2010年計算機三級網(wǎng)絡(luò)技術(shù)筆記

1、1.1計算機概述一、計算機的四特點：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有正確應用的特性二、計算機發(fā)展經(jīng)歷5個重要階段它們是并行關(guān)系：1大型機階段4050年代2小型機階段6070年代3微型機階段7080年代4客戶機服務器階段5Inter階段（Arpa是在1983年第一個使用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，它從中國科學院高能物理研究所接到美國斯坦福大學的直線加速器中心；在1994

2、年實現(xiàn)4大主干網(wǎng)互連(中國公用計算機互聯(lián)網(wǎng)China、中國科學技術(shù)網(wǎng)Cst、中國教育和科研計算機網(wǎng)Cer、中國金橋信息網(wǎng)ChinaGBN)，即全功能連接或正式連接）三、計算機應用領(lǐng)域：1科學計算2事務處理3過程控制4輔助工程(CAE，CAI，CAT)5人工智能6網(wǎng)絡(luò)應用7多媒體應用12計算機硬件系統(tǒng)1一個完整的計算機系統(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性、

3、且具有同步性。3計算機硬件組成四個層次：①芯片②板卡③整機④網(wǎng)絡(luò)一、計算機硬件的種類：計算機傳統(tǒng)分類：巨型機、大型計算機，中型計算機，小型計算機、微型計算機。IEEE1989年分類：大型主機、小型計算機、個人計算機、工作站、巨型計算機、小巨型計算機。計算機現(xiàn)實分類：服務器（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、），臺式機，筆記本，手持設(shè)備。二、計算機指標：1字長（位數(shù)）。8位是一個字節(jié)，16位是一個字，32位是一個雙字長，64位是兩個雙字長。指CPU一次能處理寄、存器能儲存32位數(shù)據(jù)。2速度。MIPS是表示單字長定點指令的平均執(zhí)行速度，MFLOPS是考察單字長浮點指令的平均執(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。平均無故障時間MTBF和平均故障修復時間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：奔騰32位芯片，主要用于臺式機和筆記本，奔騰采用了精簡指令RISC技術(shù)。⑴超標量技術(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條浮點指令流水線，同時執(zhí)行多個處理，其實質(zhì)是用空間換取時間。⑵超流水線技術(shù)。通過細化流水，提高主頻，使得機器在一個周期內(nèi)完成一個甚至多個操作，其實質(zhì)是用時間換取空間。經(jīng)典奔騰每條整數(shù)流

6、水線分為四級流水：指令預取，譯碼，執(zhí)行和寫回結(jié)果。浮點流水線分8級流水，前4點同，后4點：二級浮點操作、一級4舍5入及寫回浮點運算、一級為出錯報告。⑶分支預測。為提高流水線吞吐率，內(nèi)置分支目標緩存器，動態(tài)的預測程序分支的轉(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標準的局部總線。⑻錯誤檢測即功能用于校驗技術(shù)，前者可在內(nèi)部多處設(shè)置偶校驗，以保證

7、數(shù)據(jù)傳送正確，后者能通過雙工系統(tǒng)的運算結(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：64位處理機簡明并行指令計算EPIC。奔騰系列為32位精簡指令技術(shù)RISC。286.386復雜指令系統(tǒng)CISC。奔三增加了：SSE：StreamingSIMDExtensions流式的單指令流、多數(shù)據(jù)流擴展指令。五主板由五部分組成：CPU存儲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擴展槽分EISA、PCI、USB六網(wǎng)卡主要功能：①實現(xiàn)與主機總線的通信連接，解釋并執(zhí)行主機的控制命令。②實現(xiàn)數(shù)據(jù)鏈路層的功能，如形成數(shù)據(jù)幀，差錯校驗，發(fā)送接收等。③實現(xiàn)物理層的功能。13計算機軟件的組成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)軟件和應用軟件（核心是操作系統(tǒng)）軟件是

9、用戶與計算機硬件系統(tǒng)之間的橋梁。軟件就是指令序列以代碼形式儲存儲存器中。這些指令序列就是程序。2常用應用軟件：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（三個階段）：⑴計劃階段：分為問題定義、可行性研究（是決定軟件項目是否開發(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、詳細設(shè)計三個子階段，在開發(fā)后期分為編碼、測試兩個子階段。前期必須形成的文檔有：軟件需求說明書，軟件設(shè)計規(guī)格說明書；后期主要形成各種報告。⑶運行階

11、段：主要任務是軟件維護。為了排除軟件系統(tǒng)中仍然可能隱含的錯誤，擴充軟件功能。4、把高級語言源程序翻譯成機器語言目標程序的工具，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，并不成為整個目標程序，速度慢。編譯程序是把輸入的整個源程序進行全部的翻譯轉(zhuǎn)換，產(chǎn)生出機器語言的目標程序，然后讓計算機執(zhí)行從而得到計算機結(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（描述計算機網(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：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)代碼的二進制比特數(shù)單位為比特秒(bitsecond)記作bps.對于二進制數(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間.2帶寬與數(shù)據(jù)傳輸率的關(guān)系：⑴奈奎斯特（Nyquist）準則：信號在有限帶寬、無噪聲的信道中傳輸時

13、對于二進制信號的最大數(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熱噪聲信道的最大傳輸速率與信道帶寬信號噪聲功率比之間的關(guān)系.。。在有隨機熱噪聲的信道上傳輸數(shù)據(jù)信號時，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為信號功率，n為噪聲功率。3誤碼率：誤碼率是二進制碼元在數(shù)據(jù)傳輸系統(tǒng)中被傳

14、錯的概率，在數(shù)值上近似等于Pe=NeN（傳錯的碼元數(shù)除以傳輸?shù)亩M制碼元總數(shù)）。(1)誤碼率應該是衡量數(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)對于一個實際的數(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)備越復雜造價越高.(3)對于實際數(shù)據(jù)傳輸系統(tǒng)如果傳輸?shù)牟皇嵌M制碼元要折合成二進制碼元來計算.(4)差錯的出現(xiàn)具有隨機性在實際測量一個數(shù)據(jù)傳輸系統(tǒng)時只有被測量的傳輸

15、二進制碼元數(shù)越大才會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、儲存轉(zhuǎn)發(fā)交換。存儲轉(zhuǎn)發(fā)交換又分報文存儲轉(zhuǎn)發(fā)交換（報文交換）與報文分組存儲轉(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。報文分組存儲轉(zhuǎn)發(fā)交換又分數(shù)據(jù)報和虛電路兩種。虛電路是傳輸分組時建立邏輯連接，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，約定與標準。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作與做出的響應；(3)時序即對事件實現(xiàn)順序的詳細說明。2將計算機網(wǎng)絡(luò)層次模型和各層協(xié)議的集合定義為計算機網(wǎng)絡(luò)體系結(jié)構(gòu)，（體系結(jié)構(gòu)是抽象的，而實現(xiàn)是具體的，是能夠運行的一些硬件和軟件。）。第一個為IBM的系統(tǒng)網(wǎng)絡(luò)體系結(jié)構(gòu)SNA。3計算機網(wǎng)絡(luò)中采用層次結(jié)構(gòu)的

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

18、①劃分層次的原則是:(1)網(wǎng)中各結(jié)點都有相同的層次。(2)不同結(jié)點的同等層具有相同的功能。(3)同一結(jié)點內(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并向其上層提供服務。(5)不同結(jié)點的同等層按照協(xié)議實現(xiàn)對等層之間的通信。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)，采用差錯控

19、制，流量控制方法。（網(wǎng)卡、交換機）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?shù)穆窂健崿F(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，透明的傳送報文。，最關(guān)鍵的一層。可以認為使用TCP和UDP協(xié)議。⑸會話層：組織兩個會話進程之間的通信，并管理數(shù)據(jù)的交換。使用BIOS和WINSOCK協(xié)議⑹表示層：處理在兩個通信系統(tǒng)中交換信息的表示方式。⑺應用層：應用層是OSI參考模型中的最高層。

20、確定進程之間通信的性質(zhì)，以滿足用戶的需要。2.4.3、TCPIP參考模型⑴特點：①開放的協(xié)議標準，可以免費使用，并且獨立于特定的計算機硬件與操作系統(tǒng)；②獨立于特定的網(wǎng)絡(luò)硬件；③統(tǒng)一的網(wǎng)絡(luò)地址分配方案；④標準化的高層協(xié)議，可以提供多種可靠的用戶服務。⑵TCPIP參考模型的分類：應用層，傳輸層(端－端通信)，互連層(報文分組、路徑、擁塞)，主機網(wǎng)絡(luò)層。⑶TCPIP參考模型和OSI模型的對應關(guān)系：1應用層應用層、表示層、會話層2傳輸層傳輸層3

21、互聯(lián)層網(wǎng)絡(luò)層4主機網(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：主要是負責將源主機的報文分組發(fā)送到目的主機，源主機與目的主機可以在一個網(wǎng)上，也可以不在一個網(wǎng)上。。功能：1處理來自傳輸層的分組發(fā)送請求。2處理接受的數(shù)據(jù)報。3處理互連的路徑、流控與擁塞問題。②傳輸層：主要功能是負責應用進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