大学计算机信息技术基础知识

第一章信息技术概述比特（bit,binarydigit）即二进位，只有0和1两种取值，是组成数字信息的最小单位，一般用小写字母b表示。计算机中存储信息的最小单位是字节（byte），用大写字母B表示。换算关系：1B=8b,八个比特（八位二进制数字）构成一字节。一个触发器可以存出一个比特。中央处理器中的寄存器可以存储一组比特。在内存储器中使用2的幕次作单位：1GB=1024MB=10242KB=10243B；在数据通信和计算机网络中常使用10的幂次作单位。二进制转换成十进制：按照每一位的权值依次展开即可。十进制转换成二进制：对整数部分从低位到高位除以逆序取余法，对小数部分从高位到低位乘以顺序取整法。二进制转换成十六进制：对整数部分从低位到高位每四位用等值十六进制数代换，不足四位在高位加零补足；对小数部分从高位到低位每四位用等值十六进制数代换，不足四位在低位加零补足。十六进制转换成二进制：每个数字均用等值的二进制数代换即可。二进制与八进制之间的转换与上述过程相似，每三位代换即可。一个数字或西文字符占据1个比特即8位二进制，无符号整数取值范围是［0,255（28-1）］。n个二进位表示的带符号证书的取值范围是［-2n-1+1,+2n-1-1］。带符号整数的8位二进制中必须留最高为作为符号位，0表示“+”，1表示“-”。原码和补码：原码即数值在计算机中的二进位表示形式，补码的正数表示与原码相同，但负数表示保持最高符号位1不变，其余部分全部取反后加1即可。定点数和浮点数：定点数指计算机存储中小数点固定的数字（整数和纯小数），浮点数指小数点位置不固定的数字（除上述两种情况以外的其他实数）。一般地，计算机中实数也叫做“浮点数”，而整数叫做“定点数”。ASCII码：96个可打印字符和32个控制字符，每个字符用7位二进制数编码，同时最高位保持为0,故每位ASCII码占据1个字节空间。比特的逻辑加（V）：除了1V1=1,其余与算术加法相同。比特的逻辑乘（人）：均与算术乘法相同。划分计算机发展阶段的标准是核心元件的类别。计算机核心集成电路经历了电子管、晶体管、小规模集成电路、超大规模集成电路发展阶段。晶体管的尺寸越小，集成度就越高，极限工作频率就越高。摩尔定律：单块集成电路的及成都平均每18~24个月翻一番。我国第二代居民身份证是采用非接触式IC卡制成的，进一步改善了防伪性能。第二章计算机组成原理计算机应用模式的演变：集中计算模式、分散计算模式、网络计算模式。根据前文所述的计算机划代标准，计算机从上世纪四十年代至七十年代中期以来一共可分为四代。计算机分类：巨型计算机、大型计算机、服务器、个人计算机、嵌入式计算机。巨型和大型计算机的区别在于巨型计算机的CPU个数是大型计算机的成百上千倍。计算机逻辑组成：中央处理器（CPU）、内存储器、外存储器、输入设备、输出设备（通称I/O设备）。它们通过总线相连。CPU、内存储器、总线等构成计算机的“主机”I/O设备和外存储器通常称为计算机的“外围设备”或“外设”。CPU的根本任务是执行指令。包括：寄存器组（暂时存放计算结果）、运算器（ALU，进行算术运算和逻辑运算）、控制器（存放正在执行的指令的地址）。指令由操作码和操作数地址组成。不同品牌的CPU大多数指令系统各不相同。CPU性能指标：字长（能够同时进行运算的二进制位数即寄存器的宽度，32位或64位等）、主频（内部数据传输和操作速度快慢）、总线速度、高速缓存cache容量和结构、指令系统、逻辑结构、内核个数。PC主机机箱组件a） 主板：CPU、内存条、存储器、显卡、扩充卡插槽、基本输入输出系统BIOS（位于闪存即只读存储器ROM中，起到开机自行诊断计算机故障和应到加载操作系统的作用）、CMOS存储器（随机存取存储器RAM,存有系统基本配置参数，关机断电后需要干电池单独供电）计算机开机过程：POST加电自检程序一引导装入程序一载入CMOS启动顺序设置程序一载入基本外围设备驱动程序。在引导装入程序之前用户按下某一热键即可启动CMOS设置程序b） 存储器（半导体）易失性存储器RAM。静态随机存取存储器SRAM集成度低、价格高、速度快，适合做高速缓冲存储器Cache；动态随机存取存储器DRAM集成度高、价格低、速度慢，适合做主存储器（即内存、主存（内存，DRAM）与CPU的速度差异用Cache（SRAM、进行缓冲。非易失存储器。分为电可擦可编程只读存储器EEPROM和闪存。外存（硬盘、闪存存储器、存储卡）每个盘片两面均可记录数据。盘片分为许多同心圆（磁道），每个磁道分为许多扇区，每个扇区一般容量为512B。一块硬盘由数张盘片构成，所有盘片相同半径处的一组磁道称为柱面。硬盘容量=512*2*盘片数*磁道数*扇区数（字节）固态硬盘基于半导体芯片，读写速度超过传统硬盘，具有极大发展潜力。c） I/O操作：将输入设备输入的信息送入内存指定区域，或将内存指定区域的内容送出到输入设备的操作过程。大多I/O设备并不包含在主机机箱内。总线，又称I/O总线，其中有三类信号：数据信号、地址信号、控制信号。总线数据传输速率一一带宽MB/s=（总线频率MHz*数据线宽度*每周期传输次数）/8USB接口是一种总线式串行接口。USB2.0接口理论数据传输速度60MB/S；USB3.0则为400MB/S，两者一次性连接设备数量上限均为127个。扫描仪：手持式、平板式、胶片专用、滚筒式。其中家用办公用途通常为平板式。数码相机工作原理：先将影像聚焦在成像芯片CCD或CMOS上，在经过A/D转换变成数字图像并经过一定的数据压缩和图像处理。常见输出设备：显示器、打印机、绘图仪、音箱等。第三章计算机软件程序是软件的主体，软件指设计比较成熟、功能比较完善、具有某种使用价值的程序。软件和程序本质上是相同的。软件按功能和作用划分可分为系统软件（如BIOS）和应用软件。应用软件按开发方式和适用范围又可以细分为通用应用软件和定制应用软件。软件按照权益划分可分为商品软件、共享软件（仅仅允许试用一段时间）、自由软件。Windows操作系统采用“并发多任务”方式支持多任务运行，微观上每一个时刻只有一个任务被CPU执行，而便捷式设备除了当前任务以外其他任务将被挂起。Windows操作系统的虚拟存储器是由硬盘上的一块区域和物理内存（主板上的RAM）共同组成的。程序设计语言：机器语言、汇编语言、高级语言。只有机器语言能被计算机直接理解并执行，目前主流编程均属于高级语言，易于编写、维护和移植。第四章计算机网络与互联网通信要素：信源（A&D）、信道（双绞线、同轴电缆、光缆）、信宿。光纤具有通信容量大和传输距离远的优点，且抗干扰性和保密性强、质量轻便于运输和铺设。微波频带宽、波长短，用作视距通信或超视距中继通信。中继站之间距离一般50km左右，也可以安装在人造卫星上。调制解调器（MODEM）改变载波参数的设备。无论是有线通信还是无线通信方式，距离稍远都需要采用调制解调技术以实现A/D或D/A转换。多路复用技术：分为时分多路复用TDM（一般为计算机之间传输数据、第二代GSM通信系统）和频分多路复用FDM（收音机和电视机的调谐装置、第一代蜂窝通信技术）。电路交换技术：电话交换机采用的技术，通话全部时间里面用户始终占用端到端的全部通道资源。广域网分组交换（包交换）技术。分组交换机的基本工作模式是“存储转发”，每一个数据包的发送去向都需要更具目的计算机地址由交换机去查目的计算机对应所发出端口的一张表。每个包发送途径不一定相同，到达先后次序也不一致，到达后按照编号次序被重新组装起来。计算机网络目的：共享资源、信息传递。计算机网络的分类有：局域网LAN、城域网MAN、广域网WAN。计算机网络的拓扑结构有：星型结构、总线型结构、环形结构、网状结构等。计算机网络的两种基本工作模式：对等模式P2P、客户/服务器模式C/S局域网分组交换技术，把要传输的数据分为数据帧，一次只能传输一帧，采用时分多路复用技术以提高网络的整体效率。每块网卡都有全球唯一的地址码MAC地址，成为安装该网卡的计算机在网络中的物理地址，不会变化。IP地址是接入网络是分配的逻辑地址，可以变化，也可设置为固定值。若设置为每次联网随机分配则各不相同。以太网属于局域网，其拓扑结构一般为总线型；（国际）互联网即WWW因特网，是全球最大的计算机广域网，属于所有接入互联网的计算机用户所有。常用局域网种类有：共享是以太网、交换式以太网、千（万）兆位以太网、无线局域网（只是有线网络的延伸和补充，通过无线网卡或蓝牙等设备构建）接入互联网的TCP/IP协议a） 网络接口和硬件层。最低层，规定了各种网络接口方式与数据传输帧格式。b） 网络互连层。第二层，规定了IP数据报统一格式，IP协议位于此层。c） 传输层。第三层，规定了不同类型的数据怎样进行端到端的数据传输，TCP、UDP协议位于此层。d） 应用层。最高层，规定了不同主机上的应用程序如何通过网络进行通信，POP3、SMTP、HTTP、FTP协议位于此层。IP地址：每个IP地址使用四个字节即32位二进制表示，每个字节用“点分十进制”原则分开，故每一段用十进制表示的数值均不超过255。IP地址分为A、B、C三个基本类。A类地址用于拥有大量主机的超大型网络，全球只有126个网络可以获得A类地址。它的二进制首字节首位是零，即十进制首字节在0和127之间。B类地址二进制首字节开头两位是10,即十进制首字节在128和192之间。C类地址用于主机数量不超过254台的小型网络，二进制首字节开头三位是110,即十进制首字节在192和224之间。主机地址每一位都是零的IP地址称为网络地址，用来表示整个物理网络；主机地址每一位都是一的IP地址，称为直接广播地址，此时数据包将传达到网络中的每一台主机。第四版IP协议IPv4长度仅为32位；为解决IP地址供不应求的情况，第六版IP协议IPv6把IP地址的长度扩展到128位。IP数据报(IPDatagram)：克服各种网络数据包或数据帧差异性的格式，包括头部和数据区。头部信息主要是数据传输的路由，数据区长度可以根据需要改变。路由器的作用是把IP数据报按接收计算机的IP地址进行转发，实现不同物理网络之间的无缝对接。一般英文缩写把互联网服务提供商称为ISP一台主机通常只有一个IP地址，一个IP地址可以对应多个域名或不设置域名；一个域名只能对应一个IP地址。把域名翻译成IP地址的软件称为域名系统DNS，运行域名系统的服务器称为域名服务器。IP逻辑地址是区分网络主机的唯一标准。统一资源定位器URL用于标识网络中每个信息资源即网页的位置，俗称''网址”，由http协议名称、域名或IP地址、文件路径、文件名组成。互联网的接入方式：电话拨号接入、ADSL接入、有线电视网接入、光纤接入、无线接入。其中，ADSL即“不对称数字用户线”，专门为下行数据比上行数据更快速而设计。它的优点是一条电话线可以同时上网和拨打电话但两者互不影响，上网不需要另交额外的电话费，且数据传输速率根据线路情况自动调整。用户只需在电话线用户端安装调制解调器和滤波器、同时电脑安装有以太网网卡即可入网。电子邮箱第一部分是邮箱名，第二部分是邮件服务器的域名。发邮件按照SMTP协议(简单邮件传输协议)；收件按照POP3协议或IMAP4协议。若在网页浏览器中接受和发送电子邮件，则应通过WebMail电子邮件服务。第五章数字媒体及应用西文字符的编码统一使用ASCII码。汉字的编码方式分为以下几类：GB2312:我国于1981年颁布的第一个国家标准，收录6763个常用汉字和682个非汉字字符。其中所有汉字在计算机内部都采用两个字节来表示，均为简体字。汉字每个字节8位二进制最高位均为1。这种编码方式称为(机)内码，以区别于ASCII码。GBK:我国于1995年发布，收录21003个汉字和883个图形符号。其中汉字不但包括了GB2312的简体字，也包括大量繁体字和生僻汉字。GBK与GB2312保持向下兼容，所有GB2312包含的字符，GBK的编码都相同；其他新增的汉字第一字节最高位是1，第二字节最高位可以是1也可以是0。c） ucs标准：国际标准化组织ISO制定的包括全世界现代书面文字使用的所有字符与符号在内的统一编码标准。d） GB18030：进入21世纪后我国发布的新一代汉字编码国家标准，不仅与GB2312和GBK向下兼容，而且扩充了许多USC标准中规定的编码标准e） 大五码Big-Five:通行于台湾、香港等繁体汉字使用地区的汉字编码标准，只包含繁体汉字。最早于上世纪八十年代初创。f） 文本的分类：纯文本（简单文本）、丰富格式文本、超文本图像的参数：图像大小（分