计算机二级公共基础部分(理解背诵版)

1、公共基础部分第一章数据结构与算法1.1 算法算法：是指解题方案的准确而完整的描述。算法不等于程序，也不等计算机方法，程序的编制不可能优于算法的设计。算法的特征包括：（1）可行性；（2）确定性，算法中每一步骤都必须有明确定义，不充许有模棱两可的解释，不允许有多义性；（3）有穷性，算法必须能在有限的时间内做完，包括合理的执行时间的含义；（4）拥有足够的情报。算法的基本要素：一是对数据对象的运算和操作；二是算法的控制结构。指令系统：一个计算机系统能执行的所有指令的集合。基本运算包括：算术运算、逻辑运算、关系运算、数据传输。算法的控制结构：顺序结构、选择结构、循环结构。算法复杂度：算法时间复杂度和算法

2、空间复杂度。两个之间没有联系的。算法时间复杂度是指执行算法所需要的计算工作量。算法空间复杂度是指执行这个算法所需要的内存空间。1.2 数据结构的基本基本概念数据结构研究的三个方面：（1）数据集合中各数据元素之间所固有的逻辑关系，即数据的逻辑结构；（2）在对数据进行处理时，各数据元素在计算机中的存储关系，即数据的存储结构；（3）对各种数据结构进行的运算。数据结构是指相互有关联的数据元素的集合。数据的存储结构有顺序、链接、索引等。线性结构条件：（1）有且只有一个根结点；（2）每一个结点最多有一个前件，也最多有一个后件。非线性结构：不满足线性结构条件的数据结构。13 线性表及其顺序存储结构线性表是由

3、一组数据元素构成，数据元素的位置只取决于自己的序号，元素之间的相对位置是线性的。在复杂线性表中，由若干项数据元素组成的数据元素称为记录，而由多个记录构成的线性表又称为文件。线性表的顺序存储结构具有以下两个基本特点：（1）线性表中所有元素的所占的存储空间是连续的；（2）线性表中各数据元素在存储空间中是按逻辑顺序依次存放的。14 栈和队列栈是限定在一端进行插入与删除的线性表。1、先进后出 FILO;1、支持子程序调用;2、具有记忆功能；3、可以不用顺序存放数据；4、只能够在top首部进行操作，bottom是绝对不动的；5、栈的存放数据的个数为 num = （bottom top）+1；队列是指允许

4、在一端（队尾）进入插入，而在另一端（队头）进行删除的线性表。1、Rear指针指向队尾，front指针指向队头。3、先进先出FIFO,或者是后进后出LILO2、循环队列里面的个数计算方法：A、rear> front 的时候，  num = rear front；B、rear< front 的时候，  num = rear + n front；15 线性链表数据结构中的每一个结点对应于一个存储单元，这种存储单元称为存储结点，简称结点。结点由两部分组成：（1）用于存储数据元素值，称为数据域；（2）用于存放指针，称为指针域，在链式存储结构中，存储数据结构的存储空间可以不

5、连续，各数据结点的存储顺序与数据元素之间的逻辑关系可以不一致，而数据元素之间的逻辑关系是由指针域来确定的。链式存储方式即可用于表示线性结构，也可用于表示非线性结构。线性链表的基本运算：查找、插入、删除。16 树与二叉树树是一种简单的非线性结构，所有元素之间具有明显的层次特性。在树结构中，没有前件的结点只有一个，称为树的根结点，简称树的根。每一个结点可以有多个后件，称为该结点的子结点。没有后件的结点称为叶子结点。在树结构中，一个结点所拥有的后件的个数称为该结点的度，所有结点中最大的度称为树的度。树的最大层次称为树的深度。二叉树的特点：（1）非空二叉树只有一个根结点；（2）每一个结点最多有两棵子树

6、，且分别称为该结点的左子树与右子树。二叉树的基本性质：必考的题目（1）在二叉树的第k层上，最多有2k-1(k1)个结点；（2）深度为m的二叉树最多有2m-1个结点；（3）度为0的结点（即叶子结点）总是比度为2的结点多一个；（4）二叉树中 n = n0+n1 +n2满二叉树是指除最后一层外，每一层上的所有结点有两个子结点，则k层上有2k-1个结点深度为m的满二叉树有2m-1个结点。完全二叉树是指除最后一层外，每一层上的结点数均达到最大值，在最后一层上只缺少右边的若干结点。二叉树存储结构采用链式存储结构，对于满二叉树与完全二叉树可以按层序进行顺序存储。二叉树的遍历：（一般画个图要你把顺序写出来）（

7、1）前序遍历（DLR），首先访问根结点，然后遍历左子树，最后遍历右子树；（2）中序遍历（LDR），首先遍历左子树，然后访问根结点，最后遍历右子树；（3）后序遍历（LRD）首先遍历左子树，然后访问遍历右子树，最后访问根结点。17 查找技术顺序查找的使用情况：长度为n的线性表，找出一个数据，最差的情况为比较n 次。长度为n的线性表，找出一个最大数据，最差的情况为比较n-1 次。二分法查找只适用于顺序存储的有序表，二分查找：对于长度为n的有序线性表，最坏情况只需比较log2n次。18 排序技术排序是指将一个无序序列整理成按值非递减顺序排列的有序序列。交换类排序法：（1）冒泡排序法，需要比较的次数为n

8、(n-1)/2； （2）快速排序法，需要比较的次数为n(n-1)/2；。插入类排序法：（1）简单插入排序法，最坏情况需要n(n-1)/2次比较；（2）希尔排序法，最坏情况需要O(n1.5)次比较。选择类排序法：（1）简单选择排序法, 最坏情况需要n(n-1)/2次比较；（2）堆排序法，最坏情况需要O(nlog2n)次比较。 第二章程序设计基础21 程序设计设计方法和风格注释分序言性注释和功能性注释，语句结构清晰第一、效率第二。不要弄反了。程序一定要求具有易读性，可读性较好。程序设计方法有两种，结构化程序设计和面向对象程序设计。22 结构化程序设计结构化程序设计方法的四条原则是：考试重

9、点都要背下来1.   自顶向下；2. 逐步求精；3.模块化；4.限制使用goto语句。注意，这四个特点中，最重要的是模块化。结构化程序的基本结构和特点：（1）顺序结构：一种简单的程序设计，最基本、最常用的结构；（2）选择结构：又称分支结构，包括简单选择和多分支选择结构， （3）循环结构：可根据给定条件，判断是否需要重复执行某一相同程序段。23 面向对象的程序设计面向对象的程序设计：以对象为核心。面向对象具备哪些基本概念：对象、类和实例、消息、继承、多态性、面向对象方法的优点：（1）与人类习惯的思维方法一致；  （2）稳定性好；  （3）可重用性

10、好；（4）易于开发大型软件产品；      （5）可维护性好。对象是面向对象方法中最基本的概念，对象是实体的抽象。面向对象的程序设计方法中的对象是系统中用来描述客观事物的一个实体，是构成系统的一个基本单位，由一组表示其静态特征的属性和它可执行的一组操作组成。属性即对象所包含的信息，操作描述了对象执行的功能，操作也称为方法或服务。对象的基本特点：（1）标识惟一性；  （2）分类性；   （3）多态性；重点（4）封装性；重点     （5）模块独立性好。类是指具有共同属

11、性、共同方法的对象的集合。类是对象的抽象，对象是对应类的一个实例。消息是一个实例与另一个实例之间传递的信息。继承是指能够直接获得已有的性质和特征，而不必重复定义他们。继承分单继承和多重继承。对象也可以没有继承。1、单继承指一个类只允许有一个父类，2、多重继承指一个类允许有多个父类。多态性是指同样的消息被不同的对象接受时可导致完全不同的行动的现象 第三章软件工程基础31 软件工程基本概念计算机软件是包括程序、数据及相关文档的完整集合。软件的特点包括：（1）软件是一种逻辑实体；（2）软件的生产与硬件不同，它没有明显的制作过程；（3）软件在运行、使用期间不存在磨损、老化问题；（4）软件的开

12、发、运行对计算机系统具有依赖性，（5）软件复杂性高，成本昂贵；（6）软件开发涉及诸多的社会因素。软件按功能分为应用软件、系统软件、支撑软件（或工具软件）。1、数据库管理系统是系统软件。2、教务处管理系统是应用软件。软件危机主要表现在成本、质量、生产率等问题。软件工程是应用于计算机软件的定义、开发和维护的一整套方法、工具、文档、实践标准和工序。软件工程包括3个要素：方法、工具、过程。方法：完成软件工程项目的技术手段。工具：支持软件的开发、管理、文档生成。过程：支持软件开发的各个环节的控制、管理。软件工程过程是把软件转化为输出的一组彼此相关的资源和活动，包含4种基本活动：（1）P软件规格说明；（2

13、）D软件开发；（3）C软件确认；（4）A软件演进。软件生命周期：软件产品从提出、实现、使用维护到停止使用退役的过程。软件生命周期三个阶段:软件定义、软件开发、运行维护，主要活动阶段是：需求分析是定义阶段。      详细设计和概要设计是开发阶段。软件工程的目标和与原则：目标：在给定成本、进度的前提下，开发出具有有效性、可靠性、可理解性、可维护性、可重用性、可适应性、可移植性、可追踪性和可互操作性且满足用户需求的产品。基本目标：付出较低的开发成本；达到要求的软件功能；取得较好的软件性能；开发软件易于移植；需要较低的费用；能按时完成开发，及时交付使

14、用。基本原则：抽象、信息隐蔽、模块化、局部化、确定性、一致性、完备性和可验证性。软件工程的理论和技术性研究的内容主要包括：软件开发技术和软件工程管理。软件开发技术包括：软件开发方法学、开发过程、开发工具和软件工程环境。软件工程管理包括：软件管理学、软件工程经济学、软件心理学等内容。软件管理学包括人员组织、进度安排、质量保证、配置管理、项目计划等。软件工程原则包括抽象、信息隐蔽、模块化、局部化、确定性、一致性、完备性和可验证性。32 结构化分析方法结构化方法的核心和基础是结构化程序设计理论。需求分析方法有（1）结构化需求分析方法；（2）面向对象的分析的方法。需求分析阶段工作4个方面：1、需求获取

15、  2、需求分析  3、编写需求规格说明书（重点）  4、需求评审从需求分析建立的模型的特性来分：静态分析和动态分析。结构化分析方法的实质：面向数据流，自顶向下，逐层分解，建立系统的处理流程，以数据流图和数据字典为主要工具,建立系统的逻辑模型。结构化分析的常用工具：（1）数据流图；（2）数据字典；（3）判定树；（4）判定表。数据流图：描述数据处理过程的工具，是需求理解的逻辑模型的图形表示，它直接支持系统功能建模。数据字典：对所有与系统相关的数据元素的一个有组织的列表，以及精确的、严格的定义，使得用户和系统分析员对于输入、输出、存储成分和中间计算结果有共同的理解。数

16、据字典是结构化分析的核心。软件需求规格说明书的特点：（核心的是无歧义性）（1）正确性；（2）无岐义性；（3）完整性；（4）可验证性；（5）一致性；（6）可理解性；（7）可追踪性。33 结构化设计方法软件设计的基本目标是用比较抽象概括的方式确定目标系统如何完成预定的任务，软件设计是确定系统的物理模型。软件设计是开发阶段最重要的步骤，是将需求准确地转化为完整的软件产品或系统的唯一途径。从技术观点来看，软件设计包括软件结构设计、数据设计、接口设计、过程设计。从工程管理角度来看：概要设计和详细设计。软件设计的一般过程：软件设计是一个迭代的过程；先进行高层次的结构设计；后进行低层次的过程设计；穿插进行数

17、据设计和接口设计。衡量软件模块独立性使用耦合性和内聚性两个定性的度量标准。耦合性：对一个软件结构中不同模块之间互连程度的度量。内聚性：一个模块内部各个元素间彼此结合的紧密程度的度量。在程序结构中各模块的内聚性越强，则耦合性越弱。优秀软件应高内聚，低耦合。软件概要设计的基本任务是：（1）设计软件系统结构；（2）数据结构及数据库设计；（3）编写概要设计文档；（4）概要设计文档评审。模块用一个矩形表示，箭头表示模块间的调用关系。在结构图中还可以用带注释的箭头表示模块调用过程中来回传递的信息。还可用带实心圆的箭头表示传递的是控制信息，空心圆箭心表示传递的是数据。结构图的基本形式：基本形式、顺序形式、重

18、复形式、选择形式。结构图有四种模块类型：传入模块、传出模块、变换模块和协调模块。典型的数据流类型有两种：变换型和事务型。变换型系统结构图由输入、中心变换、输出三部分组成。事务型数据流的特点是：接受一项事务，根据事务处理的特点和性质，选择分派一个适当的处理单元，然后给出结果。详细设计：是为软件结构图中的每一个模块确定实现算法和局部数据结构，用某种选定的表达工具表示算法和数据结构的细节。常见的过程设计工具有：考试重点1、图形工具（程序流程图）、 2、表格工具（判定表）、 3、语言工具（PDL）。程序流程图是考试重点，其中->箭头表示控制流，<>菱形表示逻辑条件。34 软件测试软件

19、测试定义：使用人工或自动手段来运行或测定某个系统的过程，其目的在于检验它是否满足规定的需求或是弄清预期结果与实际结果之间的差别。软件测试的目的：发现错误而执行程序的过程。软件测试方法：静态测试和动态测试。静态测试：包括代码检查、静态结构分析、代码质量度量。不实际运行软件，主要通过人工进行。动态测试：是基本计算机的测试，主要包括白盒测试方法和黑盒测试方法。白盒测试：在程序内部进行，主要用于完成软件内部CAO作的验证。主要方法有逻辑覆盖、基本基路径测试。黑盒测试：主要诊断功能不对或遗漏、界面错误、数据结构或外部数据库访问错误、性能错误、初始化和终止条件错，用于软件确认。白盒主要方法：1、逻辑覆盖测

20、试 2、基本路径测试。黑盒主要方法：1等价类划分法、2边界值分析法、3错误推测法、4因果图。软件测试过程一般按4个步骤进行（要背先后顺序）：单元测试、集成测试、验收测试（确认测试）和系统测试。35 程序的调试程序调试的任务是诊断和改正程序中的错误，主要在开发阶段进行。软件调试可分表静态调试和动态调试。静态调试主要是指通过人的思维来分析源程序代码和排错，是主要的设计手段，动态调试是辅助静态调试。调试方法有：（1）强行排错法；（2）回溯法；（3）原因排除法。 第四章数据库设计基础41 数据库系统的基本概念数据：实际上就是描述事物的符号记录。数据的特点：有一定的结构，有型与值之分，如整型、

21、实型、字符型等。数据库：长期存储在计算机内部的、有组织、可共享的数据的集合。数据库存放数据是按数据所提供的数据模式存放的具有集成与共享的特点。数据库管理系统：一种系统软件，负责数据库中的数据组织、数据操纵、数据维护、控制及保护和数据服务等，是数据库的核心。数据库管理系统提供以下的数据语言：（1）数据定义语言：负责数据的模式定义与数据的物理存取构建；（2）数据操纵语言：负责数据的操纵，如查询与增、删、改等；（3）数据控制语言：负责数据完整性、安全性的定义与检查以及并发控制、故障恢复等。数据语言按其使用方式具有两种结构形式：交互式命令(又称自含型或自主型语言)宿主型语言（一般可嵌入某些宿主语言中）

22、。数据库管理员：对数据库进行规划、设计、维护、监视等的专业管理人员。数据库系统：由数据库（数据）、数据库管理系统（软件）、数据库管理员（人员）、硬件平台（硬件）、软件平台（软件）五个部分构成的运行实体。DBS是最大的包括其他所有的。数据库应用系统：由数据库系统、应用软件及应用界面三者组成。数据库发展的三个阶段：人工管理阶段、文件系统阶段、数据库管理阶段。数据库系统阶段的基本特点：1、数据的集成性、2、数据的高共享性与低冗余性、3、数据独立性（物理独立性与逻辑独立性）、数据统一管理与控制。数据库系统的三级模式：（1）概念模式：数据库系统中全局数据逻辑结构的描述，全体用户公共数据视图；（2）外模式

23、：也称子模式与用户模式。是用户的数据视图，也就是用户所见到的数据模式；（3）内模式：又称物理模式，它给出了数据库物理存储结构与物理存取方法。一个数据库只有一个内模式，可以有多个外模式。数据库系统的两级映射：（1）概念模式到内模式的映射；（2）外模式到概念模式的映射。4.2 数据模型数据模型的概念：是数据特征的抽象，从抽象层次上描述了系统的静态特征、动态行为和约束条件，为数据库系统的信息表与操作提供一个抽象的框架。描述了数据结构、数据操作及数据约束。E-R模型的基本概念（1）实体：现实世界中的事物；（2）属性：事物的特性；（3）联系：现实世界中事物间的关系。实体集的关系有一对一、一对多、多对多的

24、联系。E-R模型的图示法：（1）实体集表示法；（2）属性表法；（3）联系表示法。E-R模型的:矩形表示实体；椭圆表示矩形；棱形表示联系。关系模型采用二维表来表示，简称表，由表框架及表的元组组成。1、一个二维表就是一个关系。2、在二维表中凡能唯一标识元组的最小属性称为键或码。具有唯一性。3、元组就是二维表中一行，属性就是二维表表中一列。4、从所有侯选健中选取一个作为用户使用的键称主键。5、表A中的某属性是某表B的键，则称该属性集为A的外键或外码。关系中的数据约束：（1）实体完整性约束：约束关系的主键中属性值不能为空值；（2）参照完全性约束：是关系之间的基本约束；（3）用户定义的完整性约束：它反映

25、了具体应用中数据的语义要求。4.3关系代数关系数据库系统的特点之一是它建立在数据理论的基础之上，有很多数据理论可以表示关系模型的数据操作，其中最为著名的是关系代数与关系演算。关系模型的基本运算：（1）插入（2）删除 (3)修改（4）查询（包括投影、选择、笛卡尔积）两个表的运算一般会考到：投影、链接、选择、笛卡尔积、交、并当中的一个。4.4 数据库设计与管理数据库设计是数据应用的核心。数据库设计的两种方法：（1）面向数据：以信息需求为主，兼顾处理需求；（2）面向过程：以处理需求为主，兼顾信息需求。数据库的生命周期：需求分析阶段、概念设计阶段、逻辑设计阶段、物理设计阶段、编码阶段、测试阶段、运行阶

26、段、进一步修改阶段。需求分析常用结构析方法和面向对象的方法。结构化分析（简称SA）方法用自顶向下、逐层分解的方式分析系统。用数据流图表达数据和处理过程的关系。对数据库设计来讲，数据字典是进行详细的数据收集和数据分析所获得的主要结果。数据字典是各类数据描述的集合，包括5个部分：数据项、数据结构、数据流（可以是数据项，也可以是数据结构）、数据存储、处理过程。数据库概念设计的目的是分析数据内在语义关系。公共基础补充知识点1、程序可以没有输入，但是一定要有输出。2、结构化程序设计遵循：自顶向下，逐步求精，模块化，限制使用goto语句（常考）。3、多态性：统一操作可以是不同对象的行为。同样的消息被不同的

27、对象接收时可导致不同的动作的现象。4、封装性：从外面看不到对象的内部，只能看到对象的外部特性。5、类：是具有共同属性、共同方法的对象的集合。描述了属于该对象类型的所有对象的性质，而一个对象则是对应类的一个实例。（常考）软件工程基础1、  软件开发方法包括分析方法，设计方法，程序设计方法。2、  结构化方法包括结构化分析方法，结构化设计方法，结构化编程方法。3、  结构化分析方法在软件需求分析阶段的应用。4、  结构化分析常用的工具中最重要的工具是数据流图。表示加工，表示数据流，   &

28、#160;         表示数据存储（数据源）     表示源和潭。5、  软件规格说明书（SRS）是需求分析阶段的最后结果，是软件开发文档重要的文档之一。6、  软件测试和程序调试的区别。软件测试的过程涵盖了整个软件生命周期。目的是为了发现错误而执行程序的过程。10、从是否要执行被测试软件的角度，软件测试分为静态测试和动态测试。11、从功能上划分，软件测试分为白盒测试和黑盒测试。12、白盒测试是检查内部成分，方法有：逻辑

29、覆盖测试方法，基本路径测试。13、黑盒测试是对软件已经实现的功能是否满足需求进行测试和验证。方法有：等价类划分法，边界值划分法，错误推测法。14、  程序调试的任务：诊断和改正程序中错误，它和软件测试不同，调试主要在开发阶段。15、  软件调试方法：强制排错法，回朔法，原因排除法。16、  软件设计中，不属于过程设计工具的是：DFD图。17、  结构化分析常见的工具：DFD图，DD（数据字典），判定树，判定表。18、  程序和软件是不同的，软件是程序、数据与相关文档的集合。19、  软件工程的三要素：工具、过程、方法。20、 

30、; 软件生命周期中，能够准确确定软件系统必须做什么和必须具备哪些功能的阶段是：需求分析。21、  数据流图只含有数据流，不含有控制流。数据流图用于抽象描述一个软件的逻辑模型。22、  数据流的类型有两种：事务型和变换型。在很多软件应用中，存在某种作业数据流，它可以引发一个或多个处理，这些处理能够完成该作业要求的功能，这种数据流叫做事务型数据流。23、  程序流程图中的箭头代表的是：控制流。24、  在结构化方法中，软件功能分解属于总体设计阶段。25、  内聚型中内聚性最强的是：功能内聚。26、  检查软件产品是否符合需求定义的过程是：

31、确认测试。27、  软件危机：泛指在计算机软件的开发和维护过程中遇到的一系列严重的问题。28、  Jackson 方法是一种面向数据结构的结构化方法。29、  软件开发环境是全面支持软件开发全过程的软件开发工具集合。30、  软件需求是指用户对目标软件系统在功能、行为、性能设计约束等方面的期望。31、  为每一个模块确定实现算法和局部数据结构的是详细设计阶段的任务。数据库设计基础1、  关系运算是考试的重点，考的多的是并和笛卡尔积。不改变属性但减少元组个数的是并。投影也是比较喜欢考的，一般的意思是从4、5个列中选出2、3个。

32、笛卡尔积则是会增加元组的个数。2、  E-R图中，矩形、菱形、椭圆形等代表的意思是考试的重点。3、  数据库系统中，数据的物理结构不一定要和逻辑结构一致。4、  数据库技术的根本目标是解决数据的共享问题。5、  数据库系统中，用户所见的数据模式为：外模式。6、  数据库设计的四个阶段是：需求分析、概念设计、逻辑设计和物理设计。7、  两个实体间的关系是：一对一，多对多，一对多等，这种题目根据具体的题目分析。（常考题目）8、  数据库DB，数据库系统DBS，

33、数据库管理系统DBMS之间的关系：DBS包含DB和DBMS。9、  数据库系统的核心：数据库管理系统。10、数据独立性：是指数据与程序的互不依赖性。他包括数据的物理独立性和逻辑独立性。物理独立性是数据的物理结构（包括存储结构、存取方式）的改变，不影响数据库的逻辑结构。11、数据的逻辑独立性是指数据库总体逻辑结构的改变，不需要相应修改应用程序。12、用树形结构表示实体之间联系的模型是：层次模型。13、数据库系统中修改数据模式、增加新的数据类型、改变数据间的联系等，不需要相应修改应用程序这一特点是逻辑独立性。14、不涉及具体的硬件环境和平台，也与具体的软件环境无关的模式是：概念

34、模型。15、用户数据是建立在外模式的框架上的。16、给出数据的全局逻辑结构到数据的物理存储结构间的对应关系的映射是：概念模式到内模式的映射。17、网状模型：不加任何的限制的无向图。18、不准关系应用不存在的元组的约束是：参照完整性约束。19、数据库设计包括两个方面的设计内容，它们是：概念设计和逻辑设计。20、数据库设计中的主流方法是：面向数据的设计方法。21、数据库概念设计过程分三个步骤进行：首先选择局部应用，在局部视图设计，最后进行视图集成。22、数据库系统中，实现各种数据管理功能的核心软件称为数据库管理系统。23、一个关系表的行称为元组。24、在关系模型中，数据看成是二维表，每一个二维表称

35、为一个关系。25、数据管理技术经历了三个阶段：人工管理、文件系统和数据库系统。26、数据库的基本特点：数据的集成性、数据的高共享性和低冗余性（常考）、数据的独立性（常考）、数据统一管理和控制。27、三级模式中反映用户对数据的要求的模式是：数据模型。28、物理数据模型是数据特征的抽象，他从抽象的层次上描述了系统的静态特征、动态行为和约束条件。29、E-R图由实体、联系、属性三个部分组成。30、二维表中能够唯一标识元组的最小属性集称为该表的码。31、要求关系的主键中属性不能为空的约束是：实体完整性约束。32、数据库的设计方法有两种，一种是面向数据的设计方法，一种是面向过程的设计方法。 计

36、算机基础部分计算机是能按照人的要求接受和存储信息，自动进行数据处理和计算，并输出结果信息的机器系统。计算机是一门科学，也是一种自动、高速、精确地对信息进行存储、传送与加工处理的电子工具。冯诺依曼归纳了EDVAC 的原理要点。(l）计算机的程序和程序运行所需要的数据以二进制形式存放在计算机的存储器中。(2）程序和数据存放在存储器中，即存储程序的概念。计算机执行程序时，无需人工干预，能自动、连续地执行程序，并得到预期的结果。根据冯· 诺依曼的原理和思想，决定了计算机必须由输人、存储、运算、控制和输出五个部分组成。冯· 诺依曼被誉为“现代电子计算机之父”。一般根据计算机所采用的物

37、理器件，将计算机的发展分为4 个阶段 年代部件第一阶段（19461959）第二阶段（19591964）第三阶段（19641972）第四阶段（1972至今）主机电子器件电子管晶体管中小规模集成电路大规模、超大规模集成电路内存汞延迟线磁芯存储器半导体存储器半导体存储器外存储器穿孔卡片、纸带磁带磁带、磁盘磁带、磁盘、光盘等大容量存储器处理速度（每秒指令数）几千条几万至几十万条几十万至几百万条上千万至万亿条1 计算机的特点计算机主要具有以下一些特点。1）高速、精确的运算能力2）准确的逻辑判断能力3）强大的存储能力4）自动功能5）网络与通信功能计算机网络功能的重要意义是：改变了人类交流的方式和

38、信息获取的途径2.计算机的应用l）科学计算科学计算主要是使用计算机进行数学方法的实现和应用。2）数据信息处理数据信息处理也称为非数值计算。3）过程控制过程控制是指利用计算机对生产过程、制造过程或运行过程进行检测与控制，即通过实时监控目标物体的状态，及时调整被控对象，使被控对象能够正确地完成目标物体的生产、制造或运行。4）计算机辅助计算机辅助（或称为计算机辅助工程）主要有：计算机辅助设计（Computer AidedDesign ，CAD , ）、计算机辅助制造（Computer Aided Manufacture, CAM ）、计算机辅助教育（Computer 一Assisted ( Aide

39、d ) Instruction , CAI ）、计算机划辅助技术( Computer Aided Technology / TestTranslation / Typesetting , CAi ）、计算机仿真模拟（Simulation）等。5）网络通信计算机技术和数字通信技术发展并相融合产生了计算机网络、通过计算机网络，把多个独立的计算机系统联系在一起，把不同地域、不同国家、不同行业、不同组织的人们联系在一起，缩短了人们之间的距离，改变了人们的生活和工作方式。6）人工智能人工智能（Artificial Intelligence，AI）。是用计算机模拟人类的某些智力活动。7）多媒体应用多媒体是

40、包括文本（Text）、图形（Graphics ）、图像（Image ）、音频（Audio）、视频（Video ）、动画( Animation ）等多种信息类型的综合。多媒体技术是指人和计算机交互地进行上述多种媒介信息的捕捉、传输、转换、编辑、存储、管理，并由计算机综合处理为表格、文字、图形、动画、音频、视频等视听信息有机结合的表现形式。8）嵌人式系统有许多特殊的计算机用于不同的设备中，包括大量的消费电子产品和工业制造系统，都是把处理器芯片嵌人其中，完成特定的处理任务。这些系统称为嵌人式系统。如数码相机、数码摄像机以及高档电动玩具等都使用了不同功能的处理器。3 计算机的分类按计算机处理数据的类型

41、可以分为：模拟计算机、数字计算机、数字和模拟计算机。模拟计算机的主要特点是：参与运算的数值由不间断的连续量表示，其运算过程是连续的模拟计算机由于受元器件质量影响，其计算精度较低，应用范围较窄，目前已很少生产。数字计算机的主要特点是：参与运算的数值用离散的数字量表示，其运算过程按数字位进行计算，数字计算机由于具有逻辑判断等功能，是以近似人类大脑的“思维”方式进行工作，所以又被称为“电脑”，按计算机的用途可分为通用计算机和专用计算机。通用计算机能解决多种类型的问题，通用性强，如PC ；专用计算机则配备有解决特定问题的软件和硬件，但能够高速、可靠地解决特定问题，如在导弹和火箭上使用的计算机大部分都是

42、专用计算机。若按计算机的性能、规模和处理能力，如体积、字长、运算速度、存储容量、外部设备和软件配置等,可将计算机分为：巨型机、大型通用机、微型计算机、工作站及服务器等。1.1.3计算科学研究与应用计算科学研究方面的人工智能、网格计算、中间件技术和云计算。1.1.4未来计算机的发展趋势1 电子计算机的发展方向从类型上看，电子计算机技术正在向巨型化、微型化、网络化和智能化方向发展。2 未来新一代的计算机一般来说，信息技术包含三个层次的内容：信息基础技术、信息系统技术和信息应用技术。3 现代信息技术的发展趋势信息技术发展趋势可以概括为数字化、多媒体化、高速度、网络化、宽频带、智能化等。1.2 信息的

43、表示与存储计算机科学的研究主要包括信息采集、存储、处理和传输，而这些都与信息的量化和表示密切相关。数据是对客观事物的符号表示。数值、文字、语言、图形、图像等都是不同形式的数据。计算机中数据的最小单位是位。存储容量的基本单位是字节。8 个二进制位称为l 个字节，此外还有KB、MB 、GB 、TB 等。1.位位（bit ）是度量数据的最小单位，在数字电路和计算机技术中采用二进制表示数据，代码只有0 和l ，采用多个数码（O和1的组合）来表示一个数，其中的每一个数码称为1 位（bit ）。2 字节一个字节（Byte）由8 位二进制数字节是信息组织和存储的基本单位，也是计算机体系结构的基本单位。为了便

44、于衡量存储器的大小，统一以字节（Byte,B）为单位。千字节1 KB=1O24B兆字节1 MB =1024 KB 吉字节1 GB =1024MB 太字节1 TB =1024 GB 人们将计算机一次能够并行处理的二进制数称为该机器的字长，也称为计算机的一个“字”。随着电子技术的发展，计算机的并行能力越来越强，计算机的字长通常是字节的整倍数，如8 位、16 位、32 位，发展到今天微型机的64 位，大型机已达128 位。字长是计算机的一个重要指标，直接反映一台计算机的计算能力和精度。字长越长，计算机的数据处理速度越快。1.2.4字符的编码字符包括西文字符（字母、数字、各种符号）和中文字符。由于计算

45、机是以二进制的形式存储和处理数据的，因此字符也必须按特定的规则进行二进制编码才能进入计算机。1 西文字符的编码计算机中的数据都是用二进制编码表示的，用以表示字符的二进制编码称为字符编码。计算机中最常用的字符编码是美国信息交换标准交换代码（Americanstandard Code for Information Interchange , ASCII ) ，被国际标准化组织指定为国际标准。ASCII 码有7 位码和8 位码两种版本。国际通用的是7 位ASCII码，用7 位二进制数表示一个字符的编码，共有 =128 个不同的编码值，相应可以表示128 个不同字符的编码， 2 汉字的编码

46、我国于1980 年发布了国家汉字编码标准GB2312 一1980 ，全称是 信息交换用汉字编码字符集 基本集 （简称GB 码或国标码）。1）汉字输人码为将汉字输人计算机而编制的代码称为汉字输人码，也叫外码。汉字输人码是利用计算机标准键盘上按键的不同排列组合来对汉字的输人进行编码。2）汉字内码汉字内码是为在计算机内部对汉字进行存储、处理的汉字代码，它应满足存储、处理和传输的要求。4 汉字字形码汉字字形码通常有两种表示方式：点阵和矢量表示方式。1.3 计算机硬件系统冯 诺依曼模型决定了计算机由输人、存储、运算、控制和输出五个部分组成。1.3.1运算器运算器（Arithmeticand Logic

47、Unit , ALU ）是计算机处理数据形成信息的加工厂，它的主要功能是对二进制数码进行算术运算或逻辑运算。所以，也称为算术逻辑部件（Arithmetic and Logic Unit , ALU ）。所谓算术运算，就是数的加、减、乘、除以及乘方、开方等数学运算。而逻辑运算则是指逻辑变量之间的运算，即通过与、或、非等基本操作对二进制数进行逻辑判断。1.3.2控制器控制器（ControlUnit , CU）是计算机的心脏，由它指挥全机各个部件自动、协调地工作控制器的基本功能是根据指令计数器中指定的地址从内存取出一条指令，对其操作码进行译码，再由操作控制部件有序地控制各部件完成操作码规定的功能。控

48、制器由指令寄存器(Instruction Register,IR)、指令译码器（InstructionDeceder ，ID ）、程序计数器（ProgramCounter , PC ）和操作控制器（OperationController , OC)4 个部件组成， 1 机器指令为了让计算机按照人的意识和思维正确运行，必须设计一系列计算机可以真正识别和执行的语言机器指令二机器指令是一个按照一定格式构成的二进制代码串，用来描述一个计算机可以理解并执行的基本操作。计算机只能执行指令它被指令所控制。机器指令通常由操作码和操作数两部分组成1）操作码：指明指令所要完成操作的性质和功能。2) 操作数：指明操

49、作码执行时的操作对象。操作数的形式可以是数据本身也可以是存放数据的内存单元地址或寄存器名称。操作数又分为源操作数和目的操作数，源操作数指明参加运算的操作数来源，目的操作数地址指明保存运算结果的存储单元地址或寄存器名称。1.3.3存储器存储器（Memory ）是存储程序和数据的部件。它可以自动完成程序或数据的存取，是计算机系统中的记忆设备。存储器分为内存（又称主存）和外存（又称辅存）两大类。1 内存存储器是用来存储数据和程序的“记忆”装置，相当于存放资料的仓库。计算机中的全部信息，包括数据、程序、指令以及运算的中间数据和最后的结果都要存放在存储器中。存储器有内存储器和外存储器两种。内存储器按功能

50、又可分为随机存取存储器（Access Memory，RAM ）和只读存储器（Read only Memory，ROM ）。存储器的主要性能指标有两个：容量和速度。2 外存常见的外储存器有硬盘、U 盘和光盘等。1.3.4输入输出设备输人输出设备（Input/Output devices , I / O 设备，也称为外部设备）是计算机系统不可缺少的组成部分，是计算机与外部世界进行信息交换的中介，是人与计算机联系的桥梁。1 输入设备目前常用的输人设备有键盘、鼠标器、触摸屏、摄像头、扫描仪、光笔、手写输人板、游戏杆、语音输入装置等，还有脚踏鼠标、手触输人传感等，其姿态越来越自然，使用越来越方便。2 输

51、出设备输出设备是人与计算机交互的部件，除常用的输出设备有显示器、打印机外，还有绘图仪、影像输出、语音输出、磁记录设备等。在选择和使用显示器时，应了解显示器的主要特性： 像素（Pixel）与点距（Pitch )：屏幕上图像的分辨率或称清晰度，取决于能在屏幕上独立显示点的直径，这种独立显示的点称作像素，屏幕上两个像素之间的距离叫点距。它直接影响显示效果。分辨率：每帧的线数和每线的点数的乘积 整个屏幕上像素的数目（列x 行）就是显示器的分辨率，这个乘积数越大，分辨率就越高二它是衡量显示器的一个常用指标。显存：显存与系统内存一样，显存越大，可以储存的图像数据就越多，支持的分辨率与颜色数也就越高。以下计

52、算显存容量与分辨率关系的公式：1 直接连接最早的计算机基本上采用直接连接的方式，运算器、存储器、控制器和外部设备等组成部件之中的任意两个组成部件，相互之间基本上都有单独的连接线路。2 总线结构现代计算机普遍采用总线结构。所谓总线（Bus）就是系统部件之间传送信息的公共通道，各部件由总线连接并通过它传递数据和控制信号。总线一般又分为如下三部分：1）数据总线2）地址总线3）控制总线1.4计算机软件系统计算机系统由硬件（Hardware ）系统和软件（Software）系统组成。程序是按照一定顺序执行的，能够完成某一任务的折令集合。2 程序设计语言l）机器语言2）汇编语言3）高级语言通常有两种翻译方

53、式：编译方式和解释方式。编译方式是将高级语言源程序整个程序编译成目标程序、然若通过链接程序将目标程序链接成可执行程序的方式。将高级语言源程序翻译成目标程序的软件称为编译程序，这种翻译过程称为编译。解释方式是将源程序逐句翻译、逐句执行的方式，解释过程不产生目标程序，基本上是翻译一行执行一行，边翻译边执行。操作系统中的重要概念有进程、线程、内核态和用户态。计算机软件分为系统软件（System Software）和应用软件(Application Software ）两大类， 1. 系统软件系统软件主要包括操作系统（Operating System ,OS）、语言处理系统、数据库管理程序和

54、系统辅助处理程序等。2 应用软件常用的应用软件有办公软件套件、多媒体处理软件、Internet 工具软件。1.5.1多媒体的特征在日常生活中，媒体（Medium，复数形式为Media ）是指文字、声音、图像、动画和视频等内容。多媒体（Multimedia ）是指能够同时对两种或两种以上媒体进行采集、操作、编辑、存储等综合处理的技术。多媒体技术具有交互性、集成性、多样性、实时性等特征。1.5.2媒体的数字化多媒体信息可以从计算机输出界面向人们展示丰富多彩的文、图、声信息，而在计算机内部都是以转换成0 和1 数字化信息后进行处理，然后以不同文件类型进行存储。1 声音l ）声音的数字化声音的主要物理

55、特征包括频率和振幅。数字化的基本技术是脉冲编码调制（Pulse Code Modulatio，PCM ) ，主要包括采样、量化、编码三个基本过程。2)声音文件格式存储声音信息的文件格式有很多种，常用的有WAV、MP3、VOC文件等。2.图像图像是多媒体中最基本、最重要的数据，图像有黑白图像、灰度图像、彩色图像、摄影图像等。1） 图像文件格式. bmp文件  . gif文件。1.5.3多媒体数据压缩无损压缩数据压缩可以分为两种类型：无损压缩和有损压缩。常用的无损压缩算法包括行程编码、霍夫曼编码（Huffman）、算术编码、LZW（Lempel Ziv Welch）编码等。2.

56、有损压缩典型的有损压缩编码方法有：预测编码、变换编码、基于模型编码、分形编码及矢量量化编码等。1.6  计算机病毒及其防治1. 计算机病毒在中华人民共和国计算机信息系统安全保护条例中计算机病毒被明确定义为：“计算机病毒，是指编制或者在计算机程序中插入的破坏计算机功能或者破坏数据，影响计算机使用并且能够自我复制的一组计算机指令或者程序代码”。计算机病毒一般具有寄生性、破坏性、传染性、潜伏性和隐蔽性的特征。2.计算机病毒的分类按计算机病毒的感染方式，分为如下五类。1）引导区型病毒2）文件型病毒3）混合型病毒4）宏病毒5）网络病毒1.7  Internet 基础及应用1.7.1&

57、#160; 计算机网络的基本概念    1. 计算机网络与数据通信人们对计算机网络提出了不同的定义。当前较为准确的定义为“以能够相互共享资源的方式互连起来的自治计算机系统的集合”，即分布在不同地理位置上的具有独立功能的多个计算机系统，通过通信设备和通信线路互相连接起来，实现数据传输和资源共享的系统。数据通信是通信技术和计算机技术相结合而产生的一种新的通信方式。数据通信是指在两个计算机或终端之间以二进制的形式进行信息交换，传输数据。下面介绍几个关于数据通信的常用术语。信道：信道是信息传输的媒介或渠道，作用是把携带有信息的信号从它的输入端传递到输出端。根据传输媒介的不

58、同，信道可分为有线信道和无线信道两类。常见的有线信道包括双绞线、同轴电缆、光缆等。无线信道有地波传播、短波、超短波、人造卫星中继等。数字信号和模拟信号：数字信号是一种离散的脉冲序列，计算机产生的电信号用两种不同的电平表示0和1.模拟信号是一种连续变化的信号，如电话线上传输的按照声音强弱幅度连续变化所产生的电信号，就是一种典型的信号，可以用连续的电波表示。 调制与解调：将发送端数字脉冲信号转换成模拟信号的过程称为调制（Modulation）；将接收端模拟信号还原成数字脉冲信号的过程称为解调（Demodulation）。将调制和解调两种功能结合在一起的设备称为调制解调器。（Modem）。 带宽（Bandwidth）与传输速率