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计算机网络知识结构
第1章 计算机网络概论
1.1计算机网络概述
1.网络关键词
1)知识经济：数字化，网络化，信息化
2）GII,NII
3)三网融合：电话网，计算机网，有线电视网
4）下一代网络
5）移动互联网
6）物联网、智慧城市、云计算
7）网络安全（国家层面）
注意：不仅是技术也是经济的驱动力
2.计算机网络典型应用
1)WWW应用
2)聊天应用(及时通信)
3)搜索引擎
目的：资源共享和相互通信
发展方向：既综合又专业（特色）
3.计算机网络的功能
资源共享
相互通信
协同处理
降低成本
4.计算机网络的特点
数据通信的能力
成本低、效益高
易于分布处理
系统灵活性、适应性强
5.计算机网络系统组成
1）计算机网络=通信子网+资源子网
2）通信子网完成信息分组的传递工作，每个通信节点具有存储转发功能。公用网
3）资源子网包含所有由通信子网连接的主机，向网络提供各种类型的资源。私用网
4）通信子网和资源子网可分别建设
6.计算机网络的定义
把一些独立自主的计算机，通过传输介质连接起来，遵循统一的通信协议，实现相互通信和资源共享的系统。
1.2 计算机网络的发展
1.第一代计算机网络
40年代，诞生第一台计算机--主机，带终端，用户去机房上机.
50年代，计算机技术与通信技术相结合，终端通过通信线路连接主机，用户可以在自己的办公室里上机，构成面向终端的计算机网络，又称远程联机系统。
IMP：接口报文处理机（节点机），提供主机间的通信服务，存储转发方式工作 通信子网：IMP与它们之间的连线，负责通信任务，公用网
资源子网：主机及所有连接终端，负责应用，私用网
通信子网和资源子网可分别建设
3.第三代计算机网络
主机间通信时对信息的理解、表示形式、应答等需遵守共同的约定，即协议，计算机网络的协议分若干层次，各层协议的总和称体系结构.
第二代计算机网络的缺点是没有统一的体系结构，各网自行研制，互连困难.
70年代末，国际标准化组织（ISO）开始制定标准，1984年颁布了OSI开放系统互连标准，网络发展进入第三代计算机网络.
4.第四代计算机网络
网络互联与高速网络。
1.3计算机网络分类
可按不同方式分类:
距离
传输速率
传输媒体
拓扑结构
交换方式等划分
1.按距离划分
1）局域网 (LAN，Local Area Network)
工作范围：10m -1km，同一个楼房、校园
2）城域网 (MAN，Metropolitan Area Network)
工作范围：1km-几十km,同一城市
3)广域网 (WAN，Wide Area Network)
工作范围：几十km-几千km,同一国家全球
4)接入网、互联网
2.按传输速率划分
低速网络:传输速率为几十至10K bps
中速网络:传输速率为几万至几十M bps
高速网络:传输速率为100M至几个G bps
3.按传输媒体划分
1)有线计算机网
传输介质可以是双绞线、同轴电缆和光纤等
2)无线计算机网
传输介质有:无线电波、微波、红外线、激光等
4.按拓扑结构划分
网络的拓扑结构是指抛开网络中的具体设备，用点和线来抽象出网络系统的逻辑结构. 总线、星形、环形、树形、网状形
网状形【计算机知识结构】
5.按传输技术划分
广播式网络：总线形网、环形网、微波卫星网等。
点到点传播网络：星形、树形、网形等。
6.按适用范围分
公用网：如CHINAPAC
专用网：如微软公司的内部网络【计算机知识结构】
7.按交换方式划分
1)电路交换网
如电话系统
2)报文交换
如电报
3)分组交换（信元交换）
如因特网、ATM网络
8.分组交换网的原理
随时发送
存储转发方式
共享线路
报文划分成大小相等的分组
各分组具有目的地址，独立传输
1.4 计算机网络的主要性能指标
带宽和时延
1.带宽(Bandwidth)
指信号具有的频带宽度,有时也指通信线路的的带宽,单位是赫（Hz) 在网络上，传输的是数字信号，带宽指的传送速率，单位b/s,bps(比特每秒）
2.吞吐量（ Throughput）及和带宽的差别
吞吐量是实际值
带宽是理论值
吞吐量<带宽
3.时延(delay,latence)
报文从一端传到另一端所需的时间
=发送时延+传播时延+处理时延
发送时延=数据长度/传输速率
传播时延=信道长度/信号的传播速率
处理时延=转发，排队，处理的时间
本章小结
1.计算机网络的4个发展阶段
2.计算机网络的支持技术：计算机技术和通信技术
3.计算机网络的功能和目的：资源共享和相互通信
4.计算机网络的组成：资源子网和通信子网
5.计算机网络定义4要素：独立,介质,协议,目的
6.分类：LAN,MAN,WAN,接入网,互联网
7.拓扑结构：总线,星型,环形,树形,网形
8.分组交换原理
9.主要性能指标：带宽（吞吐量）,时延
第2章 计算机网络体系结构
2.1 OSI/RM 体系结构
1.网络体系结构
分层：简化网络设计和分析
网络体系结构：层次和各层协议总称
数据发送：由上层传到下层
数据接收：由下层到上层
层和层间：虚通信，最下层为实际通信
对等层：peer layers
源：source
目标：destination
2.OSI/RM 体系结构
OSI/RM：开放系统互连/参考模型
ISO7498:1983
分7层：物理层，数据链路层，网络层，
传输层，会话层，表示层，应用层
面向应用：高3层
面向通信：低4层
2.2 TCP/IP 体系结构
1.TCP/IP
TCP/IP:是两个著名协议TCP和IP
分4层：应用层,传输层,网际层,网络接口层
2 OSI和TCP/IP的比较
3.本课程的重点层次
4.数据分装和解分装
分装：发送时逐层加头部
解分装：接受时逐层去头部
数据（流）：data(stream),高3层
（分）段：segments,传输层
分组：packets,网络层
帧：frames,数据链路层
比特流：bits,物理层
本章小结
1.网络体系结构的概念
2.OSI/RM及各层功能，7层，中英文名称
3.TCP/IP，4层，中英文名称，
4.OSI/RM和TCP/IP对应关系
5.分装和解分装，各层数据单元中英文名称
第三章 物理层与传输介质
本章内容
物理层基本概念
通信基础知识
传输媒体
3.1 物理层的基本概念
1.DTE和DCE
DTE：数据终端设备，做数据处理的设备
DCE: 数据电路端接设备，做通讯处理的设备
2.物理层不包括传输介质
3.物理层规范
可以将物理层的主要任务描述为确定与传输媒体的接口的一些特性，包括：
机械特性：说明接口所用接线器的形状和尺寸、引线数目和排列、固定和锁定装置等等 电气特性：说明在接口电缆的引线上出现的电压的范围（电压表示1或0）。
功能特性：说明某条线上出现的某一电平的电压表示何种意义。
规程特性：说明对于不同功能的各种可能事件的出现顺序。
用于物理层的协议也常称为物理层规程(procedure)。
3.2 数据通信基本知识
数据通信概念与模型
数据传输方式
信道速率
数据的信号编码
多路复用技术
1.数据通信概念与模型
(1) 相关概念
信息:信息是指具有新内容、新知识的消息 “信息是消息中不定性的排除”
数据：运送信息的实体。
信号：数据的光、磁等多种形式的表现。
数据和信号都可以是模拟的或数字的
模拟信号：连续变化的
数字信号：离散的、有限的
信道:信道一般都是用来表示向某一个方向传送信息的通路,不同于电缆
(2) 一般数据传输系统
(3)信号的转换
模拟数据-模拟信号：放大器
模拟数据-数字信号：编码器
数字数据-数字信号：发送器
数字数据-模拟信号：调制与解调
(4)混合传输系统（P45：图3-2，家庭上网）
(5)数字传输系统（P45：图3-3，局域网）
2.数据传输方式
(1)按传输方向
1)单向通信: 又称为单工通信，即只能有一个 方向的通信而没有反方向的交互。
2)双向交替通信 又称为半双工通信，即通信的双方都可以发送信息，但不能双方同时发送(当然也就不能同时接收)。
3)双向同时通信 又称为全双工通信，即通信的双方可以同时发送和接收信息。
注意: 单向通信只需要一条信道，而双向交替通信或双向同时通信则都需要两条信道
(2)串行和并行方式(P47:图3-5）
并行传输:一次同时传输N 位二进制数。
串行传输:一位一位传输。
(3)同步方式
为串行传输方式中，发送端和接受端保持一致
1）异步传输(P48:图3-6）
接受端和发送端时钟独立
电脑基础知识大全
1、打开计算机 一般来说，现在的电脑至少包括这几部分：主机，显示器、键盘、鼠标。找到您计算机上对应的部分了吗？
1、电脑最简单的模型(一)
这一课我们先介绍一些计算机的基础知识。在下面的学习过程中你就会很吃力的。如果你能耐心地听我把这段讲完，即使你什么都没记住，只在头脑中留下一个模糊的印象，对你日后的学习也是大有裨益的。
我们先从最早的计算机讲起，人们在最初设计计算机时采用这样一个模型：
人们通过输入设备把需要处理的信息输入计算机，计算机通过中央处理器把信息加工后，再通过输出设备把处理后的结果告诉给人们。
早期计算机的输入设备十分落后，根本没有现在的键盘和鼠标，那时候计算机还是一个大家伙，最早的计算机有两层楼那么高。人们只能通过扳动计算机庞大的面板上无数的开关来向计算机输入信息，而计算机把这些信息处理之后，输出设备也相当简陋，就是计算机面板上无数的信号灯。所以那时的计算机根本无法处理像现在这样各种各样的信息，它实际上只能进行数字运算。
但在当时，就算是这种计算机也是极为先进的了，因为它把人们从繁重的手工计算中解脱出来，而且极大地提高了计算速度。
2、电脑最简单的模型(二)
随着人们对计算机的使用，人们发现上述模型的计算机能力有限，在处理大量数据时就越发显得力不从心。
为此人们对计算机模型进行了改进，提出了这种模型：在中央处理器旁边加了一个内部存储器。这种模型有什么好处呢？
打个比方说，如果老师让你心算一道简单题，你肯定毫不费劲就算出来了，可是如果老师让你算20个三位数相乘，你心算起来肯定很费力，但如果给你一张草稿纸的话，你也能很快算出来。
这和计算机又有什么关系呢？
计算机也是一样，一个没有内部存储器的计算机如果让它进行一个很复杂的计算，它可能根本就没有办法算出来，因为它的存储能力有限，无法记住很多中间的结果。
但如果给它一些内部存储器当“草稿纸”的话，计算机就可以把一些中间结果临时存储到内部存储器上，然后在需要的时候再把它取出来，进行下一步的运算，如此往复，计算机就可以完成很多很复杂的计算。
3、电脑最简单的模型(三)
随着时代的发展，人们越来越感到计算机输入和输出方式的落后，改进这两方面势在必行。
在输入方面，为了不再每次扳动成百上千的开关，人们发明了纸带机。
纸带机的工作原理是这样的：纸带的每一行都标明了26个字母、10个数字和一些运算符号，如果这行的字母A上面打了一个孔，说明这里要输入的是字母A，同理，下一行可能是字母H，再下一行可能是数字1。
这样一个长长的纸带就可以代替很多信息，人们把这个纸带放进纸带机，纸带机还要把纸带上的信息翻译给计算机，因为计算机是看不懂这个纸带的。
虽然还是比较麻烦，但这个进步确实在很大程度上促进了计算机的发展。
在发明纸带的同时，人们也对输出系统进行了改进，用打印机代替了计算机面板上无数的信号灯。打印机的作用正好和纸带机相反，它负责把计算机输出的信息翻译成人能看懂的语言，打印在纸上。这样人们就能很方便地看到输出的信息，再也不用看那成百上千的信号灯
4、与计算机交流(一)
那当然，不过人们没有满足，他们继续对输入和输出系统进行改进。
后来人们发明了键盘和显示器。这两项发明使得当时的计算机和我们现在使用的计算机有些类似了，而且在此之前经过长时间的改进，计算机的体积也大大地缩小了。键盘和显示器的好处在于人们可以直接向计算机输入信息，而计算机也可以及时把处理结果显示在屏幕上。
这样就方便多了。可是随着人们的使用，逐渐又发现了不如意之处。
因为人们要向计算机输入的信息越来越多，往往要输入很长时间后，才让计算机开始处理，在输入过程中，如果突然停电，那前面输入的内容就白费了，等来电后，还要全部重新输入。
就算不停电，如果人们上次输入了一部分信息，计算机处理了，也输出了结果；人们下一次再需要计算机处理这部分信息的时候，还要重新输入。对这种重复劳动的厌倦导致了计算机新的模型的产生。
5、与计算机交流(二)
这回的模型是这样的：
这个外部存储器是
什么意思，它又有什么
作用呢？
外部存储器的“外
部”是相对于内部存储
器来说的，在中央处理
器处理信息时，它并不
直接和外部存储器打交
道，处理过程中的信息
都临时存放在内部存储
器中，在信息处理结束
后，处理的结果也存放在内部存储器中。可是如果这时突然停电，你猜会怎样？ 内部存储器（或简称内存）中的信息是靠电力来维持的，一旦电力消失，内存中的数据就会全部消失。也正因为如此，人们才在计算机模型中加入了外部存储器，把内存中的处理
结果再存储到外部存储器中，这样停电后数据也不会丢失了。
外部存储器和内存有什么不同的特点呢？
它们的存储机制是不一样的，外部存储器是把数据存储到磁性介质上，所以不依赖于是否有电。
6、磁盘的概念
计算机的外部存储器中也采用了类似磁带的装置，比较常用的一种叫磁盘。
将圆形的磁性盘片装在一个方的密封盒子里，这样做的目的是为了防止磁盘表面划伤，导致数据丢失。
有了磁盘之后，人们使用计算机就方便多了，不但可以把数据处理结果存放在磁盘中，还可以把很多输入到计算机中的数据存储到磁盘中，这样这些数据可以反复使用，避免了重复劳动。
可是不久之后，人们又发现了另一个问题：
人们要存储到磁盘上的内容越来越多，众多的信息存储在一起，很不方便。这样就导致了文件的产生。
7、文件的概念(一)
我们日常生活中的文件是由一些相关信息组成，计算机的文件也是一样。人们把信息分类整理成文件存储到磁盘上，这样，磁盘上就有了文件1、文件2„„。
可是在使用过程中，人们又渐渐发现，由人工来管理越来越多的文件是一件很痛苦的事情。为了解决这个问题，人们就开发了一种软件叫操作系统。
其实操作系统就是替我们管理计算机的一种软件，在操作系统出现之前，只有专业人士才懂得怎样使用计算机，而在操作系统出现之后，不管你是否是计算机专业毕业，只要经过简单的培训，你都能很容易地掌握计算机。
有了操作系统之后，我们就不直接和计算机的硬件打交道，不直接对这些硬件发号施令。
我们把要做的事情告诉操作系统，操作系统再把要做的事情安排给计算机去做，等计算机做完之后，操作系统再把结果告诉给我们，这样是不是省事多了？
计算机基本知识的学习
1. 计算机发展史中计算机诞生时间的三个第一
世界上发明的第一台电子计算机 ENIA C 1946.2 美国
世界上第一台按存储程序控制功能设计的计算机 EDVA C 1946 1950 美国 世界上第一台投入运行的实现存储顺序控制功能的计算机 EDSA C 1947 1949.5 英国
2. 计算机发展的四个阶段和计算机时代的开始
⑴计算机发展的分代按照不同的规范有不同的分法。
通常是按计算机中硬件所采用的电子逻辑器件划分成电子管、晶体管、中小规模集成电路、大规模超大规模集成电路四个阶段；
也有一种观点把计算机的发展大致分为四个时期，即大型机时期、小型机时期、 PC 时期（或客户 / 服务器、 PC/ 服务器）时期和 Internet 或以网络为中心）时期。
⑵通常 所说的计算机时代 ” 从何时开始？
认为 1951 年，世界上第一台商品化批量生产的计算机 UNIVA C-I 投产，计算机从此从实验室走向社会，由单纯为军事服务进入为社会公众服务，被认为是计算机时代的真正开始。
3. 计算机的特点
从计算机的特点理解计算机的定义，要清楚计算机的实质是一种信息处理机
计算机是一种能够输入信息，存储信息，并按照人们意志（这些意志就是顺序）对信息进行加工处理，最后输出人们所需要信息的自动执行的电子装置。 计算机的特点：处置速度快、处置精度高、可存储、可进行逻辑判断、可靠性高、通用性强。
4. 计算机的主要性能指标
主频、字长、存储容量、存取周期、运行速度。
运算速度是个综合性的指标， MIPS 含义。
影响运算速度的因素，主要是主频和存取周期，字长和存储容量也有影响。 正确理解 字长 概念。
5. 计算机的主要应用领域
科学计算
信息处置
过程控制
辅助系统
通信
6. 计算机中为什么要采用二进制及二进制的基本运算规则
计算机中采用二进制是由计算机所使用的逻辑器件所决定。这种逻辑器件是具有两种状态的电路（触发器）好处是
运算简单
实现方便
利息低
要清楚逻辑运算和算术运算规则的不同。
7. 二进制数据与十进制、八进制、十六进制数据之间的转换
要求：这几种进位计数制的数据，一定要会互相转换。
清楚各种数制的表示。如： 1010BH
什么进制
的数？十六进制数，不要答成二进制数。
8. 计算机中字符数据的表示方式
字符数据主要指西文的 A SCII 码和汉字，计算机内是用什么代码表示的
A SCII 码：用 7 位二进制数表示的或用一个字节表示，最高位为 0 这是事实上的国际规范。【计算机知识结构】
汉字编码：用连续的两个字节表示，且规定最高位为 1 这是中国国家规范。
9. 存储容量和地址
存储容量是存储部件存储单元的总和；
地址是存储单元的编号。
要求：
知道地址线，会求寻址空间
知道存储容量和起始地址，会求末地址
难点：
地址总线，地址信号
寻址、寻址空间
存储容量和地址信号的关系
10. 存储顺序和程序控制原理
1945 年，冯 诺依曼提出的现代计算机的理论基础。现代计算机已经发展到第四代，但仍遵循着这个原理。
存储顺序和程序控制原理的要点是顺序输入到计算机中，存储在内存储器中（存储原理）运行时，控制器按地址顺序取出存放在内存储器中的指令（按地址顺序访问指令）然后分析指令，执行指令的功能，遇到转移指令时，则转移到转移地址，再按地址顺序访问指令（顺序控制）
11. 指令和程序
指令是包括有操作码和地址码的一串二进制代码。其中操作码规定了操作的性质 什么样的操作 地址码表示了操作数和操作结果的存放地址。
顺序是为解决某一问题而设计的一系列排列有序的指令或语句（顺序设计语言的语句实质包括了一系列指令）集合。
12. 计算机硬件的组成及各组成部分的功能
要理解以存储器为中心的计算机组成原理图
运算器：对信息和数据进行运算和加工处理，运算包括算术运算和逻辑运算。
控制器：实现计算机自身处置过程的自动化，指挥计算机各部件按照指令功能的要求进行所需要的操作。
存储器：存储顺序和数据。
输入部件：输入顺序和数据。
输出部件：输出计算机的处置结果。
13. CPU 微处理器的概念
⑴ CPU 即中央处理单元，计算机的核心部件，包括了运算器和控制器两大部件
⑵微处理器：微型机上使用的 CPU 利用大规模集成电路技术把运算器和控制器制作在一块集成电路中的芯片。
⑶微型计算机：以微处理器为核心，加上用大规模集成电路做成的 RA M 和 ROM 存储芯片、输入输出接口芯片等组成的计算机。
⑷计算机型号和 CPU 型号的关系：
Intel80286 286 微机
Intel80386 386 微机
Intel80486 486 微机
14. 构成内存储器的半导体存储部件 RA M 和 ROM 特性
内存储器由两种半导体芯片构成。
RA M 随机存取存储器，也叫读写存储器。用来存放用户输入的顺序和数据，断电后， RA M 中的信息随之丢失。为什么在输入文稿时要经常随时存盘）
ROM 只读存储器，断电后， ROM 中的信息坚持不变，用来存放固定的顺序和信息。
15. 内存和外存的区别
内存和外存本质的区别是能否被中央处理器（ CPU 直接访问。 CPU 不能直接执行外存中的顺序，处置外存中的数据。
两者的主要区别是
从原理上讲位置不同，主机内还是主机外
构成资料不同，半导体还是磁介质（光介质）
存储容量不同，内存小，外存大。
价格不同：价格 / 每存储单元内存高，外存低
存取速度不同：内存高，外存低。
16. 显示系统的组成和性能指标
显示系统包括显示器和显示适配器 显示卡 两部分 , 性能也由这两部分的性能决定。
①像素：即光点
②点距：像素光点圆心之间的距离，单位 mm 点距越小，显示质量就越好。目前， CRT 显示器光点点距有 0.28 0.31 和 0.39 等。
③分辨率：
④显示存储器：也叫显示内存、显存，显示卡上，显存容量大，显示质量高，特别是对图像。
17. 打印机的分类
⑴击打式打印机：利用机械原理由打印头通过色带把字体或图形打印在打印纸上。
点阵针式打印机 例如 EPSON LQ-1600K
⑵非击打式印字机：利用光、电、磁、喷墨等物理和化学的方法把字印出来。主要有激光打印机和喷墨打印机。
喷墨打印机
激光打印机：激光打印机是激光扫描技术和电子照相技术相结合的产物。页式打式打印机，具有很好的印刷质量和打印速度。
18. 微机硬件系统的基本配置
微机系统的基本结构包括系统单元主机箱、显示器、键盘和打印机。 ⑴系统单元主机箱
系统主板：内含 CPU 内存储器、接口电路、总线和扩展槽；
外存储器：软盘驱动器、硬盘驱动器和光盘驱动器 CD-ROM
开关电源几其它附件
⑵显示系统
⑶键盘和鼠标
⑷打印机
19. 软件的含义和分类
⑴计算机软件的含义
计算机软件：指能指挥计算机工作的顺序与程序运行时所需要的数据，以及与这些程序和数据有关的文字说明和图表资料，其中文字说明和图表资料又称文档。
裸机的概念：不装备任何软件的计算机称为硬件计算机或裸机。
计算机硬件与软件的关系：计算机软件随硬件技术的迅速发展而发展，软件的不时发展与完善，又促进了硬件的新发展。实际上计算机某些硬件的功能可以由软件来实现，而某些软件的功能也可以由硬件来实现。
⑵系统软件：系统软件是计算机系统必备的软件，主要功能是管理、监控和维护计算机资源 包括硬件和软件 以及开发应用软件。包括四个方面的软件：
操作系统
各种语言处置顺序
系统支持和服务程序
数据库管理系统
⑶应用软件
应用软件是为解决计算机各类应用问题而编制的软件系统，具有很强的实用性。应用软件是由系统软件开发的可分为
用户顺序：用户顺序是用户为了解决自己特定的具体问题而开 发的软件 ,• 系统软件和应 用软件包的支持下进行开发。
应用软件包：应用软件包是为实现某种特殊功能或特殊计算，经过精心设计的独立软件系统，一套满足同类应用的许多用户需要的软件。
20. 顺序设计语言的种类
机器语言：就是二进制语言 , 计算机唯一能直接识别、直接执行的计算机语言，因不同的计算机指令系统不同，所以机器语言顺序没有通用性。
汇编语言：汇编语言是机器语言的进化，和机器语言基本上是一一对应的但在表示方法上用一种助记符表示。
汇编语言和机器语言都是面向机器的顺序设计语言，一般称为低级语言。 高级语言
21. 键盘和鼠标的作用
s 键盘的作用：输入顺序和数据
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