网络体系结构与通信基础
计算机通信基础
计算机通信基础
计算机通信基础是指计算机网络和通信技术的基础知识。
计算机通信基础包括以下内容：
1. 计算机网络体系结构：计算机网络的体系结构分为OSI七层模型和TCP/IP四层模型，两种模型都提供了通信协议的规范。
2. 网络拓扑结构：网络拓扑结构包括总线式、环形、星形、树形、网状等几种形式。
不同的拓扑结构有各自的特点和适用场景。
3. 通信协议：通信协议定义了计算机之间通信时所遵循的规则和原则，常见的协议有TCP/IP、HTTP、FTP、SMTP等。
4. 网络设备与技术：网络设备包括路由器、交换机、网卡等；网络技术包括局域网、广域网、互联网、无线网络等。
5. 网络安全：网络安全是计算机通信中的重要问题，涉及到信息安全、身份验证、防火墙等方面。
6. 高速网络和云计算：随着云计算和大数据技术的发展，高速网络成为了支撑云计算的基础设施之一。
以上是计算机通信基础的主要内容，对于从事计算机网络和通信技术相关工作的人员而言，这些知识点是必备的。
《计算机网络课程》PPT课件
第一章 OSI参考模型和TCP/IP协议体系
从物理结构上看，计算机网络又可定义为在协议控制下，由若干计算 机、终端设备、数据传输设备和通信控制处理机等组成的系统集合。 该定义强调计算机网是在协议控制下，通过通信系统实现计算机之间 的连接，网络协议是区别计算网络与一般的计算机互连系统的标志。
综上所述，根据目前流行的观点，可以把计算机网络定义为：按照网 络协议，以共享资源为主要目的，将地理上分散且独立的计算机互相 连接起来形成的集合体。通常根据人们所处环境和研究的着眼点不同， 可采用不同术语。当着重研究网络资源共享问题时，可称作计算机网 络；当着重研究和分析通信方面问题时，常称作计算机通信网络。我 们对这两个术语将不加严格区分，一般都称作计算机网络。
实体与协议： 网络中的通信是指在不同系统中的实体之间的通信。 实体，是指能发送和接收信息的任何东西，包括终端、应用软件、
通信进程等。 协议：跟在人与人之间交流一样，实体之间通信需要一些规则和
约定，例如，传送的信息块采用何种编码和怎样的格式？如何识 别收发者的名称和地址？传送过程中出现错误如何处理？发送和 接收速率不一致怎么办？简单地讲，通信双方在通信时需要遵循 的一组规则和约定就是协议。 协议的构成：协议主要由语义、语法和定时三部分组成，语义规 定通信双方准备“讲什么”，亦即确定协议元素的种类；语法规 定通信双方“如何讲”，确定数据的信息格式、信号电平等；定 时则包括速度匹配和排序等。
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第一章 OSI参考模型和TCP/IP协议体系
提高可靠性表现在网络中各台计算机可以通过网络彼 此互为后备机，一旦某台计算机出现故障，故障机的任务 就可由其它计算机代为处理，避免了单机在无后备使用情 况下，某些计算机故障导致系统瘫痪的现象，大大提高了 可靠性。
801计算机专业基础
题号：801《计算机专业基础》考试大纲注：以下五部分内容只选择两部分进行答题（一）、计算机组成原理（75分）一、考查目标1.深入理解单处理器计算机系统的组织结构、工作原理、互连结构，具有完整的计算机系统整机的概念；2.掌握各部件的组成结构、工作原理、软硬件设计的舍取、以及硬件实现；3.综合运用计算机组成的基本原理和基本方法，对有关计算机硬件系统中的理论和实际问题进行计算、分析，并能对一些基本部件进行逻辑设计。
二、考试内容1.总线：总线的组成、分类、特性和性能指标，总线的层次结构，总线定时、传送、仲裁。
2.内存储器：存储器的基本概念、分类、层次结构，半导体主存储器，高速缓冲存储器（Cache），差错检测。
3.输入/输出：I/O编制的方法，编程I/O、程序中断、DMA的原理及控制机制。
4.运算方法与运算器：计算机中的数制系统，数的表示方法，定点数四则运算方法，浮点数四则运算方法，定点加减法器设计。
5.指令系统：指令格式、数据类型、寻址方式、指令类型、指令系统设计与优化。
6.处理器技术：CPU的结构、CPU中的寄存器组织、控制器的结构和工作原理、微程序设计技术。
三、参考书目1.唐朔飞编著.计算机组成原理（第二版）.高等教育出版社，20082.白中英主编.计算机组成原理（第四版）.科学出版社，20093.蒋本珊编著.计算机组成原理（第二版）.清华大学出版社，2008（二）、数据结构（75分）考查目标1．理解数据结构的基本概念；掌握数据的逻辑结构、存储结构及其差异，以及各种基本操作的实现。
2．掌握基本的数据处理原理和方法，在此基础上能够对算法进行设计与分析。
3．能够选择合适的数据结构和方法进行问题求解。
考查内容一、线性表（一）线性表的定义和基本操作（二）线性表的实现1．顺序存储结构2．链式存储结构3．线性表的应用二、栈、队列和数组（一）栈和队列的基本概念（二）栈和队列的顺序存储结构（三）栈和队列的链式存储结构（四）栈和队列的应用（五）特殊矩阵的压缩存储三、树与二叉树（一）树的概念（二）二叉树1．二叉树的定义及其主要特征2．二叉树的顺序存储结构和链式存储结构3．二叉树的遍历4．线索二叉树的基本概念和构造5．二叉排序树6．平衡二叉树（三）树、森林1．树的存储结构2．森林与二叉树的转换3．树和森林的遍历（四）树的应用1．等价类问题2．哈夫曼树和哈夫曼编码四、图（一）图的概念（二）图的存储及基本操作1．邻接矩阵法2．邻接表法（三）图的遍历1．深度优先搜索2．广度优先搜索（四）图的基本应用及其复杂度分析1．最小（代价）生成树2．最短路径3．拓扑排序4．关键路径五、查找（一）查找的基本概念（二）顺序查找法（三）折半查找法（四）B-树（五）散列（Hash）表及其查找（六）查找算法的分析及应用六、内部排序（一）排序的基本概念（二）插入排序1．直接插入排序2．折半插入排序3．希尔（shell）排序（三）交换排序1．冒泡排序2．快速排序（四）选择排序1．简单选择排序2．堆排序（五）归并排序1．二路归并排序（六）基数排序（七）各种内部排序算法的比较（八）内部排序算法的应用参考书从考试大纲看，所要求的知识在一般的大学数据结构教材中都已经包含，所以，选择哪本书并不是重要的事情。
计算机网络基础(第二版)习题参考答案
计算机网络基础(第二版)习题参考答案计算机网络基础(第二版)习题参考答案1. 数据通信基础计算机网络是一种将分布在不同地理位置的计算机系统连接在一起，实现信息交换和资源共享的系统。
数据通信是计算机网络的基础，它指的是在计算机网络中传输和交换数据的过程。
1.1 数据通信的基本概念数据通信是指通过某种媒介传输数据，将计算机系统中的信息从一个地方发送到另一个地方。
数据通信的基本概念包括发送方、接收方、传输介质、传输模式等。
1.2 数据通信的基本组成数据通信的基本组成包括发送器、信道、接收器等。
发送器将信息转换为适合传输的形式，并通过信道将信息传输到接收器进行处理。
1.3 数据通信的基本模型数据通信的基本模型是指数据在传输过程中的几个基本要素，包括发送方、接收方、传输介质和传输协议。
发送方将信息分段转换为数据包，通过传输介质传输给接收方，接收方按照相应的传输协议进行解析和处理。
2. 计算机网络的概述计算机网络是指将多台计算机系统通过通信线路或其他传输介质连接起来，实现信息交换和资源共享的系统。
2.1 计算机网络的分类根据规模和范围的不同，计算机网络可以分为局域网（LAN）、城域网（MAN）和广域网（WAN）等不同类型。
2.2 计算机网络的体系结构计算机网络的体系结构包括物理层、数据链路层、网络层、传输层和应用层等不同层次。
每一层负责不同的功能，通过协议进行通信和交互。
3. TCP/IP协议世界TCP/IP是互联网的核心协议，由传输控制协议（TCP）和互联网协议（IP）组成。
3.1 TCP/IP协议的基本原理TCP/IP协议是一种面向连接的协议，通过将数据分割成数据段并进行封装，使用IP地址将数据段传输到目的地，再通过TCP协议实现数据的可靠传输。
3.2 TCP/IP协议的层次结构TCP/IP协议的层次结构包括网络接口层、网络层、传输层和应用层等不同层次。
每一层负责不同的功能，通过协议进行通信和交互。
3.3 TCP/IP协议的应用TCP/IP协议广泛应用于互联网和局域网等不同的网络环境中。
计算机网络体系结构
协议
面向连接的协议:在使用时用户首先要建立连接，连接建立 再传输数据，数据传送完后，拆分连接。连接的建立和拆分都
是通过控制报文完成的。 无连接的协议：每个报文带有完整的目标地址,并且每个报文 都是单独发送的,经由系统选定的线路传递. 无连接服务只有传输数据阶段,无连接的建立和拆分阶段
区分“面向连接服务”和“无连接服务”的概念：
打电话和寄信：两个人如果要通电话，必须先建立连接 ——拨号，等待应答后才能相互传递信息，最后还要释 放连接——挂电话。 寄信就没有那么复杂了，地址姓名填好以后直接往邮筒 一扔，收信人就能收到。
（4）分组: 在网络通信中,每一层都要对上一层传来的数据报文进行 处理,由于硬件、操作系统、协议规定等原因规定了本层 每一次能处理的数据报文的最大长度限制，必然要对上 层传来的大的数据报文进行拆分，再将每一段封装成新 的数据报文发送给下一层。 运输层有拆分和拼装数据的功能，拆分得到的段称为分 组（或称为：包）
一、计算机网络通信协议
计算机网络通信协议是用来定义并实现网络通信的一组规则
和参数。
由于计算机之间的通信涉及的因素多而复杂，包括：通信线 路、传输技术、计算机硬件、软件、应用业务、安全等，所 以对计算机网络中的协议采用分层划分和管理。
分层的优点：将复杂的网络通信问题分解为多个可在不同层 次上处理的部分；提供了模块化的设计，对部分层的修改、 增加不影响其他层。
协议是通信双方达成的一致约定。简单地 说，协议是系统之间横向的约定。 两个实体 要想成功的通信，它们之间交流什么、怎样交 流及何时交流，都必须遵从彼此约定的一些规 则，这些规则的集合称为协议.
接口是一个系统内部两个相邻层间的一组 约定，反映了相邻层之间的关系。用于相邻层 之间按照一定规则交换信息 .简单地说，接口 是系统内部纵向的约定，包括下一层向上一层 提供哪些服务，而上一层如何使用这些服务。
osi七层模型的分层结构
osi七层模型的分层结构OSI（开放系统互联）七层模型是国际标准化组织（ISO）制定的网络协议体系结构，用于规范计算机网络的设计和实现。
该模型将网络通信分为七个不同的层次，每一层都有其特定的功能和责任。
以下是对OSI七层模型的分层结构的详细说明：1. 物理层（Physical Layer）：物理层是整个网络通信的起点，它是处理网络硬件和传输介质的层次。
在物理层中，传输的是比特流（0和1）的电子信号，主要用于传输数据。
在物理层中，主要的设备包括网线、光纤、集线器等。
这一层主要关注的是信号的传输速率和物理连接的形式，并不关心数据包的内部结构。
2. 数据链路层（Data Link Layer）：数据链路层提供了通过物理连接进行数据传输的功能。
它负责将比特流转换为数据帧，并在传输过程中进行差错检测和纠正。
数据链路层主要分为两个子层：逻辑链路控制（LLC）子层和介质访问控制（MAC）子层。
逻辑链路控制子层负责建立和维护链路的逻辑连接，而介质访问控制子层负责调度数据帧的传输，以及解决多个设备同时访问网络的冲突问题。
3. 网络层（Network Layer）：网络层负责将数据包从源主机传输到目标主机。
它通过路由选择算法来确定数据包的传输路径，并对数据包进行分组和寻址。
网络层中最重要的协议是Internet协议（IP），它是整个互联网通信的基础。
网络层还提供了一些其他的功能，如流量控制、拥塞控制、分片和重组等。
4. 传输层（Transport Layer）：传输层主要负责端到端的数据传输和可靠性保证。
它处理端口号、会话管理、流量控制以及错误恢复等功能。
在传输层中，最常用的协议是传输控制协议（TCP）和用户数据报协议（UDP）。
TCP提供了可靠的数据传输服务，确保数据包的有序性、完整性和可靠性；而UDP提供了不可靠的数据传输服务，适用于实时性要求较高的应用。
5. 会话层（Session Layer）：会话层主要负责建立、管理和终止会话。
2023硕士研究生408计算机学科考试大纲原文
2023硕士研究生408计算机学科考试大纲原文目录I 考试性质II 考查目标III 试形式和试卷结构一、试卷满分及考试时间二、答题方式三、试卷内容结构四、试卷题型结构IV 考查内容【数据结构】一、线性表二、栈、队列和数组三、树与二叉树四、图五、查找六、排序【计算机组成原理】一、计算机系统概述二、数据的表示和运算三、存储器层次结构四、指令系统五、中央处理器(CPU)六、总线和输出输出系统【操作系统】一、操作系统概述二、进程管理三、内存管理四、文件管理五、输入输出(I/O)管理【计算机网络】一、计算机网络体系结构二、物理层三、数据链路层四、网络层五、传输层六、应用层I 考试性质计算机学科专业基础综合考试是为高等院校和科研院所招收计算机科学与技术学科的硕士研究生而设置的具有选拔性质的联考科目，其目的是科学、公平、有效地测试考生掌握计算机科学与技术学科大学本科阶段专业知识、基本理论、基本方法的水平和分析问题、解决问题的能力，评价的标准是高等院校计算机科学与技术学科优秀本科毕业生所能达到的及格或及格以上水平，以利于各高等院校和科研院所择优选拔，确保硕士研究生的招生质量。
II 考查目标计算机学科专业基础综合考试涵盖数据结构、计算机组成原理、操作系统和计算机网络等学科专业基础课程。
要求考生比较系统地掌握上述专业基础课程的基本概念、基本原理和基本方法，能够综合运用所学的基本原理和基本方法分析、判断和解决有关理论问题和实际问题。
III 试形式和试卷结构一、试卷满分及考试时间本试卷满分为150 分，考试时间为180 分钟。
二、答题方式答题方式为闭卷、笔试。
三、试卷内容结构数据结构45 分、计算机组成原理45 分、操作系统35 分、计算机网络25 分。
四、试卷题型结构单项选择题80 分(40 小题，每小题2 分)、综合应用题70 分。
IV 考查内容【数据结构】【考查目标】掌握数据结构的基本概念、基本原理和基本方法。
掌握数据的逻辑结构、存储结构及基本操作的实现，能够对算法进行基本的时间复杂度与空间复杂度的分析。
通讯基础必学知识点
通讯基础必学知识点1. 通信基本原理：通信基本原理包括信息的编码与调制、信道的传输与传播、信号的解调与解码等方面。
编码与调制是将数字信息转换成模拟信号或数字信号的过程；信道的传输与传播是指信号在通信介质中传输的过程；信号的解调与解码是将模拟信号或数字信号转换成数字信息的过程。
2. 信道与信噪比：信道是指信息传输的媒介，可以是电磁波在空间中传播的介质，也可以是电缆、光纤等导体。
信道的质量可以用信噪比来衡量，信噪比是信号功率与噪声功率之比，用来描述信号与噪声的相对强弱程度。
3. 数字通信技术：数字通信技术是将模拟信号转换成数字信号，并以数字信号进行传输和处理的通信技术。
数字通信技术具有抗干扰能力强、误码率低、传输容量大等优点。
常见的数字通信技术包括调幅、调频、调相、多址技术等。
4. 通信协议：通信协议是指计算机或通信设备之间进行通信时所遵循的规则和约定。
通信协议包括物理层、数据链路层、网络层、传输层、应用层等不同层次的协议。
常见的通信协议有TCP/IP协议、HTTP协议、FTP协议等。
5. 信号与系统：信号与系统是指信号的产生、传输、处理和分析等过程与方法。
信号可以是连续时间信号或离散时间信号，系统可以是连续时间系统或离散时间系统。
信号与系统理论是通信系统设计和信号处理等领域的基础。
6. 调制与解调技术：调制与解调技术是将数字信息转换成模拟信号或数字信号的过程，以及将模拟信号或数字信号转换成数字信息的过程。
常见的调制与解调技术包括调幅调制（AM）、调频调制（FM）、调相调制（PM）等。
7. 无线通信技术：无线通信技术是指通过无线电波或红外线等无线介质进行信息传输的技术。
常见的无线通信技术包括无线电通信、移动通信、卫星通信、蓝牙通信、红外线通信等。
8. 数据压缩与编码：数据压缩与编码是将冗余信息从数据中去除，减小数据量的过程。
数据压缩与编码可以将数据表示得更紧凑和有效，节省存储空间和传输带宽。
常见的数据压缩与编码技术包括哈夫曼编码、算术编码、字典编码等。
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• 本章内容 2.1 计算机网络体系结构 2.2 数据通信基础知识 2.3 数据编码技术 2.4 差错控制技术 2.5 数据交换技术 2.6 多路复用技术
2.1 计算机网络体系结构
2.2.1 网络协议 2.2.2 网络体系结构 2.2.3 OSI参考模型
计算机网络技术与应用
计算机网络技术与应用
6）第2层：数据链路层。 数据链路层在物理层连接的基础上，为网络层提供通信子 网中两个相邻的通信节点间的可靠的帧传输服务。数据链 路层要对传输的比特以帧为单位检查错误，如果出现错误， 要求发送端重发。另外数据链路层还要处理相邻节点间流 量控制问题。
7）第1层：物理层。 物理层为数据链路层提供比特传输服务，确保比特在通 信子网中从一个节点传输到另一个节点上，物理层协议 主要定义传输介质接口的电气的、机械的、过程的和功 能的特性，包括接口的形状、传输信号电压的高低、数 据传输速率、最大传输距离、引脚的功能、动作的次序 等等。
图2-2邮政系统的网络体系结构
2.2.3 OSI参考模型
1．OSI参考模型
背景： 到了20世纪70年代，各大计算机公司都制定了自己的网 络体系结构，如：IBM的网络体系结构SNA，DEC公司 的网络体系结构DNA等 带来的问题： ① 在一个网络中只能使用一个厂商的网络产品； ② 使用不同的厂商的产品组建的网络不能互相连通； ③ 一旦用户购买了每个公司的网络产品组建网络，那
• 网络中的主机既要进行通信处理又要进行数据处理， 需要有七层结构
• 对通信网和通信设备而言，由于他们的作用就是正确 的传输信号，不需要对信号进行理解，所以，只需要 有低三层（1-3层）结构就可以了。
计算机网络技术与应用
主 机 应用层
表示层
会话层
传输层
网络层
数据链路 层
物理层
OSI参考模型
通信子网
2.网络体系结构 我们把网络的这种分层结构，以及各层协议的集合称之 为网络体系结构。
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发信者
写信、书写信封、 通信者 送邮箱
协议
收信者
通信者 按地址收信、阅 读信件
收集信件
邮递员 协议
邮递员 分发信件
检查信件、盖邮戳 、戳 、分拣
运输
运输部门
运输
计算机网络技术与应用
计算机网络技术与应用
4）第4层：传输层。 传输层为会话层提供可靠数据传输服务。传输层对上层屏蔽数 据传输的具体细节，为数据的传输提供可靠的服务。为了提供 可靠的服务，传输层提供建立、维护端到端的传输连接、端到 端的传输差错校验和恢复以及信息流控制机制等机制。
5）第3层：网络层。 网络层为传输层提供分组传输服务，保证报文分组能够从一个主 机通过通信子网送达到另一个主机上。网络层把传输层送来的数 据流分割成一个个的分组，根据分组要送达的目的主机地址，通 过路由选择算法为每个分组选择一个最佳路径，使分组能够沿着 这条路径通过通信子网到达接收端的主机，并处理网络中可能出 现的拥塞（由于通信量大而引起的网络拥堵、死锁等）问题。
• 这个委员会在现有网络体系结构的基础上，制定了开 放系统互联参考模型，简称OSI参考模型。
• 这里的开放系统的含义是：如果你的的系统是符合OSI 标准的，那么你的系统就是开放的，你的系统就可以 与其他开放的系统实现互联。
• OSI只是一个概念性的框架，不是一个具体的标准，它 只是描述了开放系统的层次结构，对各层功能做了精 确的定义，但是它没有涉及各层协议实现的技术细节。
计算机网络技术与应用
3．数据在OSI参考模型中的流动过程
① 主机 应用层
计算机网络技术与应用
OSI参考模型将网络分成七个层次，如图2-3所示。其中： ① 低三层（1-3层）面向通信子网，主要解决通信问题，
负责网络中的数据传输，与通信设备有关。 ② 高三层（5-7层）面向资源子网，主要解决数据处理问
题，负责使接收方理解发送方发送数据的含义，与通 信设备无关。 ③ 传输层（第四层）是通信子网与资源子网的接口层， 保证数据正确送达。
1．语义。指在数据传输中加入哪些控制信息。 2．语法。指传输数据的格式 3．时序。指数据传输的次序或步骤
计算机网络技术与应用
2.2.2 网络体系结构
1.分层 网络通信过程非常复杂，为了使复杂问题简单化，人们 将网络完成的任务分解成一个个小的子任务，然后针对 每个子任务分别制定相应的协议，在网络术语中将这样 一种任务分解的方法叫分层。
路由 器
网络层
数据链路 层
物理层
路由 器
网络层
数据链路 层
物理层
主 机 应用层
表示层
会话层
传输层
网络层
数据链路 层
物理层
传输介质
传输介质
传输介质
计算机网络技术与应用
2．各层的作用
1）第7层：应用层。 通过用户应用程序接口为用户应用层序提供服务，使用 户通过网络应用程序将对网络的请求送到网络中来。 2）第6层：表示层。 表示层为应用层提供服务，表示层保证一个系统应用层 发出的信息能被另一个系统的应用层读出。如果发送方 和接收方数据表示格式不一致，表示层将使用一种通用 的数据表示格式在多种数据表示格式之间进行转换。。 3）第5层：会话层。 会话层为表示层提供服务，在传输连接的基础上具体实 施通信双方应用程序的会话，包括会话建立、会话管理 和终止的机制。
么它以后只能依赖于这个公司，自身的利益无法得 到保障。 如果这样的局面不能得到改变，在这个世界上就会出现 很多信息网络的孤岛，这既不符合全球用户的需求，也 不利于网络技术自身的发展。
计算机网络技术与应用
• 在这种背景下，国际标准化组织（ISO）于1977年成立 一个专门的机构（SC16委员会），研究如何将网络标 准统一起来，使不同体系结构的计算机网络之间能够 实现互联。
2.2.1 网络协议
网络中的各种设备存在很大差异。要把这些有差异的 设备连接在一个网络中，彼此要相互通信，而且要求 接收方能够正确的理解发送方发送的信息的含义，因 此就需要制定网络中各种计算机和通信设备共同遵守 的规则或约定，这种规则或约定就是网络协议。
网络协议作为一种规则一般要约定三个方面的内容， 我们称之为网络协议三要素，即语法、语义和时序。