2023年軟考網(wǎng)絡(luò)工程師復(fù)習(xí)資料

2023年軟考網(wǎng)絡(luò)工程師全面復(fù)習(xí)筆記(1）計算機(jī)基礎(chǔ)知識一.計算機(jī)發(fā)展史略世界上第一臺電子數(shù)字式計算機(jī)于1946年2月15日在美國賓夕法尼亞大學(xué)正式投入運營,它的名稱叫ENIAC(埃尼阿克),是電子數(shù)值積分計算機(jī)(TｈeElecｔｒｏnicNumbericalInteｒｇratoranｄＣomputｅr)的縮寫。它使用了17468個真空電子管，耗電174千瓦，占地170平方米,重達(dá)3０噸,每秒鐘可進(jìn)行5000次加法運算。雖然它的功能還比不上今天最普通的一臺微型計算機(jī),但在當(dāng)時它已是運算速度的絕對冠軍，并且其運算的精確度和準(zhǔn)確度也是史無前例的。以圓周率（π)的計算為例，中國的古代科學(xué)家祖沖之運用算籌,花費2０23心血，才把圓周率計算到小數(shù)點后7位數(shù)。一千數(shù)年后，英國人香克斯以畢生精力計算圓周率,才計算到小數(shù)點后７07位。而使用ＥNIAC進(jìn)行計算,僅用了40秒就達(dá)成了這個記錄，還發(fā)現(xiàn)香克斯的計算中，第528位是錯誤的。ENIＡC奠定了電子計算機(jī)的發(fā)展基礎(chǔ),開辟了一個計算機(jī)科學(xué)技術(shù)的新紀(jì)元。有人將其稱為人類第三次產(chǎn)業(yè)革命開始的標(biāo)志。ＥNＩＡC誕生后,數(shù)學(xué)家馮·諾依曼提出了重大的改善理論,重要有兩點:其一是電子計算機(jī)應(yīng)當(dāng)以二進(jìn)制為運算基礎(chǔ)，其二是電子計算機(jī)應(yīng)采用"存儲程序＂方式工作,并且進(jìn)一步明確指出了整個計算機(jī)的結(jié)構(gòu)應(yīng)由五個部分組成:運算器、控制器、存儲器、輸入裝置和輸出裝置。馮·諾依曼的這些理論的提出,解決了計算機(jī)的運算自動化的問題和速度配合問題，對后來計算機(jī)的發(fā)展起到了決定性的作用。直至今天,絕大部分的計算機(jī)還是采用馮·諾依曼方式工作。EＮIAC誕生后短短的幾十年間，計算機(jī)的發(fā)展突飛猛進(jìn)。重要電子器件相繼使用了真空電子管,晶體管，中、小規(guī)模集成電路和大規(guī)模、超大規(guī)模集成電路,引起計算機(jī)的幾次更新?lián)Q代。每一次更新?lián)Q代都使計算機(jī)的體積和耗電量大大減小,功能大大增強(qiáng)，應(yīng)用領(lǐng)域進(jìn)一步拓寬。特別是體積小、價格低、功能強(qiáng)的微型計算機(jī)的出現(xiàn)，使得計算機(jī)迅速普及，進(jìn)入了辦公室和家庭,在辦公室自動化和多媒體應(yīng)用方面發(fā)揮了很大的作用。目前，計算機(jī)的應(yīng)用已擴(kuò)展到社會的各個領(lǐng)域。電子計算機(jī)還在向以下四個方面發(fā)展：巨型化天文、軍事、仿真等領(lǐng)域需要進(jìn)行大量的計算，規(guī)定計算機(jī)有更高的運算速度、更大的存儲量，這就需要研制功能更強(qiáng)的巨型計算機(jī)。微型化專用微型機(jī)已經(jīng)大量應(yīng)用于儀器、儀表和家用電器中。通用微型機(jī)已經(jīng)大量進(jìn)入辦公室和家庭,但人們需要體積更小、更輕便、易于攜帶的微型機(jī)，以便出門在外或在旅途中均可使用計算機(jī)。應(yīng)運而生的便攜式微型機(jī)（筆記本型)和掌上型微型機(jī)正在不斷涌現(xiàn),迅速普及。網(wǎng)絡(luò)化將地理位置分散的計算機(jī)通過專用的電纜或通信線路互相連接,就組成了計算機(jī)網(wǎng)絡(luò)。網(wǎng)絡(luò)可以使分散的各種資源得到共享，使計算機(jī)的實際效用提高了很多。計算機(jī)聯(lián)網(wǎng)不再是可有可無的事，而是計算機(jī)應(yīng)用中一個很重要的部分。人們常說的因特網(wǎng)（ＩNTERＮET,也譯為國際互聯(lián)網(wǎng))就是一個通過通信線路聯(lián)接、覆蓋全球的計算機(jī)網(wǎng)絡(luò)。通過因特網(wǎng),人們足不出戶就可獲取大量的信息，與世界各地的親友快捷通信，進(jìn)行網(wǎng)上貿(mào)易等等。智能化目前的計算機(jī)已可以部分地代替人的腦力勞動，因此也常稱為"電腦"。但是人們希望計算機(jī)具有更多的類似人的智能，比如：能聽懂人類的語言,能辨認(rèn)圖形，會自行學(xué)習(xí)等等，這就需要進(jìn)一步進(jìn)行研究。２023年軟考網(wǎng)絡(luò)工程師全面復(fù)習(xí)筆記（2）二．計算機(jī)的應(yīng)用（1）科學(xué)計算如:計算量大、數(shù)值變化范圍大的天文學(xué)、量子化學(xué)、空氣動力學(xué)、核物理學(xué)和天氣預(yù)報等領(lǐng)域中的復(fù)雜運算。(2)數(shù)據(jù)解決是計算機(jī)應(yīng)用的一個重要方面,如:辦公自動化、公司管理、事務(wù)管理、情報檢索等非數(shù)值計算的領(lǐng)域。(3）過程控制如：冶金、石油、化工、紡織、水電、機(jī)械、航天等現(xiàn)代工業(yè)生產(chǎn)過程中的自動化控制。(４)計算機(jī)輔助系統(tǒng)計算機(jī)輔助設(shè)計ＣＡD：如飛機(jī)、船舶、建筑、機(jī)械、大規(guī)模集成電路等的設(shè)計。計算機(jī)輔助制造CＡＭ:用計算機(jī)進(jìn)行生產(chǎn)設(shè)備的管理、控制和操作。計算機(jī)輔助教育CBＥ：如計算機(jī)輔助教學(xué)CAＩ、計算機(jī)輔助測試CＡＴ、計算機(jī)管理教學(xué)ＣＭI（５)人工智能AI是計算機(jī)應(yīng)用研究的前沿學(xué)科。(6)信息高速公路(此即“國家信息基礎(chǔ)設(shè)施”NIＩ的俗稱)我國已建立的大型計算機(jī)應(yīng)用工程－"金"字工程:金橋工程（全國經(jīng)濟(jì)信息網(wǎng)）金卡工程(金融信息網(wǎng))金關(guān)工程(外貿(mào)海關(guān)信息網(wǎng))金智工程（教育科研信息網(wǎng))(７)電子商務(wù)運用國際互聯(lián)網(wǎng)Internｅt進(jìn)行網(wǎng)上商務(wù)活動，始于19９6年，現(xiàn)已發(fā)展迅速,全球已有許多公司先后開展了“電子商務(wù)”活動。２０2３年軟考網(wǎng)絡(luò)工程師全面復(fù)習(xí)筆記(３)三.計算機(jī)系統(tǒng)的組成1.計算機(jī)的基本結(jié)構(gòu)馮·諾依曼(美籍匈牙利數(shù)學(xué)家)對計算機(jī)結(jié)構(gòu)提出的設(shè)計思想：(１)計算機(jī)應(yīng)由五個基本部分組成:運算器、控制器、存儲器、輸入設(shè)備和輸出設(shè)備;(2)采用存儲程序的方式,程序和數(shù)據(jù)存放在同一個存儲器中;（3)指令在存儲器中按執(zhí)行順序存放,由指令計數(shù)器指明要執(zhí)行的指令所在的單元地址，一般按順序遞增，但可按運算結(jié)果或外界條件而改變;（4）機(jī)器以運算器為中心，輸入/輸出設(shè)備與存儲器間的數(shù)據(jù)傳送都通過運算器。2．計算機(jī)工作原理計算機(jī)的工作過程其實就是一個執(zhí)行指令和程序的過程。指令的執(zhí)行過程:第一階段,計算機(jī)將要執(zhí)行的指令從內(nèi)存取到CPU，此階段稱之為取指周期;第二階段，CPＵ對取入的指令進(jìn)行分析譯碼，判斷該指令要完畢的操作，然后向各部件發(fā)出完畢該操作的控制信號，完畢該指令的功能,此階段稱之為執(zhí)行周期。程序的執(zhí)行過程:就是逐條執(zhí)行指令的過程。取指令→執(zhí)行指令→取指令→執(zhí)行指令……指令：就是讓計算機(jī)完畢某個操作所發(fā)出的命令，是計算機(jī)完畢某個操作的依據(jù)。它涉及操作碼和操作數(shù)兩部分。操作碼:指明該指令要完畢的操作。操作數(shù):是指參與運算的數(shù)或者數(shù)所在的單元地址。指令的分類：涉及：數(shù)據(jù)傳送指令、算術(shù)運算指令、邏輯運算指令、移位運算指令、位與位串操作指令、控制轉(zhuǎn)移指令、輸入/輸出指令、其他指令。指令系統(tǒng)：指一臺計算機(jī)的所有指令的集合。不同的計算機(jī)其指令系統(tǒng)不一定相同。程序：是由一系列指令構(gòu)成的有序集合。３.計算機(jī)的硬件系統(tǒng)計算機(jī)硬件重要由中央解決器、主存儲器、輔助存儲器、輸入/輸出設(shè)備和總線等組成。其中：中央解決器、主存儲器和總線構(gòu)成“主機(jī)”,輔助存儲器和輸入/輸出設(shè)備構(gòu)成“外設(shè)”。微機(jī)的主機(jī)箱內(nèi)重要有下列部件：(1)系統(tǒng)主板是一塊集成電路板,是微機(jī)最重要的部件,它涉及微解決器模塊、內(nèi)存模塊、基本I／O接口、中斷控制器、DMA（直接存取存儲器)控制器及連接其他部件的總線。微解決器ＣPU:是微機(jī)的核心部件，控制計算機(jī)的各項工作。Ｐeｎｔiｕm解決器重要由執(zhí)行單元、指令預(yù)取部件、指令譯碼部件、地址轉(zhuǎn)換與管理部件、指令快存(cacｈｅ）和數(shù)據(jù)快存(ｃache)、總線接口部件和控制器等組成。其核心是執(zhí)行單元(即運算器)，它的任務(wù)是高速完畢各種算術(shù)和邏輯運算。CＭＯS存儲器：用來存放用戶對計算機(jī)的配置參數(shù)。存放在其中的信息可以在計算機(jī)開機(jī)時進(jìn)行修改,關(guān)機(jī)后可保持設(shè)立不變。其中的信息要依靠小電池來維持，電池放電后,會使其中的信息所有丟失。Ｉ/O總線：涉及傳送數(shù)據(jù)信號的數(shù)據(jù)總線DB（是雙向的)、傳送地址信號的地址總線AB(是單向的)、傳送控制信號的控制總線ＣB。常用的有PＣＩ(外圍設(shè)備接口）總線、ＩSA(工業(yè)標(biāo)準(zhǔn)體系結(jié)構(gòu))總線、EIＳA(擴(kuò)展的工業(yè)標(biāo)準(zhǔn)體系結(jié)構(gòu))總線.通用串行總線(USB):可以連接幾乎所有外部設(shè)備。輸入／輸出接口電路:并行接口、串行接口、軟盤接口、ＩＤＥ(智能設(shè)備電子接口)硬盤接口、鍵盤接口等中斷控制器、ＤMA控制器(2)硬盤驅(qū)動器(3)軟盤驅(qū)動器（4)光盤驅(qū)動器(5)電源(6)顯示卡(7)其他卡(聲卡、視卡、網(wǎng)卡、…)計算機(jī)常用的外部設(shè)備有：（１）輸出設(shè)備:顯示器:常見的有單色CＲT(陰極射線管)顯示器、彩色ＣＲT顯示器、平板顯示器。重要技術(shù)指標(biāo)是：分辨率、彩色數(shù)目、屏幕尺寸打印機(jī):常見的有針式打印機(jī)、噴墨打印機(jī)、激光打印機(jī)繪圖儀:常見的有平板式繪圖儀、滾筒式繪圖儀音箱(2）輸入設(shè)備：鼠標(biāo)：常見的有機(jī)械式、光電式和光機(jī)式三類鼠標(biāo)。筆記本電腦上用跟蹤球代替鼠標(biāo)。鍵盤：常見的有１01鍵盤、10４鍵盤。掃描儀：常見的有手持式掃描儀、平板式掃描儀。其他輸入設(shè)備：數(shù)字化儀、條形碼讀入器、磁卡閱讀機(jī)、話筒、攝象機(jī)等（3）計算機(jī)通訊設(shè)備——調(diào)制解調(diào)器(Mｏｄｅm）:在Inｔerneｔ中,微機(jī)之間常通過電話線來傳送數(shù)據(jù)，通過電話線傳送的信號是模擬信號，而計算機(jī)中的信號是數(shù)字信號，Modem的作用就是實現(xiàn)這兩種信號的轉(zhuǎn)換。調(diào)制:將數(shù)字信號轉(zhuǎn)換成模擬信號的過程解調(diào):將模擬信號轉(zhuǎn)換成數(shù)字信號的過程Modem有外置式、內(nèi)置式、ＰC卡式(是專為筆記本電腦設(shè)計的)三種。4.計算機(jī)軟件系統(tǒng)軟件：是運用計算機(jī)自身提供的邏輯功能，合理地組織計算機(jī)的工作,簡化或代替人們在使用計算機(jī)過程中的各個環(huán)節(jié)，提供應(yīng)用戶的一個便于掌握操作的工作環(huán)境。不管是支持計算機(jī)工作還是支持用戶應(yīng)用的程序都是軟件。(1）計算機(jī)軟件的發(fā)展機(jī)器語言→匯編語言→高級語言→操作系統(tǒng)→網(wǎng)絡(luò)軟件→數(shù)據(jù)庫軟件(2)軟件分類與簡介幾個基本概念：系統(tǒng)軟件：指那些為整個計算機(jī)系統(tǒng)所配置的、不依耐于特定應(yīng)用的通用軟件。系統(tǒng)軟件可供所有用戶使用。應(yīng)用軟件：指用于解決各種不同具體應(yīng)用問題的專門軟件。它涉及定制軟件(特定用戶使用)和通用應(yīng)用軟件。裸機(jī)：沒裝任何軟件的計算機(jī)虛擬計算機(jī):具有操作系統(tǒng)的計算機(jī)(3)系統(tǒng)軟件的基本概念源程序:用高級語言編寫出來的程序。目的程序：由源程序翻譯出來的機(jī)器語言程序或匯編語言程序。編譯程序：將高級語言源程序翻譯成機(jī)器語言或匯編語言的程序,如：FL.EXE翻譯有“編譯”和“解釋”兩種方式。編譯方式:一方面將源程序翻譯成等價的目的程序，然后再執(zhí)行此程序，運營速度較快。如:C、FORTRAＮ解釋方式：是把源程序逐句翻譯，翻譯一句執(zhí)行一句,邊翻譯邊執(zhí)行,運營速度較慢。解釋程序不產(chǎn)生將被執(zhí)行的目的程序，而是借助解釋程序直接執(zhí)行源程序自身。如:BASIC、ＬISＰ聯(lián)接程序:把目的程序變成可執(zhí)行的程序。也稱組合編譯程序或聯(lián)接編譯程序。將源程序轉(zhuǎn)換成可執(zhí)行的目的程序一般分為兩個階段:翻譯階段和聯(lián)接階段。翻譯階段的目的模塊由于沒有分派存儲器的絕對地址,仍然不能執(zhí)行,只有通過聯(lián)接階段，把目的程序以及所需要的功能庫轉(zhuǎn)換成一個可執(zhí)行的裝入程序，該裝入程序分派有地址,故可以執(zhí)行。２023年軟考網(wǎng)絡(luò)工程師全面復(fù)習(xí)筆記(4)四計算機(jī)網(wǎng)絡(luò)基礎(chǔ)知識計算機(jī)網(wǎng)絡(luò)就是計算機(jī)之間通過連接介質(zhì)互聯(lián)起來,按照網(wǎng)絡(luò)協(xié)議進(jìn)行數(shù)據(jù)通信,實現(xiàn)資源共享的一種組織形式。什么是連接介質(zhì)呢?連接介質(zhì)和通信網(wǎng)中的傳輸線路同樣,起到信息的輸送和設(shè)備的連接作用計算機(jī)網(wǎng)絡(luò)的連接介質(zhì)種類很多，可以是電纜、光纜、雙絞線等“有線”的介質(zhì)，也可以是衛(wèi)星微波等“無線”介質(zhì)，這和通信網(wǎng)中所采用的傳輸介質(zhì)基本上是同樣的。在連接介質(zhì)基礎(chǔ)上,計算機(jī)網(wǎng)絡(luò)必須實現(xiàn)計算機(jī)間的通信和計算機(jī)資源的共享,因此它的結(jié)構(gòu),按照其功能可以劃提成通信子網(wǎng)和資源子網(wǎng)兩部分。當(dāng)然,根據(jù)硬件的不同，將它提成主機(jī)和通信子網(wǎng)兩部分也是對的的。主機(jī)的概念很重要，所為主機(jī)就是組成網(wǎng)絡(luò)的各個獨立的計算機(jī)。在網(wǎng)絡(luò)中，主機(jī)運營應(yīng)用程序。這里請注意區(qū)別主機(jī)與終端兩個要領(lǐng)終端指人與網(wǎng)絡(luò)打交道時所必需的設(shè)備，一個鍵盤加一個顯示器即可構(gòu)成一個終端，顯然，主機(jī)由于要運營應(yīng)用程序,只有一個鍵盤和顯示器是不夠的，還要有相應(yīng)的軟件和硬件才行。因此，不能把終端當(dāng)作主機(jī),但有時把主機(jī)當(dāng)作一臺終端是可以的。協(xié)議是什么?拿電報來做比較，在拍電報時,必須一方面規(guī)定好報文的傳輸格式，多少位的碼長,什么樣的碼字表達(dá)啟動，什么樣的碼字又表達(dá)結(jié)束,出了錯誤怎么辦,怎地方發(fā)報人的名字和地址等,這種預(yù)先定好的格式及約定就是協(xié)議。這樣就也網(wǎng)絡(luò)協(xié)議的定義:為了使網(wǎng)絡(luò)中的不同設(shè)備能進(jìn)行下沉的數(shù)據(jù)通信而預(yù)先制定一整套通信雙方互相了解和共同遵守的格式和約定。

協(xié)議對于計算機(jī)網(wǎng)絡(luò)而言是非常重要的，可以說沒有協(xié)議,就不也許有計算機(jī)網(wǎng)。每一種計算機(jī)網(wǎng)絡(luò),都有一套協(xié)議支持著。由于現(xiàn)在在計算機(jī)網(wǎng)種類很多，所以現(xiàn)有的網(wǎng)絡(luò)通信協(xié)議的種類也很多。典型的網(wǎng)絡(luò)通信協(xié)議有開放系統(tǒng)互連(OSI）協(xié)議1、X.２5協(xié)議等。TCP/ＩＰ則是為Intｅrneｔ互聯(lián)的各種網(wǎng)絡(luò)之間能互相通信而專門設(shè)計的通信協(xié)議?？梢?，由于連接介質(zhì)的不同，通信協(xié)議的不同,計算機(jī)網(wǎng)絡(luò)的種類名目繁多。但一般來講，計算機(jī)網(wǎng)絡(luò)可以按照它覆蓋的地理范圍，劃提成局域網(wǎng)和廣域網(wǎng)。局域網(wǎng)一般指分布于幾公里范圍內(nèi)的網(wǎng)絡(luò)，常見的局域中校園網(wǎng)、大樓網(wǎng)等;廣域網(wǎng)則在分范圍很區(qū)域內(nèi)提供數(shù)據(jù)通信服務(wù)，前面提到的NＳＦｎｅt,國內(nèi)的如中國公用分組互換網(wǎng)(CHINＡPAC)、中國公用數(shù)字?jǐn)?shù)據(jù)網(wǎng)(CHＩNAＤＤA)，以及建議中的國家教育和科研網(wǎng)(CERnet)等都屬于廣域網(wǎng),建設(shè)好的CHＩNAＮET也將是一個廣域網(wǎng)。1.網(wǎng)絡(luò)定義計算機(jī)網(wǎng)絡(luò)是運用通信設(shè)備和線路將地理位置不同的、功能獨立的多個計算機(jī)系統(tǒng)互聯(lián)起來,以功能完善的網(wǎng)絡(luò)軟件(涉及網(wǎng)絡(luò)通信協(xié)議、信息互換方式及網(wǎng)絡(luò)操作系統(tǒng)等)實現(xiàn)網(wǎng)絡(luò)中資源共享和信息互換的系統(tǒng)。2.網(wǎng)絡(luò)組成若干主機(jī)、一個通信子網(wǎng)、一系列通信協(xié)議3．網(wǎng)絡(luò)功能1）信息互換如:傳送電子郵件、發(fā)布新聞、電子購物、遠(yuǎn)程教育等２)資源共享如：計算解決能力、磁盤、打印機(jī)、繪圖儀、數(shù)據(jù)庫、文獻(xiàn)等3)分布式解決:由網(wǎng)絡(luò)內(nèi)多臺計算機(jī)分別完畢一項復(fù)雜任務(wù)的各部分４）提高計算機(jī)系統(tǒng)的可靠性和可用性:網(wǎng)絡(luò)中的計算機(jī)可互為備用4．網(wǎng)絡(luò)分類按規(guī)模和距離分為：廣域網(wǎng)WAN(WiｄeAreaNｅtwork)、局域網(wǎng)LAN（LocalAreaＮetwｏrk）5.網(wǎng)絡(luò)設(shè)備網(wǎng)絡(luò)傳輸介質(zhì):有雙絞線電纜、同軸電纜、光導(dǎo)纖維、激光、紅外線、微波和衛(wèi)星通信等。網(wǎng)內(nèi)連接設(shè)備:網(wǎng)絡(luò)適配器(網(wǎng)卡)、中繼器、集線器網(wǎng)絡(luò)互聯(lián)設(shè)備:傳輸線網(wǎng)間連接設(shè)備：網(wǎng)橋、路由器6．網(wǎng)絡(luò)的拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)網(wǎng)絡(luò)的拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)指各節(jié)點(網(wǎng)絡(luò)上的計算機(jī)、大容量磁盤、高速打印機(jī)等)在網(wǎng)絡(luò)上的連接方式。它影響網(wǎng)絡(luò)傳輸介質(zhì)的選擇和控制方法的擬定，會影響網(wǎng)上節(jié)點的運營速度和網(wǎng)絡(luò)軟、硬件接口的復(fù)雜度。常見的拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)有：總線結(jié)構(gòu)、星型結(jié)構(gòu)、環(huán)型結(jié)構(gòu)、樹型結(jié)構(gòu)、混合型結(jié)構(gòu)7.網(wǎng)絡(luò)的體系結(jié)構(gòu)網(wǎng)絡(luò)的體系結(jié)構(gòu)是對構(gòu)成計算機(jī)網(wǎng)絡(luò)的各個組成部分以及計算機(jī)網(wǎng)絡(luò)自身所必須實現(xiàn)的功能的一組定義、規(guī)定和說明。ＩSＯ制定的"開放式系統(tǒng)互連"網(wǎng)絡(luò)模型將網(wǎng)絡(luò)的通信功能分為七個層次:物理層\數(shù)據(jù)鏈路層\網(wǎng)絡(luò)層\傳輸層＼會話層\表達(dá)層\應(yīng)用層(由下至上)附:一.計算機(jī)中數(shù)據(jù)的表達(dá)方法--數(shù)值數(shù)據(jù)的編碼數(shù)值數(shù)據(jù)在計算機(jī)內(nèi)用二進(jìn)制編碼表達(dá),常用的原碼、反碼和補(bǔ)碼。1.機(jī)器數(shù)與真值通常,稱表達(dá)一個數(shù)值數(shù)的機(jī)內(nèi)編碼為機(jī)器數(shù),而它所代表的實際值稱為機(jī)器數(shù)的真值。對于帶符號數(shù)，在機(jī)器中通常用最高位代表符號位，0表達(dá)正，1表達(dá)負(fù)補(bǔ)碼，并設(shè)機(jī)器字長為８位。２.原碼正數(shù)的符號位為0,負(fù)數(shù)的符號為1,其它位按一般的方法表達(dá)數(shù)的絕對值，用這樣的表達(dá)方法得到的就是數(shù)的原碼。3.反碼正數(shù)的反碼與其原碼相同,負(fù)數(shù)的反碼為其原碼除符號位外的各位按位取反(即是０的改為1,是１的改為0）4．補(bǔ)碼正數(shù)的補(bǔ)碼與其原碼相同，負(fù)數(shù)的補(bǔ)碼為其反碼在最低位加１。二.計算機(jī)指令系統(tǒng)１.尋址方式：指CＰU指令中規(guī)定的尋找操作數(shù)所在的地址的方式。操作數(shù):MOＶＡL,05Ｈ操作碼目的操作數(shù),源操作數(shù)操作數(shù)引用時的字節(jié)順序：若存放的信息是字節(jié)，則按順序存放若存放的信息是字，則將字的低位字節(jié)存放在低地址，高位字節(jié)存放在高地址注:假如沒有特別說明,尋址方式是指源操作數(shù)的尋址方式。2.尋址方式之一:立即尋址操作數(shù)作為立即數(shù)直接存在指令中，可為字節(jié)或字。3.尋址方式之二：寄存器(直接)尋址操作數(shù)包含在指令規(guī)定的8位、1６位寄存器中。寄存器尋址由于無需從存儲器中取操作數(shù),故執(zhí)行速度快。4.尋址方式之三:直接尋址在指令的操作碼后面直接給出操作數(shù)的１６位偏移地址。這個偏移地址也稱為有效地址EA。操作數(shù)默認(rèn)在ＤS段中。假如操作數(shù)在DS以外的其他段(CS,ＳS，ES）中,指令中必須指明段寄存器(段超越)。5.尋址方式之四：寄存器間接尋址操作數(shù)地址的偏移量(有效地址ＥＡ)存放在寄存器中。以SI,DI,BX間接尋址,默認(rèn)操作數(shù)在DS段中；以BＰ間接尋址,默認(rèn)操作數(shù)在SＳ段中。6.尋址方式之五:基址尋址基址尋址將規(guī)定的基址寄存器的內(nèi)容加上指令中給出的偏移量，即可得到操作數(shù)的有效地址?；芳拇嫫魃婕盎芳拇嫫鰾X和基址指針寄存器BＰ。7.尋址方式之六:變址尋址變址尋址將規(guī)定的變址寄存器的內(nèi)容加上指令中給出的偏移量，即可得到操作數(shù)的有效地址。變址寄存器涉及源變址寄存器SI和目的變址寄存器ＤI。8.尋址方式之七：基址-變址尋址指令中規(guī)定一個基址寄存器和一個變址寄存器,同時還給出一個８位或16位偏移量，將三者的內(nèi)容相加得到操作數(shù)的有效地址。三.存儲器的基本組成及其讀寫操作(1)存儲器的基本組成主存儲器由存儲體、地址譯碼電路、驅(qū)動電路、讀寫電路和控制電路等組成。主存儲器重要功能是:①存儲體:是信息存儲的集合體,由某種存儲介質(zhì)按一定結(jié)構(gòu)組成的存儲單元的集合。通常是二維陣列組織,是可供CＰＵ和計算機(jī)其他部件訪問的地址空間。②地址寄存器、譯碼電路與驅(qū)動器:即尋址系統(tǒng),將CＰU擬定的地址先送至地址寄存器中，然后根據(jù)譯碼電路找到應(yīng)訪問的存儲單元。在存儲體與譯碼器之間的驅(qū)動器的功能是減輕譯碼線驅(qū)動負(fù)載能力。由于一條譯碼線需要與它控制的所有存儲單元相聯(lián),其負(fù)載很大。需要增長驅(qū)動器，以譯碼線連接驅(qū)動器的輸入端,由驅(qū)動器的輸出端控制連接在譯碼線上的所有存儲單元。③讀寫電路與數(shù)據(jù)寄存器:根據(jù)ＣPU的命令，將數(shù)據(jù)從數(shù)據(jù)寄存器中寫入存儲體中特定的存儲單元或?qū)⒋鎯w中指定單元的內(nèi)容讀到數(shù)據(jù)寄存器中。④控制電路:接受CPU傳來的控制命令，通過控制電路一系列的解決,產(chǎn)生一組時序信號控制存儲器的操作。在存儲器的組成中，存儲體是核心，其余部分是存儲體的外圍線路。不同的存儲器都是由這幾部分組成,只是在選用不同的存儲介質(zhì)和不同的存取方式時,各部分的結(jié)構(gòu)與工作方式略有變化。(2）存儲體陣列計算機(jī)存儲器中存儲的是“0”和“１”的信息,每一個能存儲一位二進(jìn)制并能保持兩種狀態(tài)的元件稱為記憶元件。若干記憶元件組成存儲單元，一個存儲單元可以存儲一個或幾個字節(jié)的二進(jìn)制信息。每個存儲單元都有一個地址編號，用以唯一標(biāo)記存儲單元的位置。信息按地址存入指定的存儲單元中，按地址從指定的存儲單元中取出。存儲單元的集合稱為存儲體。由于存儲體中存儲單元的每個二進(jìn)制位必須并行工作，因此將存儲單元按其地址的順序組成存儲陣列。（３）存儲器的地址譯碼系統(tǒng)CPＵ要訪問存儲單元的地址由地址總線輸入到地址寄存器中。地址譯碼器將地址轉(zhuǎn)換為相應(yīng)地址線(字線)上的控制信號,以表達(dá)選中某一單元，并驅(qū)動相應(yīng)的讀寫電路,完畢對存儲單元的讀寫操作。地址譯碼為兩種方式:一種是單譯碼方式,僅有一個譯碼器。譯碼器輸出的每條譯碼線相應(yīng)一個存儲單元。如地址位數(shù)N＝1０，即譯碼器可以有2１0=1０2４種狀態(tài)，相應(yīng)有１024條譯碼線（字線)即102４個存儲單元。此外一種是雙譯碼方式,將譯碼器提成Ｘ向和Y向兩個譯碼器，通過雙譯碼器的互相作用擬定存儲單元的地址。設(shè)地址長度n仍為１0,將其中的前5位輸入到X地址譯碼器中，譯出X０到X3１譯碼線,分別選擇0~31行。將后５位輸入到Ｙ地址譯碼器中譯出Y0到Y(jié)31譯碼線，分別選擇０~31列。X向譯碼器和Y向譯碼器引出的地址線都是25=３2條。若采用Ｘ向和Y向交叉選擇,可以選擇從存儲單元(0,0）至(31，3１)共25×２5=1024個存儲單元地址。即同樣可以提供102４種狀態(tài)，而地址線只需要64條,比單譯碼器節(jié)省93.7５%的地址線。(４)存儲器的讀寫操作在CPU向存儲體發(fā)生讀操作命令時,一方面由CＰＵ將相應(yīng)存儲單元的地址碼送至地址寄存器中;地址譯碼器將地址寄存器中的地址編碼譯成相應(yīng)地址線(字線）的高電位,標(biāo)志指定的存儲單元；然后在ＣPU的統(tǒng)一控制下，由控制電路將讀命令轉(zhuǎn)換成讀寫電路的操作，執(zhí)行將指定存儲單元的內(nèi)容傳送到數(shù)據(jù)寄存器的操作,完畢了整個存儲器讀的操作。存儲器寫的操作與讀的操作相類似。202３年軟考網(wǎng)絡(luò)工程師全面復(fù)習(xí)筆記(５）操作系統(tǒng)篇(Uniｘ,Lｉｎuｘ,Winｄows,Neｔware）壹．ＵnixＵｎix是一個多任務(wù)多用戶的操作系統(tǒng)。多任務(wù)是指可以同時運營幾個不同的程序,或命令。在操作系統(tǒng)的術(shù)語里叫"進(jìn)程"，就象在運營Wｉndｏｗsxp的時候我們可以一邊聽CD,一邊打字,同時打印機(jī)還在工作。多用戶是指一臺運營Uｎｉx系統(tǒng)的機(jī)器可以同時具有幾個不同的輸入輸出設(shè)備,給幾個,幾十個用戶同時使用。不同的輸入輸出設(shè)備我們稱為終端。Unｉx給每個終端設(shè)立不同的序號以協(xié)調(diào)工作,這個序號被稱為終端序號。Unｉx是一個主線不同于Dos的系統(tǒng)，無論其命令格式,用途都和Dｏｓ有很大區(qū)別。比如：目錄分割符是"/"，而不是＂\"。Unｉx的發(fā)展階段從總體來看,Unix的發(fā)展可以分為三個階段：第一階段為Unix的初始發(fā)展階段，從19６9年ＡT＆T貝爾實驗室發(fā)明了Unｉｘ操作系統(tǒng)，到剛開始只是在實驗室內(nèi)部使用并完善它，這個階段Uｎix從版本１發(fā)展到了版本6。同時Uniｘ也以分發(fā)許可證的方法，允許大學(xué)和科研機(jī)構(gòu)獲得Ｕniｘ的源代碼進(jìn)行研究發(fā)展。這個階段最重要的事件可以算Uｎix的作者使用C語言對Unｉx的源代碼重新改寫，使Ｕnix非常具有可移植性。第二階段為80年代,這是Uｎiｘ的豐富發(fā)展時期，在Unｉｘ發(fā)展到了版本6之后,一方面AT&T繼續(xù)發(fā)展內(nèi)部使用的Unix版本７，同時也發(fā)展了一個對外發(fā)行的版本,但改用Systeｍ加羅馬字母作版本號來稱呼它。SｙstemＩII和SystemＶ都是相稱重要的Unix版本。此外,其他廠商，以及科研機(jī)構(gòu)都紛紛改善Ｕnix，其中以加州大學(xué)伯克利分校的BSＤ版本最為著名，從4.2ＢSD中也派生出了多種商業(yè)Unix版本。在這個時期中，Intｅrｎet開始進(jìn)行研究，而BSDUnｉx最先實現(xiàn)了TCP/IP，使Ｉnｔerneｔ和Ｕnix緊密結(jié)合在一起。第三階段是Unix的完善階段,從90年代開始到現(xiàn)在。當(dāng)ＡT&Ｔ推出SysｔemVRelease4(第五版本的第四次正式發(fā)布產(chǎn)品)之后,它和伯克利的4.３BSD已經(jīng)形成了當(dāng)前Unｉx的兩大流派。此時，AT＆T結(jié)識到了Ｕｎｉx價值,因此他起訴涉及伯克利在內(nèi)的很多廠商，伯克利不得不推出不包含任何AT&T源代碼的4.4ＢSDLite,這次司法起訴也使很多Ｕniｘ廠商從ＢＳD轉(zhuǎn)向了SystemV流派。這個時期的另一個事件是Linuｘ的出現(xiàn),一個完全免費的與Unｉｘ兼容的操作系統(tǒng)，運營在非常普及的個人計算機(jī)硬件上。Liｎｕｘ已有50０多萬用戶，成為僅次于Windoｗs的第二大操作系統(tǒng)。2０23年軟考網(wǎng)絡(luò)工程師全面復(fù)習(xí)筆記(6)貳.Linux1９91年,芬蘭赫爾辛基大學(xué)的學(xué)生ＬｉnｕｓBeneｄicｔTorvalds為了實習(xí)MIＮIＸ(ＡｎdrｅｗS．Tanenbaum所創(chuàng)的一種“微型”的、重要供研究教學(xué)使用的ＰＣＵNIX），在自己使用的４８6微機(jī)上開始實驗開發(fā)一套比MINIＸ功能更強(qiáng)、能在低檔微機(jī)上運營、對硬件規(guī)定不高而又能支持在PＣ上被廣泛使用的眾多外圍設(shè)備的PCＵNIX系統(tǒng),他將這個搖籃中的系統(tǒng)稱為“LINUX”。199１年10月,Linus通過INTERＮET公布了他的第一個“作品”——LIＮＵX0.02版，他將之放在互聯(lián)網(wǎng)上的一個FTP服務(wù)器里供其別人自由下載,并在USENET討論區(qū)cｏmp.os.mｉnix發(fā)布了相關(guān)消息。不久,這個由個人開發(fā)的自由操作系統(tǒng)吸引了眾多網(wǎng)絡(luò)沖浪者的注意，在眾多價格不菲的商業(yè)操作系統(tǒng)充斥市場的年代里，LINUX的出現(xiàn)無疑帶來一股清新氣息。許多人（他們中不乏高級專業(yè)人才)開始在這個系統(tǒng)上工作：有的測試和修正核心的錯誤;有的給核心增長新的功能；有的開發(fā)或移植應(yīng)用軟件;有的為其編寫新的硬件驅(qū)動程序；而有的則為其編寫使用文檔。LINUＸ以前所未有的速度蓬勃發(fā)展,一段時間后，ＬIＮUX的支持者幾乎已經(jīng)遍布全球，參與開發(fā)的成員也呈專業(yè)分工之勢,LＩNUX的核心版本幾乎每兩個星期就更新一次,這種發(fā)展速度一直維持到今天,其蓬勃的生命力是其它任何商業(yè)操作系統(tǒng)所不能媲美的。LINＵＸ誕生歷程成為計算機(jī)發(fā)展歷上的一個傳奇故事。一.linuｘ操作系統(tǒng)文獻(xiàn)目錄隨著linｕx的不斷發(fā)展,越來越多的人開始使用Linｕx，對于那些剛剛接觸的人來說,恐怕最先感到困惑的就是那些“不明不白”的目錄了。假如想純熟使用ｌｉnｕx，讓Liｎuｘ聽命于自己，就必須掌握這些目錄，下面就以Xteam公司的最新產(chǎn)品——Xteａｍliｎｕx4.0為例,介紹一下在該系統(tǒng)下的目錄。／binbin是Binary的縮寫。這個目錄存放著最經(jīng)常使用的命令。/ｂooｔ這里存放的是啟動linux時使用的一些核心文獻(xiàn)，涉及一些鏈接文獻(xiàn)以及鏡像文獻(xiàn)。/dｅvdev是Deｖicｅ（設(shè)備)的縮寫。該目錄下存放的是linｕｘ的外部設(shè)備，在Linux中訪問設(shè)備的方式和訪問文獻(xiàn)的方式是相同的。/etc這個目錄用來存放所有的系統(tǒng)管理所需要的配置文獻(xiàn)和子目錄。/ｈomｅ用戶的主目錄，在ｌｉnuｘ中，每個用戶都有一個自己的目錄,一般該目錄名是以用戶的賬號命名的。/lib這個目錄里存放著系統(tǒng)最基本的動態(tài)鏈接共享庫，其作用類似于Ｗｉｎdowｓ里的ＤLL文獻(xiàn)。幾乎所有的應(yīng)用程序都需要用到這些共享庫。／lｏsｔ＋ｆｏund這個目錄一般情況下是空的，當(dāng)系統(tǒng)非法關(guān)機(jī)后,這里就存放了一些文獻(xiàn)。/mｎｔ在這里面中有四個目錄，系統(tǒng)提供這些目錄是為了讓用戶臨時掛載別的文獻(xiàn)系統(tǒng)的，我們可以將光驅(qū)掛載在/mnｔ/ｃdrom上,然后進(jìn)入該目錄就可以查看光驅(qū)里的內(nèi)容了。/proc這個目錄是一個虛擬的目錄，它是系統(tǒng)內(nèi)存的映射，我們可以通過直接訪問這個目錄來獲取系統(tǒng)信息。這個目錄的內(nèi)容不在硬盤上而是在內(nèi)存里,我們也可以直接修改里面的某些文獻(xiàn),比如可以通過下面的命令來屏蔽主機(jī)的ping命令,使別人無法ping你的機(jī)器：echｏ1>／prｏc/ｓys/net/ipv4/icmp_echｏ_igｎorｅ＿all。/rｏot該目錄為系統(tǒng)管理員，也稱作超級權(quán)限者的用戶主目錄。/ｓbｉｎs就是SupｅrUsｅr的意思,這里存放的是系統(tǒng)管理員使用的系統(tǒng)管理程序。/tmp這個目錄是用來存放一些臨時文獻(xiàn)的。我們要用到的很多應(yīng)用程序和文獻(xiàn)幾乎都存放在usｒ目錄下。具體來說：／usr／X１1R６存放X-Wｉｎdoｗs的目錄;／usr/gａmeｓ存放著Xteａmｌinux自帶的小游戲;／usr／biｎ存放著許多應(yīng)用程序;／usｒ／ｓbｉn存放roｏt超級用戶使用的管理程序；/usr/doclinｕx技術(shù)文檔;/usr/inｃlude用來存放lｉnux下開發(fā)和編譯應(yīng)用程序所需要的頭文獻(xiàn);/usｒ/lｉb存放一些常用的動態(tài)鏈接共享庫和靜態(tài)檔案庫；/usr/loｃal這是提供應(yīng)一般用戶的/ｕsr目錄，在這里安裝一般的應(yīng)用軟件;/usr/man幫助文檔所在的目錄;/usr/sｒclinux開放的源代碼，就存在這個目錄,愛好者們別放過哦；/var這個目錄中存放著在不斷擴(kuò)充著的東西，我們習(xí)慣將那些經(jīng)常被修改的目錄放在這個目錄下。涉及各種日記文獻(xiàn)。假如你想做一個網(wǎng)站，你也會用到/ｖar/wwｗ這個目錄。二.ｌinux網(wǎng)絡(luò)服務(wù)器配置基礎(chǔ)２0２3年軟考網(wǎng)絡(luò)工程師全面復(fù)習(xí)筆記(7)叁.Windoｗｓ在2０23年3月微軟推出了Wｉndows2023中文版。Ｗindows2０２３采用WｉndoｗｓNＴ內(nèi)核技術(shù)，比以前的版本更加穩(wěn)定，并且它繼承了以往Winｄows界面和諧、操作方便的特性.2023年軟考網(wǎng)絡(luò)工程師全面復(fù)習(xí)筆記（8）肆．NeｔｗareNetwaｒe是ＮOVEＬＬ公司推出的網(wǎng)絡(luò)操作系統(tǒng)。Nｅtwarｅ最重要的特性是基于基本模塊設(shè)計思想的開放式系統(tǒng)結(jié)構(gòu)。Netｗａre是一個開放的網(wǎng)絡(luò)服務(wù)器平臺,可以方便地對其進(jìn)行擴(kuò)充。Ｎetwａre系統(tǒng)對不同的工作平臺(如D0S、０S/２、Maｃintosh等),不同的網(wǎng)絡(luò)協(xié)議環(huán)境如TCP/ＩP以及各種工作站操作系統(tǒng)提供了一致的服務(wù)。該系統(tǒng)內(nèi)可以增長自選的擴(kuò)充服務(wù)（如替補(bǔ)備份、數(shù)據(jù)庫、電子郵件以及記帳等),這些服務(wù)可以取自Netware自身,也可取自第三方開發(fā)者。目前常用的版本有３.1１、3．１2和4.10、V4．11，V５.0等中英文版本，而主流的是ＮＥＴＷＡRE5版本,支持所有的重要臺式操作系統(tǒng)(DOS，Wiｎdows,ＯS/2,Uｎix和Macｉntｏsh)以及IBＭSAA環(huán)境,為需要在多廠商產(chǎn)品環(huán)境下進(jìn)行復(fù)雜的網(wǎng)絡(luò)計算的企事業(yè)單位提供了高性能的綜合平臺。NetWａｒe是具有多任務(wù)、多用戶的網(wǎng)絡(luò)操作系統(tǒng),它的較高版本提供系統(tǒng)容錯能力(SFT)。使用開放協(xié)議技術(shù)(OPＴ)，各種協(xié)議的結(jié)合使不同類型的工作站可與公共服務(wù)器通信。這種技術(shù)滿足了廣大用戶在不同種類網(wǎng)絡(luò)間實現(xiàn)互相通信的需要，實現(xiàn)了各種不同網(wǎng)絡(luò)的無縫通信，即把各種網(wǎng)絡(luò)協(xié)議緊密地連接起來，可以方便地與各種小型機(jī)、中大型機(jī)連接通信。ＮｅtＷare可以不用專用服務(wù)器,任何一種ＰC機(jī)均可作為服務(wù)器。NetＷare服務(wù)器對無盤站和游戲的支持較好,常用于教學(xué)網(wǎng)和游戲廳。NoｖellNｅｔWare由兩部分組成,即安裝和運營在微機(jī)工作站上的用戶接口shell(重定向程序，其作用是對來自工作站應(yīng)用程序的請求進(jìn)行解釋,判斷這些請求是本地請求還是網(wǎng)絡(luò)請求)和安裝并運營在文獻(xiàn)服務(wù)器上的NetＷare核心部分。附:嵌入式系統(tǒng)英國電機(jī)工程師協(xié)會的定義，嵌入式系統(tǒng)就是為控制、監(jiān)視或輔助設(shè)備、機(jī)器或甚至工廠運作的裝置。它是一種電腦軟件與硬件的綜合體,并且特別強(qiáng)調(diào)『量身定做』的原則，也就是基于某一種特殊用途,我們就會針對這項用途開發(fā)出截然不同的一項系統(tǒng)出來,也就是所謂的客制化(Cｕｓｔｏmｉzｅ)。在新興的嵌入式系統(tǒng)產(chǎn)品中，常見的有手機(jī)、PDA、GPS、Ｓet-Top-Bｏx或是嵌入式伺服器（eｍｂedｄeｄsｅrver)及精簡型終端設(shè)備(ｔｈinclｉenｔ)等。嵌入式系統(tǒng)一般指非PC系統(tǒng),有計算機(jī)功能但又不稱之為計算機(jī)的設(shè)備或器材。它是以應(yīng)用為中心,軟硬件可淘汰的,適應(yīng)應(yīng)用系統(tǒng)對功能、可靠性、成本、體積、功耗等綜合性嚴(yán)格規(guī)定的專用計算機(jī)系統(tǒng)。簡樸地說,嵌入式系統(tǒng)集系統(tǒng)的應(yīng)用軟件與硬件于一體，類似于PC中BIＯS的工作方式,具有軟件代碼小、高度自動化、響應(yīng)速度快等特點,特別適合于規(guī)定實時和多任務(wù)的體系。嵌入式系統(tǒng)重要由嵌入式解決器、相關(guān)支撐硬件、嵌入式操作系統(tǒng)及應(yīng)用軟件系統(tǒng)等組成,它是可獨立工作的“器件”。嵌入式系統(tǒng)的硬件部分，涉及解決器/微解決器、存儲器及外設(shè)器件和I/O端口、圖形控制器等。嵌入式系統(tǒng)有別于一般的計算機(jī)解決系統(tǒng),它不具有像硬盤那樣大容量的存儲介質(zhì),而大多使用EPROM、ＥEＰRＯM或閃存(FlａshMｅmory）作為存儲介質(zhì)。軟件部分涉及操作系統(tǒng)軟件（規(guī)定實時和多任務(wù)操作)和應(yīng)用程序編程。應(yīng)用程序控制著系統(tǒng)的運作和行為；而操作系統(tǒng)控制著應(yīng)用程序編程與硬件的交互作用。過去很多嵌入式系統(tǒng)不是一個操作系統(tǒng)，或者是提供商的專有核心,或者是DOS操作系統(tǒng)的擴(kuò)展。顯然這些方法并不能適應(yīng)今天嵌入式系統(tǒng)開發(fā)的規(guī)定!現(xiàn)有的一些商業(yè)實時操作系統(tǒng),盡管提供了很小的核心和多任務(wù)開發(fā)環(huán)境，但性能并不抱負(fù)，也不符合現(xiàn)在實時嵌入式市場的需求。因此，人們把目光投向了通用操作系統(tǒng)(例如Windows、Sｏｌaｒiｓ、linux),希望把它們“改造”為實時操作系統(tǒng)。通常這些操作系統(tǒng)功能強(qiáng)大，結(jié)構(gòu)復(fù)雜，易于軟件的二次開發(fā),實用性強(qiáng)，并且提供編程人員熟悉的標(biāo)準(zhǔn)API。此外，這些操作系統(tǒng)也提供了一些對實時軟件開發(fā)的支持。然而,這些操作系統(tǒng)用于嵌入式系統(tǒng)的開發(fā)還存在局限性。嵌入式系統(tǒng)規(guī)定具有高可靠性，滿足應(yīng)用需求的可剪裁性,以及比通用操作系統(tǒng)規(guī)定更高的實時性。做為嵌入式系統(tǒng)開發(fā)的解決方案,lｉnux在眾多通用操作系統(tǒng)中具有獨一無二的優(yōu)勢。一方面,Wｉndoｗs和Ｓｏlarｉｓ等專有商業(yè)操作系統(tǒng)的剪裁受到商家的嚴(yán)格控制。這大大限制了開發(fā)者的剪裁深度。而lｉnuｘ遵循ＧPＬ協(xié)議,開放所有系統(tǒng)源代碼，非常易于剪裁。另一方面，同其它開放源碼的通用操作系統(tǒng)(如ＦreeBＳD)相比，ｌinuｘ在多種解決器、開發(fā)板支持和軟件開發(fā)工具支持上有很強(qiáng)的優(yōu)勢。liｎuｘ最初也是作為通用操作系統(tǒng)而設(shè)計開發(fā)的,但提供了一些實時解決的支持。這涉及支持大部分POＳIX標(biāo)準(zhǔn)中的實時功能,支持多任務(wù)、多線程，具有豐富的通信機(jī)制等。linux還提供符合了POSIX標(biāo)準(zhǔn)的調(diào)度策略，涉及FIFO調(diào)度策略、時間片輪轉(zhuǎn)調(diào)度策略和靜態(tài)優(yōu)先級搶占式調(diào)度策略。其默認(rèn)的調(diào)度策略是第三種。Lｉnｕｘ還提供了內(nèi)存鎖定功能,以避免在實時解決中存儲頁被換出，也提供了符合PＯSIX標(biāo)準(zhǔn)的實時信號機(jī)制。嵌入式系統(tǒng)幾乎涉及了生活中的所有電器設(shè)備,如掌上PDＡ、移動計算設(shè)備、電視機(jī)頂盒、手機(jī)上網(wǎng)、數(shù)字電視、多媒體、汽車、微波爐、數(shù)字相機(jī)、家庭自動化系統(tǒng)、電梯、空調(diào)、安全系統(tǒng)、自動售貨機(jī)、蜂窩式電話、消費電子設(shè)備、工業(yè)自動化儀表與醫(yī)療儀器等。2023年軟考網(wǎng)絡(luò)工程師全面復(fù)習(xí)筆記（9）數(shù)據(jù)通信基礎(chǔ)篇一、數(shù)據(jù)通信的構(gòu)成原理、互換方式及合用范圍1.數(shù)據(jù)通信的構(gòu)成原理DTE是數(shù)據(jù)終端。數(shù)據(jù)終端有分組型終端(PT)和非分組型終端(NＰT)兩大類。分組型終端有計算機(jī)、數(shù)字傳真機(jī)、智能用戶電報終端(TeLetex)、用戶分組裝拆設(shè)備(PAD)、用戶分組互換機(jī)、專用電話互換機(jī)（PＡBＸ)、可視圖文接入設(shè)備(ＶAP)、局域網(wǎng)(LＡN)等各種專用終端設(shè)備；非分組型終端有個人計算機(jī)終端、可視圖文終端、用戶電報終端等各種專用終端。數(shù)據(jù)電路由傳輸信道和數(shù)據(jù)電路終端設(shè)備(ＤCE)組成,假如傳輸信道為模擬信道,DＣE通常就是調(diào)制解調(diào)器(MODEＭ)，它的作用是進(jìn)行模擬信號和數(shù)字信號的轉(zhuǎn)換；假如傳輸信道為數(shù)字信道,DCE的作用是實現(xiàn)信號碼型與電平的轉(zhuǎn)換，以及線路接續(xù)控制等。傳輸信道除有模擬和數(shù)字的區(qū)分外,尚有有線信道與無線信道、專用線路與互換網(wǎng)線路之分?；Q網(wǎng)線路要通過呼喊過程建立連接，通信結(jié)束后再拆除;專線連接由于是固定連接就無需上述的呼喊建立與拆線過程。計算機(jī)系統(tǒng)中的通信控制器用于管理與數(shù)據(jù)終端相連接的所有通信線路。中央解決器用來解決由數(shù)據(jù)終端設(shè)備輸入的數(shù)據(jù)。２.數(shù)據(jù)通信的互換方式通常數(shù)據(jù)通信有三種互換方式：(1）電路互換電路互換是指兩臺計算機(jī)或終端在互相通信時，使用同一條實際的物理鏈路,通信中自始至終使用該鏈路進(jìn)行信息傳輸，且不允許其它計算機(jī)或終端同時共亨該電路。（2)報文互換報文互換是將用戶的報文存儲在互換機(jī)的存儲器中(內(nèi)存或外存),當(dāng)所需輸出電路空閑時，再將該報文發(fā)往需接受的互換機(jī)或終端。這種存儲_轉(zhuǎn)發(fā)的方式可以提高中繼線和電路的運用率。（３)分組互換分組互換是將用戶發(fā)來的整份報文分割成若于個定長的數(shù)據(jù)塊(稱為分組或打包)，將這些分組以存儲＿轉(zhuǎn)發(fā)的方式在網(wǎng)內(nèi)傳輸。第一個分組信息都連有接受地址和發(fā)送地址的標(biāo)記。在分組互換網(wǎng)中，不同用戶的分組數(shù)據(jù)均采用動態(tài)復(fù)用的技術(shù)傳送，即網(wǎng)絡(luò)具有路由選擇，同一條路由可以有不同用戶的分組在傳送,所以線路運用率較高。3.各種互換方式的合用范圍(1)電路互換方式通常應(yīng)用于公用電話網(wǎng)、公用電報網(wǎng)及電路互換的公用數(shù)據(jù)網(wǎng)(ＣSPDＮ）等通信網(wǎng)絡(luò)中。前兩種電路互換方式系傳統(tǒng)方式;后一種方式與公用電話網(wǎng)基本相似，但它是用四線或二線方式連接用戶，合用于較高速率的數(shù)據(jù)互換。正由于它是專用的公用數(shù)據(jù)網(wǎng)，其接通率、工作速率、用戶線距離、線路均衡條件等均優(yōu)于公用電話網(wǎng)。其優(yōu)點是實時性強(qiáng)、延遲很小、互換成本較低；其缺陷是線路運用率低。電路互換合用于一次接續(xù)后，長報文的通信。(2)報文互換方式合用于實現(xiàn)不同速率、不同協(xié)議、不同代碼終端的終端間或一點對多點的同文為單位進(jìn)行存儲轉(zhuǎn)發(fā)的數(shù)據(jù)通信。由于這種方式，網(wǎng)絡(luò)傳輸時延大，并且占用了大量的內(nèi)存與外存空間，因而不合用于規(guī)定系統(tǒng)安全性高、網(wǎng)絡(luò)時延較小的數(shù)據(jù)通信。(３)分組互換是在存儲_轉(zhuǎn)發(fā)方式的基礎(chǔ)上發(fā)展起來的,但它兼有電路互換及報文互換的優(yōu)點。它合用于對話式的計算機(jī)通信，如數(shù)據(jù)庫檢索、圖文信息存取、電子郵件傳遞和計算機(jī)間通信等各方面，傳輸質(zhì)量高、成本較低,并可在不同速率終端間通信。其缺陷是不適宜于實時性規(guī)定高、信息量很大的業(yè)務(wù)使用。2０23年軟考網(wǎng)絡(luò)工程師全面復(fù)習(xí)筆記(１0)二、數(shù)據(jù)通信的分類1．有線數(shù)據(jù)通信(１)數(shù)字?jǐn)?shù)據(jù)網(wǎng)(ＤＤN)數(shù)字?jǐn)?shù)據(jù)網(wǎng)由用戶環(huán)路、ＤDＮ節(jié)點、數(shù)字信道和網(wǎng)絡(luò)控制管理中心組成。ＤＤN是運用光纖或數(shù)字微波、衛(wèi)星等數(shù)字信道和數(shù)字交叉復(fù)用設(shè)備組成的數(shù)字?jǐn)?shù)據(jù)傳輸網(wǎng)。也可以說DDN是把數(shù)據(jù)通信技術(shù)、數(shù)字通信技術(shù)、光遷通信技術(shù)以及數(shù)字交叉連接技術(shù)結(jié)合在一起的數(shù)字通信網(wǎng)絡(luò)。數(shù)字信道應(yīng)涉及用戶到網(wǎng)絡(luò)的連接線路,即用戶環(huán)路的傳輸也應(yīng)當(dāng)是數(shù)字的,但事實上也有普通電纜和雙絞線,但傳輸質(zhì)量不如前。DDＮ的重要特點是：①傳輸質(zhì)量高、誤碼率低：傳輸信道的誤碼率規(guī)定小。②信道運用率高。③規(guī)定全網(wǎng)的時鐘系統(tǒng)保持同步,才干保證DＤN電路的傳輸質(zhì)量。④DＤN的租用專線業(yè)務(wù)的速率可分為2．4-19.2kbｉt/s,N×64kbit／s(N＝1-32);用戶入網(wǎng)速率最高不超過2Mbit/s。⑤DDN時延較小。(2)分組互換網(wǎng)分組互換網(wǎng)(PＳPDN)是以CCＩTTX.25建議為基礎(chǔ)的，所以又稱為X．25網(wǎng)。它是采用存儲＿轉(zhuǎn)發(fā)方式，將用戶送來的報文提成具用一定長度的數(shù)據(jù)段，并在每個數(shù)據(jù)段上加上控制信息,構(gòu)成一個帶有地址的分組組合群體,在網(wǎng)上傳輸。分組互換網(wǎng)最突出的優(yōu)點是在一條電路上同時可開放多條虛通路，為多個用戶同時使用,網(wǎng)絡(luò)具有動態(tài)路由選擇功能和先進(jìn)的誤碼檢錯功能，但網(wǎng)絡(luò)性能較差。（3）幀中繼網(wǎng)幀中繼網(wǎng)絡(luò)通常由幀中繼存取設(shè)備、幀中繼互換設(shè)備和公共幀中繼服務(wù)網(wǎng)3部分組成。幀中繼網(wǎng)是從分組互換技術(shù)發(fā)展起來的。幀中繼技術(shù)是把不同長度的用戶數(shù)據(jù)組均包封在較大的幀中繼幀內(nèi),加上尋址和控制信息后在網(wǎng)上傳輸。其功能特點為:①使用記錄復(fù)用技術(shù)，按需分派帶寬,向用戶提供共亨的的網(wǎng)絡(luò)資源，每一條線路和網(wǎng)絡(luò)端口都可由多個終點按信息流共亨，大大提高了網(wǎng)絡(luò)資源的運用率。②采用虛電路技術(shù),只有當(dāng)用戶準(zhǔn)備好數(shù)據(jù)時,才把所需的帶寬分派給指定的虛電路，并且?guī)捲诰W(wǎng)絡(luò)里是按照分組動態(tài)分派，因而適合于突發(fā)性業(yè)務(wù)的使用。③幀中繼只使用了物理層和鏈路層的一部分來執(zhí)行其互換功能,運用用戶信息和控制信息分離的D信道連接來實行以幀為單位的信息傳送，簡化了中間節(jié)點的解決。幀中繼采用了可靠的ISDND信道的鏈路層(ＬAＰD)協(xié)議,將流量控制、糾錯等功能留給智能終端去完畢，從而大大簡化了解決過程，提高了效率。當(dāng)然,幀中繼傳輸線路質(zhì)量規(guī)定很高，其誤碼率應(yīng)小于1０的負(fù)8次方。④幀中繼通常的幀長度比分組互換長，達(dá)成1024-4096字節(jié)/幀，因而其吞吐量非常高,其所提供的速率為2048Mbiｔ／ｓ。用戶速率一般為9．6、4.４、1９.2、N×６4kbｉst／s（Ｎ＝1-31）,以及2Ｍbit／ｓ。⑤)幀中繼沒有采用存儲_轉(zhuǎn)發(fā)功能，因而具有與快速分組互換相同的一些優(yōu)點。其時延小于1５ms。２.無線數(shù)據(jù)通信無線數(shù)據(jù)通信也稱移動數(shù)據(jù)通信，它是在有線數(shù)據(jù)通信的基礎(chǔ)上發(fā)展起來的。有線數(shù)據(jù)通信依賴于有線傳輸,因此只適合于固定終端與計算機(jī)或計算機(jī)之間的通信。而移動數(shù)據(jù)通信是通過無線電波的傳播來傳送數(shù)據(jù)的，因而有也許實現(xiàn)移動狀態(tài)下的移動通信。狹義地說,移動數(shù)據(jù)通信就是計算機(jī)間或計算機(jī)與人之間的無線通信。它通過與有線數(shù)據(jù)網(wǎng)互聯(lián)，把有線數(shù)據(jù)網(wǎng)路的應(yīng)用擴(kuò)展到移動和便攜用戶。2０23年軟考網(wǎng)絡(luò)工程師全面復(fù)習(xí)筆記(1１)三．通信網(wǎng)絡(luò)常用傳輸介質(zhì)的構(gòu)成和特性傳輸媒體是通信網(wǎng)絡(luò)中發(fā)送方和接受方之間的物理通路,計算機(jī)網(wǎng)絡(luò)中采用的傳輸媒體可分為有線和元線兩大類。雙絞線、同軸電纜和光纖是常用的三種有線傳輸媒體；無線電通信、微波通信、紅外通信以及激光通信的信息載體都屬于無線傳輸媒體。傳輸媒體的特性對網(wǎng)絡(luò)數(shù)據(jù)通信質(zhì)量有很大影響,這些特性是:（1)物理特性。說明傳輸媒體的特性。(2)傳輸特性。涉及信號形式、調(diào)制技術(shù)、傳輸速率及頻帶寬度等內(nèi)容。(3)連通性。采用點到點連接還是多點連接。(4)地理范圍。網(wǎng)上各點間的最大距離。(5）抗干擾性。防止噪音、電磁干擾對數(shù)據(jù)傳輸影響的能力。(６）相對價格。以元件、安裝和維護(hù)的價格為基礎(chǔ)。下面分別介紹幾種常用的傳輸媒體的特性。1.雙絞線雙絞線由螺旋狀扭在一起的兩根絕緣導(dǎo)線組成,線對扭在一起可以減少互相間的輻射電磁干擾。雙絞線是最常用的傳輸媒體,早就用于電話通信中的模擬信號傳輸,也可用于數(shù)字信號的傳輸。(１)物理特性。雙絞線芯一般是銅質(zhì)的,能提供良好的傳導(dǎo)率。(2)傳輸特性。雙絞線既可以用于傳輸模擬信號,也可以用于傳輸數(shù)字信號。雙絞線上也可直接傳送數(shù)字信號,使用T1線路的總數(shù)據(jù)傳輸速率可達(dá)1.5４４Ｍｂpso達(dá)成更高數(shù)據(jù)傳輸率也是也許的,但與距離有關(guān)。雙絞線也可用于局域網(wǎng),如1０BASE一T和100ＢASＥ-T總線,可分別提供１0Mbps和100Ｍｂps的數(shù)據(jù)傳輸速率。通常將多對雙絞線封裝于一個絕緣套里組成雙絞線電纜,局域網(wǎng)中常用的3類雙絞線和５類雙絞線電纜均由４對雙絞線組成,其中3類雙絞線通常用于10BASE-T總線局域網(wǎng)，５類雙絞線通常用于１00BASE-T總線局域網(wǎng)。(3)連通性。雙絞線普遍用于點到點的連接,也可以用于多點的連接。作為多點媒體使用時,雙絞線比同軸電纜的價格低,但性能較差，并且只能支持很少幾個站。(4)地理范圍。雙絞線可以很容易地在15公里或更大范圍內(nèi)提供數(shù)據(jù)傳輸。局域網(wǎng)的雙絞線重要用于一個建筑物內(nèi)或幾個建筑物間的通信,在10016ps速率下傳輸距離可達(dá)1公里。但1０Mbｐs和１00Mbｐs傳輸速率的1OBＡSE-T和１０0BASＥ－Ｔ總線傳輸距離均不超過100米。（5)抗干擾性。在低頻傳輸時,雙絞線的抗干擾性相稱于或高于同軸電纜,但在超過1０～10０l(fā)dfZ時,同軸電纜就比雙絞線明顯優(yōu)越。2.同軸電纜同軸電纜也像雙絞線同樣由一對導(dǎo)體組成,但它們是按"同軸"形式構(gòu)成線對。最里層是內(nèi)芯,向外依次為絕緣層、屏蔽層，最外則是起保護(hù)作用的塑料外套,內(nèi)芯和屏蔽層構(gòu)成一對導(dǎo)體。同軸電纜分為基帶同軸電纜(阻抗500)和寬帶同軸電纜(阻抗７５０)?；鶐S電纜又可分為粗纜和細(xì)纜兩種,都用于直接傳輸數(shù)字信號；寬帶同軸電纜用于頻分多路復(fù)用的模擬信號傳輸,也可用于不使用頻分多路復(fù)用的高速數(shù)字信號和模擬信號傳輸。閉路電視所使用的ＣＡTＶ電纜就是寬帶同軸電纜。(1）物理特性。單根同軸電纜的直徑約為1.０２~2.5４cｍ,可在較寬的頻率范圍內(nèi)工作。(2)傳輸特性。基帶同軸電纜僅用于數(shù)字傳輸，并使用曼徹斯特編碼,數(shù)據(jù)傳輸速率最高可達(dá)１O(jiān)Mbps。寬帶同軸電纜既可用于模擬信號傳輸又可用于數(shù)字信號傳輸,對于模擬信號,帶寬可達(dá)300~４50陽也。一般,在CＡTV電纜上,每個電視通道分派６陽也帶寬,每個廣播通道需要的帶寬要窄得多,因此在同軸電纜上使用頻分多路復(fù)用技術(shù)可以支持大量的視、音頻通道。(3）連通性。同軸電纜合用于點到點和多點連接?；鶐В?0電纜每段可支持幾百臺設(shè)備，在大系統(tǒng)中還可以用轉(zhuǎn)接器將各段連接起來;寬帶７５0電纜可以支持?jǐn)?shù)千臺設(shè)備，但在高數(shù)據(jù)傳輸率下(５０Mｂp@)使用寬帶電纜時,設(shè)備數(shù)目限制在20～３0臺。(4)地理范圍。傳輸距離取決于傳輸?shù)男盘栃问胶蛡鬏數(shù)乃俾?典型基帶電纜的最大距離限制在幾公里,在同樣數(shù)據(jù)速率條件下,粗纜的傳輸距離較細(xì)纜的長。寬帶電纜的傳輸距離可達(dá)幾十公里。(5)抗干擾性。同軸電纜的抗干擾性能比雙絞線強(qiáng)。3.光纖光纖是光導(dǎo)纖維的簡稱,它由能傳導(dǎo)光波的石英玻璃纖維外加保護(hù)層構(gòu)成。相對于金屬導(dǎo)線來說具有重量輕、線徑細(xì)的特點。用光纖傳輸電信號時，在發(fā)送端先要將其轉(zhuǎn)換成光信號，而在接受端又要由光檢測器還原成電信號。（1)物理特性。在計算機(jī)網(wǎng)絡(luò)中均采用兩根光纖(一來一去）組成傳輸系統(tǒng)。按波長范圍(近紅外范圍內(nèi))可分為三種:０.８5IAIn波長區(qū)(0．８~０.91ｉm）、1．3ｌim波長區(qū)(1.25～1.３5１Am)和1.55１im波長區(qū)(1.５3~1.５811ｍ）。不同的波長范圍光纖損耗特性也不同，其中0.8５IＡIｎ波長區(qū)為多模光纖通信方式,1．5§IAm波長區(qū)為單模光纖通信方式,1．3１iｍ波長區(qū)有多模和單模兩種方式。(2)傳輸特性。光纖通過內(nèi)部的全反射來傳輸一束通過編碼的光信號,內(nèi)部的全反射可以在任何折射指數(shù)高于包層媒體折射指數(shù)的透明媒體中進(jìn)行。事實上光纖作為頻率范圍從１０14～1015險的波導(dǎo)管,這一范圍覆蓋了可見光譜和部分紅外光譜。光纖的數(shù)據(jù)傳輸率可達(dá)Gbｐｓ級,傳輸距離達(dá)數(shù)十公里。目前,一條光纖線路上只能傳輸一個載波，隨著技術(shù)進(jìn)一步發(fā)展,會出現(xiàn)實用的多路復(fù)用光纖。(3)連通性。光纖普遍用于點到點的鏈路?？偩€拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)的實驗性多點系統(tǒng)已經(jīng)建成,但是價格還太貴。原則上講,由于光纖功率損失小、衰減少的特性以及有較大的帶寬潛力,因此一段光纖可以支持的分接頭數(shù)比雙絞線或同軸電纜多得多。(4)地理范圍。從目前的技術(shù)來看,可以在6~8公里的距離內(nèi)不用中繼器傳輸,因此光纖適合于在幾個建筑物之間通過點到點的鏈路連接局域網(wǎng)絡(luò)。(5)抗干擾性。光纖具有不受電磁干擾或噪聲影響的獨有特性,適宜在長距離內(nèi)保持高數(shù)據(jù)傳輸率，并且可以提供很好的安全性。由于光纖通信具有損耗低、頻帶寬、數(shù)據(jù)傳輸率高、抗電磁干擾強(qiáng)等特點,對高速率、距離較遠(yuǎn)的局域網(wǎng)也是很合用的。目前采用一種波分技術(shù)，可以在一條光纖上復(fù)用多路傳輸,每路使用不同的波長,這種波分復(fù)用技術(shù)WDＭ（ＷavelengtｈDｉvisionＭultiplｅxing)是一種新的數(shù)據(jù)傳輸系統(tǒng)。4.無線傳輸媒體無線傳輸媒體通過空間傳輸，不需要架設(shè)或鋪埋電纜或光纖，目前常用的技術(shù)有:無線電波、微波、紅外線和激光。便攜式計算機(jī)的出現(xiàn),以及在軍事、野外等特殊場合下移動式通信聯(lián)網(wǎng)的需要，促進(jìn)了數(shù)字化元線移動通信的發(fā)展，現(xiàn)在已開始出現(xiàn)無線局域網(wǎng)產(chǎn)品。微波通信的載波頻率為2ＧＨz~4０GHz范圍。由于頻率很高,可同時傳送大量信息,如一個帶寬為2陽ｆz的頻段可容納5０0條話音線路,用來傳輸數(shù)字?jǐn)?shù)據(jù),速率可達(dá)數(shù)Mbｐｓ。微波通信的工作頻率很高,與通常的無線電波不同樣,是沿直線傳播的。由于地球表面是曲面,微波在地面的傳播距離有限。直接傳播的距離與天線的高度有關(guān)，天線越高傳播距離越遠(yuǎn),超過一定距離后就要用中繼站來接力。紅外通信和激光通信也像微波通信同樣,有很強(qiáng)的方向性,都是沿直線傳播的。這三種技術(shù)都需要在發(fā)送方和接受方之間有一條視線(ＬineofSiｇhｔ）通路，故它們統(tǒng)稱為視線媒體。所不同的是,紅外通信和激光通信把要傳輸?shù)男盘柗謩e轉(zhuǎn)換為紅外光信號和激光信號直接在空間傳播。這三種視線媒體由于都不需要鋪設(shè)電纜，對于連接不同建筑物內(nèi)的局域網(wǎng)特別有用。這三種技術(shù)對環(huán)境氣候較為敏感,例如雨、霧和雷電。相對來說,微波對一般雨和霧的敏感度較低。衛(wèi)星通信是微波通信中的特殊形式,衛(wèi)星通信運用地球同步衛(wèi)星做中繼來轉(zhuǎn)發(fā)微波信號。衛(wèi)星通信可以克服地面微波通信距離的限制,一個同步衛(wèi)星可以覆蓋地球的1／3以上表面，三個這樣的衛(wèi)星就可以覆蓋地球上所有通信區(qū)域,這樣，地球上的各個地面站之間都可互相通信。由于衛(wèi)星信道頻帶寬,也可采用頻分多路復(fù)用技術(shù)分為若干子信道,有些用于由地面站向衛(wèi)星發(fā)送（稱為上行信道）,有些用于由衛(wèi)星向地面轉(zhuǎn)發(fā)(稱為下行信道)。衛(wèi)星通信的優(yōu)點是容量大，傳輸距離遠(yuǎn);缺陷是傳播延遲時間長,對于數(shù)萬公里高度的衛(wèi)星來說，以2０0m/μs或５μs/Ｋm的信號傳播速度來計算,從發(fā)送站通過衛(wèi)星轉(zhuǎn)發(fā)到接受站的傳播延遲時間約要花數(shù)百毫秒（ms)，這相對于地面電纜的傳播延遲時間來說,兩者要相差幾個數(shù)量級。5.傳輸媒體的選擇傳輸媒體的選擇取決于以下諸因素:網(wǎng)絡(luò)拓?fù)涞慕Y(jié)構(gòu)、實際需要的通信容量、可靠性規(guī)定、能承受的價格范圍。雙絞線的顯著特點是價格便宜，但與同軸電纜相比,其帶寬受到限制。對于單個建筑物內(nèi)的低通信容量局域網(wǎng)來說,雙絞線的性能價格比也許是最佳的。同軸電纜的價格要比雙絞線貴一些,對于大多數(shù)的局域網(wǎng)來說,需要連接較多設(shè)備并且通信容量相稱大時可以選擇同軸電纜。光纖作為傳輸媒體,與同軸電纜和雙絞線相比具有一系列優(yōu)點：頻帶寬、速率高、體積小、重量輕、衰減小、能電磁隔離、誤碼率低等，因此,在國際和國內(nèi)長話傳輸中的地位日益提高,并已廣泛用于高速數(shù)據(jù)通信網(wǎng)。隨著光纖通信技術(shù)的發(fā)展和成本的減少,光纖作為局域網(wǎng)的傳輸媒體也得到了普遍采用,光纖分布數(shù)據(jù)接口ＦDDＩ就是一例。目前,便攜式計算機(jī)已有了很大的發(fā)展和普及,由于可隨身攜帶,對可移動的無線網(wǎng)的需求將日益增長0元線數(shù)字網(wǎng)類似于蜂窩電話網(wǎng)，人們隨時隨地可將計算機(jī)接入網(wǎng)絡(luò),發(fā)送和接受數(shù)據(jù)。移動無線數(shù)字網(wǎng)的發(fā)展前景將是十分美好的。2０２3年軟考網(wǎng)絡(luò)工程師全面復(fù)習(xí)筆記(12）四.數(shù)據(jù)通訊基本概念數(shù)據(jù)(Data)：傳遞(攜帶）信息的實體。信息(Ｉｎfoｒmatｉｏn):是數(shù)據(jù)的內(nèi)容或解釋。信號（Signａｌ)：數(shù)據(jù)的物理量編碼（通常為電編碼)，數(shù)據(jù)以信號的形式傳播。模擬信號與數(shù)字信號基帶(Basｅｂand）與寬帶(Broadband)信道（Cｈannel）：傳送信息的線路(或通路)比特（bit)：信息量的單位。比特率為每秒傳輸?shù)亩M(jìn)制位個數(shù)。碼元(CodｅCell):時間軸上的一個信號編碼單元同步脈沖：用于碼元的同步定期,辨認(rèn)碼元的開始。同步脈沖也可位于碼元的中部,一個碼元也可有多個同步脈沖相相應(yīng)。波特(Baud):碼元傳輸?shù)乃俾蕟挝弧２ㄌ芈蕿槊棵雮魉偷拇a元數(shù)(即信號傳送速率）。1Ｂaｕd=lｏg2M(bｉｔ/s)其中M是信號的編碼級數(shù)。也可以寫成:Ｒbiｔ=Rbaudｌog２M上式中：Rbit-比特率，Rbａud－波特率。一個信號往往可以攜帶多個二進(jìn)制位，所以在固定的信息傳輸速率下,比特率往往大于波特率。換句話說,一個碼元中可以傳送多個比特。例如,M=16，波特率為９60０時,數(shù)據(jù)傳輸率為38.4ｋbit／s誤碼率:信道傳輸可靠性指標(biāo),是概率值信息編碼:將信息用二進(jìn)制數(shù)表達(dá)的方法。數(shù)據(jù)編碼:將數(shù)據(jù)用物理量表達(dá)的方法。例如：字符‘Ａ’的ＡSCIＩ編碼(是信息編碼的一種)為0100０00１帶寬：帶寬是通信信道的寬度,是信道頻率上界與下界之間之差，是介質(zhì)傳輸能力的度量，在傳統(tǒng)的通信工程中通常以赫茲(Hz）為單位計量。在計算機(jī)網(wǎng)絡(luò)中,一般使用每秒位數(shù)(b/s或ｂps)作為帶寬的計量單位。重要單位：Kb/ｓ,Mb／s,Gb/s,一個以太局域網(wǎng)理論上每秒可以傳輸1千萬比特,它的帶寬相應(yīng)為10Mb/s。時延△信息從網(wǎng)絡(luò)的一端傳送到另一端所需的時間△時延之和=解決時延+排隊時延+發(fā)送時延＋傳播時延△解決時延=分組首部和錯誤校驗等解決(微秒)△排隊時延=數(shù)據(jù)在中間結(jié)點等待轉(zhuǎn)發(fā)的延遲時間△發(fā)送時延＝數(shù)據(jù)位數(shù)/信道帶寬△傳播時延=ｄ／s(毫秒）ｄ：距離ｓ:傳播速度≈光速時延帶寬乘積:某一鏈路所能容納的比特數(shù)。時延帶寬乘積=帶寬×傳播時延。例如,某鏈路的時延帶寬乘積為1０0萬比特，這意味著第一個比特到達(dá)目的端時,源端已發(fā)送了１00萬比特。往返時延(Round-TｒiｐTiｍe,RＴT）從信源發(fā)送數(shù)據(jù)開始,到信源收到信宿確認(rèn)所經(jīng)歷的時間ＲＴT≈2×傳播時延,傳輸可靠性兩個含義:1、數(shù)據(jù)能對的送達(dá)２、數(shù)據(jù)能有序送達(dá)(當(dāng)采用分組互換時)信息通信系統(tǒng)傳輸1、信道及其重要特性:數(shù)字信道和模擬信道數(shù)字信道：以數(shù)字脈沖形式(離散信號)傳輸數(shù)據(jù)的信道。模擬信道：以連續(xù)模擬信號形式傳輸數(shù)據(jù)的信道。模擬信號和數(shù)字信號模擬信號：時間上連續(xù),包含無窮多個信號值數(shù)字信號:時間上離散,僅包具有限數(shù)目的信號值周期信號和非周期信號周期信號:信號由不斷反復(fù)的固定模式組成(如正弦波)非周期信號:信號沒有固定的模式和波形循環(huán)（如語音的音波信號）。２、數(shù)字?jǐn)?shù)據(jù)的傳輸方式基帶傳輸：不需調(diào)制，編碼后的數(shù)字脈沖信號直接在信道上傳送。例如：以太網(wǎng)寬帶傳輸：數(shù)字信號需調(diào)制成頻帶模擬信號后再傳送,接受方需要解調(diào)。例如:通過電話模擬信道傳輸。例如：閉路電視的信號傳輸。３、數(shù)據(jù)同步方式:目的是使接受端與發(fā)送端在時間基準(zhǔn)上一致(涉及開始時間、位邊界、反復(fù)頻率等)。有三種同步方法：位同步、字符同步、幀同步。位同步目的是使接受端接受的每一位信息都與發(fā)送端保持同步,有下面兩種方式:△外同步——發(fā)送端發(fā)送數(shù)據(jù)時同時發(fā)送同步時鐘信號,接受方用同步信號來鎖定自己的時鐘脈沖頻率?！髯酝健ㄟ^特殊編碼（如曼徹斯特編碼）,這些數(shù)據(jù)編碼信號包含了同步信號，接受方從中提取同步信號來鎖定自己的時鐘脈沖頻率。字符同步以字符為邊界實現(xiàn)字符的同步接受,也稱為起止式或異步制。每個字符的傳輸需要:1個起始位、5~８個數(shù)據(jù)位、１,1.5,2個停止位。字符同步的性能評估：△頻率的漂移不會積累，每個字符開始時都會重新同步?！髅績蓚€字符之間的間隔時間不固定?！髟鲩L了輔助位，所以效率低。例如,采用１個起始位、8個數(shù)據(jù)位、2個停止位時，其效率為8/1１＜7２%。幀同步辨認(rèn)一個幀的起始和結(jié)束。△幀（Ｆrame)數(shù)據(jù)鏈路中的傳輸單位——包含數(shù)據(jù)和控制信息的數(shù)據(jù)塊?！髅嫦蜃址摹酝阶址?SYN，16H）來標(biāo)記一個幀的開始,合用于數(shù)據(jù)為字符類型的幀。△面向比特的——以特殊位序列(7EH,即0１111１1０）來標(biāo)記一個幀的開始,合用于任意數(shù)據(jù)類型的幀。4、信道最大數(shù)據(jù)傳輸率奈奎斯公式：用于抱負(fù)低通信道C=２W×log2ＭC=數(shù)據(jù)傳輸率,單位bｉt/sW=帶寬，單位HzM=信號編碼級數(shù)奈奎斯公式為估算已知帶寬信道的最高數(shù)據(jù)傳輸速率提供了依據(jù)。非抱負(fù)信道:實際的信道上存在損耗、延遲、噪聲。損耗引起信號強(qiáng)度減弱,導(dǎo)致信噪比S/Ｎ減少。延遲會使接受端的信號產(chǎn)生畸變。噪聲會破壞信號,產(chǎn)生誤碼。連續(xù)時間0.01s的干擾會破壞約560個比特（５6Kbit／s）△香農(nóng)公式:有限帶寬高斯噪聲干擾信道Ｃ=Ｗlｏg2（１+S/N)Ｓ/N：信噪比例:信道帶寬W＝3.１KHz,S／N=２0２3，則C=31０0＊log2(1+20２3)≈34Kｂiｔ/s即該信道上的最大數(shù)據(jù)傳輸率不會大于34Ｋbｉt／s奈奎斯公式和香農(nóng)公式的比較△Ｃ=2Wlog2M數(shù)據(jù)傳輸率C隨信號編碼級數(shù)增長而增長?！鳎?Ｗlog2(1+S／Ｎ)無論采樣頻率多高,信號編碼分多少級,此公式給出了信道能達(dá)成的最高傳輸速率。因素：噪聲的存在將使編碼級數(shù)不也許無限增長。５、數(shù)據(jù)編碼編碼與調(diào)制的區(qū)別△用數(shù)字信號承載數(shù)字或模擬數(shù)據(jù)——編碼△用模擬信號承載數(shù)字或模擬數(shù)據(jù)——調(diào)制數(shù)字?jǐn)?shù)據(jù)的數(shù)字信號編碼:把數(shù)字?jǐn)?shù)據(jù)轉(zhuǎn)換成某種數(shù)字脈沖信號常見的有兩類：不歸零碼和曼徹斯特編碼?！鞑粴w零碼(ＮRＺ，Noｎ-RetuｒｎｔoＺero)二進(jìn)制數(shù)字0、1分別用兩種電平來表達(dá)，經(jīng)常用-５Ｖ表達(dá)1，+5V表達(dá)0。缺陷:存在直流分量,傳輸中不能使用變壓器；不具有自同步機(jī)制，傳輸時必須使用外同步?！髀鼜厮固鼐幋a(MａnchｅsterCode）用電壓的變化表達(dá)0和1,規(guī)定在每個碼元的中間發(fā)生跳變:高→低的跳變代表０,低→高的跳變代表１。每個碼元中間都要發(fā)生跳變，接受端可將此變化提取出來作為同步信號。這種編碼也稱為自同步碼(Seｌf-SｙnchｒoniziｎgＣｏdｅ）。缺陷：需要雙倍的傳輸帶寬(即信號速率是數(shù)據(jù)速率的2倍)。△差分曼徹斯特編碼(Differenｔｉal~)每個碼元的中間仍要發(fā)生跳變，用碼元開始處有無跳變來表達(dá)0和１，有跳變代表０，無跳變代表1。數(shù)字?jǐn)?shù)據(jù)的調(diào)制編碼[三種常用的調(diào)制技術(shù)]：△幅移鍵控ASK(ＡmplitudeShifｔKｅｙinｇ）△頻移鍵控FSK(FreqｕenｃｙShiftKeyinｇ)△相移鍵控PSK(PhaseSｈiftKeying)基本原理:用數(shù)字信號對載波的不同參量進(jìn)行調(diào)制。載波S(t)=Ａｃｏs(ωｔ+ψ)S(t)的參量涉及:幅度A、頻率ω、初相位ψ,調(diào)制就是要使A、ω或ψ隨數(shù)字基帶信號的變化而變化。△ASK:用載波的兩個不同振幅表達(dá)0和1。△FSK：用載波的兩個不同頻率表達(dá)０和1。△PＳＫ：用載波的起始相位的變化表達(dá)0和1。模擬數(shù)據(jù)的數(shù)字信號編碼采樣定理:假如模擬信號的最高頻率為F，若以2F的采樣頻率對其采樣，則采樣得到的離散信號序列就能完整地恢復(fù)出原始信號。要轉(zhuǎn)換的模擬數(shù)據(jù)重要是電話語音信號,語音信號要在數(shù)字線路上傳輸，必須將語音信號轉(zhuǎn)換成數(shù)字信號。這需要通過三個環(huán)節(jié):△采樣：按一定間隔對語音信號進(jìn)行采樣△量化：對每個樣本舍入到量化級別上△編碼：對每個舍入后的樣本進(jìn)行編碼編碼后的信號稱為PCM信號６、多路復(fù)用技術(shù)復(fù)用：多個信息源共享一個公共信道。為什么要復(fù)用？——提高線路運用率。合用場合：當(dāng)信道的傳輸能力大于每個信源的平均傳輸需求時。復(fù)用類型△頻分復(fù)用FDM(FrｅquencyＤivisioｎMｕｌｔｉplexing)△波分復(fù)用ＷDM(WavｅDｉvisｉonMuｌｔiplexinｇ)△時分復(fù)用TDM（ＴｉmeDivisｉoｎMｕltiplｅxinｇ）頻分復(fù)用原理：整個傳輸頻帶被劃分為若干個頻率通道,每路信號占用一個頻率通道進(jìn)行傳輸。頻率通道之間留有防護(hù)頻帶以防互相干擾。波分復(fù)用——光的頻分復(fù)用。原理：整個波長頻帶被劃分為若干個波長范圍，每路信號占用一個波長范圍來進(jìn)行傳輸。時分復(fù)用原理:把時間分割成小的時間片，每個時間片分為若干個時隙，每路數(shù)據(jù)占用一個時隙進(jìn)行傳輸。由于每路數(shù)據(jù)總是使用每個時間片的固定期隙,所以這種時分復(fù)用也稱為同步時分復(fù)用。時分復(fù)用的典型例子：PCＭ信號的傳輸,把多個話路的PCM話音數(shù)據(jù)用ＴDM的方法裝成幀(幀中還涉及了幀同步信息和信令信息）,每幀在一個時間片內(nèi)發(fā)送，每個時隙承載一路PCM信號。記錄(異步)TDM——STDMＴDM的缺陷：某用戶無數(shù)據(jù)發(fā)送,其他用戶也不能占用該時隙，將會導(dǎo)致帶寬浪費。改善:用戶不固定占用某個時隙，有空時隙就將數(shù)據(jù)放入。7、差錯控制與語音、圖像傳輸不同，計算機(jī)通信規(guī)定極低的差錯率。產(chǎn)生差錯的因素:△信號衰減和熱噪聲△信道的電氣特性引起信號幅度、頻率、相位的畸變;△信號反射，串?dāng)_;△沖擊噪聲,閃電、大功率電機(jī)的啟停等。差錯控制的基本方法是:接受方進(jìn)行差錯檢測，并向發(fā)送方應(yīng)答,告知是否對的接受。差錯檢測重要有兩種方法:奇偶校驗（ＰarｉtyＣheckｉｎg)在原始數(shù)據(jù)字節(jié)的最高位增長一個奇偶校驗位，使結(jié)果中1的個數(shù)為奇數(shù)（奇校驗)或偶數(shù)(偶校驗)。例如１1000１0增長偶校驗位后為11100010，若接受方收到的字節(jié)奇偶校驗結(jié)果不對的，就可以知道傳輸中發(fā)生了錯誤。此方法只能用于面向字符的通信協(xié)議中，只能檢測出奇數(shù)個比特位錯。循環(huán)冗余校驗(CＲC,CycliｃＲeｄundaｎｃyChecｋ)差錯檢測原理:將傳輸?shù)奈淮?dāng)作系數(shù)為0或1的多項式。收發(fā)雙方約定一個生成多項式G(x），發(fā)送方在幀的末尾加上校驗和，使帶校驗和的幀的多項式能被G（x)整除。接受方收到后，用G（x)除多項式，若有余數(shù),則傳輸有錯。校驗和是16位或３2位的位串,CRC校驗的關(guān)鍵是如何計算校驗和。差錯控制技術(shù)△自動請求重傳AuｔomatｉcＲｅpｅａt(yī)Ｒｅquesｔ（ARQ)△停等ARＱ△Go-bａck-NARQ△選擇重傳ARQ附：一．?dāng)?shù)據(jù)通信中的重要技術(shù)指標(biāo)數(shù)據(jù)通信的任務(wù)是傳輸數(shù)據(jù)信息,希望達(dá)成傳輸速度快、犯錯率低、信息量大、可靠性高,并且既經(jīng)濟(jì)又便于使用維護(hù)。這些規(guī)定可以用下列技術(shù)指標(biāo)加以描述。1.數(shù)據(jù)傳輸速率所謂數(shù)據(jù)傳輸速率,是指每秒能傳輸?shù)亩M(jìn)制信息位數(shù)，單位為位/秒（biｔsperｓｅc-oｎd),記作ｂpｓ或b/s,它可由下式擬定：ｓ=１/T?log2N（bpｓ)式中Ｔ為一個數(shù)字脈沖信號的寬度（全寬碼情況)或反復(fù)周期(歸零碼情況)，單位為秒。一個數(shù)字脈沖也稱為一個碼元，N為一個碼元所取的有效離散值個數(shù),也稱調(diào)制電平數(shù)，N一般取2的整數(shù)次方值。若一個碼元僅可取0和1兩種離散值,則該碼元只能攜帶一位(biｔ)二進(jìn)制信息;若一個碼元可取00、0１、10和１1四種離散值,則該碼元就能攜帶兩位二進(jìn)制信息。以此類推,若一個碼元可?。畏N離散值,則該碼元便能攜帶lｏｇ2Ｎ位二進(jìn)制信息。當(dāng)一個碼元僅取兩種離散值時，Ｓ=（1/Ｔ）,表達(dá)數(shù)據(jù)傳輸速率等于碼元脈沖的反復(fù)頻率。由此,可以引出另一個技術(shù)指標(biāo)一一'信號傳輸速率,也稱碼元速率、調(diào)制速率或波特率,單位為波特(Baud)。信號傳輸速率表達(dá)單位時間內(nèi)通過信道傳輸?shù)拇a元個數(shù),也就是信號經(jīng)調(diào)制后的傳輸速率。若信號碼元的寬度為T秒,則碼元速率定義為:B=1/T(Bａud)在有些調(diào)幅和調(diào)頻方式的調(diào)制解調(diào)器中,一個碼元相應(yīng)于一位二進(jìn)制信息,即一個碼元;,有兩種有效離散值,此時調(diào)制速率和數(shù)據(jù)傳輸速率相等。但在調(diào)相的四相信號方式中,一個碼元相應(yīng)于兩位二進(jìn)制信息,即一個碼元有四種有效離散值,此時調(diào)制速率只是數(shù)據(jù)傳輸速率的一半。由以上兩式合并可得到調(diào)制速率和數(shù)據(jù)傳輸速率的相應(yīng)關(guān)系式：Ｓ＝Ｂ?lｏｇ2Ｎ(bps)或B=S／log2N（Baｕd)一般在二元調(diào)制方式中,S和B都取同一值,習(xí)慣上兩者是通用的。但在多元調(diào)制的情況下,必須將它們區(qū)別開來。例如采用四相調(diào)制方式，即N=4,且Ｔ=83３×10-６秒,則可求出數(shù)據(jù)傳輸速率為:S=1/T?log2N＝1／(8３３×1０－６)?lｏｇ２4=2４00(bps）而調(diào)制速率為：B=1／T＝1／(833×1０-6)＝1200(Baud)通過上例可見,雖然數(shù)據(jù)傳輸速率和調(diào)制速率都是描述通信速度的指標(biāo),但它們是完全不同的兩個概念。打個比方來說，假如調(diào)制速率是公路上單位時間通過的卡車數(shù),那么數(shù)據(jù)傳輸速率便是單位時間里通過的卡車所裝運的貨品箱數(shù)。假如一車裝一箱貨品,則單位時間通過的卡車數(shù)與單位時間里卡車所裝運的貨品箱數(shù)相等,假如→車裝多箱貨品,則單位時間通過的卡車數(shù)便小于單位時間里卡車所裝運的貨品箱數(shù)。2．信道容量信道容量表征一個信道傳輸數(shù)據(jù)的能力,單位也用位/秒（ｂｐs)。信道容量與數(shù)據(jù)傳輸速率的區(qū)別在于，前者表達(dá)信道的最大數(shù)據(jù)傳輸速率，是信道傳輸數(shù)據(jù)能力的極限,而后者則表達(dá)實際的數(shù)據(jù)傳輸速率。這就像公路上的最大限速值與汽車實際速度之間的關(guān)系同樣,它們雖然采用相同的單位；但表征的是不同的含義。奈奎斯特（Ｎyｑuist)一方面給出了無噪聲情況下碼元速率的極限值與信道帶寬的關(guān)系:B=2?H（Baud)其中,H是信道的帶寬,也稱頻率范圍，即信道能傳輸?shù)纳?、下限頻率的差值,單位為HＺ。由此可推出表征信道數(shù)據(jù)傳輸能力的奈奎斯特公式:C=２?H?log2N(bpe)此處,N仍然表達(dá)攜帶數(shù)據(jù)的碼元也許取的離散值的個數(shù),C即是該信道最大的數(shù)據(jù)傳輸速率。由以上兩式可見,對于特定的信道,其碼元速率不也許超過信道