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網(wǎng)絡(luò )工程師常用計算公式大全
為了方便廣大計算機學(xué)習者，yjbys小編下面為你整理了網(wǎng)絡(luò )工程師經(jīng)常用到的計算公式，希望對你有所幫助。
單位的換算
1字節(B)=8bit 1KB=1024字節1MB=1024KB 1GB=1024MB 1TB=1024GB
通信單位中K=千，M=百萬(wàn)
計算機單位中K=210，M=220
倍數剛好是1024的冪
^為次方;/為除;*為乘;(X/X)為單位
計算總線(xiàn)數據傳輸速率
總線(xiàn)數據傳輸速率=時(shí)鐘頻率(Mhz)/每個(gè)總線(xiàn)包含的時(shí)鐘周期數*每個(gè)總線(xiàn)周期傳送的字節數(b)
計算系統速度
每秒指令數=時(shí)鐘頻率/每個(gè)總線(xiàn)包含時(shí)鐘周期數/指令平均占用總線(xiàn)周期數
平均總線(xiàn)周期數=所有指令類(lèi)別相加(平均總線(xiàn)周期數*使用頻度)
控制程序所包含的總線(xiàn)周期數=(指令數*總線(xiàn)周期數/指令)
指令數=指令條數*使用頻度/總指令使用頻度
每秒總線(xiàn)周期數=主頻/時(shí)鐘周期
FSB帶寬=FSB頻率*FSB位寬/8
計算機執行程序所需時(shí)間
P=I*CPI*T
執行程序所需時(shí)間=編譯后產(chǎn)生的機器指令數*指令所需平均周期數*每個(gè)機器周期時(shí)間
指令碼長(cháng)
定長(cháng)編碼:碼長(cháng)>=log2
變長(cháng)編碼:將每個(gè)碼長(cháng)*頻度，再累加其和
平均碼長(cháng)=每個(gè)碼長(cháng)*頻度
流水線(xiàn)計算
流水線(xiàn)周期值等于最慢的那個(gè)指令周期
流水線(xiàn)執行時(shí)間=首條指令的執行時(shí)間+(指令總數-1)*流水線(xiàn)周期值
流水線(xiàn)吞吐率=任務(wù)數/完成時(shí)間
流水線(xiàn)加速比=不采用流水線(xiàn)的執行時(shí)間/采用流水線(xiàn)的執行時(shí)間
存儲器計算
存儲器帶寬:每秒能訪(fǎng)問(wèn)的位數單位ns=10-9秒
存儲器帶寬=1秒/存儲器周期(ns)*每周期可訪(fǎng)問(wèn)的字節數
(隨機存取)傳輸率=1/存儲器周期
(非隨機存取)讀寫(xiě)N位所需的平均時(shí)間=平均存取時(shí)間+N位/數據傳輸率
內存片數：(W/w)*(B/b)W、B表示要組成的存儲器的字數和位數;
w、b表示內存芯片的字數和位數
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：log2(要編址的字或字節數)
Cache計算
平均訪(fǎng)存時(shí)間：Cache命中率*Cache訪(fǎng)問(wèn)周期時(shí)間+Cache失效率*主存訪(fǎng)問(wèn)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 )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*字塊大小)log2(主存塊和cache塊容量一致)
[例:128*4096=219(27*212)]
主存區號=(主存容量塊數/cache容量塊數)log2
Cache訪(fǎng)存命中率=cache存取次數/(cache存取次數+主存存取次數)
磁帶相關(guān)性能公式
數據傳輸速率(B/s)=磁帶記錄密度(B/mm)*帶速(mm/s)
數據塊長(cháng)充=B1(記錄數據所需長(cháng)度)+B2(塊間間隔)
B1=(字節數/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*字節數/記錄)/傳輸速度
D(間隔時(shí)間)=塊間隔總長(cháng)/帶速=[(N/塊化因子)*(塊間間隔)]/帶速
每塊容量=記錄長(cháng)度*塊化系數
每塊長(cháng)度=容量/(記錄密度)
存儲記錄的塊數=磁帶總帶長(cháng)/(每塊長(cháng)度+每塊容量)
磁帶容量=每塊容量*塊數
磁盤(pán)常見(jiàn)技術(shù)指標計算公式
雙面盤(pán)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*最內圈址徑*總磁道數
[例:(250*3.14*10*10*6400)/8/1024/1024=59.89MB]
總磁道數=記錄面數*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=((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(cháng)×位密度
[例:10cm×10×3.14159×250位/mm=78537.5位/道]
格式化容量=每道扇區數*扇區容量*總磁道數
[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(pán)片轉速
[例:[2*3.14*(100/2)]*250*7200/60/8=1178Kb/s]
數據傳輸率=(外圈速率+內圈速率)/2
外圈速率=外徑周長(cháng)×位密度×轉速
[例:(30cm×10×3.14159×250位/mm×120轉/秒)/8/1024=3451.4539 KB/s]
內圈速率=內徑周長(cháng)×位密度×轉速
[例:(10cm×10×3.14159×250位/mm×120轉/秒)/8/1024=1150.4846 KB/s]
數據傳輸率(3451.4539+1150.4846)/2=2300.9693 KB/s
存取時(shí)間=尋道時(shí)間+等待時(shí)間
處理時(shí)間=等待時(shí)間+記錄處理時(shí)間
(記錄處理最少等待時(shí)間=0，最長(cháng)等待時(shí)間=磁盤(pán)旋轉周期N ms/周*記錄道數)
移動(dòng)道數(或扇區)=目標磁道(或扇區)-當前磁道(或扇區)
尋道時(shí)間=移動(dòng)道數*每經(jīng)過(guò)一磁道所需時(shí)間
等待時(shí)間=移動(dòng)扇區數*每轉過(guò)一扇區所需時(shí)間
讀取時(shí)間=目標的塊數*讀一塊數據的時(shí)間
數據讀出時(shí)間=等待時(shí)間+尋道時(shí)間+讀取時(shí)間
減少等待時(shí)間調整讀取順序能加快數據讀取時(shí)間
平均等待時(shí)間=磁盤(pán)旋轉一周所用時(shí)間的一半
(自由選擇順逆時(shí)鐘時(shí)，最長(cháng)等待時(shí)間為半圈，最短為無(wú)須旋轉)
平均等待時(shí)間=(最長(cháng)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(cháng)尋道時(shí)間+最短時(shí)間)/2
最大磁道的平均最長(cháng)尋道時(shí)間=(最長(cháng)外徑+圓心)/2
操作系統
虛存地址轉換
(((基號)+段號)+頁(yè)號)*2n+頁(yè)內偏移網(wǎng)絡(luò )流量與差錯控制技術(shù) 最高鏈路利用率
a:幀計數長(cháng)度
a可以是傳播延遲/發(fā)一幀時(shí)間
數據速率*線(xiàn)路長(cháng)度/傳播速度/幀長(cháng)
數據速率*傳播延遲/幀長(cháng)
停等協(xié)議最高鏈路利用率E=1/(2a+1)
W:窗口大小
滑動(dòng)窗口協(xié)議E=W/(2a+1)
P:幀出錯概率
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(wǎng)絡(luò )傳播延遲=最大段長(cháng)/信號傳播速度
沖突窗口=網(wǎng)絡(luò )傳播延遲的兩倍.(寬帶為四倍)
最小幀長(cháng)=2*(網(wǎng)絡(luò )數據速率*最大段長(cháng)/信號傳播速度)
例:Lmin=2*(1Gb/s*1/200 000)=10 000bit=1250字節
性能分析
吞吐率T(單位時(shí)間內實(shí)際傳送的位數)
T=幀長(cháng)/(網(wǎng)絡(luò )段長(cháng)/傳播速度+幀長(cháng)/網(wǎng)絡(luò )數據速率)
網(wǎng)絡(luò )利用率E
E=吞吐率/網(wǎng)絡(luò )數據速率
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)+接收站延時(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–2 Tphy-8Tr)
令牌環(huán)網(wǎng)
傳輸時(shí)延=數據傳輸率*(網(wǎng)段長(cháng)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=傳播延遲(5us/km)*發(fā)送介質(zhì)長(cháng)度*數據速率+中繼器延遲
路由選擇
包的發(fā)送=天數*24小時(shí)(86400秒)*每秒包的速率
IP地址及子網(wǎng)掩碼計算
可分配的網(wǎng)絡(luò )數=2網(wǎng)絡(luò )號位數
網(wǎng)絡(luò )中最大的主機數=2主機號位數-2例:10位主機號=210-2=1022
IP和網(wǎng)絡(luò )號位數取子網(wǎng)掩碼
例:IP:176.68.160.12網(wǎng)絡(luò )位數:22
子網(wǎng):ip->二進(jìn)制->網(wǎng)絡(luò )號全1，主機為0->子網(wǎng)前22位1，后為0=255.255.252.0
Vlsm復雜子網(wǎng)計算
Ip/子網(wǎng)編碼
1.取網(wǎng)絡(luò )號.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10001000 10001111
系統可靠性:
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=log2^級數
編碼量化后轉成二進(jìn)制
海明碼信息位:
k=冗余碼
n=信息位
2^k-1>=n+k
數據通信基礎
信道帶寬
模擬信道W=最高頻率f2–最低頻率f1
數字信道為信道能夠達到的最大數據速率
有噪聲
香農理論C(極限數據速率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(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=log2 N(碼元的種類(lèi)數)
碼元種類(lèi)
數據速率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*log2 N
交換方式傳輸時(shí)間
鏈路延遲時(shí)間=鏈路數*每鏈路延遲時(shí)間
數據傳輸時(shí)間=數據總長(cháng)度/數據傳輸率
中間結點(diǎn)延遲時(shí)間=中間結點(diǎn)數*每中間結點(diǎn)延遲時(shí)間
電路交換傳輸時(shí)間=鏈路建立時(shí)間+鏈路延遲時(shí)間+數據傳輸時(shí)間
報文交換傳輸時(shí)間=(鏈路延時(shí)時(shí)間+中間結點(diǎn)延遲時(shí)間+報文傳送時(shí)間)*報文數
分組交換
數據報傳輸時(shí)間=(鏈路延時(shí)時(shí)間+中間結點(diǎn)延遲時(shí)間+分組傳送時(shí)間)*分組數
虛電路傳輸時(shí)間=鏈路建立時(shí)間+(鏈路延時(shí)時(shí)間+中間結點(diǎn)延遲時(shí)間+分組傳送時(shí)間)*分組數
信元交換傳輸時(shí)間=鏈路建立時(shí)間+(鏈路延時(shí)時(shí)間+中間結點(diǎn)延遲時(shí)間+分組傳送時(shí)間)*信元數
差錯控制
CRC計算
信息位(K)轉生成多項式=K-1 K(x)
例:K=1011001=7位–1=從6開(kāi)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=和上面一樣
生成多項式轉信息位(除數)=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
原始報文后面增加“0”的位數和多項式的最高冪次值一樣，生成校驗碼的位數和多項式的最高冪次值一樣，計算CRC校驗碼，進(jìn)行異或運算(相同=0，不同=1)
網(wǎng)絡(luò )評價(jià)
網(wǎng)絡(luò )時(shí)延=本地操作完成時(shí)間和網(wǎng)絡(luò )操作完成時(shí)間之差
吞吐率計算
吞吐率=(報文長(cháng)度*(1-誤碼率))/((報文長(cháng)度/線(xiàn)速度)+報文間空閑時(shí)間
吞吐率估算
吞吐率=每個(gè)報文內用戶(hù)數據占總數據量之比*(1–報文重傳概率)*線(xiàn)速度
吞吐率=數據塊數/(響應時(shí)間–存取時(shí)間)
響應時(shí)間=存取時(shí)間+(數據塊處理/存取及傳送時(shí)間*數據塊數)
數據塊處理/存取及傳送時(shí)間=(響應時(shí)間–存取時(shí)間)/數據塊數
有效資源利用率計算
有效利用率=實(shí)際吞吐率/理論吞吐率
例:=(7Mb/s*1024*1024*8)/(100Mb/s*1000*1000)=0.587
組網(wǎng)技術(shù)
(adsl)計算文件傳輸時(shí)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
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