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计算机三级网络笔试考点
第一章计算机基础知识
1.计算机的特点:
计算机是快速高效的进行信息处理的电子设备。
具有四个特点:
(1)信息处理的设备;计算机有信息处理的特性。
(2)通过预先编写的、存储在机器中的程序自动完成数据处理;计算机有广泛适应的特性。
(3)处理速度越来越快,工作效率越来越高,而成本和价格却越来越低;因此要有对待计算机的合理的价值观。
(4)经济效益与社会效益都十分明显;这是对待计算机的利弊观。
2.计算机的发展阶段
(1)大型机阶段1946年,第一台电子计算机ENIAC问世。
大型机经历了电子管、晶体管、中小规模集成电路、超大规模集成电路的发展过程。
(2)小型机阶段是对大型主机进行的第一次“缩小化”。
(3)微型机阶段是对大型主机进行的第二次“缩小化”。
(4)客户机/服务器阶段(C/S)在20世纪70年代出现了局域网技术。
在局域网中,如果每台计算机在逻辑上都是平等的,不存在主从关系,就称为对等网络。
但是,大多数局域网都不是对等网络,而是非对等网络。
在非对等网络中,某些计算机是扮演主角的服务器(Server),其余计算机则是充当配角的客户机(Client)。
(5)互联网阶段1969年美国国防部的阿帕网(ARPANET)运行以来,计算机广域网开始发展起来。
1983年TCP/IP传输控制协议与网际互联协议正式成为阿帕网的协议标准,以它为主干发展成因特网。
1991年6月我国第一条与国际互联网连接的专线建成,它从中国科学院高能物理研究所接到美国斯坦福大学的直线加速器中心。
到1994年我国实现了采用TCP/IP协议的国际互联网的全功能连接(正式接入Internet)。
高能所通过卫星通信站租用了一条64Kbps的卫星线路与斯坦福大学联网。
3.计算机的种类现实的分类
(1)服务器:
有功能强大的处理能力、容量很大的存储器以及快速的输入输出通道和联网能力。
通常它的处理器也用高端微处理器芯片组成(如64位的Alpha芯片、1个或多个奔腾芯片以及64位的安腾芯片)。
原则上,过去的小型机(低端)、大型机甚至巨型机(高端)都可以当服务器使用。
服务器必须具有:
很高的安全性、可靠性、联网能力、远程管理、自动监控功能。
按工作范围分类:
入门级server—满足中小企业办公以及文件共享、打印、数据处理、Internet接入、简单的数据库应用。
工作组级server—适用于为中小企业提供web、Email服务,适用于学校网、多媒体教室建设。
部门级server—有较高的可靠性、可用性、可扩展性、可管理性,适用于作为数据中心、web站点。
企业级server—高档的server,有超强的处理能力,较高的容错能力,扩展能力强,运行时间长,适用于高速数据处理、可靠性高的重要行业。
按照采用的处理器体系结构(也就是CPU采用的指令系统)分类:
CISC服务器—“复杂指令集计算机”,主要以IA-32体系为主,多为中档机。
RISC服务器—“精简指令集计算机”,如IBM的PowerPC,MIPS公司的MIPS,HP公司的Alpha,SUN公司的Sparc。
VLIW服务器—“超长指令字”,采用EPIC(清晰并行指令运算)也称为IA-64体系,如Intel的IA-64,AMD公司的x86-64。
按用途分类:
文件server、数据库server、邮件server、应用server。
按照机箱结构分:
台式server、机架式server、机柜式server、刀片式server。
刀片式server是在标准高度的机架式机箱内可插多个卡的服务器单元,实现高可用性和高密度结构,每块“刀片”是一块系统主板,类似于独立的server,每块主板有自己的系统,用于指定的用户群,管理员可以使用软件集合成一个机群。
(2)工作站:
工作站通常要用一个屏幕较大的显示器,分辨率高,图像处理能力强,存储量大。
面向计算机辅助设计等领域,满足工程设计、动画制作、研究、软件开发、信息服务、模拟仿真。
工作站一般分为:
基于RISC和UNIX操作系统的专业工作站;基于Intel处理器和Windows操作系统的PC工作站。
以及台式工作站、移动工作站、无盘工作站等。
(3)台式机:
即通常所说的微型机,由主机箱、显示器、键盘、鼠标等组成。
分为商用机与家用机甚至多媒体计算机,其实它们并没有本质的区别。
(4)笔记本:
又称便携机或移动PC
(5)手持设备:
又称掌上电脑或称亚笔记本,主要有PDA(个人数字助理)、商务通、快译通、第二代半,第三代手机。
4.计算机的技术指标
(1)位数
计算机数据处理有8位、16位、32位以及64位之分。
位数是指该中央处理器里面的寄存器能够保存多少位的数据。
这里的位是指二进制位(0或1)。
二进制按“逢二进一”的规律计数。
计算机中的数字、字符、指令都可以使用二进制来表示。
例如十进制数8可以表示为1000,字符A可以表示为1010,B可以表示为1011,指令CD21可以表示为1100110100100001
通常称8位是一个字节,16位是一个字,32位是一个双字长,64位是两个双字长。
现在奔腾芯片多是32位,而用于服务器的安腾芯片是64位。
(2)速度
一般是指CPU的处理速度。
例如经典奔腾的处理速度可达到300MIPS。
MIPS表示单字长定点指令平均执行速度,即每秒执行一百万条指令。
有些机器为了考查单字长浮点指令的平均执行速度,也用MFLOPS来表示处理速度。
(3)容量
指存储器的容量。
单位是字节,英文为byte,简称B。
常见的存储单位包括:
1KB=1024B1MB=1024KB1GB=1024MB
(4)数据传输率
即带宽,反映计算机的通信能力。
单位是bps,即每秒传输一比特,还有kbps、Mbps、Gbps等单位。
例如:
网卡速率为10Mbps-100Mbps,调制解调器的速率是56Kbps。
(5)版本
(6)可靠性
系统的可靠性用平均无故障时间MTBF和平均故障修复时间MTTR表示。
这里的故障主要是指硬件故障。
5.计算机的应用领域
(1)科学计算
能精确运算,进行大量数据处理,用于模拟核爆炸、模拟经济运行模型、天气预报等。
(2)事务处理如文字处理、填写报表,数据检索、情报管理等。
(3)过程控制
用于对工业生产过程中各种参数进行连续的、实时的控制。
(4)辅助工程
计算机辅助设计(CAD)计算机辅助制造(CAM)
计算机辅助工程(CAE)计算机辅助教学(CAI)
计算机辅助测试(CAT)
(5)人工智能
利用计算机的逻辑推理能力,模拟人类的某些智能行为。
在应用中开发出专家系统、模式识别、问题求解、定理证明、机器翻译、自然语言理解等技术。
(6)网络应用如电子邮件、浏览信息、电子商务。
(7)多媒体应用
6.计算机硬件的组成
一个完整的计算机系统由硬件和软件两部分组成。
硬件具有原子的特性,而软件具有比特的特性,同时,硬件与软件在功能上具有等价性,即某个功能既可以用硬件实现,也可以用软件实现。
硬件实现时成本很高,但速度也很快,而用软件实现时运行速度很慢,但成本也低。
硬件与软件在发展上具有同步性,硬件升级了,软件必然也升级。
硬件的组成分为4个层次:
第一层:
芯片(处理器芯片、存储器芯片、I/O芯片等)
第二层:
板卡(主板及各种插卡)
第三层:
设备(机箱内的相关部件及布线,如电源、数据线等)
第四层:
网络(联网设备及传输线缆,如调制解调器、光纤、双绞线等)
7.奔腾芯片的技术特点
(1)超标量技术
通过内置多条流水线来同时执行多个处理,实质是以空间换时间。
在经典奔腾中,它由两条整数指令流水线(U指令流水线、V指令流水线)和一条浮点指令流水线组成。
(2)超流水线技术
细化流水,提高主频,使得一个机器周期内完成一个甚至多个操作,实质是以时间换取空间。
经典奔腾的每条整数流水线分为四级流水,即:
指令预取、译码、执行、写回结果;浮点流水线分为八级流水。
即:
前四级相同,后四级是,两级浮点操作、一级四舍五入和写回浮点运算结果、一级出错报告。
(3)分支预测
在流水线运行时,总是希望预取到的指令恰好是处理器将要执行的指令。
为此,在奔腾芯片上内置一个分支目标缓存器,用来动态地预测程序分支的转移情况,提高流水线的吞吐率。
(4)双Cache的哈佛结构:
指令与数据分开
经典奔腾使用两个高速缓存,一个用于缓存指令,一个用于缓存数据。
提高缓存的命中率。
(5)固化常用指令
将常用指令(如MOV、ADD、DEC)改用硬件实现,提高指令的运行速度。
(6)增强的64位数据总线
奔腾的内部总线是32位,但它与存储器相连的外部总线扩展为64位。
提高数据的并行传输能力。
(7)采用PCI标准的局部总线
曾有两个局部总线标准进行过激烈的竞争。
一个是Intel公司制定的PCI标准,称为外围部件接口标准。
另一个是视频电子标准协会制定的VESA标准。
PCI标准更为优越。
(8)错误检测及功能冗余校验技术
奔腾具有内部错误检测功能和功能冗余校检技术。
可通过设置偶校验等保证数据传送的正确性。
(9)内建能源效率技术
(10)支持多重处理
是指多CPU系统,用于超级计算机。
关于奔腾4处理器的技术特点:
1)具有NetBurst(突发模式)体系结构,采用了快速执行引擎。
2)继续采用超流水线技术,使细化流水的深度由4级、8级加深到20级。
3)从奔腾芯片的指令系统来看,奔腾3增加了70条新指令,称为SSE,即SIMD,意为流式的单指令流、多数据流扩展指令。
在奔腾4中,更把新指令增加到144条,称为SSE-2。
4)增加了800MHz前端总线,支持超线程HT技术。
从奔腾到安腾,标志着英特尔体系结构从IA-32向IA-64的推进。
奔腾是32位芯片,主要用于台式机和笔记本电脑;而安腾是64位芯片,主要用于服务器和工作站。
安腾采用了最新设计理念EPIC,即简明并行指令计算技术。
8.主机板即主板,由5部分组成:
CPU、存储器、总线、插槽及电源。
主板的种类:
(1)按CPU插座分:
如Socket7主板、Slot1主板等
(2)按主板的规格分:
AT主板、Baby-AT主板、ATX主板
(3)按芯片集分:
TX主板、LX主板、BX主板
(4)按是否即插即用分:
PNP主板、非PNP主板
(5)按扩展槽分:
EISA主板、PCI主板、USB主板
网卡功能:
(1)实现与主机总线的通信连接
(2)实现数据链路层的功能
(3)实现物理层的功能
9.计算机软件组成
软件是程序以及开发、使用和维护程序所需的所有文档的总和。
程序是由指令序列组成的,告诉计算机如何完成一个具体的任务。
文档是软件开发、使用和维护中的必备资料。
软件开发:
(1)计划阶段
分为问题定义、可行性研究两个子阶段。
设定软件系统的目标,提出可行性报告,做出成本效益分析。
(2)开发阶段
开发初期分为需求分析、总体设计、详细设计三个子阶段;在开发后期分为编码、测试两个子阶段。
(3)运行阶段
主要是软件维护,对系统进行修改或扩充。
编程语言:
机器语言:
使用最贴近机器硬件的二进制代码,也称为低级语言。
汇编语言:
符号化的机器语言,用助记符代替二进制代码。
高级语言:
远离机器硬件,抽象化的自然语言。
常用的有BASIC,C,JAVA等。
把高级语言翻译成机器语言目标程序的工具,有两种类型:
解释程序与编译程序。
微机操作系统的发展简史:
DOS是单任务操作系统,不支持图形用户界面。
WINDOWS是多任务操作系统,采用图形用户界面。
软件的分类:
按用途分:
系统软件、支撑软件、应用软件
按授权分:
商业软件、共享软件、自由软件
还有单机软件、网络软件、通用软件、专用软件
应用软件的种类:
(1)字处理软件
WORD、WPS等,金山公司的WPS2000已经不是单纯的字处理软件,而是集成的办公系统软件
(2)电子表格软件Excel、Lotus1-2-3等
(3)数据库软件微软的Access,VisualFoxPro,SQL2000,oracle等
(4)图形软件
Corel公司的CorelDraw,处理矢量图;Adobe公司的Photoshop,处理位图
(5)投影演示软件微软的PowerPoint
(6)桌面出版软件微软的Publisher、Adobe公司的PageMaker
(7)浏览器软件
微软的InternetExplorer,Netscape公司的Communicator,其他产品还有HotJavaBrowser等。
(8)电子邮件软件
微软的OutlookExpress,Netscape公司的MessengerMail等。
10.多媒体技术就是对文本、声音、图形和图像进行处理、传输、存储和播放的集成技术。
唇同步:
在多媒体信号传输的过程中,如果图像与语言没有同步,人物说话的口型与声音不吻合,观众就感觉很不舒服。
这种相关音频流与视频流之间的同步叫做“唇同步”。
多媒体硬件系统的基本组成有:
1)具有CD-ROM
2)具有A/D,D/A转换功能
3)具有高清晰的彩色显示器
4)具有数据压缩与解压缩的硬件支持
多媒体的关键技术
数据压缩与解压缩技术常见压缩标准:
(1)JPEG(静态图像压缩编码国际标准)适合于连续色调、多级灰度、彩色或单色静止图像的国际标准。
(2)MPEG(动态图像压缩编码国际标准),包括MPEG视频、MPEG音频、MPEG系统三部分。
MPEG要考虑到音频和视频的同步,压缩后产生一个电视质量的视频和音频压缩形式的位速为1.5Mbps的单一流。
(3)Pⅹ64是CCITT推出的,用于可视电话和电视会议。
芯片——为了实现CPU多媒体功能,在奔腾芯片上增加MMX(多媒体扩充技术)功能。
多媒体的几种文件:
声音文件格式,如MIDI、MP3、WAV、WMF
视频文件格式,如AVI、MPG、RM、RMVB、ASX、DAT、MOV
传统文本都是线性的,而超文本是非线性的.
超媒体技术是一种典型的数据管理技术,它是由称为结点和表示结点之间联系的链组成的有向图(网络)。
(1)结点——表达信息的基本单位.可以是文本、图形、图像、音频、视频和动画,也可以是一段计算程序。
(2)链——是建立结点之间信息联系的指针,定义了超媒体的结构,提供浏览、查询结点的能力。
超媒体系统的组成:
(1)编辑器
(2)导航工具(3)超媒体语言
11.信息压缩技术
数据压缩的理论基础是信息论。
从信息的角度来看,压缩是去掉信息中的冗余,即去掉确定和可推知的信息,而保留不确定的信息,也就是用更接近信息本质的描述替代原有冗余的描述。
按照压缩前后图像的差别分为:
无损压缩、有损压缩。
前者是可逆的,后者不可逆,有一定的失真。
按照压缩原理分为:
熵编码法,源编码法,混合编码法,具体的是:
(1)信息熵编码法,只压缩冗余而不损伤信息熵,是一种无损压缩。
常见的是哈夫曼编码,游程编码、算术编码。
(2)预测编码法,是去除相邻象素之间的相关性和冗余,只对新的信息进行编码。
(3)变换编码法,将给定的图像信号进行某种函数变换。
(4)矢量量化编码法。
12.流媒体技术
一种新的媒体传送方式,是把整个音频/视频(A/V)以及3D等多媒体文件经特殊压缩,形成一个个的压缩包,由视频服务器向用户计算机连续、实时的依次传送、不必等下载完即可播放。
流媒体技术的三个特点:
连续性、实时性、时序性,主要目标是通过一种技术手段实现在网络上有效实时的传递多媒体信息流。
流媒体传输改变了传统网络的C/S服务模式,引入了P2P技术。
几个重要习题:
(1)十进制与二进制Ascii的转换
在扩展的Ascii中,每个十进制数字都能用二进制数来表示,例如0表示为00110000,1表示为00110001,那么2008可表示为:
A、00110010000000000000000000110111
B、00110010000000000000000000111000
C、00110010001100000011000000110111
D、00110010001100000011000000111000
那么1949可表示为:
(2)硬盘容量的计算
硬盘是有电机驱动的许多钢性盘片组成的,封装在一个真空的盒内,称为“温式硬盘”,每个盘片有一个磁头负责读写,盘片高速的旋转,所有磁头被固定到一个磁头臂上,可以滑动。
新的硬盘要首先进行格式化——也就是划分出磁道和扇区。
磁道——是盘面上一圈一圈的同心圆,每一圈都有编号,从外到内依次是0号磁道,1号磁道,….
扇区——是将一圈磁道再划分出许多等弧度的扇面
柱面——不同盘面,相同半径的同心圆组成的柱体。
柱面数与磁道数相同
所以硬盘容量=磁头数×柱面数×扇区数×每个扇区的信息量
(3)显示器的播放速度计算
例如:
640×480分辨率的显示器,每个象素占用24位二进制数,每秒播放25祯画面,此显示器的播放速度?
即每秒播放的二进制信息的位数,640×480×24×25=184320000bit
÷1000=184320Kb÷1000=184.32Mb
(4)几种容量单位的换算、传输速率单位的换算
容量单位(硬盘、内存、光盘)BKBMBGB1024进制
传输速率单位bpsKbpsMbpsGbps1000进制
第二章网络技术基础
1.网络的形成与发展
发展阶段最早的是面向终端的远程联机系统,例:
航空订票系统
60年代的ARPANET是一种广域网,后来成为Internet主干网,早期采用模拟通信的电话交换网,新型的公用数据网采用数字传输技术和分组交换技术。
国际标准化ISO推出OSI模型。
后来的工业模型TCP/IP。
P2P技术的出现根本上要改变Client/Server工作模式,是一种对等的“非中心化”的方式工作,扩大用户共享资源的范围和深度。
宽度城域网的发展要求电信运营商提供全程、全网、端到端、可灵活配置的网络。
IEEE802委员会表述城域网:
以光线为介质,提供45-150Mbps速率,支持数据、语音、图形、视频综合传输,跨度50-100KM的城市范围,如:
FDDI
用户接入网络的三种形式:
计算机网络、电信通信网、广播电视网。
最终三种网络的服务会重合,综合化,实现“数字会聚”“三网融合”
2.计算机网络定义
按照资源共享的观点,我们可以将计算机网络定义为“以能够相互共享资源的方式互连起来的自治计算机系统的集合”。
几个基本特征:
1)计算机网络建立的主要目的是实现计算机资源的共享。
计算机资源主要指计算机硬件、软件与数据。
网络用户可以使用本地计算机资源,也可以通过网络访问连网的远程计算机资源,还可以调用网中几台不同的计算机共同完成某项任务。
2)互连的计算机是分布在不同地理位置的多台独立的“自治计算机”,它们之间可以没有明确的主从关系。
可以连网工作,也可以脱网独立工作。
3)连网计算机之间的通信必须遵循共同的网络协议
3.计算机网络的基本结构及其特点
最早出现的是广域网。
从计算机网络的组成的角度来看,早期的广域网从逻辑功能上可以分为资源子网和通信子网两个部分。
(1)资源子网
资源子网主要从由主机和终端组成。
负责全网的数据处理业务。
(2)通信子网
通信子网由通信控制处理机、通信线路与其他通信设备组成,完成数据传输、存储转发等数据通信任务。
局域网与广域网、广域网与广域网的互联是通过路由器实现的。
4.计算机网络的分类方法
按照传输技术分类
按照使用的传输技术,计算机网络可以分为两类:
广播式网络与点对点式网络。
按照覆盖的地理范围分:
计算机网络可以分为三类:
局域网、城域网与广域网
广域网(WAN)
广域网应具备以下特点:
1)适应大容量与突发性通信的要求
2)适应综合业务服务的要求
3)开放的设备接口与规范化的协议
4)完善的通信服务与网络管理
广域网涉及X.25网、帧中继、SMDS、B-ISDN与ATM网。
X.25网:
一种典型的公用分组交换网。
使用CCITT的X.25建议标准。
采用速率较低,误码率较高的电缆传输介质。
为了保证数据传输的可靠性,X.25协议包括了差错控制、流量控制、拥塞控制等功能。
X.25协议的复杂执行过程必然要增大网络传输的延迟时间。
帧中继(FR):
以X.25为基础,使用数据传输速率高、误码率低的光纤,使用简单的协议,以减小网络传输延迟,而必要的差错控制功能将由用户设备来完成。
B-ISDN:
宽带综合业务数据网。
实现电话网,电报网和数据通信网的三网合一。
ATM(异步传输模式):
能保证用户对数据传输的服务质量QoS的需求。
实现了线路交换,分组交换的结合,符合B-ISDN的需求,因此B-ISDN选择了ATM作为它的数据传输技术。
局域网(LAN)
。
在局域网领域中,采用以太网Ethernet、令牌总线(TokenBus)、令牌环(TokenRing)原理
城域网(MAN)早期的产品是光纤分布式数据接口(FDDI)
目前的城域网建设方案有几个共同点,那就是:
传输介质采用光纤,交换结点采用基于IP交换的高速路由交换机或ATM交换机,在体系结构上采用核心交换层、业务汇聚层与接入层的三层模式。
5.网络拓朴定义
网络的拓扑结构指的是通过网中结点与通信线路之间的几何关系表示网络结构,反映出网络中各实体间的结构关系。
拓扑设计是建设计算机网络的第一步,也是实现各种网络协议的基础,它对网络性能、系统可靠性与通信费用都有重大影响。
计算机网络拓扑主要是指通信子网的拓朴构型。
网络拓朴分类方法
网络拓扑分为两类:
点对点线路通信子网的拓朴与广播信道通信子网的拓朴。
点对点式网络的基本拓朴构型有:
星型、环型、树型、网状型
广播式网络的基本拓朴构型有:
总线型、树型、环形、无线通信与卫星通信型。
星型结构:
结点通过点对点通信线路与中心结点连接,中心结点控制全网的通信,任何两结点之间的通信都要通过中心结点。
环型结构:
将结点通过点对点通信线路连接成闭合环路。
树型结构:
结点按层次进行连接,信息交换主要在上、下结点之间进行,相邻及同层结点之间一般不进行数据交换或数据交换量小。
网状结构;又称为无规则型。
结点之间的连接是任意的,没有规律。
具有较高的系统可靠性,但结构复杂,必须采用路由选择算法与流量控制方法。
目前实际存在和使用的广域网基本上都采用网状拓朴。
6.两基本的数据交换方式
【1】电路交换:
与打电话类似,两台主机通过通信子网进行信息交换前先通过呼叫建立拨号连接,即:
建立线路、数据传输、释放线路。
【2】存储转发交换:
特点是,发送的数据与目的地址、源地址、控制信息按照一定格式组成一个数据单元(报文、分组)。
通信子网的节点负责接收、差错校验、存储、路径选择、转发。
多分组共享信道,动态配置最佳路径,对不同的网络数据格式进行转化。
分为两种:
报文交换、分组交换。
分组交换又分为:
(1)数据报交换DG(datagram)传输前不必建立预先的连接,每个分组独立选择路径,各分组寻不同的路径到达目的主机。
特点:
a、同一报文的不同分组经过不同的路径通过通信子网;
b、同一报文的不同分组到达目的节点可能出现乱序、重放、丢失;
c、每个分组必须带有源地址、目的地址;
d、数据报方式延迟大,适用于突发通信,不适合长报文、会话通信;
(2)虚电路方式VC(virtualcircuit)将数据报方式和电路交换方式结合,发挥各自优点。
事先建立一条逻辑虚电路(建立、传输、拆除)这与电路交
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