计算机基础知识笔记

计算机基础知识笔记计算机的四特点：1．有信息处理的特性。2．有程序控制的特性。3．有灵活选择的特性。4．有正确应用的特性。计算机发展经历5个重要阶段：1大型机阶段。2小型机阶段。3微型机阶段。4客户机/服务器阶段。5互联网阶段。计算机指标：1．位数。8位是一个字节。2．速度。MIPS是表示单字长定点指令的平均执行速度。MFLOPS是考察单字长浮点指令的平均执行速度。3．容量。Byte用B表示。1KB=1024B。平均寻道时间是指磁头沿盘片移动到需要读写的磁道所要的平均时间。平均等待时间是需要读写的扇区旋转到磁头下需要的平均时间。数据传输率是指磁头找到所要读写的扇区后，每秒可以读出或写入的字节数。4带宽。Bps用b。6可靠性。平均无故障时间MTBF和平均故障修复时间MTTR来表示。计算机应用领域：1科学计算。2事务处理。3过程控制。4辅助工程。5人工智能。6网络应用。一个完整的计算机系统由软件和硬件两部分组成。计算机硬件组成四个层次：1芯片。2板卡。3设备。4网络。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，其实质是用空间换取时间。2．超流水线技术。通过细化流水，提高主频，使得机器在一个周期内完成一个甚至多个操作，其实质是用时间换取空间。奔腾采用每条流水线分为四级流水：指令预取，译码，执行和写回结果。3．分支预测。动态的预测程序分支的转移情况。4．双CACHE哈佛结构：指令与数据分开。5固化常用指令。6增强的64位数据总线。内部总线是32位，外部总线增为64位。7采用PCI标准的局部总线。8错误检测既功能用于校验技术。9内建能源效率技术。10支持多重处理。安腾芯片的技术特点：64位处理机,简明并行指令计算EPIC。奔腾系列为32位,精简指令技术RISC。286.386复杂指令系统CISC。主板由五部分组成：CPU,存储器,总线,插槽以及电源。网络卡主要功能：1实现与主机总线的通讯连接，解释并执行主机的控制命令。2实现数据链路层的功能。3实现物理层的功能。软件就是指令序列以代码形式储存储存器中。这些指令序列就是程序。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。应有软件的种类：1桌面应用软件2演示出版软件3浏览工具软件4管理效率软件5通信协作软件6系统维护软件软件开发的三个阶段：1计划阶段。分为问题定义，可行性研究。2开发阶段。分为需求分析，总体设计，详细设计。3运行阶段。主要是软件维护。在编程中，人们最先使用机器语言。因为它使用最贴近计算机硬件的2进制代码，所以为低级语言。符号化的机器语言，用助记符代替2进制代码，成汇编语言。把汇编语言源程序翻译成机器语言目标程序的工具，就成为汇编程序。把机器语言程序“破译”为汇编语言程序的工具，称反汇编程序。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。编译程序是把输入的整个源程序进行全部的翻译转换，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机结果。解释程序就是把源程序输入一句，翻译一句，执行一句，并不成为整个目标程序。多媒体技术就是有声有色的信息处理与利用技术。多媒体技术就是对文本，声音，图象和图形进行处理，传输，储存和播发的集成技术。多媒体技术分为偏软件技术和偏硬件技术。多媒体硬件系统的基本组成有：1．CD-ROM。2．具有A/D和D/A转换功能。3．具有高清晰的彩色显示器。4．具有数据压缩和解压缩的硬件支持。多媒体的关键技术：1数据压缩和解压缩技术。JPEG：实用与连续色调，多级灰度，彩色或单色静止图象。MPEG：考虑音频和视频同步。2芯片和插卡技术。3多媒体操作系统技术。4多媒体数据管理技术。一种适用于多媒体数据管理的技术就是基于超文本技术的多媒体管理技术，即超媒体技术。超文本就是收集、储存和浏览离散信息以及建立和表现信息之间关系的技术。当信息不限于文本时，称为超媒体。组成：1结点。2链。超媒体系统的组成：1编辑器。编辑器可以帮助用户建立，修改信息网络中的结点和链。2导航工具。一是数据库那样基于条件的查询，一是交互样式沿链走向的查询。3超媒体语言。超媒体语言能以一种程序设计方法描述超媒体网络的构造，结点和其他各种属性。第二章网络的基本概念信息技术涉及到信息的收集、储存、处理、传输与利用。计算机网络形成与发展大致分为如下4个阶段：1第一个阶段可以追述到20世纪50年代。2第二个阶段以20世纪60年代美国的APPANET与分组交换技术为重要标志。3第三个阶段从20世纪70年代中期开始。4第四个阶段是20世纪90年代开始。计算机网络的基本特征：资源共享。计算机网络的定义：以能够相互共享资源的方式互连起来自治计算机系统的集合。表现：1计算机网络建立的主要目标是实现计算机资源的共享。2我们判断计算机是否互连成计算机网络，主要是看它们是不是独立的“自治计算机”。3连网计算机之间的通信必须遵循共同的网络协议。早期计算机网络结构实质上是广域网的结构。广域网的功能：数据处理与数据通信。从逻辑功能上可分为：资源子网与通信子网。资源子网负责全网的数据处理，向网络用户提供各种网络资源与网络服务。主要包括主机和终端。主机通过高速通信线路与通信子网的通信控制处理机相连接。终端是用户访问网络的界面。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，完成网络数据传输、转发等通信处理任务。通信控制处理机在网络拓扑结构中被称为网络节点。通信线路为通信处理机之间以及通信处理机与主机之间提供通信信道。现代网络机构的特点：微机通过局域网连入广域网，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。按传输技术分为：1广播式网络；2点--点式网络。采用分组存储转发与路由选择是点-点式网络与广播网络的重要区别之一。按规模分类：局域网，城域网与广域网。广域网的通信子网采用分组交换技术，利用公用分组交换网、卫星通信网和无线分组交换网互联。广域网（远程网）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。X．25网是典型的公用分组交换网，是早期广域网中广泛使用的通信子网。它保证数据传输的可靠性，但因此增大了网络传输的延迟时间。数据通信环境的变化主要是3个方面：1传输介质由原来的电缆走向光纤.2多个局域网之间高速互连的要求越来越强烈.3用户设备性能提高.在数据传输率高，误码率低的光纤上，使用简单的协议，以减少网络的延迟，而必要的差错控制功能将由用户设备来完成。这就是帧中继（FR，FrameRelay）技术产生的背景。异步传输模式ATM是新一代的数据传输与分组交换技术。促进发展的因素：1用户对未来贷款与对带宽高效、动态分配的需求的不断增长.2用户对网络实时应用需求的提高.3网络的设计与组建进一步走向标准化的需要.关键：能保证用户对所据传输的服务质量的需求。ATM技术结合了线路交换方式的实时性好,分组交换方式的灵活性好的特点。因此,B-ISDN(宽带综合业务数据网)选择ATM作为数据传输技术.广域网扩大了资源共享的范围，局域网增强了资源共享的深度。早期的城域网产品主要是光纤分布式数据接口(FDDI)各种城域网建设方案有几个相同点：传输介质采用光纤，交换接点采用基于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三层模式。城域网MAN介于广域网与局域网之间的一种高速网络。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，反映出网络中各实体间的结构关系。主要是指通信子网的拓扑构型。网络拓扑可以根据通信子网中通信信道类型分为：1点-点线路通信子网的拓扑：星型，环型，树型，网状型。2广播式通信子网的拓扑：总线型，树型，环型，无线通信与卫星通信型。描述数据通信的基本技术参数有两个：数据传输率与误码率。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,单位为比特/秒(bit/second),记作bps.对于二进制数据,数据传输速率为:S1/T(bps),其中,T为发送每一比特所需要的时间.奈奎斯特准则：信号在无噪声的信道中传输时,对于二进制信号的最大数据传输率Rmax与通信信道带宽B（B=f，单位是Hz）的关系可以写为：Rmax=2*f(bps)香农定理：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.在有随机热噪声的信道上传输数据信号时，数据传输率Rmax与信道带宽B，信噪比S/N关系为：Rmax=B*LOG⒉（1+S/N）其中：B为信道带宽，S为信号功率，n为噪声功率。误码率是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：Pe=Ne/N（传错的除以总的）(1)误码率应该是衡量数据传输系统正常工作状态下传输可靠性的参数.(2)对于一个实际的数据传输系统,不能笼统地说误码率越低越好,要根据实际传输要求提出误码率要求;在数据传输速率确定后,误码率越低,传输系统设备越复杂,造价越高.(3)对于实际数据传输系统,如果传输的不是二进制码元,要折合成二进制码元来计算.(4)差错的出现具有随机性,在实际测量一个数据传输系统时,只有被测量的传输二进制码元数越大,才会越接近于真正的误码率值.这些为网络数据传递交换而指定的规则，约定与标准被称为网络协议。协议分为三部分：(1)语法,即用户数据与控制信息的结构和格式;(2)语义,即需要发出何种控制信息,以及完成的动作与做出的响应;(3)时序,即对事件实现顺序的详细说明.将计算机网络层次模型和各层协议的集合定义为计算机网络体系结构。计算机网络中采用层次结构，可以有以下好处：1各层之间相互独立。2灵活性好。3各层都可以采用最合适的技术来实现，各层实现技术的改变不影响其他各层。4易于实现和维护。5有利于促进标准化。该体系结构标准定义了网络互连的七层框架，即ISO开放系统互连参考模型。在这一框架中进一步详细规定了每一层的功能，以实现开放系统环境中的互连性，互操作性与应用的可移植性。OSI标准制定过程中采用的方法是将整个庞大而复杂的问题划分为若干个容易处理的小问题，这就是分层的体系结构办法。在OSI中，采用了三级抽象，既体系结构，服务定义，协议规格说明。ISO将整个通信功能划分为七个层次,划分层次的原则是:(1)网中各结点都有相同的层次;(2)不同结点的同等层具有相同的功能;(3)同一结点内相邻层之间通过接口通信;(4)每一层使用下层提供的服务,并向其上层提供服务;(5)不同结点的同等层按照协议实现对等层之间的通信.OSI七层：1物理层：主要是利用物理传输介质为数据链路层提供物理连接，以便透明的传递比特流。2数据链路层。在通信实体之间建立数据链路连接，传送以帧为单位的数据，采用差错控制，流量控制方法。3网络层：通过路由算法，为分组通过通信子网选择最适当的路径。4传输层：是向用户提供可靠的端到端服务，透明的传送报文。5会话层：组织两个会话进程之间的通信，并管理数据的交换。6表示层：处理在两个通信系统中交换信息的表示方式。7应用层：应用层是OSI参考模型中的最高层。确定进程之间通信的性质，以满足用户的需要。TCP/IP协议的特点：1开放的协议标准，可以免费使用，并且独立于特定的计算机硬件与操作系统。2独立于特定的网络硬件，可以运行在局域网、广域网，更适用于互联网。3统一的网络地址分配方案，使得整个TCP/IP设备在网中都具有唯一的地址。4标准化的高层协议，可以提供多种可靠的用户服务。TCP/IP参考模型可以分为：应用层，传输层，互连层，主机-网络层。互连层主要是负责将源主机的报文分组发送到目的主机，源主机与目的主机可以在一个网上，也可以不在一个网上。功能：1处理来自传输层的分组发送请求。2处理接受的数据报。3处理互连的路径、流控与拥塞问题。传输层主要功能是负责应用进程之间的端到端的通信。TCP/IP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协议是面向连接的可靠的协