• python 01day--计算机组成原理及网络相关


    一、计算机组成原理:

    1、计算机只认识0和1,一个是低电平,一个是高电平;计算机硬件组成:运算器(CPU)、控制器、存储器(内存和硬盘)、输入设备(键盘和鼠标)、输出设备(显示器音箱)。主板上安装了组成计算机的的主要电路系统:一般有BOIS芯片、I/O控制芯片、键和面板控制接口、指示灯插接件,电源等。

    2、内存 是基于电的方式工作的,掉电就不能工作,数据清零;读写速度非常快。相当于手机的RAM,随机存储内存。负责程序的运行以及数据交换

    3、硬盘 是基于磁的方式工作的,掉电也能工作,数据可以永久保存;计算机最好正常关机,不正常关机的话会使硬盘的机械手臂不正常,导致损坏硬盘。

    相当于手机的ROM,被称为只读内存,即只能读不能随意写,也就是只能读取里面的数据,而不能随意修改和删除里面的数据,现在也可以存储照片

    买硬盘的指标一是容量,一是转速(读写速度)

    二、计算机 系统:

    1、计算机硬件和软件 类似人体的身体和精神,软件控制硬件,精神控制身体

    2、硬件系统包括主机和外部设备:主机又包括中央处理器CPU(运算器、控制器和寄存器)和内存(随机存储器RAM和只读存储器ROM)

                                                     外部设备又包括输入设备(鼠标键盘扫描仪)、输出设备(显示器打印机)、外部存储(磁带磁盘光盘)、通信设备(网卡调制解调器)

         软件系统包括系统软件(操作系统和程序设计语言)和应用软件(各种应用程序包)

    3、下载的应用软件都存储到硬盘上,然后CPU通过内存进行运算来运行程序,缓存是为了CPU和内存,内存和硬盘之间的速度差而出现的

    4、一开机就要启动操作系统,例如手机内存4G,但是开机后内存RAM空间不到4G,因为此时操作系统要占用内存,运行起来的程序就要占用内存,操作系统是写保护的

    三、OSI七层网络模型和TCP/IP四层模型:

    1、OSI七层:物理层(光缆、电缆、无线电波)、数据链路层(物理网络链路提供可靠的数据传输,以太网协议,广播)、网络层(IP协议路由器工作在网络层)、传输层(tcp协议)、会话层(http协议)、表示层、应用层(socket)。(应表会传网数物)

    2、TCP/IP四层:网络接口层、网间层、传输层、应用层。

    3、五层模型:应用层(应用层、表示层、会话层)、传输层、网络层、数据链路层、物理层。

    4、以太网协议:

    Ethernet规定:一组电信号构成一个数据包,叫做帧。

    每一数据帧分成:报文头head和数据data两部分   Ihead     I         dataI

    head包括(固定18字节):

    发送者/源地址:6个字节

    接受者/目标地址 :6个字节

    数据类型:6个字节

    data包括(最短46字节,最长1500字节)

    数据报的具体内容:head长度+data长度=最短64字节,最长1518字节,超过最大限制就分片发送

    5、mac地址:

    head中包含的源地址和目标地址由来:以太网协议规定接入网络的的设备都必须有网卡,发送端接受端的地址便是指网卡的地址,即mac地址

    mac地址:每块网卡出厂的时候 都被烧制上世界唯一的mac地址,长度为48位2进制,通常由12位16进制数表示(前六位是厂商编号,后六位是流水线号)

    打开网络连接,本地连接,详细信息中可以看到物理地址mac地址。

    6、广播

    计算机底层内部要数据据靠广播,A要找B要数据,所有人都会收到广播报文,只有B会响应,A怎么知道B的MAC地址,靠ARP协议

    7、网络层由来,有了以太网协议、mac地址、广播的发送方式,世界上的计算机就可以彼此通信了。问题是世界范围内的互联网时由一个个彼此隔离的小

    的局域网组成的,如果所有的通信都采用以太网的广播方式,那么一台机器发送的包全世界都会收到。这会是一种灾难。

    网络层功能:引入一套新的地址用来区分不同的广播域/子网,这套地址就是网络地址即IP地址

    IP协议:规定网络地址的协议叫IP协议,它定义的地址叫IP地址,广泛采用的版本ipv4,它规定网络地址有32为2进制表示

    范围0.0.0.0~255.255.255.255

    一个IP地址通常写成4段10进制数192.168.1.1

    IP地址分位两部分:1网络部分(子网掩码)2主机部分(标识主机)

    局域网发包基于广播,广域网通信要靠网关,之后路由转发

    8、ARP协议的由来:

    计算机通信基本靠吼,即广播的方式,所有上层的包最后都要封装上以太网头,然后通过以太网协议发送,

    在谈及以太网协议的时候,我们了解到到通信是基于mac的广播方式实现,在计算机发包时,获取自身的mac是很容易的

    如何获取目标主机的mac,就需要通过arp协议。

    9、ARP协议功能:广播的方式发送数据包,获取目标主机的mac地址。协议工作方式:每台主机IP都是已知的

    首先通过IP地址和子网掩码区分出自己所处的子网

    然后分析两台主机处于同一网络

    最后这个包会以广播的方式在发送端所处的网内传输,所有主机接收后拆开包,发现目标IP为自己的就响应返回自己的mac。

    10、传输层(TCP协议)

    TCP的三次握手和四次挥手:

    四、数据和进制转换:

    十进制是逢10进1,没有10的概念;十进制转换为二进制,除二取余法,之后将余数倒着写

    二进制逢2进1 ,10是十进制的2;101是十进制的5;二进制有1的位2的n-1次方相加

    八进制逢8进一,于二进制转换3个一组

    十六进制逢16进一,0~9和ABCDEF代表10~15,于二进制转换4个一组

    五、原码补码反码(一个字节8位):8位二进制数可以表示所有字符,范围-127~+127共有255个数; 2的7次方是128,最高为符号位0为正数,1为负数

    1、原码:是符号位加上真值的绝对值

    +3 的原码0 000 0011

    -3 的原码1 000 0011

    2、反码:正数的反码是其本身,负数的反码是在原码的基础上符号位不变,其余各个位取反

    -3的反码1 111 1100

    3、补码:正数的反码是其本身,负数的反码是在原码的基础上符号位不变,其余各个位取反,最后+1,也就是在反码的基础上+1.

    -3的补码1 111 1101

    4、在计算机系统中,数值一律用补码表示(存储),使用补码可以将符号位和其他位统一处理,同时减法也可以按加法处理,另外两个补码表示的数

    相加时,如果最高位有进位,则进位被舍弃;补码与原码的转换过程几乎是相同的

    六、位、字节、字符、编码的关系

    1、位:数据存储的最小单位。每个二进制数字0或者1就是1个位

    2、字节:8个位构成一个字节;即:1 byte (字节)= 8 bit(位)。

     1 KB = 1024 B(字节)、1 MB = 1024 KB;   (2^10 B)、1 GB = 1024 MB;  (2^20 B)、 1 TB = 1024 GB;   (2^30 B)

    3、字符: a、A、中、+、*、の......均表示一个字符。

     一般 utf-8 编码下,一个汉字 字符 占用 3 个 字节

    一般 gbk 编码下,一个汉字  字符  占用 2 个 字节

    4、编码:规定每个“字符”分别用一个字节还是多个字节存储,用哪些字节来存储,这个规定就叫做“编码”

    标准ASCii字符集:用7位二进制数来对每1个字符进行编码;

    gb2312字符集: 所有汉字字符在计算机内部采用2个字节来表示,每个字节的最高位规定为1【正好与标准ASCii字符(最高位是0)不重叠,并兼容】,不支持繁体字;

    gbk字符集:gb2312的扩充,兼容gb2312,除了收录gb2312所有的字符外,还收录了其他不常见的汉字、繁体字等;

    Unicode字符集:容纳世界上所有语言字符和符号的集合;

    utf-8编码:UTF-8(8-bit Unicode Transformation Format)是一种针对Unicode的可变长度字符编码,也是一种前缀码。

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