1、第一章计算机基础知识一、硬件知识1、计算机系统的组成包括硬件系统和软件系统硬件系统分为三种典型结构：(1)单总线结构 (2)、双总线结构(3)、采用通道的大型系统结构中央处理器 CPU 包含运算器和控制器。2、指令系统指令由操作码和地址码组成。3、存储系统分为 主存辅存层次和主存Cache 层次Cache 作为主存局部区域的副本，用来存放当前最活跃的程序和数据。计算机中数据的表示Cache 的基本结构：Cache 由存储体、地址映像和替换机构组成。4、通道是一种通过执行通道程序管理 I/O 操作的控制器，它使 CPU 与 I/O 操作达到更高的并行度。5、总线从功能上看，系统总线分为地址总线（
2、AB）、数据总线(DB)、控制总线（CB）。6、磁盘容量记计算非格式化容量=面数*(磁道数/面)*内圆周长*最大位密度格式化容量=面数*(磁道数/面)*（扇区数/道）*（字节数/扇区）7、数据的表示方法原码和反码+0原=00000-0原=100.00+0反=00000-0反=11111正数的原码=正数的补码=正数的反码负数的反码：符号位不变，其余位变反。负数的补码：符号位不变，其余位变反，最低位加 1。二、操作系统操作系统定义：用以控制和管理系统资源，方便用户使用计算机的程序的集合。功能：是计算机系统的资源管理者。特性：并行性、共享性分类:多道批处理操作系统、分时操作系统、实时操作系统、网络操
3、作系统。进程：是一个具有一定独立功能的程序关于某个数据集合的一次运行活动。进程分为三种状态：运行状态（Running）、就绪状态(Ready)、等待状态(Blocked)。作业分为三种状态：提交状态、后备运行、完成状态。产生死锁的必要条件：(1)、互斥条件：一个资源一次只能被一个进程所使用；(2)、不可抢占条件：一个资源仅能被占有它的进程所释放，而不能被别的进程强行抢占；(3)、部分分配条件：一个进程已占有了分给它的资源，但仍然要求其它资源；(4)、循环等待条件：在系统中存在一个由若干进程形成的环形请求链，其中的每一个进程均占有若干种资源中的某一种，同时每一个进程还要求（链上）下一个进程所占有
4、的资源。死锁的预防：1、预先静态分配法 2、有序资源使用法 3、银行家算法虚拟存储器：是指一种实际上并不以物理形式存在的虚假的存储器。页架：把主存划分成相同大小的存储块。页：把用户的逻辑地址空间（虚拟地址空间）划分成若干个与页架大小相同的部分，每部分称为页。页面置换算法有：1、最佳置换算法 OPT2、先进先出置换算法 FIFO 3、最近最少使用置换算法LRU4、最近未使用置换算法 NUR虚拟设备技术：通过共享设备来模拟独占型设备的动作，使独占型设备成为共享设备，从而提高设备利用率和系统的效率。SPOOL 系统：实现虚拟设备技术的硬件和软件系统，又 Spooling 系统，假脱机系统。作业调度算
5、法：1、先来先服务调度算法 FIFO：按照作业到达系统或进程进入就绪队列的先后次序来选择。2、优先级调度算法：按照进程的优先级大小来调度，使高优先级进程得到优先处理的调度策略。3、最高响应比优先调度算法：每个作业都有一个优先数，该优先数不但是要求的服务时间的函数，而且是该作业为得到服务所花费的等待时间的函数。以上三种都是非抢占的调度策略。三、嵌入式系统基本知识定义：以应用为中心，计算机技术为基础，软硬件可裁剪，适应于特定应用系统，对功能、可靠性、成本、体积、功耗有严格要求的计算机系统。特点：硬件上，体积小、重量轻、成本低、可靠性高等特点、使用专用的嵌入式 CPU。软件上，代码体积小、效率高，要
6、求响应速度快，能够处理异步并发事件，实时处理能力。应用：从航天飞机到家用微波炉。第二章、计算机网络概论滑动窗口协议规定重传未被确认的分组，这种分组的数量最多可以等于滑动窗口的大小，TCP采用滑动窗口协议解决了端到端的流量控制。第三章数据通信基础一、数据通信的主要技术指标传输速率 S=(1/T)log2NT信号脉冲重复周期或单位脉冲宽度 n一个脉冲信号代表的有效状态数，是 2 的整数值 log2N-单位脉冲能表示的比特数信道容量：表征一个信道传输数据的能力。单位：bps信道容量的计算：无噪声 C=2H =2Hlog2N (奈奎斯特定理)H信道带宽 N一个脉冲信号代表的有效状态数有噪声 C=Hlo
7、g2(1+S/N)(香农公式)H信道带宽 S信号功率 N噪声功率dB=10log10S/N，当 S/N=1000 时，信噪比为 30dB二、数据交换方式延迟的计算1、电路交换 总延迟=链路建立时间+线路延迟+发送时长2、虚电路分组交换 总延迟=链路建立时间+(每个分组在交换结点延迟+每个分组线路延迟+每个分组发送时长)*分组数3、数据报分组交换 总延迟= (每个分组在交换结点延迟+每个分组线路延迟+每个分组发送时长)*分组数三、a、模拟信号 模拟传输b、模拟信号 数字传输 需要编码解码器（Codec），模拟数据数字化分为三步：采样、量化、编码 采样：对于连续信号是通过规则的时间间隔测出波的振动
8、幅度从而产生一系列数据。量化：采样得到的离散数据转换成计算机能够表示的数据范围的过程，即将样值量化成一个有限幅度的集合X（nT）。编码：用一定位数的二进制数来表示采样所得脉冲的量化幅度的过程。常用编码方法有PCM 脉冲编码调制。c、数字信号数字传输 常用编码：归零码、不归零码、曼彻斯特码、差分曼彻斯特码IEEE802.3 以太网使用曼彻斯特编码，IEEE802.5 令牌环使用差分曼彻斯特编码，两者的编码效率是 50%，FDDI、100BASE-FX 使用了 4B/5B 编码和 NRZ-I（不归零码），编码效率是 80%。d、数字信号 模拟传输 需要调制和解调，调制：由发送端将数字数据信号转换成
9、模拟数据信号的过程；解调：在接收端把模拟数据信号还原为数字数据信号的过程，调制的方法：载波的表示-y=A(t)sin(wt+) ，分为 ASK 振幅调制、FSK 频率调制、PSK 相位调制。曼彻斯特编码：每比特的 1/2 周期处要发生跳变，由高电平跳到低电平表示 1，由低电平跳到高电平表示 0；差分曼彻斯特编码：有电平转换表示 0，无电平转换表示 1。四、差错控制CRC-CCITT G(X)=X16+X12+X5+1 HDLC 的帧校验用CRC-16G(X)=X16+X15+X2+1CRC-32G(X)=X32+X+1 用在局域网中海明码 m+k+12k 数据位 m，要纠正单个错误，得出冗余位
10、 k 必须取的最小值。码距为 m、n 中最小值，它能够发现（码距-1）位错，并可纠正（码距-1-1）位错；比如 8421 的码距为 1。要检测出 d 位错，码字之间的海明距离最小值应为 d+1。CRC 冗余码求法：(1)、如果信息位为 K 位，则其 K-1 次多项式可记为 K(x)；如信息 1011001，则 k(x)=x6+x4+x3+1；(2)、冗余位为 R 位，其 R-1 位记为 R(x)；如冗余位为 1011，则 R(x)=x3+x+1；(3)、发送信息为 N=K+R，多项式为 T(x)=Xr*K(x)+R(x)，Xr 表示将 K (x)向左平移 r 位；(4)、冗余位产生过程：已知
11、K(x)求 R(x)的过程，一般应选一特定 R 次多项式 G(x)(生成多项式)一般先事先商定好的，用 G(x)去除 Xr*K(x)得余式即为 R(x)。R(x)=Xr*K(x)/G(x)；运算规则异或运算，相同取 0，不同取 1。五、压缩和解压缩方法JPEG 属于黑白文稿数据压缩系统。二维压缩技术是指在水平和垂直方向都进行了压缩，在压缩算法中属于二维压缩技术的是 MR。MMR 数据压缩系统是在 MR 的基础上该进而来的，它主要在压缩效率和容错能力方面进行了改进和提高。下列压缩技术中，MPEG 属于动态图像压缩技术。第四章、广域通信网一、在电气性能方面 EIA-RS232-C 与 CCITT
12、的 V.28 建议致，在功能特性方面与 CCITT 的 V.24建议书一致，RS-449 则与 CCITT 的 V.35 建议书一致，它采用 37 引脚的插头座。二、X.25 公用数据网X.25 是分组交换协议交换标准，公用数据网一般都用分组交换协议，所以 X.25 就是公用数据网的协议标准。X.25 分为三层：物理层采用 X.21；链路层采用 LAP-B(链路访问平衡过程)，它是 HDLC 的子集；分组层提供外部虚电路服务，使用 X.25 PLP 协议。X.25 又包括(1)HDLC 协议-数据链路控制协议：面向字符的协议和面向比特的协议；HDLC 定义了三种类型的站、两种链路配置和三种数据
13、传输方式；(2)PLP 协议分组级协议。支持永久虚电路PVC 和交换虚电路 SVC。三、帧中继网 F.R本质上仍是分组交换技术，但舍去了 X.25 的分组层，仅保留物理层和数据链路层，以帧为单位在链路层上进行发送、接收、处理，是简化了的 X.25 版本，是去掉了差错检测功能和纠错功能，只支持永久虚电路 PVC，帧中继协议叫做 LAP-D（Q.921），链路层用它提供可靠的数据链路控制服务。四、ISDN 和 ATMISDN 将话音传输、图像传输、数据传输等多种业务综合到一个网络中。为分四个参考点R、S、T、U，ISDN 设备有：(1)1 类终端设备 TE1与 ISDN 网络兼容的设备，可直接连接
14、 NT1 或NT2；(2)2 类终端设备 TE2与 ISDN 网络不兼容的设备，连接 ISDN 网时需要使用终端适配器TA；(3)终端适配器 TA，把非 ISDN 设备的信号转换成符合 ISDN 标准的信号；(4)、1 类网络终结设备 NT1，用户端网络设备，可以支持连接 8 台 ISDN 终端设备；(5)、2 类网络终结设备 NT2，可接大型用户的较多终端设备。ISDN 提供了一种数字化的比特管道，支持由 TDM(时分多路复用)分隔的多个信道。常用的有 2 种标准化信道：D 信道16kb/s 数字信道，用于带外信令，传输控制信号；B 信道64kb/s 数字PCM 信道，用于语音或数字。ISD
15、N 比特管道主要支持 2 种信道的组合：BRI基本速率接口2B+D（N-ISDN 速率达 144kbps）;PRI基群速率接口（一次群，B-ISDN），北美 23B+D，1.544M(T1)，欧洲 30B+D，2.048M(E1)。N-ISDN 在传送信令的 D 通路使用分组交换，而 B-ISDN 则使用快速分组交换，即异步传递方式（ATM）。ISDN 分为三层，第一层处理信令分帧，第二层处理分帧协议，第三层处理 D 信道的呼叫建立和拆卸协议，NT2 提供数字数据与模拟电话交换功能。ATM 是宽带综合业务数字网 B-ISDN 的核心技术，常称 B-ISDN 为 ATM 网，它是一种高速分组交换
16、传输模式，交换单位为固定长度的信元 53 字节，支持永久虚电路 PVC 和交换虚电路 SVC。ATM 各层的功能层次子层功能与 OSI 的对应高层对用户数据的控制高层ATM 适配层汇聚子层 CS 为高层数据提供统一接口第四层拆装子层 SAR 分割和合并用户数据ATM 层虚通路和虚信道的管理，信元头的组装和拆分，信元的多路复用，流量控制第三层物理层传输会聚子层 TC 信元校验和速率控制，数据帧的组装和分拆第二层物理介质子层 PMD 比特定时，物理网络接入第一层ATM 信元包含 5 个字节的信元头主要完成寻址功能；48 个字节的数据用来装载不同用户，不同业务的信息。信元头中包括：GFC通用流量控制
17、，进行接入流量控制，用在 NUI 中；PTI有效载荷，用来区分用户信息与非用户信息；HEC首部差错控制，进行多个或单个比特的纠错。在交换过程中，当实施 VP 交换时，其中 VPl、VCI 的变化情况是 VCI 不变、VPI 根据需要变化。若在交换过程中出现拥塞，该信息被记录在信元的 CLP 中。注：VP 交换是把一困 VC 交换，VC交换是用交换机进行的。AAL 协议 AAL1：对应于 A 类业务。CS 子层监测丢弃和误插入的信元，平滑进来的数据，提供固定速率的输出，并且进行分段。SAR 子层加上信元顺序号和及其检测号和，以及奇偶校验位等。 AAL2：对应于 B 类业务。用于传输面向连接的实时
18、数据流，不进行错误检验，只检查顺序。 AAL3/4：对应于 C/D 类业务。该协议用于面向连接的和无连接的服务，对信元错误和丢失敏感。AAL5：对应于 C/D 类业务，是计算机行业提出的协议。ATM 局域网的优点：信道利用率高，对于突发业务延时更小。ATM LANEATM 局域网仿真包括四个协议：LEC 局域网仿真客户端、LES 局域网仿真服务器完成 MAC-to-ATM 的地址转换、LECS 局域网仿真配置服务器、BUS 广播和未知服务器。五、SMDS 交换式多兆位数据服务是一种高速的 WAN 技术，通常在 T 载波线路上实施，采用的高速总线带宽可达 155Mbps。SMDS与大量基于 LA
19、N 的协议兼容，在欧洲是一种非常流行的 WAN 技术。第五章、局域网和城域网一、决定局域网特性的三种主要技术：传输介质、拓扑结构、介质访问控制方法（协议）二、IEEE802.3 以太网采用 CSMA/CD 协议，使用曼彻斯特编码；CSMA/CD 机制特点：先听后发、边听边发、冲突停止、随机延迟后重发；CSMA/CD 对以太网中数据帧的最小帧长的要求：最小帧长=两站点间最大的距离/传播速度*传输速率三、IEEE802.4 使用令牌总线令牌总线物理上为总线结构，利用 802.3 广播电缆的可靠性；逻辑上为环网：所有的站点组成1 个环，每个站点按序分配 1 个逻辑地址，每个站点都知道在它前面和后面的
20、站地址，最后一个站点后面相邻的站点是第一个站点。四、IEEE802.5 使用令牌环令牌环是由高速数字通信信道和环接口组成，节点主机通过环接口连接到网内。五、IEEE802.6 使用分布队列双总线 DQDBDQDB 由两条单向总线（一般用光纤介质）组成，所有的计算机都连接在上面。它同时支持电路交换和分组交换两种服务，在大地理范围内提供综合服务，如数据话音、图像的高速传输等。六、FDDI 光纤分布数据接口FDDI 使用了和 802.5 类似的令牌环协议，是一种高性能的光纤令牌环局域网。它的令牌帧含有前导码，提供时钟同步信号。七、ATM 局域网信道利用率高，对于突发业务延时更小，但实现复杂，它利用电
21、路交换和分组交换实现。使用53 字节的固定信元进行传输。八、IEEE802.11 的两种无线网络拓扑结构：(1)、基础设施网络，无线终端通过接入点（access point AP）访问骨干网上的设备，或者互相访问，接入点如同一个网桥，负责在 802.11和 802.3MAC 协议之间进行转换；(2)、特殊网络（Ad Hoc Networking），是一种点对点连接，以无线网卡连接的终端设备之间可以直接通信。无线局域网采用 802.11 系列标准，主要有 4 个子标准：802.11b 标准的传输速度为 11MB/S802.11a 标准的连接速度可达 54MB/S，与 802.11a 互不兼容。8
22、02.11g 兼容 802.11b 与 802.11a 两种标准，这样原有的 802.11b 和 802.11a 两种标准的设备都可以在同一网络中使用。802.11z 是一种专门为了加强无线局域网安全的标准。第六章、网络互连和互联网TCP/IP 是一组小的、专业化协议集，包括 TCP、IP、UDP、ARP、ICMP，以及其它的一些被称为子协议的协议。网络互连设备包括中继器、集线器（Hub 物理层设备，相当于多端口的中继器）、网桥、路由器、网关。网桥工作于数据链路层中的介质访问控制子层（MAC），所以它包含：流控、差错处理、寻址、媒体访问等。分为(1)透明网桥：网桥自动学习每个端口所接网段的机器
23、地址（MAC 地址），形成一个地址映象表，网桥每次转发帧时，先查地址映象表，如查到则向相应端口转发，如查不到，则向除接收端口之外的所有端口转发（flood）。为了防止出现循环路由，可采用生成树算法网桥。(2)、源路由网桥（SRB）：在发送方知道目的机的位置，并将路径中间所经过的网桥地址包含在帧头中发出，路径中的网桥依照帧头中的下一站网桥地址一一转发，直到到达目的地。Internet 的应用技术：域名系统（DNS）、简单网络管理协议（SNMP）、电子邮件及简单邮件传输系统（SMTP）、远程登录及 TELNET 协议、文件传输和 FTP、网络新闻（USENET）、网络新闻传输协议（NNTP）、WW
24、W 和 HTTP。第七章、网络安全一、威胁定义为对缺陷的潜在利用，这些缺陷可能导致非授权访问、信息泄露、资源耗尽、资源被盗或者被破坏等。二、传统密码系统又单钥密码系统又对称密码系统：加密解密所用的密钥是相同的或类似的，即由加密密码很容易推导出解密密码，反之亦然。常用的有 DES 数据加密标准，密钥为 56 位；后有改进型的 IDEA 国际数据加密算法，密钥为 128 位。公钥密码系统又非对称密码系统：加密密钥和解密密钥是本质上不同的，不需要分发密钥的额外信道。有 RSA 密码系统，它可以实现加密和数字签名，它的一个比较知名的应用是 SSL 安全套接字（传输层协议）。三、对照 ISO/OSI 参
25、考模型各个层中的网络安全服务，在物理层可以采用防窃听技术加强通信线路的安全；在数据链路层，可以采用通信保密机进行链路加密；在网络层可以采用防火墙技术来处理信息内外网络边界到进程间的加密，最常见的传输层安全技术有 SSL；为了将低层安全服务进行抽象和屏弊，最有效的一类做法是可以在传输层和应用层之间建立中间件层可实现通用的安全服务功能，通过定义统一的安全服务接口向应用层提供身份认证、访问控制和数据加密。防火墙技术一般可以分为两类：网络级防火墙（采用报文动态分组）和应用级防火墙（采用代理服务机制），而后者又包括双穴主机网关、屏蔽主机网关、屏蔽子网网关。防火墙定义：(1)所有的从外部到内部或从内部到外部的通信都必须经过它；(2)只有有内部访问策略的通信才能被允许通过；(3)系统本身具有很强的高可靠性。防火墙基本组成：安全操作系统、过滤器、网关、域名服务、函件处理。防火墙设计的主要技术：数据包过滤技术、代理服务技术。IPSec 协议不是一个单独的协议，它给出了应用于 IP 层上网络数据安全的一整套体系结构，包括网络认证协议 AH、封装安全载荷协议 ESP、密钥管理协议 IKE 和用于网络认证及加密的一些算法
