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PAGE第31頁共31頁一級各章考點第一章 信息技術(shù)概述(一級第五版2011-1-24)考點1:信息與信息技術(shù)信息處理P2信息處理是指信息的收集、加工、存儲、傳遞和施用。目的是獲取有用的信息。信息技術(shù)P2信息技術(shù)是用來擴展人們信息器官功能、協(xié)助人們進行信息處理的一類技術(shù)?;镜男畔⒓夹g(shù)包括:感測與識別技術(shù)、通信與存儲技術(shù)、計算處理技術(shù)、控制與顯示技術(shù)(也有人稱這四類技術(shù)為信息技術(shù)“四基元”)。在這四類技術(shù)中,通信技術(shù)和計算與處理技術(shù)在整個信息技術(shù)中處于核心地位。感測識別技術(shù)和控制顯示技術(shù)則是核心部分與外部世界的接口,決定了信息的來源和歸宿。由此可見,信息技術(shù)四基元是一個完整的整體。用來擴展人的感覺器官功能的感測(獲取)與識別技術(shù)(感覺器官)感測與識別技術(shù)主要解決信息的獲取與識別問題。感測技術(shù):利用紅外線、紫外線、次聲波、超聲波、傳感器等手段及遙感、遙測等技術(shù)來獲取更多信息;識別技術(shù):對所獲取的信息類別做出判斷。感測與識別技術(shù):克服了人在感知與識別信息時具有的局限性,增強了信息感知的范圍、精度和靈敏度,是人的感覺器官功能的擴展。用來擴展人的神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)功能的通信(神經(jīng)系統(tǒng))通信技術(shù)主要解決信息的傳遞問題。通信的實質(zhì)是將信息附著于一個事物(載體),并通過載體的運動將信息從空間上的一點傳送到另一點。現(xiàn)代通信技術(shù)使用的載體是電波或光波。通信只關(guān)心被傳送信息的形式而不關(guān)心其內(nèi)容和價值,著重考慮信息傳輸?shù)挠行?、可靠性和?shù)據(jù)的安全性。通信技術(shù)突破了人在交流信息時所受到的空間和時間上的限制,是人的神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)功能的擴展。用來擴展人的思維器官功能的計算與處理與存儲技術(shù)(大腦功能)存儲技術(shù):主要解決大量信息的長期、可靠的存儲問題。是人的記憶器官(大腦)的擴展。計算與處理技術(shù):主要解決信息的轉(zhuǎn)換加工處理問題,即對信息去粗取精、去偽存真,從初始信息中分析、推導(dǎo)、演算或抽象也可用信息。計算與處理技術(shù)克服了人在處理信息時具有的局限性,增強了信息加工處理和控制的能力,是人的思維器官(大腦)功能的擴展。用來擴展人的效應(yīng)器官功能的控制與顯示技術(shù)(效應(yīng)器官)主要解決信息的施效問題。控制的本質(zhì)是根據(jù)輸入的指令信息(決策信息)改變外部事物的運動狀態(tài)和方式??刂骑@示技術(shù)克服了人在改變事物運動狀態(tài)及再現(xiàn)信息時的局限性,是人的效應(yīng)器官(手、腳、嘴等)功能的擴展??键c2:微電子技術(shù)微電子技術(shù)P2微電子技術(shù)是信息技術(shù)領(lǐng)域中的關(guān)鍵技術(shù),以集成電路為核心的電子技術(shù),它是在電子電路和系統(tǒng)的超小型化和微型化過程中逐漸形成和發(fā)展起來的。電子電路所使用的基礎(chǔ)元件的演變:真空電子管、晶體管、中小規(guī)模集成電路、大規(guī)模和超大規(guī)模集成電路。微電子技術(shù)和計算機的硬件發(fā)展密不可分,計算機采用的電子元器件的演變過程:第一代計算機是電子管,第二代采用是晶體管,第三代采用是中小規(guī)模集成電路,第四代采用是大規(guī)模集成電路或超大規(guī)模集成電路。P37表2-1集成電路的概念P18集成電路(IntegratedCircuit,簡稱IC):20世紀(jì)50年代出現(xiàn),它以半導(dǎo)體單晶片作為材料,采用平面工藝,將大量晶體管、電阻、電容等元器件及互連線構(gòu)成的電子線路集成在基片上,構(gòu)成一個微型化的電路或系統(tǒng)?,F(xiàn)代集成電路使用的半導(dǎo)體材料通常是硅(Si),也可以是化合物半導(dǎo)體如砷化鎵(GaAs)等。(★)集成電路的分類P4 集成電路根據(jù)它所包含的電子元件(如:晶體管、電阻、電容等)數(shù)目可以分為:小規(guī)模、中規(guī)模、大規(guī)模、超大規(guī)模和極大規(guī)模集成電路。集成度含義:單個集成電路所含電子元件的數(shù)目。(★)P19如:Intel公司有1988年推出的Intel80486微處理器中,包含的電子元器件個數(shù)約為100萬,而2000年推出的IntelPentium4微處理器中,包含的電子元器件個數(shù)約為10000萬(1億),后者的集成度要比前者提高了約100倍。目前,世界上集成電路生產(chǎn)的主流技術(shù)已經(jīng)達(dá)到12~14英寸晶圓、65nm(納米)的工藝水平,有些產(chǎn)品(Inter公司生產(chǎn)的微處理器CORE2Quad)已經(jīng)達(dá)到45nm的工藝水平。根據(jù)芯片中包含的元器件數(shù)目分為:(★)集成電路規(guī)模元器件數(shù)目小規(guī)模集成電路(SSI)<100中規(guī)模集成電路(MSI)100~3000大規(guī)模集成電路(LSI)3000~10萬超大規(guī)模集成電路(VLSI)10萬~幾十萬極大規(guī)模集成電路(ULSI)>100萬集成電路應(yīng)用:中、小規(guī)模集成電路一般以簡單門電路或單級放大器為集成對象;大規(guī)模集成電路以功能功能部件、子系統(tǒng)為集成對象。(★)現(xiàn)在PC機使用的微處理器CPU、主板上使用各種芯片組(南橋、北橋芯片)、圖形加速器芯片、各種存儲器芯片(ROM、RAM、Cache、BIOS)等都是由超大規(guī)模和極大規(guī)模集成電路。(★)P19集成電路分類P19按晶體管結(jié)構(gòu)、電路和工藝分:雙極型(Bipolar)集成電路金屬氧化物半導(dǎo)體(MOS)集成電路雙極金屬氧化物半導(dǎo)體(Bi-MOS)集成電路按照功能分:P4數(shù)字集成電路(如:邏輯電路、存儲器、微處理器、微控制器、數(shù)字信號處理器等)模擬集成電路(又稱為線性電路,如:信號放大器、功率放大器等)按照用途分:(★)通用集成電路(如:微處理器和存儲器芯片等)專用集成電路(ASIC)(根據(jù)某種應(yīng)用的特定要求而專門設(shè)計、定制的集成電路)集成電路的發(fā)展P20集成電路的特點是體積小、重量輕、可靠性高。集成電路的工作速度主要取決于組成邏輯門電路的晶體管的尺寸,晶體管的越小,其極限工作頻率越高,門電路開關(guān)速度就越快。芯片上電路元件的線條越細(xì),相同面積的晶片可容納的晶體管就越多,功能就越強,速度也越快。P4CPU(火柴盒大小)集成了成千上萬個晶體管,其電路元件線條可以達(dá)到45nm納米技術(shù)集成光路、光電子集成Moore定律摩爾在1965年在《電子學(xué)》雜志上發(fā)表預(yù)測,單塊集成電路的集成度,平均每18-24個月翻一番,這就是有名的Moore定律。(★)IC卡分類和使用方式P21IC卡是“集成電路卡”簡稱,它能可靠地存儲數(shù)據(jù)和讀取數(shù)據(jù)。IC卡按功能可分為:存儲器卡、加密存儲器卡以及CPU卡。IC卡按使用方式可為:接觸式IC卡和非接觸式IC卡。IC卡按應(yīng)用:電子證件(身份證)P33、電子錢包(公交卡、電話卡)。(★)考點3:二進制及其特點:整數(shù)和實數(shù)在計算機內(nèi)的表示方法P25計算機中信息的計量單位(★)位:一個0或1就是一位,英文名叫bit(比特)常簡記作b。n位的二進制能表示2n個數(shù),一位二進制只有2種狀態(tài)(0或1),n位二進制就有n個2相乘種狀態(tài)(2n)比特是計算機中處理、存儲、傳輸信息的最小單位。它是計算機信息處理的基本單位。字節(jié):8位二進制為一個字節(jié),英文名叫Byte常簡記作B。存儲容量的基本單位依次有:KB(千字節(jié))、MB(兆字節(jié))、GB(吉字節(jié))、TB(太字節(jié))。它們之間的關(guān)系是:1KB=210B=1024B1MB=220B=1024KB 1GB=230B=1024MB 1TB=240B=1024GB二進制定義:使用比特來表示的數(shù)稱為二進制數(shù)。只有0和1兩個符號,采用“逢二進一”和“借一當(dāng)二”的運算法則。計算機采用二進制的原因:二進制中只有0和1兩個數(shù),運算簡單、快速:0和1兩個數(shù)據(jù)在物理器件上容易實現(xiàn)。比如可以用電平的高、低來表示;用磁性材料的兩個極性來表示;也可用半導(dǎo)體導(dǎo)通和截止兩種狀態(tài)來表示。二進制的邏輯運算(★)三種基本的邏輯運算:與、或、非運算規(guī)則例子與(邏輯乖),用符號“AND”、“∧”、“-”表示只有參加運算的兩個數(shù)同時1其結(jié)果才為1,否則為01與0=00與0=01與1=10與1=0或(邏輯加),用符號“OR”、“∨”、“+”表示只有參加運算的兩個數(shù)中至少有1個是1其結(jié)果才為1,否則為01或0=10或0=01或1=10或1=1非(取反),用符號“NOT”、“-”表示)對參加運算的一個數(shù)取反,1變?yōu)?,0變?yōu)?非1=0非0=1二進制的邏輯運算:是位與位之間獨立運算的,不會產(chǎn)生進位。二進制的算術(shù)運算(★)二進制的加法:0+0=0,0+1=1,1+1=10(兩個二進制數(shù)相加,按“逢二進一”向高位進位1)二進制的減法:1-1=0,1-0=1,10-1=1(兩個二進制數(shù)相減,按“借一當(dāng)二”向高位借位1)。比特傳輸在數(shù)據(jù)通信中,信息是一位一位傳輸?shù)?,傳輸速率的基本單位是比?秒,另外,還有千比特/秒、兆比特/秒、吉比特/秒等。它們的進位為10的3次方(1000)。(★)不同進制的轉(zhuǎn)換不同進制的數(shù)是不能直接進行運算的,必須轉(zhuǎn)換成同一進制下才能進行運算。二進制轉(zhuǎn)為十進制:將二進制數(shù)的每一位數(shù)字乘以對應(yīng)的權(quán)值。累加即可。以小數(shù)點為界,左起第N位的權(quán)值為2的N-1次方,即2N-1。右起第N位的權(quán)值為2的-N次方,即2-N。十進制整數(shù)轉(zhuǎn)換為二進制整數(shù):除以2取余法。十進制小數(shù)轉(zhuǎn)換為二進制小數(shù):乘以2取整法。不同進制間轉(zhuǎn)換和比較大小。(★)考點4:整數(shù)和實數(shù)在計算機內(nèi)的表示方法P33(★)計算機中的數(shù)值信息分為整數(shù)和實數(shù)兩大類,它們在計算機中表示時分為定點數(shù)和浮點數(shù)。定點數(shù)(小數(shù)點位置固定的數(shù))

定點數(shù)分為:定點整數(shù)和定點小數(shù)(純小數(shù)),定點整數(shù)的小數(shù)點固定在二進制數(shù)最后一位的后面。定點小數(shù)點的小數(shù)點固定在二進制數(shù)最高一位的前面。定點整數(shù)分為:①不帶符號的整數(shù)(正整數(shù)),所有的二進制數(shù)都用來表示數(shù)值大小。②帶符號的整數(shù),一般總是最高一位二進位用表示符號(通常0表示正號,1表示負(fù)號)其余各位表示數(shù)值大小。定點整數(shù)通常以原碼、反碼或補碼的形式存放在計算機中,如果X表示真值,它在計算機內(nèi)的各種編碼稱機器數(shù)。各種機器數(shù)表示形式為[X]原、[X]反、[X]補原碼:正數(shù):最高位為0,其余各位表示其值??偟奈粩?shù)根據(jù)CPU的字長而定 負(fù)數(shù):最高位為1,其余各位表示其值。不足字長的位補0反碼正數(shù):和原碼相同負(fù)數(shù):在原碼的基礎(chǔ)上,符號位不變,其余各位按位取反補碼正數(shù):和原碼相同負(fù)數(shù):在原碼的基礎(chǔ)上,符號位不變,其余各位按位取反,末位加1對于一個正整數(shù),它的原碼、反碼或補碼相同。注意:判斷一個機器數(shù)的真值,要把它轉(zhuǎn)換成原碼形式。如:已知一個負(fù)整數(shù)的補碼求原碼:符號位不變,其余各位按位取反,末位加1(不是減1)。通常數(shù)值型數(shù)據(jù)在計算機中都以補碼形式存儲,因為采用補碼形式便于把減法運算轉(zhuǎn)變成加法運算,這樣減少了計算機的物理器件,從而減少成本。也就是說計算機的運算器中沒有減法器而只有加法器。整數(shù)表示:整數(shù)分為不帶符號的整數(shù)和帶符號的整數(shù)。帶符號的整數(shù)一般用原碼或補碼來表示。機器字長為8的無符號的整數(shù)能表示數(shù)的范圍:0~255(00000000-11111111);機器字長為16的無符號整數(shù)范圍為0-65535(0000000000000000-11111111111111111)機器字長為n位無符號正整數(shù)表示的范圍:0-(2n-1)機器字長為8的二進制補碼表示帶符號整數(shù)范圍:-128至+127(10000000-01111111)機器字長為16的二進制補碼表示帶符號整數(shù)范圍:-32768至+32768機器字長為n的二進制補碼表示帶符號整數(shù)范圍:-2n-1+1至+(2n-1)負(fù)數(shù)要比正數(shù)多一個數(shù)數(shù)0的原碼和反碼是不唯一的(0和-0),但是0的補碼表示是唯一的(0)??键c5:實數(shù)(浮點數(shù))信息在計算機內(nèi)的表示P35實數(shù)是既有整數(shù)部分也有小數(shù)部分的數(shù)。任意一個實數(shù)在計算機內(nèi)部都可用“指數(shù)”(也稱“階碼”),是一個整數(shù)和“尾數(shù)”(純小數(shù))來表示。這種用指數(shù)和尾數(shù)來表示實數(shù)的方法叫做“浮點表示法”。(★)浮點數(shù)(小數(shù)點位置不固定的數(shù))浮點數(shù)由尾數(shù)和階碼組成如:-345.6=-0.3456×10-3,其中0.3456稱尾數(shù),3稱為階碼,“-”稱尾符,“+”稱階符數(shù)據(jù)的溢出:一個數(shù)據(jù)的階碼超過計算機所能表示的最大階碼稱為上溢,要停止運算;一個數(shù)據(jù)的階碼小于計算機所能表示的最小階碼稱為下溢,計算機將把此數(shù)作為0處理,機器仍然可以運行。在Pentium機中,浮點數(shù)長度可以是32位、64位和80位實數(shù),位數(shù)越多,可表示數(shù)的范圍越大,精度也越高。第二章 計算機組成原理考點1:計算機的發(fā)展P39計算機主機所使用的元器件作為計算機劃代的主要標(biāo)志,計算機的發(fā)展分為四代。(★)目前用的計算機依舊是集成電路計算機,計算機的新開發(fā)著眼于智能化,以知識處理為核心,稱為:新一代計算機。考點2:計算機的組成P39計算機硬件組成計算機硬件由CPU,存儲器,I/O設(shè)備和總線組成。CPU是計算機硬件的核心,運算器,寄存器、cache組成考點3:微處理器和嵌入式計算機將運算器和控制器集成在一塊半導(dǎo)體芯片上的大規(guī)模集成電路,稱為微處理器。它作為微型計算機的核心部件。將處理器、存儲器、輸人/輸出接口電路等集成在一塊芯片上的大規(guī)模集成電路稱為微控制器,也叫單片機。它常以嵌人方式使用在智能儀表外圍設(shè)備、數(shù)字家電和通信設(shè)備等產(chǎn)品中(數(shù)碼相機、MP3、手機等)。以微處理器為中央處理器(CPU)的計算機,稱為微型計算機。微型計算機的發(fā)展是以微處理器的發(fā)展為標(biāo)志的。典型微型機有以Pentium和PowerPC等為微處理器的多種微型機系列??键c4:計算機的分類P45按計算機的字長和內(nèi)部結(jié)構(gòu)分為:8位機,16位機,32位機,64位機等。按計算機的性能和價格分為:巨型機,小巨型機,大型主機,工作站,個人計算機(PC)。按計算機的用途分為:通用機,專用機??键c5:CPU(中央處理器)的結(jié)構(gòu)與原理計算機的基本工作原理:采用美籍匈牙利數(shù)學(xué)家馮.諾依曼提出的“存儲程序控制”原理。(★)P44程序:指的是一個可執(zhí)行的指令序列。存儲程序:指的是將可以由計算機執(zhí)行的一個指令序列預(yù)先存儲在計算機的存儲器中??刂疲褐傅氖怯僧?dāng)前所執(zhí)行的指令來決定計算的各硬件如何動作以完成特定的信息處理任CPU的任務(wù):CPU的任務(wù)是運行系統(tǒng)程序和應(yīng)用程序。P39CPU的結(jié)構(gòu):(★)CPU主要由寄存器組、運算器、控制器等組成。P44是任何一臺計算機必不可少的核心部件。P39為了提高速度,計算機也可以包含2個、4個、8個甚至幾百個、幾千個CPU。使用多個CPU實現(xiàn)超高速計算的技術(shù)稱為“并行處理”。集成有2個、4個甚至更多CPU在同一個芯片內(nèi)的所謂“多核”CPU,使PC性能得到了進一步的提高P39寄存器:暫存數(shù)據(jù)。P44運算器:主要完成算術(shù)運算和邏輯運算。控制器:CPU的指揮中心,協(xié)調(diào)和控制計算機的各個部件統(tǒng)一工作??刂仆獠繑?shù)據(jù)的輸入,計算機內(nèi)部數(shù)據(jù)的交換與處理,結(jié)果的輸出與計算機各種突發(fā)事件的實時監(jiān)控。考點6:計算機的指令與指令系統(tǒng)P45(★)指令的含義,格式及各組成部分的作用:指令:是可被CPU理解并執(zhí)行的二進制編碼表示的基本操作命令,在計算機內(nèi)部,程序的基本單位是指令。指令的形式:二進制。指令的格式:一條指令通常由操作碼和操作數(shù)地址兩部分組成。操作碼操作數(shù)地址操作碼:代表指令的功能,即告訴計算機做何種操作(ADD、SUB、MOV、STR(存儲)、LDA(讀數(shù)))。操作數(shù)地址:給出執(zhí)行指令時所需要的操作數(shù)或操作數(shù)的存儲位置信息。操作數(shù)地址可能是1個,2個甚至更多。(★)如:OPD1D2D3,OPD1D2,OPD指令系統(tǒng):一臺計算機的所有指令的集合。(★)指令系統(tǒng)兼容性(★)不同種類的計算機有不同的指令系統(tǒng)。因此,一臺計算機上可以執(zhí)行的程序,在另一臺不同的計算機上可能無法執(zhí)行。為了克服這一問題,采用“兼容方式”:(1)在計算機系列開發(fā)中,新處理器保留老處理器的所有指令,同時擴充功能更強的指令(升級)。(2)有些不同廠家開發(fā)的計算機保持指令系統(tǒng)的相互兼容。這樣,軟件就在兼容的計算機上通用。如:AMD和Cyrix公司微處理器,與Intel公司微處理器的指令系統(tǒng)互相兼容。同一個公司生產(chǎn)的處理器采用“向下兼容方式”來開發(fā)新處理器。不同公司生產(chǎn)的處理器未必互相兼容。例如,Intel公司微處理器與IBM公司PowerPC微處理器的指令系統(tǒng)互相不兼容。指令的執(zhí)行過程一條指令在計算機中的執(zhí)行過程分為如下幾個步驟:取指令:CPU的控制單元從Cache或主存儲器(RAM)中讀取一條指令并放入指令寄存器。指令譯碼:控制單元中的譯碼電路對指令寄存器中保存的指令的操作碼部分進行解釋和翻譯并產(chǎn)生控制信號(ADD、SUB、MOV(傳送)、JMP(跳轉(zhuǎn))、STR(存儲)、LDA(讀數(shù))等)。執(zhí)行指令:執(zhí)行單元取操作數(shù),完成指令所規(guī)定的運算或操作。保存結(jié)果:執(zhí)行單元保存運算結(jié)果到寄存器或內(nèi)存儲器,指令計數(shù)器自動形成下一條將要執(zhí)行的指令所在的存儲單元地址。CPU的性能指標(biāo)(題型:影響CPU運行程序速度的主要因素?)CPU的工作主頻(提供給CPU工作的脈沖信號每秒出現(xiàn)的個數(shù))決定了CPU內(nèi)存數(shù)據(jù)傳輸速率和執(zhí)行指令所占用的時間。主頻越高,CPU的速度就越快。CPU總線速度:CPU總線的工作頻率和數(shù)據(jù)線寬度決定CPU與內(nèi)存間傳輸數(shù)據(jù)的速度快慢。CPU總線頻率(也稱“CPU外頻”):決定了CPU和外部部件交換數(shù)據(jù)的工作頻率。總線頻率越高,CPU的處理速度就越快。Cache的存儲容量決定了CPU訪問Cache時的命中率。Cache的容量越大CPU的處理速度就月快。寄存器,運算器的位數(shù)越多,CPU的運算器速度就越快。指令系統(tǒng)、邏輯結(jié)構(gòu)CPU執(zhí)行指令的速度單位主要有:MIPS(百萬條定點指令/秒),MFLOPS(百萬條浮點指令/秒),TFLOPS(萬億條浮點指令/秒)??键c7:PC機的主板(★)P48PC機的主板上內(nèi)置了如下主要部件:CPU插座,芯片組,RAM存儲器插座,I/O總線插槽(PCI插槽),硬盤插槽(IDE),顯卡插槽(AGP),BIOSROM芯片,CMOSRAM芯片等。主板尺寸已經(jīng)標(biāo)準(zhǔn)化,現(xiàn)在使用的主要是ATX和BTX考點8:芯片組P49芯片組是主板電路的核心,決定了CPU的類型和速度,總線速度,存儲器的速度,存儲器的容量及類型。一般由2塊超大規(guī)模集成電路組成:北橋芯片和南橋芯片。有什么樣的CPU,就需要什么樣的芯片組北橋芯片:存儲控制中心(MCH),用于高速連接CPU、內(nèi)存條、顯卡并與南橋芯片互連;南橋芯片:I/O控制中心(ICH),主要與PCI總線槽、USB接口、硬盤接口、音頻編碼解碼器、BIOS和CMOS存儲器等連接,并借助SuperI/O芯片提供對鍵盤、鼠標(biāo)、串行口和并行口等控制。集成度的提高,不少芯片組已經(jīng)把網(wǎng)卡、聲卡甚至顯卡的功能都集成在芯片組中,因而芯片組也決定這計算機的音頻性能和顯示性能考點9:BIOS、CMOS芯片主板上有兩塊特別有用的集成電路:BIOS、CMOS存儲器①BIOS(基本輸入/輸出系統(tǒng)):它是一塊閃爍存儲器(Flashmemory)中的一組機器語言程序,存放的是基本輸入/輸出系統(tǒng),它是PC機軟件中最基礎(chǔ)的部分,沒有它機器就無法啟動。它具有啟動計算機工作,診斷計算機故障及控制低級輸入輸出操作的功能。②BIOS主要包含四個部分的程序:(★)加電自檢程序(POST)系統(tǒng)自舉(裝入)程序(BOOT)CMOS設(shè)置程序(在啟動時按Del、F1、F2、F8、F10等鍵)基本外圍設(shè)備的驅(qū)動程序③CMOSRAM芯片(★):它是一種可隨機讀寫的半導(dǎo)體存儲器芯片,其中存儲的是用戶對計算機硬件所設(shè)置的參數(shù),包括系統(tǒng)日期時間和密碼,顯卡類型,硬盤驅(qū)動器的數(shù)量、類型和參數(shù),啟動程序訪問順序等。這些配置信息供操作系統(tǒng)自舉程序讀取。由于CMOS是易失存儲器,當(dāng)機器電源關(guān)閉以后,由主板上“電池”供電,而保持其中存儲的信息不丟失??键c10:存儲器的層次結(jié)構(gòu)(★)P51內(nèi)存容量速度價格/位寄存器最小最快(1ns)最高Cache存儲器(2ns)主存儲器(RAM和ROM)(10ns)外存外存儲器(10ms)后備存儲器最大最慢(10s)最低半導(dǎo)體存儲芯片按照是否能隨機讀寫,分為:隨機存儲器(RAM)和只讀存儲器(ROM)RAM:一般用來存放用戶的程序和數(shù)據(jù)。RAM根據(jù)保存數(shù)據(jù)的機理可分為:DRAM和SRAM無論是DRAM(主存儲器)還是SRAM(Cache存儲器),斷電或關(guān)機,其中的信息將隨之丟失Cache存儲器/高速緩沖存儲器:是為了解決CPU與主存儲器速度不匹配而引入的,它由SRAM芯片組成,一般封裝在CPU內(nèi)部,與CPU同速度。Cache是主存儲器的延伸,其中的內(nèi)容是主存中部分內(nèi)容的拷貝,它與主存統(tǒng)一編址(按字節(jié))。ROM:存放固定的系統(tǒng)程序,按照是否在線改寫可分為:不可在線改寫ROM和可在線改寫FlashROM主存儲器:由若干DRAM芯片組成,與CPU直接相連并交換信息,是CPU與硬盤之間交換數(shù)據(jù)的橋梁,與外存相比,主存儲器存取速度快,但容量小,價格高。主存儲器每個單元為一個字節(jié)B(8個二進制位)。每個單元都有一個地址。存儲單元內(nèi)容包括數(shù)據(jù)和指令。CPU根據(jù)地址訪問主存。內(nèi)存儲器是由半導(dǎo)體集成電路芯片制成。DIMM插槽兩面觸點是相互獨立的,DDR2采用雙列直插式內(nèi)存條。CPU工作是它所執(zhí)行的指令及處理的數(shù)據(jù)都是從內(nèi)存中取出的,產(chǎn)生的結(jié)果一般存放在內(nèi)存中。計算機執(zhí)行程序時,外村中的程序及數(shù)據(jù)必須先傳送到內(nèi)存,然后才能被CPU使用。P40數(shù)據(jù)讀寫速率(存儲器的帶寬)=存儲器數(shù)據(jù)通路寬度×存儲器總線有效時鐘頻率×通道數(shù)P89存儲器時鐘頻率存儲器芯片名稱存儲器內(nèi)部頻率內(nèi)存條名稱每秒傳輸次數(shù)最大傳輸速率100MHzDDR-200100MHzPC-1600200M1.6GB/sDDR2-400200MHzPC2-3200400M3.2GB/sDDR3-800400MHzPC3-6400800M6.4GB/s近幾年流行的是P53、P88近幾年流行的是P53、P88DDRSDRAM(2倍數(shù)據(jù)速率的同步SDRAM)DDR2SDRAM(4倍數(shù)據(jù)速率的同步SDRAM)DDR3SDRAM(8倍數(shù)據(jù)速率的同步SDRAM)存儲器數(shù)據(jù)通路寬度64位64÷8×2×100=1.6GB/s64÷8×4×100=3.2GB/s64÷8×8×100=6.4GB/s考點11:I/OP53I/O設(shè)備:輸入/輸出設(shè)備,也稱外設(shè)。I/0操作:實現(xiàn)1/0設(shè)備與主機之間的數(shù)據(jù)傳輸。I/0控制器:1/0設(shè)備的專用控制器,1/0設(shè)備通過1/0控制器與主機連接。I/0接口:主機箱上的各種插座和插頭,用于連接1/0設(shè)備。常用I/O接口(表)。(★)P56考點12:總線P53系統(tǒng)總線:⑴處理器總線(前端總線):用于CPU與北橋芯片相互連接的總線⑵I/O總線:用于I/O控制器與主機(CPU、存儲器)之間數(shù)據(jù)傳輸總線的三類信號的傳輸:⑴地址線(地址信號)(★)⑵數(shù)據(jù)線(數(shù)據(jù)信號)(★)⑶控制線(控制信號)(★)總線組成:⑴各部件之間信息傳輸?shù)囊唤M共享信號線;⑵總線控制器:包含在主板的芯片組內(nèi)。總線性能:數(shù)據(jù)傳輸速率(總線帶寬)總線帶寬(最高傳輸速率)=(數(shù)據(jù)通路寬度/8)×總線工作頻率×傳輸次數(shù)400MHz400MHz×8B=3.2GB/s133MHz×8B=1.064GB/s常用的總線標(biāo)準(zhǔn)有:ISA(工業(yè)標(biāo)準(zhǔn)體系結(jié)構(gòu))總線,也叫AT總線,是16位總線。ELSA(擴展工業(yè)標(biāo)準(zhǔn)結(jié)構(gòu))總線,和ISA總線兼容,是32位總線。PCI總線,是一種局部總線,在32位時最高的傳輸速率為133MB/S,在64位的時最高的傳輸速率為266MB/S。(★)PCI-E是PC機I/O總線的新標(biāo)準(zhǔn),它采用高速串行傳輸以點對點的方式與主機進行通信。目標(biāo)是全面取代現(xiàn)行的PCI和AGP,實現(xiàn)總線接口的統(tǒng)一。包括的類型:x1、x4、x8及x16分別包含1、4、8、16個傳輸通道。傳輸速率高:x1每個通道的速率可達(dá)250MB/s,(2.0版速率提高為2倍500MB/s,3.0版為4倍1GB/s);x16速率可達(dá)5GB/s,n個通道速可提高n倍PCI-Ex1和PCI-Ex16已經(jīng)成為PCI-E的主流規(guī)格,大多數(shù)芯片組生產(chǎn)廠商在:北橋芯片組中添加了對PCI-Ex16的支持,5GB/s遠(yuǎn)遠(yuǎn)超過AGP8X的接口速率2.1GB/s,PCI-Ex16接口的顯卡已經(jīng)越來越多地取代AGP接口的顯卡南橋芯片組中添加了對PCI-Ex1的支持,250MB/s已經(jīng)可以滿足聲卡、網(wǎng)卡和多數(shù)外存對數(shù)據(jù)傳輸帶寬的要求P55考點.13:USB接口P56(★)目前計算機各種外設(shè)的常用接口??偩€式高速串行接口。傳輸速率:USB1.1用于連接中低速設(shè)備,現(xiàn)在很少使用現(xiàn)在廣泛適用的USB2.0的最高數(shù)據(jù)傳輸速率可達(dá)480Mb/s(60MB/s),用來連接硬盤等高速設(shè)備最新發(fā)布的USB3.0最高數(shù)據(jù)傳輸速率可達(dá)3.2Gbps(400MB/s)使用“總線集線器”,一個USB接口最多能連接127個外設(shè)。可以由主機提供+5V電源。支持即插即用、熱插拔。IEEE-1394接口:主要用于鏈接需要高速傳輸大量數(shù)據(jù)的音頻和視頻設(shè)備P57速率可達(dá)50MB/s~100MB/s,支持熱插拔考點14:常用輸入設(shè)備鼠標(biāo)器:鼠標(biāo)器的分辨率(dpi):鼠標(biāo)每移動一英寸距離可分辨的點的數(shù)目。分辨率高,定位精度高。鼠標(biāo)接口:PS/2接口、USB接口、無線接口等。掃描儀:將原稿(如照片、圖片、書稿等)輸人計算機的一種圖像輸人設(shè)備。圖像傳感器采用CCD(電荷耦合器),主要性能指標(biāo)。P61(★)色彩位數(shù)(色彩深度):所有顏色分量二進位和、顏色數(shù)目:色彩數(shù):2n,n:色彩深度數(shù)碼相機:成像芯片采用(數(shù)碼相機的核心):CCD、CMOS。存儲器:快擦除存儲器(閃爍存儲器、FlashROM)。圖像大小用(水平和垂直)分辨率來計算。(★)P62一臺200萬像素的數(shù)碼相機可以拍攝多高分辨率的照片?若存儲容量為128MB且不進行數(shù)據(jù)壓縮,一次最多可以拍攝這樣的照片多少張?參見P79-9分辨率得1600×1200照片的數(shù)據(jù)量與分辨率、顏色數(shù)目有關(guān),參見P237顏色數(shù)目為8位一張照片的數(shù)據(jù)量為:1600×1200×8÷8=1920000B≈1.83MB128M一次最多可拍:128÷1.83=69.95(張)69張考點15:常用輸出設(shè)備(★)顯示器P64顯示器的種類:CRT和LCD顯示器的分辨率:整屏可顯示像素的多少,用水平分辨率X垂直分辨率表示。如800×600,1024×768等,數(shù)值越大,表示可顯示出信息越多。刷新速率是指所顯示的信息每秒鐘更新的次數(shù),它影響到顯示器顯示信息的穩(wěn)定性。顯卡組成:顯示控制電路、繪圖處理器、顯示存儲器、接口電路接口:現(xiàn)在還有許多顯卡使用AGP接口,但目前越來越多的顯卡開始使用性能更好的PCI-Ex16接口P65打印機P66針式打印機:擊打式的,打印質(zhì)量差,噪音大,但可多層套打(票據(jù)),耗材成本便宜,在銀行、商業(yè)等領(lǐng)域有著優(yōu)勢。噴墨打印機非擊打式的,在彩色打印中有優(yōu)勢。使用技術(shù):壓電噴墨技術(shù)和熱點噴墨技術(shù)。激光打印機非擊打式的,是激光技術(shù)與復(fù)印技術(shù)結(jié)合的產(chǎn)物。高質(zhì)量、高速度、價格適中。分黑白、彩色(價高)兩種。打印速度:針式:100~200字符/s激光、噴墨:頁式打印機,頁數(shù)/分PPM(通常每分鐘3~10頁)家庭低速:約4PPM,辦公高速激光:10PPM以上考點16常用外存儲器P69軟盤存儲器:PC機主要使用3.5英寸軟盤,可存儲1.44MB信息。硬盤存儲器P69(★)由1~5張盤片組成(一張盤片也稱為1個單碟),所有盤片上相同半徑處的一組磁道稱為“柱面”磁盤磁道表面有許多同心圓組成,每個圓稱為磁道。扇區(qū)(軟、硬磁盤的基本存儲單位,每個扇區(qū)容量為512字節(jié),用于存放一個數(shù)據(jù)塊)。硬盤上一塊數(shù)據(jù)要用三個參數(shù)來定位:柱面號、扇區(qū)號和磁頭號。存儲容量主要由記錄面數(shù)量、每記錄面的磁道數(shù)、每磁道的扇區(qū)數(shù)等決定的。平均等待時間,這和磁盤的轉(zhuǎn)速有關(guān)。硬盤接口:IDE(并行的雙向接口)、SATA(串行)。數(shù)據(jù)傳輸速率:外部傳輸速率指主機從(向)硬盤緩存讀出(寫入)數(shù)據(jù)的速度,與采用的接口類型有關(guān),現(xiàn)在采用SATA接口一般為150MB/s~300MB/s內(nèi)部傳輸速率指硬盤在盤片上讀寫數(shù)據(jù)的速度,轉(zhuǎn)速越高內(nèi)部傳輸速率越快,通常遠(yuǎn)小于外部傳輸速率移動存儲P71(★)流行的“移動存儲”設(shè)備主要有兩種:一種是大容量(一般是以GB來計算)的移動硬盤,主要采用火線IEEE1394接口和USB1.1、2.0接口;一種是采用Flash內(nèi)存的小容量(一般以MB來計算)的移動存儲器,接口大都采用USB1.1、2.0,又被稱為U盤。存儲卡:閃存做成的另一種存儲卡固態(tài)存儲卡SD、CF、MS、MMC、……。只有配置了讀卡器的PC機才能對這些存儲卡進行讀寫操作固態(tài)硬盤SSD:是基于半導(dǎo)體存儲芯片(主要是NAND型閃存)做成的外存儲器。用途:在便攜式計算機中代替?zhèn)鹘y(tǒng)的硬盤。存儲容量:64GB~128GB或更大。P73光盤P74(★)光盤存儲器:一種采用聚焦激光束在盤形介質(zhì)上高密度地記錄信息的存儲裝置。產(chǎn)品類型:固定型光盤:只讀光盤,如CD-ROM,DVD-ROM追記型光盤:寫人后的信息不可修改和刪除,在空白處可追加寫入,如CD-R,DVD-R??筛膶懶凸獗P:可讀可寫,如CD-RW,DVD-RAM。CD盤上記錄數(shù)據(jù)的是一條由里向外連續(xù)的螺旋道,存儲數(shù)據(jù)原理:在盤上壓制凹坑,凹坑的邊緣用來表示“1”,其它平坦部分表示“0光驅(qū)與主機的接口:IDE、E-IDE、SCSI。光盤速度慢于硬盤。CD-ROM光盤的容量約為650M左右,DVD盤可達(dá)到4.7G,DVD的道間距只有CD盤的一半,信息坑更加密集,因而大大提高盤片的存儲容量。分代年代名稱激光類型存儲容量第1代1982CD光盤存儲器紅外光650MB第2代1995DVD光盤存儲器紅光4.7GB第3代2006BD光盤存儲器藍(lán)光25GB(注:表中DVD和BD的容量均為單面單層的容量)DVD光盤類型120mmDVD存儲容量(GB)80mmDVD存儲容量(GB)單面單層(SS/SL)單面雙層(SS/DL)雙面單層(DS/SL)雙面雙層(DS/DL)4.7(DVD-5)8.5(DVD-9)9.4(DVD-10)17(DVD-18)1.46(DVD-1)2.66(DVD-2)2.92(DVD-3)5.32(DVD-4)第三章 計算機軟件考點1:計算機軟件及計算機軟件技術(shù)P107軟件的定義:以電子格式存儲的程序、數(shù)據(jù)和相關(guān)文檔。程序:指示計算機解決一個特定問題或完成一個指定任務(wù)的一組詳細(xì)的、可逐條執(zhí)行的語句(或指令)序列。數(shù)據(jù)是程序處理的對象。文檔是程序在開發(fā)、維護和使用中所需要的全部資料。程序是軟件的主體,單獨的數(shù)據(jù)和文檔不認(rèn)為是軟件??键c2:軟件的分類:系統(tǒng)軟件和應(yīng)用軟件P109考點3:系統(tǒng)軟件P109(★)系統(tǒng)軟件:操作系統(tǒng)、語言處理系統(tǒng)、數(shù)據(jù)庫管理系統(tǒng)、網(wǎng)絡(luò)通信管理系統(tǒng)、各類服務(wù)性程序等。系統(tǒng)軟件核心是操作系統(tǒng)操作系統(tǒng)的主要功能是有效地管理和使用計算機系統(tǒng)的資源,給應(yīng)用軟件的開發(fā)與運行提供支持,為用戶使用與管理計算機提供方便。Windows是圖形界面的多任務(wù)操作系統(tǒng)。語言處理系統(tǒng)的主要功能是將不可執(zhí)行的源程序轉(zhuǎn)換為可執(zhí)行的機器語言程序。數(shù)據(jù)庫管理系統(tǒng)的主要功能是對保存在數(shù)據(jù)庫中的數(shù)據(jù)進行管理??键c4:應(yīng)用軟件P110包括通用應(yīng)用軟件(許多行業(yè)部門共同使用)和定制應(yīng)用軟件(按照特定應(yīng)用專門設(shè)計)商品軟件、共享軟件、自由軟件、版權(quán)、知識產(chǎn)權(quán)P111、P107考點5:操作系統(tǒng)P112操作系統(tǒng)的主要作用:管理軟硬件資源提高系統(tǒng)效率、提供友善的人機界面支持應(yīng)用軟件。操作系統(tǒng)的功能:處理器管理、存儲管理、文件管理、I/O設(shè)備管理、幫助、糾錯、保護系統(tǒng)安全等。(★)考點6:多任務(wù)處理(若干程序同時運行),多任務(wù)處理(采用按時間片輪轉(zhuǎn)策略)(★)P114任務(wù):裝入內(nèi)存并啟動執(zhí)行的一個應(yīng)用程序。在Windows任務(wù)管理器中活動窗口對應(yīng)的任務(wù)稱為前臺任務(wù),非活動窗口對應(yīng)的任務(wù)稱為后臺任務(wù)。多任務(wù)處理:為提高CPU利用率,操作系統(tǒng)支持同時運行若干個程序。并發(fā)多任務(wù)方式:前臺任務(wù)和后臺任務(wù)都能分配到CPU的使用權(quán),從宏觀上看,多個任務(wù)同時執(zhí)行。從微觀上看,任何時刻只有一個任務(wù)在執(zhí)行,CPU按時間片輪流執(zhí)行多個任務(wù)。搶占式多任務(wù)方式:操作系統(tǒng)中的調(diào)度程度按時間片輪轉(zhuǎn)的策略,只要時間片結(jié)束,正在執(zhí)行的任務(wù)就會被強行終止,把CPU使用權(quán)交給下一個任務(wù)執(zhí)行??键c7:存儲管理P116存儲管理主要內(nèi)容:內(nèi)存的分配和回收、內(nèi)存的共享和保護、內(nèi)存自動擴充等。虛擬存儲技術(shù):虛擬存儲器比實際內(nèi)存容量大,在Windows中虛擬存儲器由物理內(nèi)存(主板上的RAM)和硬盤上的虛擬內(nèi)存組成,頁面調(diào)度采用“最近最少使用”算法。(★)考點8:文件管理P117文件管理:文件、文件組成、文件目錄文件是一組相關(guān)信息的集合。計算機中程序、數(shù)據(jù)、文檔都以文件的形式存放在外存儲器中。文件包含程序(或數(shù)據(jù))和說明信息。文件說明信息和文件的具體內(nèi)容分開存放。前者保存在該文件的目錄中,后者則全部保存在磁盤的數(shù)據(jù)區(qū)域。文件管理的主要職責(zé):如何在外存儲器中為創(chuàng)建(或保存)文件而分配空間為刪除文件而回收空間,并對空閑空間進行管理。文件管理的基本功能:創(chuàng)建新文件、保存文件、讀出文件和刪除文件。硬盤格式化后分成四部分:引導(dǎo)區(qū)、FAT、FDT和數(shù)據(jù)區(qū)。外存儲器物理特性各有差異,目錄結(jié)構(gòu)、空間劃分與分配方法不完全相,典型的文件管理格式有:FAT(磁盤)、NTFS(磁盤,帶安全加密功能)、CDFS、(CD-ROM)、UDF(DVD和CD-RW)等。考點9:常用操作系統(tǒng)P119Windows操作系統(tǒng)(★)WindowsNT、WindowsMe、Windows2000、WindowsXP、WindowsServer2003、WindowsVista、Windows7UNIX操作系統(tǒng):由內(nèi)核和外層應(yīng)用子系統(tǒng)兩部分組成。(★)優(yōu)點:結(jié)構(gòu)簡練、功能強大、可移植性好、可伸縮性和互操作性強、容納新技術(shù)能力強、網(wǎng)絡(luò)通信功能強。Linux操作系統(tǒng):創(chuàng)始人是芬蘭青年學(xué)者LinluSTorvolDs(★)優(yōu)點:優(yōu)秀的網(wǎng)絡(luò)服務(wù)器軟件,多用戶多任務(wù),支持多種工作平臺和多處理器。屬于GPL自由軟件,其源代碼全部公開。其它操作系統(tǒng)實時操作系統(tǒng):時間約束嚴(yán)格,響應(yīng)迅速,安全可靠的操作系統(tǒng)。嵌人式操作系統(tǒng):快速、高效,具有實時處理功能,代碼緊湊的操作系統(tǒng)??键c10:算法與程序設(shè)計語言分類程序設(shè)計語言分類:機器語言、匯編語言和高級語言3類。(★)P125機器語言:用機器語言編寫的程序,全都是二進制代碼,可被計算機直接執(zhí)行。匯編語言:與機器語言相比,比較直觀易記,但不如高級語言易學(xué)。高級語言:接近自然語言,有一套完整的語法規(guī)范,易學(xué)易用易維護??键c11:高級語言基本成分P127高級語言基本成分:數(shù)據(jù)成分、運算成分、控制成分(順序、選擇、重復(fù))和傳輸成分。考點12:語言處理系統(tǒng)P136(★)語言處理系統(tǒng)的作用:將匯編語言和高級語言書寫的源程序翻譯成計算機能夠直接執(zhí)行的機器語言程序。翻譯程序有三種:匯編程序(匯編到機器)、解釋程序(口譯)和編譯程序(筆譯)。解釋程序和編譯程序的區(qū)別:前者翻譯一句執(zhí)行一句,實現(xiàn)算法簡單,但運行效率低,后者會一次全部翻譯好,產(chǎn)生目標(biāo)程序,可供多次執(zhí)行。語言處理程序的組成:正文編輯程序、翻譯程序、連接編輯程序和裝入程序等??键c13:常用程序設(shè)計語言P127主要高級語言:(★)Fortran語言是一種用于數(shù)值計算的面向過程的程序設(shè)計語言。特點:接近數(shù)學(xué)公式,簡單易用。它是科學(xué)計算的主流程序語言。JaVa語言是一種面向?qū)ο蟮摹⒂糜诰W(wǎng)絡(luò)環(huán)境的程序設(shè)計語言。特點:適用于網(wǎng)絡(luò)分布環(huán)境,具有一定的平臺獨立性、安全性和穩(wěn)定性。C和C++語言:C語言與支撐環(huán)境分離,可移植性好,運行效率高,Unix就是用C語言編寫的。C十十語言是以C語言為基礎(chǔ)發(fā)展起來的通用程序設(shè)計語言,內(nèi)置面向?qū)ο蟮臋C制,支持?jǐn)?shù)據(jù)抽象。其它語言:LISP:適合于符號操作和表處理,應(yīng)用于人工智能領(lǐng)域。 PROLOG:邏輯式編程語言,應(yīng)用于人工智能領(lǐng)域。 Ada:類似PASCAL語言,易于控制并行任務(wù)和處理異常情況。MATLAB:提供數(shù)據(jù)可視化等功能的數(shù)值計算語言。考點14:算法P122編寫程序首先要考慮的兩個方面:算法和數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)。算法是問題求解規(guī)則的一種過程描述。算法的設(shè)計方法:由粗到細(xì)、由抽象到具體的逐步求精,例如迭代法、窮舉搜索法、遞推法、分治法等。P124算法的性質(zhì):確定性、有窮性、能行性(可行性)、輸人(≥0)與輸出(輸出個數(shù)N≥1)。(★)P123算法的表示形式:文字說明、流程圖表示、偽代碼、程序設(shè)計語言P125算法與程序的區(qū)別:(★)一個程序不一定滿足有窮性,算法必須有窮。程序中的語句必須是機器可執(zhí)行的,算法中的操作則不受此限。算法分析的兩個重要因素:時間復(fù)雜度與空間復(fù)雜度。P140考點15:數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)P141數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)定義:研究程序設(shè)計中計算機操作對象以及它們之間的關(guān)系和運算的一個專門學(xué)科。數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)研究包括三方面內(nèi)容:數(shù)據(jù)的邏輯(抽象)結(jié)構(gòu)、數(shù)據(jù)的存儲(物理)結(jié)構(gòu)以及在這些數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)上定義的運算集合。邏輯結(jié)構(gòu)是數(shù)據(jù)間關(guān)系的描述,存儲結(jié)構(gòu)是邏輯關(guān)系在存儲器上的實現(xiàn)。常用的運算包括檢索、插入、刪除、更新等。(★)計算機網(wǎng)絡(luò)及因特網(wǎng)考點1:通信幾個概念P149現(xiàn)代通信:使用電波和光波雙向傳遞信息的技術(shù)(電信),它屬于信息的傳遞。廣播和電視使用電波傳遞信息,它們是一種單點向多點發(fā)送信息的單向通信。(★)通信的基本任務(wù)是傳遞信息,通信三個要素:信源(信息的發(fā)送者)、信宿(信息的接受發(fā)送者)和信道(信息的載體與傳播媒介)。(★)P149通信系統(tǒng)也稱為電信網(wǎng),它連接著大量的用戶,由終端設(shè)備、傳輸設(shè)備、交換設(shè)備等組成。電(光)信號的兩種形式:模擬信號、數(shù)字信號P150模擬信號:用過連續(xù)變化的物理量(如信號電平的幅度或電流的強度)來表示信息在傳輸過程中容易受噪聲信號的干擾,傳輸質(zhì)量不夠穩(wěn)定。目前越來越多地把模擬信號轉(zhuǎn)換成數(shù)字信號再進行傳輸——數(shù)字通信數(shù)字信號:電平高低或電流大小只有有限個狀態(tài)(一般是兩個狀態(tài)),有時候在時間上也是不連續(xù)的抗干擾能力強,差錯可控制,還可以方便地對信號加密,安全性容易得到保證,可以由計算機直接存儲、處理和管理基帶傳輸:網(wǎng)絡(luò)中直接傳輸(近距離、局域網(wǎng))P206頻帶傳輸(載波傳輸):經(jīng)過調(diào)制后在網(wǎng)絡(luò)中傳輸(廣域網(wǎng))載波:高頻振蕩的正弦波信號在長距離通信中能夠比其他信號傳送得更遠(yuǎn)。因此若把高頻振蕩的正弦波信號作為攜帶信息的載波,把數(shù)字信號放在(調(diào)制在)載波上傳輸,則可比直接傳輸?shù)木嚯x遠(yuǎn)得多P155考點2:通信技術(shù)分類P150通信技術(shù)分類:有線通信、無線通信和移動通信。考點3:傳輸介質(zhì)(信道)P151(★)傳輸介質(zhì)分為:有線和無線。有線介質(zhì)有電話線、雙絞線、同軸電纜和光纖等。無線介質(zhì)有紅外線、無線電波、微波和激光等。傳輸介質(zhì)各自的主要優(yōu)缺點。P150(★)考點4:有線通信系統(tǒng)P150有線通信系統(tǒng)分為:有線載波通信和光纖通信。信息載體有電信號、光信號。P150有線載波通信主要采用雙絞線和同軸電纜光纖通信需要進行光電轉(zhuǎn)換,光纖主要傳輸數(shù)字信號;光纖通信的發(fā)展趨勢:全光網(wǎng)。全光網(wǎng)在傳輸和交換過程中不需要進行光電轉(zhuǎn)換。單模光纖:纖芯細(xì)(孔徑在傳輸光波波長的10倍之內(nèi)),傳輸距離遠(yuǎn),速率高(例如100km距離時速率可達(dá)10Gbps),適合遠(yuǎn)程通信使用;多模光纖:纖芯較粗(孔徑大于10微米),傳輸距離近,速率低(例如1km距離內(nèi)速率為1Gbps),一般在局域網(wǎng)中使用考點5:無線通信系統(tǒng)P152無線通信是通過自由空間的電磁波傳播信息。能量分散,傳輸效率底,易被竊聽、易受干擾無線通信系統(tǒng)分為:微波通信、衛(wèi)星通信、移動通信等。無線電波按頻率(或波長)可分成中波、短波、超短波和微波。超短波和微波的繞射能力較差。(★)P152微波概念微波是一種具有極高頻率(通常為300MHz-300GHz)的電磁波,波長很短,通常1m至1mm。微波直接傳輸距離不超過50千米,遠(yuǎn)距離微波通信采用中繼站接力方式。(★)微波具有類似光波的特性,在空間主要是直線傳播,也可以從物體上得到反射,但不能像無線電的中波那樣沿地球表面?zhèn)鞑ィǖ孛鏁芸煳盏簦R膊荒芟穸滩菢?,可以?jīng)電離層反射傳播到地面上很遠(yuǎn)的地方(它會透過電離層進入宇宙不再返回)。微波遠(yuǎn)距離通信三種方式:P153微波接力通信:保證通信質(zhì)量衛(wèi)星通信:微波接力通信向太空延伸對流層散射通信:地面微波接力通信特點:容量大、費用省、抗災(zāi)能力強。(★)衛(wèi)星通信特點:轉(zhuǎn)發(fā)無線電信號,通信距離遠(yuǎn),頻帶很寬,容量很大,價格較貴。(★)衛(wèi)星通信的運行軌道有兩種:P208中、低軌道:衛(wèi)星相對于地面的位置事變動的,天線覆蓋的區(qū)域小,地面天線必須隨時跟蹤衛(wèi)星。為了保證在地球上任何一點可以實現(xiàn)24小時不間斷通信,必須精心布置多條軌道及一大群具有強有力通信處理能力的衛(wèi)星同步定點軌道:運行周期與地球自轉(zhuǎn)一圈的時間相同,所以在地球上看這種衛(wèi)星好似靜止不動。特點:三顆衛(wèi)星就可以覆蓋地球的幾乎所有的面積,可24小時全天候通信衛(wèi)星通信的另一種重要的應(yīng)用是全球定位系統(tǒng)(GPS)P208考點6:移動通信技術(shù)P153 移動通信概念:處于移動狀態(tài)的對象之間的通信,也是微波通信的一種。包括尋呼機系統(tǒng)、蜂窩移動電話(俗稱手機)、集群調(diào)度、無繩電話和衛(wèi)星系統(tǒng)。蜂窩移動通信是采用蜂窩無線組網(wǎng)方式,移動通信區(qū)由一個一個的小區(qū)組成,每一個蜂窩區(qū)由一個蜂窩基站和一群用戶移動臺組成,移動臺是收發(fā)合一的。每個用戶移動臺與基站通信,基站負(fù)責(zé)射頻資源管理并經(jīng)電話線或微波通道與移動電話交換中心(MSC)相連。MSC控制呼叫信號和處理、協(xié)調(diào)不同蜂窩區(qū)間的越區(qū)切換。移動電話交換局再與被叫用戶相連。蜂窩移動通信業(yè)務(wù)是指經(jīng)過由基站子系統(tǒng)和移動交換子系統(tǒng)等設(shè)備組成蜂窩移動通信網(wǎng)提供的話音、數(shù)據(jù)、視頻圖像等業(yè)務(wù)。集群移動通信系統(tǒng)可以實現(xiàn)將幾個部門所需要的基地臺和控制中心統(tǒng)一規(guī)劃建設(shè),集中管理,而每個部門只需要建設(shè)自己的調(diào)度指揮臺(即分調(diào)度臺)及配置必要的移動臺,就可以共用頻率、共用覆蓋區(qū),即資源共享、費用分擔(dān),使公用性與獨立性兼顧,從而獲得最大的社會效益。所以,我們必須提倡這種聯(lián)合建設(shè)共用網(wǎng)絡(luò)的建方式。如:高層會議組、中層會議組、交通指揮調(diào)試移動通信系統(tǒng)組成:移動臺、基站、移動電話交換中心等組成。(★)P154移動臺:是指移動通信的終端,如手機、尋機、無繩電話等;基站:是與移動臺聯(lián)系的一個固定收發(fā)機;移動電話交換中心:每個用戶移動臺與基站通信,基站負(fù)責(zé)射頻資源管理并經(jīng)微波或電話線通道與移動電話交換中心(MSC)相連,來交換信息。MSC控制呼叫信號和處理、協(xié)調(diào)不同蜂窩區(qū)間的越區(qū)切換。移動電話交換局再與被叫用戶相連。三代移動通信系統(tǒng)(★)第一代個人移動通信采用模擬技術(shù),稱之為蜂窩式模擬移動通信系統(tǒng)。第二代移動通信系統(tǒng)采用數(shù)字技術(shù),包括:第二代900/1800MHzGSM數(shù)字蜂窩移動通信業(yè)務(wù),指利用工作在900/1800MHz頻段的GSM移動通信網(wǎng)絡(luò)提供的話音和數(shù)據(jù)業(yè)務(wù)。第二代800MHzCDMA數(shù)字蜂窩移動通信業(yè)務(wù),指利用工作在800MHz頻段上的CDMA移動通信網(wǎng)絡(luò)提供的話音和數(shù)據(jù)業(yè)務(wù)。第三代移動通信系統(tǒng)由國際電信聯(lián)盟(ITU)提出的,稱為IMT-2000,意指在2000年左右開始商用并工作在2000MHz頻段上的國際移動通信系統(tǒng)。第三代數(shù)字蜂窩移動通信(簡稱3G移動通信)業(yè)務(wù),指利用第三代移動通信網(wǎng)絡(luò)提供的話音、數(shù)據(jù)、視頻圖像等業(yè)務(wù),并將提供更新、更好的服務(wù)??键c7:我國采用的3種技術(shù)標(biāo)準(zhǔn):網(wǎng)絡(luò)是互通的,終端互不兼容P154中國移動TD-SCDMA(時分-同步碼分多址接入),自主知識產(chǎn)權(quán)中國電信CDMA2000中國聯(lián)通W-CDMA考點8:通信傳輸技術(shù)P155在通信過程中要用到以下幾個概念:調(diào)制(Modulation):將基帶數(shù)字信號的波形換為適合于模擬信道傳輸?shù)哪M信號波形。簡單地說是將數(shù)字信號轉(zhuǎn)換成模擬信號(D/A轉(zhuǎn)換)。基本調(diào)制方法:調(diào)幅、調(diào)頻或調(diào)相。(調(diào)制:只是改變信息的表示方式,并沒有改變信息的內(nèi)容)與調(diào)幅傳輸相比,調(diào)頻與調(diào)相傳輸具有抗干擾能力強等優(yōu)點。但是,調(diào)頻與調(diào)相方式實現(xiàn)起來成本相對較高。所以,在數(shù)字通信系統(tǒng)中大多以載波調(diào)幅傳輸方式為主。解調(diào)(DeModulation):將由調(diào)制器變換過的模擬信號波形恢復(fù)成原來的基帶數(shù)字信號波形。簡單地說是將模擬數(shù)字信號轉(zhuǎn)換成模擬數(shù)字信號(A/D轉(zhuǎn)換)。調(diào)制與解調(diào):在發(fā)送方,利用調(diào)幅、調(diào)頻或調(diào)相技術(shù)。將數(shù)字信息加載到正弦波上以利于長距離傳輸,在接收方,再將信息從正弦波中分離出來,轉(zhuǎn)換成適合計算機的數(shù)字信息。多路復(fù)用技術(shù):P156為了提高線路的利用率,總是設(shè)法在一條傳輸線路上,傳輸多個模擬信號(如:話路信息)或數(shù)字信號,這就是多路復(fù)用。即使多路數(shù)據(jù)傳輸合用一條傳輸線。多路復(fù)用技術(shù)有兩種。時分多路復(fù)用技術(shù)(同步式或異步式):各終端設(shè)備以事先規(guī)定的順序輪流(時間片)使用同一傳輸線路進行數(shù)據(jù)(或信號)傳輸。(★)頻分多路復(fù)用技術(shù)(光纖通信中稱為波分多路復(fù)用):它將每個信源發(fā)送信號調(diào)制在不同頻率的載波上,通過多路復(fù)用器將它們復(fù)合為一個信號,然后在同一傳輸線路上進行傳輸。交換技術(shù):P158在廣域的情況下,網(wǎng)絡(luò)節(jié)點是部分連接,沒有直接互聯(lián)的節(jié)點間通信,必須經(jīng)過中轉(zhuǎn)節(jié)點的轉(zhuǎn)換才能實現(xiàn)。當(dāng)兩終端要進行通信時,建立一臨時的通信鏈路,通信結(jié)束后再拆除鏈路。交換技術(shù):分為電路交換和分組交換。電路交換在通信時,經(jīng)撥號接通雙方的線路,建立一條實際(臨時)的物理通道,通話結(jié)束后再釋放(拆線)。分組交換按照某種方式動態(tài)地分配傳輸線路資源。進行通信時,將信息分為若干小塊,組成一個個數(shù)據(jù)包(分組),采用存儲轉(zhuǎn)發(fā)方式,每一數(shù)據(jù)包根據(jù)鏈路的忙閑情況,可經(jīng)不同的路徑到達(dá)接收端,再將信息組裝起來。(★)考點9:分組交換與存儲轉(zhuǎn)發(fā)原理P159分組交換也稱包交換,把需要傳輸?shù)臄?shù)據(jù)塊分割成若干小塊,為每塊數(shù)據(jù)加上有關(guān)的地址信息及分組信息,組成一個數(shù)據(jù)包(也稱分組),然后以數(shù)據(jù)包為單位進行傳輸,數(shù)據(jù)包的長度通常為幾十到幾百字節(jié)。網(wǎng)絡(luò)中負(fù)責(zé)將傳輸數(shù)據(jù)包進行存儲轉(zhuǎn)發(fā)的通信處理機稱分組交換機或包交換機。分組交換方式的優(yōu)點:(★)線路利用效率高;收發(fā)雙方不需要同時工作;當(dāng)接受方忙碌時,整個網(wǎng)絡(luò)都可以作為它的緩沖;可以給數(shù)據(jù)包建立優(yōu)先級,使一些重要數(shù)據(jù)能優(yōu)先傳遞。分組交換方式的缺點:延時較長,不太適合實時或交互方式應(yīng)用。存儲轉(zhuǎn)發(fā)原理(★)當(dāng)交換機收到一個包后,檢查該數(shù)據(jù)包的目的地址,決定應(yīng)該送到哪個端口進行發(fā)送。由于有許多包必須在同一端口發(fā)送,包交換機的每個口都有一個緩沖區(qū)(隊列),需要發(fā)送的包都存放在該端口的緩沖區(qū)中,端口每發(fā)送一個包,就從緩沖區(qū)隊列中提取下一個包進行發(fā)送。計算機編址和路由器廣域網(wǎng)的物理編址:連接在廣域網(wǎng)上的每臺計算機都必須有一個惟一地址,當(dāng)發(fā)送數(shù)據(jù)包到另一臺計算機時,發(fā)送者必須在包中給出目的計算機的地址。廣域網(wǎng)計算機的地址采用層次編址方案。最簡單層次編址方案分為兩部分:第一部分表示包交換機號,第二部分表示連接到該交換機上的端口號。[包交換機號,端口號]路由表:(★)包交換機每收到一個包時,必須選擇一條路徑來轉(zhuǎn)發(fā)這個包。如果包的目的地址是直接與之相連的一臺計算機,包交換機就將包發(fā)往該計算機;如果包的目的地址是另一個包交換機,就應(yīng)通過連接該交換機的高速數(shù)據(jù)線路轉(zhuǎn)發(fā)另一臺交換機。為此,每一臺交換機都必須有一張用來給出目的地址與輸出端口的關(guān)系的表,該表稱為路由表。分組交換網(wǎng)的路由表中,“下一站”取決于包的目的地址。交換機3路由表下一站交換機目的地本交換機出口下一站交換機號[1,X]端口2交換機1[2,X]端口3交換機2[3,X]本地計算機一[4,X]端口4交換機4考點10:計算機組網(wǎng)的目的P161數(shù)據(jù)通信、資源共享、實現(xiàn)分布式的信息處理(多臺)、提高計算機系統(tǒng)可靠性和可用性??键c11:計算機網(wǎng)絡(luò)分類P162按傳輸介質(zhì)分:有線網(wǎng)和無線網(wǎng)按網(wǎng)絡(luò)拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)分:星型網(wǎng)、環(huán)形網(wǎng)、總線網(wǎng)、樹型網(wǎng)等按使用協(xié)議分:TCP/IP、SAN網(wǎng)、IPX網(wǎng)等。按網(wǎng)絡(luò)規(guī)模和覆蓋范圍分類分:局域網(wǎng)(LAN)、廣域網(wǎng)(WAN)、城域網(wǎng)(MAN)。按網(wǎng)絡(luò)性質(zhì)分:公用網(wǎng)和專用網(wǎng)。按網(wǎng)絡(luò)使用范圍和對象分:企業(yè)網(wǎng)、政府網(wǎng)、金融網(wǎng)和校園網(wǎng)??键c12:計算機網(wǎng)絡(luò)組成P163若干個主機、數(shù)據(jù)通鏈路、通信協(xié)議及相關(guān)的網(wǎng)絡(luò)軟件??键c13:目前使用的主要網(wǎng)絡(luò)操作系統(tǒng):P163Windows系統(tǒng)服務(wù)器版:WindowsNTServer、WindowsServer2003、WindowsServer2008等,一般用于中抵擋服務(wù)器中UNIX:AIX、HP-UC、IRIX、Solaris等,穩(wěn)定性和安全性好,可用于大型網(wǎng)站或大中型企、事業(yè)單位網(wǎng)絡(luò)中Linux:開放原代碼的自由軟件,可免費得到許多應(yīng)用軟件,目前獲得了很好的應(yīng)用考點14:數(shù)據(jù)通信系統(tǒng)的性能指標(biāo)P164主要性能指標(biāo):信道帶寬、數(shù)據(jù)傳輸速率(二進制位)、誤碼率和端一端延遲等。(★)考點15:網(wǎng)絡(luò)工作模式P164對等模式:網(wǎng)絡(luò)中的每臺計算機既可以作為工作站也可以作為服務(wù)器。客戶/服務(wù)器模式:網(wǎng)絡(luò)中每一臺計算機都扮演著固定的角色,要么是服務(wù)器(提供共享資源的計算機),要么是客戶機/工作站(使用服務(wù)器資源的計算機)??键c16:計算機局域網(wǎng)P164計算機局域網(wǎng)特點單位所有,專用速度高,延遲短,可靠性好。計算機局域網(wǎng)組成P164局域網(wǎng)組成:網(wǎng)絡(luò)工作站、網(wǎng)絡(luò)服務(wù)器、網(wǎng)絡(luò)打印機、網(wǎng)絡(luò)接口卡、傳輸介質(zhì)、網(wǎng)絡(luò)互連設(shè)備等。(1)網(wǎng)絡(luò)工作站:通過傳輸介質(zhì)與局域網(wǎng)相連的,充當(dāng)服務(wù)的請求者的計算機。(2)網(wǎng)絡(luò)服務(wù)器:為所有工作站提供軟件、數(shù)據(jù)、外設(shè)及存儲空間服務(wù)的計算機。(3)網(wǎng)絡(luò)打印機:為所有網(wǎng)絡(luò)用戶提供打印服務(wù)的共享打印機。(4)網(wǎng)絡(luò)接口卡(NIC,簡稱網(wǎng)卡):網(wǎng)卡通過傳輸介質(zhì)把節(jié)點與網(wǎng)絡(luò)連接起來,將需要發(fā)送的數(shù)據(jù)從計算機傳送到網(wǎng)絡(luò),需要接收的數(shù)據(jù)從網(wǎng)絡(luò)傳送到節(jié)點。不同類型的網(wǎng)絡(luò)使用不同類型的網(wǎng)卡。(5)傳輸介質(zhì),數(shù)據(jù)傳輸?shù)妮d體。如光纖、雙絞線、同軸電纜等。(6)網(wǎng)絡(luò)互連設(shè)備:如路由器、交換機等。網(wǎng)絡(luò)上每一臺設(shè)備,都稱為一個節(jié)點。局域網(wǎng)中每個節(jié)點都有惟一地址稱為MAC地址,以方便相互區(qū)別和節(jié)點間通信。P165局域網(wǎng)要求每臺計算機把傳輸?shù)臄?shù)據(jù)分成小塊(幀),一次只能傳輸1幀,不許任何計算機連續(xù)傳輸任意多數(shù)據(jù)P166多臺計算機的不同數(shù)據(jù)以時分多路復(fù)用的方式共享傳輸介質(zhì)P166數(shù)據(jù)幀格式包括:傳輸數(shù)據(jù)(有效載荷)、發(fā)送地址、接受地址、附加信息(校驗信息)P166每個節(jié)點都有一塊網(wǎng)卡,每塊網(wǎng)卡都有一個全球惟一的地址MAC(安裝該網(wǎng)卡的計算機的物理地址),節(jié)點的MAC地址(48位即6個字節(jié))由制造商分配的。網(wǎng)卡通過傳輸介質(zhì)把節(jié)點和網(wǎng)絡(luò)連接起來。P166網(wǎng)卡任務(wù)是負(fù)責(zé)在傳輸介質(zhì)上發(fā)送幀和接受幀,CPU將網(wǎng)卡視為一個輸入/輸出控制器。不同類型局域網(wǎng)的MAC地址的規(guī)定和數(shù)據(jù)幀的格式各不相同,因此連接不同類型網(wǎng)絡(luò)使用不同的網(wǎng)卡。P167按網(wǎng)絡(luò)傳輸介質(zhì)所使用訪問控制方法:P167以太網(wǎng)(Ethernet):是一種最常見局域網(wǎng),它是一種采用隨機爭用型介質(zhì)訪問控制方法的總線型拓樸結(jié)構(gòu)網(wǎng)絡(luò)。在以太網(wǎng)中,所有聯(lián)網(wǎng)計算機共用一條總線,某一瞬間只能有一臺(采用帶沖突檢測的載波偵聽多路訪問方法CSMA/CD閑發(fā)送、忙等待,偵聽沖突,MAC地址與幀中接收地址相同則接收P210)聯(lián)網(wǎng)計算機發(fā)出信號,而其它所有聯(lián)網(wǎng)計算機都可以接受到這一信號。以太網(wǎng)組成:大多數(shù)以集線器為中心構(gòu)成。集線器有總線式和交換式(星形)??偩€式:網(wǎng)絡(luò)中各個節(jié)點共享帶寬;交換式:網(wǎng)絡(luò)中各個節(jié)點各自獨享一定帶寬。無論是共享式還是交換式以太網(wǎng),他們的數(shù)據(jù)幀和MAC各市均相同,所以使用的網(wǎng)卡并無區(qū)別常見以太網(wǎng):10BASE-T、100BASE-T。FDDI網(wǎng):光纖分布式數(shù)字接口網(wǎng),采用環(huán)形拓樸結(jié)構(gòu)。由于幀格式與其他局域網(wǎng)不同,與其他局域網(wǎng)進行互連時,需要通過“網(wǎng)關(guān)”或“路由器”。千(萬)兆位以太網(wǎng):借助以太網(wǎng)交換機可以按性能高低以樹狀方式將許多小型以太網(wǎng)互聯(lián)起來,構(gòu)成多層次的以太局域網(wǎng)P168無線局域網(wǎng):無線局域網(wǎng)是局域網(wǎng)與無線通信技術(shù)結(jié)合的產(chǎn)物。P169無線電波作為局域網(wǎng)的傳輸介質(zhì)是目前用得最多的無線局域網(wǎng)采用協(xié)議主要有802.11及藍(lán)牙(bluetooth)。藍(lán)牙(IEEE802.15)是近距離無線數(shù)字通信的技術(shù)標(biāo)準(zhǔn),是802.11的補充。目標(biāo)是:最高數(shù)據(jù)傳輸速率1Mbps(有效傳輸速率為721kbps)。最大傳輸距離為10cm~10m,通過增加發(fā)射功率可達(dá)到100m。適合于辦公室或家庭環(huán)境的無線網(wǎng)絡(luò)。目前最廣泛應(yīng)用的Bluetooth+EDR標(biāo)準(zhǔn)無線接入點(WirelessAccessPoint,簡稱WAP或AP)提供從無線節(jié)點對有線局域網(wǎng)和從有線局域網(wǎng)對無線節(jié)點的訪問,實際上就是一個無線交換機。P170使用擴頻方式通信,具有抗干擾、抗噪聲能力室外覆蓋距離通??蛇_(dá)100~300米室內(nèi)一般為30米左右無線自組網(wǎng):一種無線對等局域網(wǎng)。由一組無線工作站以自組織、多跳移動通信的方式構(gòu)成。網(wǎng)絡(luò)中的所有計算機都可以自由移動,它們均具有動態(tài)搜索、定位和恢復(fù)連接的能力。在軍事上非常有用,也可使用在會議室和家庭中P170局域網(wǎng)的擴展方法:中繼器:作用在網(wǎng)絡(luò)的物理層,僅放大信號的作用,用于連接同類型的兩局域網(wǎng)或者延伸一個局域網(wǎng)的范圍。網(wǎng)橋:用來連接兩個同類型的網(wǎng)段,但比中繼器多一個"幀過濾"功能,即網(wǎng)橋會檢查每一個信息幀的發(fā)送地址和目的地址,決定是否發(fā)送到另一個網(wǎng)段??键c17:異構(gòu)網(wǎng)絡(luò)互聯(lián)協(xié)議TCP/IP分層結(jié)構(gòu)P173TCP/IP協(xié)議:一個協(xié)議系列,TCP和IP協(xié)議是其中最基本、最重要的協(xié)議,因此得名。IP協(xié)議是其最核心的協(xié)議。是網(wǎng)絡(luò)互聯(lián)的工業(yè)標(biāo)準(zhǔn)。TCP傳輸控制協(xié)議:用于保證被傳送信息的完整性IP網(wǎng)絡(luò)互連協(xié)議:負(fù)責(zé)將消息從一個地方傳送到另一個地方。TCP/IP分層結(jié)構(gòu)TCP/IP采用四層模型,從上到下依次是應(yīng)用層、傳輸層、網(wǎng)絡(luò)互連層、網(wǎng)絡(luò)接口和硬件層應(yīng)用層:常用的應(yīng)用程序。如:遠(yuǎn)程登錄Telnet、簡單郵件傳輸協(xié)議SMTP、文件傳輸協(xié)議FTP、域名系統(tǒng)DNS、超文本傳輸協(xié)議HTTP等傳輸層:提供端到端的通信。主要功能是信息格式化、數(shù)據(jù)確認(rèn)和丟失重傳。傳輸層提供TCP協(xié)議和用戶數(shù)據(jù)協(xié)議(UDP)網(wǎng)絡(luò)互連層:負(fù)責(zé)不同網(wǎng)絡(luò)或同一網(wǎng)絡(luò)中計算機之間的通信。主要處理IP數(shù)據(jù)報和路由。網(wǎng)絡(luò)接口和硬件層:負(fù)責(zé)與物理網(wǎng)絡(luò)的連接。規(guī)定了怎樣與各種網(wǎng)絡(luò)進行接口,并負(fù)責(zé)把IP包轉(zhuǎn)換成適合在特定網(wǎng)絡(luò)中傳輸?shù)膸袷健H纾阂蕴W(wǎng)、FDDI網(wǎng)、ATM網(wǎng)等。TCP/IP模型 信息格式應(yīng)用層各種應(yīng)用層協(xié)議如:Telnet、SMTP、FTP等報文流傳輸層TCP、UDP協(xié)議分組網(wǎng)絡(luò)互連層IP協(xié)議IP數(shù)據(jù)報網(wǎng)絡(luò)接口和硬件層幀考點18:IP地址(★)基本概念P174為實現(xiàn)計算機互相互通信,必須為每臺計算機都分配一個惟一的地址,稱為IP地址。IP地址格式:網(wǎng)絡(luò)號主機號每個IP地址使用32個二進制位,分為4個字節(jié),每個字節(jié)對應(yīng)一個0~255的十進制整數(shù),數(shù)之間用點分隔。形如:XXX.XXX.XXX.XXX如:6IP地址的分類P175Internet地址根據(jù)網(wǎng)絡(luò)規(guī)模的大小分成五種類型:類別特征(均指二進制表示)X取值范圍規(guī)模A最高位為"0"[0,127]大規(guī)模網(wǎng)絡(luò)B最高兩位為"10"[128,191]規(guī)模適中的網(wǎng)絡(luò)C最高三位為"110"[192,223]小型網(wǎng)絡(luò)D最高四位為"1110"[224,239]組播地址E最高四位為"1111"[240,255]備用特殊的IP地址(從十進制看):主機號為全“0”的網(wǎng)絡(luò)號表示一個物理網(wǎng)絡(luò),不表示某個計算機的地址。主機號為全“1”的網(wǎng)絡(luò)號表示直接廣播地址地址是分配給本機,特指本機。01111111(首字節(jié)表示)注意:主機地址中全0或全1有特殊含義,不能作為普通地址使用。考點19:IP數(shù)據(jù)報與路由器原理IP數(shù)據(jù)報概念P176為了克服網(wǎng)絡(luò)之間異構(gòu)性,IP協(xié)議定義了一種獨立于各種物理網(wǎng)的數(shù)據(jù)包的格式,稱IP數(shù)據(jù)報。IP數(shù)據(jù)報基本格式IP數(shù)據(jù)報由兩部分組成:頭部和數(shù)據(jù)區(qū)。路由器原理P177用于連接異構(gòu)網(wǎng)絡(luò)的基本設(shè)備是路由器。路由器是一臺用于完成網(wǎng)絡(luò)互連專用計算機,它可以把局域網(wǎng)與局域網(wǎng)、局域網(wǎng)與廣域網(wǎng)或兩個廣域網(wǎng)互相連接起來,而且,被連接的這兩個網(wǎng)絡(luò)不必使用同樣的技術(shù)。路由器的任務(wù)是將一個網(wǎng)絡(luò)中源計算機發(fā)出的IP數(shù)據(jù)報轉(zhuǎn)發(fā)到另一個網(wǎng)絡(luò)中的目標(biāo)計算機。因為不同類型物理網(wǎng)絡(luò)使用的幀格式和編址方案各不相同,當(dāng)路由器收到一個IP數(shù)據(jù)包后,它需要完成,路由選擇、幀格式的轉(zhuǎn)換、IP數(shù)據(jù)報的轉(zhuǎn)發(fā)等任務(wù)??键c20:計算機廣域網(wǎng)計算機廣域網(wǎng)組成:廣域網(wǎng)(WAN)是跨越很大地域范圍(從幾十公里到幾千公里)并包含大量計算機的一種計算機網(wǎng)絡(luò)計算機廣域網(wǎng)的基礎(chǔ)之一——點到點遠(yuǎn)程數(shù)字通信線路數(shù)字電話線路:設(shè)計用于傳輸數(shù)字語音,也可以用來傳輸數(shù)據(jù)。光纖高速傳輸干線:一種光纖數(shù)字傳輸線路,采用統(tǒng)一國際標(biāo)準(zhǔn)SDH/SONET。廣域網(wǎng)一般都使用電信局提供的傳輸線路和網(wǎng)絡(luò)設(shè)備構(gòu)建而成,其設(shè)施有三種:電路交換網(wǎng)、專線和分組交換網(wǎng)。P140(★)電路交換網(wǎng):歷史上最長的電路交換網(wǎng)是電話網(wǎng)。交換機為發(fā)送節(jié)點和接受節(jié)點建立一條臨時的通信鏈路供通信雙方使用。通信完畢后立即拆除通信鏈路。專線:為了把地理位置分散的導(dǎo),局域網(wǎng)連接起來,可以租用電信局的中速的數(shù)字遠(yuǎn)程通信線路建立專門的點到點的連接,以實現(xiàn)不間斷通信。分組交換網(wǎng):使用上述兩種缺點是線路使用效率低,費用高。(★)數(shù)據(jù)傳輸系統(tǒng)中有若干個分組交換機,每個分組交換機連接若干通信鏈路,并為每個鏈路準(zhǔn)備一個緩沖區(qū)。數(shù)據(jù)包在網(wǎng)絡(luò)中是一站一站地傳輸,每個分組交換機按照數(shù)據(jù)包的去向不同而進入不同的緩沖區(qū)排隊,當(dāng)空閑時,就從相應(yīng)的緩沖區(qū)中取出一個數(shù)據(jù)包到下一個分組交換機,然后再進行轉(zhuǎn)發(fā),直到數(shù)據(jù)包到達(dá)目的地。目的地計算機則按照數(shù)據(jù)包傳遞編號,將他們重新組裝成為原來形式的數(shù)據(jù)。考點21:主機地址和域名系統(tǒng)P180域名系統(tǒng)(DNS)(★)由于數(shù)字形式的IP地址難以記憶和理解,為此,Internet引入一種字符型的主機命名機制:域名系統(tǒng),用來表示主機的地址。主機名子由一系列“域”及其“子域”組成,子域個數(shù)不超過五個,子域之間用點號分隔,從左到右級別逐級升高。分別為頂級域名(一級域名)、二級域名、三級域名等。典型域名結(jié)構(gòu)如下:主機名.單位名.機構(gòu)名.國家名如:域名,表示中國(cn)教育機構(gòu)(edu)教育學(xué)院(jsie)教務(wù)處主機(jwc)域名系統(tǒng)功能把域名翻譯成IP地址的軟件稱為域名系統(tǒng)(DNS)。(★)一臺主機只能一個IP地址,但可以有多個域名。主機從一個物理網(wǎng)絡(luò)移到另一個網(wǎng)絡(luò)時,其IP地址必須更換,但可以保留原來的域名。(★)考點22:因特網(wǎng)接入技術(shù)P181電話撥號接入:通過本地公用電話網(wǎng)接入計算機網(wǎng)絡(luò),計算機輸入/輸出數(shù)據(jù)均是數(shù)字信號,而本地電話網(wǎng)大多使用模擬信號,兩者之間必須使用一種轉(zhuǎn)換裝置調(diào)制解調(diào)器。.設(shè)備:電話MODEM(調(diào)制解調(diào)器)技術(shù)原理:數(shù)字調(diào)制調(diào)制器功能:把計算機送出的數(shù)字信號變換為適合于在模擬電話信道上傳輸?shù)哪M信號;解調(diào)器功能:把模擬信號恢復(fù)成數(shù)字信號。MODEM最重要性能是數(shù)據(jù)傳輸速率,kbps(千比特/秒),主流產(chǎn)品速率是56k。缺點:傳輸速率低,每次都要撥號,上網(wǎng)時不能通電話,費用不便宜ISDN(綜合業(yè)務(wù)數(shù)字網(wǎng)):通過普通電話的本地環(huán)路向用戶提供數(shù)字語音和數(shù)據(jù)傳輸服務(wù)。不對稱數(shù)字用戶線技術(shù)(ADSL)(★)通過本地公用電話網(wǎng)接入計算機網(wǎng)絡(luò)配置:ADSLModem,以太網(wǎng)網(wǎng)卡原理:頻分多路復(fù)用+數(shù)字調(diào)制ADSL是一種為接受信息遠(yuǎn)多于發(fā)送信息的用戶而優(yōu)化技術(shù);ADSL為下行數(shù)據(jù)流(1~8Mbps)提供比上行數(shù)據(jù)流(64kbps~256kbps)更高的傳輸速率;上網(wǎng)和通話互不影響;上網(wǎng)不需要繳付額外的電話費;傳輸速率可根據(jù)線路情況自動調(diào)整??键c23:有線電視網(wǎng)接入P184考點24:無線接入P185、P186因特網(wǎng)無線接入技術(shù)(三類)的比較接入技術(shù)使用的接入設(shè)備數(shù)據(jù)傳輸速率說明無線局域網(wǎng)(WLAN)接入Wi-Fi無線網(wǎng)卡,無線接入點11Mbps~100Mbps必須在安裝有接入點(AP)的熱點區(qū)域中才能接入GPRS移動電話網(wǎng)接入GPRS無線網(wǎng)卡56kb/s~114kb/s方便,有手機信號的地方就能上網(wǎng),但速率不快、費用較高3G移動電話網(wǎng)接入3G無線網(wǎng)卡幾百kbps~幾Mbps方便,有3G手機信號的地方就能上網(wǎng),但費用較高考點25:常用廣域網(wǎng)類型類型傳輸介質(zhì)數(shù)據(jù)包最大值工作速度適用于X425網(wǎng)(公共分組交換網(wǎng))電話線128B<64kb/s>速度低、數(shù)據(jù)傳輸量小幀中繼網(wǎng)(幀中繼交換網(wǎng))光纖1600B<2Mbps>計算機通信SMDS交換多兆位數(shù)據(jù)服務(wù)9188B高于幀中繼高速數(shù)據(jù)服務(wù)ATM(異步傳輸模式)53B155Mbps或者更高多媒體數(shù)據(jù)服務(wù)考點26:因特網(wǎng)的工作模式因特網(wǎng)的工作模式:采用了目前最流行的客戶/服務(wù)器工作模式。考點27:電子郵件P187電子郵件地址構(gòu)成:郵箱名@郵箱所在主機域名電子郵件組成:頭部:發(fā)送方地址、接收方地址(允許多個)、抄送方地址(允許多個)、主題正文:信件內(nèi)容。使用MIME協(xié)議,允許正文具有豐富的排版格式,還可以在文本中包含圖片、聲音和超級鏈接附件:可以包含一個或多個文件,文件類型任意工作原理:SMTP、POP3電子郵件系統(tǒng)按C/S模式工作,收信人任何時間在任何連接因特網(wǎng)的計算機上都可以檢查并接收郵件。郵件服務(wù)器晝夜不停地與性郵件服務(wù)器程序考點28:遠(yuǎn)程文件傳輸P190采用FTP協(xié)議,把網(wǎng)絡(luò)上一臺計算機中的文件移動或拷貝到另一臺計算機上按C/S模式工作,要求傳輸?shù)目蛻舴?,運行FTP客戶程序,參與文件傳輸?shù)姆?wù)方運行FTP服務(wù)器程序,兩者協(xié)同一次可以傳輸一個文件,也可以傳輸多個文件。FTP服務(wù)器一般都設(shè)置了登錄名和口令,匿名用戶可使用anonymous為登錄名??键c29:Web基本原理P192網(wǎng)頁與HTML語言、主頁(★)網(wǎng)頁是Web服務(wù)器中向用戶發(fā)布的文檔;網(wǎng)頁是采用HTML超文本標(biāo)記語言描述的超文本文檔,后綴為htm或html;主頁是一個單位或個人的主網(wǎng)頁統(tǒng)一資源定位器URL(★)P192用戶運行瀏覽器軟件時,需要使用統(tǒng)一資源定位器URL才能訪問網(wǎng)頁。URL由3部分組成,表示形式為:協(xié)議名稱://主機域名或IP地址[:端口號]/文件路徑/文件名例如:/coursebin/index.phphttp:表示向Web服務(wù)器請求將某個網(wǎng)頁傳輸給用戶的瀏覽器:主機域名指的是提供此服務(wù)的計算機的域名(端口號通常是默認(rèn)的,如:Web服務(wù)器使用的是80,一般不需要給出)。index.php:/文件路徑/文件名指的是網(wǎng)頁在Web服務(wù)器硬盤中的路徑和文件名,可缺省(缺省時以index.html或者default.html作為默認(rèn)的文件名)超鏈HTML文檔最重要特性是支持超鏈。超鏈的鏈源是文本中的任何一個字、詞、句子、圖像。鏈宿可以是另一個Web服務(wù)器上的某個信息資源,它用URL指出,也可是文本內(nèi)部標(biāo)記有書簽的地方。http協(xié)議與Web瀏覽器Web是按客戶/服務(wù)器工作模式。Web服務(wù)器上運行著WWW服務(wù)器程序,它們是信息資源提供者;用戶計算機上運行的是WWW客戶機程序(IE瀏覽器),用來幫助用戶完成信息的查詢與瀏覽??键c30:遠(yuǎn)程登錄P194采用Telnet協(xié)議,用戶通過本地計算機來使用遠(yuǎn)程的大型計算機資源??键c31:計算機網(wǎng)絡(luò)信息安全P199確保信息安全的技術(shù)措施(★)鑒別:對通信雙方的身份和所傳送信息的真?zhèn)文軠?zhǔn)確地進行鑒別訪問控制:控制用戶對信息等資源的訪問權(quán)限,防止未經(jīng)授權(quán)使用資源數(shù)據(jù)加密:保護數(shù)據(jù)秘密,未經(jīng)授權(quán)其內(nèi)容不會顯露(機密性)保證數(shù)據(jù)完整性:保護數(shù)據(jù)不被非法修改,使數(shù)據(jù)在傳送前、后保持完全相同保證數(shù)據(jù)可用性:保護數(shù)據(jù)在任何情況(包括系統(tǒng)故障)下不會丟失防止否認(rèn):防止接收方或發(fā)送方抵賴審計管理:監(jiān)督用戶活動、記錄用戶操作等常用的數(shù)據(jù)加密技術(shù)(機密性)P199①明文是指加密前的原始數(shù)據(jù)(消息),密文是指加密后的數(shù)據(jù),密碼是指將

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