2023年新版網絡工程師軟考常用計算公式

網絡工程師軟考常用計算公式[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

計算機單位中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

計算總線數(shù)據(jù)傳輸速率

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

計算系統(tǒng)速度

每秒指令數(shù)=時鐘頻率/每個總線包含時鐘周期數(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/時鐘周期

FSB帶寬=FSB頻率*FSB位寬/8

計算機執(zhí)行程序所需時間

P=I*CPI*T

執(zhí)行程序所需時間=編譯后產生的機器指令數(shù)*指令所需平均周期數(shù)*每個機器周期時間

指令碼長

定長編碼:碼長>=log2

變長編碼:將每個碼長*頻度，再累加其和

平均碼長=每個碼長*頻度流水線計算

流水線周期值等于最慢的那個指令周期

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

流水線吞吐率=任務數(shù)/完畢時間

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

存儲器計算

存儲器帶寬:每秒能訪問的位數(shù)單位ns=10-9秒

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

(隨機存取)傳輸率=1/存儲器周期

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

內存片數(shù)：（W/w）*（B/b）W、B表達要組成的存儲器的字數(shù)和位數(shù)；

w、b表達內存芯片的字數(shù)和位數(shù)

存儲器地址編碼=(第二地址–第一地址)+1

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

內存位數(shù)：log2（要編址的字或字節(jié)數(shù)）

Cache計算

平均訪存時間：Cache命中率*Cache訪問周期時間+Cache失效率*主存訪問周期時間

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

映射時，主存和Cache會提成容量相同的組

cache組相聯(lián)映射主存地址計算

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=(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)塊長充=B1(記錄數(shù)據(jù)所需長度)+B2(塊間間隔)

B1=(字節(jié)數(shù)/記錄)*塊因子/記錄密度

讀N條記錄所需時間:T=S(啟停時間)+R+D

R(有效時間)=(N*字節(jié)數(shù)/記錄)/傳輸速度

D(間隔時間)=塊間隔總長/帶速=[(N/塊化因子)*(塊間間隔)]/帶速

每塊容量=記錄長度*塊化系數(shù)

每塊長度=容量/(記錄密度)

存儲記錄的塊數(shù)=磁帶總帶長/(每塊長度+每塊容量)

磁帶容量=每塊容量*塊數(shù)

磁盤常見技術指標計算公式

雙面盤片要*2由于最外面是保護面又-2N*2-2

非格式化容量＝位密度*3.14159*最內圈址徑*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-內直徑)/2

[例:8面*8*(30-10)/2*10=6400]

每面磁道數(shù)＝(（外徑－內徑）/2)×道密度

每道位密度不同，容易相同

每道信息量＝內徑周長×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=最內圈直徑*位密度*盤片轉速

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

數(shù)據(jù)傳輸率＝(外圈速率＋內圈速率)/2

外圈速率＝外徑周長×位密度×轉速

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

內圈速率＝內徑周長×位密度×轉速

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

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

存取時間=尋道時間+等待時間

解決時間=等待時間+記錄解決時間

(記錄解決最少等待時間=0，最長等待時間=磁盤旋轉周期Nms/周*記錄道數(shù))

移動道數(shù)(或扇區(qū))=目的磁道(或扇區(qū))-當前磁道(或扇區(qū))

尋道時間=移動道數(shù)*每通過一磁道所需時間

等待時間=移動扇區(qū)數(shù)*每轉過一扇區(qū)所需時間

讀取時間=目的的塊數(shù)*讀一塊數(shù)據(jù)的時間

數(shù)據(jù)讀出時間=等待時間+尋道時間+讀取時間

減少等待時間調整讀取順序能加快數(shù)據(jù)讀取時間

平均等待時間=磁盤旋轉一周所用時間的一半

(自由選擇順逆時鐘時，最長等待時間為半圈，最短為無須旋轉)

平均等待時間=(最長時間+最短時間)/2

平均尋道時間=(最大磁道的平均最長尋道時間+最短時間)/2

最大磁道的平均最長尋道時間=(最長外徑+圓心)/2

操作系統(tǒng)

虛存地址轉換

(((基號)+段號)+頁號)*2n+頁內偏移網絡流量與差錯控制技術最高鏈路運用率

a:幀計數(shù)長度

a可以是傳播延遲/發(fā)一幀時間

數(shù)據(jù)速率*線路長度/傳播速度/幀長

數(shù)據(jù)速率*傳播延遲/幀長

停等協(xié)議最高鏈路運用率E=1/(2a+1)

W:窗口大小

滑動窗口協(xié)議E=W/(2a+1)

P:幀犯錯概率

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常用計算公式

網絡傳播延遲=最大段長/信號傳播速度

沖突窗口=網絡傳播延遲的兩倍.(寬帶為四倍)

最小幀長=2*(網絡數(shù)據(jù)速率*最大段長/信號傳播速度)

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

性能分析

吞吐率T(單位時間內實際傳送的位數(shù))

T=幀長/(網絡段長/傳播速度+幀長/網絡數(shù)據(jù)速率)網絡運用率E

E=吞吐率/網絡數(shù)據(jù)速率

以太網沖突時槽

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

即T=2*(S/0.7C)+2*4Tr+2Tphy

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

S=網絡跨距

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)送站物理層時延

Tr=中繼器延時

快速以太網跨距

S=0.35C(Lmin/R–2Tphy-8Tr)

令牌環(huán)網

傳輸時延=數(shù)據(jù)傳輸率*(網段長度/傳播速度)

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

存在環(huán)上的位數(shù)=傳播延遲(5us/km)*發(fā)送介質長度*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(86400秒)*每秒包的速率

IP地址及子網掩碼計算

可分派的網絡數(shù)=2網絡號位數(shù)

網絡中最大的主機數(shù)=2主機號位數(shù)-2例:10位主機號=210-2=1022

IP和網絡號位數(shù)取子網掩碼

例:IP:176.68.160.12網絡位數(shù):22

子網:ip->二進制->網絡號全1，主機為0->子網前22位1，后為0=255.255.252.0Vlsm復雜子網計算

Ip/子網編碼

1.取網絡號.求同一網絡上的ip

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

2.路由匯聚

例:122.21.136.0/24和122.21.143.0/24判斷前24位->二進制->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^級數(shù)

編碼量化后轉成二進制

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

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成的最大數(shù)據(jù)速率有噪聲

香農理論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(一個碼元的信息量/比特位)=2W*log2N

互換方式傳輸時間

鏈路延遲時間=鏈路數(shù)*每鏈路延遲時間

數(shù)據(jù)傳輸時間=數(shù)據(jù)總長度/數(shù)據(jù)傳輸率

中間結點延遲時間=中間結點數(shù)*每中間結點延遲時間

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

報文互換傳輸時間=(鏈路延時時間+中間結點延遲時間+報文傳送時間)*報文數(shù)

分組互換

數(shù)據(jù)報傳輸時間=(鏈路延時時間+中間結點延遲時間+分組傳送時間)*分組數(shù)

虛電路傳輸時間=鏈路建立時間+(鏈路延時時間+中間結點延遲時間+分組傳送時間)*分組數(shù)

信元互換傳輸時間=鏈路建立時間+(鏈路延時時間+中間結點延遲時間+分組傳送時間)*信元數(shù)差錯控制

CRC計算信息位(K)轉生成多項式=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)轉生成多項式=和上面同樣

生成多項式轉信息位(除數(shù))=和上面同樣，互轉

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

原始報文后面增長“0”的位數(shù)和多項式的最高冪次值同樣，生成校驗碼的位數(shù)和多項式的最高冪次值同樣，計算CRC校驗碼，進行異或運算(相同=0，不同=1)

網絡評價

網絡時延=本地操作完畢時間和網絡操作完畢時間之差

吞吐率計算

吞吐率=(報文長度*(1-誤碼率))/((報文長度/線速度)+報文間空閑時間

吞吐率估算

吞吐率=每個報文內用戶數(shù)據(jù)占總數(shù)據(jù)量之比*(1–報文重傳概率)*線速度

吞吐率=數(shù)據(jù)塊數(shù)/(響應時間–存取時間)

響應時間=存取時間+(數(shù)據(jù)塊解決/存取及傳送時間*數(shù)據(jù)