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三级网络技术知识点
第一章基础
考点01计算机概述
1.计算机的发展阶段
1946年,世界上第一台电子计算机ENIAC在美国宾夕法尼亚大学诞生,这是人类历史的又一次重大突破。
60多年来,计算机的发展经历了5个重要阶段。
(1)大型机阶段
大型机经历了第一代电子管计算机、第二代晶体管计算机、第三代中小规模集成电路计算机、第四代大规模和超大规模集成电路计算机的发展过程。
(2)小型机阶段
小型机是大型机的小型化,它能满足小企事业单位的信息处理要求,而且成本较低,其价格易被中小部门所接受。
(3)微型机阶段
微型机比小型机体积更小,1981年IBM公司推出了第一台个人计算机(PC机),从此PC机得到了飞速发展。
我国出现了长城、联想等微型计算机。
2005年5月1日,联想收购了美国IBM公司的全球PC业务,使联想一跃成为全国第三大PC制造商。
(4)客户机/服务器阶段
早期的局域网一般采用对等的网络结构,现在一般采用客户机/服务器模式,即某些计算机作为服务器,其余则作为客户机。
如果服务器的处理能力强而客户机的处理能力较弱,称之为瘦客户机/胖服务器;反之,则称为胖客户机/瘦服务器。
(5)互联网阶段
本知识点包含3个重要内容:
①1969年美国国防部研发的阿帕网(ARPANET)是互联网的前身;②1983年TCP/IP传输控制与网际互联协议正式成为阿帕网的标准协议,使得网际互联有了突飞猛进的发展;③1991年我国第一条与国际连接的专线建成。
2.计算机的应用领域
概括起来,计算机应用技术领域有以下几个。
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;⑦多媒体的应用
提示:
辅助工程包括计算机辅助设计CAD、计算机辅助制造CAM、计算机辅助工程CAE、计算机辅助教学CAI和计算机辅助测试CAT。
3.计算机硬件的种类
(1)传统分类:
巨型机、大型机、中型机、小型机和微机
1989年IEEE(美国电子电器工程师学会)的一个专门委员会根据计算机种类的演变过程和发展趋势,把计算机分成6类,如表2-1所示。
表2-1IEEE分类
名称
说明
大型主机(Mainframe)
包含过去所说的大型机和中型机
小型计算机(Minicomputer)
又称迷你电脑
个人计算机(PersonalComputer)
又称个人电脑,简称PC机,即通常所说的微型计算机
工作站(Workstation)
包括工程工作站、图形工作站
巨型计算机(Supercomputer)
又称超级计算机、超级电脑
小巨型机(MiniSuper)
又称小超级计算机
(2)现实分类:
服务器、工作站、台式机、笔记本和手持设备,如表2-2所示。
表2-2现实分类
名称
说明
服务器(Mainframe)
功能强大的的能力、大存储器、快速的输入输出和联网能力
工作站(Minicomputer)
和高端微机的主要差较大的屏幕
台式机(PersonalComputer)
即微型计算机,由主机箱、显示器、键盘、鼠标组成
笔记本(Workstation)
即便携机工或移动机
手持设备(Supercomputer)
又称掌上电脑或亚笔记本
4.计算机的技术指标
(1)字长
计算机的字长有8位、16位、32位和64位之分。
例如,奔腾是32位的,指的是其中寄存器能够保存32位的数据。
寄存器的字长越长,处理器一次能够处理的数据就越多。
计算机内部采用二进制来记数和运算,只有0和1两个基本数字,按“逢二进一”的规律计数。
(2)速度
CPU处理速度的快慢可以用每秒处理的指令数来表示。
MIPS(MillionInstructionPerSecond)指单字节长定点指令的平均执行速度。
MFLOPS(MillionFloationInstructionPerSecond)指单字节浮点指令的平均执行速度。
(3)容量
容量的单位是字节,英文是Byte,缩写为B。
“1K”的值是1024,而不是十进制的1000。
“KB”表示千字节,“MB”表示兆字节,“GB”表示吉字节。
存储器除了容量这个指标外,还有一些其他的指标也比较重要,如平均寻道时间、平均等待时间、数据传输速率等。
(4)数据传输率
数据传输率也称为带宽,它反映计算机的通信能力,单位是bps,表示每秒传输的位数或比特数。
(5)可靠性
系统的可靠性通常用平均无故障时间(MTBF)和平均修复时间(MTTR)来表示。
MTBF(MeanTimeBetweenFailure)指一段时间内系统发生相邻两次故障的平均间隔时间。
MTTR(MeanTimeToRepair)指修复一次故障所需要时间的平均值。
(6)版本
版本号能简单地反映性能的优劣。
考试热点:
①计算机发展阶段;②计算机的传统和现实的分类;③计算机常用的技术指标和单位;④计算机应用领域
考点02安腾芯片和奔腾芯片
1.微处理器芯片发展简史
早期的CPU都是8位机,如Intel8080。
中期的CPU都是16位机,如Intel8080。
近期的CPU是32位机,如Intel公司的奔腾芯片。
如今,CPU已经进入64位机的时代,如AMD公司的速龙64芯片。
2.奔腾芯片的技术特点
奔腾芯片具有以下10大技术特点。
(1)超标量技术
内置多条流水线能同时执行多个处理,实质是以空间换取时间,奔腾芯片由两条整数指令流水线和一条浮点指令流水线组成。
(2)超流水线技术
细化了流水并提高主频,实质是以时间换取空间。
经典奔腾芯片的每条长整数流水都分为四级流水,每条浮点流水线分为八级流水。
(3)分支预测
为了保持流水线的较高吞吐率,奔腾芯片内置了分支目标缓存器。
(4)双Cache的哈佛结构
指令与数据分开存储的结构称为哈佛结构,它对于保持流水线的持续流动有重要意义。
(5)固化常用指令
奔腾把一些常用指令(如MOV、ADD、INC及DEC)固化为硬件实现,提高指令执行速度。
(6)增强的64位数据总线
奔腾的内部总线是32位,它与存储器之间的外部总线却是64位。
它还使用了总线周期通道技术。
(7)采用PCI标准的局部总线
局部总线技术有两个标准:
一个是PCI标准,另一个是VESA标准。
(8)错误检测功能及功能冗余校验技术
具有内部错误检测功能和功能冗余校验技术。
(9)能源之星
内建能源效率技术,支持能源之星计划。
(10)支持多重处理
高速并行处理技术中常用多CPU系统。
奔腾芯片适用于多机环境下的数据交换和任务分配。
提示:
①要速记10个技术特点的名称。
②特别注意:
超过标量技术和超流水线技术的区别。
3.安腾芯片的技术特点
从奔腾芯片到安腾芯片,标志着英特尔体系结构从IA-32向IA-64的推进。
两者的区别是奔腾32位芯片主要用于台式机和笔记本电脑,而安腾64位芯片主要用于服务器和工作站。
286、386采用传统的CISC技术,奔腾芯片采用RISC技术,安腾芯片采用了EPIC技术,即简明并行指令计算(ExplicitlyParrallelInstructionComputing)技术。
考试热点
①微处理器的发展史;②奔腾芯片的10个技术特点;③安腾芯片和奔腾芯片的区别,安腾芯片的EPIC技术。
考点03主板的分类
1.主板的组成
主机板简称主板,是计算机主机的主要部件,由5部分组成:
CPU、存储器、总线、插槽和电源,如表2-3所示。
表2-3主板组成
名称
功能
CPU
最重要的部分,控制着整个机器的运行
存储器
存储临时数据和一些需要执行的程序
总线
负责各个部件之间信息的传递
插糟
扩展计算机的功能
电源
为各个部件提供电源
2.主板的分类
主板分类方法很多,常用的分类方法如表2-4所示。
表2-4主板分类
分类项
分类内容
CPU芯片
486主板、奔腾主板、奔腾4主板等
CPU插座
Socket7主板、Slot1主板等
主板规格
AT主板、Baby-AT主板、ATX主板等
存储容量
16M主板、32M主板、64M主板等
芯片集
TX主板、LX主板、BX主板等
即插即用
PnP主板、非PnP主板等
系统总线的宽度
66MHz主板、100MHz主板等
数据端口
SCSI主板、EDO主板、AGP主板等
扩展糟
EISA主板、PCI主板、USB主板等
生产厂家
联想主板、华硕主板、MSI主板等
考试热点
①不同标准下的主板分类,主要是按CPU插座、主板规格、芯片集、数据端口、扩展糟这几类。
考点04计算机软件系统
1.软件的基本概念
(1)计算机系统及组成
一个完整的计算机系统由硬件和软件两部分组成。
硬件是系统的物质基础,软件是系统发挥强大功能的灵魂,两者缺一不可,相辅相成。
机器本身是硬件,程序及其说明文档是软件。
(2)计算机硬件与软件的特征
“硬件”和“软件”是具有很强生命力的科学术语,因为它们具有鲜明的科学性:
硬件具有原子的特性,软件具有比较特殊性,两者有本质的区别,有很强的可区分性。
同时,硬件与软件在功能上具有等价性,即某个功能既可由硬件实现,也可以用软件实现。
软件用户与计算机硬件系统之间的桥梁。
从软件工程的观点看,软件不是简单的程序,而是程序及开发、使用和维护程序所需的所有文档的总和。
2.软件的分类
(1)按照用途分类
软件按照用途的不同可分为系统软件和应用软件两大类。
系统软件中最核心的是操作系统。
高级语言编程环境也是系统软件的一大分支。
应用软件按照具体用途的不同,可分为字处理软件、数据库软件、搜索引擎软件、压缩软件、多媒体软件、防病毒软件等。
(2)按照授权分类
按照软件的授权分类,可以分为商业软件、共享软件和自由软件3大类。
3.程序与文档
程序—由指令的序列组成,告诉计算机如何完成一个具体的任务。
文档—软件开发、使用维护中必备的资料。
它能提高软件开发的效率、保证软件的质量,而且在软件的使用过程中有指导、帮助、解惑的作用,尤其在维护工作中,文档是不可或缺的资料。
4.软件开发
在软件的生命周期中,通常分为3大阶段,每个阶段又分为若干个子阶段。
(1)开发阶段
计划阶段分为问题定义、可行性分析研究两个子阶段。
(2)开发阶段
在开发初期分为需求分析、总体设计和详细设计3个子阶段,在开发后期分为编码和测试两个子阶段。
前期文档有软件需求说明书和软件设计规格说明书。
后期文档有产品发布的批准报告、有效性审查报告及项目小结报告,经过严格审查的一整套用户文档、安装手册、测试报告及资料清单。
(3)运行阶段
运行阶段的主要任务是软件维护,为了排除软件系统中仍然可能隐含的错误,适应用户需求及系统操作环境的变化,继续对系统进行修改和扩充。
5.编程语言
编程语言可以分为3大类,包括机器语言、汇编语言和高级语言。
(1)机器语言
机器语言编写的程序能被计算机直接执行,它由“0”和“1”能被计算机识别的二进制代码组成。
机器语言因为不需要翻译,所以执行速度快,但是这种语言难记难学。
(2)汇编语言
汇编语言由人们熟悉的英文且记符和十进制数代替二进制码。
汇编语言和机器语言都属于低级语言,但计算机不能识别英文助记符和十进制数,所以计算机不能直接执行汇编语言,必须通过汇编程序将汇编语言译成机器语言,计算机才能执行。
(3)高级语言
高级语言和自我语言差不多,计算机不能直接执行,必须通过解释程序翻译成机器语言才能执行。
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。
解释程序把源程序输入一句、翻译一句、执行一句,并不形成整个目标程序;编译程序把输入的整个源程序进行全部翻译转换,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结果。
考试热点
①软件的分类;②程序和文档的概念;③软件开发的3个阶段;④机器语言、汇编语言和高级语言的特点。
考点05多媒体技术
1.多媒体的基本组成
多媒体技术可划分为偏硬件和偏软件技术两类:
偏硬件技术侧重接口和硬件技术,它将各种电子媒连成一个相互作用的整体,如把投影屏幕、视频光盘、录像机、CD-ROM、语音及音响合成器等连接起来;偏软件技术则是应用数字化技术,以交互控制的方式,把文件、图形和声音集成于一体,将结果综合并实时表现出为,并通过多媒体实现人机对话。
这种方法侧重于算法和软件。
多媒体硬件系统的基本组成包括以下几个部分:
①具有光驱CD-ROM,这是多媒体硬件系统的一个重要标志;②具有模数(A/D)转换和数模(D/A)转化的功能,能让语音的模拟信号和数字信号相互转换,从而使多媒体硬件系统有高质量的数字音响功能;③具有清晰度比较高的显示器;④具有数据压缩与解压缩的硬件支持。
2.多媒体的关键技术
(1)数据压缩技术
由于声音和图像等信息数字化后的数据量十分庞大,必须对数据进行压缩才能满足使用的要求。
目前常用的压缩标准如表2-5所示。
表2-5常用数据压缩技术
名称
说明
JPEG标准
定义了连续色调、多级灰度、彩色或单色静止图像等国际标准
MPEG标准
包括视频、音频和系统3部分,它要考虑到音频和视频的同步
Px64
CCITT的.H261号建议,P为可变参数,目标是可视电话和电视会议,它可以覆盖整个ISDN(综合业务数字网)信道
(2)芯片与插卡技术
多媒体系统一般还采用特殊插卡来提供硬件支持,如声卡与视频卡用于采集、处理和回放声音信息与视频信息。
主机CPU与声卡和视频卡上的数字信号处理芯片并行工作,共同完成多媒体的处理任务。
(3)多媒体操作系统技术
多媒体操作系统应具有以下功能:
把硬件虚拟化用于应用编程接口;声音文件格式,如MIDI文件格式;视频文件格式;利用软件对视频、音频进行数据压缩和解压缩;声像同步操作。
(4)多媒体数据管理技术
由于多媒体的数据量十分庞大,而且数据的信息联系非常复杂,表现也丰富多彩,现有的文件系统和数据管理技术没法解决,所以要研究新的多媒体数据库管理技术。
3.超文本和超媒体
(1)超文本的概念
传统文本是线性的,而超文本是非线性的,读者可以根据自己的需求和兴趣阅读内容。
超文本就是收集、存储和浏览离散的信息,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。
(2)超媒体的组成
超媒体是一种典型的数据管理技术,它是由称为结点和表示结点之间联系的链组成的有向图(网络),用户可以对其进行浏览、查询和修改等操作。
其中,结点是表达信息的基本单位,结点可以是程序,也可以是文本、图像、图形、音频、视频和动画;链是建立结点之间信息联系的指针,它定义了超媒体的结构。
(3)超媒体系统的组成
超媒体系统的组成如表2-6所示。
表2-6超媒体系统的组成
名称
功能
编辑器
帮助用户建立、修改信息网络中的结点和链
导航工具
提供基于条件的查询方式和交互式沿链走向的查询方式
超媒体语言
以一种程序设计的方法描述超媒体网络的构造、结点和其他各种程序
考试热点
①多媒体计算机的组成;②JPEG和MPEG的含义
经典试题分析
1.世界上第一台电子计算机ENIAC诞生于()年。
A)1946B)1956C)1942D)1940
2.关于奔腾处理器体系结构的描述中,错误的是()
A)哈佛结构是把指令和数据进行混合存储B)超标量技术的特点是设置多条流水线同时执行多个处理
C)单纯依靠提高主频比较困难,转向多核技术D)超流水线的技术的特点是提高主频、细化流水
3.外围部件接口就是()
A)EISAB)PCIC)VESAD)MCA
4.下列关于主板的描述中,错误的是()
A)按生产厂家分类有联想、华硕主板B)按存储哭容量分类有16M、32M主板
C)按COU插座分类有131********2232131Slot、Socket主板D)按数据端口分类有AT、ATY主板
答案:
1.A2.A3.B4.D
本章同步训练
一、选择题
1.以使用逻辑元器件为标志,大型机经历了4个阶段,其中第3代是()
A)电子管计算机 B)中小规模集成电路计算机C)集成电路计算机 D)超大规模集成电路计算机
2.衡量CPU处理速度的是()
A)计算机主频 B)硬盘大小 C)数据传输率 D)以上都不对
3.下列说法中错误的是()
A)硬件与软件在功能上具有等价性B)计算机硬件中芯片是硬件组成的最重要基础
C)硬件具有比特性D)硬件实现功能的成本较高
4.常用的局部总线是()
A)EISA B)PCI C)VESA D)MCA
5.关于奔腾和安腾的产要区别,下列描述中正确的是()
A)奔腾芯片是16位的,安腾芯片是32位的B)奔腾芯片是32信的,安腾芯片是16位的
C)奔腾芯片主要是用于台式机和笔记本,安腾芯片主要用于服务器和工作站D)以上都不对
6.按主板规格可分为()
A)lot主板、Socket主板B)主板、Baby-AY主板、ATX主板
C)SI主板、EDO主板、AGP主板D)TX主板、LX主板、BX主板
7.下列关于应用软件的描述中,正确的是()
A)Excel是数据库软件B)PowerPoint是图像软件C)Outlook是浏览器软件D)Word是字处理软件
8.与多媒体视频压缩技术有关的是()
A)MPEGB)JPEGC)MP3D)ZIP
二、填空题
(1)经典奔腾的处理速度可达到300MIPS。
MIPS的含义是()。
(2)手持设备又称掌上电脑或()。
(3)奔腾4改进了超流水线技术,使流水尝试深度由4级、8级加深到()级。
(4)任何语言源程序都必须转换成(),计算机才能识别和执行。
(5)超媒体系统是由编辑器、()和超媒体语言组成的。
答案:
一、1.B 2.A 3.C 4.B 5.C 6.B 7.D 8.A
二、1.每秒执行百万指令2.亚笔记本3.204.机器语言5.导航工具
第二章网络技术基础
考点01计算机网络的形成
1.计算机网络发展的4个阶段
(1)第1阶段(20世纪50年代)
彼此独立发展的计算机技术与通信技术开始结合起来,完成了数据通信技术与计算机通信网络的研究。
(2)第2阶段(20世纪60年代)
标志是美国的APPANET与分组交换技术的产生。
APPANET是计算机网络技术发展的一个里程碑,为Internet的形成奠定了基础。
(3)第3阶段(20世纪70年代中期)
国际上各种广域网、局域网与公用分组交换网发展十分迅速。
国际标准化组织(ISO)在推动开放系统参考模型与网络协议的研究方面做了大量的工作。
(4)第3阶段(20世纪70年代中期)
最主要的标志是Internet的广泛应用,高速网络技术、网络计算与网络安全技术的研究与发展。
2.计算机网络的定义
资源共享观点将计算机网络定义为“以能够相互共享资源的方式相互联接起来的自治计算机系统的集合”。
(1)计算机网络建立的主要目的是实现计算机资源共享。
(2)互联的计算机是分布在不同地理位置的多台独立的“自治计算机”。
(3)联网计算机之间的通信必须遵循共同的网络协议。
3.早期的计算机网络结构
网络发展过程中,最早出现的是广域网。
广域网在结构上可以分为:
负责数据处理的主机与终端,负责数据通信处理的通信控制处理机(CCP)与通信线路。
早期计算机网络从逻辑功能上可以分为资源子网与通信子网两个部分。
(1)资源子网
由计算机系统(HOST)、终端、终端控制器、联网外设以及各种软件资源与信息资源组成。
(2)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,完成网络数据传输以及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结点,早期APPANET中由接口报文处理机(IMP)承担。
4.现代网络结构的特点
在Internet中,用户计算机通过校园网、企业网或ISP联入地区主干网,地区主干网通过国家主干网联入国家间的高速主干网,这样就形成了一种由路由器互联的大型、层次结构的互联网络。
考试热点
①网络发展的4个阶段;②网络的定义和组成
考点02计算机网络的分类
1.网络分类方法
计算机网络常见的分类方法是:
①根据网络采用的传输技术,可以分为广播式网络与点-点式网络;②根据网络的覆盖范围与规模,可以分为局域网、城域网与广域网。
2.广域网、局域网和城域网
(1)广域网(WLAN)
广域网也称远程网,覆盖范围从几十公里到几千公里。
它的通信子网主要采用分组交换技术。
它具备以下特点:
适应大容量与突发性通信的要求,适应综合业务服务的要求,开放的设备接口与规范化的协议,完善的通信服务与网络管理。
讨论广域网必然涉及以下概念:
X.25网、帧中继、SMDB、B-ISDN与ATM网,如表3-1所示。
表3-1广域网中涉及的概念
名称
功能
X.25
建立的速率较低、误码率较高的电缆传输介质之上,为了保证数据传输的可靠性,它包括了差错控制、流量控制和拥塞控制等功能,协议的复杂执行过程增大了网络的传输延迟
帧中继
建立在数据传输速率高、误码率低的光纤上,使用简单协议,以减少网络传输的延迟,必要的差错控制功能将由用户设备来完成
ATM网
新一代数据传输与分组交换技术,能够保证用户对数据传输的服务质量(Qos)的需求。
结合线路交换和分组交换的优点,符合B-ISDN的需求
(2)局域网(LAN)
采用以太网(Ethernet)、令牌总线(TokenBus)和令牌环(TokenRing)原理的局域网产品形成了三足鼎立之势。
局域网增强了信息社会中资源共享的深度。
目前,在覆盖范围比较小的局域网中使用双绞线,在远距离传输中使用光纤,在有移动结点的局域网中采用无线技术的趋势已经明朗。
(3)城域网(MAN)
城域网是介于广域网与局域网之间的高速网络。
设计的目标是要求满足几十公里范围内的多个局域网互联的需求。
早期的城域网产品主要是光纤分布式数据接口(FDDI)。
目前各种城域网建设方案的共同的特点是:
传输介质采用光纤,交换结点采用基于IP交换的高速路由交换机或ATM交换机。
在体系结构中采用核心交换层、业务汇聚层与接入层的3层模式。
考试热点
①网络分类方法;②广域网、局域网和城域网的特点和区别
考点03计算机网络拓扑结构
1.网拓扑结构的定义
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,反映出网络各实体之间的结构关系。
拓扑设计是建设计算机网络的第一步,也是实现各种网络协议的基础。
计算机网络拓扑主要是指通信子网的拓扑结构。
2.网络拓扑分类方法
(1)网络拓扑分类方法
根据通信子网中通信信道类型分为点-点线路通信子网的拓扑与广播通信信道通信子网的拓扑,基本拓扑构型如表3-2所示。
表3-2网络拓扑分类方法
通信信道类型
采用的基本拓扑类型
点-点通信信道
星形、环形、树形与网状形
广播通信信道
总线型、树形、环形、无线通信与卫星通信
(2)拓扑构型的特点
拓扑构型的特点如表3-3所示。
表3-3拓扑构型的特点
拓扑构型
特点
星形
结点通过点-点通信线路与中心结点连接,中心结点控制全网的通信
环形
结点通过点-点通信线路连接成闭合环路
树形
结点按层次进行连接,可看成星形拓扑的扩展,适应于汇集信息的应用要求
网状形
结点之间的连接是任意的,可靠性高,结构复杂,广域网基本都采用这种构型
3.数据传输速率
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