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PAGE第31页共31页一级各章考点第一章 信息技术概述(一级第五版2011-1-24)考点1:信息与信息技术信息处理P2信息处理是指信息的收集、加工、存储、传递和施用。目的是获取有用的信息。信息技术P2信息技术是用来扩展人们信息器官功能、协助人们进行信息处理的一类技术。基本的信息技术包括:感测与识别技术、通信与存储技术、计算处理技术、控制与显示技术(也有人称这四类技术为信息技术“四基元”)。在这四类技术中,通信技术和计算与处理技术在整个信息技术中处于核心地位。感测识别技术和控制显示技术则是核心部分与外部世界的接口,决定了信息的来源和归宿。由此可见,信息技术四基元是一个完整的整体。用来扩展人的感觉器官功能的感测(获取)与识别技术(感觉器官)感测与识别技术主要解决信息的获取与识别问题。感测技术:利用红外线、紫外线、次声波、超声波、传感器等手段及遥感、遥测等技术来获取更多信息;识别技术:对所获取的信息类别做出判断。感测与识别技术:克服了人在感知与识别信息时具有的局限性,增强了信息感知的范围、精度和灵敏度,是人的感觉器官功能的扩展。用来扩展人的神经网络功能的通信(神经系统)通信技术主要解决信息的传递问题。通信的实质是将信息附着于一个事物(载体),并通过载体的运动将信息从空间上的一点传送到另一点。现代通信技术使用的载体是电波或光波。通信只关心被传送信息的形式而不关心其内容和价值,着重考虑信息传输的有效性、可靠性和数据的安全性。通信技术突破了人在交流信息时所受到的空间和时间上的限制,是人的神经网络系统功能的扩展。用来扩展人的思维器官功能的计算与处理与存储技术(大脑功能)存储技术:主要解决大量信息的长期、可靠的存储问题。是人的记忆器官(大脑)的扩展。计算与处理技术:主要解决信息的转换加工处理问题,即对信息去粗取精、去伪存真,从初始信息中分析、推导、演算或抽象也可用信息。计算与处理技术克服了人在处理信息时具有的局限性,增强了信息加工处理和控制的能力,是人的思维器官(大脑)功能的扩展。用来扩展人的效应器官功能的控制与显示技术(效应器官)主要解决信息的施效问题。控制的本质是根据输入的指令信息(决策信息)改变外部事物的运动状态和方式。控制显示技术克服了人在改变事物运动状态及再现信息时的局限性,是人的效应器官(手、脚、嘴等)功能的扩展。考点2:微电子技术微电子技术P2微电子技术是信息技术领域中的关键技术,以集成电路为核心的电子技术,它是在电子电路和系统的超小型化和微型化过程中逐渐形成和发展起来的。电子电路所使用的基础元件的演变:真空电子管、晶体管、中小规模集成电路、大规模和超大规模集成电路。微电子技术和计算机的硬件发展密不可分,计算机采用的电子元器件的演变过程:第一代计算机是电子管,第二代采用是晶体管,第三代采用是中小规模集成电路,第四代采用是大规模集成电路或超大规模集成电路。P37表2-1集成电路的概念P18集成电路(IntegratedCircuit,简称IC):20世纪50年代出现,它以半导体单晶片作为材料,采用平面工艺,将大量晶体管、电阻、电容等元器件及互连线构成的电子线路集成在基片上,构成一个微型化的电路或系统。现代集成电路使用的半导体材料通常是硅(Si),也可以是化合物半导体如砷化镓(GaAs)等。(★)集成电路的分类P4 集成电路根据它所包含的电子元件(如:晶体管、电阻、电容等)数目可以分为:小规模、中规模、大规模、超大规模和极大规模集成电路。集成度含义:单个集成电路所含电子元件的数目。(★)P19如:Intel公司有1988年推出的Intel80486微处理器中,包含的电子元器件个数约为100万,而2000年推出的IntelPentium4微处理器中,包含的电子元器件个数约为10000万(1亿),后者的集成度要比前者提高了约100倍。目前,世界上集成电路生产的主流技术已经达到12~14英寸晶圆、65nm(纳米)的工艺水平,有些产品(Inter公司生产的微处理器CORE2Quad)已经达到45nm的工艺水平。根据芯片中包含的元器件数目分为:(★)集成电路规模元器件数目小规模集成电路(SSI)<100中规模集成电路(MSI)100~3000大规模集成电路(LSI)3000~10万超大规模集成电路(VLSI)10万~几十万极大规模集成电路(ULSI)>100万集成电路应用:中、小规模集成电路一般以简单门电路或单级放大器为集成对象;大规模集成电路以功能功能部件、子系统为集成对象。(★)现在PC机使用的微处理器CPU、主板上使用各种芯片组(南桥、北桥芯片)、图形加速器芯片、各种存储器芯片(ROM、RAM、Cache、BIOS)等都是由超大规模和极大规模集成电路。(★)P19集成电路分类P19按晶体管结构、电路和工艺分:双极型(Bipolar)集成电路金属氧化物半导体(MOS)集成电路双极金属氧化物半导体(Bi-MOS)集成电路按照功能分:P4数字集成电路(如:逻辑电路、存储器、微处理器、微控制器、数字信号处理器等)模拟集成电路(又称为线性电路,如:信号放大器、功率放大器等)按照用途分:(★)通用集成电路(如:微处理器和存储器芯片等)专用集成电路(ASIC)(根据某种应用的特定要求而专门设计、定制的集成电路)集成电路的发展P20集成电路的特点是体积小、重量轻、可靠性高。集成电路的工作速度主要取决于组成逻辑门电路的晶体管的尺寸,晶体管的越小,其极限工作频率越高,门电路开关速度就越快。芯片上电路元件的线条越细,相同面积的晶片可容纳的晶体管就越多,功能就越强,速度也越快。P4CPU(火柴盒大小)集成了成千上万个晶体管,其电路元件线条可以达到45nm纳米技术集成光路、光电子集成Moore定律摩尔在1965年在《电子学》杂志上发表预测,单块集成电路的集成度,平均每18-24个月翻一番,这就是有名的Moore定律。(★)IC卡分类和使用方式P21IC卡是“集成电路卡”简称,它能可靠地存储数据和读取数据。IC卡按功能可分为:存储器卡、加密存储器卡以及CPU卡。IC卡按使用方式可为:接触式IC卡和非接触式IC卡。IC卡按应用:电子证件(身份证)P33、电子钱包(公交卡、电话卡)。(★)考点3:二进制及其特点:整数和实数在计算机内的表示方法P25计算机中信息的计量单位(★)位:一个0或1就是一位,英文名叫bit(比特)常简记作b。n位的二进制能表示2n个数,一位二进制只有2种状态(0或1),n位二进制就有n个2相乘种状态(2n)比特是计算机中处理、存储、传输信息的最小单位。它是计算机信息处理的基本单位。字节:8位二进制为一个字节,英文名叫Byte常简记作B。存储容量的基本单位依次有:KB(千字节)、MB(兆字节)、GB(吉字节)、TB(太字节)。它们之间的关系是:1KB=210B=1024B1MB=220B=1024KB 1GB=230B=1024MB 1TB=240B=1024GB二进制定义:使用比特来表示的数称为二进制数。只有0和1两个符号,采用“逢二进一”和“借一当二”的运算法则。计算机采用二进制的原因:二进制中只有0和1两个数,运算简单、快速:0和1两个数据在物理器件上容易实现。比如可以用电平的高、低来表示;用磁性材料的两个极性来表示;也可用半导体导通和截止两种状态来表示。二进制的逻辑运算(★)三种基本的逻辑运算:与、或、非运算规则例子与(逻辑乖),用符号“AND”、“∧”、“-”表示只有参加运算的两个数同时1其结果才为1,否则为01与0=00与0=01与1=10与1=0或(逻辑加),用符号“OR”、“∨”、“+”表示只有参加运算的两个数中至少有1个是1其结果才为1,否则为01或0=10或0=01或1=10或1=1非(取反),用符号“NOT”、“-”表示)对参加运算的一个数取反,1变为0,0变为1非1=0非0=1二进制的逻辑运算:是位与位之间独立运算的,不会产生进位。二进制的算术运算(★)二进制的加法:0+0=0,0+1=1,1+1=10(两个二进制数相加,按“逢二进一”向高位进位1)二进制的减法:1-1=0,1-0=1,10-1=1(两个二进制数相减,按“借一当二”向高位借位1)。比特传输在数据通信中,信息是一位一位传输的,传输速率的基本单位是比特/秒,另外,还有千比特/秒、兆比特/秒、吉比特/秒等。它们的进位为10的3次方(1000)。(★)不同进制的转换不同进制的数是不能直接进行运算的,必须转换成同一进制下才能进行运算。二进制转为十进制:将二进制数的每一位数字乘以对应的权值。累加即可。以小数点为界,左起第N位的权值为2的N-1次方,即2N-1。右起第N位的权值为2的-N次方,即2-N。十进制整数转换为二进制整数:除以2取余法。十进制小数转换为二进制小数:乘以2取整法。不同进制间转换和比较大小。(★)考点4:整数和实数在计算机内的表示方法P33(★)计算机中的数值信息分为整数和实数两大类,它们在计算机中表示时分为定点数和浮点数。定点数(小数点位置固定的数)

定点数分为:定点整数和定点小数(纯小数),定点整数的小数点固定在二进制数最后一位的后面。定点小数点的小数点固定在二进制数最高一位的前面。定点整数分为:①不带符号的整数(正整数),所有的二进制数都用来表示数值大小。②带符号的整数,一般总是最高一位二进位用表示符号(通常0表示正号,1表示负号)其余各位表示数值大小。定点整数通常以原码、反码或补码的形式存放在计算机中,如果X表示真值,它在计算机内的各种编码称机器数。各种机器数表示形式为[X]原、[X]反、[X]补原码:正数:最高位为0,其余各位表示其值。总的位数根据CPU的字长而定 负数:最高位为1,其余各位表示其值。不足字长的位补0反码正数:和原码相同负数:在原码的基础上,符号位不变,其余各位按位取反补码正数:和原码相同负数:在原码的基础上,符号位不变,其余各位按位取反,末位加1对于一个正整数,它的原码、反码或补码相同。注意:判断一个机器数的真值,要把它转换成原码形式。如:已知一个负整数的补码求原码:符号位不变,其余各位按位取反,末位加1(不是减1)。通常数值型数据在计算机中都以补码形式存储,因为采用补码形式便于把减法运算转变成加法运算,这样减少了计算机的物理器件,从而减少成本。也就是说计算机的运算器中没有减法器而只有加法器。整数表示:整数分为不带符号的整数和带符号的整数。带符号的整数一般用原码或补码来表示。机器字长为8的无符号的整数能表示数的范围:0~255(00000000-11111111);机器字长为16的无符号整数范围为0-65535(0000000000000000-11111111111111111)机器字长为n位无符号正整数表示的范围:0-(2n-1)机器字长为8的二进制补码表示带符号整数范围:-128至+127(10000000-01111111)机器字长为16的二进制补码表示带符号整数范围:-32768至+32768机器字长为n的二进制补码表示带符号整数范围:-2n-1+1至+(2n-1)负数要比正数多一个数数0的原码和反码是不唯一的(0和-0),但是0的补码表示是唯一的(0)。考点5:实数(浮点数)信息在计算机内的表示P35实数是既有整数部分也有小数部分的数。任意一个实数在计算机内部都可用“指数”(也称“阶码”),是一个整数和“尾数”(纯小数)来表示。这种用指数和尾数来表示实数的方法叫做“浮点表示法”。(★)浮点数(小数点位置不固定的数)浮点数由尾数和阶码组成如:-345.6=-0.3456×10-3,其中0.3456称尾数,3称为阶码,“-”称尾符,“+”称阶符数据的溢出:一个数据的阶码超过计算机所能表示的最大阶码称为上溢,要停止运算;一个数据的阶码小于计算机所能表示的最小阶码称为下溢,计算机将把此数作为0处理,机器仍然可以运行。在Pentium机中,浮点数长度可以是32位、64位和80位实数,位数越多,可表示数的范围越大,精度也越高。第二章 计算机组成原理考点1:计算机的发展P39计算机主机所使用的元器件作为计算机划代的主要标志,计算机的发展分为四代。(★)目前用的计算机依旧是集成电路计算机,计算机的新开发着眼于智能化,以知识处理为核心,称为:新一代计算机。考点2:计算机的组成P39计算机硬件组成计算机硬件由CPU,存储器,I/O设备和总线组成。CPU是计算机硬件的核心,运算器,寄存器、cache组成考点3:微处理器和嵌入式计算机将运算器和控制器集成在一块半导体芯片上的大规模集成电路,称为微处理器。它作为微型计算机的核心部件。将处理器、存储器、输人/输出接口电路等集成在一块芯片上的大规模集成电路称为微控制器,也叫单片机。它常以嵌人方式使用在智能仪表外围设备、数字家电和通信设备等产品中(数码相机、MP3、手机等)。以微处理器为中央处理器(CPU)的计算机,称为微型计算机。微型计算机的发展是以微处理器的发展为标志的。典型微型机有以Pentium和PowerPC等为微处理器的多种微型机系列。考点4:计算机的分类P45按计算机的字长和内部结构分为:8位机,16位机,32位机,64位机等。按计算机的性能和价格分为:巨型机,小巨型机,大型主机,工作站,个人计算机(PC)。按计算机的用途分为:通用机,专用机。考点5:CPU(中央处理器)的结构与原理计算机的基本工作原理:采用美籍匈牙利数学家冯.诺依曼提出的“存储程序控制”原理。(★)P44程序:指的是一个可执行的指令序列。存储程序:指的是将可以由计算机执行的一个指令序列预先存储在计算机的存储器中。控制:指的是由当前所执行的指令来决定计算的各硬件如何动作以完成特定的信息处理任CPU的任务:CPU的任务是运行系统程序和应用程序。P39CPU的结构:(★)CPU主要由寄存器组、运算器、控制器等组成。P44是任何一台计算机必不可少的核心部件。P39为了提高速度,计算机也可以包含2个、4个、8个甚至几百个、几千个CPU。使用多个CPU实现超高速计算的技术称为“并行处理”。集成有2个、4个甚至更多CPU在同一个芯片内的所谓“多核”CPU,使PC性能得到了进一步的提高P39寄存器:暂存数据。P44运算器:主要完成算术运算和逻辑运算。控制器:CPU的指挥中心,协调和控制计算机的各个部件统一工作。控制外部数据的输入,计算机内部数据的交换与处理,结果的输出与计算机各种突发事件的实时监控。考点6:计算机的指令与指令系统P45(★)指令的含义,格式及各组成部分的作用:指令:是可被CPU理解并执行的二进制编码表示的基本操作命令,在计算机内部,程序的基本单位是指令。指令的形式:二进制。指令的格式:一条指令通常由操作码和操作数地址两部分组成。操作码操作数地址操作码:代表指令的功能,即告诉计算机做何种操作(ADD、SUB、MOV、STR(存储)、LDA(读数))。操作数地址:给出执行指令时所需要的操作数或操作数的存储位置信息。操作数地址可能是1个,2个甚至更多。(★)如:OPD1D2D3,OPD1D2,OPD指令系统:一台计算机的所有指令的集合。(★)指令系统兼容性(★)不同种类的计算机有不同的指令系统。因此,一台计算机上可以执行的程序,在另一台不同的计算机上可能无法执行。为了克服这一问题,采用“兼容方式”:(1)在计算机系列开发中,新处理器保留老处理器的所有指令,同时扩充功能更强的指令(升级)。(2)有些不同厂家开发的计算机保持指令系统的相互兼容。这样,软件就在兼容的计算机上通用。如:AMD和Cyrix公司微处理器,与Intel公司微处理器的指令系统互相兼容。同一个公司生产的处理器采用“向下兼容方式”来开发新处理器。不同公司生产的处理器未必互相兼容。例如,Intel公司微处理器与IBM公司PowerPC微处理器的指令系统互相不兼容。指令的执行过程一条指令在计算机中的执行过程分为如下几个步骤:取指令:CPU的控制单元从Cache或主存储器(RAM)中读取一条指令并放入指令寄存器。指令译码:控制单元中的译码电路对指令寄存器中保存的指令的操作码部分进行解释和翻译并产生控制信号(ADD、SUB、MOV(传送)、JMP(跳转)、STR(存储)、LDA(读数)等)。执行指令:执行单元取操作数,完成指令所规定的运算或操作。保存结果:执行单元保存运算结果到寄存器或内存储器,指令计数器自动形成下一条将要执行的指令所在的存储单元地址。CPU的性能指标(题型:影响CPU运行程序速度的主要因素?)CPU的工作主频(提供给CPU工作的脉冲信号每秒出现的个数)决定了CPU内存数据传输速率和执行指令所占用的时间。主频越高,CPU的速度就越快。CPU总线速度:CPU总线的工作频率和数据线宽度决定CPU与内存间传输数据的速度快慢。CPU总线频率(也称“CPU外频”):决定了CPU和外部部件交换数据的工作频率。总线频率越高,CPU的处理速度就越快。Cache的存储容量决定了CPU访问Cache时的命中率。Cache的容量越大CPU的处理速度就月快。寄存器,运算器的位数越多,CPU的运算器速度就越快。指令系统、逻辑结构CPU执行指令的速度单位主要有:MIPS(百万条定点指令/秒),MFLOPS(百万条浮点指令/秒),TFLOPS(万亿条浮点指令/秒)。考点7:PC机的主板(★)P48PC机的主板上内置了如下主要部件:CPU插座,芯片组,RAM存储器插座,I/O总线插槽(PCI插槽),硬盘插槽(IDE),显卡插槽(AGP),BIOSROM芯片,CMOSRAM芯片等。主板尺寸已经标准化,现在使用的主要是ATX和BTX考点8:芯片组P49芯片组是主板电路的核心,决定了CPU的类型和速度,总线速度,存储器的速度,存储器的容量及类型。一般由2块超大规模集成电路组成:北桥芯片和南桥芯片。有什么样的CPU,就需要什么样的芯片组北桥芯片:存储控制中心(MCH),用于高速连接CPU、内存条、显卡并与南桥芯片互连;南桥芯片:I/O控制中心(ICH),主要与PCI总线槽、USB接口、硬盘接口、音频编码解码器、BIOS和CMOS存储器等连接,并借助SuperI/O芯片提供对键盘、鼠标、串行口和并行口等控制。集成度的提高,不少芯片组已经把网卡、声卡甚至显卡的功能都集成在芯片组中,因而芯片组也决定这计算机的音频性能和显示性能考点9:BIOS、CMOS芯片主板上有两块特别有用的集成电路:BIOS、CMOS存储器①BIOS(基本输入/输出系统):它是一块闪烁存储器(Flashmemory)中的一组机器语言程序,存放的是基本输入/输出系统,它是PC机软件中最基础的部分,没有它机器就无法启动。它具有启动计算机工作,诊断计算机故障及控制低级输入输出操作的功能。②BIOS主要包含四个部分的程序:(★)加电自检程序(POST)系统自举(装入)程序(BOOT)CMOS设置程序(在启动时按Del、F1、F2、F8、F10等键)基本外围设备的驱动程序③CMOSRAM芯片(★):它是一种可随机读写的半导体存储器芯片,其中存储的是用户对计算机硬件所设置的参数,包括系统日期时间和密码,显卡类型,硬盘驱动器的数量、类型和参数,启动程序访问顺序等。这些配置信息供操作系统自举程序读取。由于CMOS是易失存储器,当机器电源关闭以后,由主板上“电池”供电,而保持其中存储的信息不丢失。考点10:存储器的层次结构(★)P51内存容量速度价格/位寄存器最小最快(1ns)最高Cache存储器(2ns)主存储器(RAM和ROM)(10ns)外存外存储器(10ms)后备存储器最大最慢(10s)最低半导体存储芯片按照是否能随机读写,分为:随机存储器(RAM)和只读存储器(ROM)RAM:一般用来存放用户的程序和数据。RAM根据保存数据的机理可分为:DRAM和SRAM无论是DRAM(主存储器)还是SRAM(Cache存储器),断电或关机,其中的信息将随之丢失Cache存储器/高速缓冲存储器:是为了解决CPU与主存储器速度不匹配而引入的,它由SRAM芯片组成,一般封装在CPU内部,与CPU同速度。Cache是主存储器的延伸,其中的内容是主存中部分内容的拷贝,它与主存统一编址(按字节)。ROM:存放固定的系统程序,按照是否在线改写可分为:不可在线改写ROM和可在线改写FlashROM主存储器:由若干DRAM芯片组成,与CPU直接相连并交换信息,是CPU与硬盘之间交换数据的桥梁,与外存相比,主存储器存取速度快,但容量小,价格高。主存储器每个单元为一个字节B(8个二进制位)。每个单元都有一个地址。存储单元内容包括数据和指令。CPU根据地址访问主存。内存储器是由半导体集成电路芯片制成。DIMM插槽两面触点是相互独立的,DDR2采用双列直插式内存条。CPU工作是它所执行的指令及处理的数据都是从内存中取出的,产生的结果一般存放在内存中。计算机执行程序时,外村中的程序及数据必须先传送到内存,然后才能被CPU使用。P40数据读写速率(存储器的带宽)=存储器数据通路宽度×存储器总线有效时钟频率×通道数P89存储器时钟频率存储器芯片名称存储器内部频率内存条名称每秒传输次数最大传输速率100MHzDDR-200100MHzPC-1600200M1.6GB/sDDR2-400200MHzPC2-3200400M3.2GB/sDDR3-800400MHzPC3-6400800M6.4GB/s近几年流行的是P53、P88近几年流行的是P53、P88DDRSDRAM(2倍数据速率的同步SDRAM)DDR2SDRAM(4倍数据速率的同步SDRAM)DDR3SDRAM(8倍数据速率的同步SDRAM)存储器数据通路宽度64位64÷8×2×100=1.6GB/s64÷8×4×100=3.2GB/s64÷8×8×100=6.4GB/s考点11:I/OP53I/O设备:输入/输出设备,也称外设。I/0操作:实现1/0设备与主机之间的数据传输。I/0控制器:1/0设备的专用控制器,1/0设备通过1/0控制器与主机连接。I/0接口:主机箱上的各种插座和插头,用于连接1/0设备。常用I/O接口(表)。(★)P56考点12:总线P53系统总线:⑴处理器总线(前端总线):用于CPU与北桥芯片相互连接的总线⑵I/O总线:用于I/O控制器与主机(CPU、存储器)之间数据传输总线的三类信号的传输:⑴地址线(地址信号)(★)⑵数据线(数据信号)(★)⑶控制线(控制信号)(★)总线组成:⑴各部件之间信息传输的一组共享信号线;⑵总线控制器:包含在主板的芯片组内。总线性能:数据传输速率(总线带宽)总线带宽(最高传输速率)=(数据通路宽度/8)×总线工作频率×传输次数400MHz400MHz×8B=3.2GB/s133MHz×8B=1.064GB/s常用的总线标准有:ISA(工业标准体系结构)总线,也叫AT总线,是16位总线。ELSA(扩展工业标准结构)总线,和ISA总线兼容,是32位总线。PCI总线,是一种局部总线,在32位时最高的传输速率为133MB/S,在64位的时最高的传输速率为266MB/S。(★)PCI-E是PC机I/O总线的新标准,它采用高速串行传输以点对点的方式与主机进行通信。目标是全面取代现行的PCI和AGP,实现总线接口的统一。包括的类型:x1、x4、x8及x16分别包含1、4、8、16个传输通道。传输速率高:x1每个通道的速率可达250MB/s,(2.0版速率提高为2倍500MB/s,3.0版为4倍1GB/s);x16速率可达5GB/s,n个通道速可提高n倍PCI-Ex1和PCI-Ex16已经成为PCI-E的主流规格,大多数芯片组生产厂商在:北桥芯片组中添加了对PCI-Ex16的支持,5GB/s远远超过AGP8X的接口速率2.1GB/s,PCI-Ex16接口的显卡已经越来越多地取代AGP接口的显卡南桥芯片组中添加了对PCI-Ex1的支持,250MB/s已经可以满足声卡、网卡和多数外存对数据传输带宽的要求P55考点.13:USB接口P56(★)目前计算机各种外设的常用接口。总线式高速串行接口。传输速率:USB1.1用于连接中低速设备,现在很少使用现在广泛适用的USB2.0的最高数据传输速率可达480Mb/s(60MB/s),用来连接硬盘等高速设备最新发布的USB3.0最高数据传输速率可达3.2Gbps(400MB/s)使用“总线集线器”,一个USB接口最多能连接127个外设。可以由主机提供+5V电源。支持即插即用、热插拔。IEEE-1394接口:主要用于链接需要高速传输大量数据的音频和视频设备P57速率可达50MB/s~100MB/s,支持热插拔考点14:常用输入设备鼠标器:鼠标器的分辨率(dpi):鼠标每移动一英寸距离可分辨的点的数目。分辨率高,定位精度高。鼠标接口:PS/2接口、USB接口、无线接口等。扫描仪:将原稿(如照片、图片、书稿等)输人计算机的一种图像输人设备。图像传感器采用CCD(电荷耦合器),主要性能指标。P61(★)色彩位数(色彩深度):所有颜色分量二进位和、颜色数目:色彩数:2n,n:色彩深度数码相机:成像芯片采用(数码相机的核心):CCD、CMOS。存储器:快擦除存储器(闪烁存储器、FlashROM)。图像大小用(水平和垂直)分辨率来计算。(★)P62一台200万像素的数码相机可以拍摄多高分辨率的照片?若存储容量为128MB且不进行数据压缩,一次最多可以拍摄这样的照片多少张?参见P79-9分辨率得1600×1200照片的数据量与分辨率、颜色数目有关,参见P237颜色数目为8位一张照片的数据量为:1600×1200×8÷8=1920000B≈1.83MB128M一次最多可拍:128÷1.83=69.95(张)69张考点15:常用输出设备(★)显示器P64显示器的种类:CRT和LCD显示器的分辨率:整屏可显示像素的多少,用水平分辨率X垂直分辨率表示。如800×600,1024×768等,数值越大,表示可显示出信息越多。刷新速率是指所显示的信息每秒钟更新的次数,它影响到显示器显示信息的稳定性。显卡组成:显示控制电路、绘图处理器、显示存储器、接口电路接口:现在还有许多显卡使用AGP接口,但目前越来越多的显卡开始使用性能更好的PCI-Ex16接口P65打印机P66针式打印机:击打式的,打印质量差,噪音大,但可多层套打(票据),耗材成本便宜,在银行、商业等领域有着优势。喷墨打印机非击打式的,在彩色打印中有优势。使用技术:压电喷墨技术和热点喷墨技术。激光打印机非击打式的,是激光技术与复印技术结合的产物。高质量、高速度、价格适中。分黑白、彩色(价高)两种。打印速度:针式:100~200字符/s激光、喷墨:页式打印机,页数/分PPM(通常每分钟3~10页)家庭低速:约4PPM,办公高速激光:10PPM以上考点16常用外存储器P69软盘存储器:PC机主要使用3.5英寸软盘,可存储1.44MB信息。硬盘存储器P69(★)由1~5张盘片组成(一张盘片也称为1个单碟),所有盘片上相同半径处的一组磁道称为“柱面”磁盘磁道表面有许多同心圆组成,每个圆称为磁道。扇区(软、硬磁盘的基本存储单位,每个扇区容量为512字节,用于存放一个数据块)。硬盘上一块数据要用三个参数来定位:柱面号、扇区号和磁头号。存储容量主要由记录面数量、每记录面的磁道数、每磁道的扇区数等决定的。平均等待时间,这和磁盘的转速有关。硬盘接口:IDE(并行的双向接口)、SATA(串行)。数据传输速率:外部传输速率指主机从(向)硬盘缓存读出(写入)数据的速度,与采用的接口类型有关,现在采用SATA接口一般为150MB/s~300MB/s内部传输速率指硬盘在盘片上读写数据的速度,转速越高内部传输速率越快,通常远小于外部传输速率移动存储P71(★)流行的“移动存储”设备主要有两种:一种是大容量(一般是以GB来计算)的移动硬盘,主要采用火线IEEE1394接口和USB1.1、2.0接口;一种是采用Flash内存的小容量(一般以MB来计算)的移动存储器,接口大都采用USB1.1、2.0,又被称为U盘。存储卡:闪存做成的另一种存储卡固态存储卡SD、CF、MS、MMC、……。只有配置了读卡器的PC机才能对这些存储卡进行读写操作固态硬盘SSD:是基于半导体存储芯片(主要是NAND型闪存)做成的外存储器。用途:在便携式计算机中代替传统的硬盘。存储容量:64GB~128GB或更大。P73光盘P74(★)光盘存储器:一种采用聚焦激光束在盘形介质上高密度地记录信息的存储装置。产品类型:固定型光盘:只读光盘,如CD-ROM,DVD-ROM追记型光盘:写人后的信息不可修改和删除,在空白处可追加写入,如CD-R,DVD-R。可改写型光盘:可读可写,如CD-RW,DVD-RAM。CD盘上记录数据的是一条由里向外连续的螺旋道,存储数据原理:在盘上压制凹坑,凹坑的边缘用来表示“1”,其它平坦部分表示“0光驱与主机的接口:IDE、E-IDE、SCSI。光盘速度慢于硬盘。CD-ROM光盘的容量约为650M左右,DVD盘可达到4.7G,DVD的道间距只有CD盘的一半,信息坑更加密集,因而大大提高盘片的存储容量。分代年代名称激光类型存储容量第1代1982CD光盘存储器红外光650MB第2代1995DVD光盘存储器红光4.7GB第3代2006BD光盘存储器蓝光25GB(注:表中DVD和BD的容量均为单面单层的容量)DVD光盘类型120mmDVD存储容量(GB)80mmDVD存储容量(GB)单面单层(SS/SL)单面双层(SS/DL)双面单层(DS/SL)双面双层(DS/DL)4.7(DVD-5)8.5(DVD-9)9.4(DVD-10)17(DVD-18)1.46(DVD-1)2.66(DVD-2)2.92(DVD-3)5.32(DVD-4)第三章 计算机软件考点1:计算机软件及计算机软件技术P107软件的定义:以电子格式存储的程序、数据和相关文档。程序:指示计算机解决一个特定问题或完成一个指定任务的一组详细的、可逐条执行的语句(或指令)序列。数据是程序处理的对象。文档是程序在开发、维护和使用中所需要的全部资料。程序是软件的主体,单独的数据和文档不认为是软件。考点2:软件的分类:系统软件和应用软件P109考点3:系统软件P109(★)系统软件:操作系统、语言处理系统、数据库管理系统、网络通信管理系统、各类服务性程序等。系统软件核心是操作系统操作系统的主要功能是有效地管理和使用计算机系统的资源,给应用软件的开发与运行提供支持,为用户使用与管理计算机提供方便。Windows是图形界面的多任务操作系统。语言处理系统的主要功能是将不可执行的源程序转换为可执行的机器语言程序。数据库管理系统的主要功能是对保存在数据库中的数据进行管理。考点4:应用软件P110包括通用应用软件(许多行业部门共同使用)和定制应用软件(按照特定应用专门设计)商品软件、共享软件、自由软件、版权、知识产权P111、P107考点5:操作系统P112操作系统的主要作用:管理软硬件资源提高系统效率、提供友善的人机界面支持应用软件。操作系统的功能:处理器管理、存储管理、文件管理、I/O设备管理、帮助、纠错、保护系统安全等。(★)考点6:多任务处理(若干程序同时运行),多任务处理(采用按时间片轮转策略)(★)P114任务:装入内存并启动执行的一个应用程序。在Windows任务管理器中活动窗口对应的任务称为前台任务,非活动窗口对应的任务称为后台任务。多任务处理:为提高CPU利用率,操作系统支持同时运行若干个程序。并发多任务方式:前台任务和后台任务都能分配到CPU的使用权,从宏观上看,多个任务同时执行。从微观上看,任何时刻只有一个任务在执行,CPU按时间片轮流执行多个任务。抢占式多任务方式:操作系统中的调度程度按时间片轮转的策略,只要时间片结束,正在执行的任务就会被强行终止,把CPU使用权交给下一个任务执行。考点7:存储管理P116存储管理主要内容:内存的分配和回收、内存的共享和保护、内存自动扩充等。虚拟存储技术:虚拟存储器比实际内存容量大,在Windows中虚拟存储器由物理内存(主板上的RAM)和硬盘上的虚拟内存组成,页面调度采用“最近最少使用”算法。(★)考点8:文件管理P117文件管理:文件、文件组成、文件目录文件是一组相关信息的集合。计算机中程序、数据、文档都以文件的形式存放在外存储器中。文件包含程序(或数据)和说明信息。文件说明信息和文件的具体内容分开存放。前者保存在该文件的目录中,后者则全部保存在磁盘的数据区域。文件管理的主要职责:如何在外存储器中为创建(或保存)文件而分配空间为删除文件而回收空间,并对空闲空间进行管理。文件管理的基本功能:创建新文件、保存文件、读出文件和删除文件。硬盘格式化后分成四部分:引导区、FAT、FDT和数据区。外存储器物理特性各有差异,目录结构、空间划分与分配方法不完全相,典型的文件管理格式有:FAT(磁盘)、NTFS(磁盘,带安全加密功能)、CDFS、(CD-ROM)、UDF(DVD和CD-RW)等。考点9:常用操作系统P119Windows操作系统(★)WindowsNT、WindowsMe、Windows2000、WindowsXP、WindowsServer2003、WindowsVista、Windows7UNIX操作系统:由内核和外层应用子系统两部分组成。(★)优点:结构简练、功能强大、可移植性好、可伸缩性和互操作性强、容纳新技术能力强、网络通信功能强。Linux操作系统:创始人是芬兰青年学者LinluSTorvolDs(★)优点:优秀的网络服务器软件,多用户多任务,支持多种工作平台和多处理器。属于GPL自由软件,其源代码全部公开。其它操作系统实时操作系统:时间约束严格,响应迅速,安全可靠的操作系统。嵌人式操作系统:快速、高效,具有实时处理功能,代码紧凑的操作系统。考点10:算法与程序设计语言分类程序设计语言分类:机器语言、汇编语言和高级语言3类。(★)P125机器语言:用机器语言编写的程序,全都是二进制代码,可被计算机直接执行。汇编语言:与机器语言相比,比较直观易记,但不如高级语言易学。高级语言:接近自然语言,有一套完整的语法规范,易学易用易维护。考点11:高级语言基本成分P127高级语言基本成分:数据成分、运算成分、控制成分(顺序、选择、重复)和传输成分。考点12:语言处理系统P136(★)语言处理系统的作用:将汇编语言和高级语言书写的源程序翻译成计算机能够直接执行的机器语言程序。翻译程序有三种:汇编程序(汇编到机器)、解释程序(口译)和编译程序(笔译)。解释程序和编译程序的区别:前者翻译一句执行一句,实现算法简单,但运行效率低,后者会一次全部翻译好,产生目标程序,可供多次执行。语言处理程序的组成:正文编辑程序、翻译程序、连接编辑程序和装入程序等。考点13:常用程序设计语言P127主要高级语言:(★)Fortran语言是一种用于数值计算的面向过程的程序设计语言。特点:接近数学公式,简单易用。它是科学计算的主流程序语言。JaVa语言是一种面向对象的、用于网络环境的程序设计语言。特点:适用于网络分布环境,具有一定的平台独立性、安全性和稳定性。C和C++语言:C语言与支撑环境分离,可移植性好,运行效率高,Unix就是用C语言编写的。C十十语言是以C语言为基础发展起来的通用程序设计语言,内置面向对象的机制,支持数据抽象。其它语言:LISP:适合于符号操作和表处理,应用于人工智能领域。 PROLOG:逻辑式编程语言,应用于人工智能领域。 Ada:类似PASCAL语言,易于控制并行任务和处理异常情况。MATLAB:提供数据可视化等功能的数值计算语言。考点14:算法P122编写程序首先要考虑的两个方面:算法和数据结构。算法是问题求解规则的一种过程描述。算法的设计方法:由粗到细、由抽象到具体的逐步求精,例如迭代法、穷举搜索法、递推法、分治法等。P124算法的性质:确定性、有穷性、能行性(可行性)、输人(≥0)与输出(输出个数N≥1)。(★)P123算法的表示形式:文字说明、流程图表示、伪代码、程序设计语言P125算法与程序的区别:(★)一个程序不一定满足有穷性,算法必须有穷。程序中的语句必须是机器可执行的,算法中的操作则不受此限。算法分析的两个重要因素:时间复杂度与空间复杂度。P140考点15:数据结构P141数据结构定义:研究程序设计中计算机操作对象以及它们之间的关系和运算的一个专门学科。数据结构研究包括三方面内容:数据的逻辑(抽象)结构、数据的存储(物理)结构以及在这些数据结构上定义的运算集合。逻辑结构是数据间关系的描述,存储结构是逻辑关系在存储器上的实现。常用的运算包括检索、插入、删除、更新等。(★)计算机网络及因特网考点1:通信几个概念P149现代通信:使用电波和光波双向传递信息的技术(电信),它属于信息的传递。广播和电视使用电波传递信息,它们是一种单点向多点发送信息的单向通信。(★)通信的基本任务是传递信息,通信三个要素:信源(信息的发送者)、信宿(信息的接受发送者)和信道(信息的载体与传播媒介)。(★)P149通信系统也称为电信网,它连接着大量的用户,由终端设备、传输设备、交换设备等组成。电(光)信号的两种形式:模拟信号、数字信号P150模拟信号:用过连续变化的物理量(如信号电平的幅度或电流的强度)来表示信息在传输过程中容易受噪声信号的干扰,传输质量不够稳定。目前越来越多地把模拟信号转换成数字信号再进行传输——数字通信数字信号:电平高低或电流大小只有有限个状态(一般是两个状态),有时候在时间上也是不连续的抗干扰能力强,差错可控制,还可以方便地对信号加密,安全性容易得到保证,可以由计算机直接存储、处理和管理基带传输:网络中直接传输(近距离、局域网)P206频带传输(载波传输):经过调制后在网络中传输(广域网)载波:高频振荡的正弦波信号在长距离通信中能够比其他信号传送得更远。因此若把高频振荡的正弦波信号作为携带信息的载波,把数字信号放在(调制在)载波上传输,则可比直接传输的距离远得多P155考点2:通信技术分类P150通信技术分类:有线通信、无线通信和移动通信。考点3:传输介质(信道)P151(★)传输介质分为:有线和无线。有线介质有电话线、双绞线、同轴电缆和光纤等。无线介质有红外线、无线电波、微波和激光等。传输介质各自的主要优缺点。P150(★)考点4:有线通信系统P150有线通信系统分为:有线载波通信和光纤通信。信息载体有电信号、光信号。P150有线载波通信主要采用双绞线和同轴电缆光纤通信需要进行光电转换,光纤主要传输数字信号;光纤通信的发展趋势:全光网。全光网在传输和交换过程中不需要进行光电转换。单模光纤:纤芯细(孔径在传输光波波长的10倍之内),传输距离远,速率高(例如100km距离时速率可达10Gbps),适合远程通信使用;多模光纤:纤芯较粗(孔径大于10微米),传输距离近,速率低(例如1km距离内速率为1Gbps),一般在局域网中使用考点5:无线通信系统P152无线通信是通过自由空间的电磁波传播信息。能量分散,传输效率底,易被窃听、易受干扰无线通信系统分为:微波通信、卫星通信、移动通信等。无线电波按频率(或波长)可分成中波、短波、超短波和微波。超短波和微波的绕射能力较差。(★)P152微波概念微波是一种具有极高频率(通常为300MHz-300GHz)的电磁波,波长很短,通常1m至1mm。微波直接传输距离不超过50千米,远距离微波通信采用中继站接力方式。(★)微波具有类似光波的特性,在空间主要是直线传播,也可以从物体上得到反射,但不能像无线电的中波那样沿地球表面传播(地面会很快吸收掉)。也不能像短波那样,可以经电离层反射传播到地面上很远的地方(它会透过电离层进入宇宙不再返回)。微波远距离通信三种方式:P153微波接力通信:保证通信质量卫星通信:微波接力通信向太空延伸对流层散射通信:地面微波接力通信特点:容量大、费用省、抗灾能力强。(★)卫星通信特点:转发无线电信号,通信距离远,频带很宽,容量很大,价格较贵。(★)卫星通信的运行轨道有两种:P208中、低轨道:卫星相对于地面的位置事变动的,天线覆盖的区域小,地面天线必须随时跟踪卫星。为了保证在地球上任何一点可以实现24小时不间断通信,必须精心布置多条轨道及一大群具有强有力通信处理能力的卫星同步定点轨道:运行周期与地球自转一圈的时间相同,所以在地球上看这种卫星好似静止不动。特点:三颗卫星就可以覆盖地球的几乎所有的面积,可24小时全天候通信卫星通信的另一种重要的应用是全球定位系统(GPS)P208考点6:移动通信技术P153 移动通信概念:处于移动状态的对象之间的通信,也是微波通信的一种。包括寻呼机系统、蜂窝移动电话(俗称手机)、集群调度、无绳电话和卫星系统。蜂窝移动通信是采用蜂窝无线组网方式,移动通信区由一个一个的小区组成,每一个蜂窝区由一个蜂窝基站和一群用户移动台组成,移动台是收发合一的。每个用户移动台与基站通信,基站负责射频资源管理并经电话线或微波通道与移动电话交换中心(MSC)相连。MSC控制呼叫信号和处理、协调不同蜂窝区间的越区切换。移动电话交换局再与被叫用户相连。蜂窝移动通信业务是指经过由基站子系统和移动交换子系统等设备组成蜂窝移动通信网提供的话音、数据、视频图像等业务。集群移动通信系统可以实现将几个部门所需要的基地台和控制中心统一规划建设,集中管理,而每个部门只需要建设自己的调度指挥台(即分调度台)及配置必要的移动台,就可以共用频率、共用覆盖区,即资源共享、费用分担,使公用性与独立性兼顾,从而获得最大的社会效益。所以,我们必须提倡这种联合建设共用网络的建方式。如:高层会议组、中层会议组、交通指挥调试移动通信系统组成:移动台、基站、移动电话交换中心等组成。(★)P154移动台:是指移动通信的终端,如手机、寻机、无绳电话等;基站:是与移动台联系的一个固定收发机;移动电话交换中心:每个用户移动台与基站通信,基站负责射频资源管理并经微波或电话线通道与移动电话交换中心(MSC)相连,来交换信息。MSC控制呼叫信号和处理、协调不同蜂窝区间的越区切换。移动电话交换局再与被叫用户相连。三代移动通信系统(★)第一代个人移动通信采用模拟技术,称之为蜂窝式模拟移动通信系统。第二代移动通信系统采用数字技术,包括:第二代900/1800MHzGSM数字蜂窝移动通信业务,指利用工作在900/1800MHz频段的GSM移动通信网络提供的话音和数据业务。第二代800MHzCDMA数字蜂窝移动通信业务,指利用工作在800MHz频段上的CDMA移动通信网络提供的话音和数据业务。第三代移动通信系统由国际电信联盟(ITU)提出的,称为IMT-2000,意指在2000年左右开始商用并工作在2000MHz频段上的国际移动通信系统。第三代数字蜂窝移动通信(简称3G移动通信)业务,指利用第三代移动通信网络提供的话音、数据、视频图像等业务,并将提供更新、更好的服务。考点7:我国采用的3种技术标准:网络是互通的,终端互不兼容P154中国移动TD-SCDMA(时分-同步码分多址接入),自主知识产权中国电信CDMA2000中国联通W-CDMA考点8:通信传输技术P155在通信过程中要用到以下几个概念:调制(Modulation):将基带数字信号的波形换为适合于模拟信道传输的模拟信号波形。简单地说是将数字信号转换成模拟信号(D/A转换)。基本调制方法:调幅、调频或调相。(调制:只是改变信息的表示方式,并没有改变信息的内容)与调幅传输相比,调频与调相传输具有抗干扰能力强等优点。但是,调频与调相方式实现起来成本相对较高。所以,在数字通信系统中大多以载波调幅传输方式为主。解调(DeModulation):将由调制器变换过的模拟信号波形恢复成原来的基带数字信号波形。简单地说是将模拟数字信号转换成模拟数字信号(A/D转换)。调制与解调:在发送方,利用调幅、调频或调相技术。将数字信息加载到正弦波上以利于长距离传输,在接收方,再将信息从正弦波中分离出来,转换成适合计算机的数字信息。多路复用技术:P156为了提高线路的利用率,总是设法在一条传输线路上,传输多个模拟信号(如:话路信息)或数字信号,这就是多路复用。即使多路数据传输合用一条传输线。多路复用技术有两种。时分多路复用技术(同步式或异步式):各终端设备以事先规定的顺序轮流(时间片)使用同一传输线路进行数据(或信号)传输。(★)频分多路复用技术(光纤通信中称为波分多路复用):它将每个信源发送信号调制在不同频率的载波上,通过多路复用器将它们复合为一个信号,然后在同一传输线路上进行传输。交换技术:P158在广域的情况下,网络节点是部分连接,没有直接互联的节点间通信,必须经过中转节点的转换才能实现。当两终端要进行通信时,建立一临时的通信链路,通信结束后再拆除链路。交换技术:分为电路交换和分组交换。电路交换在通信时,经拨号接通双方的线路,建立一条实际(临时)的物理通道,通话结束后再释放(拆线)。分组交换按照某种方式动态地分配传输线路资源。进行通信时,将信息分为若干小块,组成一个个数据包(分组),采用存储转发方式,每一数据包根据链路的忙闲情况,可经不同的路径到达接收端,再将信息组装起来。(★)考点9:分组交换与存储转发原理P159分组交换也称包交换,把需要传输的数据块分割成若干小块,为每块数据加上有关的地址信息及分组信息,组成一个数据包(也称分组),然后以数据包为单位进行传输,数据包的长度通常为几十到几百字节。网络中负责将传输数据包进行存储转发的通信处理机称分组交换机或包交换机。分组交换方式的优点:(★)线路利用效率高;收发双方不需要同时工作;当接受方忙碌时,整个网络都可以作为它的缓冲;可以给数据包建立优先级,使一些重要数据能优先传递。分组交换方式的缺点:延时较长,不太适合实时或交互方式应用。存储转发原理(★)当交换机收到一个包后,检查该数据包的目的地址,决定应该送到哪个端口进行发送。由于有许多包必须在同一端口发送,包交换机的每个口都有一个缓冲区(队列),需要发送的包都存放在该端口的缓冲区中,端口每发送一个包,就从缓冲区队列中提取下一个包进行发送。计算机编址和路由器广域网的物理编址:连接在广域网上的每台计算机都必须有一个惟一地址,当发送数据包到另一台计算机时,发送者必须在包中给出目的计算机的地址。广域网计算机的地址采用层次编址方案。最简单层次编址方案分为两部分:第一部分表示包交换机号,第二部分表示连接到该交换机上的端口号。[包交换机号,端口号]路由表:(★)包交换机每收到一个包时,必须选择一条路径来转发这个包。如果包的目的地址是直接与之相连的一台计算机,包交换机就将包发往该计算机;如果包的目的地址是另一个包交换机,就应通过连接该交换机的高速数据线路转发另一台交换机。为此,每一台交换机都必须有一张用来给出目的地址与输出端口的关系的表,该表称为路由表。分组交换网的路由表中,“下一站”取决于包的目的地址。交换机3路由表下一站交换机目的地本交换机出口下一站交换机号[1,X]端口2交换机1[2,X]端口3交换机2[3,X]本地计算机一[4,X]端口4交换机4考点10:计算机组网的目的P161数据通信、资源共享、实现分布式的信息处理(多台)、提高计算机系统可靠性和可用性。考点11:计算机网络分类P162按传输介质分:有线网和无线网按网络拓扑结构分:星型网、环形网、总线网、树型网等按使用协议分:TCP/IP、SAN网、IPX网等。按网络规模和覆盖范围分类分:局域网(LAN)、广域网(WAN)、城域网(MAN)。按网络性质分:公用网和专用网。按网络使用范围和对象分:企业网、政府网、金融网和校园网。考点12:计算机网络组成P163若干个主机、数据通链路、通信协议及相关的网络软件。考点13:目前使用的主要网络操作系统:P163Windows系统服务器版:WindowsNTServer、WindowsServer2003、WindowsServer2008等,一般用于中抵挡服务器中UNIX:AIX、HP-UC、IRIX、Solaris等,稳定性和安全性好,可用于大型网站或大中型企、事业单位网络中Linux:开放原代码的自由软件,可免费得到许多应用软件,目前获得了很好的应用考点14:数据通信系统的性能指标P164主要性能指标:信道带宽、数据传输速率(二进制位)、误码率和端一端延迟等。(★)考点15:网络工作模式P164对等模式:网络中的每台计算机既可以作为工作站也可以作为服务器。客户/服务器模式:网络中每一台计算机都扮演着固定的角色,要么是服务器(提供共享资源的计算机),要么是客户机/工作站(使用服务器资源的计算机)。考点16:计算机局域网P164计算机局域网特点单位所有,专用速度高,延迟短,可靠性好。计算机局域网组成P164局域网组成:网络工作站、网络服务器、网络打印机、网络接口卡、传输介质、网络互连设备等。(1)网络工作站:通过传输介质与局域网相连的,充当服务的请求者的计算机。(2)网络服务器:为所有工作站提供软件、数据、外设及存储空间服务的计算机。(3)网络打印机:为所有网络用户提供打印服务的共享打印机。(4)网络接口卡(NIC,简称网卡):网卡通过传输介质把节点与网络连接起来,将需要发送的数据从计算机传送到网络,需要接收的数据从网络传送到节点。不同类型的网络使用不同类型的网卡。(5)传输介质,数据传输的载体。如光纤、双绞线、同轴电缆等。(6)网络互连设备:如路由器、交换机等。网络上每一台设备,都称为一个节点。局域网中每个节点都有惟一地址称为MAC地址,以方便相互区别和节点间通信。P165局域网要求每台计算机把传输的数据分成小块(帧),一次只能传输1帧,不许任何计算机连续传输任意多数据P166多台计算机的不同数据以时分多路复用的方式共享传输介质P166数据帧格式包括:传输数据(有效载荷)、发送地址、接受地址、附加信息(校验信息)P166每个节点都有一块网卡,每块网卡都有一个全球惟一的地址MAC(安装该网卡的计算机的物理地址),节点的MAC地址(48位即6个字节)由制造商分配的。网卡通过传输介质把节点和网络连接起来。P166网卡任务是负责在传输介质上发送帧和接受帧,CPU将网卡视为一个输入/输出控制器。不同类型局域网的MAC地址的规定和数据帧的格式各不相同,因此连接不同类型网络使用不同的网卡。P167按网络传输介质所使用访问控制方法:P167以太网(Ethernet):是一种最常见局域网,它是一种采用随机争用型介质访问控制方法的总线型拓朴结构网络。在以太网中,所有联网计算机共用一条总线,某一瞬间只能有一台(采用带冲突检测的载波侦听多路访问方法CSMA/CD闲发送、忙等待,侦听冲突,MAC地址与帧中接收地址相同则接收P210)联网计算机发出信号,而其它所有联网计算机都可以接受到这一信号。以太网组成:大多数以集线器为中心构成。集线器有总线式和交换式(星形)。总线式:网络中各个节点共享带宽;交换式:网络中各个节点各自独享一定带宽。无论是共享式还是交换式以太网,他们的数据帧和MAC各市均相同,所以使用的网卡并无区别常见以太网:10BASE-T、100BASE-T。FDDI网:光纤分布式数字接口网,采用环形拓朴结构。由于帧格式与其他局域网不同,与其他局域网进行互连时,需要通过“网关”或“路由器”。千(万)兆位以太网:借助以太网交换机可以按性能高低以树状方式将许多小型以太网互联起来,构成多层次的以太局域网P168无线局域网:无线局域网是局域网与无线通信技术结合的产物。P169无线电波作为局域网的传输介质是目前用得最多的无线局域网采用协议主要有802.11及蓝牙(bluetooth)。蓝牙(IEEE802.15)是近距离无线数字通信的技术标准,是802.11的补充。目标是:最高数据传输速率1Mbps(有效传输速率为721kbps)。最大传输距离为10cm~10m,通过增加发射功率可达到100m。适合于办公室或家庭环境的无线网络。目前最广泛应用的Bluetooth+EDR标准无线接入点(WirelessAccessPoint,简称WAP或AP)提供从无线节点对有线局域网和从有线局域网对无线节点的访问,实际上就是一个无线交换机。P170使用扩频方式通信,具有抗干扰、抗噪声能力室外覆盖距离通常可达100~300米室内一般为30米左右无线自组网:一种无线对等局域网。由一组无线工作站以自组织、多跳移动通信的方式构成。网络中的所有计算机都可以自由移动,它们均具有动态搜索、定位和恢复连接的能力。在军事上非常有用,也可使用在会议室和家庭中P170局域网的扩展方法:中继器:作用在网络的物理层,仅放大信号的作用,用于连接同类型的两局域网或者延伸一个局域网的范围。网桥:用来连接两个同类型的网段,但比中继器多一个"帧过滤"功能,即网桥会检查每一个信息帧的发送地址和目的地址,决定是否发送到另一个网段。考点17:异构网络互联协议TCP/IP分层结构P173TCP/IP协议:一个协议系列,TCP和IP协议是其中最基本、最重要的协议,因此得名。IP协议是其最核心的协议。是网络互联的工业标准。TCP传输控制协议:用于保证被传送信息的完整性IP网络互连协议:负责将消息从一个地方传送到另一个地方。TCP/IP分层结构TCP/IP采用四层模型,从上到下依次是应用层、传输层、网络互连层、网络接口和硬件层应用层:常用的应用程序。如:远程登录Telnet、简单邮件传输协议SMTP、文件传输协议FTP、域名系统DNS、超文本传输协议HTTP等传输层:提供端到端的通信。主要功能是信息格式化、数据确认和丢失重传。传输层提供TCP协议和用户数据协议(UDP)网络互连层:负责不同网络或同一网络中计算机之间的通信。主要处理IP数据报和路由。网络接口和硬件层:负责与物理网络的连接。规定了怎样与各种网络进行接口,并负责把IP包转换成适合在特定网络中传输的帧格式。如:以太网、FDDI网、ATM网等。TCP/IP模型 信息格式应用层各种应用层协议如:Telnet、SMTP、FTP等报文流传输层TCP、UDP协议分组网络互连层IP协议IP数据报网络接口和硬件层帧考点18:IP地址(★)基本概念P174为实现计算机互相互通信,必须为每台计算机都分配一个惟一的地址,称为IP地址。IP地址格式:网络号主机号每个IP地址使用32个二进制位,分为4个字节,每个字节对应一个0~255的十进制整数,数之间用点分隔。形如:XXX.XXX.XXX.XXX如:6IP地址的分类P175Internet地址根据网络规模的大小分成五种类型:类别特征(均指二进制表示)X取值范围规模A最高位为"0"[0,127]大规模网络B最高两位为"10"[128,191]规模适中的网络C最高三位为"110"[192,223]小型网络D最高四位为"1110"[224,239]组播地址E最高四位为"1111"[240,255]备用特殊的IP地址(从十进制看):主机号为全“0”的网络号表示一个物理网络,不表示某个计算机的地址。主机号为全“1”的网络号表示直接广播地址地址是分配给本机,特指本机。01111111(首字节表示)注意:主机地址中全0或全1有特殊含义,不能作为普通地址使用。考点19:IP数据报与路由器原理IP数据报概念P176为了克服网络之间异构性,IP协议定义了一种独立于各种物理网的数据包的格式,称IP数据报。IP数据报基本格式IP数据报由两部分组成:头部和数据区。路由器原理P177用于连接异构网络的基本设备是路由器。路由器是一台用于完成网络互连专用计算机,它可以把局域网与局域网、局域网与广域网或两个广域网互相连接起来,而且,被连接的这两个网络不必使用同样的技术。路由器的任务是将一个网络中源计算机发出的IP数据报转发到另一个网络中的目标计算机。因为不同类型物理网络使用的帧格式和编址方案各不相同,当路由器收到一个IP数据包后,它需要完成,路由选择、帧格式的转换、IP数据报的转发等任务。考点20:计算机广域网计算机广域网组成:广域网(WAN)是跨越很大地域范围(从几十公里到几千公里)并包含大量计算机的一种计算机网络计算机广域网的基础之一——点到点远程数字通信线路数字电话线路:设计用于传输数字语音,也可以用来传输数据。光纤高速传输干线:一种光纤数字传输线路,采用统一国际标准SDH/SONET。广域网一般都使用电信局提供的传输线路和网络设备构建而成,其设施有三种:电路交换网、专线和分组交换网。P140(★)电路交换网:历史上最长的电路交换网是电话网。交换机为发送节点和接受节点建立一条临时的通信链路供通信双方使用。通信完毕后立即拆除通信链路。专线:为了把地理位置分散的导,局域网连接起来,可以租用电信局的中速的数字远程通信线路建立专门的点到点的连接,以实现不间断通信。分组交换网:使用上述两种缺点是线路使用效率低,费用高。(★)数据传输系统中有若干个分组交换机,每个分组交换机连接若干通信链路,并为每个链路准备一个缓冲区。数据包在网络中是一站一站地传输,每个分组交换机按照数据包的去向不同而进入不同的缓冲区排队,当空闲时,就从相应的缓冲区中取出一个数据包到下一个分组交换机,然后再进行转发,直到数据包到达目的地。目的地计算机则按照数据包传递编号,将他们重新组装成为原来形式的数据。考点21:主机地址和域名系统P180域名系统(DNS)(★)由于数字形式的IP地址难以记忆和理解,为此,Internet引入一种字符型的主机命名机制:域名系统,用来表示主机的地址。主机名子由一系列“域”及其“子域”组成,子域个数不超过五个,子域之间用点号分隔,从左到右级别逐级升高。分别为顶级域名(一级域名)、二级域名、三级域名等。典型域名结构如下:主机名.单位名.机构名.国家名如:域名,表示中国(cn)教育机构(edu)教育学院(jsie)教务处主机(jwc)域名系统功能把域名翻译成IP地址的软件称为域名系统(DNS)。(★)一台主机只能一个IP地址,但可以有多个域名。主机从一个物理网络移到另一个网络时,其IP地址必须更换,但可以保留原来的域名。(★)考点22:因特网接入技术P181电话拨号接入:通过本地公用电话网接入计算机网络,计算机输入/输出数据均是数字信号,而本地电话网大多使用模拟信号,两者之间必须使用一种转换装置调制解调器。.设备:电话MODEM(调制解调器)技术原理:数字调制调制器功能:把计算机送出的数字信号变换为适合于在模拟电话信道上传输的模拟信号;解调器功能:把模拟信号恢复成数字信号。MODEM最重要性能是数据传输速率,kbps(千比特/秒),主流产品速率是56k。缺点:传输速率低,每次都要拨号,上网时不能通电话,费用不便宜ISDN(综合业务数字网):通过普通电话的本地环路向用户提供数字语音和数据传输服务。不对称数字用户线技术(ADSL)(★)通过本地公用电话网接入计算机网络配置:ADSLModem,以太网网卡原理:频分多路复用+数字调制ADSL是一种为接受信息远多于发送信息的用户而优化技术;ADSL为下行数据流(1~8Mbps)提供比上行数据流(64kbps~256kbps)更高的传输速率;上网和通话互不影响;上网不需要缴付额外的电话费;传输速率可根据线路情况自动调整。考点23:有线电视网接入P184考点24:无线接入P185、P186因特网无线接入技术(三类)的比较接入技术使用的接入设备数据传输速率说明无线局域网(WLAN)接入Wi-Fi无线网卡,无线接入点11Mbps~100Mbps必须在安装有接入点(AP)的热点区域中才能接入GPRS移动电话网接入GPRS无线网卡56kb/s~114kb/s方便,有手机信号的地方就能上网,但速率不快、费用较高3G移动电话网接入3G无线网卡几百kbps~几Mbps方便,有3G手机信号的地方就能上网,但费用较高考点25:常用广域网类型类型传输介质数据包最大值工作速度适用于X425网(公共分组交换网)电话线128B<64kb/s>速度低、数据传输量小帧中继网(帧中继交换网)光纤1600B<2Mbps>计算机通信SMDS交换多兆位数据服务9188B高于帧中继高速数据服务ATM(异步传输模式)53B155Mbps或者更高多媒体数据服务考点26:因特网的工作模式因特网的工作模式:采用了目前最流行的客户/服务器工作模式。考点27:电子邮件P187电子邮件地址构成:邮箱名@邮箱所在主机域名电子邮件组成:头部:发送方地址、接收方地址(允许多个)、抄送方地址(允许多个)、主题正文:信件内容。使用MIME协议,允许正文具有丰富的排版格式,还可以在文本中包含图片、声音和超级链接附件:可以包含一个或多个文件,文件类型任意工作原理:SMTP、POP3电子邮件系统按C/S模式工作,收信人任何时间在任何连接因特网的计算机上都可以检查并接收邮件。邮件服务器昼夜不停地与性邮件服务器程序考点28:远程文件传输P190采用FTP协议,把网络上一台计算机中的文件移动或拷贝到另一台计算机上按C/S模式工作,要求传输的客户方,运行FTP客户程序,参与文件传输的服务方运行FTP服务器程序,两者协同一次可以传输一个文件,也可以传输多个文件。FTP服务器一般都设置了登录名和口令,匿名用户可使用anonymous为登录名。考点29:Web基本原理P192网页与HTML语言、主页(★)网页是Web服务器中向用户发布的文档;网页是采用HTML超文本标记语言描述的超文本文档,后缀为htm或html;主页是一个单位或个人的主网页统一资源定位器URL(★)P192用户运行浏览器软件时,需要使用统一资源定位器URL才能访问网页。URL由3部分组成,表示形式为:协议名称://主机域名或IP地址[:端口号]/文件路径/文件名例如:/coursebin/index.phphttp:表示向Web服务器请求将某个网页传输给用户的浏览器:主机域名指的是提供此服务的计算机的域名(端口号通常是默认的,如:Web服务器使用的是80,一般不需要给出)。index.php:/文件路径/文件名指的是网页在Web服务器硬盘中的路径和文件名,可缺省(缺省时以index.html或者default.html作为默认的文件名)超链HTML文档最重要特性是支持超链。超链的链源是文本中的任何一个字、词、句子、图像。链宿可以是另一个Web服务器上的某个信息资源,它用URL指出,也可是文本内部标记有书签的地方。http协议与Web浏览器Web是按客户/服务器工作模式。Web服务器上运行着WWW服务器程序,它们是信息资源提供者;用户计算机上运行的是WWW客户机程序(IE浏览器),用来帮助用户完成信息的查询与浏览。考点30:远程登录P194采用Telnet协议,用户通过本地计算机来使用远程的大型计算机资源。考点31:计算机网络信息安全P199确保信息安全的技术措施(★)鉴别:对通信双方的身份和所传送信息的真伪能准确地进行鉴别访问控制:控制用户对信息等资源的访问权限,防止未经授权使用资源数据加密:保护数据秘密,未经授权其内容不会显露(机密性)保证数据完整性:保护数据不被非法修改,使数据在传送前、后保持完全相同保证数据可用性:保护数据在任何情况(包括系统故障)下不会丢失防止否认:防止接收方或发送方抵赖审计管理:监督用户活动、记录用户操作等常用的数据加密技术(机密性)P199①明文是指加密前的原始数据(消息),密文是指加密后的数据,密码是指将

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