计算机系统的组成.pdf

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1、L 1计算机系统的组成1 .目前人们所说的网络技术，几乎约定俗成的是指计算机网络。2 .计算机具有以下四个特点：信息处理特性、广泛适应特性、灵活选择特性和正确应用特性。3 .计算机是通过预先编写的、存储在机器中的程序来自动完成数据的处理的，程序是指挥计算机执行操作的一行行命令组成的。计算机可以分为硬件和软件两大部分。机器本身是硬件,程序及其使用说明文档时软件。4 .计算机的发展经历了以下五个重要阶段：大型机阶段，小型机阶段，微型机阶段，客户机 服务器阶段和互联网阶段.各个阶段不是串接式的取代关系，而是并行式的共存关系。5 .1 94 6，在美国宾尼法尼亚大学第一台数字电子计算机问世,命名为EN

2、IAC。它被公认为是大型机的鼻祖。TCPIP传输控制协议与网际互联协议正式成为阿帕网的协议标准.国第一条与国际互联网连接的专线建成,它从中国科学院高能物理研究所连接到美国斯坦福大学的直线加速器中心。我国实现了采用TCPIP协议的国际互联网的全功能连接，可以通过四大主干网接入因特网。6 .随着微型机的发展，2 0 世纪7 0 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。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，就称为大 多 数 局 域 网 都 是 采 用 的 在 非 对 等 网 络 中，存在主从关系，即某些计算机扮演主角的服务器，其余计算机则充当配角的客户机。7

3、 .客户机 服务器结构模式是对大型主机结构模式的一次挑战。如果服务器的处理能力强而客户机的处理能力弱，称为瘦客户机 胖服务器；反之，称为胖客户机 瘦服务器。8 .工作站与高端微机的差别主要表现在工作站通常要有一个屏幕较大的显示器。9.台式机就是通常所说的微型机，由主机箱，显示器，键盘，鼠标等组成，又称为桌面机。1 0 .计算机常用的技术指标有：位数，速度，容量，数据传输率，版本和可靠性。1 1 .计算机 可 以用每秒钟处理指令数来表示,也可以用每秒钟处理的事务数来表示。MIPS,表示单字长足点指令的平均执行速度，即每秒执行一百万条指令。为了考查单字长浮点指令的平均执行速度,用MFLOPS表示.

4、1 2 .对于磁盘存储器，除考虑它的存储量以外，还有一些特殊指标，如平均寻道时间，平均等待时间，数据传输速率等等。平均寻道时间是指磁头沿着盘径移动到需要读写的那个磁道需要花费的平均时间。平均等待时间是指需要读写的扇区旋转到磁头下面需扇等待的时间。数据传输速率是指磁头找到所需读写的扇区后，每秒钟可以读出或写入磁盘的字节数。1 3 .计算机的数据传输速率也称为带宽，它反映计算机的通信能力。数据传输率的单位为bps,它代表每秒传输一位或一比特。1 4 .通 常用平均无故障时间（MTBF）和平均故障修复时间（MTTR）来表示。这里的故障主要指硬件故障，不是指软件误操作引起的暂时失效.MTBF指多长时间

5、系统发生一次故障。MTTR是指修复一次故障所需要的时间。1 5 .计算机的应用领域主要包括以下七个方面：科学计算，事务处理，过程控制，辅助工程,人工智能，网络应用和多媒体应用。16.计算机辅助工程包括以下几个方面：计算机辅助设计CAD,计算机辅助制造CAM,计算机辅助工程CAE,计算机辅助教学C A I,计算机辅助测试CAT.1.2计算机的硬件组成1.一个完整的计算机系统由硬件和软件两部分组成.硬件具有原子特性，软件具有比特特性，两者具有本质的不同。同时，硬件和软件在功能上具有等价性，即某种功能既可以用硬件实现，也可以用软件实现。无非在硬件实现时成本很高，但速度很快；而用软件实现时运行速度较慢

6、，但成本也低。计算机硬件组成可以分为四个层次：芯片、板卡、设备、网络.2.奔腾芯片的技术特点可以概括如下：A.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；B.超流水线技术：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，其实质是用时间换取空间；C.分支预测技术:在流水线运行时，总是希望预取得到的指令恰好是处理器将要执行的指令。为此，在奔腾芯片上内置了一个分支目标缓存器，用来动态的预测程序分支的转移情况，从而使流水线的吞吐率能保持在较高的水平。D.双Cache的哈佛结构：指令和数据分开。经典奔腾有两个8KB的超高速缓存，一个用于缓存数据

7、，一个用于缓存指令。这种把指令和数据分开存取的结构称为哈佛结构。E.固化常用指令：奔腾把常用的指令改用硬件实现，不在使用微代码操作，以指令运行的速度能进一步加快；F.增强的64位数据总线：奔腾内部总线是32位的，与存储器之间的外部总线增为64位.此外还是使用了总线周期通道技术，能在第一周期完成之前就开始第二周期，从而使内存子系统有更多的时间对地址进行译码；G.采 用PC1标准的局部总线；H.错误检测及功能校验技术：前者可以在内部多处设置偶校验，以保证数据传输的正确；后者能通过双工系统的运算结果比较，判断系统是否出现异常操作，并提交报告；L内建能源效率技术：当系统部进行工作时，自动进入低耗电的睡

8、眠模式，而只需毫秒级的时间，系统就能恢复到全速状态；J.支持多重处理：多重吃力是指多CPU系统，它是高速并行处理技术中最常用的体系结构之一。由于奔腾提供的数据一致性以及存储器的定存存取功能，是它适合于多环境下数据的交换和任务的分配，从而通过多机协作能够共同解决一个复杂的大问题；3.安腾是64位芯片，主要用于服务器和工作站，采用EPIC（简明并行指令计算）技术。4.主板由五部分组成：CPU,存储器、总线、插槽以及电源5.网卡一方面与计算机连接，另一方面与传输电缆连接。其主要功能是：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，实现物理层的功能。1.3计算机软件组成L软

9、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。与阡是有指令序列组成的.2 .软件的生命周期通常分为以下三个阶段，每个又可分为几个子阶段: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，确定压制要求，提出可行性报告。对各种可能的方案作出成本效益分析，作为使用单位是否继续进行该项工程的依据。：在开发初期分为需求分析，总体设计，详细设计三个子阶段.在开发后期分为编码测试两个子过程。前期必须形成的文档由：软件需求说明书，软件设计规格说明书。后者包括反映系统总体结构的软件结构图，反映该结构中每个模块的内部过程和详细结构。在编码子阶段，要选定编程语言，将模块的过程性描述变成程序。在测

10、试子阶段，要发现并排除上述各阶段所产生的各种错误.后期必须形成的文档有：产品发布的批准报告、有效性审核报告、项目小结报告，经过严格审核的一套用户文档、安装手册、测试报告及资料清单。主要任务是软件维护3 .在编程中，人们最早使用机器语言，称之为低级语言。之后出现了汇编语言和高级语言4 .把高级语言源程序翻译成机器语言目标程序的工具有两种类型：解释程序与编译程序。解释程序是把源程序输入一句、翻译一句、执行一句，并不形成整个目标程序。编译程序则是把输入的整个源程序进行全部翻译转换，产生出机器语言的目标程序，然后让计算机执行从而得到计算结果。1.4多媒体的基本概念1 .多媒体技术就是对文本，声音，图形

11、，图像进行处理，传输，存储，播放的集成技术。2 .多 媒 体 的 基 本 组 成 有：具有CD-ROM,具有AD和 DA转换功能,具有高清晰的彩色显示器,具有数据压缩和解压缩的硬件支持。3 .多 媒 体 的 包 括以下几个方面：数据压缩与解压缩技术,芯片与插卡技术,多媒体操作系统技术和多媒体数据管理技术。4 .数据压缩与解压缩技术国际标准有以下三种:：适用于连续色调，多级灰度，彩色或单色的国际标准。:包括MPEC视频，MPEG音频，MPEG系统三部分。它用狭窄的频带实现高质量的图像画面和高保真的声音传输。:可 视电话和电话会议，它可以覆盖整个ISDN（综合业务数字网）信道。5 .多媒体计算机操

12、作系统应具有以下几个功能，以适应多媒体处理的需要：具有硬件虚拟化的应用编程接口,具有声音文件格式,具有视频文件格式,具有利用软件对音频，视频进行数据压缩和解压缩的功能,具有声像同步控制功能等。6 .多媒体数据管理技术在管理和功能实现上具有以下几个方面:多媒体数据的存储，可以存储图像，图形，声音，视频等多媒体数据多媒体数据的查询和检索，能以各种媒体信息的标识，内容特征或属性查询检索多媒体数据多媒体显示与播放，能提供良好的界面和接口管理，以支持多种方式的图形，图像显示和声音视频的播放集成多媒体编辑和处理，鉴于多媒体处理和管理是一个统一整体，从管理的角度看数据是主体处理时对数据的操作，就像数值与其运

13、算的关系一样，因此在实现数据管理时应无缝集成处理功能，以达到透明调用。7.超文本就是收集，存储和浏览离散信息以及建立和表现信息之间关系的技术。当信息载体不限于文本时，称之为超媒体。超文本是非线性的。超媒体由编辑器，导航工具和超媒体语言组成。8.超媒体系统由三部分组成：编辑器，导航工具和单媒体语言。9.超媒体技术是一种典型的数据管理技术,它是由称为结点和表示结点之间联系的链组成的用户可以对其进行浏览，查询，修改等操作。2.1计算机网络的形成、发展与定义1.计算机网络发展过程可以划分为四个阶段：第一阶段完成了数据通信技术与计算机通信网络的研究，为计算机网络产生奠定了理论基础；第二阶段美国的阿帕网与

14、分组交换技术为Internet的形成奠定了基础；第三阶段主要解决网络体系结构与网络协议的国际标准化问题；第四阶段最主要的标志 是Internet的广泛应用,高速网络技术，网络计算与网络安全技术的研究和发展。2.Internet是通陋 多 个广域网和局域网互联的大型网际网。3.宽带网络可以分为宽带骨干网和宽带接入网两个部分，因此建设宽带的两个关键技术是骨干网络技术和接入网络技术。4.资源共享观点将计算机网络定义为“以能够相互共享资源的方式互联起来的自治计算机系统的集合”5.资源共享的主要表现在：计算机网络的建立主要目的就是要实现计算机资源的共享;互联的计算机是分布在不同地理位置的多台独立的自治计

15、算机:连网计算机之间建立的通信必须遵循共同的网络协议。计算机机缘主要是指计算机硬件，软件和数据。6.在网络的发展过程中出现最早的是。广域网要完成数据处理和数据通信两大基本功能，在结构上可以分为两个部分：负责数据处理的主机和终端，负责数据通信处理的通信控制处理机与通信线路。因此从逻辑功能上可以将计算机网络分为资源子网和通信子网两个部分。7.资源子网由主计算机系统，终端，终端控制器，连网外设，各种软件资源与信息资源组成.资源子网负责全网的数据处理业务，向网络用户提供网络资源与网络服务。8.通信子网由通信控制处理机，通信线路与其他通信设备组成，完成网络数据传输、转发等通信处理任务。通信控制处理机在网

16、络拓扑结构中称为网络结点。9.现在网络结构的特点：随着微型计算机的广泛应用，大量的微型计算机通过局域网连入校园网，而局域网与广域网，广域网与广域网的互连是通过路由器实现的。在Intem et中，用户计算机需要通过校园网，企业网或ISP连入地区主干网，地区主干网通过国家主干网连入国家间的高速干网，这样就形成一种由路由器互连的大型，层次结构的互联网络。10.为了支持各种信息的传输,网络必须具有足够的带宽、很好的服务质量和完善的能全机制，支持区媒体信闻通信，以满足不同的应用需求。2.2计算机网络的分类L计算机网络的两种主要分类方法：根据网络所使用的传输技术进行分类和根据网络的覆盖范围与规模进行分类。

17、2.根据网络所使用的传输技术将计算机网络分为两类：广播式网络和点一点式网络3.在广播式网络中，所有连网的计算机都共享一个公共通信信道。当一台计算机利用共享通信信道发送报文分组时，所有其他的计算机都会收听到这个分组。由于发送的分组中带有目的地址和源地址，接收到该分组的计算机将检查目的地址是否是本节点地址相同。若被接收报文分组的目的地址与本节点的地址相同，则接受报文分组，否则丢弃该分组。4.在点一点式网络中，每条物理线路连接一对计算机，决定分组从通信子网的源结点到达目的结点的路由需要由路由选择算法.采用存储转发与路由选择是点一点式网络与广播式网络的重要区别之一。5.根据网络的覆盖范围将计算机网络分

18、为三类：广域网W A N、局域网LAN和城域网M A N.6.广域网具有以下特点：适应大容量与突发性通信的要求、适应综合业务服务的要求开放的设备接口与规范化的协议和完善的通信服务与网络管理。7广域网的通信子网主要使用分组交换技术。X.25网是一种典型的公用分组交换网。8.促进ATM技术发展的因素有：用户对网络带宽与对带宽高效、动态分配需求的不断增长；用户对网络实时应用需求的提高；网络的设计与组建进一步走向标准化的需要；关键还是在于ATM技术能够保证用户对数据的传输的服务质量的要求。多媒体网络应用及实时通信要求网络传输的高速率与低延迟，而ATM技术能够满足此类要求。B-ISDN选择了 ATM作为

19、它的数据传输技术。9.城域网的设计的目标是要满足几十公里范围内的大量企业、机关、公司的多个局域网互联的需求，以实现大量用户之间的数据、语音、图形与视频等多种信息的传输功能。10.城域网建立方案特点：传输介质采用光纤，交换结点采用基于IP交换的高速路由交换机或ATM交换机，在体系结构上采用核心交换层、业务汇聚层与接入层的三层模式，以适应各种业务需求、不同协议与不同类型用户的接入需求。11.网络采用的传输技术决定了网络的主要技术特点。12.在点一点式网络中，由于连接多台计算机之间的线路结构可能是复杂的，因此从源结点到目的结点可能存在拥塞13.广域网的通信子网可以利用公用分组交换网、卫星通信网和无线

20、分组网。14.广域网必须能适应大数据、突发性传输的要求，并能对网络拥塞具有良好的控制功能。15.在多媒体网络应用中，不同类型的数据对传输的服务要求不同，对数据传输的实时性要求越来越高。16.如果说广域计算机网络扩大了信息社会中资源共享的范围，那么局域计算机网络则是增强了信息社会中资源共享的深度.2.3计算机网络拓扑结构1.计算机网络拓扑是通过网中结点与通信线路之间的几何关系表示网络结构，反映出网络中各实体间的结构关系。拓扑设计是建设计算机网络的第一步和实现各种网络协议的基础，它对网络性能、系统可靠性和通信费用由重大影响。计算机网络拓扑主要是指通信子网的拓扑构型。2.网络拓扑根据通信子网中通信信

21、道类型分为两类：点一点线路通信子网的拓扑和广播信道通信子网的拓扑.3.采用点一点线路的通信子网中每条物理线路连接一对结点。它的基本拓扑构型有四种：星型，树型，环型和网状型。4.采用广播信道的通信子网中一个公共的通信信道被多个网络结点共享。它的基本拓扑构型主要有四种：总线型，树型，环型，无线通信与卫星通信型。5.星型拓扑构型中任何两结点之间的通信都要通过中心结点。中心结点控制全网的通信。6.环型拓扑构型中结点通过点一点通信线路连接成闭合环路。环中数据沿一个方向逐站传送。7.树型拓扑构型中，结点按层次进行连接，信息交换主要在上下结点之间进行，相邻及同层结点之间一般不进行数据交换或数据交换量小。适用

22、于汇集信息的应用要求。8.网状拓扑构型中，结点之间的连接时任意的，没有规律的。网状拓扑的主要有思安是系统的可靠性高，但是结构复杂，必须采用路由选择算法与流量控制方法。目前实际存在和使用的广域网基本上都是采用网状拓扑构型的。2.4数据传输速率与误码率L描述计算机网络中数据通信的基本技术参数有两个：数据传输速率和误码率2.数据传输速率在数值上等于每秒钟传输构成数据代码的二进制b壮数，单位是比特/秒3.奈斯特定理描述了有限带宽、无噪音信道最大的数据传输速率与信道带宽之间的关系.香农定理描述了有限带宽、有随机热噪音信道的最大传输速率与信道带宽、信号噪声功率比之间的关系。4.奈斯特定理：如果间隔为7T/

23、3,通过理想通信信道传输窄脉冲信号，则前后码元之间不产生相互窜扰。因此对于二进制数据信号的最大数据传输速率R与通信信道带宽B之间的关系可以写成：B=2F5.香农定理：在由随机热噪音的信道上传输数据信号时，数据传输速率R与信道B,信号与噪声功率比S/N关系为：R=B*Log2(1+S/N)6.误码率是指二进制码元在数据传输系统中被传错的概率，它在数值上近似等于：被传错的码元数除以传输的二进制码元总数7.普通电话线路如不采取差错控制技术，是不能满足计算机的通信要求的8.在理解误码率定义时，应该注意一下几个问题：误码率是衡量数据传输系统正常工作状态下传输可靠性的参数对于一个实际的数据传输系统，不能笼

24、统的说误码率越低越好，要根据实际传输要求提出误码率要求；在数据传输速率确定后，误码率越低，传输系统设备约复杂，造价越高。对于实际数据传输系统，如果传输的不是二进制码元，要折合成二进制码元来计算。2.5网络体系结构与网络协议的基本概念1.为网络数据交换而制定的规则、约定与标准被称为网络协议.一个网络协议主要由以下三个要素组成：语法：即用户数据与控制信息的结构和格式:即需要发出何种控制信息，以及完成的动作与作出的响应时号：即对事件实现顺序的详细说明对于复杂的计算机网络协议最好的组织形式是层次结构模型2.我们将计算机网络层次结构模型和 的集合定义为计算机网络体系结构3.计算机网络中采用层次结构具有如

25、下优点：各层之间互相独立；灵活性好；各层都可以采用最合适的技术来实现，各层实现技术的改变不会影响其它层；易于实现和维护；有利于促进标准化。世界第一个网络结构体系是IBM公 司1974年提出的，命 名 为“系统网络体系结构 SNA”.4.在OSI参考标准中采用三级抽象，即 、服务定义和 O SI参数模型并没有提供可以实现的方法。5.OSI将整个通信功能划分为七个层次，划分的原则是：网中各结点都有相同的层次；不同结点的同等层具有相同的功能；同一结点内相邻层之间通过接口通信；每一层使用下层提供的服务，并向上层提供服务；不同结点的同等层按照 实现对等层之间的通信。6.OSI参考模型各层的主要功能如下：

26、物理反：利用物理介版为数据链路层提供物理连接，以便透明的樗比特，数据链路层：在通信的实体之间建立数据链路连接，传送以 为单位的数据，采用差错控制、流量控制方法，使有差错的物理线路变成无差错的数据链路。:通过路由算法为分组通过通信子网选择最适当的路径。网络层要实现、与 的功能。传输层：向用户提供可靠的，透明地传送报文。细节，因而是计算机通信体系结构中最关键的一层：会话层：组织两个 之间的通信，并管理数据的交换。:处理在两个通信系统中交换信息的表示方式。它包括、等功能。应用层：确定进程之间5的性质，以满足用户的需要.应用层不仅要提供应用进程所需要的 和，而 且 还 要 作 为 应 用 进 程 的

27、用，来完成一些为进行信息交换所必需的功能。它包括：文件传送访问和管理FT A M、虚拟终端VT、事务处理TP远程数据库访问R D A、制造业报文规范M M S、目录服务DS等协议。7.TCP/IP参考模 型 断 与OSI应用目茎丕星和会话层相对应，与OSI传输层相对应，艮连里与OSI网络层相对应,与OSI数据链路层、物理层相对应。8.TCP/IP参数参考模型互连层的主要功能是将主机的报文分组发送到目的主机.主要体现在以下三个方面：处理来自传输层的分组发送请求；处理接收的数据报；处理互连的路径、流控和拥塞问题。TCP/IP参考模型的互连层相当于OSI参考模型网络层的无连接网络服务。9.TCP/I

28、P协议是一种靠地面向 的 协议，UDP协议是一种 魄 建蓑协议。TCP协议要完成流量控制功能，协调收发双发的发送与接收速度，达到正确传输的目的。UDP协议主要是用于不要求分组顺序到达的传输中，分组传输顺序检查和排序由应用层完成。10.TCP/IP参考模型应用层协议有：网络终端协议TELNET、文件传输协议FTP、电子邮件协议SM TP、域名服务协议DNS、路由信息协议RIP、网络文件系统NFS、HTTP协议用于W W W服务。11.按层次结构思想，TCP/IP协议分布于不同的层次，组成了一组从上到下单向依赖的协议栈或协议簇。12.OSI参考模型与TCP/IP参考模型的共同之处就是都采用了层次结

29、构的概念。13.在TCP/IP参考模型中，互连层之下是主机一网络层，也是参考模型的最底层，负责通过网络发送接收1Pt.从一个网络到另一网络，这一层协议可以是不同的。它包括各种物理网协议。1 4.地址解析协议ARP/RARP不属于里理的-力、于物理地址和IP址更间，起着屏蔽物理地址细节的傕4IP可以建立在 P上，也可以建立在 以上。IP协议横跨整个层次，TCP、UDP协议都要通过IP协议来发送、接收数据。TCP协议提供可靠地面向连接服务，UDP协议提供简单的无连接服务。15.应用层协议可以分为三类：一类依赖于面向连接的TCP协议；一类依赖于无连接的U D P协议；而另一类则既可依赖TCP协议，也

30、可依赖UDP协议。协 议FTP、电子邮件协议SM TP、超文本传输协议HTTP;依 赖UDP协议的主要由简单网络管理协议SN M P、简单文件传输协议TFTP;既依赖TCP又依赖UDP协议的域名服务D N S.16.TCP/IP参考模型的传输层定义了两种协议：俞控制协议TCP和用户数据才17.TCP/IP参考模型也可以用于其它非TCP/IP协议簇.3.1局域网的基本概念1.局域网主要的技术特点有：局域网覆盖有限的地理范围；局域网具有高数据传输率、低误码率的高质量数据传输环境;局域网一般属于一个单位所有，易于建立维护和扩展.2.决定局域网特性的主要技术要素是：网络拓扑、传输介质与介质访问控制方法

31、3.局域网从介质访问控制方法的角度可以分为两类：共享介质局域网和交换式局域网4.局域网从基本通信机制上选择了与广域网完全不同的方式，即从存储转发方式改变为共享介质方式和交换方式。局域网在网络拓扑结构上主要采用了总线型，环型和星型结构5.总线型局域网的介质访问控制方法采用的是共享介质方式。它的主要特点是：所有的结点都通过相应的网卡直接连接到一条作为公共传输介质的总线上总线通常采用同轴电缆或双绞线作为传输介质所有结点都可以通过总线传输介质发送或接收数据，但一段时间内只允许一个结点利用总线发送数据有可能会出现冲突，造成传输失败必须解决多结点访问总线的介质访问控制问题6.介质访问控制方法是指控制多个结

32、点利用公共传输介质传输和接收数据的方法7.环型拓扑构型中，结点通过相应的网卡，使用点一点连接线路，构成闭合环型.环中数据沿着一个方向绕环逐站传输，适用于传输荷载较重、实时性要求较高的应用环境。8.星型拓扑中存在着中心结点，每个结点通过点一点线路与中心结点连接，任何两个结点之间的通信都要通过中心结点转接.9.局域网常用的传输介质由双绞线、同轴电缆、光纤与无线通信信道。在局域网范围内的中、高速局域网中使用双绞线，在远距离传输中使用光纤，在移动结点的局域网中采用无线通信信道的趋势已经越来越明朗化。10.光纤通常用于长距离、高速率、抗干扰和保密性要求高的环境，并且光纤误码率很低，带宽很宽。11.局域网

33、中使用的双绞线分为两种：屏蔽双绞线与非屏蔽双绞线.非屏蔽双绞线根据通信质量分为五类：局域网中一般使用第三类、第四类和第五类。三类线适用于语言及10M bps以下的数据传输；四类线适用于16Mbps以下的数据传输；五类线适用于100Mbps的高速数据传输.3.2局域网介质访问控制方法1.目前被普遍采用并形成国际标准的介质访问控制方法主要有以下三种：带有冲突检测的载波侦听多路访问方法、令牌总线和令牌环方法。2.IEEE802标准所描述的局域网参考模型只是对应OSI参考模型数据链路层与物理层。它将OSI参考模型的数据链路层划分为逻辑链路控制LLC子层与介质访问控制M AC子层。3.IEEE802.2

34、标准定义的共享介质局域网有三类：采用CSM A/CD介质访问控制方法的总线型局域网、采用Token Bus介质访问控制方法的总线型局域网与采用Token Ring介质访问控制方法的环型局域网。4.Ethernet的核心技术是随机争用型介质访问控制方法，即带有冲突侦测检测的载波侦听多路访问CSM A/CD.CSMA/CD方法用来解决多结点如何共用传输介质的问题。在Ethernet中，任何连网的结点都没有可预约的发送时间，它们的发送都是随机的，并且网中不存在集中控制的结点，网中结点都必须平等地争用发送时间，这种介质访问控制属于随机争用型方法。IEEE802.3标准是在Ethernet规范的基础上制

35、定的。5.CSMA/CD发送流程可以简单的概括为四点：先听先发，边听边发，冲突停止，随机延迟后重发。在Ethernet网中，如果一个结点要发送数据，它将以广播方式把数据通过作为公共传输介质的总线发送出去，连接在总线上的 其他结点都能收听到发送结点发送的数据信号。采用CSMA/CD介质访问控制方法的总线局域网中，每个结点利用总线发送数据时，先侦听总线的闲忙状态.若一个结点发送准备发送数据帧，并且此时总线空闲，就启动发送.同时存在可能，那就是在相同的时刻，由两个或两个以上的结点发送了数据，那么就会产生冲突，因此结点在发送数据的同时应该进行冲突检测。6.IEEE802.4标准定义了总线拓扑的令牌总线

36、介质访问控制方法与相应的物理规范。TokenBus是一种在总线拓扑中利用令牌作为控制结点访问公共传输介质的确定型介质访问控制方法。在采用Token Bus方法的局域网中，任何结点只有取得令牌后才能使用共享总线进行发送数据。令牌总线网在物理上是总线网，而在逻辑上是环网。环中令牌传递顺序与结点在总线上的物理位置无关。7.在采用Token Bus方法的局域网中，令牌持有结点必须交出令牌的几种情况：该结点没有数据帧要等待发送；该结点应经发送完所有等待发送的数据帧；令牌持有的最大时间到。8.在采用Token Bus的局域网中，必须完成的环维护工作包括：环初始化；新结点加入环；结点从环中撤出；环恢复；优先

37、级服务要求，确保高优质服务与低优先级服务的通信容量的合理分配。9.令牌总线Token Bus介质访问控制方法的主要特点：介质访问延迟时间由确定值；通过令牌协调各结点之间的通信关系，各结点之间不会发生冲突，重负载下信道利用率高；支持优先级服务。10.IEEE802.5标准在Token Ring协议基础上发展形成的。在令牌环中，结点通过环接口连接成物理环形。当环正常工作时，令牌总是沿着物理单向逐站传送，传送顺序与结点在环中的顺序相同。令牌环控制方式具有与令牌总线相似的特点。令牌是一种特殊的M AC控制帧。令牌帧中有一位标志令牌的闲忙。11.从网络拓扑角度看，CSMA/CD与Token Bus都是针

38、对总线拓扑的局域网设计的，而TokenRing是针对环型拓扑的局域网设计的。从介质访问控制方法角度看，CSMA/CD属于随机型介质控制访问方法,而Token Bus.Token Ring属于确定型介质访问控制方法。12.与确定型介质访问控制方法比较，CSMA/CD方法有以下几个主要特点：算法简单、易于实现；适用于办公自动化等对数据传输实时性要求不严格的应用环境；在网络通信负荷较低时表现出较好的吞吐率与延迟特性。13.与随机性介质控制方法比较，确定型介质访问控制方法Token Bus、Token Ring有以下几个主要的特点：适用于对于数据传输实时性要求较高的应用环境；在网络通信负荷较重时表现出

39、很好的吞吐率与较低的传输延迟；不足之处在于需要复杂的环维护功能，实现困难。14.大多数局域网都是通过网卡分配一个硬件地址即物理地址来标识一个联网的计算机或其他设备，这个地址保证在全网是唯一的。典型的Etheniet的物理地址长度为48位，用12个十六进制数来表示。如00-60-08-00-A6-3815.IEEE802委员会为局域网制定了 一系列标准，统称为IEEE802标准。这些标准主要是：IEEE802.1标准包括局域网体系结构、网络互连，以及网络管理与性能测试；IEEE802.2标准定义了逻辑链路控制LLC子层功能与服务；IEEE802.3标准定义了 CSMA/CD总线介质访问控制子层与

40、物理层规范；IEEE802.4标准定义了令牌总线Token Bus介质访问控制子层与物理层规范；IEEE802.5标准定义了令牌环Token Ring介质访问控制子层与物理层规范；IEEE802.6标准定义了城域网M AN介质访问控制子层与物理层规范；IEEE802.7标准定义了宽带技术;IEEE802.8标准定义了光纤技术；IEEE802.9标准定义了综合语言与数据局域网IVDLAN技术；IEEE802.10标准定义了可互操作的局域网安全性规范SILS;IEEE802.11标准定义了无线局域网技术。16.令牌是一种特殊结构的M AC控制帧，用来控制结点对总线的访问权。17.采用CSMA/CD

41、介质访问控制方法的网称为以太网。3.3高速局域网技术1.从目前发展情况来看，局域网产品可以分为两类：共享介质局域网与交换式局域网。共享介质局域网又可分为Ethernet,Token Bus、Token Ring与FDD1,以及在这些技术基础上发展起来的100Mbps Fast Ethernet等。交换式局域网可以分为Switched Ethernet与A T MLAN,以及在此基础上发展起来的虚拟局域网。2.FDDI主要有以下几个技术特点：使用基于IEEE802.5令牌环网介质访问控制协议；使用IEEE802.2协议，与符合1EEE802标准局域网兼容；数据传输速率为100Mbps,连网的结点

42、数大 于1000,环路长度为100km;可以使用双环结构，具有容错能力；可以使用多模或单模光纤；具有动态分配带宽的能力，能支持同步和异步数据传输。3.FDDI主要用于以下四种应用环境：用于计算机机房中大型计算机与高速外部设备之间的连接，以及对可靠性、传输速度与系统容错能力要求较高的环境；办公室或建筑物群的主干网；校园网的主干网和多校园、企业网的主干网.FDDI标准采用了 IEEE802的体系结构与逻辑链路控制LLC协议，研 究FDDI的M AC协议，在物理层提出了物理层介质相关PMD子层与物理层协议PHY子层。4.交换式局域网的核心部件是它的的局域网交换机。典型的交换式局域网为交换式以太网。5

43、.共享介质以太网的每一个时间片内只允许有一个结点占用公共通信信道.交换式局域网则从根本上改变了共享介质的工作方式，它可以通过以太网交换机端口结点之间的多个并发连接，实现多结点之间数据的并发传输，因此可以增加局域网带宽，改善局域网性能与服务质量。6.在数据交换的过程中，交换机的交换控制中心根据端口/MAC地址映射表的对应关系找出对应帧目的地址的输出端口号，从而为发送结点到接受结点之间建立对应的端口连接，这种端口之间的连接可以根据需要同时建立多条。交换机可以隔离本地信息，从而避免网络上不必要的数据流动，这是交换机与集线器的重要区别。7.建立和维护交换机中的地址映射表需要解决两个问题：一是交换机如何

44、知道哪个结点连接到哪个端口，二是当结点从交换机的一个端口转移到另一个端口时，交换机如何维护地址映射表。交换机是利用地址学习的方法来动态建立和维护端口/MAC地址映射表的.8.交换机的地址学习是通过读取帧的源地址并记录帧进入交换机端口号进行的。在得到M A C地址与端口的对应关系后，交换机将检查地址映射表中是否已存在该对应关系.如果不存在,就将该对应关系加入到表中；否则更新该表记录。9.以太网交换机的帧转发方式可以分为三种：直接交换方式、存储转发方式和改进的直接交换方式。10.直接交换方式中交换机只要接收并检测到目的地址字段后就立即将该帧转发出去，而不管这一帧数据是否出错。帧出错检测的任务由结点

45、主机完成。优点是交换延迟时间短，缺点是缺乏差错检测能力，不支持不同输入/输出速率的端口之间的帧转发。11.存储转发方式中，交换机首先完整的接收发送帧，并先进行差错检测。如果帧正确，则根据帧的地址确定输出端口号，在转发出去。优点是具有帧差错检测能力，并能支持不同输入/输出速率的端口之间的转发，缺点是交换延迟时间将会延迟。12.改进的直接交换方式在接收到帧的前64个字节后，判断以太网帧的帧头字段是否正确，如果正确转发。对于短的以太网帧来说，其交换时间和直接交换方式比较接近；而对于长的以太网帧来说，由于它只对帧的地址字段、控制字段进行差错检测，因此交换延迟时间将会减少。13.局 域 网 交 换 机

46、的 特 性 主 要 由 以 下 几 个：低 交 换 传 输 延 迟；高 传 输 带 宽；允许10Mbps/100Mbps共存；局域网交换机可以支持虚拟局域网服务。14.在采用了 10Mbps/l00Mbps自动检测技术之后，交换机的端口能自动测试出所连接的网卡的速率是10Mbps还 是100Mbps,工作方式是全双工还是半双工。15.虚拟网络是建立在局域交换机或ATM交换机之上的，它以软件方式来实现逻辑工作组的划分与管理，逻辑工作组的结点组成不受物理位置的限制。16.不同虚拟局域网组网方法的区别，主要表现在对虚拟局域网成员的定义方法上。通常有以下四种：用交换机端口定义虚拟局域网；用MAC地址定

47、义虚拟局域网；用网络层地址定义虚拟局域网；IP广播组虚拟局域网。虚拟局域网也可以跨越多个交换机。用交换机端口划分虚拟局域网时，不允许不同的虚拟局域网包括相同的物理段或交换端口.17.无线局域网按照所采用的传输技术分为三类：红外线局域网、窄带微波局域网和扩频无线局域网。无线局域网主要应用于以下四个方面：作为传统局域网的补充；建筑物之间的互连;漫游访问;特殊网络Ad hoc.18.红外线局域网的发送点必须能够直接看到接收点，中间没有遮挡。红外线局域网具有以下几个特点：安全性高；红外线网络互不干扰；红外线局域网的设备相对简单和便宜。红外线局域网的数据传输由三种基本的技术：定向光束红外传输、全方位红外

48、传输与漫反射红外传输技术。19.最普遍的无线局域网技术是扩展 频 谱（扩频）技术。无线局域网所使用的扩频技术有两种方法：跳频扩频与直接序列扩频.20.无线局域网标准IEEE802.11协议的介质访问控制MAC层又分为两个子层：分布式协调功能子层和点协调功能子层。IEEE802.il定义了使用红外、跳频扩频与直接序列扩频技术，数据传输速率为1Mbps或2Mbps的无线局域网标准。802.11b定义了使用跳频扩频技术，传输速率为IM、2M、5.5M与11Mbps的无线局域网标准。802.11a将传输速率提高到54Mbps.3.4局域网组网设备1.以太网在逻辑链路控制LLC子层采用802.2标准，在

49、介质访问控制MAC子层采用CSM A/CD方法。2.网卡是网络接口卡NIC简称，它是构成网络的基本部件。网卡一方面连接局域网中的计算机，另一方面连接局域网中的传输介质.按照网卡支持的计算机种类将网卡分为两类：标准以太网卡（用于台式计算机连网）和PCMCIA网 卡（用于便携式计算机连网）。3.按照网卡支持的传输速率将网卡分为四类：双绞线网卡、粗缆网卡、细缆网卡和光纤网卡。4.适用于粗缆的网卡应提供AUI接口；适用细缆的网卡应提供BNC接口；适用于非屏蔽双绞线的网卡应提供RJ-45接口；适用于光纤的网卡应提供光纤的F/O接口。5.集线器根据支持的传输速率可以分为三类：10Mbps集线器、100Mb

50、ps集线器、10/100bps自适应集线器。按照集线器是否能够堆叠可以将集线器分为以下两类：普通集线器和可堆叠集线器。按照集线器是否支持网管功能可以将集线器分为以下两类：简单集线器和带有网管功能的智能集线器。3.5局域网组网方法L使用双绞线组建以太网是目前流行的组网方式。2.在使用非屏蔽双绞线组建符合10BASE-T标准的以太网时需要使用硬件设备包括：带有RJ-45接 口的以太网、集成器、3类或5类非屏蔽双绞线、RJ-45连接头。3.按照使用集成器的方式，双绞线组网方法可以分为以下几种：单一集成器结构、多集成器级联结构和堆叠式集成器结构。4.单一集成器的以太网结构中，所有结点通过非屏蔽双绞线与