计算机基础讲义

1、精选优质文档-倾情为你奉上第1章计算机基础考点l计算机的发展阶段计算机总体发展阶段经历了5个阶段：1大型主机阶段大型机经历了第一代电子管计算机、第二代晶体管计算机、第三代中小规模集成电路计算机、第四代超大规模集成电路计算机等过程。2小型计算机阶段小型计算机是在20世纪6070年代对大型主机的第一次“缩小化”。1959年DEC公司首推PDP-1小型计算机。l965年推出PDP8小型计算机获得成功。l975年推出VAX11系列小型计算机，使其成为名副其实的小型计算机霸主。3微型计算机微型计算机是在20世纪7080年代对大型主机的第二次“缩小化”。1977年美国苹果计算机公司推出AppleIl微型计

2、算机大获成功，l981年IBM公司推出个人计算机IBMPC。2005年5月1日联想完成了收购美国IBM公司的全球PC业务，成为全球第三大PC制造商。4客户机服务器阶段客户机服务器(ClientServer)结构模式的出现是对大型主机结构模式的一次挑战。如果服务器的处理能力强而客户机的处理能力弱，则称之为瘦客户机胖服务器模式；反之，则称之为胖客户机瘦服务器模式。5Internet阶段1969年美国国防部研发的阿帕网(ARPANET)是互联网的前身。1983年TCPIP传输控制与网际互联协议正式成为阿帕网的标准协议。1991年我国第一条Internet连接的专线建成，实现者是中国科学院的高能物理所

3、。l994年我国才实现了采用TCPIP协议的Internet的全功能连接。考点2计算机的应用领域1科学计算这是计算机自诞生起进行的主要工作，由于计算机能快速而准确地进行复杂的计算，大大加快了科学研究的进展。计算模拟成为一种特殊的研究方法，如模拟核爆炸、模拟经济运行模型、进行中长期天气预报等。2事务处理利用计算机进行简单的文字处理、填写报表、数据检索、信息管理等日常工作的数据处理。3过程控制由于这类控制对计算机要求并不高，常使用微控制器芯片或者低档(4位、8位)微处理器芯片，并做成嵌入式的装置。只有在特殊情况下才使用高级的独立计算机控制。4辅助工程包括计算机辅助设计(CAD)、计算机辅助制造(C

4、AM)、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网络应用电子邮件、网页浏览、资源检索、IP电话、电子商务、电子政务、远程教育、远程医疗、网上出版、订制薪闻、娱乐休闲、聊天以及虚拟社区等。7多媒体的应用地理信息系统(GIs)所面向的客户群主要是城市规划单位、环保单位、地理地址勘测院与研究所等。平面图像处理是应用普及程度较高的行业。用户通常以图形工作站为平台，以Photoshop、CorelDraw等为工具。在军事领

5、域，模拟仿真技术是训练战斗机驾驶员、坦克驾驶员以及模拟海上航行的有效手段。考点3计算机的分类1传统硬件的分类(1)5类分法：传统上，人们曾经习惯把计算机分为巨型计算机、大型计算机、中型计算机、小型计算机和微型计算机5类。(2)6类方法：l989年IEEE(电子电器工程师学会)的一个专门委员会根据计算机种类的演变过程和发展趋势，把计算机分成6类。大型主机：包含过去所说的大型机和中型机小型计算机：又称迷你电脑个人计算机：又称个人电脑，简称PC，即通常所说的微型计算机工作站：包括工程工作站、图形工作站巨型计算机：又称超级计算机、超级电脑小巨型机：又称小超级计算机2现实硬件的分类现在，人们把计算机分三

6、为：服务器、工作站、台式机、笔记本和手持设备5类。(1)服务器服务器的处理能力强、存储容量大，且具有高速的输入输出通道和联网能力。服务器的处理器通常由多个高端微处理器芯片组成。原则上，过去的小型计算机、大型计算机甚至巨型计算机都可以当作服务器使用。服务器的分类标准很多，见下表。划分依据分类按应用范露划分入门级服务器、工作组服务器、部门级服务器、企业级服务器按采用的处理器体系结构划分CISC服务器、RISC服务器和VLIW服务器按用途划分文件服务器、数据库服务器、电子邮件服务器、应用服务器按机箱结构分台式服务器、机架式服务器、机柜式服务器和刀片式服务器CISC、RISC和VLIWCISC是“复杂

7、指令集计算机”的英文缩写，这种服务器主要以IA-32体系结构(英特尔架构)为主，且多数为中低档服务器所采用。RISC是“精简指令集计算机”的英文缩写，目前用于高档服务器。VLIW是超长指令字的英文缩写，采用了EPIC(清晰并行指令计算)设计，也把它称为IA-64体系结构。VLlW的功能比CISC和RISC强大。刀片式服务器刀片式服务器是指在标准高度的机架式机箱内可插装多个卡式服务器单元。每块“刀片”实际上就是一块系统主板，可以通过“板载”硬盘启动自己的操作系统，类似于一个个独立的服务器。刀片式服务器有两个公认的特点：一是克服了多个服务器集群的麻烦，被称为集群的终结者；二是实现了机柜的优化。服务

8、器的配置对于机架式服务器常用根据机箱的高度细分为IU2U3U4U5U6U7U8U等规格，其中1U相当子44mm。SATA：串行接口硬盘，全称是SerialAdvancedTechnologyAttachment，即串行高级技术附件；SAS：串行SCSI硬盘；RAID：独立磁盘冗余阵列，有时也简称DiskArray，即磁盘阵列。(2)工作站工作站与高档微型计算机的差别主要表现在工作站的图形、图像处理能力更强，存储容量更大，且有一个屏幕大、分辨率高的显示器，因此，习惯上也称之为图形工作站。工作站根据软硬件不同分为两类：一类是基于RISC(精简指令系统)和UNIX操作系统的专业工作站，另一类是基于I

9、ntel处理器和Windows操作系统的PC工作站。依据体积大小和便携程度可分为：台式工作站和移动工作站。另外，在需要集中办公的场合，如学校和培训机构，使用无盘工作站可以降低设备的采购费用和管理费用。(3)台式机台式机会占据一个办公桌的桌面，所以也称为桌面机。台式机又分为：商用计算机、家用计算机和多媒体计算机。(4)笔记本笔记本(Notebook)计算机也称为便携机或移动PC(MobilePC)。(5)手持设备手持设备也称为掌上电脑或称为笔记本式计算机。手持设备包括超便携计算机(UMPC)、个人数字助理(PDA)及第三代手机。将来的手机越来越可能成为“手中的计算机”。考点4计算机的技术指标1字

10、长字长指的是处理器特别是寄存器能够保存数据的位数，如32位就表示寄存器能保存32位的数据。计算机字长有8位、16位、32位和64位之分。寄存器字长越长，处理器一次能够处理的数据就越多。8位(bit)是一个字节(Byte)，16位是一个字(Word)，32位是一个双字长，64位是两个双字长。奔腾芯片是32位，服务器的Alpha芯片和安腾芯片是64位。这里的位数不是指十进制数，而是指二进制数。计算机内部采用二进制来记数和计算，它只有0和1两个基本数字，按照“逢二进一”的规律计数。例如，0+0=0，0+1=1，1+1=0(或10)，0001+0000=0001，00Ol+0001=0010，0010

11、+0001=0011，0011+0001=0100在扩展ASCII编码中，A可以表示为，B可以表示为，1表示为，2表示为，以此可类推，如C，就在B的基础上加1，则C=+1=。2速度MIPS(MillionInstructionPerSecond)表示单字长定点指令的平均执行速度，即每秒执行一百万条指令。MFLOPS(MilllionFloatinginstructionPerSecond)表示单字长浮点指令的平均执行速度，即每秒执行一百万浮点数。人们也用主频来表示CPU的处理速度。3容量存储容量的单位是字节，英文为byte，习惯用B代表。常用KB表示千字节，MB表示兆字节或百万字节，GB表示吉

12、字节或十亿字节。注意：IKB=1024B，而不是l000B。4数据传输率数据传输率常用带宽来表示，反映计算机的通信能力。数据传输率的单位的bps(bitspersecond)，b表示位，bps表示每秒传输的位数，Kbps表示每秒l000位，Mbps表示每秒l兆位，Gbps表示每秒l吉位。5可靠性系统的可靠性通常用平均无故障时间(MTBF)与平均故障修得复时间(MTTR)表示。MTBF(MeanTimeBetweenFailures)，指多长时间系统发生一次故障。MTTRMeanTimeToRepaie)，指修复一次故障所需要的时间。6产品名称与版本计算机的硬件、软件在不同时期有不同的产品名称与

13、版本，版本序号往往能简单地反映出性能的优劣。考点5微处理器的技术特点微处理器的主流芯片一直是英特尔体系结构的x86处理器芯片以及奔腾处理器芯片。1奔腾芯片的技术特点奔腾芯片具有l0大技术特点：(1)超标量(Superscalar)技术内置多条流水线能同时执行多个处理，实质是以空间换取时间，奔腾由两条整数指令流水线(U指令流水线和V指令流水线)和一条浮点指令流水线组成。(2)超流水线(Superpipeline)技术超流水线细化了流水并提高主频，实质是以时间换取空间。经典奔腾的每条长整数流水线都分为4级流水。(3)分支预测为了保持流水线的较高吞吐率，奔腾芯片内置了分支目标缓存器。(4)双高速缓存

14、的哈佛结构：指令与数据分开。有两个8KB(可扩充为l2KB)的超高速缓存，一个用于缓存指令，另一个用于缓存数据，提高访问缓存的命中率。指令与数据分开存储的结构称为哈佛结构，对于保持流水线的持续流动有重要意义。(5)固化常用指令奔腾把一些常用指令(MOv、ADD、INC及DEC)固化为硬件实现，提高指令执行速度。(6)增强的64位数据总线奔腾的内部总线为32位，它与存储器之间的外部总线却是64位。(7)采用PCI标准的局部总线局部总线技术的两个标准：一个是PCI标准；另一个是VESA标准。(8)错误检测及功能的冗余校验技术具有内部错误检测功能和功能冗余校验技术。(9)内置能源资效率技术(10)支

15、持多重处理2安腾芯片的技术特点从奔腾到安腾(Itanium)，标志着英特尔体系结构从IA-32向IA-64的推进。两者的区别：奔腾是32位处理器，主要用于台式机和笔记本电脑；而安腾是64位处理器，主要用于服务器和工作站。286、386采用的是传统的复杂指令系统，即CISC技术，奔腾采用RISC技术(精简指令系统)，而安腾则采用EPIC(ExplicitlyParallelInstrutionComptm9，简明并行指令计算)技术。考点6主板与插卡1主板的组成主板(Mainboard)又称主机板或母板(Motherboard)，它是计算机主机的主要部件，通常由5个部分组成：CPU、存储器、总线、

16、插槽以及电源。2主板的种类主板的分类方法很多，处在不同的角度，就有不同的说法。常用、常考的有lO种分类方法，见下表。主板的分类分类分类项分类内容CPU芯片486主板、奔腾主板、奔腾4主板等常CPU插座Socket7主板、Slot1主板等考主板规格AT主板、Baby-AT主板、ATX主板等的分存储容量16M主板、32M主板、64M主板等芯片集TX主板、LX主板、BX主板等类即插即用PnP主板、非PnP主板等其系统总线66MHz主板、100MHz主板等他数据端口SCSI主板、ED0主板、AGP主板等分扩展槽EISA主板、PCI主板、USB主板等类生产厂家联想主板、华硕主板、海洋主板等3网卡简介网卡

17、是组网的关键部件，也称为适配卡(AdapterCard)。网卡一方面与计算机连接，另一方面与传输电缆连接。考点7软件的分类软件程序。软件由程序与相关文档组成。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。广义地说，所有使用软件的技能也属于软件的范畴。1按照用途分类软件分为系统软件和应用软件两大类。系统软件是贴近硬件的低层软件。操作系统，高级语言编程环境都是系统软件。应用软件按照具体用途的不同，可分为字处理软件、数据库软件、搜索引擎软件、压缩软件、多媒体软件、防病毒软件等。2按照授权分类分为商业软件、共享软件、自由软件三大类。商业软件(Commercialware)：必须购买才能使用，

18、称为正版软件。共享软件(Shareware)：软件作者保留版权，但允许他人自由复制试用。大多数有功能限制和日期限制。自由软件(Freeware)：版权仍属于原作者，但使用者可以自由复制、自由修改，如著名的Linux操作系统。考点8程序、文档与软件开发1程序与文档程序是由指令序列组成的，它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。它记录了软件在开发前期的设计、后期的测试，每个阶段的许多工作记录。2软件开发在软件的生命周期中，通常分为3大阶段，每个阶段又分为若干个子阶段。(1)计划阶段：分为问题定义和可行性研究两个阶段。(2)开发阶段：分为前期和后期。在开发前期分为

19、需求分析、总体设计、详细设计3个阶段，形成的文档有软件需求说明书、软件设计规格说明书。在开发后期分为编码、测试两个阶段，形成的文档有产品发布的批准报告、有效性审查报告、项目小结报告、用户文档、安装手册、测试报告及资料清单。(3)运行阶段：主要任务是软件维护。3编程语言编程语言分为机器语言、汇编语言和高级语言。(1)机器语言机器语言编写的程序能被计算机直接执行，它是由能被计算机识别的二进制代码“0”和“1”组成。机器语言因为不需要翻译，所以执行速度快，但是这种语言难记难学。(2)汇编语言汇编语言则由人们熟悉的英文助记符和十进制数代替二进制编码。(3)高级语言计算机不能直接执行高级语言，必须通过解

20、释程序翻译成机器语言才能执行。把高级语言源程序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。解释程序：把源程序输入一句、翻译一句、执行一句，并不形成整个目标程序；编译程序：把输入的整个源程序进行全部翻译转换，产生出机器语言的目标程序，然后让计算机执行从而得到计算结果。考点9多媒体的基本概念1多媒体技术的概念多媒体就是对文本、声音、图形、图像、动画、视频等多媒体信息通过计算机进行数字化采集、处理(压缩、解压、编辑)、传输、存储、播放的一体化集成技术。2多媒体的基本组成多媒体技术可划分为偏硬件技术和偏软件技术。多媒体硬件系统的基本组成有：具有光驱CD-ROM，这是多媒体硬件系统的一个

21、重要标志。具有AD(模数)转换和DA(数模)转换的功能，能让语音的模拟信号和数字信号相互转换，从而使多媒体硬件系统有高质量的数字音响功能。具有清晰度比较高的显示器。具有数据压缩与解压缩的硬件支持。考点l0数据压缩与解压缩技术1多媒体的数据量多媒体计算机能够处理图形、图像、音频、视频。2压缩的基础是数据冗余多媒体信息存在许多数据冗余，这为数据压缩创造了前提条件。3压缩方法的种类按照压缩前后图像的差别可分为：有损压缩(产生失真，压缩比大)和无损压缩(可逆)。按照压缩的原理可分为：熵编码(无损压缩)、源编码(有损压缩)和混合编码。具体的压缩编码方法有：信息熵编码法(EntryopyCoding)：属

22、于无损压缩，如哈夫曼编码、游程编码和算术编码。其中，哈夫曼编码最著名。信息熵编码法也是一种统计编码。预测编码法(PredictionCoding)：常用的预测编码有微分脉码调制(DPCM)和(DM)调制等。变换编码法(TransformationCoding)：常用的变换编码有离散傅立叶变换、离散余弦变换、离散哈达码变换等。矢量量化编码法(VectorQuantizationCoding)：以矢量为单位量化。4国际压缩标准目前常用的压缩标准有以下3种：JPEG标准定义了连续色调、多级灰度、彩色或单色静止图像等国际标准。MPEG标准它是关于运动图像压缩编码的国际标准，包括视频、音频和系统3部分，

23、它要考虑到音频和视频的同步。国际电信联盟ITUT关于视频编码的H26x系列建议，包括H261、H262、H263、H264等。其中，H261的目标是在ISDN上开展可视电话和电视会议，H261的标准速率为Px64kps。H262等用于MPEG2标准，H263适合可视电话，H264与MPEG4类似。考点11超媒体与流媒体的概念1超文本的概念传统文本是线性的，而超文本是非线性的，读者可以根据自己的需求和兴趣阅读内容。超文本就是收集、存储和浏览离散信息以及建立和表现信息之间关系的技术。2超媒体的组成超媒体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)，用户可以对其

24、进行浏览、查询、修改等。结点(Node)是表达信息的基本单位，一个结点可以是文本、图形、动画、图像、音频、视频。链接(Link)是建立结点之间信息联系的指针，它定义了超媒体的结构，提供浏览、查询结点的能力，是超媒体的特征。3流媒体技术流媒体(StreamingMedia)又称流式媒体，是一种新的媒体传送方式。流媒体技术的3个特点：连续性、实时性、时序性。流媒体服务模式：客户机服务器(CS)模式。4多媒体软件(1)多媒体播放软件常用的多媒体播放软件有WindowsXP自带的WindowsMediaPlayer、苹果公司的QuickTimePlayer，此外还有RealPlayerV11、暴风影音

25、315万能版、RealONEPlayerV20、豪杰超级解霸3500V21、金山解霸共享版等。(2)多媒体制作软件多媒体制作软件包括文字编辑软件、图像处理软件、动画制作软件、音频处理软件、视频处理软件以及多媒体创作或著作软件等。文字编辑软件：如Word等。图像处理软件：Photoshop、CorelDraw等。动画制作软件：一类是绘制和编辑动画的软件，如AnimatorPr0、3DStudioMAX、Cool3D、Poser；另一类是动画处理软件，如AnimatorStudi0、Premiere、GIFConstructionSet、AfterEffects。音频处理软件：通常分为3类。一是声

26、音数字化转换软件，如EasyCDDAExtractor、RealJukebox；二是声音编辑软件，如Goldwave、CoolEditPro；三是声音压缩软件，如L3Enc、Windac32。视频处理软件：WindowsXP自带的WindowsMediaMaker、Adobe公司的PremierePro、Ulead公司的VideoStudio、Pinnacle公司的Smdi0等。多媒体创作软件：如PowerPoint、Authorware。第2章网络技术基础考点l计算机网络的定义资源共享的观点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”。其主要体现在以下3个方面

27、：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、软件和数据。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”。互连的计算机之间应该没有明确的主从关系，每台计算机都可以联网或者脱离网络工作。联网计算机之间的通信必须遵循共同的网络协议。考点2计算机网络的分类1网络分类方法网络分类的方法很多，常用以下两种分类法：根据网络所使用的传输技术分类，可以分为广播式网络与点一点式网络。选择分组存储转发与路由选择是点一点式网络与广播式网络的重要区别之一。根据网络的覆盖范围与规模分类，可以分为局域网、城域网与广域网。2广域网、局域网和城域网(1)局域网(LAN)局域网分为共

28、享局域网与交换局域网(或是共享介质式局域网和交换式局域网)。局域网一般属于一个单位所有，易于建立、维护与扩展。在局域网领域中，采用以太网(Ethemet)、令牌总线(TokenBus)和令牌环(TokenRing)原理的局域网产品形成了三足鼎立之势。(2)城域网(MAN)城域网(MAN)是介于广域网与局域网之间的一种高速网络。其设计的目标是要满足几十千米范围内的多个局域网互联的需求。(3)广域网(WLAN)广域网也称远程网，它所覆盖的范围从几十千米到几千千米。广域网的通信子网主要采用分组交换技术。早期的网络主要是广域网。考点3计算机网络拓扑结构1计算机网络拓扑的定义计算机网络设计的第一步就是网

29、络拓扑设计。拓扑学是几何学的一个分支。计算机网络拓扑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，反映出网络各实体之间的结构关系。2网络拓扑的分类网络拓扑可以根据通信子网中通信信道类型分为以下两类：(1)点对点线路通信子网的拓扑采用点对点线路的通信子网的基本拓扑构型有4种：星型、环型、树型与网状型。(2)广播信道通信子网的拓扑采用广播信道通信子网的基本拓扑构型主要有4种：总线型、树型、环型、无线通信与卫星通信。3点对点线路通信子网的拓扑(1)星型拓扑星型拓扑的特点是结构简单，易于实现和管理，但由于其集中控制方式的结构，一旦中心结点出现问题，就会造成全网的瘫痪，可靠性较差。(2)环型拓扑环

30、型拓扑的环中任意一个结点的故障都会造成全网的瘫痪，这是环型网络可靠性的瓶颈。(3)树型拓扑树型拓扑可以看做是星型拓扑的一种扩展，主要适用于汇集信息的应用要求。(4)网状拓扑网状拓扑又称为无规则型。网状拓扑的优点是系统可靠性高，但是由于结构复杂，就必须采用路由协议、流量控制等方法。广域网中基本都采用网状拓扑结构。考点4数据传输速率和误码率1数据传输速率(1)数据传输速率的定义数据传输速率在数值上等于每秒钟传输构成数据代码的二进制比特数，单位是比特秒(bits)，记作bps。对于二进制数据，数据传输速率为S=1/TS为传榆速率，单位是比特秒(bs或bps)；T为发送每一比特所需要的时间，单位是秒(

31、S)。例如，在通信信道上发送1比特信号所需时间是00001s，计算数据传输速率为多少Gbps。计算步骤如下：T=00001s，首先要换算成公式里的标准单位秒，T=00001s=10-10S。传输速率S=1T=110-10=1010bps。将bps换算成Gbps：1Gbps=169bps，1010bps=10Gbps。小知识：s、ms、s、ns为时间单位，其换算如下：lms(毫秒)=10-3S；lus(微秒)=10-6s；lns(纳秒)=10-9S。bps、kbps、Mbps、Gbps为传输速率单位，其换算如下：lkbps=103bps；1Mbps=106bps；1Gbps=109bps。(2)

32、带宽与数据传输率奈奎斯特定理与香农定理从定量的解度描述了“带宽”与速率的关系。奈奎斯特定理描述了有限带宽、无噪声信道的最大数据传输速率与信道带宽的关系。最大数据传输速率(Rmax)与信道带宽B(B=f)的关系：Rmax=2*f香农定理则描述了有限带宽、有随机热噪声信道的最大传输速率与信道带宽、信号噪声功率比之间的关系。其计算公式为2误码率误码率是指二进制码元在数据传输系统中被传错的概率。它在数值上近似等于：其中：N为传输的二进制码元总数，Ne为被传错的码元数。计算机通信的平均误码率要求低于l0-9。考点5电路交换和存储转发交换在早期广域网的通信子网数据交换方式中，采用的方法基本分为两类：电路交

33、换、存储转发交换。存储转发交换又可以分为两类：报文存储转发交换(简称为报文交换)与报文分组存储转发交换(简称为分组交换)。分组交换技术又可分为：数据报和虚电路两种。1电路交换电路交换方式与电话交换的工作过程类似。两台计算机通过通信子网进行数据交换前，首先要在通信子网中建立一个实际的物理线路连接。(1)电路交换的3个阶段电路交换的通信过程分为3个阶段。线路建立阶段；数据传输阶段；线路释放阶段。(2)电路交换方式的特点电路交换方式的优点是：通信实时性强，适于交互会话类通信。电路交换方式的缺点是：对突发性通信不适应，系统效率低，不具备存储数据的能力，不能平滑数据量，不具备差错控制能力，无法发现和纠正

34、传输过程中发生的差错。2存储转发交换(1)存储转发交换与电路交换的区别存储转发交换与电路交换的区别表现在两个特点：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(报文或报文分组)进入通信子网；通信予网中的结点是通信控制处理机，它负责完成数据单元的接收、差错校验、存储、路由选择和转发功能。(2)报文和报文分组存储转发交换方式分为两类：报文存储转发交换(简称报文交换)与报文分组存储转发交换(简称分组交换)。利用存储转发交换原理传送数据时，被传送的数据单元相应可以分为两类：报文和报文分组。报文：如果在发送数据时可以不管数据长度，而只是把它当做一个逻辑单元，则可以在数据中加上目的地

35、址、源地址和控制信息，并按照一定的格式打包成一个报文。报文分组：除了将数据处理成报文外，另一种方法是限制数据的最大长度，例如，限定分组的最大长度是15008。源结点需要将一个长报文分成多个分组，由目的结点将多个分组按照顺序重新组织成报文。报文分组也简称为分组。报文是不论数据长度，不管数据多长，都处理成一个单元。而报文分组则将数据分成多个小组，传送到目的地后再组合成原数据。如果传输一个5斤的包裹，报文交换是将整个包裹作为1件，再加上有关寄件人、收件人等的信息，一起发送；而报文分组是以l斤为限，分成5个包裹(即分组)，一个一个发送。正因为报文和报文分组将数据处理成不同的规格，所以用这两种方式传输数

36、据时，其效果也不相同，见下表。报文和报文分组的对比区别1区别2区别3报文不论数据多长，都处理成一个单元数据长，传输时出现错误难发现一旦错了，需要整个数据重发报文分组按规格将数据分割成较小的分组数据短，传输时出现错误容易现一旦错了，只需要发出错的那个分组考点6数据报与虚电路在实际应用中，分组交换技术可以分为两类：数据报与虚电路。1数据报方式数据报是报文分组存储转发的一种形式。在数据报中，分组传输前不需要预先在源主机和目的主机之前建立“线路连接”。源主机发送的每个分组都可以独立选择一条传输路径，每个分组在通信子网中可能通过不同的传输路径到达目的主机。数据报方式具有以下4个特点：同一报文的不同分组可

37、以经过不同的传输路径通过通信子网。同一报文的不同分组到达目的结点时可能出现乱序，重复和丢失现象。每个分组在传输过程中都必须带有目的地址和源地址。数据报方式的传输延迟较大，适用于突发性通信，不适用于长报文、会话式通信。2虚电路方式虚电路方式试图将数据报与电路交换结合起来，发挥这两者方法各自的优点，达到最佳的数据交换效果。虚电路的工作过程分为3个阶段：虚电路建立阶段、数据传输阶段与虚电路拆除阶段。虚电路具有以下4个特点：在每次分组传输之前，需要在源主机与目的主机之间建立一条逻辑连接。一次通信的所有分组都通过虚电路顺序传送，因此分组不必带目的地址、源地址等信息。分组到达目的结点时不会出现丢失、重复与

38、乱序的现象。分组通过虚电路上的每个结点时，结点只需要进行差错校验，而不需要进行路由选择(这一点和电路交换的特点类似)。通信子网中的每个结点可以与任何结点建立多条虚电路连接。虚电路方式和数据报方式最大的区别是：数据报方式在分组发送前，发送方和接收方不需要建立一个连接；而虚电路需要建立一个连接。虚电路顾名思义和电路交换是相似的，两者的区别是：电路交换要在发送方和接送方之间建立一个物理连接，而虚电路需要建立一个逻辑连接，称之为“虚电路”是因为这种电路不是专用的。每个结点可以同时与多个结点之间具有虚电路。虚电路具有分组交换和电路交换的优点，因此在计算机网络中得到广泛应用。考点7网络体系结构1网络协议的

39、基本概念计算机网络是由多个互连的结点组成，结点之间需要不断地进行数据交换，每个结点必须要奉行一致的规则。这些规则规定了所有交换数据的格式和时序。这些为网络数据交换而制定的规则、约定与标准被称为网络协议。2网络协议的3个要素网络协议主要由3个要素组成。语法：规定用户数据与控制信息的结构和格式。语义：规定需要发出何种控制信息以及完成的动作与做出的响应。时序：即对事件实现顺序的详细说明。考点8IS0OSI参考模型1OSI的基本概念国际标准化组织(ISO)发布的最著名的ISO标准是IS0IEC7498，又称为X200建议。OSI参考模型定义了开放系统的层次结构、层次之间的相互关系以及各层所包含的可能的

40、服务。OSI采用了三级抽象，即体系结构、服务定义和协议规格说明。0SI参考模型并不是一个标准，而只是一个在制定标准时所使用的概念性的框架。2OSI层次划分的原则根据分而治之的原则，IS0将整个通信功能划分为7个层次，划分原则有5点：网中各结点都有各自的层次。不同结点的同等层有相同的功能。同一结点内相邻层之间通过接口通信。每一层使用下层提供的服务，并向上层提供服务。不同结点的同等层之间按照协议实现对等层之间通信。3OSI七层各自的功能OSI七个层次的主要功能如下：最低层物理层，为数据链路层提供物理连接，以便透明地传输比特流。数据链路层，传送以帧为单位的数据，采用差错控制、流量控制方法，使有差错的

41、物理线路变成无差错的数据链路。网络层，主要任务是通过路由算法，为分组通过通信子网选择最适当的路径，要实现路由选择、拥塞控制与网络互联等功能。传输层，主要任务是向用户提供可靠的端到端服务，是计算机通信体系结构中最为关键的一层。会话层，主要任务是组织两个会话进程之间的通信，并管理数据的交换。表示层，主要任务是处理两个通信系统中交换信息的表示方式。最高层应用层，0SI的最高层，确立进程之间的通信的性质，以满足用户的需要。考点9TCPIP参考模型与协议1TCPIP协议的概念及特点TCPIP协议具有以下4个特点：开放的协议标准，可以免费使用，且独立于特定的计算机硬件与操作系统。独立于特定的网络硬件，可以

42、适用于局域网、广域网中，更适用于互联网中。统一的网络地址分配方案，使得整个TCPIP设备在网中具有惟一的地址。标准化的高层协议，可以提供多种可靠的用户服务。2TCPIP参考模型与层次TCPIP参考模型可以分为4个层次：应用层、传输层、互连层与主机一网络层。TCPIP参考模型与0SI参考模型的层次对应关系如下图所示。3TCPIP各层的功能(1)主机一网络层主机一网络层是TCPIP参考模型的最底层，负责通过网络发送和接收IP数据报。(2)互联层TCPIP参考模型的互联层相当于OSI参考模型网络层的无连接网络服务。互联层的主要功能是负责将源主机的报文分组发送到目的主机。互联层的功能主要表现在以下3个

43、方面：处理来自传输层的分组发送请求。处理接收的数据报。处理互联的路径、流控与拥塞问题。(3)传输层传输层的主要功能是负责应用进程之间的端到端通信。TCPIP参考模型中设计传输层的主要目的是在互联网中源主机与目的主机的对等实体之间建立用于会话的端一端连接。TCPIP的传输层与0S1的传输层功能是相似的。TCPIP参考模型的传输层定义了两种协议，即传输控制协议(TCP)和用户数据报协议(UDP)。TCP协议是一种可靠的面向连接的协议。UDP是一种不可靠的无连接协议。(4)应用层应用层包括了所有的高层协议，且总是有新协议加入。应用层协议主要有以下7个：网络终端协议Telnet，实现互联网中远程登录功

44、能。文件传输协议FTP，实现互联网中交互式文件传输功能。电子邮件协议SMTP，实现互联网中电子邮件传送功能。域名服务DNS，实现网络设备名称到IP地址映射的网络服务。路由信息协议RIP，用于网络设备之间交换路由信息。网络文件系统NFS，用于网络中不同主机之间的文件共享。超文本传输协议HTTP，用于WWW服务。考点l0互联网应用的发展1基于Web应用的发展1989年，Web技术诞生于欧洲粒子物理实验室(CERN)。Web服务已经广泛应用于电子政务、电子商务、远程教育与信息服务等领域。2搜索引擎技术的发展搜索引擎作为运行在Web上的应用软件系统，已经成为继电子邮件之后的第二大Web应用。1994年

45、7月，第一个现代意义上的搜索引擎Lycos诞生。1994年，斯坦福大学的两名博士生DavidFilo和杨致远合作创办了Yahoo!门户网站，成为门户网站提供搜索引擎服务的样板。1996年，中国出现类似的网站搜狐，l997年北大计算机系在CERNET上推出天网搜索10版，成为我国目前最大的公益性搜索引擎。2000年，“百度”诞生，并一直处于国内领先地位。Google最初起源于斯坦福大学的BackRub项目，其Google的名称来源于英文单词，表示10100这样一个巨大的数。三大搜索引擎分别是：Google、雅虎和MicrosoRMSN。3播客技术的应用播客(Podcast)是基于互联网的数字广播

46、技术之一。初期它是借助一种iPodder的软件与一些便携播放器相结合。播客可分为3类：传统广播节目的播客、专业播客和个人播客。2004年8月13日，世界上第一个专业的播客网站亚当利科的“每日源代码(dailysourcecodecom)”诞生，我国第一个播客网站“土豆网(wwwtudoucorn)”于2004年年底诞生。4博客技术的应用博客(Blog)即网络日志或网志(Weblog)，是指以文章的形式在互联网上实现信息共享。博客在技术上属于网络共享空间，在形式上属于个人互联网出版类的应用。2002年8月，博客中国网站出现。2003年，南开“百合网站BLOG”开通，中国科技大学等博客网站开始试运

47、行，2004年是博客商业化的一年，2005年是博客大众化的一年。有人评论，博客的发展说明了互联网应用开始从精英走向平民。根据使用者和内容的不同，博客可以分为4类：以个人记事、表达、交流为主的博客。由共同关心某一类问题的人或团体组成的博客社区。以学术专题讨论为主形成的关于技术研讨或知识研究的博客社区。以新闻时事的发布、转载与评论的博客社区。5网络电视的应用网络电视(IPTV)是通过宽带IP网络传输的，可以实现与用户的互动点播，同时可以方便地将传统的电视服务与www、E-mail以及其他的互联网服务结合起来。我国“十一五”科技发展规划指出：加强宽带通信网、数字电视网和下一代互联网等信息基础设施建设

48、，推进“三网融合”。6P2P技术的应用P2P应用大致可以分为：文件共享、多媒体传输、即时通信、数据存取、协同工作、P2P搜索及P2P分布式计算。典型的文件共享软件包括Napster、BitTorrent与Gnutella等。GrooveVirtual0ffice是一种典型的P2P协同工作软件。即时通信(IM)是一种典型的P2P网络应用。ICQ是ISeekYou的缩写，是“我找你”的意思，这个软件是最早的即时通信软件。目前主要的即时通信软件包括ICQ、QQ、MSN、YahooMessenger等。QQ是我国最流行的即时通信软件，MSN是嵌入WindowsXP系统的即时通信软件，YahooMess

49、enger支持多操作系统与便携式无线设备。考点ll无线网络的应用1无线局域网与80211标准1990年，IEEE802委员会成立80211工作组，发布的80211标准就是无线局域网标准。无线局域网以微波、激光和红外线等无线电波作为传输介质，部分或全部代替传统局域网中的同轴电缆、双绞线和光纤，实现移动计算网络中移动结点的物理层与数据链路层的功能。无线局域网采用的无线传输介质，按传输技术可以分为红外线局域网、扩频局域网和窄带微波局域网。2蓝牙技术与IEEE80215标准蓝牙技术是无线自组网技术的应用。IEEE80215就是无线个人区域网络(WPAN)的标准。3无线自组网无线自组网是一种自组织、对等

50、式、多跳的无线移动网络，也叫做Adhoc网络。它是在分组无线网(PRNEt)的基础上发展起来的。Adhoc网络是一种由一组用户构成、不需要基站的移动通信模式。在这种方式中，没有固定的路由器，所有用户都可以移动。每个系统都具有动态搜索、定位和恢复连接的能力。Adhoc在军事上十分重要。无线传感器网络将Adhoe技术与传感器技术相结合。无线传感器网络由部署在监测区域内大量的廉价的微型传感器结点组成，通过无线通信方式形成多跳的Adhoe网络。无线传感器的3个要素是传感器、感知对象和观察者。第3章局域网基础考点1局域网基本概念局域网的网络拓扑结构主要分为总线型、环型与星型；网络传输介质主要采用双绞线、

51、同轴电缆与光纤。1总线型拓扑结构总线型局域网的介质访问控制方法采用共享介质方式。总线型拓扑结构的优点是：结构简单，容易实现，易于扩展，可靠性较好。其主要特点有以下5点：所有结点都通过网卡连接到作为公共传输介质的总线上。总线通常采用双绞线或同轴电缆作为传输介质。所有结点都可以通过总线发送或接收数据，但是一段时间内只允许一个结点通过总线发送数据。当一个结点通过总线以“广播”方式发送数据时，其他结点只能以“收听”方式接收数据。由于总线作为公共传输介质为多个结点所共享，就可能出现同一时刻有两个或两个以上结点通过总线发送数据，因此会出现冲突，造成传输失败。在总线型局域网的实现技术中，必须解决多个结点访问

52、总线的介质访问控制(MAC)问题。介质访问控制方法是指控制多个结点利用公共传输介质发送和接收数据的方法。2环型拓扑结构在环型拓扑结构中，结点之间通过网卡利用点对点线路连接构成闭合的环型。环中数据沿着一个方向绕环逐站传输。在环型拓扑结构中，多个结点共享同一环通路，同样需要进行介质访问控制。与总线型拓扑结构一样，环型拓扑结构通常采用某种分布式控制方法，环中每个结点都要执行发送与接收的控制逻辑。3传输介质类型与介质访问控制方法(1)局域网的传输介质类型局域网常用的传输介质包括：同轴电缆、双绞线、光缆与无线信道。其中早期应用最多的是同轴电缆，目前双绞线和光线应用最为广泛(尤其是双绞线)。在局部范围的中

53、、高速局域网使用双绞线，在远距离传输中使用光缆，在有移动结点的局域网中采用无线技术。(2)局域网的介质访问控制方法传统的局域网采用了共享介质的工作方法(如总线型和环型局域网)，为了实现对多个结点使用共享介质来发送和接收数据，人们提出了很多介质访问控制方法。IEEE8022标准定义的共享介质局域网有以下3类：带冲突检测的载波侦听多路访问(CSMACD)方法的总线型局域网。令牌总线(TokenBus)方法的总线型局域网。令牌环(TokenRing)方法的环型局域网。考点2IEEE802参考模型1IEEE802参考模型1980年2月，IEEE成立局域网标准委员会(简称IEEE802委员会)，专门从事

54、局域网标准化工作，并制定了IEEE802标准。早期，局域网领域有3类典型技术：以太网、令牌总线和令牌环。同时，市场上有很多不同厂家的局域网产品，它们的数据链路层和物理层协议都不同。因此要为多种局域网技术和产品制定一个统一的共用的协议模型。设计者提出将数据链路层划分为两个子层：数据链路控制(LLC)子层和介质访问控制(MAC)子层。2IEEE802标准IEEE802标准就是局域网标准。在此基础上还发展多个具体的局域网子标准，这些协议可以分为3类：定义局域网体系结构、网络互连、网络管理与性能测试的IEEE8021标准。定义逻辑链路控制(LLC)子层功能与服务的IEEE8022标准。定义不同介质访问

55、控制技术的相关标准。这一类标准曾经多达16个，目前应用最多和正在发展的标准主要有4个，其他3个是无线局域网标准。(1)IEEE8023标准：定义CSMACD总线介质访问控制子层与物理层标准。(2)IEEE80211标准：定义无线局域网访问控制子层物理层的标准。(3)IEEE80215标准：定义近距离无线个人局域网访问控制子层与物理层的标准。(4)IEEE80216标准：定义宽带无线局域网访问控制子层与物理层的标准。考点3以太网早期，局域网领域3类典型技术以太网(Ethemet)、令牌总线和令牌环互相竞争。当今，以太网是使用最广泛的局域网技术。以太网的核心技术是随机争用型介质访问控制方法，即带有冲突检测的载波侦听多路访问(CSMACD)方法，它的核心技术起源于无线分组交换网(AlOHA网)。1以太网帧结构与工作流程(1)以太网数据发送流程CSMA/CD的发送流程可以概括为以下4点：先听后发，边听边发，冲突停止，随机延迟重发。具体的工作流程如下：载波侦听过程发数据时，先侦听总线是否空闲。以太网的物理层规定发送的数据采用曼彻斯特编码方式。冲突检测方法从电子学的具体实现角度看，进行冲突检测可以有两种方法：比较法和编码违例判