计算机网络基础

第一章 计算机基础知识 1．计算机的发展历程

第一代电子计算机是以使用电子管为特征的。1946年第一台电子计算机ENIAC的主要器件是电子管（使用了18000支）

第二代电子计算机的特点是用晶体管代替了电子管。1958 第三代计算机的特点是小规模集成电路代替晶体管 1964

第四代电子计算机的主要特点是用大规模集成电路（LSI）和超大规模集成电路（VLSI）取代中小规模集成电路。这时，出现了微处理器，产生了微型计算机。人们通常把1974年至今出现的大型机称为第四代电子计算机。

计算机的发展有如下四个重要的方向：巨型化；微型化；网络化；智能化。

2．计算机的性能特点 运算速度快；计算精度高；存储功能强；具有逻辑判断能力；具有自动运行能力。 3．计算机的分类

（1）按计算机原理分为：电子数字式计算机、电子模拟式计算机和混合式计算机。 （2）按用途分为：通用机和专用机。

（3）按计算机的规模分为：巨型机、大中型机、小型机和微型计算机。

（二）数制的概念、不同数制之间的转换方法、二进制的算术运算和逻辑运算、二进制数在计算机中的表示和存储方法 1．数制的概念 在一种数制中，只能使用一组固定的数字符号来表示数目的大小。表示数目的大小具体使用了多少个数字符号，就称为该数制的基数。例如十进制数，基数是10。 在数制中有一个规则，N进制必须是逢N进1。

对于多位数，处在某一位上的“1”所表示的数值的大小，称为该位的位权。 2．不同数制之间的转换方法

要将非十进制数转换成十进制数，只要把非十进制数按权展开求和即可。 对于十进制数转换成非十进制数，整数转换中采用除以基数取余的方法；小数转换中采用乘以基数取整的方法。

由于八进制数的1位数相当于二进制的3位数，因此，从八进制数转换成二进制数，只需以小数点为界，整数部分向左，小数部分向右，每位八进制数用相应的3位二进制数取代，即可分别转换成二进制的整数和小数。无论是向左还是向右，最后不足3位二进制数时都用0补足3位。

由于十六进制数的1位数相当于二进制的4位数，因此，从十六进制数转换成二进制数，只需以小数点为界，整数部分向左，小数部分向右，每位十六进制数用相应的4位二进制数取代，即可分别转换成二进制的整数和小数。无论是向左还是向右，最后不足4位二进制数时都用0补足4位。

3．二进制数的算术运算和逻辑运算

加法运算法则：0＋0＝0；0＋1＝1＋0＝1；1＋1＝0（向高位进位）。 减法运算法则：0－0＝1－1＝0；1－0＝1；0－1＝1（向高位借位）。 乘法运算法则：0×0＝0；0×1＝1×0＝0；1×1＝1。 除法运算法则：0÷1＝0（1÷0无意义）；1÷1＝1。 逻辑变量之间的运算称为逻辑运算。逻辑运算是按位进行的，位于位之间不像加减运算那样有进位或借位的联系。

逻辑运算主要包括三种基本运算： 逻辑加法（“或”运算）：在给定的逻辑变量中，A或B只要有一个为1，其逻辑加的结果为

1。

逻辑乘法（“与”运算）：只有当参与运算的逻辑变量同时为1时，运算结果才为1。 逻辑否定（“非”运算）：即取反操作。0的非操作结果为1；1的非操作结果为0。 此外，“异或”逻辑运算（半加运算）也很有用：两个逻辑变量相异，运算结果才为1。 4．二进制数在计算机中的表示和存储方法

只需表示0和1两个数字符号，在物理上容易实现，如电路的导通和截至等。0和1两个数在传输和处理时抗干扰性强，不易出错，可靠性好；此外，0和1正好与逻辑代数“假”和“真”相对应，易于进行逻辑运算。

（三）数据的长度单位，数据的存储形式，计算机字符编码，计算机汉字编码 1．数据的单位与存储形式 在计算机内部，数据是以二进制的形式存储和运算的。数据的最小长度单位是二进制的一位数。通常将8位编为一组，叫做一个字节。

字：在计算机中用来表示该种计算机能最方便、最有效地进行操作的数据或信息的长度。一个字由若干字节组成。通常将组成一个字的位数叫做该字的字长。 2．计算机字符编码

字符编码就是规定用怎样的二进制码来表示字母、数字以及专门符号。在计算机系统中，有两种重要的字符编码方式：EBCDIC和ASCII。 3．计算机汉字编码

（1）国标码：也称为“区位码”，94×94的矩阵。

（2）机内码：是指在计算机中表示汉字的编码。机内码与区位码是有区别的，通常一个汉字的机内码占两个字节。

（3）汉字字模信息：在需要输出一个汉字时，首先根据该汉字的机内码找出其字模住处在汉字库中的位置，然后取出该汉字的字模住处作为图形在屏幕上显示或在打印机上打印输出。

（四）信息、数据和信息处理的概念 1．信息和数据

（1）信息：从计算机应用角度来说，通常将信息看作为人们进行各种活动所需的或所获取的知识。

（2）数据：是现实世界中将各种信息记录下来的、可以识别的符号。是信息的载体，是信息的具体表示形式。

数据和信息的联系及区别：数据是信息的表示形式，信息是数据所表达的含义；数据是具体的物理形式，信息是抽象出来的逻辑意义。可用多种不同的数据形式来表示一种同样的信息，信息不随表示它的数据形式不同而改变，它反映了现实世界中客观存在的知识。 2．信息处理

信息处理就是利用计算机的特点，通过计算机进行数据处理的过程。其本质是数据处理，主要目标是获取有用的信息。

第二章 计算机系统结构

（一）计算机硬件系统的五大功能部分、计算机工作原理 1．计算机系统的基本硬件结构

计算机硬件系统的五大功能部分分别是：运算器、控制器、存储器、输入设备和输出设备，其各自的功能如下：

（1）运算器：又称算术逻辑单元（ALU）。它是计算机对数据进行加工处理的部件，包括算术运算（加、减、乘、除等）和逻辑运算（与、或、非、异或、比较等）。

（2）控制器：负责从存储器中取出指令，对指令进行译码，根据指令的要求，按时间的先后顺序，负责向其他各部件发出控制信号，保证各部件协调一致地工作，一步一步地完成各种操作。控制器主要由指令寄存器、译码器、指令计数器、操作控制器等组成。

（3）存储器：是计算机记忆或暂存数据的部件。计算机中的全部信息，包括原始的输入数据、经过初步加工的中间数据以及最后处理完成的结果信息都存放在存储器中。此外，指挥计算机运行的各种程序，即规定对输入数据如何进行加工处理的一系列指令也都存放在存储器中。存储器分为内存储器（内存）和外存储器（外存）两种。

（4）输入设备：是给计算机输入信息的设备，是重要的人机接口，负责将输入的信息（包括数据和指令）转换成计算机能认识的二进制代码，送入存储器保存。

（5）输出设备：是输出计算机处理结果的设备。在大多数情况下，它将这些结果转换成便于人们认识的形式。

中央处理单元CPU：是硬件系统的核心，主要由控制器、运算器等组成。 2．计算机的简单工作原理

首先把表示计算步骤的程序和计算中需要的原始数据，在控制器输入命令的作用下，通过输入设备送入计算机的存储器，之后当计算开始时，在取指令命令的作用下，把程序指令逐条送入控制器。接着控制器对指令进行译码，并根据指令的操作要求向存储器和运算器发出存数、取数命令和运算命令，经过运算器计算把计算结果存放在存储器内，最后在控制器发出的取数和输出命令的作用下，通过输出设备输出计算结果。 3．微型计算机硬件结构的特点

微型计算机硬件结构最重要的特点是总线（bus）结构。它将信号线分成三大类：数据总线（DB）、地址总线（AB）和控制总线（CB）。 （二）计算机软件系统

微型计算机系统的软件分为两大类，即系统软件和应用软件。 系统软件是指由计算机生产厂为使用该计算机而提供的基本软件。系统软件依赖于机器，常用的有：操作系统、文字处理程序、计算机语言处理程序、数据库管理程序等。 应用软件是指用户为自己的业务应用而使用系统开发出来的用户软件。应用软件更接近于用户业务。

第三章 Windows操作系统 3．1 省略

3．4 Windows98的TCP/IP网络配置

1． IP地址：一个IP地址是一个逻辑的32位地址以用来指定一台TCP/IP主机。每个IP地址被分为两个部分，一部分是网络ID，另一部分是主机ID。网络ID用来指定在同一个物理网段上的所有机器，而主机ID则用来指定在网络上的某一台网络设备。在网络上面每台运行TCP/IP的机器都需要一个不同的IP地址。

2． 子网掩码：一个子网掩码是用来掩住IP地址的一部分，以使TCP/IP能够利用主机ID的一部分来作为网络ID。当一台TCP/IP主机想要通信时，子网掩码可以用来决定一台主机是在本地网上还是在远程网上。子网掩码用于划分子网。

3． 缺省网关：为了和另一个网段的主机进行通信，一个IP地址必须指出一个路由器地址，使网络信息通过缺省网关和另一个网段的主机进行通信。缺省网关用来指示TCP/IP往什么地方发送数据包，最终把数据送到远程的目的网中。如果用户不指出缺省网关，那么信息只能在本地网中进行传送。

4． DNS服务器就是提供IP和主机名加域名之间的转换服务的。

5． DNS服务器必须使用IP地址来标识，而不能通过主机名加域名来标识。

6． 一般情况下，Windows98中需要设置的TCP/IP参数有：IP地址、子网掩码、缺省网关、DNS。

第四章 计算机网络概述

4．1 计算机网络的产生与发展

计算机和通信技术的相互结合产生了计算机网络。这种结合主要体现在两个方面：一方面通信网络为计算机之间的数据传递和交换提供了必要的手段；另一方面，数字计算技术向通信技术的渗透又反过来提高了通信网络的性能。 1． 计算机网络的产生：

由于实际需要及技术的不断发展，计算机网络的产生有一个逐步演进的过程，线路控制器 ——> 多重线路控制器 ——> 前端处理机（FEP） ——> 集中器

（1）调制解调器的主要作用：把计算机或终端的数字信号变换成可以在电话线路传送的模拟信号以及完成相反的变换。

（2）早期的线路控制器只能和一条通信线路相连，同时也只能适用于某一种传送速率。由于在通信线路上是串行传输而在计算机内采用的是并行传输，因此这种线路控制器的主要功能是进行串行和并行传输的转换以及简单的差错控制。

（3）多重线路控制器可以和许多个远程终端相连，这种联机系统也称为面向终端的计算机通信网。

2．分组交换网的产生

（1）分组交换（packet switching）也称为包交换，是现代计算机网络的技术基础。

（2）传统的电路交换技术不适合计算机数据的传输。1966年6月，NPL的戴维斯（Davies）首次提出“分组”（packet）这一名词。1969年，美国的分组交换网ARPANET投入运行，从此计算机网络的发展就进入了一个暂新的纪元。 3．计算机网络体系结构的形成

（1） 为了设计复杂的计算机网络，在ARPANET的设计时提出了分层的方法。“分层”可将庞大而复杂的问题，转化为若干较小的局部问题，而这些较小的局部问题就比较易于研究和处理。

（2） 为了使不同体系结构的计算机网络都能互联，国际标准化组织（ISO）提出了一个试图使各种计算机在世界范围内互联成网的标准框架，这就是开放系统互联参考模型（OSI/RM，Open Systems Interconnection/Reference Model），简称OSI。从这以后，就开始了第三代计算机网络。

4．Internet成为世界上最大的计算机网络

Internet已经成为世界上规模最大和增长速度最快的计算机网络。仍属于第三代计算机网路，使用的是分层的体系结构，并没有使用OSI体系结构。 5．新一代计算机网络——宽带综合业务数字网

（1） 新一代或第四代计算机网络的最主要的特点是：综合化和高速化

（2） 综合化是指将多种业务综合到一个网络中——综合业务数字网ISDN。其优点是经济。 （3） 多媒体技术是指能同时获取、处理、编辑、存储和显示两个以上不同类型信息媒体的技术。传送多媒体信息最合适的网络是ISDN。

4．2 计算机网络的基本概念

1． 计算机网络和计算机网络通信协议

（1） 计算机网络：它是一个互相连接的、自治的计算机的集合。

（2） 计算机网络有三个主要的组成部分：若干台主机（向各用户提供服务）、一个通信子