网络工程师学习笔记汇总(完整版)

网络工程师学习笔记汇总(完整版) 　　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 ### 网络工程师学习笔记汇总（完整版） #### 一、硬件知识 - **计算机系统的组成**：计算机系统由硬件系统和软件系统两大部分组成。硬件系统是计算机的物理组成部分，而软件系统则包括了操作系统和应用程序等。 - **硬件系统的结构**：根据其设计的不同，硬件系统可以分为三种典型的结构类型： 1. **单总线结构**：在这种结构中，所有的组件都通过单一的总线连接，这种方式简单但效率较低。 2. **双总线结构**：将数据总线和地址总线分开，提高了数据传输效率。 3. **采用通道的大型系统结构**：为了进一步提升系统的性能，大型系统中可能会使用专门的通道来处理输入输出操作，使得CPU可以从这些任务中解脱出来。 - **中央处理器（CPU）**：CPU是计算机的大脑，负责执行指令。它主要由运算器和控制器两部分组成。运算器负责执行算术和逻辑运算，而控制器则负责控制指令的执行顺序。 - **指令系统**：指令由操作码和地址码组成，操作码指示执行的操作类型，地址码指出操作数的位置。 - **存储系统**：计算机的存储系统通常分为两个层次：主存-辅存层次和主存-Cache层次。主存是计算机的主要存储器，用于存放正在使用的程序和数据；辅存则是非易失性的存储介质，如硬盘。Cache作为一种高速缓冲存储器，位于主存和CPU之间，用于提高数据访问速度。 - **Cache的基本结构**：由存储体、地址映像机制和替换机构组成。存储体用来实际存储数据；地址映像机制决定数据如何在主存和Cache之间映射；替换机构决定了当Cache满时哪些数据应该被替换出去。 - **通道**：通道是一种特殊的处理器，它可以独立执行I/O操作，而不必依赖CPU的干预。这极大地提高了系统的并行性和效率。 - **总线**：从功能角度看，系统总线可分为地址总线、数据总线和控制总线。地址总线决定了CPU可以访问的最大内存空间；数据总线用于数据的传输；控制总线用于传输控制信号。 - **磁盘容量计算**：非格式化容量可以通过计算面数、磁道数、内圆周长和最大位密度得出；格式化容量则考虑了面数、磁道数、扇区数以及每个扇区的字节数。 - **数据表示方法**：包括原码、反码和补码。正数的原码、反码和补码相同；负数的反码是在正数的基础上除符号位外其他位取反；负数的补码则是在反码的基础上最低位加1。 #### 二、操作系统 - **操作系统定义**：是一组用于管理和控制计算机硬件和软件资源的程序集合，以便提供一个方便用户使用计算机的环境。 - **操作系统功能**：作为计算机系统的资源管理者，操作系统的主要职责包括进程管理、内存管理、文件系统管理和设备管理。 - **操作系统特性**：包括并行性和共享性。并行性指的是多个程序可以同时执行；共享性指的是系统资源可以被多个程序共同使用。 - **操作系统分类**：主要有多道批处理操作系统、分时操作系统、实时操作系统和网络操作系统等。 - **进程**：是指具有一定独立功能的程序在一个数据集合上的运行过程。进程具有运行、就绪和等待三种状态。 - **作业**：从提交状态到完成状态，一个作业经历了一系列的状态变化。 - **死锁**：死锁是指多个进程因为争夺资源而无法继续执行的现象。产生死锁的必要条件包括互斥条件、不可抢占条件、部分分配条件和循环等待条件。 - **死锁的预防**：常见的预防措施包括预先静态分配法、有序资源使用法和银行家算法等。 - **虚拟存储器**：虚拟存储器允许程序在运行时访问比物理内存更大的地址空间。通过页架和页的概念，可以实现虚拟地址到物理地址的转换。 - **页面置换算法**：包括最佳置换算法（OPT）、先进先出置换算法（FIFO）、最近最少使用置换算法（LRU）和最近未使用置换算法（NUR）等。 - **虚拟设备技术**：通过使用共享设备模拟独占型设备的行为，可以提高设备的利用率和系统的效率。SPOOL系统是一种实现虚拟设备技术的硬件和软件系统。 - **作业调度算法**：包括先来先服务调度算法（FIFO）、优先级调度算法和最高响应比优先调度算法等。 #### 三、嵌入式系统基本知识 - **定义**：嵌入式系统是一种专门为特定应用设计的计算机系统，它以应用为中心，并基于计算机技术。这种系统的特点在于其硬件和软件都是根据特定需求进行裁剪的。 - **特点**：体积小、重量轻、成本低、可靠性高、使用专用的嵌入式CPU等。软件方面则注重代码体积小、效率高，并且具备良好的实时处理能力。 - **应用领域**：从航空航天到家用电器等各个领域都有广泛的应用。 #### 第二章、计算机网络概论 - **滑动窗口协议**：滑动窗口协议通过追踪未确认的数据包来解决端到端的流量控制问题。TCP协议采用了滑动窗口机制，使得发送方可以根据接收方的反馈动态调整发送速率。 #### 第三章 数据通信基础 - **数据通信的技术指标**：主要包括传输速率和信道容量等指标。传输速率可以通过奈奎斯特公式计算得出，而信道容量则可以通过奈奎斯特定理和香农公式进行计算。 - **数据交换方式**：数据交换技术主要有电路交换、报文交换和分组交换等。其中，电路交换提供了端到端的固定连接，而分组交换则通过将数据分割成小的数据包在网络中传输。 - **电路交换**：总延迟包括链路建立时间、线路延迟和发送时长。 - **虚电路分组交换**：总延迟除了包括链路建立时间和分组延迟之外，还需要考虑每个分组在网络中的传输延迟。 以上内容涵盖了网络工程师所需掌握的一些基础知识点，包括计算机硬件的基本构成、操作系统的工作原理、嵌入式系统的设计原则以及网络通信的基础概念和技术。这些知识点对于理解现代信息技术体系结构至关重要。