全国计算机等级考试《三级网络技术》复习要点.docx

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全国计算机等级考试《三级网络技术》复习要点

全国计算机等级考试《三级网络技术》复习要点

第一章计算机基础

该章大约占9~10分，一般为6个选择题和2个填空题，都是基本概念。

主要掌握：

（1）计算机的发展阶段；

（2）计算机的技术指标；（3）奔腾芯片的技术特点；（4）软件开发周期；（5）压缩技术；（6）流媒体

第一节计算机概述

1.计算机特点

2.计算机发展阶段（这几个阶段是并行关系）

（1）大型机阶段（50~60年代）：

●1946年第一台计算机，美国宾夕法尼亚大学ENIAC电子管计算机，用于计算弹道。

●1958年103计算机（中国）

●1959年104计算机（中国）

大型计算机经历了4代：

●电子管计算机

●晶体管计算机

●中小规模集成电路计算机

●超大规模集成电路计算机

（2）小型机阶段（60~70年代）：

第一次小型化

●DEC公司（美国数据设备公司）：

1959年，PDP-1；1965年，PDP-8；1975年VAX-11

●我国：

1973年DJS130计算机DJS100系列

（3）微型机阶段（70~80年代）：

第二次小型化

●Apple公司：

1977年AppleII微型机

●IBM公司：

1981年，第一台个人PC机

●联想（Lenovo）：

2005年收购IBM公司的全球PC业务，成为第三大PC制造商

（4）客户/服务器阶段（即C/S阶段）（80~90年代）

（5）互联网阶段（90年代至今）

●1969年美国国防部ARPANET——互联网的前身

●1983年TCP/IP成为ARPANET的协议标准

●1991年我国第一条互联网专线中科院的高能物理所——斯坦福大学的直线加速器

●1994年在我国实现TCP/IP

3.计算机的应用领域

科学的数据辅助和控制人工网络中的多媒体

●科学计算

●数据处理

●辅助技术：

CAD（计算机辅助设计）、CAM（计算机辅助制造）、CAI（计算机辅助教学）

●实时控制

●人工智能

●网络应用

●多媒体应用

第二节计算机的硬件系统

1.计算机系统的结构

根据冯·诺依曼模型，计算机硬件由5大部分组成：

●运算器

●控制器

●存储器

●输入设备

●

输出设备

2.计算机的指标

（1）位数

也称字长，是指CPU一次能处理多少位的数据（二进制），字长越长，数的表示范围也越大，精度也越高。

●位（bit或b）：

计算机中最小的数据单位

●字节（Byte或B）：

计算机存储容量的基本单位

●字（word）：

由一个或若干个字节组成，通常为16位。

（2）速度

中央处理器的主频越高，其处理速度也就越快

●MIPS（MillionInstructionPerSecond）：

每秒钟执行的百万条指令数

●MFLOPS（MillionFLOatingInstructionPerSecond）：

每秒钟执行的百万条浮点指令数

（3）容量

容量是指计算机所能存储的程序和数据的多少

存储容量的单位是字节，用B表示，还有KB、MB、GB、TB、PB等

●1KB=210B=1024B≈103B

●1MB=220B=10242B≈106B

●1GB=230B=10243B≈109B

…..

其他几个指标（主要用来衡量硬盘）

●平均寻道时间：

磁头沿着盘径移动到需要读写的那个磁道所花费的平均时间

●平均等待时间：

需要读写的扇区旋转到磁头下面所花费的平均时间

●平均访问时间：

磁头找到所需读写的扇区所需要的时间，平均访问时间=平均寻道时间+平均等待时间

●硬盘的数据传输速率：

磁头找到所读写的扇区后，每秒钟可以读出或写入磁盘的字节数

（4）数据传输速率

数据传输速率指的是每秒钟传输多少比特的数据。

数据传输速率单位为bps（或b/s）、Kbps、Mbps、Gbps

●1Kbps=103bps

●1Mbps=106bps

●1Gbps=109bps

（5）可靠性

●平均无故障时间（MeanTimeBetweenFailure,MTBF）——可靠性

●平均故障修复时间（MeanTimeToRepair,MTTR）——可维修性

3.计算机分类

（1）按照原理来分

●数字式电子计算机

●模拟式电子计算机

●混合式电子计算机

（2）按照计算机用途分类

●通用计算机：

解决各种问题

●专用计算机：

解决一个或一类特定问题

（3）按照计算机性能分类

●巨型机

●小巨型机

●大型机

●小型机：

16位的PDP-11及32位的VAX-11系列

●工作站：

Sun系列工作站

●个人计算机

4.CPU芯片的发展历史

按照位数划分，可以分为：

●4位（Intel的4004、4040）

●8位（Intel的8008、8080、Zilog的Z80、Motorola的6800）

●16位（Intel的8086、8088、80186、80286）

●32位（Intel的386、486、奔腾、奔腾II、奔腾III、奔腾4）

●64位（Intel的安腾、AMD的速龙64、HP的Alpha）

5.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。

这两条流水线如果同时工作，则他们必须都执行精简指令。

（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。

（3）分支预测

为提高流水线吞吐率，内置分支目标缓存器，动态的预测程序分支的转移情况。

这样预取的指令恰好是将要执行的指令。

（4）双Cache的哈佛结构

一个用于数据缓存，一个用于指令缓存。

（5）固化常用指令

（6）增强的64位数据总线

奔腾的内部总线是32位的，但它与存储器之间的外部总线增为64位。

（7）总线周期通道技术

总线周期通道技术能使CPU在第一周期完成之前就开始第二周期。

（8）采用PCI标准的局部总线

PCI总线与ISA总线进行了激烈的竞争，PCI取得明显优势。

（9）安腾芯片的技术特点

奔腾是32位芯片，主要用于台式机和笔记本电脑；而安腾是64位芯片，主要用于服务器和工作站。

安腾采用了EPIC，即简明并行指令计算（ExplicitlyParallelInstructionComputing）技术。

6．主机技术

（1）主板的组成

主机板简称主板（Mainboard）或母板（Motherboard），它是计算机的主要部件，通常由5部分组成：

●CPU

●存储器

●总线

●插槽

●电源

（2）主板的分类

主板分类方法很多，处在不同的角度，就有不同的说法。

●按CPU芯片分类，如486主板、奔腾主板、奔腾4主板等。

●按CPU插座分类，如Socket7主板、Slot1主板等。

●按主板的规格分类，如AT主板、Baby-AT主板、ATX主板等。

●按存储器容量分类，如16MB主板、32MB主板、64MB主板等。

●按芯片集分类，如TX主板、LX主板、BX主板等。

●按是否即插即用分类，如PnP主板、非PnP主板等。

●按系统总线的带宽分类，如66MHz主板、100MHz主板等。

●按数据端口分类，如SCSI主板、EDO主板、AGP主板等。

●按扩展槽分类，如EISA主板、PCI主板、USB主板等。

●按生产厂家分类，如联想主板、华硕主板、海洋主板等。

第三节计算机软件组成

软件由程序与相关文档组成。

软件系统可以分为系统软件和应用软件。

1.系统软件

系统软件是管理、监控、维护计算机资源的软件。

它包括操作系统、程序设计语言与语言处理程序、数据库管理系统等。

系统软件的核心是操作系统

2.应用软件

应用软件是用户利用计算机及其提供的系统软件为解决各种实际问题而编制的计算机程序。

3.程序设计语言

机器语言、汇编语言、高级语言

前两种是面向计算机硬件具体操作的，使用者必须对硬件的结构和工作原理十分熟悉，称为计算机的低级语言。

执行速度快。

高级语言：

和具体的硬件无关，语言接近描述的语言。

通用性和可移植性好，占用内存大，执行时间长。

4.软件开发

第四节多媒体技术

1.多媒体基本概念

多媒体分为：

偏硬件技术和偏软件技术

2.多媒体硬件系统特征

●具有光驱

●具有模数转换（模拟信号向数字信号转换）和数模转换（数字信号向模拟信号转换）功能

●具有清晰度比较高的显示器

●具有数据压缩与解压缩的硬件支持

3.多媒体关键技术——数据压缩技术

压缩机制：

●熵编码：

无损压缩

●信源编码：

有损压缩

●混合编码

常用的压缩标准：

●JPEG：

实用与连续色调，多级灰度，彩色或单色静止图象。

●MPEG：

包括视频、音频和系统，考虑音频和视频同步（称为唇同步）。

4.超媒体与流媒体

传统文本是线性的，而超文本是非线性的。

当信息不限于文本时，称为超媒体。

超媒体技术是一种典型的数据管理技术，它是由称之为结点（node）和表示结点之间联系的链（link）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。

现在超文本和超媒体指的是同一个概念。

超媒体系统包含三部分：

●编辑器

●导航工具

●超媒体语言

5.流媒体

流（式）媒体：

把整个音频、视频、3D等多媒体文件经过特殊压缩，形成一个个压缩包，由视频服务器向用户计算机连续、实时地依次传送。

特点：

连续性、实时性、时序性。

流媒体的播放方式：

●单播

●组播：

发送给一组用户

●点播：

在收视过程中用户可以根据需要进行停止、后退、快进、慢进或暂停等操作。

●广播

以上四种方式中，只有点播传送的是多媒体，其他播放方式传送的是音/视频文件。

6.多媒体应用软件

●文本：

微软的word，SUN公司的OpenOffice、金山的WPS

●图形：

Corel的CorelDraw

●图像：

Adobe的PhotoShop

●动画：

MacroMedia的Flash

●音频

●视频

第二章网络基本概念

本章约7个选择题和3个填空题，约13分，会有1~2分的计算题。

主要掌握几个问题：

（1）计算机网络的分类：

按传输技术和覆盖范围、规模。

（2）基本的拓扑结构：

总线型、树型、环形和星型。

（3）数据传输速率和误码率的概念，如：

奈奎斯特定理和香农定理。

（4）一个网络协议的三要素：

语法、语义和时序。

（5）ISO/OSI参考模型、TCP/IP模型。

第一节计算机网络的形成与发展

1.计算机网络的产生

60年代飞机订票系统：

SABRE-I

1969年12月，Internet的前身——美国的ARPA网（即ARPANET）投入运行，标志着计算机网络的兴起。

2.网络发展的四个阶段

●第一阶段——面向终端：

典型的由1963年美国空军建立的半自动化地面防空系统（SAGE）

●第二阶段——以通信子网为中心：

计算机通信网络在逻辑上可以分为两大部分：

通信子网和资源子网。

●第三阶段——网络体系结构与协议标准化

●第四阶段——高速化、综合化：

主要标志是Internet的广泛应用。

3.网络在我国的发展

最早建设专用计算机网络的是铁道部。

第一个公共分组交换网CNPAC。

第二节计算机网络的定义

定义：

能够相互共享资源的方式互连起来的自治计算机系统的集合。

自治的计算机是指计算机之间没有明显的主从关系，一台计算机不能强制地启动、停止或者控制网络中的其他计算机。

计算机网络的基本特征：

资源共享。

资源主要包括硬件、软件和数据。

第三节计算机网络的分类

1.网络分类

（1）根据网络所采用的传输技术分为：

●广播式网络

●点对点式网络

广播式网络中，所有结点仅使用一条通信信道，该信道由网络上的所有站点共享。

同一时刻，只能有一台计算机发送数据。

点对点式网络中，每条物理线路连接一对计算机。

采用分组存储转发与路由选择是它与广播式网络的重要区别之一。

同一时刻可以有多台计算机并行发送数据。

（2）按覆盖地理范围和规模分为

●局域网（LAN）

●广域网（WAN）

●城域网（MAN）

（3）按照通信子网的交换方式分为：

公用电路交换网、报文交换网、分组交换网、ATM交换网等。

2.广域网、局域网和城域网

（1）广域网

广域网也称远程网，覆盖范围从几十千米到几千千米。

数据分组从源结点传送到目的结点的过程需要进行路由选择和分组转发（因为采用的是点对点网络）。

采用分组交换技术（如X.25，帧中继、异步传输模式（ATM））。

ARPANET是第一个分组交换网。

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

（2）局域网

覆盖范围在几公里之内，通常为一个单位所有。

主要技术：

以太网、令牌总线、令牌环网。

最后以太网占据统治性地位。

（3）城域网

介于局域网和广域网之间，主要是指一个地区内多个局域网的互联。

范围在几公里至几十公里。

早期的城域网产品主要是光纤分布式数据接口（FDDI）。

传输介质以光纤为主。

在体系结构上采用三层模式：

●核心交换层

●业务汇聚层

●接入层

第四节计算机网络的拓扑结构

1.计算机网络拓扑的定义。

计算机网络拓扑是通过网中节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之间的结构关系。

计算机网络拓扑是指通信子网的拓扑构型。

它对网络性能、系统可靠性与通信费用都有重大影响。

2.计算机网络拓扑的分类

①点对点通信子网的拓扑：

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，环型，无线通信与卫星通信型。

（1）总线型

采用一条单根的通信线路（总线）作为公共的传输通道，所有的结点都通过相应的接口直接连接到总线上，并通过总线进行数据传输。

同一时刻只能有一个结点发送数据。

特点：

●简单、灵活，便于广播

●负荷重时性能不好

●易于安装，费用低

●实时性差

（2）环型结构

环型结构是各个网络结点通过环接口连在一条首尾相接的闭合环型通信线路中。

环型结构有两种类型：

●单环结构：

典型代表为令牌环

●双环结构：

典型代表为光纤分布式数据接口（FDDI）

特点：

●传输延迟固定，实时性好，重负载下信道利用率较高

●支持优先级服务

●可扩充性差

●可靠性差

（3）星型结构

星型结构的每个结点都由一条点到点链路与中心结点相连。

信息的传输是通过中心结点的转发实现的。

特点：

●结构简单，便于管理和维护，易扩充，易升级

●中心结点的可靠性基本上决定了整个网络的可靠性

●中心结点负担重，易成为信息传输的瓶颈。

（4）树型结构

对根节点依赖性大。

（5）网状结构

每个结点至少有两条链路与其他结点相连。

特点：

可靠性高、线路成本高、适用于大型广域网。

第五节数据传输率和误码率

描述数据通信的基本技术参数有两个：

数据传输速率与误码率

1．数据传输速率

在数值上等于每秒钟传输的二进制比特数，单位为比特/秒（bit/second），记作bps或b/s。

2．带宽与数据传输率

“带宽”有两种含义：

●信道具有的频带宽度，即可传送的信号最高频率与最低频率之差，单位是赫兹（Hz）

●信道所能传送的“最高传输速率”，单位是“比特每秒”，或b/s（bps）

奈奎斯特准则和香农定理从定量的角度描述了带宽与速率的关系。

（1）奈奎斯特准则（针对的是无噪声的理想信道）

Rmax=2*f（bps）（对于传输二进制信号）

Rmax：

最高数据传输率（单位bps）

B：

通信信道带宽（单位Hz）

若传输的是：

●四进制信号：

Rmax=4*f（bps）

●八进制信号：

Rmax=6*f（bps）

●十六进制信号：

Rmax=8*f（bps）

（2）香农定理（针对实际信道）

Rmax=B×log2（1+S/N）（bps）

●B为信道带宽（单位Hz）

●S为信号功率

●Ｎ为噪声功率

●S/N称为信噪比。

信噪比本来是没有单位的，若信噪比给出的值带有单位“分贝”，则与S/N的关系为：

多少分贝＝10log10（S/N）

3．误码率

误码率是二进制码元在数据传输系统中被传错的概率，在数值上近似等于Pe=Ne/N（传错的码元数除以传输的二进制码元总数）

●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。

●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。

●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。

●误码率具有随机性。

第六节网络体系结构和网络协议

1.网络体系结构的基本概念

（1）网络协议（简称协议）

协议是为网络中的数据交换而建立的规则、标准或约定。

由三个要素组成：

●语法：

即用户数据与控制信息的结构和格式；

●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；

●时序：

即对事件实现顺序的详细说明。

（2）网络体系结构

网络的体系结构是指计算机网络的分层、各层协议和各层接口之间的集合。

第一个网络体系结构是IBM的系统网络体系结构SNA。

当前具有代表性的体系结构有两个：

●OSI参考模型

●TCP/IP参考模型

（3）分层的好处

●各层之间相互独立。

高层并不需要知道低层是如何实现的。

●灵活性好；

●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；

●易于实现和维护；

●有利于促进标准化。

2.开放系统互连参考模型（OSI）

OSI（OpenSystemInterconnect）开放系统互连参考模型是国际标准化组织（ISO）和国际电报电话咨询委员会（CCITT）联合制定的。

最大特点：

开放性。

“开放”是指：

只要遵循OSI标准，一个系统就可以和位于世界上任何地方的也遵循同一标准的其他系统进行通信。

它从低到高分别是：

物理层、数据链路层、网络层、传输层、会话层、表示层和应用层。

●物理层：

传输比特流，规定网络接口的规格和特性。

●数据链路层：

负责相邻节点（即在同一网络内部的节点）之间的无差错的数据传输。

传输的数据单位为“帧”。

该层使用的地址为物理地址（又称为MAC地址）

●网络层：

负责在不同网络中的主机与主机之间的通信。

为此，网络层需要具备路由选择（即寻找路径，为网络层最主要功能）、拥塞控制与网络互连的功能。

传输的数据单位为“分组”或“包”。

该层使用的地址为IP地址。

常见的网络层协议有IP、ICMP、IGMP、OSPF、RIP、ARP。

●传输层：

是向用户提供可靠的端到端（即进程到进程）服务。

是网络体系结构中最关键的一层。

该层协议：

TCP、UDP。

●会话层：

管理会话。

●表示层：

负责数据格式转换、压缩等。

●应用层：

向应用程序提供服务。

该层结构最复杂，协议最多。

OSI的特点：

●网中各结点都有相同的层次

●不同结点的同等层具有相同的功能

●同一结点内相邻层之间通过接口通信

●每一层使用下层提供的服务，并向其上层提供服务

●不同结点的同等层按照协议实现对等层之间的通信

3.TCP/IP参考模型

TCP/IP参考模型是目前Internet中的流行标准。

该模型包含很多协议，其中最重要的两个协议就是TCP和IP协议。

TCP/IP参考模型最早起源1969年美国国防部的ARPANET。

该模型分为四层（从低到高）：

●主机-网络层：

对应OSI的物理层和数据链路层

●网络互连层：

对应于OSI的网络层

●传输层：

对应于OSI的传输层

●应用层：

对应于OSI的应用层

在TCP/IP没有OSI中的会话层和表示层。

4.OSI参考模型和TCP/IP参考模型的区别：

●OSI采用七层模型，TCP/IP是四层结构（实际上是三层结构）

●OSI的网络层提供面向连接和无连接两种服务，而TCP/IP的网络互联层只提供无连接服务。

注：

面向连接指的是双方通信之前先建立连接，然后发送数据，最后释放连接，通常提供的是可靠的数据传输。

而无连接指发送方直接向接收方发送数据，不建立连接，一般提供的是不可靠服务。

●OSI的传输层只提供面向连接服务，而TCP/IP的传输层提供面向连接和无连接两种服务。

●OSI过于繁杂，实现起来很困难，效率低。

被市场淘汰。

第七节分组交换技术

1.电路交换

面向连接。

需要建立一个实际的物理线路连接。

分为两种方式：

●时分交换

●空分交换

通信过程：

●电路建立

●数据传输

●电路拆除（电路释放）

特点：

●独占线路

●实时性好

●数据传输可靠、迅速、不丢失，且保持原来的序列

●电路空闲时信道被浪费

2.报文交换

报文：

把用户要发送的整个数据块称为一个报文。

报文交换的过程：

先将用户的报文存储在中间交换节点的存储器中，并进行差错检测（若错误，则丢弃）。

当所需要的输出线路空闲时，再将该报文发送给下一个节点。

需要给报文添加报文头，包括目标地址和源地址等信息。

特点：

●不独占线路

●无线路建立的过程，提高了线路的利用率

●支持多点传输（即可发往多个目的，相当于组播或者广播）

●增加了差错检测功能，避免出错数据的无谓传输

●中间节点需要具备很大的存储空间

●时延较大

3.分组交换

也称包交换。

分组交换的思想是从报文交换而来的，分组交换与报文交换的不同在于：

分组交换将用户要传送的信息分割为若干个分组，每个分组中有一个首部，含有目的地址和源地址以及其他控制信息，然后将各个分组进行传输。

4.数据报和虚电路

分组交换又分数据报和虚电路两种。

虚电路是传输分组时建立逻辑连接，有虚电路建立、数据传输、虚电路拆除三个阶段。

数据报在传输之前不需要建立逻辑连接。

在Internet中，网络层采用的是无连接的数据报服务。

第八节无线网络的研究和应用

1.无线网络的标准及结构

无线局域网采用的标准是IEEE802.11。

介质访问控制方法是CSMA/CA。

无线局域网的结构：

●网桥连接型

●基站接入型

●HUB接入型

●无中心结构

2.主要的无线局域网

●红外线局域网

●扩频无线局域网：

两种技术：

①跳频；②直接序列

●窄带微波无线局域网

3.无线自组网（ADhoc网络）

是一种自组织、对等式、多跳的无线移动网络，是在分组无线网的基础上发展起来，是由一组用户组成、不需要基站的移动通信模式。

第三章局域网基础

约占：

12~15分。

重点掌握：

（1）局域网的技术要素；

（2）局域网的访问控制方法；（3）高速局域网技术；（4）交换机的技术

补充知识：

第一节局域网的基本概念

（1）决定局域网的主要技术要素

●拓扑结构

●传输介质

●介质访问控制方法：

介质访问控制方法是控制多个节点利用公共传输介质发送和接受数据的方法。

即决定由谁发送数据。

（2）局域网定义的两种方式：

●功能性定义

●技术性定义

（3）局域网的特点

●局域网覆盖有限的地理范围；

●有较高的传输速率和较低的误码率

●一般为一个单位所有，比较便于建立、维护和扩展

（4）局域网从介质访问控制方法的角度可以分为：

●共享介质局域网：

同一时刻只能一台计算机发送数据，要解决介质访问控制的问题

●交换式局域网：

可以有多台计算机发送数据，需要使用交换机或者网桥

（5）局域网的拓扑结构和传输介质

局域网在网络拓扑上主要采用了总线型、环型、星型。

在