计算机科学

c语言

if (condition || condition)
{
    // do this---
}

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计算机科学理论

比特

BIT – binary digit

8 BIT – 1 Byte

计算机中数的表示

例如 7 –二进制 以2的幂计算

十进制中 ： 1 2 4 8 …

二进制中 ： 1 1 1 0 …

即 7 的表示为 0111

硬盘组成

由非常微小的磁性粒子组成，有规定的排列顺序，
就如小磁针，南北指向可以代表比特中的 0 1 ,就由这些磁针来储存数据

C语言

#include <stdio.h>
int 
main()
{
    printf("Hello,World!\n");
}

字符串

printf输出实例

string name = "keithxodoy";
float num = 5.264

printf("hello,%s！\n", name);
printf("%.2f\n", num);
printf("%d\n", sizeof(i) );

sizeof ==> 输出数据类型的长度

条件语句 conditions

if (condition)
{
    // do this
}
else if (condition)
{
    /* code */
}
else
{
    //code
}

• “或”、”且” 条件

if (condition || condition)
{
    // do this
}

if (condition && condition)
{
    //do this
}

• switch 语句–多重条件,枚举结构

switch (n)
{
    case 1:
    case 2:
    case 3:
        printf("You picked a small number ");
        break ;
    case 4:
    case 5:
    case 6:
        printf("anothor one%% ")；
        break ;
    default:
        printf("the last one ");
}

解释

1. 当条件情况case 为 1、2、3时，作case3下的操作，再使用 break 中断循环
2. 使用default处理case以外的情况，可以不使用 break
3. %% 表示 百分比

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循环结构

#include <stdio.h>
#include <unistd.h>

int
main()
{
    for (int i = 0; i <= 5; i++)
    {
        printf("A test\n");
        fflush(stdout);
        sleep(2);
    }
}

解释

1. fflush(stdout) : 将循环的进度以类似进度条的形式在一行中显示出来

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通信原理

互联网的本质就是一系列的网络协议

两台计算机之间的通信与两个人打电话之间的原理是一样的，可以讲统一的普通话

osi七层协议

互联网协议按照功能不同分为osi七层或tcp/ip四层

口诀： 应表会运网数物

物理层和数据链路层

物理层

由来：孤立的计算机之间想要一起通信，就必须接入Internet,言外之意就是计算机之间必须完成组网

功能：主要是基于电器特性发送高低电压(电信号)，高电压对应数字1，低电压对应数字0

在一个客户端对数据的二进制进行分组，使得电信号变得有意义。

数据链路层

由来：单纯的电信号1和0没有任何意义，必须规定电信号多少位为一组，每组代表什么意思

功能：定义了电信号的分组方式

以太网协议

背景：早期的各个公司都有自己的分组方式，后来形成了统一标准，即以太网协议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：接头head和数据data两部分

head (固定18个字节)	data(最短46字节，最长1500字节)
发送者/源地址：6字节	包括数据包的具体内容
接收者/目标地址：6字节
数据类型：6字节

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

mac地址

head中包含的源和目标地址由来：ethernet规定接入的设备都必须具备网卡，发送端和接受端的地址指的是网卡的地址，即mac地址

mac地址
: 每块网卡出厂时都被烧制上一个世界唯一的mac地址(物理地址),长度为48位二进制，通常由12位16进制数表示。其中前六位是厂商编号，后六位是流水线号。

广播

有了mac地址，同一网络内的两台主机就可以通信了(一台主机通过arp协议获取另一台主机的mac地址)

ethernet采用最原始的方式–广播的方式进行通信，通俗理解，计算机通信基本靠哄

所有user收到包后，解包后，若mac地址不是指本机，则丢包，而接受的mac地址是本机的，则接受信息

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网络层

由来：有了ethernet、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

问题提出：世界范围内的互联网是由一个个彼此隔离的小局域网组成的，那么如果所有的通信都采用广播的方式，那么一台机器发送的包会被全世界接收到，这样不仅效率低下，而且会导致互联网灾难！！！

IP协议

• 规定网络地址的协议叫做IP协议，它定义的地址称之为ip地址，广泛采用v4版本，即ipv4(默认网关)。规定了网络地址由32位二进制表示
• 范围 0.0.0.0 – 255.255.255.255
• 一个ip地址通常写为四段十进制数，例如：172.16.10.1

ip地址组成部分

• 网络部分：标识子网
• 主机部分：标识主机

注意：单纯的ip地址只是标识了ip地址的种类，从网络部分或主机部分都无法辨识一个ip所处的子网，如：172.16.10.1 与 172.16.10.2 不能确定两者处于同一子网

子网掩码 ip数据包

ip数据包分为head和data部分，无须为ip包定义单独的栏位，直接放入以太网包的data部分

• head : 20-60字节
• data : 最多65515字节

以太网数据包最长只有1500字节，而超出部分，需要分割为几个以太网数据包，分开发送

最终包的格式

以太网头	ip头	ip数据

arp协议

• 由来：

通信是基于mac的广播方式实现，计算机在发包时，获取自身的mac是容易的，而获取目标主机的mac，则需要通过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

每台主机的ip都是已知的

一、首先通过ip地址和子网掩码区分出自己所处的子网

二、分析源ip和目标ip是否处于同一网络

三、包会以广播的方式在发送端所处的子网内传播，所有主机接受后拆包，发现目标ip为自己的，就响应，返回自己的mac

理解mac地址与ip地址：mac地址相当于房间号，ip地址相当于所在酒店具体位置

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传输层和应用层

传输层

由来：网络层ip帮助用户区分子网，以太网层的mac地址帮用户找到主机，然后用户使用应用程序。而通过ip和mac找到一台特定的主机，此时端口就是用来标识这台主机上的应用程序，应用程序对应窗口。

端口：应用程序与网卡关联的编号

功能:建立端口之间的通信

补充：端口的范围为0-65535，其中0-1023为系统占用端口

tcp协议

可靠传输，TCP数据包没有长度限制，理论上可以无限长，但为了保证网络的效率，通常TCP数据包的长度不会超过IP数据包的长度，以确保单个TCP数据包不必再分割

以太网头	IP头	TCP头	数据

udp协议

不可靠传输，”报头”部分一共只有8个字节，总长度不超过65535字节，正好放进一个IP数据包

以太网头	IP头	udp头	数据

应用层

由来：用户使用应用程序，工作于应用层，由于互联网是开放的，大家都可以开发自己的应用程序，数据多种多样，必须要规定好数据的组织形式

功能：规定应用程序的数据格式

示例：

TCP协议可以为各种各样的程序传递数据，例如E-mail、www、FTP等，则必须有不同协议规定电子邮箱、网页、FTP数据的格式

这些应用程序协议就组成了应用层

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Socket 编程

网络中的进程是通过socket来通信的,而socket起源于Unix，Unix/Linux基本哲学之一就是“一切皆文件”，都可以用“打开open –> 读写write/read –> 关闭close”模式来操作。

可以理socket是一种特殊的文件，一些socket函数就是对其进行的操作（读/写IO、打开、关闭）

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FAQ

• 对硬盘或软盘进行格式化时会发生什么？

解答

不会产生很大改变，对盘进行格式化（分区）只会修改几字节或几千字节的信息，使得电脑无法知道原先的文件或文件夹被存放至哪个位置，但是这些数据仍在原先的位置存储着

• 编译器作用 ？

解答

将代码文件编译为二进制文件