专业课复习

计算机网络

计算机网络概述

数据链路层的数据单元是帧，在OSI模型中与接口层功能相当的是物理层、数据链路层。

物理层

2-0物理层接口特性

机械特性、电气特性、功能特性、过程特性

2-2数据通信方式

通信方式主要有串行传输以及并行传输两种。

串行传输包括：单向通信(比如电视广播)、半双工通信(不能同时双向通信)，比如：对讲机、全双工通信(双向同时通信)比如打电话

2-3常用编码方式

不归零制、归零制、曼彻斯特、差分曼彻斯特

其中比特流正电平代表1，负电平代表0，没有自同步能力

归零制：正脉冲代表1，负脉冲代表0，具有自同步能力

曼彻斯特：看中间，位周期中心向上跳变代表1，向下跳变代表0，也可以反过来定义。

差分曼彻斯特：看边界，在每一位的中心处始终都有跳变，位开始边界有跳变代表0，没有跳变代表1

2-4信道的极限容量

传输媒体：

单模的传输距离远，多模的传输距离近且直径更粗，光纤的抗干扰能力最强

信道复用技术

频分复用FDM：所有用户在相同时间占用不用的频带资源进行通信

时分复用TDM：所有用户在不同的时间占用相同的频带资源进行通信

波分复用WDM：光的频分复用，一根光纤可传输多个频率相近的光载波信号

码分复用CDM：码分多址，每个用户在同样的时间使用相同的频带进行通信

数据链路层

主要功能为：流量控制、差错检测、帧同步

差错检测：判断传输中是否会产生误码

循环冗余检验(CRC)

2-1点对点协议PPP

(2) 零比特填充

只要发现5个连续的1，立即填入一个0。接收时，逆操作

PPP协议中，链路控制协议主要用于协商在该数据链路上所传输的数据包的格式与类型

CSMA/CD协议过程总结：先听后发，边发边听，冲突停止，随机退避。

以太网的端到端往返时延 2t 称为争用期，或碰撞窗口。

CSMA/CD 的等待时间的计算使用 二进制指数退避算法。

算法规则：

• 第 $k$ 次发生冲突后，站点随机等待 $0$ 到 $2^k - 1$ 个 时隙（slot time），slot即基本退避时间
• 时隙的长度与信道传播时延有关（以太网中 slot time = 512 bit time）。

例如：

• 第 1 次冲突：等待 $0$ 或 $1$ 个 slot
• 第 2 次冲突：等待 $0$ ~ $3$ 个 slot
• 第 3 次冲突：等待 $0$ ~ $7$ 个 slot

MAC(物理)地址有48位，其是硬件设备的唯一标识符，具有全球唯一性

网络层

提供的两种服务

网际协议IP：是TCP/IP体系结构网际层中的核心协议

IP地址：分配一个全世界范围内唯一的32位的标识符

点分十进制记法，每八位为一组

1、 静态IP地址分配

静态IP地址分配，顾名思义，是手动为网络中的每一台设备永久性地指定一个固定的IP地址。这个地址不会自动改变，除非网络管理员进行手动修改。

特点：

• IP 地址长期不变，稳定可靠。
• 适合需要固定地址的服务器（如网站服务器、数据库服务器等）。

优点：易于管理关键设备，方便远程访问和服务部署。

缺点：配置麻烦，容易产生地址冲突，IP 利用率不高。

2、 动态IP地址分配

• 方式：通过 DHCP（动态主机配置协议）服务器自动分配，设备每次接入网络时获取一个可用的 IP。
• 特点：
  • IP 地址会变化，不固定。
  • 适合普通用户的电脑、手机等终端。
• 优点：管理方便，节省 IP 地址资源，降低冲突风险。
• 缺点：地址不固定，不适合需要稳定对外服务的场景。

子网掩码(地址掩码)： A类网络的地址掩码为255.0.0.0 B类网络的地址掩码为255.255.0.0 C类网络的地址掩码为255.255.255.0

地址解析协议

地址解析协议ARP：通过IP地址找到其对应的MAC地址

逆地址解析协议RARP：通过MAC地址找到其对应的IP地址

网际控制报文协议ICMP

功能为差错报告，ICMP封装在IP数据报的数据部分

应用：分组网间探测PING

IPV6

IPv6:128位，采用冒号十六进制记法

0压缩：

路由选择协议

有内部网关协议IGP

IGP又分为RIP协议、OSPF协议

RIP基于路径向量的路由选择协议：从A主机到达B主机，中间每经过一个路由器，称为一跳，距离向量就加1

外部网关协议EGP

EGP里有BGP协议

路由器的构成：路由选择部分、分组转发部分

运输层

用户数据报协议UDP

无连接、不可靠,尽最大努力交付。面向报文，没有拥塞控制，支持一对一、一对多、多对一、多对多、首部开销小

传输控制协议TCP

TCP是面向连接的，TCP连接只能有两个端点，一对一。并且是可靠交付，全双工通信，有拥塞控制

TCP连接的端点是套接字或插口

套接字=(IP地址:端口号)

TCP的流量控制和拥塞控制

TCP的连接建立

释放的时候需要经过四次挥手

应用层

使用TCP的应用层协议FTP、TELNET、HTTP、SMTP、POP3、IMAP

使用UDP的应用层协议DNS、TFTP、DHCP

常见的网络应用模型

• C/S（客户端-服务器模式）
  • 客户端主动发起请求，服务器提供服务（如 Web、FTP）。
• P2P（对等模式）
  • 节点既是客户端又是服务器，资源共享（如 BT 下载）。

6.1域名系统

DNS系统采用客户/服务器模型，其协议运行在UDP之上，使用53号端口。

DNS分为3部分：层次域名空间、域名服务器和解析器

因特网的域名系统被设计成一个联机分布式的数据库系统，并采用客户/服务器模型。

域名到IP地址的解析是由运行在域名服务器上的程序完成的，一个服务器所负责管辖的（或有权限的）范围称为区。每个区设置相应的权限域名服务器，用来保存该区中的所有主机的域名到IP地址的映射。

每个域名服务器不但能够进行一些域名到IP地址的解析，而且还必须具有连向其他域名服务器的信息。当自己不能进行域名到IP地址的转换时，能够知道到什么地方去找其他域名服务器。

DNS使用了大量的域名服务器，它们以层次方式组织。没有一台域名服务器具有因特网上所有主机的映射，相反，该映射分布在所有的DNS上。DNS层次结构如图所示。

发送邮件的协议：SMTP

读取邮件的协议：POP3 和 IMAP

数据库

ER图

ER图（Entity-Relationship Diagram，实体-关系图）是一种用来表示数据库中数据结构和数据之间关系的可视化工具

• 实体（Entity）：现实世界中可以被独立识别的对象或事物，例如“学生”、“课程”、“教师”。
  • 在ER图中，实体通常用矩形表示。
• 属性（Attribute）：实体所具有的特征或性质，例如“学生”实体可以有“学号”、“姓名”、“性别”。
  • 在ER图中，属性通常用椭圆形表示，属性和实体用线连接。
• 主键（Primary Key）：唯一标识实体的属性，如“学号”。
• 关系（Relationship）：实体之间的联系，例如“选修”关系连接“学生”和“课程”。
  • 在ER图中，关系通常用菱形表示，关系和实体用线连接。
• 基数/联系类型（Cardinality）：描述实体之间的数量关系，如“一对一（1:1）”、“一对多（1:N）”、“多对多（M:N）”。

主键、外键

主键（Primary Key）

• 定义：表中用于唯一标识每一条记录的属性（或属性组合）。
• 特点：
  1. 唯一性：每个值不能重复。
  2. 非空性：不能为NULL。

候选键（Candidate Key）

• 定义：表中能唯一标识记录的所有可能属性或属性组合。
• 特点：
  1. 候选键可以有多个。
  2. 从候选键中选出的一个作为主键。

外键（Foreign Key）

• 定义：用于建立表与表之间联系的字段，它的值必须来自另一表的主键或候选键。
• 作用：
  1. 建立关联（父表-子表）。
  2. 维护数据一致性（参照完整性）。

操作系统

计算机系统概述

☆ 操作系统的特征是什么？ 并发性：是指两个或多个事件在同一时间间隔内发生。 共享性：是指系统中的资源可供内存中多个并发执行的进程共同使用。 互斥共享方式：系统中的临界资源在一段时间内只允许一个进程使用。例如：打印机。 同时访问方式：从宏观上看，是多个任务在同时使用系统中的某个资源；从微观上看，是多个进程在交替互斥地使用系统中的某个资源。例如：磁盘。 虚拟性：是指通过某种技术把一个物理实体映射为若干个逻辑上的对应物。例如：虚拟处理器、虚拟内存、虚拟外部设备。 异步性：是指在多道程序环境下，允许多个程序并发执行，但由于资源有限，进程的执行不是一贯到底的，而是走走停停，以不可预知的速度向前推进。