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文檔簡介
1、 WORD 68/68第一章計算機基礎知識分析:考試形式:選擇題和填空題,6個的選擇題和2個填空題共10分,都是基本概念。1.1計算機概述一、計算機的四特點:1具有幫助人們減輕腦力勞動,進行信息處理的特性。2具有普遍適用的特性3有靈活選擇的特性4有正確應用的特性二、計算機發展經歷5個重要階段(它們是并行關系)1大型機階段40-50年代 2小型機階段60-70年代3微型機階段70-80年代4客戶機/服務器階段5Internet階段三、計算機應用領域:1科學計算模擬核爆炸、模擬經濟運行模型、進行中長期天氣預報2事務處理簡單的文字處理、填寫報表、數據檢索、信息管理3過程控制4輔助工程計算機輔助設計C
2、AD、計算機輔助制造CAM、計算機輔助工程CAE、計算機輔助教學CAI、計算機輔助測試CAT5人工智能智能機器人6網絡應用電子、網頁瀏覽、資料檢索、IP、電子商務、電子政務、遠程教育、遠程醫療、網上出版、訂制新聞、娛樂休閑、聊天與虛擬社區7多媒體應用動畫設計、地理信息系統GIS、平面圖像處理12計算機硬件系統(1)一個完整的計算機系統是由硬件系統和軟件系統兩大部分組成。(2)計算機硬件組成四個層次:芯片: 包括微處理芯片、存儲器芯片、芯片組、I/O接口芯片等,是硬件組成最總要的基礎板卡: 即計算機的主板和各種插卡,這些板卡承載著相關芯片與其他元器件,是計算機的骨干整機: 在整機設備的機箱,固定
3、著相關板卡,部件以與相應的布線網絡: 即各種計算機設備通過聯網設備與傳輸線纜形成大大小小的網絡(Internet的硬件設施就是由完整的4層硬件組成的)計算機硬件的種類:A、計算機傳統分類:1、巨型機、大型計算機,中型計算機,小型計算機、微型計算機。2、IEEE1989年分類:大型主機、小型計算機、個人計算機、工作站、巨型計算機、小巨型計算機。B、計算機現實分類:1、服務器處理能力很強,存儲容量很大。并且有高速的輸入輸出通道和聯網能力。處理器由多個高端微處理器芯片組成。*分類:A、按處理器應用劃分:入門級服務器、工作組服務器、部門與服務器、企業級服務器B、按處理器體系結構分:CISC服務器、RI
4、SC服務器、VLIW服務器C、按用途劃分:文件服務器、數據庫服務器、電子服務器、應用服務器D、按機箱結構劃分:臺式服務器、機架式服務器、機柜式服務器、刀片式服務器*刀片式服務器特點:低功耗、空間小、單機售價低等優點。同時它還繼承并發揚了傳統服務器的一些技術指標。具有兩個公認的特點:一是克服了多個服務器集群的麻煩,被稱為集群的終結者;另一個是實現了機柜的優化。2、工作站主要面向計算機輔助設計等專業應用領域。是為滿足工程設計、動畫制作、科學研究、軟件開發、金融管理、信息服務、模擬仿真等領域的需要而設計開發的高性能計算機。3、臺式機 4、筆記本 5、手持設備二、計算機指標:1字長(位數)。8位是一個
5、字節,16位是一個字,32位是一個雙字長,64位是兩個雙字長。指CPU一次能處理寄存器儲存的N位數據2速度。MIPS是表示單字長定點指令的平均執行速度,MFLOPS是考察單字長浮點指令的平均執行速度。3容量。Byte用B表示。4數據傳輸率(帶寬)。Bps用b。5可靠性。平均無故障時間MTBF和平均故障修復時間MTTR來表示。6產品名稱和版本。三奔騰芯片的技術特點:*微處理器簡史:Intel8080(8位)Intel8088(16位)奔騰(32位)安騰(64位)奔騰32位芯片,主要用于臺式機和筆記本,奔騰采用了精簡指令RISC技術。超標量技術。通過置2條U、V(僅精簡指令)整數指令流水線和1條浮
6、點指令流水線,同時執行多個處理,其實質是用空間換取時間。超流水線技術。通過細化流水,提高主頻,使得機器在一個周期完成一個甚至多個操作,其實質是用時間換取空間。經典奔騰每條整數流水線分為四級流水:指令預取,譯碼,執行和寫回結果。浮點流水線分8級流水,前4點同,后4點:二級浮點操作、一級4舍5入與寫回浮點運算、一級為出錯報告分支預測。為提高流水線吞吐率,置分支目標緩存器,動態的預測程序分支的轉移情況。雙CACHE哈佛結構:指令與數據分開。固化常用指令。增強的64位數據總線。部總線是32位,外部總線增為64位。采用PCI標準的局部總線。錯誤檢測與功能冗余校驗技術,前者可在部多處設置偶校驗,以保證數據
7、傳送正確,后者能通過雙工系統的運算結果相比較,判斷是否出現異常操作。置能源效率技術。支持多重處理。與CPU發展相似,由提高主頻到多核處理。四安騰芯片的技術特點:64位處理機,簡明并行指令計算EPIC。奔騰系列為32位,精簡指令技術RISC。286.386復雜指令系統CISC。五主板由五部分組成:CPU、存儲器、總線、插槽以與電源。1、主版的分類:按CPU芯片分類,如486主板、奔騰主辦、奔騰4主板等按CPU插座分類,如Socket 7主板、Slot 1主板等按主板的規格分類,如AT主板、BabyAT主板、ATX主板等按存儲器容量分類,如16MB主板、32MB主板、64MB主板等按芯片集分類,如
8、TX主板、LX主板、BX主板按是否即插即用分類,如PnP主板、非PnP主板等按系統總線的帶寬分類,如66MHz主板、100MHz主板等按數據端口分類,如SCSI主板、EDO主板、AGP主板等按擴展槽分類,如EISA主板、PCI主板、USB主板等按生產廠家分類,如聯想主板、華碩主板、技嘉主板等六網卡(也稱適配卡)主要功能:實現與主機總線的通信連接,解釋并執行主機的控制命令。實現數據鏈路層的功能,如形成數據幀,差錯校驗,發送和接收等。實現物理層的功能,如對發送信號的傳輸驅動、對進來信號的偵聽與接收、對數據的緩存以與串行/并行轉換等。13計算機軟件的組成1基本概念:由程序(指令序列組成)和相關文檔構
9、成。分系統軟件和應用軟件(核心是操作系統)軟件是用戶與計算機硬件系統之間的橋梁。軟件就是指令序列以代碼形式儲存儲存器中。這些指令序列就是程序。2常用應用軟件:字處理:Word(微軟)、WPS(金山);電子表格:Excel(微軟)、Lotus1-2-3(Lotus)、數據庫:Access(微軟)、Lotus Approach(Lotus);投影演示:Powerpoint(微軟);桌面出版:Publisher(微軟)、PageMaker(Adobe);瀏覽器:InternetExplorer(微軟)、Communicator(Netscape即網景)、Firefox(火狐);金山WPS2000已不
10、是單純的字處理軟件,而是集成的辦公系統軟件,類似于微軟Office組件。3軟件開發過程(三個階段):計劃階段:分為問題定義、可行性研究(是決定軟件項目是否開發的關鍵)開發階段:在開發前期分為需求分析、總體設計、詳細設計三個子階段,在開發后期分為編碼、測試兩個子階段。前期必須形成的文檔有:軟件需求說明書,軟件設計規格說明書;后期主要形成各種報告。運行階段:主要任務是軟件維護。為了排除軟件系統中仍然可能隱含的錯誤,擴充軟件功能。4、把高級語言源程序翻譯成機器語言目標程序的工具,有兩種類型:解釋程序與編譯程序。解釋程序就是把源程序輸入一句,翻譯一句,執行一句,并不成為整個目標程序,速度慢。編譯程序是
11、把輸入的整個源程序進行全部的翻譯轉換,產生出機器語言的目標程序,然后讓計算機執行從而得到計算機結果,速度快14多媒體媒體的概念與分類: (1)媒體的概念:信息的載體(2)媒體的分類:傳輸媒體、表現媒體、表示媒體、感覺媒體1基本概念:有聲有色的信息處理與利用技術。2多媒體技術分為偏軟件技術和偏硬件技術。3多媒體硬件系統的基本組成有:CD-ROM 具有A/D和D/A轉換功能具有高清晰的彩色顯示器具有數據壓縮和解壓縮的硬件支持4. 音頻流和視頻流之間的同步叫做“唇同步”,要求音視頻之間的偏移在80ms;打等音頻業務,允許的最大時延0.25s,時延抖動小于10ms,否則通話不暢。5多媒體的關鍵技術:數
12、據壓縮和解壓縮技術。JPEG:實用與連續色調,多級灰度,彩色或單色靜止圖象。 MPEG:包括視頻、音頻和系統,考慮音頻和視頻同步。 P64標準:CCITT的H.261號建議,P為可變參數,目標是可視和視頻會議,可覆蓋整個ISDN信道。按壓縮前后圖像的差別可分為無損(信息熵編碼法)和有損壓縮(預測編碼法、變換編碼法、矢量量化編碼法),按照原理分為熵編碼(無損)、源編碼(有損)、混合編碼。芯片和插卡技術。多媒體操作系統技術。多媒體數據管理技術。超文本就是收集、儲存和瀏覽離散信息以與建立和表現信息之間關系的技術。當信息不限于文本時,稱為超媒體。超媒體技術是一種典型的數據管理技術,它是由稱之為結點(n
13、ode)和表示結點之間聯系的鏈(link)組成的有向圖(網絡),用戶可以對其進行瀏覽、查詢和修改等操作。A、結點:表達信息的基本單位,一個結點可以是文本、圖形、動畫、圖像、音頻、視頻。B 、:建立結點之間信息聯系的指針,它定義了超媒體的結構,提供瀏覽、查詢結點的能力,是超媒體的特征。6超媒體系統的組成:編輯器。編輯器可以幫助用戶建立,修改信息網絡中的結點和鏈。導航工具。一是數據庫那樣基于條件的查詢,一是交互樣式沿鏈走向的查詢。超媒體語言。超媒體語言能以一種程序設計方法描述超媒體網絡的構造,結點和其他各種屬性。7.流(式)媒體:把整個音頻、視頻、3D等多媒體文件經過特殊壓縮,形成一個個壓縮包,由
14、視頻服務器向用戶計算機連續、實時地依次傳送。服務模式:P2P服務模式。優點:不需要Internet路由器和網絡基礎設施的支持,因此性價比高、易于部署。其次可以上傳特點:連續性、實時性、時序性。主要技術目標:通過一定的技術手段實現在數據網絡上的有效地傳遞多媒體信息流。第二章 網絡技術基礎分析:本章約7個選擇題和3個填空題,約13分,都是基本概念。21計算機網絡的形成與發展計算機網絡形成與發展大致分為如下4個階段:1第一個階段可以追述到20世紀50年代。為計算機網絡的產生做好理論與技術方面的準備。2第二個階段以20世紀60年代美國的APPANET與分組交換技術為重要標志。為互聯網的形成奠定了基礎。
15、3第三個階段從20世紀70年代中期開始。對網絡體系理論的形成起重要的作用。4第四個階段是20世紀90年代開始。22計算機網絡的定義(廣義定義計算機通信網絡、資源共享的觀點和用戶透明性觀點定義分布式計算機系統)一計算機網絡的定義(資源共享觀點):以能夠相互共享資源的方式互連起來自治計算機系統的集合。表現特征:計算機網絡建立的主要目標是實現計算機資源的共享。互聯的計算機是分布在不同地理位置的多臺獨立的“自治計算機”。我們判斷計算機是否互連成計算機網絡,主要是看它們是不是獨立的“自治算機”。 聯網計算機之間的通信必須遵循共同的網絡協議。二計算機網絡的分類按覆蓋地理圍和規模分:局域網(LAN)、城域網
16、(MAN)、廣域網(WAN)。1、局域網A、局域網用于將有限圍的各種計算機、終端與外部設備互聯成網。B、按照采用技術、應用圍和協議標準的不同,分為:共享局域網、交換局域網。C、局域網技術的發展非常迅速并且應用日益廣泛,是計算機網絡中最為活躍的領域之一。D、從局域網的應用角度來看,局域網的技術特點主要表現在以下幾個方面:局域網覆蓋有限的地理圍,它適用于機關、校園、工廠等有限圍的計算機、終端與各類信息處理設備聯網的需求。局域網提供高數據傳輸速率(10Mbps10Gbps)、低誤碼率的數據傳輸環境。局域網一般屬于一個單位所有,易于建立、維護與擴展。從介質訪問控制方法的角度來看,局域網可以分為共享介質
17、式局域網和交換式局域網;從使用的傳輸介質類型的角度來看,局域網可以分為使用有線介質的局域網和使用無線通信信道的無線局域網。2、城域網A、城市地域網絡常簡稱為城域網。B、城域網是介于廣域網與局域網之間的一種高速網絡。C、城域網的設計目標是滿足幾十千米圍的大量企業、機關、公司的多個局域網的互聯需求,以實現大量用戶之間的數據、語音、圖形與視頻等多種信息傳輸。3、廣域網A、廣域網又稱遠程網,所覆蓋的地理圍從幾十公里到幾千公里。B、廣域網的通信子網可以利用公用分組交換網、衛星通信網和無線分組交換網、將分布在不同地區的計算機系統互聯起來,以達到資源共享的目的。*計算機網絡要完成兩大基本功能:數據處理與數據
18、通信。因此,計算機網絡在結構上必然分成兩個部分:負責數據處理的主計算機與終端;負責數據通信處理的通信控制處理設備與通信線路。從計算機網絡組成的角度看,典型的計算機網絡從邏輯功能上可以分為兩部分:資源子網和通信子網。三計算機網絡拓撲構型1定義:計算機網絡拓撲是通過網中結點與通信線路之間的幾何關系表示網絡結構,反映出網絡中各實體間的結構關系。*拓撲設計是計算機網絡的第一步,也是實現各種網絡協議的基礎,它對網絡性能、系統可靠性與通信費用都有重大影響。計算機網絡的拓撲主要是指通信子網的拓撲構型。2分類:根據通信子網信信道的類型,網絡拓撲結構可以分為兩類廣播信道通信子網的拓撲:一個公共的通信信道被多個網
19、絡結點共享。采用廣播信道通信子網的基本拓撲構型有四種:總線型、樹型、環型、無線通信與衛星通信型。點對點線路通信子網的拓撲:每條物理線路連接兩個結點。采用點對點線路的通信子網的基本拓撲構型有四種:星型、環型、樹型與網狀型。3點對點線路通信子網的拓撲A、星型拓撲(中心結點控制全網的通信,任何兩結點之間的通信都要通過中心結點。結構簡單、易于實現、便于管理。但是網絡的中心結點是全網可靠性的瓶頸,中心結點的故障可能造成全網癱瘓)B、環型拓撲(環中數據將沿一個方向逐站傳送。結構簡單、傳輸延時確定。環中每個結點與連接結點之間的通信線路都會成為網絡可靠性的瓶頸。環中任何一個結點出現線路故障,都可能造成網絡癱瘓
20、。環結點的加入和撤出過程都比較復雜。)C、樹型拓撲(結點按層次進行連接,信息交換主要在上下結點之間進行,相鄰與同層結點之間一般不進行數據交換或數據交換量小。可以看成是星型拓撲的一種擴展,樹型拓撲網絡適用于匯集信息的應用要求。)D、網狀型拓撲(又稱無規則型。結點之間的連接是任意的,沒有規律。主要優點是系統可靠性高。但是結構復雜,必須采用路由選擇算法與流量控制方法。目前實際存在與使用的廣域網結構基本上都采用網狀型拓撲構型。)四數據傳輸速率和誤碼率(描述計算機網絡傳輸特性的參數)描述數據通信的基本技術參數有兩個:數據傳輸率與誤碼率A、數據傳輸速率1數據傳輸速率的定義:在數值上等于每秒鐘傳輸構成數據代
21、碼的二進制比特數,單位為比特/秒(bit/s),記作bps.對于二進制數據,數據傳輸速率為:S = 1 / T(bps)其中,T為發送1 bit所需要的時間.2帶寬與數據傳輸速率:奈奎斯特(Nyquist)準則:信號在有限帶寬、無噪聲的信道中傳輸時,對于二進制信號的最大數據傳輸率Rmax與通信信道帶寬B(B=f,單位是Hz)的關系可以寫為:Rmax = 2 * f(bps)香農定理:香農定理則描述了有限帶寬、有隨機熱噪聲信道的最大傳輸速率與信道帶寬、信號噪聲功率比之間的關系.在有隨機熱噪聲的信道上傳輸數據信號時,數據傳輸率Rmax與信道帶寬B,信號與噪聲功率比S/N關系為:Rmax = B *
22、 log2(1 + S/N)其中:B為信道帶寬,S為信號功率,N為噪聲功率。B、誤碼率誤碼率是二進制碼元在數據傳輸系統中被傳錯的概率,在數值上近似等于Pe = Ne / N式中:N為傳輸的二進制碼元總數,Ne為被傳錯的碼元數。*在理解誤碼率定義時,應注意以下幾個問題。(1)誤碼率應該是衡量數據傳輸系統正常工作狀態下傳輸可靠性的參數.(2)對于一個實際的數據傳輸系統,不能籠統地說誤碼率越低越好,要根據實際情況提出誤碼率要求;在數據傳輸速率確定后,誤碼率越低,傳輸系統設備越復雜,造價越高。(3)對于實際數據傳輸系統,如果傳輸的不是二進制碼元,需要折合成二進制碼元來計算.差錯的出現具有隨機性,在實際
23、測量一個數據傳輸系統時,只有被測量的傳輸二進制碼元數越大,才會越接近于真正的誤碼率值.2.3、分組交換技術的基本概念在早期廣域網的通信子網數據交換方式中,可以采用的方法有兩類:電路交換、儲存轉發交換。存儲轉發交換又可以分為兩類:報文存儲轉發交換(報文交換)與報文分組存儲轉發交換(分組交換)。電路交換的通信過程:線路建立階段、數據傳輸階段、線路釋放階段。*電路交換方式的優點是:通信實時性強,適用于交互式會話類通信。電路交換方式的缺點是:對突發性通信不適應,系統效率低;不具備存儲數據的能力,不能平滑通信量;不具備差錯控制能力,無法發現和糾正傳輸過程中發生的差錯。在實際應用中,分組交換技術可以分為兩
24、類:數據報(DG)和虛電路(VC)。數據報方式:數據報是報文分組存儲轉發的一種形式。在數據報方式中,分組傳輸前不需要預先在源主機與目的主機之間建立“線路連接”。源主機發送的每個分組都可以獨立選擇一條傳輸路徑,每個分組在通信子網中可能通過不同的傳輸路徑到達目的主機。數據包方式的工作過程分為以下幾個步驟:源主機(主機A)將報文分成多個分組P1,P2,依次發送到直接相連的通信控制處理機A(即結點A)。結點A每接到一個分組都要進行差錯檢測,以保證主機A與結點A的數據傳輸正確;結點A接收到分組P1,P2,以后,它需要為每個分組進行路由選擇。由于網絡通信狀態是不斷變化的,分組P1的下一個結點可能選擇結點C
25、,分組P2的下一個結點可能選擇結點D,因此報文的不同分組通過子網的路徑可能不同。結點A向結點C發送分組P1時,結點C要對P1進行差錯校驗。如果P1傳輸正確,結點C向結點A發送確認信息ACK;結點A接收到結點C的ACK信息后,確認P1已經正確傳輸,這時它就可以丟掉P1的副本。分組P1通過通信子網中多個結點存儲轉發,最終正確到達目的主機(主機B)數據包方式主要有以下幾個特點。同一報文的不同分組可以經過不同的傳輸路徑通過通信子網。同一報文的不同分組到達目的結點時可能出現亂序、重復和丟失現象。每個分組在傳輸過程中都必須帶有目的地址和源地址。數據報方式的傳輸延遲較大,適用于突發性通信,不適用于長報文、會
26、話式通信。虛電路方式:虛擬電路方式試圖將數據報與電路交換結合起來,發揮這兩種方法各自的優點,以達到最佳的數據交換效果。虛電路是傳輸分組時建立邏輯連接,工作過程分為虛電路建立、數據傳輸、虛電路拆除三個階段。虛電路的方式主要有以下幾個特點在每次分組傳輸前,需要在源主機與目的主機之間建立一條邏輯連接。由于連接源主機與目的主機的物理鏈路已經存在,因此不需要真正去建立一條物理鏈路。一次通信的所有分組都通過虛電路順序傳送,因此分組不必帶目的地址、源地址等信息。分組到達目的結點時不會出現丟失、重復與亂序的現象。分組通過虛電路上的每個結點時,結點只需要進行差錯校驗,而不需要進行路由選擇。通信子網中的每個結點可
27、以與任何結點建立多條虛電路連接。虛電路方式與電路交換方式的區別是:虛電路是在傳輸分組時建立邏輯連接,稱之為“虛電路”是因為這種電路不是專用的。每個結點可以同時與多個結點之間具有虛電路,每條虛電路支持這兩個結點之間的數據傳輸。由于虛電路方式具有分組交換與電路交換的優點,因此在計算機網絡中得到廣泛的應用。24、網絡體系結構與網絡協議的基本概念一網絡體系結構的基本概念1、網絡協議是為網絡數據傳遞交換而制定的規則、約定與標準。由三部分組成 :(1)語法,即用戶數據與控制信息的結構和格式;(2)語義,即需要發出何種控制信息,以與完成的動作與做出的響應; (3)時序,即對事件實現順序的詳細說明。2將計算機
28、網絡層次模型和各層協議的集合定義為計算機網絡體系結構,(體系結構是抽象的,而實現是具體的,是能夠運行的一些硬件和軟件。)第一個為IBM的系統網絡體系結構SNA。3計算機網絡中采用層次結構的好處:各層之間相互獨立;靈活性好;各層都可以采用最合適的技術來實現,各層實現技術的改變不影響其他各層;易于實現和維護; 有利于促進標準化 二ISO/ OSI參考模型1、OSI參考模型的基本概念國際標準化組織(ISO)發布的最著名的ISO標準是ISO/IEC 7498,又稱X.200建議。該體系結構標準定義了網絡互連的七層框架,即開放系統互連(OSI)參考模型。在這一框架下進一步詳細規定了每一層的功能,以實現開
29、放系統環境中的互聯性、互操作性和應用的移植性。在OSI中,采用分層的體系結構方法將整個龐大而復雜的問題劃分為若干個容易處理的小問題,采用了三級抽象,既體系結構,服務定義,協議規格說明。劃分層次的原則是:(1)網中各結點都有一樣的層次。(2)不同結點的同等層具有一樣的功能。 (3)同一結點相鄰層之間通過接口通信。(4)每一層使用下層提供的服務,并向其上層提供服務。 (5)不同結點的同等層按照協議實現對等層之間的通信。OSI七層:物理層:利用物理傳輸介質為數據鏈路層提供物理連接,以便透明的傳遞比特流。數據鏈路層:在通信實體之間建立數據鏈路連接,傳送以幀為單位的數據,采用差錯控制,流量控制方法,使有
30、差錯的物理線路變成無差錯的數據鏈路。網絡層:通過路由選擇算法,為分組通過通信子網選擇最適當的路徑。實現路由選擇、擁塞控制和網絡互連功能。傳輸層:是向用戶提供可靠的端到端服務,透明的傳送報文。是最關鍵的一層。會話層:組織兩個會話進程之間的通信,并管理數據的交換。表示層:處理在兩個通信系統換信息的表示方式。應用層:應用層是OSI參考模型中的最高層。確定進程之間通信的性質,以滿足用戶的需要。三TCP/IP參考模型與協議特點:開放的協議標準,可以免費使用,并且獨立于特定的計算機硬件與操作系統。 獨立于特定的網絡硬件;統一的網絡地址分配方案;標準化的高層協議,可以提供多種可靠的用戶服務。TCP/IP參考
31、模型的分層:A應用層B傳輸層(端端通信)C互連層(報文分組、路徑、擁塞)D主機-網絡層。TCP/IP參考模型和OSI模型的對應關系:1應用層應用層、表示層、會話層 2傳輸層傳輸層 3 互聯層網絡層 4主機網絡層數據鏈路層、物理層TCP/IP參考模型各層次的功能和協議互連層:主要是負責將源主機的報文分組發送到目的主機,源主機與目的主機可以在一個網上,也可以在不同的網絡中。功能:1處理來自傳輸層的分組發送請求。2處理接受的數據報。3處理互連的路徑、流控與擁塞問題。傳輸層:主要功能是負責應用進程之間的端到端的通信。TCP/IP模型的傳輸層定義了傳輸控制協議TCP和用戶數據報協議UDP。TCP協議是一
32、種可靠的面向連接的協議;UDP協議是一種不可靠的無連接協議。應用層:包括所有高層協議,應用層協議主要包括:遠程登錄協議(Telnet),用于實現互聯網中的遠程登陸功能。文件傳輸協議(FTP),用于實現互聯網中的交互式文件傳輸功能。簡單傳輸協議(SMTP),用于實現互聯網中的電子發送功能。域名服務(DNS),用于實現網絡設備名字到IP地址映射的網絡服務。路由信息協議(RIP),用于網絡設備之間交換路由信息。網絡文件系統(NFS),用于網絡中不同主機間的文件共享。超文本傳輸協議( ),用于實現互聯網中的WWW服務。2.5互聯網應用的發展1搜索引擎(運行在WEB上的應用軟件系統)技術2.播客與博客技
33、術:播客是基于互聯網的數字廣播技術之一。播客錄制的是網絡廣播或類似的網絡語音廣播節目,用戶可以將網上的廣播節目下載到自己的隨身聽,同時用戶也可以自己錄制節目在網上與他人分享。分三類:傳統廣播節目的播客、專業播客提供商和個人播客。世界上第一個專業播客是亞當.利科的“每日源代碼”,我國第一個專業播客是“土豆網”。播客技術帶來的變化:使廣播從單純的語音向語音和視頻結合的方式,聽眾成為主動參與、增強主動性和互動性;不限時;個人可制作博客(blog)既網絡日志或網志,是以文章形式在互聯網上實現信息共享。分四類:以個人的記事、表達、為主的個人博客;以共同關心一類問題的人或團體組成的博客社區;以學術專題討論
34、為主形成的關于技術研討或知識研究所的博客社區;以新聞實時發表、與評論的博客社區。3.網絡電視:是通過寬帶IP網絡傳播的,可以實現與用戶的互動點播,同時也可以方便地將電視服務與WWW、E-MAIL以與其他互聯網技術結合起來。推進“三網結合”是指寬帶通信網、數字電視網和下一代互聯網。4.P2P技術應用:文件共享、多媒體傳輸、即時通信(典型應用)、數據存取、協同工作、P2P搜索以與P2P分布式計算。2.6、無線網絡的研究與應用寬帶無線接入技術IEEE802.16,分為移動接入和固定接入;無線局域網IEEE802.11四個應用領域:作為傳統局域網的擴充、建筑物間互聯、漫游訪問與特殊網絡;按采用的傳輸技
35、術分三類:紅外線局域網、擴頻局域網和窄帶微波局域網藍牙技術IEEE802.15,是無線自組網技術的一種應用,具有自組能力;無線自組網是一種自組織、對等式、多跳的無線移動網絡,又稱移動Ad hoc網絡,是在分組無線網的基礎上發展起來,是由一組用戶組成、不需要基站的移動通信模式。發展趨勢:無線傳感器網絡和無線網格網。般有6個的選擇題2個填空題約10分。41網絡操作系統的特點網絡操作系統簡單的說,它是用戶與網絡資源的接口,它是負責管理整個網絡資源和方便網絡用戶的軟件集合。一、單機操作系統1、操作系統的定義操作系統是最靠近硬件的一層系統軟件,它是用戶與計算機之間的接口。操作系統的任務是改善人機界面、管
36、理全部資源、控制程序運行、支持應用軟件等。這可以概括為兩方面:一是把硬件裸機擴展為一臺容易使用的虛擬機,為應用程序提供運行環境,為用戶提供簡單方便的工作界面;二是成為計算機的資源管理器,使計算機資源的利用率更高,使上層的應用程序可以獲得比硬件提供的功能更多的支持。2、操作系統的管理功能包括多方面的管理功能:進程與處理機管理、作業管理、存儲管理、設備管理、文件管理等。1)進程管理:進程(Process)是所有操作系統的一個基本概念,所謂進程就是一個將執行的程序,它附有該進程的地址空間(存放程序、數據以與進程進行讀寫的存儲空間)、相應的寄存器組(程序計數器、棧指針等)以與運行程序所需要的其他信息。
37、操作系統必須提供一種啟動進程的機制: DOS中是EXEC函數,無分時機制。 Windows是CreateProcess函數,有分時機制。2)存管理:操作系統的存儲管理功能是管理存資源,主要實現存的分配與回收、存儲保護以與存的擴充等。存管理的目標是給每一個應用程序分配所必需的存空間,而又不占用其他應用程序的存。DOS的存管理運行在實模式下。Windows的存管理運行在保護模式下,當存不夠用時,可從硬盤的空閑空間生成虛擬存以供使用。Windows存管理的另一個任務是采取某些步驟以阻止應用程序訪問不屬于它的存。3)文件系統:文件系統是操作系統最重要的組成部分之一,它負責管理在硬盤和其他大容量存儲設備
38、中存儲的文件,通過文件管理向用戶提供創建文件、刪除文件、讀寫文件、打開和關閉文件等功能。要從一個文件讀數據,應用程序首先要調用操作系統函數并傳送文件名,再選擇一個到該文件的路徑來打開文件。該函數取回一個順序號,即文件句柄(File Handle)。該文件句柄對于打開的文件是唯一的識別依據。操作系統所以能夠找到磁盤上的文件,是因為有磁盤上的文件名與存儲位置的記錄。DOS中叫文件分配表(FAT);Windows中叫虛擬文件分配表(VFAT), IBM的OS/2中叫高性能文件系統HPFS。4)設備I/O:操作系統的設備管理負責分配和回收外部設備,以與控制外部設備按用戶程序的要求進行操作。設備I/O是
39、操作系統的又一個重要角色。3操作系統的結結構操作系統通常有4類組件:驅動程序、核、接口庫和外圍組件。驅動程序是最底層的、直接控制和監視各類硬件的部分,職責是隱藏硬件的具體細節,并向其他部分提供一個抽象的、通用的接口。核是操作系統的核心部分,運行于最高特權級,負責提供基礎性、結構性的功能。接口庫是一系列特殊的程序庫,是最靠近應用程序的部分,職責是把系統所提供的基本服務包裝成應用程序能夠使用的應用編程接口(API)。外圍組件是操作系統中除以上3類以外的所有其他部分,通常是用于提供特定高級服務的組件。常見的操作系統結構有:簡單結構、層次結構、微核結構、垂直結構和虛擬機結構。*核結構核(kernel)
40、是操作系統最核心、最基礎的組件,因而核結構往往對操作系統的外部特性以與應用領域有著一定程度的影響。核結構可以分為單核、微核、超微核以與外核等。單核結構是操作系統中各核心部件混居的形態,該結構的歷時最長,是操作系統核與外圍分離時的最初形態。微核結構是20世紀80年代產生的較新的核結構,強調結構性部件與功能性部件的分離。20世紀末,基于微核結構,又發展出了超微核與外核等多種結構。大部分UNIX、LINUX以與Windows幾乎都采用單核結構,而Windows NT則是基于改良的微核結構。還有一些嵌入式系統使用了外核結構。二、網絡操作系統(NOS)1、概念:網絡操作系統是指能使網絡上各個計算機方便而
41、有效的共享網絡資源,為用戶提供所需要的各種服務的操作系統軟件。2、功能:除具備單機操作系統所需的功能(如CPU管理、文件管理、存管理、輸入/輸出設備管理等)外,還應提供高效而可靠的網絡通信能力,并提供多項網絡服務功能,如遠程打印、文件傳輸、電子、遠程管理等。3基本任務:屏蔽本地資源與網絡資源的差異性。 為用戶提供各種基本網絡服務功能。實現網絡系統資源的共享管理。提供網絡系統的安全保障。4、基于Web的操作系統(Web OS)Web OS是一個運行在網頁瀏覽器中的虛擬操作系統。更精確的說,Web OS是一個運行在網頁瀏覽器中的應用程序集合,這些應用程序一同來模擬、取代或在很大程度上來補充桌面操作
42、系統的環境。4.2網絡操作系統的演變1、早期的網絡操作環境早在大型計算機時代,IBM公司、寶來公司、優利公司就曾提供過各自完備的網絡環境,例如,IBM依靠自己單一的產品,提出了系統網絡體系結構(SNA),提供了操作連接、共享應用程序和網絡環境的各種工具,不過這些網絡環境有許多專用硬件的限制。2、網絡操作系統的形成20世紀80年代初,Novell公司、Banyan公司進入NOS市場。網絡環境開始出現更大的自由度,具有簡單文件服務和打印服務的NOS登上歷史舞臺,NOS的雛形網絡特性開始出現。20世紀90年代中期,Artisoft公司和Performance Technology公司推出可運行于多種
43、類型服務器的客戶端軟件,NOS市場開始向集成網絡環境的方向發展。不久,Novell公司、Banyan公司的簡單文件與打印服務的NOS逐漸退出市場。當時的4種NOS有:Novell的NetWare4.1(有高級文件與打印功能和強大的目錄與名字服務)。IBM公司的OS/2 Warp Server Advanced(除基本的打印服務外,還提供了LAN遠程訪問軟件和實用程序,可進行系統管理、軟件發布、軟硬件檢測和網絡備份與恢復,但缺乏強大的目錄服務)Banyan公司的Vines 6.0(通過精心設計的StreeTalk 提供了當時最強大的目錄服務功能)Microsoft公司緊跟潮流,奮起直追。Micr
44、osoft Windows NT Server 3.51 具有良好的文件與打印能力,優秀的應用程序服務以與可選的數據庫、主機連接和管理應用程序,幾乎提供了網絡操作環境所需的一切功能。但是沒有全局性的目錄服務功能。3、當前的網絡操作環境現在的網絡操作系統都是NOS與Internet的綜合技術。強大的文件與打印服務仍然是大多數NOS的標準服務。借助于Internet的門戶Yahoo等,使組合的目錄、容服務更加簡化。現在的NOS還包括多用戶、多任務、多進程。采用多線程處理方式,避免兩個進程并行處理所帶來的問題。線程相對于進程而言,需要較少的系統開銷,其管理比進程易于進行。支持SMP(對稱多處理)技術
45、是對現代網絡操作系統的基本要求。4.3網絡操作系統(NOS)的類型與功能一、網絡操作系統分為兩類:一般來說,網絡操作系統可以分為兩類:專用型NOS與通用型NOS。專用型網絡操作系統是為某一種特殊網絡應用要求而設計的。通用型網絡操作系統能提供基本的網絡服務功能,滿足用戶在各個領域的應用需求。通用型網絡一般又分為兩類:變形級系統:在原有的單機操作系統基礎上,通過增加網絡服務功能構成的。基礎級系統:是以計算機硬件為基礎,根據網絡服務的要求,直接利用硬件與少量軟件資源專門設計的網絡操作系統。二、網絡操作系統的結構NOS結構的發展:由對等結構向非對等結構演變。1.對等結構NOS:所有聯網結點的地位平等,
46、安裝在每個結點的操作系統軟件一樣,聯網計算機的資源在原則上都是可以相互共享的。優點:結構相對簡單、網中的任何結點間均能直接通信。缺點:每個結點既要當工作站使用又要完成服務器的功能,負荷很重。支持的網絡系統規模比較小。提供服務:共享硬盤、共享打印機、收發電子、共享屏幕與共享CPU。2.非對等結構NOS把聯網結點分為:網絡服務器和網絡工作站或客戶機。因此,典型的局域網可以看成由3個部分組成:網絡服務器、網絡工作站與通信設備。3.硬盤服務器硬盤服務器將共享的硬盤空間劃分成多個虛擬盤體,虛擬盤體可以分為3個部分:A.專用盤體可以分配給不同用戶,用戶可以通過網絡命令將專用盤體到工作站,用戶可以通過口令、
47、盤體的讀寫屬性與盤體屬性,來保護存放在專用盤體上的用戶數據。B.公用盤體為只讀屬性,它允許多用戶同時進行讀操作。C.共享盤體為可讀可寫屬性,它允許多用戶同時進行讀寫操作。4文件服務器基于文件服務的網絡操作系統,分為兩部分:1 文件服務器具有分時系統文件管理的功能,支持文件的概念與標準的文件操作,提供網絡用戶訪問文件、目錄的并發控制和安全措施。能為網絡用戶提供完善的數據、文件和目錄服務。2 工作站軟件。5.應用服務器用于集中管理局域網中的共享資源。三、網絡操作系統的基本功能:文件服務(最重要最基本功能,以集中方式管理共享文件。網絡工作站根據規定的權限對文件進行讀寫與其他操作)。打印服務。數據庫服
48、務(結構化查詢語言SQL)。通信服務。信息服務。分布式服務。網絡管理服務(網絡性能分析、網絡狀態監控、存儲管理)。Internet/Intranet服務。4.4 Windows網絡操作系統:網絡操作系統的種類:WindowsNT、Unix、LinuxWindows NT是32位操作系統,存可達4GB,只有一個主域控制器。1.發展: Windows NT 3.51 Windows NT 4.0 Windows NT 5.02.組成:Windows NT server,服務器軟件;Windows NT Workstation,工作站軟件3.Windows NT server是以域為單位實現對網絡資
49、源的集中管理,只有一個主域控制器, 負責為域用戶與用戶組提供信息。還有其他后備控制域,提供系統容錯,保存域用戶與用戶組信息的備份。Windows NT版本中一直不變的是工作組模式(對等式網絡)、域模式(非對等式網絡)。4.Windows NT的特點:域特性 存管理和多任務(采用線程進行管理,通過搶占式實現多任務)特性開放式的體系結構:置NetBui協議、NWlink協議、TCP/IP協議、數據鏈路(DLC)協議置管理功能 集中式管理 用戶工作站管理5.Windows NT的優缺點優點:兼容性好,可靠性高,便于安裝與使用,優良的安全性。 缺點:管理復雜,開發環境不能令人滿意6Windows 20
50、00 ServerWindows 2000的新增功能:活動目錄服務,采用多主復制方式。域仍是基本的管理單位,但增加了新功能。4.5 NetWare網絡操作系統1.發展: NetWare 3.11 NetWare 4.11 NetWare 5.02單用戶單任務,首次引入容錯功能的網絡操作系統,其文件服務與打印服務對應于ISO/OSI參考模型的應用層與表示層。3.特點: NetWare操作系統是以文件服務器為中心的,它由三個部分組成:文件服務器核(實現Netware核心協議NCP,提供Netware所有核心服務,負責對網絡工作站網絡服務請求的處理),工作站外殼與低層通信協議。4、NetWare的文
51、件系統:通過目錄文件結構組織在服務器硬盤上的所有目錄與文件,實現了多路硬盤的處理和高速緩沖算法,加快了硬盤通道的訪問速度,提高了硬盤通道的吞吐量和文件服務器的效率。文件系統:所以的目錄與文件都建立在服務器硬盤上以卷為單位的文件系統。加快了硬盤通道的訪問速度,采用的訪問機制有目錄Cache、目錄Hash、文件Cache、后臺硬盤、電梯查找算法與多硬盤通道提高了硬盤通道的吞吐量和文件服務器的效率。訪問一個文件的路徑為: 文件服務器名卷名:目錄名子目錄名文件名用戶類型:網絡管理員 組管理員 網絡操作員 普通用戶安全保護方法:NetWare的四級安全機制:注冊安全性 用戶信任者權限信任者權限屏蔽最大
52、目錄與文件屬性系統容錯技術。三級容錯機制: SFTI針對硬盤表明磁介質因多次讀寫可能出現的故障,采用了雙重目錄與文件分配表,磁盤熱修復與寫后讀驗證等措施; SFTII針對硬盤或硬盤通道故障,包括硬盤鏡像與硬盤雙工功能; SFTIII提供了文件服務器鏡像功能。事務跟蹤系統NetWare的事務跟蹤系統用來防止在寫數據庫記錄的過程中因為系統故障而造成數據丟失UPS監控:為了防止網絡供電系統電壓波動或突然中斷而采取的一種防備措施。NetWare的優缺點:支持多種拓撲機構,具有強容錯能力。優點:強大的文件與打印服務能力;良好的兼容性與系統容錯能力;比較完備的安全措施。缺點:工作站的資源無法直接共享、安裝
53、與維護管理比較復雜。Intranet Ware操作系統支持IP協議,支持因特網服務IntranetWare操作系統是NOVELL公司為企業部網絡提供的一種綜合性網絡平臺用戶通過IP與IPX來訪問企業部網絡資源。其主要特點有:a、IntranetWare操作系統能建立功能強大的企業部網絡。b、能保護用戶現有的投資。c、能方便的管理網絡與保證網絡安全。d、能集成企業的全部網絡資源。e、能大大減少網絡管理的開支。4.6 Unix網絡操作系統1.1969年誕生于美國貝爾實驗室。2.版本:系統5、BSD4.33.特點:多用戶、多任務操作系統 用C語言編寫系統易讀、易修改、易移植 提供了豐富的系統調用,整
54、個系統的實現十分緊湊、簡潔、優美。提供了強大可編程Shell語言、簡潔高效采用了樹型文件系統,具有良好的安全性、性和可維護性提供多種通信機制 采用進程對換的存管理機制和請求調頁的存儲管理方式,實現了虛擬存儲管理,提高了存的使用效率。4.系統結構:分兩大部分,一部分是操作系統的核,另一部分是核外程序。核部分又由文件子系統和系統子系統兩部分組成。Unix的標準化:IEEEPOSXX。兩大陣營:Unix國際(UI),以AT&T和Sun公司為首;開放系統基金會(OSF),以IBM 、HP、 DEC為首。1993年3月成立”公共開放軟件環境”組織(COSE)。5.幾種操作系統類型:IBM公司的AIX、P
55、OSIX系統、Sun公司的SunOS、Solaris系統、HP公司的HP-UX、DigitalUnix系統、SCO公司的OpenServer、UnixWare等。4.7 Linux網絡操作系統由Internet上自愿人員開發的多用戶、多任務、分時系統操作系統,低價格、源代碼開放、安裝簡單。1.起源:芬蘭赫爾基大學的大學生Linus.Btorvalds開發2.特點:把CPU的性能發揮到極限,具有出色的高速度 良好的界面 豐富的網絡功能 可移植性 標準的兼容性 自由軟件,具有開放性 支持多用戶、多任務。3.組成:核(運行程序和設備的核心程序)、外殼(外核Shell是系統的用戶界面)、文件系統和應用
56、程序。除Novell公司的Suse Linux和Redhat外,還有很多版本,共同點是具有完備功能的源程序、參考文獻、安裝手冊和強大功能的編輯器、GNU的文本編輯/開放程序等最新版本,符合各國本地化的應用習慣。第五章 Internet基礎分析:一般會出11-12道左右選擇題和3-4道左右填空題,約17-20分。5.1 Internet的構成一、Internet的邏輯結構1、從網絡設計者角度考慮,Internet是計算機互聯網絡的一個實例,由分布在世界各地的、數以萬計的、各種規模的計算機網絡,借助于網絡互聯設備路由器,相互連接而形成的全球性的互聯網絡。2、從使用者角度考慮,因特網是信息資源網。二
57、、Internet的主要組成部分通信線路:是Internet的基礎設施,各種各樣的通信線路將Internet中的路由器、計算機等連接起來。Internet中的通信線路歸納起來主要有兩類:有線線路和無線線路。對于通信線路的傳輸能力通常用數據傳輸率來描述。 路由器:是Internet中最重要的設備,它是網絡互相連接的橋梁。服務器和客戶機:是Internet中不可缺少的成員,它是信息資源和服務的載體。所有連接在Internet上的計算機統稱為主機;服務器就是Internet服務與信息資源的提供者;客戶機是Internet服務和信息資源的使用者。信息資源5.2 Internet的接入通過網接入;利用A
58、DSL接入;使用HFC(混合光纖/同軸電纜網)接入;通過數據通信線路接入;5.3 IP協議與互聯層服務IP作為一種互聯網協議,運行于互聯層,屏蔽各個物理網絡的細節和差異。它不對所連接的物理網絡做任何可靠性假設,使網絡向上提供統一的服務。IP協議精確定義了IP數據報格式,并且對數據報尋址和路由、數據報分片和重組、差錯控制和處理等做出了具體規定。一、IP互聯網工作的原理詳見書P130頁二、互聯層服務運行IP協議的互聯層可以為其高層用戶提供如下三種服務:不可靠的數據投遞服務。面向無連接的傳輸服務。盡最大努力投遞服務。三、IP互聯網的特點IP互聯網是一種面向非連接的互聯網絡,它對各個物理網絡進行高度的
59、抽象,形成一個大的虛擬網絡。總的來說,IP互聯網具有如下特點。IP互聯網隱藏了低層物理網絡細節,向上為用戶提供通用的、一致的網絡服務。IP互聯網不指定網絡互連的拓撲結構,也不要求網絡之間全互聯。IP互聯網能在物理網絡之間轉發數據,信息可以跨網傳輸。IP互聯網中的所有計算機使用統一的、全局的地址描述法。IP互聯網平等的對待互聯網中的每一個網絡,不管這個網絡規模是大還是小,也不管這個網絡的速度是快還是慢。5.4 IP地址一、IP地址的作用IP地址由32位二進制數表示,用于屏蔽各種物理網絡的地址差異。二、IP地址的層次結構一個互聯網包括了多個網絡,而一個網絡有包括了多臺主機,因此,互聯網是具有層次結
60、構的。與互聯網的層次結構對應,互聯網使用的IP地址也采用了層次結構。IP地址由兩個層次組成:網絡號,用來標識互聯網中的一個特定網絡。 主機號:用于標識該網絡中主機的一個特定連接。只要兩臺主機具有一樣的網絡號,不論它們物理位置,都屬于同一邏輯網絡。三、IP的地址分類IP協議規定,IP地址的長度為32位(bit)。這32位包括了網絡號部分(netid)和主機號部分(hostid)。為了適應各種網絡規模的不同,IP協議將IP地址分成A、B、C、D、E五類A類0網絡號主機號B類10網絡號主機號C類110網絡號主機號D類1 1 01多播地址E類11110保留A、B、C三類IP地址可以容納的網絡數和主機數
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