《计算机导论》知识总结及习题.doc

精品文档计算机导论知识总结及习题1、 计算机的发展与划代从1946年第一台电子计算机ENIAC问世至今已经历了五代的发展历史。 1945 1955 1965 1975 80年代以后划分标准第一代第二代第三代第四代第五代逻辑元件电子管晶体管LSIVLSI人工智能计算机主存储品汞延迟线磁芯磁芯半导体半导体辅存磁带、磁鼓磁带、磁盘磁带、磁盘磁带、磁盘运算速度(万次/秒)0.54几十-几百百-几百几百-几万机型冯.诺依曼机型同前同前同前语言与伴随软件机器语言、汇编语言FORTRAN BASIC ALGOL COBOL多种语言多种语言数据库、知识库操作系统手工操作批处理管理系统操作系统正式形成分布式OS,网络OS2、 计算机的分类按信息的模数处理方式分： 数字计算机、模拟计算机、数模混合机按用途分： 通用计算机：通用计算处理、功能全、结构复杂、成本较高 专用计算机：专用控制、功能单一、结构简单、成本较低3、 计算机硬件系统性能指标：（）. 基本字长（内函精度）：指参与运算数据基本位数，它决定运算精度。（） 主存容量（外延外存）：决定计算机的存贮处理能力， 以字长为单位的计算机：容量以字数字长 （单元） 以字节为单位的计算机：容量以字节记 （字节） 如个单元个字，则1word16位二进制 个单元个字节，则1byte8位二进制 规定1024字节1k B640KB 102410241M 1024102410241024M=1G 1024G=1T（）. 运算速度（含主频）早期用每秒执行加法指令次数现在用等效速度或平均速度其它：用“标准程序”的实测速度表示用给出各种指令的具体执行时间表示还有：直接用主频fm表征，巨型机几亿、几十亿次秒，微机20MHz233、266、333、450、1024、2048. MHz（）. 外围设备能力（人机界面） 指计算机允许配置的外围设备能力 键盘、鼠标、显示器、打印机、绘图仪、数字化仪、网络通讯设备、多媒体设备以上为“四大硬件技术指标”4、 计算机的软件系统 系统软件 操作系统 单用户操作系统 多用户操作系统 网络用户操作系统 语言处理程序 汇编程序 解释程序 编译程序 软件系统 数据库管理程序 工具软件 诊断程序 调试程序 编辑程序 链接程序 应用软件：应用软件包，用户程序,面向各种问题的应用程序5、 操作系统 进程管理 存储器管理 操作系统的五大管理功能设备管理文件管理作业管理6、 中英文字符集ASC码:美国标准信息交换码 American Standed Code of Information Interchange 基本字符集128个，用7位表示，第8位为0。 第八位为，则为扩展字符集 09 (30H)(39H) 键盘上每一个键都有ASC码与之对应 AZ (41H)(5AH) 键一次键，即键入了一个ASC码 az (61H)(1AH)汉字编码 ASC码西文 汉字编码中文 字节高位为0 ASC基本字符集 字节高位为1 汉字（包括ASC扩展集） 两字节表示一个汉字，272716384 在利用西文键盘输入汉字时，机器只能得到ASC码，因此汉字需有适当的输入方法，即汉字输入外码序列，由软件自动转换成内码。内码是唯一的由汉字编码方案确定外码随汉字输入法而异，由汉字输入方案设计7、 计算机三大件组成计算机系统由硬件、软件、文件三大组成（此描述静态地、离散地划分，清晰、简洁） 主机 CPU ：运算器+控制器硬件存贮器：主存储器、辅助存储器 外设：输入输出设备计算机系统 系统软件：操作系统、编译系统、程序库 软件 应用软件：字表自理软件、辅助软件、数据库系统 文件8、 冯诺曼（Von Neumann）体系结构从主存取指令译码分析指令停机指令?停止执行执行指令 指令执行过程图存储程序原理决定了CPU的体系结构，即冯诺曼（Von Neumann）体系结构9、 计算机病毒计算机病毒(computer viruses)：是一类特殊的计算机程序。是一种人为特制的小程序，通过非授权入侵而隐藏在可执行程序或数据中。当计算机系统运行时，源病毒能把自身精确拷贝或者有修改地拷贝到其它程序体内，具有相当大的破坏性。计算机病毒的特征：隐蔽性、潜伏性、传播性、激发性、破坏性按病毒的入侵途径对病毒分类(1)源码病毒(source code viruses) 在源程序被编译前，插入到高级语言FORTRAN. COBOL. Pascal. C等编写的源程序中。由于用高级语言编写病毒程序难度较大，所以此种病毒较少见。(2)入侵病毒（intrusive viruses） 这种病毒入侵时，实际上是把病毒程序的一部分插入到主程序。它也难以编写。当病毒程序入侵到现有程序后，不破坏主程序就难以去掉病毒程序。(3)操作系统病毒(operating system viruses) 最常见、危害最大，这是因为整个计算机系统是在操作系统控制下运行的，操作系统病毒的入侵，造成病毒程序对系统的持续不断地攻击。 目前流行的许多病毒是通过修改注册表，当系统启动时，把病毒程序从磁盘上装到内存中，在系统运行过程中，不断捕捉CPU的控制权，不断进行病毒的扩散。 (4)外壳病毒 把自己隐藏在主程序病毒的周围，一般情况下，不对原来程序进行修改。 微机的许多病毒是采用这种外围方式传播，它以容易编制，也容易被检测和删除。 外壳病毒通常是感染可执行文件。10、 网络 我国于1994年实现与Internet的连接。IP地址网中计算机间实现相互通讯的前提是： 每一台计算机必须拥有一个地址，而且这个地址应该是唯一的，不允许重复。 在Internet中，独立存在的计算机称为主机（HOST）主机（HOST）拥有自己的Internet地址，Internet网络采用域名地址（文字）方式表示用户，采用IP地址（数字）方式标识入网的计算机。IP地址也称为网际地址是由一个32位的二进制数组成的号码。IP地址的表示方法： nnn.nnn.nnn.nnn 其中 nnn=1254 0和255在Internet中有特殊的用途 如我校 WWW 5 我校申请了16个 C 类 IP 地址 -55 共可挂接254*16=4064台主机 几种常用的协议 超文本传输协议(HTTP )用于传输组成万维网( World Wide We b ) We b页面的文件。 文件传输协议(FTP)用于交互式文件传输。(1)、用IE下载文件： 只能访问匿名FTP服务器，在IE的地址栏输入FTP服务器的地址即可，如： （2）、使用WINDOWS提供的FTP工具在DOS命令下键入：FTP 如：连接成功则要求输入用户名和口令，对于匿名FTP服务器，用户名：anonymous,口令：GUEST 在FTP提示符下常用的指令： ？ dir get put cd bye 简单邮件传输协议(SMTP)用于传输邮件消息和连接。 Telnet终端仿真协议，用于远程登录到网络主机。另外，以下应用层协议有助于简化TCP/IP网络的使用和管理： 域名系统(DNS)用于把主机名解析成IP地址。 简单网络管理协议(SNMP)用于在网络管理控制台和网络设备(路由器、网桥、智能集线器)之间选择和交换网络管理信息。TCP/IP协议 为了解决不同类型不同规模的计算机网络相互通信的问题，美国国防部（DOD）高级研究规划署(DARPA)于70年代末期提出这样的设想： 将不同网络通过一个被称为“网间连接器”的机构连接起来，在各个网络的低层协议上构造一个虚拟的大网，上层的网络组织和协议独立于低层的物理实现技术 从用户的角度看，在与其它网上主机通信时就如同和本地网的主机通信一样。根据这种思想研制出的网络体系结构和通信协议系列标准就称为TCP/IP。 TCP/IP标准是开放的，没有公司拥有版权凡是使用TCP/IP标准的网络可以互连IP地址必须是全球唯一的并有统一的格式。每个IP地址包括网络ID和主机ID。 网络I D (又称为网络地址)标识由路由器界定的同一物理网络中的系统。该物理网络上的所有系统必须有相同的网络I D。网络I D在网络互连时必须唯一。 主机I D (又称为主机地址)标识网络中的工作站、服务器、路由器或其他T C P / I P主机。主机地址对网络I P而言必须唯一。注意 网络 ID 指任何IP网络ID，不管是基于类的、子网的还是超网的。IP 地址有 32 位。32位不是同时使用的，通常把 32 位的IP地址分成4个八位的区域，称为八位组。每个八位组转换成一个 0 到 255 之间的十进制数(基本的十进制系统)，并用点隔开。这种格式称为点分十进制表示。下表提供了二进制和点分十进制格式 IP 地址的例子。表：二进制和点分十进制格式的I P地址二进制格式点分十进制表示 192 .168 . 3 . 24当谈到一般的I P地址时，常用w. x . y. z表示，如图1-3所示。地址类Internet组织机构一开始就定义了5种地址类以容纳不同大小的网络。Microsoft TCP/IP支持分配给主机的A、B、C类地址。地址类就是定义IP 地址中哪些位用于网络 ID，哪些位用于主机 ID。同时也定义了可能的网络数和每个网络中的主机数。1、A类 图 A类IP地址 A类地址分配给有大量主机的网络。A类地址的最高位总是设成0。接下来的7位(到第一个八位组结束)代表网络 ID。剩下的 24 位(后面3个八位组) 表示主机 ID。这就允许 126 个网络，每个网络有16 777 214台主机。图 1-4 显示了A类地址的结构。2. B类B类地址分配给中等规模的网络。B类地址的最高两位总是为二进制的1 0。接下来的 14 位 (到第二个八位组结束)表示网络I D。剩下的 16 位(后两个八位组)表示主机ID 。这就允许 16 384 个网络，每个网络65 534台主机。图1-5显示了B类地址的结构。 图 B类 IP 地址3. C类C类地址用于小型网络。C类地址的最高三位总是二进制 110。接下来的 21 位 (到第三个八位组结束)表示网络 ID。剩下的8位表示主机ID。这就允许 个网络，每个网络 254台主机。图 1-6显示了C类地址的结构。 图1-6 C 类 IP 地址4. D类D类地址是预留的 IP 组播地址。D类地址最高四位总是二进制的1110。剩下各位由主机组织者使用。M i c r o s o f t支持D类地址，应用程序可以用它向互连网络中支持组播的主机发送组播数据。5. E类E类地址是一个实验性地址，预留将来使用。E类地址的最高四位为1111。下表总结了可以用作主机 IP 地址的 A、B、C 类地址。表：IP地址表总结类W 的值网络IP部分主机IP部分可用网络数每个网络的主机数A1126wx.y.z12616 777 214B128191w.xy.z16 38465 534C192223w.x.yz2 097 152254注：A类地址1 2 7 .x . y. z预留用于本地计算机的回送测试和进程间通信。 网络ID指南网络 ID 标识了位于同一物理网络的 TCP/IP主机。同一物理网络上的所有主机必须指定了相同的网络 ID 后才能彼此通信。分配网络 ID 时遵照如下原则： 网络 ID 在 IP 互连网络内必须唯一。如果用户想要有到公共Internet 的直接路由连接，网络 ID 必须在 Internet 中是唯一的。如果用户没有计划要连到公共 Internet，本地网络 ID 必须在用户专用互连网络中唯一。 网络 ID 不能以数字 127 开头。数字 127 是一个A类地址，预留用于内部回送功能。 网络 ID 不能设置成全1。全1的网络 ID 预留用作 IP 广播地址。 网络ID不能设置成全0。全 0 的网络 ID 用来表示本地网络中的特定主机，是不用于路由的。下表列出了各类 IP 地址的有效网络 ID 范围。要表示 IP 网络 ID，就将主机位设成全 0。注意，虽然网络 ID 也用点分十进制表示，但它不是 IP 地址。表：网络 ID 类的范围地址类第一个网络 ID最后一个网络 IDA类1 . 0 . 0 . 0126 . 0 . 0 . 0B类128 . 0 . 0 . 0191 . 255 . 0 . 0C类192 . 0 . 0 . 0223 . 255 . 255 . 0主机ID指南主机 ID 标识网络内的 TCP/IP主机。把 IP 网络 ID 和 IP 主机 ID合起来就是一个 IP 地址。分配主机 ID 时，遵循以下原则： 在同一网络 ID 内，主机 ID 必须是唯一的。 主机 ID 不能设成全1，因为该主机 ID 预留作为广播地址，向网络中所有的主机发送包。 主机 ID 不能设成全 0，因为该主机 ID 预留用于表示网络 ID。下表列出了每类 IP 地址的有效主机 ID 范围。表：主机 ID 类的范围地址类第一个主机 ID最后一个主机 IDA 类w. 0 . 0 . 1w. 255 . 255 . 254B 类w. x. 0 . 1w. x. 255 . 254C 类w. x . y. 1 w. x . y. 254子网和子网掩码Internet地址类能容纳三种规模的 IP 互连网络，32位的IP地址划分成网络 ID 和主机 ID，取决于需要多少网络，每个网络需要多少主机。但是考虑 A 类网络 ID，同一网络中可能有16 000 000台主机。同一物理网络中由路由器隔开的所有主机共享同一广播通信，它们属于同一广播域。在同一广播域中有16 000 000个结点是不现实的，结果16 000 000个地址大部分没有分配出去，浪费了。甚至有65 000台主机的B类网络也是不现实的。为了实现更小的广播域并更好地利用主机 ID 中的每一位，可以把IP网络进一步分成更小的网络，每个子网由IP路由器界定并分配一个新的子网网络 ID，子网 ID是原始的基于类的网络ID的一个子集。要实现子网， IP 网络的每个子块必须有它们自己的唯一子网 ID。子网 ID 是用原始的基于类的网络 ID 的主机 ID 部分创建的。图1-7 子网划分前的网络 139 . 12 .0 .0考虑图 1-7 中的例子。B类网络 139 . 12 .0 .0可以有多达 65 534个结点。结点数太多了，实际上当时的网络会由于广播通信而饱和。对网络 139 . 12 .0 .0 的子网划分应按如下方式进行，使其不影响也不需要改变 IP 互连网络中其他部分的配置。网络 139 . 12 .0 .0 的子网划分是利用主机位的前8位(第3个八位组)作为新的子网 ID。如图1-8所示，当 139 .12 .0 .0进行子网划分时，就会创建带有自身子网 ID ( 139 .12 .1 .0 、139 .12 .2 .0、139 . 12 .3 . 0 )的不同网络。路由器知道不同的子网 ID 并能把 IP包路由到合适的子网。图1-8 子网划分后的网络 139 . 12 .0 .0注意， IP 互连网络的其余部分还是把三个子网的所有结点看成是在网络139 . 12 .0 .0上。IP 互连网络上的其他路由器不知道网络 139 . 12 .0 .0已经进行了子网划分，因而也不需要重新配置。还有一个子网划分的关键因素，即：对网络139 . 12 .0 .0 进行子网划分的路由器是怎样知道网络如何划分以及每个路由器接口到达哪些子网的？要给 IP 结点提供新的信息，必须告诉它们如何识别新的子网 ID，而不管Internet地址类。子网掩码用来告诉 IP 结点如何提取基于类的或子网的网络 ID。1. 子网掩码随着子网的出现，不再需要根据 IP 地址类的定义来决定 IP 地址中的网络 ID。这时就需要一个新的值来定义 IP 地址中哪部分是网络 ID，哪部分是主机 ID，而不管所用的是基于类的网络 ID 还是子网化的网络 ID。子网掩码(又称地址掩码)用一个 32 位的值来区分任意I P地址中的网络 ID 和主机 ID。子网掩码各位定义如下： 对应于网络 ID 的所有位都置为1。 对应于主机 ID 的所有位都置为0。TCP/IP 网络中的每台主机都需要有子网掩码，甚至在只有一个网段时也需要。在每个 IP 结点上，要么配置缺省的子网掩码，在采用基于类的网络 ID 时使用，要么配置定制的子网掩码，在采用子网或超网时使用。子网掩码的点分十进制表示法 子网掩码常用点分十进制数表示。在各位都划分成网络 ID 部分和主机 ID 部分后，32 位的数字就转换成点分十进制数表示。注意，即使用点分十进制表示了，子网掩码也不是 IP 地址。缺省的子网掩码是基于 IP 地址类的，在没有划分子网的 TCP/IP 网络中使用。下表 列出了用点分十进制数表示的子网掩码。表：缺省子网掩码(点分十进制表示)地址类子网掩码位子网掩码A 类 255 .0 . 0 . 0B 类 255.255 .0 . 0C 类 定制子网掩码指与缺省子网掩码不同的那些掩码，在使用子网或超网时使用。例如，138 .96 .58 .0 是一个8位的 B类 子网网络 ID。该子网掩码总共用 24 位( 255 . 255 . 255 . 0 )来定义子网的网络 ID。子网网络 ID 及其对应子网掩码的点分十进制表示如下： 子网掩码的网络前缀长度表示法因为网络 ID 总是从高位字节以连续方式选取的，所以可以用一种简便方法表示子网掩码，即用网络前缀表示： / 表示定义为网络 ID 的位数。下表列出了用网络前缀标记法表示的缺省子网掩码。表1-15 缺省子网掩码(网络前缀标记法)地址类 子网掩码位 网络前缀 A 类 /8 B 类 /16 C 类 /24例如，子网掩码为 255 .255 .0 .0 的 B 类网络 ID ，可以用网络前缀标记法表示成 138 .96 .0 .0/16。作为定制子网掩码的一个例子， 138 .96 .58 .0 是一个 8 位B类子网网络 ID。子网掩码总共用了 24 位来描述子网化的网络 ID。该子网网络 ID 及其相应的子网掩码可以用网络前缀标记法表示如下：138 .96 .58 .0/24。网络前缀标记法又称无类域间路由( CIDR )标记法。注意因为同一网络中的所有主机必须使用相同的网络ID，所以同一网络中所有主机的相同网络 ID 必须使用相同的子网掩码。例如：138 .23 .0 .0/16与 138 .23 .0 .0/24就是不同的网络 ID。网络ID /16表明有效主机 IP 地址范围是138 . 23 .0 .1到138 . 2 3 . 255 . 254。网络 ID /24表明有效主机I P地址范围是138.23 .0 .1到 54。显然，这些网络 ID 代表不同的IP地址范围。2. 决定网络ID要用任意子网掩码从任意 IP 地址中提取网络 ID，IP 模块使用一种称为逻辑“与( A N D )”的数学操作。在逻辑“与”操作中，只有在相“与”的两位都是真时结果才为真，其他情况时结果都是假。把这个规则应用于位，相“与”的两位都是1时结果才是1，其他情况时结果就是0。IP 模块对 32位 IP 地址和 32 位子网掩码进行逻辑“与”操作。该操作称为按位逻辑“与”。IP 地址和子网掩码按位逻辑“与”的结果就是网络 ID。例如，IP 结点为 129.56 .189.41，子网掩码为255.255.240 .0，其网络I D是多少？要获得结果，把两个数字都转换成二进制等价形式后并列在一起。然后，对每一位进行“与”操作并写下结果。 IP Address(IP地址) Subnet Mask(子网掩码) Network ID(网络I D )32位IP地址和子网掩码按位逻辑“与”的结果就是网络ID