濃縮知識點--計算機專轉本理論部分

1、第一章 信息技術概述一. 信息與信息技術(一) 信息：1. 客觀事物立場：事物運動的狀態(tài)及狀態(tài)變化的方式2. 認識主體立場：認識主體所感知或所表述的事物運動及其變化方式的形式、內容和效用3. 信息是人們認識世界和改造世界的一種基本資源。(二) 信息處理過程（行為和活動）：信息收集、信息加工、信息存儲、信息傳遞、信息施用(三) 信息技術IT：用來擴展人的信息器官功能、協助人們進行信息處理的一類技術1. 擴展人類感覺器官功能的感測（獲?。┘夹g與識別技術雷達2. 擴展神經系統功能的通信技術3. 擴展大腦功能的計算（處理）與存儲技術信息系統4. 擴展效應器官功能的控制與顯示技術(四) 常見信息處理系統

2、1. 電視/廣播系統：單向的、點到多點（面）的以信息傳遞為主要目的的系統2. 電話：雙向的、點到點的以信息交互為主要目的的系統3. Internet是一種跨越全球的多功能信息處理系統4. 網絡聊天是一種雙向的、以信息交互為目的的系統(五) 現代信息技術1. 特點：以數字技術為基礎、以計算機為核心、采用電/光子技術。2. 涉及領域：通信、廣播、計算機、微電子、遙感遙測、自動控制、機器人等3. 核心技術：微電子技術、通信技術、計算機技術二. 微電子技術簡介(一) 微電子技術以集成電路為核心；集成電路芯片是信息產業(yè)的基礎(二) 集成電路IC：1. 定義：以半導體單晶片作為材料，經平面工藝加工制造，將

3、大量晶體管、電阻等元器件及互連線構成的電子線路集成在基片上，構成一個微型化的電路或系統。2. 特點：體積小、重量輕、可靠性高、功耗小3. 現代集成電路使用的半導體材料：硅（Si）、砷化鎵（GaAs）等4. 制造：1) 工序：從原料熔煉開始到最終產品包裝大約需要400多道工序。2) 條件：必須在恒溫、恒濕、超潔凈的無塵廠房內完成。3) 工藝技術名稱：硅平面工藝4) 技術指標：線寬（主流技術線寬為45納米或65納米）5. 集成電路的工作速度主要取決于組成邏輯門電路的晶體管的尺寸，晶體管的尺寸越小，其極限工作頻率越高，門電路的開關速度就越快。(三) 集成電路分類1. 按所包含的電子元件數目分：1)

4、中小規(guī)模集成電路集成對象：門電路或單級放大器；2) 大規(guī)模集成電路集成對象：功能部件、子系統；3) PC機使用的微處理器、芯片組、圖形加速芯片都是超大規(guī)模（VLSI）和極大規(guī)模集成電路。2. 按功能分：數字集成電路（如邏輯電路、存儲器、微處理器、微控制器、數字信號處理器等） 、模擬集成電路（又稱為線性電路，如信號放大器、功率放大器等）3. 按用途分：通用集成電路（如微處理器和存儲器芯片等）、專用集成電路（ASIC、FPGA）(四) Moore定律：（在未來的十多年里）單塊集成電路的集成度平均每1824個月翻一番(五) 集成電路卡=IC卡1. 又稱為Chip Card或Smart Card2.

5、IC卡分類：1) 存儲器卡（包括帶加密邏輯的存儲器卡）、CPU卡（如手機SIM卡不僅可以存儲數據，還可以對數據進行加密）2) 接觸式（插入讀卡機卡口中，通過金屬觸點傳輸數據）、非接觸式（卡中無電池；利用電磁感應無線傳輸數據）A. 我國第二代居民身份證、多數公交IC卡為非接觸式IC卡三. 通信技術入門(一) 現代通信：1. 定義：使用電波或光波雙向傳遞信息的技術（電信）。2. 注意：利用書、報、雜志、磁帶、光盤等傳遞信息均不屬于現代通信的范圍(二) 通信基本原理：1. 通信三要素：信源（信息發(fā)送者）、信道（信息載體與傳播媒介）、信宿（信息接收者）2. 信號兩種形式：模擬信號、數字信號(三) 調制

6、解調1. （狹義說）調制即數字信號轉為模擬信號的過程、解調即模擬信號還原數字信號的過程2. 調制所用的設備稱為“調制器”、解調所使用的設備叫“解調器”3. “調制解調器”（MODEM）：可實現調制和解調功能的設備1) 調制：使用數字信號調整載波的參數，使信號轉換成適合遠距離傳輸的調制信號2) 解調：對接收到的調制信號轉換為傳輸的原始信號3) 外置式調制解調器，應該接在計算機的串口或USB接口上(四) 多路復用技術：1. 定義：讓多路信號同時共用一條傳輸線路，提高傳輸線路利用率的技術。2. 分類：頻分多路復用、時分多路復用、碼分多路復用、波分多路復用技術。1) 頻分多路復用（FDM）模擬傳輸采用

7、（有線電視、廣播）2) 時分多路復用（TDM）數字傳輸采用（任一時刻都只可能為一對通信終端所使用）(五) 模擬通信VS數字通信模擬通信數字通信抗干擾能力弱強（差錯可以控制）傳輸質量不穩(wěn)定高（支持長距離）通信安全性一般有保證（可以加密）靈活性一般好（能適應各種應用的要求）其他歷史悠久、技術成熟、結構簡單、成本低通信設備小型化、微型化、低功耗(六) 數字通信：1. 數字傳輸技術：基帶傳輸（直接用數字信號傳輸信息）、頻帶傳輸（用數字信號對載波進行調制傳輸信息）1) 載波信號是頻率比被傳輸信號高得多的正弦波。載波通信可傳輸電報、電話、傳真和數據（如圖像）2) 頻帶傳輸技術：數字信號的遠距離傳輸需要使用

8、頻帶傳輸技術，如家庭撥號上網的MODEM，就是把計算機輸出的數字信號（只有“1”和“0”）調制成頻帶信號然后送到電話線上去3) 數字信號調制方法：幅移鍵控法（調幅）、頻移鍵控法（調頻）、相移鍵控法（調相）2. 應用：全面采用數字技術的系統就分別稱為“數字廣播”和“數字電視”3. 性能指標：1) 信道帶寬： A. 模擬通信系統中：稱頻寬，以赫茲（Hz）為單位；指可以幾乎無失真地傳輸的模擬信號的頻率變化范圍（帶寬=最高頻率-最低頻率）B. 數字通信系統中：稱信道容量，一般以波特率（bps）或符號率描述；指一個信道單位時間內允許的最大數據傳輸速率例如“我用的是10M bps寬帶上網”2) 數據傳輸速

9、率（數據率）：A. 實際進行數據傳輸時單位時間內傳送的二進位數目B. 單位有 Kbps、Mbps、Gbps3) 誤碼率：A. 定義：數據傳輸中出錯數據占被傳輸數據總數的比例B. 意義：數據傳輸可靠性指標C. 原因：噪聲（信息傳輸時不同信道之間信號的串擾對信道上傳輸信號所產生的影響）4) 端端延遲：數據從信源傳送到信宿所花費的時間。(七) 傳輸介質：金屬導體（雙絞線和同軸電纜）、光纖、電磁波。任務都是傳遞信息，只是其傳輸介質和技術各有不同。1. 雙絞線1) 雙絞的目的：降低各線對之間的電磁串擾2) 優(yōu)點：數字信號、模擬信號均可傳輸；各線對采用雙絞線，減少了各線對之間的串擾；頻帶較電話線寬，每對線

10、可傳輸60路電話信號，多線對能提供上千個話路，適用于干線通信。3) 缺點：容易受到外部高頻電磁波干擾（建筑物內部使用），且線路本身會產生一定噪聲，誤碼率較高；每隔一定距離（100米）需使用中繼器或放大器4) 常見應用：電話系統（模擬信號）、局域網（數字信號）。5) 目前，大多數10/100Mbps傳輸速率的以太網采用的傳輸介質是5類雙絞線。2. 同軸電纜1) 用電信號來傳遞信息2) 優(yōu)點：良好的傳輸特性和屏蔽特性（比雙絞線好）3) 缺點：傳輸速率取決于電纜長度4) 定位：用于主要傳輸干線可以構成大容量的載波通信系統5) 分類：基帶（50歐，數字信號）、寬帶（75歐，模擬信號）6) 常見應用：有

11、線電視系統（模擬信號）、局域網（數字信號）3. 光纖（光導纖維）：1) 物理原理：全反射（光纖彎曲也能傳導光信號）2) 優(yōu)點：通信容量大，數據傳輸速率高、絕緣體不受高壓線和雷電的電磁干擾、抗核輻射能力強、保密性最強，不易被竊聽截取數據、重量輕，便于運輸和鋪設、傳輸損耗小，“無中繼”通信距離長（可達幾千公里）、原材料SiO2資源豐富，節(jié)約有色金屬。3) 缺點：精確連接兩根光纖比較困難、相關通信設備的價格無明顯優(yōu)勢4) 分類：單模光纖(遠距離通信) 、多模光纖（近距離通信，如局域網）。5) 光纖中采用的多路復用技術：波分多路復用6) 全光網：在傳輸及交換時始終以光的形式進行，不經過光/電、電/光轉

12、換和光中繼4. 無線通信（微波、衛(wèi)星、紅外線、激光等）1) 微波通信A. 微波：極高頻率（300MHz300GHz范圍內）的電磁波，波長很短，按直線傳播但很容易被地面吸收（繞射能力差），不能延地球表面?zhèn)鞑. 方式：地面微波接力通信、衛(wèi)星通信、對流層散射通信。C. 優(yōu)點 ：直線傳播、容量大、可靠性高、建設費用低、抗災能力強、可用于模擬或數字通信、安全性好（可將信息進行定向傳輸，防止信號被截?。?) 衛(wèi)星通信A. 微波接力通信技術與空間技術相結合的產物特殊的無線電波中繼系統B. 優(yōu)點：通信距離遠、頻帶寬、容量大、抗干擾強、通信穩(wěn)定。C. 缺點：AD皆可、造價高、技術復雜、有較大延時、同步軌道衛(wèi)星

13、數目有限。3) 紅外線通信：局限于很小一個范圍4) 無線電波可以按頻率分成中波、短波、超短波和微波A. 無線電波可用于廣播、電視，也可以用于傳輸數字信號B. 短波：具有較強的電離層反射能力，適用于環(huán)球通信(八) 移動通信1. 第一階段：20世紀20年代50年代末2. 第二階段：20世紀50年代60年代3. 第三階段：20世紀70年代至今個人移動通信1) 第一代：蜂窩式模擬移動通信系統2) 第二代：數字傳輸信號，增加了接受數據的功能，如GSM。A. GSM提供了分組交換和分組傳輸方式的數據業(yè)務GPRSB. 時分多址、碼分多址CDMAC. 移動通信系統由移動臺、基站、移動電話交換中心等組成（都不可

14、省略）a) 移動臺：移動的通信終端（收發(fā)無線信號），包括手機、無繩電話等b) “蜂窩”：每個基站的有效區(qū)域既相互分割，又彼此有所交疊c) 基站與移動交換中心之間通過微波或有線信道傳輸信息d) 若空曠區(qū)域內無法使用手機通信，其原因最有可能是該區(qū)域沒有建立基站3) 第三代：移動通信3G（3rd Generation）四. 數字技術基礎(一) 信息的基本單位比特bit1. 比特只有兩種狀態(tài)：“0”和“1”1) 沒有大小的概念2) 既可以表示數值、文字，也可以表示圖像、聲音等3) 存儲方式：使用具有兩種穩(wěn)定狀態(tài)的器件4) 使用二進制原因：制造雙穩(wěn)態(tài)電路比制造多穩(wěn)態(tài)電路容易2. 每個西文用8個比特表示，

15、稱為“字節(jié)”（Byte）用。即 1Byte=8bit。1) 大寫字母“B”表示字節(jié)2) 小寫字母“b”表示比特(二) 邏輯運算：1. 分類：1) 邏輯乘（“與”、“and”、“”、“· ” ）全一為一2) 邏輯加(“或”、“or”、“”、“+”) 有一說一3) 取反 (“非”、“not”、“”)顛倒是非2. 多位邏輯運算按位獨立運算3. 邏輯運算結果不可能產生溢出(三) 算術運算：1. 分類：算術加、算術減2. 多位算術運算需進/借位運算3. 算術運算結果可能產生溢出(四) 比特存儲單位：1. “千字節(jié)”(KB)，1KB = 210字節(jié) = 1024B2. “兆字節(jié)”(MB)，1MB

16、 = 220字節(jié) = 1024KB3. “吉字節(jié)”(GB)，1GB = 230字節(jié) = 1024MB（千兆字節(jié)）4. “太字節(jié)”(TB)，1TB = 240字節(jié) = 1024GB（兆兆字節(jié)）(五) 比特的傳輸單位：1. “比特秒”(b/s)，也稱“bps”。如：9600bps(9600b/s) 2. “千比特秒”(kb/s)，1kb/s = 103 比特秒 = 1000 b/s3. “兆比特秒”(Mb/s)，1Mb/s = 106 比特秒 = 1000 kb/s4. “吉比特秒”(Gb/s)，1Gb/s = 109 比特秒 = 1000 Mb/s(六) 進制1. 二進制B（計算機中使用）2.

17、八進制O3. 十進制D4. 十六進制H5. 未知進制(七) 整數（定點數）的表示1. 整數（定點數）的類型：1) 無符號整數（用8位二進制數表示的不帶符號整數的值范圍：0255）2) 帶符號整數（最高位為符號位，“0”表示正數，“1”表示負數）2. 整數（定點數）的編碼方法：原碼、補碼、反碼；1) 對于正數X：補碼、原碼、反碼相同。2) 對于負數X：X的原碼除符號外逐位取反，得到X的反碼；X的反碼加一，得到X補碼。3) N位原碼表示整數0有“+0”（000000）與“-0”（100000）之分4) N位補碼中，“100000”表示整數-2n-1；“000000” 表示整數03. 不同編碼方法下

18、n位數的表示范圍最小最大形式值形式值n位無符號整數0000000111111+ 2n-1n位原碼111111- 2n-1+1011111+ 2n-1-1n位補碼100000- 2n-1011111+ 2n-1-14. BCD碼(二-十進制) 8-4-2-1碼：使用4個二進位表示1個十進制數字(八) 實數（浮點數）的表示：小數點位置浮動（相同長度）可表示的數的范圍可表示的數的精度浮點數大差定點數小好1. 浮點數= 尾數+指數1) 尾數：由純小數組成（表數精度）2) 指數：由整數組成（表數范圍）2. 同一個數的浮點數表示形式并不惟一第二章 計算機組成原理一. 計算機的發(fā)展（4代）代 別年 代使用的

19、元器件使用的軟件類型主要應用領域第1代1940s中期1950s末期CPU：電子管內存：磁鼓使用機器語言和匯編語言編寫程序科學和工程計算第2代1950s中、后期1960s中期CPU：晶體管內存：磁芯使用FORTRAN等高級程序設計語言開始廣泛應用于數據處理領域第3代1960s中期1970s初期CPU：SSI，MSI內存：SSI，MSI的半導體存儲器操作系統、數據庫管理系統等開始使用在科學計算、數據處理、工業(yè)控制等領域得到廣泛應用第4代1970s中期以來CPU：LSI、VLSI內存：LSI、VLSI的半導體存儲器軟件開發(fā)工具和平臺、分布式計算、網絡軟件等開始廣泛使用各行各業(yè)，家庭和個人開始使用計算

20、機（如PC機）(一) “代”的劃分是以計算機的主機所使用的元器件為依據(二) 1946年，世界上第一臺電子數字計算機“埃尼阿克”(ENIAC)(三) 計算機能力：處理數值、圖像和聲音等數據；數據的計算、分析和推理；極大的信息存儲能力；與其它計算機方便迅速交換信息；(四) 計算機應用模式發(fā)展階段：集中計算模式、分散計算模式、網絡計算模式（目前）(五) 計算機積極作用：增添新手段、提供新工具、引起新變化(六) 計算機信息處理優(yōu)點：1. 能夠儲存大量信息，可按照程序自動高速進行計算2. 能處理數值數據以及圖像和聲音等非數值數據3. 數據計算（處理）、分析推理4. 極大的信息存儲能力5. 方便迅速與其

21、它計算機交換信息二. 計算機的組成(一) 組成：硬件（物理裝置的總稱）與軟件（程序+數據+文檔）(二) 硬件有：1. 五大部件：中央處理器CPU、內存儲器、外存儲器、I/O設備、總線1) 輸入設備（Input）：A. 將信息送入計算機的設備B. 例如：鍵盤、鼠標、觸摸屏、掃描儀、麥克風和傳感器等2) 中央處理器CPU：A. 組成：運算器、控制器、寄存器B. 計算機中有多個處理器，其中用于承擔系統軟件和應用軟件運行的處理器稱為CPUC. 意義：計算機必不可少的核心組成部件D. 大多數計算機只包含一個CPUE. 多處理器系統：包含了多個中央處理器的計算機系統F. 并行處理：使用多個（2）CPU實現

22、超高速計算機的技術3) 存儲器內存外存（內、外存儲器劃分：是否直接與CPU相連，是否可以長期存放信息。詳見下表）外存儲器內存儲器簡稱外存或輔存內存或主存存取速度慢快成本低高存儲容量很大相對較小性質斷電后信息保持斷電后信息消失與CPU直接連接否是工作方式計算機運行程序時，外存中的程序及相關數據必須先傳送到內存，然后才能被CPU使用CPU(指令)對內存中的指令及數據進行讀、寫操作信息存放時間長久存放系統中幾乎所有的信息臨時存放正在運行的程序和數據4) 輸出設備(Output)：A. 定義：把計算機中的二進位信息轉換成人可感知的形式；B. 例如：顯示器、打印機、繪圖儀5) 系統總線與I/O端口A.

23、BUSa) 功能：硬件各部分的公共信息通道b) 組成：控制器+公共傳輸線c) 代表：CPU總線、I/O總線B. I/O端口a) 作用：海納百川各種I/O設備；信息的緩沖處理等。b) 類型：并、串、視頻、USB等（不同設備，不同規(guī)則）2. 主機：中央處理器CPU、內存儲器、總線等3. 外圍設備（外設）：I/O設備和外存儲器等三. 計算機分類：(一) 按內部邏輯結構分類：單處理機、多處理機；16位、32位(二) 按計算機整體性能分類：巨型機、大型機、小型計算機、PC機1. 巨型計算機采用大規(guī)模并行處理（為提高計算機處理能力配置多個CPU）的體系結構，速度達到每秒數萬億次以上2. PC機A. 分類：

24、臺式機、便攜機B. 工作站：一種具有高速的運算能力和強大的圖形處理功能，通常運行UNIX操作系統，特別適合于工程與產品設計使用的特殊的高檔PC(三) 單片計算機/嵌入式計算機：1. 單片計算機：運算器、控制器、存儲器、I/O控制與接口電路等集成在同一塊芯片的超大規(guī)模集成電路2. 嵌入式計算機：內嵌在其他設備中的計算機，廣泛應用于數碼相機、手機和MP3等產品中微處理器CPU(四) 處理器微處理器CPU 1. 微處理器：把CPU和一組寄存器（Registers）集成在一片大規(guī)模集成電路或超大規(guī)模集成電路封裝之中的器件2. 個人計算機一般都用單片微處理器作為CPU3. 微處理器 = 通用微處理器（如

25、CPU）+ 專用微處理器（繪圖處理器、通信處理器等）四. CPU的結構與原理(一) 馮諾依曼計算機基本原理：存儲程序和程序控制（存儲程序控制）能儲存大量信息，可按照程序自動高速進行計算1. 程序是一個指令序列2. 指令與數據都用二進制表示，預先存放在存儲器內3. 計算機工作時，CPU從內存取出指令和數據，按機器指令的規(guī)定，對數據進行運算處理，直到程序完成為止(二) CPU的結構：1. 寄存器組：十幾個甚至幾十個寄存器組成，臨時存放參加運算的數據和得到的中間結果2. 運算器：算術邏輯部件ALU3. 控制器：解釋指令的含義、控制運算器的操作、記錄內部狀態(tài)的部件ü 指令計數器：用來存放CP

26、U正在執(zhí)行的指令的地址，CPU將按照該地址從內存讀取所要執(zhí)行的指令。(三) 指令1. 定義：用來規(guī)定計算機執(zhí)行的操作和操作對象所在存儲位置的一個二進制位串。2. 組成：操作碼（計算機執(zhí)行何種操作的一個二進制代碼）操作數地址（操作的內容或所在的地址）3. 指令執(zhí)行過程：取指令、指令譯碼、執(zhí)行指令、保存結果。（注意順序）(四) 指令系統（指令組）1. 定義：CPU所能執(zhí)行的全部指令的集合2. 每一種CPU都有自己獨特的一組指令，計算機所能執(zhí)行的指令集由該機所安裝的CPU決定1) 同一公司的產品通常“向下兼容”A. 新型號的處理器在舊型號處理器指令系統基礎上進行擴充。B. 8088（8086）802

27、868038680486PentiumPentiumPROPentiumPentiumPentium 4（主頻、晶體管數目、性價比）PS: Intel公司是國際上研制和生產微處理器最大的專業(yè)公司2) 不同公司生產的CPU各有自己的指令系統，它們未必互相兼容A. 不兼容：Power微處理器指令系統與Intel Pentium的指令系統差別很大B. 相互兼容：AMD微處理器與Intel Pentium的指令系統一致(五) 與CPU速度相關的性能參數衡量計算機優(yōu)劣的主要技術指標1. 字長（位數）1) 定義：CPU中定點運算器的寬度（即一次能同時進行二進制整數運算的位數）。大體決定字長（定點運算器寬度

28、）地址碼位數決定CPU可訪問的存儲器最大空間部分決定虛擬存儲器大小2) 意義： 例：地址線數目為20 位，則CPU可訪問的最大內存空間為1MB2. 主頻(CPU時鐘頻率、內部頻率)1) 定義：CPU中電子線路的工作頻率2) 意義：決定了CPU內部數據傳輸與指令執(zhí)行的快慢。主頻越高，速度越快。3) 奔騰4系列主頻范圍：1500 MHz 3800MHz4) 注意：主頻提高一倍，PC機速度未必提高一倍3. CPU總線速度1) CPU總線（前端總線）：用于連接CPU和內存的總線2) CPU總線的工作頻率和數據線寬度決定著CPU與內存之間傳輸數據的速度快慢A. 數據總線寬度：決定了整個系統的數據流量的大

29、小，包括 CPU與二級高速緩存、內存以及輸入/輸出設備之間一次數據傳輸的信息量。4. 高速緩沖存儲器（cache）的容量與結構1) Cache容量越大、級數越多，訪問Cache的命中率就越高，CPU的速度就越快。A. CACHE的命中率：CPU需要的指令或數據能在CACHE中能直接取到的概率2) 關于CACHE（緩存/快存）A. 定義：使用SRAM芯片組成的一種高速緩沖存儲器B. 速度：CPU > CACHE > 內存C. 容量：比主存小D. 作用：彌補CPU與內存的速度差異，相當于主存的延伸a) 不與主存統一編址，但可接受CPU的訪問i. CPU局部訪問原理：CPU所執(zhí)行的指令和

30、處理的數據往往集中于存儲器的局部范圍內b) CPU的Cache中的數據是主存中部分內容的映射5. 指令系統6. 邏輯結構奔騰4有多個運算器7. CPU運算速度的傳統衡量方法：1) 每秒鐘能執(zhí)行的指令數目2) 例如：MIPS，單字長定點指令百萬條數/秒；MFLOPS，單字長浮點指令百萬條數/秒。五. PC機的主機(一) 主板1. 又稱母板，通常安裝有CPU插座、CPU調壓器、芯片組、第2級高速緩存（有的已做在CPU中）、存儲器插座（SIMM 或DIMM）、總線插槽（如PCI、AGP、IDE）、ROM BIOS、時鐘/CMOS、電池、超級I/O芯片等。2. 意義：PC機中所有部件和設備都以主板為基

31、礎進行安裝和互相連接，主板的穩(wěn)定性影響著整個計算機系統的穩(wěn)定性。3. 擴充卡及接口1) 擴展板卡或擴充卡：A. 定義：插在PC機主板總線插槽中的電路板B. 包括：顯卡、聲卡、網卡、視頻卡等2) 擴充卡通過卡上的印刷插頭插在主板上的PCI（或ISA、PCIE）總線插槽中。3) 許多擴充卡的功能可以部分或全部集成在主板上（例如，軟盤、硬盤、串行口、并行口、聲音、圖形顯示、網絡連接等控制電路都可以集成在主板上），因此不再需要插接相應的適配卡。4) 主板的物理尺寸已經標準化；ATX規(guī)格主板正向BTX規(guī)格轉換4. BIOS與CMOS1) BIOS（Basic I/O System，基本輸入/輸出系統）A

32、. 定義：最基本I/O機器語言程序；它控制著系統全部硬件的運行，又為高層軟件提供底層調用。B. 地位：PC機軟件最基礎的部分（沒有BIOS的PC機無法正常啟動）C. BIOS存放在ROM中，是非易失性的D. 組成（四個部分）：POST（Power On Self Test，加電自檢測試PC機各部件的工作狀態(tài)是否正常） 程序；系統Load（自舉裝入）程序；CMOS設置程序；基本外設驅動程序特別說明：基本外設（僅包括鍵盤、顯示器、軟驅和硬盤等）的控制程序（即“驅動程序”）必須預先存放在BIOS ROM中，從BIOS中加載；其他外設在OS初步運行成功后再從硬盤加載；有的外設驅動程序在適配卡的Rom中

33、，BIOS可以掃描端口。2) CMOS：A. CMOS RAM是主板上的一塊可讀寫的存儲芯片。B. 在CMOS RAM中存儲了用戶對計算機硬件所設置的參數配置信息，如當前日期時間、硬盤數目與容量、開機密碼等。C. CMOS芯片是易失性存儲器，需主板電池供電D. 在下列情況下需要啟CMOS設置程序對系統進行設置：a) PC機組裝好之后第一次加電 b) 系統增加、減少或更換硬件或IO設備c) CMOS芯片因更換電池、病毒侵害、放電等原因造成其內容丟失或被錯誤修改d) 用戶希望更改或設置開機密碼e) 系統因某種需要而調整某些參數（改變啟動系統時訪問外存儲器的順序）3) BIOS與CMOS的區(qū)別：通過

34、BIOS設置程序對CMOS參數進行設置A. BIOS是主板上一塊ROM芯片，CMOS是主板上的一塊可讀寫的RAM芯片，靠后備電池供電，即使系統掉電后信息也不會丟失B. BIOS中存放的是系統設置程序，CMOS中存放的是這個程序所設置的數據；5. 芯片組1) 定義：PC機各組成部分的樞紐，連接著CPU、內存條、硬盤接口、網絡接口、PCI插槽等2) 意義：主板上的所有存儲控制和I/O控制功能大都集成在芯片組內（既實現了PC機系統總線的功能，又提供了各種I/O接口及相關的控制）3) 組成：南橋（ICH，增強的 I/O控制）、北橋（MCH，存儲控制）兩片VLSI集成電路組成。4) 特別說明：CPU類型

35、或參數不同時需要配用不同的芯片組；CPU的系統時鐘及各種與其同步的時鐘均由芯片組提供；芯片組（北橋芯片）決定了主板上所能安裝的內存最大容量、速度、可使用的內存條類型。(二) 內存儲器1. 內存儲器和外存儲器組成一個層狀的塔式結構1) 目的：優(yōu)化存儲器的性能價格比2) 存儲器按讀寫速度由高到低排列：Cache、RAM、硬盤、光盤2. 內存儲器1) 由稱為存儲器芯片的半導體集成電路組成2) 分類：A. RAM（隨機存取存儲器，Random Access Memory）a) 特點：易失性（斷電后信息一般會立即丟失）、可讀可寫b) 動態(tài)隨機存取存儲器DRAMi. 特點：需要定時刷新、較慢、電路簡單，集

36、成度高，成本較低ii. 用途：內存儲器的主體部分（主存）c) 靜態(tài)隨機存取存儲器SRAMi. 不需要刷新、較快ii. 用途：高速緩沖存儲器CacheB. ROM (Read Only Memory)即只讀存儲器a) 特點：非易失性（斷電后信息不會丟失）、可讀不可寫（一般情況下，除Flash ROM）b) 應用：存放內容不變的信息c) 注意：Flash ROM(快擦除ROM，或閃存)新型的非易失性存儲器，但又像RAM一樣能快速方便地寫入信息。主要用于數碼相機、優(yōu)盤和存儲BIOS程序。3. 主存儲器1) 存儲單元：每個存儲單元的基本單位為1Byte（8bit）2) 地址：每個存儲單元（一個字節(jié)）都

37、有一個唯一編號的地址，主存儲器以字節(jié)為單位進行連續(xù)編址，CPU按地址對存儲器進行訪問3) 存儲容量：A. 定義：主存儲器中所包含的存儲單元的總數（即內存中可存儲信息的多少）B. 單位：MB、GBC. 影響內存容量的因素：主板芯片組的型號、主板存儲器插座類型與數目、CPU地址線的寬度4) 存取時間：從CPU送出內存單元的地址碼開始，到主存讀出數據并送到CPU（或者是把CPU數據寫入主存）所需要的時間單位：ns（1ns = 10-9秒）5) 內存條時把若干片DRAM芯片焊在一小條印制電路板上做成的部件。6) DDR利用時鐘的上升沿與下降沿在同一個時鐘周期內實現兩次數據傳送（即DDR SDRAM的有

38、效時鐘頻率是SDRAM的兩倍）7) 雙列直插式內存條（DIMM內存條）觸點分布在內存條的兩面(三) I/O總線與I/O接口1. I/O操作（I/OInputOutput 輸入輸出）1) 任務：將輸入設備輸入的信息送入內存的指定區(qū)域，或者將內存指定的內容送出到輸出設備。2) 特點：I/O設備速度比CPU慢，為提高系統效率，I/O操作與CPU的數據處理操作是并行的；多個I/O設備能同時進行工作(例如一面鍵盤輸入，一面屏幕顯示，同時進行打印輸出等)。I/O設備的種類多，性能相差很大，與計算機主機的連接方法也各不相同3) 注意：每個(類)IO設備都有各自專用的控制器，它們的任務是接收CPU啟動IO操作

39、的命令后，獨立地控制IO操作的全過程2. 總線（bus）：1) 定義：計算機各部件之間傳輸信息的一組公用的信號線及相關控制電路。2) I/O總線（主板總線）A. 定義：用于連接內存和I/O設備（包括外存）的總線（I/O總線與主板上擴充插槽中的擴充卡直接相連）B. I/O總線上有三種信號：數據信號、地址信號、控制信號。C. 總線數據傳輸速率（總線帶寬）a) 定義：單位時間內總線上可傳送的數據量。b) 總線帶寬（MB/s）=（數據線寬度/8）×總線工作頻率（MHz）×每個總線周期的傳輸次數D. 典型：PCI總線（PCI-E總線）a) PCI總線的時鐘與CPU時鐘無關b) PCI

40、可支持多個外圍設備c) PCI能與其他I/O總線共存于PC系統中d) PCI的數據線寬度可為32位（數據傳輸速度133MB/s），也可為64位（數據傳輸速度266MB/s）4. I/O設備接口：1) 定義：簡稱I/O接口或I/O端口，指計算機中用于連接I/O設備的各種插頭/插座以及相應的通信規(guī)程及電器特性。（不包括電源插口）2) 作用：輸入/輸出設備通過I/O接口與各自的控制器連接起來3) I/O設備接口分類：A. 從數據傳輸方式來分：a) 串行（一次只傳輸1位）USB、IEEE1394、SATAb) 并行（8位或者16位、32位一起進行傳輸）IDEB. 從是否能連接多個設備來分：a) 總線式

41、（可連接多個設備，被多個設備共享）b) 獨占式（只能連接1個設備）4) USB接口（通用串行總線式接口，Universal Serial Bus）A. 傳輸速率：USB1.1版：1.5 MB/s、 USB2.0：高達480Mb/s（60MB/s）B. 特點：4線接口（紅白綠黑）、支持熱插拔技術和即插即用功能、高速、可連接多個設備（最多127個）、串行傳輸、可向外設供電（5V，100500 mA）。C. 應用：鼠標、鍵盤、移動硬盤、數碼相機、U盤、打印機、掃描儀5) IEEE-1394接口：又稱為1394、 FireWire，雙向串行傳輸、采用差分信號形式傳輸時鐘及數據、連接高速設備（如音視頻設

42、備）50MB/S100 MB/S、6線接口、可連接多個設備（63個）6) SCSI接口（small computer interface，小型計算機接口）：一種用于連接大容量磁盤驅動器、掃描儀等外圍設備的專門的高速并行端口。六. 常用輸入設備(一) 鍵盤1. 計算機最常用、最主要的輸入設備，缺它不可2. 與主機接口：AT接口（早期）、PS/2接口、USB接口、無線接口（紅外范圍小、無線電）3. 電容式鍵盤：擊鍵聲音小、不存在磨損接觸不良等問題、壽命長、手感好4. 常用快捷鍵控制鍵名稱主 要 功 能Shift換檔鍵F1F12共12個功能鍵，它們的功能由操作系統及運行的應用程序來決定Home通常用

43、于把光標移動到開始位置，如文檔的起始位置或行首Print Screen把當時的屏幕映象記錄下來Alt+PrintScreen將桌面上當前窗口的圖像復制到剪貼板中Caps lock大小寫切換（燈亮時，輸入大寫字母）Ctrl + Alt +Del重新啟動正在使用中的Windows系統(二) 鼠標器（Mouse）1. 工作原理：用戶移動鼠標時，移動速度和方向將變換成脈沖信號輸入計算機，從而控制屏幕上鼠標器箭頭的運動2. 主要指標：1） 分辨率dpiA. 定義：鼠標每移動一英寸距離光標在屏幕上所通過的像素的數目B. 意義：分辨率越高，定位越準確2） 接口：A. 有線鼠標：EIA（RS）-232串行口、

44、PS/2 接口、USB 接口B. 無線鼠標3. 鼠標器分類：1) 機械式鼠標2) 光機式鼠標3) 光學（電）鼠標：工作速度快，準確性和靈敏度高，分辨率可達800dpi，沒有機械磨損，很少需要維護，也不需要鼠標墊4. 某些鼠標器左右兩按鍵的中間有一個滾輪，它的作用通常是控制屏幕內容進行上下移動，與窗口右邊框滾動條的功能一樣（注意：按動鼠標按鍵后，計算機具體做什么，由正在運行的軟件決定）5. 筆記本電腦使用軌跡球、指點桿和觸摸板等替代鼠標器的功能，為了減少體積、方便使用6. 其他指點設備：1） 觸摸屏：適用于服務性公共場所2） 操縱桿：經常用于游戲控制(三) 掃描儀1. 作用：圖像輸入設備（未經O

45、CR識別，內容不可編輯）2. 分類：手持式掃描儀、平板式掃描儀（家用和辦公自動化領域廣泛應用）、膠片專用和滾筒式（專業(yè)印刷排版領域）3. 性能指標：1) 分辨率（dpi）2) 色彩位數（色彩深度）：色彩位數越多，能反映的色彩就越豐富，掃描效果也越真實3) （最大）掃描幅面： 4) 與主機的接口：SCSI、USB、IEEE-1394等4. 注意：CCD（電荷耦合器件）光電轉換, 產生電流并輸出(四) 數碼相機（圖像輸入設備）1. 一般功能：自動聚焦、影象預視、影象刪除2. 主要性能指標：1) 成像芯片：決定了圖像分辨率A. 中高檔數碼相機用CCDCCD像素個數越多，影像分辨率越高，圖像質量越好B

46、. 低檔普及型相機用CMOS2) 存儲器的容量DC存儲器大多采用快擦除存儲器（閃爍存儲器）3. 像素與分辨率1） 照片分辨率達 1600 1200 時，共有 192000 個像素 （約200萬像素），這種數碼相機能滿足一般應用要求。2） 500萬像素的數碼相機，所拍攝的圖像的最高分辨率，能達到2592×1944七. 常用輸出設備(一) 顯示系統1. 作用：將數字信號轉化為光信號，最終將文字、圖形、圖像顯示出來2. 組成：監(jiān)視器（Monitor）、顯示控制器（顯示卡/顯示適配卡）3. 監(jiān)視器CRT 顯示器LCD閃爍有時會不會工作電壓高低功耗高低電磁輻射少量沒有體積通常較大較輕薄易攜帶顯

47、示分辨率可調節(jié)，有多種一般固定為一種1) 常見類型：A. 陰極射線管顯示器（CRT）B. 液晶顯示器（LCD ）借助液晶對光線進行調制而顯示圖像的一種顯示器2) CRT VS LCD：3) 主要性能指標：A. 顯示屏的尺寸a) 定義：對角線的長度，如17英寸b) 傳統顯示屏（非寬屏）的寬度與高度之比一般為4：3B. 顯示器的分辨率：a) 定義：整屏可顯示的像素的個數b) 意義：分辨率越高，圖像越清晰c) 表示方法：一般用“水平像素個數（橫向點數）X垂直像素個數（縱向點數）”表示，如1024X1024C. 刷新速率：a) 定義：所顯示的圖像每秒鐘更新的次數b) 意義：刷新頻率越高，圖像穩(wěn)定性越好

48、c) PC機顯示器的畫面刷新速率一般在60Hz以上B. 可顯示顏色數目：a) 彩色顯示器的每個像素可顯示顏色數目由R、G、B三個基色的二進位數之和決定。b) 224 種不同顏色被認為是真彩色。C. 輻射和環(huán)保：a) 達到“能源之星”節(jié)能標準的顯示器，能有效節(jié)約電力；b) 通過MPR和TCO認證的顯示器，能防止顯示器發(fā)生信息泄漏和確保人身安全。4. 顯示控制器A. 作用：主機與顯示器之間的“橋梁”。B. 組成：顯示控制電路、繪圖處理器（GPU）、顯示存儲器（VRAM）、接口電路a) 繪圖處理器（GPU）又稱為圖形加速芯片，相當于顯卡的“CPU”，是顯卡的核心。b) 顯示存儲器（VRAM）相當于顯

49、卡的“內存”，暫時存放顯示芯片（顯示屏上）所有像素的顏色信息。i VRAM在物理上獨立于PC機的內存，但邏輯上是一個整體（與內存統一編址，CPU可直接進行訪問）。ii 注意：顯示2D景物時，VRAM的存儲容量等于屏幕分辨率（像素的總數）乘每個像素的色彩深度（像素位數）。c) 接口電路：AGP（加速圖形端口?？梢詫@存與主存直接連接起來，數據傳輸率很高）、PCIEd) 繪圖和顯示控制電路：控制顯示器工作過程中的光柵掃描、同步、畫面刷新等操作(二) 打印機1. 分類：針式打印機、激光打印機、噴墨打印機（工作原理各不相同）針式打印機激光打印機噴墨打印機性質擊打式非擊打式非擊打式耗材色帶炭粉墨水打印質

50、量差最好好工作噪聲最大小低臭氧產生無有（使用高電壓）無打印速度慢最快中打印平均成本中最低（但初始購機成本大）高（墨水成本高、消耗快，但能最經濟的輸出彩色圖像）定位超市銀行等商業(yè)打印存折票據（字符圖案）政府或單位家庭工作原理打印頭上安裝了若干鋼針激光成像、靜電吸附墨水噴射到紙上形成圖案或字符其他多層套打（突出特點）平推式進紙技術激光技術與復印技術相結合的產物關鍵技術：噴頭（易堵）接口并口、USB接口、SCSI接口（高速激光打印機）2. 主要性能指標：1) 打印精度：A. 單位：dpi （每英寸可打印的像素點數）B. 例如，普通激光打印機的分辨率一般為300600dpi2) 打印速度：單位：CPS

51、（每秒打印的字符數目）、PPM（每分鐘打印頁數）3) 色彩數目4) 與主機接口：并行口、USB、SCSI（高速激光打印機）5) 打印成本6) 打印幅面八. 外存儲器(一) 軟盤1. 軟盤露出寫保護口，即實現了寫保護2. 外存與內存之間不能統一編址：軟盤（硬盤）上的信息是按磁道和扇區(qū)來存放的，而內存是按字節(jié)存放的。3. 記錄信息原理：利用磁介質表面區(qū)域的磁化狀態(tài)來存儲二進制信息4. 3.5英寸軟盤片的信息存儲模式與存儲容量：1) 每個扇區(qū)存儲512字節(jié)二進制數據；每個磁道有18個扇區(qū)（段）；每個記錄面有80個磁道（從0開始編號，0號磁道位于最外圈）；兩個記錄面（兩個讀寫磁頭）2) 512字節(jié)*1

52、8段*80磁道*2面=1474560字節(jié)=1474560 /1024 KB=1440 KB=1.44 MB5. 注意：1) 軟盤（硬盤）的讀寫數據的最小單位：扇區(qū)2) 操作系統在軟盤上為文件分配存儲區(qū)的單位：簇（2-8個扇區(qū)）3) 軟盤（硬盤）格式化：A. 定義：按操作系統規(guī)定的格式對每個磁道劃分扇區(qū)，在扇區(qū)中填寫地址信息，并對磁盤空間進行分區(qū)，定義引導區(qū)、文件分配表FAT、根目錄區(qū)FDT、數據區(qū)等。B. 分類：a) 快速格式化：只刪除磁盤上的文件，但不檢查磁盤的壞扇區(qū)b) 完全格式化：刪除磁盤上的全部文件并在檢查磁盤后，將壞扇區(qū)標注出來4) 磁盤碎片整理：將部分文件重寫入硬盤上相鄰扇區(qū)的過程

53、，以便提高訪問和檢索的速度5) 若非正常關機，下次啟動時，系統將自動運行磁盤掃描程序。(二) 硬盤1. 溫切斯特硬盤：硬盤的盤片、磁頭及其驅動機構全部密封在一個密封的組合件2. 硬盤上每個扇區(qū)的容量通常為512字節(jié)，可以由操作系統進行設置3. 硬盤上定位一塊數據的方式：3D尋址柱面號、扇區(qū)號、磁頭號1) 磁道：硬盤表面由外向里分成若干個同心圓2) 柱面：所有單碟上相同磁道的組合4. 硬盤與主機的接口：1) 定義：在主機內存和硬盤緩存之間提供一個數據傳輸的高速通道2) 類型：IDE（PATA）（注：不在機箱外面）、SCSI、光纖通道、SATA（150MB/s300MB/s）5. 硬盤上設置高速緩

54、存Cache的好處：提高硬盤讀寫速度，延長硬盤壽命6. 硬盤性能指標：1) 存儲容量：柱面號、扇區(qū)號、磁頭號2) 平均訪問時間 = 平均尋道時間 + 平均等待時間A. 平均等待時間：數據所在的扇區(qū)轉到磁頭下的時間B. 平均尋道時間：磁頭移動到數據所在的磁道所需要的平均時間3) Cache容量4) 數據傳輸速率A. 外部傳輸速率：主機從（向）硬盤緩存讀出（寫入）數據的速率B. 內部傳輸速率：在盤片上讀寫數據的速率評價硬盤整體性能的決定性因素7. 使用注意事項：防止高溫、潮濕和磁場的影響等(三) 光盤1. 光盤根據其制造材料和信息記錄機制的不同，一般可分為只讀光盤、可一次性寫入光盤、可擦寫光盤。2. CD-ROM盤片存儲容量：600MB700MB ；DVD-ROM盤片（單面單層）存儲容量4.7GB。ü DVD比CD存儲容量大的原因：DVD道間距比CD小，利用聚焦更細的紅色激光進行信息的存取。3. CD盤記錄數據的方式：一條由里向外連續(xù)的螺旋道，道上壓制了很多凹坑，凹坑的邊緣表示“1”，凹坑內外