计算机等级四级资料归纳

一、计算机网络与通信的基本概念

(一)计算机网络基础

1.计算机网络与通信的演进过程以及未来计算机网络的演进过程
大致可以概括为四个阶段:具有通信功能的单机系统阶段；具有通信功能的多机系统级；基于资源共享的计算机网络阶段；以局域网及其互连为主要支撑环境的分布式计算阶段。未来网络技术将向综合业务化、宽带化、智能化和标准化方向发展，无线数字网络的前景也是非常看好的。未来的计算机通信网络将成为社会中通信和信息处理的基础支撑环境。
2。计算机网络的定义。计算机网络的分类
计算机网络的分类可以按照不同的标准来划分:可以按照网络拓扑来划分；可以按照网络覆盖和互联距离来划分；可以按网络数据传输和系统拥有者来划分；可以根据不同的客户来划分等等。通常多以网络覆盖和互联距离来划分。
4。计算机网络的基本组成和二级子网的概念
计算机网络可以看作是由二级子网和网络协议软件组成。虽然网络的具体配置有所不同，但一般来说，网络的组成部分可以分为这三部分，尤其是广域网。
5。局域网的基本组成和一般结构
逻辑上，局域网的基本组成和上面提到的三个部分(即二级子网和网络协议软件)是一样的。但是由于局域网自身的特点，局域网的基本组成和一般结构往往是分开讨论的。
6。计算机网络常用的拓扑结构和特点
网络节点有两种类型:中转节点和接入节点。所谓网络拓扑，其实就是通信子网拓扑。一般来说，通信子网可以设计成两种信道类型:点对点信道和广播信道。点对点通道的特征是一条连接一对节点的线；两台主机往往通过几个传输节点连接起来，这些通道主要有星形、树形、环形和网状拓扑。广播信道的特点是所有节点只共享一个通信信道，任何一个节点发送的消息都可以被其他所有节点接收到。这种信道主要包括总线式、卫星或无线电通信方式等。
7。计算机网络的主要功能。“信息高速公路”和“三金”工程的内涵及其对社会的影响。信息高速公路集电话、电视、电脑于一体，其影响力可能超过三者历史影响力之和。
9。协议分层的概念和层次结构的特点
网络协议的复杂性决定了网络协议是以结构化的层次方式组织起来的，每一层执行一定的功能，每一层都建立在其下层之上。
10。协议的概念
协议总是指某一层的协议，如物理层协议、网络层协议、传输层协议等。
11。计算机网络体系结构的概念
对于结构化的网络协议，层和协议的集合一般称为网络体系结构。
12。与OSI术语
相关的主要术语是数据单元、服务接入点(SAP)、服务原语、面向连接和无连接服务。

(2)数据通信技术

1.数据通信基础知识
(1)模拟数据通信、数字数据通信和数据编码与调制技术数据是指能够被计算机处理的数字、字母、符号等有意义的实体。数据可以分为两种:模拟数据和数字数据。必须掌握模拟数据和数字数据的概念。它是信号数据的具体表示，与数据相关，但又不同于数据。在每种模式中，对应于数据信息的特定传输信号状态被称为数据信息编码。①模拟信号可以传输模拟数据②模拟信号可以传输数字数据③数字信号可以传输数字数据。此时，在通信的源端和目的端发生和接收的，以及中间介质传输的，都是跳频数字信号，称为基带传输。在基带传输中，需要解决两个问题:数字数据的数字信号编码(表示)；发射机和接收机之间的同步。④数字信号可以传输模拟数据。常用的方法是模拟数据的脉码调制(PCM)。主要包括采样、量化和编码三个步骤。(2)数据通信系统的一般结构首先要定义几个概念。DTE(数据终端设备)指数据终端设备，是用户拥有的联网设备工作站的总称。它们是数据的来源或目的，或者既是来源又是目的。DCE(数据电路终端设备或数据通信设备)是指数据电路终端设备或数据通信设备。前者CCITT用，后者EIA用。DCE是网络设备的总称，为用户设备接入网络提供连接点。自动呼叫/应答设备、调制解调器(MO-DEM)和其他中间设备均为DCE。它是信息传递的路径，是连接两个数据终端设备的线路。它包括传输介质和相关的中间设备。这个调制解调器属于DCE。有时候不需要，比如基带连接，就是用数字信号来传输DTE的数字数据。当模拟信号用于传输DTE数字数据时，调制解调器是必需的。通信控制器负责DTE和通信线路之间的连接。完整的数据缓冲、速度匹配、串行转换等。比如微型计算机内部的异步通信适配器(连接调制解调器)和数字基带网络中的网卡都是通信控制器。电话网络是通过调制解调器连接的，其工作过程如下:
第一阶段:建立通信线路。
第二阶段:建立数据传输链路。
第三阶段:数据传输。
第四阶段:数据传输结束。
第五阶段:拆线。
(3)通信线路的连接方式在数据通信系统中，计算机与终端设备之间的通信线路有三种不同的连接方式，以满足不同应用场合的要求。①点对点连接②分支连接③集线器连接
(4)数据通信方式
①并行输入/输出在并行传输中，设备之间至少同时传输8个数据位。传输中使用的并行数据总线有几种物理形式，但它们的功能都是一样的。
②在串行输入/输出串行数据传输过程中，每次只有一位数据从源传输到目的地。当然，与可以同时传输几比特数据的并行传输相比，串行数据传输的传输速度要比并行传输慢得多，但其成本却低得多。串行数据通信有三种方式:单工、半双工和全双工。
(5)数据传输方式一般来说，数据传输方式有两种:基带传输和频带传输。
(6)数据传输的同步技术数据在传输线上传输时，为了保证发送方发送的信息能被接收方正确接收，要求发送方和接收方的选择动作必须同时受到控制，即发送方在一定的起止时间内以一定的速率发送数据，接收方也必须在相同的起止时间内以相同的速率接收数据；否则，即使发射端和接收端之间只有微小的误差，随着时间的增加，误差也会逐渐积累，最终导致发射端和接收端不同步，使传输的数据出错。为了避免收发信机失步，使整个系统正确有效地工作，收发信机的动作必须严格地同时进行，这就是所谓的同步技术。可见，同步技术会直接影响通信质量，严重时会导致系统无法正常工作。有两种常见的同步模式:异步模式和同步模式。
(7)数据通信中的几个主要技术指标数据通信系统主要是通过数据传输的数量和质量来衡量的。量主要指传输速度，对应的指标是数据传输速率；高质量数据传输的可行性通常由数据传输的误码率来衡量。①信息速率是指每秒钟能传输的二进制码的位数，即比特数，所以也叫比特率。可由以下公式确定:
S=(1/T)*log 2 N
其中S为比特率，单位为bit/s(比特/秒)(简称bpst是传输信息的电信号的脉冲宽度，或脉冲的重复周期，n是电脉冲信号所有可能的有效状态。总是n ^ 2的索引(比如2，4，8…)。
②调制速率也叫波特率，有时也叫符号率。公式为
B=1/T
，其中B为调制速率，单位为波特。b显然指的是电信号传输信息的速率，即每个时钟传输多少个电信号单位，即电信号的转换次数。以上两个概念的定量关系为S=B*log 2 N
③误码率误码率是指信息传输的误码率，也称为误码率，是数据通信系统在正常工作条件下传输可靠性的一个指标。因为信息的最小单位在传输中是不同的，可以是比特、符号、码字，也可以是一组码字。因此，差错率可以用以下方式表示:误码率P b、误码率P e、字差错率P w和组差错率等。
④信道容量，表示信道传输数字信号的能力，以数据速率为指标，以信道每秒可传输的bitbinary位数为单位。在这里，位是计算机中常用的二进制位。信道的数据速率受到信道带宽的限制。对于没有热噪声的信道，下面的奈奎斯特公式给出了这种限制:
C=2H*log 2 L，其中h是低通信信道的带宽(Hz)；l在给定时间数字信号的可能离散值的数量；c是信道的数据速率(比特/秒)。香农进一步研究了随机噪声(服从高斯分布)干扰的信道，给出了香农公式:C=H*log 2 (1+S/N)，其中S为信号功率，N为噪声函数；S/N是信噪比。由于实际使用的信道，信噪比应该足够大。通常表示为10*log 2 S/N，单位为分贝(记为dB)。使用时要特别注意。
(8)复用技术在数据通信或计算机网络系统中，传输媒体的能力往往超过传输单个消息的需求。为了有效地利用通信线路，希望能同时传输多个信号，这就是所谓的mul多路复用。最常用的两种复用技术是频分复用(FDM)和时分复用(TDM)。其中，时分复用又可分为同步时分和异步时分。
(9)错误控制
2。数据交换技术
常用的数据交换有三种:线路交换；消息交换；分组交换。
(1)电路交换用于电路交换，即通过网络中的节点为双方建立专用的通信线路。电话系统是电路交换最常见的例子。通过线路交换进行通信意味着两个站之间存在实际的物理连接，这是由节点之间的线路连接顺序形成的。线路切换可能效率低下，信道容量在连接期间是独占的，即使没有数据传输，别人也无法使用。就性能而言，在数据传输之前，建立连接会有延迟。一旦线路建立，网络实际上对用户是透明的。用户可以使用固定的数据传输速率来传输数据，通过传输链路时除了传输时延之外没有其他时延。
(2)报文交换在报文交换中，不需要在两个站之间建立专用通道。每个经过的节点接收到整个消息，临时存储这个消息，然后发送到下一个节点。
(3)分组交换试图结合报文交换和电路交换的优点。
3。常用传输介质
(1)双绞线双绞线一般用于点对点连接。在低频传输中，双绞线的抗干扰性能等于或高于同轴电缆。双绞线(TP)一般分为非屏蔽双绞线(UTP)和屏蔽双绞线(STP)。
(2)同轴电缆是局域网中使用最广泛的传输介质。同轴电缆由围绕同一根轴的两根导线组成。局域网中常用的同轴电缆分为细同轴电缆和粗同轴电缆两种。
(3)光纤在局域网通信媒体领域最激动人心的发展是光纤的出现。但是光纤不容易分支。所以一般用于点对点连接。
(4)无线传输介质中的无线介质不需要架设或铺设电缆或光纤，而是通过大气进行传输。目前常用的技术有微波、红外、激光和卫星通信。
(5)传输介质的选择传输介质的选择取决于很多因素，分别是①网络拓扑的结构；②支持实际需求提出的沟通能力；③满足可靠性要求；④价格实惠的范围。
4。差错控制编码
差错控制编码技术都采用冗余编码，方案很多，但其核心思想是:在发送数据(信息比特)之前，按照一定的关系加入一定数量的冗余比特，形成符合一定规则的通用码字后再发送。其中，要发送的有效数据发生了变化，相应的冗余比特也发生了变化，这样总码所符合的规律就不变了。接收端收到码字后，判断码字是否仍符合原始规律，如果符合，则认为传输过程正确，可以去掉冗余比特，恢复原始数据(信息比特)；如果不符合原规则，则认为传输过程中存在错误(这个过程称为验证过程)。下面简单介绍几种常用的冗余编码技术。
(1)奇偶校验码奇偶校验码是最简单的校验码。编码规则是先将待传输的数据符号分组，在每组数据后附加一个校验位(冗余位)，使该组包含冗余位的码字中“1”的个数为偶数(偶数校验)或奇数(奇数校验)。在接收端，根据相同的规则进行检查。如果发现任何差异，就意味着发生了错误；只要“1”的个数仍然符合原来的规律，就认为传输是正确的(实际上可能发生了错误)。实际数据传输中使用的奇偶校验码可以分为三种:垂直奇偶校验码、水平奇偶校验码和水平垂直奇偶校验码。
(2)分组计数分组计数是指字符码中“1”的个数用二进制表示，随字符一起发送。
(3)汉明码汉明码是一种纠错码。它不仅可以发现错误，还可以纠正一些错误，即可以定位故障并将其反转。
(4)循环冗余校验码(CRC)首先要定义四个概念:①(n，k)码；②线性分组码(又称线性码)；③循环码；④码(字)多项式。CRC冗余码的生成方法和理论推导过程应该已经掌握，这里不再赘述。值得注意的是，计算过程中要用到模2运算，即异或运算。
5。RS232c等常用接口标准和协议
所谓协议，就是通信双方为了正常通信而达成的一系列协议。
(1)RS232 c
(2)EIA RS-449、RS-422和RS-423接口标准
(3)CCITT X.21和X.21bis建议
(4)计算机之间传输文件时应使用文件传输协议。最流行的分组协议之一是自动重复请求协议ARQ(自动重复请求协议)。该协议规定，如果在接收的数据包中检测到错误或数据包未被批准，则该数据包将自动重复传输。ARQ协议有多种形式。XMODEM和kermit是ARQ协议。
(5)XON/XOFF流控协议在一定程度上增加了缓冲内存空，可以缓解发送方和接收方传输速率的差异，但这是一种被动消极的方法，在实现上有很多不便和局限性。一方面，系统不允许设置过大的缓冲区空室；另一方面，在速度明显不匹配，传输大文件的情况下，仍然会出现缓冲存储空空间不足的情况。XON/XOFF方案是一种更主动、更主动的流量控制方法。在XON/XOFF方案中，使用一对控制字符来实现流量控制，其中XON采用ASCII字符集中的控制字符DC1，XOFF采用ASCII字符集中的控制字符DC3。当通信链路的接收方过载时，它向发送方发送一个XOFF字符，发送方在收到XOFF字符后暂时停止发送数据。接收方处理完缓冲存储器中的数据并从过载中恢复后，向发送方发送一个XON字符，通知发送方恢复数据传输。在一个数据传输过程中，XOFF和XON的循环可以重复多次，但对用户是透明的。许多异步数据通信软件包都支持XON/XOFF协议。这种方案也可用于计算机向打印机或其它终端设备发送字符。
6。串行通信硬件
(1)调制解调器的功能。Modem在网络中属于DCE，目前应用广泛。为了利用廉价的公共交换电话网实现计算机之间的远程通信，需要先在发送端将数字信号转换成可以在公共交换电话网上传输的模拟信号，然后在接收端将音频信号转换成相应的数字信号。
(2)调制解调器分类
①根据调制解调器的速度分类，可分为低速调制解调器、中速调制解调器和高速调制解调器。
②按调制方式可分为FSK(频移键控(FSK)、相移键控(PSK)、相位幅度调制(PAM)等。
③单独的调制解调器按照连接电脑的方式分类，有连接电脑、电话等的插座。在背面。内置调制解调器，设计在便携式计算机中。
④直接耦合声耦合系统的分类根据与电话线的连接方式
⑤手动拨号调制解调器的分类自动拨号/自动应答调制解调器智能调制解调器
⑥通信设备的分类根据网络形式，通信设备可分为:本地网络设备(室内，部分在楼内)；公共网络设备(如拨号设备)；专用网络设备(租用线路)。相应的MODEM也可以分为三类:短距离MODEM拨号调制解调器；专用调制解调器。
⑦同步调制解调器按同步方式分类，同步传输帧格式固定，有同步码或数据同步信息。这种调制解调器的传输速率很高，可以达到560 kbit/s，一般用于主机对主机的通信或在互联网上使用。由于同步调制解调器需要同步电路，设备复杂，成本高。异步调制解调器，异步数据传输是突发模式下的随机传输。在字符单位中，起始位和停止位表示字符的开始和结束。异步通信主要用于终端-主机或其他低速通信场合。这个调制解调器的数据传输速率不会太高。该电路简单，成本低。
(3)调制解调器的附加功能目前调制解调器的附加功能有:
①拨号存储和自动应答功能；
②拨号待机功能；
③异步同步模式转换功能。当公司有两种通信设备时，可以选择带有异步同步通信模式转换器的调制解调器。这样，当你需要切换到不同的通信设备时，只需拨调制解调器的模式转换开关。
④有些具有安全功能的专线调制解调器还可以让几个设备共用线路，可以带多个端口，即在MOˉDEM中设置多个多路复用器，价格昂贵。
⑤热备份功能在不允许中断的通信场合，也可以采用MODEM双热备份。一旦一个调制解调器坏了，它会自动切换到另一个调制解调器。
⑥纠错和均衡功能。
(4)调制解调器工作原理①调制技术②发射机③接收机
(5)异步通信适配器
(6)同步通信适配器
(7)网络接口卡
7 .串口通讯软件及编程方法
(1)用户常用的PC通讯软件有:PCTALK|CROSS TALK、PROCOMM、QMODEM、SMARTCOM等。虽然这些软件的功能和程序规模各不相同，但就用户的使用来说，可以归纳为两种:终端仿真(也叫终端仿真)和文件传输。
(2)DOS PC串口通信PC通常有两个异步串口。它们分别叫做COM1和COM2，都符合RS232C标准。DOS可以通过操作COM1和COM2实现异步串行通信。