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网络工程师学习笔记
第一章 计算机基础知识
一、硬件知识
1、计算机系统的组成包括硬件系统和软件系统
硬件系统分为三种典型结构:
(1)单总线结构 (2)、双总线结构 (3)、采用通道的大型系统结构
中央处理器 CPU 包含运算器和控制器。
2、指令系统
指令由操作码和地址码组成。
3、存储系统分为 主存—辅存层次 和主存—Cache 层次
Cache 作为主存局部区域的副本,用来存放当前最活跃的程序和数据。
计算机中数据的表示
Cache 的基本结构:Cache 由存储体、地址映像和替换机构组成。
4、通道是一种通过执行通道程序管理 I/O 操作的控制器,它使 CPU 与 I/O 操作达到更高的并
行度。
5、总线从功能上分类,系统总线分为地址总线(AB)、数据总线(DB)、控制总线(CB)。
6、磁盘容量记计算
非格式化容量=面数*(磁道数/面)*内圆周长*最大位密度
格式化容量=面数*(磁道数/面)*(扇区数/道)*(字节数/扇区)
7、数据的表示方法
原码和反码
[+0]原=000…00 [-0]原=100...00 [+0]反=000…00 [-0]反=111…11
正数的原码=正数的补码=正数的反码
负数的反码:符号位不变,其余位变反。
负数的补码:符号位不变,其余位变反,最低位加 1。
二、操作系统
1、操作系统定义:用以控制和管理系统资源,方便用户使用计算机的程序的集合。
2、功能:是计算机系统的资源管理者。
3、特性:并行性、共享性
4、分类:多道批处理操作系统、分时操作系统、实时操作系统、网络操作系统。
5、进程:是一个具有一定独立功能的程序关于某个数据集合的一次运行活动。
6、进程分为三种状态:运行状态(Running)、就绪状态(Ready)、等待状态(Blocked)。
7、作业分为三种状态:提交状态、后备运行、完成状态。
8、产生死锁的必要条件:
(1)、互斥条件:一个资源一次只能被一个进程所使用;
(2)、不可抢占条件:一个资源仅能被占有它的进程所释放,而不能被别的进程强行抢占;
(3)、部分分配条件:一个进程已占有了分给它的资源,但仍然要求其它资源;
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(4)、循环等待条件:在系统中存在一个由若干进程形成的环形请求链,其中的每一个进程均
占有若干种资源中的某一种,同时每一个进程还要求(链上)下一个进程所占有的资源。
9、死锁的预防:1、预先静态分配法 2、有序资源使用法 3、银行家算法
10、虚拟存储器:是指一种实际上并不以物理形式存在的虚假的存储器。
页架:把主存划分成相同大小的存储块。
页:把用户的逻辑地址空间(虚拟地址空间)划分成若干个与页架大小相同的部分,每部分称
为页。
11、页面置换算法有:1、最佳置换算法 OPT 2、先进先出置换算法 FIFO 3、最近最少使
用置换算法 LRU 4、最近未使用置换算法 NUR
12、虚拟设备技术:通过共享设备来模拟独占型设备的动作,使独占型设备成为共享设备,
从而提高设备利用率和系统的效率。
13、SPOOL 系统:实现虚拟设备技术的硬件和软件系统,又 Spooling 系统,假脱机系统。
14、作业调度算法:
(1)、先来先服务调度算法 FIFO:按照作业到达系统或进程进入就绪队列的先后次序来选择。
(2)、优先级调度算法:按照进程的优先级大小来调度,使高优先级进程得到优先处理的调度
策略。
(3)、最高响应比优先调度算法:每个作业都有一个优先数,该优先数不但是要求的服务时间
的函数,而且是该作业为得到服务所花费的等待时间的函数。
以上三种都是非抢占的调度策略。
三、嵌入式系统基本知识
1、定义:以应用为中心,计算机技术为基础,软硬件可裁剪,适应于特定应用系统,对功能、
可靠性、成本、体积、功耗有严格要求的计算机系统。
2、特点:硬件上,体积小、重量轻、成本低、可靠性高等特点、使用专用的嵌入式 CPU。软
件上,代码体积小、效率高,要求响应速度快,能够处理异步并发事件,实时处理能力。
3、应用:从航天飞机到家用微波炉。
第二章、计算机网络概论
滑动窗口协议规定重传未被确认的分组,这种分组的数量最多可以等于滑动窗口的大小,TCP
采用滑动窗口协议解决了端到端的流量控制。
第三章 数据通信基础
一、数据通信的主要技术指标
1、数据传输速率 S: S=(1/T)log
2
N,一般 N=2,则有 S=(1/T)
T—信号脉冲重复周期或单位脉冲宽度
n—一个脉冲信号代表的有效状态数,是 2 的整数值
log
2
N--单位脉冲能表示的比特数
2、调制速率 B:B=(1/T),S=(1/T)log
2
N,所以 S=Blog
2
N
3、信道容量的计算:
信道容量:(数据传输速率)表征一个信道传输数据的能力。单位:bps
无噪声 C=2Wlog
2
N (奈奎斯特定理)
W—信道带宽 N—一个脉冲信号代表的有效状态数
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有噪声 C=Wlog
2
(1+S/N) (香农公式)
W—信道带宽 S—信号功率 N—噪声功率
dB=10log
10
S/N,当 S/N=1000 时,信噪比为 30dB
二、 数据交换方式
延迟的计算
1、电路交换
总延迟=链路建立时间+线路延迟+发送时长
2、虚电路分组交换
总延迟=链路建立时间+(每个分组在交换结点延迟+每个分组线路延迟+每个分组发送时长)*分
组数
3、数据报分组交换
总延迟= (每个分组在交换结点延迟+每个分组线路延迟+每个分组发送时长)*分组数
三、数据编码
1、模拟信号—>模拟传输:
2、模拟信号—>数字传输:
需要编码解码器(Codec),模拟数据数字化分为三步:采样、量化、编码 采样:对于连续信
号是通过规则的时间间隔测出波的振动幅度从而产生一系列数据。量化:采样得到的离散数据
转换成计算机能够表示的数据范围的过程,即将样值量化成一个有限幅度的集合 X(nT)。
编码:用一定位数的二进制数来表示采样所得脉冲的量化幅度的过程。常用编码方法有 PCM
脉冲编码调制。
3、数字信号—>数字传输:
常用编码:归零码、不归零码、曼彻斯特码、差分曼彻斯特码
IEEE802.3 以太网使用曼彻斯特编码,IEEE802.5 令牌环使用差分曼彻斯特编码,两者的编码
效率是 50%,FDDI、100BASE-FX 使用了 4B/5B 编码和 NRZ-I(不归零码),编码效率是 80%。
4、数字信号—>模拟传输:
需要调制和解调,调制:由发送端将数字数据信号转换成模拟数据信号的过程;解调:在接收
端把模拟数据信号还原为数字数据信号的过程,调制的方法:载波的表示 y=A
(t)
sin(wt+Ф) ,
分为 ASK 振幅调制、FSK 频率调制、PSK 相位调制。
5、曼彻斯特编码:
每比特的 1/2 周期处要发生跳变,由高电平跳到低电平表示 1,由低电平跳到高电平表示 0;
差分曼彻斯特编码:有电平转换表示 0,无电平转换表示 1。
四、差错控制
CRC-CCITT G(X)=X
16
+X
12
+X
5
+1 HDLC 的帧校验用
CRC-16 G(X)=X
16
+X
15
+X
2
+1
CRC-32 G(X)=X
32
+…+X+1 用在局域网中
1、海明码: m+k+1<2k 数据位 m,要纠正单个错误,得出冗余位 k 必须取的最小值。码距
为 m、n 中最小值,它能够发现(码距-1)位错,并可纠正(码距-1-1)位错;比如 8421 的
码距为 1。要检测出 d 位错,码字之间的海明距离最小值应为 d+1。
2、CRC 冗余码求法:
(1)、如果信息位为 K 位,则其 K-1 次多项式可记为 K
(x)
;如信息 1011001,则
k
(x)
=x
6
+x
4
+x
3
+1;
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