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Video课程教案、知识点、字幕

我们已经知道在两台计算机之间

必须有一条传送数据的通道

对信息进行

分组

转发

重组

但是光有一条通道

这一个条件是远远不够的

就比如我们刚刚提到的邮局

我们想把信件

从寄件人A送到收件人B手中

对于用户A来说

信件寄到邮局

他就完成他的工作了

对于用户B来说

他收到他的信件

似乎整个工作都结束了

但是这个邮寄的工作真的

就这么简单吗

我们首先要

耐着性子来了解一下

在这个任务背后

到底由多少人

或者说多少部门来协调的

首先呀

用户A他会写好信

信上会有原地址和目标地址

把信件送到邮局之后呢

一定会有专门的人员来为你服务

暂存在邮局

接着暂存的一大堆信件会移交给分检员

他会进行初步的分检

你的信是要去往华南地区

还是东北地区

是去往广州还是黑龙江

走的快递还是平信

他都会逐个逐个的打上标签

接着相应的运输工具过来

带上你的信件准备出发

这个信件就马上到B手中吗

当然没有

信件只是到达了目标邮局

分检员会继续分检

如果还需要下一个邮局来转发

就分检到下一个邮局

如果是B所在地区的邮局

信件就会有邮递员处理

他会通知你来取信

或者把信送到你的手中

信件在物理通道上传输的时候呢

他有可能是公路可能是火车

也可能是飞机等等

好的

接下来我们把刚刚的过程梳理一下

是不是可以得到这样一个图

很显然

这里的用户

邮递员

分检员

运输工具

都实现了自己的特定功能

而且呀

他们都依赖自己的相邻层提供的服务

只是相邻层

比如用户只需要和邮递员打交道

他不需要和分检员说什么

对吧

这样就把任务分解工作的内容分解

为相邻层提供专门的服务

实质上邮局和计算机网络之间

也有很多相似之处

我们来类比一下

用户和用户之间

我们可以说他们提供了信息服务

快递员和快递员之间提供了传递服务

分检员和分检员之间

提供了地址选择服务

运输工具和运算工具之间

提供了底层的传输服务

那么我们同样也可以说

在这里用户和用户之间

快递员和快递员之间

分检员和分检员之间

运输工具和运输工具之间

构成了四层

如果说运输工具与运输工具

他们是工作在比较底层的话

用户和用户提出的信件

传送需求等等构成了最高层

他们所有的这一切

构成了一个分层的体系结构

共同完成了信件的传输工作

好的 我们来看看这个图

这样是不是更清晰了

接着我们再把这个图画得更详细一点

加上中间运输枢纽

也就是我们上一节提到的路由器

这个图就很系统了

这样的分层设计

提供的是相邻层的服务

他们共同遵守一些约定

一起来完成一个共同任务

这样一个分层的思想

在复杂系统中常常用到

除了刚刚提到的邮政系统

还有银行系统

航空系统

等等等等

在计算机中其实也是一样

把一个大的程序

分解为若干个层次的小模块来实现

操作系统就是这么干的

我们计算机网络

相对来说是一个更复杂的系统

当然少不了分层设计

分层方法其实就是

复杂的问题划分为若干个

较小的

单一的局部问题

在不同层面上予以解决

对于计算机网络的层次结构

我们来思考一下要解决什么问题

最基本的是不是有

网络应该具有哪些层次

每一层的功能是什么

各层之间的关系是怎样的

它们如何进行交互

此外还有一个很重要的问题

通信双方的数据传输要

遵循哪些共同的约定

比如以用户和用户之间的

信息交流为例子

彼此肯定要就同一事物交流

不能你说今天好热

我说菜市场的荔枝好便宜

运输车和运输车交接时

不能说我三点把货给你

结果呢你四点才来对不对

总的来说

发件人和收信人要

就信件内容达成共识

邮局和邮局之间要就

信件如何传递达成共识

运输系统和运输系统要就

货物如何运输达成共识

就像这个图一样

他们之间要遵循的这些规矩

约定或者刚刚说的共识

就叫协议

而要遵循的这些所有的规矩

或者说约定的集合

就叫做协议集

而这些层

协议

层间接口的标准集合

就被称为计算机网络体系结构

我们常常说一流企业做标准

二流企业做品牌

三流企业做产品

这些标准由谁来指定

当然是大家抢着指定

谁不想做老大啊

对不对

早在1974年

美国IBM公司就宣布了

它研制的系统网络体系结构SYN

SYN就是按照分层的方法制订的

SYN是世界上使用的

较为广泛的一种网络体系结构

SYN之后

其它一些公司

相继推出本公司的一套体系结构

并用了一些不同的名称

那么这样一来的话

同一个公司所生产的各种设备

就能很容易地相互连接

构成一个网络

但是这样也形成了垄断

不同公司的产品

由于网络体系结构的不同

它们之间很难互连互通

这显然不是我们的初衷

为了使不同体系结构的

计算机网络都能互连

国际标准化组织ISO在

1977年成立了专门机构来解决这个问题

不久ISO提出一个试图使各种计算机

在世界范围内都能互连的标准

也就是很著名的OSI/RM

我们简称为

开放系统互连参考模型OSI

有意思的是进入市场后OSI却失败了

首先OSI没有商业驱动力

具体来说按OSI标准

生产的设备没有及时进入市场

其次OSI的协议

它分层较多

实现起来比较复杂

这一点要说明的是

我们在做一件事情的时候

是不是

也并不是部门越多越好

人多有时候反而做事的效率很低

对不对

当然还有很多其他一些原因

大家可以去了解一下

最终非国际标准的TCP/IP取而代之

获得了最广泛的应用

TCP/IP因而也被称为

事实上的国际标准

这样只要遵循TCP/IP标准

一台计算机或者一个网络

或者说一个系统

就可以和位于世界上任何地方的

也遵循这同一标准的计算机

网络和任何系统来进行通信

好的

这一小节就讲到这里

谢谢大家

计算思维导论课程列表:

第一单元

-1.1 计算思维及其教育

--Video

第二单元

-2.1 计算是什么

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-2.2 计算与自动计算

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-2.3 计算机及其计算本质特征(I)

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-2.4 计算机及计算的本质特征(II)

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第三单元

-3.1 数的表示与模拟计算

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-3.2 数的表示与数字计算

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-3.3 二进制加法运算的机器化

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-3.4 “九九归一”的加法运算

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-3.5 二进制之优越性及问题与代价

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第四单元

-4.1 从数学危机到图灵机

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-4.2 图灵机的计算能力

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-4.3 什么问题都能计算吗?

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-4.4 冯•诺依曼机及其发展与演化

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-4.5 从算盘到图灵机——机械计算的本质

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-4.6 电子计算机——透过现象看本质

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第五单元

-5.1 思维可机械计算吗(I)

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-5.2 思维可机械计算吗(II)

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第六单元

-6.1 量子理论

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-6.2 量子计算机

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第七单元

-7.1 人类求解问题之过程

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-7.2 基于计算(机)的问题求解过程

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-7.3 面向过程的结构化设计方法学

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-7.4 面向对象之方法学

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-7.5 面向对象技术

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-7.6 抽象

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-7.7 计算学科中的抽象

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-7.8 时间与空间及其相互转换

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-7.9 技术层面的其他方法学

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-7.10 认知层面的其他方法学

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第八单元

-8.1 算法与程序

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-8.2 算法设计方法——枚举

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-8.3 算法设计方法——递推

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-8.4 算法设计方法——递归

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-8.5 算法设计方法——分治

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-8.6 算法设计方法——仿生

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第九单元

-9.1 机器间的通信方式

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-9.2 数据转发方法

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-9.3 网络分层体系结构

--Video

-9.4 有趣的对称加密技术

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-9.5 难解的非对称加密技术

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-9.6 数字签名及其应用

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-9.7 从自然智能到人工智能

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-9.8 符号主义的基本思想

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-9.9 连接主义Ⅰ

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-9.10 连接主义Ⅱ

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-9.11 行为主义的基本思想

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-9.12 机器翻译的愿景与困难

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-9.13 峰回路转的自然语言处理

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-9.14 信息传输中的问题与挑战

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-9.15 重复传输与冗余编码

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-9.16 校验与校验和

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-9.18 自纠错技术及应用

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-9.19 两种简单的数据压缩方法

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-9.20 哈夫曼编码

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-9.21 数据压缩极限与LZ压缩方法

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-9.22 大海捞针的搜索引擎

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-9.23 网页排序方法(PageRank)

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第十单元

-10.1 计算文化

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期末考试

-期末考试--作业

Video笔记与讨论

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