1.2网络与通信1.2.1计算机网络的定义计算机网络是指利用通信线路，将处于不同地理位置的，分散的，具有独立功能的多台计算机系统链接起来，按照某种通信协议进行数据通信，以实现数据共享的系统。2计算机网络的功能（1）数据通信数据通信是计算机网络最基本的功能之一，用于实现计算机与终端、计算机与计算机之间传送各种信息，如数据、文本、图形、动画、声音和视频等。（2）资源共享计算机的资源可以分为三大类：硬件资源、软件资源和数据资源，充分利用计算机的各种资源是组建计算机网络的主要目标之一。（3）提高计算机的可靠性和可用性（4）实时控制（5）提高计算机的可靠性3计算机网络的拓扑结构(1）局域网（LocalAreaNetwork，LAN)局域网用于将有限范围内（一般不超过2km，最大不超过10km）的各种计算机、终端与外部设备互连成网络。(2）城域网（MetropolitanAreaNetwork，MAN）城域网的自标是要满足几十公里范围内的大量企业、机关、公司的多个局高域网的互连，以实现大量用户之间的数据、语音、图形与视频等多种信息的传输。(3）广域网（MetropolitanAreaNetwork，WAN)广域网也称为远程网，地理范围可从几十公里到几千公里，可覆盖一个国家、地区，或横跨几个洲，形成国际性的远程网络。2.按网络的拓扑结构分类星型、总线型、环型、树型、网状品一国口一-二A1可国4计算机网络的体系结构计算机网络的层次结构和各层协议的集合称为计算机网络体系结构。将复杂的网络任务分解为多个可处理的模块，这些可处理的模块之间形成单向依赖关系，即模块之间是单向的服务与被服务的关系，从而构成层次关系，这就是网络分层。OSI由底层到顶层分为物理层、数据链路层、网络层、传输层、会话层、表示层、应用层，10
10 1.2 网络与通信 1.2.1 计算机网络的定义 计算机网络是指利用通信线路，将处于不同地理位置的，分散的，具有独 立功能的多台计算机系统链接起来，按照某种通信协议进行数据通信，以实现 数据共享的系统。 2 计算机网络的功能 （1）数据通信 数据通信是计算机网络最基本的功能之一，用于实现计算机与终端、计算机 与计算机之间传送各种信息，如数据、文本、图形、动画、声音和视频等。 （2）资源共享 计算机的资源可以分为三大类：硬件资源、软件资源和数据资源，充分利用 计算机的各种资源是组建计算机网络的主要目标之一。 （3）提高计算机的可靠性和可用性 （4）实时控制 （5）提高计算机的可靠性 3 计算机网络的拓扑结构 （1）局域网（Local Area Network，LAN） 局域网用于将有限范围内（一般不超过 2km，最大不超过 10km）的各种计 算机、终端与外部设备互连成网络。 （2）城域网（Metropolitan Area Network，MAN） 城域网的目标是要满足几十公里范围内的大量企业、机关、公司的多个局域 网的互连，以实现大量用户之间的数据、语音、图形与视频等多种信息的传 输。 （3）广域网（Metropolitan Area Network，WAN） 广域网也称为远程网，地理范围可从几十公里到几千公里，可覆盖一个国 家、地区，或横跨几个洲，形成国际性的远程网络。 2.按网络的拓扑结构分类 星型、总线型、环型、树型、网状 4 计算机网络的体系结构 计算机网络的层次结构和各层协议的集合称为计算机网络体系结构。 将复杂的网络任务分解为多个可处理的模块，这些可处理的模块之间形 成单向依赖关系，即模块之间是单向的服务与被服务的关系，从而构成层次 关系，这就是网络分层。OSI 由底层到顶层分为物理层、数据链路层、网络 层、传输层、会话层、表示层、应用层
0系统B系统A应用层协议应用层应用层7-6接口7-6折口表示层协议表示层表示层6-5摘口6-5接口会话层协议会话屋会话屋5-4按口5-4找口传输层协议传输层传输层4-接口4-3接口网络层协议网络层网络屋3-2口3-2接口数据链路层协议数据路层数据销路层2-1接口2-1接口物理层协议物理层物理层物理传输通道T5网络协议网络中的两台计算机之间要想正确地传送信息和数据，必须在数据传输的顺序、格式及内容等方面有一个约定或规则。这种约定或规则称为计算机网络协议。TCP/IP协议为现在互联网中普遍采用的通信协议。其他部分略1.2.2数据通信（略）1.2.3局域网（略）1.2.4Ineternet和Internet地址Internet是由美国国防部资助的ARPANET发展而来的，是世界上最大的跨越国界的互联网络IP地址在Internet上，每个网络和每一台计算机都被分配一个IP地址，这个IP地址在整个Internet网络中是唯一的32位二进制例如：1011011101100010111011100000111十进制数字形式：“"分四段，每段（0~255）例如：210.30.208.7IP分成A、B、C、D、E等5类。其中常用的是A、B和C类地址沈阳师范大学计算中心网络学习资源服务器的IP地址是192.168.131.254，可以知道该地址是一个C类地址。IP地址的职值范围地址类别取值范围最大网络数最大主机数A类126167772140.0.0.0~127.255.255.255B类1638265534128.0.0.0-191.255.255.255C类254192.0.0.0-233.255.255.2552097150子网将IP地址的主机号部分再次划分为子网号与主机号，由IP地址的网络号部分和子网号部分共同标识网络子网掩码子网掩码也是一个32位的二进制数码，它与IP地址进行逻辑与"运算，所得11
11 5 网络协议 网络中的两台计算机之间要想正确地传送信息和数据，必须在数据传输 的顺序、格式及内容等方面有一个约定或规则，这种约定或规则称为计算机 网络协议。TCP/IP 协议为现在互联网中普遍采用的通信协议。 其他部分略 1.2.2 数据通信（略） 1.2.3 局域网（略） 1.2.4 Ineternet 和 Internet 地址 Internet 是由美国国防部资助的 ARPANET 发展而来的，是世界上最大的跨越 国界的互联网络 IP 地址 在 Internet 上，每个网络和每一台计算机都被分配一个 IP 地址，这个 IP 地址 在整个 Internet 网络中是唯一的 32 位二进制 例如：1011011101100010111011100000111 十进制数字形式：“.”分四段，每段（0~255） 例如：210.30.208.7 IP 分成 A、B、C、D、E 等 5 类。其中常用的是 A、B 和 C 类地址 沈阳师范大学计算中心网络学习资源服务器的 IP 地址是 192.168.131.254，可 以知道该地址是一个 C 类地址。 子网 将 IP 地址的主机号部分再次划分为子网号与主机号，由 IP 地址的网络号部分 和子网号部分共同标识网络 子网掩码 子网掩码也是一个 32 位的二进制数码，它与 IP 地址进行逻辑“与”运算，所得
到的运算结果就是网络地址默认网格地址默认网关地址指的是本地子网中路由器的IP地址1.2.5物联网的概念（自行阅读材料）1.3计算的本质（自行阅读材料）1.4计算科学与创新（自行阅读材料）作业：阅读以上自行阅读材料或者略过部分，选择1个知识点，制作1段5~8分钟左右微课，给其他同学做科普材料。要求：画面分辨率1920+1080，整体风格轻松愉快，科普性强，让同学们能看明白。如果引用网络视频，小于2分钟，并注明出处。1什么是物联网2图灵与图灵机3冯诺依曼是谁4云计算相关内容，5大数据相关内容6人工智能相关内容7网络部分相关概念8IT相关自选题目（提前与老师沟通确定）周六晚20:00前上交教学设计，周三上课前上交微课视频、相关扩展阅读材料。教学后记：12
12 到的运算结果就是网络地址 默认网格地址 默认网关地址指的是本地子网中路由器的 IP 地址 1.2.5 物联网的概念（自行阅读材料） 1.3 计算的本质（自行阅读材料） 1.4 计算科学与创新（自行阅读材料） 作业： 阅读以上自行阅读材料或者略过部分，选择 1 个知识点，制作 1 段 5~8 分钟 左右微课，给其他同学做科普材料。要求：画面分辨率 1920*1080，整体风格 轻松愉快，科普性强，让同学们能看明白。如果引用网络视频，小于 2 分钟， 并注明出处。 1 什么是物联网 2 图灵与图灵机 3 冯诺依曼是谁 4 云计算相关内容， 5 大数据相关内容 6 人工智能相关内容 7 网络部分相关概念 8 IT 相关自选题目（提前与老师沟通确定） 周六晚 20:00 前上交教学设计，周三上课前上交微课视频、相关扩展阅读材 料。 教学后记：
第2章算法与程序设计（2课时）知识目标：了解几种经典算法掌握顺序查找和二分法查找的使用掌握冒泡排序的过程教学目标了解结构化程序设计的基本概念能力目标：培养学生发现身边的各种算法(规则)培养学生利用程序思想提高分析问题、解决问题能力经典算法问题的讲解重点难点各种排序算法的区别课前网络学堂预习、课堂讲授；方法手段任务驱动、团队合作自主学习；多媒体网络教学。通过学习中国古代算法，提升文化自信。思政点学习计算机的基本理论知识和技术框架，培养计算思维的意识掌握计算思维的应用方法。概念#算法与程序不同特征控制结构#三种算法时闯复杂度基本选算次故不器时间复杂度那控问氨杂与空间杂无心空间复杂度理解基本算法典型算法翼法设计（一般了解）选讲效率暂，#量环和平均比较顺序#无序表残链式存储表只能用度含子宣找知识结构算法与程序设计双率高，并量环比较次数查找和排序二分法限序存储的有序表可用二法查几神排序算法根带时间选讲一到两个排厚2音活感坏比较次酸，表排序方法的比较程序设计请言养语高的消变与发展春三样结构结构化程浮设计#设计原则程序设计#对象，类和实例西向对象程序设计主要特链：插承性封装性多态性等等13
13 第 2 章 算法与程序设计（2 课时） 教学目标 知识目标： 了解几种经典算法 掌握顺序查找和二分法查找的使用 掌握冒泡排序的过程 了解结构化程序设计的基本概念 能力目标： 培养学生发现身边的各种算法（规则） 培养学生利用程序思想提高分析问题、解决问题能力 重点难点 经典算法问题的讲解 各种排序算法的区别 方法手段 课前网络学堂预习、课堂讲授； 任务驱动、团队合作自主学习； 多媒体网络教学。 思政点 通过学习中国古代算法，提升文化自信。 学习计算机的基本理论知识和技术框架，培养计算思维的意识， 掌握计算思维的应用方法。 知识结构
备注教学过程引入：把大象放冰箱里需要几步？1.把冰箱打开2.把大象放进去3.把冰箱门关上2.1算法及算法2.1.1算法的概念算法的概念：算法是对解题方案准确而完整的描述。程序是算法的描述，同一个算法可以由不同的编程语言来编写。算法的基本特征：可行性、确定性、有穷性、有足够的情报。算法中对数据的运算和操作1数学运算——加减乘除等2关系运算一一大于，小于，等于，包含等andornot等3逻辑运算-4数据的传输一一输入，输出，赋值等算法的控制结构1顺序2判断(分支,选择）3循环算法举例：辗转相除法（欧几里德约前330~约前275）求两个数字的最大公约数。求m和n的最大公约数，其中m>n。算法：1求余。用m除以n，得到余数r2判断。如果r=0,则n为最大公约数，否则执行第三步3置换。把n赋值给m，把r赋值给n，回到第一步。令m=100n=20求最大公约数令m=210n=126求最大公约数令m=111n=19求最大公约数2.1.2算法的复杂度算法复杂度的评价有两个指标：时间复杂度和空间复杂度。1算法的时间复杂度指计算机执行算法所需要计算的工作量。执行基本运算的次数。52133432162023251225131842322119 17.22(3°=27次)两个矩阵相乘，一共做了几次乘法呢？记作f(n)=O(n)例1：在一组数据中查找一个特定值例2：老师说一个数字，猜大小算法平均性态最坏情况复杂性14
14 教学过程 备注 引入： 把大象放冰箱里需要几步？ 1.把冰箱打开 2.把大象放进去 3.把冰箱门关上 2.1 算法及算法 2.1.1 算法的概念 算法的概念：算法是对解题方案准确而完整的描述。程序是算法的描述，同 一个算法可以由不同的编程语言来编写。 算法的基本特征：可行性、确定性、有穷性、有足够的情报。 算法中对数据的运算和操作 1 数学运算——加减乘除等 2 关系运算——大于，小于，等于，包含等 3 逻辑运算——and or not 等 4 数据的传输——输入，输出，赋值等 算法的控制结构 1 顺序 2 判断（分支,选择） 3 循环 算法举例： 辗转相除法（欧几里德约前 330～约前 275）求两个数字的最大公约 数。求 m 和 n 的最大公约数，其中 m>n。算法： 1 求余。用 m 除以 n，得到余数 r 2 判断。如果 r=0,则 n 为最大公约数，否则执行第三步 3 置换。把 n 赋值给 m，把 r 赋值给 n，回到第一步。 令 m=100 n=20 求最大公约数 令 m=210 n=126 求最大公约数 令 m=111 n=19 求最大公约数 2.1.2 算法的复杂度 算法复杂度的评价有两个指标：时间复杂度和空间复杂度。 1 算法的时间复杂度 指计算机执行算法所需要计算的工作量。执行基本运算的次数。 两个矩阵相乘，一共做了几次乘法呢？（3 3 =27 次） 记作 f(n)=O(n3 ) 例 1：在一组数据中查找一个特定值 例 2：老师说一个数字，猜大小 算法平均性态 最坏情况复杂性