三级网络技术课件1章ppt课件
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2．主板分类： （1）按CPU芯片分类，如486主板、奔腾主板、奔腾4主板等。 （2）按CPU插座分类，如Socket7主板、Slot1主板等。 （3）按主板的规格分类，如AT主板、Baby-AT主板、ATX主板等。 （4）按存储器容量分类，如16 M主板、32 M主板、64 M主板等。 （5）按芯片集分类，如TX主板、LX主板、BX主板等。 （6）按是否即插即用分类，如PnP主板、非PnP主板等。 （7）按系统总线的带宽分类，如66MHz主板、100MHz主板等。 （8）按数据端口分类，如SCSI主板、EDO主板、AGP主板等。 （9）按扩展槽分类，如EISA主板、PCI主板、USB主板等。 （10）按生产厂家分类，如联想主板、华硕主板、海洋主板等。
自由软件
版权属于作者，允许自由复制、自由修改。
单机/网络，通用/专用，国产/国外
1.3.3 程序、文档与软件开发
1、程序与文档
程序：指令序列
体现了用户要求计算机做什么、怎样做，每一套指 令序列均以某种代码形式储存于存储器中。
软件不能简单地理解为就是程序，至少包括：
程序 数据 文档
1.1.2 计算机的发展阶段
大型主机阶段
分为电子管、晶体管、中小规模集成电路、超大规模集成电路几个发展时期 代表性企业：IBM、富士通、DEC，国内103、104机
小型计算机阶段
是对大型机的第一次“缩小化” 代表企业：DEC 代表机型：VAX
微型计算机阶段
是对大型机的第二次“缩小化” 代表企业：苹果、IBM，长城、联想
1.1.3 计算机的应用领域
1、科学计算（计算模拟—核爆炸、经济运行、天气预报） 2、事务处理（数据检索、信息管理） 3、过程控制（单片机/嵌入式控制） 4、辅助工程（CAD、CAM、CAI） 5、人工智能（智能机器人） 6、网络应用（电子邮件、电子商务、娱乐等） 7、多媒体应用（动画设计、GIS、平面图像处理）
是： 1Gbps=103Mbps=106Kbps=109bps
与衡量内存或磁盘容量区别： 1TB=210GB=220MB=230KB=240B
5．可靠性
MTBF：
Mean Time Between Failures，平均无故障时间 多长时间系统发生一次故障，反映了计算机系统的可
靠性
MTTR：
（1）超标量（Superscalar）技术
内置多条流水线来同时执行多个处理，空间换时间；
（2）超流水线（Superpipeline）技术
细化流水，提高主频，使得一个机器周期内完成一 个甚至多个操作，时间换空间；
（3）分支预测
预测转移，预取指令，防止流水线“断流”；
（4）双高速缓存的哈佛结构
1.3.3 程序、文档与软件开发
2、软件开发
软件生命周期
软件产品从提出、实现、使用维护、停止使用到退役的过程。 计划阶段 问题定义 可行性研究 开发阶段
1.2.5 主板与插卡
3.网卡简介
实现与主机总线的通信连接； 实现数据链路层的功能； 实现物理层的功能； 常常集成到主板中。
网卡示例
1.3 计算机软件组成
1.3.1 软件的基本概念
硬件和软件
计算机系统由硬件和软件两部分组成，缺一不可。 两者有本质区别
硬件具有原子的特性 而软件具有比特的特性
客户机/服务器阶段
在20世纪70年代开始出现局域网（局部范围的网络）。 对等网：每台计算机从逻辑上都是平等的。 非对等网络：存在主从关系，也称C/S结构，其中C表示CLIENT—客户机；S表示
SERVER——服务器。（胖/瘦客户端）
Internet阶段
从美国国防部的阿帕网（ARPANET）开始，Internet迅速发展起来； 我国网民数量与美国相当，Internet普及率16%（19.1%）。
1.2 计算机硬件系统
1、芯片—微处理器芯片、存储芯片、芯片组、I/O接口芯片组 2、板卡—计算机的骨干，主板、插卡 3、整机—机箱-〉板卡-〉布线 4、网络—通过联网设备及传输线缆连接而成
1.2 计算机硬件系统
计算机硬件的组成层次
第一层次：芯片
包括微处理器芯片、存储器芯片、I/O芯片等
第二层次：板卡
1.2.1 计算机硬件的种类
2. 现实硬件的分类
台式机
一般就指个人电脑—主机箱、显示器、键盘、鼠标。
笔记本
又称便携机，功能与台式机不相上下，但价格较贵。
手持设备
又称掌上电脑，如PDA、商务通、第三代手机。
1.2.2 计算机的配置
1、服务器的配置
高档微机、小型机甚至大型、巨型机 安全性、可靠性、联网特性、远程管理、自动
1.2.1 计算机硬件的种类
2. 现实硬件的分类
服务器
一般具有强大的处理能力、大容量的存储设备和快 速的输入输出通道和联网能力的称为专业级服务器；
入门级、工作组级、部门级、企业级
CISC,RISC,VLIW 台式、机架式、机柜式、刀片式（热插拔）
工作站
一般指图形工作站，主要表现在需要一个较大的显 示器和较强的图形处理能力
3．容量
不仅影响着存储程序和数据的多少，也影响着这些程序的 运行速度
单位是字节，英文为Byte，缩写为B。
常用的单位还有KB、MB、GB、TB等，它们之间的关系是：
1TB=210GB=220MB=230KB=240B
磁盘存储器除了存储容量外，还有一些特殊的指标：
平均寻道时间：磁头沿着盘径移动到达需要读写的那个磁道花费 的平均时间。
1.1计算机概述
1.1.1 计算机的特点
信息处理的特性
计算机不是简单的计算器，它主要的功能是对信息的 处理。
存储程序
通过预先编写的、存储在其中的程序来自动完成对数 据的处理。
计算机的价值观
购买计算机以够用为原则，不必一味追求高性能。
计算机应用的观点
计算机不是万能的，不能完全代替人的工作，只有好 的 基础管理+计算机 才能收到好的效果。
Mean Time To Repair，平均故障修复时 修复一次故障所需的时间，反映了计算机系统的可维
修性
如果MTBF时间很长，MTTR时间很短，说明系统的 可靠性高。
6．产品名称与版本
计算机的硬件、软件在不同时期有不同的 型号和版本，型号和版本号往往能简单地 放映出性能的优劣；
例如：Windows 2003要比Windows 2000作 了不少的改进，Office 2003在Office 2000的基础上进行的功能的扩充；
对应关系：
0：0000；1：0001； 2：0010；3：0011；…… A：1010；B：1011； C：1100；D：1101； E：1110；F：1111
例如：CD21——1100 1101 0010 0001
2．速度
用每秒钟执行的指令条数来表示
单位：MIPS（Million Instructions Per Second） 含义：单字长定点指令的平均执行速度，即每秒执行
指令与数据分开
1.2.4 微处理器的技术特点
（5）固化常用指令
用硬件取代微代码实现；
（6）增强的64位总线
内部总线32位，与内存之间的外部总线增为64位；
（7）采用PCI标准的局部总线 （8）错误检测及功能冗余校验技术 （9）内置能源效率技术 （10）支持多重处理
大量CPU芯片“合作”，高速并行处理。
一百万条指令 例如：经典奔腾的处理速度可达到300MIPS。
每秒执行浮点指令的平均数目来表示
单位：MFLOPS（Million FLOating Instruction Per Second）
含义：每秒执行一百万条浮点指令。 常用的单位还有GFLOPS、TFLOPS等，转换关系是： 1TFLOPS=103GFLOPS=106MFLOPS
应用软件
字处理软件、数据库软件、搜索引擎软件、压缩软 件、多媒体软件、防病毒软件、针对具体的工程项 目开发的软件。
2、按照授权分类
商业软件
必须购买才能使用，如果非法复制，则为盗版。
1.3.2 软件的分类
共享软件
允许他人自由复制试用； 大多有功能或日期限制； 试用后决定是否注册/购买。
计算机有8位、16位、32位以及64位之分。 奔腾是32位的，这是指该处理器，特别是其中的寄存器能
够保存32位的数据。 计算机中数据的常用单位：
位（bit）：计算机中最小的数据单位，指的是二进制数的一位， 也称为“比特”。一位只能存放一个二进制数，即“0”或“1”。
字节（Byte）：计算机存储容量的基本单位，计算机存储容量的 大小是用字节的多少来衡量的。一个字节等于8位，即：lB=8bit。
平均等待时间：需要读写的扇区旋转到读写磁头下面花费的平均 时间。
数据传输速率：磁头找到所需读写的扇区后，每秒钟可以读出或 写入磁盘的字节数。
4．数据传输率
也常称为带宽，反映计算机的通信能力 单位：bps (bits per second)，即每秒传
输的位数。 常用单位有Kbps、Mbps、Gbps，换算关系
监控等各方面要求都很高。
2、工作站的配置
通常要求有很强的图形处理能力。
3、台式机的配置 4、笔记本的配置
1.2.3 计算机的技术指标
目的：
判断一台计算机的优劣
主要技术指标：
字长（位数） 速度 容量 数据传输率（带宽） 版本 可靠性 产品名称与版本
1．字长（位数）
是指CPU一次能处理数据的位数，通常与CPU的寄存器位数 有关，字长越长，数的表示范围也越大，精度也越高。
2010年02月10日发布的最新的安腾CPU---Itanium 9350采用65nm工艺制造，集成多达20亿个晶体管， 4 核心， 8线程， 主频1.73GHz， 三级缓存24MB， 热 设计功耗185W， 批发价$3838。
1.2.5 主板与插卡
1．主板组成 主板是包括CPU、存储器、总线、插槽以及电源等五大部分。
1.2.4 微处理器的技术特点—奔腾处理器的内部结构
1.2.4 微处理器的技术特点
3.安腾芯片的技术特点
IA32 -〉IA64 多用于服务器和工作站
采用简明并行指令计算EPIC的设计理念，区别于CISC 和RISC的超长指令字VLIW技术，具有更高的指令级并 行度，每个时钟周期可以执行20条指令。
功能上具有等价性
某个功能既可以用硬件实现，也可以用软件实现 硬件实现成本很高，但速度很快，软件实现成本较低，但速度
较慢 究竟是使用硬件实现还软件，要根据具体情况而定。
发展上具有同步性
往住硬件升级了，软件也了随之升级，反之亦然。
1.3.2 软件的分类
1、按照用途分类
系统软件
操作系统、高级语言编程环境
型号和版本号往往具有商业色彩，不能算 作技术指标。
1.2.4 微处理器的技术特点
8位机时代：
Intel 8080 Motorola的6800、Zilog的Z80等。
16位机时代
Intel 8088：准16位芯片，内部体系结构是16位的，与外部设备的 通信却采用8位总线
IBM-PC芯片，用于个人计算平台 促进了DOS和Lotusl-2-3等软件的成长
字（word）：由一个或若干个字节组成，通常为16位，因此32位 是一个双字长，64位是两个双字长。
十进制、二进制、十六进制
十进制：
日常生活中使用，逢十进一
二进制：
计算机内部采用的二进制，逢二进一 如：1010，相当于是十进制10，读作“幺零幺零”
十六进制：
二进制太长，容易写错，用一个十六进制数据表示四 位二进制。
计算机的主板和各种插卡
第三层次：设备
在设备的机箱内，固定着相关板卡、其他部件以及 相应的布线
第四层次：网络
各种计算机设备通过联网设备及传输线缆，形成大 大小小的网络型主机 小型计算机 个人计算机--PC 工作站 巨型计算机 小巨型计算机
32位机时代：
奔腾机，成为运行Windows 9x/2000/XP及大量PC应用软件的重要 平台
与奔腾竞争的芯片还有AMD公司的K6、Cyrix公司的MII以及IDT公 司的WinChip芯片等
1.2.4 微处理器的技术特点
1． 微 处 理 器 的 发 展
1.2.4 微处理器的技术特点
2．奔腾芯片的技术特点
自由软件
版权属于作者，允许自由复制、自由修改。
单机/网络，通用/专用，国产/国外
1.3.3 程序、文档与软件开发
1、程序与文档
程序：指令序列
体现了用户要求计算机做什么、怎样做，每一套指 令序列均以某种代码形式储存于存储器中。
软件不能简单地理解为就是程序，至少包括：
程序 数据 文档
1.1.2 计算机的发展阶段
大型主机阶段
分为电子管、晶体管、中小规模集成电路、超大规模集成电路几个发展时期 代表性企业：IBM、富士通、DEC，国内103、104机
小型计算机阶段
是对大型机的第一次“缩小化” 代表企业：DEC 代表机型：VAX
微型计算机阶段
是对大型机的第二次“缩小化” 代表企业：苹果、IBM，长城、联想
1.1.3 计算机的应用领域
1、科学计算（计算模拟—核爆炸、经济运行、天气预报） 2、事务处理（数据检索、信息管理） 3、过程控制（单片机/嵌入式控制） 4、辅助工程（CAD、CAM、CAI） 5、人工智能（智能机器人） 6、网络应用（电子邮件、电子商务、娱乐等） 7、多媒体应用（动画设计、GIS、平面图像处理）
是： 1Gbps=103Mbps=106Kbps=109bps
与衡量内存或磁盘容量区别： 1TB=210GB=220MB=230KB=240B
5．可靠性
MTBF：
Mean Time Between Failures，平均无故障时间 多长时间系统发生一次故障，反映了计算机系统的可
靠性
MTTR：
（1）超标量（Superscalar）技术
内置多条流水线来同时执行多个处理，空间换时间；
（2）超流水线（Superpipeline）技术
细化流水，提高主频，使得一个机器周期内完成一 个甚至多个操作，时间换空间；
（3）分支预测
预测转移，预取指令，防止流水线“断流”；
（4）双高速缓存的哈佛结构
1.3.3 程序、文档与软件开发
2、软件开发
软件生命周期
软件产品从提出、实现、使用维护、停止使用到退役的过程。 计划阶段 问题定义 可行性研究 开发阶段
1.2.5 主板与插卡
3.网卡简介
实现与主机总线的通信连接； 实现数据链路层的功能； 实现物理层的功能； 常常集成到主板中。
网卡示例
1.3 计算机软件组成
1.3.1 软件的基本概念
硬件和软件
计算机系统由硬件和软件两部分组成，缺一不可。 两者有本质区别
硬件具有原子的特性 而软件具有比特的特性
客户机/服务器阶段
在20世纪70年代开始出现局域网（局部范围的网络）。 对等网：每台计算机从逻辑上都是平等的。 非对等网络：存在主从关系，也称C/S结构，其中C表示CLIENT—客户机；S表示
SERVER——服务器。（胖/瘦客户端）
Internet阶段
从美国国防部的阿帕网（ARPANET）开始，Internet迅速发展起来； 我国网民数量与美国相当，Internet普及率16%（19.1%）。
1.2 计算机硬件系统
1、芯片—微处理器芯片、存储芯片、芯片组、I/O接口芯片组 2、板卡—计算机的骨干，主板、插卡 3、整机—机箱-〉板卡-〉布线 4、网络—通过联网设备及传输线缆连接而成
1.2 计算机硬件系统
计算机硬件的组成层次
第一层次：芯片
包括微处理器芯片、存储器芯片、I/O芯片等
第二层次：板卡
1.2.1 计算机硬件的种类
2. 现实硬件的分类
台式机
一般就指个人电脑—主机箱、显示器、键盘、鼠标。
笔记本
又称便携机，功能与台式机不相上下，但价格较贵。
手持设备
又称掌上电脑，如PDA、商务通、第三代手机。
1.2.2 计算机的配置
1、服务器的配置
高档微机、小型机甚至大型、巨型机 安全性、可靠性、联网特性、远程管理、自动
1.2.1 计算机硬件的种类
2. 现实硬件的分类
服务器
一般具有强大的处理能力、大容量的存储设备和快 速的输入输出通道和联网能力的称为专业级服务器；
入门级、工作组级、部门级、企业级
CISC,RISC,VLIW 台式、机架式、机柜式、刀片式（热插拔）
工作站
一般指图形工作站，主要表现在需要一个较大的显 示器和较强的图形处理能力
3．容量
不仅影响着存储程序和数据的多少，也影响着这些程序的 运行速度
单位是字节，英文为Byte，缩写为B。
常用的单位还有KB、MB、GB、TB等，它们之间的关系是：
1TB=210GB=220MB=230KB=240B
磁盘存储器除了存储容量外，还有一些特殊的指标：
平均寻道时间：磁头沿着盘径移动到达需要读写的那个磁道花费 的平均时间。
1.1计算机概述
1.1.1 计算机的特点
信息处理的特性
计算机不是简单的计算器，它主要的功能是对信息的 处理。
存储程序
通过预先编写的、存储在其中的程序来自动完成对数 据的处理。
计算机的价值观
购买计算机以够用为原则，不必一味追求高性能。
计算机应用的观点
计算机不是万能的，不能完全代替人的工作，只有好 的 基础管理+计算机 才能收到好的效果。
Mean Time To Repair，平均故障修复时 修复一次故障所需的时间，反映了计算机系统的可维
修性
如果MTBF时间很长，MTTR时间很短，说明系统的 可靠性高。
6．产品名称与版本
计算机的硬件、软件在不同时期有不同的 型号和版本，型号和版本号往往能简单地 放映出性能的优劣；
例如：Windows 2003要比Windows 2000作 了不少的改进，Office 2003在Office 2000的基础上进行的功能的扩充；
对应关系：
0：0000；1：0001； 2：0010；3：0011；…… A：1010；B：1011； C：1100；D：1101； E：1110；F：1111
例如：CD21——1100 1101 0010 0001
2．速度
用每秒钟执行的指令条数来表示
单位：MIPS（Million Instructions Per Second） 含义：单字长定点指令的平均执行速度，即每秒执行
指令与数据分开
1.2.4 微处理器的技术特点
（5）固化常用指令
用硬件取代微代码实现；
（6）增强的64位总线
内部总线32位，与内存之间的外部总线增为64位；
（7）采用PCI标准的局部总线 （8）错误检测及功能冗余校验技术 （9）内置能源效率技术 （10）支持多重处理
大量CPU芯片“合作”，高速并行处理。
一百万条指令 例如：经典奔腾的处理速度可达到300MIPS。
每秒执行浮点指令的平均数目来表示
单位：MFLOPS（Million FLOating Instruction Per Second）
含义：每秒执行一百万条浮点指令。 常用的单位还有GFLOPS、TFLOPS等，转换关系是： 1TFLOPS=103GFLOPS=106MFLOPS
应用软件
字处理软件、数据库软件、搜索引擎软件、压缩软 件、多媒体软件、防病毒软件、针对具体的工程项 目开发的软件。
2、按照授权分类
商业软件
必须购买才能使用，如果非法复制，则为盗版。
1.3.2 软件的分类
共享软件
允许他人自由复制试用； 大多有功能或日期限制； 试用后决定是否注册/购买。
计算机有8位、16位、32位以及64位之分。 奔腾是32位的，这是指该处理器，特别是其中的寄存器能
够保存32位的数据。 计算机中数据的常用单位：
位（bit）：计算机中最小的数据单位，指的是二进制数的一位， 也称为“比特”。一位只能存放一个二进制数，即“0”或“1”。
字节（Byte）：计算机存储容量的基本单位，计算机存储容量的 大小是用字节的多少来衡量的。一个字节等于8位，即：lB=8bit。
平均等待时间：需要读写的扇区旋转到读写磁头下面花费的平均 时间。
数据传输速率：磁头找到所需读写的扇区后，每秒钟可以读出或 写入磁盘的字节数。
4．数据传输率
也常称为带宽，反映计算机的通信能力 单位：bps (bits per second)，即每秒传
输的位数。 常用单位有Kbps、Mbps、Gbps，换算关系
监控等各方面要求都很高。
2、工作站的配置
通常要求有很强的图形处理能力。
3、台式机的配置 4、笔记本的配置
1.2.3 计算机的技术指标
目的：
判断一台计算机的优劣
主要技术指标：
字长（位数） 速度 容量 数据传输率（带宽） 版本 可靠性 产品名称与版本
1．字长（位数）
是指CPU一次能处理数据的位数，通常与CPU的寄存器位数 有关，字长越长，数的表示范围也越大，精度也越高。
2010年02月10日发布的最新的安腾CPU---Itanium 9350采用65nm工艺制造，集成多达20亿个晶体管， 4 核心， 8线程， 主频1.73GHz， 三级缓存24MB， 热 设计功耗185W， 批发价$3838。
1.2.5 主板与插卡
1．主板组成 主板是包括CPU、存储器、总线、插槽以及电源等五大部分。
1.2.4 微处理器的技术特点—奔腾处理器的内部结构
1.2.4 微处理器的技术特点
3.安腾芯片的技术特点
IA32 -〉IA64 多用于服务器和工作站
采用简明并行指令计算EPIC的设计理念，区别于CISC 和RISC的超长指令字VLIW技术，具有更高的指令级并 行度，每个时钟周期可以执行20条指令。
功能上具有等价性
某个功能既可以用硬件实现，也可以用软件实现 硬件实现成本很高，但速度很快，软件实现成本较低，但速度
较慢 究竟是使用硬件实现还软件，要根据具体情况而定。
发展上具有同步性
往住硬件升级了，软件也了随之升级，反之亦然。
1.3.2 软件的分类
1、按照用途分类
系统软件
操作系统、高级语言编程环境
型号和版本号往往具有商业色彩，不能算 作技术指标。
1.2.4 微处理器的技术特点
8位机时代：
Intel 8080 Motorola的6800、Zilog的Z80等。
16位机时代
Intel 8088：准16位芯片，内部体系结构是16位的，与外部设备的 通信却采用8位总线
IBM-PC芯片，用于个人计算平台 促进了DOS和Lotusl-2-3等软件的成长
字（word）：由一个或若干个字节组成，通常为16位，因此32位 是一个双字长，64位是两个双字长。
十进制、二进制、十六进制
十进制：
日常生活中使用，逢十进一
二进制：
计算机内部采用的二进制，逢二进一 如：1010，相当于是十进制10，读作“幺零幺零”
十六进制：
二进制太长，容易写错，用一个十六进制数据表示四 位二进制。
计算机的主板和各种插卡
第三层次：设备
在设备的机箱内，固定着相关板卡、其他部件以及 相应的布线
第四层次：网络
各种计算机设备通过联网设备及传输线缆，形成大 大小小的网络型主机 小型计算机 个人计算机--PC 工作站 巨型计算机 小巨型计算机
32位机时代：
奔腾机，成为运行Windows 9x/2000/XP及大量PC应用软件的重要 平台
与奔腾竞争的芯片还有AMD公司的K6、Cyrix公司的MII以及IDT公 司的WinChip芯片等
1.2.4 微处理器的技术特点
1． 微 处 理 器 的 发 展
1.2.4 微处理器的技术特点
2．奔腾芯片的技术特点