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《计算机网络：概念与功能全解析》
计算机网络的概念
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，通过通信线路连接起来，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统。
从硬件角度来看，计算机网络包含各种计算机设备，如服务器、工作站、终端等，以及连接这些设备的通信线路，如双绞线、光纤、同轴电缆等，还有网络接口卡、路由器、交换机等网络连接设备，这些硬件设备构建起了网络的物理框架，使得数据能够在不同设备之间传输。
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从软件层面来说，网络操作系统是计算机网络的核心软件，它管理着网络中的各种资源，如文件、打印机等，并为用户提供网络服务接口，网络通信协议则如同一种“语言”，规定了网络中数据传输的格式、顺序、错误控制等规则，常见的协议有TCP/IP协议簇，其中包括IP协议、TCP协议、UDP协议等，不同的网络设备和计算机只有遵循相同的协议，才能在网络中准确无误地进行通信。
计算机网络的功能
（一）资源共享
1、硬件资源共享
- 在计算机网络环境下，昂贵的硬件设备可以被多个用户共享，一个企业可能只需要购买一台高性能的打印机，通过网络连接，企业内的各个部门、不同计算机用户都可以使用这台打印机进行文档打印，这样就避免了每个部门或用户都购买打印机的高额成本，提高了硬件设备的利用率。
- 同样，对于存储设备也是如此，网络中的服务器可以提供大容量的存储功能，用户可以将自己的数据存储在服务器上，而不必在本地计算机上配备大容量的硬盘，这不仅节省了成本，而且方便了数据的集中管理和备份。
2、软件资源共享
- 软件的购买和安装往往需要一定的费用，而网络中的软件资源共享可以减少这些成本，企业可以购买一套正版的办公软件，安装在服务器上，通过网络授权，多个用户可以同时使用该软件进行办公操作。
- 还有一些开源软件或者共享软件，通过网络可以方便地被用户下载和使用，软件开发者也可以通过网络快速地更新软件版本，用户可以及时获取更新内容，提高软件的性能和安全性。
3、数据资源共享
- 在科研领域，科学家们可以通过计算机网络共享实验数据，不同地区、不同研究机构的科研人员可以将自己的实验数据上传到共享数据库中，其他科研人员可以对这些数据进行分析和研究，这有助于加快科研进展，避免重复劳动。
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- 在企业中，各个部门之间的数据共享也非常重要，销售部门可以将销售数据共享给生产部门，生产部门根据销售数据调整生产计划，从而提高企业的整体运营效率。
（二）数据通信
1、信息传递的便捷性
- 计算机网络使得人们可以在全球范围内快速地传递信息，电子邮件（E - mail）是最常见的一种数据通信应用，用户可以在瞬间将文字、图片、附件等信息发送给世界各地的收件人，与传统的信件相比，电子邮件不仅速度快，而且成本低。
- 即时通讯工具，如微信、QQ等，更是让人们能够实时地进行文字、语音和视频通信，无论是个人之间的聊天，还是企业内部的远程协作沟通，这些即时通讯工具都发挥着重要作用。
2、多媒体通信
- 随着网络技术的发展，多媒体通信成为可能，视频会议系统允许不同地点的人们进行面对面的交流，就像在同一个会议室一样，在企业中，视频会议可以减少商务旅行的成本，提高决策效率；在教育领域，教师可以通过视频会议系统进行远程授课，学生可以与教师实时互动，突破了地域限制。
- 网络还支持多媒体内容的传播，如在线音乐、在线视频等，用户可以随时随地欣赏自己喜欢的音乐和视频节目，丰富了人们的娱乐生活。
（三）分布式处理
1、任务分解与协同处理
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- 在一些大型的计算任务中，如气象预报、基因测序等，单个计算机的计算能力往往无法满足需求，计算机网络可以将这些大型任务分解成多个子任务，分配给网络中的不同计算机进行处理，在气象预报中，需要对大量的气象数据进行分析计算，通过网络，可以将不同地区采集到的气象数据分配到不同的计算机上进行处理，最后再将处理结果汇总，得到准确的气象预报结果。
2、提高系统可靠性
- 分布式处理还可以提高系统的可靠性，如果网络中的某一台计算机出现故障，它所承担的任务可以被转移到其他计算机上继续进行，在一个分布式数据库系统中，如果其中一个数据库服务器出现故障，其他服务器可以接管它的工作，保证数据库系统的正常运行。
（四）提高系统的可靠性和可用性
1、冗余备份
- 计算机网络中的重要设备和数据可以进行冗余备份，企业的核心服务器可以采用双机热备的方式，即有两台服务器同时运行，一台作为主服务器处理业务，另一台作为备份服务器实时同步主服务器的数据，当主服务器出现故障时，备份服务器可以立即接管业务，保证企业业务的不间断运行。
2、容错能力
- 网络中的设备和软件可以具备一定的容错能力，网络中的路由协议可以自动绕过出现故障的网络链路，选择其他可用的链路进行数据传输，在软件方面，一些数据库管理系统可以自动修复部分数据错误，保证数据的完整性和可用性。
计算机网络已经成为现代社会不可或缺的一部分，它的功能不断发展和扩展，深刻地影响着人们的工作、学习和生活方式。
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