第一章 計(jì)算機(jī)基礎(chǔ)知識(shí)
1、計(jì)算機(jī)的發(fā)展階段:經(jīng)歷了以下5個(gè)階段(它們是并行關(guān)系):大型機(jī)階段(經(jīng)歷四小階段它們是取代關(guān)系)、小型機(jī)階段、微型機(jī)階段、客戶機(jī)/服務(wù)器階段(對(duì)等網(wǎng)絡(luò)與非對(duì)等網(wǎng)絡(luò)的概念)和互聯(lián)網(wǎng)階段(Arpanet是在1983年第一個(gè)使用TCP/IP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) Chinanet、中國科學(xué)技術(shù)網(wǎng) Cstnet、中國教育和科研計(jì)算機(jī)網(wǎng) Cernet、中國金橋信息網(wǎng) ChinaGBN))
2、計(jì)算機(jī)種類:
按照傳統(tǒng)的分類方法:計(jì)算機(jī)可以分為6大類: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)、小巨型機(jī)。
按照現(xiàn)實(shí)的分類方法:計(jì)算機(jī)可以分為5大類:服務(wù)器、工作站、臺(tái)式機(jī)、筆記本、手持設(shè)備。
3、計(jì)算機(jī)的公共配置:CPU、內(nèi)存(RAM)、高速緩存(Cache)、硬盤、光驅(qū)、顯示器(CRT、LCD)、操作系統(tǒng)(OS)
4、計(jì)算機(jī)的指標(biāo):位數(shù)指CPU寄存器中能夠保存數(shù)據(jù)的位數(shù)、速度(MIPS、MFLOPS)指CPU每秒鐘處理的指令數(shù)通常用主頻來表示CPU的處理速度、容量(B、KB、MB、GB、TB)、數(shù)據(jù)傳輸率(Bps)、版本和可靠性(MTBF、MTTR)。
5、計(jì)算機(jī)的應(yīng)用領(lǐng)域:科學(xué)計(jì)算、事務(wù)處理、過程控制、輔助工程、人工智能、網(wǎng)絡(luò)應(yīng)用。(補(bǔ)充實(shí)例)
6、計(jì)算機(jī)系統(tǒng)的組成:硬件系統(tǒng)具有原子特性(芯片、板卡、設(shè)備、網(wǎng)絡(luò))與軟件系統(tǒng)具有比特特性。且它們具有同步性。
7、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RISC和CISC技術(shù)(技術(shù)特點(diǎn)10個(gè)請(qǐng)看書P8)
8、安騰芯片的技術(shù)特點(diǎn):安騰是64位芯片,主要用于服務(wù)器和工作站。安騰采用簡明并行指令計(jì)算(EPIC)技術(shù)
9、主機(jī)板與插卡的組成:
(1) 主機(jī)板簡稱主板(mainboard)或母板(motherboard)。由5部分組成(CPU、存儲(chǔ)器、總線、插槽和電源)與主板的分類
(2)網(wǎng)絡(luò)卡又稱為適配器卡代號(hào)NIC,其功能為:(見書P11)
10、軟件的基本概念:軟件由程序(功能實(shí)現(xiàn)部分)與文檔(功能說明部分)組成。軟件是用戶與計(jì)算機(jī)硬件系統(tǒng)之間的橋梁。
11、應(yīng)用軟件包括:桌面應(yīng)用軟件、演示出版軟件、瀏覽工具軟件、管理效率軟件、通信協(xié)作軟件和系統(tǒng)維護(hù)軟件。
12、程序與文檔:程序是由指令序列組成的,告訴計(jì)算計(jì)如何完成一個(gè)具體的任務(wù)。
文檔是軟件開發(fā)、使用和維護(hù)中的必備資料。
13、軟件開發(fā):軟件的生命周期中,通常分為三大階段,每個(gè)階段又分若干子階段:
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(cè)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。
⑶ 運(yùn)行階段: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。
14、編程語言:(機(jī)器語言與匯編語言都依賴于具體的機(jī)器,匯編語言與高級(jí)語言都需要編譯)
⑴ 機(jī)器語言:能被計(jì)算機(jī)直接理解和執(zhí)行,速度快,但該種語言難記、難學(xué)、難懂。
⑵ 匯編語言:用英文助記符和十進(jìn)制數(shù)代替二進(jìn)制碼,使機(jī)器語言變成了匯編語言。匯編語言屬于低級(jí)語言。匯編語言要通過匯編程序把匯編語言翻譯成機(jī)器語言程序計(jì)算機(jī)才能執(zhí)行。
⑶ 高級(jí)語言:高級(jí)語言是一種面向問題或過程的語言。它是近似于日常會(huì)話的語言。它不但直觀、易學(xué),而且通用性強(qiáng)。高級(jí)語言要通過編譯(或解釋)翻譯成機(jī)器語言才能執(zhí)行。
15、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、表現(xiàn)媒體、表示媒體、感覺媒體
16、多媒體的基本概念:指有聲有色的信息處理與利用技術(shù)。多媒體技術(shù)可劃分為偏硬件技術(shù)和偏軟件技術(shù)兩部分。
17、MPC的組成:具有CD-ROM、具有A/D和D/A轉(zhuǎn)換功能、具有高清晰的彩色顯示器、具有數(shù)據(jù)壓縮與解壓縮的硬件支持
18、多媒體的關(guān)鍵技術(shù):數(shù)據(jù)壓縮與解壓縮技術(shù)、芯片與插卡技術(shù)、多媒體操作系統(tǒng)技術(shù)、多媒體數(shù)據(jù)管理技術(shù)。
19、超文本與超媒體的概念:
(1)超文本是非線性非順序的而傳統(tǒng)文本是線性的順序的。
(2)超文本概念:超文本是收集、存儲(chǔ)和瀏覽離散信息以及建立和表現(xiàn)信息之間關(guān)系的技術(shù)。
(3)超媒體的組成:當(dāng)信息載體不限于文本時(shí),稱之為超媒體。超媒體技術(shù)是一種典型的數(shù)據(jù)管理技術(shù),它是由稱之為結(jié)點(diǎn)(node)和表示結(jié)點(diǎn)之間聯(lián)系的鏈(link)組成的有向圖(網(wǎng)絡(luò)),用戶可以對(duì)其進(jìn)行瀏覽、查詢和修改等操作。
(4)超媒體系統(tǒng)的組成:編輯器、導(dǎo)航工具、超媒體語言
第二章 網(wǎng)絡(luò)的基本概念
1、信息技術(shù)涉及內(nèi)容:信息的收集、儲(chǔ)存、處理、傳輸與利用。
2、計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)形成與發(fā)展大致分為如下4個(gè)階段:
(1)第一個(gè)階段20世紀(jì)50年代
(2) 第二個(gè)階段以20世紀(jì)60年代美國的APPANET與分組交換技術(shù)為重要標(biāo)志。
(3) 第三個(gè)階段從20世紀(jì)70年代中期開始。
(4) 第四個(gè)階段是20世紀(jì)90年代開始。
3、計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)的基本特征:資源共享。
4、計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)的定義:把分布在不同地理位置上的自治計(jì)算機(jī)通過通信設(shè)備和通信協(xié)議進(jìn)行互聯(lián)實(shí)現(xiàn)共享資源信息傳輸。
5、早期計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)實(shí)質(zhì)上是廣域網(wǎng)的結(jié)構(gòu)。 廣域網(wǎng)的功能:數(shù)據(jù)處理與數(shù)據(jù)通信。邏輯功能上可分為:資源子網(wǎng)與通信子網(wǎng)。資源子網(wǎng)負(fù)責(zé)全網(wǎng)的數(shù)據(jù)處理,向網(wǎng)絡(luò)用戶提供各種網(wǎng)絡(luò)資源與網(wǎng)絡(luò)服務(wù)。主要包括主機(jī)和終端。主機(jī)通過高速通信線路與通信子網(wǎng)的通信控制處理機(jī)相連接。終端是用戶訪問網(wǎng)絡(luò)的界面。通信子網(wǎng)由通信控制處理機(jī)、通信線路與其他通信設(shè)備組成,完成網(wǎng)絡(luò)數(shù)據(jù)傳輸、轉(zhuǎn)發(fā)等通信處理任務(wù)。通信控制處理機(jī)在網(wǎng)絡(luò)拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)中被稱為網(wǎng)絡(luò)節(jié)點(diǎn)。通信線路為通信處理機(jī)之間以及通信處理機(jī)與主機(jī)之間提供通信信道。
6、現(xiàn)代網(wǎng)絡(luò)機(jī)構(gòu)的特點(diǎn):微機(jī)通過局域網(wǎng)連入廣域網(wǎng),局域網(wǎng)與廣域網(wǎng)、廣域網(wǎng)與廣域網(wǎng)的互聯(lián)是通過路由器實(shí)現(xiàn)的。
7、按傳輸技術(shù)分為: 廣播式網(wǎng)絡(luò)(通過一條公共信道實(shí)現(xiàn))點(diǎn)--點(diǎn)式網(wǎng)絡(luò)(通過存儲(chǔ)轉(zhuǎn)發(fā)實(shí)現(xiàn))。采用分組存儲(chǔ)轉(zhuǎn)發(fā)與路由選擇是點(diǎn)-點(diǎn)式網(wǎng)絡(luò)與廣播網(wǎng)絡(luò)的重要區(qū)別之一。
8、按規(guī)模分類:局域網(wǎng)(LAN)、城域網(wǎng)(MAN)、廣域網(wǎng)(WAN)
(1)廣域網(wǎng)的通信子網(wǎng)采用分組交換技術(shù),利用公用分組交換網(wǎng)、衛(wèi)星通信網(wǎng)和無線分組交換網(wǎng)互聯(lián)。
(2)廣域網(wǎng)(遠(yuǎn)程網(wǎng))以下特點(diǎn):1 適應(yīng)大容量與突發(fā)性通信的要求。2 適應(yīng)綜合業(yè)務(wù)服務(wù)的要求。3 開放的設(shè)備接口與規(guī)范化的協(xié)議。4 完善的通信服務(wù)與網(wǎng)絡(luò)管理。
(3)幾種常見的廣域網(wǎng)的特點(diǎn):X.25、FR、SMDS、B-ISDN、N-ISDN、ATM
(4)廣域網(wǎng)擴(kuò)大了資源共享的范圍,局域網(wǎng)增強(qiáng)了資源共享的深度。
(5)期的城域網(wǎng)產(chǎn)品主要是光纖分布式數(shù)據(jù)接口(FDDI)
(6)各種城域網(wǎng)建設(shè)方案有幾個(gè)相同點(diǎn):傳輸介質(zhì)采用光纖,交換接點(diǎn)采用基于IP交換的高速路由交換機(jī)或ATM交換機(jī),在體系結(jié)構(gòu)上采用核心交換層,業(yè)務(wù)匯聚層與接入層三層模式。城域網(wǎng)MAN介于廣域網(wǎng)與局域網(wǎng)之間的一種高速網(wǎng)絡(luò)。
9、計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)拓?fù)涫峭ㄟ^網(wǎng)中結(jié)點(diǎn)與通信線路之間的幾何關(guān)系表示網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu),反映出網(wǎng)絡(luò)中各實(shí)體間的結(jié)構(gòu)關(guān)系。主要是指通信子網(wǎng)的拓?fù)錁?gòu)型。
10、網(wǎng)絡(luò)拓?fù)淇梢愿鶕?jù)通信子網(wǎng)中通信信道類型分為:
(1) 點(diǎn)-點(diǎn)線路通信子網(wǎng)的拓?fù)洌盒切停h(huán)型,樹型,網(wǎng)狀型。
(2)廣播式通信子網(wǎng)的拓?fù)洌嚎偩型,樹型,環(huán)型,無線通信與衛(wèi)星通信型。
11、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)傳輸速率: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(bit/second),記作bps.對(duì)于二進(jìn)制數(shù)據(jù),數(shù)據(jù)傳輸速率為:S1/T(bps),其中,T為發(fā)送每一比特所需要的時(shí)間.
(2)奈奎斯特準(zhǔn)則:信號(hào)在無噪聲的信道中傳輸時(shí),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=2*f(bps)
(3)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S/N關(guān)系為: Rmax=B*LOG⒉(1+S/N)其中:B為信道帶寬,S為信號(hào)功率,n為噪聲功率。
(4)誤碼率是二進(jìn)制碼元在數(shù)據(jù)傳輸系統(tǒng)中被傳錯(cuò)的概率,它在數(shù)值上近似等于:Pe=Ne/N(傳錯(cuò)的除以總的)
a、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).
b、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.
c、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.
d、差錯(cuò)的出現(xiàn)具有隨機(jī)性,在實(shí)際測(cè)量一個(gè)數(shù)據(jù)傳輸系統(tǒng)時(shí),只有被測(cè)量的傳輸二進(jìn)制碼元數(shù)越大,才會(huì)越接近于真正的誤碼率值.
12、網(wǎng)絡(luò)協(xié)議
(1)概念: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)被稱為網(wǎng)絡(luò)協(xié)議。
(2)協(xié)議分為三部分:(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.
13、計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)體系結(jié)構(gòu)
(1)概念: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)。(體現(xiàn)出的兩個(gè)內(nèi)涵請(qǐng)補(bǔ)充)
(2)計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)中采用層次結(jié)構(gòu),可以有以下好處:各層之間相互獨(dú)立、靈活性好、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、易于實(shí)現(xiàn)和維護(hù)、有利于促進(jìn)標(biāo)準(zhǔn)化。
14、ISO/OSI(國際標(biāo)準(zhǔn)化組織 / 開放系統(tǒng)互連參考模型)
(1)功能:構(gòu)建網(wǎng)絡(luò)和設(shè)計(jì)網(wǎng)絡(luò)時(shí)提供統(tǒng)一的標(biāo)準(zhǔn)
(2)概述:采用分層的體系結(jié)構(gòu)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。
(3)ISO將整個(gè)通信功能劃分為七個(gè)層次,劃分層次的原則是:網(wǎng)中各結(jié)點(diǎn)都有相同的層次、不同結(jié)點(diǎn)的同等層具有相同的功能、同一結(jié)點(diǎn)內(nèi)相鄰層之間通過接口通信、每一層使用下層提供的服務(wù),并向其上層提供服務(wù)、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(補(bǔ)充服務(wù)、接口、協(xié)議的概念).
(4)OSI七層:
1 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。(NIC、HUB)
2 數(shù)據(jù)鏈路層:分為MAC和LLC,傳送以幀為單位的數(shù)據(jù),采用差錯(cuò)控制,流量控制方法。(NIC、SWITCH)
3 網(wǎng)絡(luò)層:實(shí)現(xiàn)路由選擇、擁塞控制和網(wǎng)絡(luò)互連功能,使用TCP和UDP協(xié)議(ROUTER)
4 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,使用TCP協(xié)議。
5 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NETBIOS和WINSOCK協(xié)議。
6 表示層:處理在兩個(gè)通信系統(tǒng)中交換信息的表示方式。
7 應(yīng)用層:應(yīng)用層是OSI參考模型中的最高層。確定進(jìn)程之間通信的性質(zhì),以滿足用戶的需要。
15、TCP/IP參考模型
(1)TCP/IP協(xié)議的特點(diǎn):a、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)。
b、獨(dú)立于特定的網(wǎng)絡(luò)硬件,可以運(yùn)行在局域網(wǎng)、廣域網(wǎng),更適用于互聯(lián)網(wǎng)。
c、統(tǒng)一的網(wǎng)絡(luò)地址分配方案,使得整個(gè)TCP/IP設(shè)備在網(wǎng)中都具有唯一的地址。
d、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)。
(2)TCP/IP參考模型可以分為:應(yīng)用層,傳輸層,互連層,主機(jī)-網(wǎng)絡(luò)層。(各層功能見教材P33)
(3)應(yīng)用層協(xié)議分為:
a、依賴于面向連接的TCP協(xié)議:主要有: 文件傳送協(xié)議FTP、電子郵件協(xié)議SMTP以及超文本傳輸協(xié)議HTTP等
b、依賴于面向連接的UDP協(xié)議:主要有簡單網(wǎng)絡(luò)管理協(xié)議SNMP;簡單文件傳輸協(xié)議TFTP.
c、既依賴于TCP協(xié)議,也可以依賴于UDP協(xié)議:域名服務(wù)DNS等.
16、ISO/OSI參考模型與TCP/IP參考模型的比較
17、NSFNET采用的是一種層次結(jié)構(gòu),可以分為主干網(wǎng),地區(qū)網(wǎng)與校園網(wǎng)。
18、Internet2的初始運(yùn)行速率可達(dá)10Gbps.Internet2在網(wǎng)絡(luò)層運(yùn)行的是IPv4,同時(shí)也支持IPv6業(yè)務(wù).
19、移動(dòng)計(jì)算網(wǎng)絡(luò) P39
20、多媒體網(wǎng)絡(luò)是指能夠傳輸多媒體數(shù)據(jù)的通信網(wǎng)絡(luò)。多媒體網(wǎng)絡(luò)需要支持多媒體傳輸所需要的交互性和實(shí)時(shí)性要求。網(wǎng)絡(luò)視頻會(huì)議系統(tǒng)是一種典型的網(wǎng)絡(luò)多媒體系統(tǒng)。多媒體網(wǎng)絡(luò)應(yīng)用對(duì)數(shù)據(jù)通信的要求:1高傳輸帶寬要求;2不同類型的數(shù)據(jù)對(duì)傳輸?shù)囊蟛煌?網(wǎng)絡(luò)中的多媒體流傳輸?shù)倪B續(xù)性與實(shí)時(shí)性要求;4網(wǎng)絡(luò)中多媒體數(shù)據(jù)傳送的低時(shí)延要求;5網(wǎng)絡(luò)中的多媒體傳輸同步要求;6網(wǎng)絡(luò)中的多媒體的多方參與通信的特點(diǎn)。改進(jìn)傳統(tǒng)網(wǎng)絡(luò)的方法是:增大帶寬與改進(jìn)協(xié)議。增大帶寬可從傳輸介質(zhì)和路由器性能兩方面入手。改進(jìn)協(xié)議主要表現(xiàn)在支持IP多播、資源預(yù)留協(xié)議、區(qū)分服務(wù)與多協(xié)議標(biāo)識(shí)交換等方面。
21、機(jī)群系統(tǒng)的分類與計(jì)算與存儲(chǔ)區(qū)域網(wǎng)絡(luò) P42-43
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