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计算机基础知识
计算机系统是由硬件系统和软件系统组成的。
计算机硬件通常由运算器、控制器、主存储器、输入设备和输出设备五大部分组成。
把运算器和控制器合称为中央处理器,简称CPU。
把中央处理器和主存储器合称为主机。
计算机硬件的典型结构包括单总线结构、双总线结构、采用通道的大型系统结构。
符号数字化:用0表示正号,用1表示负号。
真值:用正负号加绝对值表示数值。
机器数:符号数字化以后的数称为机器数。
中央处理器的功能:指令控制、操作控制、时间控制、数据加工。
控制器由程序计数器、指令寄存器、指令译码器、状态/条件寄存器、时序产生器、微操作信号发生器组成。
第1章 计算机网络...全部
计算机基础知识
计算机系统是由硬件系统和软件系统组成的。
计算机硬件通常由运算器、控制器、主存储器、输入设备和输出设备五大部分组成。
把运算器和控制器合称为中央处理器,简称CPU。
把中央处理器和主存储器合称为主机。
计算机硬件的典型结构包括单总线结构、双总线结构、采用通道的大型系统结构。
符号数字化:用0表示正号,用1表示负号。
真值:用正负号加绝对值表示数值。
机器数:符号数字化以后的数称为机器数。
中央处理器的功能:指令控制、操作控制、时间控制、数据加工。
控制器由程序计数器、指令寄存器、指令译码器、状态/条件寄存器、时序产生器、微操作信号发生器组成。
第1章 计算机网络概论
计算机网络是指由通信线路互相连接的许多自主工作的计算机构成的集合体。
计算机网络的组成元素可以分为两大类,即网络结点和通信链路。
网络结点分为端结点和转接结点。
端结点指信源和信宿结点,例如用户主机和用户终端;转接结点指网络通信过程中起控制和转发信息作用的结点,例如交换机、集线器、接口信息处理机等。
通信链路是指传输信息的信道,可以是电话线、同轴电缆、无线电线路、卫星线路、微波中继线路、光纤缆线等。
通信子网中转发结点的互连模式叫做子网的拓扑结构。
广域网中常见的互连拓扑是树型和不规则型,而在局域网中则常用规则型拓扑结构(星型、环型、总线型)。
按照互连规模和通信方式,可以把网络分为局域网、城域网和广域网。
计算机网络的应用:办公自动化、电子数据交换、远程教育、电子银行、证券和期货交易、娱乐和在线游戏。
计算机网络有一个特点,即间歇性和突发性。
协议是由公式和规则组成的集合,它精确地定义了(N)实体如何协同工作,利用(N-1)服务去完成(N)功能,以便向(N+1)实体提供服务。
物理层:规定通信设备的机械的、电气的、功能的和过程的特性,用以建立、维持和释放数据链路实体间的连接。
数据链路层:建立、维持和释放网络实体之间的数据链路,这种数据链路对网络层表现为一条无差错的信道。
网络层:这一层的功能属于通信子网,它通过网络连接交换传输层实体发出的数据。
传输层:这一层在低层服务的基础上提供一种通用的传输服务。
会话层:支持两个表示层实体之间的交互作用。
表示层:提供一个可供应用层选择的服务的集合,使得应用层可以根据这些服务功能解释数据的涵义。
应用层:直接为端用户服务,提供分布式处理环境。
第2章 数据通信基础
通信的目的就是传递信息。
信息在传输过程中可能会受到外界的干扰,我们把这种干扰称为噪声。
作为一般的通信系统,信源产生的信息可能是模拟数据,也可能是数字数据。
模拟数据取连续值,而数字数据取离散值。
通信中产生的和发送信息的一端叫做信源,接收信息的一端叫做信宿,信源和信宿之间的通信线路称为信道。
如果信源产生的是模拟数据并以模拟信道传输则叫做模拟通信;如果信源发出的是模拟数据而以数字信号的形式传输,那么这种通信方式叫做数字通信。
如果信源发出的是数字数据,当然也可有两种传输方式,这时无论是用模拟信号传输或是用数字信号传输都叫做数据通信。
模拟信道带宽W=f2-f1,其中f1是信道能通过的最低频率,f2是信道能通过的最高频率,两者都是由信道的物理特性决定的。
数字信道是一种离散信道,它只能传送取离散值的数字信号。信道的带宽决定了信道中能不失真地传输脉冲序列的最高速率。
一个数字脉冲称为一个码元,我们用码元速率表示单位时间内信号波形的变换次数,即单位时间内通过信道传输的码元个数。
若信号码元宽度为T秒,则码元速率B=1/T。码元速率的单位叫波特(Baud),所以码元速率也叫波特率。
码元携带的信息量由码元取的离散值个数决定。
单位时间内在信道上传送的信息量(比特数)称为数据速率。
在计算机通信网络中,误码率一般要求低于10-6,即平均每传送1兆位才允许错1位。在误码率低于一定的数值时,可以用差错控制的办法进行检查和纠正。
在局域网中常用的同轴电缆有两种,一种是特性阻抗为50Ω的同轴电缆,用于传输数字信号,例如RG-8或RG-11粗缆和RG-58细缆,也叫基带同轴电缆。
另一种同轴电缆是特性阻抗为75Ω的CATV电缆(RG-59),用于传输模拟信号,这种电缆也叫宽带同轴电缆。
通常把表示数字信号的方波所固有的频带称为基带。
基带系统的优点是安装简单而且价格便宜,冒险岛吸怪外挂,但由于在传输过程中基带信号容易发生畸变和衰减,所以传输距离不能很长。
一般在1km以内,典型的数据速率是10Mb/s或100Mb/s。
宽带系统与基带系统的主要区别是模拟信号经过放大器后只能单向传输。
光波在光导纤维中以多种模式传播,不同的传播模式有不同的电磁场分布和不同的传播路径,这样的光纤叫多模光纤。
光波在光纤中以什么模式传播,这与芯线和包层的相对折射率、芯线的直径、以及工作波长有关。
如果芯线的直径小到光波波长大小,则光纤就成为波导,光在其中无反射地沿直线传播,这种光纤叫单模光纤。
数据编码方案有:单极性码、极性码、双极性码、归零码、不归零码、双相码、曼彻斯特编码、差分曼彻斯特编码、多电平编码。
单极性码:只用正(或负的)电压表示数据。单极性码用在电传打字机(TTY)接口以及PC机和TTY兼容的接口中,这种代码需要单独的时钟信号配合定时,否则当传送一长串0或1时,发送机和接收机的时钟将无法定时,单极性码的抗噪声特性也不好。
极性码:分别用正电压和负电压表示二进制数0或1,这种代码的电平差比单极性码大,因而抗干扰性好,但仍然需要另外的时钟信号。
双极性码:信号在三个电平(正、负、零)之间变化双极性是三进制信号编码方法,它与二进制相比抗噪声特性更好。
缺点是当传送长串0时会失去位同步信息。
归零码:码元中间的信号回归到0电平,因此任意两个码元之间被0电平隔开。有更好的噪声抵制特性,是以识别电平转换边来判别0和1信号的,是自定时的编码。
不归零码:不归零码的规律是当“1”出现时电平翻转,当0出现时电平不翻转,也叫差分码,用在终端到调制解调器的接口中。
特点是实现起来简单而且费用低,但不是自定时的。
双相码:要求每一位中都要有一个电平转换。因而这种代码的最大优点是自定时,同时双相码也有检测错误的功能,如果某一位中间缺少了电平翻转,则被认为是违例代码。
曼彻斯特编码:是一种双相码,用高电平到低电平的转换边表示“0”,而用低电平到高电平的转换边表示“1”,位中间的电平转换边既表示了数据代码,也作为定时信号使用。用在以太网中。
差分曼彻斯特编码:也是一种双相码,这种编码的码元中间的电平转换边只作为定时信号,而不表示数据。
数据的表示在于每一位开始处是否有电平转换:有电平转换表示0,无电平转换表示1,差分曼彻斯特编码用在令牌环网中。
多电平编码:这种编码的码元可取多个电平之一,每个码元可代表几个二进制位。与双相码相反,多电平码的数据速率大于波特率,因而可提高频带的利用率,但是这种代码的抗噪声特性不好,传输过程中信号容易畸变到无法区分。
数字数据在传输中不仅可以用方波脉冲表示,也可以用模拟信号表示。用数字数据调制模拟信号叫做数字调制。
可以调制模拟载波信号的3个参数——幅度、频率和相位来表示数字数据。由电话系统组成的数据通信网络就是传输这种经过调制的模拟载波信号的。
交换结点转发信息的方式可分为电路交换、报文交换、和分组交换3种。
电路交换的特点是建立连接需要等待较长的时间。由于连接建立后通路是专用的,因而不会有别的用户的干扰,不再有等待延迟。这种交换方式适合于传输大量的数据,传输少量信息时效率不高。
报文交换的优点是不建立专用链路,线路利用率较高,这是由通信中的等待时延换来的。
多路复用技术是把多个低速信道组合成一个高速信道的技术。
通信过程中出现的差错可大致分为两类:一类是由热噪声引起的随机错误;另一类是由冲击噪声引起的突发错误。
通信线路中的热噪声是由电子的热运动产生的。热噪声时刻存在,具有很宽的频谱,且幅度较小。通信线路的信噪比越高,热噪声引起的差错越少。这种差错具有随机性,影响个别位。
冲击噪声源是外界的电磁干扰,例如打雷闪电时产生的电磁干扰。
冲击噪声持续时间短而幅度大,往往引起一个位串出错。收起