计算机基础主干知识详细拓展版1

计算机网络是信息技术的基础，其中TCP协议是传输层的关键协议，主要负责在不可靠的网络环境中提供可靠的、有序的、无丢失和不重复的数据传输。TCP协议的特点包括： 1) 面向连接：TCP在数据传输之前需要建立连接，确保通信双方能够互相识别并建立联系。 2) 双向通信：TCP允许数据同时在两个方向上传输，因此每个连接有两套独立的序列号和确认号，用于管理双向的数据流。 3) 可靠性：通过校验和、序列号、确认应答和重传机制保证数据的正确性、完整性，防止数据丢失、重复或错乱。 4) 字节流：TCP将数据视为一个无结构的字节流，不关心应用程序的数据边界，由应用程序负责数据的分割和重组。 TCP报文段的格式主要包括以下几个字段： 1) 序号（seq）：标识数据流中的第一个字节的位置，用于接收方重组数据。 2) 确认号（ack）：接收方期望接收的下一个字节的序号，表示已接收所有小于或等于确认号的数据。 TCP连接管理涉及三次握手和四次挥手的过程。三次握手是为了确保双方都能正常通信，防止已失效的连接请求报文突然又传到了服务端，造成资源浪费。而四次挥手则用于释放连接，确保双方都能收到断开连接的确认，防止数据丢失。 介质访问控制（MAC）是数据链路层的重要功能，主要解决多个设备共享同一通信介质时的冲突问题。常见的MAC协议包括： 1) 频分多路复用（FDM）、时分多路复用（TDM）、波分多路复用（WDM）和码分多路复用（CDM）：这些都是在物理层实现的多路复用技术，用于提高信道利用率。 2) ALOHA协议、CSMA（载波监听多路访问）及其变种如CSMA/CD（碰撞检测）和CSMA/CA（碰撞避免）：这些是局域网中常见的MAC协议，用于控制设备如何公平地访问共享介质。 3) 令牌传递：例如Token Ring，是一种在环形网络中通过令牌传递的方式来决定哪个设备有权发送数据的协议，避免了冲突。 路由算法在选择数据在网络中的最佳路径时起着关键作用，包括静态路由和动态路由。静态路由由管理员手动配置，而动态路由则根据网络状态自动调整，如距离矢量路由算法（RIP）和链路状态路由算法（OSPF）。 在计算机网络中，每一层都有其特定的协议和服务，例如物理层的电气特性，数据链路层的帧封装，网络层的IP协议，传输层的TCP和UDP，以及应用层的各种协议如HTTP、FTP等。此外，不同层也有相应的网络设备，如物理层的集线器，数据链路层的交换机，网络层的路由器，以及网关用于不同网络间的通信。 操作系统方面，死锁的处理是系统设计中的重要问题，包括预防、避免和检测解除策略。进程和线程的管理涉及调度算法，如FCFS（先来先服务）、SPF（短进程优先）、优先级调度、时间片轮转和多级反馈队列调度等，这些算法用于优化系统性能和响应时间。 虚拟内存管理是现代操作系统的核心组件，通过页式、段式和段页式等方法，实现内存与硬盘之间的交换，提高内存利用率和程序运行效率。I/O控制方式则包括直接控制、中断驱动、DMA（直接存储器访问）和通道控制，它们都是为了提高I/O操作的速度和效率。 计算机网络和操作系统的基础知识是理解整个IT领域不可或缺的部分，无论是学习、复习还是面试，掌握这些核心概念和机制都是至关重要的。