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第1章 计算机基础知识
1、第一台电子计算机ENIAC，1946美国宾夕法尼亚大学。
ENIAC缺点：
（1）没有存储器
（2）用布线接板进行控制，电路连接繁琐
2、开始研制EDVAC，冯.诺依曼开始加入并提出两个重要的改进理论：
（1）计算机采用二进制
（2）存储程序控制
根据冯.诺依曼的原理和思想，决定了计算机必须有输入、存储、运算、控制和输出五个组成部分（冯.诺依曼计算机），冯.诺依曼也被誉为“现代电子计算机之”。
3、计算机发展的四个阶段
（1）第一阶段（1946-1959）：电子管
（2）第二阶段（1959-1964）晶体管
（3）第三阶段（1964-1972）：中小规模集成电路
（4）第四阶段（1972至今）：大规模、超大规模集成电路
使计算机朝着微型化和巨型化两个方向发展，20世纪70年代后期出现微型计算机
4、计算机的特点：具有存储和自动执行程序的能力（主要特点）
（1）高速、精确的运算能力
（2）准确的逻辑判断能力
（3）强大的存储能力
（4）自动功能
（5）网络与通信功能
5、计算机的应用
（1）科学计算 （2）数据/信息处理 （3）过程控制
（4）计算机辅助
计算机辅助设计CAD 计算机辅助制造CAM
计算机辅助教育CAI 计算机辅助技术CAT 计算机仿真模拟
（5）网络通信 （6）人工智能（AI） （7）多媒体应用
（8）嵌入式系统
6、计算机的分类
v 按计算机处理数据的类型：模拟计算机、数字计算机和混合计算机
v 按计算机的用途：通用计算机和专用计算机
v 按计算机的性能、规模和处理能力：
（1）巨型机
（2）大型通用机：企业级计算机
（3）微型机
微型机分独立式（日常使用）和嵌入式（嵌入式系统）
微型计算机的结构：单片机、单板机、多芯片机和多板机
（4）工作站
高档的微型计算机
（5）服务器：描述了计算机的应用角色，而不是刻画机器档次
特点：1)只有在客户机的请求下才为其提供服务
2）服务器对客户透明
3）服务器严格说是一种软件的概念
7、 计算机科学研究与应用
v 1、人工智能
指纹识别 手写输入
v 2、网格计算
研究如何把一个需要非常巨大的计算能力才能解决的问题分成许多小的部分，然后把它们分配给许多计算机进行处理，最后把这些计算结果综合起来得到最终结果，从而圆满完成一个大型计算任务。
对用户而言，就好像拥有了一台功能强大的虚拟计算机，这就是网格计算的思想。
网格计算---利用互联网把不同位置的电脑组成一个“虚拟的超级计算机”
8、云计算
是分布式计算、网格计算、并行计算、网络存储及虚拟化计算机和网络技术发展融合的产物，或者说是它们的商业实现。
云计算的构成包括硬件、软件和服务。用户不再需要购买复杂的硬件和软件，只需要支付相应的费用给“云计算”服务商，通过网络就可以方便地获取所需要的计算、存储等资源。
数据在云端，软件在云端，任何时间，任何地点都可以进行计算
9、 未来计算机的发展趋势
v 电子计算机的发展方向
（1）巨型化
（2）微型化
（3）网络化
（4）智能化
10、信息技术的定义：一系列与计算机相关的技术就是信息技术。
11、现代信息技术的内容
一般来说，信息技术包含三个层次：
（1）信息基础技术
（2）信息系统技术
（3） 信息应用技术
12、现代信息技术的发展趋势
（1）数字化 （2）多媒体化
（3）高速度 、网络化、宽频带
（4）智能化
13、计算机中的数据
ENIAC采用十进制，冯.诺依曼提出二进制
计算机内部均用二进制表示各种信息。
14、计算机中数据的单位
位（bit）：数据的最小单位，每个数码称为1位
字节（Byte）：存储容量的基本单位
1字节=8位 1Byte=8bit
1KB=1024B 1MB=1024KB
1GB=1024MB 1TB=1024GB
1TB>1GB>1MB>1KB>1Byte>1bit
一个英文占一个字节，一个汉字占两个字节
字长：计算机一次能并行处理的二进制位称为该机器的字长。字长是计算机的一个重要标志，直接反映一台计算机的计算能力和计算精度。字长越长，计算机的数据处理速度越快。微型计算机的字长都是8的整数倍。
15、数据范围的计算
n位二进制数表示的无符号数的范围是0～（2n－1）
有符号数的范围是（－2n-1）～（2n-1－1）
例如：8位二进制表示的无符号数范围是0~255，有符号数是-128~127。
16、进位计数值及其转换
（1）进位计数值
二进制（B） 八进制（O）
十进制（D） 十六进制（H）
（2）R进制转换为十进制（按权展开）
（234）H=2×162+3×161+4×160
（10110）B=1×24+0×23+1×22+1×21+0×20
（3）十进制转换为R进制
整数部分：除基取余，逆向取
小数部分：乘基取整，顺向取
（4）二进制和八进制互换
（010 101 011.110 101）B=（253.65）O
（2731.62）O=（010 111 011 001.110 010）B
（5）二进制和十六进制互换
（1010 1011.1101 0100）B=（AB.D4）H
（2D5C.74H=（0010 1101 0101 1100.0111 0100）B
17、字符编码
（1）西文字符的编码
美国信息交换标准码ASCII，7位码è128字符
扩展ASCII,8位码à256字符
a:1100001(二进制), 97(十进制，ASCII码值), bcde….依次增加
A:1000001(二进制), 65(十进制), BCDE….依次增加
小写英文字母的ASCII码值比对应的大写字母的多32
0:0110000(二进制), 48(十进制), 1234….依次增加
0~9 : 48-57
A~Z : 65-90
a~z : 97-122
比较字符ASCII码值的大小:
　 空格＜标点符号＜数字＜大写字母＜小写字母
计算机内部用一个字节（8个二进制位）存放一个7位ASCII码，最高位为0
（2）汉字的编码
ASCII码只对英文字母、数字和标点进行了编码。
汉字分成两级：一级汉字3755个，按汉语拼音字母的次序排列；二级汉字有3008个，按偏旁部首排列。因为一个字节足以表示6763个汉字，所以一个国标码用两个字节来表示一个汉字，每个字节最高位为0。
GB2312-80(又称GB2312)将汉字分为94区，每个区有94位，编码范围是1—94。
（3）汉字的处理过程(7步)
汉字输入à输入码à国标码à机内码à地址码à字形码à汉字输出
为将汉字输入计算机而编制的代码称为汉字输入码，也叫外码。
汉字内码是为在计算机内部对汉字进行存储、处理的汉字编码，汉字的内码的形式也多种，对应国标码一个汉字的内码用2个字节存储，每个汉字的最高位置“1”作为汉字内码的标识。如果用十六进制来表述，就是把汉字国标码的每个字节加80H。
区位码+2020Hà国标码+8080Hà机内码
（4）汉字字形码
汉字字形码又称汉字字模，用于汉字在显示屏或打印机输出。通常有两种表示方式：点阵和矢量表示方式。
设汉字点阵为N×N，则1个汉字的字形码信息所占用的字节数是N×N/8。
如：24*24点阵需要多少字节空间？
（24×24/8=72Byte）
矢量表述方式可产生高质量的汉字输出
（5）汉字地址码
汉字地址码是指汉字库地址码，需要向输出设备输出汉字时，必须通过地址码对汉字库进行访问。
（6）其他汉字内码
GB2312-80国标码只能表示和处理6763个汉字，为了统一表示世界各国、各地区的文字，便于全球范围的信息交流各级组织公布了各种汉字内码
1）GBK码（扩充汉字内码规范）多达2万多简、繁汉字的编码
2）UCS码：包含字母文字，中日韩的表意文字
3）Unicode编码；65536个字符编码，主要用来解决多语言的计算问题(包括UTF-8,UTF-16,UTF-32)
4）BIG5码：香港、台湾地区使用的一种繁体汉字编码
（7）汉字按照输入法可分为音码（拼音）、形码（五笔）、音形码（郑码）。
18、多媒体的特征
媒体：指文字、声音、图像、动画和视频等内容
多媒体技术：指能够同时对两种或两种以上的媒体进行处理的综合处理技术
多媒体技术具有交互性、集成性、多样性和实时性。
多媒体计算机系统主要包括4个部分：多媒体硬件系统、多媒体操作系统、图形用户界面及多媒体数据开发的应用工具软件。
19、计算机病毒的特征和分类
1）计算机病毒：是一种人为编制的具有破坏性的程序。
特点：寄生性 破坏性 传染性 潜伏性 隐蔽性
2）计算机病毒的分类
引导区型病毒 文件型病毒
混合型病毒 宏病毒
internet病毒（网络病毒）
3）计算机感染病毒的常见症状
4）计算机病毒的清除
5）计算机病毒的预防
20、在一个非零无符号二进制整数后面添加N个O，得到的数是原数的2N倍。相反，去除N个0，得到的数是原数的12N。
第2章 计算机系统
1、计算机的硬件系统
计算机系统是由硬件和软件两大部分组成。硬件是指物理存在的各种设备，软件是指运行在计算机上的程序、运行程序所需的数据和相关文档的总称。
2、运算器（ALU）
对二进制数码进行算术运算或逻辑运算，所以也称为算术逻辑部件。
运算器包括寄存器、执行部件和控制电路3个部分。
运算器处理的数据来自存储器，处理后的结果数据通常被送回存储器，或暂时寄存在运算器中。
在典型的运算器中有3个寄存器：接收并保存一个操作数的接收寄存器；保存另一个操作数和运算结果的累加寄存器；在进行乘、除运算时保存乘数或商数的乘商寄存器。执行部件包括一个加法器和各种类型的输入/输出门电路。控制电路按照一定的时间顺序发出不同的控制信号，使数据经过相应的门电路进入寄存器或加法器，完成规定操作。
计算机的运算速度通常是指每秒钟能够执行加法指令的数目。百万次/每秒（MIPS）来表示。
3、控制器(CU)
是计算机的心脏，由它指挥各个部件自动、协调地工作。
控制器由指令寄存器IR，指令译码器ID，程序计数器PC和操作控制器OC部件组成。
PC总保存下一条要执行指令的地址

1）机器指令：就是用二进制代码表示的一条指令的结构形式，通常由操作码和地址码（或称操作数）两种字段组成。
操作码：指出指令完成操作的类型，如加、减、乘、传送等。
地址码（或称操作数）：指出参与操作的数据和操作结果存放的位置。
2)运算器（ALU）+控制器（CU）合称中央处理器（CPU），时钟主频（单位：GHz）越高，速度越快
CPU的性能指标主要有字长和时钟主频两个。
随着CPU主频的不断提高，它对内存的存取速度更快了，为了协调CPU和内存之间的速度差异问题，在CPU 芯片中又集成了高速缓冲存储器（Cache）。
例：微机配置P4 2.4G中，P4是CPU的型号，2.4G是处理器的时钟频率是2.4GHz。
4、存储器
① 存储器是存储程序、数据与结果的部件，分内存和外存两大类。内存速度快，断电后信息丢失，CPU不能像访问内存那样直接访问外存，当需要某一程序或数据时，必须先调入内存。
1）内存
分随机存储器RAM和只读存储器ROM，两者最大的区别在于断电后数据是否丢失。
RAM又分静态随机存储器SRAM和动态随机存储器DRAM
DRAM的含义是指每隔一个固定的时间必须对存储信息刷新一次
SRAM优点是速度快、使用简单、不需刷新、功耗极低；常用作Cache；缺点是元件数多、集成度低、运行功耗大
2）只读存储器(ROM)
可编程只读存储器PROM 可擦除可编程只读存储器EPROM
电可擦除可编程只读存储器EEPROM
3）高速缓冲存储器（Cache）
4）内存储器的性能指标:容量和速度
② 外存
1）硬盘
2）闪速存储器（flash）
3）光盘
特点：与内存相比，外存的特点是存储容量大、价格较低、而且在断电后信息不会丢失。常用的有磁盘、磁带、光盘。
磁盘的有效记录区包含若干磁道，磁道由外向内分别称为0磁道、1磁道……每个磁道被划分为若干个扇区，扇区是磁盘存储信息的最小物理单位。通常每个扇区的容量为512字节。
磁盘的存储容量=磁道数*扇区数*扇区内字节数*面数*磁盘片数
硬盘的容量=柱面数*磁头数*扇区数*512B
软盘的容量=磁道数*2*扇区数*512B
软盘上有一个写保护孔，当软盘上的写保护孔透光时，软盘处于写保护状态。当写保护滑块挡住写保护孔时，软盘处于读写状态。要使软盘不被病毒感染的最好方法是是软盘处于写保护状态。
③ 层次结构
常采用cache—主存层次（解决速度不匹配问题）
5、输入设备
主要作用是把人们可读的信息转换为计算机能识别的二进制代码输入计算机，主要功能是把准备好的数据、程序等信息转变为计算机能接收的电信号送入计算机。
1）键盘
2）鼠标
3）其他输入设备
扫描仪 照相机 摄像机 游戏操作杆 条形码阅读器 光学字符阅读器 触摸屏 手写笔 语音输入设备（麦克风）
6、输出设备
输出设备的主要功能是把运算结果数据或信息以数字、字符、图像、声音等形式表现出来。
1）显示器
主要性能：像素与点距、分辨率、显存
2）打印机
点阵打印机 喷墨打印机 激光打印机
3）其他输出设备
绘图仪 音频输出设备 视频投影仪
4）其他输入/输出设备
调制解调器 光盘刻录机
7、计算机的结构
计算机硬件系统的五大部件并不是孤立存在的，需要相互连接和传输。计算机的结构反映了计算机各个组成部件之间的连接方式
1）直接连接
直接连接是指存储器、运算器、控制器和外部设备四个组成部件之间的任意两个组成部件，相互之间基本上都有独立的连接线，这样可以获得最高的连接速度，但不宜扩展。
2）总线结构
现代计算机普遍采用总线结构，总线是一组连接各个部件的公共通信线。
总线可分为如下三类：
① 据总线：用来在存储器、运算器、控制器和I/O设备传送数据信号的公共通道。
②地址总线：用来在存储器、运算器、控制器和I/O设备传送地址信息的公共通道。
③控制总线：用来在存储器、运算器、控制器和I/O设备传送控制信号的公共通道。
8、总线（Bus）
在计算机系统中，各个部件之间传送信息的公共通路叫总线，微型计算机是以总线结构来连接各个功能部件的。
总线是一种内部结构，它是CPU、内存、输入、输出设备传递信息的公用通道，主机的各个部件通过总线相连接，外部设备通过相应的接口电路再与总线相连接，从而形成了计算机硬件系统。总线是系统部件之间传送信息的公共通道，各部件由总线连接并通过它传递数据和控制信号。
总线的特点是简单清晰、易于扩展。常见的总线标准有ISA总线、PCI总线、AGP总线和EISA总线等。
根据所连接的部件不同，总线可分为内部总线和系统总线。系统总线又可以分为数据总线（DB）、地址总线（AB）和控制总线（CB），分别传递数据、地址和控制信号。
9、主板
又叫主机板（Main Board）,被安装在机箱内，是微机最基本的也是最重要的部件之一。主板即总线在硬件上的体现。
主板的另一特点是采用了开放式结构。
10、软件系统是为运行、管理和维护计算机而编制的各种程序、数据和文档的总称
计算机系统由硬件系统和软件系统组成。
11、软件的概念
软件是计算机的灵魂，没有软件的计算机毫无用处
程序：是按照一定顺序执行的、能够完成某一任务的指令集合（程序=算法+数据结构）
程序设计语言：人们让计算机完成某项任务的语言
1）机器语言：直接执行
2）汇编语言：符号语言，需要编译才能执行
3）高级语言：接近自然语言（编译方式和解释方式执行）
我们把汇编语言翻译成机器语言程序的过程称为汇编过程，把高级语言翻译成机器语言的过程称为编译过程。
12、软件系统及其组成：计算机软件分为系统软件和应用软件两大类
13、操作系统的相关概念：操作系统是用户与计算机之间的接口，是计算机系统中所有硬件、软件资源的组织者和管理者。操作系统负责管理计算机中各种软硬件资源并控制各类软件运行。
14、操作系统的发展
第一阶段：人工操作（20世纪40年代）
第二阶段：单道批处理操作系统（20世纪50年代）
第三阶段：多道批处理操作系统（20世纪60年代）
第四阶段：分时操作系统（20世纪70年代）
第五阶段：实时操作系统（20世界70年代）
第六阶段：现代操作系统（20世纪80年代至今）
15、操作系统的种类
1）单用户操作系统：DOS，windows系列
2）批处理操作系统：DOS/VSE
3）分时操作系统：UNIX
4）实时操作系统
5）网络操作系统
16、典型操作系统
1）服务器操作系统：Windows、Unix、Linux、Netware
2）PC操作系统：DOS、WINDOWS、MACOS
3）实时操作系统：VxWorks
4） 嵌入式操作系统
17、 常见的系统软件有操作系统、编译系统、数据库管理系统等。
18、操作系统的主要功能：资源管理
操作系统包括五大功能模块：处理器管理、作业管理、存储器管理、设备管理、文件管理
19、USB
1) USB，是英文Universal Serial Bus（通用串行总线）的缩写，而其中文简称为“通串线”，是一个外部总线标准，用于规范电脑与外部设备的连接和通讯。是应用在PC领域的接口技术。
2) USB接口支持设备的即插即用和热插拔功能。
3) 热插拔即“带电插拔”，指可以在电脑运作时插上或拔除硬件。
4) USB各版本区最大传输速率速率称号最大输出电流协议推出时间：
l USB1.0：1.5Mbps(192KB/s)低速(Low-Speed)500mA……1996年1月；
l USB1.1：12Mbps(1.5MB/s)全速(Full-Speed)500mA……1998年9月；
l USB2.0：480Mbps(60MB/s)高速(High-Speed)500mA……2000年4月；
l USB3.0：5G-10Gbps(640MB/s)超速(Super-Speed)900mA……2008年11月。
20、把内存中数据传送到计算机硬盘中去，称为写盘。把硬盘上的数据传送到计算机的内存中去，称为读盘。

第3章 因特网基础与简单应用
1、数据通信
数据通信时指在两个计算机或终端之间以二进制的形式进行信息交换，传输数据。
（1）信道：信息传输的媒介或渠道
（2）数字信号和模拟信号
数字信号时一种离散的脉冲序列
模拟信号时一种连续变化的信号
（3）调制与解调
调制：数字脉冲信号转换成模拟信号
解调：模拟信号还原成数字脉冲信号的过程
（4）调制解调器（Modem）的作用是将数字信号和模拟信号相互转换。
（5）带宽与传输速率
带宽：最高频率与最低频率之差
数据传输速率表示信道的传输能力，即每秒传输的二进制位数，单位为：BPS（bit/s）,KBPS,MBPS,GBPS与TBPS
（6）误码率
是指二进制比特在数据传输系统中被传错的概率，是通信系统的可靠性指标。计算机网络系统中，一般要求误码率低于10-6 。
2、计算机根据网络覆盖范围分类：局域网（LAN）、城域网（MAN）、广域网（WAN）
广域网也称远程网。通常跨接很大的物理范围，所覆盖的范围从几十公里到几千公里，它能连接多个城市或国家，或横跨几个洲并能提供远距离通信，形成国际性的远程网络。如因特网（Internet）是世界范围内最大的广域网。广域网是由许多交换机组成的，而广域网交换机实际上就是一台计算机，有处理器和输入/输出设备进行数据包的收发处理。
局域网（LAN）是指在某一区域（一栋或几栋大楼、一个校园或一个厂区等地理区域的小范围）内由多台计算机互连而成的小型网络。
城域网是在一个城市范围内所建立的计算机通信网，简称MAN。
3、网络拓扑结构:
网络拓扑(Topology)结构是指用传输介质互连各种设备的物理布局。
（1）星型：集中控制方式，中心节点出故障，全网瘫痪
（2）环型：数据沿一个方向传输，一个节点故障，网络瘫痪
（3）总线型：加入和退出网络方便，节点故障不影响网络
（4）树型：是星型结构的扩展
（5）网状：系统可靠性高，结构复杂，广域网中基本采用
4、网络硬件
计算机网络系统由网络软件和硬件设备组成
（1）传输介质
同轴电缆 双绞线 光缆
（2）网络接口卡（NIC）
局域网必备设备
（3）交换机（Switch）
（4）无线AP：无线访问点或无线桥接器，无线网络的桥梁
（5）路由器（Router）
路径选择，数据转发，广域网骨干设备
5、网络软件
通信协议：通信双方都必须遵守的通信规则。
目前INTERNET使用TCP/IP协议
TCP/IP参考模型分层：
（1）应用层
（2）传输层
（3）互联层
（4）主机至网络层
6、TCP/IP协议的工作原理
（1）IP协议
网络层协议，主要作用是将不同类型的物理网络互联在一起。通过IP地址实现
（2）TCP协议
传输控制协议，位于传输层，TCP协议向应用层提供面向连接的服务，确保网上所发送的数据报可以完整地接受，一旦某个数据报丢失或损失，TCP发送端可以通过协议机制重新发送这个数据报，以确保发送端和接收端的可靠传输
7、因特网中的客户机/服务器体系结构
计算机网络中的每台计算机都是“自治”的，既要为本地用户提供服务，也要为网络中其他主机的用户提供服务。即客户机/服务器（C/S）模式。因特网中常见的C/S结构的应用有Telnet远程登录，FTP文件传输服务，HTTP超文本传输服务，电子邮件服务，DNS域名解析服务等
8、因特网IP地址和域名的工作原理
（1）IP地址
IPV4和IPV6两个版本，IPV4占4个字节，分成4段，每段0-255，如202.205.16.23是合法的。共分5类：
A类：0-127 B类：128-191 C类：192-223
（2）域名
域名的实质就是用一组由字符组成的名字代替IP地址
如
AC表示科研院及科技管理部门 GOV表示政府部门
ORG表示社会团体及民间非营利组织 NET网络支持
COM表示商业 EDU表示教育单位 MIL军事单位
（3）为了避免重名，主机的域名采用层次结构，各层次之间用“.”隔开，从右向左分别为第一级域名（最高级域名）、第二级域名……直至主机名（最低级域名）。其结构如下：
主机名……第二级域名.第一级域名
从右向左级别递减

9、因特网IP地址和域名的工作原理
（3）DNS原理
域名和IP地址都表示主机的地址，实际上是同一事物的不同表示。从域名到IP地址或者从IP地址到域名的转换由域名解析服务器DNS完成。
10、接入因特网
（1）ADSL：目前用电话线接入因特网的主流技术就是ADSL（非对称数字用户线路），主要体现在上、下行速率的不同。
（2）ISP：INTERNET服务提供商
（3）无线连接：无线局域网的构建不需要布线，因此提供了极大的便捷，省时省力。
11、相关概念
（1）万维网WWW：万维网有3W、WWW、Web、全球信息网等名字，是一种建立在因特网上的全球性的、交互的、动态的、多平台的、分布式的、超文本超媒体信息查询系统。
（2）超文本和超链接
超文本中不仅含有文本信息，而且还可以包含图形、声音、图像和视频等多媒体信息
超链接：超文本中还可以包含指向其他网页的链接
（3）统一资源定位器
WWW用统一资源定位符来描述WEB网页的地址和访问它时所用的协议。
协议：//IP地址或域名/路径/文件名
（4）FTP文件传输协议
FTP是文件传输协议，是因特网提供的基本服务。使用C/S模式，一般在本地计算机上运行FTP客户机软件，由这个客户机软件实现与因特网上FTP服务器之间的通信
12、电子邮件
电子邮件E-mail是因特网上使用非常广泛的一种服务
（1）电子邮件地址<用户表示>@<主机域名>
（2）电子邮件的格式
电子邮件由信头和信体组成
（3）申请免费邮箱
多个收件人地址之间用英文分号；隔开
13、流媒体
（1概述 如在因特网上看一场球赛的现场直播，如果等到全部下载完才能播放，失去实时性
流媒体方式提供了一种在网上浏览音/视频文件的方式。流媒体是指采用流式传输的方式在因特网播放的媒体格式。流媒体传输时，文件由流媒体服务器向用户计算机连续、实时地传送。
（2）流媒体原理
合适的传输协议和缓存，使用缓存的目的是消除时延和抖动的影响，以保证数据报顺序正确，从而使媒体数据能够顺序输出。
（3）在因特网上浏览播放流媒体
如优酷、土豆网、新浪播客等
14、计算机网络
① 计算机网络是指将若干台地理位置不同，且具有独立功能的计算机，通过通信设备和传输线路相互连接起来，按照一定的通讯规则进行通信，以实现信息传输和网络资源共享的一种计算机系统。
② 网络的主要功能:信息传输和网络资源共享
15、计算机网络的应用：
Email、文件传输、远程登陆、电子布告栏、万维网