計算機復(fù)習(xí)要點和難點

1、計算機技術(shù)復(fù)習(xí)要點和難點林筱源 編第1章 緒論圖靈模型-可編程數(shù)據(jù)處理器圖靈模型是一種適用于通用計算機的模型馮諾伊曼計算機基于馮諾伊曼模型的計算機被劃分為4大子系統(tǒng)：存儲器、算術(shù)邏輯單元、控制單元、輸入輸出單元。計算機由三大部分構(gòu)成：硬件、軟件、數(shù)據(jù)。程序和數(shù)據(jù)都存儲在存儲器中。程序由指令序列構(gòu)成,順序執(zhí)行。使用二進制。計算和計算機發(fā)展歷史機械計算機器(1930年之前)：第一臺利用存儲和編程概念的機器是Jacquard loom(提花織機)。電子計算機的誕生(19301950)：第一臺通用的、完全電子化的計算機ENIAC(1946年美國賓州大學(xué))(馮.諾伊曼模型)計算機的誕生(1950年至今)

2、：第一臺基于馮氏思想的計算機EDVAC(1950年賓夕法尼亞大學(xué))計算機時代劃分第一代（19501959年）商用計算機為主要特征,限于計算機專家使用。計算機體積龐大,使用真空電子管作為電子開關(guān)，費用昂貴。第二代（19591965年）晶體管代替真空管，減小體積與功耗，費用減低，開始應(yīng)用到中小企業(yè)。Fortran和Cobol高級語言出現(xiàn)，編程更容易，編程任務(wù)和計算機運算任務(wù)分離。第三代（19651975年）集成電路的應(yīng)用，進一步減小計算機體積和成本，配操作系統(tǒng)。小型計算機出現(xiàn)，軟件業(yè)誕生。第四代（19751985年）大規(guī)模和超大規(guī)模集成電路應(yīng)用，微型計算機、單板機的出現(xiàn)。計算機網(wǎng)絡(luò)出現(xiàn)。第五代（1

3、985年至今）掌上電腦、筆記本電腦的誕生，第二代存儲媒體（CD-ROM、DVD）的改進，多媒體應(yīng)用，虛擬現(xiàn)實等第2章 數(shù)字系統(tǒng)十進制轉(zhuǎn)其它進制整數(shù)：除基取余；小數(shù)：乘基取整。例：轉(zhuǎn)124.02為二進制和八進制-從小數(shù)點出發(fā),往左除2取余;往右乘2取整1-3-7-15-31-62.04-.08-.16-.32-.64-.28-.560 0 1 1 1 1 1 0 0 。0 0 0 0 0 1 0 1 0 二進制：1111100.000001011 7 4 。 0 1 2 八進制：174.012建議：1)用位權(quán)湊數(shù)法驗證甚至取代! 2)轉(zhuǎn)十六進制或八進制可先轉(zhuǎn)成二進制再行轉(zhuǎn)換不易錯。二進制十六進制

4、(八進制)互轉(zhuǎn) 見上例按照4位(3位)從小數(shù)點出發(fā)分組：整數(shù)從右向左分組，小數(shù)從左向右分組，不足4位(3位)補零，分別轉(zhuǎn)換。第3章 數(shù)據(jù)存儲位(bit)、字節(jié)(Byte)、字(Word)8 b=1 B；1n B=1 W(n隨具體機型不同)。注：內(nèi)存最小存儲單位是1字節(jié)，但實際每次存取以字為單位。存儲數(shù)字成為機器數(shù)存儲數(shù)字的基本問題是如何把可能帶正負符號和小數(shù)點的字面數(shù)完全用二進制位形式表示出來，成為所謂的機器數(shù)。機器數(shù)總是定長表示的，所謂位模式，常見8位、16位。無符號整數(shù)存儲表示沒有正負符號的整數(shù)(0無窮大)表示：用8位可表示0255、16位表示065535。有符號整數(shù)存儲表示有符號加絕對值

5、表示法(原碼)、反碼、補碼，補碼普遍實際使用。其共同特點是把其最高位用作符號位：0為正1為負。但只有負數(shù)才有原碼、反碼和補碼的區(qū)別；正數(shù)大家都一樣，均使用原碼的表示法。使用補碼有如下優(yōu)點：1)0有唯一的表示。而原碼、反碼均有+0和-0兩種表示。2)補碼運算,其符號位可當(dāng)作普通數(shù)位直接參與運算,其結(jié)果(包括新符號位)仍正確,這大大方便了運算處理簡化了運算器設(shè)計。3)由于1)的緣故，補碼能表示數(shù)的范圍比原碼、反碼多出一個數(shù)，如8位補碼形式表示范圍為：-128127。而原碼、反碼均為-127127。例:如機器數(shù)用8位一個字節(jié)表示，寫出6和-6的原碼、反碼和補碼。由于6的二進制數(shù)為110，其：正數(shù)6的

6、機器數(shù)原碼、反碼和補碼均相同，為110左添0補足8位即00000110 (與無符號數(shù)也相同)。負數(shù)-6的機器數(shù)其原碼、反碼和補碼各不同：。原碼=10000110 (編碼的最高位即左端首位用作符號位：0為正1為負；右端數(shù)位部分放110左添0補足7位)反碼=11111001 (原碼的數(shù)位部分取反=反碼)補碼=11111010 (反碼+1=補碼) 直接寫補碼可參看以下例子：負數(shù)-6如直接寫補碼可法一：取絕對值二進制數(shù):110-補足8位:00000110-取反:11111001-加1：11111010法二(簡單不易錯)：取絕對值二進制數(shù):110-補足8位:00000110-右側(cè)連續(xù)0及首個1不變，其余

7、位取反:11111010(一)如上述“補碼運算”定義為“求補”：對任何機器數(shù)“取反加1”或“右側(cè)連續(xù)0及首個1不變，其余位取反”,則上例可理解為6機器數(shù)00000110求補則得-6機器數(shù)11111010負數(shù)的補碼：等于其對應(yīng)正數(shù)(即其絕對值)機器數(shù)求補(即取反加1或右側(cè)連續(xù)0及首個1不變，其余位取反)任意機器數(shù)(無論正負),求補一次得其負值(相反數(shù));求補兩次得回其原值一個機器數(shù)不管其正負，只要執(zhí)行一次補碼運算就必得到其相反數(shù)的機器數(shù)形式，即正機器數(shù)得負機器數(shù)(利用此寫出負數(shù)的補碼)；負機器數(shù)得正機器數(shù)(利用此得出負數(shù)的真值)例一: 問11111101其真值為何?11111101求補得0000

8、0011,原數(shù)的負值為3,故原數(shù)為-3例二: 問01111111其負值如何表示(原數(shù)為+127此即問-127補碼如何表示)?01111111求補得10000001,此即其負值(-127)。另可注意到：10000001-1=10000000即-127-1=-128此為8位補碼可表示的最小值(二)補碼運算,其符號位可當(dāng)作普通數(shù)位直接參與運算,其結(jié)果(包括新符號位)仍正確,這極大簡化了運算處理(不必單獨考慮符號位)難點：一個溢出數(shù)的機器數(shù)表示方法總結(jié)如下：正數(shù)(溢出)-直接寫其二進制無符號數(shù)表示，并取其位模式即可(超長時左端可以被切除)。無符號數(shù)同此。實際與不溢出做法一樣。例：342的8位機器數(shù)：1

9、01010110取右8位得01010110實際為342對256求余數(shù)：342%256=86負數(shù)(溢出)-補碼：與不溢出做法一樣即：取絕對值(正數(shù))二進制數(shù)-(數(shù)太大可能會超過位模式長可以切左端)取位模式長-求補(右側(cè)連續(xù)0及首個1不變，其余位取反)。例：-342的8位補碼：101010110取右8位得01010110-求補得10101010為-86-145的8位補碼：寫145二進制數(shù)10010001-求補得01101111為111負數(shù)(溢出)-原碼(8位機器數(shù))：負數(shù)(溢出)為其正數(shù)對127求余數(shù)再加1即公式：X=(X%127)+1(其中%表示求余數(shù))，取二進制數(shù)位模式長即可。注：4位機器數(shù)是

10、(X%7)+1，16位機器數(shù)是(X%32767)+1例：-342的8位原碼：(342%127)+1=88+1=89即1011001-取位模式長得01011001-145的8位原碼：(145%127)+1=19即10011-取位模式長得00010011例一、11111101即:(-3)+01000001+ 65-0011111062例二、11111101即:(-3)+11111111+(-1)-11111100 (-4)例三、11111101即:(-3)-11111111-(-1)-11111110 (-2)例四、11111101即:(-3)+10000001+(-127)-01111110 (

11、-130)負溢出(變?yōu)?26)注：8位補碼形式表示數(shù)范圍-128127,-130負溢出2,故循環(huán)變正為126例五、01111110即:126+00000101+ 5-10000011 131正溢出(變?yōu)?125)注：8位補碼形式表示數(shù)范圍-128127,131正溢出4,故循環(huán)變負為-125(三)“求補”所執(zhí)行的“取反加1”操作還有一更直接和便捷的實用方法對應(yīng)：即將該二進數(shù)右端連續(xù)的0及首個1保持不變，其余位取反，也同樣完成“求補”操作。浮點數(shù)(也稱實數(shù)即含有小數(shù)的數(shù))存儲表示單精度浮點數(shù)(對應(yīng)C語言的float數(shù)據(jù)類型)：用4個字節(jié)32位存儲，最高1位符號位S，指數(shù)E占8位(采用余127碼即原

12、指數(shù)須加偏移量127)，尾數(shù)M占23位。其對應(yīng)科學(xué)計數(shù)法： 1 . 尾數(shù) 2原指數(shù)。例一、按余碼127（單精度浮點數(shù)）存儲-161.875解答：為負數(shù)S=1/確定符號位S 十進制轉(zhuǎn)二進制：161.87510100001.111 規(guī)范化：(1.0100001111)227/小數(shù)點左移7位使只保留1位整數(shù)，故指數(shù)為7 E= 7+127 = 134(10000110)2/原指數(shù)加偏移量127得到E并轉(zhuǎn)二進制 M= 0100001111/取小數(shù)點后內(nèi)容作為尾數(shù)M結(jié)果為：1 10000110 01000011110000000000000/把S、E、M連接起來并在尾部補0成32位(尾數(shù)23位)例二、按余

13、碼127（單精度浮點數(shù)）譯碼內(nèi)存中的(11000000111100000000000000000000)2 解答：1 10000001 11100000000000000000000/把S、E、M分開 符號S=1，為負數(shù) 指數(shù)E=(10000001)2=128+1=129，原指數(shù)=E-127=129-127=2 尾數(shù)M=111 該數(shù)為-1.尾數(shù)22即-1.11122去規(guī)范化，即-111.1二進制轉(zhuǎn)十進制：-111.1-7.5該數(shù)值是-7.5存儲文本英文文字信息應(yīng)用ASCII碼美國信息交換碼標準ASCII碼使用7位表示(實際使用1個字節(jié)即8位，其最高位為0)，可表示128個不同符號。編碼范圍從0

14、00 0000到 111 1111 (編號0127,十六進制007F)。其排列次序以十六進制為依據(jù)，每16個為1列共8列。前兩列為控制字符(為功能符無顯示形象)，其中有回車0D換行0A退格08制表09；第3列(202F)為符號，其頭一個為空格20(十進制32)；第4列(303F)前邊放數(shù)符09對應(yīng)編碼3039；第5、6列(405F)主要放大寫字母(AZ)，其中A為41(十進制65)其余字母順延；第7、8列(607F)主要放小寫字母(az)，其中a為61(十進制97)其余字母順延。相同大小寫字母位差值20(十進制32)。Unicode碼使用32位表示符號，最多可表示232個符號。代碼的不同部分被

15、分配，用于表示來自世界上不同語言的符號。漢字字符編碼*存儲音頻處理過程：采樣(模擬信號采點記錄值)量化(將樣本值截取到整數(shù)值)編碼(用無符號整數(shù)或原碼編碼成位模式)聲音編碼標準主流標準：MP3（MPEG Layer3）采樣率：44100位深度：16采樣后，通過去除人耳無法識別的信息的壓縮方法進行壓縮存儲，壓縮方法參見第15章。存儲圖像圖像種類：位圖(光柵圖)-記錄像素點、矢量圖-記錄輪廓幾何圖形公式位圖(光柵圖)解析度(分辨率）：圖像需要記錄像素數(shù)的度量，以掃描的行、列數(shù)表示，如1024768。色彩深度：記錄每個像素顏色所使用的位模式長度(即二進制位數(shù))。如灰度圖片8位, 真彩圖片24位。真彩

16、色的特點使用24位來編碼表示一個像素的顏色基于三原色原理（RGB），使用8位表示每種顏色(原色)分量，每種顏色的強度介于0255之間調(diào)色板技術(shù)(索引色)真彩色可表示224=16萬種顏色，許多應(yīng)用中并不需要，且占用較大的空間從大的顏色集中選擇一些顏色（通常256種）并對其建立索引（取值0255）掃描圖像時，對每個像素，使用索引值表示其顏色。使用索引色方案減少了圖像的存儲空間圖像編碼標準JPEG（聯(lián)合圖像專家組）使用真彩色模式，但通過壓縮技術(shù)來減少存儲位數(shù)，具體參見第15章GIF（圖形交換格式）使用索引色模式矢量圖矢量圖編碼方案并不存儲每個像素的顏色值；圖形被分解成幾何圖形的組合，如線段、矩形、圓

17、等。每個幾何圖形由數(shù)學(xué)公式表達，如線段由端點坐標描述。矢量圖由定義如何繪制這些形狀的一系列指令構(gòu)成。矢量圖像縮放不會影響質(zhì)量，文件尺寸小，但需要較多處理時間。光柵圖正相反，文件尺寸太大；放大圖像會出現(xiàn)失真(馬賽克)。存儲視頻視頻視頻是圖像（幀）在時間上的表示。每秒記錄和播放25或30幀圖像即為視頻。視頻是一系列幀連續(xù)播放而形成的運動圖像。視頻是隨空間和時間變化的色彩信息表示。視頻的存儲存儲視頻的本質(zhì)，就是逐幀存儲每一個幀的圖像。視頻通常壓縮存儲，參見第15章。第4章 數(shù)據(jù)運算邏輯運算在實際中應(yīng)用對指定位復(fù)位(即置0)通過構(gòu)造第二個參與運算的特定數(shù)即掩碼，執(zhí)行AND與運算，可以對前一個數(shù)的指定位

18、復(fù)位(置為0)。利用AND與邏輯只要一邊為0則結(jié)果為0的特性(同1為1其余為0)，需要置0的位在掩碼對應(yīng)位設(shè)為0其余位設(shè)為1。例：設(shè)置掩碼，復(fù)位8位位模式的最左5位，以00110110為例驗證。解答：掩碼設(shè)為00000111(00110110)2AND(00000111)2=(00000110)2，即(36)16AND(07)16=(06)16，寫成十進制即54 AND7=6 x x x x x x x xAND)1 0 1 1 0 1 0 1 掩碼-x 0 x x 0 x 0 x對指定位置位(即置1)通過構(gòu)造第二個參與運算的特定數(shù)即掩碼，執(zhí)行OR或運算，可以對前一個數(shù)的指定位置位(置為1)。

19、利用OR或邏輯只要一邊為1則結(jié)果為1的特性(同0為0其余為1)，需要置1的位在掩碼對應(yīng)位設(shè)為1其余位設(shè)為0。 x x x x x x x xOR)1 0 1 1 0 1 0 1 掩碼-1 x 1 1 x 1 x 1對指定位反轉(zhuǎn)(如對所有位反轉(zhuǎn)可直接用NOT取反運算即可，單目運算無須設(shè)掩碼)通過構(gòu)造第二個參與運算的特定數(shù)即掩碼，執(zhí)行XOR異或運算，可以對前一個數(shù)的指定位反轉(zhuǎn)。利用XOR異或邏輯只要一邊為1則結(jié)果為另一邊取反的特性(相異為1其余為0)，需要反轉(zhuǎn)位在掩碼對應(yīng)位設(shè)為1其余位設(shè)為0。例：設(shè)置掩碼，反轉(zhuǎn)8位位模式的最左5位，以00110110為例驗證。解答：掩碼設(shè)為11111000(001

20、10110)2XOR(11111000)2=(11001110)2，即(36)16XOR(F8)16=(CE)16，寫成十進制即54 XOR248=206 x x x x x x x xXOR)1 0 1 1 0 1 0 1 掩碼- - - -x x x x x x x x檢測指定位(或取得指定位)*通過構(gòu)造第二個參與運算的特定數(shù)即掩碼，執(zhí)行AND與運算，可以對前一個數(shù)的指定位取下來檢測為何值。利用AND與邏輯只要一邊為1則結(jié)果保持不變的特性(同1為1其余為0)，需要取下來檢測的位在掩碼對應(yīng)位設(shè)為1其余位設(shè)為0。掩碼中設(shè)置為1的位，運算后前一個數(shù)對應(yīng)位被取下來；掩碼中設(shè)置為0的位，運算后對應(yīng)位

21、被置0。如結(jié)果等于掩碼則所測位均為1，否則所測位有為0的。例：設(shè)置掩碼，取得8位位模式的最左5位，以00110110為例驗證。解答：掩碼設(shè)為11111000(00110110)2AND(11111000)2=(00110000)2，即(36)16AND(F8)16=(30)16，寫成十進制即54 AND248=48 x x x x x x x xAND)1 0 1 1 0 1 0 1 掩碼-x 0 x x 0 x 0 x移位運算總體上，左移產(chǎn)生乘2的效果；右移產(chǎn)生除2的效果。邏輯移位：不考慮符號位的移位運算，移出補0。應(yīng)用于無符號整數(shù)。循環(huán)移位：不考慮符號位，循環(huán)移出的位補充到另一側(cè)。應(yīng)用于無

22、符號整數(shù)。算術(shù)移位：考慮符號位的移位運算，應(yīng)用于二進制補碼格式的帶符號整數(shù)。算術(shù)右移中保留符號位(即移入原符號位)，產(chǎn)生除2的效果算術(shù)左移丟棄符號位，如果新符號位與原來相同，運算成功，否則產(chǎn)生溢出；算術(shù)左移產(chǎn)生乘2的效果。第5章 計算機組成計算機系統(tǒng)構(gòu)成地址空間存儲器中可標識的所有獨立地址單元的總數(shù)稱為地址空間。一臺計算機每次訪問內(nèi)存存取實際是以字為單位進行的，所謂獨立地址單元即指字，而字的地址編號范圍即地址空間。1個字(Word)=1n 字節(jié)(Byte)，n隨具體機型不同。例如，64K字節(jié)存儲器、字長為1字節(jié)的系統(tǒng)具有范圍為065535的地址空間。這里64KB=64KW=641024W=65

23、536 W=26210W=216W, 需要用16個二進制位來給每個字來編碼其地址號：00000000000000001111111111111111(即地址編號065535),共有65536個單元編號。計算機內(nèi)部傳輸使用并行傳輸，即每位需用一根線傳輸，16位傳輸在電路上需要16根地址線。同樣是64K字節(jié)存儲器、如計算機字長為32位(對應(yīng)4個字節(jié))，則有64 K4=16K字，16KW=161024W=24210W=214W，需要用14位來編碼其地址號，電路上需要14根地址線，其地址空間為0(16K-1)=016383，。換句話說，地址空間(以字來度量)與內(nèi)存空間(以字節(jié)度量)只在1個字=1個字節(jié)

24、時對應(yīng)相同，地址空間計算依據(jù)是每次訪問存取的字而非字節(jié)，而內(nèi)存空間大小則總是以字節(jié)來度量的。三總線數(shù)據(jù)總線：線的根數(shù)由字長決定，如該計算機字長為32位(4個字節(jié))，并行傳輸則需要32根數(shù)據(jù)線，CPU和內(nèi)存之間一次傳送32位數(shù)據(jù)。地址總線：要訪問主存中的某個字，首先通過地址總線傳送地址。線的根數(shù)取決于存儲空間大小及計算機字長。如內(nèi)存容量最大2GB：2G=2KKK=21210210210=231，即有231個字節(jié)，需31位來編址字節(jié)；但訪問以字為單位，如字長32位即每字4字節(jié)，2314=229有229個字只需29位編址每個字,傳送29位地址需要29根地址線?？刂瓶偩€：用于發(fā)送控制命令，線的根數(shù)取決

25、于計算機所需要的控制命令總數(shù)。如該計算機指令系統(tǒng)有256條控制命令：256=28，需要8位對每條命令編號,故需要8根控制線。主板及其上接口主板(Main Board,Mother Board,System Board)：是一臺PC機的主體所在，主要由PCB印制電路板和它上面的各種元器件組成。主板是所有電腦配件的總平臺，它為CPU、顯卡、內(nèi)存、硬盤、光驅(qū)及各種設(shè)備等提供工作平臺及插口?，F(xiàn)在不少主板本身集成了聲卡、顯卡和網(wǎng)卡模塊。主板上有密密麻麻的線路，負責(zé)各個部件之間的信息傳輸。傳輸數(shù)據(jù)信號的稱為數(shù)據(jù)總線；傳輸?shù)刂沸盘柕姆Q為地址總線；傳輸控制信號的稱為控制總線。主板靠近機箱后面板一側(cè)集中安裝了主

26、板的對外接口，連同PCI和ISA擴展槽上安插的各種功能板卡上的接口一同形成了主機箱后面板上的信號接口。程序執(zhí)行程序：完成特定任務(wù)的一組指令序列，由指令和數(shù)據(jù)按特定順序組合而成。計算機通過執(zhí)行程序，將輸入數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)換成輸出數(shù)據(jù)。指令：是計算機硬件能執(zhí)行的特定操作，是對計算機進行程序控制的最小單位；通常一條指令代碼中包含操作碼和操作數(shù)(地址或數(shù)據(jù))。指令系統(tǒng)：計算機中所有指令的集合。通常指該機型配備的匯編-機器語言指令集。程序執(zhí)行過程：要執(zhí)行的程序和數(shù)據(jù)都必須放到內(nèi)存中。CPU不斷從內(nèi)存中取出指令和數(shù)據(jù)并加以執(zhí)行。具體由控制單元分三步實施：取指令譯碼執(zhí)行。取指令：由控制單元將下一條要執(zhí)行的指令復(fù)制到指

27、令寄存器中，程序計數(shù)器自動加1指向內(nèi)存中的下一條指令。譯碼指令：控制單元對指令寄存器中的指令進行譯碼，產(chǎn)生系統(tǒng)可以執(zhí)行的二進制代碼。執(zhí)行指令：控制單元發(fā)送命令到某個部件完成操作。如從內(nèi)存中加載（讀）數(shù)據(jù)項；或?qū)蓚€寄存器中的內(nèi)容相加并將結(jié)果保存到輸出寄存器中。輸入/輸出的三種同步方法：計算機需要通過命令把數(shù)據(jù)從I/O設(shè)備傳輸?shù)紺PU和內(nèi)存。因為輸入/輸出設(shè)備的運行速度比CPU要慢很多，CPU的操作必須和輸入/輸出設(shè)備同步(CPU等待輸入/輸出設(shè)備)。程序控制輸入輸出最簡單的同步：CPU等待I/O設(shè)備；CPU遇I/O指令要等待執(zhí)行完畢，不斷查詢設(shè)備狀態(tài)，效率非常低。中斷控制輸入輸出指令交I/O設(shè)

28、備執(zhí)行后，CPU不等待而轉(zhuǎn)向其它工作，I/O完成后通知 CPU中斷返回。直接存儲器存取(DMA)前兩種方式(程序控制輸入輸出和中斷控制輸入輸出)，是在I/O設(shè)備和CPU之間傳輸數(shù)據(jù)，數(shù)據(jù)在輸入后也被傳送到內(nèi)存，輸出時數(shù)據(jù)從內(nèi)存中讀取。DMA方式適合高速I/O設(shè)備(如磁盤)和主存之間直接傳輸大量數(shù)據(jù)塊(不需要通過CPU的數(shù)據(jù)傳輸)。由DMA控制器負責(zé)數(shù)據(jù)的傳輸。第6章 計算機網(wǎng)絡(luò)計算機網(wǎng)絡(luò)技術(shù)是計算機技術(shù)和通信技術(shù)相結(jié)合的產(chǎn)物。是隨社會對信息共享和信息傳遞的要求而發(fā)展起來的。發(fā)展四個階段(計算機網(wǎng)絡(luò)經(jīng)歷了由簡單到復(fù)雜、從單機到多機的發(fā)展歷程，從ARPAnet到Internet)面向終端的計算機網(wǎng)

29、絡(luò)計算機通信網(wǎng)絡(luò)計算機互聯(lián)網(wǎng)絡(luò)高速互聯(lián)網(wǎng)絡(luò)4種拓撲結(jié)構(gòu)網(wǎng)狀拓撲結(jié)構(gòu)：廣域網(wǎng)中最常采用的一種網(wǎng)絡(luò)形式，沒有流量問題；通過冗余鏈路實現(xiàn)健壯性，一條鏈路的故障不影響整個網(wǎng)絡(luò)；電纜數(shù)量多，成本高。可多種通信信道,多種傳輸速率,可靠性高。環(huán)行結(jié)構(gòu)：容易安裝和重構(gòu)；環(huán)的斷裂是致命的。延時固定,實時性強,可靠性高;任一站點或線路故障將全網(wǎng)癱瘓?？偩€型結(jié)構(gòu)：容易安裝；總線故障是致命的。信道利用率高,傳輸速率高;產(chǎn)生沖突,可靠性不高。星型結(jié)構(gòu)：局域網(wǎng)中最常見結(jié)構(gòu)，便宜，安裝簡單，易于擴展；依賴中央單個點(集線器)。靈活簡單,延時較短,誤碼率較低;線路利用率不高,中央結(jié)點負荷太重。網(wǎng)絡(luò)分類局域網(wǎng)LAN：通常是私有

30、的，連接單個辦公室、大樓或校園，局限于幾公里內(nèi)。局域網(wǎng)為個人計算機或工作站資源共享而設(shè)計，共享資源包括硬件、軟件或者數(shù)據(jù)。廣域網(wǎng)WAN：提供長距離的數(shù)據(jù)傳輸，地理上可覆蓋國家、洲或全球，可以是點到點的撥號網(wǎng)絡(luò)，也可以是連接因特網(wǎng)的骨干網(wǎng)。城域網(wǎng)MAN：介于LAN和WAN之間，通常覆蓋一個鎮(zhèn)或城市。用來為哪些需要高速連接且終端分布在城市內(nèi)的客戶服務(wù)。因特網(wǎng)Internet：最著名互聯(lián)網(wǎng)是因特網(wǎng)(Internet)，稱國際互聯(lián)網(wǎng)，由成千上萬個互相連接的網(wǎng)組成國際性網(wǎng)絡(luò)。TCP/IP協(xié)議族是Internet網(wǎng)絡(luò)體系結(jié)構(gòu)的核心，事實上的國際標準。設(shè)計目標：實現(xiàn)異種網(wǎng)的網(wǎng)際互連。采用四層(或五層)體系結(jié)

31、構(gòu)：應(yīng)用層：|協(xié)議：HTTP 、DNS、FTP、SMTP、POP |地址：URL統(tǒng)一資源定位符 |數(shù)據(jù)單元：消息傳輸層：|協(xié)議：TCP、UDP、SCTP |地址：端口號 |數(shù)據(jù)單元：段、用戶數(shù)據(jù)報、包網(wǎng)絡(luò)層：也稱互聯(lián)網(wǎng)層或網(wǎng)際層 |協(xié)議：IP、ICMP、ARP、RARP |地址：IP地址 |數(shù)據(jù)單元：數(shù)據(jù)包(分組) |節(jié)點設(shè)備：路由器(Router)數(shù)據(jù)鏈路層：也稱主機到網(wǎng)絡(luò)層或網(wǎng)絡(luò)接口層 |協(xié)議：LAN、WAN、MAN |地址：MAC地址|數(shù)據(jù)單元：數(shù)據(jù)幀 |節(jié)點設(shè)備：交換機(Switch)、網(wǎng)橋(Bridge)物理層：|數(shù)據(jù)單元：二進制位=電信號 |節(jié)點設(shè)備：集線器(Hub)IP地址：接入

32、互聯(lián)網(wǎng)的每一臺計算機都有一個全球唯一的地址標識。IPv4地址：由4個字節(jié)(32位)組成，采用點分十進制記法。可43億個IP地址。IPv6地址：由16個字節(jié)(128位)組成。可340萬億IP地址。廣播地址：(主機號)全1作廣播之用零地址：全0標識當(dāng)前網(wǎng)絡(luò)或當(dāng)前主機回送地址：本機測試用子網(wǎng)掩碼：用子網(wǎng)掩碼分離網(wǎng)絡(luò)號和主機號。缺省子網(wǎng)掩碼：A類：B類：C類：子網(wǎng)掩碼與IP地址進行“按位與”運算：得該IP地址的網(wǎng)絡(luò)地址、網(wǎng)絡(luò)號、主機號電子郵件E-Mail電郵地址：用戶名電子郵件服務(wù)器域名簡單郵件傳輸協(xié)議SMTP：用于發(fā)

33、送郵件郵局協(xié)議POP：基本的郵件訪問協(xié)議(接收郵件)MIME多用途因特網(wǎng)郵件擴展協(xié)議：允許非ASCII碼數(shù)據(jù)通過SMTP傳輸?shù)难a充協(xié)議域名系統(tǒng)DNS域名：網(wǎng)上的應(yīng)用服務(wù)器通常會注冊由若干單詞文字組成由“.”分隔的域名以便于記憶一般域名形式：主機資源名.單位名.網(wǎng)絡(luò)名.頂級域名,如越往后涵蓋范圍越大主機數(shù)目越多域名服務(wù)器：Internet中有些特殊的服務(wù)器，專門從事域名翻譯成IP地址工作文件傳輸協(xié)議FTP客戶/服務(wù)器(C/S)方式工作，默認端口21，可匿名登錄和帳號登錄FTP服務(wù)器下載或上傳文件。遠程登錄TELNET通過將本地終端作為遠程系統(tǒng)的終端來實現(xiàn)本地系統(tǒng)同遠程系統(tǒng)建立連接遠程登陸后，允許

34、用戶在遠程計算機上執(zhí)行程序。萬維網(wǎng)(World Wide Web)是基于超文本技術(shù)的分布式信息庫，由節(jié)點和超鏈接組成超文本(hypertext)：文檔中不同部分通過關(guān)鍵字建立連接，使信息得以用交互方式搜索，以客戶/服務(wù)器(Client/Server)方式提供web服務(wù)。Web上有效的超文本或超媒體文檔稱為頁面，主頁面或根頁面稱為主頁。瀏覽器：安裝在客戶端的軟件程序用于解釋和顯示W(wǎng)eb文檔。有早期的網(wǎng)景Netscap瀏覽器,現(xiàn)在的微軟IE瀏覽器、谷歌瀏覽器、360安全瀏覽器、百度瀏覽器、騰訊瀏覽器、搜狗瀏覽器、獵豹瀏覽器等。Web服務(wù)器：存儲頁面提供客戶機瀏覽。超文本傳輸協(xié)議HTTP：用來存取萬

35、維網(wǎng)中數(shù)據(jù)的協(xié)議，用文本、超文本、音頻、視頻等形式傳輸數(shù)據(jù)，支持在文檔之間的跳轉(zhuǎn)。統(tǒng)一資源定位器URL：HTTP使用叫做統(tǒng)一資源定位器URL的特殊地址系統(tǒng)，用來定位網(wǎng)絡(luò)服務(wù)器中存儲的超文本文檔。使每一文檔在整個因特網(wǎng)范圍內(nèi)具有惟一的地址，URL相當(dāng)于一個文件名在網(wǎng)絡(luò)范圍的擴展，格式：文檔類型靜態(tài)文檔：內(nèi)容固定，創(chuàng)建、存儲在服務(wù)器上，客戶訪問時得到文檔的副本。動態(tài)文檔：客戶請求到達后，Web服務(wù)器運行創(chuàng)建動態(tài)文檔，文檔因每次請求而動態(tài)創(chuàng)建?；顒游臋n：許多應(yīng)用需要在客戶端運行程序或腳本，稱為活動文檔。瀏覽器請求活動文檔時，服務(wù)器發(fā)送文檔，文檔在客戶端瀏覽器控制下運行。超文本標記語言HTML(Hyp

36、er Text Marked Language)是用于創(chuàng)建Web頁面的語言HTML文檔由括起的標記和內(nèi)容構(gòu)成，標記用于定義內(nèi)容顯示方式，也可以定義超鏈接和圖片、聲音等內(nèi)容,以.html 或 .htm 、.xml作文件名后綴。第7章 操作系統(tǒng)操作系統(tǒng)OS：最重要系統(tǒng)軟件，是計算機所有硬軟件資源的大管家并負責(zé)提供人機交互的操作界面(人機接口)操作系統(tǒng)是計算機硬件(程序和人)的接口，它使得其它程序更加方便有效地執(zhí)行，并能方便地對計算機硬件和軟件資源進行存取。兩個設(shè)計目標：有效地使用硬件；容易地使用資源。程序、作業(yè)、進程、線程程序：由程序員編寫的一組穩(wěn)定指令，存于外存中作業(yè)：從程序被選中執(zhí)行到其運行結(jié)

37、束并再次成為程序的這段過程中，程序被成為作業(yè)進程：正在執(zhí)行的程序線程：進程中的一個實體例如：當(dāng)在一臺PC上同時用兩個不同的QQ號登錄時，每一個QQ是一個進程；而當(dāng)在一個QQ上和多人同時聊天時，每一個聊天窗口就是一個線程。操作系統(tǒng)演化和分類1、批處理系統(tǒng)：上世紀50年代，使用穿孔卡片輸入數(shù)據(jù)，用行式打印機輸出結(jié)果，使用磁帶作為輔助存儲介質(zhì)。2、分時系統(tǒng)：將處理器的時間分成很短的時間片,多個用戶或多個任務(wù)依次輪流使用時間片，共享CPU、內(nèi)存和外部設(shè)備等資源。3、個人系統(tǒng)(單用戶操作系統(tǒng))：適合個人計算機的操作系統(tǒng)，微機操作系統(tǒng)。4、并行系統(tǒng)：多CPU系統(tǒng)，每個CPU可以執(zhí)行一個程序或程序的一部分，

38、多個任務(wù)可以并行處理而不再是利用“分時技術(shù)”的串行處理。5、分布式系統(tǒng)：數(shù)據(jù)和資源分布在聯(lián)網(wǎng)的不同計算機中，一個程序作業(yè)可由遠隔千里的多臺計算機共同完成。6、實時系統(tǒng)：用在實時過程控制中，能及時響應(yīng)外部事件請求，在規(guī)定時間內(nèi)完成對該事件的處理，控制實時任務(wù)協(xié)調(diào)一致運行。操作系統(tǒng)組成操作系統(tǒng)功能：對計算機系統(tǒng)所有硬軟件資源進行合理有效的控制管理和調(diào)度使之協(xié)調(diào)有序運行并提供人機交互的操作界面(人機接口)，具體說有五大管理：CPU管理(又稱處理機管理或進程管理)存儲管理設(shè)備管理文件管理人機接口管理(即用戶界面)存儲管理(內(nèi)存管理器)單道程序：前一部分內(nèi)存用來裝載操作系統(tǒng)，后邊內(nèi)存專用于裝載單一的整個

39、程序。一個程序運行后，其它程序才能運行。多道程序：同一時刻可以裝入多個程序在內(nèi)存中并存并同時執(zhí)行，CPU輪流為它們服務(wù)。多道程序存儲管理的分類：非交換技術(shù)：程序一次性全部裝入分區(qū)調(diào)度(內(nèi)存分區(qū):不定長；程序全部連續(xù)裝入)分頁調(diào)度(內(nèi)存分幀:定長；程序分頁全部裝入但可不連續(xù))交換技術(shù)：加載當(dāng)前頁段運行, 隨著程序執(zhí)行動態(tài)淘汰和載入請求分頁調(diào)度(內(nèi)存分幀:定長；程序不必全部裝入可分頁依次動態(tài)裝入)請求分段調(diào)度(內(nèi)存分段:不定長；程序不必全部裝入可按功能模塊分段依次動態(tài)裝入)請求分頁分段調(diào)度(內(nèi)存分幀:定長；程序不必全部裝入可按功能模塊分段,段再可分頁依次動態(tài)裝入)虛擬內(nèi)存作業(yè)調(diào)度采用內(nèi)存交換技術(shù)，

40、雖然只有部分程序加載到內(nèi)存，一部分仍放在磁盤中，但用戶感覺整個程序“已經(jīng)”加載到內(nèi)存中運行，這個感覺上更大的內(nèi)存就是虛擬內(nèi)存。實際即拿出一部分硬盤空間來充當(dāng)內(nèi)存使用，以緩解內(nèi)存的緊張。進程管理(處理機管理)進程調(diào)度五種狀態(tài)變遷：保持狀態(tài)：程序被選中成為作業(yè)，在進入內(nèi)存執(zhí)行前為保持狀態(tài)。就緒狀態(tài)：作業(yè)全部或部分載入內(nèi)存后成為進程，轉(zhuǎn)為就緒狀態(tài)，排隊輪候CPU。執(zhí)行(運行)狀態(tài)：就緒的進程獲得CPU得以執(zhí)行轉(zhuǎn)為執(zhí)行狀態(tài)。執(zhí)行狀態(tài)下時間片用完，則轉(zhuǎn)為就緒狀態(tài)。等待(阻塞)狀態(tài)：執(zhí)行的進程遇到輸入/輸出操作，轉(zhuǎn)為等待狀態(tài)。待輸入/輸出操作完成，則轉(zhuǎn)為就緒狀態(tài)。終止狀態(tài)：進程執(zhí)行完成，轉(zhuǎn)為終止狀態(tài)退出內(nèi)

41、存。三個隊列：作業(yè)隊列、就緒隊列、I/O隊列死鎖：進程需要的資源被對方占有，雙方都不肯先放手，從而形成了僵持局面謂之死鎖。當(dāng)操作系統(tǒng)對進程的資源請求不做任何限制時，會發(fā)生死鎖。死鎖的四個必要條件：互斥、資源占有、搶先、循環(huán)等待。餓死：當(dāng)操作系統(tǒng)對進程分配資源有太多限制時，可能會導(dǎo)致進程長期得不到資源的現(xiàn)象，此現(xiàn)象被稱為餓死。設(shè)備管理輸入/輸出設(shè)備速度相對CPU和內(nèi)存低很多，設(shè)備之間差異大，設(shè)備管理器負責(zé)有效使用它們。不停監(jiān)視所有輸入/輸出設(shè)備的狀態(tài)，為進程分配設(shè)備；為每一個設(shè)備維護一個隊列，維護等候進程的信息；控制用于訪問輸入/輸出設(shè)備的不同策略。文件管理控制對文件的訪問；管理對文件的創(chuàng)建、刪

42、除和修改；為文件命名；管理文件的存儲；負責(zé)歸檔和備份。人機接口管理(即用戶界面)用戶界面是用來接收用戶（進程）的輸入并向操作系統(tǒng)解釋這些請求的程序。用戶界面有兩類：傳統(tǒng)命令方式，如UNIX；窗口和菜單驅(qū)動的圖形界面GUI，如WINDOWS。主流操作系統(tǒng)UNIX操作系統(tǒng)，是一個強大的多用戶、多任務(wù)的分時操作系統(tǒng)，支持多種處理器架構(gòu)，最早于1969年在AT&T公司的貝爾實驗室開發(fā)。1973年成功地用C語言(為此專門整合了BCPL形成B語言，再改良B語言形成今天大名鼎鼎的C語言)重寫了Unix的第三版內(nèi)核。從此，Unix的修改、移植相當(dāng)便利，為日后普及打下了堅實基礎(chǔ)。而Unix和C的完美結(jié)合使C與U

43、nix都很快成為世界軟件的主導(dǎo)。Linux是一套免費使用和自由傳播的類Unix操作系統(tǒng)，可通過網(wǎng)絡(luò)或其他途徑免費獲得，并可任意修改其源代碼。全球無數(shù)程序員參與了Linux編寫和修改，使其不斷發(fā)展完善壯大，是一款著名的免費和開源(開放源代碼)的自由軟件。注：自由軟件是一種可以不受限制地自由使用、復(fù)制、研究、修改和分發(fā)的軟件。自由軟件可以自由取得，并且它的源代碼可以自由修改并散布。Windows,是微軟公司研發(fā)的一套圖形界面的桌面操作系統(tǒng)，它問世于1985年，用于IBM PC類個人計算機。其前身Microsoft DOS是傳統(tǒng)命令行界面的單用戶單任務(wù)操作系統(tǒng)。開始WINDOWS是在DOS上開發(fā)的窗口形式圖形界面，用戶通過圖形化界面方便的調(diào)用原來在dos中復(fù)雜的命令，一直到WIN98，才開發(fā)出甩開DOS的獨立WINDOWS系統(tǒng)。第8章 算法算法：就是解決問題的步驟。設(shè)計算法就是編排合理明確的處理步驟順序，避免錯亂和冗余重復(fù)。算法有優(yōu)劣，依目標而定。程序設(shè)計首先是設(shè)計算法，其次才是根據(jù)算法來編寫語言指令代碼。僅使用這三種結(jié)構(gòu)設(shè)計算法即為結(jié)構(gòu)化程序設(shè)計,可使程序更健壯、易讀、好維護三種基本結(jié)構(gòu)：順序、判斷(選擇)、循環(huán)(重