网络工程与科学导论复习

网络工程与科学导论

目录

  1. 缩写
  2. 网络图
  3. 计算机网络基础
  4. 因特网与www
  5. HTTP CS 网页
  6. 无线局域网与通讯
  7. 语义网
  8. 人工智能

缩写

  • WLAN (Wireless Local Area Network) 无线局域网

  • WMAN (Wireless Metropolitan Area Network) 无线城域网

  • WWAN (Wireless Wide Area Network) 无线广域网

  • GWCC (Giant Weakly Connected Component) 弱连通巨片

  • IP (Internet Protocol) 互联网协议

  • MAC (Media Access Control Address) 媒体访问控制地址

  • DNS (Domain Name System) 域名系统

  • WWW (World Wide Web) 万维网

  • ITU（International Telecommunication Union）国际电信联盟

  • HTTP (Hypertext Transfer Protocol) 超文本传输协议

  • HTTPS（Hypertext Transfer Protocol Secure）安全超文本传输协议

  • SMTP (Simple Mail Transfer Protocol) 简单邮件传输协议

  • POP3 (Post Office Protocol 3) 邮局协议3

  • IMAP (Internet Mail Access Protocol) 互联网邮件访问协议

  • P2P (Point-to-Point) 点到点

  • LAN (Local Area Network) 局域网

  • MAN (Metropolitan Area Network) 城域网

  • WAN (Wide Area Network) 广域网

  • TCP (Transmission Control Protocol) 传输控制协议

  • UDP (User Datagram Protocol) 用户数据报协议

  • ISO (International Standards Organization) 国际标准化组织

  • NAT (Network Address Translation) 网络地址转换

  • CSMA/CD (Carrier Sense Multiple Access/Collision Detection) 载波侦听多路访问/冲突检测协议

  • FTP (File Transfer Protocol) 文件传输协议

网络与图

欧拉：七桥问题：出来了图论和拓扑学

  • 度：一个点的度（degree）指图中与该点相连的边数

  • 由此我们可知要使得一个图形可以一笔画，必须满足如下两个条件：

    • 图形必须是连通的。
    • 图中的“奇点”(通过此点弧的条数是奇数)个数是0(欧拉回路)或2(欧拉路径)。

    1744877297663

  • 简而言之图论就是讲每个东西抽象成一个点 然后研究每个点之间的连接关系

  • 拓扑学就是不考虑形状和大小只考虑位置关系

  • 思想：忽略了不重要的因素 抽象出模型

  • 弱连通巨片(Giant weakly connected component, GWCC)

    实际中的巨型网络往往是非连通的 因为有些节点并不连通 但将连通的那很大一部分称为弱连通巨片 为蝴蝶结结构

  • 强连通核(SCC)：基本上只考这个 因为是强连通核有点易错

    • 入部 (IN)
    • 出部 (OUT)
    • 卷须部 (TENDRILS)

无向加权图 有向加权图 有向无权图 都可以用 邻接矩阵表示

1744878432524

方法也很简单

  • 第一种: 竖着列出每个点 横着列出每个点 然后对应着有连接 就写个1 没有就写0 有权就写权

  • 左下角的第二个种是直接竖着列出每个点 然后横着列 出与它连的线（第一行多了个4） 左下角第二个图是省略了重复的部分（从上到下顺序重复就不写）

  • 第三种 第一行是一个点 第二行是另一个点 第三行是两个点之间是否有连接 有写1 无写0 有权写权

  • 平均度与边数：2M（M:每个点的度都加起来）/N（几个点）

  • 因为两个点如果有一条线 对A 来说有一个度对B来说也有一个
    度 但是每个点累加起来的所以加了两次就是2M

  • 例如，如果一个图中有4个点，度数分别是1, 2, 3, 和4，那么总度数 M 就是 1+2+3+4 = 10 。由于图中有4个点， N 就是4。因此，平均度就是 2M/N = 2*10/4 = 5

  • 被共同引用：共引 ：被共同引用

  • 同时引用别人：耦合 ：不谋而合

加权无向图 求最小生成树：dijskra算法

  • 缺点：仅限有向加权网络 会无目的搜索 所有路径
  • 改进：用欧式距离牵引索引方向

https://www.bilibili.com/video/BV1zz4y1m7Nq/?spm_id_from=333.337.search-card.all.click

【算法】最短路径查找—Dijkstra算法

步骤

1.每次从未标记的节点中选择距离出发点最近的节点，标记，收录到最优路径集合中。

2.计算刚加入节点A的邻近节点B的距离（不包含标记的节点），
若（节点A的距离+节点A到节点B的边长）<节点B的距离，就更新节点B的距离
和前面点。

举例

  • 一个由多个节点，多个连接的边组成的图，每条边有一个权重，代表每条边的长度

  • 从0出发到4，最短路径怎么走？长度是多少？

    ，

  • 用一张表格来记录节点0到所有节点的距离，初始值都是∞

  • 为了记录最短路径——需要记录最短路径中每个节点的前面的节点

  • 首先节点0自己到自己，距离是0，然后检查所有节点距离最短的节点——自己，把0标记为最优路径中的节点

    1744880058995

  • 接着更新节点0邻近的节点1和节点7的距离，分别是4和8，所以可以将出发点0到节点1和节点7更新为4和8

  • 把节点0作为节点1和节点7的前面节点

    1744880190976

  • 然后，在未标记的节点（没勾）中寻找距离出发点最小的节点——1，标记他，收录进最优路径节点中

    1744880590959

  • 尝试更新新标记的节点1的邻近节点，分别是节点2和节点7

  • 节点1到节点2的边长是8，如果从0出发到2的最优路径是经过节点1的话，距离就是12，小于∞，更新节点2的数据，节点2的前面是节点1

    1744881134112

  • 再看节点7，假如从出发点0经过节点1到节点7，距离是15，但是这个路径大于节点7本来的距离——8，所以不更新

    1744881239072

  • 然后在未标记的节点（2345678）中寻找距离最小的节点——节点7，标记他，收录进最优路径

    1744881320780

  • 再更新邻近的节点，分别是节点8和节点6

    1744881395913

  • 从出发点0经过节点7到达节点8的距离是15，到达节点6的距离是9

    1744881464755

  • 都比∞小，更新距离，并且设置他们前面点都是节点7

    1744881630882

  • 直到目的地被标记，查找未标记的最短——6，标记

    1744889329786

  • 尝试更新节点6邻近的节点8和节点5，经过5距离是11<∞，前面点是6，比较未标记的节点最小是5，标记他

    1744889467232

  • 从5开始有2，3，4，距离是15，25，21

    1744889594232

  • 节点3，4更新，节点2不更新 ，未标记最短的节点是2，标记他

  • 节点2出发有1，3，5，8，1和5就不看了，1和5已经被标记了

  • 若经过节点2到3，7+12<25,更新

  • 若经过节点2到8，12+2<15，更新

  • 此时8为未标记中最小的，标记他

    1744889967764

  • 此时8相连的均以标记，再比较，最短的节点是3，找未标记的4，距离是9+19>21,不更新，此时把目的地标记，则最短距离是21

  • 路径是什么？追溯一下

  • 4前面是5》6》7》0

计算机网络基础

计算机网络

  • 商业应用的三个目标 ：

    • 公司内部共享 物理与信息资源，打破地理位置的束缚
    • 通信媒介
    • 电子商务

  • 用户： 个人与家庭 移动用户

  • 硬件：

    • 资源子网（计算机系统）
    • 通信子网（数据通信系统 ）
    • 网络介质（新加）

  • 软件：

    • 网络操作系统
    • 计算机网络的通信协议

  • 计算机网络的定义：

    计算网络系统：

    包含软件部分并具有独立功能的多个计算机系统通过通信设备和线路 连接起来,以功能完善的网络软件 实现网络中 计算机之间 数据通信和资源共享的系统,称为计算网络系统 万维网不是 因特网是

  • 网络最基本的功能： 共享资源

  • 网络主要的功能：资源共享、信息服务、均衡负载和分布式处理

  • 资源共享

    • 均衡负载及分布处理
    • 信息快速传递和集中处理
    • 综合信息服务
    • 提高系统的性能价格比，维 护方便， 扩展灵活

  • 光纤的优点 ：

    • 光纤有更高的带宽
    • 光纤有更低的衰减
    • 不易干扰、腐蚀 • 细小而轻
    • 便宜——玻璃用沙子做的。
    • 不会漏光难以接入——安全性高。

  • 光纤的缺点。

    • 操作技能要求高，弯曲易折，接口成本高

网络拓扑结构

  • 星型拓扑结构（局域网） ：以一个节点为中心的处理系统

    1744892258342

  • 总线形拓扑结构：将所有的入网计算机直接接入到 一条通信线路上

    1744892264943

  • 环型拓扑结构：将各台联网的计算机用通信线路连接成一个闭合 的环

    1744892276616

  • 树型拓扑结构（为因特网）是总线型的扩展，在总线网上加上分支形成

    1744892287461

网络传输技术

网络的分类——传输技术

  • 广播网络 ：

    只有一个信道，所有机器共享。

  • 点到点（Point-to-Point）网络:

    由多个连接构成，每个连接对应一对机器。

网络的分类——交换方式

  • 电路交换:是通信网中最早出现的一种交换方式，也是应用最普遍的
    一种交换方式，主要应用于电话通信网中，完成电话交换，已有100多年的历史。

  • 报文交换：报文交换是以==报文==为数据交换的单位，报文携带有目标地址、源地址等信息，在交换结点采用存储转发的传输方式。

  • 分组交换：分组交换仍采用存储转发传输方式，但将一个长报文先分割为若干个较短的分组，然后把这些分组（携带源、目的地址和编信息）逐个地发送出去d

  • 局域网：Local Area Network

  • 城域网：Metropolitan Area Network

  • 广域网：Wide Area Network

计算机网络发展

1、第一阶段：就是类似点对点

2、第二阶段：组建简单网络 阿帕网（ARPA) 分组交换

3、第三阶段：体系结构开始建立 (70年代中期到80年代末期) 更复杂

4、第四阶段：计算机网络向互连、高速、智能化和全球化发展，并且 迅速得到普及，实现了全球化的广泛应用。代表作是Internet。

体系结构

网络分层设计的理由/优点

  • 理由：计算机系统采用分层结构，每一层在其下一层提供的功能基础上，实现为上一层提供的功能。

  • 分层的优点

  1. 各层之间是独立的。
  2. 灵活性好。
  3. 结构上可分割开。
  4. 易于实现和维护。
  5. 能促进标准化工作
  • ==HTTP是应用层协议==

1744894319691

时延:

指从终端A发送第一位数据到终端B接收最后一位数据的时间间隔。

发送时延= 数据块长度/信道带宽

传播时延 = 路程/速度

局域网

星型拓扑结构在局域网中被广泛采用。

  • 载波侦听多路访问/冲突检测协议（CSMA/CA）

有印象就行：
一种介质访问控制技术，也就是计算机访问网络的控制方式。
介质访问控制技术是局域网最重要的一项基本技术，也是网络设计和组成的最根本问题

包括两个方面的内容：

  • 要确定网络的每个节点能够将信息发送到介质上去的特定时刻；
  • 如何对公用传输介质进行访问，并加以利用和控制。

局域网的特点：

  1. 共享传输信道。
  2. 范围有限。
  3. 传输速度高。目前常用的是100Mbps。
  4. 工作可靠，误码率低。
  • ISO（International Standards Organization）国际标准化组织

第5章 因特网基础

网络逻辑地址（IP）作用和物理地址(MAC)的区别

  • IP地址反应拓扑结构，由因特网机构管理；

  • MAC地 址由设备厂商确定，不宜用于反应网络结构、

  • IP地址格式：网络地址+主机地址

    1744948527055

    1744948540415

  • 保留地址：

    1744945374927

就这三个 别的没有

子网掩码定义方式和作用

  • 子网掩码与IP地址==与==运算，确定两台计算机是否位于同一子网

  • 自定义子网掩码是通过将主机地址部分的一部分划分为子网地址来实现的。

    1744953538393

  • 作用：

    • 将网络地址和子网地址置为1，主机地址置为0
    • 区分网络地址和主机地址
    • 判断IP地址是否属于同一网络
    • 支持子网划分

  • 个人理解：子网划分是通过子网掩码来确定的，网络地址和子网地址置为1，主机地址置为0，如何看网络和子网的划分？通过

    1744948540415

    例如：某主机地址及子网掩码为202.117.8.33/28，问：
    1）该主机所处单位可以容纳多少个子网？每个子网能容纳多少台主机？

    • /28表示前28位（网络地址和子网地址）为1，后4位（主机地址）为0，202.117.8.33为C类，前24位是网络地址，所以28-24是子网地址，所以有$2^4$个子网，每个子网能容纳$2^4$-2=14台主机（不能全为0和全为1）

默认网关定义方式和作用

  • 定义方式：主机地址部分取值 1 的IP地址

  • 作用：实现不同子网之间的通信

  • 注：一个路由器只能有一个网关地址

    1744947073430

第 6 章 网站建设、网络信息表示及显示机制

17. 网站的设计原则

  • 内容优先：确保网站内容丰富、有价值，能够满足用户的需求。
  • 用户体验至上：设计简洁直观的界面，方便用户快速找到所需信息。
  • 视觉吸引力：使用合适的颜色、字体和布局，提升网站的美观度。
  • 响应式设计：确保网站在不同设备（如手机、平板、电脑）上都能良好显示。
  • 导航清晰：提供明确的导航栏，帮助用户快速定位到各个页面。
  • 加载速度优化：优化图片和代码，减少加载时间，提升用户体验。
  • 可访问性：确保网站对所有用户（包括残障人士）都可访问，遵循无障碍设计原则。
  • 一致性：保持网站整体风格和布局的一致性，增强用户对网站的熟悉感。

18. HTML 的各型标记符作用

1745115469339

  • <!DOCTYPE html>：声明文档类型，告诉浏览器这是一个HTML5文档。
  • <html>：定义整个HTML文档的根元素。
  • <head>：包含文档的元数据，如字符集声明、网页标题、链接到CSS文件、页面描述等。
  • <title>：定义浏览器标签页的标题，也是搜索引擎优化（SEO）的重要元素。
  • <meta>：提供关于HTML文档的元数据，如字符集编码、页面描述、关键词等。
  • <link>：用于链接外部资源，如CSS样式表。
  • <style>：在HTML文档中直接包含CSS样式。
  • <body>：包含网页的所有内容，如文本、图片、视频、链接等。
  • <h1> 到 <h6>：定义标题，<h1> 是最高级别的标题，<h6> 是最低级别的标题。
  • <p>：定义段落。
  • <a>：定义超链接。
  • <img>：嵌入图像。
  • <table>：定义表格。
  • <div>：定义文档中的分区或节，用于布局和样式。
  • <span>：定义内联分区或节，用于文本样式。
  • <br>：插入换行。
  • <hr>：插入水平线。
  • <form>：定义表单，用于数据收集。
  • <input>：定义表单控件，如文本框、按钮等。
  • <button>：定义按钮。
  • <textarea>：定义多行文本输入控件。
  • <select>：定义选择列表。
  • <option>：定义<select>元素中的选项。
  • <script>：定义客户端脚本，如JavaScript代码。
  • <iframe>：定义内联框架，用于嵌入另一个HTML页面。
  • <header>：定义文档或节的页眉。
  • <footer>：定义文档或节的页脚。
  • <section>：定义文档中的一个区段。
  • <article>：定义独立的内容区块。
  • <aside>：定义与主要内容略微相关的侧边内容。
  • <details>：定义额外的细节，用户可以展开或折叠。
  • <summary>：定义<details>元素的标题。

结构标记符

  • <html>：定义HTML文档的根元素。
  • <head>：包含文档的元数据，如标题、字符集、样式表链接等。
  • <body>：包含文档的主体内容，如文本、图片、表格等。

标题标记符

  • <h1>到<h6>：定义标题，<h1>是最高级别标题，<h6>是最低级别标题。

段落标记符

  • <p>：定义段落，用于组织文本内容。

文本格式化标记符

  • <b>：加粗文本。
  • <i>：斜体文本。
  • <u>：下划线文本。
  • <s>：删除线文本。

链接标记符

  • <a>：定义超链接，用于链接到其他页面或资源。

图像标记符

  • <img>：插入图片，通过src属性指定图片路径。

表格标记符

  • <table>：定义表格。
  • <tr>：定义表格的行。
  • <td>：定义表格的单元格。
  • <th>：定义表格的表头单元格。

列表标记符

  • <ul>：定义无序列表。
  • <ol>：定义有序列表。
  • <li>：定义列表项。

表单标记符

  • <form>：定义表单区域，用于收集用户输入。
  • <input>：定义输入框、按钮等表单控件。
  • <textarea>：定义多行文本输入框。
  • <select>：定义下拉列表。
  • <option>：定义下拉列表中的选项。

框架标记符

  • <frameset>：定义框架集，用于将浏览器窗口分割为多个框架。
  • <frame>：定义框架内的页面。

注释标记符

  • <!-- -->：用于添加注释，不会在浏览器中显示。

19. CSS 插入的三种方式

  • 外部样式表：

    • 将CSS代码保存在一个单独的.css文件中，通过<link>标签引入HTML文档中。
    • 示例：
      1
      <link rel="stylesheet" type="text/css" href="styles.css">
    1

  • 内部样式表：

    • 将CSS代码放在HTML文档的<head>部分的<style>标签中。
    • 示例：
      1
      2
      3
      4
      <style>
        body { background-color: #f0f0f0; }
        h1 { color: #ff0000; }
      </style>
    1

  • 内联样式：

    • 直接在HTML元素中使用style属性定义样式。
    • 示例：
      1
      <p style="color: #00ff00; font-size: 20px;">This is a paragraph.</p>

Css: 改变样式 由选择器和 声明/属性 组成

​ 选择器：id选择器 一个元素（类似一个人）

​ 标签选择器

​ class选择器 一组元素（类似一类人）

​ 若是说有两种就是错误的

插入方式：

​ 三种： 外部 内部 内联

20. JS 的特点和用途

1745115506602

特点

  • 轻量级：代码简洁，易于学习和使用。
  • 跨平台：可以在多种操作系统和浏览器中运行。
  • 动态交互：可以响应用户的操作，如点击、输入等。
  • 可插入性：可以直接嵌入HTML页面中。
  • 灵活性：支持多种编程范式，如面向对象、函数式等。

用途

  • 页面交互：实现按钮点击、表单验证、动态内容更新等功能。
  • 动画效果：通过改变HTML元素的样式实现动画。
  • 数据处理：操作和处理页面中的数据，如数组、对象等。
  • 事件处理：监听和响应各种事件，如鼠标事件、键盘事件等。
  • 与服务器交互：通过AJAX等技术实现与服务器的异步通信。
  • 页面布局：动态调整页面布局和样式。

21. HTTP 协议用途

  • 定义： 从万维网服务器传输超文本到本地浏览器（客户端）的传送协议，位于应用层

  • 特点：

    • 支持客户/服务器模式

    • 简单快速

    • 灵活

    • 无连接

    • 无状态

  • 请求消息：请求行 请求头部 空行 请求数据

    响应部分：响应行 响应头 空行 响应体

  • 应答消息：首位4，客户端错误；首位5，服务器错误

  • 用途：

    • 支持客户端和服务器之间的请求/响应模型。

    • 允许Web浏览器请求访问Web服务器上的资源

    • 支持Web页面的缓存。

    • 允许使用各种HTTP方法来执行不同的操作。

    • 提供一种标准化的方式来传输和接收Web页面内容。

  • 定义：HTTP（HyperText Transfer Protocol，超文本传输协议）是互联网上应用最为广泛的协议之一，用于客户端（如浏览器）与服务器之间传输超文本数据。

用途

  • 网页浏览：客户端通过HTTP请求从服务器获取HTML页面、图片、CSS文件、JavaScript文件等资源。
  • 数据交互：支持客户端与服务器之间的数据交互，如表单提交、文件上传、API调用等。
  • 状态管理：通过HTTP状态码（如200、404、500等）告知客户端请求的结果。
  • 安全扩展：通过HTTPS（HTTP Secure）实现数据加密传输，保护用户数据的安全。
  • 缓存控制：通过HTTP头信息控制浏览器缓存，提高页面加载速度。
  • 跨域通信：通过CORS（Cross-Origin Resource Sharing）机制实现不同域名之间的资源共享。

1745115585542

1745115600108

第7章：语义网基础

22. 语义网的发明者和WEB发展史

语义网的发明者

  • 蒂姆·伯纳斯·李（Tim Berners-Lee）：语义网的概念由万维网的发明者蒂姆·伯纳斯·李提出。他也是万维网联盟（W3C）的创始人，致力于推动语义网的发展，使其成为下一代互联网的核心技术之一。

WEB发展史

Web 1.0
  • 时间：1990年代初至2000年代初。
  • 特点：
    • 静态网页为主。
    • 以信息展示为主，用户主要是内容的浏览者。
    • 网页之间的链接主要是通过超链接实现。
    • 数据和内容的组织较为简单，缺乏语义信息。
    • 典型应用：简单的公司网站、新闻网站等。
    • 技术基础：HTML、HTTP、URI/URL。
Web 2.0
  • 时间：2000年代初至2010年代初。
  • 特点：
    • 动态网页和用户生成内容（UGC）兴起。
    • 用户不仅是内容的浏览者，也是内容的创造者和贡献者。
    • 强调协作、互动和社区参与。
    • 出现了博客、维基、社交媒体等新应用。
    • 数据和内容的组织更加复杂，但仍缺乏语义信息。
    • 技术基础：AJAX、CGI/ASP/JSP/PHP等动态网页技术。
    • 挑战：
      • 数据的异构性：不同网站的数据格式和结构不同。
      • 数据的动态性：用户生成内容的快速变化。
      • 数据的协作性：需要支持多用户协作和数据共享。
Web 3.0（语义网）

  • 时间：2010年代初至今。

  • 特点：

    • 强调数据的语义化，即赋予数据明确的含义。
    • 通过语义技术（如RDF、RDFS、OWL）实现数据的互操作性和推理能力。
    • 支持智能应用，如智能搜索、知识图谱等。
    • 数据和内容的组织更加结构化，支持机器理解和处理。
    • 技术基础：RDF（资源描述框架）、RDFS（RDF模式）、OWL（Web本体语言）、SPARQL（RDF查询语言）。
    • 目标：实现一个更加智能、更加语义化的互联网，使机器能够更好地理解和处理网页内容。

    1745117117261

23. 知识的表示形式（三元组的图形化和文档表示）

三元组的图形化表示

  • 三元组：RDF（资源描述框架）的核心是三元组，每个三元组由主语（Subject）、**谓语（Predicate）和宾语（Object）**组成。
    • 主语：表示资源的标识符，通常是URI或空白节点。
    • 谓语：表示资源之间的关系，通常是URI。
    • 宾语：表示资源的值，可以是URI、空白节点或字面量（如字符串、数字等）。
  • 图形化表示：RDF数据可以通过图形化的方式表示，每个三元组对应图中的一个边和两个节点。主语和宾语是节点，谓语是连接这两个节点的边。
    • 示例：
      • 三元组：<http://example.org/person/Oscar> <http://example.org/ontology/hasName> "Oscar Corcho García"。
      • 图形化表示：一个节点表示<http://example.org/person/Oscar>，另一个节点表示"Oscar Corcho García"，两者之间用一条边连接，边的标签是<http://example.org/ontology/hasName>。

三元组的文档表示

  • RDF/XML：RDF的标准序列化格式之一，使用XML语法表示RDF数据。
    • 示例：
      1
      2
      3
      4
      5
      6
      <rdf:RDF xmlns:rdf="http://www.w3.org/1999/02/22-rdf-syntax-ns#"
               xmlns:person="http://example.org/ontology/">
        <rdf:Description rdf:about="http://example.org/person/Oscar">
          <person:hasName>Oscar Corcho García</person:hasName>
        </rdf:Description>
      </rdf:RDF>
  • Turtle：一种更简洁的RDF序列化格式，适合人类阅读。
    • 示例：
      1
      2
      @prefix person: <http://example.org/ontology/> .
      <http://example.org/person/Oscar> person:hasName "Oscar Corcho García" .
  • N3：另一种简洁的RDF序列化格式，适合人类阅读和编写。
    • 示例：
      1
      2
      @prefix person: <http://example.org/ontology/> .
      <http://example.org/person/Oscar> person:hasName "Oscar Corcho García" .

通过这些表示形式，语义网能够将数据以一种结构化、语义化的方式进行组织和表示，从而支持机器理解和处理网页内容。

24. 知识描述语言的主要标准和区别

主要知识描述语言

  1. RDF (P53-73)

    • 特点：三元组表示资源，==不具备推理能力==。
    • 用途：用于表示元数据，以机器可处理的方式表示语义信息。
    • 示例：
      1
      2
      @prefix person: <http://example.org/ontology/> .
      <http://example.org/person/Oscar> person:hasName "Oscar Corcho García" .

  2. RDFS (P74-P88)

    • 特点：表示资源的类型及类型的属性，具有==类型==推理能力。

    • 用途：扩展了RDF，用于定义资源的类型和属性，支持类型推理。

    • 示例：

      1
      2
      3
      4
      5
      @prefix person: <http://example.org/ontology/> .
      @prefix rdfs: <http://www.w3.org/2000/01/rdf-schema#> .
      person:Person rdfs:subClassOf rdfs:Resource .
      person:hasName rdfs:domain person:Person .
      person:hasName rdfs:range rdfs:Literal .

  3. OWL (P95-P103)

    • 特点：基于RDFS进行扩展，具有==属性==推理能力。
    • 用途：用于定义复杂的本体，支持属性推理和逻辑推理。
    • 示例：
      1
      2
      3
      4
      5
      6
      @prefix owl: <http://www.w3.org/2002/07/owl#> .
      @prefix person: <http://example.org/ontology/> .
      person:Person a owl:Class .
      person:hasName a owl:DatatypeProperty .
      person:hasName rdfs:domain person:Person .
      person:hasName rdfs:range rdfs:Literal .

25. 知识查询语言的标准 (P107)

==SPARQL==

  • 特点：

    • 支持前文所述查询类型。
    • 支持基于数据类型的查询。
    • 允许查询多值的属性，多属性的资源和关于RDF具化的查询。
    • 可以使用OPTIONAL语句进行可选查询。
    • 有些实现允许聚合查询。

  • 局限性：

    • 不支持集合运算符或全称、存在量词。
    • 不支持递归（1.1支持子查询）。

  • 示例：

    1
    2
    3
    4
    5
    6
    PREFIX foaf: <http://xmlns.com/foaf/0.1/>
    SELECT ?name ?mbox
    WHERE {
      ?x foaf:name ?name .
      ?x foaf:mbox ?mbox .
    }

26. 知识图谱建模与序列化

知识图谱建模

  • 定义本体：
    • 确定范畴和考虑重用。
    • 列举术语，定义类别。
    • 定义属性，限制属性。
    • 定义实例。
  • 基于本体的关系数据访问（OBDA）方法：
    • 使用R2RML编写关系数据库到本体的映射规则。
  • 知识图谱序列化•
    • RDF/XML：示例：
1
2
3
4
<rdf:RDF xmlns:rdf="http://www.w3.org/1999/02/22-rdf-syntax-ns#"
         xmlns:person="http://example.org/ontology/">
    <rdf:Description rdf:about="http://example.org/person/Oscar">
    <person:hasName>Oscar Corcho García</person

第9章：无线网络与物联网

27. 无线电频谱划分与特点

无线电频谱特点

  • 有限性：频段有限。
  • 排它性：一定时间、地区和频域内独占。
  • 复用性：一定时间、地区、频域和编码条件下可复用。
  • 非耗尽性：可重复利用不会耗尽。
  • 传播性：不受国界和行政地域限制，但受自然环境影响。
  • 易干扰性：互相干扰。

无线频谱划分

  • 国际划分：国际上将无线电波频谱划分为12个频段，通常的无线电通信只使用其中第4~12频段。
  • ISM频段：ITU规定ISM(Industrial Scientific Medical，工业科学医疗)频段，开放给三类机构使用，无需许可证授权，可免费使用。各国规定不一，例如：
    • 美国：902-928MHz、2.4-2.4835GHz和5.725-5.850GHz，其中2.4GHz频段为各国通用。
    • 欧洲：868MHz和433MHz。

28. 无线网络协议层次特点

  • 无线局域网（结构化的）：
    • 一般无路由问题，不制定网络层协议，而采用IP协议。
  • 移动自组织网络：
    • 路由问题格外重要。
  • MAC层协议：
    • 由于存在共享访问介质问题，MAC层协议是无线网络关注的重点。
  • 物理层协议：
    • 由于无线频谱管理的复杂性，物理层协议成为重点。
  • 丢包处理：
    • 有线网络丢包时，通常会降低发送速率；而无线网络丢包时，发送方通常会尽力重传。
  • 应用层协议：
    • 无线网络一般不关注应用层协议，而主要关注连接的可靠性。

29. 无线网络应用目的

无线网络应用目的

  • 互联接入：
    • 无线局域网、城域网和卫星网络主要目的是提供互联网接入。
  • 物联传感：
    • 包括物联网、无线传感器网络、无线体域网和可穿戴设备。
    • 物联网：物物相连的互联网，我国在《物联网十二五发展规划》中重点关注了工业、农业、物流、交通、电网、环保、安防、医疗和家具9大领域。
    • 无线传感器网络：感知和采集各种环境或被监测对象的信息，通过WSN进行传输，具有广阔的应用前景，可用于军事、环境、矿山、海洋、农业、空间、救灾、健康、家庭和商业等应用领域。
    • 无线体域网和可穿戴设备：附于人体表面或体内，能智能收集人体和周围环境信息，结合了短距无线通信技术和可穿戴计算技术，具有移动性、持续性和交互性等特点，主要应用于健康监护、消费电子、娱乐、运动、环境智能、畜牧、普适计算和军事安全等。

30. 微波通信特点

微波通信特点

  • 频率范围：一般频率==300MHz300GHz==之间，波长==1m1mm==之间。
  • 传播特性：
    • 直线前进，遇阻挡会反射或阻断，主要是视距(LOS)通信。
    • 超过视距则需中继转发。
  • 应用：
    • 普遍适用于各种专用通信网，常用传输频率范围为2~40GHz。
  • 优点：
    • ==容量大、质量好、可传至很远距离==。
  • 损耗：
    • 主要损耗源于==衰减==，损耗随距离平方而变化。
    • ==下雨时衰减增大==，雨水对高于10GHz频段的影响明显。
  • 抗灾性能：
    • 有良好==抗灾==性能，一般不受水灾、风灾、地震等自然灾害影响。
  • 缺点：
    • 经空中传输，==易受电磁干扰==。
    • 同一电路同一方向上不能使用相同频率，因此微波电路分配须受无线电管理部门严格管理。
    • 微波视距直线传播，城市规划要充分考虑，避免因高楼阻隔而影响通信质量。

31. 多址和复用关系

多址和复用关系

  • 定义：
    • 复用：在两点间信道中同时传输互不干扰的多个信号。
    • 多址：在多点间实现互不干扰的多边通信。
  • 本质：
    • 信号分割，赋予各信号不同特征或地址。根据特征差异来区分，按不同地址分发，实现互不干扰通信。
  • 难点：
    • 如何消除避免冲突。关键是设计正交信号集合，各信号彼此无关。实际较难实现完全正交和不相关，一般准正交，互相关很小。允许各信号间存在一定干扰。
  • 关系：
    • “多址”一定“复用”，而“复用”未必是为了“多址”。

32. 复用多址技术

复用多址技术

  • 复用方式：
    • 频分复用(FDM)：将传输频带划分为若干较窄且互不重叠的子频带，各用户分配一个固定子频带。
    • 时分复用(TDM)：给定频带的最高数据传输速率，传递时间划分为若干时隙，各用户使用某一时隙。
    • 码分复用(CDM)：发送方用一个带宽远高于信号带宽的伪随机编码信号或其它扩频码，调制需传输的信号。
    • 空分复用(SDM)：利用空间特征区分不同用户，最常用、最明显特征是用户位置。
  • 多址通信方式：
    • 频分多址(FDMA)：各用户分配一个固定子频带。
    • 时分多址(TDMA)：各用户使用某一时隙。
    • 码分多址(CDMA)：不同用户使用互相正交的码片序列，占用相同频带。
    • 空分多址(SDMA)：利用空间特征区分不同用户。
    • 正交频分复用多址(OFDMA)：将信道分为若干正交子信道，将高速数据信号转换成低速子数据流，调制至每个子信道上并行传输。