2010年計(jì)算機(jī)三級(jí)網(wǎng)絡(luò)技術(shù)筆記

1、1.1計(jì)算機(jī)概述一、計(jì)算機(jī)的四特點(diǎn)：1有信息處理的特性2有程序控制的特性3有靈活選擇的特性4有正確應(yīng)用的特性二、計(jì)算機(jī)發(fā)展經(jīng)歷5個(gè)重要階段它們是并行關(guān)系：1大型機(jī)階段4050年代2小型機(jī)階段6070年代3微型機(jī)階段7080年代4客戶機(jī)服務(wù)器階段5Inter階段（Arpa是在1983年第一個(gè)使用TCPIP協(xié)議的；在1991年6月我國第一條與國際互聯(lián)網(wǎng)連接的專線建成，它從中國科學(xué)院高能物理研究所接到美國斯坦福大學(xué)的直線加速器中心；在1994

2、年實(shí)現(xiàn)4大主干網(wǎng)互連(中國公用計(jì)算機(jī)互聯(lián)網(wǎng)China、中國科學(xué)技術(shù)網(wǎng)Cst、中國教育和科研計(jì)算機(jī)網(wǎng)Cer、中國金橋信息網(wǎng)ChinaGBN)，即全功能連接或正式連接）三、計(jì)算機(jī)應(yīng)用領(lǐng)域：1科學(xué)計(jì)算2事務(wù)處理3過程控制4輔助工程(CAE，CAI，CAT)5人工智能6網(wǎng)絡(luò)應(yīng)用7多媒體應(yīng)用12計(jì)算機(jī)硬件系統(tǒng)1一個(gè)完整的計(jì)算機(jī)系統(tǒng)由軟件和硬件兩部分組成。2硬件具有原子的特性，成本低速度快；軟件具有比特的特性，成本高速度慢。二者在功能上具有等價(jià)性、

3、且具有同步性。3計(jì)算機(jī)硬件組成四個(gè)層次：①芯片②板卡③整機(jī)④網(wǎng)絡(luò)一、計(jì)算機(jī)硬件的種類：計(jì)算機(jī)傳統(tǒng)分類：巨型機(jī)、大型計(jì)算機(jī)，中型計(jì)算機(jī)，小型計(jì)算機(jī)、微型計(jì)算機(jī)。IEEE1989年分類：大型主機(jī)、小型計(jì)算機(jī)、個(gè)人計(jì)算機(jī)、工作站、巨型計(jì)算機(jī)、小巨型計(jì)算機(jī)。計(jì)算機(jī)現(xiàn)實(shí)分類：服務(wù)器（按處理器體系結(jié)構(gòu)分CISCRISCVLIW三種，按結(jié)構(gòu)分刀片式），工作站（基于RISC和UNIX操作系統(tǒng)的份額專業(yè)工作站和基于Interl和Windows的PC工作站

4、），臺(tái)式機(jī)，筆記本，手持設(shè)備。二、計(jì)算機(jī)指標(biāo)：1字長（位數(shù)）。8位是一個(gè)字節(jié)，16位是一個(gè)字，32位是一個(gè)雙字長，64位是兩個(gè)雙字長。指CPU一次能處理寄、存器能儲(chǔ)存32位數(shù)據(jù)。2速度。MIPS是表示單字長定點(diǎn)指令的平均執(zhí)行速度，MFLOPS是考察單字長浮點(diǎn)指令的平均執(zhí)行速度。3容量。Byte用B表示。4數(shù)據(jù)傳輸率（帶寬）。Bps用b。5可靠性。平均無故障時(shí)間MTBF和平均故障修復(fù)時(shí)間MTTR來表示。6產(chǎn)品名稱和版本。越高越好。3.微處

5、理器簡史：Intel8080（8位）→Intel8088（16位）→奔騰（32位）→安騰（64位）三奔騰芯片的技術(shù)特點(diǎn)：奔騰32位芯片，主要用于臺(tái)式機(jī)和筆記本，奔騰采用了精簡指令RISC技術(shù)。⑴超標(biāo)量技術(shù)。通過內(nèi)置2條U、V（僅精簡指令）整數(shù)指令流水線和1條浮點(diǎn)指令流水線，同時(shí)執(zhí)行多個(gè)處理，其實(shí)質(zhì)是用空間換取時(shí)間。⑵超流水線技術(shù)。通過細(xì)化流水，提高主頻，使得機(jī)器在一個(gè)周期內(nèi)完成一個(gè)甚至多個(gè)操作，其實(shí)質(zhì)是用時(shí)間換取空間。經(jīng)典奔騰每條整數(shù)流

6、水線分為四級(jí)流水：指令預(yù)取，譯碼，執(zhí)行和寫回結(jié)果。浮點(diǎn)流水線分8級(jí)流水，前4點(diǎn)同，后4點(diǎn)：二級(jí)浮點(diǎn)操作、一級(jí)4舍5入及寫回浮點(diǎn)運(yùn)算、一級(jí)為出錯(cuò)報(bào)告。⑶分支預(yù)測。為提高流水線吞吐率，內(nèi)置分支目標(biāo)緩存器，動(dòng)態(tài)的預(yù)測程序分支的轉(zhuǎn)移情況。⑷雙CACHE哈佛結(jié)構(gòu)：指令與數(shù)據(jù)分開。⑸固化常用指令。⑹增強(qiáng)的64位數(shù)據(jù)總線。內(nèi)部總線是32位，外部總線增為64位。⑺采用PCI標(biāo)準(zhǔn)的局部總線。⑻錯(cuò)誤檢測即功能用于校驗(yàn)技術(shù)，前者可在內(nèi)部多處設(shè)置偶校驗(yàn)，以保證

7、數(shù)據(jù)傳送正確，后者能通過雙工系統(tǒng)的運(yùn)算結(jié)果相比較，判斷是否出現(xiàn)異常操作。⑼內(nèi)建能源效率技術(shù)。⑽支持多重處理。與CPU發(fā)展相似，由提高主頻到多核處理。四安騰芯片的技術(shù)特點(diǎn)：64位處理機(jī)簡明并行指令計(jì)算EPIC。奔騰系列為32位精簡指令技術(shù)RISC。286.386復(fù)雜指令系統(tǒng)CISC。奔三增加了：SSE：StreamingSIMDExtensions流式的單指令流、多數(shù)據(jù)流擴(kuò)展指令。五主板由五部分組成：CPU存儲(chǔ)器總線插槽以及電源。主版的分

8、類：①按芯片集分：x的②按CPU芯片分，④按數(shù)據(jù)端口：SCSI、EDO、AGP⑤按主版規(guī)格分：帶T的⑦按CPU插座分：Socket、Slot槽⑧擴(kuò)展槽分EISA、PCI、USB六網(wǎng)卡主要功能：①實(shí)現(xiàn)與主機(jī)總線的通信連接，解釋并執(zhí)行主機(jī)的控制命令。②實(shí)現(xiàn)數(shù)據(jù)鏈路層的功能，如形成數(shù)據(jù)幀，差錯(cuò)校驗(yàn)，發(fā)送接收等。③實(shí)現(xiàn)物理層的功能。13計(jì)算機(jī)軟件的組成1基本概念：由程序（指令序列組成）和相關(guān)文檔構(gòu)成。分系統(tǒng)軟件和應(yīng)用軟件（核心是操作系統(tǒng)）軟件是

9、用戶與計(jì)算機(jī)硬件系統(tǒng)之間的橋梁。軟件就是指令序列以代碼形式儲(chǔ)存儲(chǔ)存器中。這些指令序列就是程序。2常用應(yīng)用軟件：字處理：Wd(微軟)、WPS(金山)；電子表格：Excel(微軟)、Lotus123(Lotus)、數(shù)據(jù)庫：Access(微軟)、LotusApproach(Lotus)；投影演示：Powerpoint(微軟)；桌面出版：Publisher(微軟)、PageMaker(Adobe)；瀏覽器：InterExpler(微軟)、Com

10、municat(scape即網(wǎng)景)、Firefox(火狐)；金山WPS2000已不是單純的字處理軟件，而是集成的辦公系統(tǒng)軟件，類似于微軟Office組件。3軟件開發(fā)過程（三個(gè)階段）：⑴計(jì)劃階段：分為問題定義、可行性研究（是決定軟件項(xiàng)目是否開發(fā)的關(guān)鍵）⑵開發(fā)階段：在開發(fā)前期分為需求分析、總體設(shè)計(jì)、詳細(xì)設(shè)計(jì)三個(gè)子階段，在開發(fā)后期分為編碼、測試兩個(gè)子階段。前期必須形成的文檔有：軟件需求說明書，軟件設(shè)計(jì)規(guī)格說明書；后期主要形成各種報(bào)告。⑶運(yùn)行階

11、段：主要任務(wù)是軟件維護(hù)。為了排除軟件系統(tǒng)中仍然可能隱含的錯(cuò)誤，擴(kuò)充軟件功能。4、把高級(jí)語言源程序翻譯成機(jī)器語言目標(biāo)程序的工具，有兩種類型：解釋程序與編譯程序。解釋程序就是把源程序輸入一句，翻譯一句，執(zhí)行一句，并不成為整個(gè)目標(biāo)程序，速度慢。編譯程序是把輸入的整個(gè)源程序進(jìn)行全部的翻譯轉(zhuǎn)換，產(chǎn)生出機(jī)器語言的目標(biāo)程序，然后讓計(jì)算機(jī)執(zhí)行從而得到計(jì)算機(jī)結(jié)果，速度快。14多媒體媒體的概念與分類:(1)媒體的概念:信息的載體(2)媒體的分類：傳輸媒體、

12、表現(xiàn)媒體、表示媒體、星通信型。2.2.4、數(shù)據(jù)傳輸率和誤碼率（描述計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)中數(shù)據(jù)通信的基本技術(shù)）描述數(shù)據(jù)通信的基本技術(shù)參數(shù)有兩個(gè)：數(shù)據(jù)傳輸率與誤碼率1數(shù)據(jù)傳輸率的定義：在數(shù)值上等于每秒鐘傳輸構(gòu)成數(shù)據(jù)代碼的二進(jìn)制比特?cái)?shù)單位為比特秒(bitsecond)記作bps.對(duì)于二進(jìn)制數(shù)據(jù)數(shù)據(jù)傳輸速率為:S1T(bps)其中T為發(fā)送每一比特所需要的時(shí)間.2帶寬與數(shù)據(jù)傳輸率的關(guān)系：⑴奈奎斯特（Nyquist）準(zhǔn)則：信號(hào)在有限帶寬、無噪聲的信道中傳輸時(shí)

13、對(duì)于二進(jìn)制信號(hào)的最大數(shù)據(jù)傳輸率Rmax與通信信道帶寬B（B=f，單位是Hz）的關(guān)系可以寫為：Rmax=2f(bps)⑵香農(nóng)定理：香農(nóng)定理則描述了有限帶寬有隨機(jī)熱噪聲信道的最大傳輸速率與信道帶寬信號(hào)噪聲功率比之間的關(guān)系.。。在有隨機(jī)熱噪聲的信道上傳輸數(shù)據(jù)信號(hào)時(shí)，數(shù)據(jù)傳輸率Rmax與信道帶寬B，信噪比SN關(guān)系為：Rmax=Blog2（1SN）。。其中：B為信道帶寬，S為信號(hào)功率，n為噪聲功率。3誤碼率：誤碼率是二進(jìn)制碼元在數(shù)據(jù)傳輸系統(tǒng)中被傳

14、錯(cuò)的概率，在數(shù)值上近似等于Pe=NeN（傳錯(cuò)的碼元數(shù)除以傳輸?shù)亩M(jìn)制碼元總數(shù)）。(1)誤碼率應(yīng)該是衡量數(shù)據(jù)傳輸系統(tǒng)正常工作狀態(tài)下傳輸可靠性的參數(shù).(2)對(duì)于一個(gè)實(shí)際的數(shù)據(jù)傳輸系統(tǒng)不能籠統(tǒng)地說誤碼率越低越好要根據(jù)實(shí)際傳輸要求提出誤碼率要求在數(shù)據(jù)傳輸速率確定后誤碼率越低傳輸系統(tǒng)設(shè)備越復(fù)雜造價(jià)越高.(3)對(duì)于實(shí)際數(shù)據(jù)傳輸系統(tǒng)如果傳輸?shù)牟皇嵌M(jìn)制碼元要折合成二進(jìn)制碼元來計(jì)算.(4)差錯(cuò)的出現(xiàn)具有隨機(jī)性在實(shí)際測量一個(gè)數(shù)據(jù)傳輸系統(tǒng)時(shí)只有被測量的傳輸

15、二進(jìn)制碼元數(shù)越大才會(huì)越接近于真正的誤碼率值.2.3、分組交換技術(shù)的基本概念在早期廣域網(wǎng)的通信子網(wǎng)數(shù)據(jù)交換方式中，可以采用的方法有兩類：電路交換、儲(chǔ)存轉(zhuǎn)發(fā)交換。存儲(chǔ)轉(zhuǎn)發(fā)交換又分報(bào)文存儲(chǔ)轉(zhuǎn)發(fā)交換（報(bào)文交換）與報(bào)文分組存儲(chǔ)轉(zhuǎn)發(fā)交換（分組交換）。電路交換的通信過程：線路建立階段、數(shù)據(jù)傳輸階段、線路釋放階段。報(bào)文分組存儲(chǔ)轉(zhuǎn)發(fā)交換又分?jǐn)?shù)據(jù)報(bào)和虛電路兩種。虛電路是傳輸分組時(shí)建立邏輯連接，有虛電路建立、數(shù)據(jù)傳輸、虛電路拆除三個(gè)階段。24、網(wǎng)絡(luò)體系結(jié)構(gòu)與

16、網(wǎng)絡(luò)協(xié)議的基本概念2.4.1、網(wǎng)絡(luò)協(xié)議是為網(wǎng)絡(luò)數(shù)據(jù)傳遞交換而指定的規(guī)則，約定與標(biāo)準(zhǔn)。由三部分組成：(1)語法即用戶數(shù)據(jù)與控制信息的結(jié)構(gòu)和格式；(2)語義即需要發(fā)出何種控制信息以及完成的動(dòng)作與做出的響應(yīng)；(3)時(shí)序即對(duì)事件實(shí)現(xiàn)順序的詳細(xì)說明。2將計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)層次模型和各層協(xié)議的集合定義為計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)體系結(jié)構(gòu)，（體系結(jié)構(gòu)是抽象的，而實(shí)現(xiàn)是具體的，是能夠運(yùn)行的一些硬件和軟件。）。第一個(gè)為IBM的系統(tǒng)網(wǎng)絡(luò)體系結(jié)構(gòu)SNA。3計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)中采用層次結(jié)構(gòu)的

17、好處：①各層之間相互獨(dú)立；②靈活性好；③各層都可以采用最合適的技術(shù)來實(shí)現(xiàn)，各層實(shí)現(xiàn)技術(shù)的改變不影響其他各層；④易于實(shí)現(xiàn)和維護(hù)；⑤有利于促進(jìn)標(biāo)準(zhǔn)化2.4.2、ISO開放系統(tǒng)互連參考（OSI）模型：實(shí)現(xiàn)開放系統(tǒng)環(huán)境中的互聯(lián)性、互操作性和應(yīng)用的移植性。在OSI中，采用分層的體系結(jié)構(gòu)方法將整個(gè)龐大而復(fù)雜的問題劃分為若干個(gè)容易處理的小問題，采用了三級(jí)抽象，既體系結(jié)構(gòu)，服務(wù)定義，協(xié)議規(guī)格說明。實(shí)現(xiàn)了開放系統(tǒng)環(huán)境中的互連性、互操作性、與應(yīng)用的可移植性

18、①劃分層次的原則是:(1)網(wǎng)中各結(jié)點(diǎn)都有相同的層次。(2)不同結(jié)點(diǎn)的同等層具有相同的功能。(3)同一結(jié)點(diǎn)內(nèi)相鄰層之間通過接口通信。(4)每一層使用下層提供的服務(wù)并向其上層提供服務(wù)。(5)不同結(jié)點(diǎn)的同等層按照協(xié)議實(shí)現(xiàn)對(duì)等層之間的通信。②OSI七層：⑴物理層：主要是利用物理傳輸介質(zhì)為數(shù)據(jù)鏈路層提供物理連接，以便透明的傳遞比特流。（網(wǎng)卡、集線器）⑵數(shù)據(jù)鏈路層：分為MAC和LLC，在通信實(shí)體之間建立數(shù)據(jù)鏈路連接，傳送以幀為單位的數(shù)據(jù)，采用差錯(cuò)控

19、制，流量控制方法。（網(wǎng)卡、交換機(jī)）⑶網(wǎng)絡(luò)層：通過路由算法，為分組通過通信子網(wǎng)選擇最適當(dāng)?shù)穆窂?。?shí)現(xiàn)路由選擇、擁塞控制和網(wǎng)絡(luò)互連功能，使用IP協(xié)議（路由器）⑷傳輸層：是向用戶提供可靠的端到端服務(wù)，透明的傳送報(bào)文。，最關(guān)鍵的一層?？梢哉J(rèn)為使用TCP和UDP協(xié)議。⑸會(huì)話層：組織兩個(gè)會(huì)話進(jìn)程之間的通信，并管理數(shù)據(jù)的交換。使用BIOS和WINSOCK協(xié)議⑹表示層：處理在兩個(gè)通信系統(tǒng)中交換信息的表示方式。⑺應(yīng)用層：應(yīng)用層是OSI參考模型中的最高層。

20、確定進(jìn)程之間通信的性質(zhì)，以滿足用戶的需要。2.4.3、TCPIP參考模型⑴特點(diǎn)：①開放的協(xié)議標(biāo)準(zhǔn)，可以免費(fèi)使用，并且獨(dú)立于特定的計(jì)算機(jī)硬件與操作系統(tǒng)；②獨(dú)立于特定的網(wǎng)絡(luò)硬件；③統(tǒng)一的網(wǎng)絡(luò)地址分配方案；④標(biāo)準(zhǔn)化的高層協(xié)議，可以提供多種可靠的用戶服務(wù)。⑵TCPIP參考模型的分類：應(yīng)用層，傳輸層(端－端通信)，互連層(報(bào)文分組、路徑、擁塞)，主機(jī)網(wǎng)絡(luò)層。⑶TCPIP參考模型和OSI模型的對(duì)應(yīng)關(guān)系：1應(yīng)用層應(yīng)用層、表示層、會(huì)話層2傳輸層傳輸層3

21、互聯(lián)層網(wǎng)絡(luò)層4主機(jī)網(wǎng)絡(luò)層數(shù)據(jù)鏈路層、物理層⑷TCPIP參考模型各層次的功能和協(xié)議：①互連層：主要是負(fù)責(zé)將源主機(jī)的報(bào)文分組發(fā)送到目的主機(jī)，源主機(jī)與目的主機(jī)可以在一個(gè)網(wǎng)上，也可以不在一個(gè)網(wǎng)上。。功能：1處理來自傳輸層的分組發(fā)送請(qǐng)求。2處理接受的數(shù)據(jù)報(bào)。3處理互連的路徑、流控與擁塞問題。②傳輸層：主要功能是負(fù)責(zé)應(yīng)用進(jìn)程之間的端到端的通信。定義了傳輸控制協(xié)議TCP和用戶數(shù)據(jù)報(bào)協(xié)議UDP。TCP協(xié)議是面向連接的可靠的協(xié)議；UDP協(xié)議是無連接的不可