2023年新版網(wǎng)絡(luò)工程師軟考常用計(jì)算公式

網(wǎng)絡(luò)工程師軟考常用計(jì)算公式[1]單位的換算

1字節(jié)(B)=8bit1KB=1024字節(jié)1MB=1024KB1GB=1024MB1TB=1024GB

通信單位中K=千，M=百萬(wàn)

計(jì)算機(jī)單位中K=210，M=220

倍數(shù)剛好是1024的冪

^為次方；/為除；*為乘；(X/X)為單位

計(jì)算總線數(shù)據(jù)傳輸速率

總線數(shù)據(jù)傳輸速率=時(shí)鐘頻率(Mhz)/每個(gè)總線包含的時(shí)鐘周期數(shù)*每個(gè)總線周期傳送的字節(jié)數(shù)(b)

計(jì)算系統(tǒng)速度

每秒指令數(shù)=時(shí)鐘頻率/每個(gè)總線包含時(shí)鐘周期數(shù)/指令平均占用總線周期數(shù)

平均總線周期數(shù)=所有指令類別相加(平均總線周期數(shù)*使用頻度)

控制程序所包含的總線周期數(shù)=(指令數(shù)*總線周期數(shù)/指令)

指令數(shù)=指令條數(shù)*使用頻度/總指令使用頻度

每秒總線周期數(shù)=主頻/時(shí)鐘周期

FSB帶寬=FSB頻率*FSB位寬/8

計(jì)算機(jī)執(zhí)行程序所需時(shí)間

P=I*CPI*T

執(zhí)行程序所需時(shí)間=編譯后產(chǎn)生的機(jī)器指令數(shù)*指令所需平均周期數(shù)*每個(gè)機(jī)器周期時(shí)間

指令碼長(zhǎng)

定長(zhǎng)編碼:碼長(zhǎng)>=log2

變長(zhǎng)編碼:將每個(gè)碼長(zhǎng)*頻度，再累加其和

平均碼長(zhǎng)=每個(gè)碼長(zhǎng)*頻度流水線計(jì)算

流水線周期值等于最慢的那個(gè)指令周期

流水線執(zhí)行時(shí)間=首條指令的執(zhí)行時(shí)間+（指令總數(shù)－1）*流水線周期值

流水線吞吐率=任務(wù)數(shù)/完畢時(shí)間

流水線加速比=不采用流水線的執(zhí)行時(shí)間/采用流水線的執(zhí)行時(shí)間

存儲(chǔ)器計(jì)算

存儲(chǔ)器帶寬:每秒能訪問的位數(shù)單位ns=10-9秒

存儲(chǔ)器帶寬=1秒/存儲(chǔ)器周期(ns)*每周期可訪問的字節(jié)數(shù)

(隨機(jī)存取)傳輸率=1/存儲(chǔ)器周期

(非隨機(jī)存取)讀寫N位所需的平均時(shí)間=平均存取時(shí)間+N位/數(shù)據(jù)傳輸率

內(nèi)存片數(shù)：（W/w）*（B/b）W、B表達(dá)要組成的存儲(chǔ)器的字?jǐn)?shù)和位數(shù)；

w、b表達(dá)內(nèi)存芯片的字?jǐn)?shù)和位數(shù)

存儲(chǔ)器地址編碼=(第二地址–第一地址)+1

{例:[(CFFFFH-90000H)+1]/[(16K*1024)*8bit]}

內(nèi)存位數(shù)：log2（要編址的字或字節(jié)數(shù)）

Cache計(jì)算

平均訪存時(shí)間：Cache命中率*Cache訪問周期時(shí)間+Cache失效率*主存訪問周期時(shí)間

[例:(2%*100ns+98%*10ns)+1/5*(5%*100ns+95%*10ns)=14.7ns]

映射時(shí)，主存和Cache會(huì)提成容量相同的組

cache組相聯(lián)映射主存地址計(jì)算

主存地址=(主存容量塊數(shù)*字塊大小)log2(主存塊和cache塊容量一致)

[例:128*4096=219(27*212)]

主存區(qū)號(hào)=(主存容量塊數(shù)/cache容量塊數(shù))log2

Cache訪存命中率=cache存取次數(shù)/(cache存取次數(shù)+主存存取次數(shù))磁帶相關(guān)性能公式數(shù)據(jù)傳輸速率(B/s)=磁帶記錄密度(B/mm)*帶速(mm/s)

數(shù)據(jù)塊長(zhǎng)充=B1(記錄數(shù)據(jù)所需長(zhǎng)度)+B2(塊間間隔)

B1=(字節(jié)數(shù)/記錄)*塊因子/記錄密度

讀N條記錄所需時(shí)間:T=S(啟停時(shí)間)+R+D

R(有效時(shí)間)=(N*字節(jié)數(shù)/記錄)/傳輸速度

D(間隔時(shí)間)=塊間隔總長(zhǎng)/帶速=[(N/塊化因子)*(塊間間隔)]/帶速

每塊容量=記錄長(zhǎng)度*塊化系數(shù)

每塊長(zhǎng)度=容量/(記錄密度)

存儲(chǔ)記錄的塊數(shù)=磁帶總帶長(zhǎng)/(每塊長(zhǎng)度+每塊容量)

磁帶容量=每塊容量*塊數(shù)

磁盤常見技術(shù)指標(biāo)計(jì)算公式

雙面盤片要*2由于最外面是保護(hù)面又-2N*2-2

非格式化容量＝位密度*3.14159*最內(nèi)圈址徑*總磁道數(shù)

[例:(250*3.14*10*10*6400)/8/1024/1024=59.89MB]

總磁道數(shù)=記錄面數(shù)*磁道密度*(外直徑-內(nèi)直徑)/2

[例:8面*8*(30-10)/2*10=6400]

每面磁道數(shù)＝(（外徑－內(nèi)徑）/2)×道密度

每道位密度不同，容易相同

每道信息量＝內(nèi)徑周長(zhǎng)×位密度

[例:10cm×10×3.14159×250位/mm＝78537.5位/道]

格式化容量＝每道扇區(qū)數(shù)*扇區(qū)容量*總磁道數(shù)

[例:(16*512*6400)/1024/1024=50MB]or

格式化容量＝非格式化容量×0.8

平均傳輸速率=最內(nèi)圈直徑*位密度*盤片轉(zhuǎn)速

[例:[2*3.14*(100/2)]*250*7200/60/8=1178Kb/s]

數(shù)據(jù)傳輸率＝(外圈速率＋內(nèi)圈速率)/2

外圈速率＝外徑周長(zhǎng)×位密度×轉(zhuǎn)速

[例:(30cm×10×3.14159×250位/mm×120轉(zhuǎn)/秒)/8/1024＝3451.4539KB/s]

內(nèi)圈速率＝內(nèi)徑周長(zhǎng)×位密度×轉(zhuǎn)速

[例:(10cm×10×3.14159×250位/mm×120轉(zhuǎn)/秒)/8/1024＝1150.4846KB/s]

數(shù)據(jù)傳輸率（3451.4539＋1150.4846）/2=2300.9693KB/s

存取時(shí)間=尋道時(shí)間+等待時(shí)間

解決時(shí)間=等待時(shí)間+記錄解決時(shí)間

(記錄解決最少等待時(shí)間=0，最長(zhǎng)等待時(shí)間=磁盤旋轉(zhuǎn)周期Nms/周*記錄道數(shù))

移動(dòng)道數(shù)(或扇區(qū))=目的磁道(或扇區(qū))-當(dāng)前磁道(或扇區(qū))

尋道時(shí)間=移動(dòng)道數(shù)*每通過一磁道所需時(shí)間

等待時(shí)間=移動(dòng)扇區(qū)數(shù)*每轉(zhuǎn)過一扇區(qū)所需時(shí)間

讀取時(shí)間=目的的塊數(shù)*讀一塊數(shù)據(jù)的時(shí)間

數(shù)據(jù)讀出時(shí)間=等待時(shí)間+尋道時(shí)間+讀取時(shí)間

減少等待時(shí)間調(diào)整讀取順序能加快數(shù)據(jù)讀取時(shí)間

平均等待時(shí)間=磁盤旋轉(zhuǎn)一周所用時(shí)間的一半

(自由選擇順逆時(shí)鐘時(shí)，最長(zhǎng)等待時(shí)間為半圈，最短為無(wú)須旋轉(zhuǎn))

平均等待時(shí)間=(最長(zhǎng)時(shí)間+最短時(shí)間)/2

平均尋道時(shí)間=(最大磁道的平均最長(zhǎng)尋道時(shí)間+最短時(shí)間)/2

最大磁道的平均最長(zhǎng)尋道時(shí)間=(最長(zhǎng)外徑+圓心)/2

操作系統(tǒng)

虛存地址轉(zhuǎn)換

(((基號(hào))+段號(hào))+頁(yè)號(hào))*2n+頁(yè)內(nèi)偏移網(wǎng)絡(luò)流量與差錯(cuò)控制技術(shù)最高鏈路運(yùn)用率

a:幀計(jì)數(shù)長(zhǎng)度

a可以是傳播延遲/發(fā)一幀時(shí)間

數(shù)據(jù)速率*線路長(zhǎng)度/傳播速度/幀長(zhǎng)

數(shù)據(jù)速率*傳播延遲/幀長(zhǎng)

停等協(xié)議最高鏈路運(yùn)用率E=1/(2a+1)

W:窗口大小

滑動(dòng)窗口協(xié)議E=W/(2a+1)

P:幀犯錯(cuò)概率

停等ARQ協(xié)議E=(1-P)/(2a+1)

選擇重發(fā)ARQ協(xié)議

若W>2a+1則E=1-P

若W<=2a+1則E=W(1-P)/(2a+1)

后退N幀ARQ協(xié)議

若W>2a+1則E=(1-P)/(1-P+NP)

若W<=2a+1則E=W(1-P)/(2a+1)(1-P+NP)

CSMA/CD常用計(jì)算公式

網(wǎng)絡(luò)傳播延遲=最大段長(zhǎng)/信號(hào)傳播速度

沖突窗口=網(wǎng)絡(luò)傳播延遲的兩倍.(寬帶為四倍)

最小幀長(zhǎng)=2*(網(wǎng)絡(luò)數(shù)據(jù)速率*最大段長(zhǎng)/信號(hào)傳播速度)

例:Lmin=2*(1Gb/s*1/200000)=10000bit=1250字節(jié)

性能分析

吞吐率T(單位時(shí)間內(nèi)實(shí)際傳送的位數(shù))

T=幀長(zhǎng)/(網(wǎng)絡(luò)段長(zhǎng)/傳播速度+幀長(zhǎng)/網(wǎng)絡(luò)數(shù)據(jù)速率)網(wǎng)絡(luò)運(yùn)用率E

E=吞吐率/網(wǎng)絡(luò)數(shù)據(jù)速率

以太網(wǎng)沖突時(shí)槽

T=2(電波傳播時(shí)間+4個(gè)中繼器的延時(shí))+發(fā)送端的工作站延時(shí)+接受站延時(shí)

即T=2*(S/0.7C)+2*4Tr+2Tphy

T=2S/0.7C+2Tphy+8Tr

S=網(wǎng)絡(luò)跨距

0.7C=電波在銅纜的速度是光波在真空中的0.7倍光速

Tphy=發(fā)送站物理層時(shí)延

Tr=中繼器延時(shí)

快速以太網(wǎng)跨距

S=0.35C(Lmin/R–2Tphy-8Tr)

令牌環(huán)網(wǎng)

傳輸時(shí)延=數(shù)據(jù)傳輸率*(網(wǎng)段長(zhǎng)度/傳播速度)

例:4Mb/s*(600米/200米/us)us=12比特時(shí)延(1us=10-6秒)

存在環(huán)上的位數(shù)=傳播延遲(5us/km)*發(fā)送介質(zhì)長(zhǎng)度*數(shù)據(jù)速率+中繼器延遲

路由選擇

包的發(fā)送=天數(shù)*24小時(shí)(86400秒)*每秒包的速率

IP地址及子網(wǎng)掩碼計(jì)算

可分派的網(wǎng)絡(luò)數(shù)=2網(wǎng)絡(luò)號(hào)位數(shù)

網(wǎng)絡(luò)中最大的主機(jī)數(shù)=2主機(jī)號(hào)位數(shù)-2例:10位主機(jī)號(hào)=210-2=1022

IP和網(wǎng)絡(luò)號(hào)位數(shù)取子網(wǎng)掩碼

例:IP:176.68.160.12網(wǎng)絡(luò)位數(shù):22

子網(wǎng):ip->二進(jìn)制->網(wǎng)絡(luò)號(hào)全1，主機(jī)為0->子網(wǎng)前22位1，后為0=255.255.252.0Vlsm復(fù)雜子網(wǎng)計(jì)算

Ip/子網(wǎng)編碼

1.取網(wǎng)絡(luò)號(hào).求同一網(wǎng)絡(luò)上的ip

例:112.10.200.0/21前21位->二進(jìn)制->取前21位相同者(ip)/(子網(wǎng))

2.路由匯聚

例:122.21.136.0/24和122.21.143.0/24判斷前24位->二進(jìn)制->取前24位相同者1000100010001111

系統(tǒng)可靠性:

串聯(lián):R=R1*R2*....RX

并聯(lián):R=1-(1-R1)*(1-R2)*...(1-RX)

pcm編碼

取樣:最高頻率*2

量化:位數(shù)=log2^級(jí)數(shù)

編碼量化后轉(zhuǎn)成二進(jìn)制

海明碼信息位:

k=冗余碼

n=信息位

2^k-1>=n+k

數(shù)據(jù)通信基礎(chǔ)

信道帶寬

模擬信道W=最高頻率f2–最低頻率f1

數(shù)字信道為信道可以達(dá)成的最大數(shù)據(jù)速率有噪聲

香農(nóng)理論C(極限數(shù)據(jù)速率b/s)=W(帶寬)*log2(1+S/N(信噪比))

信噪比dB(分貝)=10*log10S/NS/N=10^(dB/10)

無(wú)噪聲

碼元速率B=1/T秒(碼元寬度)

尼奎斯特定理最大碼元速率B=2*W(帶寬)

一個(gè)碼元的信息量n=log2N(碼元的種類數(shù))

碼元種類

數(shù)據(jù)速率R(b/s)=B(最大碼元速率/波特位)*n(一個(gè)碼元的信息量/比特位)=2W*log2N

互換方式傳輸時(shí)間

鏈路延遲時(shí)間=鏈路數(shù)*每鏈路延遲時(shí)間

數(shù)據(jù)傳輸時(shí)間=數(shù)據(jù)總長(zhǎng)度/數(shù)據(jù)傳輸率

中間結(jié)點(diǎn)延遲時(shí)間=中間結(jié)點(diǎn)數(shù)*每中間結(jié)點(diǎn)延遲時(shí)間

電路互換傳輸時(shí)間=鏈路建立時(shí)間+鏈路延遲時(shí)間+數(shù)據(jù)傳輸時(shí)間

報(bào)文互換傳輸時(shí)間=(鏈路延時(shí)時(shí)間+中間結(jié)點(diǎn)延遲時(shí)間+報(bào)文傳送時(shí)間)*報(bào)文數(shù)

分組互換

數(shù)據(jù)報(bào)傳輸時(shí)間=(鏈路延時(shí)時(shí)間+中間結(jié)點(diǎn)延遲時(shí)間+分組傳送時(shí)間)*分組數(shù)

虛電路傳輸時(shí)間=鏈路建立時(shí)間+(鏈路延時(shí)時(shí)間+中間結(jié)點(diǎn)延遲時(shí)間+分組傳送時(shí)間)*分組數(shù)

信元互換傳輸時(shí)間=鏈路建立時(shí)間+(鏈路延時(shí)時(shí)間+中間結(jié)點(diǎn)延遲時(shí)間+分組傳送時(shí)間)*信元數(shù)差錯(cuò)控制

CRC計(jì)算信息位(K)轉(zhuǎn)生成多項(xiàng)式=K-1K(x)

例:K=1011001=7位–1=從6開始

=1*x^6+0*x^5+1*x^4+1*x^3+0*x^2+0*x^1+1*x^0

=x6+x4+x3+1

冗余位(R)轉(zhuǎn)生成多項(xiàng)式=和上面同樣

生成多項(xiàng)式轉(zhuǎn)信息位(除數(shù))=和上面同樣，互轉(zhuǎn)

例:G(x)=x3+x+1=1*x^3+0*x^2+1*x^1+1*x^0=1011

原始報(bào)文后面增長(zhǎng)“0”的位數(shù)和多項(xiàng)式的最高冪次值同樣，生成校驗(yàn)碼的位數(shù)和多項(xiàng)式的最高冪次值同樣，計(jì)算CRC校驗(yàn)碼，進(jìn)行異或運(yùn)算(相同=0，不同=1)

網(wǎng)絡(luò)評(píng)價(jià)

網(wǎng)絡(luò)時(shí)延=本地操作完畢時(shí)間和網(wǎng)絡(luò)操作完畢時(shí)間之差

吞吐率計(jì)算

吞吐率=(報(bào)文長(zhǎng)度*(1-誤碼率))/((報(bào)文長(zhǎng)度/線速度)+報(bào)文間空閑時(shí)間

吞吐率估算

吞吐率=每個(gè)報(bào)文內(nèi)用戶數(shù)據(jù)占總數(shù)據(jù)量之比*(1–報(bào)文重傳概率)*線速度

吞吐率=數(shù)據(jù)塊數(shù)/(響應(yīng)時(shí)間–存取時(shí)間)

響應(yīng)時(shí)間=存取時(shí)間+(數(shù)據(jù)塊解決/存取及傳送時(shí)間*數(shù)據(jù)