2023年信息技术知识点整理

信息技术知识点整理傅宁第1章信息技术概述1.1信息与信息技术１.信息是什么？信息是指“事物运动的状态及状态变化的方式”，它既不是物质也不是能量。2.客观世界的三大构成要素:信息、物质、能量。3.信息的性质：普遍性、动态性、时效性、多样性、可传递性、可共享性、快速增长性。＊4.什么是信息解决？信息解决指的是与信息的收集、加工、存储、传递、施用相关的行为和活动。５．什么是信息技术？信息技术（IT，ICT）指的是用来扩展人们信息器官功能，协助人们更有效地进行信息解决的一类技术。信息技术涉及：①扩展感觉器官功能的感测(获取)与辨认技术;②扩展神经系统功能的通信技术；③扩展大脑功能的计算（解决）与存储技术;④扩展效应器官功能的控制与显示技术。６.现代信息技术的三大特性：①以数字技术（计算机)为基础；②以计算机及其软件为核心；③采用电子技术（涉及激光技术)。核心技术:计算机、集成电路、通信、广播、互联网、自动控制、机器人等。7．什么是信息产业?信息产业(也称为“电子信息产业”）是指信息设备生产制造，以及运用这些设备进行信息采集、储存、传递、解决、制作与服务的所有行业与部门的总和。８．什么是信息化?信息化是指由信息技术驱动的经济和社会的变革。信息化的本质是运用信息技术帮助社会个人和群体有效运用知识和新思想，从而能建成充足发挥人的潜力,实现其抱负的信息社会。1．2数字技术基础1.什么是比特?比特(b）是数字技术的解决对象，是组成数字信息的最小单位。它只有两种状态(取值)。计算机(涉及其它数字设备)中所有信息都使用比特(二进位）表达，只有使用比特表达的信息计算机才干进行解决、存储和传输。2.计算机中表达与存储(比特）二进位的方法:电路的高电平状态或低电平状态(ＣPＵ)电容的充电状态或放电状态（ＲAM)两种不同的磁化状态(磁盘)光盘面上的凹凸状态(光盘)3．用比特表达信息的优点:①比特只有０和1两个符号，具有2个状态的器件和装置就能表达和存储比特,而制造两个稳定状态的电路又很容易比特的运算规则很简朴，使用门电路就能高速度地实现二进制数的算术和逻辑运算比特不仅能表达“数”,并且能表达文字、符号、图像、声音,可以毫不费力地互相组合，开发“多媒体”应用信息使用比特表达以后,可以通过多种方法进行“数据压缩”,从而大大减少信息传输和存储的成本。使用比特表达信息后，只要再附加一些额外的比特,就能发现甚至纠正信息传输和存储过程中的错误，大大提高了信息系统的可靠性4.存储容量的计量单位：8b＝1B(字节ｂｙte，用大写B表达)计算机内存储器容量的计量单位:ＫB:1KB=2^１0字节=1024Ｂ(千字节）MB：1MB=2^２0字节=1024KB(兆字节)GB:1GＢ=２^3０字节=１024MＢ（吉字节、千兆字节）TB:１TB＝２^４0字节＝1024GB(太字节、兆兆字节）外存储器容量经常使用10的幂次来计算:1ＭＢ=10^３KB＝1０00KＢ1GB＝10^6KB=１0０0０00ＫＢ１TB=10^９KB=１000000000KＢ5.信息是可以传输的,信息只有通过传输和交流才干发挥它的作用。在数字通信技术中,信息的传输是通过比特的传输来实现的。近距离传输时直接将用于表达“０/1”的电信号或光信号进行传输（称为基带传输),远距离传输或者无线传输时需要使用调制技术。传输速率表达每秒钟可传输的二进位数目,常用单位是：比特/秒(b/s),也称“bps”。如２4０0bps(2４０0b/s)千比特／秒(kb／s)，１kｂ／ｓ=10^3比特/秒＝1０00ｂ/s兆比特/秒（Mb/s），１Mb/ｓ=10^6比特/秒=1０00kb/s吉比特/秒(Gｂ/s),１Gb／s=1０^９比特／秒=1０00Mb／s太比特/秒（Tb／s）,1Tｂ/s=1０＾12比特／秒=1000Gb/ｓ6.B:二进制Ｑ：八进制Ｄ:十进制Ｈ:十六进制二进制十进制０.1０.50.010.250.110．７5０.０0１0.1250．０1１０.３750.1０1０．6250．1１10．8752＾11=20482^1２＝４0962^13=８１９２2^14=1６３8４2＾15=3２7６8２^1６=655362^２0=１M2^30=1Ｇ2^4０=１T7.数值信息的表达:（1)无符号整数：只表达正整数。n位二进制数可表达的最大十进制数为2^n-１。(２)带符号整数:可以表达正整数、负整数、零。最高位为符号位,“0”表达“+”，“1”表达“n位二进制数可表达的十进制数范围为-2^(n－1)+1~2^(n-1)-1上面的表达方法称为“原码”。带符号整数在计算机内不采用“原码”而采用“补码”的形式表达。补码：符号位不变,绝对值部分取反加1。-43的原码：1０1010１1补码：1１０10101相同位数的二进制补码可表达的数的个数比原码多一个。(3)浮点表达:任一个二进制实数N均可表达为N=±S×2Ｐ（其中,±是该数的符号;S是N的尾数;P是N的阶码)+100１．０11B=+0．１001０11B×２^100-0.00１０１０1=-０.１0101*10＾(-10)因此，32位的单精度浮点数在计算机中可表达为:符号位８位阶码３2位位数8.文字符号的表达:平常使用的书面文字由一系列称为“字符”的书写符号所构成,计算机中常用字符的集合叫做“字符集”(西文字符集、中文(汉字)字符集)。最常用的西文字符集是ＡSCII字符集,包含1２8个字符，涉及96个可打印字符和32个控制字符，每个字符采用7个二进位进行编码,计算机中使用1个字节存储1个AＳCII字符。ASCIＩ字符集中ＡSＣII码从小到大先数字后小写字母再后大写字母。9.基本逻辑运算：逻辑加：“或”运算逻辑乘：“与”运算取反:否认运算1.3微电子技术简介１.微电子技术是信息技术领域中的关键技术，是发展电子信息产业和各项高技术的基础,它是在电子元器件小型化、微型化的过程中发展起来的。微电子技术的核心是集成电路技术。2．电子电路中元器件的发展演变:电子管→晶体管→小规模集成电路→超大规模集成电路3.什么是集成电路?集成电路(IC):是以半导体单晶片作为基片，采用平面工艺，将晶体管、电阻、电容等元器件及其连线所构成的电路制作在基片上所构成的一个微型化的电路或系统。(1)集成电路的优点:体积小、重量轻；功耗小、成本低;速度快、可靠性高。（2)集成电路的分类：按用途分:通用集成电路、专用集成电路(AＳＩＣ）按电路的功能分:数字集成电路、模拟集成电路按晶体管结构、电路和工艺分:双极型(Bipolaｒ）电路、金属氧化物半导体（ＭOS)电路······按集成度（芯片中包含的元器件数目）分：小规模集成电路(SＳI)、中规模集成电路(MＳI)、大规模集成电路(ＬSI）、超大规模集成电路(VLSI)、极大规模集成电路（ULＳI）（3）集成电路的发展趋势:集成电路的工作速度重要取决于晶体管的尺寸。晶体管的尺寸越小,其极限工作频率越高，门电路的开关速度就越快,相同面积的晶片可容纳的晶体管数目就越多。所以从集成电路问世以来，人们就一直在缩小晶体管、电阻、电容、连接线的尺寸上下功夫。4.什么是ＩC卡?IC卡(cｈipｃard、smａｒtcard)，又称为集成电路卡，它是把集成电路芯片密封在塑料卡基片内,使其成为能存储信息、解决和传递数据的载体(1)特点:存储信息量大、保密性能强、可以防止伪造和窃用、抗干扰能力强、可靠性高。（2）IC卡的类型:按芯片分类:①存储器卡②CＰU卡按使用方式分类：①接触式IC卡②非接触式IC卡（频射卡、感应卡）第２章计算机组成原理2.1计算机的组成与分类１.１946年美国宾州大学研制成功第1台数字电子计算机ENIAC（最致命缺陷:程序与计算分离）2.第1~4代计算机对比代别年代使用的重要元器件使用的软件类型重要应用领域第１代20世纪4０年代中期～50年代末期CＰU:电子管内存：磁鼓外设:磁带使用机器语言(二进制)和汇编语言（符号化机器语言）编写程序科学和工程计算第2代２０世纪50年代中后期～60年代中期CＰU：晶体管内存：磁芯外设:磁盘使用ＦＯRTRAN（第一个高级语言)等高级程序设计语言开始广泛应用于数据解决领域第３代２0世纪６0年代中期～7０年代初期CＰU：中、小规模集成电路（ＳＳI、MSI)内存：SＳI、ＭSI的半导体存储器操作系统、数据库管理系统等普遍使用在科学计算、数据解决、工业控制等领域得到了广泛应用第4代２０世纪7０年代中期以来CPＵ：大、超大规模集成电路（LＳI、VLＳI)内存:LＳI、VLSI的半导体存储器软件开发工具和平台、分布式计算软件等开始广泛使用（软件工程)进一步到各行各业。家庭和个人普遍使用计算机３.计算机的逻辑结构（1)硬件：计算机系统中所有实际物理装置的总称。软件：在计算机中运营的各种程序及其解决的数据和相关的文档。（2）经典计算机的逻辑结构（冯．诺依曼计算机):运算器和控制器运算器和控制器输入设备输出设备存储器(3)现代计算机的逻辑结构输入设备：向计算机输入信息中央解决器:负责对输入信息进行各种解决内存储器和外存储器:把程序和数据（涉及原始数据、中间运算结果、最终结果等)储存起来输出设备：把信息送出计算机总线与Ｉ/O接口：用于连接CPＵ、内存、外存和各种I/O设备并在它们之间传输信息的一组共享的传输线及其控制电路,为CＰU总线(前端总线)和Ｉ/Ｏ总线。中央解决器中央解决器(运算器及其控制)外存储器内存储器输出设备总线(bus)输入设备I/O接口I/O接口外存储器接口控制器控制器控制器CPU控制器memorystorageI/O设备通过I/O接口与各自的控制器连接，然后由控制器与I/O总线相连与经典计算机结构相比的3个变化：集中控制→分散控制存储器→内存储器＋外存储器通过CPU通信→通过总线进行通信4.内存与外存对比

内存储器(简称内存或主存)外存储器(简称外存或辅存)存取速度不久较慢存储容量较小(因单位成本较高)很大(因单位成本较低)性质断电后信息消失断电后信息保持用途存放已经启动运营的程序和需要立即解决的数据长期存放计算机系统中几乎所有的信息与ＣＰU关系ＣPU所解决的指令及数据直接从内存中取出程序及相关数据必须先送入内存后才干被ＣＰU使用5.计算机的分类按内部逻辑结构分类:８位/16位／３2位／64位；单CPU／多CＰU···按性能和价格分类:巨型计算机、大型计算机、小型计算机(服务器)、个人计算机(台式ＰC、笔记本P、C平板电脑等)、嵌入式计算机巨型、大型计算机作为服务器使用,个人计算机独立使用或作为客户机使用个人计算机特点：价格便宜、使用方便、软件丰富、性能不断提高、适合办公或家庭使用。按计算机服务的对象和作用分类:类型服务对象应用性质重要特点分类或应用举例软件特点个人计算机

直接为用户服务

通用

性能／价格比高多媒体性能好有通用性和可扩展性

工作站台式机笔记本

种类多,功能丰富,用户可自行装卸服务器

为其它计算机服务

半通用

吞吐率高可用性好有可扩展性）

数据库服务器Ｗeｂ服务器打印服务器(公司级，部门级··)

实时解决和并发工作能力强，可靠性和安全性好嵌入式计算机

为其它设备服务

专业价格便宜功耗低实时解决软件固化,扩展性差

手机数码相机MＰ3播放器···

功能专用、单一、结构紧凑,固化在芯片中，不易修改和扩充2.２ＣPU的逻辑结构与工作原理１.冯·诺依曼计算机的结构与原理(图见Ｐ４）(1)计算机的工作由程序控制,程序是一个指令序列,指令是能被计算机理解和执行的操作命令；(2)程序（指令)和数据均以二进制编码表达,均存放在存储器中;（3)存储器中存放的指令和数据按地址进行存取；(4)指令是由CPU一条一条顺序执行的。2．“存储程序控制”原理将问题的解算环节编制成为程序,程序连同它所解决的数据都用二进位表达并预先存放在存储器中。程序运营时,ＣＰＵ从内存中一条一条地取出指令和相应的数据，按指令操作码的规定,对数据进行运算解决，直到程序执行完毕为止。3.什么是指令?指令就是命令，它用来规定CＰU执行什么操作。指令是构成程序的基本单位，程序是由一连串指令组成的。指令采用二进位表达,大多数情况下,指令由两个部分组成:4.CPU的组成部分：运算器(对数据进行各种算术或逻辑运算,所以称为算术逻辑部件（AＬＵ)，参与ALU运算的操作数通常来自通用寄存器GＰR，运算结果也送回GＰR)、控制器和寄存器5．ＣPU的任务：取指令并完毕指令所规定的操作。６.指令在计算机中的执行过程：指令→指令译码→取数→运算→保存ﻩ通常，每一步需要1个或几个时钟周期才干完毕。７.什么4是指令系统?CPＵ可执行的所有指令称为该ＣPＵ的指令系统,即它的机器语言。８.CPU的性能（１)计算机的性能重要表现为程序执行速度的快慢,计算机性能由许多因素决定,例如CPU的内存、硬盘、显卡等,但通常ＣPU是重要因素(２)ＣPU的性能高低重要表现为CPＵ的速度，有两种衡量方法:1.每秒钟可执行的指令数目(单位:ＭIＰS、ＭＦLOPＳ)2.PＣ大多以常用软件(办公软件、数字媒体解决软件和3D游戏等)的运营速度来测试CPU的性能（3）影响CＰU性能的重要因素：字长（位数)、指令系统；{体系结构｝逻辑结构、高速缓存（cache）的容量与结构;{逻辑实现}主频(ＣPU内部时钟频率）、CPＵ总线速率;{物理实现}（４)提高CPU性能的3大措施1改善ＣPＵ结构;2提高IC速度(主频);3增长CPＵ(核)的数目。2.3ＰC机的组成１.主板(1)主板的作用:安装所有的电子器件、电路与连接件。存储器插槽存储器插槽解决器插座I/O设备插口光驱及硬盘连接器电源连接器扩充卡插槽(PCI)CPU插座北桥芯片南桥芯片BIOSROMCMOS存储器扩充卡插槽(PCI-Ex1)显示卡插槽(PCI-Ex16)(2）主板内容:见上图(3)ROＭBIOS：存放最基础的软件——基本输入/输出系统(ＢIOＳ)(４）CMOS存储器:存放硬件配置信息和系统基本参数(日期、时间、口令等）２.芯片组的作用CPUCPU芯片CPU前端总线北桥MCH图形卡接口双通道南桥ICH5USB2.0接口(x8)以太网接口PCI插槽(≤6个)ROMBIOS硬盘接口(x2)音频CodecSuperI/O键盘,鼠标,软驱,并口,串口等电话ModemDDR2电源管理、时钟生成DDR2存储器芯片组是PC机各组成部分互相连接和通信的枢纽北桥芯片:1.存储器控制功能；2．连接CPＵ、存储器、显卡、南桥芯片的枢纽南桥芯片:1.多种I/O设备的控制功能;２.I/O总线（PＣI总线)功能;3．提供了各种I/O接口3.BIOS（１）什么是BIOＳ（BａｓiｃInput/OｕｔｐutSystｅm)？中文名为“基本输入/输出系统”,它是存放在主板上只读存储器（ROM）芯片中的一组机器语言程序。(２)功能：诊断计算机故障、启动计算机工作、控制基本外设的输入输出操作(键盘、鼠标、磁盘读写、屏幕显示等)BIOS芯片:保存BIOS的只读存储器(ROＭ）芯片（４）ＢIOS芯片中包含的程序:加电自检程序程序(POST)、系统自举程序(Ｂooｔ）、CMOS设立程序、常用外部设备的驱动程序（Driveｒ)4.内存储器的分类及应用内存由半导体存储器芯片组成，芯片有多种类型：5.主存储器(RAM）的功能与原理(1)主存是CPＵ可直接访问的存储器,用于存放供ＣPU解决的指令和数据(2)特点:以字节为单位进行连续编址，每个存储单元为1个字节（８个二进位）（３)存储容量：主存储器中所包含的存储单元的总数（单位：ＭB或GB）(4)存取时间:从CPＵ送出内存单元的地址码开始，到主存读出数据并送到ＣＰU(或者是把CPU数据写入主存）所需要的时间(单位:ｎs，1ns＝１０-9ｓ）(5）ＰC机主存储器的物理结构主存储器由1～４个内存条组成内存条的组成:把若干片DRAM芯片焊装在一小条印制电路板上制成内存条必须插在主板上的内存条插槽中才干使用6.高速缓存(cache)（1）cache是一种小容量高速缓冲存储器,它由ＳRAＭ组成（2)cacｈe直接制作在CPU芯片内，速度几乎与ＣＰU同样快（3）程序运营时，CPＵ使用的一部分数据/指令会预先成批复制在ｃache中,ｃａｃｈｅ的内容是主存储器中部分内容的映象(4)当CPU需要从内存读(写)数据或指令时，先检查cacｈe中有没有，若有，就直接从ｃaｃhe中读取,而不用访问主存储器7.小结：计算机存储器的层次结构cachecache存储器主存储器(RAM和ROM)外存储器（软盘、硬盘、光盘）后备存储器（磁带库、光盘库）内存储器外存储器寄存器典型容量<1KB几个MB几个GB100GB-1TB10TB-100TB典型存取时间1ns2ns10ns10ms10s(1）分析：速度越快，成本较高。为了获得好的性能／价格比,计算机中各种存储器组成一个层状的塔式结构，取长补短，协调工作(2)工作过程:１)ＣPU运营时，需要的操作数大部分来自寄存器2）如需要从(向)存储器中取(存）数据时，先访问cacｈｅ,如在，取自ｃache3)如操作数不在cacｈe，则访问ＲAＭ，如在RAM中，则取自RＡM４）如操作数不在ＲAM,则访问硬盘，操作数从硬盘中读出→ＲAＭ→caｃhe8．I/Ｏ操作的任务与特点(1)输入的任务:将输入设备输入的信息送到内存储器的指定区域（２)输出的任务:将内存储器指定区域的内容送出到输出设备（I/O操作也涉及外存与内存之间的数据传输）(3)I/O操作的特点：①I/O操作与CPU的运算可同时进行②多个I／O设备的操作也可同时进行工作③每类I/O设备都有各自的控制器，它们按照ＣPU的I/Ｏ操作命令,独立地控制Ｉ／O操作的全过程９.关于计算机中的总线(1)总线的定义:用于在CＰU、内存、外存和各种输入输出设备之间传输信息的一个共享的信息传输通路及其控制部件。（２）总线的特点：①共享;②高速（3）总线的参数:数据通路宽度;总线工作频率;每秒传输次数总线带宽（最高传输速率)＝(数据通路宽度/８)x总线工作频率x传输次数（4）总线的类型：①CPU总线(前端总线ＦSB）②存储器总线③Ｉ/Ｏ总线（目前使用的是ＰCI和PCI-E两种）10.I/Ｏ接口(1)Ｉ／Ｏ接口：Ｉ/O设备与主机之间的连接器。涉及：插头／插座的形式、通讯规程和电器特性等(2）分类:从数据传输方式来分:串行(一次只传输1位)、并行（多位一起进行传输)从是否能连接多个设备来分:总线式(可连接多个设备)、独占式(只能连接1个设备）从是否符合标准来分：标准接口(通用接口)、专用接口(专用接口）*PC机常用I／O接口名称数据传输方式可连接的设备数目通常连接的设备串行口串行，双向1鼠标器，MODＥM并行口（增强式)并行，双向打印机,扫描仪USB(１.0）UＳB(1.1)串行,双向最多12７键盘，鼠标器,数码相机,移动盘等UＳB(2．0)外接硬盘，数字视频设备，扫描仪等IＥEE-1394aIEＥE-1394b最多６3数字视频设备IDE并行，双向1~4硬盘，光驱，软驱SAＴA串行,双向1硬盘,光驱显示器输出接口并行,单向显示器ＰＳ／２接口串行，双向键盘或鼠标红外线接口键盘，鼠标器,打印机等1１.UＳＢ接口(1)通用串行总线式接口（UnｉversalSeriａｌＢｕs)(2）高速、可连接多个设备、串行传输12.小结1：I/O总线,Ｉ／O控制器,I／O接口与I/O设备的关系打印机打印机扫描仪显示器麦克风网线I/O总线I/O接口硬盘光驱I/O设备CPU主板I/O设备I/O控制器（扩充卡）机箱插座板卡插座I/O控制器PCI插槽内存主板插槽机箱芯片组IDE接口机箱插座I/O设备键盘鼠标器（1)Ｉ/Ｏ设备通常都是物理上互相独立的设备，它们一般通过I/O接口与I/O控制器(或Ｉ／O总线)连接(2)I/O控制器通过扩展卡或者南桥芯片与Ｉ/O总线连接(3)I/O总线通过北桥芯片与内存、CPU连接１3.小结2：I／O总线,I/O控制器,I/O接口与I/Ｏ设备的关系2.４常用输入设备（1)键盘：初期：机械式键盘现在:电容式键盘(2)鼠标：初期:机电式鼠标现在:光电式鼠标(3)数码相机:数码相机的重要性能指标：CＣD像素数目、存储器容量2.5常用输出设备1.计算机显示器（1）作用：是计算机必不可少的图文输出设备,它能将数字信号转化为光信号,使文字和图像在屏幕上显示出来（2)组成与分类:（3）ＬED背光显示器３大优点:功耗小对比度大色彩鲜艳(4)显示器的性能参数:①显示屏尺寸与屏幕宽高比;②显示分辨率：水平像素个数×垂直像素个数;③刷新速率；④响应时间；⑤亮度和对比度;⑥背光源类型:LＥＤ或荧光灯管；⑦辐射和环保。(5）显示器的新发展：３Ｄ立体显示器、有机发光二极管(OLEＤ)可弯曲显示器2.显示控制器(显卡）显示使用的存储器需占用内存的一部显示使用的存储器需占用内存的一部分显卡的类型独立显卡：以扩展卡形式插在机箱中集成显卡绘图解决器包含在北桥芯片中，功能较弱显卡集成在主板上显示存储器显示存储器(VRAM)显示控制电路与北桥芯片的接口显示器绘图解决器（显示卡）北桥芯片CPU内存条显卡的性能指标绘图解决器(图形引擎)类型显存容量128ＭB～２GＢ,大多采用DDＲ2,GDDR３或ＧDDR4存储器组成主机接口AGPx4,x8PCI－Ｅx１6（4GB/s)显示器接口:VGＡ接口（D-Sub接口)：模拟接口DＶＩ接口:数字接口HDＭI全高清多媒体接口(以无压缩方式传送1920x120０的数字视频信号和5．1声道音频信号)3．打印机（1)作用:将程序、数据、字符、图形打印输出在纸上（2)类型：针式打印机、激光打印机、喷墨打印机（3）针式打印机类型:属于击打式打印机优点:耗材成本低，能多层套打,适合于票据打印缺陷：打印质量不高,工作噪声很大，速度慢应用：银行、证券、邮电、商业等领域用于打印存折和票据等（4)激光打印机类型:属于非击打式打印机原理:激光技术与复印技术的结合优点:分辨率较高，打印质量好速度高,噪声低价格适中缺陷:彩色输出价格还比较高接口:过去是并行口，目前流行使用UＳＢ接口应用:办公室和家庭应用（5）喷墨打印机类型：非击打式打印机，大多为彩色打印优点：可以打印近似全彩色图像，经济,效果好,低噪音,使用低电压,环保缺陷:墨水成本高,消耗快应用：家庭及办公2.6外存储器1.PC机的外存储器（1)硬盘存储器功用：长期（非易失性）保存二进制信息特点:可读可写容量很大（当前台式ＰC:2５0GB~1000ＧB）可靠性高成本极低(当前:０．5GB~1GB／元）技术发展不久,容量将更大,成本会更低磁盘存储器的信息存储原理:盘片旋转，磁头写入和读出信息,磁性材料粒子的两种不同磁化方向,分别表达记录的是“0”还是“1”磁盘的磁道:磁盘表面被分为许多同心圆,每个同心圆称为一个磁道。每个磁道都有一个编号,最外面的是0磁道.磁盘的扇区:每个磁道被划分为若干段(段又叫扇区)，每个扇区的存储容量均为512字节。每个扇区都有一个编号注:所谓磁盘的格式化操作，就是在盘面上划分磁道和扇区,并在扇区中填写扇区号等信息的过程信息的平均存取时间:磁盘上的信息以扇区为单位进行读写,平均存取时间为： ﻩT=寻道时间+旋转等待时间+数据传输时间寻道时间——磁头寻找到指定磁道所需时间（大约5ｍs)旋转等待时间——指定扇区旋转到磁头下方所需要的时间(大约4~６ms)(转速:４20０/5400/7200/10000rｐｍ)数据传输时间——（大约０．01ms/扇区)硬盘存储器的性能指标（1）容量：以ＧB为单位，目前硬盘单碟容量约为几百个GB(2）平均存取时间:在几mｓ～几十ｍs之间，由硬盘的旋转速度、磁头寻道时间和数据传输速率所决定（3）缓存容量：原则上越大越好，通常为几ＭB～几十MＢ(4）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(５)与主机的接口：以前使用:并行ATA(PATＡ)接口当前流行:串行ATA（ＳATA）接口关于硬盘的SATＡ接口前几年ＰC大多使用并行ＡTA接口UltraATＡ1０0或ＵltｒａATＡ133接口,传输速率最高分别为100ＭB／s和13３MB/ｓ近两年开始大量采用SAＴA接口(１5０～300MＢ/s)串行传输方式，工作频率高(1.5GHz-３GHz）低电平差分信号,内嵌时钟信号传输线长度增长,插头插座体积缩小使用硬盘应注意什么?①正在对硬盘读写时不能关掉电源②保持使用环境的清洁卫生，注意防尘;控制环境温度，防止高温、潮湿和磁场的影响③防止硬盘受震动,工作时不要移动机器④及时对硬盘内容进行整理,涉及目录的整理、文献的清理、磁盘碎片整理等⑤防止计算机病毒对硬盘的破坏,对硬盘定期进行病毒检测移动硬盘工作原理与固定硬盘相同存储容量较大(30ＧB～16０ＧB、３20GB)采用USB或IEE１39４接口,即插即用，支持热插拔（必须先停止工作）小巧而便于携带速度快,安全可靠(２)U盘、存储卡和固态硬盘U盘采用Ｆｌａsｈ存储器（闪存）芯片,体积小,重量轻容量按需要而定(几十ＭB～几十GB），具有写保护功能数据保存安全可靠，使用寿命长使用UＳB接口,即插即用,支持热插拔(必须先停止工作)读写速度比较快可以模拟光驱和硬盘启动操作系统存储卡原理与Ｕ盘相同，也使用闪存芯片(ｆlａshmemory)做成长方形或正方形的卡片状，使用印刷插头，不使用ＵＳB插头使用读卡器才干对存储卡进行读写存储卡的重要种类：CＦ卡ＭMC卡ＳD/SＤＨC卡(涉及MiniSD卡、ＭicroＳD卡）MemoryStｉcｋ卡(MＳ卡)用途:数码相机、游戏机、手机、ＭＰ3播放器固态硬盘（SSD）固态硬盘(SolｉdＳｔateDisk、ＳolｉdStatｅＤrivｅ)是使用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外形与常规硬盘相同，如1.8英寸、２．5英寸或3．5英寸，与主机的接口也互相兼容存储容量:64ＧB~128GB或更大优点：低功耗、无噪音、抗震动、低热量，读写速度也快于传统硬盘存在问题：成本:高于常规的硬盘寿命:Flash存储器都有一定的写入寿命、寿命到期后数据会读不出来且难以修复(3)光盘存储器光盘存储器的发展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202３BD光盘存储器蓝光25GB选讲:光盘驱动器的工作原理驱动器由光头、光头驱动机构、盘片驱动机构、控制电路等组成激光器发出的激光通过透镜聚焦后到达光盘，从光盘上反射回来的激光束沿本来的光路返回,到达激光束分离器后反射到光电检测器,由光电检测器把光信号变成电信号,再通过电子线路解决后还原成本来的二进制数据为什么DVD容量比CD大得多？1)更小的凹点长度（～２．0８x),2)数据轨道间隔更紧密(～2.1６ｘ），3）采用较短波长的６3５nm或６50nm的红色激光,使激光斑点直径缩小,提高信息的鉴别能力.4)数据区域稍大一点（~１.02x)，5)更有效的信道比特调制(~１．06x),6)更有效的纠错码（～1．32ｘ),7)较少的段开销(~1.06x）.光盘驱动器的类型按信息读写能力分只读光驱可写光驱（光盘刻录机)按可解决盘片类型进一步提成:CD只读光驱CD刻录机DＶD只读光驱DVD刻录机DVD只读／CD刻录机组合而成的“康宝”BD（Bｌuｅ-rayDisc）只读光驱BD刻录机按存储容量与读写特性分：CＤ盘片只读盘片(ＣD-ROM)一次性可写盘片（CＤ-R)可擦写盘片（CD-ＲW)DＶＤ盘片只读盘片（DVD）一次性可写盘片（DVD-R,DVＤ+R）可擦写盘片(DVＤ－ＲW,DVＤ+RWDVD-ＲＡM） 蓝光盘片只读盘片(ＢＤ)一次性可写盘片（BD-R)可擦写盘片（ＢD-RE)资料：DＶD刻录机和DVD光盘的容量ＤＶD刻录盘目前有2大类、5种规格：一次性可写:ＤVＤ-R、ＤVD＋Ｒ可擦写:DVD-RAM、DVＤ-RW、DＶD+RWSｕperMｕｌｔiDＶD刻录机可以兼容上述大部或所有盘片第3章计算机软件３．1软件概述1.什么是计算机软件？计算机系统=硬件+软件，计算机通过软件才干进行信息解决什么是程序（prｏgｒam)?程序是告诉计算机做什么和如何做的一组指令（语句）,这些指令(语句)都是计算机可以理解并可以执行的一些命令程序的特性:①用于完毕某一拟定的信息解决任务②使用某种计算机语言描述如何完毕该任务③预先存储在计算机中,启动运营后才干完毕任务程序与数据的关系程序所解决的对象和解决后得到的结果统称为数据(分别称为输入数据和输出数据)程序必须解决合理的输入数据,否则不会产生故意义的输出程序和数据有相对性程序与软件是什么关系？①软件往往指的是设计比较成熟、功能比较完善、具有某种使用价值、且有一定规模的程序②软件既包含程序、也包含与程序相关的数据和文档：程序是软件的主体数据指的是程序运营过程中解决的对象和必须使用的一些参数（如三角函数表、英汉词典等）文档指的是与程序开发、维护及操作有关的一些资料（如设计报告、维护手册和使用指南等)“软件”强调的是产品、工程、产业或学科等宏观方面的含义,“程序”更侧重技术层面的含义③软件和程序本质上相同，在不会发生混淆的场合,软件和程序两个名称经常混用，并不严格加以区分2.计算机软件的特性1．不可见性（是无形的，不能被人们直接观测、欣赏和评价）2.合用性(可以适应一类应用问题的需要）３.依附性(依附于特定的硬件、网络和其他软件)4.复杂性(规模越来越大，开发人员越来越多,开发成本也越来越高）５.无磨损性(功能和性能一般不会发生变化)６.易复制性(可以非常容易且毫无失真地进行复制)7．不断演变性(软件的生命周期）８.有限责任(有限保证)9.脆弱性（黑客袭击、病毒入侵、信息盗用……)3.计算机软件的分类按产权性质:商品软件、共享软件、自由软件按软件用途：应用软件、系统软件计算机软件与知识产权软件是智力活动的成果，受到知识产权(版权）法的保护版权授予软件作者(版权所有者）享有下列权利:拷贝、发布、修改、署名、出售……保护知识产权的目的：保证脑力劳动成果受到奖励，鼓励人们进行发明发明购买一个软件,用户仅仅得到了该软件的使用权，并没有获得它的版权随意进行软件拷贝和分发是一种违法行为从软件知识产权对软件进行分类商品软件共享软件(shａｒeｗare）(也称为试用软件demoware)具有版权,可免费试用一段时间,允许拷贝和散发（但不可修改）,试用期满后需交费才干继续使用自由软件（ＦreeSｏｆtｗarｅ)(≈开放源代码软件）用户可共享,并允许随意拷贝、修改其源代码，允许销售和自由传播。但是，对软件源代码的任何修改都必须向所有用户公开，还必须允许此后的用户享有进一步拷贝和修改的自由免费软件（Fｒeeware)（≠ＦreeSoftwarｅ)无需付费即可获得的软件。例如ＰDF阅读器、Fｌaｓh播放器等自由软件很多是免费软件；免费软件不全是自由软件软件的许可证（liｃense)软件许可证也称为“许可证协议”，它规定了计算机软件使用方式的法律协议，软件使用有哪些额外的限制,有哪些额外的权利等许可证的类型：单用户许可证多用户许可证并发用户许可证定点(fiｘedsｉｔe）许可证许可证的形式:拆封许可证最终用户许可证（不能再次出售、只能安装在1台计算机上、不得进行反汇编、反编译、不得将其组成部分分散在多台计算机上使用、不得出租或出借……)从用途对计算机软件分类应用软件：专门用于帮助最终用户解决各种具体应用问题的软件分类(按开发方式):定制应用软件通用应用软件(几乎所有领域、所有人都需要使用；设计精致,易学易用；商品化,价格较低)系统软件:不是为了解决某种具体应用，而是为了:给用户使用计算机提供方便给应用软件的开发与运营提供支持使计算机有效、安全、可靠地运营通用应用软件的类别与功能类别功能流行软件举例文字解决软件文本编辑、文字解决、桌面排版等Word、AdobeＡcrobａt、WPS、ＦronｔPage等电子表格软件表格定义、数值计算和记录、绘图等Exceｌ等图形图像软件图像解决、几何图形绘制、动画制作等AｕtoCAD、Phoｔoｓhoｐ、CｏrelDraw、３ＤSMAX等媒体播放软件播放各种数字音频和视频文献ＭediaPｌayer、RｅalPlayｅr、Wｉnａｍｐ等网络通信软件电子邮件、聊天、IＰ电话等OｕtlｏｏkExprｅss、ＭＳN、ＱQ、IＣQ等演示软件投影片制作等ＰowerPoｉnt等信息检索软件在数据库和因特网中查找需要的信息Ｇoogle,天网,百度等个人信息管理软件记事本、日程安排、通讯录、邮件Outｌｏok，ＬotusNotes游戏软件游戏、教育和娱乐棋类游戏、扑克游戏等启发：成功软件的经验是什么?它们都具有如下特点：1它们能替代现实世界已有的其他工具,并且使用起来比已有工具更方便有效2它们能完毕已有工具很难完毕甚至完全不也许完毕的工作，扩展了人们的能力3成功的市场运作和售后服务4不断前进、不断发展(功能、技术、性能等）关于系统软件什么是系统软件?系统软件是为了给用户使用计算机提供方便、为应用软件提供支持、使计算机安全可靠地运营的必不可少的软件举例：基本输入/输出系统(BIＯS)操作系统（如Ｗiｎdｏws、Unｉx、Linux等）程序开发工具与环境（如Ｃ语言编译器等)数据库管理系统（DＢMS)实用程序（Utiliｔｙ,如磁盘清理程序、备份程序、杀毒软件、防火墙等)系统软件有哪些特性？与计算机硬件有密切的关系,能对硬件进行统一的控制、调度和管理；具有通用性，能为多种应用软件的开发和运营提供支持与服务在任何计算机系统中，系统软件都是必不可少的在购买计算机时，通常计算机供应厂商会提供应用户一些最基本的系统软件，否则计算机无法工作。最重要的系统软件有哪些?操作系统（ＯS)OＳ是最重要的系统软件,几乎所有计算机都需要OS功能上也包含BＩＯS在内程序设计语言解决系统:编译器、解释器、汇编程序(汇编器）、开发工具与平台、数据库管理系统(DＢMS）实用程序３.2计算机操作系统什么是操作系统（OS)？没有安装任何软件的计算机称为裸机,裸机是无法使用的操作系统是用于执行各种具有共性和基础性操作的软件,是最重要的一种系统软件，几乎所有计算机都要安装OSOＳ为用户提供了一个操作使用计算机的友善的用户界面OＳ屏蔽了计算机中几乎所有物理设备的技术细节,为开发和运营其他软件提供了一个高效、可靠的平台为什么需要操作系统？分派系统中的资源管理存储器空间控制基本的输入/输出操作监测计算机运营和故障维护计算机安全进行计算机之间的通信方便用户的操作使用提供应用程序开发平台操作系统的重要作用三个重要作用：1为运营的程序管理和分派各种软硬件资源２为用户提供友善的人机界面(图形用户界面)3为开发和运营应用程序提供高效率的平台其它辅助功能:显示系统状态解决软硬件错误保护系统安全基本输入输出系统(BIOS）BＩOＳ是存放在主板上只读存储器(flashＲOM）中的一组程序(也称为fｉｒmware,固件）重要包含4个部分:加电自检程序（诊断计算机故障）系统自举（装入）程序（装入并启动ＯS工作)CＭＯＳ设立程序(设定和修改计算机配置)基本外围设备的驱动程序(控制基本的I/O操作)计算机断电后,BIOＳ程序和ＣＭＯS中的数据仍保持不变需要时BIOS程序可以升级(uｐdate)BIOS和操作系统的启动过程开机启动ＢIOS工作时，按下Del键（或F2或F８健)，即可进入ＢIOS中的CＭOS设立程序在3.2．1多任务解决什么是任务，什么是多任务解决?“任务”指的是要计算机做的一件事，计算机执行一个任务通常就相应着运营一个应用程序“单任务解决”与“多任务解决”单任务解决:前一个任务完毕后才干启动后一个任务的运营,任务是顺序执行的多任务解决（Multitａsｋｉng)：允许计算机同时执行多个任务,任务是并发执行的多任务解决举例:编辑PPT讲稿＋播放音乐+收发邮件多任务解决的优点：大大提高了用户的工作效率大大提高了计算机的使用效率如何知道有哪些任务在运营?每启动一个应用程序,OS就会打开一个相应的窗口，通常一个窗口就是一个任务每启动一个应用程序，OS就会在任务栏上显示一个相应的任务按钮(程序按钮),通常一个按钮就是一个任务窗口可以放大或缩小,甚至可以“最小化”，但任务的运营不受其影响使用“任务管理器”程序可以了解每个任务的运营情况什么是前台任务与后台任务?前台任务：能接受用户输入(击键或按击鼠标)的窗口只能有一个,称为活动窗口,它所相应的任务称为前台任务后台任务：除前台任务外，所有其它任务均为后台任务前台任务与后台任务的区别：前台任务相应的窗口(活动窗口）位于其它窗口的前面活动窗口的标题栏比非活动窗口颜色更深(深蓝色）前台任务与后台任务的共同点：都在计算机中运营前台任务与后台任务的切换：为了输入信息到某个后台任务中去,必须切换窗口(单击要激活的后台任务窗口的任何部位,或单击任务栏中相应的任务按钮)如何结束任务的运营？每一个应用程序运营时都要占用大量的系统资源(存储器、CPU、屏幕等)，所以当不再需要某个应用程序运营时,就应当退出这个应用程序，释放它所占用的资源多数应用程序都设计成交互式控制的方式，所以运营完毕后必须由用户退出该程序。ＷiｎｄｏwsＸP中退出应用程序的几种方法:最快速的方法，是左击应用程序窗口右上角的红色“叉子”按钮左击窗口左上角的控制按钮,在弹出菜单中选择“关闭”在应用程序的“文献”菜单中,选择“退出”通过OS的任务管理器，逼迫结束任务OS如何支持多任务解决？为什么可以实现多任务解决?CPＵ速度极高，且有时不止1个，必须并且可以充足发挥CPＵ的效能ＣPU与I/O(外围设备)可以并行工作,CPU不必等待I/Ｏ完毕各个外围设备之间可以并行工作实现多任务解决要解决哪些问题?任务多，CＰU少，如何管理和调度存储器空间如何分派和管理I／O设备和Ｉ／Ｏ操作如何管理和控制谁来解决上述问题？不是应用程序自己，而是操作系统(OＳ)!CPU的管理(解决器管理）目的：让ＣPU轮流为所有任务服务原则：公平性;优先级；负载均衡方法：准时间片轮转（1０－2０ms为1个时间片）按优先级调度Windows中的解决器管理Windoｗs为了保证每个已经启动的任务都有机会运营,它采用“抢先式”多任务解决技术：由硬件计时器大约每10－２0ms发出1次中断信号,Winｄoｗs立即暂停当前正在运营的任务，查看当前所有的任务，选择其中的一个交给CＰU去运营只要时间片结束,不管任务有多重要，也不管它执行到什么地方，正在执行的任务就会被强行暂停执行上述的任务调度,每秒钟要进行几十次~几百次事实上，操作系统自身的若干程序也是与应用程序同时运营的,它们一起参与CPU时间的分派。当然，不同程序的重要性不完全同样,它们获得CPU使用权的优先级也有区别附：多任务解决与多核CPＵCPU瞬间可同时执行的线程(任务)数目:单核CPU：1双核ＣPU:２四核CPＵ：43.２．３存储管理和虚拟存储器操作系统运营时内存的态势系统运营时内存储器的布局内存储器空间划分为2个部分:系统区和用户区,用户区用来存放正在运营的应用程序每个应用程序运营时均有属于它自己的存储器空间，用来存储它自己的程序代码和数据“存储管理”需要解决哪些问题？1.为每个任务分派存储空间，任务结束之后收回存储空间2.对存储空间进行保护保护操作系统所在区域不被应用程序修改保护每个应用程序的私有区域不被其他程序修改3.对存储空间进行扩充，使应用程序的存储空间不受实际存储容量大小的限制解决方案——虚拟存储器(VｉｒｔualＭemory）虚拟存储器的设计思想每个程序都在各自的虚拟空间中工作程序运营时，若程序和数据在物理内存，就直接访问物理内存若程序和数据不在物理内存，则把它们从虚拟内存装入物理内存后再使用每个程序启动运营后，只有一部分代码和数据装入内存中，其余都放在硬盘的一个专门区域中，该区域称为“虚拟内存”特点：1）整个过程自动完毕；2)程序可用内存容量超过实际物理容量；3）多个程序互不干扰ＷiｎdｏwsＸP的虚拟存储器WiｎdｏwsXP操作系统中：每个程序的虚存空间最大可达成4GＢ页面的大小通常是4KB虚拟内存是系统盘根目录下的一个名为pａgefile．sys的文献，其大小和位置用户可设立使用“任务管理器”可以查看：总的物理内存大小可用物理内存大小总的虚拟内存大小可用虚拟内存大小等文献及其管理“文献”概念的由来外存储器的存取特性：适合于批量数据的存取,不适合单个数据存取外存储器的使用特性：1每次从外存读出(或写入）的对象是一个程序或一个文档、一张图片、一封邮件、一首歌曲···２按对象的名字进行存取操作，而不是按地址存取在操作系统中使用“文献”来组织外存储器中的信息,并使用“文献”作为外存的存取单位什么是文献(filｅ)？程序和数据通常都存储在外存储器中，为了便于存取和管理,它们都组织成“文献(filｅ)”文献是存储在外存储器中的一组相关信息的集合，例如：一个程序、一张图片、一只MP３歌曲、一封邮件每个文献均有自己的“文献名”,用户（或软件）使用文献名读出/写入（称为“存取”)外存储器中的文献文献的名字由两部分组成：(主文献名）[.扩展名]WinｄowｓXP的文献允许使用长文献名，即文献名最多可包含2５5个中文或西文字符英文字母的大、小写只在形式上加以区分,事实上不予区别（例如:Text.ＤOＣ与text.dｏｃ是同一个文献)常用程序文献的扩展名:．exｅ.cｏm.dｌl.bat常用数据文献的扩展名:文献的组成和文献说明信息每一个文献都由2部分组成文献名等说明信息：文献名和文献扩展名文献大小(长度）在磁盘上存放的起始位置文献时间(创建时间、最近修改时间、最近访问时间等)文献创建者文献属性（系统文献、隐藏文献、存档文献、只读文献、压缩、加密、编制索引）选讲:文献属性在文献管理中的作用“系统”属性表达该文献属于操作系统，删除时系统会给出警告,资源管理器若不特别设立为“显示所有文献”时不会在文献列表中显示“隐藏”属性若资源管理器设立为“不显示隐藏文献”,则不会在文献列表中显示出来“存档”属性文献尚未存档的标记,“文献备份程序”通过该属性来决定是否对它进行备份,新建的或备份后又修改过的文献,其存档属性为１，执行备份操作后存档属性为0;“只读”属性该文献不能修改,若进行修改必须以不同的文献名保存“压缩”属性文献数据保存到外存时进行数据压缩“加密”属性对文献内容进行了加密，以进行保护文献在磁盘中如何存储?磁盘提成两个区域:目录区和数据区。目录区用于存放文献的目录,即文献说明信息。数据区用于存放文献的内容。目录实质上是一张“文献名－存放位置”的对照表从磁盘上读出一个文献时，先在目录区中找出该文献的存放位置,然后再按此位置，从磁盘的数据区中读出该文献内容。WindｏwsXP的文献组织文献目录在Wiｎdｏｗs中称为文献夹每个逻辑盘(物理盘或硬盘上的分区)是一个根文献夹文献夹中既可包含文献,也可包含文献夹（子文献夹)，子文献夹又可存放文献和子文献夹,形成树状多级文献夹结构为什么使用多级文献夹？1）有助于文献分类存储2)允许文献同名(在不同文献夹中时）3）便于文献共享和保护ＷｉndoｗsXＰ中文献如何定位?计算机中的每个文献都有一个拟定的位置文献的位置由存放文献的逻辑驱动器号、文献途径以及文献名组成:驱动器号（盘符)+文献途径+文献名从根文献夹到文献所在文献夹所顺序通过的一串文献夹，其间用“\”互相隔开文献管理和文献系统文献系统是OＳ的一个组成部分，它负责管理计算机中的文献,使用户(和程序)能很方便地进行文献的存取操作文献系统需要解决的问题：有效管理外存储器的存储空间实现对文献方便而快速的按名存取对硬盘、光盘、优盘、存储卡等不同外存储器实现统一管理统一本地文献／远程文献的存取操作实现文献的安全存取3．2.5设备管理ＯS中的“设备管理”程序负责:对系统中的各种输入输出设备进行管理解决用户(或应用程序)的输入/输出请求,方便、有效、安全地完毕输入/输出操作3.2．６常用操作系统介绍操作系统的四种类型（1）PＣ机使用的操作系统一般都具有多任务解决功能(２）网络服务器上安装运营的是“网络操作系统”,特点是：具有强大的多用户并发解决能力支持多种网络通信功能，提供专门的网络应用服务安全性强,可靠性好（３)军事指挥和武器控制系统、电网调度和工业控制系统、证券交易系统等,安装运营的是“实时操作系统”，特点是:对外部事件能在允许的时间范围内快速作出响应,具有很高的可靠性和安全性(4）嵌入式计算机应用中运营的是“嵌入式操作系统”，特点是:快速、高效、具有实时解决功能代码非常紧凑,存储器需求小微软Wｉndows操作系统的演变特点:①提供了多任务解决能力②采用图形用户界面,简化计算机操作③在个人计算机上广泛使用对Wｉｎdowｓ操作系统的分析（1)Windows操作系统垄断了PC机OS市场的90%左右的份额（2）Winｄｏws流行的因素:有大量第三方软件和硬件产品（各种应用软件和显卡、鼠标器、打印机等）开发了多种版本，不同版本适应不同的硬件平台和用户群体(3)对Wｉndowｓ的批评:可靠性不够高：不稳定，系统会越来越慢,甚至死机安全性不够好：存在安全漏洞，容易受到病毒、蠕虫、木马和其他袭击的侵扰关于ＵＮIＸ和Ｌinuｘ操作系统UNIX操作系统(1）最早由Beｌl实验室开发成功，在大学和科研单位广泛使用，因特网也一方面在UＮIX系统上流行(２)特色:①结构简练、功能强大、可移植性好、可伸缩性和互操作性强、网络通信功能强、安全可靠等。针对不同机型（个人计算机、工作站、服务器、大型机和巨型机),ＵNＩX有许多不同版本的产品(3)直到Lｉnux开始流行,UNIＸ系统一直是使用最广泛、影响最大的主流操作系统之一Ｌｉnux发行版及其应用（1)Linux发行版就是常所说的“Liｎux操作系统”，它涉及Linｕx内核,安装工具，各种GNＵ软件以及其他一些自由软件(2)发行版是为了各种不同领域不同目的而开发的,用户遍及商业、政府、教育以及家庭等不同领域(3)Linｕｘ操作系统在网络服务器、个人计算机、巨型机、嵌入式系统(如手机、游戏机、电子书阅读器、路由器等)中发挥了巨大的威力（4)全球现在已有超过30０个Ｌinux发行版，最普遍使用的发行版有十多个附1：智能手机的操作系统什么是智能手机(Smａrt

Ｐhoｎe）？可以自行安装和卸载应用软件的手机智能手机的特点：安装有手机ＯS,功能可扩展具有无线接入互联网的能力支持多任务解决具有PDＡ和多媒体功能3G智能手机3G智能手机的功能:电话，短信,PIM，WiＦi和３G无线上网，GPS,电子邮件，Ｗeｂ浏览器，多媒体播放，照相,收音机，手机电视等３Ｇ智能手机的配置规定:１．高速CＰU芯片。功能强大、功耗低、具有多媒体解决能力2.存储容量大并可扩展。GPＳ导航图需要超过1GB的存储空间3.良好的用户界面，配备面积较大的触摸显示屏4.支持广播方式的CMMＢ手机电视５．支持GPS导航６．配备大容量电池,电量的消耗都是一个大问题,必须要配备高容量的电池,１50０ｍAｈ是标准配备。安卓(Andｒoiｄ)操作系统Google两年前推出，属于以Liｎux为基础的开放源代码操作系统,是自由及开放源代码软件支持的解决器类型：ARM、ＭIPＳ、ＰowｅrＡｒchitｅctuｒe、Ｉntｅlx86采用Android系统的手机厂商：宏达电、三星电子、摩托罗拉、乐喜金星、索尼爱立信、华为等２023年末数据显示,Aｎdrｏｉd已经超越称霸十年的诺基亚(Nokia)SymｂianOS，跃居全球智能手机平台首位Aｎdroid也在平板电脑市场急速扩张版本:2.３.3(手机）和３.0(平板)ApｐｌｅiOＳ操作系统iOS是苹果公司为iPｈｏｎｅ、iPｏｄtoｕch、ｉPad及ＡppleTＶ开发的操作系统,占用约240MB的存储空间用户界面：使用多点触控直接操作。控制方法涉及:滑动、轻按、挤压及旋转支持硬件:基于ARM架构的ＣPU限制：JAVAFlａshSVＧ附2：磁盘空间管理磁盘存储空间的结构磁盘存储空间可以看作是由大量扇区(512B）组成的１维阵列存储容量=扇区总数x512字节／109(单位:GB)一个硬盘可以划分为几个分区(Partiｔion)，分区所包含的扇区号应连续,分区互相间应无重叠每个分区称为１个逻辑驱动器，它有自己的盘符，用户可以将它视同为1个物理存储器不同的分区可以安装不同的操作系统硬盘上开始的几个扇区,用于管理目的。其中0#扇区特别重要，称为主引导扇区(MastｅrBｏｏtRecｏrd,MＢR),它包含如下3部分内容：ＢootLｏader(４4６bytｅｓ):自举装入程序在计算机启动时被BＩOS读出并执行,由它再读出相应分区中引导扇区内的引导程序,ＣPU执行引导程序即可再从磁盘上读入系统启动文献，从而启动操作系统ＰａrtitionTabｌe(６4bytes):指出每个分区的起始扇区号和包含的扇区数目，操作系统的类型每个硬盘分区的空间划分硬盘在格式化或分区时，软件会自动将每个分区均划分为如下5个部分：引导扇区包含如下信息:引导程序及系统启动文献的文献名文献系统的类型簇的大小根目录允许的最大目录项数目文献分派表（FＡＴ)2份:用于记录数据区的使用情况根目录区:包含该分区根目录中所有文献及文献夹的说明信息数据区:划分为数以百万计的簇，存放该分区所有文献和文献夹的数据簇(Clｕster)和文献分派表ＦAT（1)磁盘数据空间的分派单位是2n个扇区，称为“簇”,簇的大小与磁盘分区容量的大小有关:软盘的簇固定为5１２字节(n=0)硬盘的簇可以是２或4KB，４0GＢ以上硬盘,簇可以8ＫB以上（2)若某分区容量为4０GB，簇大小为8KB，则一共有５0000０0个簇(3)每一个簇都有一个簇号(12/16／32/64位)。簇号是分区中所有簇的顺序号，从簇号很容易计算出磁盘上属于该簇的物理扇区的位置（4)文献分派表(FAT)是用来记录数据空间分派情况的一张表，它指出每个簇是“使用”、“空闲”或“损坏”。其中“空闲”簇和“坏”簇分别用“全0”和“全1”表达,其它数值表达“已分派”(5)FAT在格式化时自动生成，一式两份（一份为备份),坏簇在磁盘格式化过程中发现并进行登记，只要1个扇区有问题整个簇就不能使用数据空间中簇的分派方法(1）磁盘分区中数据空间是用来存储文献(和子文献夹)数据的,将簇分派给各个文献的方法重要有3类:连续分派、索引分派、链接分派（2）链接分派的优点：可以分散在任何地方，空间运用率高简朴，只需记录文献的起始簇号文献的扩展很容易Windowｓ系统磁盘空间的分派每个文献分派若干簇，同一文献所有簇的簇号组织成一个“数字链”,其起始簇号在FDT中指出,FAＴ表中该簇的状态值则是下一个簇的簇号，···,直至最后一个簇,文献的最后1个簇状态值为“ＥOF”,例如:ＭＹFIＬE的簇是:9-１６-１-10－25共５个簇YOＵRS的簇是:2６－２9－24-17共4个簇文献目录表ＦＤT(１）根目录区存放文献目录表（FileDirｅctoｒｙTable,简称FDT）,ＦDT中可以包含多达５12个表项（２)FDT表的每个表项长度为32字节,每个表项用于记录包含在根目录中的文献(和文献夹)的说明信息：文献（文献夹)的名字(含扩展名）该文献（文献夹）在数据区中的存放起始簇号日期、时间、所有者、使用属性等信息 注：文献的说明信息保存在该文献所在的目录中,而文献内容则存放在数据区中，两者是分开存放的,文献操作的实现（１）读出文献文献系统先在FDＴ中查找有无该文献，若有，再检查该文献的读、写和保护属性,如有口令保护,核算口令后,再按起始簇号计算出扇区号,从该扇区开始读出文献内容（2)保存文献文献系统在FＤT中查找有无同名文献：假如没有,则在ＦDT中增长1个表项，同时在FAＴ中找一个空闲的簇号作为存储该文献内容的起始簇号，并登记在FDT中。然后,按照FＡT中指出的空闲簇号，在数据区的相应位置处存储文献数据假如在FDT中发现存在同名文献，则征求用户批准后，可在文献本来所分派的簇中写入新的文献数据(即覆盖原同名文献的数据),并修改FDT中该文献表项的一些说明信息（3）删除文献文献系统在FDＴ中查找有无该文献，若有,是否受到保护,若无保护,则删除FＤT中该文献的表项，并将原先该文献占用的簇,在ＦＡＴ表中所有设立为空闲状态虚拟文献系统系统中有多种不同的外存储器，相应有多种不同的文献系统，如FＡＴ１6、FAＴ３2(DOＳ,Windoｗs)NTFS(NT,ＸP,Win2０23)CDFS，UDＦ(CD和DVＤ光盘)UFS，UFS2(Ｕnix)Minix、EXＴ、EXT2（Liｎｕx)不同文献系统的基本思想都是一致的,都是通过文献和目录两个抽象概念建立它们各自的管理机构虚拟文献系统向用户和程序员提供统一的接口来使用各种不同的文献系统：统一的编程接口(ＡPI)统一的操作使用３．3算法和程序设计３.3.1算法计算机求解问题的环节（１)拟定并理解问题；(２)寻找解决问题的方法与环节，并将其表达成算法(Ａｌｇorithm)；（3)使用某种程序设计语言描述该算法(编程）,并编译成目的程序和进行调试;（4)运营程序,获得问题的解答;(５)进行评估,改善算法和程序1.什么是算法？算法是解决问题的方法与环节关于算法的三方面问题(1）如何拟定算法(算法设计）?（2)如何表达算法(算法表达）？（３）如何使算法更有效（算法分析）?2.算法的表达文字叙述、流程图表达、伪代码描述文字（自然语言）描述“比较Ａ与B的重量，若A=B，则C是伪造的；否则再比较A与C的重量,若A=Ｃ，则Ｂ是伪造的;否则Ａ是伪造的。”缺陷:容易产生歧义，很难“精确”地进行表达叙述冗长，很难清楚地表达算法的逻辑流程流程图表达(１）流程图由结点和有向边构成,它描述了算法所执行操作的顺序及执行操作的条件(2）流程图符号:(3)比文字描述简明，但当算法比较复杂时，理解困难,容易产生错误伪代码描述伪代码(Psｅudoｃｏde)是用来描述算法的一种语言,它既类似于自然语言,又使用与程序设计语言相似的方法描述算法优点:结构清楚,代码简朴，可读性好，可以容易地以任何一种编程语言(Pａscaｌ，Ｃ,Ｊaｖa等)实现3.算法的分析算法分析的基本内容(1）对的性:给定有效输入后，通过有限时间的计算，产生对的的输出结果(2)简朴性算法是否容易理解,是否容易验证其对的性,程序是否容易调试简朴的算法效率不一定高,要在保证一定效率的前提下力求算法简朴(3)时间复杂性（TimeCompｌｅxiｔy):当问题的规模n充足大时,运营该算法所需要的时间的数量级表达(4）空间复杂性(SpａceCｏｍpｌexｉtｙ）:除原始数据之外,额外占用的存储空间的大小选讲:选择排序算法的时间复杂性假设参与排序的整数有n个(1）比较操作的次数:在第i趟排序中选出最小整数时，需做n－i次比较操作,因此,总的比较操作次数为:ｎ(ｎ-1）/2=(n2－n）/2(2)移动操作的次数:最佳情况(原始数据已经排序)时,移动次数为0

最坏情况(原始数据逆序排列)时,每趟均要执行互换操作(3次传送)，总的移动次数取最大值为:3(n－1)所以,直接选择排序的时间复杂性为O(n2)关于算法的小结(1）算法是计算机软件的灵魂①计算机的通用性是由于它能运营各种各样的程序，而程序之所以能解决问题,是由于它所体现了对的的算法 ②算法所解决的是一类问题而不是一个特定的问题，例如排序(ｓoｒｔ)可以是表格内容的排序，也可以是文献夹中文献的排序，可以按数字或文字排序,也可以按日期排序,等等查找(ｓearｃｈ)可以在文档中查找某个单词或在硬盘中查找某个文献，也可在Web上查找某个网页，等等③开发计算机应用的核心是:根据实际问题给出解题的算法,然后再将该算法在计算机上实现(即开发成为软件)（2）计算机算法的4个特点目的：完毕某个特定的信息解决任务必须满足的性质：①拟定性:算法中每一步操作的含义必须清楚明确,无二义性②能行性：算法中有待实现的操作都是计算机可执行的，即必须在计算机的能力范围之内③有穷性:算法在执行了有限步操作后必须结束④算法结束后至少产生一个输出（涉及参量或状态的变化)程序设计语言机器语言、汇编语言、高级程序设计语言1.什么是程序设计语言?什么是程序?程序是为了用计算机解决某个问题而采用程序设计语言编写的一个指令序列什么是程序设计语言?语言的目的是用于通信程序设计语言用于人与计算机之间的通信程序设计语言是由人使用但计算机可以理解的一种语言程序设计语言用于编制程序，表达需要计算机完毕什么任务和如何完毕任务，然后交给计算机去完毕程序设计语言填补了人与计算机交流的鸿沟2.计算机中使用多种“语言”①程序设计语言:重要用于描述算法机器语言、汇编语言、高级语言②数据描述语言:重要用于描述数据(文档、音乐、图形、图像、视频等)的规范、结构和文献格式HＴML、XML、MIDI、MP3、ＯpeｎＧL、JPEG、MPEG……③脚本语言:用于编写嵌入在文档中的程序的程序设计语言VBA、ＶBScｒipt、ＪavaScｒiｐt④计算机通信语言(通信协议）：用于描述计算机-计算机之间的会话（请求-应答）的语法和语义HTTＰ、POP3、SＭTP、ＦＴＰ、Teｌnｅt、TCP、IP……⑤数据库语言：用于数据操作,如SQＬ语言……3.机器语言(1）机器语言就是计算机的指令系统(2）指令是使用二进制编码表达的(3)用机器语言编程序,也就是直接使用二进制代码编写程序（４)优点:可以直接被计算机执行（5)缺陷:①记不住、难理解、效率低、不易维护②不同的机器语言程序，互相不兼容（6）现在已不直接用机器语言编制程序!4.汇编语言(１)用助记符号来表达机器指令中的操作符与操作数（2)优点:操作数直接使用十进制程序相对容易理解(３）缺陷:大型程序难以开发依赖于具体计算机5．高级程序设计语言（1）目的:克服汇编语言的缺陷,提高编程和维护的效率（2）特点:①接近人们平常使用的自然语言（重要是英语)容易理解、记忆和使用②可在不同计算机上通用③对使用的符号、词汇、语法和语义等各种语言成分都有严格的规定(3）意义：使程序设计的难度减少,导致了计算机的发展进入新的阶段高级程序设计语言的发展５0年代：Fortrａｎ，ALGOＬ6０年代:COＢＯＬ语言，BAＳIＣ语言７0年代:Pascal语言,C语言８０年代：Ａda语言，PROLOG语言，LISP语言90年代起：面向对象语言C++、JAVA、C＃等6.FORTＲAN语言ＦOＲTRAＮ是FORｍｕlaTRANslａtion（公式翻译)的缩写词,它是一种重要用于数值计算的面向过程的程序设计语言。ＦORTRAN语言的特点是接近数学公式，简朴易用目前最新的国际标准是FORＴRAＮ202３７.BAＳIC和VisuａlBａsic语言BＡSIC语言的特点是简朴易学VisualBASＩＣ(VＢ)语言是微软公司基于BAＳIC发展而来的一种程序设计语言，特点是:①是一种可视化的、面向对象的、采用事件驱动方式的结构化高级程序设计语言②具有高效率、简朴易学及功能强大的特点③可以高效、快速地开发Windoｗs环境下功能强大、图形界面丰富的应用软件资料：VBA和ＶBScrｉptVBＡ（VｉsualＢasicforApｐｌicatioｎ)(１）VB的子集,包含在Offｉce软件(如Ｗord、Eｘceｌ、Ａcｃesｓ、ＰｏwｅrPｏint)中(2)用途：扩展Oｆfice软件的功能（3）特点：寄生于已有的应用程序(如Wｏrd）,不需要此外的开发环境，也不能生成.exe文献,所开发出来的程序（称为“宏”）必须由它的宿主程序调用才干运营ＶBScript语言（１)也是VB的子集，嵌入在HＴＭL文档中使用(2）所编写的脚本程序可以扩充网页的功能,例如：动态修改网页的内容和控制文档的展现检查用户的输入信息是否对的等８.Java语言（１）由SUNMicrosystem公司于1995年发布的一种面向对象的、用于网络环境的程序设计语言（2）基本特性:合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好(3)应用举例:ﻩ从网络下载到浏览