网络工程师软考常用公式修改版.docx

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网络工程师软考常用公式修改版

网络工程师软考常用计算公式[1]

单位的换算

　　1字节（B）=8bit1KB=1024字节1MB=1024KB1GB=1024MB1TB=1024GB

　　通信单位中K=千，M=百万

　　计算机单位中K=210，M=220

　　倍数刚好是1024的幂

　　^为次方；/为除；*为乘；（X/X）为单位

　　计算总线数据传输速率

　　总线数据传输速率=时钟频率（Mhz）/每个总线包含的时钟周期数*每个总线周期传送的字节数（b）

　　计算系统速度

　　每秒指令数=时钟频率/每个总线包含时钟周期数/指令平均占用总线周期数

　　平均总线周期数=所有指令类别相加（平均总线周期数*使用频度）

　　控制程序所包含的总线周期数=（指令数*总线周期数/指令）

　　指令数=指令条数*使用频度/总指令使用频度

　　每秒总线周期数=主频/时钟周期

　　FSB带宽=FSB频率*FSB位宽/8

　　计算机执行程序所需时间

　　P=I*CPI*T

　　执行程序所需时间=编译后产生的机器指令数*指令所需平均周期数*每个机器周期时间

　　指令码长

　　定长编码:

码长>=log2

　　变长编码:

将每个码长*频度，再累加其和

　　平均码长=每个码长*频度

流水线计算

　　流水线周期值等于最慢的那个指令周期

　　流水线执行时间=首条指令的执行时间+（指令总数－1）*流水线周期值

　　流水线吞吐率=任务数/完成时间

　　流水线加速比=不采用流水线的执行时间/采用流水线的执行时间

　　存储器计算

　　存储器带宽:

每秒能访问的位数单位ns=10-9秒

　　存储器带宽=1秒/存储器周期（ns）*每周期可访问的字节数

　　（随机存取）传输率=1/存储器周期

　　（非随机存取）读写N位所需的平均时间=平均存取时间+N位/数据传输率

　　内存片数：

（W/w）*（B/b）W、B表示要组成的存储器的字数和位数；

　　w、b表示内存芯片的字数和位数

　　存储器地址编码=（第二地址–第一地址）+1

　　{例:

[（CFFFFH-90000H）+1]/[（16K*1024）*8bit]}

　　内存位数：

log2（要编址的字或字节数）

　　Cache计算

　　平均访存时间：

Cache命中率*Cache访问周期时间+Cache失效率*主存访问周期时间

　　[例:

（2%*100ns+98%*10ns）+1/5*（5%*100ns+95%*10ns）=14.7ns]

　　映射时，主存和Cache会分成容量相同的组

　　cache组相联映射主存地址计算

　　主存地址=（主存容量块数*字块大小）log2（主存块和cache块容量一致）

　　[例:

128*4096=219（27*212）]

　　主存区号=（主存容量块数/cache容量块数）log2

　　Cache访存命中率=cache存取次数/（cache存取次数+主存存取次数）

磁带相关性能公式

　　数据传输速率（B/s）=磁带记录密度（B/mm）*带速（mm/s）

　　数据块长充=B1（记录数据所需长度）+B2（块间间隔）

　　B1=（字节数/记录）*块因子/记录密度

　　读N条记录所需时间:

T=S（启停时间）+R+D

　　R（有效时间）=（N*字节数/记录）/传输速度

　　D（间隔时间）=块间隔总长/带速=[（N/块化因子）*（块间间隔）]/带速

　　每块容量=记录长度*块化系数

　　每块长度=容量/（记录密度）

　　存储记录的块数=磁带总带长/（每块长度+每块容量）

　　磁带容量=每块容量*块数

　　磁盘常见技术指标计算公式

　　双面盘片要*2因为最外面是保护面又-2N*2-2

　　非格式化容量＝位密度*3.14159*最内圈址径*总磁道数

　　[例:

（250*3.14*10*10*6400）/8/1024/1024=59.89MB]

　　总磁道数=记录面数*磁道密度*（外直径-内直径）/2

　　[例:

8面*8*（30-10）/2*10=6400]

　　每面磁道数＝（（外径－内径）/2）×道密度

　　每道位密度不同，容易相同

　　每道信息量＝内径周长×位密度

　　[例:

10cm×10×3.14159×250位/mm＝78537.5位/道]

　　格式化容量＝每道扇区数*扇区容量*总磁道数

　　[例:

（16*512*6400）/1024/1024=50MB]

or

　　格式化容量＝非格式化容量×0.8

　　平均传输速率=最内圈直径*位密度*盘片转速

　　[例:

[2*3.14*（100/2）]*250*7200/60/8=1178Kb/s]

　　数据传输率＝（外圈速率＋内圈速率）/2

　　外圈速率＝外径周长×位密度×转速

　　[例:

（30cm×10×3.14159×250位/mm×120转/秒）/8/1024＝3451.4539KB/s]

　　内圈速率＝内径周长×位密度×转速

　　[例:

（10cm×10×3.14159×250位/mm×120转/秒）/8/1024＝1150.4846KB/s]

　　数据传输率（3451.4539＋1150.4846）/2=2300.9693KB/s

　　存取时间=寻道时间+等待时间

　　处理时间=等待时间+记录处理时间

　　（记录处理最少等待时间=0，最长等待时间=磁盘旋转周期Nms/周*记录道数）

　　移动道数（或扇区）=目标磁道（或扇区）-当前磁道（或扇区）

　　寻道时间=移动道数*每经过一磁道所需时间

　　等待时间=移动扇区数*每转过一扇区所需时间

　　读取时间=目标的块数*读一块数据的时间

　　数据读出时间=等待时间+寻道时间+读取时间

　　减少等待时间调整读取顺序能加快数据读取时间

　　平均等待时间=磁盘旋转一周所用时间的一半

　　（自由选择顺逆时钟时，最长等待时间为半圈，最短为无须旋转）

　　平均等待时间=（最长时间+最短时间）/2

　　平均寻道时间=（最大磁道的平均最长寻道时间+最短时间）/2

　　最大磁道的平均最长寻道时间=（最长外径+圆心）/2

　　操作系统

　　虚存地址转换

　　（（（基号）+段号）+页号）*2n+页内偏移

网络流量与差错控制技术最高链路利用率

　　a:

帧计数长度

　　a可以是传播延迟/发一帧时间

　　数据速率*线路长度/传播速度/帧长

　　数据速率*传播延迟/帧长

　　停等协议最高链路利用率E=1/（2a+1）

　　W:

窗口大小

　　滑动窗口协议E=W/（2a+1）

　　P:

帧出错概率

　　停等ARQ协议E=（1-P）/（2a+1）

　　选择重发ARQ协议

　　若W>2a+1则E=1-P

　　若W<=2a+1则E=W（1-P）/（2a+1）

　　后退N帧ARQ协议

　　若W>2a+1则E=（1-P）/（1-P+NP）

　　若W<=2a+1则E=W（1-P）/（2a+1）（1-P+NP）

　　CSMA/CD常用计算公式

　　网络传播延迟=最大段长/信号传播速度

　　冲突窗口=网络传播延迟的两倍.（宽带为四倍）

　　最小帧长=2*（网络数据速率*最大段长/信号传播速度）

　　例:

Lmin=2*（1Gb/s*1/200000）=10000bit=1250字节

　　性能分析

　　吞吐率T（单位时间内实际传送的位数）

　　T=帧长/（网络段长/传播速度+帧长/网络数据速率）

网络利用率E

　　E=吞吐率/网络数据速率

　　以太网冲突时槽

　　T=2（电波传播时间+4个中继器的延时）+发送端的工作站延时+接收站延时

　　即T=2*（S/0.7C）+2*4Tr+2Tphy

　　T=2S/0.7C+2Tphy+8Tr

　　S=网络跨距

　　0.7C=电波在铜缆的速度是光波在真空中的0.7倍光速

　　Tphy=发送站物理层时延

　　Tr=中继器延时

　　快速以太网跨距

　　S=0.35C（Lmin/R–2Tphy-8Tr）

　　令牌环网

　　传输时延=数据传输率*（网段长度/传播速度）

　　例:

4Mb/s*（600米/200米/us）us=12比特时延（1us=10-6秒）

　　存在环上的位数=传播延迟（5us/km）*发送介质长度*数据速率+中继器延迟

　　路由选择

　　包的发送=天数*24小时（86400秒）*每秒包的速率

　　IP地址及子网掩码计算

　　可分配的网络数=2网络号位数

　　网络中最大的主机数=2主机号位数-2例:

10位主机号=210-2=1022

　　IP和网络号位数取子网掩码

　　例:

IP:

176.68.160.12网络位数:

22

　　子网:

ip->二进制->网络号全1，主机为0->子网前22位1，后为0=255.255.252.0

Vlsm复杂子网计算

　　Ip/子网编码

　　1.取网络号.求同一网络上的ip

　　例:

112.10.200.0/21前21位->二进制->取前21位相同者（ip）/（子网）

　　2.路由汇聚

　　例:

122.21.136.0/24和122.21.143.0/24判断前24位->二进制->取前24位相同者1000100010001111

　　系统可靠性:

　　串联:

R=R1*R2*....RX

　　并联:

R=1-（1-R1）*（1-R2）*...（1-RX）

　　pcm编码

　　取样:

最高频率*2

　　量化:

位数=log2^级数

　　编码量化后转成二进制

　　海明码信息位:

　　k=冗余码

　　n=信息位

　　2^k-1>=n+k

　　数据通信基础

　　信道带宽

　　模拟信道W=最高频率f2–最低频率f1

　　数字信道为信道能够达到的最大数据速率

有噪声

　　香农理论C（极限数据速率b/s）=W（带宽）*log2（1+S/N（信噪比））

　　信噪比dB（分贝）=10*log10S/NS/N=10^（dB/10）

　　无噪声

　　码元速率B=1/T秒（码元宽度）

　　尼奎斯特定理最大码元速率B=2*W（带宽）

　　一个码元的信息量n=log2N（码元的种类数）

　　码元种类

　　数据速率R（b/s）=B（最大码元速率/波特位）*n（一个码元的信息量/比特位）=2W*log2N

　　交换方式传输时间

　　链路延迟时间=链路数*每链路延迟时间

　　数据传输时间=数据总长度/数据传输率

　　中间结点延迟时间=中间结点数*每中间结点延迟时间

　　电路交换传输时间=链路建立时间+链路延迟时间+数据传输时间

　　报文交换传输时间=（链路延时时间+中间结点延迟时间+报文传送时间）*报文数

　　分组交换

　　数据报传输时间=（链路延时时间+中间结点延迟时间+分组传送时间）*分组数

　　虚电路传输时间=链路建立时间+（链路延时时间+中间结点延迟时间+分组传送时间）*分组数

　　信元交换传输时间=链路建立时间+（链路延时时间+中间结点延迟时间+分组传送时间）*信元数

差错控制

　　CRC计算

　　信息位（K）转生成多项式=K-1　K（x）

　　例:

K=1011001=7位–1=从6开始

　　=1*x^6+0*x^5+1*x^4+1*x^3+0*x^2+0*x^1+1*x^0

　　=x6+x4+x3+1

　　冗余位（R）转生成多项式=和上面一样

　　生成多项式转信息位（除数）=和上面一样，互转

　　例:

G（x）=x3+x+1=1*x^3+0*x^2+1*x^1+1*x^0=1011

　　原始报文后面增加“0”的位数和多项式的最高幂次值一样，生成校验码的位数和多项式的最高幂次值一样，计算CRC校验码，进行异或运算（相同=0，不同=1）

　　网络评价

　　网络时延=本地操作完成时间和网络操作完成时间之差

　　吞吐率计算

　　吞吐率=（报文长度*（1-误码率））/（（报文长度/线速度）+报文间空闲时间

　　吞吐率估算

　　吞吐率=每个报文内用户数据占总数据量之比*（1–报文重传概率）*线速度

　　吞吐率=数据块数/（响应时间–存取时间）

　　响应时间=存取时间+（数据块处理/存取及传送时间*数据块数）

　　数据块处理/存取及传送时间=（响应时间–存取时间）/数据块数

　　有效资源利用率计算

　　有效利用率=实际吞吐率/理论吞吐率

　　例:

=（7Mb/s*1024*1024*8）/（100Mb/s*1000*1000）=0.587

　　组网技术

　　（adsl）计算文件传输时间

　　T=（文件大小/*换算成bit）/（上行或下行的速度Kb）/*以mb速度*/

　　如24M512kb/sT=（24*1024*1024*8）/（512*1000）=393秒