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计算机基础知识笔记个人整理
计算机基础知识笔记
第一章计算机基础
计算机分类：
服务器、工作站、台式机、便携机（笔记本、移动PC）、手持设备（掌上电脑、亚笔记本）[其他手持设备有PDA（个人数字助理）、商务通、快译通及第二代半、第三代手机]。
服务器：
安全性、可靠性、联网特性、远程管理、自动监控。
计算机制四特点：
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。
计算机发展经历五个阶段：
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。
5、版本。
6、可靠性。
平均无故障时间MTBF和平均修复时间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。
奔腾采用每条整数流水线分为四级流水：
指令预取、译码、执行和写回结果。
其浮点流水线分为八级流水，前四级与整数流水线相同。
后四级有：
两级浮点操作、一级四舍五入及写回浮点运算结果、一级为出错报告。
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、错误检测及功能冗余校验技术。
9、内建能源效率技术。
10、支持多重处理。
经典奔腾中，由两条整数指令流水线（U指令流水线和V指令流水线）和一条浮点指令流水线组成。
U可执行精简指令与复杂指令、V执行精简指令。
主板由五个部分组成：
CPU、总线、存储器、插槽以及电源。
主板的十种分类：
1、按CPU芯片分类，如486主板、奔腾主板、奔腾4主板等。
2、按CPU插座分类，如Socket7主板、Slot1主板等。
3、按主板的规格分类，如AT主板、Baby-AT主板、ATX主板等。
4、按存储器容量分类，如16M主板、32M主板、64M主板等。
5、按芯片集分类，如TX主板，LX主板，BX主板等。
6、按是否即插即用分类，如PnP主板、非PnP主板等。
7、按系统总线的带宽分类，如66MHz、100Mhz主板等。
8、按数据端口分类，如SCSI主板、EDO主板、AGP主板等。
9、按扩展槽分类，如EISA主板、PCI主板、USB主板等。
10、按生产厂家分类，如联想主板、华硕主板、海洋主板等。
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。
软件就是指令子列以代码形式储存于储存器中，这些指令序列就是程序。
软件由程序和相关文档组成。
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。
应用软件的种类：
1、桌面应用软件
1）字处理软件：
微软公司的Word、Lotus公司的WordPro、Corel公司的WordPerfect等。
我国著名的汉字处理软件有WPS、CCED等。
值得指出的是，金山公司的WPS2000已经不是单纯的字处理软件，而是集成的办公系统软件。
2）电子表格软件；微软公司EXCEL、Lotus公司的Lotus1－2－3，Corel公司的QuattroPro等。
3）数据库软件：
微软公司Acess、Lotus公司的LotusApproach、Corel公司的Paradox等。
2、演示出版软件
1）图形软件：
微软公司VisiMaps、VisioStandard，Corel公司的CoreDraw，Micrografx公司的GraphicsSuite和FlowCharter等。
2）投影演示软件：
微软公司的PowerPoint、Lotus公司的FreelanceGraphics，Corel公司的Presentations等。
3）桌面出版软件：
微软公司的Publisher，Adobe公司的PageMaker，Corel公司的Ventura，ThePrintShop公司的PressWriter，Quark公司的Xpress等。
4）图像处理软件：
微软公司的PicturcIt，Adobe公司的Photoshop和PhotoDeluxe，其他公司产品还有InnerMediaCollageComplete、JascPaintShopPro、MetaCreationsPainter、MGIPhotoSuite等。
5）Web出版软件：
微软公司的FrontPage，Adobe公司的PageMill，Symantec公司的VisualPage，其他公司产品还有AllaireHomesite、ClarisHomePage、DeltaPointQuickSit、eNetObjectsFusion、SoftQuadHotMetalPro等。
3、浏览工具软件
1）浏览软件：
微软公司的InterneExplore，Netscape公司的Communicator，其他产品还有HotBrower、AnawaveWebSnake、ForeFfont、GroupWebWhacker等。
2）新闻阅读器软件：
微软公司的OutlookExpressNews,AmericaOnline公司的Newsreader，Netscape公司的CollabraDiscussions，其他还有AanawaveGravity，ForteAgent等。
3）新闻收集软件：
BackWeb，inCommonDowntown，PointCast，IntermindCommunicator，MyYahooNewsTicker等。
4）Internet工具软件：
StarfishInternetUtilities，VerityKeyViewPro，VitalSignsNe.Medic等
4、管理效率软件
1）个人信息管理软件：
微软公司的Outlook，Lotus公司的Organizer，Symantec公司的Act，以及其他公司的Day-TimerOrganizer，Maximizer，NerManageEccoPro，NowConnecteer，StarfishSidekick等。
2）财务软件：
微软公司金融套件中的Money，Intuit公司的QuickBooks和QuickenDeluxe，其他公司的产品还有PeachtreeCompleteAccounting，StateoftheArtBusinessWorks等。
3）OCR软件：
Caere公司的OmniPagePro，Xerox公司的ScanSoftTextBridgePro等。
4）文档管理软件：
XeroxScanSoftPagisPro，NewSoft公司的PageManager，Visioneer公司的PaperPortDeluxe等。
5）项目管理软件：
微软公司的Project，Primavera公司的SureTrakProjectManager，Scitor公司的ProjectScheduler等。
5、通信协作软件
1）电子邮件软件：
微软公司的OutlookExpress，Netscape公司的MessengerMail，Lotus公司的Lotuscc:
MailforWindows，其他还有AmericaOnline，CompuServeInteractive，DavidHarrisPegasusMail，ecorp.eMail等。
2）传真软件：
QuarterdeckProcommPlus，SymantecWinFaxPro等。
3）Internet通信软件：
微软公司的NerMeeting，其他还有ichat，VocalTecInternetPhone，WhitePineCU-SeeMe等。
4）群件软件：
微软公司的Exchange，Lotus公司的Notes，Novell公司的GroupWise，其他还有QualcommEudoraLight和QualcommEudoraPro等。
5）远程控制软件：
SymantecpcAnywhere和TravelingSoftwareLaplink等。
6、系统维护软件
1）病毒防护软件：
DrSolomon’sAnti-VirusToolkit，McAfeeAssociatesVirusScan，QuartereckTuneUpAV，SophosSweepVirusDetection，TouchStonePC-cillin等。
2）系统工具软件：
CygerMediaFirstAid，CygerMediaOilChange，CygerMediaUnlnstaller，MijenixPowerDeskUtilities，QuarterdexkPitStop，SymantecNortonUtilities等。
3）文件工具软件：
MijenixZipMagic，NicoMakWinZipPacificTurboBrowser，PKWarePKZip，QualitasC.Y.A，QualitasEnhancedDisplay，QuarterdeckCleanSweep等。
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二进制代码。
所以为低级语言。
符号化的机器语言，用助记答代替二进制代码，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成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。
编译程序是指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，执行速度较快。
解释程序就是把源程序输入一句，翻译一句，执行一句，不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、图像和图形进行处理、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－ROM2、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：
适用于连续色调，多级灰度，彩色或单色静止图像。
MPEG：
考虑音频和视频同步，联合压缩后产生一个电视质量的视频和音频压缩形式的位速为1.5Mbps的单一流。
Px64标准的目标是可视电话和电视会议（P>6）。
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
5、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：
结点（表达信息的基本单位）和链。
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的链。
2.、导航工具：
一是像数据为那样基于条件的查询，一是交互式沿链走向的查询。
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。
宽带网络：
高数据传输率和数据吞吐量，分为宽带骨干网和宽带接入网。
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四个阶段：
1、第一个阶段可以追溯到20世纪50年代。
2、第二个阶段以20世纪60年代美国的PPANET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。
从逻辑功能上可分类：
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息。
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。
按规模分为：
局域网、城域网与广域网。
校园网
企业网地区主干网――>国家主干网——>国家间的高速主干网
ISP
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（进程网）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地协议。
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三个方面：
1、传输介质由原来的电缆走向光纤。
2、多个局域网之间调整互连的要求越来越强烈。
3、用户设备性能高。
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。
运行在数据琏路层。
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、用户对网络带宽与对带宽高效、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：
能保证用户对数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。
覆盖范围小——双绞线；远距离传输——光纤；有移动结点——无线技术。
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－点式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、环形、无线通信与卫星通信型。
树型拓扑网络适用于汇集信息的应用要求。
网状拓扑的优点是系统可靠性高，但结构复杂，必须采用路由选择算法与流量控制方法。
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：
S=1/T（bps）。
其中，T为发送每一比特所需要的时间。
奈奎斯特准则：
（有限带宽，无噪声信道）
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：
描述有限带宽，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*log2（1+S/N）。
其中：
B为信道带宽；S为信号功率；n为噪声功能。
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，用了三级抽象，即体系结构，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、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。
路由选择、拥塞控制、网络互连等功能。
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。
（最关键）
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。
包括数据格式变换、数据加密与解密、数据压缩与恢复等功能。
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。
OSI参考模型TCP/IP参考模型
应用层
应用层
表示层
会话层
传输层
传输层
网络层
互连层
数据琏路层
主机－网络层
物理层
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。
应用层协议主要有七个：
1、网络终端协议TELNET，用于实现互联网中远程登录功能
2、文件传输协议FTP，用于实现互联网中交互式文件传输功能
3、电子邮件协议SMTP，用于实现互联网中电子邮件传送功能
4、域名服务DNS，用于实现网络设备名字到IP地址映射的网络服务
5、路由信息协议，用于网络设备之间交换路由信息
6、网络文件系统NFS，用于网络中不同主机间的文件共享
7、NTTP协议，用于WWW服务
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议，UDP协议是无连接的不可靠协议。
主机－网络层负责通过网络发送和接受IP数据报，包括各种物理协议。
按照层次结构思想，对计算机网络模块化的研究结果是形成了一组从上到下单向依赖关系的协议栈，也叫协议簇。
地址解析协议ARP/PARP并不属于单独的一层，它介于物理地下与IP地址间，起着屏蔽物理地址细节的作用。
IP协议横跨整个层次。
应用层协议分为：
1、一类依赖于面向连接的TCP2、一类是依赖于面向无连接的UDP协议3、另一类既依赖于TCP协议，也可以依赖于UDP协议。
依赖TCP协议的主要有：
文件传送协议FTP，电子邮件协议SMTP以及超文本传输协议HTTP等。
依赖UDP协议的主要有简单网络管理协议SNMP，简单文件传输协议TFTP。
既依赖TCP又依赖UDP协议的是域名服务DNS等。
还包括：
网络终端协议TELNET，路由信息协议RIP，网络文件系统NFS，NTTP协议。
NSFNET采用的是一种层次结构，可以分为主干网，地区网与校园网。
Internet2初始运行速率可10Gbps。
Internet2在网络层运行的是Ipv4，同时也支持IPv6业务。
多媒体网络是指能够传输多媒体数据的通信网络。
多媒体网络需要支持多媒体传输所需要的交互性和实时性要求。
网络视频会议系统是一种典型的网络多媒体系统。
网络多媒体系统还包括：
分布式多媒体交互仿真系统、远程教学系统与远程医疗系统。
多媒体网络应用对数据通信的要求：
1、高传输带宽要求
2、不同类型的数据对传输的要求不同
3、网络中的多媒体流传输的连续性与实时性要求
4、网络中多媒体数据传送的低时延要求
5、网络中的多媒体的多方参与通信的特点
减小带宽的方法：
压缩技术
升级会员 