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1、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、存储系统分为主存一辅存层次和主存一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
2、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=000000原=100。00+0反=000000反=11111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
3、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；（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
4、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NUR12、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
5、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
6、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) log2N, 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-个脉冲信号代表的有效状态数，是2的整数值 log?”单位脉冲能表示的比特数2
7、、调制速率 B： B= (1/T), S=(1/T)log2N,所以 S=Blog2N3、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=2Wlog2N (奈奎斯特定理)W信道带宽N个脉冲信号代表的有效状态数有噪声 C=Wlog2(1+S/N)(香农公式)W信道带宽S信号功率N噪声功率 dB=10log10S/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
8、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IEEE
9、802。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、100BASEFX使用了 4B/5B编码和NRZI (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+e)，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
10、：有电平转换表示0，无电平转换表示1.四、差错控制CRCCCITT G(X) =X16+X12+X5+1 HDLC 的帧校验用CRC16G(X)=X16+X15+X2+1CRC-32 G (X) =X32+X+1 用在局域网中1、 海明码： m+k+12k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(码距一1-1)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K1次多项式可记为K x ;如信息1011001,则k x =X6+X4+X
11、3+1；(x)(x)(2)、冗余位为R位，其R1位记为R(x)；如冗余位为1011，则R(X)=X3+x+1;(3)、发送信息为N=K+R，多项式为T(x)=Xr*K(X)+R(x), Xr表示将K (x)向左平移r位；(4) 、冗余位产生过程：已知K(x)求R(X)的过程，一般应选一特定R次多项式G(x)(生成多项式)一 般先事先商定好的，用G(X)去除Xr*K(X)得余式即为R(X)。R(X)=Xr*K(X)/G(X)；运算规则异或(x)(x)(x)(x)(x) (x)运算，相同取0，不同取1.五、压缩和解压缩方法JPEG 属于黑白文稿数据压缩系统。二维压缩技术是指在水平和垂直方向都进行了
12、压缩，在压缩算 法中属于二维压缩技术的是MR。MMR数据压缩系统是在MR的基础上该进而来的，它主要在压缩 效率和容错能力方面进行了改进和提高。下列压缩技术中，MPEG属于动态图像压缩技术.第四章、广域通信网一、EIA-RS232-C在电气性能方面EIA-RS232C与CCITT的V。28建议一致，在功能特性方面与CCITT的V.24建 议书一致,RS449则与CCITT的V.35建议书一致，它采用37引脚的插头座。二、X。25公用数据网X.25是分组交换协议交换标准，公用数据网一般都用分组交换协议，所以X。25就是公用数据网 的协议标准。X.25分为三层：物理层采用X。21;链路层-采用LAP
13、-B（链路访问平衡过程），它是HDLC的子集; 分组层提供外部虚电路服务,使用 X.25 PLP 协议。X。 25 又包括（1）HDLC协议-一数据链路控制协议：面向字符的协议和面向比特的协议；HDLC定义了三种类型的 站、两种链路配置和三种数据传输方式;（2）PLP协议一分组级协议.支持永久虚电路PVC和交换虚电路SVC。三、帧中继网 FR本质上仍是分组交换技术，但舍去了 X.25的分组层，仅保留物理层和数据链路层，以帧为单位在链 路层上进行发送、接收、处理，是简化了的 X。 25版本,是去掉了差错检测功能和纠错功能，只支 持永久虚电路PVC，帧中继协议叫做LAPD（Q。921），链路层用它
14、提供可靠的数据链路控制服务。四、ISDN 和 ATMISDN将话音传输、图像传输、数据传输等多种业务综合到一个网络中。为分四个参考点 R、S、T、U，1、ISDN 设备有：（1）1类终端设备TE1-与ISDN网络兼容的设备，可直接连接NT1或NT2；（2）2类终端设备TE2与ISDN网络不兼容的设备，连接ISDN网时需要使用终端适配器TA；（3）终端适配器TA,把非ISDN设备的信号转换成符合ISDN标准的信号；（4）、1类网络终结设备NT1，用户端网络设备，可以支持连接8台ISDN终端设备；（5）、2类网络终结设备NT2，可接大型用户的较多终端设备.ISDN提供了一种数字化的比特管道，支持由
15、TDM （时分多路复用）分隔的多个信道.2、常用的有2种标准化信道:D信道一16kb/s数字信道,用于带外信令，传输控制信号；B信道一6 4kb/s 数字 PCM 信道，用于语音或数字。ISDN比特管道主要支持2种信道的组合：BRI-基本速率接口 2B+D（N-ISDN速率达144kbps）;PR I-基群速率接口（一次群,B-ISDN），北美 23B+D,1.544M（T1），欧洲 30B+D，2.048M（E1）.NISDN在传送信令的D通路使用分组交换，而BISDN则使用快速分组交换，即异步传递方式（A TM）.3、ISDN分为三层，第一层处理信令分帧，第二层处理分帧协议，第三层处理D信道的呼叫建立和 拆卸协议，NT2提供数字数据与模拟电话交换功能。4、ATM是宽带综合业务数字网BISDN的核心技术，常称BISDN为ATM网，它是一种高速 分组交换传输模式，交换单位为固定长度的信元53字节，支持永久虚电路PVC和交换虚电路SV C。5、ATM 各层的功能层次子层功能与OSI的对应高层 对用户数据的
