软考网络工程师全面复习笔记-计算机基础知识要点.docx

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1、精品名师归纳总结运算机基础学问 一 . 运算机进展史略世界上第一台电子数字式运算机于 1946 年 2 月 15 日在美国宾夕法尼亚高校正式投入运 行,它的名称叫 ENIAC 埃尼阿克 ,是电子数值积分运算机 The Electronic Numberical Intergrator and Computer的缩写。它使用了 17468 个真空电子管 ,耗电174 千瓦,占的 170 平方米 , 重达 30 吨, 每秒钟可进行 5000 次加法运算。 虽然它的功能仍比不上今日最一般的一台微型运算机 , 但在当时它已是运算速度的肯定冠军, 并且其运算的精确度和精确度也是史无前例的。以圆周率 的运

2、算为例 , 中国的古代科学家祖冲之利用算筹, 耗费 15 年心血 , 才把圆周率运算到小数点后7 位数。一千多年后 , 英国人香克斯以毕生精力运算圆周率, 才 运算到小数点后707 位。而 使用 ENIAC 进行运算 ,仅用了 40 秒就达到了这个记录 ,仍发 现香克斯的运算中 ,第528 位是错误的。ENIAC 奠定了电子运算机的进展基础,开创了一个运算机科学技术的新纪元。有人将 其称为人类第三次产业革命开头的标志。ENIAC 产生后 ,数学家冯诺依曼提出了重大的改进理论,主要有两点 :其一是电子计 算机应当以二进制为运算基础, 其二是电子运算机应采纳 储备程序 方式工作, 并且进一步 明确

3、指出了整个运算机的结构应由五个部分组成:运算器、掌握 器、储备器、 输入装置和输出装置。冯诺依曼的这些理论的提出,解决了运算机的运算自动化的问题和速度协作问题, 对后来运算机的进展起到了打算性的作用。 直至今日 ,绝大部分的运算机仍是采纳冯诺依 曼方式工作。ENIAC 产生后短短的几十年间 ,运算机的进展突飞猛进。主要电子器件相继使用了真 空电子管 ,晶体管 ,中、小规模集成电路和大规模、超大规模集成电路,引起运算机的几次 更新换代。 每一次更新换代都使运算机的体积和耗电量大大减小, 功能大大增强 , 应用领域 进一步拓宽。特殊是体积小、价格低、功能强的微型运算机的显现,使得运算机快速普及 ,

4、 进入了办公室和家庭 , 在办公室自动化和多媒体应用方面发挥了很大的作用。目前, 运算机 的应用已扩展到社会的各个领域。可编辑资料 - - - 欢迎下载精品名师归纳总结电子运算机仍在向以下四个方面进展:巨型化 天文、 军事、 仿真等领域需要进行大量的运算, 要求运算机有更高的运算速度、 更大的储备量 ,这就需要研制功能更强的巨型运算机。微型化 专用微型机已经大量应用于仪器、外表和家用电器中。通用微型机已经大量进 入办公室和家庭 ,但人们需要体积更小、更轻巧、 易于携带的微型机 , 以便出门在外或在旅途中均可使用运算机。应运而生的便携式微型机笔记本型 和掌上型微型机正在不断涌现, 快速普及。网络

5、化 将的理位置分散的运算机通过专用的电缆或通信线路相互连接,就组成了运算 机网络。 网络可以使分散的各种资源得到共享, 使运算机的实际效用提高了很多。 运算机联 网不再是可有可无的事 ,而是运算机应用中一个很重要的部分。人们常说的因特网INTERNET, 也译为国际互联网就是一个通过通信线路联接、掩盖全球的运算机网络。通过因特网 , 人们足不出户就可猎取大量的信息, 与世界各的的亲友快捷通信 , 进行网上贸易 等等。智能化 目前的运算机已能够部分的代替人的脑力劳动,因此也常称为 电脑 。但是人 们期望运算机具有更多的类似人的智能, 比如:能听懂人类的语言 ,能识别图形, 会自行学 习等等 ,这

6、就需要进一步进行讨论。二 . 计 算 机 的 应 用1 科学运算如 :运算量大、数值变化范畴大的天文学、量子化学、空气动力学、核物 理学和天气预报等领域中的复杂运算。2 数据处理是运算机应用的一个重要方面,如:办公自动化、企业治理、事务治理、 情报检索等非数值运算的领域。3 过程掌握如 :冶金、石油、化工、纺织、水电、机械、航天等现代工业生产过程中 的自动化掌握。4 运算机帮助系统可编辑资料 - - - 欢迎下载精品名师归纳总结运算机帮助设计CAD : 如飞机、船舶、建筑、机械、大规模集成电路等的设计。 运算机帮助制造CAM : 用运算机进行生产设备的治理、掌握和操作。运算机帮助训练CBE :

7、如运算机帮助教学CAI 、运算机帮助测试CAT 、运算机治理教 学 CMI5 人工智能 AI 是运算机应用讨论的前沿学科。6 信息高速大路 此即 “国 家信息基础设施” NII的俗称我国已建立的大型运算机应用工程- 金 字工程 :金桥工程 全国经济信息网金卡工程 金融信息网 金关工程 外贸海关信息网金智工程 训练科研信息网7 电子商务利用国际互联网Internet 进行网上商务活动 , 始于 1996 年, 现已进展快速 , 全球已有很多企业先后开展了“电 子商务 ”活 动。三 . 运算机系统的组成1. 运算机的基本结构冯 诺依曼 美籍匈牙利数学家对运算机结构提出的设计思想:1 运算机应由五个

8、基本部分组成:运算器、掌握器、储备器、输入设备和输出设备 ;2 采纳储备程序的方式 ,程序和数据存放在同一个储备器中;3 指令在储备器中按执行次序存放,由指令计数器指明要执行的指令所在的单元的 址,一般按次序递增 ,但可按运算结果或外界条件而转变;4 机器以运算器为中心,输入 /输出设备与储备器间的数据传送都通过运算器。2. 运算机工作原理运算机的工作过程其实就是一个执行指令和程序的过程。可编辑资料 - - - 欢迎下载精品名师归纳总结指令的执行过程 :第一阶段 ,运算机将要执行的指令从内存取到CPU ,此阶段称之为取指周期;其次阶段 , CPU 对取入的指令进行分析译码,判定该指令要完成的操

9、作,然后向各部 件发出完成该操作的掌握信号,完成该指令的功能 ,此阶段称之为执行周期。程序的执行过程 :就是逐条执行指令的过程。取指令 执行指令 取指令 执行指 令指 令:就是让运算机完成某个操作所发出的命令,是运算机完成某个操作的依据。它 包括操作码和操作数两部分。操作码 :指明该指令要完成的操作。操作数 :是指参与运算的数或者数所在的单元的址。指令的分类 :包括:数据传送指令、算术运算指令、规律运算指令、移位运算指令、 位与位串操作指令、掌握转移指令、输入/输出指令、其他指令。指令系统 :指一台运算机的全部指令的集合。不同的运算机其指令系统不肯定相同。 程 序:是由一系列指令构成的有序集合

10、。3. 运算机的硬件系统运算机硬件主要由中心处理器、主储备器、帮助储备器、输入 /输出设备和总线等组成。可编辑资料 - - - 欢迎下载精品名师归纳总结其中:中心处理器、 主储备器和总线构成“ 主 机 ” 辅,备构成 “外 设 ”。 助储备器和输入/输出设可编辑资料 - - - 欢迎下载精品名师归纳总结微机的主机箱内主要有以下部件:1 系统主板 是一块集成电路板 ,是微机最主要的部件 ,它包括微处理器模块、内存可编辑资料 - - - 欢迎下载精品名师归纳总结模块、基本 I/O 接口、中断掌握器、DMA 直接存取储备器掌握器及连接其他部件的总线。 微处理器 CPU :是微机的核心部件 ,掌握运算

11、机的各项工作。Pentium 处理器主要 由执行单元、指令预取部件、指令译码部件、的址转换与治理部件、指令快存 cache和数据 快存 cache、总线接口部件和掌握器等组成。其核心是执行单元 即运算器 ,它的任务是高 速完成各种算术和规律运算。CMOS 储备器 :用来存放用户对运算机的配置参数。存放在其中的信息可以在运算机 开机时进行修改 ,关机后可保持设置不变。其中的信息要依靠小电池来维护,电池放电后 , 会使其中的信息全部丢失。I/O 总线:包括传送数据信号的数据总线DB是双向的 、传送的址信号的的址 总线 AB 是单向的 、 传送掌握信号的掌握总线CB 。 常用的有 PCI外围设备接口

12、总线、 ISA 工 业标准体系结构总线、 EISA 扩展的工业标准体系结构总线 . 通用串行总线 USB:可以连 接几乎全部外部设备。输入 /输出接口电路 :并行接口、 串行接口、软盘接口、IDE 智能设备电子接口 硬盘接口、 键盘接口 等中断掌握器、 DMA掌握器 2 硬盘驱动器 3 软盘驱动器 4 光盘驱动器 5 电源 6 显示卡 7 其他卡 声卡、视卡、网卡、运算机常用的外部设备有:1 输出设备 :显示器 :常见的有单色 CRT阴极射线管 显示器、彩色 CRT 显示器、平板显示器。 主 要技术指标是 :辨论率、彩色数目、屏幕尺寸打印机 :常见的有针式打印机、喷墨打印机、激光打印机绘图仪

13、:常见的有平板式绘 图仪 、滚筒式绘图仪音箱可编辑资料 - - - 欢迎下载精品名师归纳总结2 输入设备 :鼠标:常见的有机械式、光电式和光机式三类鼠标。笔记本电脑上用跟踪球代替鼠标。 键盘:常见的有 101 键盘、 104 键盘。扫描仪 :常见的有手持式扫描仪、平板式扫描仪。其他输入设备 :数字化仪、条形码读入器、磁卡阅读机、话筒、摄象机等3 运算机通讯设备 调制解调器 Modem: 在 Internet 中,微机之间常通过电话 线来传送数据 , 通过电话线传送的信号是模拟信号, 而运算机中的信号是数字信号, Modem 的作用就是实现这两种信号的转换。调制:将数字信号转换成模拟信号的过程解

14、调:将模拟信号转换成数字信号的过程Modem 有外置式、内置式、PC 卡式 是专为笔记本电脑设计的三种。4. 运算机软件系统软件:是利用运算机本身供应的规律功能, 合理的组织运算机的工作, 简化或代替人们 在使用运算机过程中的各个环节,供应应用户的一个便于把握操作的工作环境。 不论是支 持运算机工作仍是支持用户应用的程序都是软件。1 运算机软件的进展机器语言 汇编语言 高级语言 操作系统 网络软 件 数据库软件2 软件分类与简介几个基本概念 :系统软件 :指那些为整个运算机系统所配置的、不依耐于特定应用的通用软件。 系统软 件可供全部用户使用。可编辑资料 - - - 欢迎下载精品名师归纳总结应

15、用软件 :指用于解决各种不同详细应用问题的特的软件。它包括定制软件特定用户 使用 和通用应用软件。裸机:没装任何软件的运算机虚拟运算机 :具有操作系统的运算机3 系统软件的基本概念源程序 :用高级语言编写出来的程序。目标程序 :由源程序翻译出来的机器语言程序或汇编语言程序。编译程序 :将高级语言源程序翻译成机器语言或汇编语言的程序,如:FL.EXE 翻译有 “编 译 ”和 “解 释 ”两 种方式。编译方式 :第一将源程序翻译成等价的目标程序, 然后再执行此程序 , 运行速度较快。 如:C 、 FORTRAN说明方式 :是把源程序逐句翻译 ,翻译一句执行一句 ,边翻译边执行 ,运行速度较慢。 说

16、明程序不产生将被执行的目标程序, 而是借助说明程序直接执行源程序本 身。 如:BASIC 、 LISP联接程序 :把目标程序变成可执行的程序。也称组合编译程序或联接编译程序。将源程序转换成可执行的目标程序一般分为两个阶段 :翻译阶段和联接阶段。翻译阶段 的目标模块由于没有安排储备器的肯定的址 , 仍旧不能执行 , 只有经过联接阶段 , 把目标程 序以及所需要的功能库转换成一个可执行的装入程序 , 该装入程序安排有的址 , 故可以执行。 四 运算机网络基础学问运算机网络就是运算机之间通过连接介质互联起来 , 依据网络协议进行数据通信, 实现 资源共享的一种组织形式。什么是连接介质了 . 连接介质

17、和通信网中的传可编辑资料 - - - 欢迎下载精品名师归纳总结输线路一样 ,起到 信息的输送和设备的连接作用运算机网络的连接介质种类很多, 可以是电缆、 光缆、 双绞线 等 “有 线 ”的 介质 ,也可以是卫星微波等“无 线 ”介 质,这和通信网中所采纳的传输介质基本上是一样的。在连接介质基础上 , 运算机网络必需实现运算机间的通信和运算机资源的共享 , 因此它 的结构,依据其功能可以划分成通信子网和资源子网两部分。 当然,依据硬件的不同 , 将它 分成主机和通信子网两部分也是正确的。主机的概念很重要 , 所为主机就是组成网络的各个独立的运算机。在网络中 ,主机运行 应用程序。 这里请留意区分

18、主机与终端两个要领终端指人与网络打交道时所必需的设备 , 一 个键盘加一个显示器即可构成一个终端, 明显, 主机由于要运行应用程序 , 只有一个键盘和显示器是不够的 ,仍要有相应的软件和硬件才行。因此,不能把终端看成主机 ,但有时把主 机看成一台终端是可以的。协议是什么 . 拿电报来做比较 ,在拍电报时 ,必需第一规定好报文的传输格式 ,多少位 的码长 ,什么样的码字表示启动 ,什么样的码字又表示终止 , 出了错误怎么办 ,怎的方发报 人的名字和的址等 , 这种预先定好的格式及商定就是协议。 这样就也网络协议的定义 :为了 使网络中的不同设备能进行下沉的数据通信而预先制定一整套通信双方相互明白

19、和共同遵守的格式和商定。协议对于运算机网络而言是特别重要的,可以说没有协议 ,就不行能有运算机网。每 一种运算机网络 ,都有一套协议支持着。由于现在在运算机网种类很多 , 所以现有的网络通信协议的种类也很多。 典型的网络通 信协议有开放系统互连 OSI 协议 1、 X.25 协议等。 TCP/IP 就是为Internet 互联的各种网络之间能相互通信而特的设计的通信协议。可见, 由于连接介质的不同 ,通信协议的不同 ,运算机网络的种类名目繁多。 但一般来 讲, 运算机网络可以依据它掩盖的的理范畴 , 划分成局域网和广域网。 局域网一般指分布于可编辑资料 - - - 欢迎下载精品名师归纳总结几公

20、里范畴内的网络 ,常见的局域中校内网、大楼网等; 广域网就在分范畴很区域内供应数 据通信服务 , 前面提到的 NSFnet , 国内的如中国公用分组交换网CHINAPAC 、 中国公用数 字数据网 CHINADDA, 以及建议中的国家训练和科研网 CERnet 等都属于广域网 ,建设好 的 CHINANET也将是一个广域网。1. 网络定义 运算机网络是利用通信设备和线路将的理位置不同的、功能独立的多个计 算机系统互联起来 ,以功能完善的网络软件包括网络通信协议、信息交 换方式及网络操作系统等 实现网络中资源共享和信息交换的系统。2. 网络组成 如干主机、一个通信子网、一系列通信协议3. 网络功

21、能1 信息交换 如:传送电子邮件、发布新闻、电子购物、远程训练等2 资源共享 如:运算处理才能、磁盘、打印机、绘图仪、数据库、文件等3 分布式处理 :由网络内多台运算机分别完成一项复杂任务的各部分4 提高运算机系统的牢靠性和可用性:网络中的运算机可互为备用4. 网络分类 按规模和距离分为 :广域网 WANWide Area Network 、 局域网LANLocal Area Network5. 网络设备网络传输介质 :有双绞线电缆、同轴电缆、光导纤维、激光、红外线、微波和卫星通信 等。网内连接设备 :网络适配器 网卡 、中继器、集线器网络互联设备 :传输线网间连接设备 :网桥、路由器可编辑资

22、料 - - - 欢迎下载精品名师归纳总结6. 网络的拓扑结构网络的拓扑结构指各节点网络上的运算机、大容量磁盘、高速打 印机等 在网络上的连接方式。它影响网络传输介质的挑选和掌握方法的确定,会影响网上 节点的运行速度和网络软、硬件接口的复杂度。常见的拓扑结构有 :总线结构、星型结构、环型结构、树型结构、混合型结构7. 网络的体系结构网络的体系结构是对构成运算机网络的各个组成部分以及运算机 网络本身所必需实现的功能的一组定义、规定和说明。ISO 制定的 开放式系统互连 网络模型将网络的通信功能分为七个层次:物理层 数据链 路层 网络层传输层 会话层表示层应用层 由下至上附 :一 . 运算机中数据的

23、表示方法- 数值数据的编码数值数据在运算机内用二进制编码表示,常用的原码、反码和补码。1. 机器数与真值通常 ,称表示一个数值数的机内编码为机器数 ,而它所代表的实际值称 为机器数的真值。 对于带符号数 , 在机器中通常用最高位代表符号位 , 0 表示正, 1 表示负 补 码,并设机器字长为 8 位。2. 原码 正数的符号位为0,负数的符号为 1,其它位按一般的方法表示数的肯定值,用 这样的表示方法得到的就是数的原码。3. 反码正数的反码与其原码相同,负数的反码为其原码除符号位外的各位按位取反 即 是 0 的改为 1,是 1 的改为 04. 补码正数的补码与其原码相同,负数的补码为其反码在最低

24、位加1。二 . 运算机指令系统1. 寻址方式 :指 CPU 指令中规定的查找操作数所在的的址的方式。操作数: MOV AL , 05H操作码 目的操作数 , 源操作数 操作数引用时的字节次序:如存放的可编辑资料 - - - 欢迎下载精品名师归纳总结信息是字节 , 就按次序存放如存放的信息是字, 就将字的低位字节存放在低的址, 高位字节存放在高的址注：假如 没有特殊说明，寻址方式是指源操作数的寻址方式。2.寻址方式之一：立刻寻址操作数作为立刻数直接存在指令中，可为字节或字。3.寻址方式之二：寄存器 直接寻址操作数包含在指令规定的8 位、16 位寄存器中。寄存器寻址由于无需从储备器中取操作数，故执

25、行速度快。4.寻址方式之三：直接寻址在指令的操作码后面直接给出操作数的16 位偏移的址。这 个偏移的址也称为有效的址EA。操作数默认在DS 段中。假如操作数在DS 以外的其他段 CS,SS,ES中，指令中必需指明段寄存器 段超越。 5.寻址方式之四：寄存器间接寻址操作数的址的偏移量有效的址 EA 存放在寄存器中。以 SI,DI, BX 间接寻址，默认操作数在DS 段中;以 BP 间接寻址，默认操作数在SS 段中。 6.寻址方式之五：基址寻址基址寻址将规定的基址寄存器的内容加上指令中给出的偏移量，即可得到操作数的有效的 址。基址寄存器包括基址寄存器BX 和基址指针寄存器BP。 7.寻址方式之六：

26、变址寻址变址寻址将规定的变址寄存器的内容加上指令中给出的偏移量，即可得到操作数的有效的址。变址寄存器包括源变址寄存器SI 和目的变址寄存器DI 。 8.寻址方式之七：基址 -变址寻址指令中规定一个基址寄存器和一个变址寄存器，同时仍给出一个 8 位或 16 位偏移量，将三者的内容相加得到操作数的有效的址。三.储备器的基本组成及其读写操作1 储备器的基本组成主储备器由储备体、的址译码电路、驱动电路、读写电路和掌握电路等组成。主储备器主要功能是 : 储备体 :是信息储备的集合体，由某种储备介质按肯定结构组成的储备单元的集合。通常是二维阵列组织，是可供CPU 和运算机其他部件拜访的的址空间。 的址寄存

27、器、译码电路与驱动器 :即寻址系统，将CPU 确定的的址先送至的址寄存器中，然后依据译码电路找到应拜访的储备单元。在储备体与译码器之间的驱动器的功 能是减 轻译码线驱动负载才能。由于一条译码线需要与它掌握的全部储备单元相联，其负载很大。需要增加驱动器，以译码线连接驱动器的输入端，由驱动器的 输出端掌握连接在译码线上的全部储备单元。读写电路与数据寄存器 :依据 CPU的命令，将数据从数据寄存器中写入储备体中特定的储备单元或将储备体中指定 单元的内容读到数据寄存器中。掌握电路 :接收 CPU 传来的掌握命令，经过掌握可编辑资料 - - - 欢迎下载精品名师归纳总结电路一系列的处理，产生一组时序信号

28、掌握储备器的操作。在储备器的组成中， 储备体是核心，其余部分是储备体的外围线路。不同的储备器都是由这几部分组成， 只是在选用不同的储备介质和不同的存取方式时，各部 分的结构与工作方式略有变化。 2 储备体阵列运算机储备器中储备的是“0和”“1的”信息， 每一个能存 储一位二进制并能保持两种状态的元件称为记忆元件。如干记忆元件组成储备单元， 一个储备单元能够储备一个或几个字节的二进制信息。每个储备单元都有一个的址编号， 用以唯独标识储备单元的位置。信息按的址存入指定的储备单元 中，按的址从指定的储备单元中取出。储备单元的集合称为储备体。 由于储备体中储备单元的每个二进制位必需并行工作，因此将储备

29、单元按其的址的次序组成储备阵列。 3 储备器的的址译码系统CPU 要拜访储备单元的的址由的址总线输入到的址寄存器 中。的址译码器将的址转换为对应的址线字线上的掌握信号，以表示选中某一单元，并驱动相应的读写电路，完成对储备单元的读写操作。的址译 码为两种方式 :一种是单译码方式，仅有一个译码器。译码器输出的每条译码线对应一个储备单元。如的址位数N=10，即译码 器可以有 2 10 =1024 种状态，对应有1024 条译码线 字线即 1024 个储备单元。另外一种是双译码方式，将译码器分成X 向和 Y 向两个译码器，通过双译码器的相互作用确定储备单元的的址。设的址长度n 仍为 10，将其中的前

30、5 位输入到 X 的址译码器中，译出 X 0 到 X 31 译码线， 分别挑选 031 行。 将后 5 位输入到 Y 的址译码器中译出 Y 0 到 Y 31 译码线， 分别挑选 031 列。 向译码器和 Y 向译码器引出的的 址线都是 2 5 =32 条。 X 如采纳 X 向和 Y 向交叉挑选，可以挑选从储备单元0，0至31， 31 共 2 525 =1024个储备单元的址。即同样可以供应 1024 种状态，而的址线只需要 64 条，比单译码器节约93.75%的的址线。 4 储备器的读写操作在CPU 向储备体发生读操作命令时，第一由CPU 将相应储备单元的的址码送至的址寄存器中 ;的址译码器将的址寄存器中的的址编码译成相应的址线字 线的高电位，标志指定的储备单元 ;然后在 CPU 的统一掌握下，由掌握电路将读命令转换成读写电路的操作， 执行将指定储备单元的内容传送到数据寄存器的操作，完成了整个储备 器读的操作。储备器写的操作与读的操作相类似。可编辑资料 - - - 欢迎下载精品名师归纳总结可编辑资料 - - - 欢迎下载