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  • 计算机考研复试面试常问问题 软件工程

    千次阅读 多人点赞 2020-04-17 21:06:50
    计算机考研复试面试常问问题 软件工程篇 使用前需知(拒绝白嫖,从你我做起,你只需点个赞就行): 需要pdf直接打印版,可在公众号"程序员宝藏"回复复试上岸获取(会持续更新) 在复习过程中,我用心查阅并整理了...

    计算机考研复试面试常问问题 软件工程篇

    在这里插入图片描述

    使用前需知(拒绝白嫖,从你我做起,你只需点个赞就行):

    需要pdf直接打印版,可在公众号"程序员宝藏"回复复试上岸获取(会持续更新)

    在复习过程中,我用心查阅并整理了在考研复试面试中可能问到的大部分问题,并分点整理了答案,可以直接理解背诵并加上自己的语言润色!极力推荐打印下来看,效率更高!

    声明:一些边边角角的没有收集,毕竟是考研面试,不是笔试,这样也能减轻大家的负担!

    此系列一共有8篇:编程语言篇|数据结构篇|操作系统篇|组成原理篇|计算机网络篇|数据库篇|软件工程篇|计算机专业英语篇(还未全部完成,敬请期待,你们的支持和关注是我最大的动力!)

    个人整理,不可用于商业用途,转载请注明出处。

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    1、什么是软件工程?目前有哪几种主要的软件工程方法?

    概括地说,软件工程是指导计算机软件开发和维护的一门工程学科.采用工程的概念、原理、技术、和方法来开发与维护软件,把经过时间考验而证明正确的管理技术和当前能够得到的最好的技术方法结合起来,以经济地开发出高质量的软件并有效地维护它,这就是软件工程。它涉及程序设计语言、数据库、软件开发工具、系统平台、标准、设计模式等方面。

    主要有传统方法也称为经典软件工程方法或生命周期方法或结构化范型和面向对象方法。

    2、软件的生命周期

    软件生命周期又称为软件生存周期或系统开发生命周期,是软件的产生直到报废的生命周期。软件生存周期包括:

    (1)问题定义:弄清"用户需要计算机解决什么样的问题”,提出"系统目标和范围的说明“,提交用户审查和确认。

    (2)可行性分析:把待开发系统的目标以明确的语言描述出来,并从经济、技术、法律等多个方面进行可行性分析。

    (3)需求分析:弄清用户对软件系统的全部需求,编写需求规格说明书和初步的用户手册,提交评审。

    (4)开发阶段:设计、实现(完成源程序的编码)、测试

    (5)维护:改正性维护(由于开发测试的不彻底、不完全),适应性维护(适应环境变化),完善性维护(使用过程中提出的一些建设性意见),预防性维护(改善软件系统的可维护性和可靠性)。

    3、软件过程

    软件生命周期所涉及的一系列相关过程,是指一套关于项目的阶段、状态、方法、技术和开发、维护软件的人员以及相关Artifacts(计划、文档、模型、编码、测试、手册等)组成。包含基本过程类、支持过程类、组织过程类。

    (1)基本过程类包括获取过程、供应过程、开发过程、运作过程、维护过程和管理过程。

    (2)支持过程类包括文档过程、配置管理过程、质量保证过程、验证过程、确认过程、联合评审过程、审计过程以及问题解决过程。

    (3)组织过程类包括基础设施过程、改进过程、培训过程。

    4、软件需求分析的任务是什么?有哪些主要步骤?

    需求分析的基本任务是深入描述软件的功能和性能、确定软件设计的约束和软件同其它系统元素的接口细节、定义软件的其它有效性需求,总之,需求分析的任务就是借助于当前系统的逻辑模型导出目标系统的逻辑模型,解决目标系统的 “做什么” 的问题。

    主要步骤

    1.问题识别

    (1)功能需求:明确所开发的软件必须具备什么样的功能。

    (2)性能需求:明确待开发的软件的技术性能指标。

    (3)环境需求:明确软件运行时所需要的软、硬件的要求。

    (4)用户界面需求:明确人机交互方式、输入输出数据格式。

    2.分析与综合,导出软件的逻辑模型

    分析人员对获取的需求,进行一致性的分析检查,在分析、综合中逐步细化软件功能,划分成各个子功能。用图文结合的形式,建立起新系统的逻辑模型。

    3.编写文档

    (1)编写“需求规格说明书”,把双方共同的理解与分析结果用规范的方式描述出来,作为今后各项工作的基础。

    (2)编写初步用户使用手册,着重反映被开发软件的用户功能界面和用户使用的具体要求,用户手册能强制分析人员从用户使用的观点考虑软件。

    (3)编写确认测试计划,作为今后确认和验收的依据。

    (4)修改完善软件开发计划。在需求分析阶段对待开发的系统有了更进一步的了解,所以能更准确地估计开发成本、进度及资源要求,因此对原计划要进行适当修正。

    5、软件工程模型

    常见软件工程模型如下:

    1)瀑布模型:将软件生命周期中的各个活动规定为线性连接的模型,包括需求分析、设计、编码、测试、运行与维护,由前至后、相互衔接的固定顺序,如同瀑布流水逐级下落。

    瀑布模型是以文档作为驱动、适合于软件需求很明确的软件项目的模型。

    2)V模型:瀑布模型的一个变体,提供了一种验证确认活动应用于早期软件工程工作中的方法。

    瀑布模型的优点:1)容易理解,管理成本低;2)强调开发的阶段性早期计划及需求调查和产品测试。

    瀑布模型的缺点:1)客户必须能够完整、正确和清晰地表达他们的需要;2)开始2个或3个阶段,很难评估真正的进度;3)项目结束时,出现大量的集成和测试工作;4)需求或设计中的错误往往只有到了项目后期才能够被发现,对于项目风险的控制能力较弱,从而导致项目常常延期完成,开发费用超出预算。

    3)增量模型:融合了瀑布模型的基本成分和原型实现的迭代特征,它假设可以将需求分段为一系列增量产品,每一增量可以分别开发。

    使用增量模型,第1个增量往往是核心的产品。客户对每个增量的使用和评估都作为下一个增量发布的新特征和功能,这个过程在每一个增量发布后不断重复,直到产生了最终的完善产品。增量模型强调每一个增量均发布一个可操作的产品。

    增量模型的优点:1)容易理解,管理成本低;2)强调开发的阶段性早期计划及需求调查和产品测试;3)第一个可交付版本所需要的成本和时间很少;4)开发由增量表示的小系统所承担的风险不大;5)减少用户需求的变更;6)运行增量投资,即在项目开始时,可以仅对一个或两个增量投资。

    增量模型的缺点:1)如果没有对用户的变更需求进行规划,那么产生的初始增量可能会造成后来增量的不稳定;2)如果需求不想早期思考的那样稳定和完整,那么一些增量就可能需要重新开发,重新发布;3)管理发生的成本、进度和配置的复杂性可能会超出组织的能力。

    4)演化模型:是迭代的过程,软件开发人员能逐步开发出更完整的软件版本,适用于软件需求缺乏准确认识的情况,典型的演化模型有原型模型和螺旋模型。

    4.1)演化模型之原型模型:是预期系统的一个可执行版本,反映了系统性的一个选定的子集,一个原型不必满足目标软件的所有约束,目的是能快速、低成本地构建原型。

    原型模型开始于沟通,其目的是定义软件的总体目标,标识需求,然后快速制定原型开发的计划,确定原型的目标和范围,采用快速射击的方式对其进行建模,并构建原型。

    根据原型的目的,可分为三种:1)探索型原型:目的是弄清目标的要求,确定所希望的特性,并探讨多种方案的可行性;2)实验型原型:目的是验证方案或算法的合理性,是在大规模开发和实现前,用于考查方案是否合适、规格说明是否可靠等;3)演化型原型:目的是将原型作为目标系统的一部分,通过对原型的多次改进,逐步将原型演化成最终的目标系统。

    4.2)演化型模型之螺旋模型:将瀑布模型与演化模型结合起来,加入了两种模型均忽略的风险分析,弥补了这两种模型的不足。螺旋模型将开发过程分为几个螺旋周期,每个螺旋周期大致和瀑布模型相符合:

    螺旋模型强调风险分析,使得开发人员和用户对每个演化层出现的风险有所了解,从而做出应有的反应。因此,该模型特别适用于庞大、复杂并且具有高风险的系统。

    5)喷泉模型:一种以用户需求为动力,以对象作为驱动的模型,适合于面向对象的开发方法。它克服了瀑布模型不支持软件重用和多项开发活动集成的局限性,喷泉模型使开发过程具有迭代性和无间隙性。

    优点:提高软件项目的开发效率,节省开发时间。

    缺点:开发阶段是重叠的,开发过程中需要大量的开发人员,不利于项目的管理。需要严格的管理文档,使得审核的难度加大。

    6、简述结构化分析、设计的要点:

    结构化分析方法适合于数据处理类型软件的需求分析。 其要点是"自顶向下"地开发系统,由整体到各组成部分,由表及里,由抽象到具体,逐步求精.

    (1) 模块化 (2)由顶向下,逐步求精.(3)上层模块分解为下层模块,有三种不同的结构形式,即顺序结构,选择结构和循环结构.

    7、软件测试的目标是什么,有哪几种主要有测试方法? 软件测试的目标:

    (1)测试是为了发现程序中的错误而执行程序的过程;

    (2)好的测试方案是极可能发现迄今为止尚未发现的错误的测试方案;

    (3)成功的测试是发现了至今为止尚未发现的错误的测试。

    软件测试的方法有动态测试、静态测试和正确性证明。

    a.黑盒测试: 黑盒测试是将被测软件看出一个黑盒子,只考虑系统的输入和输出,完全不考虑程序内部的逻辑结构和处理过程。 黑盒测试的依据是开发各阶段的需求规格说明。

    b.白盒测试:白盒测试是将黑盒子打开,研究源代码和程序内部的逻辑结构;

    8、白盒测试主要有哪些覆盖?

    语句覆盖、判定覆盖、 条件覆盖、判定/条件覆盖、条件组合覆盖、 点覆盖、 边覆盖、路径覆盖

    9、选择一种程序设计语言的主要有哪些依据?

    为了使程序容易测试和维护以减少生命周期的总成本,选用的高级语言应该有理想的模块化机制,以及可读性好的控制结构和数据结构;

    为了便于调试和提高软件可靠性,语言特点应该使编译程序能够尽可能多地发现程序中的错误;

    为了降低软件开发和维护的成本,选用的语言应该有良好的独立编译机制。

    上述这些要求是选择语言的理想标准,但是在实际选用语言时不能仅仅考虑理论上的标准,还必须同时考虑实用方面的各种限制。 (1)系统用户的要求 (2)可以使用的编译程序 (3)可以得到的软件工具 (4)系统规模 (5)程序员的知识 (6)软件可移植性要求 (7)软件的应用领域

    10、软件的维护的目标是什么,有哪几种维护类型?

    纠正在使用过程中暴露出来的错误而进行的改进性维护,适应外部环境的变化而进行的适应性维护,改进原有的软件而进行的完善性维护,以及改进将来的可维护性和可靠性而进行的预防性维护。 软件维护的分类: 软件维护主要划分为纠错性维护、适应性维护和完善性维护。

    (1)纠错性维护。由于前期的测试不可能揭露软件系统中所有潜在的错误,用户在使用软件时仍将会遇到错误,诊断和改正这些错误的过程称为纠错性维护。

    (2)适应性维护。由于新的硬件设备不断推出,操作系统和编译系统也不断地升级,为了使软件能适应新的环境而引起的程序修改和扩充活动称为适应性维护。

    (3)完善性维护。在软件的正常使用过程中,用户还会不断地提出新的需求。为了满足用户新的需求而增加软件功能的活动称为完善性维护。

    11、简述提高软件质量的主要措施。

    复审:是在软件生命周期每个阶段结束之前,都采用一定的标准对该段产生的软件配置成分进行严格的正式或非正式的检测。

    复查:是检查已有的材料,以断定在软件生命周期某个阶段的工作是否能够开始或继续。

    管理复审:是向开发组织或使用部门的管理人员提供有关项目的总体状况、成本和进度等方面的情况,以便他们从管理角度对开发工作进行审查。

    测试:包括测试计划、测试过程和测试结果3个阶段。

    12、面向对象如何实现模块独立性,其耦合和内聚的含义是什么?

    因为对象是由数据及可以对这些数据施加的操作所组成的统一体,而且对象是以数据为中心的,操作围绕对其数据所需做的处理来设置,没有无关的操作。因此,对象内部各种元素彼此结合得很紧密。内聚性相当强,由于完成对象所需要的元素(数据和方法)基本上都被封装在对象内部,它与外界的联系自然就比较少。因此,对象之间的耦合通常比较松。总之,面向对象使用对象、类、继承和消息的方法,既使用类和继承等机制,而且对象之间仅能通过传递消息实现彼此通信来实现模块的独立性。

    13、面向对象和面向过程软件工程有哪些区别?

    (1)面向过程就是分析出解决问题所需要的步骤,然后用函数把这些步骤一步一步实现,使用的时候一个一个依次调用就可以了;面向对象是把构成问题事务分解成各个对象,建立对象的目的不是为了完成一个步骤,而是为了描叙某个事物在整个解决问题的步骤中的行为。

    (2)面向过程是把一件事一项工程分解成为一个个小的功能,用一个个函数来实现;面向对象是把事情看成是一个个小的对象组成的,或者说一个个小部分组成的,这些对象之间的相互关系,构成了整个项目.在面向对象的思想中,万物皆对象。而"类",就是对象的抽象或者说是概括。

    14、简述对象、类、消息、方法的基本概念。

    (1)对象是人们要进行研究的任何事物,从最简单的整数到复杂的飞机等均可看作对象,它不仅能表示具体的事物,还能表示抽象的规则、计划或事件。

    (2)类是具有相同或相似性质的对象的抽象。对象的抽象是类,类的具体化就是对象,也可以说类的实例是对象。类具有属性,它是对象的状态的抽象,用数据结构来描述类的属性。 类具有操作,它是对象的行为的抽象,用操作名和实现该操作的方法来描述。

    (3)对象之间进行通信的结构叫做消息。在对象的操作中,当一个消息发送给某个对象时,消息包含接收对象去执行某种操作的信息。发送一条消息至少要包括说明接受消息的对象名、发送给该对象的消息名(即对象名、方法名)。一般还要对参数加以说明,参数可以是认识该消息的对象所知道的变量名,或者是所有对象都知道的全局变量名。

    (4)类中操作的实现过程叫做方法,一个方法有方法名、参数、方法体。

    15、简述面向对象分析设计的三个模型。

    答:三个模型:对象模型、动态模型、功能模型

    (1)对象模型描述系统的静态结构,包括类和对象,它们的属性和操作,以及它们之间的关系。构造对象模型的目的在于找出与应用程序密切相关的概念。对象模型用包含对象及对象的关系图表示。

    (2)动态模型着重于系统的控制逻辑,考察在任何时候对象及其关系的改变,描述这些涉及时序和改变的状态。动态模型包括状态图和事件跟踪图。状态图是一个状态和事件的网络,侧重于描述每一类对象的动态行为。事件跟踪图则侧重于说明系统执行过程中的一个特点“场景”,也叫做脚本(scenarios),是完成系统某个功能的一个事件序列。脚本通常起始于一个系统外部的输入事件,结束于一个系统外部的输出事件。

    (3)功能模型着重于系统内部数据的传送和处理。功能模型表明,通过计算,从输出数据能得到什么样的输出数据,但不考虑参加计算的数据按什么时序执行。功能模型由多个数据流图组成,它们指明从外部输出,通过操作和内部存储,直到外部输出的整个数据流情况。功能模型还包括了对象模型内部数据间的限制。功能模型中的数据流图往往形成一个层次结构,一个数据流图的过程可以由下一层的数据流图作进一步的说明。

    16、UML 里面有哪些图?

    UML 图包括九种:使用案例图、类图、对象图、构件图、部署图、活动图、协作图、状态图、序列图。在这些图中使用案例图、类图、序列图是最有用的。
    1、需求
    采用用例图描述需求。
    2、 分析
    采用类图描述静态结构
    采用顺序图、合作图、活动图、状态图描述动态行为
    3、设计
    采用类图、包,对类的接口进行设计
    4、 实现
    将类用某现象对象语言实现
    5、继承与交付
    构件图、包、部署图
    6、 测试
    单元测试——类图和类的说明书

    17、 软件系统的三个测试阶段

    开发测试:在开发过程中对系统进行测试以发现bug和缺陷。

    发布测试: 在系统发布给用户之前,单独的测试团队测试系统的完整版本。

    用户测试 : 其中系统的用户或潜在用户在自己的环境中测试系统。

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  • 计算机四级 网络工程师 考过指南

    万次阅读 多人点赞 2018-09-15 20:56:03
    一、计算机网络的发展与形成 1. 基于 P2P以“非中心化的方式”的网络应用成为新的增长点 2. 计算机网络形成: (1)计算机——终端(美国军方)  (2)计算机——计算机  (3) ARPANET 及 OSI(高校, ...

    一、计算机网络的发展与形成

    1. 基于 P2P以“非中心化的方式”的网络应用成为新的增长点

    2. 计算机网络形成:

    (1)计算机——终端(美国军方) 
    (2)计算机——计算机 
    (3) ARPANET 及 OSI(高校, INTERNET 前生) 
    (4) INTERNET

    3. 网络协议

    (1) ISO 指定 OSI,国际认可 
    (2) TCP/IP ,业内公认,早于 OSI

    4. 信息高速公路:

       异步传输模式( ATM ),宽带综合业务数字网( B-ISDM ),高速局域网,交换局域网,虚拟网,无线网

    5. 搜索引擎是一种运用在 WEB 上的应用软件系统

    6. 宽带城域网

    (1)包括核心交换网、接入网 
    (2)用户接入网分三类:计算机网络、电信通信网、广播电视网(现在数字聚合,三网融合)

    7. 无线网络:

    (1)无线局域网( WLAN ) 
        ① 传输介质:微波、激光、红外线 
        ② IEEE801.11 制定 
        ③ 运用领域:传统局域网扩充、建筑物之间互联、特殊网络 
        ④ 传输技术:红外线、扩频、窄带微波 
    (2)发展 
        ① 无线自组网( AD HOT ):自组织、对等、多跳 
        ② 无线传感器网( WSN )将 ADHOT 于传感器结合,三要素是:传感器、感知对象、观察者 
        ③ 无线网状网( WMM ):标准制定 IEEE 802.11S 
        ④ 蓝牙技术:标准制定 IEEE 802.15 ,特点:短距离,低功耗

    8. 操作系统

    (1) Window:

    操作系统版本 服务器系统 客户机系统
    Windows NT系列 NT server NT workstation
    Windows 9X   95、98、ME
    Windows 2000系列 Server、Advance Server、Datacenter Server professional
    Windows 2003系列 Web、standard、Enterprise、Dataventer  
    其它 Server 2008 XP、Vista、7

    (2) UNIX :小型机、 C 语言、易移植、多用户多任务、分时、采用树状目录、系统由内核和外壳组成,内核直接对硬件起作用,外壳是用户程序 
    (3)在微型机运行,内核效仿 Unix ,开放源代码、多用户多任务、界面友好、可移植

    二、计算机网络基本概念

    1. 计算机网络定义

    (1)观点:广义、资源共享(符合网络特征) 、用户透明

    2. 分类

    (1)局域网: 覆盖范围有限 (方圆几公里) , 传输数据较快, 误码率低。 从介质角度:共享式介质和交换式局域网 
    (2)城域网: 
    (3)广域网:最远最大、速率低。从逻辑和功能:通信子网、资源子网 
    (4)个人局域网: 10M 内

    3. 网络拓扑结构

    (1)分类:星型、环形、树型、网状型 
        ① 星型:中心节点是可靠性瓶颈 
        ② 环形:延迟确定,每个线路都是瓶颈 
        ③ 树型:适用于汇聚数据的

    (2)传输参数 
        ① 传输速率: S=1/T(T 为每比特所需要的时间) ,记 bps,每秒传输的比特数 
        ② 带宽:与传输速率有关 
            a)奈科斯特准则:有限带宽、无噪声信道—— Rmax=2B 
            b)香茗定理:有限带宽、有随机噪声信道—— Rmax=B*log2(1+S/N) 
        ③ 误码率:平均误码率要低于 10-9

    (3)分包分组交换 
        ① 早起交换分为:线路交换、存储转发交换 
            a)线路交换:线路建立、数据传输(实时,双向) 、线路释放 
            优点:实时性强,交互式会话类通信 
            缺点:系统效率低,不具备数据存储,纠错功能 
            b)存储转发交换:报文交换、报文分组交换 
        ② 现代交换 
            a)数据报方式: 不同分组经过不同路径、到达目的节点可能乱序、 每个分组传输过程都带目的地址和源地址、 传输延迟大,适合突发性通信,不适合长报文,会话式通信 
            b)虚电路方式: 在传输前源节点和目的节点建立连接、 顺序连接、不携带目的地址, 源地址,无乱码重复丢失,每个节点只需要进行差错检测不需要路由选择, 每个节点可与多个节点建立

    4. 网络体系结构

    (1)网络协议 
        ① 三要素 
            a)语法:格式和结构 
            b)语义:意义 
            c)时序:顺序说明

    (2)网络体系结构 
        ① 第一个网络体系结构: IBM 的 SNA 
            a) OSI 
                i 定义了各层服务,服务与实现无关,不是一个标准,而是概念的框架ii 各个节点具有相同层次,相邻层之间接口通信,每层 使用下层服务并向上提供服务 
            b) TCP/IP( 传输控制协议 /互联网协议 ) 
                i 互联层主要协议: IP ICMP IGMP ARP RARP 
                ii 传输层: 进程间端到端通信,主要协议:TCP(可靠的面向连接的协议,无差错 ),UDP (不可靠的无连接协议,不要求分   组顺序到达) 
                iii 应用层:

                                 远程登录协议:Telent 
                    文件传输协议:FTP 
                    简单邮件传输协议:SMTP 
                    域名服务协议:DNS 
                    路由信息协议:RIP 
                    网络文件协议:SNMP 
                    超文本传输协议:HTTP 
            c)对比

    TCP/IP 

    OSI参考模型

    应用层

    应用层

    表示层

    会话层

    传输层

    传输层

    互联层

    传输层

    主机-网络层

    数据链路层

    物理层

    5. P2P:最大化的为“非集中式” ,不依赖 DNS

    6. IEEE802.2 将数据链路层划分为:

           逻辑链路控制子层( LLC, 协议必相同) ,介质访问控制子层 (MAC ,协议可不同 )

    7. IEEE802.3 以太网标准, 定义载波侦听多路访问 (CSMA/CD ) 介质访问 MAC 子层与物理层标准

    8. IEEE802.11 定义无线局域网介质访问 MAC 子层与物理层标准

    9. IEEE802.15 定义近距离个人无线网介质访问 MAC 子层与物理层标准

    10. IEEE802.16 定义宽带无线局域网)介质访问 MAC 子层与物理层标准

    三、局域网技术

    1. 与广域网不同,存储转发方式变为共享介质与交换方式

    2. 拓扑:

    (1)总线型(共享介质) 
        ① 解决冲突:载波侦听多路访问( CSMA/CD )、令牌总线( Token Bus) 
        ② 所有节点通过网卡连接总线 
        ③ 采用双绞线、同轴电缆 
        ④ 同一节点只能有一个节点通过总线发送数据,冲突会传输失败 
        ⑤ 优点:结构简单,易于实现。易于扩展、可靠性强 
           缺点:不易管理,故障诊断和隔离困难

    (2)环形 
        ① 数据传输方向确定,采用令牌环

    (3)星型

    3. 传输介质:双绞线、同轴电缆、光纤,无线信道

    4. 以太网最核心技术:

          介质访问控制方法:载波侦听多路访问( CSMA/CD ),解决多个节点共享公用总线

    5. 以太网传输错误:

    (1) CRC 正确,判定帧长度, “帧长度错误” 
        CRC 错误,判断帧是否为 8 整数倍,是则“帧校验错误” ,不是则“帧比特错误”

    6. 以太网物理地址, 按照 48 位编码 (EUI-48 ), 12 个 12 进制两两一组。

           前三组公司,后三组生产商自配,允许分配物理地址为 247 个

    7. 高速局域网

    (1)解决方案 
        ① 提高带宽 
            a)快速以太网— 802.3u 
                i 100BASE-TX : 2 对非屏蔽双绞线,支持全双工 
                ii 100BASE-T4 : 4 对非屏蔽双绞线,不知道全双工 
                iii 100BASE-FX :2 芯光纤,支持全双工 
            b)千兆以太网— 802.3z 或 802.3ab 
                i 1000BASE-T 
                ii 1000BASE-CX :屏蔽双绞线 
            c)万兆网 -802.3ae 不再使用双绞线,只有全双工 
            d) 40GBS 以太网:使用波分复用技术 
        ② 将大型局域网划分 
        ③ 将共享介质方式改为交换方式

    8. 交换式局域网

    (1)端口之间可有多个并发连接 
    (2)交换机利用“端口 /MAC 地址映射表” ,读取源地址进行“地址学习”自动的学习 
    (3)交换机帧转发方式 
        ① 直接转发——只读取目的地址,延迟小,没有差错能力,不支持不同速率端口转发 
        ② 存储转发——完整接收检错再转发、延迟大,有矫错,支持不同速率 
        ③ 改进的直接转发——接收前 64 字节,检帧头字段

    9. 虚拟局域网

    (1)软件方式实现,节点不收物理位置限制 
    (2)组网方式 
        ① 用交换机端口定义虚拟网 
            a)一个端口自己能属于一个组 
            b)转移到另一个端口是,要重配置 
        ② 用 MAC 定义虚拟网(基于用户) 
            a)可以随意移动节点,初始配置麻烦 
        ③ 基于网络层定义虚拟网 
            a)可以随意移动节点,性能差,检查网络层地址难 
        ④ 基于广播组 
            a)可灵活组件,可跨越局域网与广域网互联 
    (3)优点:方便管理、安全性、改善网络服务

    10. 无线局域网

    (1)红外 
        ① 视距方式传输:定向、全方位、漫反射 
        ② 通信安全号,抗干扰性强、简单易管理、传输距离受限

    (2)扩频——牺牲频带宽度来提高抗干扰性和安全性 
        ① 跳频——发收采用相同跳频系列 
        ② 直接序列——发收采用相同伪随机码,所有接受节点使用相同频段

    (3)窄带微波:微波无线电

    (4) MAC 层—— CSMA/CA 
        ① 分类 
            a)无争用服务(PCF):中心控制节点 
            b)争用服务(DCF) 
        ② 802.11 协议

    标准名称 标准描述
    802.11a 5G Hz波段,速率54Mbps
    802.11b 2.4G Hz波段,速率11Mbps
    802.11g 2.4G Hz波段,速率54Mbps
    802.11n 5G Hz波段,速率100Mbps
    802.11i 增强无线通信安全的规范
    802.11e 服务质量QoS

    四、 INTERNET 基础

    1. Internet 构成:通信线路、路由器、主机、信息资源

    2. 接入方式

    (1)电话网——需要调制解调器 (调制: 数字—模拟、 解调: 模拟—数字) , 速率 56K 
    (2) ADSL ——使用电话线, 通过 ADSL 调制解调器, 具有网桥和路由器, 分上下行 
    (3)使用 HFC——有线电视网,混合光纤和同轴电缆。 
    (4)数据通信线路

    3. IP 协议

    (1) IP 服务特点:不可靠、面向无连接、尽最大努力 
    (2) IP 互联网特点:隐藏底层物理网络、不制定网络拓扑也不要去网络全连接、信息可跨网、平等对待每个网络 
    (3) IP 地址作用:用于标识身份,屏蔽物理地址的差异,标识网络连接 
        ① 由 32 个比特组成 
        ② 层次结构:网络号、主机号 
        ③ 分类 
            a) A 类: 1~126 
            b) B 类: 128~191 
            c) C 类: 192~223 
            d)网络地址:网络位不变,主机位变 0 
            e)广播地址: 
                i 直接广播:网络位不变,主机位全 1 
                ii 有线广播:网络位全 1,主机位全 1 
            f )回送地址: 127.0.0.0(用于本地测试) 
            g)本地地址: 10.0.0.0/8 172.16.0.0/12 192.168.0.0/16 
        ④ 子网编制(避免 IP 地址浪费) 
            a) LVSM (可变长子网掩码,在无类物流中使用) 
            b) CIDR () 
        ⑤ 地址解析协议 ARP(已知 IP,求 MAC 的方法) 
            a)请求是广播,回应是单播 
            b)采用高速缓存技术,时钟更新保证正确性 
            c) IP 数据报—— IP 协议使用的数据单元(总长度以 8b 为单位) 
                i 报头区:源 IP 地址、目的 IP 地址(以 32 位双字节为单位) 
                ii 数据区(不校验) 
                iii MTU :一个帧最多携带的数据量 
                iv 分段:数据报头相同,最后一个数据段在头部设置一个特别位,最终目的主机,重组。 
                v 分片:标识(区别不同数据报) 、标志(是否分片,是否是最后一个) 、片偏移(分片位置, 8 字节) 
                vi 选项:目的——控制和测试、包括——选项吗,长度,选项数据(源路由,记录路由,时间戳) 
        ⑥ 差错与控制报文 ICMP 
        差错 
            a)典型运用: ping 和raceroute 
            b)特点: 1 没有什么特别优先权 2,还报告数据区前 64b 3,先把出错报文丢弃 
            c)分类:目的地不可达、超时报告、参数出错 
        控制 
            d) IP 层控制: 
                i 拥塞控制(路由处理太慢,传入大于传出,利用 ICMP 源抑制报文) 
                ii 路由控制(路径非最优,继续转发并发送重定向 ICMP 报文)

    (4)路由器 
        ① 表驱动 IP 选路(路由表是选路依据, 隐藏主机信息, 只表示目的网络地址) 
            a)下一站选路思想: (N—目标网络 ,R—下一站) 
            b)路由表建立(静态—人工建立和管理,简单可靠,不适用复杂网络,建立维护难, 容易出现路由环, 动态—自动学习, 路   由器运行相同路由选择协议和相同选择算法) 
            i 路由协议: 
            (1)路由信息协议 RIP:向量—距离( V-D)算法 :周期性30s,过时路由 180s,通过跳数计算距离,向相邻广播路由信息表特点:简答易实现,收敛慢, 需要交换信息大。 适用于变化不大的中小型网络

                           形成环路对策: 1、限制最大距离(15 最大)

                                                      2、水平分割

                                                      3、保持对策( 60s)

                                                      4、带出发刷新的毒性逆转对策。 
            (2)开放式最短路进有限协议 OSPF:链路—状态 (L-S)算法: 周期性广播自己与相邻的连接关系,构成拓扑图 特点:收敛速度快,支持服务类选路, 提供负载均衡和身份认证, 使用庞大复杂的网络, 缺点: 要求 cpu,带宽 解决办法 1、分区 2、指派路由器 
            c)静态(2~10) RIP(10~50) OSPF(50 以上)

    (5)组播 
        ① 单播(一对一,实现个性化服务,网络浏览) ,广播(有线电视) ,组播(一对一组,视频点播,视频会议,没有纠错) 
        ② 特点:使用组地址、动态、底层硬件支持 
        ③ 协议 
            a)组管理协议 IGMP (主机—路由器) 
                i V1:基本组成员查询和报告 
                ii V2 增加快速 
                iii V3 指定接收不接受 
            b)组播路由协议(路由器—路由器,核心) :源地址、组地址、入接口、出接口,匹配前三个,获取单播拓扑结构。 
                i 域内(密集型—带宽充裕、稀疏型—带宽不充裕) 
                ii 域间

    (6) IPV6 
        ① IPV4 地址局限性:空间局限性、性能问题、安全性、自动配置问题、服务质量 QoS 问题 
        ② 128 位, ipv4 为 32 位 
        ③ 单播、组播、任播(发送到任意一个地址,一般最近地址) 
        ④ 数据报:基本头(40 个字节) ,多个扩展头,高层协议数据单元 
        ⑤ 自动配置:有状态(DHCP 支持,向 DHCP 多播发送请求) 、无状态(64位前缀, 64 为网络接口)

    (7) TCP 和 UDP(传输层) 
        ① TCP 传输控制协议(保证可靠性)——面向连接的,可靠的,全双工 
            a)丢失与重发(确认机制——,连接初始序列号 32 位随机号,没收到确认报文,等待随机时间重发,等待时间具有适应性,使用 KARN 算法) 
            b)连接可靠性和优雅关闭——三次握手 
            c)TCP 缓冲,流控,窗口——窗口(缓冲区剩余空间) :流量控制 
            d)TCP 连接与端口 :

    应用层协议 TCP端口号
    FTP-DATA 20
    FTP 21
    TELNET 23
    SMTP 25
    DOMAIN 53
    POP3 110
    NNTP 119
    IMAP 143

                telne(远程登录) 
                SMTP:简单邮件传输协议 
                DOMAIN: 域名传输协议 
                POP3:邮件下载协议 
        ② UDP 用户数据报协议——面向非连接,不可靠 
            a)可能出现丢失,乱序,重复,简单高效 
            b)端口

    应用层协议 UDP端口号
    DOMAIN 53
    BOOTPS 67
    BOOTPC 68
    TFTP 69
    SNMP 161
    SNMP-TRAP 162

    4. NAT 技术(解决地址短缺问题)

    (1)静态 NAT:内部地址与全局地址一一对应 
    (2)动态 NAT 
    (3)网络地址端口转换 NAPT (多对一)

    五、 INTERNET 基础服务

    1. 客户机 /服务器模型

    (1) WEB,FTP,EMAIL

    (2)实现 
        ① 通过端头号解决特定服务 
        ② 1、重复服务器:先进先出 2、并发服务器

    2. P2P 对等模型(流媒体直播,文件共享,协同工作,分布式搜索)

    (1)集中目录式——在专门服务器存放资源目录Napster,要求服务器持续运转) 
    (2)分布式非结构化——洪泛查询, 适用规模小的网络 (Gnueteella, 采用 TTL 机制) 
    (3)分布式结构化——基于分布式散列表 DHT ,非中心化,自组织,可扩展性,健壮性,维护复杂。典型代表:pastry, tapestry, chord, CAN 
    (4)混合式——节点分为用户节点, 搜索节点, 索引节点。代表:skype、pplive、BT

    3. 域名系统

    (1)命名机制 
        ① 原则:唯一性,便于管理,高效映射 
        ② 域名书写:字母,数字连字符,最长不超过 63,不区分大小写 
        ③

    域名 含义 域名 含义
    com 商业机构 net 网络组织
    edu 教育机构 int 国际机构
    gov 政府部门 org 其它非营利性组织
    mil 军事机构 国家/地址代码 各个国家或地区

        ④域名解析 
            a)自顶向下, 首先由本地域名服务器请求, 可有服务器和本级建立高速缓存技术,提高效率, 
            b)递归解析(一次解析全部)反复解析(一级级解析) 
            c)

    4. 远程登录 Telnet

    (1)采用客户机 /服务器模型 
    (2)通过 TCP 连接(可靠的,端口号 23) 
    (3)网络虚拟终端 NVT 统一不同格式

    5. FTP 服务

    (1)采用 C/S 服务 
    (2)双重连接:控制连接、数据连接( 1、主动模式—服务器主动,使用 PORT,默认 2、被动模式使用 PASV) 
    (3)命令与应答采用 7 为 ASCLL 码,每个命令由 4 个大写字符组成, 
    (4)服务器响应状态码: 200(就绪) , 452(文件写错) 
    (5)文本文件传输、二进制文件传输(图像文件) 
    (6)用户接口 
        ① 传统 FTP 
        ② 浏览器 
        ③ FTP 下载工具(断点续传,高速) 
    (7)访问控制:利用账号控制访问权限,需要先登录 
        ① 匿名账号:用户名: Anonymous,密 码:guest

    6. 电子邮件( TCP 连接)

    (1) C/S 模式 
    (2) SMTP(简单邮件传输协议) :发邮件 
    (3) POP3(邮件协议) :读邮件

    7. WEB 服务(TCP 连接)

    (1)以 HTML 和 HTTP 为基础,提供统一的图形用户界面 
    (2) HTTP 请求服务全过程:连接,请求,应答,关闭 
    (3) HTML 语言:不区分大小写 
    (4)安全性: ca 安全认证,安全套接层 SSL 安全控制级别: IP 地址限制、用户验证、 WEB 权限、 NTFS 权限

    六、新型网络运用

    1. 即时通信

    (1)音频 /视频聊天( UDP),应用共享( TCP),文件传输,文件共享,游戏要求,远程助理,白板

    (2)通信模式 
        ① C/S(服务器中转) :信息交互需要通过转中服务器 
        ② P2P—点到点,服务器提供端口号和地址

    (3)通信协议 
        ① SIP 会话初始化协议——可在 YCP,UDP 上传送 
        ② XMPP —— XML 是核心,统一的选址方案,客户端简单 
            a)用户代理, 
            b)代理服务器 
            c)重定向服务器 
            d)注册服务器

    2. 文件共享

    (1)网络文件系统 NFS——共享目录和文件,与主机和操作系统无关,用 mount 命令 
        ① 优点:占用磁盘少, Home 目录放在服务器 
    (2) Windows NetBIOS 协议 
    (3) Windows NetBIOS 协议 
    (4) CIFS 锁定和解锁

    3. P2P 文件共享——起源 Napster,之后 BT(有中心服务器 torrent,用户提供种子)

    (1)六度分割理论 
    (2) Mzae(支持及时通信和 BBS ,支持在线收缩和文件目录,支持多点断电传输)

    4. IPTV

    (1)交互式多媒体,具有交互性和实时性 
    (2)业务:视频点播,直播电视(组播) ,时移电视(存储文件,采用点播) 
    (3)技术:视频数字化,传输 IP 化,播发流媒体化

    5. VOIP (IP 电话)——终端,网关,网守,多点控制单元

    (1) PC-PC:全双工声卡,相同软件(最早) 
    (2) PC-PHONE 
    (3) PHONE-PHONE: 双方配置类似于调制解调器中 
    (4) SKYPE :采用 256 位的 AES 加密‘

    6. 网络搜索技术

    (1)条目包括:标题,摘要, URL 
    (2)搜索引擎:搜索器、索引器、检索器、用户接口 
        ① GOOGLE :分布式爬行系统页面采集技术,页面等级技术,超文本匹配分 
    析技术 
        ② 百度:智能性,可扩展性搜索技术,蜘蛛

    七、网络管理与网络安全

    1. 网络管理——检测和控制

    (1)对象:硬软件资源 
    (2)目标:网络质量,稳定运转,异种设备,安全,成本低,业务不单一 
    (3)功能:配置管理,故障管理,计费管理,性能管理,安全管理 
        ① 配置:辨别,定义,控制,监视网络对象,使网络性能达到最优 
        ② 故障:发现和排除故障,故障管理,恢复,预防 
        ③ 性能:维护网络质量和运行效率 
        ④ 安全:隐蔽性,认证,完整性 
    (4)模式 
        ① 集中式:至少有一个管理站 
        ② 分布式:不考虑拓扑结构,分散收集数据 
    (5)协议 
        ① SNMP (简单网络管理协议):包含代理,收集数据方法——轮询(缺乏实时性) 、基于中断(实时性强,但信息量大) 
        ② CMIP (公共管理协议):所有功能映射到应用层,采用报告机制。及时性 
    强,但复杂费用高

    2. 网络安全

    (1)真实性、保密性、完整性、可用性、不可抵赖性、可控制性、可审查性

    (2)策略——先进技术、严格安全管理、法律约束、安全教育

    (3)安全等级: 
        ① D1(客户机系统 DOS,WINDOWS3X.WINDOWS9X ), C1, C2(服务器 linx.) ,B1, B2, B3, A1 
        ② 中国:五个级别 
            a)自主保护级 
            b)指导保护级(一定危害) 
            c)监督保护级(较大危害) 
            d)强制保护级(严重危害) 
            e)专控保护剂(特大危害)

        (4)目的:存储安全、传输安全

        (5)安全框架: 
            ① 安全攻击(被动—预防、主动—检测、服务攻击、非服务攻击—利用漏洞—源路由攻击和地址欺骗) 
            ② 安全机制 
            ③ 安全服务

    (6)安全模型:必须有可信第三方,提供总裁 
            ① 安全服务四方面:安全传输、信息保密、分配和共享秘密信息、通信协议 
            ② 威胁:信息访问威胁、服务威胁

    3. 加密技术

    (1)编码特征:加密算法(代换、置换) 、密钥数、处理明文方法(分组密码、流密码)

    (2)密码分析:密码分析攻击、穷举攻击

    (3)对称密码: 
        ① DES(数字加密算法) : 64 明文, 56 密钥,置换—— NIST 
        ② 三重 DES:多个密钥,三次加密,速度慢 
        ③ AES (高级加密标准) :密钥长度 128、 192、 256、分组长度 128 位 
        ④ Blowfish: 分组长度 64 位,密钥可变。置换和代换 
        ⑤ RC5:分组和密钥都可变

    (4)非对称密码: 
        ① 加密密钥和解密密钥不相同,但相关 
        ② 应用: 
            a)加密 /解密 
            b)数字签名 
            c)密钥交换 
        ③ RSA 
            a)既能用于加密,也能用于数字签名 
            b)分组密码:明文密文均是 0—(N-1),N 为 1024 或 309 十进制 
        ④ ELGAMA 算法 
            a)基于离散对数的公钥密码体质,椭圆曲线加密体现 
            b)密文长度是明文两倍 
            c)基于背包问题

    (5)密钥管理 
        ① 分发:密钥分发中心( KDC ) 
        ② 密钥认证: 
            a)认证中心 CA(1.认证身份 2.颁发证书—数字签名,全球唯一性)——可以从任何地方发出 
            b)消息认证:证实信息的源和宿,比否被修改,完整性 
                i 来源 
                ii 完整性——认证码、篡改检验码 
                iii 序号和时间 
                iv 模式:单向,双向 
                v认证函数:加密函数、认证码、散列函数 
            c)数字签名——加密的消息摘要,附在消息后,防止抵赖 
                i 使用公钥密码体制 
            d)身份认证—— 1、能识别 2、只能识别,没有其他作用 
                i 口令认证—— S/Key 协议 、令牌口令认证方案 
                ii 持证认证 
                iii 生物认证 
            e)认证技术 
                i 一次一密——请求应答机制、询问应答机制 
                ii X.509 认证协议:公钥加密 
                iii Kerberos 认证技术——美国麻省,为 TCP/IP 网络,可信第三方鉴别协议,对称密钥机制,一般采用 DES 算法,与网络上每个实体密钥不同

    4. 安全技术应用

    (1)安全电子邮件 
        ① PGP——鉴别、机密性、压缩、电子邮件兼容性、分段 
            a)数字签名: DSS/SH 或 RSA/SHA 
            b)报文加密: ,没有 AES 
            c)压缩: ZIP 
            d)兼容: 64-BASE 
            e)分段:支持分段和重新装备 
            f )四种密钥:一次性会话的常规密钥、公开密钥、私有,密钥、基于口令短语的常规密钥, PGP 安装后,为用户产生一个公共密钥对 
        ② S/MIME 
            a)功能:加密、签名、透明签名(签名数据形成内容) 、签名并加密

    (2)网络层安全: IPSEC 
        ① 身份验证头( AH )封装安全负责(ESP) 
        ② 建立网络逻辑连接,安全协定(SA),单工 
        ③ AH :提供身份认证和数据完整性,没有提供秘密性。 AH 头在原有 IP 数据报数据(TCP 或 UDP)和 IP 头之间 
            a) IP 头+AH 头+TCP 或 UDP 
        ④ ESP:提供身份认证和数据完整性,密码性。比 AH 更复杂 
            a) IP 头+ESP 头+TCP 或 UDP+ESP 尾+ESP 身份认证

    (3) WEB 安全 
        ① 服务器安全 
        ② 浏览器安全 
        ③ 服务器英语浏览器之间网络通信安全 
            a)分为:网络级IPsec、传输级(在 TCP 上实现。安全套接触 SSL,运输层安全 TLS)、应用级(安全电子交易 SET)

    5. 入侵与防火墙

    (1)入侵 
        ① 入侵者:假冒者、非法者、秘密用户 
        ② 入侵检测技术 
            a)统计异常(阀值检测——阀值和时间区、基于轮廓——刻画过去行为) 
            b)基于规则的检测(异常检测、渗透鉴别——依赖专家系统) 
            c)分布式入侵检测(局域网)

    (2)防火墙 
        ① 目标:内外通信量都必须经过防火墙、只有被授权通信才能过、对呀渗透免疫 
        ② 特性:服务控制、方向控制、用户控制、行为控制 
        ③ 功能: 
            a)定义单个阻塞点 
            b)提供安全与监视有关事情的场所c)可用于 IPSEC 平台 
        ④ 分别:包过滤服务器、应用级网关、电路级网关、堡垒主机

    6. 病毒

    (1)特点:不是独立存在、破坏性、传染性和潜伏性 
    (2)一般在可执行程序头部,程序调用时,先执行病毒 
    (3)病毒获得系统入口,会感染所有可执行病毒 
    (4)常见病毒: 
        ① 宏病毒 
        ② 电子邮件

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  • 水利工程计算机应用现状与思考

    千次阅读 2014-06-23 14:19:51
    摘要: 水利水电工程地质又是所有这些不同...特别是工程地质制图(主要指三维问题),可以说是所有专业计算机制图技术中最为复杂难度最大的,堪称计算机图形学中的世界性难题,很需要我们的地质计算机人员去探索研究。

     摘要: 水利水电工程地质又是所有这些不同行业的工程地质专业中涉及面最广声望最高问题最复杂任务最艰巨的专业,这是众所周知毋庸置疑的。水利工程计算机应用具有广阔的发展前景,无论是数值计算、数据库应用,还是专家系统、网络系统,都大有用武之地;特别是工程地质制图(主要指三维问题),可以说是所有专业计算机制图技术中最为复杂难度最大的,堪称计算机图形学中的世界性难题,很需要我们的地质计算机人员去探索研究。


        关键词:水电工程 计算机 应用 思考


        水利工程计算机应用工作的起点基本上与其它专业同步,初期发展也是有声有色的,经过十多年的努力,伴随着改革开放的主旋律, 度过了从起步到发展的初级阶段, 进入令人困惑的相持时期,最终还是拉开了档次,走向两极分化。十多年的发展历程,可以概括为起步阶段、发展阶段、相持阶段和拉开档次等四个阶段。


        八十年代中期,PC-1500 袖珍计算机使得最基层的地勘队有幸成为计算机的拥有者。袖珍机用于工程地质水文地质的一些小型计算,物理力学试验资料的分析整理,一些小型的简单图件的绘制等等。许多袖珍计算机的使用者们将自己的经验和成果无私奉献出来, 在各类专业技术刊物上登出了大量解决实际问题的源程序,自发地形成了自由软件库。单位和个人的应用程序的交流也比较随便和自由, 这对提高系统内计算机整体应用水平起到了积极的作用。可以这样说, 八十年代中期水利水电系统的袖珍计算机热,为系统内的计算机应用培养了人才,锻炼了队伍。


        随着计算机硬件和软件技术的发展,PC 系列微机大量涌入中国市场,国内计算机处理汉字信息技术也进入了实用阶段,中国人应用计算机有了划时代的突破, 水利水电工程地质的计算机应用也进入了形势大好的发展阶段。系统内一些领导比较重视的单位相继组建了工程地质专业的微机室或电算组, 装备了一定数量的台式微机,部分地质师转而从事工程地质计算机应用工作,从此有了水利工程计算机应用的专业队伍。在此期间,工程地质专业计算机应用软件有了很大发展,绘制钻孔柱状图、地质剖面图、等值线图、节理统计图等地质图件亦可达到计算机出图的实用水平;数据库的应用方面,有了一些初步实践和应用规划;在工程地质数值计算方面, 将当年在袖珍机上应用较为成熟的一些工程地质计算程序搬到了微机上,并继续开发了一些新的计算程序。总之,这些成果反映出工程地质的计算机应用逐渐进入了实用阶段。


        Windows 系统走向成熟,各类编程工具、制图平台、数据库平台等等,功能越来越强大。水利水电工程地质专业的计算机应用自然也有了新的发展, 主要表现在绘制钻孔柱状图作了一些版本更新,或与数据库的结合方面有些新进展,剖面图方面可以利用数据库和数据文件在AutoCAD 环境下处理复杂地形、断层构造、非钻孔控制的地质剖面等问题,达到了推广应用的水平。在探讨三维地模型于计算机上的实现亦有些新进展, 但离实用水平还有相当距离。就整体应用水平而言, 基本上没有更为可以宣扬的重大突破,在此称之为“相持”或“稳定”阶段,当然并不一定很合适。社会不希望动荡,政治强调的是稳定,而科学技术处于稳定状态就等于停滞不前,那可不是我们所希望的。


        水利水电系统的工程地质计算机应用发展很不平衡, 经过起步、发展、相持阶段之后,迅速拉开档次就成为必然结果。主要表现在水平高的单位已经建立起了勘测系统的Intranet,可以与分散的地质队实现远程网络通讯,交换工程及管理信息,计算机出图率可达80 以上,地质报告的编写、地质资料的分析整理等等均已达到计算机化。


        工程地质专业是工程基本建设的辅助配合性专业,在工民建、地矿、石油、交通、煤炭、电力等行业部门都有工程地质专业,鉴于水利水电工程建设的特殊性和复杂性, 使得水利水电工程地质又是所有这些不同行业的工程地质专业中涉及面最广声望最高问题最复杂任务最艰巨的专业,这是众所周知毋庸置疑的。水利工程计算机应用具有广阔的发展前景,无论是数值计算、数据库应用,还是专家系统、网络系统,都大有用武之地;特别是工程地质制图(主要指三维问题),可以说是所有专业计算机制图技术中最为复杂难度最大的,堪称计算机图形学中的世界性难题,很需要我们的地质计算机人员去探索研究。


        分析现状产生的原因,自然有其深层次的内涵,社会发展阶段的局限性、经济体制改革的复杂性、事业单位向企业化过渡进程中的不适应性、眼前利益与长远发展的矛盾性、旧的管理制度与新的运作机制的协调性…,似乎越理越复杂,越分析越使人困惑无奈。当我们善于将复杂问题简单化的时候,问题就十分明显化了。为什么一些单位在同样的大环境下能够走在时代的前列, 只要进行认真的调查研究,都可以得出一个常识性的结论:人才。 [论文网 LunWenDataCom]


        一个单位的领导对科学技术的发展熟视无睹,不支持此项工作,缺领导人才! 没有发展规划,缺智谋人才;发展规划搞得不好,不能组织有效的实施, 缺组织管理人才; 软件与硬件系统运转不灵,不能发挥效益,缺应用专业与计算机相结合的复合型人才;总之,一句话:缺人才。竞争的实质是人才的竞争,那些缺人才,或不用真正的人才,或用不好人才的企业必将被市场经济所淘汰!


        目前最时髦的词:知识经济。知识经济的基础是信息技术,人类社会进入了信息时代,然而,我们还在补工业时代的课。机遇与挑战同在,业界一再惊呼,我们没有赶上工业文明,决不能与信息文明失之交臂,如此千载难逢的机遇一旦失去,知识经济当然也就是空中楼阁。
        
        我们撇开以上现状分析中的种种体制与现实方面的原因,单从行业管理与应用技术的角度来看, 仍然是两大类问题, 一是硬件,二是软件,其组合后的情况就更多了。各勘测单位对此两大类问题的态度差异较大,极端情况是对硬件软件都不以为然,一般情况是重硬件轻软件、重配置轻发挥效益、重开发轻应用、或重应用轻开发、普及与提高不能兼顾、生产与科研不能并举等等。


        软件方面的问题更多一些。多年来,专业应用软件分散、标准化程度低,各自为政,很少沟通与交流。水利水电勘测系统的专业软件没有进行过规模性的投入和开发, 更没有正规的开发商或软件组织来研究到底我们应该开发什么样的软件,上什么档次,以什么为标准,当然也就不具备象样的商业意义上的软件产品。在行业管理方面,一些规划设计方案难以实施,投入不够,管理不力,或管理困难。


        近年来,我们探讨的另一条路就是自由软件之路。根据本系统的实际情况, 我们倡议广大地质计算机爱好者们将自己开发的不能形成商品的软件贡献出来广泛进行交流,得到了积极响应。我们将继续倡导这一沟通交流方式, 尽可能创造条件使编程者的劳动得到本行业本专业的认可,进而得到社会的认可。自2000 年以来,我们在RS 和GPS 新技术利用方面有了实质性的突破,填补了该院测绘技术在这方面的空白。作业方式为航空摄影测量飞机拍摄航空照片,采用Vexcel3000 和U1traScan5000 高精度扫描仪对构成立体像对的航片及中心片(主片)进行扫描数字化,生成TIFF 格式影像数据文件。利用山东省水利设计院引进的武汉适普公司研制开发的VirtuoZO312 全数字化摄影测量系统对影像数据和GPS 外业像控资料进行空中三角测量、估算空三加密精度、全野外碎部点采集、数字高程模型生成和编辑、数字正摄影像生成、正摄影像测图和数字线化图编辑并生成线划图,然后进行野外补调,最后编辑生成最终的线划图, 并转换成Auto2CAD 的DWG 格式的图形文件。经实践证明,采用RS 和GPS 技术与传统的测图方式相比较,不仅大大提高了图形的精度和产品质量,也提高了工作效率,降低了劳动强度,收到了可观的经济效益。


        利用GIS 强大的地理数据的集成、存储功能对于GPS、RS 获得水利工程数据和产品入库,进行测绘成果系统化管理。为进一步实现GIS 的查询、分析等功能提供了良好的基础。该管理系统的开发是以美国ESRI 公司研制的ARC/INFO 软件做基本平台, 以MicrosoftVisualBasic6或者MicrosoftVisualC++开发平台为辅助平台来实现其功能的。


        将地形原始数据(GPS、全站仪等采集数据)输入到系统,经过数据过滤后转化为三维矢量数据,进一步生成三维地面模型DTM。利用内插手段,可以生成更高精度的DTM。DTM 在经纹理、光照等图先渲染操作,即生成逼真的整个测区数字地形模型,为调水工程的线路规划设计和调整提供了很重要的参考价值。


        协作网在软件开发方面的原则是: 支持基础软件和标准软件的开发,制定标准,研究探讨专业性强难度大的软件。尽管硬件频繁换代,软件疯狂升级,但多是操作系统、文字处理系列软件、工具软件、数据库平台、制图平台等,这些平台对于基本符合流行操作系统和编程工具的各专业性应用软件,均具有单向兼容性,因此,专业应用的基础性和标准化软件具有相对长期稳定的实际意义,不会象那些以商业营利为目的的软件随时淘汰随时升级。显然,开发基础软件和标准软件的意义是长远的,迟早要投入的。[论/文/网 LunWenData/Com]


        参考文献:


        [1]《堤防工程地质勘察规程》, 中华人民共和国行业标准,SL/T188-96,中国水利出版社1997 年。


        [2]韦港,加速三维实体地质模型在计算机上的实现,水力发电,1996.4 期


        [3]陈祖安、邹小安、韦港,水利工程计算机应用概述与规划设想,水利水电工程地质1995.1 期


        [4]韦港、冀建疆,堤防工程与环境地质问题,《水利规划设计》,水利部水利水电规划设计总院院刊,2000 年第1 期。


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  • 计算机四级网络工程师知识点(非常全面!)

    万次阅读 多人点赞 2019-09-07 01:43:15
    马上计算机考试了呢。相关的四级网络工程师的知识点也很重要呀~ 自己从网上下载并花时间整理了相关的资料,下面内容是经过总结而成~请放心食用! PS:以下内容为长文档,内容很多,建议配合文章目录学习哦

    此文在我的博客原文链接:https://sublimerui.top/archives/e78192a8.html

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    cover

    文章目录


    操作系统原理

    一、操作系统概述

    1.操作系统

    (1)概念

    是计算机系统的一个系统软件,能有效地组织和管理计算机系统中的硬件和软件资源,合理(公平对待不同用户程序,不发生“死锁”和“饥饿”)组织计算机工作流程,控制程序的执行,并向用户提供各种服务功能,使用户能灵活、方便、有效地使用计算机,并使整个计算机系统高效运行;位于硬件之上,支撑软件(软件的编制和维护)之下。

    A.应用角度看主要作用:提供人机交互接口(提供给用户的接口是命令输入和系统调用);
    B.软件开发角度看作用:软件开发的基础平台;
    C.安全保护角度看作用:第一道安全防线;
    D.系统发展角度看作用:虚拟机和扩展机

    (2)特性

    A.并发性:执行期间具有相互制约关系;程序与计算不再一一对应;结果不再现并发过程失去封闭性;
    B.共享性:CPU、内外存储器、外部设备;
    C.随机性(异步性):何时退出?假死?中断?关机?重启?

    (3)功能

    A.进程管理:对CPU进行管理。包括进程控制(创建、撤销结束进程以及控制运行时候的各种状态转换)、进程同步(处理进程之间同步或互斥关系)、进程间通信(信息交换)和进程调度(按照一定算法从就绪队列中挑选一个进程让CPU执行它);
    B.存储管理:管理计算机内存资源。包括回收与分配内存、存储保护(考虑程序可能发生越界的情况)和内存扩充(借助虚拟技术在逻辑上增加进程运行空间);
    C.文件管理:文件存储空间的管理(管理/创建/删除/命名文件);文件目录管理;文件系统的安全性(读写和存取权限)
    D.设备管理:除CPU和内存之外的所有输入输入设备,复杂外部设备分配和故障处理。技术包括:中断技术、通道技术、虚拟设备技术和缓冲技术。
    E.用户接区(作业管理):

    (4)常见的操作系统

    Ubuntu、Windows、Unix、DOS、BSD

    2.操作系统分类

    按页面使用环境和功能特征

    (1)批处理系统:分单道批处理系统和多道批处理系统,其中多道批处理效率和吞吐量较高但缺少人机交互性;指令有特权指令和一般指令;
    (2)分时系统:多用户共同、交互使用系统;独占性(用户感觉);及时性
    (3)实时系统:多路性,及时性,交互性,可靠性,有过载防护能力

    按计算机体系结构分类

    (1)个人操作系统
    (2)网络操作系统:主从关系明显;有限制共享资源;
    (3)分布式操作系统:统一配置,所有主机使用一个操作系统;资源共享;相互通信;
    (4)嵌入式操作系统:成本低
    交互式系统是指用户交互式地向系统提出命令请求,系统接受每个用户的命令,采用时间片轮转方式处理服务,并通过交互方式在终端上向用户显示结果。多级反馈、时间片轮转和高优先级适用于交互式操作系统。

    3.操作系统结构

    (1)整体式结构:功能划分成多模块;
    (2)层次式结构:单向调用,同层不调用;
    (3)微内核结构(C/S结构):将大多数的操作系统由用户进程实现;分割成多个部分,每一部分只处理一方面的功能,如文件服务、进程服务与服务器通信;特点:高可靠性、高灵活性、适合分布式处理、可移植性强、融入面向对象技术,但效率低,不适合频繁通信;微内核具备:线程调度、虚拟存储、消息传递、设备驱动、内核原语操作以及中断处理。

    4.指令

    (1)特权指令:包括输出指令、停机指令等,只有在监控程序才能执行特权指令,只能在内核状态(管态)下运行(屏蔽中断、关闭中断);
    (2)一般指令:用户态下运行(关机、读文件、设置时间),管态下也可以执行。如果用户程序在用户态(目态)执行特权指令,则引起访管中断,这也是CPU由用户态向核心态转换的方法。

    5.临界资源、可重写入代码和不可重用资源

    (1)临界资源:
    (2)可重写入代码:硬盘,内存;
    (3)不可重用资源:时间片到时、硬件时钟到时

    6.三类接口可供用户使用

    (1)命令接口:提供一组命令供用户间接/直接操作;
    (2)程序调用:一组系统调用命令组成,是操作系统提供给编程人员唯一接口,调用命令供用户程序使用;(用户编程需要打印输出,提供指令:write())
    (3)图像界面接口:图标、菜单、窗口,形成一个直观易懂,使用方便的计算机操作环境,终端窗口采用命令行。

    7.设备分配算法中,数据结构主要包含四个表分配顺序是

    系统设备表(SDT)、设备控制表(DCT)、控制器控制表(COCT)、通道控制表(CHCT)。

    8.程序状态字(PSW,专门的寄存器指示处理器状态)

    (1)包含:CPU工作状态码(指明管/目态);条件码(指令结果);终端屏蔽码(是否允许中断);
    (2)状态标志:CF(有进位)、ZF(为零)、SF(符号)、OF(溢出)、TF(陷阱)、IF(中断屏蔽)、VIF(虚拟中断)、VIP(虚拟自断待决)、IOPL(IO特权级别)

    二、操作系统运行机制

    1.CPU中的存储器

    (1)用户可见寄存器:主要用于各种算术逻辑指令和访问指令(数据寄存器、地址寄存器、条件码寄存器)
    (2)控制和状态寄存器:用于控制处理器的操作(程序计数器PC、指令寄存器IR、程序状态寄存器PSW)

    2.中断与异常的分类

    (1)中断:(外部事件引起的)时钟中断;输入输出中断(键盘输入);控制台中断;硬件故障中断;网卡上数据区满(数据传输完成);(堆栈溢出);(被0除)
    (2)异常:(内部事件引起的)程序性中断(执行指令产生的结果);访管指令中断(被清零);

    3.系统调用

    (1)概念:运行在用户态(CPU在用户程序中执行)被调用程序在系统态(CPU在系统程序中执行);系统调用可嵌套使用,即一个被调用过程执行期间还可以调用另一个,一般可多次调用但不能无限制调用;
    (2)分类:进程控制类(创建/终止进程)、文件操作(打开)、进程通信类、设备管理类(请求/释放设备)、信息维护类(时间日期);
    (3)参数传递:由陷入指令自带参数(只能携带几个);通过寄存器传递参数(内存开辟专门的堆栈传递参数);
    (4)一般调用在,被调用过程执行结束后,会直接返回调用程序;系统调用在结束调用,首先会对所要求的进程进行优先级分析,若调用进程不具备高优先级则会产生重新调度;

    三、进程线程模型

    1.多道程序环境特点

    独立性;随机性(输入输出都是随机的);资源共享(导致执行速度制约)。

    2.进程

    (1)概念:计算机程序(指令、数据组成)关于数据集合上的一次运行活动,是资源分配的基本单位;
    (2)特点:并行性;独立性(独立资源分配单元);异步性(不可预知速度的向前推行);动态性;交往性。
    (3)组成:PCB、指令和数据三部分组成;
    (4)进程控制块(PCB)
    A.组成:进程名、进程号、存储信息、进程标识符、进程优先级、进程当前状态、资源清单、消息队列指针、进程队列指针、打开当前文件等调度信息和PSW、时钟、界地址寄存器等现场信息;
    B.组织方式:线性方式、索引方式、链接方式、队列方式(就绪队列、等待队列、运行队列);
    C.特征:是进程的灵魂;必须常驻内存;PCB的运行状态只可以通过操作系统读取。
    (5)进程控制:通过原语实现对进程在整个生命周期中各种状态间的转换;用于进程控制的原语一般有创建进程、撤销进程、挂起进程、激活进程、阻塞进程、唤醒进程以及改变进程优先级等。
    (6)创建进程:
    A.步骤:申请空白PCB;为新进程分配资源;初始化PCB;将新进程插入就绪队列末尾。
    B.创建进程的时机:用户登录;系统初始化;用户系统调用;初始化批处理作业。

    3.进程状态及转换

    (1)三状态模型:运行状态、就绪状态、等待状态(阻塞状态)。
    其中运行状态转换到就绪状态有3种可能性:时间片用完;进程创建完成;被调度程序强占CPU(对于非强制式是:“一个进程运行结束”);
    运行状态转换阻塞状态:请求系统服务、启动某种操作、新数据尚未到达、无新工作可做。
    (2)五状态模型:运行、就绪、阻塞、创建、结束。
    Linux上进程有五种状态:运行、中断、不可中断、僵尸状态、停止状态。
    (3)七状态模型;运行、就绪、阻塞、创建、结束、激活(外->内)、挂起(内->外)。

    4.线程

    (1)概念:进程中的实体,不能独立于进程存在;是CPU调度和分派的基本单位;不同的线程可以执行相同的程序;同一进程中各线程共享内存空间;自己不拥有系统资源,只拥有一点运行中必不可少的资源;每个线程有一个标识符和一张线程描述表,记录了线程执行的寄存器和用户栈等现场;
    (2)特点:花费开销少、切换花费时间少、内部通信快、能独立工作;
    (3)线程操作含义:

    pthread_join:等待一个特定的线程退出; pthread_yield:线程让出CPU(主动释放);
    pthread_creat:创建线程库函数; pthread_exit:结束一个线程的库函数

    5.CPU调度分类

    高级调度(创建进程)、中级调度(调入内存)、低级调度(分配CPU)。

    6.调度

    (1)功能:记录系统中所有进程执行状态;从就绪队列中选出一个CPU分配给它;选中PCB有关现场信息(PSW、通用寄存器等)送往CPU的寄存器中,让他占用执行。
    (2)时机:CPU资源让出来不一定调度,CPU资源占用一定不调度;可强占方式(当优先级高的进程运行存在时,立即进行调度,转让CPU资源)与不可强占方式(进程执行完毕才释放CPU)。
    (3)调度算法:先来先服务FCFS(不可强占);最短时间作业算法SJF;轮转法RR;最高响应比优先算法HRRF(介于FCFS与SJF之间的折中算法,即考虑等待时间又不使长作业等待时间过长);多级反馈队列。操作系统不能在运行中动态改变进程调度算法。

    四、存储管理方案

    1.进程互斥的解决办法

    竞争各方平等协商;引入进程管理者

    2.计算机中资源共享的程序可分为三个层次

    (1)互斥;利用硬件解决的互斥方法简单、支持多个临界区、适用范围广;不能实现“让权等待”;
    (2)死锁:
    (3)饥饿:

    3.临界资源分成四个部分

    (1)进入区:(P原语);while TS(&lock)
    (2)临界区:访问临界资源的一段代码;n=fetch(balance)
    (3)退出区:(V原语)lock=FLASE
    (4)剩余区:代码其余的部分output(list)

    4.进程同步机制应遵循的准则

    空闲则入、忙则等待、有限等待、让权等待。

    5.信号量

    (1)只能通过初始化和两个标准的原语来访问;
    (2)初始化可指定一个非负整数值,表示空闲资源总数;若为负值,其绝对值表示当前等待临界区的进程数;P(empty) V(full)
    (3)同步:信息量empty,初始值K;信号量full,初始值0
    互斥:信号量mutex,初始值为1.(占用为1空闲为0)
    (4)系统直接通信时,发送原语:send(receiver,message)

    6.管程

    (1)定义了一个数据结构和能为并发进程所执行的一组操作。进程可在任何需要的时候调用管程中的过程,但它们不能在管程之外什么的过程中直接访问管程数据结构;管程能保障共享资源互斥执行;是一种同步机制;将共享变量及对共享变量的操作封装在一起
    (2)任一时刻中,管程中只有一个活跃进程;所有临界区转换成管程,则只许一个进程使用临界区内代码。管程本身无法保证互斥;
    (3)管程对象:共享的数据结构和一组操作过程。
    (4)为解决进程同步关系,引入条件变量,在条件变量上实施P、V操作;

    7.进程间的通信

    (1)共享内存:用于多个进程并发执行且相互通信,适合传输大量信息;设置一个公共内存区,一组向其中写,一组从公共内存读;不需要在系统中产生多份相同的拷贝。
    (2)消息机制:利用内存中若干缓存区组织成队列,依赖进程或基础框架来调用实际执行的代码;缓冲区中包括:消息缓冲区、消息指针、互斥信息量、同步信息量、发送和接收原语。
    (3)管道通信:通过两个进程,打开一个共享文件,实现进程间的通信;字符流形式联系,不足是通信速度较慢。
    (4)信箱通信:发送进程首先创建一个链接两个进程的通信机制,然后把向信息送入该机制;发送进程和接受进程不直接联系,接收进程可以在任何时刻从该机制中取出信息。

    8.PV操作

    PV操作可以实现两个进程互斥、进程同步和进程前趋关系;
    PV同步机制缺点:可读性差、不利于修改和维护、正确性差;P操作一次减一,V操作一次加一。

    9.可以实现进程互斥的算法

    Peterson算法、TS指令、Swap或Exchange命令、信号量;

    10.进程之间的关系有

    相互感知 交互关系 一个进程对其他进程的影响 潜在控制问题
    相互不感知 竞争 两进程的结果无影响 互斥、死锁、饥饿
    直接感知 通信协作 一个进程依赖其他进程 死锁、饥饿
    间接感知 共享协作 一个进程依赖其他进程 互斥、死锁、饥饿

    11.地址重定位

    将逻辑地址转换成绝对地址;动态重定位(每条指令执行时;需要软件硬件相互配合实现,其中硬件包括基址寄存器和一个地址转换线路组成)和静态重定位(程序执行前已转换好地址)。

    12.内存管理

    (1)单一用户管理:一个时间内,一个用户进程独占内存;
    (2)分区管理:固定分区;可变分区(空闲分区策略:最先适应算法、最优适应算法、最坏适应算法、下次适应算法);可以满足多道程序设计且设计上最简单;内存使用不充分、较为严重碎片、不能提供虚拟内存、受物理内存不足限制。
    利用移动技术,可以实现碎片整合;利用交换技术,在磁盘上保存内存放不下的进程(代码、PCB和数据),需要时再装入内存中,是由操作系统控制。
    (3)页式管理:把一个逻辑地址连续分散存放到几个不连续的内存区域。不要求作业或进程的程序段和数据在内存中连续存放,从而有效解决“碎片”多的问题;动态页式管理提供了内存和外存统一管理的虚存实现方式,提高了存储空间利用率;页面大小可以改变但用户不可以动态改变页面大小。通常管理空闲物理内存的方法有:空闲块链表法、位示图、空闲页面表。
    A.空闲块的分配和回收:采用主存分配表、位示图和页表方式;页表中,存储块号与页号一一对应,一级页表共需访问内存2次完成数据提取;二级页表每执行一条指令至少需要访问3次内存;
    B.快表(TLB)存放在高速缓存(介于主存和CPU之间的存储器,高速缓存器与内存之间信息调度和传送是通过硬件完成的)中;页式虚拟存储管理,部分页在内存中,其余在外存中(磁盘文件区),需要用到:请求调用页和预调页策略。
    C.置换策略有:固定分配局部置换、可变分配全局置换、可变分配局部置换;(固定/可变指:块数是否可变;局部/全局:指作业以内或外)
    D.页面置换算法:
    FIFO:会出现Belady现象,随着分配给进程的物理页面增加,缺页率增加;
    LRU:最近最久未使用算法,需要记录访问位;
    LFU:最近最不经常使用算法,当前时间访问次数最少,需要访问计数器;
    NRU:最近未使用页面置换算法,需要记录访问位;
    CLOCK:时钟算法,需要记录访问位;
    理想页面置换算法
    (4)段氏管理:存储以段划分;
    (5)段页式管理:先分段、再分页、每页对应块、可连续可不连续存储。
    其中,页式、段氏式和段页式管理可以与虚拟存储技术结合使用。

    13.链接

    提高检索速度、节省存储空间的软链接,把所有编译后得到的目标模块连接装配起来,再与函数库想连接成一个整体的过程。

    14.虚拟页面存储管理

    (1)存在问题:页面抖动、Belady现象、缺页中断、页面写错误。
    (2)解决办法:采用工作集算法可以缓解页面抖动(操作系统为每一个进程保持一个工作集,工作集随时间而变化,每个进程提供与工作集大小相等的物理界面)
    (3)需要的硬件支持:足够大内外存;虚拟地址到物理地址映射机制;缺页中断处理机制。

    15.碎片

    (1)内碎片:分配出内存,没有得到利用。固定分区、页式、段页式
    (2)外碎片:内存空间无法满足分配要求。可变分区、虚拟段式。
    16.进程中断,选中一个页面进行淘汰时,只需将页面移除,修改页面有效位,其余标志位不变;
    当创建一个新进程,装入一个页面,对应页表项中的:内存号、驻留位、访问位需要修改;
    当页面被修改时,需要修改的位:访问位、修改位;
    将页面调入内存,需要修改位:内存号、驻留位、访问位。

    17.虚拟存储器

    (1)在虚拟存储系统中,进程的部分程序装入后便可运行;
    (2)虚拟存储技术允许用户使用比物理内存更大的存储空间;
    (3)虚拟内存必须有硬件支持。

    18

    程序的局部性分空间局部性和时间局部性,空间局部性是指一旦程序访问了某个存储单元,其附近的存储单元也将被访问,程序代码执行具有顺序性。时间局部性指程序在执行时呈现出局部性规律,即在一段时间内,整个程序的执行仅限于程序中的某一部分。

    五、文件系统设计与实现技术

    1.文件分类

    (1)按用途分:系统文件、用户文件、库函数文件;
    (2)按组织形式:普通文件、目录文件、特殊文件(Unix中I/O设备被视为特殊文件);
    (3)保护方式:只读文件、读写文件、可执行文件、无保护文件;
    (4)存放实限分类:临时文件、永久文件、档案文件;
    (5)组织结构:逻辑文件(用户可见;无结构的字符流式文件、定长记录文件和不定长记录文件构成的记录树)、物理文件(存放在磁盘上:顺序文件、链式文件、索引文件)

    2.文件物理结构

    即文件存储的结构;顺序结构、链接结构、索引结构;

    存储介质 磁带 磁盘
    物理结构 连续结构 连续 链接 索引(多级索引)
    存取结构 顺序 顺序 顺序 顺序
    随机 随机

    3.磁盘

    (1)寻访时间:寻道时间(最长)、延迟时间、传输时间(最短);
    (2)磁盘调度:FCFS、SSTF(最短寻道时间,容易引起饥饿现象)、SCAN(电梯算法,来回服务)、C-SCAN(循环扫描,单向)

    4.文件目录

    实现按名存取,包含文件名和文件的起始地址,用以建立文件名(<255字符)与存储地址的对应关系;必须信息:FCB、文件结构信息和文件管理信息。
    (1)FCB包含:文件名、文件号、用户名、文件物理地址、文件长度、口令、修改/访问/建立时间;
    (2)管理形式分:一级目录、二级目录、树型目录(搜索快;层次清楚;解决不用用户文件重命名问题;用户不可以创建根目录)
    (3)路径名搜索:全路径名和相对路径(加快搜索速度);

    5.存储空间的分配与回收(文件存储空间的管理方法)

    位示图、空闲块表、空闲链表、成组链接表(UNIX)。

    6.文件系统

    (1)优化:块高速缓存;合理分配磁盘时间;磁盘驱动调度;目录项分解;
    (2)FAT:是文件分配表;链接结构;FAT16表示16位簇号,支持8个字符文件名;
    (3)安全:建立副本、定时转存、规定文件的存取权限。
    (4)文件存储空间:分配单位数据块;
    (5)从用户角度:建立文件系统的目标是实现“按名存取”;
    &nbsp &nbsp &nbsp &nbsp &nbsp从系统角度:看文件系统主要关注文件存储位置;

    7.打开文件时,系统要完成的

    (1)根据文件名查找目录,找到FCB;(打开文件第一步,继续open()操作,将FCB写入内存)
    (2)根据打开方式,共享说明和用户身份检查,访问合格性;
    (3)根据文件号,打开文件表,看文件是否被打开;
    (4)在用户打开文件中取一空表项,填写打开方式等,并指向系统打开文件表对应的表项;

    8.物理结构

    是文件的逻辑块到磁盘号的转换;

    9.外存储存取过程

    读状态–>置数据->置地址->置控制->读状态

    10.创建文件操作过程

    检查文件名是否合法;同目录下是否重名;目录中是否有空闲位置;填写目录项内容(文件名、用户名、存取权限、长度置零、首地址);

    11.文件描述符

    内核利用文件描述符来访问文件。文件描述符是非负整数,打开现存文件或新建文件时,内核会返回一个文件描述符,读写文件也需要使用文件描述符来指定待读写的文件。实际上,它是一个索引值,指向内核为每一个进程所维护的该进程打开文件的记录表。当程序打开一个现有文件或者创建一个新文件时,内核向进程返回一个文件描述符。

    2.对文件的操作

    (1)关闭文件操作:系统根据用户提供的文件名/文件标识符查找FCB;在该FCB的相关内容做修改;置FCB为“非活跃”;写回磁盘。
    (2)删除文件操作:查找文件;检查删除合法性;收回FCB资源;收回文件存储空间。
    (3)访问文件:首次访问时通常访问文件路径名,之后对文件访问通常使用文件描述符。

    六、I/O设备管理

    1.设备分类

    (1)按共享属性:独占设备、共享设备(磁盘)、虚拟设备;
    (2)按信息组织方式分类:块设备(磁盘/磁带,一般512B-4KB);字符设备(键盘、显示器、打印机);

    2.I/O硬件

    CPU和主存(中央部分);接口;外围设备控制器(内有寄存器);外围设备

    3.I/O设备数据传输控制方式

    (1)程序直接控制方式:“忙-等待”
    (2)中断控制方式:实现了主机和外围设备的并行工作;CPU是不是会跑去看数据是否可以输入输出;适用于键盘以字符为单位读取方式;关键硬件中断控制器、地址总线和数据总线、设备控制器;
    (3)DMA:对输入/输出设备由DMA完成,在DMA控制器的作用下,设备和主存之间可以批量进行数据交换,而不用CPU干预;“窃取”总线控制权;适用于对块设备的存取;DMA控制器、地址总线和数据总线;
    (4)通道控制方式:工作在内存中;实现外围设备的统一管理和外围设备与内存之间的数据传输;所需CPU干预更少;可以实现CPU、通道和输入输出设备三者之间的并行操作;适用于现代计算机内的大量数据交换;主要限于与I/O操作有关的指令和程序;通道控制器、地址总线、数据总线、设备控制器和通道程序代码;分数据选择通道、字节多路通道和数组多路通道。

    4.I/O软件分层

    中断处理程序(设备硬件);设备驱动程序;与设备无关的系统软件(设备独立层);用户控件的I/O软件(用户层)

    5.设备无关层实现功能(提供一致的系统调用)

    (1)统一命名:实现逻辑设备命名与物理设备的转换;
    (2)设备保护;
    (3)缓冲:对不同速度的设备使用缓冲区来匹配;
    (4)提供与设备无关的逻辑块;
    (5)独占设备的分配和释放;
    (6)出错处理:向用户报告出错处理情况;
    (7)存储设备的块分配。

    6.I/O设备管理

    (1)设备表:建立逻辑设备与物理设备之间的对应关系;
    (2)设备管理任务:缓冲区管理、设备分配(需要考虑:设备固有属性;设备分配算法;设备分配安全性;设备独立性)、设备处理、虚拟设备以及实现设备独立。
    (3)引入技术:缓冲技术、设备分配技术、SPLOOING技术、DMA技术、通道技术。
    (4)缓冲池管理:实现进程访问缓冲区同步。

    7.SPOOLING组成

    输入井和输出井、输入进程和输出进程、输入缓冲区和输出缓存区。

    七、死锁

    1.死锁

    在对资源的管理、分配和使用不当,会产生死锁现象;
    (1)产生原因:竞争资源;进程推进顺序不合理。(没有“调度不合理”的原因)
    (2)产生必要条件:互斥条件(资源互斥使用);不可剥夺条件(已分配资源不可剥夺);请求和保持条件(申请占有一部分资源,继续占用已分配的资源,部分分配资源);循环等待条件(前一个进程拥有后一个进程所请求的资源,资源申请形成环路);
    (3)进入阻塞状态,无法被唤醒。

    2.饥饿

    当等待时间进程推迟和响应带来明显影响时;

    3.活锁

    “忙等待式”,没有阻塞,可被调动,但无进展(不主动放弃CPU);
    饥饿:“阻塞状态”,没有阻塞,但被无限推后,(主动放弃CPU);

    4.解决死锁方法

    (1)预防死锁:“资源有序分配法”;SPOOLing系统的建立;一次分配所有资源;剥夺其他进程的资源。(静态分配,分配时加锁)
    (2)避免死锁:银行家算法;
    (3)死锁检测:定时运行资源分析程序;
    (4)剥夺资源法、撤销进程法和重启。

    5.几种死锁类型

    (1)同类资源死锁:“P1申请一页内存,P2申请一页资源…….”;
    (2)不同类资源死锁:“P1拥有设备A请求设备B,P2拥有设备B请求A”;
    (3)PV操作互斥死锁:“P1、P2先进行同步信号量P操作,再进行互斥信号量P操作”;
    (4)临时资源死锁:“P1等待P2发来信件Q后向P2发送信件R,P2等待P1发来信件R后向P1发送信件Q”。

    计算机网络

    一、网络技术基础

    1.网络分类

    (1)宽带城域网(MAN):双环光纤传输;FDDI;(2)无线局域网(WLAN);(3)无线自组网(Ad hoc)(自组织;对等;无线网络);(4)无线传感网(WSN):Ad hoc与传感器技术结合;(5)无线网状网(WMN):用于扩大范围;对Wimax和WLAN的补充

    2.操作系统

    (1)Unix操作系统:小型机、C语言(第一版本由汇编语言编译)、部分开源;集中式、多用户,多任务,分时操作系统;贝尔公司开发;
    IBM—AIX SUN公司—Solaris HP—HP-UN
    (2)Linux操作系统:继承了Unix以网络为核心的设计,核心部分:内核;开源操作系统;版本很多;由不同组织管理维护;不是Unix操作系统的变种。
    Red Hat
    (3)Windows NT是微软公司开发的闭源系统;采用32位操作系统,可以提供全面的网络服务功能;基于不对等结构,分Windows NT Sever和Windows NT Workstation。

    3.拓扑结构

    (1)环型拓扑:传输延时确定;
    (2)网状拓扑:广域网普遍使用;

    4.数据报方式和虚拟电路方式

    (1)数据报方式(分组存储转发):同一报文不同分组可以通过不同的传输路径;不同分组可能会出现乱序、重复和丢弃现象;分组均携带源地址和目的地址;延迟大,不适宜报文会话式;
    (2)虚电路方式:传输之前在源节点和目的节点之间建立逻辑连接;每个结点可以与任意结点建立多条虚电路连接,不需要路由选择;一次通信所有分组通过虚电路顺序传输,分组不需要携带目的地址和源地址等信息;结点只进行纠错。

    5.网络体系结构

    (1)ISO建立的OSI(开放系统互联)模型:
    A.物理层(透明传输比特流)、数据链路层(MAC&LLC)、网络层(选择路由IPSec)、传输层(端到端服务)、会话层、表示层(加密/解密)、应用层(提供应用进程交换和远程操作);
    (2)TCP/IP模型:IETF制定的
    A.主机-网络层、互联层(IP/ARP/ICMP)、传输层(TCP\UDP)、
    应用层(FTP\HTTP\RIP\NFS\SMTP\Telnet\SNMP\CIMP\PGP\S/MIME\)
    B.开放式网络协议标准;与网络硬件无关;每一层服务上一层

    6.计算机网络

    以能够相互共享资源方式互联起来的自治计算机系统集合。

    7.ARPANET

    Internet的始祖,是世界范围内的广域网,是世界上开发的第一个运营的封包交换网络(分组交换网络技术),是美国国防部高级研究计划局研究的网络。

    二、局域网技术

    1.局域网三要素

    (1)网络拓扑:总线型、环型、星型;
    (2)传输介质:双绞线、同轴电缆(最早)、光纤和无线信道;
    (3)介质访问:按照介质访问控制方式分为共享介质和交换局域网。其中:
    共享介质(总线型局域网:利用CSMA/CD避免冲突;环型局域网:利用令牌环控制冲突)

    2.IEEE 802

    (1)对象:OSI的物理层和数据链路层。专门从事局域网的标准化工作。(不同局域网中,MAC和物理层可以不同,LLC(介质访问控制层)必须相同)
    (2)分类:
    802.3:定义CSMA/CD总线型介质访问MAC和物理层标准(以太网标准);
    802.4:定义令牌环网的协议标准;
    802.11:无线局域网标准;
    802.15:无线个人区域网介质访问MAC和物理层标准;
    802.16:宽带无线局域网。

    3.共享以太网

    (1)概念:核心是集线器;ALOHA网络是基础;总线型局域网;核心技术:CSMA/CD;
    (2)帧结构:
    间导码7B 帧前定界符1B|目的地址6B源地址6B类型2B|数据46-1500B校验位4B(CRC)
    (接收同步,不计帧头) (帧头;类型:网络层协议) (帧长64-1518B)
    (3)以太网物理地址:长度48位,十六进制,两两一组,共6组;前三组生产公司,后三组生产商分配流水号,可分配地址2^47,第一位1则为组/广播;为0才可以分配给生产商。

    4.高速局域网标准(MAC层与原标准兼容,仅定义物理层标准)

    (1)802.3u:Fast Ethernet,百兆以太网;
    (2)802.3z:Gigabit Ethernet,千兆以太网,定义多模光纤或屏蔽双绞线;
    802.3ab:Gigabit Ethernet,千兆以太网,定义单模光纤或非屏蔽双绞线;
    采用GMII分隔物理层和MAC层;与传统以太网的帧格式一致;
    (3)802.3ae:10Gigabit Ethernet,万兆以太网,使用光纤传输,只有全双工模式,不存在介质访问控制,传输距离不受冲突检测的限制。
    (4)802.3ba:40/100Gigabit Ethernet(40Gbps网络使用波分复用技术,100GPS物理接口类型)

    5.交换式局域网

    (1)概念:典型的是交换式以太网,核心设备:以太网交换机(专用/共享端口);可以在多个端口之间建立多个并发连接,实现多结点之间的并发连接,
    (2)帧转发方式:直接交换;存储转发;改进直接交换(接收一帧前64B,检测由主机进行);
    (3)虚拟局域网(VLAN)组网方式:用交换机端口定义;MAC地址定义;基于网络层地址(IP)定义;基于广播组定义。

    6.无线局域网

    (1)按物理层传输方式分类:红外、直接序列扩频、跳频广播、微波;
    (2)红外无线局域网IR、跳频扩频FSSS(将频带划分为多个信道,使用2.5GHZ的ISM频段)、直接序列扩频DSSS(所有接受结果使用相同频段通信)、窄带微波无线局域网。
    (3)802.11定义的两种访问方式:无争用服务、争用服务;MAC层采用CSMA/CA避免冲突;支持AP访问模式和漫游访问模式;802.11管理帧为探测帧和认证帧;采用层次结构模型;MAC层主要功能是对无线环境的访问控制;物理层定义了红外、调频扩频与直接序列扩频的数据传输标准。
    (4)802.11协议族:

    802.11a: 5HZ 54M
    802.11b: 2.4HZ 11M(跳频)
    802.11g: 2.4HZ 54M
    802.11n: 5G 100M

    (5)网络结构为:端站(有无线网卡的用户结点)、接入点(AP)、接入控制器(AC在WLAN与外部网络之间充当网关作用)、AAA服务器(计费、认证、授权;802.11认证有三种:基于IEEE 802.1x的认证、基于PPoE的认证和基于Web的认证)

    (6)1000BASE-SX:多模光纤
    1000BASE-CX:屏蔽双绞线
    1000BASE-LX:单模光纤
    1000BASE-T:非屏蔽双绞线
    100BASE-FX:单/多模光纤

    7.不能够通信的原因

    不在一个虚拟子网中;不在一个子网中。

    8.总线局域网的特点

    所有结点都通过网卡连接到作为公共介质的总线上,通常采用双绞线或同轴电缆作为传输介质;所有的结点都可以发送或接收数据,但在一段时间内只允许一个结点通过总线发送数据(即半双工形式);当一个结点通过总线以“广播”方式数据时,其他结点只能以“收听”方式接收数据;由于总线作为公共传输介质被多结点共享,因此会出现冲突现象。

    三、Internet基础

    1.互联网构成

    通信线路(基础设备)、路由器(主要设备,主要功能:维护路由表信息;转发IP数据报;选择最佳路径)、主机(信息资源和服务的载体)和信息资源。IP协议是Internet中的主要协议。

    2.Internet的接入方式

    (1)电话线接入;
    (2)ADSL接入:使用电话线路,完成非对称数据用户线路,ADSL调制解调器:具备网桥、路由器和调制解调的功能;
    (3)HFC接入:有线电视网接入(混合光纤/同轴电缆),非对称数字用户线路;
    (4)数据通信线路接入:(成本高)

    3.IP协议

    (1)定义:IP数据报格式、对数据寻址和路由、数据报分片和重组、差错控制和处理等。
    (2)IP服务特点:不可靠服务;面向无连接;尽最大努力投递;(一般不随意丢弃报文)
    (3)IP网络特点:隐藏底层物理网络细节;不制定拓扑结构,不要求网络之间全部互联;在物理网络之间转发数据,信息可以跨网传输;公平对待互联网中每一个网络;使用同一的地址描述法。

    4.IP地址(A\B\C\D\E类地址)

    (1)特殊IP地址:网络地址;广播地址(直接广播/有限广播:255.255.255.255);回送地址(127.0.0.0);本地地址(A:10.0.0.0/8;B:172.16.0.0/12;C:192.168.0.0/16)
    (2)若要发送广播:源地址是本机,目的地址:网络号不变,主机号全为1.

    5.地址解析协议ARP

    (1)工作在互联层,能够实现IP到MAC的解析;
    (2)工作原理:以广播形式发送请求报文(ARP请求),单播响应;
    (3)通过高速缓存技术避免大量请求报文出现,提高有效性;拥有计时器的目的是保证主机ARP表的正确性。

    6.IP数据报格式

    (1)组成:报头区和数据区;
    (2)数据报各字段及其功能:版本和协议类型;长度;服务类型;生存周期;头部校验和域(保证报头完整性,没有数据区校验字);
    (3)报头长度:32bit双字节为单位;总长度以8bit字节为单位。包含与分片和重组有关:标识(原数据是谁)、标志(是否是最后一片)和片偏移(顺序重组)

    7.IP封装、分片(MTU:最大传输单元,一帧携带最多能携带的数据量。)和重组。

    8.IP数据报选项

    (1)目的:控制和测试;
    (2)选项数据:
    A.源路由:严格路由(严格按照路径转发);松散路由(规定主要路由);
    B.记录路由:记录经过的所有路由IP;
    C.时间戳

    9.差错与控制

    一个ICMP报文对应一个数据报
    (1)ICMP差错控制报文:拥塞控制(源抑制报文)、路由控制(重定向报文);
    (2)请求/应答对:回应请求与应答(用于测试目的主机或路由器的可达性)、时间戳请求与应答(同步时间)、掩码请求与应答;
    (3)ICMP特点:不享受优先权和不享受特别的可靠性;报告伴随丢弃;报文包含IP数据报头和数据前64比特数据。
    (4)当路由器收到IP数据报,对IP数据报进行检测,当对其首部进行校验后发现数据报存在错误时,将抛弃该数据报。

    10.路由器与选择

    (1)特殊路由:默认路由、待定主机路由(制定到达的主机)
    (2)RIP协议(路由器信息协议):采用V-D算法(距离-矢量算法),简单、中小型网络、多路径、动态IP互联网环境;距离按跳数计算;慢收敛(解决:限制路径最大距离;水平分割对策;保持策略;带触发刷新的毒性逆转对策)
    (3)OSPF协议:采用L-S算法(链路-状态算法),大型网络、多路径、动态IP互联网环境;每个路由都有一个LSA,最终获得一个LSDB(链路状态数据图),收敛比V-D算法快。

    11.IP组播技术

    (1)特点:使用组地址(D类地址);动态组播地址,成员也是动态;不仅通过IP层,还与要底层硬件支持功能。
    (2)相关协议:组播管理协议(IGMP,CGMP)、组播路由协议。
    IGMP:Internet制定的,一方面主机通过本地路由器主动加入;一方面ICMP协议路由器会周期查询。组播路由由:源地址、组地址、入接口和出接口组成(前三个进行匹配)。

    12.IPv6

    (1)地址:128位(IPv4:32位);送回地址(0:0:0:0:0:0:0:1);
    (2)数据报格式:一个基本头(固定40B)、多个扩展头和一个高层协议数据单元组成。
    (3)扩展头种类:逐跳选项报头;目的选项报头;路由报头(强制数据报经过指定路由);分片头;

    13.TCP与UDP

    (1)TCP:面向对象,可靠,全双工。(使用窗口机制进行流量控制;RTT算法进行数据丢失与重发;连接端口用12位二进制表示)
    (2)UDP:非面向连接,不可靠,高效率。(应用程序提供可靠性保障)

    14.NAT

    内外网地址翻译。分类:静态NAT、动态NAT、网络地址端口转换NAPT(多个内网主机共享一个全局IP地址,同时访问外部网络)

    15.MTU

    1500字节;一般IP首部为20字节,UDP首部为8字节,数据的净荷部分预留是1472字节;如果超出1472字节,就会出现分片现象。

    四、Internet基本服务

    1.应用进程响应并发请求分类

    (1)重复服务器:“先进先出”原则;
    (2)并发服务器:每来一条请求,创建一个子进程。

    2.对等计算机模型(P2P)基本结构

    (1)集中式(Napster,服务器通常只存储目录和索引信息);(2)分布式非结构化(无中心节点;随机图;支持复杂查询;模糊查询;利用TTL机制控制泛洪;Gnutella);(3)分布式结构化(无中心节点;采用分布式散列表DHT;支持精确关键字匹配查询;可扩展;维护复杂;pastry; tapestry; chord; CAN);(4)混合式结构(索引结点维护搜索结点在搜索用户结点;skype; BT; pplive)

    3.域名解析方式

    (1)分类:递归解析(一次完成)、反复解析(分层多次解析);
    (2)每一个域名服务器至少知道根服务器的IP地址及其父节点服务器的IP服务地址,才能解析。(本地域名服务器IP地址)
    (3)提高域名解析的效率:解析从本地域名服务器开始;在域名服务器使用高速缓存技术;在主机上采用高速缓冲技术。

    4.域名对象类型

    A—主机;MX—邮件交换;PTR—指针;CNAME—别名;SOA—授权开始;
    HINFO—描述主机信息

    5.远程登录中,网络虚拟终端利用NVT格式将不同的用户本地终端统一起来。

    6.FTP服务

    (1)C/S模型,利用TCP建立双向连接(一个控制连接/一个数据连接);
    (2)建立联系方式:主动模式(服务器主动,使用PORT命令将端口发送给服务器);被动模式(服务器被动,向服务器发送PASV命令)
    (3)FTP文件格式传输方式:文本文件传输(ASCII);二进制文件传输(BINARY,不对文件格式进行任何变化,按照原始文件相同的位序以连续比特流方式进行传输);
    (4)FTP口令描述:delete—删除远程主机上的文件命令;pwd—显示远程主机的当前工作目录;

    7.电子邮件系统

    (1)SMTP:服务器之间的传递;主要目的是实现发送邮件的。
    (2)POP3/IMAP:向邮件服务器进行读取(认证阶段、事务处理、更新阶段Quit);
    (3)电子邮件报文格式:RFC822、MIME.
    (4)命令:PASS—用户邮件口令(认证);STAT—查询报文总数和长度; REST—复位,删除标记,中止当前操作;NOOP—无操作(事务处理)

    8.Web服务

    (1)HTML:页面规范,解释单元,能够对请求和返回进行页面翻译,显示内容;
    (2)HTTP:客户机和服务器之间的传输协议,建立在TCP连接上,面向对象协议,精确定义了请求/相应报文;
    (3)URL:页面地址,统一资源定位器;
    (4)安全性:SSL协议(工作在传输层协议;位于TCP/IP协议与各类应用层协议之间)(浏览器安全性)(防止第三方偷看内容;防止第三方篡改);CA证书(Web服务器)(证明自己)
    (5)浏览器组成:控制单元(解释键盘/鼠标输入命令)、客户单元、解释单元组成。Web服务器不但需要保存大量的Web页面,而且需要接受和处理浏览器的请求,实现HTTP服务器功能。Web服务器不具备编辑Web页面的功能。

    9.安全性

    (1)如何保护自己的计算机:浏览器将Internet世界划分成几个区域;
    (2)如何验证站点真实性:利用Web站点传来的证书;
    (3)如何避免他人假冒自己:用户可以在CA安全认证中心申请自己的证书,放在浏览器中;
    (4)在与Web交互敏感信息时如何避免第三方篡改或偷看:使用安全套接层技术SSL技术;
    (5)保证传输机密性:将Web站点放入可信站点区可保证信息传输的机密性;
    (6)防止病毒传播:使用SSL技术。

    10.网络蠕虫

    独立、通过漏洞传播、早期利用电子邮件传播、自我复制和主动传播;木马是没有复制能力的。

    五、新型网络应用

    1.即时通信(IM)

    (1)由IMPP工作组提出;IETF批准成为正式RFC文件;有RFC2778文件描述功能;该文件未提出即使通信系统必须使用同一标准。
    (2)模式:客户机/服务器;客户机/客户机

    2.QQ

    (1)客户机的两种聊天方式:UDP主/TCP辅;服务器中转(无法直接通信);
    (2)采用自己私有的即时通信协议 ;
    (3)每次登陆时客户机会获得一个来自服务器的会话密钥。

    3.即时通信协议(基于SIP的SIMPLE;基于JABBER的XMPP)

    (1)SIP:工作在应用层;IEFT提出;可在TCP/UDP上传输;支持多种信息类型(文件、视频、图像);用于创建、修改和释放一个或多个用户会话;分类(用户代理、代理服务器、重定服务器(用于规划SIP路径服务器,可与其他服务器共存一个设备中)、注册服务器);SIP消息组成(起始行、消息头、一个标志消息头的空行、消息体);SIP定义的6种请求消息(INVITE:邀请用户/服务器参加一个会话;ACK;OPTIONS:获取服务器相关能力;BYE:终止一次会话;CANCLE:取消挂起呼叫;REGISTER);SIP消息通常可分为2类,从客户机到服务器的请求消息和从服务器到客户机的响应消息。
    (2)SIMPLE:以SIP为基础,不需建立会话,支持多媒体会话;IEFT的SIMPEL工作组制定;IM消息以message命令为载体传输,每条IM由单独message命令传输,彼此独立。
    (3)XMPP:工作在应用层;基于JABBER协议;由IEFT制定;由4个RFC文档组成;设计上延续E-mail系统;包含用户客户端、XMPP服务器、XMPP协议网管;XML是其核心,统一选址方案,实体地址叫做JID。
    (4)基本服务:呈现服务和即时消息服务。

    4.网络文件共享

    (1)NFS(网络文件系统):Linux\Windows上均可使用;与主机操作系统无关;采用C/S结构;若想远程计算B的某一个文件系统:”mount:B:/usr/lib(远程主机目录)/usr/lib(本机目录)”
    (2)NFS服务器共享出来的文件或目录都记录在/etc/exports文件中。

    5.Windows LAN文件共享

    Windows2000以前的系统使用NetBIOS协议;以后使用CIFS协议

    6.P2P文件共享

    (1)P2P:起源于Napster;BT(中心服务器tracker存放用户信息;种子文件:.torrent,包含存储用户信息和共享文件的信息);源于MIT开源系统;加入DHT以实现无tracker服务器的文本传输;基于“六度分隔理论”、“世界最小理论假设”、“瓦斯特领导理论”。
    (2)Maze:支持即时通信;参考Kerberos机制;在线资源搜索和文件目录视图;支持多点下载和断点续传;基于积点的资源交易体系;有种子机制;分布式认证机制(类似于信用卡机制);类似URL表示文件位置;混合型P2P系统;包括集中式的用户管理服务器(注册、登录)、目录收集服务器、检索服务器、心跳服务器和种子服务器。
    (3)P2P不支持种子机制;BT系统不支持积点机制;P2P可以实现用户之间直接传输;BT后期系统能够实现无Tracker服务器的文件传输;P2P与BT相互不兼容。

    5.IPTV

    (1)业务种类:近式点播(NVOD,多个视频流依次间隔发送同样的内容)、真实点播电视(TVOD)和交互式点播(IVOD);
    (2)媒体内容分发(MCDN)技术组成:
    A.内容发布:借助相关技术,将内容发布或投递到距离用户最近的远程服务点;
    B.内容路由:网络负载均衡技术,重定向路由器以请求最近内容源响应;
    C.内容交换:根据内容可用性、服务器可用性等,利用应用层交换技术,智能平衡负载流量;
    D.性能管理:保证网络处于最佳状态,测量内容发布的端到端性能。

    6.VOIP(基于IP网络的语音传输技术)

    (1)组成:终端设备、网关(号码查询、建立通信、信号调制、压缩和解压缩、路由寻址)、多点控制单元(多终端)、网守(中央控制实体,负责用户注册和管理;消息控制中心;确定网关地址;计费管理;留存呼叫详细记录)
    (2)Skype:利用VOIP和P2P技术;混合式网络结构;AES算法作为密钥,密钥长度256bit;加密保存好友列表;支持免费多方通信;采用iLBS和iSAC编码技术;系统中SN是动态生成的;可以进行NAT穿越。

    7.搜索引擎组成

    搜索器、检索器、索引器、用户接口。

    8.ICQ、AOL采用OSCAR通信协议。

    9.网管模型

    (一般采用网络管理者-网管代理模型,管理者实际是运行在计算机操作系统上的一组应用程序,代理位于被管理的设备内部,一个管理者可以和多个代理之间进行信息交换)
    (1)组织模型描述网管系统的组成部分;
    (2)信息模型描述网管系统的对象命名;
    (3)通信模型描述网管系统的管理协议;

    六、网络管理与网络安全

    1.网络管理

    (1)管理对象:物理介质、计算机设备和网络互连设备(硬件资源);操作系统、应用软件和通信软件(软件资源);
    (2)目标:用户及运营商对网络的有效性、可靠性、开放性、综合性、安全性和经济性。(3)模型:集中式管理和分布式管理(时效好)

    2.网络管理功能

    (1)配置管理:包含两阶段:网络初次运行的初始配置管理阶段和网络正常运行的工作配置管理阶段;负责网络建设、业务展开和配置维护,达到网络性能最优;包括:设置系统中有关路由操作的参数、被管理对象的名字管理、初始化或关闭被管对象、根据要求收集系统当前状态的有关信息、获取系统重要变化信息、更改系统配置、生成网络拓扑。
    (2)故障管理:发现和排除故障;维护和监测错误日志;接收错误响应;跟踪辨别错误;
    (3)性能管理:计算机网络性能;收集统计信息;监控网络使用状况;维护网络使用状况;
    (4)计费管理
    (5)安全管理:对授权机制、访问控制、加密和解密关键字的管理。

    3.网络管理协议

    (1)CMIS和CMIP:由IOS制定;所用功能都要映射到应用层;采用报告机制(委托管理制);实施复杂且花费高;
    (2)SNMP:工作在应用层;IETF制定;遵循ISO的管理模型,可以应用于TCP/IP环境下;收集数据的方式有轮询(不断收集,按顺序存储在MIB中,时效低)和基于中断(时效高,需要转发大量信息,消耗管理设备资源时间,改进:trap)两种;SNMP第一版安全性差;第二版提供验证、加密和时间同步机制,在安全性和更有效的传递管理信息方面加以改进;

    4.信息安全等级

    (1)美国制定(DOD5200.28-STD):
    非安全保护类:D(客户机系统);自主保护类:C1、C2(存取控制,以用户为单位)
    强制性安全保护类:B1(标记安全保护)B2(结构化安全保护)B3(安全域机制保护)A1
    (2)中国制定:自主保护级、指导保护级、监督保护级、强制保护级、专控保护级

    5.OSI安全框架(X.800)中安全攻击类型

    (1)被动攻击:不更改信息,窃听检测,内容泄漏,流量分析(重在预防);
    (2)主动攻击:更改信息,消息篡改,DOS攻击,消息重放,拒绝,伪装(重在检测);
    (3)服务攻击:针对特定服务攻击;邮件炸弹;端口攻击;分布式拒绝服务攻击;
    (4)非服务攻击:基于网络层或底层协议漏洞攻击;源路由攻击,地址欺骗,NetXray攻击。

    6.对称密码

    (1)DES:分组长度64位,分组置换,密钥长度56位;美国NIST采纳;
    (2)三重DES:多个密钥对DES进行三次加密;
    (3)高级加密(AES):分组长度128,分组置换,密钥长度128,192或256位,性能不低三重DES;
    (4)Blowfish算法:可变长度密钥,分组长度64;
    (5)RC5:分组长度和密钥长度均变。

    7.非对称密钥(公钥密码)

    (1)RSA算法:发明者姓名命名;分组密码;加密强度取决于密钥长度(概率加密方法);质数值越大,破解越难;
    (2)ElGamal算法:公钥密码体制和椭圆曲线加密体系;基于离散对数;常用于数字签名;密文是明文的两倍。
    (3)背包加密算法:目前一次背包不安全;

    8.密钥的验证

    认证中心(CA),验证实体身份;产生证书,将公钥和身份绑定;证书由CA进行数字签名;认证后公钥的发布不受限制;保管用户的公钥;

    9.认证技术

    (1)消息认证的方法:认证消息来源;认证信息的完整性;认证信息的序号和时间。
    (2)认证模式:单向和双向;
    (3)认证函数:信息加密函数;信息认证码;散列函数(Hush,消息通过散列函数生成摘要。MD5同步处理可得到128位摘要)
    (4)数字签名:防止抵赖
    (5)身份认证:口令认证、持证认证和生物识别;协议有Kerberos(对称密钥;TCP/IP环境下;美国麻省理工)、X.509(公钥体制;CCITT制定)

    10.安全电子邮件(应用层)

    (1)PGP:数字签名采用DSS/SHA或RSA/SHA;压缩:ZIP;兼容:64-BASE
    (2)S/MIME:支持数据加密和数字签名;

    11.IPSEC

    网络层安全协议;将互联层改造为逻辑连接的层;主要有身份认证头(AH)协议(对于发送方提供源身份认证和数据完整性,没有提供秘密性)和封装安全负载(ESP)协议(提供源身份认证和数据完整性,提供了秘密性);源主机与网络主机进行握手并建立网络逻辑连接,该逻辑通道成为安全协议(SA);SA定义的逻辑连接是单工的,三元组。

    12.防火墙分类

    (1)包过滤路由器:根据IP数据包进行处理,决定转发或丢弃;
    (2)应用级网关:代理服务器;
    (3)电路级网关:不允许端到端直接TCP连接;
    (4)堡垒主机。

    13.公钥加密和数字签名技术建立的安全基础设施为:PKI

    14.密钥分发中心(KDI)

    是一个独立的可信的服务器;对称密钥;知道每个用户的密文,可一次性方法密钥,与客户通过密文传输。

    15.安全电子交易协议SET

    安全电子交易协议SET是一种应用于Internet环境下,以信用卡为基础的安全电子交付协议,它给出了一套电子交易的过程规范。通过SET协议可以实现电子商务交易中的加密、认证、密钥管理机制等,保证了在Internet上使用信用卡进行电子购物的安全。主要目的是解决信用卡电子付款的安全保障性问题,这包括:保证信息的机密性、保证信息安全传输、不被窃听,只有收件人才能得到和解密信息。(常用于电子商务应用中;防止交易数据被篡改;需要认证中心的支持;验证交易双方的身份)

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