计算机发展历史的四个阶段
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计算机发展历史的四个阶段
计算机发展历史的四个阶段
互联网时代已经到来了，小编推荐你不可不知的计算机发展历史的四个阶段，让你更加了解计算机。
世界上第一台电子数字式计算机于1946年2月15日在美国宾夕法尼亚大学研制成功，它的名称叫ENIAC(埃尼阿克)，是电子数值积分式计算机(The Electronic Numberical Intergrator and Computer)的缩写。它使用了17468个真空电子管，耗电174千瓦，占地170平方米，重达30吨，每秒钟可进行5000次加法运算。虽然它还比不上今天最普通的一台微型计算机，但在当时它已是运算速度的绝对冠军，并且其运算的精确度和准确度也是史无前例的。以圆周率(π)的计算为例，中国的古代科学家祖冲之利用算筹，耗费15年心血，才把圆周率计算到小数点后7位数。一千多年后，英国人香克斯以毕生精力计算圆周率，才计算到小数点后707位。而使用ENIAC进行计算，仅用了40秒就达到了这个记录，还发现香克斯的计算中，第528位是错误的。
ENIAC奠定了电子计算机的发展基础，在计算机发展史上具有划时代的意义,它的问世标志着电子计算机时代的到来。 ENIAC诞生后，数学家冯·诺依曼提出了重大的改进理论，主要有两点：其一是电子计算机应该以二进制为运算基础，其二是电子计算机应采用"存储程序"方式工作，并且进一步明确指出了整个计算机的结构应由五个部分组成：运算器、控制器、存储器、输入装置和输出装置。冯·诺依曼的这些理论的提出，解决了计算机的运算自动化的问题和速度配合问题，对后来计算机的发展起到了决定性的作用。直至今天，绝大部分的计算机还是采用冯·诺依曼方式工作。
ENIAC诞生后短短的几十年间，计算机的发展突飞猛进。主要电子器件相继使用了真空电子管，晶体管，中、小规模集成电路和大规模、超大规模集成电路，引起计算机的几次更新换代。每一次更新换代都使计算机的体积和耗电量大大减小，功能大大增强，应用领域进一步拓宽。特别是体积小、价格低、功能强的微型计算机的出现，使得计算机迅速普及，进入了办公室和家庭，在办公室自动化和多媒体应用方面发挥了很大的作用。目前，计算机的应用已扩展到社会的各个领域。可将计算机的发展过程分成以下几个阶段：
第一代(1946~1957年)是电子计算机，它的基本电子元件是电子管，内存储器采用水银延迟线，外存储器主要采用磁鼓、纸带、卡片、磁带等。由于当时电子技术的限制，运算速度只是每秒几千次~几万次基本运算，内存容量仅几千个字。因此，第一代计算机体积大，耗电多，速度低，造价高，使用不便;主要局限于一些军事和科研部门进行科学计算。软件上采用机器语言，后期采用汇编语言。
第二代(1958~1970年)是晶体管计算机。1948年，美国贝尔实验室发明了晶体管，10年后晶体管取代了计算机中的电子管，诞生了晶体管计算机。晶体管计算机的基本电子元件是晶体管，内存储器大量使用磁性材料制成的磁芯存储器。与第一代电子管计算机相比，晶体管计算机体积小，耗电少，成本低，逻辑功能强，使用方便，可靠性高。软件上广泛采用高级语言，并出现了早期的操作系统。
第三代(1963~1970年)是集成电路计算机。随着半导体技术的发展，1958年夏，美国德克萨斯公司制成了第一个半导体集成电路。集成电路是在几平方毫米的基片，集中了几十个或上百个电子元件组成的逻辑电路。第三代集成电路计算机的基本电子元件是小规模集成电路和中规模集成电路，磁芯存储器进一步发展，并开始采用性能更好的半导体存储器，运算速度提高到每秒几十万次基本运算。由于采用了集成电路，第三代计算机各方面性能都有了极大提高：体积缩小，价格降低，功能增强，可靠性大大提高。软件上广泛使用操作系统，产生了分时、实时等操作系统和计算机网络。
第四代(1971年~日前)是大规模集成电路计算机。随着集成了上千甚至上万个电子元件的大规模集成电路和超大规模集成电路的出现，电子计算机发展进入了第四代。第四代计算机的基本元件是大规模集成电路，甚至超大规模集成电路，集成度很高的半导体存储器替代了磁芯存储器，运算速度可达每秒几百万次，甚至上亿次基本运算。在软件方法上产生了结构化程序设计和面向对象程序设计的思想。另外，网络操作系统、数据库管理系统得到广泛应用。微处理器和微型计算机也在这一阶段诞生并获得飞速发展。
微型计算机的发展
微型计算机的发展主要表现在其核心部件——微处理器的发展上，每当一款新型的微处理器出现时，就会带动微机系统的其它部件的相应发展，如微机体系结构的进一步优化，存储器存取容量的不断增大、存取速度的不断提高，外围设备性能的不断改进以及新设备的不断出现等。
根据微处理器的字长和功能，可将微型计算机的功能划分为以下几个阶段：
第一阶段( 1971 ～ 1973 年)是 4 位和 8 位低档微处理器时代。通常称为第一代，其典型产品是 Intel4004 和 Intel8008 微处理器和分别由它们组成的 MCS-4 和 MCS-8 微机。基本特点是采用 PMOS 工艺，集成度低( ￡ 4000 个晶体管 / 片)，系统结构和指令系统都比较简单，主要采用机器语言或简单的汇编语言，指令数目较少( 20 多条指令)，基本指令周期为 20 ～ 50 μ s ，用于家电和简单的控制场合。
第二阶段( 1974 ～ 1977 年)是 8 位中高档微处理器时代。通常称为第二代，其典型产品是 Intel8080/8085 、 Motorola 公司的 MC6800 、 Zilog 公司的 Z80 等，以及各种 8 位单片机，如 Intel 公司的 8048 、 Motorola 公司的 MC6801 、 Zilog 公司的 Z8 等。它们的特点是采用 NMOS 工艺，集成度提高约 4 倍，运算速度提高约 10~15 倍(基本指令执行时间 1 ～ 2 μ s )，指令系统比较完善，具有典型的计算机体系结构和中断、 DMA 等控制功能。软件方面除了汇编语言外，还有 BASIC 、 FORTRAN 等高级语言和相应的解释程序和编译程序，在后期还出现了操作系统，如 CM/P 就是当时流行的操作系统。
第三阶段( 1978 ～ 1984 年)是 16 微处理器时代。通常称为第三代，其典型产品是 Intel 公司的 8086/8088 、 80286 ， Motorola 公司的 M68000 ， Zilog 公司的 Z8000 等微处理器。其特点是采用 HMOS 工艺，集成度( 20000~70000 晶体管 / 片)和运算速度(基本指令执行时间是 0.5 μ s )都比第二代提高了一个数量级。指令系统更加丰富、完善，采用多级中断、多种寻址方式、段式存储机构、硬件乘除部件，并配置了软件系统。
这一时期的著名微机产品有 IBM 公司的个人计算机 PC ( Personal Computer )。 1981 年推出的 IBM PC 机采用 8088 CPU 。紧接着 1982 年又推出了扩展型的个人计算机 IBM PC/XT ，它对内存进行了扩充，并增加了一个硬磁盘驱动器。 1984 年 IBM 推出了以 80286 处理器为核心组成的 16 位增强型个人计算机 IBM PC/AT 。由于 IBM 公司在发展 PC 机时采用了技术开放的策略，使 PC 机风靡世界。
第四阶段( 1985 ～ 1992 年)是 32 位微处理器时代，又称为第四代。其典型产品是 Intel 公司的 80386/80486 ， Motorola 公司的 M68030/68040 等。其特点是采用 HMOS 或 CMOS 工艺，集成度高达 100 万晶体管 / 片，具有 32 位地址线和 32 位数据总线。每秒钟可完成 600 万条指令( MIPS ， Million Instructions Per Second )。微机的功能已经达到甚至超过超级小型计算机，完全可以胜任多任务、多用户的作业。同期，其他一些微处理器生产厂商(如 AMD 、 TEXAS 等)也推出了 80386/80486 系列的芯片。
第五阶段( 1993 年以后)是奔腾( Pentium )系列微处理器时代，通常称为第五代。典型产品是 Intel 公司的奔腾系列芯片及与之兼容的 AMD 的 K6 系列微处理器芯片。内部采用了超标量指令流水线结构，并具有相互独立的指令和数据高速缓存。随着 MMX ( Multi Media eXtended )微处理器的出现，使微机的发展在网络化、多媒体化和智能化等方面跨上了更高的台阶。 2000 年 3 月， AMD 与 Intel 分别推出了时钟频率达 1GHz 的 Athlon 和 Pentium III 。 2000 年 11 月， Intel 又推出了 Pentium Ⅳ微处理器，集成度高达每片 4200 万个晶体管，主频 1.5GHz ， 400MHz 的前端总线，使用全新 SSE 2 指令集。 2002 年 11 月， Intel 推出的 Pentium Ⅳ微处理器的时钟频率达到 3.06GHz ，而且微处理器还在不断地发展，性能也在不断提升。
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计算机网络发展历史与趋势
自上世纪50 年代开始，人们及各种组织机构使用计算机来管理他们的信息的速度迅速增长。早期，限于技术条件使得当时的计算机都非常庞大和非常昂贵，任何机构都不可能为雇员个人提供使用整个计算机，主机一定是共享的，它被用来存储和组织数据、集中控制和管理整个系统。所有用户都有连接系统的终端设备，将数据库录入到主机中处理，或者是将主机中的处理结果，通过集中控制的输出设备取出来。通过专用的通信服务器，系统也可以构成一个集中式的网络环境，使用单个主机可以为多个配有I/O 设备的终端用户(包括远程用户)服务。这就是早期的集中式计算机网络，一般也称为集中式计算机模式。它最典型的特征是：通过主机系统形成大部分的通信流程，构成系统的所有通信协议都是系统专有的，大型主机在系统中占据着绝对的支配作用，所有控制和管理功能都是由主机来完成。
随着计算机技术的不断发展，尤其是大量功能先进的个人计算机的问世，使得每一个人都可以完全控制自己的计算机，进行他所希望的作业处理。当以个人计算机(PC)方式呈现的计算能力发展成为了独立的平台，这导致了一种新的计算结构---分布式计算模式的诞生。
一般来讲，计算机网络的发展可分为四个阶段
第一阶段：计算机技术与通信技术相结合，形成面向终端的计算机网络;
第二阶段：在计算机通信网络的基础上，完成网络体系结构与协议的研究，形成了计算机网络;
第三阶段：在解决计算机连网与网络互连标准化问题的背景下，提出开放系统互连参考模型与协议，促进了符合国际标准的计算机网络技术的发展;
第四阶段：计算机网络向互连、高速、智能化方向发展，并获得广泛的应用。
面向终端的计算机网络阶段
在上个世纪50 年代，由于计算机的造价昂贵，所以计算机资源匮乏且放置集中。需要使用计算机的用户必须亲自携带程序，到放置计算机的机房进行手工操作，这为用户使用计算机带来了极大的不便。而具有收发功能的终端机(terminal)的出现解决了这一问题，人们通过通信线路将计算机与终端相连，通过终端进行数据的发送和接收，这种“终端-通信线路-计算机”的模式被称为远程联机系统，由此开始了计算机和通信技术
相结合的年代，远程联机系统就被称为第一代计算机网络。
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网络。用一台中央主机连接大量的地理上处于分散位置的终端。如50 年代初美国的SAGE 系统。
为减轻中心计算机的负载,在通信线路和计算机之间设置了一个前端处理机FEP 或通信控制器CCU 专门负责与终端之间的通信控制,使数据处理和通信控制分工。在终端机较集中的地区，采用了集中管理器(集中器或多路复用器)用低速线路把附近群集的终端连起来,通过MODEM 及高速线路与远程中心计算机的前端机相连。这样的远程联机系统既提高了线路的利用率，又节约了远程线路的投资。
远程联机系统的结构特点是单主机多终端，所以从严格意义上讲，并不属于计算机网络范畴。
计算机—计算机网络阶段
60年代中期，出现了多台计算机互连的系统，开创了“计算机-计算机”通信的时代。美国的ARPA网，IBM的SNA网，DEC的DNA网都是成功的典例。这个时期的网络产品是相对独立的，未有统一标准。
远程联机系统发展到一定的阶段，计算机的用户希望使用其他计算机系统的资源。同时，拥有多台计算机的大企业也希望各计算机之间可以进行信息的传输与交换。于是在20世纪60 年代出现了以实现“资源共享”为目的的多计算机互连的形态。在这个阶段，对整个系统的通信可靠性和准确性提出了更高的要求。系统中采用在计算机和线路之间设置通信控制处理机(CCP：communication control processor)的方式来提高系统性能，如图1.10所示。
这一阶段结构上的主要特点是：以通信子网为中心，多主机多终端。1969 年在美国建成的ARPAnet 是这一阶段的代表。在ARPAnet 上首先实现了以资源共享为目的不同计算机互连的网络，它奠定了计算机网络技术的基础，成为今天因特网的前身。
开放式标准化网络阶段
上个世纪60 年代末ARPAnet等的成功运用极大地刺激了各计算机公司对网络的热衷，自70 年代中期开始，各大公司在宣布各自网络产品的同时，也公布了各自采用的网络体系结构标准，提出成套设计网络产品的概念。例如，IBM 公司于1974 年率先提出了“系统网络体系结构”(SNA)，DEC 公司于1975 公布“分布网络体系结构”(DNA)，UNIVAC 公司则于1976 年提出了“分布式通信网络体系结构”(DCA)。在这个时期，不断出现的各种网络虽然极大地推动了计算机网络的应用，但是众多不同的专用网络体系标准给不同网络间的互连带来了很大的不便。鉴于这种情况，国际标准化组织(ISO)于1977 年成立了专门的机构从事“开放系统互连”问题的研究，目的是设计一个标准的网络体系模型。1984 年ISO 颁布了“开放系统互连基本参考模型”，这个模型通常被称作OSI 参考模型。只有标准的才是开放的OSI 参考模型的提出引导着计算机网络走向开放的标准化的道路，同时也标志着计算机网络的发展步入了成熟的阶段。从此，网络产品有了统一标准，促进了企业的竞争，大大加速了计算机网络的发展。
在OSI参考模型推出后，网络的发展道路一直走标准化道路，而网络标准化的最大体现就是Internet的飞速发展。现在Internet已成为世界上最大的国际性计算机互联网。Internet遵循TCP/IP参考模型，由于TCP/IP仍然使用分层模型，因此Internet仍属于第三代计算机网络。
高速、智能的计算机网络阶段
计算机网络经过第一代、第二代和第三代的发展，表现出其巨大的使用价值和良好的应用前景。进入2 0世纪9 0年代以来，微电子技术、大规模集成电路技术、光通信技术和计算机技术不断发展，为网络技术的发展提供了有力的支持;而网络应用正迅速朝着高速化、实时化、智能化、集成化和多媒体化的方向不断深入，新型应用向计算机网络提出了挑战，新一代网络的出现已成必然。
计算机网络的发展既受到计算机科学技术和通信科学技术的支撑，又受到网络应用需求的推动。如今，计算机网络从体系结构到实用技术已逐步走向系统化、科学化和工程化。作为一门年轻的学科，它具有极强的理论性、综合性和依赖性，又具有自身特有的研究内容。它必须在一定的约束条件下研究如何合理、有效地管理和调度网络资源(如链路、带宽、信息等)，提供适应不同应用需求的网络服务和拓展新的网络应用。
网络带宽的不断提高，更加刺激了网络应用的多样化和复杂化，多媒体应用在计算机网络中所占的份额越来越高，同时，用户不仅对网络的传输带宽提出越来越高的要求，对网络的可靠性、安全性和可用性等也提出了新的要求。为了向用户提供更高的网络服务质量，网络管理也逐渐进入了智能化阶段，包括网络的配置管理、故障管理、计费管理、性能管理和安全管理等在内的网络管理任务都可以通过智能化程度很高的网络管理软件来实现。计算机网络已经进入了高速、智能的发展阶段。
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计算机网络发展史介绍
网络并不新鲜。在计算机时代早期，众所周知的巨型机时代，计算机世界被称为分时系统的大系统所统治。分时系统允许你通过只含显示器和键盘的哑终端来使用主机。哑终端很像PC，但没有它自己的CPU、内存和硬盘。靠哑终端，成百上千的用户可以同时访问主机。这是如何工作的?是由于分时系统的威力，它将主机时间分成片，给用户分配时间片。片很短，会使用户产生错觉，以为主机完全为他所用。
在七十年代，大的分时系统被更小的微机系统所取代。微机系统在小规模上采用了分时系统。所以说，并不是直到七十年代PC发明后，才想出了今天的网络。
远程终端计算机系统是在分时计算机系统基础上，通过Modem(调制解调器)和PSTN(公用电话网)向地理上分布的许多远程终端用户提供共享资源服务的。这虽然还不能算是真正的计算机网络系统，但它是计算机与通信系统结合的最初尝试。远程终端用户似乎已经感觉到使用“计算机网络”的味道了。
在远程终端计算机系统基础上，人们开始研究把计算机与计算机通过PSTN等已有的通信系统互联起来。为了使计算机之间的通信联接可靠，建立了分层通信体系和相应的网络通信协议，于是诞生了以资源共享为主要目的的计算机网络。由于网络中计算机之间具有数据交换的能力，提供了在更大范围内计算机之间协同工作、实现分布处理甚至并行处理的能力，联网用户之间直接通过计算机网络进行信息交换的通信能力也大大增强。
1969年12月，Internet的前身--美国的ARPA网投入运行，它标志着我们常称的计算机网络的兴起。这个计算机互联的网络系统是一种分组交换网。分组交换技术使计算机网络的概念、结构和网络设计方面都发生了根本性的变化，它为后来的计算机网络打下了基础。
八十年代初，随着PC个人微机应用的推广，PC联网的需求也随之增大，各种基于PC互联的微机局域网纷纷出台。这个时期微机局域网系统的典型结构是在共享介质通信网平台上的共享文件服务器结构，即为所有联网PC设置一台专用的可共享的网络文件服务器。PC是一台“麻雀虽小，五脏俱全”的小计算机，每个PC机用户的主要任务仍在自己的PC机上运行，仅在需要访问共享磁盘文件时才通过网络访问文件服务器，体现了计算机网络中各计算机之间的协同工作。由于使用了较PSTN速率高得多的同轴电缆、光纤等高速传输介质，使PC网上访问共享资源的速率和效率大大提高。这种基于文件服务器的微机网络对网内计算机进行了分工：PC机面向用户，微机服务器专用于提供共享文件资源。所以它实际上就是一种客户机/服务器模式。
计算机网络系统是非常复杂的系统，计算机之间相互通信涉及到许多复杂的技术问题，为实现计算机网络通信，计算机网络采用的是分层解决网络技术问题的方法。但是，由于存在不同的分层网络系统体系结构，它们的产品之间很难实现互联。为此，国际标准化组织ISO在1984年正式颁布了“开放系统互连基本参考模型”OSI国际标准，使计算机网络体系结构实现了标准化。
进入九十年代，计算机技术、通信技术以及建立在计算机和网络技术基础上的计算机网络技术得到了迅猛的发展。特别是1993年美国宣布建立国家信息基础设施NII后，全世界许多国家纷纷制定和建立本国的NII，从而极大地推动了计算机网络技术的发展，使计算机网络进入了一个崭新的阶段。目前，全球以美国为核心的高速计算机互联网络即Internet已经形成，Internet已经成为人类最重要的、最大的知识宝库。而美国政府又分别于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的计算机网络的发展方向。
(一)什么是计算机网络
计算机网络不过是两台或多台计算机通过电缆连在一起，这样它们可以交换信息。
当然，除了网络，计算机之间也有其他方式交换信息。我们中的大多数都用过一种最原始的“手工网络”的方式。那就是你将文件复制到软盘上，然后把这张盘拿到别人的计算机上。这就是称之为“手工”的原因了。
“手工网络”的问题在于其太慢，再加上要在你的地毯上(假如你的办公室里铺了地毯的话)留下痕迹。有一天，计算机玩家们发现联网比每隔半年换一次地毯划算得多。于是，现代计算机网络诞生了。
有了网络，你可以把办公室中的所有计算机都连上网，在每个计算机里都装一块电路板(网卡)。这样，你就有地方插电缆，安装和配置网络软件以使网络工作。于是，你有了可运行的计算机网络。
我们的网络朋友们，到底什么是计算机网络呢?就是用通讯设备和线路，将处在不同地方和空间位置、操作相对独立的多个计算机连接起来，再配置一定的系统和应用软件，在原本独立的计算机之间实现软硬件资源共享和信息传递，那么这个系统就成为计算机网络了。
(二)计算机网络的功能
计算机网络有很多用处，其中最重要的三个功能是：数据通信、资源共享、分布处理。
1.数据通信
数据通信是计算机网络最基本的功能。它用来快速传送计算机与终端、计算机与计算机之间的各种信息，包括文字信件、新闻消息、咨询信息、图片资料、报纸版面等。利用这一特点，可实现将分散在各个地区的单位或部门用计算机网络联系起来，进行统一的调配、控制和管理。
2.资源共享
“资源”指的是网络中所有的软件、硬件和数据资源。“共享”指的是网络中的用户都能够部分或全部地享受这些资源。例如，某些地区或单位的数据库(如飞机机票、饭店客房等)可供全网使用;某些单位设计的软件可供需要的地方有偿调用或办理一定手续后调用;一些外部设备如打印机，可面向用户，使不具有这些设备的地方也能使用这些硬件设备。如果不能实现资源共享，各地区都需要有完整的一套软、硬件及数据资源，则将大大地增加全系统的投资费用。
3.分布处理
当某台计算机负担过重时，或该计算机正在处理某项工作时，网络可将新任务转交给空闲的计算机来完成，这样处理能均衡各计算机的负载，提高处理问题的实时性;对大型综合性问题，可将问题各部分交给不同的计算机分头处理，充分利用网络资源，扩大计算机的处理能力，即增强实用性。对解决复杂问题来讲，多台计算机联合使用并构成高性能的计算机体系，这种协同工作、并行处理要比单独购置高性能的大型计算机便宜得多。
(三)计算机网络的分类
1.从小到大--局域网、城域网、广域网、因特网
网络中计算机设备之间的距离可近可远，即网络覆盖地域面积可大可小。按照联网的计算机之间的距离和网络覆盖面的不同，一般分为局域网(LAN，即Local area network)、城域网(MAN，即Metropolitan area network)、广域网(WAN，即Wide area network)和因特网(Internet)。LAN相当于某厂、校的内部电话网，MAN犹如某地只能拔通市话的电话网，WAN好像国内直拔电话网，因特网则类似于国际长途电话网。
局域网(LAN)是由某种类型的电缆把计算机直接连在一起的网络。把局域网连在一起组成了广域网(WAN)。大多数的广域网是通过电话线路连接的，少数的也采用其它类型的技术，如卫星通讯。Internet中大多数广域网连接是通过电话系统。
下面就是一个很典型的网络例子。设想你坐在一所大学的计算中心房间里，里面放满了计算机。你的计算机在这一局域网中，与房间中所有其它的计算机相连，也与整栋建筑内的办公室的计算机相连。在一个学校，有很多的局域网。例如，电信系有自己的计算机网络，管理系、计算机科学系等等也有。这些局域网中的每一台机器都连在一个作为主干的高速通路上，构成一个校园的广域网。
以上是一个大学的例子，很多其它的机构，如公司、政府机关、研究单位、其它种类的学校等，其实也是相似的。如果是小机构，可以只要一个局域网，大机构可把多个局域网连成一个或多个复杂的广域网，通常由专职人员来管理这些网络。
局域网间是怎样连接的?它是通过一种叫做路由器(router)的专门设备来实现的。路由器的作用是提供从一个网络到另一个网络的通路。我们用路由器来连接局域网(构成广域网)和广域网(构成更大的广域网)。换句话说，我们可以认为：Internet里的计算机通过大量的路由器连成局域网和广域网。
2.地位不同--基于服务器的网络和对等网络
在计算机网络中，倘若每台计算机的地位平等，都可以平等地使用其他计算机内部的资源，每台机器磁盘上的空间和文件都成为公共财产，这种网就称之为对等局域网(Peer to Peer LAN)，简称对等网。在对等网计算机资源这种共享方式将会导致计算机的速度比平时慢，但对等网非常适合于小型的、任务轻的局域网，例如在普通办公室、家庭、游戏厅、学生宿舍内建个小LAN。
如果网络所连接的计算机较多，在10台以上且共享资源较多时，就需要考虑专门设立一个计算机来存储和管理需要共享的资源，这台计算机被称为文件服务器，其他的计算机称为工作站，工作站里硬盘的资源就不必与他人共享。如果想与某人共享一份文件，就必须先把文件从工作站拷贝到文件服务器上，或者一开始就把文件安装在服务器上，这样其他工作站上的用户才能访问到这份文件。这种网络称为客户机/服务器(Client/Server)网络。
(四)硬件组成
1.客户机和服务器
客户机/服务器系统(Client/Server System)是计算机网络(尤其是Internet)中最重要的应用技术之一，其系统结构是指把一个大型的计算机应用系统变为多个能互为独立的子系统，而服务器便是整个应用系统资源的存储与管理中心，多台客户机则各自处理相应的功能，共同实现完整的应用。用户使用应用程序时，首先启动客户机通过有关命令告知服务器进行连接以完成各种操作，而服务器则按照此请示提供相应的服务。
客户机/服务器(C/S，Client/Server)概念来源于日常生活中常见的一种工作方式。例如，在一个大餐馆中，食客向招待员点菜，招待员把食客要求通知厨房的厨师，厨师按食客要求做好菜让招待员端给食客，这就是一种餐馆的C/S工作方式。餐馆中的招待员和厨师进行了分工：招待员直接面向食客，了解食客要求并向食客提供最终服务;厨师看不到食客，但具体运作食客提交的任务。如果把餐馆看成一个系统，则招待员与厨师的分工就是一种系统的分工，C/S工作方式就是一种系统分工、协同的工作方式，有时也称为C/S模式、C/S系统。招待员与厨师的分工关系是一种系统的结构关系，所以C/S实际上也是一种系统结构模式。
计算机网络的主要用途之一是允许共享资源。这种共享是通过相呼应的两个独立程序来完成的。每个程序在相应的计算机上运行。一个程序在服务器中，提供特定资源;另一个程序在客户机中，它使客户机能够使用服务器上的资源。
例如，你正在计算机上用一个文字处理程序(如Word)进行工作，你告诉程序，你要编辑一个存贮在网络的另一台计算机中的特定的文件。你的程序将给那台计算机发送一个信号，请求它把这个文件传输过来。在这种情况下，你的文字处理程序是客户机，此时接受这种请求并发出这个文件的程序叫服务器，更确切地说它是一个文件服务器。
在局域网上，硬件就在附近并且看得见。通常，人们用“服务器”这个词来称运行服务器程序的这台计算机。假设有这样的场面：一位网络管理员带着美国总统参观他的局域网，他在现场指着一台米色计算机，夸耀地说“这就是我们的文件服务器!”对于这种恰当有礼的炫耀，总统点头示意并说：“很好!”
在Internet上，硬件却通常看不到，这里的“客户机”和“服务器”一般是分别指载有相应程序的计算机，一个是要求服务的计算机，另一个是可提供服务的计算机。
可以举一个重要的例子，很多Internet的主机提供一种叫做WWW的服务(就相当于你现在浏览网页)。WWW允许你用鼠标点击“链接”(简言之，就是使鼠标光标变成手形的文本词句和图形)，每次你点击一项，WWW程序就执行所要求的任务，一直到你的需要得到满足。例如，某个“链接”是连到一个特定的信息内容(如“今日新闻”)，WWW将检索这个信息，并把它显示给你。
当你用WWW时，要涉及两个不同的程序。一个程序安装在客户机上，它执行你的鼠标点击，立即显示链接的网页内容，确保你的要求得到执行，这个程序叫做WWW客户机程序，比如你使用的浏览器(IE或Netscape)。另一个程序在服务器上，如“阿帕奇”(Apache)Web服务器软件，它对你的WWW客户机所要求的一切进行满足。
这种系统的绝妙之处，就是客户机和服务器程序不在同一台计算机上运行，这些客户机和服务器程序通常归属不同的计算机。例如，你可能坐在中国北京的一台PC机前，通过WWW来阅读万里之外的美国国家安全局的“今日新闻”，看一看美国总统选举的闹剧。在这种情况下，WWW客户机就是你的PC机，它运行着一个程序，此时WWW服务器是在美国另一端的一台超级计算机，它运行着另一个程序。
大部分计算机网络(包括所有的Internet服务)都使用这种客户机/服务器关系。要懂得怎样使用计算机网络(尤其是Internet)，事实上就意味着要懂得怎样使用每个客户机程序。你的任务是启动客户机，并叫它执行程序。客户机的任务是连接上相对应的服务器，并确保你的指令正确执行。
计算机网络是由两个或多个计算机通过特定通信模式连接起来的一组计算机，完整的计算机网络系统是由网络硬件系统和网络软件系统组成的。
组成一般计算机网络的硬件有哪些?一是网络服务器;二是网络工作站;三是网络适配器，又称为网络接口卡或网卡;四是连接线，学名“传输介质”或“传输媒体”，主要是电缆或双绞线，还有不常用的光纤。如果要扩展局域网的规模，就需要增加通信连接设备，如调制解调器、集线器、网桥和路由器等。我们把这些硬件连接起来，再安装上专门用来支持网络运行的软件，包括系统软件和应用软件，那么一个能够满足工作或生活需求的计算机网络也就建成了。
2.服务提供者--服务器
服务器(Server)是一台高性能计算机，用于网络管理、运行应用程序、处理各网络工作站成员的信息请示等，并连接一些外部设备如打印机、CD-ROM、调制解调器等。根据其作用的不同分为文件服务器、应用程序服务器和数据库服务器等。Internet网管中心就有WWW服务器、FTP服务器等各类服务器。
广义上的Server(服务器)是指向运行在别的计算机上的客户端程序提供某种特定服务的计算机或是软件包。这一名称可能指某种特定的程序，例如WWW服务器，也可能指用于运行程序的计算机，例如，“我们的邮件服务器今天崩溃了”，这就是电子邮件不能被发送出去的原因。一台单独的服务器计算机上可以同时有多个服务器软件包在运行，也就是说，它们可以向网络上的客户提供多种不同的服务。
网络服务器是不是就是所说的文件服务器?一般意义上的网络服务器确也是指文件服务器。文件服务器是网络中最重要的硬件设备，其中装有NOS(网络操作系统)、系统管理工具和各种应用程序等，是组建一个客户机/服务器局域网所必需的基本配置;对于对等网，每台计算机则既是服务器也是工作站。
采用什么样的微机用作服务器最为合适?若有条件购置专门的文件服务器则更好，因为硬件上有专门考虑，我们在前面不是说服务器的硬盘存取速度对网络的影响很大吗?所以专用的服务器就对数据的存储、速度、可靠性都有考虑，诸如硬盘镜像、双工等容错技术一般都会得到应用。不过一般的小型LAN，采用PII级的微机，配备一个或数个GB的大容量硬盘和一个32位的网卡也就可以满足需求。
3.坐享其成者--工作站
工作站(Workstation)也称客户机，由服务器进行管理和提供服务的、连入网络的任何计算机都属于工作站，其性能一般低于服务器。个人计算机接入Internet后，在获取Internet的服务的同时，其本身就成为一台Internet网上的工作站。网络工作站需要运行网络操作系统的客户端软件。
4.计算机的哨卡--网卡
网卡也称网络适配器、网络接口卡(NIC，Network Interface Card)，在局域网中用于将用户计算机与网络相连，大多数局域网采用以太(Ethernet)网卡，如NE2000网卡、PCMCIA卡等。
何谓网卡?网卡是一块插入微机I/O槽中，发出和接收不同的信息帧、计算帧检验序列、执行编码译码转换等以实现微机通讯的集成电路卡。
它主要完成如下功能：
(1)读入由其它网络设备(路由器、交换机、集线器或其它NIC)传输过来的数据包(一般是帧的形式)，经过拆包，将其变成客户机或服务器可以识别的数据，通过主板上的总线将数据传输到所需PC设备中(CPU、内存或硬盘);
(2)将PC设备发送的数据，打包后输送至其它网络设备中。它按总线类型可分为ISA网卡、EISA网卡、PCI网卡等。其中ISA网卡的数据传送以16位进行，EISA和PCI网卡的数据传送量为32位，速度较快。
网卡的工作原理与调制解调器的工作原理类似，只不过在网卡中输入和输出的都是数字信号，传送速度比调制解调器快得多。
网卡有16位与32位之分，16位网卡的代表产品是NE2000，市面上非常流行其兼容产品，有些就叫不出来名字，一般用于工作站;32位网卡的代表产品是NE3200，一般用于服务器，市面上也有兼容产品出售。
网卡的接口大小不一，其旁边还有红、绿两个小灯，起什么作用呢?网卡的接口有三种规格：粗同轴电缆接口(AUI接口);细同轴电缆接口(BNC接口);无屏蔽双绞线接口(RJ-45接口)。一般的网卡仅一种接口，但也有两种甚至三种接口的，称为二合一或三合一卡。红、绿小灯是网卡的工作指示灯，红灯亮时表示正在发送或接收数据，绿灯亮则表示网络连接正常，否则就不正常。值得说明的是，倘若联接两台计算机线路的长度大于规定长度(双绞线为100米，细电缆是185米)，即使连接正常，绿灯也不会亮。
5.勤快的“猫”--调制解调器Modem
调制解调器也叫Modem，俗称“猫”。它是一个通过电话拨号接入Internet的必备的硬件设备。通常计算机内部使用的是“数字信号”，而通过电话线路传输的信号是“模拟信号”。调制解调器的作用就是当计算机发送信息时，将计算机内部使用的数字信号转换成可以用电话线传输的模拟信号，通过电话线发送出去;接收信息时，把电话线上传来的模拟信号转换成数字信号传送给计算机，供其接收和处理。
按调制解调器与计算机连接方式可分为内置式与外置式。内置式调制解调器体积小，使用时插入主机板的插槽，不能单独携带;外置式调制解调器体积大，使用时与计算机的通信接口(COM1或COM2)相连，有通信工作状态指示，可以单独携带、能方便地与其他计算机连接使用。
按调制解调器的传输能力不同有低速和高速之分，常见的调制解调器速率有14.4Kbps、28.8Kbps、33.6Kbps、56Kbps等。“bps”为每秒钟传输的数据量(字节数)，工作速度越快，上网效果越好，价格越高，但电话线路的通信能力可能制约调制解调器的整体工作效率。
6.信号的加油站--中继器和集线器
要扩展局域网的规模，就需要用通信线缆连接更远的计算机设备，但当信号在线缆中传输时会受到干扰，产生衰减。如果信号衰减到一定的程度，信号将不能识别，计算机之间不能通信。必须使信号保持原样继续传播才有意义。
中继器(Repeater)，用于连接同类型的两个局域网或延伸一个局域网。当我们安装一个局域网而物理距离又超过了线路的规定长度时，就可以用它进行延伸;中继器也可以收到一个网络的信号后将其放大发送到另一网络，从而起到连接两个局域网的作用。
集线器称为HUB，是一种集中完成多台设备连接的专用设备，提供了检错能力和网络管理等有关功能。HUB有三种类型：对被传送数据不做任何添加的Passive HUB，被称为被动集线器;能再生信号，监测数据通讯的Active HUB，被称为主动集线器;能提供网络管理功能的Intelligent HUB，被称为智能集线器。
7.网络间的关卡--网桥、路由器和网关
网桥(Bridge)也连接网络分支，但网桥多了一个“过滤帧”的功能。一个网络的物理连线距离虽然在规定范围内，但由于负荷很重，可以用网桥把一个网络分割成两个网络。这是因为网桥会检查帧的发送和目的地址，如果这两个地址都在网桥的这一半，那么这个帧就不会发送到网桥的另一半，这就可以降低整个网的通讯负荷，这个功能就叫“过滤帧”。
假如需要连接两种不同类型的局域网，那就得用路由器(Router)，它可以连接遵守不同网络协议的网络。路由器能识别数据的目的地地址所在的网络，并能从多条路径中选择最佳的路径发送数据。如果两个网络不仅网络协议不一样，而且硬件和数据结构都大相径庭，那么就得用网关(Gateway)。不过，这两个东西在一般的局域网中几乎是派不上用场的。
8.信号的马路--传输媒体
网络电缆用于网络设备之间的通信连接，常用的网络电缆有双绞线、细同轴电缆、粗同轴电缆、光缆等。此外计算机网络还使用无线传输媒体(包括微波、红外线和激光)、卫星线路等传输媒体。
9.坚强的后盾--不间断电源UPS
UPS是不间断电源(Uninterruptible Power System)的英文名称的缩写，它伴随着计算机的诞生而出现，是计算机常用的外围设备之一。实际上，UPS是一种含有储能装置，并以逆变器为主要组成部分的恒压恒额的不间断电源。
UPS在其发展初期，仅被视为一种备用电源。后来，由于电压浪涌、电压尖峰、电压瞬变、电压跌落、持续过压或者欠压甚至电压中断等电网质量问题，使计算机等设备的电子系统受到干扰，造成敏感元件受损、信息丢失、磁盘程序被冲掉等严重后果，引起巨大的经济损失。因此，UPS日益受到重视，并逐渐发展成一种具备稳压、稳频、滤波、抗电磁和射频干扰、防电压浪涌等功能的电力保护系统。目前在市场上可以购买到种类繁多的UPS电源设备，其输出功率从500VA到3000kVA不等。
当有市电供给UPS的时候，UPS对市电进行稳压(220V±5%)后为计算机供电。此时的UPS就是一台交流市电稳压器，同时它还向机内电池充电。因UPS设计的不同，UPS适应的范围也不同，UPS输出电压在±10-15%的变化一般属正常的计算机使用电压。当市电异常或者中断时，UPS立即将机内电池的电能通过逆变转换供给计算机系统，以维持计算机系统的正常工作并保护计算机的软硬件不受损失。
配备UPS的主要目的是防止由于突然停电而导致计算机丢失信息和破坏硬盘，但有些设备工作时是并不害怕突然停电的(如打印机等)。为了节省UPS的能源，打印机可以考虑不必经过UPS而直接接入市电。如果是网络系统，可考虑UPS只供电给主机(或者服务器)及其有关部分。这样可保证UPS既能够用到最重要的设备上，又能节省投资。
(五)软件组成
1.用户与网络的中间人--网络操作系统
网络操作系统(NOS)是网络的心脏和灵魂，是向网络计算机提供服务的特殊的操作系统，它在计算机操作系统下工作，使计算机操作系统增加了网络操作所需要的能力。例如像前面已谈到的当你在LAN上使用字处理程序时，你的PC机操作系统的行为就像在没有构成LAN时一样，这正是LAN操作系统软件管理了你对字处理程序的访问。网络操作系统运行在称为服务器的计算机上，并由连网的计算机用户共享，这类用户称为客户。
NOS与运行在工作站上的单用户操作系统或多用户操作系统由于提供的服务类型不同而有差别。一般情况下，NOS是以使网络相关特性最佳为目的的。如共享数据文件、软件应用以及共享硬盘、打印机、调制解调器、扫描仪和传真机等。而一般计算机的操作系统，如DOS和OS/2等，其目的是让用户与系统及在此操作系统上运行的各种应用之间的交互作用最佳。
为防止一次由一个以上的用户对文件进行访问，一般网络操作系统都具有文件加锁功能。如果没有这种功能，将不会正常工作。文件加锁功能可跟踪使用中的每个文件，并确保一次只能一个用户对其进行编辑。文件也可由用户的口令加锁，以维持专用文件的专用性。
NOS还负责管理LAN用户和LAN打印机之间的连接。NOS总是跟踪每一个可供使用的打印机以及每个用户的打印请求，并对如何满足这些请求进行管理，使每个终端用户的操作系统感到所希望的打印机犹如与其计算机直接相连。
NOS还对每个网络设备之间的通信进行管理，这是通过NOS中的媒体访问法来实现的。
NOS的各种安全特性可用来管理每个用户的访问权利，确保关键数据的安全保密。因此，NOS从根本上说是一种管理器，用来管理连接、资源和通信量的流向。
现在常用的NOS有Novell NetWare、Windows NT、UNIX和LINUX等。
2.网络协议和应用服务软件
协议是网络设备之间进行互相通信的语言和规范。常用的网络协议有：IPX、TCP/IP、NetBEUI、NWLink。TCP/IP是Internet使用的协议。
客户机(网络工作站)上使用的应用软件通称为客户软件。它用于应用和获取网络上的共享资源。用在服务器上的服务软件则使网络用户可以获取这种服务。
客户机/服务器系统的引入，给许多桌面系统注入了新的活力。如电子消息系统(又叫群件系统，Groupware)，利用计算机和通讯网络在工作组内协调和管理工作进程，目前的Lotus Notes、Microsoft Exchange Server等都使用了客户机/服务器概念，在降低客户机内存负担的同时，提高了效率。
这就是学习啦小编为你们整理的计算机网络发展史~希望你们满意!!!
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