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软考网络工程师全面复习资料汇总 1. 计算机基础知识 计算机发展史略 世界上第一台电子数字式计算机于 1946 年 2 月 15 日在美国宾夕法尼亚大学正式投入运 行，它的名称叫 ENIAC（埃尼阿克），是电子数值积分计算机（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，占地 170 平方米，重达 30 吨，每秒钟可进行 5000 次加法运算。虽然它的功能还比不上今天最普通的 一台微型计算机， 但在当时它已是运算速度的绝对冠军， 并且其运算的精确度和准确度也是 史无前例的。以圆周率（）的计算为例，中国的古代科学家祖冲之利用算筹，耗费 15 年心 血， 才把圆周率计算到小数点后 7 位数。 一千多年后， 英国人香克斯以毕生精力计算圆周率， 才计算到小数点后 707 位。而使用 ENIAC 进行计算，仅用了 40 秒就达到了这个记录，还 发现香克斯的计算中，第 528 位是错误的。 ENIAC 奠定了电子计算机的发展基础，开辟了一个计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始的标志。 ENIAC 诞生后，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 算机应该以二进制为运算基础，其二是电子计算机应采用“存储程序”方式工作，并且进一步 明确指出了整个计算机的结构应由五个部分组成：运算器、控制器、存储器、输入装置和输 出装置。冯诺依曼的这些理论的提出，解决了计算机的运算自动化的问题和速度配合问题， 对后来计算机的发展起到了决定性的作用。直至今天，绝大部分的计算机还是采用冯诺依 曼方式工作。 ENIAC 诞生后短短的几十年间，计算机的发展突飞猛进。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，引起计算机的几次 更新换代。每一次更新换代都使计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。特别是体积小、价格低、功能强的微型计算机的出现，使得计算机迅速普及， 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，计算机 的应用已扩展到社会的各个领域。 电子计算机还在向以下四个方面发展： 电子计算机还在向以下四个方面发展： 巨型化 天文、军事、仿真等领域需要进行大量的计算，要求计算机有更高的运算速度、 更大的存储量，这就需要研制功能更强的巨型计算机。 微型化 专用微型机已经大量应用于仪器、仪表和家用电器中。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、更轻便、易于携带的微型机，以便出门在外或在旅 途中均可使用计算机。 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， 迅速普及。 网络化 将地理位置分散的计算机通过专用的电缆或通信线路互相连接，就组成了计算 机网络。网络可以使分散的各种资源得到共享，使计算机的实际效用提高了很多。计算机联 网不再是可有可无的事，而是计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、覆盖全球的计算机网络。 通过因特网，人们足不出户就可获取大量的信息，与世界各地的亲友快捷通信，进行网上贸 易等等。 智能化 目前的计算机已能够部分地代替人的脑力劳动，因此也常称为“电 脑”。 但是人们希望计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，这就需要进一步进行研究。 计算机的应用 （1） 科学计算如：计算量大、数值变化范围大的天文学、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） 数据处理是计算机应用的一个重要方面，如：办公自动化、企业管理、事务管理、 情报检索等非数值计算的领域。 （3） 过程控制如：冶金、石油、化工、纺织、水电、机械、航天等现代工业生产过程 中的自动化控制。 （4） 计算机辅助系统 计算机辅助设计 CAD：如飞机、船舶、建筑、机械、大规模集成电路等的设计。 计算机辅助制造 CAM：用计算机进行生产设备的管理、控制和操作。 计算机辅助教育 CBE：如计算机辅助教学 CAI、计算机辅助测试 CAT、计算机管理教 学 CMI。 （5） 人工智能 AI 是计算机应用研究的前沿学科。 （6） 信息高速公路（此即 “国家信息基础设施” NII 的俗称）。 我国已建立的大型计算机应用工程-“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（教育科研信息网）。 （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，现已发展迅 速，全球已有许多企业先后开展了“电子商务”活动。 1.3 计算机系统的组成 1.计算机的基本结构 冯诺依曼（美籍匈牙利数学家）对计算机结构提出的设计思想： （1）计算机应由五个基本部分组成：运算器、控制器、存储器、输入设备和输出设备； （2） 采用存储程序的方式，程序和数据存放在同一个存储器中； （3） 指令在存储器中按执行顺序存放，由指令计数器指明要执行的指令所在的单元地 址，一般按顺序递增，但可按运算结果或外界条件而改变； （4） 机器以运算器为中心，输入/输出设备与存储器间的数据传送都通过运算器。 2.计算机工作原理计算机的工作过程其实就是一个执行指令和程序的过程。 指令的执行过程： 指令的执行过程： 第一阶段，计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； 第二阶段，CPU 对取入的指令进行分析译码，判断该指令要完成的操作，然后向各部 件发出完成该操作的控制信号，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：就是让计算机完成某个操作所发出的命令，是计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：是指参加运算的数或者数所在的单元地址。 指令的分类：包括： 数据传送指令、算术运算指令、逻辑运算指令、移位运算指令、位与 位串操作指令、控制转移指令、输入/输出指令、其他指令。 指令系统：指一台计算机的所有指令的集合。不同的计算机其指令系统不一定相同。 程序：是由一系列指令构成的有序集合。 3. 计算机的硬件系统 计算机硬件主要由中央处理器、主存储器、辅助存储器、输入/ 输出设备和总线等组成。 其中： 中央处理器、 主存储器和总线构成“主机” ， 辅助存储器和输入/输出设备构成“外 设”。 微机的主机箱内主要有下列部件： 微机的主机箱内主要有下列部件： （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 存模块、基本 I/O 接口、中断控制器、DMA（直接存取存储器）控制器及连接其他部件的 总线。 微处理器 CPU ：是微机的核心部件，控制计算机的各项工作。 Pentium 处理器主要 由执行单元、指令预取部件、指令译码部件、地址转换与管理部件、指令快存（cache）和 数据快存（cache）、总线接口部件和控制器等组成。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逻辑运算。 CMOS 存储器： 用来存放用户对计算机的配置参数。存放在其中的信息可以在计算机 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持，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）、传送地址信号的地址总线 AB （是单向的） 传送控制信号的控制总线 CB 。 、 常用的有 PCI 外围设备接口） （ 总线、 ISA （工业标准体系结构） 总线、 （扩展的工业标准体系结构） EISA 总线。 通用串行总线 （USB） ： 可以连接几乎所有外部设备。 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。 中断控制器、 DMA 控制器 （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、）。 计算机常用的外部设备有： 计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：分辨率、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：常见的有平板式绘 图仪 、滚筒式绘图仪。 音箱 （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）计算机通讯设备 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，而计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.计算机软件系统 计算机软件系统 软件：是利用计算机本身提供的逻辑功能，合理地组织计算机的工作，简化或代替人们 在使用计算机过程中的各个环节，提供给用户的一个便于掌握操作的工作环境。 不论是支 持计算机工作还是支持用户应用的程序都是软件。 （1） 计算机软件的发展 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： 几个基本概念： 系统软件：指那些为整个计算机系统所配置的、不依耐于特定应用的通用软件。系统软 件可供所有用户使用。 应用软件：指用于解决各种不同具体应用问题的专门软件。它包括定制软件（特定用户 使用）和通用应用软件。 裸机：没装任何软件的计算机。 虚拟计算机：具有操作系统的计算机。 （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： 首先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。 解释方式：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。 解释程序不产生将被执行的目标程序， 而是借助解释程序直接执行源程序本身。 BASIC 、 如： 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分配存储器的绝对地址，仍然不能执行，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， 该装入程序分配有地址， 故可以执行。 1.4 计算机网络基础知识 计算机网络就是计算机之间通过连接介质互联起来，按照网络协议进行数据通信，实 现资源共享的一种组织形式。 什么是连接介质呢？连接介质和通信网中的传输线路一样， 起 到信息的输送和设备的连接作用计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，这和通信网中所采用的传输介质基本 上是一样的。 在连接介质基础上， 计算机网络必须实现计算机间的通信和计算机资源的共享， 因此它 的结构，按照其功能可以划分成通信子网和资源子网两部分。当然，根据硬件的不同，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计算机。在网络中，主机运行 应用程序。 这里请注意区别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，显然，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，还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，必须首先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结束，出了错误怎么办，怎地方发报 人的名字和地址等，这种预先定好的格式及约定就是协议。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了解和共同遵 守的格式和约定。 协议对于计算机网络而言是非常重要的，可以说没有协议，就不可能有计算机网。每一 种计算机网络，都有一套协议支持着。 由于现在在计算机网种类很多， 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 则是为 Internet 互联的各种网 络之间能互相通信而专门设计的通信协议。 可见，由于连接介质的不同，通信协议的不同，计算机网络的种类名目繁多。但一 般来讲，计算机网络可以按照它覆盖的地理范围，划分成局域网和广域网。局域网一般指分 布于几公里范围内的网络，常见的局域中校园网、大楼网等；广域网则在分范围很区域内提 供数据通信服务，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），以及建议中的国家教育和科研网（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：计算机网络是利用通信设备和线路将地理位置不同的、功能独立的多个 网络定义： 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：若干主机、一个通信子网 、一系列通信协议。 网络组成： 3. 网络功能： 网络功能： 1）信息交换 如：传送电子邮件、发布新闻、电子购物、远程教育等。 2）资源共享 如：计算处理能力、磁盘、打印机、绘图仪、数据库、文件等。 3）分布式处理：由网络内多台计算机分别完成一项复杂任务的各部分。 4）提高计算机系统的可靠性和可用性：网络中的计算机可互为备用。 4. 网络分类：按规模和距离分为：广域网 WAN（Wide Area Network）、局域网 LAN 网络分类： （Local Area Network）。 5. 网络设备： 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。 6. 网络的拓扑结构：网络的拓扑结构指各节点（网络上的计算机、大容量磁盘、高速打 网络的拓扑结构： 印机等）在网络上的连接方式。它影响网络传输介质的选择和控制方法的确定，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计算机网络的各个组成部分以及计算机 网络的体系结构： 的体系结构 网络本身所必须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： 计算机中数据的表示方法- 数值数据的编码 计算机中数据的表示方法 数值数据在计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， 表示正， 表示负 补 0 1 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绝对值，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 0）。 4.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位加 1。 计算机指令系统 1.寻址方式：指 CPU 指令中规定的寻找操作数所在的地址的方式。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顺序：若存放的信息是字节， 则按顺序存放若存放的信息是字， 则将字的低位字节存放在低地址， 高位字节存放在高地址 注：如果 没有特别说明，寻址方式是指源操作数的寻址方式。 2.寻址方式之一：立即寻址操作数作为立即数直接存在指令中，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存储器中取操作数，故执行速度快。 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 位偏移地址。这 个偏移地址也称为有效地址 EA。操作数默认在 DS 段中。如果操作数在 DS 以外的其他段 （CS,SS,ES）中，指令中必须指明段寄存器（段超越）。 5.寻址方式之四：寄存器间接寻址操作数地址的偏移量（有效地址 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地址。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： 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地址。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 还给出一个 8 位或 16 位偏移量，将三者的内容相加得到操作数的有效地址。 存储器的基本组成及其读写操作 （1）存储器的基本组成主存储器由存储体、地址译码电路、驱动电路、读写电路和控 制电路等组成。 主存储器主要功能是： 存储体：是信息存储的集合体，由某种存储介质按一定结构组成的存储单元的集合。 通常是二维阵列组织，是可供 CPU 和计算机其他部件访问的地址空间。 地址寄存器、译码电路与驱动器：即寻址系统，将 CPU 确定的地址先送至地址寄存 器中， 然后根据译码电路找到应访问的存储单元。 在存储体与译码器之间的驱动器的功能是 减轻译码线驱动负载能力。 由于一条译码线需要与它控制的所有存储单元相联， 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， 由驱动器的输出端控制连接在译码线上的 所有存储单元。 读写电路与数据寄存器：根据 CPU 的命令，将数据从数据寄存器中写入存储体中特定 的存储单元或将存储体中指定单元的内容读到数据寄存器中。 控制电路：接收 CPU 传来的控制命令，经过控制电路一系列的处理，产生一组时序 信号控制存储器的操作。 在存储器的组成中， 存储体是核心， 其余部分是存储体的外围线路。 不同的存储器都是由这几部分组成， 只是在选用不同的存储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）存储体阵列计算机存储器中存储的是“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。 若干记忆元件组成存储单元， 一个存储单元能够存 储一个或几个字节的二进制信息。 每个存储单元都有一个地址编号， 用以唯一标识存储单元 的位置。信息按地址存入指定的存储单元中，按地址从指定的存储单元中取出。存储单元的 集合称为存储体。 由于存储体中存储单元的每个二进制位必须并行工作， 因此将存储单元按 其地址的顺序组成存储阵列。 （3）存储器的地址译码系统 CPU 要访问存储单元的地址由地址总线输入到地址寄存 器中。地址译码器将地址转换为对应地址线（字线）上的控制信号，以表示选中某一单元， 并驱动相应的读写电路，完成对存储单元的读写操作。地址译码为两种方式：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存储单元。如地址位数 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 个存储单元。 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 确定存储单元的地址。设地址长度 n 仍为 10，将其中的前 5 位输入到 X 地址译码器中，译 出 X 0 到 X 31 译码线，分别选择 031 行。将后 5 位输入到 Y 地址译码器中译出 Y 0 到 Y 31 译码线，分别选择 031 列。X 向译码器和 Y 向译码器引出的地址线都是 2 5 =32 条。 若采用 X 向和 Y 向交叉选择，可以选择从存储单元（0，0）至（31，31）共 2 5 2 5 =1024 个存储单元地址。即同样可以提供 1024 种状态，而地址线只需要 64 条，比单译码器节省 93.75%的地址线。 （4）存储器的读写操作在 CPU 向存储体发生读操作命令时，首先由 CPU 将相应存储 单元的地址码送至地址寄存器中；地址译码器将地址寄存器中的地址编码译成相应地址线 （字线）的高电位，标志指定的存储单元；然后在 CPU 的统一控制下，由控制电路将读命 令转换成读写电路的操作， 执行将指定存储单元的内容传送到数据寄存器的操作， 完成了整 个存储器读的操作。存储器写的操作与读的操作相类似。 2. 操作系统篇 操作系统篇 2.1 Unix Unix 是一个多任务多用户的操作系统。多任务是指可以同时运行几个不同的程序，或 命令。 在操作系统的术语里叫“进程”， 就象在运行 Windows xp 的时候我们可以一边听 CD ， 一边打字，同时打印机还在工作。多用户是指一台运行 Unix 系统的机器可以同时具有几个 不同的输入输出设备，给几个，几十个用户同时使用。不同的输入输出设备我们称为终端。 Unix 给每个终端设置不同的序号以协调工作， 这个序号被称为终端序号。 Unix 是一个根本 不同于 Dos 的系统， 无论其命令格式， 用途都和 Dos 有很大区别。 比如： 目录分割符是“/”， 而不是“”。 Unix 的发展阶段 从总体来看，Unix 的发展可以分为三个阶段： 第一阶段为 Unix 的初始发展阶段， 1969 年 AT&T 贝尔实验室创造了 Unix 操作系统， 从 到刚开始只是在实验室内部使用并完善它，这个阶段 Unix 从版本 1 发展到了版本 6。同时 Unix 也以分发许可证的方法，允许大学和科研机构获得 Unix 的源代码进行研究发展。 这个阶段最重要的事件可以算 Unix 的作者使用 C 语言对 Unix 的源代码重新改写，使 Unix 非常具有可移植性。 第二阶段为 80 年代，这是 Unix 的丰富发展时期，在 Unix 发展到了版本 6 之后，一方 面 AT&T 继续发展内部使用的 Unix 版本 7 ，同时也发展了一个对外发行的版本，但改用 System 加罗马字母作版本号来称呼它。System III 和 System V 都是相当重要的 Unix 版本。 此外，其他厂商，以及科研机构都纷纷改进 Unix，其中以加州大学伯克利分校的 BSD 版本 最为著名，从 4.2BSD 中也派生出了多种商业 Unix 版本。 在这个时期中，Internet 开始进行研究，而 BSD Unix 最先实现了 TCP/IP，使 Internet 和 Unix 紧密结合在一起。 第三阶段是 Unix 的完善阶段，从 90 年代开始到现在。当 AT&T 推出 System V Release 4（第五版本的第四次正式发布产品）之后，它和伯克利的 4.3BSD 已经形成了当前 Unix 的 两大流派。 此时，AT&T 认识到了 Unix 价值，因此他起诉包括伯克利在内的很多厂商，伯 克利不得不推出不包含任何 AT&T 源代码的 4.4BSD Lite， 这次司法起诉也使很多 Unix 厂商 从 BSD 转向了 System V 流派。 这个时期的另一个事件是 Linux 的出现，一个完全免费的与 Unix 兼容的操作系统，运 行在非常普及的个人计算机硬件上。Linu x 已经有 500 多万用户，成为仅次于 Windows 的 第二大操作系统。 2.2 Linux 2.2 Linux 1991 年， 芬兰赫尔辛基大学的学生 Linus Benedict Torvalds 为了实习 MINIX （Andrew S. Tanenbaum 所创的一种“微型”的、主要供研究教学使用的 PC UNIX），在自己使用的 486 微机上开始试验开发一套比 MINIX 功能更强、能在低档微机上运行、对硬件要求不高而又 能支持在 PC 上被广泛使用的众多外围设备的 PC UNIX 系统，他将这个摇篮中的系统称为 “LINUX”。 1991 年 10 月， Linus 通过 INTERNET 公布了他的第一个“作品”LINUX 0.02 版，他将之放在互联网上的一个 FTP 服务器里供其他人自由下载，并在 USENET 讨论区 comp.os.minix 发布了相关消息。很快，这个由个人开发的自由操作系统吸引了众多网络冲 浪者的注意，在众多价格不菲的商业操作系统充斥市场的年代里，LINUX 的出现无疑带来 一股清新气息。许多人（他们中不乏高级专业人才）开始在这个系统上工作：有的测试和修 正核心的错误；有的给核心增加新的功能；有的开发或移植应用软件；有的为其编写新的硬 件驱动程序；而有的则为其编写使用文档。LINUX 以前所未有的速度蓬勃发展，一段时间 后，LINUX 的支持者几乎已经遍布全球，参与开发的成员也呈专业分工之势，LINUX 的核 心版本几乎每两个星期就更新一次， 这种发展速度一直维持到今天， 其蓬勃的生命力是其它 任何商业操作系统所不能媲美的。LINUX 诞生历程成为计算机发展历上的一个传奇故事。 linux 操作系统文件目录 随着 linux 的不断发展，越来越多的人开始使用 Linux，对于那些刚刚接触的人来说， 恐怕最先感到困惑的就是那些“不明不白”的目录了。如果想熟练使用 linux，让 Linux 听命 于自己，就必须掌握这些目录，下面就以 Xteam 公司的最新产品Xteamlinux 4.0 为例， 介绍一下在该系统下的目录。 /bin bin 是 Binary 的缩写。这个目录存放着最经常使用的命令。 /boot 这里存放的是启动 linux 时使用的一些核心文件， 包括一些链接文件以及镜像文件。 /dev dev 是 Device（设备）的缩写。该目录下存放的是 linux 的外部设备，在 Linux 中 访问设备的方式和访问文件的方式是相同的。 /etc 这个目录用来存放所有的系统管理所需要的配置文件和子目录。 /home 用户的主目录，在 linux 中，每个用户都有一个自己的目录，一般该目录名是以 用户的账号命名的。 /lib 这个目录里存放着系统最基本的动态链接共享库， 其作用类似于 Windows 里的 DLL 文件。几乎所有的应用程序都需要用到这些共享库。 /lost+found 这个目录一般情况下是空的，当系统非法关机后，这里就存放了一些文件。 /mnt 在这里面中有四个目录，系统提供这些目录是为了让用户临时挂载别的文件系统 的，我们可以将光驱挂载在/mnt/cdrom 上，然后进入该目录就可以查看光驱里的内容了。 /proc 这个目录是一个虚拟的目录，它是系统内存的映射，我们可以通过直接访问这个 目录来获取系统信息。 这个目录的内容不在硬盘上而是在内存里， 我们也可以直接修改里面 的某些文件， 比如可以通过下面的命令来屏蔽主机的 ping 命令， 使别人无法 ping 你的机器： echo 1 /proc/sys/net/ipv4/icmp_echo_ignore_all。 /root 该目录为系统管理员，也称作超级权限者的用户主目录。 /sbin s 就是 Super User 的意思，这里存放的是系统管理员使用的系统管理程序。 /tmp 这个目录是用来存放一些临时文件的。 我们要用到的很多应用程序和文件几乎都存放在 usr 目录下。 具体来说： 具体来说： /usr/X11R6 存放 X-Windows 的目录； /usr/games 存放着 Xteamlinux 自带的小游戏； /usr/bin 存放着许多应用程序； /usr/sbin 存放 root 超级用户使用的管理程序； /usr/doc linux 技术文档； /usr/include 用来存放 linux 下开发和编译应用程序所需要的头文件； /usr/lib 存放一些常用的动态链接共享库和静态档案库； /usr/local 这是提供给一般用户的/usr 目录，在这里安装一般的应用软件； 帮助文档所在的目录； /usr/man /usr/src linux 开放的源代码，就存在这个目录，爱好者们别放过哦； /var 这个目录中存放着在不断扩充着的东西， 我们习惯将那些经常被修改的目录放在这 个目录下。包括各种日志文件。如果你想做一个网站，你也会用到/var/www 这个目录。 2.3 Windows 早期版本的 Windows 通常仅仅被看作是一个图形用户界面，不是操作系统，主要因为它们 在 MS-DOS 上运行并且被用作文件系统服务。不过，即使最早的 16 位版本的 Windows 也 已经具有了许多典型的操作系统的功能， 包括拥有自己的可执行文件格式以及为应用程序提 供自己的设备驱动程序（计时器、图形、打印机、鼠标、键盘以及声卡）。 16 位操作系统 这个系列的产品包括： Windows 1.0Windows 1.04 Windows 2.0Windows 2.03 Windows 3.0Windows 3.2 16/32 位兼容操作系统 这个系列有： Windows 95 （第一版、第二版） Windows 98（第一版、第二版（最稳定和普及版） Windows Millennium Edition （ME）（Windows98 与 2000 的混合过渡性产品，颇受人 争议的版本） 32 位操作系统 它们包括：Windows NT 3.1（1992 年）、NT 3.5、NT 3.51、NT 4.0、Windows 2000、 Windows XP 32 位版、 Windows Server 2003 32 位版、 Windows Vista 32 位版、 Windows Server 2008 32 位版和 Windows 7 32 位版。 64 位操作系统 这个系列的产品包括：Windows XP 64 位版、Windows Server 2003 64 位版、Windows Server 2003 R2 64 位版、 Windows Vista 64 位版、 Windows Server 2008 64 位版、 Windows7 64 位版和 Windows server 2008 R2。 128 位操作系统 目前暂未推出。不过据说微软会在 WINDOWS 8 和 windows 9 时推出 128 位。 2.4 Netware 2.4 Netware Netware 是 NOVELL 公司推出的网络操作系统。 Netware 最重要的特征是基于基本模块设计思想的开放式系统结构。Netware 是一个开 放的网络服务器平台， 可以方便地对其进行扩充。 Netware 系统对不同的工作平台 （如 D0S、 0S/2、Macintosh 等），不同的网络协议环境如 TCP/IP 以及各种工作站操作系统提供了一致 的服务。 该系统 内可以增加自选的扩充服务 （如替补备份、 数据库、 电子邮件以及记帐等） ， 这些服务可以取自 Netware 本身，也可取自第三方开发者。 目前常用的版本有 3.11、3.12 和 4.10 、V4.11，V5.0 等中英文版本，而主流的是 NETWARE 5 版本，支持所有的重要台式操作系统（DOS,Windows,OS/2,Unix 和 Macintosh） 以及 IBM SAA 环境，为需要在多厂商产品环境下进行复杂的网络计算的企事业单位提供了 高性能的综合平台。 NetWare 是具有多任务、多用户的网络操作系统，它的较高版本提供系统容错能力 （SFT）。使用开放协议技术（OPT），各种协议的结合使不同类型的工作站可与公共服务 器通信。 这种技术满足了广大用户在不同种类网络间实现互相通信的需要， 实现了各种不同 网络的无缝通信，即把各种网络协议紧密地连接起来，可以方便地与各种小型机、中大型机 连接通信。NetWare 可以不用专用服务器，任何一种 PC 机均可作为服务器。NetWare 服务 器对无盘站和游戏的支持较好，常用于教学网和游戏厅。 Novell NetWare 由两部分组成， 即安装和运行在微机工作站上的用户接口 shell 重定向 （ 程序， 其作用是对来自工作站应用程序的请求进行解释， 判断这些请求是本地请求还是网络 请求）和安装并运行在文件服务器上的 NetWare 核心部分。 附： 嵌入式系统 英国电机工程师协会的定义， 嵌入式系统就是为控制、 监视或辅助设备、 机器或甚至工厂运作的装置。 它是一种电脑软件与硬件的综合体， 并且特别强调 量身定做 的原则， 也就是基于某一种特殊用途， 我们就会针对这项用途开发出截然不同的一项系统出 来， 也就是所谓的客制化 （Customize） 在新兴的嵌入式系统产品中， 。 常见的有手机、 PDA、 GPS、Set-Top-Box 或是嵌入式伺服器（embedded server）及精简型终端设备（thin client） 等。 嵌入式系统一般指非 PC 系统，有计算机功能但又不称之为计算机的设备或器材。它是以 应用为中心，软硬件可裁减的，适应应用系统对功能、可靠性、成本、体积、功耗等综合性 严格要求的专用计算机系统。简单地说，嵌入式系统集系统的应用软件与硬件于一体，类似 于 PC 中 BIOS 的工作方式，具有软件代码小、高度自动化、响应速度快等特点，特别适 合于要求实时和多任务的体系。 嵌入式系统主要由嵌入式处理器、 相关支撑硬件、 嵌入式操作系统及应用软件系统等组 成，它是可独立工作的“器件”。 嵌入式系统的硬件部分，包括处理器 / 微处理器、存储器 及外设器件和 I/O 端口、图形控制器等。嵌入式系统有别于一般的计算机处理系统，它不 具备像硬盘那样大容量的存储介质，而大多使用 EPROM 、 EEPROM 或闪存 （Flash Memory） 作为存储介质。软件部分包括操作系统软件 （ 要求实时和多任务操作 ） 和应 用程序编程。 应用程序控制着系统的运作和行为； 而操作系统控制着应用程序编程与硬件的 交互作用。 过去很多嵌入式系统不是一个操作系统，或者是提供商的专有核心，或者是 DOS 操作 系统的扩展。 显然这些方法并不能适应今天嵌入式系统开发的要求！ 现有的一些商业实时操 作系统，尽管提供了很小的核心和多任务开发环境，但性能并不理想，也不符合现在实时嵌 Solaris、 linux） ， 入式市场的需求。 因此， 人们把目光投向了通用操作系统 （例如 Windows、 希望把它们“改造”为实时操作系统。通常这些操作系统功能强大，结构复杂，易于软件的二 次开发，实用性强，并且提供编程人员熟悉的标准 API。此外，这些操作系统也提供了一些 对实时软件开发的支持。然而，这些操作系统用于嵌入式系统的开发还存在不足。嵌入式系 统要求具备高可靠性，满足应用需求的可剪裁性，以及比通用操作系统要求更高的实时性。 做为嵌入式系统开发的解决方案， linux 在众多通用操作系统中具有独一无二的优势。 首先， Windows 和 Solaris 等专有商业操作系统的剪裁受到商家的严格控制。这大大限制了开发者 的剪裁深度。而 linux 遵循 GPL 协议，开放所有系统源代码，非常易于剪裁。 其次，同其 它开放源码的通用操作系统（如 FreeBSD）相比，linux 在多种处理器、开发板支持和软件 开发工具支持上有很强的优势。 linux 最初也是作为通用操作系统而设计开发的，但提供了 一些实时处理的支持。这包括支持大部分 POSIX 标准中的实时功能，支持多任务、多线程， 具有丰富的通信机制等。 linux 还提供符合了 POSIX 标准的调度策略， 包括 FIFO 调度策略、 时间片轮转调度策略和静态优先级抢占式调度策略。其默认的调度策略是第三种。Linux 还 提供了内存锁定功能，以避免在实时处理中存储页被换出，也提供了符合 POSIX 标准的实 时信号机制。 嵌入式系统几乎包括了生活中的所有电器设备，如掌上 PDA 、移动计算设 备、电视机顶盒、手机上网、数字电视、多媒体、汽车、微波炉、数字相机、家庭自动化系 统、电梯、空调、安全系统、自动售货机、蜂窝式电话、消费电子设备、工业自动化仪表与 医疗仪器等。 3. 数据通信基础篇 3.1 数据通信的构成原理、交换方式及适用范围 1）数据通信的构成原理 ） DTE 是数据终端。数据终端有分组型终端（PT）和非分组型终端（NPT）两大类。分 组型终端有计算机、 数字传真机、 智能用户电报终端 （TeLetex） 用户分组装拆设备 、 （PAD） 、 用户分组交换机、专用电话交换机（PABX）、可视图文接入设备（VAP）、局域网（LAN） 等各种专用终端设备；非分组型终端有个人计算机终端、可视图文终端、用户电报终端等各 种专用终端。 数据电路由传输信道和数据电路终端设备（DCE）组成，如果传输信道为模拟信道， DCE 通常就是调制解调器（MODEM），它的作用是进行模拟信号和数字信号的转换；如 果传输信道为数字信道，DCE 的作用是实现信号码型与电平的转换，以及线路接续控制等。 传输信道除有模拟和数字的区分外， 还有有线信道与无线信道、 专用线路与交换网线路之分。 交换网线路要通过呼叫过程建立连接， 通信结束后再拆除； 专线连接由于是固定连接就无需 上述的呼叫建立与拆线过程。 计算机系统中的通信控制器用于管理与数据终端相连接的所有 通信线路。中央处理器用来处理由数据终端设备输入的数据。 2）数据通信的交换方式 ） 通常数据通信有三种交换方式： （1）电路交换 电路交换是指两台计算机或终端在相互通信时，使用同一条实际的物理 链路， 通信中自始至终使用该链路进行信息传输， 且不允许其它计算机或终端同时共亨该电 路。 （2）报文交换 报文交换是将用户的报文存储在交换机的存储器中（内存或外存），当 所需输出电路空闲时，再将该报文发往需接收的交换机或终端。这种存储_转发的方式可以 提高中继线和电路的利用率。 （3）分组交换 分组交换是将用户发来的整份报文分割成若于个定长的数据块（称为分组 或打包），将这些分组以存储_转发的方式在网内传输。第一个分组信息都连有接收地址和 发送地址的标识。在分组交换网中，不同用户的分组数据均采用动态复用的技术传送，即网 络具有路由选择，同一条路由可以有不同用户的分组在传送，所以线路利用率较高。 3）各种交换方式的适用范围 ） （1）电路交换方式通常应用于公用电话网、公用电报网及电路交换的公用数据网 （CSPDN）等通信网络中。前两种电路交换方式系传统方式；后一种方式与公用电话网基 本相似，但它是用四线或二线方式连接用户，适用于较高速率的数据交换。正由于它是专用 的公用数据网，其接通率、工作速率、用户线距离、线路均衡条件等均优于公用电话网。其 优点是实时性强、延迟很小、交换成本较低；其缺点是线路利用率低。电路交换适用于一次 接续后，长报文的通信。 （2）报文交换方式适用于实现不同速率、不同协议、不同代码终端的终端间或一点对 多点的同文为单位进行存储转发的数据通信。由于这种方式，网络传输时延大，并且占用了 大量的内存与外存空间，因而不适用于要求系统安全性高、网络时延较小的数据通信。 （