网络管理员考试辅导.pdf
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1、网络管理员考试辅导一、计算机硬件基础【知识点】1、计算机科学基础1)数的表示(1)数的进制及转换电子计算机处理的信息,都是仅用“0”与“1”两个简单数字表示的信息,或者是用这种数字进行了编码的信息。这种数制叫做二进制。要了解计算机,首先要了解计算机中数的表示方法。任何一种数制都可以用以下四个规则来描述:基数规则、进位规则、位权规则和运算规则。这了区别不同数制表示的数,通常用右括另外的下标字母表示括号内的数制,十进制数用D表示,二进制用B表示,十六进制数用H表示。二进制加法规则0+0=0 1 +0=10+1=1 1 +1=10 二进制减法规则0-0=0 0-1=1-借位1-0=1 1-1=0二进
2、制乘法规则0 x00 1x0=00 x1=0 1x1=1如何把十进制数转化为二进制、八进制十进制数转换为二进制数规则:把十进制数用2次次去除,直至商为0,将得到的余数从最后一次得到的余数依次读起即得,即“除 2取余”,例如:将 4 1变换为二进制10 1001 余0 12 5 102 04 1即(4 1)D=(101001)B十进制转换为八进制规则:类似二进制,“除八取余”。例:4 1转换为八进制5 1 余05 4 1即4 1转换为八进制为5 1。如何把二进制、八进制转换为十进制二进制转化为十进制:(a l.a n-l a n)2=(a l x2A(n-l)+.+a n x2A0)10八进制转
3、化为十进制:(a l a n-l a n)8=(a 1 x 8A(n-1)+.+a n-1 x8A1+a n x 8A0)10例:(10001010)2=(1 x2A7+0 x2A6+0 x2A5+0 x2A4+l x2A3+0 x2A2+l x2Al +0 x2A0)10=(13 8)10(5 3 2)8=(5 x8 八 2+3 x8 7 +2 x8 0)10=(3 4 6)10如何使二进制、八进制相互转换二进制八进制规则:将十进制数从低位到高位分组,每三位一组,每组可代表0 到 7之间的数字,依次写下各组所代表的数字即得。例:(11001001)2=(011)(001)(001)3 1 1
4、=(311)8八进制二进制规则:将每位八进制数码分别用三位二进制数表示,并在这个0和1构成的序列去掉无用的前导0即得。例:(5163)=(101)(001)(110)(011)=(101001110011)2(2)有符号数和无符号数无符号数:整个机器的字长的全部二进制位均表示数值位有符号数:通常约定二进制数的最高位为符号位用“0”表示正号,“1”表示负号。(3)原码、反码和补码原码求原码的方法:设X;若X N 0,则符号位(原码最高位)为0,X其余各位取值照抄;若XW0,则符号位为1,其余各位照抄。例 1 X=+1001001 X 原=01001001 例 2 X=-1001001 X原=11
5、001001反码求反码的方法:设X;若X 2 0,则符号位(原码最高位)为0,X其余各位取值照抄;若XW0,则符号位为1,其余各位按位取反。【例 3】X=+1001001 X反=01001001 例 4 X=-1001001 X反=10110110补码求补码的方法:设X;若X 2 0,则符号位(原码最高位)为0,X其余各位取值照抄:若XS0,则符号位为1,其余各位按位取反后,最低位加lo【例 5】X=+1001001 X#=01001001【例 6 X=-1001001 X补=10110111(4)定点小数和浮点小数定点小数,指小数点的位置是固定的,浮点小数指小数点的位置可以变动,这样就可以表
6、示更大或更小的数,因为计算机里的位数是有限的,不可能无限期的在小数点后增加数字,所以只能靠移动小数点的位置来储存不同大小的数2)数值的机器运算(1)定点加减运算定点数的加减运算包括原码、补码、反码3种带符号数的加减运算(见书P19图3-6)(2)定点乘法运算定点乘法有定点原码和定点补码乘法之分。定点原码一位乘法的运算法则是:乘积的符号由两个乘数的符号位经异或运算产生。将两个数的数值部分相乘就得到乘积的数值部分(原码表示)即将部分乘积和乘数进行右移,在将部分积与被乘数的数值部分相加。将乘积的符号与其数值部分拼接在一起就构成了积的原码。(3)移位运算算术移位、逻辑移位、循环移位(P21图)3)逻辑
7、运算(1)基本逻辑运算逻辑代数中定义了“或”、“与”、“非”三种基本运算。或 运算如果决定某一事件是否发生的多个条件中,只要有一个或一个以上条件成立,事件便可发,则这种因果关系称之为 或”逻辑。例如,用两个开关并联控制一个灯的照明控制电路。或 运算的运算法则:0+0=0 1+0=10+1=1 1+1=1实现“或”运算关系的逻辑电路称为“或”门o“与”运算如果决定某一事件发生的多个条件必须同时具备,事件才能发生,则这种因果关系称之为“与”逻辑。例如,在电路中,两个开关串联控制同一个灯。显然,仅当两个开关均闭合时,灯才能亮,否则,灯灭。“与”运算的运算法则:00=0 1 0=00-1=0 1 1=
8、1数字系统中,实现 与 运算关系的逻辑电路称为“与”门。“非”运算与开关A的关系即为下面所述“非”运算关系。例如,在电路中,开关与灯并联。显然,仅当开关断开时,灯亮;一旦开关闭合,则灯灭。令开关断开用0 表示,开关闭合用1 表示,灯亮用1 表示,灯灭用0 表示,则电路中灯F数字系统中实现“非”运算功能的逻辑电路称为“非 门,有时又称为“反相器”。(2)基本逻辑的常见应用技巧请肖鹰补上这些技巧 冲P234)常见编码类型(1)字符编码英文字符编码:A S C II码、扩 展 A S C H 码、E D C D 1 C 编 码(P2 4 图)请肖鹰补个ASCII编 码 表 辅P218中文字字符编码:
9、汉字国标码、汉字区位码、汉字机内码、G B 1 2 3 4 5-9 0 G B K、G B 1 8 0 3 0(P2 4 图)(2)十进制数编码8 4 2 1 码 2 4 2 1 码 余 3 码(P2 5 图)请肖鹰补 冲P25表 3-135)校验码确保数据在传送过程中正确无误的方法。基本思想是把数据中可能出现的编码分为合法编码和错误编码两类。合法编码用于数据传送,错误编码是不允许在数据中出现的。奇偶校验海明码CRC循环冗余2、计算机组成与特性1)计算机硬件组成(1)定点运算器和浮点运算器运算单元主要包括算术/逻辑运算单元(ALU)、寄存器和时序电路组成(2)控制器控制推元由程序计数器(PC)
10、、指令寄存器、指令译码器、状态条件寄存器、时序产生器、微操作信号发生器组成。请肖鹰补 冲P27表3-15(3)CPU中的主要寄存器C P U中的寄存器是用来暂时存放运算和控制过程的中间结果、最终结果及控制、状态信息。分为通用寄存器和专用寄存器,专用寄存器包括程序计数器、指令寄存器、地址寄存器、标志寄存器。通用寄存器:用于放原始数据和运算结果,可变作地址寄存器、计数器标志寄存器:存放程序状态字,程序状态字的各位表征程序和机器的运行状态指令寄存器:存放从存储器中取出的指令,在执行指令的过程中指令寄存器的内容不允许变化程序计数器:用于存放正在执行的指令地址或者接着要执行的下一条指令地址寄存器:保存当
11、前CPU所访问的主存单元地址2)CPU特性指令周期:是指取出并执行一条指令所需要的时间总线周期:是指CPU从存储器或I/O端口存取一字节所需的时间,也称为机器周期。时钟周期:指的是CPU处理动作的最小单位。一个指令周期包括多个总线周期,而一个总线周期又包括多个时钟周期。(1)计算总线数据传输速率总线数据传输速率=1/时钟频率*每个总线包含的时钟周期数*每个总线周期传送的字节数请各位同仁注意,教材此处错了(2)计算系统速度每秒指令数=1/(1/时钟频率*每个总线包含的时钟周期数*指令平均占用总线周期数)=时钟频率/每个总线包含的时钟周期数/指令平均占用总线周期数3)指令系统与寻址方式(1)指令操
12、作码的组织与编码指令的基本格式由操作码和地址码组成,操作码指出该指令要完成什么操作,地址码用于提供原始的数据(2)指令系统的寻址方式在指令系统中用来确定如何提供操作数或提供操作数地址的方式称为寻址方式,或称编码方式。立即寻址:直接给出操作数,而非地址寄存器寻址:由指定的寄存器中存放操作数直接寻址:在指令的地址码字段中直接给出操作数的有效地址间接寻址:在指令的地址码字段中给出的是存放操作数地址的主存单元地址寄存器寻址:在指定寄存器中存放操作数有效地址变址寻址:将变址寄存器R 中的内容与指令中的形式地址A 相加基址寻址:将基址寄存器R 中的内容与指令中的位移量D 相加相对寻址:用程序计数器提供基址
13、,指令中的位移量D(3)指令的执行步骤读 取 指 令 分 析 指 令 执 行 指 令3、存储器系统1)存储器系统特征(1)存储器的存取方式:顺序存取直接存取随机存取相联存取请肖鹰补 冲P32表 3-21(2)存储器的性能存取时间:对随机而言,就是完成一次读/写所话的时间;对非随机而言就是将读写装置移动到目的位置所花的时间。常见存储器中,存取时间从快到慢的顺序是:Cac he、主存、硬盘、光盘、软盘。存储器带宽:每秒钟能访问的位数数据传输率:每秒种输入/输出的数据位数2)主存储器基础(1)主存储器的种类RAM:随机存储器,可读写断电后数据无法保存,只能暂存数据。ROM:只读存储器,出厂前用掩膜技
14、术写入,常用于存放BIOS和微程序控制。PROM:可编程R O M,只能够一次写入EPROM:可擦除的PROM(2)主存储器的组成由一片或多片存储器芯片配以控制电路构成的(3)主存储器的地址编码主存储器采用的是随机存取方式,需要对每个数据块进行编码,而在主存储器中数据块是以WORD来标志的,即每个字一个地址,通常采用使十六进制来表示3)Cac he 基础(1)Cac he原理、命中率、失效率使用Cac he改善系统性能的主要依据是程序的局部性原理,即段时间内,执行语句常集中于某个局部,而 Cac he的作用正是把这些集中的内容放在速度更快的Cac he上,以提高性能。引入Cac he后,CPU
15、在需要数据时:先找C ac he,没有了再找内存。整个系统的平均访问时间t3=h*t1+(l-h)*t2 h表示Cac he的命中率,l-h表示Cac he的失效率,t l 表示Cac he的访问时间,t2 表示主存储器的访问周期时间(2)Cac he淘汰算法常见的方法有三种:随机淘汰、先进先出(F IF O)淘汰法、最近最少使用(L R U)淘汰法。其中平均命中率最高的是(LRU)。(3)Cac he存储器的写操作在使用CACHE时需要保证其数据与主存一致,采用写直达、写回、标记三种方法4)磁盘存储器基础磁道数:(外半径-内半径)*道密度*记录面数非格式化容量=最在位密度*3.14*最内圈直
16、径*总磁道数格式化容量=每道扇区数*扇区容量*总磁道数平均数据传输速率=每道扇区数*扇区容量*盘片每分钟转数存取时间=寻道时间+等待时间4、输入输出系统与常用总线1)I/O设备控制方式(1)程序直接控制方式输入输出完全由CPU控制,整 个 I/O 过程中CPU必须等待其完成,限制了 CPU的高速能力。I/O设备的编码方式外设的查询方式(2)程序中断传输方式在 I/O控制中引入中断,解 决“程序控制输入输出”方法中的CPU低效等待的缺陷。多中断信号线法中断软件查询法雏菊链法总线仲裁法中断向量法(3)直接存储器存取方式,DMA使用DMA控制器来控制和管理数据传输(4)I/O通道控制方式是一种通过执
17、行通道程序管理I/O 操作的控制器,它 使 CPU与 I/O 操作达到了更高的并行度。2)中断系统基础(1)中断基础中断系统是计算机实现中断功能的软件的软、硬件的总称(2)中断请求和中断判优中断源是指中断请求的来源,即引起计算机中断的事件。中断源向CPU发出中断请求的时间是随机的,因此为了记录中断事件并不区分不同的中断源,可采用具有存储功能的触发器来记录中断源,这个触发器称为中断请求触发器当多个中断同时发出中断请求时,C PU 在一个瞬间只能够处理一个,因此需要对其进行优先级判断,称为中断判优,中断判优的方法有:软件判优:方法简单,可直接修改中断源的优先级,是靠程序实现的,占 用 CPU的时间
18、,速度慢硬件判优:节省时间,速度快,需要硬件判优,成本高(3)多重中断和中断屏蔽中断可能出现嵌套,在处理中断时再次发生优先级更高的中断。为了解决这个问题,就需要多重中断的能力。中断源发出中断请求后,该中断请求并不一定能够真正送到CPU中有些情况下可以有选择得封锁部分请求,这就是中断屏蔽。3)常用设备总线基础个人计算机系统总线:ISA:速率低、CPU占用率高、占用硬件中断资源EISA:ISA的扩展PCI:存在中断共享冲突AGP:加速图形接口,显卡专用IDE:最常用的磁盘接口,早期小于528M B,现在使用EIDESCSI:用雏菊链的方式连接多个I/O设备RS-232C:通用串行总线PCMCIA:
19、是一种笔记本电脑上常见的接口,体积小扩展灵活1394接口:宽泛用于娱乐外设接口,速度可达800MB/S【典型例题】某数值编码为F F H,若它所表示的真值为T 2 7,则它是用 _(5)_表 示的;若它所表示的真值为T,则它是用(6)_表示的。(5)A.原码 B.反码 C.补码 D.移码(6)A.原码 B.反码 C.补码 D.移码用定点补码表示纯小数,采用8 位字长。编码1 0 0 0 0 0 0 0 表示的十进制数是(7)A.0 B.-1 C.+1 D.1 2 8假设用1 2 个二进制位表示数据。它能表示的最大无符号整数为_(8)_;若采用原码,它能表示的最小负整数为_(9)_。(8)A.2
20、 0 4 7 B.2 0 4 8 C.4 0 9 5 D.4 0 9 6在 _(7)_表示中,数值0是唯一表示的。(7)A.原码 B.反码 C.补码 D.原码或反码若用8 位机器码表示十进制数T 0 1,则原码表示的形式为一(8)一;补码表示的形式为_(9)_.(8)A.1 1 1 0 0 1 0 1 B.1 0 0 1 1 0 1 1 C.1 1 0 1 0 1 0 1 D.1 1 1 0 0 1 1 1(9)A.1 1 1 0 0 1 0 1 B.1 0 0 1 1 0 1 1 C.1 1 0 1 0 1 0 1 D.1 1 1 0 0 1 1 1 在(1)表示中,数 值 0有唯一的编码。
21、(DA.原码 B.反码 C.补码 D.原码或反码 用带符号位的定点补码表示纯小数,8位编码1 1 1 1 1 1 1 1 表示的十进制数是 0(2)A.0 B.-1 C.D.若 X =C C H,机器字长为8 位,则*/21补=(1 7)。(17)A.34H B.66H C.98H D.E6H已知x=-7 3,若采用8 位机器码表示,贝 M X 原=(3),氏 补=(4)o(3)A.1 1 0 0 1 0 0 1 B.0 1 0 0 1 0 0 1 C.1 1 0 1 1 0 0 1 D.0 1 0 1 1 0 0 1(4)A.1 0 1 1 0 1 1 1 B.0 1 0 0 1 0 0 1
22、 C.1 0 1 1 0 0 1 1 1 D.0 1 0 1 1 0 0 1,用补码表示的8 位二进制数1 1 1 0 0 0 0 0 的值为十进制数(1)。(1)A.-3 1 B.-3 2 C,-6 4 D.-6 5 某逻辑电路有两个输入分别为X 和 Y,其输出端为Z。当且仅当两个输入端X 和 Y 同时为 0 时,输出Z 才为0,则该电路输出Z 的逻辑表达式为(1 0)_。(10)A.XY B.XY C.XY D.X+Y 某数据的7 位编码为0110101,若在其最高位之前增加一位偶校检位,则编码为(10)A.10110101 B.00110101 C.01101011 D.01101010
23、 若某处理器的时钟频率为500MHz,每四个时钟周期组成一个机器周期,执行一条指令平均需要三个机器周期,则该处理器的一个机器周期为_(1 3)_ n s,平均执行速度约为_(14)_M IPSo(13)A.4 B.8 C.12 D.16(14)A.24 B.33 C.42 D.51 执行指令时.,以寄存器的内容作为操作数的地址,这种寻址方式称为_(1 2)_ 寻址。(12)A.寄存器 B.相对 C.基址变址 D.寄存器间接 CPU执行程序时,为了内存中读取指令,需要先将_(1 3)_ 的内容输送到_(1 4)_ 上。(13)A.指令寄存器 B.程序计数器(PC)C.标志寄存器 D.变址寄存器(
24、14)A.数据总线 B.地址总线 C.控制总线 D.通信总线二、操作系统基础【知识点】I、基础知识1)操作系统概念操作系统是计算机系统中的核心系统软件,负责管理和控制计算机系统中硬件和软件资源,合理地组织计算机工作流程和有效利用资源。是用户与计算机的接口,是计算机资源的管理者。由一个系统核心和若干并发运行的程序组成的。它是以分层结构实现的,并为应用程序提供了接口。根据使用环境和对用户作业的处理方式,操作系统可以分为批处理、分时、实时三大类,随着网络技术的发展,又出现了网络环境下应用的网络操作系统和分布式操作系统。操作系统的功能:处理机管理、存储管理、文件管理、设备管理、作业管理。请张蓉补 冲P
25、44-45表 4-1和 4-22)常见操作系统(1)UNIX操作系统UNIX是一个分时操作系统,采用了层次化结构,最内层是UNIX操作系统核心,包括文件管理和进程控制两个部分:最外层是用户程序,包括很多应用软件;中间层是SHELL命令解释层、实用程序和库函数等。(2)Windows NT 系统WindowsNT支持多处理结构,支持多线程并行(多任务),它采用的是客户机/服务器模式的网络操作系统。WindowsNT可以分为执行体和保护子系统。前者运行在核心态,后者运行在用户态。而保护子系统主要包括环境子系统、集成子系统两类。2、基本原理1)进程基本概念进程是运行中的程序,它具有动态性和并发性。同
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