網(wǎng)絡工程師考試常用計算公式匯總

一、單位的換算

1字節(jié)(B)=8bit 1KB=1024字節(jié) 1MB=1024KB 1GB=1024MB 1TB=1024GB

通信單位中 K=千 , M = 百萬

計算機單位中 K=2^10 , M= 2^20

倍數(shù)剛好是1.024的冪 ^ 為次方; /為除 ; *為乘 ; (X/X)為單位

二、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)

三、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

四、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(chǎn)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

五、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

六、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)/完成時間

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

流水線的總時間=(指令總數(shù)+2)*周期值

七、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(nèi)存片數(shù)：(W/w)*(B/b)W、B表示要組成的存儲器的字數(shù)和位數(shù);

w、b表示內(nèi)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(nèi)存位數(shù)：log2(要編址的字或字節(jié)數(shù))

八、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會分成容量相同的組

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))

九、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)

十、磁盤常見技術指標計算公式

雙面盤片要*2 因為最外面是保護面又-2 N*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×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×位密度×轉速

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

內(nèi)圈速率=內(nèi)徑周長×位密度×轉速

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

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

存取時間=尋道時間+等待時間

處理時間=等待時間+記錄處理時間

(記錄處理最少等待時間=0,最長等待時間=磁盤旋轉周期 N ms/周[-1:記錄道數(shù) )

移動道數(shù)(或扇區(qū))=目標磁道(或扇區(qū))-當前磁道(或扇區(qū))

尋道時間=移動道數(shù)*每經(jīng)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=目標的塊數(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(diào)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

十一、操作系統(tǒng)

虛存地址轉換

(((基號)+ 段號) +頁號) * 2n(注：這里是指2的N次方) +頁內(nèi)偏移

十二、網(wǎng)絡流量與差錯控制技術 最高鏈路利用率

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

l 停等協(xié)議最高鏈路利用率E=1/(2a+1)

W: 窗口大小

l 滑動窗口協(xié)議 E=W/(2a+1)

P:幀出錯概率

l 停等ARQ協(xié)議 E=(1-P)/(2a+1)

l 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)

l 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)

十三、CSMA/CD 常用計算公式

網(wǎng)絡傳播延遲=最大段長/信號傳播速度

沖突窗口=網(wǎng)絡傳播延遲的兩倍.(寬帶為四倍)

最小幀長=2*(網(wǎng)絡數(shù)據(jù)速率*最大段長/信號傳播速度)

例: Lmin= 2 * (1Gb/s * 1 / 200 000) =10 000bit =1250字節(jié)

十四、性能分析

吞吐率T(單位時間內(nèi)實際傳送的位數(shù))

T=幀長/(網(wǎng)絡段長/傳播速度+幀長/網(wǎng)絡數(shù)據(jù)速率)

網(wǎng)絡利用率E

E =吞吐率 / 網(wǎng)絡數(shù)據(jù)速率

十五、以太網(wǎng)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+接收站延時

即T= 2* (S/0.7C) + 2*4Tr+2Tphy

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

S= 網(wǎng)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

十六、快速以太網(wǎng)跨距

S = 0.35C (Lmin /R – 2 Tphy -8Tr)

十七、令牌環(huán)網(wǎng)

l 傳輸時延= 數(shù)據(jù)傳輸率 * (網(wǎng)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(zhì)長度 * 數(shù)據(jù)速率 + 中繼器延遲

十八、路由選擇

l 包的發(fā)送 = 天數(shù) * 24小時(86400秒) * 每秒包的速率 = *** == 2 *

十九、IP地址及子網(wǎng)掩碼計算(重點)

可分配的網(wǎng)絡數(shù) = 2^網(wǎng)絡號位數(shù)

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

IP 和網(wǎng)絡號位數(shù) 取子網(wǎng)掩碼

例: IP : 176.68.160.12 網(wǎng)絡位數(shù): 22

子網(wǎng): ip->二進制->網(wǎng)絡號全1,主機為0->子網(wǎng)

前22位1,后為0 = 255.255.252.0

二十、Vlsm復雜子網(wǎng)計算

Ip/子網(wǎng)編碼

1.取網(wǎng)絡號. 求同一網(wǎng)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(wǎng))

2.路由匯聚

例 : 122.21.136.0/24 和 122.21.143.0/24 判斷前24位->二進制->取前24位相同者

10001000 10001111

二十一、系統(tǒng)可靠性:

串聯(lián): R = R1*R2*....RX

并聯(lián): R = 1 - (1-R1)*(1-R2)*...(1-RX)

二十二、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

二十三、海明碼信息位:

k=冗余碼

n=信息位

2^k-1 >= n+k

二十四、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 為信道能夠達到的最大數(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*log10 S/N S/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 = log2 N (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 * log2 N

二十五、交換方式傳輸時間

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

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

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

分組交換

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)

信元交換傳輸時間 =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)

二十六、差錯控制

CRC計算

l 信息位( K )轉生成多項式 = K-1 à K(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

l 冗余位( R )轉生成多項式 = 和上面一樣

l 生成多項式轉信息位(除數(shù)) = 和上面一樣.互轉.

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

l 原始報文后面增加”0”的位數(shù). 和多項式的最高冪次值一樣

l 生成校驗碼的位數(shù)和多項式的最高冪次值一樣

l 計算CRC校驗碼,進行異或運算(相同=0,不同=1)

二十七、網(wǎng)絡評價

網(wǎng)絡時延= 本地操作完成時間和網(wǎng)絡操作完成時間之差

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(nèi)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)塊處理 / 存取及傳送時間 * 數(shù)據(jù)塊數(shù))

數(shù)據(jù)塊處理/存取及傳送時間 = (響應時間 – 存取時間) / 數(shù)據(jù)塊數(shù)

有效資源利用率計算

有效利用率= 實際吞吐率 / 理論吞吐率

例: = (7Mb/s * 1024 *1024 *8) / (100Mb/s *1000 *1000 )= 0.587

二十八、組網(wǎng)技術

(adsl)計算文件傳輸時間

T = (文件大小/*換算成bit) / (上行或下行的速度 Kb) /*以mb速度*/

如24M 512kb/s T= (24*1024*1024*8) / (512*1000)=393秒