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计算机专业知识（中公教育版）

2022-09-18 10:17:30   0  举报

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事业单位计算机专业知识思维导图，不段完善中。

计算机科学与技术

事业单位

事业单位备考

作者其他创作

大纲/内容

从单个网络ARPANET向互联网发展，1969年美国国防部创建

第一阶段

建成了三级结构的互联网，三级网络分别为：主干网、地区网、校园网（企业网）

第二阶段

多层次的ISP（互联网服务提供商）结构的互联网

第三阶段

计算机网络发展阶段

由通用、可编程的硬件互连二成

主机

通信处理机

通信线路

交换设备

硬件

资源共享软件

工具软件

软件

协议

物理组成

传输介质

通信设备

网络协议

通信子网

终端

信息资源

软件资源

资源子网

功能组成

边缘部分

网络

路由

核心部分

工作方式

组成

计算机网络概念及组成

数据通信

资源共享

提高性能

负载均衡

分布式处理

计算机网络的功能

广域网（WAN）

城域网（MAN）

局域网（LAN）

个人区域网（PAN）

按作用范围分类

星型拓扑结构

树形拓扑结构

总线拓扑结构

环形拓扑结构

网状拓扑结构

按拓扑结构分类

公用网

专用网

按使用范围分类

按逻辑功能分类

如：星型网络、环形网络

点对点传输网络

如：无线网络、总线型网络

广播式传输网络

按通信方式分类

计算机网络的分类

单位：bit/s或b/s、bps

速率

单位时间内网络中某信道所能通过的“最高数据率”，bit/s

带宽

发送时延

传播时延

处理时延

排队时延

时延

单位时间内通过某个网络的数据量

吞吐量

传播时延*带宽

时延带宽积

利用率

往返时间

计算机网络的性能指标

语法

语义

同步

三要素

实体

对等实体

服务

数据封装

解封装

基本概念

计算机网络体系结构中的相关概念

面向应用

如：TELNET、FTP、HTTP、SMTP

应用层

数据格式转换、加密解密

如：ASCII、JPEG、MPEG

表示层

会话建立和维护

如：NetBIOS、RPC

会话层

进程逻辑通信

如：TCP、UDP、SPX

运输层

如：路由器、防火墙

路由选择、拥塞控制

IP、ARP、ICMP、IGMP

网络层

如：网桥、交换机

封装帧

如：PPP、HDLC

数据链路层

如：中继器、集线器

数据通路

物理层

层次结构

OSI参考模型

网际层IP

网络接口层

TCP/IP模型

五层协议的体系结构

TCP/IP解决的是多种异构网络的互联问题；OSI和CCITT最初只考虑使用一种标准的公用数据网，将各种不同的系统互联在一起

TCP/IP一开始就强调面向连接和无连接服务；OSI在开始时只强调面向连接服务

TCP/IP有较好的网络管理功能，并能在实际中使用；OSI只获得了一些理论研究成功，在市场化方面并未成功

TCP/IP和OSI的区别

计算机网络概述

机械特性

电气特性

功能特性

过程特性

特性

概述

信息

数据

信号

源系统

传输系统

目的系统

数据通信系统的组成

联机实时系统

远程批处理系统

分时处理系统

数据通信系统分类

有效性指标

差错率

可靠性

特征性指标

数据通信系统的主要性能指标

数据通信的理论基础

用于有线电视网络

分类：细缆、粗缆

同轴电缆

3类、5类、6类

屏蔽双绞线

无屏蔽双绞线

分类

双绞线

通信容量大、损耗低、重量轻、抗干扰能力强、保密性好、性能可靠、成本低、传输距离远

优点

必须使用专用设备，价格高

缺点

特点

适合近距离传输

多模光纤

适合远距离传输

单模光纤

光纤

导引型传输媒体

无法抵御窃听和防止各种恶意干扰，可靠性低，通信质量差

短波传输

工作频带宽

通信容量大

可靠性好

稳定性好

通信效果好

灵活性好

投资小

见效快

中继站选点复杂

易受自然环境影响

通信保密性差

地面微波

频带宽

信号受干扰较小

通信较稳定

传播时延长

传播损耗大

受大气层影响大

卫星通信

方向性好

易于制造

价格便宜

光波通信

非导引型传输媒体

物理传输媒体

模拟数据编码方法

数字数据编码方法

编码方法

基带传输和频带传输

串行传输和并行传输

异步传输和同步传输

单工传输、半双工传输和全双工传输

传输方式

编码与传输技术及传输系统

单位：Baud

波特率

bit/s、b/s、bps

比特率

码元

相关概念

奈奎斯特定理

信道的带宽或信道中的信噪比越大，信道的极限信息传输速率越高

实际信道上能够达到的信息传输速率要比香农的极限信息传输速率低

香农定理

奈奎斯特定理和香农定理

链路管理

帧同步

差错检测

透明传输

基本功能

网络中数据传输的最小单位

字符计数法

字节填充的首尾定界符法

将01111110作为开始和结束标志

填充：数据部分检测到5个连续为1，则在后面插入0，如：010101111110->0101011111010

接收方：遇到5个连续的1，就去掉后方的0

比特填充的首尾标志法

物理编码违例法

组帧方法

数据帧

水平/垂直奇偶校验码

循环冗余校验

检错编码

海明法

纠错编码

差错控制

格式

在物理层只支持点对点线路连接，不支持点多多连接，只支持全双工通信，不支持单工通信和半双工通信，支持异步和同步通信

只实现帧封装、传输、拆帧与校验功能；不使用帧序号，不提供流量控制功能

只要求接收端进行CRC校验，若帧传输正确，则接收该帧，否则丢弃

点对点协议PPP

时分多路复用

频分多路复用

波分多路复用

码分多址

信道划分协议

ALOHA协议

CSMA协议

随机接入协议

轮询协议

令牌协议

轮流协议

多路访问协议

为一个单位使用

地理范围和站点数目有限

与采用非光纤技术的广域网相比，具有较高的数据率、较低的时延和较小的误码率

具有广播功能

便于系统的扩展和演变，各个设备的位置可以灵活调整

提高了系统的可靠性、可用性和生存性

各个站点之间的关系是平等的，不存在主从关系

网络拓扑结构

传输媒介

介质访问控制方法

主要技术因素

星形、环形、树形、总线

主要拓扑结构

双绞线，同轴电缆、光纤

主要传输媒介

静态划分信道

随机接入

受控接入

动态媒体接入控制

介质访问控制技术

只能双向交替通信（半双工通信）

CSMA/CD

DIX Ethernet V2标准

帧的长度不是整数个字节

用收到的帧检验序列FCS查出有差错

收到的MAC帧的数据字段长度不在46-1500字节之间

无效MAC帧

IEEE 802.3标准

MAC帧

粗缆、细缆、双绞线、光纤

传输媒体

传输速率等于100Mbit/s

100BASE-T

吉比特

高速以太网

以太网

IBM的Token Ring

令牌环网

虚拟局域网(VLAN)

定义局域网体系结构、网络互连，以及网络管理与性能测试的IEEE 802.1标准

定义LLC子层功能与服务的IEEE 802.2标准

定义不同介质访问控制技术的相关标准

IEEE 802.3标准：定义CSMA/CD总线MAC子层与物理层的标准

IEEE 802.11标准:定义无线局域网MAC子层与物理层的标准

IEEE 802.15标准：定义无线个人区域网MAC子层与物理层的标准

IEEE 802.16标准:定义无线城域网MAC子层与物理层的标准

介质访问控制协议标准

IEEE 802协议标准

IEEE 802局域网标准族

组网设备

以太网组网技术

局域网的组网技术

局域网

独占线路资源

实时性好

可靠性高

面向连接

传输效率低

电路交换

无连接通信

存储转发

分段占用

传输的数据不存在先发先至、后发后至的情况，报文是一个整体，也是一个发送的数据，只要数据到达，则报文传输完毕

数据在存储转发是，会产生时延

报文交换

连接建立

信息传送

释放连接

虚电路方式

数据报方式

支持面向连接、和无连接的两种工作模式

采用传统记时分复用技术动态地分配线路资源，线路利用率高

有差错控制，数据传输可靠性高

存在传输时延

分组交换

数据交换方式

简单，开销小，但不能及时适应网络的变化，使用于简单的小网络

静态路由选择

较好地适应网络状态的变化，但实现较复杂、开销大，适用于较复杂的大网络

动态路由选择

路由选择算法

使用UDP传送

距离向量算法

算法

优点实现简单、开销小

限制网络的规模，它能使用的最大距离为15

路由器之间交换的路由信息是路由器中完整的路由表，随着网络的规模的扩大，开销也随之增大

当网络出现故障是，RIP要经过较长时间才能将此信息传送到所有的路由器

RIP

使用IP传送

分布式的链路状态协议

向本自治系统中的所有路由器发送消息，这里使用的方法是洪泛法

发送的信息是与本路由器相邻的所有路由器的链路状态，但这只是路由器所知道的部分信息。

只有当链路状态发生变化时，路由器才通过洪泛法向所有路由器发送此消息

特征

OSPF

内部网关协议

运行在TCP上

使用于不同自治系统中的路由器交换信息

路径向量路由选择协议

边界网关协议（BGP）

外部网关协议

路由选择协议

路由选择

32位二进制

总结

练习

IP地址网络号和主机号占位

图解

A类

B类

C类

用于多播

D类

保留

E类

分类的IP地址（IP地址=网络号，主机号）

IPv4地址

IP地址是逻辑地址

数据链路层使用的是MAC地址

IP地址和物理地址

IPv4(0100)

IPv6(0110)

版本（4位）

首部长度（4位）

区分服务（8位）

总长度（16位）

标识（16位）

标志（3位）

片偏移（13位）

生存时间（8位）

首部检验和（16位）

源地址（32位）

目的地址（32位）

可变部分

IP数据报

分成不同的内部网络

目的

从主机号中借出若干位做为子网号

IP地址::网络号，子网号，主机号

方法

划分子网

用来确定某个IP地址是否进行了子网划分

例子

子网掩码计算

用途

子网掩码

无分类编址（CIDR）

划分子网和子网掩码

子主题

IP协议

ARP

ICMP

网络层协议

网络互联

Intenet及其应用

网络安全与网络管理

网络技术基础

单位时间内执行指令的平均条数，单位：MIPS（百万条指令每秒）

运算速度快

计算精度高

超大存储容量

存储容量大

存储程序（程序+数据事先存入内存）

自动化程度高

能处理数据、非数据（能转成二进制），采用程序方式

通用性强

计算机的特点

科学计算、工程计算、数据处理、工业制造

解决给类问题

通用计算机

数控机床、轧钢控制、银行存款

针对性强、效率高、简单

专用计算机

按用途和使用范围

8位

16位

32位

64位

按一次所能传输和处理的二进制位数

巨型

大型

小型

微型

工作站

服务器

按规模和处理能力

计算机分类

第一台通用计算机ENIAC：1946年美国宾夕法尼亚大学，用于军事方面

天气预报、地震分析、导弹拦截、弹道计算

科学计算

办公自动化、库存管理、财务管理、图书资料管理

信息处理

计算机辅助设计（CAD）

计算机辅助制造（CAM）

计算机辅助教育（CAI）

计算机辅助测试（CAT）

计算机辅助系统

过程检测与控制

多媒体应用

计算机网络

人共智能

计算机的应用

计算机的特点、分类及应用

逢2进1、借1当2

0:0000，1:0001，2:0010，3:0011，4:0100，5:0101，6:0110，7:0111，8:1000，9:1001，10:1010

二进制（0-1）

逢8进1、借1当8

八进制（0-7）

逢10进1、借1当10

十进制（0-9）

逢16进1、借1当16

十六进制（0-9 A-F）

制数

=位数*基数的（位数-1）次方

二、八、十六进制转十进制

整数部分：除基取余（商为0）、倒叙

小数部分：乘基取整（小数部分为0）、顺序

十进制转成非十进制

将二进制数三位为一组转成八进制

二进制转八进制

将八进制每一位转成二进制

八进制转二进制

二进制和八进制转换

将二进制数四位为一组转成十六进制

二进制转十六进制

将十六进制每一位转成二进制

十六进制转二进制

二进制和十六进制转换

转换

8421码

数字编码

0-9(48-57)

A-Z(65-90)

a-z(97-122)

ASCII

字符编码

信息编码

无符号数和有符号数

原码、反码、补码都一样

正数（第一位0）

原码、反码（按位取反）、补码（反码+1）

负数 (第一位1）

定点机器数的表示方法

数据表示

0+0=0

0+1=1

1+0=1

1+1=10

加

0-0=0

0-1=1

1-0=1

1-1=0

减

0*0=0

0*1=0

1*0=0

1*1=1

乘

0/0 无意义

0/1=0

1/0=0 无意义

1/1=1

除法

二进制算数运算

0V0=0

0V1=1

1V0=1

1V1=1

逻辑加（或）（+、V）

0^0=0

0^1=0

1^0=0

1^1=1

逻辑乘（与）（X、^、.)

逻辑否定（非）

二进制的逻辑运算

算数运算和逻辑运算

数制及其转换，信息编码、数据表示，算数运算和逻辑运算

冯诺依曼提出：计算机之所以能实现自动化处理，是因为采用了“存储程序”工作原理

现代计算机的理论基础

计算机硬件由运算器、控制器、存储器、输入设备和输出设备五大部件组成

计算机内部采用二进制数表示指令和数据

采用“存储程序”的方式，将指令和数据放入同一个存储器中，并可按地址寻访

指令由操作码和地址码构成

早期以运算器为中心，为其他部件传送数据

冯诺依曼机特点

数算器和控制器：中央处理器（CPU）

算数逻辑单元（ALU）

算数运算

逻辑运算

运算器

取指令

分析指令

执行指令

控制器

存放程序和数据

1KB=1024B=2^10B

1MB=1024KB=2^20B

1GB=1024MB=2^30B

1TB=1024GB=2^40B

位（bit）:存储最小单位

字节：存储容量的度量单位，数据处理的基本单位

存储单位

存放运行器需要的程序和数据

特点：容量小、存取速度快

特点：可读/写，可随机存取，易失性，掉电后所有信息会丢失

存取速度快，但集成度低，功耗较大

静态随机存取器（SRAM）

集成度高、价位低、存储容量大和功耗低，存取速度比SRAM慢

动态随机存储器（DRAM）

随机存取器(RAM)

特点：内容固定不变，只读不可写，掉电后信息不丢失

只读存储器（MROM）

只能写一次

可编程只读存储器（PROM）

可多次改写

可擦除可编程只读存储器（EPROM）

用电可擦除可编程只读存储器（EEPROM）

只读存取器（ROM）

内部存储器

特点：存取速度慢、容量大、掉电不丢失信息

性能指标：存储容量、平均存取时间、数据传输率

存储容量=磁头数*磁道数*扇区数*每扇区字节数

转速高，存取快

硬磁盘存储

转速低，存取慢

软盘存储器

外存储器

缓解内存与CPU之间速度不匹配的问题

高速缓冲存储器

存储器

键盘

鼠标

光笔

触摸屏

图形数字化仪

扫描仪

摄像头

输入设备

电信号转成视觉信号

屏幕大小：屏幕对角长度

像素越多分辨率越高图像越清晰

分辨率：宽*高

灰度级越高，图像层次越清晰、逼真

灰度级

刷新率

单位：HZ

刷新频率

刷新存储器

显示设备

打印机

绘图仪

投影仪

输出设备

硬件系统组成部分

计算机硬件系统

双向

传输各种部件之间的数据信息

数据总线

单向

指出总线中源数据所在存储单元的地址

地址总线

传输各种控制信号

控制总线

总线宽度

单位：B/s

总线带宽=总线工作频率*总线宽度/8

总线带宽

总线复用

地址线总线、数据总线、控制总线的线数之和

信号线数

突发工作、自动配置、逻辑方式、仲裁方式、计数方式

总线控制方式

性能指标

ISA总线

EISA总线

PCI总线

VESA总线

AGP总线

USB总线

总线标准

总线

与CPU联系，控制内存、AGP

北桥芯片

负责I/O总线之间的通信

南桥芯片

芯片组（决定主板性能）

CPU监控

高级电源管理接口

辅助功能

主板

从内存中取出指令，并指出下一条指令在内存中的位置

对指令进行译码或测试，并产生相应的操作控制信号，以启动规定的动作

指挥并控制CPU、内存和输入、输出设备之间数据流动的方向

执行算数运算

执行所有逻辑运算，并进行逻辑测试

指令控制

操作控制

时间控制

数据加工

中断处理

功能

通用寄存器

程序技数器

指令寄存器

存储器数据寄存器

存储器地址寄存器

程序状态字

专用寄存器

CPU中的寄存器

CPU

数/模信号转换

输出和显示图形

图像处理

低功耗、高性能

配置核芯显卡的CPU通常价格低廉

核芯显卡

功耗低、发热量小

性能低、我法单独更换

集成显卡

单独安装、性能强、容易硬件升级

增加系统功耗、发热量大、占用更多的存储空间

独立显卡

数据经过总线送到北桥芯片，再送到图形处理GPU中进行处理

将处理完的数据送到显存

将显存读取出的数据送到RAM DAC进行处数据转换（数字信号转换成模拟信号）。若是DVI类型的显卡，则直接输出数字信号。

将转换完的模拟信号送到显示屏

工作原理

显卡

输入/输出设备、外存储器设备、多媒体设备、网络通信设备、过程控制设备

外部设备

PC机硬件的基础知识

软件：计算机系统运行的指令、数据和相关文档的集合

概念

管理计算机的全部硬件资源、软件资源和数据资源

并发性、共享性、虚拟性、异步性

Linux/Unix

分时操作系统

Windows

多窗口、多任务系统

Windows Server

网络操作系统

操作系统

汇编程序、编译程序、解释程序

语言处理程序

Oracle、MySQL、SQL Server、Access

数据库管理系统

编辑程序、调试程序、诊断程序、硬件维护程序、网络管理程序

系统辅助处理程序

系统软件

文字处理软件、表格处理软件、事务管理软件、辅助设计软件、实时控制软件

应用软件

计算机软件系统

优点：运算效率高、占用内存少

缺点：但刻度性差，难以识别、记忆、查错

机器语言

优点：简洁、运算效率较高、占用内存少

缺点：但通用性差、可移植性差

汇编语言

优点：通用性强、实现效率高、可维护性好，可移植性好，易懂、易理解。

缺点：执行效率低、对硬件可控性弱

高级语言

程序设计语言

抽象

继承

封装

多态

面向对象技术

程序设计语言和面向对象技术

数据规模大

数据类型多

数据处理速度快

数据价值密度低

大数据特征

二维表存储-关系数据库存储

结构化数据

XML、JSON

半结构化数据

文本、图片、音频、视频

非结构化数据

大数据的结构

分布式存储

HDFS

分布式计算

MapReduce

Hadoop

HPCC

分布式的、容错的实时计算系统

Storm

Apache Drill

大数据处理分析工具

电子政务

医疗卫生

新能源

零售行业

气象行业

大数据的应用

大数据技术基础知识

各种感知技术的广泛应用

建立在互联网上的泛在网络

具有智能处理的能力，能够对物体实施智能控制

感知层

技术架构

传感器技术

RFID标签

嵌入式系统技术

关键技术

物联网技术基础知识

随时获取

按需使用

随时扩展

按使用量付费

为用户提供

基础设施即服务（IaaS)

平台即服务（PaaS)

软件即服务（SaaS)

架构

安全

方便

数据共享

无限可能

公共云成本较低

IaaS满足企业不同需求

大企业倾向架设私有云

虚拟化技术

云存储技术

安全技术

资源监控

自动部署

云计算扩展投资价值

混合云计算的出现

以云为中心的设计

移动云服务

发展趋势

云计算技术基础知识

具有感知能力

具有记忆能力

具有思维能力

具有学习能力

具有行为能力

智能的特征

知识表示

机器感知

机器思维

机器学习

机器行为

研究的基本内容

自动定理证明

博弈

模式识别

智能信息检索

知识发现和数据挖掘

专家系统

主要研究领域

人工智能技术基础知识

语言、图像、文字

感知媒体

语言编码、图像编码、文本编码

表示媒体

键盘、鼠标、摄像机、显示器、打印机

表现媒体

磁盘、磁带、光盘

存储媒体

双绞线、同轴电缆、光纤

多媒体分类

集成性

实时性

交互性

媒体多样化

多媒体终端智能化

多媒体设备控制集中化

多媒体技术网络化

多媒体信息传输统一化

多媒体技术

赫夫曼算法

LZW算法

无损压缩

脉冲编码调制（PCM）

预测编码

变换编码

有损压缩

数据压缩类型

照相机

摄像机

录音设备

计算机

工具

信息获取

采样、量化、编码、将模拟声音变数字音频

音频的数字化

声音不失真，但占磁盘空间大

WAV

常用与音乐创作

MIDI

MP3

WMA

听觉

几乎不压缩

BMP

GIF

TIFF

静止图像压缩，有损压缩

JPEG

位图图像

Adobe Illustrator的格式

CorelDRAW的格式

CDR

AutoCAD的格式

DWG

DXF

矢量图形

音视频同步回放

AVI

QuickTime

MOV

MPEG压缩

MPG

MP4

文件小、加载快

FLV

动态图像

视觉

常见的媒体格式

多媒体技术基础知识

计算机及其应用基础知识

保密性

完整性

可用性

真实性

不可否认性

可追究性

可控性

信息安全的目标

物理层安全

网络层安全

系统层安全

应用层安全

管理层安全

信息安全的体系结构