计算机导论与应用.docx

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1、计算机导论与应用目录第一章计算机系统的基础知识11、了解第一台计算机的相关知识12、理解冯.诺依曼型计算机两大特征13、了解四代计算机各自的特征14、掌握计算机的基本组成及功能25、了解 ASCII 码26、了解存储容量单位之间的换算27、理解二进制的逻辑运算38、掌握十进制与二进制之间的转换39、掌握补码加减法的运算4第二章计算机系统的硬件51、了解中央处理器（CPU）的组成及应用52、了解各存储器的特点53、理解三级存储体系64、掌握磁盘容量的计算65、了解各计算机硬件的常见设备66、了解指令的组成77、了解各寻址方式的特点78、掌握计算机的性能指标8第三章计算机系统的软件81、了解计算机

2、软件的分类及常见软件82、理解数据的存储结构93、了解栈和队列94、掌握顺序表地址的计算95、了解程序设计语言的发展及语言的特点96、理解数据库系统的组成及数据模型117、掌握操作系统的功能118、理解作业的状态119、掌握进程的状态与转换、进程的特征12第四章计算机系统的应用131、掌握计算机网络的定义及组成132、了解网络的主要优点133、理解常见的网络互连设备134、理解网络的分类145、掌握OSI参考模型的七层结构156、了解IP地址的组成与分类。167、了解TCP/IP协议的定义17计算机导论模拟试题18计算机导论模拟试题一21计算机导论模拟试题一标准答案27计算机导论模拟试题二27

3、计算机导论模拟试题二标准答案34第一章计算机系统的基础知识1、了解第一台计算机的相关知识世界公认的第一台通用电子数字计算机是美国宾夕法尼亚大学莫尔学院电工系莫克利（John Mauchly）和埃克特（J Presper Eckert）领导的科研小组建造的，取名为ENIAC,直译名为“电子数值积分和计算器”。该计算机由18000多个电子管、1500多个继电器等组成，占地170平方米，重量30吨，投资超过48万美元。该机器字长为10位二进制数，计算速度为5000次/秒，每次至多只能存储20个字长为10位的十进制数。计算程序是通过“外接”线路实现的，尚未采用“程序存储”方式。为了在机器上进行几分钟的

4、数字计算，其准备工作要化去几小时甚至卜2天的时间，使用很不方便。ENIAC计算机于1945年年底宣告完成,1946年2月15日正式举行揭幕典礼，它标志着人类计算工具的历史性变革。2,理解冯诺依曼型计算机两大特征二进制：用“二进制代码”表示数据和指令。程序存储：奠定了现代电子计算机的基础3、了解四代计算机各自的特征特、年、征、代项解、第一代1946-1957第二代1957-1964第二代1964-1972第四代1972-至今逻辑元件电子管晶体管中小规模集成电路大规模和超大规模集成电路存储器延迟线、磁鼓、磁芯磁芯、磁带、磁盘磁芯、磁盘、磁带半导体、磁盘、光盘典型机器举例IBM-701IBM-650

5、IBM-7090IBM-70941BM-370（大型）1BM-360（中型）PDP-11C 小型）ILLIAC-IV （巨型） IBM-3O33（大型）VAX-11（小型）80486（微型）8098（单片机）软件机器语言汇编语言高级语言管理程序结构化程序设计操作系统数据库，软件工程程序设计自动化应用科学计算数据处理工业控制科学计算系统模拟，系统设计大型科学计算科技工程各个领域事务处理，智能模拟，大型科学计算，普及到社会生活各个方面4、掌握计算机的基本组成及功能五大基本部分：运算器、控制器、存储器、输入设备、输出设备。运算器：实验算术、逻辑等各种运算存储器：存放计算程序及参与运算的各种数据控制器

6、：实现对整个运算过程的有规律的控制，输入设备：实现计算程序和原始数据的输入输出设备：实现计算结果的输出。另外，习惯上常把输入、输出设备及外存储器等统称为外部设备，简称I/O设备。把运算器、控制器和存储器统称为计算机的主机。外部设备与主机之间的信息交换是通过外部设备接口（简称I/O接口）实现的，不同的外部设备有各自的I/O接口。随着集成电路芯片的集成度的提高，出现了大规模和超大规模集成用路。在这种芯片内已可集成一台计算机的运算器和控制器，甚至包括存储器和I/O接口的整台计算机，通常把前者称为微处理器（CPU）,把后者称为单片微型计算机（简称单片机）。5、了解 ASCII 码全称：美国标准信息交换

7、代码由高3位和低4位0或1的二进制数组成的7位编码高3位和低4位中的数字编码从全0到全1分布大写A的ASCII码值为65小写a的ASCII码值为97总共有128种数值分别对应不同的字符为了书写方便，常把ASCII码的7位二进制代码写成两位十六进制数。例如，S的ASCII 码为53H,1的ASCII码为31H,依次类推。6、了解存储容量单位之间的换算8bit=lB1O24B=1KB1O24KB=1MB1O24MB=1GB1O24GB=1TB7、理解二进制的逻辑运算常用的逻辑运算有“或”运算(逻辑加)、“与”运算(逻辑乘)、“非”运算(逻辑非)及“异或运算(逻辑异或)等。(1) “或”运算OR规则

8、：两个数中的二进制数按位或，至少有其中一个数在相应位上有1,则最后的结果在这个位置上必为L “有1则全1”格式：0Vo=0也可写成0+0=0(2) “与”运算AND规则：两个数中的二进制数按位与，只耍其中有一个数位出现0,则最后结果该数位就是0。“遇0则全0”格式：0A0=0也可写成00=0(3)“非运算NOT规则：1变0,0变1格式：0=1(4)“异或”运算EOR规则：值相同时为0，值不同时为1例：0101010111001010=100111118、掌握十进制与二进制之间的转换十进制数150转二进制数方法：2150075023721812902412202|1001150(10)=1001

9、0110(2)十进制数10.625转二进制数方法：因为二进制各数位分别表示：2561286432168421因此10(10)的二进制数为00001010(10)0.625(10)的二进制数方法是：0.625 X 2=1.25取整1之后1.25去整数部分保留小数部分继续做下一步0.25 X 2=0.5取整0之后0.5继续做下一步0.5 X 2=1即得到0.625(10)=.101(2)将整数部分和小数部分相加,即得到部分25(10)=00001010.101(2)二进制数10000001转化为十进制数方法：(8421规则)八位二进制数各个位上的1分别表示2561286432168421根据规则，

10、10000001(2)=256(10)+1(10)=257(10)9、掌握补码加减法的运算补码：正数补码就是本身，负数补码先将高3位1、0置换，然后将低4位的0位置全部填充1(碰到最右0时停止)(1) 补码加法x+y=x+y例：设 x=+0110110, y=-l 111001,求 x+y=?在计算机中，真值X, y表示为下列补码形式:x,卜=0,0110110ylh=l,0000111根据公式有0,0110110+1,0000111=1,0111101(2) 补码减法x-yMk=x+(-y)tt=x+-y.例：设 x=+1010101, y=+l 100001,求 x-y=?xh=0,101

11、0101-y=-1100001,-y(h=l,0011111x-y=xH+-y.=l,1110100故得 x-y=-0001100第二章计算机系统的硬件1、了解中央处理器（CPU）的组成及应用中央处理器（CPU）由计算机的运算器及控制器组成，它是计算机的核心部件。应用：实现数据的算术运算和逻辑运算。实现取指令、分析指令和执行指令操作的控制。实验异常处理及中断处理等。如电源故障、运算溢出错误等处理，外部设备的请求服务处理。1） ）运算器：实现数据算术运算和逻辑运算（2）控制器：统一指挥和控制计算机各个部分协调操作的中心部件。2） 了解各存储器的特点计算机的存储器是存放数据和程序的部件，可分为主存

12、储器（也称为内存储器，简称内存）和辅助存储器（也称外存储器，筒称外存）两大类。主存储器：存储直接与CPU交换的信息，目前都由半导体存储器组成。辅助存储器：存放当前不立即使用的信息，目前都由磁带机、磁盘机（硬磁盘与软磁盘）及光盘机组成。3、理解三级存储体系性别能Cache （高速缓存）主存辅存容量小中大速度最快中等最慢价格/位最高中等最低4、掌握磁盘容量的计算C=nXkXsXb其中，n为存储信息的盘面数，k为盘面上的磁道数，s为每一磁道上的扇区数，b为每个扇区可存储的字节数。5、了解各计算机硬件的常见设备输入设备：（1）字符输入设备：键盘。（2） 光学阅读设备：光学标记阅读器、光学字符阅读器（3

13、） 定位设备：鼠标器、操纵杆、触摸屏幕和触摸板、轨迹球、光笔。（4）图像输入设备：如摄像机、扫描仪、数码相机。（5）模拟输入设备：如语音输入设备、模拟转换器。输出设备(1) 打印机(2) 显示器(3) 绘图仪(4) 语音输出设备6、了解指令的组成-条指令由操作码和地址码组成。按一条指令所包含的地址码的个数，指令格式分为三地址、二地址、单地址和零地址等:(a)三地址指令eD1D2D3D3-(D1)0(D2)(b)二地址指令0D1D2D2-(DI)0(D2)(c)单地址指令9DA-(A)0(d)其中，A为累加器(d)零地址指令这是一种特殊的没有地址码的指令，如空操作指令、停机指令和堆栈指令等。7,

14、了解各寻址方式的特点假设指令格式为0XD151413121110980这里，假定操作码e占4位，形式地址d占9位，寻址方式标志x占3位。三位寻址编码可有8种编码，即表示8种寻址方式。(1) 直接寻址(用x=001表示)：指令中给出的形式地址就是操作数的有效地址，按此地址可以从存储器中取出操作数。(2) 立即寻址(用x=010表示)：指令中的形式地址就是操作数，它在取出指令的同时已取出。(3) 间接寻址(用x=011表示)：指令中的形式地址是操作数地址的地址，即以地址从存储器中取出数据，该数据是操作数的有效地址，按此地址才能从存储器中取出操作数。(4) 相对寻址(用x=100表示)：操作数的有效

15、地址等于程序计数器的当前内容加上形式地址。(5) 变址寻址(用x=101表示)：操作数的有效地址等于变址寄存器的内容加上形式地址。以上我们只假定5种寻址方式，而且都是针对存储器的寻址，实际上还有多种其他寻址方式，如寄存器直接寻址、寄存器间接寻址，其含义类同，不再一一列举。8、掌握计算机的性能指标(1)运算速度。运算速度是衡量计算机性能的一项重要指标。通常所说的计算机运算速度(平均运算速度)，是指每秒钟所能执行的指令条数，一般用“百万条指令/秒”(mips)来描述。常用的有CPU时钟频率(主频)、每秒平均执行指令数(ips)等。微型计算机一般采用主频来描述运算速度。(2)字长。计算机在同一时间内

16、处理的一组二进制数称为一个计算机的“字”，而这组二进制数的位数就是“字长在其他指标相同时，字长越大计算机处理数据的速度就越快。早期的微型计算机的字长一般是8位和16位。目前586(Pentium, Pentium Pro. Pentium II, Pentiumlll. Pentium 4)大多是32位,现在的大多数人都装64位的了。(3)内存储器的容量。内存储器，也简称主存，是CPU可以直接访问的存储器，需要执行的程序与需要处理的数据就是存放在主存中的。内存储器容量的大小反映了计算机即时存储信息的能力。随着操作系统的升级，应用软件的不断丰富及其功能的不断扩展，人们对计算机内存容量的需求也不断

17、提高。目前，运行Windows 95或 Windows 98操作系统至少需要16 M的内存容量，Windows XP则需要128 M以上的内存容量。内存容量越大，系统功能就越强大，能处理的数据量就越庞大。(4)外存储器的容量。外存储器容量通常是指硬盘容量(包括内置硬盘和移动硬盘)。外存储器容量越大，可存储的信息就越多，可安装的应用软件就越丰富。目前，硬盘容量一般为10 G至60 G,有的甚至已达到120 G。以上只是一些主要性能指标。除了上述这些主要性能指标外，微型计算机还有其他一些指标，例如，所配置外围设备的性能指标以及所配置系统软件的情况等等。另外，各项指标之间也不是彼此孤立的，在实际应用

18、时，应该把它们综合起来考虑，而且还要遵循“性能价格比”的原则。第三章计算机系统的软件1、了解计算机软件的分类及常见软件系统软件：指软件厂商为释放硬件潜能、方便使用而配备的软件，如操作系统、各种语言编译/编译系统、网络软件、数据库管理软件、各种服务程序、界面工具箱等支持计算机正常运作的“通用”软件。应用软件：指解决某一应用领域问题的软件，如财会软件、通信软件、科学计算软件、计算机辅助设计与制造(CAD/CAM)软件等。在当今整个社会信息化的情况下，系统软件和应用软件的界限越来越模糊。一台机器上提供的系统软件的总和叫软件(开发)平台，在此平台上编制应用程序就是应用开发。应用程序通用化、商品化后就是

19、应用软件。通常从技术特点的角度将软件分为业务软件、科学计算软件、嵌入式软件、实时软件、个人计算机软件、人工智能软件。2、理解数据的存储结构顺序存储结构：将逻辑上相邻的数据元素存储在物理上相邻的存储单元里。它主要存储线性结构的数据。其特点如下：(1) 结点之间的关系由物理相邻关系决定，结点中只有信息域，所以存储密度大，空间利用率高。(2) 数据结构中第i个结点的存储地址可由以下公式求得。Li=LO+(i-1) Xk其中，L0为第一个结点存储地址，k为每个结点所占的存储单元数。(3) 插入、删除运算会引起相应结点的大量移动。由于各结点的物理相邻，每一次插入、删除运算会引起相应结点物理地址的重新排列

20、。链式存储结构：打破了计算机存储单元的连续性，可以将逻辑上相邻的两个数据元素存放在物理上相邻的存储单元中。它的每个结点都有一个额外的指针域,指示数据之间的逻辑联系。其特点如下：(1) 结点中除数据外，还有表示链接信息的指针域，因此与顺序存储结构相比，占用更大的存储空间。(2) 逻辑上相邻的结点物理上不一定相邻，可用于线性表、树、图等多种逻辑结构的存储。(3) 插入、删除等操作灵活方便，不需要大量移动结点，只需修改结点的指针值即可。3、了解栈和队列栈：一种插入和删除操作都只能在尾端进行的线性表。这一尾端称为栈顶，当我们在栈中添加一个元素(进栈)或者删除个元素(出栈)时，该结构按照“后进先出(LI

21、FO)的方式进行，非常类似于我们对于一叠盘子所做的操作，我们只能移走最顶上的盘子，或者在一叠盘子的顶部再加上一个盘子。栈对于实现递归算法是不可缺少的数据结构。队列：它也是一种线性表，只是删除元素在表的一端进行，称为队首(这种操作称为出队);插入元素在表的另一端进行，称为队尾(这种操作称为入队)。因此，队列是按照一种“先进先出(FIFO)的方式运行的(就像一个银行出纳员所服务的一个顾客队列)。4,掌握顺序表地址的计算见第三章2、(2)5、了解程序设计语言的发展及语言的特点第一代语言(1GL,机器语言)：（1） 计算机可以直接识别和执行用机器语言编写的程序(称为机器语言程序，或目标程序)，因此效率

22、较高。（2） 指令的二进制代码难以记忆，因此人工编写机器语言程序很繁琐，容易出错。（3） 不同的计算机有不同的机器语言，因而通用性很差。第二代语言（2GL,汇编语言）：（1） 汇编语言程序不能为计算机硬件直接识别与执行，必须通过称为汇编器（或称汇编程序）的系统软件的“汇编”，将汇编语言程序“编译”为机器语言程序才能被硬件执行。通常，将汇编语言程序称为源程序，汇编后得到的机器语言程序称为目标程序。（2） 汇编语言的指令与机器语言的指令一一对应，它们都是面向机器编程的语言，称为低级程序设计语言，简称低级语言。基于这一特点，也有人将机器语言与汇编语言统称为计算机的第一代语言。（3） 不同的计算机具有

23、不同的汇编语言，尽管汇编语言的语法规则为用户编程带来一定方便，但彼此仍不能通用。（4）与机器语言相比，记忆指令助记符较记忆指令二进制代码容易，但仍然很繁琐。第三代语言（3GL,高级语言）：（1）用高级语言编写的源程序必须通过“编译”生成机器语言程序，才能被计算机执行。这种翻译程序类似于第二代程序设计语言的汇编程序，不同的是，一条高级语言指令的功能可能需要“翻译”成若干条机器代码来完成。翻译程序的工作方式可有两种选择：解释程序或编译程序。解释程序（如BASIC语言解释程序）是先将源程序“扫视”一遍，然后一句句翻译成目标程序，每译完一句，就执行一句，当源程序翻译完了，目标程序也就执行完了。编译程序

24、（如PASCAL语言编译程序）是将源程序完全翻译为目标程序后，再由计算机执行。（2）不同的计算机只要配备了某种高级语言的汇编程序，便可运行该高级语言源程序，不受具体机器的限制，通用性强。（3）高级语言与一般的自然语言（如英语、汉语、俄语、日语等）相比，具有下列不同点。严格，高级语言中的每一个符号和所在位置都不能错漏。小巧，小型高级语言的语法规则约20余条，一般不超过150余条，最大型的高级语言Ada的语法规则有277条。没有二义性，高级语言中的每条语句在执行时都只能有一个解释。（4） 一般的程序结构只能有三种：顺序结构、分支结构、循环结构。第四代语言（4GL）：实质上是一些可以快速开发应用软件

25、的各种高生产率的软件工具的统称。（1）非过程化。只需用户告诉它做什么，不必告诉它如何去做。（2）支持面向对象程序。可以像搭积木一样构建程序，大大降低开发难度。（3）图形化、可视化。提供拖拉式生成代码段的功能，编译环境更加友好。4GL为了适应复杂的应用，保留了过程化的语言成分，但非过程化是4GL的主要特色。4GL由于其抽象级别较高的原因，不可避免地带来系统开销庞大，运行效率低（正如高级语言运行效率没有汇编语言高一样），这是4GL的不足之处。常用的4GL 有：SQL, PowerBuilder, Delphi, C+、Java、Ada95、HTML, Visual BASIC （Schneider

26、 1999,目前它已被 Visual BASIC.NET （Balena,2002）所取代）。第五类语言（5GL,知识库语言或人工智能语言）：最接近自然语言的程序语言。PROLOG语言可能成为第五代语言最著名的雏形。特点是使用符号运算而非数字运算，但还远远不能达到自然语言的要求。到目前为止，还没有公认的第五代语言出现。6、理解数据库系统的组成及数据模型数据库系统的组成：数据库、数据库管理系统、数据库管理员、用户(应用程序)。数据模型：抽象和表达现实中的数据及其联系。数据模型决定了数据库系统的结构、数据语言、数据库的设计方法以及数据库管理系统的实现。数据库系统按照数据模型的不同，可分为：层次模型

27、、网状模型及关系模型。它们之间的根本区别在于表达数据之间联系的方式不同。7、掌握操作系统的功能负责计算机的全部软硬件资源的分配、调度和管理，控制各类程序的正常执行，并为用户使用计算机提供良好的环境。(1) 处理机(CPU)管理。(2) 存储管理。(3) 设备管理。(4) 文件管理(5) 作业管理8、理解作业的状态(1)进入状态：该状态下，作业处于由输入设备输入到外存的过程中。此时由于作业信息尚未全部输入系统，故不具备运行的条件。(2)后备状态：该状态下，作业的全部信息已输入外存，并由作业注册程序为它建立了作业控制块(作业建立的标志)，标志该作业的存在。此时，作业等待作也调度程序把它调入内存。(

28、3) 运行状态：当作业已获得除CPU外的全部所需资源时，便由作业调度程序将它调入内存，并为它建立“进程”(是指一个程序(或程序段)在给定的工作空间和数据集合上的一次执行过程)。此时，作业以“进程”方式，在获得CPU后投入运行。(4) 完成状态。当作业已完成全部所需的运算或因发生错误而退出系统时，作业进入完成状态。此时，系统将收回分配给该作业的全部资源，并将该作业连同其作业控制块一起撤消。9、掌握进程的状态与转换、进程的特征（1）就绪状态：所创建的进程在未分配到CPU之前处于就绪状态，等待其他进程释放 CPU。若有多个进程都在等待CPU,则将这些进程按一定的策略排成就绪队列，一旦CPU空闲，便由

29、进程调度程序从该队列中选取一进程，使其获得CPU,并进入执行状态。（2）执行状态：获得CPU的进程执行其程序段，直到出现下列情况之时，才停止执行:分配给该进程使用的CPU时间到，则该进程由执行状态转换到就绪状态，等待下一次调度。正在执行的进程由于某种原因（如等待输入/输出完成）而暂时无法执行下去时，该进程由执行状态转换到阻塞状态。该进程已全部执行完毕，撤消该进程，进入作业的完成状态。（3）阻塞状态：此时，进程处于暂停状态，等待被阻塞的原因排除（如输入/输出已完成）,唤醒该进程，并转换到就绪状态。一般来说，进程在进入就绪状态后，都要在上述三种状态之间几经周折才能完成。进程的一个基本特征：（1）动

30、态性。进程是程序的一次执行过程，是一个动态的概念，它有“创建”到“消亡”的生命期，并有“就绪执行阻塞”等状态转换.而程序只是指令的有序集合，本身并没有运行的含义，因此程序是一个静态的概念。（2） 并发性。进程是一个能和其他进程并发执行的独立单位，即一个进程已开始工作但还没有结束之前，另一个进程可以开始工作。而没有建立进程的程序一般是不宜并发执行的。（3）异步性。进程是按照各自独立的、不可预知的速度向前推进。为此，系统必须为进程提供同步机构，以确保各个进程之间能协调操作，共享资源。进程总是和程序相对应，没有程序就不能形成进程。反之，一个进程至少要对应一个程序或对应多个程序。第四章计算机系统的应用

31、1、掌握计算机网络的定义及组成计算机网络是利用通信线路连接起来的相互独立的计算机的集合。计算机网络主要由以下三部分组成：（1）网络设备：指计算机网络的硬设备，如若干计算机（客户机、服务器）、网卡、网络互连设备等。（2） 通信线路：常用的主要有有线介质（同轴电缆、双绞线及光缆等）和无线介质（红外线、无线电波等）（3） 网络软件：包括网络传输协议（常见的有TCP/IP协议、IPX/SPX协议、FTP协议、 HTTP 协议等）、网络操纵系统（UNIX、Novell. Netware、Windows NT. IBM OS/2. Windows 2003 Server等）及网络应用软件（如网络财务系统、

32、网络办公系统、网上信息发布系统、网络故障诊断及安全保密管理系统等）。2、了解网络的主要优点（1）方便快捷的数据通信；（2）资源共享：构建计算机网络的目的。指所有网内用户均能使用网内计算机系统的全部或部分资源，使网络中的各个计算机能够互通有无，分工协作，从而大大提高系统资源的利用率。在计算机网络中，可共享的资源包括硬件资源、软件资源和数据资源。（3）提高计算机的可靠性和可用性：在计算机网络中，同一资源可以分布在系统中的多处，一旦系统某部分出现故障，即可以从另一部分获得同样的资源，从而避免因个别部件或局部故障而导致整个系统失败。这种可靠性对于军事、电力或银行等对可靠性要求极高的领域尤为重要。（4）

33、促进分布式计算与协同工作：利用计算机网络的分布式计算和协同工作的特征，可以将一些大型且复杂的处理任务分散到不同的计算机匕这样既可以使一台计算机负担不会太重，又扩大了单机的功能，从而实现分布式处理，起到了均衡负荷的作用。3、理解常见的网络互连设备（1）中继器（Repeater）：物理层互连设备，又称转发器。其功能是在物理层内实现透明的二进制比特信号的再生，即中继器从一个网段接受比特信号，然后进行整形放大再传送到下一个网段。作为一种网络互连设备，中继器用于互连两个相同类型的网段（例如：两个以太网网段），其主要功能是延伸网段和改变传输介质，从而实现信息位的转发。(2) 集线器（Hub）：物理层互连设

34、备，常用的有10Base-T和100Base-TX。在本质上也是一种中继器。使用集线器可以将一组客户机和服务器连接在一起，在某一时刻集线器以“共享”信道的方式向客户机提供全部带宽。即在同一时刻，只为网络上的一个客户服务。它可以有效地提高总线网的可靠性，减少结点之间的互相干扰，克服了单一通路(总线)的限制。(3) 路由器(Router)：网络层互连设备，用来互连两个或多个独立的相同类型或不同类型的网络：局域网与广域网的互连，局域网与局域网的互连。可以有效地将多个局域网的广播通信量相互隔离开来，每一个局域网都是独立的子网。(4) 交换机(Switch)：二层交换机：数据链路层设备，又称为交换集线器

35、(Switch Hub)或多口网桥(Multi-port Bridge),同时具备了集线器和网桥的功能。是一个受控的多端口开关矩阵。两个不同端口之间具有两个逻辑开关，该开关在受控后或通或断。这样，一个端口只能向接收帧的端口发送帧，而不会向其他端口发送。也就是说，各端口之间是相互独立的，未受影响的端口可以继续对其他端口传送数据，突破了集线器同一时间内只能有一对端口在工作的限制。三层交换机：数据链路层或网络层设备，突破了路由器和二层交换机的局限性，三层交换技术是在网络模型中的第三层实现了数据报的高速转发，是二层交换技术与三层路由技术相结合的产物。(5)网卡(NetCard)：又称为网络适配器，是计

36、算机之间实现通信的必不可少的接口，它一端插入计算机主板的扩展槽中，另一端通过连接器T与电缆相连。网卡可完成网络通信所需的各种功能。例如，它能把数据从计算机内保存的格式转换成在电缆上传输的格式，并提供与网络的物理连接。网卡的具体实现取决于所使用的网络类型。例如，在以太网络中，网卡会在数据发送之前监听信道是否空闲，若空闲，则以一定的策略发送数据；以太网卡还能过滤不是发给它的数据，并对冲突进行处理。微波网卡能将计算机数据转换成一系列无线电波。(6)网关(NetQateway)：工作在OSI七层协议的传输层或更高层，实际上网关使用了 OSI所有的七个层次。具有如下功能：地址格式的转换、寻址和选择路由、

37、格式的转换、数字字符格式的转换(ASCII-EBCDIC),网络传输流量控制、高层协议转换。(7)网桥(Net-Bridge)：数据链路层连接设备，准确地说，它工作在MAC子层上，用它可以连接两个采用不同数据链路层协议、不同传输介质与不同传输速率的网络。网桥在两个局域网的数据链路层(DDL)间按帧传送信息，一般情况下，被连接的网络系统都具有相同的逻辑链路控制规程(LLC),但媒体访问控制协议(MAC)可以不同。其功能主要有：对收到的帧进行格式转换，以适应不同的局域网类型、匹配不同的网速、对帧具有检测和过滤作用、具有寻址和路由选择的功能、提高网络带宽、扩大网络地址范围。4、理解网络的分类按网络的

38、作用范围分类：局域网(LAN)：是指将小区域内的计算机及各种通信设备互连在一起的计算机网络。城域网(MAN)：是指一个城市范围内的计算机网络，其覆盖范围在广域网与局域网之间。严格地说，城域网和广域网就是把地理位置分散的若干局域网互连起来形成的规模更大的计算机网络系统。广域网(WAN)：是指很长距离(几百千米至几千千米，甚至全球)范围内的计算机网络。广域网的建立可以通过租用公共通信线路来实现，如电话线路、卫星通信线路、分组无线网等。主要特点是传输距离很远，但传输速率较低。因特网(Internet)是世界上连接范围最广、用户数量最多的广域网。按网络的拓扑结构分类：总线型结构：所有计算机是由一根主干

39、电缆连成一行，是一种“无源”拓扑结构。在总线型网络中，每一台计算机都可沿电缆以广播方式发送信息，但每次只允许一台发送。星型结构：以集线器或交换机为中心，每台计算机由电缆连接到中心上。目前最流行的种网络结构。环型结构：用-根封闭的环型电缆连接网络中的每台计算机，构成一个逻辑环。一般采用令牌的传递方式实现数据通信。5、掌握OSI参考模型的七层结构(1)物理层：是OSI参考模型的最底层或称为第一层。物理层并不是物理设备或物理媒体，而是有关物理设备通过物理媒体进行互连的描述和规定。具有4个基本功能特性：机械特性、电气特性、功能特性、规程特性。其传输的是比特流。(2)数据链路层：OSI参考模型的第二层。

40、它的传输单位是帧，通常帧由地址段、数据段、控制段、校验段等字段组成。具有如下功能：数据链路的建立、维持和释放；信息流量的控制、有效进行差错控制、采用了透明传输的方式将帧中的数据和控制信息分开。(3)网络层：OSI参考模型的第三层。传输单位是包，其主要功能是将网络地址翻译成对应的物理地址，并选择合适的路径转发数据包。网络层一个很重要的功能是路由选择。主要提供两种服务：面向连接的服务和无连接的服务。(4)传输层：第四层。整个网络体系结构中的关键部分。它利用通信子网提供的服务，实现数据可靠、顺序、无差错地从源端传输到目的端。主要功能：根据用户要求，提供不同的服务质量；提供加急投送服务；实现连接的管理

41、；数据包分割功能。(5) 会话层：第五层。主要任务是在传输连接的基础上提供增值服务，对端用户间的对话进行协调和管理。主要功能如下：建立会话连接，以同步的方式交换数据，以有序的方式释放连接；协商用令牌交换数据，按半双工方式操作，通过令牌同步和释放连接，拥有令牌的一方可以发送数据或者执行其他动作，令牌可以申请和转让；在对话中建立同步点，出现差错时从指定的同步点处恢复对话；必要时可中断对话,随后再恢复对话；利用分段技术和拼接技术来提高数据交换的效率。(6) 表示层。第六层。如同应用程序和网络之间的“翻译官”，在表示层，通过一些编码规则定义通信中传送这些信息所需要的传送语法，它把要交换的数据从适合于某

42、一用户的抽象语法转换为适合OSI内部使用的传送语法，即完成信息格式的转换。这种格式化因所使用网络的类型不同而不同。主要功能：表示层实体间链接的建立、维持和终止；传输语法选择；数据和图像格式的转换和提示：代码转换、密码转换等。需要补充的是，表示层的功能单元以会话层功能单元为基础，并进行了必要的扩充。(7)应用层。第七层，最高层。是用户和网络的界面，为用户使用网络提供接口或手段。用户的应用进程利用OSI提供的网络服务进行通信，完成信息处理，而应用层为用户提供许多网络服务所需要的应用协议。由于用户的要求不同，应用层含有支持不同应用的多种应用实体，提供多种应用服务，这些应用服务称为应用元素，如电子邮件

43、、文件传输等。为了方便实现，人们总结出这些应用服务元素的共同特性，并将其分为3大类：公共应用服务元素、特定应用服务元素、用户元素。其中，低四层(由低到高)：物理层、数据链路层、网络层、传输层。高三层（由低到高）：会话层、表示层、应用层。其结构如下表（对应）：TCP/IP层次结构（四层模型）TCP/IP层次结构（五层模型）OSI模型传输单位主要设备TCP/IP常用协议应用层应用层应用层DNS HTTP、SMTP、POP、TELNET、FTP、NFS表不层会话层传输层传输层传输层段网关TCP、UDP网络层网络层网络层包三层交换机、路由器IP、ARP、RARP、ICMP物理层数据链路层数据链路层帧二

44、层交换机、网桥Ethernet、FDD1,令牌环物理层物理层比特流中继器、集线器、网卡6、了解IP地址的组成与分类。1P地址用二进制来表达，每个IP地址长32位，如果换算成字节表示，就是4个字节。为了方便记忆，通常将4个字节写成十进制的形式，中间用符号分开不同的字节。IP地址的这种表示法叫做“点分十进制表示法”。a.b.c.d （其中a, b, c, d可取值为0到255之间的任意整数，但一般a, d不为0或255）A类地址：具有7位网络编号，因此可定义125个A类网络（27一2（网络编号不能是全0或全1）-1（127为环回地址），每个网络可以拥有的主机数为16777214（2242（主机位不

45、能是全0或全1）。可用地址范围:1.0.0.1126.255.255.254。私有地址范围：10.0.0.1-10.255.255.254环回地址：127.0.0.1子网掩码：255.0.0.0/8B类地址：具有14位网络编号，因此可定义16382个B类网络（2再一2）。每个网络可以拥有的主机数为65534（2182）.可用地址范围：128.0.0.1-191.255.255.254私有地址范围:172.16.0.1-172.31.255.254子网掩码：255.255.0.0/16C类地址：具有21位网络编号，因此可定义2097152个C类地址（2212）。每个网络可以拥有的主机数为254（

46、282）。可用地址范围：192.0.0.1223.255.255.254私有地址范围：192.168.0.1-192.168.255.254子网掩码：255.255.255.0/24特殊IP地址：除上述各类的私有地址外，还有如下特殊IP地址：0.0.0.0：表示所有不清楚的主机和目的网络。缺省路由。255.255.255.255：限制广播地址。127.0.0.0：本机地址，主要用于测试。在Windows系统中，这个地址有一别名“Localhost”。除非出错，否则在传输介质上永远不应该出现目的地址为“127.0.0.1”的数据包。224.0.0.1：组播地址，注意它和广播的区别。224.0.0.1特指所有主机，224.0.0.2特指所有路由器。169.254.X.X：如果主机使用了 DHCP功能自动获得一个IP地址，那么当DHCP服务器发生故障，或响应时间太长而超出了一个系统规定的时间，Windows系统会分配这样一个地址。如果发现主机IP地址是一个诸如此类的地址