存储地址的指令形式等现代计算机的特征。在美国,1940~1947年期间也相继制成了继电器计算机MARK-1、MARK-2、Model-1、Model-5等。不过,继电器的开关速度大约为百分之一秒,使计算机的运算速度受到很大限制。

电子计算机的开拓过程,经历了从制作部件到整机从专用机到通用机、从“外加式程序”到“存储程序”的演变。1938年,美籍保加利亚学者阿塔纳索夫首先制成了电子计算机的运算部件。1943年,英国外交部通信处制成了“巨人”电子计算机。这是一种专用的密码分析机,在第二次世界大战中得到了应用。

1946年2月美国宾夕法尼亚大学莫尔学院制成的大型电子数字积分计算机(ENIAC),最初也专门用于火炮弹道计算,后经多次改进而成为能进行各种科学计算的通用计算机。这台完全采用电子线路执行算术运算、逻辑运算和信息存储的计算机,运算速度比继电器计算机快1000倍。这就是人们常常提到的世界上第一台电子计算机。但是,这种计算机的程序仍然是外加式的,存储容量也太小,尚未完全具备现代计算机的主要特征。

新的重大突破是由数学家冯·诺伊曼领导的设计小组完成的。1945年3月他们发表了一个全新的存储程序式通用电子计算机方案—电子离散变量自动计算机(EDVAC)。随后于1946年6月,冯·诺伊曼等人提出了更为完善的设计报告《电子计算机装置逻辑结构初探》。同年7~8月间,他们又在莫尔学院为美国和英国二十多个机构的专家讲授了专门课程《电子计算机设计的理论和技术》,推动了存储程序式计算机的设计与制造。

1949年,英国剑桥大学数学实验室率先制成电子离散时序自动计算机(EDSAC);美国则于1950年制成了东部标准自动计算机(SFAC)等。至此,电子计算机发展的萌芽时期遂告结束,开始了现代计算机的发展时期。

在创制数字计算机的同时,还研制了另一类重要的计算工具——模拟计算机。物理学家在总结自然规律时,常用数学方程描述某一过程;相反,解数学方程的过程,也有可能采用物理过程模拟方法,对数发明以后,1620年制成的计算尺,己把乘法、除法化为加法、减法进行计算。麦克斯韦巧妙地把积分(面积)的计算转变为长度的测量,于1855年制成了积分仪。

19世纪数学物理的另一项重大成就——傅里叶分析,对模拟机的发展起到了直接的推动作用。19世纪后期和20世纪前期,相继制成了多种计算傅里叶系数的分析机和解微分方程的微分分析机等。但是当试图推广微分分析机解偏微分方程和用模拟机解决一般科学计算问题时,人们逐渐认识到模拟机在通用性和精确度等方面的局限性,并将主要精力转向了数字计算机。

电子数字计算机问世以后,模拟计算机仍然继续有所发展,并且与数字计算机相结合而产生了混合式计算机。模拟机和混合机已发展成为现代计算机的特殊品种,即用在特定领域的高效信息处理工具或仿真工具。

20世纪中期以来,计算机一直处于高速度发展时期,计算机由仅包含硬件发展到包含硬件、软件和固件三类子系统的计算机系统。计算机系统的性能—价格比,平均每10年提高两个数量级。计算机种类也一再分化,发展成微型计算机、小型计算机、通用计算机(包括巨型、大型和中型计算机),以及各种专用机(如各种控制计算机、模拟—数字混合计算机)等。

计算机器件从电子管到晶体管,再从分立元件到集成电路以至微处理器,促使计算机的发展出现了三次飞跃。

在电子管计算机时期(1946~1959),计算机主要用于科学计算。主存储器是决定计算机技术面貌的主要因素。当时,主存储器有水银延迟线存储器、阴极射线示波管静电存储器、磁鼓和磁心存储器等类型,通常按此对计算机进行分类。

到了晶体管计算机时期(1959~1964),主存储器均采用磁心存储器,磁鼓和磁盘开始用作主要的辅助存储器。不仅科学计算用计算机继续发展,而且中、小型计算机,特别是廉价的小型数据处理用计算机开始大量生产。

1964年,在集成电路计算机发展的同时,计算机也进入了产品系列化的发展时期。半导体存储器逐步取代了磁心存储器的主存储器地位,磁盘成了不可缺少的辅助存储器,并且开始普遍采用虚拟存储技术。随着各种半导体只读存储器和可改写的只读存储器的迅速发展,以及微程序技术的发展和应用,计算机系统中开始出现固件子系统。

20世纪70年代以后,计算机用集成电路的集成度迅速从中小规模发展到大规模、超大规模的水平,微处理器和微型计算机应运而生,各类计算机的性能迅速提高。随着字长4位、8位、16位、32位和64位的微型计算机相继问世和广泛应用,对小型计算机、通用计算机和专用计算机的需求量也相应增长了。

微型计算机在社会上大量应用后,一座办公楼、一所学校、一个仓库常常拥有数十台以至数百台计算机。实现它们互连的局部网随即兴起,进一步推动了计算机应用系统从集中式系统向分布式系统的发展。

在电子管计算机时期,一些计算机配置了汇编语言和子程序库,科学计算用的高级语言FORTRAN初露头角。在晶体管计算机阶段,事务处理的COBOL语言、科学计算机用的ALGOL语言,和符号处理用的LISP等高级语言开始进入实用阶段。操作系统初步成型,使计算机的使用方式由手工操作改变为自动作业管理。

进入集成电路计算机发展时期以后,在计算机中形成了相当规模的软件子系统,高级语言种类进一步增加,操作系统日趋完善,具备批量处理、分时处理、实时处理等多种功能。数据库管理系统、通信处理程序、网络软件等也不断增添到软件子系统中。软件子系统的功能不断增强,明显地改变了计算机的使用属性,使用效率显着提高。

在现代计算机中,外围设备的价值一般已超过计算机硬件子系统的一半以上,其技术水平在很大程度上决定着计算机的技术面貌。外围设备技术的综合性很强,既依赖于电子学、机械学、光学、磁学等多门学科知识的综合,又取决于精密机械工艺、电气和电子加工工艺以及计量的技术和工艺水平等。

外围设备包括辅助存储器和输入输出设备两大类。辅助存储器包括磁盘、磁鼓、磁带、激光存储器、海量存储器和缩微存储器等;输入输出设备又分为输入、输出、转换、、模式信息处理设备和终端设备。在这些品种繁多的设备中,对计算机技术面貌影响最大的是磁盘、终端设备、模式信息处理设备和转换设备等。

新一代计算机是把信息采集存储处理、通信和人工智能结合在一起的智能计算机系统。它不仅能进行一般信息处理,而且能面向知识处理,具有形式化推理、联想、学习和解释的能力,将能帮助人类开拓未知的领域和获得新的知识。

计算技术在中国的发展 在人类文明发展的历史上中国曾经在早期计算工具的发明创造方面写过光辉的一页。远在商代,中国就创造了十进制记数方法,领先于世界千余年。到了周代,发明了当时最先进的计算工具——算筹。这是一种用竹、木或骨制成的颜色不同的小棍。计算每一个数学问题时,通常编出一套歌诀形式的算法,一边计算,一边不断地重新布棍。中国古代数学家祖冲之,就是用算筹计算出圆周率在3.1415926和3.1415927之间。这一结果比西方早一千年。

珠算盘是中国的又一独创,也是计算工具发展史上的第一项重大发明。这种轻巧灵活、携带方便、与人民生活关系密切的计算工具,最初大约出现于汉朝,到元朝时渐趋成熟。珠算盘不仅对中国经济的发展起过有益的作用,而且传到日本、朝鲜、东南亚等地区,经受了历史的考验,至今仍在使用。

中国发明创造指南车、水运浑象仪、记里鼓车、提花机等,不仅对自动控制机械的发展有卓越的贡献,而且对计算工具的演进产生了直接或间接的影响。例如,张衡制作的水运浑象仪,可以自动地与地球运转同步,后经唐、宋两代的改进,遂成为世界上最早的天文钟。

记里鼓车则是世界上最早的自动计数装置。提花机原理刘计算机程序控制的发展有过间接的影响。中国古代用阳、阴两爻构成八卦,也对计算技术的发展有过直接的影响。莱布尼兹写过研究八卦的论文,系统地提出了二进制算术运算法则。他认为,世界上最早的二进制表示法就是中国的八卦。

经过漫长的沉寂,新中国成立后,中国计算技术迈入了新的发展时期,先后建立了研究机构,在高等院校建立了计算技术与装置专业和计算数学专业,并且着手创建中国计算机制造业。

1958年和1959年,中国先后制成第一台小型和大型电子管计算机。60年代中期,中国研制成功一批晶体管计算机,并配制了ALGOL等语言的编译程序和其他系统软件。60年代后期,中国开始研究集成电路计算机。70年代,中国已批量生产小型集成电路计算机。80年代以后,中国开始重点研制微型计算机系统并推广应用;在大型计算机、特别是巨型计算机技术方面也取得了重要进展;建立了计算机服务业,逐步健全了计算机产业结构。

在计算机科学与技术的研究方面,中国在有限元计算方法、数学定理的机器证明、汉字信息处理、计算机系统结构和软件等方面都有所建树。在计算机应用方面,中国在科学计算与工程设计领域取得了显着成就。在有关经营管理和过程控制等方面,计算机应用研究和实践也日益活跃。

计算机科学与技术

计算机科学与技术是一门实用性很强、发展极其迅速的面向广大社会的技术学科,它建立在数学、电子学 (特别是微电子学)、磁学、光学、精密机械等多门学科的基础之上。但是,它并不是简单地应用某些学科的知识,而是经过高度综合形成一整套有关信息表示、变换、存储、处理、控制和利用的理论、方法和技术。

计算机科学是研究计算机及其周围各种现象与规模的科学,主要包括理论计算机科学、计算机系统结构、软件和人工智能等。计算机技术则泛指计算机领域中所应用的技术方法和技术手段,包括计算机的系统技术、软件技术、部件技术、器件技术和组装技术等。计算机科学与技术包括五个分支学科,即理论计算机科学、计算机系统结构、计算机组织与实现、计算机软件和计算机应用。

理论计算机学 是研究计算机基本理论的学科。在几千年的数学发展中,人们研究了各式各样的计算,创立了许多算法。但是,以计算或算法本身的性质为研究对象的数学理论,却是在20世纪30年代才发展起来的。

当时,由几位数理逻辑学者建立的算法理论,即可计算性理论或称递归函数论,对20世纪40年代现代计算机设计思想的形成产生过影响。此后,关于现实计算机及其程序的数学模型性质的研究,以及计算复杂性的研究等不断有所发展。

理论计算机科学包括自动机论、形式语言理论、程序理论、算法分析,以及计算复杂性理论等。自动机是现实自动计算机的数学模型,或者说是现实计算机程序的模型,自动机理论的任务就在于研究这种抽象机器的模型;程序设计语言是一种形式语言,形式语言理论根据语言表达能力的强弱分为O~3型语言,与图灵机等四类自动机逐一对应;程序理论是研究程序逻辑、程序复杂性、程序正确性证明、程序验证、程序综合、形式语言学,以及程序设计方法的理论基础;算法分析研究各种特定算法的性质。计算复杂性理论研究算法复杂性的一般性质。

计算机系统结构 程序设计者所见的计算机属性,着重于计算机的概念结构和功能特性,硬件、软件和固件子系统的功能分配及其界面的确定。使用高级语言的程序设计者所见到的计算机属性,主要是软件子系统和固件子系统的属性,包括程序语言以及操作系统、数据库管理系统、网络软件等的用户界面。使用机器语言的程序设计者所见到的计算机属性,则是硬件子系统的概念结构(硬件子系统结构)及其功能特性,包括指令系统(机器语言),以及寄存器定义、中断机构、输入输出方式、机器工作状态等。

硬件子系统的典型结构是冯·诺伊曼结构,它由运算器控制器、存储器和输入、输出设备组成,采用“指令驱动”方式。当初,它是为解非线性、微分方程而设计的,并未预见到高级语言、操作系统等的出现,以及适应其他应用环境的特殊要求。在相当长的一段时间内,软件子系统都是以这种冯·诺伊曼结构为基础而发展的。但是,其间不相适应的情况逐渐暴露出来,从而推动了计算机系统结构的变革。

计算机组织与实现 是研究组成计算机的功能、部件间的相互连接和相互作用,以及有关计算机实现的技术,均属于计算机组织与实现的任务。

在计算机系统结构确定分配给硬子系统的功能及其概念结构之后,计算机组织的任务就是研究各组成部分的内部构造和相互联系,以实现机器指令级的各种功能和特性。这种相互联系包括各功能部件的布置、相互连接和相互作用。

随着计算机功能的扩展和性能的提高,计算机包含的功能部件也日益增多,其间的互连结构日趋复杂。现代已有三类互连方式,分别以中央处理器、存储器或通信子系统为中心,与其他部件互连。以通信子系统为中心的组织方式,使计算机技术与通信技术紧密结合,形成了计算机网络、分布计算机系统等重要的计算机研究与应用领域。

与计算实现有关的技术范围相当广泛,包括计算机的元件、器件技术,数字电路技术,组装技术以及有关的制造技术和工艺等。

软件 软件的研究领域主要包括程序设计、基础软件、软件工程三个方面。程序设计指设计和编制程序的过程,是软件研究和发展的基础环节。程序设计研究的内容,包括有关的基本概念、规范、工具、方法以及方法学等。这个领域发展的特点是:从顺序程序设计过渡到并发程序设计和分币程序设计;从非结构程序设计方法过渡到结构程序设计方法;从低级语言工具过渡到高级语言工具;从具体方法过渡到方法学。

基础软件指计算机系统中起基础作用的软件。计算机的软件子系统可以分为两层:靠近硬件子系统的一层称为系统软件,使用频繁,但与具体应用领域无关;另一层则与具体应用领域直接有关,称为应用软件;此外还有支援其他软件的研究与维护的软件,专门称为支援软件。

软件工程是采用工程方法研究和维护软件的过程,以及有关的技术。软件研究和维护的全过程,包括概念形成、要求定义、设计、实现、调试、交付使用,以及有关校正性、适应性、完善性等三层意义的维护。软件工程的研究内容涉及上述全过程有关的对象、结构、方法、工具和管理等方面。

软件目动研究系统的任务是:在软件工程中采用形式方法:使软件研究与维护过程中的各种工作尽可能多地由计算机自动完成;创造一种适应软件发展的软件、固件与硬件高度综合的高效能计算机。

计算机产业

计算机产业包括两大部门,即计算机制造业和计算机服务业。后者又称为信息处理产业或信息服务业。计算机产业是一种省能源、省资源、附加价值高、知识和技术密集的产业,对于国民经济的发展、国防实力和社会进步均有巨大影响。因此,不少国家采取促进计算机产业兴旺发达的政策。

计算机制造业包括生产各种计算机系统、外围设备终端设备,以及有关装置、元件、器件和材料的制造。计算机作为工业产品,要求产品有继承性,有很高的性能-价格比和综合性能。计算机的继承性特别体现在软件兼容性方面,这能使用户和厂家把过去研制的软件用在新产品上,使价格很高的软件财富继续发挥作用,减少用户再次研制软件的时间和费用。提高性能-价格比是计算机产品更新的目标和动力。

计算机制造业提供的计算机产品,一般仅包括硬件子系统和部分软件子系统。通常,软件子系统中缺少适应各种特定应用环境的应用软件。为了使计算机在特定环境中发挥效能,还需要设计应用系统和研制应用软件此外,计算机的运行和维护,需要有掌握专业知识的技术人员,这常常是一股用户所作不到的。

针对这些社会需要,一些计算机制造厂家十分重视向用户提供各种技术服务和销售服务。一些独立于计算机制造厂家的计算机服务机构,也在50年代开始出现。到60年代末期,计算机服务业在世界范围内已形成为独立的行业。

计算机的发展与应用

计算机科学与技术的各门学科相结合,改进了研究工具和研究方法,促进了各门学科的发展。过去,人们主要通过实验和理论两种途径进行科学技术研究。现在,计算和模拟已成为研究工作的第三条途径。

计算机与有关的实验观测仪器相结合,可对实验数据进行现场记录、整理、加工、分析和绘制图表,显着地提高实验工作的质量和效率。计算机辅助设计已成为工程设计优质化、自动化的重要手段。在理论研究方面,计算机是人类大脑的延伸,可代替人脑的若干功能并加以强化。古老的数学靠纸和笔运算,现在计算机成了新的工具,数学定理证明之类的繁重脑力劳动,已可能由计算机来完成或部分完成。

计算和模拟作为一种新的研究手段,常使一些学科衍生出新的分支学科。例如,空气动力学、气象学、弹性结构力学和应用分析等所面临的“计算障碍”,在有了高速计算机和有关的计算方法之后开始有所突破,并衍生出计算空气动力学、气象数值预报等边缘分支学科。利用计算机进行定量研究,不仅在自然科学中发挥了重大的作用,在社会科学和人文学科中也是如此。例如,在人口普查、社会调查和自然语言研究方面,计算机就是一种很得力的工具。

计算机在各行各业中的广泛应用,常常产生显着的经济效益和社会效益,从而引起产业结构、产品结构、经营管理和服务方式等方面的重大变革。在产业结构中已出观了计算机制造业和计算机服务业,以及知识产业等新的行业。

微处理器和微计算机已嵌入机电设备、电子设备、通信设备、仪器仪表和家用电器中,使这些产品向智能化方向发展。计算机被引入各种生产过程系统中,使化工、石油、钢铁、电力、机械、造纸、水泥等生产过程的自动化水平大大提高,劳动生产率上升、质量提高、成本下降。计算机嵌入各种武器装备和武器系统干,可显着提高其作战效果。

经营管理方面,计算机可用于完成统计、计划、查询、库存管理、市场分析、辅助决策等,使经营管理工作科学化和高效化,从而加速资金周转,降低库存水准,改善服务质量,缩短新产品研制周期,提高劳动生产率。在办公室自动化方面,计算机可用于文件的起草、检索和管理等,显着提高办公效率。

计算机还是人们的学习工具和生活工具。借助家用计算机、个人计算机、计算机网、数据库系统和各种终端设备,人们可以学习各种课程,获取各种情报和知识,处理各种生活事务(如订票、购物、存取款等),甚至可以居家办公。越来越多的人的工作、学习和生活中将与计算机发生直接的或间接的联系。普及计算机教育已成为一个重要的问题。

总之,计算机的发展和应用已不仅是一种技术现象而且是一种政治、经济、军事和社会现象。世界各国都力图主动地驾驭这种社会计算机化和信息化的进程,克服计算机化过程中可能出现的消极因素,更顺利地向高

时代的车轮即将驶进21世纪的大门。人们将怎样面向未来?无论你从事什么工作,也不论你生活在什么地方,都会认识到我们所面临的世纪是科技高度发展的信息时代。计算机是信息处理的主要工具,掌握计算机知识已成为当代人类文化不可缺少的重要组成部分,计算机技能则是人们工作和生活必不可少的基本手段。
基于这样的认识,近年来我国掀起了一个全国范围的学习计算机热潮,各行各业的人都迫切地要求学习计算机知识和掌握计算机技能。对于广大的非计算机专业的人们,学习计算机的目的是应用,希望学以致用,立竿见影,而无须从系统理论学起。
掌握计算机技能关键是实践,只有通过大量的实践应用才能真正深入地掌握它。光靠看书是难以真正掌握计算机应用的。正如同在陆地上是无法学会游泳一样,要学游泳必须下到水中去。同样,要学习计算机应用,必须坐到计算机旁,经常地、反复地操作计算机,熟能生巧。只要得法,你在计算机上花的时间愈多,收获就愈大......

⑻ 计算机网络的发展历程

中国计算机网络设备制造行业是改革开放后成长起来的,早期与世界先进水平存在巨大差距;但受益于计算机网络设备行业生产技术不断提高以及下游需求市场不断扩大,我国计算机网络设备制造行业发展十分迅速。近两年,随着我国国民经济的快速发展以及国际金融危机的逐渐消退,计算机网络设备制造行业获得良好发展机遇,中国已成为全球计算机网络设备制造行业重点发展市场。
2010年我国计算机网络设备制造行业规模以上企业有171家,全年实现销售收入385.70亿元,同比增长15.64%;实现利润总额39.83亿元,同比增长24.93%;产品销售利润为72.18亿元,同比增长44.34%。2011年,在国内宏观经济向好的环境及电信产业投资高速增长产生的需求带动下,计算机网络设备制造行业将继续保持较好发展。2011年1-5月,计算机网络设备制造行业销售收入较上年同期增长19.78%;利润总额较上年同期增长48.61%;产品销售利润则较上年同期增长42.36%。
我国计算机网络设备制造企业主要分布在华东和华南地区,其中又以广东、江苏、浙江三地企业分布最为集中,且是全国计算机网络设备制造行业发展领先的地区,2010年行业销售收入均在84亿元以上。与此同时,四川、湖北及上海地区的计算机网络设备制造行业也得到了快速发展,2010年销售收入增长率均在30%以上。
第一代计算机网络---远程终端联机阶段;
第二代计算机网络---计算机网络阶段;
第三代计算机网络---计算机网络互联阶段;
第四代计算机网络---国际互联网与信息高速公路阶段; 20世纪60年代,美苏冷战期间,美国国防部领导的远景研究规划局ARPA提出要研制一种崭新的网络对付来自前苏联的核攻击威胁。因为当时,传统的电路交换的电信网虽已经四通八达,但战争期间,一旦正在通信的电路有一个交换机或链路被炸,则整个通信电路就要中断,如要立即改用其他迂回电路,还必须重新拨号建立连接,这将要延误一些时间。这个新型网络必须满足一些基本要求:
1:不是为了打电话,而是用于计算机之间的数据传送。
2:能连接不同类型的计算机。
3:所有的网络节点都同等重要,这就大大提高了网络的生存性。
4:计算机在通信时,必须有迂回路由。当链路或结点被破坏时,迂回路由能使正在进行的通信自动地找到合适的路由。
5:网络结构要尽可能地简单,但要非常可靠地传送数据。
根据这些要求,一批专家设计出了使用分组交换的新型计算机网络。而且,用电路交换来传送计算机数据,其线路的传输速率往往很低。因为计算机数据是突发式地出现在传输线路上的,比如,当用户阅读终端屏幕上的信息或用键盘输入和编辑一份文件时或计算机正在进行处理而结果尚未返回时,宝贵的通信线路资源就被浪费了。
分组交换是采用存储转发技术。把欲发送的报文分成一个个的“分组”,在网络中传送。分组的首部是重要的控制信息,因此分组交换的特征是基于标记的。分组交换网由若干个结点交换机和连接这些交换机的链路组成。从概念上讲,一个结点交换机就是一个小型的计算机,但主机是为用户进行信息处理的,结点交换机是进行分组交换的。每个结点交换机都有两组端口,一组是与计算机相连,链路的速率较低。一组是与高速链路和网络中的其他结点交换机相连。注意,既然结点交换机是计算机,那输入和输出端口之间是没有直接连线的,它的处理过程是:将收到的分组先放入缓存,结点交换机暂存的是短分组,而不是整个长报文,短分组暂存在交换机的存储器(即内存)中而不是存储在磁盘中,这就保证了较高的交换速率。再查找转发表,找出到某个目的地址应从那个端口转发,然后由交换机构将该分组递给适当的端口转发出去。各结点交换机之间也要经常交换路由信息,但这是为了进行路由选择,当某段链路的通信量太大或中断时,结点交换机中运行的路由选择协议能自动找到其他路径转发分组。通讯线路资源利用率提高:当分组在某链路时,其他段的通信链路并不被通信的双方所占用,即使是这段链路,只有当分组在此链路传送时才被占用,在各分组传送之间的空闲时间,该链路仍可为其他主机发送分组。可见采用存储转发的分组交换的实质上是采用了在数据通信的过程中动态分配传输带宽的策略。 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。
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服务提供者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。NAP是最高级的接入点,它主要是向不同的ISP提供交换设备,使它们相互通信。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。