《计算机组成与网络》教学大纲(本科).docx

计算机组成与网络
一、课程简介
计算机组成和网络计算机科学与技术专业的一门专业必修课。学生通过本课程的学习，可以 从层次的观点，掌握计算机组成和运行机制方面的基本概念、基本原理、基本设计和分析方法等 系统知识。计算机网络作为计算机技术与通信技术相结合并迅速开展的一门学科，是当今建立计 算机应用的主要平台和计算机应用的重要开展方向之一，了解和应用计算机网络已成为当今大学 生必备的知识范畴和技能。
二、理论教学内容
1 .计算机系统概论
了解内容：计算机系统的层次结构，计算机（单机）硬件系统的基本组成与性能指标。
2 .计算机中数据信息的表示
掌握内容：数制及其转换，原码、反码、补码、移码的表示方法、特点及使用。
了解内容：定点数和浮点数的表示，机器数与真值，字符与字符串的表示，汉字的编码，校 验码。
3 .存储器系统
掌握内容：存储器分类及存储系统的层次结构。
了解内容：静动态存储器与动态存储器的组成及工作原理，高速缓冲存储器Cache的基本原 理、地址映射方法，虚拟存储器的基本概念及原理。
4 .互联网概述
掌握内容：网络的定义与特征，数据报交换机制，协议三要素，网络体系机构的定义和内涵， 实现物理链路两端之间分组可靠传输服务涉及的功能，不同物理链路上的两个终端之间的分组传输 过程，网际网的特点，网际层和网络接口层实现不同类型网络互连的原理。
了解内容：互联网开展过程，链路交换及其特点，分组存储转发过程，网络分层结构的含义 及其必要性，OSI体系结构对网络的重要性。
5 .物理层
掌握内容：信道的定义和类型，数据传输系统涉及的物理层和链路层功能，数字信号带宽的 含义，码元的定义，传输速率和波特率的关系，物理层过失控制机制，有线传输媒质的分类与应 用范围。
了解内容：信道连接方式与通信方式之间的关系，数字信号容易还原的原因，编码过程及需 要考虑因素，奈奎斯特准那么和香农定理，检错码的作用。
6 .数据链路层
掌握内容：总线型以太网的拓扑结构、功能需求、及体系机构，基带信号，MAC地址、帧 格式、帧对界，CSMA/CD算法及其缺陷，后退算法，网桥分割冲突域原理、转发表和MAC帧转 发过程、网桥工作流程，广播域的定义，VLAN的定义及划分过程，以太网的标准。
了解内容：曼彻斯特编码实现位同步的过程，广播域存在的危害和引入VLAN的原因，PPP 协议，PSTN及语音通信过程。
7 .无线局域网
掌握内容：无线传输过程，无线信道的选取，无线局域网分层结构与协议标准，无线局域网 的组网方式，分布协调功能（DCF） , CSMA/CA算法操作过程，RTS和CTS解决隐蔽站问题过 程，终端介入无线局网的过程，无线局网的设计。
了解内容：电磁波特点，MAC帧格式及字段含义。
8 .网络层48
掌握内容：IP实现网络互连的机制，IP地址分类方法、分层的原因、配置原那么及其分类的缺 陷，IP分组格式与数据分片方法，路由表与IP分组传输过程，静态路由的配置，RIP及其配置， ARP和地址解析过程，IP分组以太网传输过程，三层交换机实现VLAN, ICMP报文的类型与功能，。
了解内容：端到端传输的思路，无分类编址CIDR,多端口路由实现VLAN通信，ICMP的应 用，常见路由算法、网络拥塞的原理、网络层设备以及主要技术，NAT转换原理，IPv6、多播、 VPN的概念。
9 •互联网接入
掌握内容：终端访问网络资源的基本条件，终端接入Internet的先决条件，终端接入Internet 过程，家庭局域网接入与无线路由器。
10 .运输层
掌握内容：端口和套接字的意义；无连接UDP的特点；面向连接的TCP特点；不可靠网络上 可靠传输的工作原理，停止等待协议和ARQ协议；TCP的滑动窗口、流量控制、拥塞控制和链接 管理。
了解内容：UDP协议与工作原理。
11 .应用层
掌握内容：域名系统DNS的概念，WWW与HTTP协议，电子邮件的传送过程，SMTP和POP3 协议、IMAP协议的使用场合，DHCP的特点。
了解内容：TELNET与FTP协议，网络管理三个组成局部的作用，系统调用和应用变成接口 的基本概念、P2P文件系统。
12 .网络平安
掌握内容：计算机网络平安的主要问题，数字签名与鉴别的概念，IPsec协议簇和SSL/TLS 的要点，应用层电子邮件的平安措施、防火墙的概念与技术分类；无线局域网的组成，分配系统与 接入点的作用，无线局域网中的CSMA/CAx协议和MAC帧中使用过的几种地址。
了解内容：对称密钥密码体制和公钥密码体制的特点、防火墙入侵与检测。点对点协议与接 入控制过程，PPPoE, ADSL接入互联网的过程。以太网作为接入网需要解决的问题
三、实睑教学内容
1 .网络协议分析
基本内容：Wireshark的使用；以太网帧格式分析；ARP协议分析；IP协议分析；ICMP协议 分析；UDP协议分析；TCP协议分析；FTP协议分析；DNS协议分析；HTTP协议分析。
基本要求：了解以太网标准规定的MAC帧结构，初步了解TCP/IP的主要协议和协议的层次 结构；理解IPv4的编址方法、协议分片与重组原理；掌握Ping和Tracert命令的使用方法，理解ICMP协 议的作用；分析UDP报文格式，学习TFTP服务器的配置和使用；分析TCP报文格式，理解TCP的 链接建立和连接释放的过程；分析FTP报文格式和协议的工作过程；分析DNS报文格式和协议的 工作过程；分析HTTP报文格式和协议的工作过程。
2 .以太网实验
基本内容：交换机实验基础，单交换机实验，单交换机VLAN配置实验，跨交换机VLAN配 置实验。
基本要求：验证交换机的连通性、转发表建立过程，交换机MAC帧转发过程、ICMP报文逐 层封装过程；验证交换机VLAN配置过程、同一VLAN的终端之间的通信过程、每一个VLAN的 独立广播域、转发项和VLAN的对应关系；复杂交换式以太网设计过程，实现跨交换机VLAN划 分。
3 .路由配置实验
基本内容：静态路由项配置，RIPvl配置实验，多端口路由器互连VLAN实验。
基本要求：验证路由器无线局域网接口的配置过程，掌握静态路由项的配置过程，理解IP49 分组传输路径的过程；掌握RIP配置过程，验证动态路由项距离值，路由优先级，理解静态路由 和动态路由的区别；掌握路由器接口配置过程。
四、参考资料L参考书
《计算机组成原理》（第二版）.肖铁军、丁伟、邹婷婷、杨旭东、马学文主编.清华大学出 版社.2015年4月出版《计算机网络》（第七版）.谢希仁编著.电子工业出版社.2017年1月出版
2 .网络资源 163 .org/course/HIT-309001
163.org/course/hit-l 54005五、学时分配
序号
教学内容
参考学时
总学时
理论学时
实验学时
1
计算机系统概论
2
2
0
2
计算机中数据信息的表示
4
4
0
3
存储器系统
2
2
0
4
互联网概述
2
2
0
5
物理层
2
2
0
6
数据链路层
10
4
6
7
无线局域网
3
3
0
8
网络层
13
7
6
9
互联网接入
2
2
0
10
运输层
6
4
2
11
应用层
4
2
2
12
网络平安
2
2
0
合计
52
36
16
50