全国计算机等级考试三级网络技术精讲复习资料.pdf
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1、全国计算机等级考试三级网络技术精讲第一章计算机基础知识本章所占分值一般为79分。一.概述1、计算机的四个特点(了解)计算机是信息处理的设备,而不是简单地完成加减乘除的计算工具。计算机是通过预先编写的、存储在其中的程序来自动完成数据处理的。随着计算机硬件和软件的迅速发展,计算机的处理速度越来越快,工作效率越来越 高,而成本和价格却越来越低,这为计算机的普及奠定了基础。计算机的经济效益和社会效益都十分明显。2、计算机的发展阶段(了解)(1)大型主机阶段20世纪4050年代。大型主机(Ma inf ra me)经历了第一代电子管计算 机、第二代晶体管计算机、第三代中小规模集成电路计算机、第四代超大规
2、模集成电路计算 机的发展过程,计算机技术逐步走向成熟。I BM、富士通、N EC等大公司都曾经研发过大型主 机,我国的1958年研制的103和1959年104机也属于大型主机。(2)小型计算机阶段20世纪6070年代。体积较大型主机小,价格也较低,DEC、DG公司、I BM公司、HP公司、富士通公司都生产过小型计算机。1959年DEC公司首推PDP 一 1小型计算机。随后又研发了 PDP 一 8和VAX 11系列小型计算机,使其成为名副其实 的小型计算机霸主。我国也研发了自己的小型计算机。(3)微型计算机阶段20世纪7080年代。体积进一步缩小,价格也为家庭和个人 所接受,逐渐形成了 PC市场
3、。我国的PC企业也得到了迅速的发展与壮大。1981年I BM公 司推出个人计算机I BMPC,此后它经历了若干代的演变,逐渐形成了庞大的个人计算机市 场,使计算机得到空前的普及。20世纪80年代中期,我国出现了“长城”、“联想”等微 型计算机。后来,联想集团发展壮大,2005年5月1日完成了收购美国I BM公司的全球PC 业务,使联想一跃成为全球第三大PC制造商。(4)客户机/服务器阶段 客户机/服务器(Client/S erver)结构模式的出现是对大 型主机结构模式的一次挑战。其原型是1964年I BM公司与美国航空公司建立的第一个全球 联机订票系统。由于客户机/服务器结构灵活、适应面广、
4、成本较低,因此得到广泛的应用。此外,如果服务器的处理能力强而客户机的处理能力弱,则称之为瘦客户机/胖服务器模式;反之,则称之为胖客户机/瘦服务器模式。20世纪70年代出现了在局部范围内把计算机连在一起的技术,称为局域网技术。在局 域网中,如果每台计算机在逻辑上都是平等的,不存在主从关系,就称为对等(Peer to Peer)网络,这是初期的结构模式。后来,大多数局域网都发展成非对等网络,而不是对等网络。在非对等网络中,存在主从关系,即某些计算机作为提供服务的服务器,其余计算机则作为 接受服务的客户机。(5)I nternet 阶段 1969 年ARPAN ET(阿帕网);1983 年 TCP/
5、I P 正式成为 ARPAN ET 的协议标准,这标志着ARPAN ET演变为I nternet,从此I nternet开始突飞猛进的发展。1993 年W orld W id e W eb技术出现,网页浏览迅速风靡全球,I ntemet继续以指数方式迅猛扩展。本知识点中一些标志性的时间和事件容易成为考点。3.计算机的应用(了解)(1)科学计算计算模拟如中长期的天气预报、模拟经济运行模型、模拟核爆炸等;(2)事务处理日常文字处理、信息管理、报表输入等数据处理;数据处理并不涉及复 杂的数学问题,但数据量大、实时性强。事务处理成为计算机应用中工作量最大的领域之一。(3)过程控制计算机实时控制;由于这
6、类控制对计算机的要求并不高,常使用微控制 器芯片或者低档(4位、8位)微处理器芯片,并作成嵌入式的装置。只有在特殊情况下,才 使用高级的独立计算机进行控制(4)辅助工程(易考点)计算机辅助设计(Computer Aid ed Design,CAD)、计算机 辅 助制造(ComputerAid ed Ma nuf a cturing,CAM)、计 算机辅 助工程(Computer Aid ed Engineering,CAE)、计算机辅助教学(Computer Aid ed I nstruction,CAI)、计算机辅助测 试(Computer Aid ed Testing CAT)等;图形工作
7、站以其高精度、高效率、可视化显示出强 有力的竞争优势。(5)人工智能专家系统、智能机器人等;智能机器人还能代替人们进行繁重的、危险 的体力劳动以及部分简单的脑力劳动。(6)网络应用电子邮件、网页浏览、资料检索、I P电话、电子商务、电子政务、远程 教育、远程医疗、娱乐休闲、聊天以及虚拟社区等等;(7)多媒体的应用 图片、动画、视频片断、音乐;地理信息系统(GI S)、平面图像处 理等。4.计算机硬件系统(了解)一个完整的计算机系统是由硬件系统和软件系统两大部分组成的。硬件系统的四个层次:(1)芯片;(2)板卡;(3)整机;(4)网络。I nternet的硬件设施就是由完整的4层硬件组成的。计算
8、机传统硬件分类:(1)人们曾习惯地把计算机分成巨型计算机、大型计算机、中型计算机、小型计算 机、微型计算机五类。(2)美国电子电气工程师学会(I EEE)的一个专门委员会根据计算机种类的演变过程 和发展趋势,把当时的计算机分为六大类:大型主机、小型计算机、个人计算 机、工作站、巨型计算机、小巨型计算机。现代计算机的分类:(1)服务器(易考点)其特点是处理能力很强、存储容量很大,并且有高速的输 入/输出通道和联网能力。按照应用范围分类,服务器可以分为:入门级服务器、工作组级服务器、部门级服务器和 企业级服务器四类。入门级服务器可以满足中小型网络办公用户的文件共享、打印服务、数 据处理、I nte
9、rnet接人及简单数据库应用的需求,也可以在小范围内完成诸如E ma il等服 务。工作组级服务器适用于为中小企业提供web、E-ma il等服务,也能用于学校的数字校园 网、多媒体教室的建设。部门级服务器具有较高的可靠性、可用性、可扩展性和可管理性,部门级服务器是企业网络中分散的各基层数据采集单位与最高层数据中心保持顺利连通的 必要环节,它也适合中型企业(如金融、邮电等行业)作为数据中心、web站点等应用。企业 级服务器属于高档服务器,具有超强的数据处理能力。这类服务器具有很高的容错能力、扩 展性能和系统性能,系统连续运行时间很长。企业级服务器主要适用于需要高速处理大量数 据和对可靠性要求极
10、高的大型企业和重要行业(如金融、证券、交通、邮电、通信等行业),提供企业资源规划(ERP)、电子商务、办公自动化等服务。按照处理器体系结构划分,有CI S C服务器、RI S C服务器和VLI W服务器三种。CI S C的意思是“复杂指令集计算机”,为中低档服务器系统所采用;RI S C代表精简指令集计算机”,为中 高档服务器系统采用;VLI W表示“超长指令字”,也把它称为I A 64体系结构。按服务器的用途划分,有文件服务器、数据库服务器、电子邮件服务器、应用服务器等。按服务器的机箱结构划分,有台式服务器、机架式服务器、机柜式服务器和刀片式服务器 四类。刀片式服务器(Bla d e S e
11、rver)是指在标准高度的机架式机箱内可插装多个卡式的服务器单 元,实现高可用和高密度的结构。每一个刀片都是一个独立的服务器,都拥有自己的操作系 统。刀片服务器支持热插拔,便于进行替换维护。刀片式服务器通常具有低功耗、空间小、单机售价低等优点,它与传统的机架式或机柜式服务器相比,刀片式服务器能够最大限度地 节约服务器的使用空间和费用,并为用户提供灵活、便捷的扩展升级手段。总之,刀片式服 务器有两个公认的特点:一是克服了多个服务器集群的麻烦,被称为集群的终结者;另一个 是实现了机柜的优化。(2)工作站工作站主要面向计算机辅助设计等专业应用领域,是为满足工程设计、动画制作、科学研究、软件开发、金融
12、管理、信息服务、模拟仿真等领域的需要而设计开发 的高性能计算机。它与高档微型计算机的差别主要表现在工作站的图形、图像处理能力更强,存储容量更大,而且有一个屏幕大、分辨率高的显示器,以便显示设计图、装配图、控制图、工艺流程图等。因此,习惯上也把它称为图形工作站。根据软、硬件平台的不同,一般分为 两类:一类是基于RI S C(精简指令系统)和UN I X操作系统的专业工作站,另一类是基于I ntel 处理器和W ind ows操作系统的PC工作站。(3)台式机 就是通常所说的微型计算机,或称个人计算机。厂家通过不同的配置 以适应不同的目标用户,又分为商用计算机、家用计算机和多媒体计算机,其实它们只
13、有配 置上的差异,并没有本质的不同。(4)笔记本计算机 又称便携机或移动Pc(Mobile PC),它的功能已经与台式机不 相上下,但体积小、重量轻,价格比台式机贵些。(5)手持设备 又称掌上电脑(Ha nd held PC)或称亚笔记本(S ub.notebook)式计算 机,它比笔记本式计算机更小、更轻。这些手持设备在市场上并不看好,倒是将来的手机越 来越可能成为“手中的计算机”。5.计算机的技术指标(重点)(1)字长 有8位、16位、32位和64位之分。这里的位(bit)数不是指十进制数,而 是指二进制数。计算机内部采用二进制来记数和运算,它只有0和1两个基本数字,按“逢 二进一”的规律
14、计数。比如:二进制的“1001”转换成十进制就是“9”。(2)速度可以用每秒钟处理的指令数来表示,也可以用每秒钟处理的事务数来表示。MI PS是Million I nstructions Per S econd的缩写。有些机器为了考查单字长浮点指令的平 均执行速度,也用MFL0PS来表示处理速度,它是Mi 11 ion FLoa ting instruction Per S econd 的缩写。由于运算快慢与微处理器的时钟频率紧密相关,因此人们也用主频来表示CPU的处 理速度。(3)容量存储器容量的大小不仅影响着存储程序和数据的多少,而且也影响着运行 这些程序的速度。存储容量的单位是字节,英文
15、为byte,习惯用8代表。常用KB表示千字节、MB表示兆字节或者百万字节、GB表示吉字节或者十亿字节。还需要注意1 K并不是十进制中 的 1000,而是 1024。(4)数据传输率 计算机的数据传输率还常用带宽表示,它反映计算机的通信能力。当 然,与通信相关的设备、线路都有带宽指标。数据传输率的单位是bps,b表示位,因此,bps 代表每秒传输的位数(bits per second)。因为bps太小,所以常用Kbps表示每秒1 000 位,Mbps表示每秒1兆位,Gbps表示每秒1吉位。例如,网卡的速率为10100 Mbps,调制解调器 的速率为56 Kbps等。(5)可靠性 系统的可靠性通常
16、用平均无故障时间(MTBF)与平均故障修复时间(MTTR)来表示。这里的故障主要指硬件故障,而不是指软件误操作引起的暂时失败。MTBF是Mea n TimeBetweenFailures的缩写,才旨多长时间系统发生次故障。MTTR是Mea n Time To Repa ir 的缩写,指修复一次故障所需要的时间。显然,如果系统的MTBF时间很长、MTTR时间很短,那么该系统的可靠性就很高。(6)产品名称与版本 计算机的硬件、软件在不同时期有不同的产品名称与版本,版 本序号往往能简单地反映出性能的优劣。二.计算机硬件1.微处理器(重点、易考点)多年来,微处理器的主流芯片一直是英特尔体系结构x86处
17、理器芯片以及奔腾处理器 芯片。8位的微处理器:I ntel 8080第一台微型计算机MI TS Alta ir的心脏,比尔盖茨 曾为它编写了一个BAS I C解释程序,这成为微软公司的第一个软件项目;Motorola 6800、ZI LOG公司的Z80、MOS Technologies公司的6502等,其中6502通过Apple II在公众的心口 中创立了个人计算的新概念。16位的微处理器:I ntel 8088是准16位处理器,曾经是皆M公司推出的早期I BMPC 的低成本处理器,成为长期占统治地位的个人计算平台,并促进了DOS和Lotus 123等 软件的成长。32位的微处理器:奔腾处理器
18、奠定了计算机工业的坚实基础。它成为运行W ind ows XP、Vista以及大量PC应用软件的重要平台。与奔腾竞争的处理器主要有AMD公司的皓龙等处理 器。(1)奔腾芯片的技术特点 超标量技术 通过内置多条流水线来同时执行多个处理,其实质是以空间换取时 间。超流水线技术通过细化流水、提高主频,使得在一个机器周期内完成一个甚至多 个操作,其实质是以时间换取空间。分支预测在奔腾芯片上内置了一个分支目标缓存器,用来动态地预测程序分支的 转移情况,从而使流水线的吞吐率能保持较高的水平。双高速缓存的哈佛结构 指令与数据分开超高速缓存,这种结构叫做哈佛结构,它 对于保持流水线的持续流动有重要意义。固化常
19、用指令奔腾处理器把常用指令改用硬件实现。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。总线周期通道技术。采用-I标准的局部总线PCI总线外围部件互连标准;视频电子标准协会制定 的VES A标准。错误检测及功能冗余校验技术 内置能源效率技术 支持多重处理奔腾4的技术发展,使之成为N etBurst体系结构的新处理器:超流水线技术,使细化流水的深度由4级、8级加深到20级;改进了浮点运算功能,使视频与3 D图形更加逼真,带来更加精彩的多媒体新体验;采用了快速执行引擎,即它的算术逻辑单元以双倍的时钟频率运行,而且还有全新 的高速缓存系统,从而提高了总体的执行
20、速度。它的系统总线为400 MHz,在处理 器与内存控制器之间提供了 3.2 Gbps的带宽,使系统的响应更加快捷。从指令系统来看,奔腾HI增加了 70条新指令,称为S S E,即S trea ming S I MD Extension,意为流式的单指令流、多数据流扩展指令。在奔腾4中,更把新指令 增加到144条,称为S S E 2。(2)安腾芯片的技术特点 英特尔体系结构从I A 32向I A 64的推进。奔腾是32位处理器,主要用于台式机和笔记本式计算机;而安腾是64位处理器,主要用于服务器和工作站。EPI C,即简明并行指令计算(Explicitly Pa ra llel I nstru
21、ction Computing)技术。它基于推理、预测、简明并行性等创新特性,实现了更高的指令级的并行性,使安 腾能同时完成20个操作或交易,从而能够提供高端企业级用户所需要的服务器性 能。2.主板与插卡(1)主板(重点、易考点):主板又称主机板或母板,它是计算机主机的主要部件。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S ocket 7主板、S lot 1主板等;按主板的规格分类,如AT主板、Ba byAT主板、ATX主板等;按存储器容量分类,如16 MB主板、32 MB主板、64 MB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
22、类,如PnP主板、非PnP主板等;按系统总线的带宽分类,如66 MHz主板、100 MHz主板等;按数据端口分类,如S CS I主板、EDO主板、AGP主板等;按扩展槽分类,如EI S A主板、PCI主板、US B主板等;按生产厂家分类,如联想主板、华硕主板、技嘉主板等。(2)网卡:网卡是最常用的插卡之一,它是组网的关键部件,也称为适配卡。主要功能如下:实现与主机总线的通信连接,解释并执行主机的控制命令;实现数据链路层的功能,如形成数据帧、差错校验、发送和接收等;实现物理层的功能,如对发送信号的传输驱动、对进来信号的侦听与接收、对数据 的缓存以及串行/并行转换等。在高集成化的主板中,常常把网卡
23、集成在主板上,而不再有单独的网卡。三.计算机软件系统软件由程序与相关文档组成。从软件工程的观点看,不能简单地理解为软件就是程序。软件是程序以及开发、使用和维护程序所需的所有文档的总和,广义地说,所有使用软件的 技能也属于软件的范畴。1.软硬件系统之间的关系:硬件系统是物质基础,软件系统是发挥强大功能的灵魂,两者缺一不可、相辅相成;硬件具有原子的特性,而软件具有比特的特性,两者有本质的区别,因此有很强的 可区分性。同时,硬件与软件在功能上具有等价性,即某个功能既可以用硬件实现,也可以用 软件实现。在硬件实现时成本很高,但速度也很快;而用软件实现时运行速度较慢,但成本相 对较低。硬件与软件在发展上
24、具有同步性。硬件更新了,软件也必然升级。2.软件的分类(易考点)按照用途分类软件可以分为系统软件和应用软件两大类。系统软件是贴近硬件的 低层软件,应用软件是在系统软件之上运行的高层软件。系统软件中最核心的部分 是操作系统。应用软件按照具体用途的不同,可分为字处理软件、数据库软件、搜 索引擎软件、压缩软件、多媒体软件、防病毒软件等。这些都是通用的应用软件。针对具体的工程项目开发的软件则是特殊的应用软件。按照授权分类 商业软件:顾名思义,必须购买才能使用,称为正版软件,例如 W ind ows.Photoshop等;如果复制,则为盗版软件。共享软件:软件作者保留 版权,但允许他人自由复制试用。I
25、nternet上有许多共享软件,大多数有功能限 制和日期限制,有的还限制用户只能安装一次,删除后重新安装无效。试用后再决 定是否注册或购买;自由软件:版权虽然仍属于原作者,但使用者可以自由复制、自由修改,如著名的Linux操作系统。使用环境分类单机软件和网络软件;使用领域分类 通用软件和专用软件;使用或生产地域不同分类国产软件和国外软件。3.程序、文档与软件开发(易考点)(1)程序与文档程序是由指令序列组成的,它告诉计算机如何完成一个具体的任务。文档是软件开发、使用和维护中的必备资料。(2)软件开发计划阶段:分为问题定义、可行性研究两个子阶段。主要是设定软件系统的目标,确 定研制要求,提出可行
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