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東方明珠兒童畫怎麼塗 2024-11-25 10:23:29

網路硬體設備知識大全

發布時間: 2024-09-11 14:22:46

㈠ 路由器的作用與功能知識大全

路由器的原理與作用路由器是一種典型的網路層設備。它是兩個區域網之間接幀傳輸數據,在OSI/RM之中被稱之為中介系統,完成網路層中繼或第三層中繼的任務。路由器負責在兩個區域網的網路層間接幀傳輸數據,轉發幀時需要改變幀中的地址。

本文主要給大家詳細的介紹了路由器的基礎知識,路由器的作用與功能,那麼它的基本工作原理是什麼呢?下面的文章將給你詳細的解答。

路由器的原理與作用路由器是一種典型的網路層設備。它是兩個區域網之間接幀傳輸數據,在OSI/RM之中被稱之為中介系統,完成網路層中繼或第三層中繼的任務。路由器負責在兩個區域網的網路層間接幀傳輸數據,轉發幀時需要改變幀中的地址。

一、原理與作用

路由器(Router)是用於連接多個邏輯上分開的網路,所謂邏輯網路是代表一個單獨的網路或者一個子網。當數據從一個子網傳輸到另一個子網時,可通過路由器來完成。因此,路由器具有判斷網路地址和選擇路徑的功能,它能在多網路互聯環境中,建立靈活的連接,可用完全不同的數據分組和介質訪問方法連接各種子網,路由器只接受源 站或其他路由器的信息,屬網路層的一種互聯設備。它不關心各子網使用的硬體設備,但要求運行與網路層協議相一致的軟體。路由器分本地路由器和遠程路由器,本地路由器是用來連接網路傳輸介質的,如光纖、同軸電纜、雙絞線;遠程路由器是用來連接遠程傳輸介質,並要求相應的設備,如電話線要配數據機,無線要通過無線接收機、發射機。

一般說來,異種網路互聯與多個子網互聯都應採用路由器來完成。

路由器的主要工作就是為經過路由器的每個數據幀尋找一條最佳傳輸路徑,並將該數據有效地傳送到目的站點。由此可見,選擇最佳路徑的策略即路由演算法是路由器的關鍵所在。為了完成這項工作,在路由器中保存著各種傳輸路徑的相關數據——路徑表(Routing Table),供路由選擇;時使用。路徑表中保存著子網的標志信息、網上路由器的個數和下一個路由器的名字等內容。路徑表可以是由系統管理員固定設置好的,也可以由系統動態修改,可以由路由器自動調整,也可以由主機控制。

1.靜態路徑表 由系統管理員事先設置好固定的路徑表稱之為靜態(static)路徑表,一般是在系統安裝時就根據網路的配置情況預先設定的,它不會隨未來網路結構的改變而改變。

2.動態路徑表 動態(Dynamic)路徑表是路由器根據網路系統的運行情況而自動調整的路徑表。路由器根據路由選擇協議(Routing Protocol)提供的功能,自動學習和記憶網路運行情況,在需要時自動計算數據傳輸的最佳路徑。

二、路由器的優缺點

1.優點

適用於大規模的網路;

復雜的網路拓撲結構,負載共享和最優路徑;

能更好地處理多媒體;

安全性高;

隔離不需要的通信量;

節省區域網的頻寬;

減少主機負擔。

2.缺點

它不支持非路由協議;

安裝復雜;

價格高。

三、路由器的功能

(1)在網路間截獲發送到遠地網段的報文,起轉發的作用。

(2)選擇最合理的路由,引導通信。為了實現這一功能,路由器要按照某種路由通信協議,查找路由表,路由表中列出整個互聯網路中包含的各個節點,以及節點間的路徑情況和與它們相聯系的傳輸費用。如果到特定的節點有一條以上路徑,則基於預先確定的准則選擇最優(最經濟)的路徑。由於各種網路段和其相互連接情況可能發生變化,因此路由情況的信息需要及時更新,這是由所使用的路由信息協議規定的定時更新或者按變化情況更新來完成。網路中的每個路由器按照這一規則動態地更新它所保持的路由表,以便保持有效的路由信息。

(3)路由器在轉發報文的過程中,為了便於在網路間傳送報文,按照預定的規則把大的數據包分解成適當大小的數據包,到達目的地後再把分解的數據包包裝成原有形式。

(4)多協議的路由器可以連接使用不同通信協議的網路段,作為不同通信協議網路段通信連接的平台。

(5)路由器的主要任務是把通信引導到目的地網路,然後到達特定的節點站地址。後一個功能是通過網路地址分解完成的。例如,把網路地址部分的分配指定成網路、子網和區域的一組節點,其餘的用來指明子網中的特別站。分層定址允許路由器對有很多個節點站的網路存儲定址信息。

在廣域網范圍內的路由器按其轉發報文的性能可以分為兩種類型,即中間節點路由器和邊界路由器。盡管在不斷改進的各種路由協議中,對這兩類路由器所使用的名稱可能有很大的差別,但所發揮的作用卻是一樣的。

中間節點路由器在網路中傳輸時,提供報文的存儲和轉發。同時根據當前的路由表所保持的路由信息情況,選擇最好的路徑傳送報文。由多個互連的LAN組成的公司或企業網路一側和外界廣域網相連接的路由器,就是這個企業網路的邊界路由器。它從外部廣域網收集向本企業網路定址的信息,轉發到企業網路中有關的網路段;另一方面集中企業網路中各個LAN段向外部廣域網發送的報文,對相關的報文確定最好的傳輸路徑。

我們通過一個例子來說明路由器工作原理。

例:工作站A需要向工作站B傳送信息(並假定工作站B的IP地址為120.0.5),它們之間需要通過多個路由器的接力傳遞,路由器的分布。

其工作原理如下:

(1)工作站A將工作站B的地址120.0.5連同數據信息以數據幀的形式發送給路由器1。

(2)路由器1收到工作站A的數據幀後,先從報頭中取出地址120.0.5,並根據路徑表計算出發往工作站B的最佳路徑:R1->R2->R5->B;並將數據幀發往路由器2。

(3)路由器2重復路由器1的工作,並將數據幀轉發給路由器5。

(4)路由器5同樣取出目的地址,發現120.0.5就在該路由器所連接的網段上,於是將該數據幀直接交給工作站B。

(5)工作站B收到工作站A的數據幀,一次通信過程宣告結束。

事實上,路由器除了上述的路由選擇這一主要功能外,還具有網路流量控制功能。有的路由器僅支持單一協議,但大部分路由器可以支持多種協議的傳輸,即多協議路由器。由於每一種協議都有自己的規則,要在一個路由器中完成多種協議的演算法,勢必會 降低路由器的性能。因此,我們以為,支持多協議的路由器性能相對較低。用戶購買路由器時,需要根據自己的實際情況,選擇自己需要的網路協議的路由器。

近年來出現了交換路由器產品,從本質上來說它不是什麼新技術,而是為了提高通信能力,把交換機的原理組合到路由器中,使數據傳輸能力更快、更好。

㈡ 電腦基本知識

一、電腦硬體匯總

顯示器,主板,CPU,顯卡(GPU),內存,硬碟,電源,機箱,滑鼠,鍵盤,其他影響性能部件(由影響度排):CPU,內存,顯卡,主板,硬碟。影響電腦響應速度部件:(由影響度排):硬碟,CPU,內存。

二、計算機CPU介紹

1、中央處理器(CPU,Central Processing Unit)是一塊超大規模的集成電路,是一台計算機的運算核心和控制核心——來自網路(記住它是電腦中的核心就OK)

2、CPU生產廠商有:英特爾(intel)和AMD英特爾CPU高性能,高價格,穩定,全球第一AMD的CPU相比intel單核性能較低,沒有那麼穩定,但是價格便宜。

㈢ 網路安全基礎知識大全

網路安全是指網路系統的硬體、軟體及其系統中的數據受到保護,不因偶然的或者惡意的原因而遭受到破壞、更改、泄露,系統連續可靠正常地運行,網路服務不中斷。下面就讓我帶你去看看網路安全基礎知識,希望能幫助到大家!

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網路安全的基礎知識

1、什麼是防火牆?什麼是堡壘主機?什麼是DMZ?

防火牆是在兩個網路之間強制實施訪問控制策略的一個系統或一組系統。

堡壘主機是一種配置了安全防範 措施 的網路上的計算機,堡壘主機為網路之間的通信提供了一個阻塞點,也可以說,如果沒有堡壘主機,網路間將不能互相訪問。

DMZ成為非軍事區或者停火區,是在內部網路和外部網路之間增加的一個子網。

2、網路安全的本質是什麼?

網路安全從其本質上來講是網路上的信息安全。

信息安全是對信息的保密性、完整性、和可用性的保護,包括物理安全、網路 系統安全 、數據安全、信息內容安全和信息基礎設備安全等。

3、計算機網路安全所面臨的威脅分為哪幾類?從人的角度,威脅網路安全的因素有哪些?

答:計算機網路安全所面臨的威脅主要可分為兩大類:一是對網路中信息的威脅,二是對網路中設備的威脅。從人的因素考慮,影響網路安全的因素包括:

(1)人為的無意失誤。

(2)人為的惡意攻擊。一種是主動攻擊,另一種是被動攻擊。

(3)網路軟體的漏洞和「後門」。

4、網路攻擊和防禦分別包括那些內容?

網路攻擊:網路掃描、監聽、入侵、後門、隱身;

網路防禦: 操作系統 安全配置、加密技術、防火牆技術、入侵檢測技術。

5、分析TCP/IP協議,說明各層可能受到的威脅及防禦 方法 。

網路層:IP欺騙攻擊,保護措施;防火牆過濾、打補丁;

傳輸層:應用層:郵件炸彈、病毒、木馬等,防禦方法:認證、病毒掃描、 安全 教育 等。

6、請分析網路安全的層次體系

從層次體繫上,可以將網路安全分成四個層次上的安全:物理安全、邏輯安全、操作系統安全和聯網安全。

7、請分析信息安全的層次體系

信息安全從總體上可以分成5個層次:安全的密碼演算法,安全協議,網路安全,系統安全以及應用安全。

8、簡述埠掃描技術的原理

埠掃描向目標主機的TCP/IP服務埠發送探測數據包,並記錄目標主機的相應。通過分析相應來判斷服務埠是打開還是關閉,就可以知道埠提供的服務或信息。埠掃描可以通過捕獲本地主機或伺服器的注入/流出IP數據包來監視本地主機運行情況。埠掃描只能對接受到的數據進行分析,幫助我們發現目標主機的某些內在的弱點,而不會提供進入一個系統的詳細步驟。

9、緩沖區溢出攻擊的原理是什麼?

緩沖區溢出攻擊是一種系統的攻擊手段,通過往程序的緩沖區寫超出其長度的內容,造成緩沖區的溢出,從而破壞程序的堆棧,使程序轉而執行其他指令,以達到攻擊的目的。

緩沖區溢出攻擊最常見的方法是通過使某個特殊的程序的緩沖區溢出轉而執行一個shell,通過shell的許可權可以執行高級的命令。如果這個特殊程序具有system許可權,攻擊成功者就能獲得一個具有shell許可權的shell,就可以對程序進行操控。

10、列舉後門的三種程序,並闡述其原理和防禦方法。

(1)遠程開啟TELNET服務。防禦方法:注意對開啟服務的監護;

(2)建立WEB和TELNET服務。防禦方法:注意對開啟服務的監控;

(3)讓禁用的GUEST用戶具有管理許可權。防禦方法:監護系統注冊表。

11、簡述一次成功的攻擊,可分為哪幾個步驟?

隱藏IP-踩點掃描-獲得系統或管理員許可權- 種植 後門-在網路中隱身。

12、簡述SQL注入漏洞的原理

利用惡意SQL語句(WEB缺少對SQL語句的鑒別)實現對後台資料庫的攻擊行為。

13、分析漏洞掃描存在問題及如何解決

(1)系統配置規則庫問題存在局限性

如果規則庫設計的不準確,預報的准確度就無從談起;

它是根據已知的是安全漏洞進行安排和策劃的,而對網路系統的很多危險的威脅確實來自未知的漏洞,這樣,如果規則庫更新不及時,預報准確度也會相應降低;

完善建議:系統配置規則庫應能不斷地被擴充和修正,這樣是對系統漏洞庫的擴充和修正,這在目前開將仍需要專家的指導和參與才能實現。

(2)漏洞庫信息要求

漏洞庫信息是基於網路系統漏洞庫的漏洞掃描的主要判斷依據。如果漏洞庫

完善建議:漏洞庫信息不但應具備完整性和有效性,也應具備簡易性的特點,這樣即使是用戶自己也易於對漏洞庫進行添加配置,從而實現對漏洞庫的及時更新。

14、按照防火牆對內外來往數據的處理方法可分為哪兩大類?分別論述其技術特點。

按照防護牆對內外來往數據的處理方法,大致可以分為兩大類:包過濾防火牆和應用代理防火牆。

包過濾防火牆又稱為過濾路由器,它通過將包頭信息和管理員設定的規則表比較,如果有一條規則不允許發送某個包,路由器將其丟棄。

在包過濾系統中,又包括依據地址進行過濾和依據服務進行過濾。

應用代理,也叫應用網關,它作用在應用層,其特點是完全「阻隔」了網路的通信流,通過對每個應用服務編制專門的代理程序,實現監視和控制應用層通信流的作用。

代理伺服器有一些特殊類型,主要表現為應用級和迴路級代理、公共與專用代理伺服器和智能代理伺服器。

15、什麼是應用代理?代理服務有哪些優點?

應用代理,也叫應用網關,它作用在應用層,其特點是完全「阻隔」了網路的通信流,通過對每種應用服務編制專門的代理程序,實現監視和控制應用層通信流的作用。

代理伺服器有以下兩個優點:

(1)代理服務允許用戶「直接」訪問互聯網,採用代理服務,用戶會分為他們是直接訪問互聯網。

(2)代理服務適合於進行日誌記錄,因為代理服務遵循優先協議,他們允許日誌服務以一種特殊且有效的方式來進行。

史上最全的計算機 網路 安全知識 匯總

一、計算機網路面臨的安全性威脅計算機網路上的通信面臨以下的四種威脅:

截獲——從網路上竊聽他人的通信內容。

中斷——有意中斷他人在網路上的通信。

篡改——故意篡改網路上傳送的報文。

偽造——偽造信息在網路上傳送。截獲信息的攻擊稱為被動攻擊,而更改信息和拒絕用戶使用資源的攻擊稱為主動攻擊。

二、被動攻擊和主動攻擊被動攻擊

攻擊者只是觀察和分析某一個協議數據單元 PDU 而不幹擾信息流。

主動攻擊

指攻擊者對某個連接中通過的 PDU 進行各種處理,如:

更改報文流

拒絕報文服務

偽造連接初始化

三、計算機網路通信安全的目標

(1) 防止析出報文內容;

(2) 防止通信量分析;

(3) 檢測更改報文流;

(4) 檢測拒絕報文服務;

(5) 檢測偽造初始化連接。

四、惡意程序(rogue program)

計算機病毒——會「傳染」其他程序的程序,「傳染」是通過修改其他程序來把自身或其變種復制進去完成的。

計算機蠕蟲——通過網路的通信功能將自身從一個結點發送到另一個結點並啟動運行的程序。

特洛伊木馬——一種程序,它執行的功能超出所聲稱的功能。

邏輯炸彈——一種當運行環境滿足某種特定條件時執行其他特殊功能的程序。

五、計算機網路安全的內容

保密性

安全協議的設計

訪問控制

六、公鑰密碼體制

公鑰密碼體制使用不同的加密密鑰與解密密鑰,是一種「由已知加密密鑰推導出解密密鑰在計算上是不可行的」密碼體制。

1、公鑰和私鑰:

在公鑰密碼體制中,加密密鑰(即公鑰) PK(Public Key) 是公開信息,而解密密鑰(即私鑰或秘鑰) SK(Secret Key) 是需要保密的。

加密演算法 E(Encrypt) 和解密演算法 D 也都是公開的。

雖然秘鑰 SK 是由公鑰 PK 決定的,但卻不能根據 PK 計算出 SK。

tips:

在計算機上可容易地產生成對的 PK 和 SK。

從已知的 PK 實際上不可能推導出 SK,即從 PK 到 SK 是「計算上不可能的」。

加密和解密演算法都是公開的。

七、 數字簽名1、數字簽名必須保證以下三點:

(1) 報文鑒別——接收者能夠核實發送者對報文的簽名;

(2) 報文的完整性——發送者事後不能抵賴對報文的簽名;

(3) 不可否認——接收者不能偽造對報文的簽名。

現在已有多種實現各種數字簽名的方法。但採用公鑰演算法更容易實現。

2、數字簽名的實現 :

因為除 A 外沒有別人能具有 A 的私鑰,所以除 A 外沒有別人能產生這個密文。因此 B 相信報文 __ 是 A 簽名發送的。

若 A 要抵賴曾發送報文給 B,B 可將明文和對應的密文出示給第三者。第三者很容易用 A 的公鑰去證實 A 確實發送 __ 給 B。

反之,若 B 將 __ 偽造成 __『,則 B 不能在第三者前出示對應的密文。這樣就證明了 B 偽造了報文。

八、鑒別

在信息的安全領域中,對付被動攻擊的重要措施是加密,而對付主動攻擊中的篡改和偽造則要用鑒別(authentication) 。

報文鑒別使得通信的接收方能夠驗證所收到的報文(發送者和報文內容、發送時間、序列等)的真偽。

使用加密就可達到報文鑒別的目的。但在網路的應用中,許多報文並不需要加密。應當使接收者能用很簡單的方法鑒別報文的真偽。

鑒別的手段

1 報文鑒別(使用報文摘要 MD (Message Digest)演算法與數字簽名相結合)

2 實體鑒別

九、運輸層安全協議1、安全套接層 SSL(Secure Socket Layer)

SSL可對萬維網客戶與伺服器之間傳送的數據進行加密和鑒別。

SSL 在雙方的聯絡階段協商將使用的加密演算法和密鑰,以及客戶與伺服器之間的鑒別。

在聯絡階段完成之後,所有傳送的數據都使用在聯絡階段商定的會話密鑰。

SSL 不僅被所有常用的瀏覽器和萬維網伺服器所支持,而且也是運輸層安全協議 TLS (Transport Layer Security)的基礎。

1.1 SSL 的位置

1.2 SSL的三個功能:

(1) SSL 伺服器鑒別 允許用戶證實伺服器的身份。具有 SS L 功能的瀏覽器維持一個表,上面有一些可信賴的認證中心 CA (Certificate Authority)和它們的公鑰。

(2) 加密的 SSL 會話 客戶和伺服器交互的所有數據都在發送方加密,在接收方解密。

(3) SSL 客戶鑒別 允許伺服器證實客戶的身份。

2、安全電子交易SET(Secure Electronic Transaction)

SET 的主要特點是:

(1) SET 是專為與支付有關的報文進行加密的。

(2) SET 協議涉及到三方,即顧客、商家和商業銀行。所有在這三方之間交互的敏感信息都被加密。

(3) SET 要求這三方都有證書。在 SET 交易中,商家看不見顧客傳送給商業銀行的信用卡號碼。

十、防火牆(firewall)

防火牆是由軟體、硬體構成的系統,是一種特殊編程的路由器,用來在兩個網路之間實施接入控制策略。接入控制策略是由使用防火牆的單位自行制訂的,為的是可以最適合本單位的需要。

防火牆內的網路稱為「可信賴的網路」(trusted network),而將外部的網際網路稱為「不可信賴的網路」(untrusted network)。

防火牆可用來解決內聯網和外聯網的安全問題。

防火牆在互連網路中的位置

1、防火牆的功能

防火牆的功能有兩個:阻止和允許。

「阻止」就是阻止某種類型的通信量通過防火牆(從外部網路到內部網路,或反過來)。

「允許」的功能與「阻止」恰好相反。

防火牆必須能夠識別通信量的各種類型。不過在大多數情況下防火牆的主要功能是「阻止」。

2、防火牆技術的分類

(1) 網路級防火牆——用來防止整個網路出現外來非法的入侵。屬於這類的有分組過濾和授權伺服器。前者檢查所有流入本網路的信息,然後拒絕不符合事先制訂好的一套准則的數據,而後者則是檢查用戶的登錄是否合法。

(2) 應用級防火牆——從應用程序來進行接入控制。通常使用應用網關或代理伺服器來區分各種應用。例如,可以只允許通過訪問萬維網的應用,而阻止 FTP 應用的通過。

網路安全知識有哪些?

什麼是網路安全?

網路安全是指網路系統的硬體、軟體及系統中的數據受到保護,不因偶然的或者惡意的原因而遭到破壞、更改、泄露,系統可以連續可靠正常地運行,網路服務不被中斷。

什麼是計算機病毒?

計算機病毒是指編制者在計算機程序中插入的破壞計算機功能或者破壞數據,影響計算機使用並且能夠自我復制的一組計算機指令或者程序代碼。

什麼是木馬?

木馬是一種帶有惡意性質的遠程式控制制軟體。木馬一般分為客戶端和伺服器端。客戶端就是本地使用的各種命令的控制台,伺服器端則是要給別人運行,只有運行過伺服器端的計算機才能夠完全受控。木馬不會象病毒那樣去感染文件。

什麼是防火牆?它是如何確保網路安全的?

使用功能防火牆是一種確保網路安全的方法。防火牆是指設置在不同網路(如可信任的企業內部網和不可信的公共網)或網路安全域之間的一系列部件的組合。它是不同網路或網路安全域之間信息的惟一出入口,能根據企業的安全策略控制(允許、拒絕、監測)出入網路的信息流,且本身具有較強的抗攻擊能力。它是提供信息安全服務、實現網路和信息安全的基礎設施

什麼是後門?為什麼會存在後門?

後門是指一種繞過安全性控制而獲取對程序或系統訪問權的方法。在軟體的開發階段,程序員常會在軟體內創建後門以便可以修改程序中的缺陷。如果後門被其他人知道,或者在發布軟體之前沒有刪除,那麼它就成了安全隱患。

什麼叫入侵檢測?

入侵檢測是防火牆的合理補充,幫助系統對付網路攻擊,擴展系統管理員的安全管理能力(包括安全審計、監視、進攻識別和響應),提高信息安全基礎結構的完整性。它從計算機網路系統中的若干關鍵點收集信息,並分析這些信息,檢查網路中是否有違反安全策略的行為和遭到襲擊的跡象。

什麼叫數據包監測?它有什麼作用?

數據包監測可以被認為是一根竊聽電話線在計算機網路中的等價物。當某人在「監聽」網路時,他們實際上是在閱讀和解釋網路上傳送的數據包。如果你需要在互聯網上通過計算機發送一封電子郵件或請求一個網頁,這些傳輸信息時經過的計算機都能夠看到你發送的數據,而數據包監測工具就允許某人截獲數據並且查看它。


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㈣ 筆記本電腦知識大全:1394介面作用、電池芯數與保養

筆記本電腦基礎知識概覽:

在當今數碼世界,筆記本電腦以其普及和便捷備受青睞。本文將分享一些常見筆記本電腦的基礎知識,供電腦愛好者參考,如果有遺漏或疑問,歡迎在評論區補充。


1. 介面與藍牙功能:
- 1394介面,4針和6針區分,4針常用於連接外置設備,6針用於連接光碟機,如蘋果筆記本。藍牙功能用於無線連接,開啟方法需查閱具體型號的說明書。


2. 電池知識:
- 電池芯數決定容量,3芯和6芯電池代表電芯數量,電芯越多,電池續航時間越長。保養時需注意首次充電充足、避免過度放電,以及定期充放電和妥善存儲。


3. 機身重量與屏幕特性:
- 機身重量指的是不帶電池和電源適配器的重量。屏幕亮點、暗點和壞點是顯示質量問題,壞點不可修復,通常合格標准為屏幕少於3個壞點。


4. 顯卡類型:
- 筆記本有獨立顯卡和集成顯卡,獨立顯卡性能更強,但並非必需;集成顯卡在一般應用中已足夠,新一代處理器集成顯卡功能增強。


5. 筆記本與台式機性能比較:
- 雖然同級別硬體名稱相同,但筆記本性能通常低於台式機,如筆記本i3處理器性能可能僅相當於台式i3的一部分,顯卡性能差距同樣明顯。


以上內容涵蓋了筆記本的基本要點,希望對您有所幫助。如有進一步的問題,歡迎咨詢。


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- 平板電腦與筆記本電腦的區別

㈤ 硬體的基礎知識有哪些

硬體是看得見,摸得著的物理部件或設備,在研製硬體產品時,人的創造性活動表現在把原材料轉變成有形的物理產品;硬體的基礎知識有哪些?一起來看看硬體的基礎知識有哪些,歡迎查閱!

什麼是硬體

"硬體(英文名Hardware),是計算機硬體的簡稱(中國大陸及香港用語,台灣作硬體),是指計算機系統中由電子,機械和光電元件等組成的各種物理裝置的總稱。這些物理裝置按系統結構的要求構成一個有機整體為計算機軟體運行提供物質基礎。"

也就是說硬體是物理層面的,至少是你能看得到摸得著的東西,它是一種物質載體,物質基礎。廣義來說人類都是生活在物質基礎之上,你可以把所有你能看到的東西都統稱為硬體。當然狹義來說,一般我們所說的軟體和硬體指的是電子領域的。

軟體代碼也是人編寫的,我們所熟知的語言比如C、C++等都是通過編譯器翻譯成匯編語言,然後匯編語言通過匯編器翻譯成二進制機器語言,機器語言操控門電路完成相應的動作。

個人覺得,沒有硬體,軟體就沒有存在的意義,硬體是一切的基礎,這里可以看出硬體設計是多重要。

但軟體和硬體又有明顯的區分,至少工作內容區別很大。按照行業內描述硬體屬於底層(一般稱為底層硬體),軟體稱為上層(軟體又分為:底層驅動、上層業務以及應用層等)。

如果非要舉個例子來說明軟體和硬體,那最好的例子就是人,硬體指人的軀體,而軟體指人的思維。

當然,對於非電子領域的人來說,很難想明白計算機是怎麼工作的,硬體是怎樣工作的,軟體是怎樣工作的,即使你知道都是0和1,但你沒做過相關工作,你發現不了其中的神奇之處。

其實你只要知道,軟體驅動硬體工作,驅動的激勵是什麼?是電訊號!硬體接收到的這個電訊號分為0和1,硬體的響應速度非常快,多快呢?

一般來說硬體設計指的是電路設計,這樣說是沒問題的,因為你所有的工作都是圍繞電路設計,最終的目標也是產出一個優秀的電路,能夠滿足各種要求,經歷各種考驗。但實際上我們要求的是產品,而不是單板。

硬體必須掌握的基礎知識

一、初級理論篇

1、高等數學和線性代數。這里重點掌握微積分和矩陣,因為在後面的課程裡面將會大量用到這兩個東西,是基礎中的基礎。

2、大學物理。這里很多東西其實在高中有學到,重點掌握電阻、電容、電感的特性和電生磁、磁生電的原理,其中麥克斯韋方程組將會在射頻、微波中有用到。

3、電路分析基礎。其實電路基礎的理論並不難,但是有些抽象的東西,是暫時不能很好地理解,比如說受控源(其實就是三極體),所以學完模電還要再回過頭來再看一遍。這里重點掌握戴維南定理,不然後面沒法學。

4、模擬電子技術。這是電子專業的核心基礎課,至少學三遍,此外,學啃書是不行的,還得配合Multisim模擬軟體才能學好(實踐部分後面再介紹)。如果說電路基礎、高數當中的答案都是明確、唯一的,那麼模電的答案將是不明確、多樣化的,需要在實踐中權衡取捨,一定要把以前的思維轉變過來,不然後面沒法學。這門課全部都是重點,但是學完它,除了抄書上的電路,你仍然什麼都做不了,因為還需要 其它 方面的知識一起用才可以。這里不得不提一下器件特性這個概念,沒有它將不能打開電路設計的大門,但是由於篇幅有限,以後再寫 文章 介紹。

5、數字電子技術。這門課相對於模電來說,要簡單很多很多。它把三級管搭成各種門電路、觸發器,以便於直接把數學知識運用起來,同時它也是FPGA的先修課,是硬體工程師向演算法工程師(跟計算機的演算法有很大區別)轉變的基礎。這門課全部都是重點,但是要真正掌握它,還是得學FPGA才可以。

6、電力電子技術。這里講到晶閘管、IGBT和電力MOS管,都是用在強電領域的器件,是開關電源的先修課。可以說電源是硬體設計當中最關鍵的部分,一個電源設計得好不好,直接影響整個系統能否正常工作。其中整流、逆變、升壓、降壓電路,都是要重點掌握的。

二、中級理論篇

1、復變函數。這門課跟高數的微積分一樣,是一種數學工具。復數信號是物理不可實現的,但是為什麼需要復數?誠然,正弦波(包括餘弦,下同)有振幅、頻率和相位三要素,如何在一個圖上面表示振幅與頻率的關系或者相位與頻率的關系(方便觀察分析才需要這樣弄)?這就需要用到復數了,其中i或者j(因為電流的符號是i,所以才換成j,以防混淆)表示的就是方向,對應著極坐標的向量。我們可以把復數轉成模和輻角的形式,想像一下,模就是時鍾的秒針,而輻角就是秒針轉動的角度,秒針轉一圈就是個圓,而把這個圓的各點按照出現的時間先後,重新描繪在直角坐標系中,就是一個正弦波。這就意味著,用復數可以表示一個正弦波的三要素,振幅就是模(秒針的長短),相位就是秒針轉動的角度,頻率就是秒針轉動的快慢。想一下,如果用實數來表示正弦波的三要素,是不是很麻煩?這里重點掌握留數、保形映射。

2、信號與系統。介紹如何利用數學建模去描述電路,就是這門課要研究的內容。什麼是信號?LED燈的亮滅、喇叭發出的聲音、天線感應的電磁波等,有實際用途的信息載體(包括聲、光、電、熱等)都是信號。什麼是系統?就是處理信息載體的東西(包括放大器、傳動裝置等)。系統是一種更為抽象的概念,可大可小,小到一個三極體,大到一個無線收發裝置,這些都要根據實際需求來確定,不能一概而論。這門課都是重點。

3、自動控制原理。自控原理是信號與系統的姐妹學科。介紹如何用數學建模的 方法 去分析電路,主要分析電路的穩定性。其中,波特圖、PID都是要重點掌握的。學懂這門課就可以用裡面的知識去分析一些較為復雜的帶運放的電路,這種電路用KCL和KVL是仍然很難解決。

4、高頻電子線路。高頻是模電的非線性部分。你會發現高頻裡面很多內容跟模電都差不多,也有放大器、振盪器、功放,但是這些電路用在更高的頻段,所以分析方法有所不同。模電的功底較為扎實的情況下,再學這門課,就不覺得難,因為它本身就是模電的擴展,而不是全新的領域。這門課都是重點,至少學三遍。

5、單片機。現在已經很少不用CPU的硬體電路了,而單片機正是最簡單的CPU,所以掌握單片機也是很有必要的。其中單片機的介面電路也是相當考驗你的硬體功底的。

6、電子測量技術。做硬體的經常要跟儀器打交道,學習測量技術,一方面讓你更能熟練地使用儀器,另一方面還能讓你做一些測量電路(配合單片機就可以運用在物聯網領域)。這里會接觸很多新器件,大多都是感測器,當然重點研究的還是電氣特性。這門課並不難,關鍵要多做實驗。

三、高級理論篇

1、信號完整性分析。可以說硬體工程師最大的敵人就是干擾,要解決這些干擾就得做好電磁兼容性設計,學好這門課,才可以畫出性能更優的PCB。

2、開關電源。學會設計電源電路,給自己的電路系統配上合適的電源,以及解決電源完整性問題,也是相當考驗硬體工程師的模電功底。

3、射頻電路設計。隨著科技的發展,電路的工作頻率將會越來越高,頻率升高會帶來各種各樣的難題,所以學會設計射頻電路也是很有必要的。

4、通信原理。掌握現代的通信技術,其中包括資訊理論基礎和各種調制方式都會在各種通信電路當中有用到。

5、集成電路原理與應用。可以說幾乎每塊電路板都會用到晶元,所以學習一下晶元的製造技術,將會讓你的硬體水平大大提高。

舉個簡單的案例,數字電位器裡面的電阻就是用MOS管構成的有源電阻,一定要上電,它才體現出電阻的特性,如果只使用模電的知識將無法理解這一現象。

四、 總結

如果你認為這么多書,怎麼看都看不完。那是以一種靜止、偏面的觀點來分析問題了。其實上介紹那麼多課,很多內容都是相通的。比如,數電裡面的移位寄存器,就是單片機裡面的串口收發器。模電裡面的放大器、振盪器,到了高頻、射頻,照樣講到,只是分析方法有點不同而已。

高頻裡面的AM、FM、PM,到了通信原理,照樣講到,此外,還提出了ASK、FSK、PSK這幾種雷同而且更為簡單的調制方式。電力電子技術裡面的直流斬波電路,就是開關電源的內容,只是擴展了一些內容而已。

計算機硬體運維的重要性和策略

1、計算機硬體維護原則

1.1、打造計算機良好的運轉氛圍

計算機工作環境的溫度正常應為 18~30℃之間,太高或太低均會令機器加速老化,降低其使用時間。 所以,必須為計算機的運轉提供適宜的環境。①要確保溫度適宜。計算機在應用當中,需擺在通風良好之處,如此可以令空氣流通,並且因為計算機顯示屏中的熒光物質對陽光照射十分敏感, 會令溫度快速上升,所以需避免在陽光直射處擺放計算機。 ②需確保相對濕度。計算機工作的環境對濕度具有一定標准。太過潮濕的環境會令硬體發霉、電路板出點,以此在使用當中會出現斷路或短路的現象,所以,在應用當中需避免與水分乃至其他液體接觸。 乾燥的環境會令計算機產生靜電,導致部分硬體損壞,所以需避免陽光直射[1]。

1.2、預防到位可降低損耗

計算機硬體問題通常存在兩個原因: ①硬體自身品質問題;②計算機操作者操作問題。 所以,在實際應用當中,需依照有效預防的原則,以便將損耗降到最低。

計算機的穩定工作性能需做到以下兩點: ①操作者需具有良好的使用習慣。 在應用當中需細心維護,不要出現任意敲打鍵盤、用力拍打計算機等動作。 並且需加強細節的維護,不可忽略計算機正確的開機、關機動作,這些都可以成為延長計算機使用時間的重要方法。②做足檢測工作。計算機在運用當中,外部硬體設施問題較易觀察,所以,必須在運用過程中對外部設施的運轉情況進行檢測,之後在對其他設施進行檢測[2]。

1.3、硬體維護常識的掌握

在日常生活、學習、工作當中,計算機的作用已經愈發明顯,在大多數家庭中都可見到計算機。 在購買之前,則需以宏觀的`角度了解計算機,學習相應的硬體維護知識,令計算機產生問題時可以隨時進行維護,以免發生不必要的損失,確保計算機可以正常運轉。

2、計算機硬體維護的策略

2.1、 顯示器 的維護

顯示器作為電腦關鍵的輸出設施之一, 對其維護可以從以下幾點著手:

(1)對於具有磁性的物品 ,例如電視機 、手機 、IPAI 等 ,需遠離計算機,因為磁性物品會對顯示器顯像管進行磁化,以此令其無法正常運轉,並且對於銀行卡、信用卡等磁性也需加強注意,盡量遠離顯示器。

(2)為顯示器提供防塵罩 ,在不使用時 ,用防塵罩罩好顯示器,以防進入灰塵,由於灰塵會阻礙計算機散發熱量,所以會將內部電子器件燒壞。

(3)將顯示器亮度或對比度調試適宜狀態,不可令對比度過強,也不可令亮度過高,降低亮度可以降低顯像管中熒光粉及燈絲的老化速度,可以提高使用時間。

(4) 不可隨意更改顯示器解析度 , 這會對顯示器造成損壞,降低其使用時間。 對於顯示屏上的內容,也不可長期保持固定不變,不然會令熒光粉產生老化現象,影響其使用時間。

2.2、鍵盤、滑鼠的維護

鍵盤作為輸入信息的主要部件,將其維護好,可以令計算機信息輸入更為順利。

(1)在輸入時 ,不可長時間按住一個鍵不放 ,或者在輸入時,用力敲打鍵盤,這些現象均會導致鍵盤彈性減弱,以此影響計算機鍵盤,令其無法正常運轉。

(2)在輸入當中 ,不可吃東西或喝飲料 ,這樣會令異物掉入鍵盤縫隙當中,尤其在水進入計算機鍵盤後,會令電子器件出現短路狀況,甚至會將器件燒壞,以此影響其使用時間。

(3)為計算機鍵盤設置一層保護膜,以免灰塵滲入。

(4)時隔一段時間 ,則需將鍵盤取下 ,用專業工具進行灰塵清理,以防灰塵對其產生損壞。

滑鼠在應用當中, 主要出現按鍵彈性喪失或控制失靈現象,因此,在使用當中,不可過分用力按壓滑鼠鍵,也不可長時間按鍵不放,需將滑鼠置於平整、光滑、整潔的桌面中,最好配備滑鼠墊。

2.3、主機的維護

主機作為計算機最重要的構成設備,是計算機的心臟,也是維護計算機的重要所在。開機與關機時間不可低於 30 秒 s,關閉計算機時,需先將應用軟體關閉,之後點擊開始菜單內的關機,以免出現數據保存不完整或損壞軟體的現象。 不可隨意打開主機箱,特別在開機情況下,也不可隨意觸碰電路板,不可隨意挪動主機箱。 液體容器不可擺在主機箱附近,以防液體進入機箱中,對電子元件產生腐蝕現象[3]。

3、結束語

綜上所述, 計算機硬體的維護原則及策略遠不止此,所以,計算機使用人員必須掌握計算機硬體的相應知識,了解硬體的眾多功能,掌握 操作系統 的清理與維護方法,在實際工作當中靈活運用,逐步排除問題,令計算機在生活中為我們提供更多的幫助。


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