計算機知識點

第一章信息技術概述1.1信息與信息處理1.2微電子技術1.3通信技術1.4數(shù)字技術1.1信息與信息處理1.信息的三種定義（了解）信息就是信息，既不是物質(zhì)也不是能量–N.Wiener（維納：控制論創(chuàng)始人）事物運動的狀態(tài)及狀態(tài)變化的方式–客觀事物立場認識主體所感知或所表達的事物運動及其變化方式的形式、內(nèi)容和效用–認識主體立場1.1信息與信息處理2.信息處理的行為和活動（了解）信息的收集(如信息的感知、測量、獲取、輸入等)信息的加工(如信息的分類、計算、分析、轉(zhuǎn)換等)信息的存儲(如書寫、攝影、錄音、錄像等)信息的傳遞(如郵寄、電報、電話等)信息的施用(如控制、顯示等)1.1信息與信息處理3.基本的信息技術（了解）感測與識別技術：擴展感覺器官功能–如：雷達、衛(wèi)星遙感通信技術：擴展神經(jīng)系統(tǒng)–如：電話、電視、因特網(wǎng)計算與存儲技術：擴展大腦功能–如：計算機、機器人控制和顯示技術：擴展效應器官功能–如：計算機、機器人1.1信息與信息處理

4.信息處理系統(tǒng)的定義（了解）用于輔助人們進行信息獲取、傳遞、存儲、加工處理、控制及顯示的綜合使用各種信息技術的系統(tǒng)，可以統(tǒng)稱為信息處理系統(tǒng)。5.現(xiàn)代信息系統(tǒng)的主要特征（熟悉）以數(shù)字技術為基礎以計算機及其軟件為核心采用電子技術(包括激光技術)進行信息的收集、傳遞、加工、存儲、顯示與控制1.2微電子技術簡介1.微電子技術（了解）微電子技術是實現(xiàn)電子電路和電子系統(tǒng)超小型化及微型化的技術，以集成電路為核心2.微電子技術的發(fā)展（掌握）真空電子管為基礎元件，主要應用：廣播、電視、無線電通信、電子儀表、自動控制和第一代計算機晶體管，主要應用：第二代計算機半導體單晶片作為材料的集成電路（IC），現(xiàn)代集成電路使用的半導體材料通常是硅或砷化鎵1.2微電子技術簡介3.集成電路的規(guī)模（掌握）集成電路規(guī)模元器件數(shù)目小規(guī)模集成電路（SSI）＜100中規(guī)模集成電路（MSI）100~3000大規(guī)模集成電路（LSI）3000~10萬超大規(guī)模集成電路（VLSI）10萬~100萬極大規(guī)模集成電路（ULSI）＞100萬中、小規(guī)模集成電路一般以簡單的門電路或單極放大器為集成對象大規(guī)模集成電路則以功能部件、子系統(tǒng)為集成對象PC機中微處理器、芯片組、圖形加速芯片等都是超大規(guī)模和極大規(guī)模集成電路1.2微電子技術簡介4.集成電路的分類（掌握）按用途分：?通用集成電路（如：微處理器、存儲器芯片等）?專用集成電路（ASIC，按照某種應用的特定要求而專門設計、定值的集成電路）按電路的功能分：?數(shù)字集成電路（如：門電路、存儲器、微處理器、微控制器、數(shù)字信號處理器DSP等）?模擬集成電路（如：信號放大器、功率放大器）按晶體管結構、電路和工藝分：?雙極型（Bipolar）電路?金屬氧化物半導體(MOS)電路?雙極-金屬氧化物半導體電路1.2微電子技術簡介5.影響集成電路速度的主要因素（掌握）主要取決于組成邏輯門電路的晶體管的尺寸，晶體管尺寸越小，其極限工作頻率越高，門電路的開關速度就越快芯片上電路元件的線條越細，相同面積的晶片可容納的晶體管就越多，功能就越強，速度也越快6.Moore定律（掌握）單塊集成電路的集成度平均每18~24個月翻一番1.2微電子技術簡介7.當前集成電路使用的晶圓與線寬工藝（了解）目前：12~16英寸晶圓，0.045μm線寬工藝未來：18英寸晶圓，0.045~0.014μm線寬工藝8.IC卡(chipcard、smartcard)（掌握）又稱為集成電路卡，它是把集成電路芯片密封在塑料卡基片內(nèi)，使其成為能存儲信息、處理和傳遞數(shù)據(jù)的載體，不受磁場影響，能可靠地存儲數(shù)據(jù)1.2微電子技術簡介7.IC卡的分類（掌握）按集成電路芯片分類?存儲器卡：存儲容量小，信息可長期保存，可由讀卡器改寫，如：電話卡、水電費卡、公交卡、醫(yī)療卡等?CPU卡：卡上集成了中央處理器、程序存儲器、數(shù)據(jù)存儲器，還有操作系統(tǒng)，處理能力強、保密性好，常用于證件和信用卡使用的重要場合，如：手機SIM卡按使用方式分類?接觸式IC卡：易磨損、怕油污，壽命不長，如：移動電話SIM卡、銀行卡等?非接觸式IC卡:又稱射頻卡，讀寫數(shù)據(jù)不多，常用于身份驗證，如：如南京公交使用的射頻計費卡、第2代身份證等1.3通信技術入門1.通信的定義（了解）信息的(遠距離)傳遞與交流2.現(xiàn)代通信的定義（掌握）使用電波或光波傳遞信息的技術，也稱為電信（telecommunication），如電報、電話、傳真、電子郵件、BBS、QQ等不屬于現(xiàn)代通信范圍的有：利用書、報、雜志、磁帶、光盤等傳遞信息廣播和電視：采用電波進行點到多點的單向通信1.3通信技術入門3.通信三要素（掌握）信源、信宿、信道4.通信系統(tǒng)模型（掌握）5.通信系統(tǒng)中電（或光）信號的兩種形式（掌握）模擬信號：連續(xù)形式，打電話時聲音經(jīng)話筒將聲波轉(zhuǎn)化為電信號數(shù)字信號：離散型式，如電報機、傳真機、計算機1.3通信技術入門6.通信系統(tǒng)的任務（了解）快速、可靠、安全和低成本的遠距離傳輸信息7.實現(xiàn)遠距離傳輸?shù)囊兀ㄕ莆眨┹d波：攜帶信息進行傳輸調(diào)制：D/A解調(diào)：A/D模擬信號調(diào)制方法：調(diào)幅、調(diào)相、調(diào)頻數(shù)字信號調(diào)制方法：幅移、相移、頻移鍵控調(diào)制解調(diào)器（MODEM）1.3通信技術入門8.低成本傳輸信號的方法（掌握）多條線路公用一條傳輸線路進行傳輸技術：時分多路復用(TDM)–多路復用器將輪轉(zhuǎn)一周的時間分為若干時間片，每對終端分配到固定的一片時間來傳輸一組數(shù)據(jù)，依次輪流在同一傳輸線路上進行傳輸，如：使用時分多路復用技術來支持語音信號的傳輸頻分多路復用(FDM)–將每個信源發(fā)送的信號調(diào)制在不同頻率的載波上，如：無線電廣播、電視波分多路復用(WDM)–一根光纖中同時傳輸幾種不同波長的光波1.3通信技術入門9.模擬通信的優(yōu)缺點（了解）優(yōu)點：結構簡單、成本低缺點：噪聲干擾、傳輸質(zhì)量不穩(wěn)定10.數(shù)字通信的優(yōu)點（了解）抗干擾能力強、無噪聲積累、可長距離高質(zhì)量傳播靈活性好，可傳輸電話、圖像、數(shù)據(jù)等信息可由計算機直接進行存儲、管理和處理加密容易，通信更安全通信設備小型化、微型化，降低了功耗1.3通信技術入門11.數(shù)字通信系統(tǒng)的性能指標（掌握）信道帶寬?模擬通信系統(tǒng)：信號的最高頻率-信號的最低頻率，單位：赫茲（Hz）?數(shù)字通信系統(tǒng)：一個信道允許的最大數(shù)據(jù)傳輸速率，單位：kbps(kb/s)、Mbps(Mb/s)、Gbps(Gb/s)數(shù)據(jù)傳輸速率?單位時間內(nèi)傳送的二進制數(shù)目，單位：kbps(kb/s)、Mbps(Mb/s)、Gbps(Gb/s)誤碼率數(shù)據(jù)傳輸中規(guī)定時間內(nèi)出錯數(shù)據(jù)占傳輸數(shù)據(jù)總數(shù)的比例端-端延遲：數(shù)據(jù)從信源傳送到信宿所花費的時間1.3通信技術入門12.通信傳輸介質(zhì)（掌握）有線?金屬導體—雙絞線、同軸電纜?光導纖維無線?電磁波無線電波（中波、短波、超短波、微波）、紅外、可見光、紫外線1.3通信技術入門13.光纖通信（了解）傳輸介質(zhì)：光纖傳輸信號：光信號分類?單模光纖：纖芯細，傳輸距離遠，速率高，適合遠程通信?多模光纖：纖芯粗，傳輸距離近，速率低，適合局域網(wǎng)通信14.光纖通信原理（了解）連接設備：中繼器波分多路復用1.3通信技術入門15.光纖通信優(yōu)缺點（了解）優(yōu)點?通信容量大?傳輸距離遠?不會受高壓線和雷電電磁感應的影響?抗核輻射能力強?幾乎不漏光，保密性強?重量輕，便于運輸和鋪設?傳輸損耗小，無中繼通信的傳輸距離很長缺點?價格較貴?無法精確的連接兩根光纖1.3通信技術入門13.金屬導體（掌握）雙絞線?屏蔽雙絞線（STP）：傳輸距離較遠、價格高?無屏蔽雙絞線（UTP）：傳輸距離近、價格便宜?用于電話系統(tǒng)、局域網(wǎng)?易受外部高頻電磁波干擾，誤碼率高，通常只在建筑物內(nèi)使用?措施：采用中繼器（放大、傳輸信號）同軸電纜?基帶同軸電纜：數(shù)字信號，如：計算機局域網(wǎng)?寬帶同軸電纜：模擬信號，如：有線電視1.3通信技術入門14.無線通信的分類及應用（了解）中波：沿地球表面?zhèn)鬏敚@射能力強，適用于廣播和海上通信短波：具有較強的電離層反射能力，適用于環(huán)球通信超短波和微波：繞射能力差，只能作為視距和超視距中繼通信15.無線通信的優(yōu)缺點（了解）優(yōu)點：通過自由空間的電磁波傳播；無需物理鋪設；終端設備可在一定范圍內(nèi)移動缺點：電波通過空間能力較分散，傳輸速率低；易被竊聽；易受干擾1.3通信技術入門16.微波的特點（掌握）?極高頻率，波長很短的電磁波?直線傳播，可從物體上得到反射?不能沿地球表面?zhèn)鞑?，地面會很快吸?可穿透電離層進入宇宙空間不再返回地面17.微波遠距離通信方式（了解）?地面微波接力通信?衛(wèi)星通信?對流層散射通信1.3通信技術入門18.地面微波接力通信的優(yōu)點（了解）?通信容量大?建設費用省?抗災能力強?可靠性高?可以實現(xiàn)模擬通信（電話和彩色電視）和數(shù)字通信（移動通信和數(shù)字電視）19.衛(wèi)星通信的特點（了解）?微波接力通信技術與空間技術相結合的產(chǎn)物?人造地球衛(wèi)星在通信系統(tǒng)中主要作為中繼站，用來轉(zhuǎn)發(fā)無線電信號?主要用于轉(zhuǎn)發(fā)電報、電話、電視、廣播和數(shù)據(jù)1.3通信技術入門20.移動通信系統(tǒng)（了解）處于移動狀態(tài)的對象之間的通信蜂窩移動、集群調(diào)度、無繩電話、尋呼系統(tǒng)、衛(wèi)星系統(tǒng)21.蜂窩式移動通信系統(tǒng)的組成（掌握）移動臺：通信終端（手機、呼機、無繩電話）基站：與移動臺聯(lián)系的一個固定收發(fā)機移動電話交換中心：基站與移動電話交換中心之間通過微波或有線信道交換信息，移動交換中心再與公共電話網(wǎng)進行連接1.3通信技術入門22.蜂窩移動通信的發(fā)展（掌握）第一代：模擬信號第二代：數(shù)字信號如：GSMCDMA第三代：數(shù)字通信如：3G（多媒體通信，包括語音、數(shù)據(jù)、圖像）1.4數(shù)字技術基礎1.當代電子信息技術的基礎（掌握）微電子技術和光纖技術數(shù)字技術2.比特的基本概念（掌握）bit，位，b值：“0”和“1”，表示兩種狀態(tài)組成信息的最小單位可表示數(shù)值、文字、聲音、圖像、符號等字節(jié)：Byte1Byte=8bit注意：比特無大小、重量1.4數(shù)字技術基礎3.比特運算（掌握）邏輯加：“或”運算，用符號“OR”、“∨”或“＋”表示，一個為1結果就為1邏輯乘：“與”運算，用符號“AND”、“∧”或“·”表示，也可省略，兩個都為1，結果才為1取反：也稱“非”運算，用符號“NOT”或上橫杠“ˉ”表示，0取反為1，1取反為04.比特的存儲（了解）電路的高電平狀態(tài)或低電平狀態(tài)(CPU)電容的充電狀態(tài)或放電狀態(tài)(RAM)兩種不同的磁化狀態(tài)(磁盤)光盤面上的凹凸狀態(tài)(光盤)5.傳輸速率的計量單位（掌握）?1Tb/s=103Gb/s=106Mb/s=109Kb/s=1012b/s1.4數(shù)字技術基礎6.存儲信息的計量單位（掌握）計算機內(nèi)存儲器容量的計量單位：?KB:1KB=210字節(jié)=1024B（千字節(jié)）?MB:1MB=220字節(jié)=1024KB（兆字節(jié)）?GB:1GB=230字節(jié)=1024MB（吉字節(jié)、千兆字節(jié)）?TB:1TB=240字節(jié)=1024GB（太字節(jié)、兆兆字節(jié)）外存儲器容量經(jīng)常使用10的冪次來計算：?1KB=210字節(jié)=1024B?1MB＝103KB＝1000KB?1GB＝106KB＝1000000KB?1TB＝109KB=1000000000KB1.4數(shù)字技術基礎7.十進制與R進制的轉(zhuǎn)換（掌握）十進制轉(zhuǎn)化為R進制整數(shù)：除以R逆取余法小數(shù)：乘以R正取整法R進制轉(zhuǎn)十進制

?按權展開法8.八進制與二進制的轉(zhuǎn)換（掌握）每個八進制數(shù)字改寫成等值的3位二進制數(shù)9.十六進制與二進制的轉(zhuǎn)換（掌握）每個十六進制數(shù)字改寫成等值的4位二進制數(shù)1.4數(shù)字技術基礎10.計算機數(shù)值的分類（掌握）整數(shù)（定點數(shù)）整數(shù)在計算中的表示方式：原碼、補碼和反碼0代表正數(shù)，1代表負數(shù)原碼求補碼：–補碼=原碼（正數(shù)）–補碼=符號位不變，其它位取反+1（負數(shù)）補碼求原碼：符號位不變，其它位取反+1（負數(shù)）不帶符號整數(shù)—表示的范圍：0～2n-1–如８位無符號數(shù)，最小值為０，最大值為11111111(255)帶符號數(shù)：–原碼表示范圍：-2n-1+1～2n-1-1?如8位帶符號數(shù)，原碼表示最小值為11111111(-127)，最大值為01111111(127)–補碼表示范圍：-2n-1～2n-1-1?如8位帶符號數(shù)，補碼表示最小值為10000000(-128)，最大值為01111111(127)1.4數(shù)字技術基礎10.計算機數(shù)值的分類（掌握）實數(shù)（浮點數(shù)）?任一個二進制實數(shù)N均可表示為：N=±S×2P（其中，±是該數(shù)的符號；S是N的尾數(shù)；P是N的階碼）?因此，32位的單精度浮點數(shù)在計算機中可表示為用指數(shù)和尾數(shù)表示尾數(shù)位數(shù)越多，精度越高指數(shù)位數(shù)越多，可表示的數(shù)值范圍越大相同長度的浮點數(shù)和定點數(shù)，浮點數(shù)可表示范圍要比定點數(shù)大得多第二章計算機組成原理2.1計算機的組成與分類2.2CPU的邏輯結構與原理2.3PC機的主機2.4常用輸入設備2.5常用輸出設備2.6外存儲器2.1計算機的組成與分類計算機的誕生第一臺電子計算機ENIAC于1946年2月在美國賓夕法尼亞大學誕生。用途：軍事計算運算速度：5000次/秒2.1計算機的組成與分類計算機的誕生第一臺電子計算機ENIAC于1946年2月在美國賓夕法尼亞大學誕生。用途：軍事計算運算速度：5000次/秒2.1計算機的組成與分類2.計算機的工作原理馮·諾依曼提出計算機工作原理:存儲程序控制。奠定了當代計算機硬件由控制器、運算器、存儲器、輸入設備、輸出設備等組成的結構體系。2.1計算機的組成與分類3.計算機發(fā)展的四個階段以計算機主機使用的電子元器件作為劃分依據(jù)，計算機的發(fā)展經(jīng)歷了四個階段：第一代（約1946-1957）電子管計算機幾十次/秒—幾萬次/秒機器語言編程第二代（約1957-1964）晶體管計算機幾十萬次/秒?yún)R編語言或高級語言編程

第三代（約1965-1972）中小規(guī)模集成電路幾十萬次/秒—幾百萬次/秒?yún)R編語言或高級語言編程第四代（1971年起）大規(guī)模(LSI)和超大規(guī)模(VLSI)集成電路幾百萬次/秒～億次/秒?yún)R編語言或高級語言編程2.1計算機的組成與分類代別年代主要元器件配置的軟件主要應用第1代20世紀40年代中期～50年代末期CPU：電子管內(nèi)存：磁鼓使用機器語言和匯編語言編寫程序科學計算和工程計算第2代50年代中后期～60年代中期CPU：晶體管內(nèi)存：磁芯使用FORTRAN等高級程序設計語言開始廣泛應用于數(shù)據(jù)處理領域第3代60年代中期～70年代初期CPU：SSI，MSI內(nèi)存：SSI，MSI半導體存儲器操作系統(tǒng)，數(shù)據(jù)庫管理系統(tǒng)等開始使用應用于科學計算、數(shù)據(jù)處理、工業(yè)控制等領域第4代20世紀70年代中期以來CPU：LSI、VLSI內(nèi)存：LSI、VLSI的半導體存儲器軟件工程、分布式計算、網(wǎng)絡軟件等開始廣泛使用深入到各行各業(yè)，家庭和個人開始使用計算機3.計算機發(fā)展的四個階段2.1計算機的組成與分類4.計算機的應用領域（1）科學計算（2）數(shù)據(jù)處理：商業(yè)中的計算機銷售系統(tǒng)、航空公司的計算機訂票系統(tǒng)。（3）生產(chǎn)過程控制（實時控制）：鋼鐵廠用計算機自動控制加料、溫度等。（4）計算機輔助系統(tǒng)：計算機輔助設計CAD；計算機輔助制造CAM；計算機集成制造系統(tǒng)CIMS；計算機輔助教育CBE：包括計算機輔助教學CAI和計算機管理教學CMI。（5）電子商務EB（6）人工智能AI（考察方式：給出一個應用實例，問屬于計算機的哪種應用領域）2.1計算機的組成與分類5.計算機系統(tǒng)的組成（1）計算機的硬件，是計算機系統(tǒng)中所有實際物理裝置的總稱。主要包括中央處理器（CPU）、內(nèi)存儲器、外存儲器、輸入設備和輸出設備等，它們通過系統(tǒng)總線互相連接。CPU、內(nèi)存儲器、總線構成了計算機的“主機”，輸入/輸出設備和外存儲器等通常稱為計算機的“外圍設備”，簡稱“外設”。（2）計算機的軟件，是指在計算機中運行的各種程序及其處理的數(shù)據(jù)和相關文檔。2.1計算機的組成與分類6.計算機分類（1）按內(nèi)部邏輯結構：單處理機與多處理機（并行機），16位、32位或64位計算機。（2）按性能、價格和用途：巨型機、大型機、小型機、個人計算機（PC）和工作站。（3）按計算機的字長：8位機、16位機、32位機。2.1計算機的組成與分類7.微處理器（1）微處理器，簡稱μp或MP，通常指使用單片大規(guī)模集成電路制成的、具有運算和控制功能的部件。（2）微型計算機，以微處理器作為中央處理器的計算機。（3）微型計算機系統(tǒng)，是指以微處理器為中心，配置相應的外圍設備、電源、輔助電路（即硬件系統(tǒng)）及控制微型計算機工作的軟件所構成的計算機系統(tǒng)。2.2CPU的邏輯結構與原理1.中央處理器（CPU）用于承擔系統(tǒng)軟件和應用軟件運行任務的處理器稱為CPU，CPU是計算機必不可少的核心組成部件。CPU由運算器、控制器及寄存器組三個部分組成。2.指令與指令系統(tǒng)指令是構成程序的基本單位，它采用二進位表示，用來規(guī)定計算機執(zhí)行什么操作。大多數(shù)情況下，指令由兩個部分組成：操作碼和操作數(shù)地址。CPU所能執(zhí)行的全部指令稱為該CPU的指令系統(tǒng)。不同公司的不同CPU產(chǎn)品其指令系統(tǒng)不同，它們未必互相兼容。為了解決軟件兼容性問題，通常采用“向下兼容方式”來開發(fā)新的處理器，即在新處理器中保留老處理器的所有指令，同時擴充功能更強的新指令。2.2CPU的邏輯結構與原理3.并行處理多數(shù)個人計算機只有1個CPU，為了提高處理速度，有一些計算機包含有2個、4個、8個甚至成百上千個CPU。使用多個CPU實現(xiàn)超高速計算的技術稱為“并行處理”，采用這種技術的計算機系統(tǒng)稱為“多處理器系統(tǒng)”。2.2CPU的邏輯結構與原理4.CPU性能指標(1)CPU的字長（位數(shù)）：目前PC機CPU大多是32位處理器，新一代的PC機將使用64位處理器。(2)主頻（CPU時鐘頻率）：主頻提高，CPU的處理速度通常也會加快。(3)CPU總線（前端總線）的速度：CPU總線速度決定了CPU與內(nèi)存間數(shù)據(jù)傳輸?shù)乃俣取?4)高速緩存（cache）的容量與結構：cache容量越大、級數(shù)越多，其效用就越顯著。(5)CPU的指令系統(tǒng)：指令的格式和功能會影響程序的執(zhí)行速度。(6)CPU的邏輯結構：CPU包含的定點運算器和浮點運算器數(shù)目。2.3PC機的主機1．主板主板又稱母板，為了便于不同PC機主板的互換，主板的物理尺寸已經(jīng)標準化，目前使用的比較多的是ATX規(guī)格的主板。主板上通常安裝有CPU插座、CPU調(diào)壓器、主板芯片組、存儲器插座、總線插槽、ROMBIOS、時鐘/CMOS、電池、超級I/O芯片等。（如圖所示）存儲器插座

處理器插槽外部設備插口(I/O接口)軟驅(qū)及硬盤的IDE連接器電源連接器

PCI總線槽

CPU插座顯示卡的插槽南橋芯片ROMBIOS

CMOS存儲器北橋芯片2.3PC機的主機2.主板上兩塊特別有用的集成電路：（1）BIOS：是“BasicInputOutputSystem”的縮寫語，中文名稱就是“基本輸入輸出系統(tǒng)”。它是存放在主板上一個只讀存儲器（ROM）芯片上的一組機器語言程序，具有啟動計算機工作、診斷計算機故障及控制低級輸入輸出操作的功能。BIOS主要包含四個部分的程序：加電自檢程序；系統(tǒng)自舉（裝入）程序；CMOS設置程序以及基本外圍設備的驅(qū)動程序。（注意：BIOS是非易失性存儲器）2.3PC機的主機2.主板上兩塊特別有用的集成電路：（2）CMOS：翻譯出來的本意是“互補金屬氧化物半導體存儲器”，指一種大規(guī)模應用于集成電路芯片制造的原料。但在這里CMOS的準確含義是指目前絕大多數(shù)計算機中都使用的一種用電池供電的可讀寫的RAM芯片。CMOS中存放的是用戶對計算機硬件所設置的一些配置參數(shù)，包括日期和時間、口令、軟盤/硬盤/光盤驅(qū)動器的數(shù)目、類型及參數(shù)、顯卡類型、cache使用狀況、啟動機器時訪問外存的順序等，供BIOS程序使用設置和修改CMOS參數(shù)的方法：在開機啟動BIOS工作時，按下Del鍵(或F2或F8健)，即可進入BIOS中的CMOS設置程序（注意：CMOS是易失性存儲器，必須使用電池供電，計算機關機后它才不會丟失所存儲的信息）2.3PC機的主機3.芯片組芯片組是PC機各組成部分相互連接和通信的樞紐，主板上所有的存儲控制器、I/O控制功能幾乎都集成在芯片組內(nèi)，它既實現(xiàn)了PC機總線的功能，又提供了各種I/O接口及相關的控制。（1）北橋芯片：存儲器控制功能；連接CPU、存儲器、顯卡、南橋芯片的樞紐。（2）南橋芯片：多種I/O設備的控制功能；I/O總線(PCI總線)功能；提供了各種I/O接口。注意：CPU類型或參數(shù)不同時需要配用不同的芯片組。CPU的系統(tǒng)時鐘以及與其同步的時鐘均由芯片組提供。芯片組還決定了主板上所能安裝的內(nèi)存最大容量、速度及可使用內(nèi)存條的類型。2.3PC機的主機3．BIOS芯片中包含的四部分程序：(掌握啟動順序)post->自舉程序->引導程序->操作系統(tǒng)（1）加電自檢程序程序（POST）：(PowerOnSelfTest)用于檢測計算機硬件故障。（2）系統(tǒng)自舉程序（Boot）：啟動計算機工作，加載并進入操作系統(tǒng)運行狀態(tài)。（3）CMOS設置程序：設置系統(tǒng)參數(shù)：日期、時間、口令、配置參數(shù)等。（4）常用外部設備的驅(qū)動程序（Driver）：實現(xiàn)對鍵盤、顯示器、軟驅(qū)和硬盤等常用外部設備輸入輸出操作的控制。2.3PC機的主機半導體存儲器只讀存儲器(ROM)隨機存取存儲器(RAM)靜態(tài)隨機存取存儲器SRAM動態(tài)隨機存取存儲器DRAM掩膜ROM（MaskROM）可編程ROM（PROM）（用作Cache存儲器）

（用作主存儲器）每個存儲單元(cell)由6個晶體管組成只要加上電源，信息就能一直保持對電器干擾相對不很敏感比DRAM更快，也更貴每個存儲單元由1個電容和1個晶體管組成.

每10-100ms必須刷新一次對電器干擾比較敏感比SRAM慢，但便宜（用作BIOS存儲器）(圖形卡、硬盤控制器)RandomAccessMemory斷電信息丟失ReadOnlyMemory斷電信息不丟失可擦除PROM（EPROM）快擦除存儲器（FlashROM）4.PC機的主機內(nèi)存儲器的分類及應用2.3PC機的主機5.Cache(高速緩存)由于CPU處理速度遠大于內(nèi)存的處理速度，造成了速度上的不匹配，這種現(xiàn)象叫做“瓶頸”現(xiàn)象。為了解決計算機中CPU和內(nèi)存儲器之間速度不匹配的問題，引入了高速緩沖存儲器Cache。它在邏輯上位于CPU和Cache之間，存儲的是內(nèi)存中那些使用比較頻繁程序、數(shù)據(jù)的副本。CPU首先訪問Cache，所需程序或數(shù)據(jù)在Cache中（此過程叫命中）就調(diào)入執(zhí)行，如果不在Cache中（此過程叫未命中），再訪問內(nèi)存。采用訪問局部性原理命中率是其重要指標Cache分為L1Cache（一級緩沖存儲器）、L2Cache（二級緩沖存儲器）?，F(xiàn)在一般在CPU中都固化了Cache；硬盤也是自己的Cache，用于交換數(shù)據(jù)。2.3PC機的主機5.主存儲器的存儲容量主存是CPU可直接訪問的存儲器，用于存放供CPU處理的指令和數(shù)據(jù)。主存儲器是由若干DRAM芯片組成，它包含有大量的存儲單元，以字節(jié)為單位進行連續(xù)編址，每個存儲單元可以存放一個字節(jié)（8個二進位）。存儲器的存儲容量就是指它所包含的存儲單元的總數(shù)，單位是MB（1MB=220字節(jié)）或GB（1GB=230字節(jié)）。為了區(qū)分不同的存儲單元，必須給每一個存儲單元分配一個編號，存儲單元地址編號是從0開始編號,最大地址加1即為主存容量。CPU按地址訪問存儲單元。2.3PC機的主機6．I/O端口指I/0設備和計算機相連接的接口。PC機可以連接許多不同種類的I/O設備，所用的I/O端口分成很多類型。根據(jù)數(shù)據(jù)傳輸方式來看，有串行（一次只傳輸1位）和并行（8位，16位或者32位一起進行傳輸）；從數(shù)據(jù)傳輸速率看，有低速和高速之分；從是否能連接多個設備看，有總線式（可串接多個設備，被多個設備共享）和獨占式（只能連接一個設備）；從是否符合標準來看，有標準接口和專用接口之分。常用的PC機I/O端口如下表所示名稱傳輸方式數(shù)據(jù)傳輸速率標準插頭/插座形式可連接的設備數(shù)目通常連接的設備串行口串行,雙向50～19200b/sRS-232E或RS-422DB25F或DB9F1鼠標器，MODEM并行口(增強式)并行,雙向1.5MB/sIEEE1284DB25M1打印機，掃描儀USB串行,雙向1.5MB/s或60MB/sUSBA最多127鼠標器，數(shù)碼相機，移動盤，掃描儀等FireWire(i.Link)串行,雙向12.5,25,50MB/s最高400MB/sIEEE1394最多63數(shù)字視頻設備IDE并行,雙向66MB/s100MB/s1--4硬盤、光驅(qū)、軟驅(qū)SATA串行,雙向150MB/s300MB/s1硬盤顯示器輸出接口并行,單向VGAHDB151顯示器PS/2接口IBM1鍵盤或鼠標器鍵盤接口串行,單向1鍵盤紅外線接口(IrDA)串行,雙向紅外線數(shù)據(jù)協(xié)會不需要1鍵盤，鼠標器，打印機等2.3PC機的主機7．總線總線是計算機各物理部件之間傳送信息的公共通信通道?？偩€分為內(nèi)部總線和系統(tǒng)總線。內(nèi)部總線是CPU內(nèi)各組成部分相互通信的線路。系統(tǒng)總線是CPU、存儲器、I/O設備交換信息的線路,也稱之為“底板總線”。根據(jù)總路線傳輸?shù)男盘柊严到y(tǒng)總線分為：數(shù)據(jù)總線DB（DataBus）、地址總線AB（AddressBus）、控制總線CB（ControlBus）。2.3PC機的主機7．總線常用的總線工業(yè)標準有：ISA、EISA、PCI、PCI-E等。1991年起廣泛的總線標準是PCI總線，它具有高性能（數(shù)據(jù)線寬度32位時，速率為132Mb/s；64位時，速率為264Mb/s）、低成本的優(yōu)點，用于掛接速度比較高的外部設備。總線帶寬=（數(shù)據(jù)線寬度/8）*總線工作頻率*每個總線周期的傳輸次數(shù)近年來，一種基于串行傳輸原理的能更高的高速PCI總線（PCI-E）正在興起，很可能會逐步代替PCI總線。2.3PC機的主機8.CPU的尋址能力地址總線寬度決定了CPU可以訪問的物理地址空間，簡單地說就是CPU到底能夠使用多大容量的內(nèi)存。比如：地址總線寬度為8位，那么最多用8位尋址，尋址范圍是2的8次方。數(shù)據(jù)總線寬度為8位，那么每次傳輸?shù)臄?shù)據(jù)是一個字節(jié)，1Byte（8位，8bit）。Intel公司早期的CPU產(chǎn)品的地址總線和地址寄存器的寬度為20位，即CPU的尋址能力為220=1048576字節(jié)=1M字節(jié)；386及386以上的地址總線和地址寄存器的寬度為32位，CPU的尋址能力為232=4096M字節(jié)=4G字節(jié)。（假如地址線寬度為n位,則該處理器尋址能力為2nB）。某處理器具有32GB的尋址能力，則該處理器的地址線有

B根。（2007年）

A.36根B.35根C.32根D.24根注解:因為32GB=25GB=25*230B=235B,即235B,所以地址線為35根。2.4常用輸入設備1.鍵盤按結構劃分，鍵盤有機械式和電容式，現(xiàn)在大多是電容式的，這種鍵盤擊鍵盤聲音小，無接觸，壽命長，手感好。為了避免電極間進入灰塵，按鍵采用密封組裝，鍵體不可拆卸。鍵盤與主機的接口有AT(大口)、PS/2(小口)、USB等。無線鍵盤采用無線接口，通過紅外線或無線電波將輸入信息傳送給主機上安裝的專用接收器。紅外線型的無線鍵盤具有嚴格的方向性，而無線電波要靈活得多。2.4常用輸入設備2.鼠標主要的技術指標是分辨率，用dpi(dotperinch)表示，指的是鼠標每移動一英寸距離光標在屏幕上所通過的像素的個數(shù)。分辨率越高，性能越好，現(xiàn)在一般為300～400dpi。按結構鼠標分為：機械式鼠標、光電式鼠標、光機式鼠標。鼠標器與主機的接口主要有：RS-232(串口，9針D形插頭)、PS/2(小口，6針圓形接口)、USB等。2.4常用輸入設備3.掃描儀它是將圖片或文字輸入計算機的一種輸入設備。按結構進行分類，掃描儀有手持式、平板式、膠片專用和滾筒式?，F(xiàn)在家用和辦公自動化領域常用的是平板式。掃描儀的主要指標包括：(1)掃描的分辨率。它反映了掃描圖像的清晰程序，用每英寸生成的像素數(shù)(dpi)來表示。(2)色彩位數(shù)。它反映了掃描儀對圖像色彩的辨析能力。色彩位數(shù)越多，掃描儀所能反映的色彩越豐富。(3)掃描幅面。指允許被掃描原稿的最大尺寸。例如A3,A4，A1,A0等。(4)與主機接口。如SCSI、USB及最新的IEEE-1394接口。2.4常用輸入設備4．數(shù)碼相機是除掃描儀之外的另一種重要的圖像輸入設備。它將影像聚焦在成像芯片CCD或CMOS上，并由芯片轉(zhuǎn)換成電信號，再經(jīng)模數(shù)轉(zhuǎn)換(A/D轉(zhuǎn)換)變成數(shù)字圖像，經(jīng)過處理和數(shù)據(jù)壓縮存儲在相機內(nèi)的存儲器中，存儲器一般采用快擦除存儲器，即斷電后也不會丟失信息。數(shù)碼相機主要性能指標有CCD像素的數(shù)目、存儲容量等。CCD像素數(shù)目：分辨率的乘積表示像素數(shù)目。2.5常用輸出設備1.顯示器是計算機必不可少的圖文輸出設備，它能將數(shù)字信號轉(zhuǎn)化為光信號，使文字和圖像在屏幕上顯示出來。顯示器由監(jiān)視器（Monitor）和顯示控制器（顯示卡）組成。通常所講的顯示器指的是監(jiān)視器。(1)監(jiān)視器監(jiān)視器的類型有：CRT（陰極射線管顯示器）、LCD（液晶顯示器）。(2)顯示控制器顯示控制器（顯示卡）主要由顯示控制電路、繪圖處理器、顯示存儲器和接口電路四個部分組成。顯示控制電路負責對顯示卡的操作進行控制，接口電路負責顯示卡與CPU和內(nèi)存的數(shù)據(jù)傳輸。2.5常用輸出設備1.顯示器顯示屏的尺寸：計算機顯示屏幕大小以顯示屏的對角線長度來衡量。常用有15、17、19、21英寸等。傳統(tǒng)顯示屏的寬度與高度之比一般為4：3；寬屏液晶顯示器寬高比為16：9或16：10。分辨率：指的是整屏可顯示像素的多少，一般用水平分辨率×垂直分辨率表示，即（一行上的點數(shù)×一列上的點數(shù)）來表示。如常見的分辨率有：640×480、800×600、1024×768等。它是衡量顯示器顯示圖像清晰度的一個指標，分辨率越大監(jiān)視器顯示的圖片越清晰。刷新頻率：是指屏幕刷新的速度，單位是赫茲。它是衡量顯示的畫面穩(wěn)定性的一個指標。一般75Hz以上人的眼睛就感覺不到閃爍了。可顯示顏色數(shù)目：一個像素可以顯示多少種顏色，由表示這個像素的二進制位數(shù)決定。彩色顯示器的彩色由三個基色R、G、B合成而得到的，因此R、G、B三個基色的二進位位數(shù)之和決定了可顯示顏色的數(shù)目。例如R、G、B分別有8位表示，則其像素深度為24位，可顯示224種不同的顏色。2.5常用輸出設備2．打印機打印機是PC機的一種主要輸出設備。它能把程序、數(shù)據(jù)、字符、圖形打印在紙上。目前使用較廣的打印機有針式打印機、激光打印機和噴墨打印機三種。針式打印機屬于擊打式打印機，其優(yōu)點是耗材成本低，獨特的平推式進紙技術，適合于票據(jù)打印，缺點是打印質(zhì)量不高，工作噪聲很大，速度慢，主要應用在銀行、證券、郵電、商業(yè)等領域用于打印存折和票據(jù)等；激光打印機屬于非擊打式打印機，其優(yōu)點是分辨率較高，打印質(zhì)量好，速度高，噪聲低，價格適中，缺點是彩色輸出價格還比較高；噴墨打印機屬于非擊打式打印機，大多為彩色打印，其優(yōu)點是可以打印近似全彩色圖像，經(jīng)濟，效果好，低噪音，使用低電壓，環(huán)保，缺點是墨水成本高，消耗快。打印機的性能指標主要是打印精度、打印速度、色彩數(shù)目、打印成本和打印幅面大小等。2.6外存儲器1．軟盤系統(tǒng)包括軟盤、軟盤驅(qū)動器、軟盤控制卡等。它用具有可塑性的聚酯材料制成圓形的基片，在基片上均勻涂上薄薄一層磁性材料，用這些磁性材料來存儲信息。在Windows操作系統(tǒng)中我的電腦或資源管理器中有“3.5軟盤”圖標，指的就是最常用的存儲容量為1.44MB、直徑為3.5英寸軟盤。2.6外存儲器2．存儲原理磁道：沿著圓形基片的圓周方向劃分為許多同心圓（磁道）。從外向里的編號為0、1、2、3…79（如1.44MB的3.5英寸軟盤每面有編號為0-79共80個磁道）。其中0磁道用于存儲系統(tǒng)信息，它是最重要的一個磁道，如果一張軟盤的0磁道壞了，這張軟盤也就不能用了。扇區(qū)：沿著圓形磁性材料的半徑方向劃分為許多扇區(qū)。從基準線開始順時針或逆時針方向按一定的角度劃分，編號為1、2、3…（如1.44MB的3.5英寸軟盤每面有1～18共18個扇區(qū)）?；袉蚊娴暮碗p面的，每一面都有一個磁頭用來讀寫數(shù)據(jù)，磁頭的作用是將磁信號和電信號進行相互轉(zhuǎn)換。存儲的數(shù)據(jù)就位于某一面（磁頭）的某一磁道某一扇區(qū)上，每一存儲塊（扇區(qū)）的容量都是512B。2.6外存儲器3.軟盤的格式化容量的計算：磁盤面數(shù)（磁頭數(shù)）×（磁道數(shù)/面）×（扇區(qū)數(shù)/磁道）×（字節(jié)數(shù)/扇區(qū)）例如一張3.5英寸的雙面高密度軟盤的格式化容量（18個扇區(qū)、80個磁道）為：2×80×18×512B=1440KB≈1.4MB（一般認為軟盤的容量大約為1.44M）軟盤的寫保護：在軟盤的反面右下角有一個缺口，缺口中有一個塑料滑塊（可以上下滑動），當滑塊封住缺口時（缺口不透光）軟盤處于讀寫狀態(tài)。當滑塊滑下時（缺口透光）軟盤處于只讀狀態(tài)，也就是只能從軟盤中讀出數(shù)據(jù)不能向軟盤寫入數(shù)據(jù)。2.6外存儲器4.硬盤它用鋁合金或銅做為圓形的基片，在基片鍍上鎳鈷合金，在鎳鈷合金上均勻涂上薄薄一層磁性材料，用這些磁性材料來存儲信息，一般硬盤由若干個硬盤片、讀/寫磁頭、定位機構、轉(zhuǎn)動機構等封裝在起。它的存儲原理同軟盤。硬盤上的一塊數(shù)據(jù)需要三個參數(shù)來定位：柱面號、扇區(qū)號和磁頭號。硬盤的存取速度比軟盤快。存儲容量比軟盤大，它一般為幾十GB甚至幾百GB。通常要對它進行分區(qū)管理，“我的電腦”中的“C：”、“D：”、“E：”等就是一個硬盤的許多分區(qū)。2.6外存儲器4.硬盤(1)容量。硬盤的容量現(xiàn)在已千兆字節(jié)（GB）為單位，目前PC機硬盤容量在10-100GB.(2)平均存取時間。由硬盤的旋轉(zhuǎn)速度、磁頭的尋道時間和數(shù)據(jù)的傳輸速率所決定。(3)緩存容量。高速緩沖存儲器能有效的改善硬盤的數(shù)據(jù)傳輸性能，理論上講，Cache是越快越好，越大越好。(4)數(shù)據(jù)傳輸速率。數(shù)據(jù)傳輸速率分為外部和內(nèi)部數(shù)據(jù)傳輸速率。外部傳輸速率指主機從（向）硬盤緩存讀出（寫入）數(shù)據(jù)的速度，與采用的接口類型有關；內(nèi)部傳輸速率指硬盤在盤片上讀寫數(shù)據(jù)的速度，轉(zhuǎn)速越高內(nèi)部傳輸速率越快。由于硬盤的內(nèi)部數(shù)據(jù)傳輸速率小于外部數(shù)據(jù)傳輸速率，所以內(nèi)部數(shù)據(jù)傳輸速率的高低才是評價一個硬盤整體性能的決定性因素。

(5)與主機的接口：前些年使用：并行ATA（IDE）接口(100/133MB)當前流行：串行ATA（SATA）接口(150~300MB)2.6外存儲器5.光盤光盤存儲器由光盤片和光盤驅(qū)動器兩個部分組成。光盤片用于存儲數(shù)據(jù)。它是用透明的塑膠材料做成基片。用于記錄數(shù)據(jù)的是一條由里向外的連續(xù)的螺旋狀光道。通過在盤面上壓制凹坑的方法來記錄信息,凹坑的邊緣處表示”1”,凹坑內(nèi)外的平坦部分表示”0”，使用激光束來讀寫數(shù)據(jù)。數(shù)據(jù)傳輸速率是光盤驅(qū)動器的性能指標之一，它以第一代CD-ROM驅(qū)動器的傳輸速率作為指標，稱為倍速。1倍速的數(shù)據(jù)傳輸速率為：1倍速=150KB/S。比如說驅(qū)動器速率標稱為40X，表明數(shù)據(jù)的傳輸速率為6000KB/S。

6.光盤驅(qū)動器的類型按信息讀寫能力分只讀光驅(qū)可寫光驅(qū)（光盤刻錄機）按可處理盤片類型進一步分成：CD只讀光驅(qū)CD刻錄機DVD只讀光驅(qū)DVD刻錄機DVD只讀/CD刻錄機組合而成的“康寶”BD（Blue-rayDisc）只讀光驅(qū)BD刻錄機（使用405nm藍色激光）25/27

GB/46/54

GB100/200GB（使用650nm紅色激光）4.7

/8.5

/9.4/17GB（使用780nm紅外激光）0.7

GB2.6外存儲器2.6外存儲器6.光盤的類型CD-ROM（特點:可讀、不可寫），由光盤片和光驅(qū)組成。光盤是只讀的，CD-ROM的容量為650MB。CD-R（特點:可讀、可寫，但不可改寫）,可追加記錄式光盤，可寫一次反復讀出的存儲器。CD-RW（特點:可讀、可寫，且可以改寫），可重復擦寫型光盤。DVD-ROM\DVD-R\DVD-RW和BD-ROM\BD-R\BD-RW各自特點同上。(DVD:單面單層4.7GB,單面雙層8.5GB，雙面單層9.4GB,雙面雙層17GB)。DVD-Video：家用影視光盤，DVD-Audio：音樂光盤。藍光光盤（Blu-Disc,簡稱BD）是索尼、飛利浦、松下等公司設計和開發(fā)而成的，是目前最先進的大容量光盤，單層盤片的容量為25GB，讀寫速度可達每秒4.5MB–9MB,是目前全高清晰度影片的理想存儲介質(zhì)。7．內(nèi)存和外存特點之比較內(nèi)存儲器(簡稱內(nèi)存或主存)外存儲器(簡稱外存或輔存)存取速度很快較慢存儲容量較小(因單位成本較高)很大(因單位成本較低)性質(zhì)斷電后信息丟失（RAM）斷電后信息保持(軟盤、光盤、硬盤等)用途存放已經(jīng)啟動運行的程序和需要立即處理的數(shù)據(jù)長期存放計算機系統(tǒng)中幾乎所有的信息與CPU關系CPU所處理的指令及數(shù)據(jù)直接從內(nèi)存中取出外存中的程序及相關數(shù)據(jù)必須先送入內(nèi)存后才能被CPU使用第三章計算機軟件3.1概述3.2操作系統(tǒng)3.3程序設計語言及其處理系統(tǒng)3.4算法和數(shù)據(jù)結構3.1概述1.軟件的定義計算機軟件是指計算機程序、運行程序所需的數(shù)據(jù)以及與程序有關的文檔的總稱。軟件＝程序＋數(shù)據(jù)＋文檔軟件和程序本質(zhì)上是相同的軟件受知識產(chǎn)權保護，隨意進行軟件拷貝和分發(fā)都是違法行為。3.1概述2.軟件的特性1.不可見性(是無形的，不能被人們直接觀察、欣賞和評價)2.適用性(可以適應一類應用問題的需要)3.依附性(依附于特定的硬件、網(wǎng)絡和其他軟件)4.復雜性(規(guī)模越來越大，開發(fā)人員越來越多，開發(fā)成本也越來越高)5.無磨損性(功能和性能一般不會發(fā)生變化)6.易復制性(可以非常容易且毫無失真地進行復制)7.不斷演變性(軟件的生命周期)8.有限責任(有限保證)9.脆弱性(黑客攻擊、病毒入侵、信息盜用···)3.1概述3.從軟件知識產(chǎn)權對軟件進行分類商品軟件共享軟件(shareware)具有版權，可免費試用一段時間，允許拷貝和散發(fā)（但不可修改），過了試用期若還想繼續(xù)使用，就得交一筆注冊費，成為注冊用戶。自由軟件

(freeware)（開放源代碼軟件）用戶可共享，并允許隨意拷貝、修改其源代碼，允許銷售和自由傳播。但是，對軟件源代碼的任何修改都必須向所有用戶公開，還必須允許此后的用戶享有進一步拷貝和修改的自由。自由軟件的重大意義4.從用途對計算機軟件分類系統(tǒng)軟件 不是為了解決某種具體應用，而是為了：給用戶使用計算機提供方便給應用軟件的開發(fā)與運行提供支持使計算機有效、安全、可靠地運行應用軟件 專門用于幫助最終用戶解決各種具體應用問題的軟件分類(按開發(fā)方式)：定制應用軟件通用應用軟件幾乎所有領域、所有人都需要使用設計精巧，易學易用商品化，價格較低3.1概述5.系統(tǒng)軟件定義：泛指為整個計算機系統(tǒng)所配置的、不依賴于特定應用的通用軟件，也是可供所有用戶使用的軟件。系統(tǒng)軟件是給其他軟件提供服務的程序集合。作用：管理、控制和維護計算機各種（硬件和軟件）資源的協(xié)調(diào)工作，使其充分發(fā)揮作用、提高效率、方便用戶和開發(fā)者使用。組成操作系統(tǒng)包括各種實用程序（如磁盤清理程序、備份程序、殺毒軟件等）功能上也包含BIOS在內(nèi)語言處理程序編譯器、解釋器、匯編程序（匯編器）、開發(fā)工具與平臺數(shù)據(jù)庫管理系統(tǒng)實用程序3.2操作系統(tǒng)1.定義是直接運行在裸機上的最基本的系統(tǒng)軟件，任何其它的軟件都必須在操作系統(tǒng)的支持下才能運行，它是計算機系統(tǒng)中必不可少的基本組成部分。2.作用管理計算機系統(tǒng)中的各種資源為用戶提供各種服務界面為應用程序的開發(fā)和運行提供一個高效率的平臺3.2操作系統(tǒng)3.操作系統(tǒng)的功能1.處理器管理2.存儲管理3.文件管理4.設備管理3.2操作系統(tǒng)4.處理器管理（1）任務：指裝入內(nèi)存并啟動執(zhí)行的一個應用程序。（2）多任務處理：為提高CPU的利用率，操作系統(tǒng)一般都支持若干個程序同時運行。（3）前臺任務、后臺任務。（4）并發(fā)多任務方式。不管前臺任務還是后臺任務都能分配到CPU的使用權，因而可以同時運行。（5）分時的基本思想：操作系統(tǒng)中有一個處理器調(diào)度程序負責將CPU時間劃分成許多小片（“時間片”），輪流去為多個用戶程序服務。如果在時間片結束時該用戶程序尚未完成，它就被中斷，等待下一輪再處理，同時讓另一個用戶程序使用CPU下一個時間片。由于CPU速度很快，用戶程序的每次要求都能快速響應。由此，每個用戶都感覺好象自己在“獨占”計算機一樣，實際上是操作系統(tǒng)使用戶輪流“分時”共享了CPU。3.2操作系統(tǒng)5.存儲管理1.作用：合理、有效地分配和使用系統(tǒng)的存儲資源，在內(nèi)存、快存和外存三者之間合理地組織程序和數(shù)據(jù)，實現(xiàn)由邏輯地址空間到物理地址空間的映射，使系統(tǒng)的運行效率達到滿意的程度，并提供一定的保護措施。2.存儲管理的主要內(nèi)容包括內(nèi)存的分配和回收、內(nèi)存的共享和保護、內(nèi)存的自動擴充等。3.說明：在多任務系統(tǒng)中，為使用戶盡可能方便、盡可能多地使用有限的內(nèi)存資源，普遍采用虛擬存儲管理技術，其中包括覆蓋和交換技術，這是操作系統(tǒng)的關鍵技術之一。3.2操作系統(tǒng)6.虛擬存儲技術虛擬存儲器由計算機中的物理內(nèi)存和硬盤上的虛擬內(nèi)存（“交換文件”）聯(lián)合組成，頁面大小是4KB，頁面調(diào)度算法采用“最近最少使用”（LRU）算法。WindwosXP

操作系統(tǒng)中，交換文件的文件名是pagefile.sys3.2操作系統(tǒng)7.文件管理定義：文件是存儲在外存儲器中的一組相關信息的集合。文件是外存中信息的存取(讀出/寫入)單位。計算機中所有的程序和數(shù)據(jù)都組織成為文件存放在外存儲器中，并使用其名字進行存取操作文件的名字由兩部分組成：(主文件名)[.擴展名]處理不同類型的數(shù)據(jù)文件一般需要使用(關聯(lián))不同的程序！文件名字使用西文(或中文)字符組成，但不能使用某些特殊字符(如？*＼|／<>:“”等)文件的位置由存放文件的邏輯驅(qū)動器號、文件路徑以及文件名組成：驅(qū)動器號(盤符)+文件路徑+文件名從根文件夾到文件所在文件夾所順序經(jīng)過的一串文件夾，其間用“\”相互隔開文件的組成和文件說明信息每一個文件都由2部分組成：文件名等說明信息文件內(nèi)容文件名和文件擴展名文件大小(長度)在磁盤上存放的起始位置文件時間(創(chuàng)建時間、最近修改時間、最近訪問時間等)文件創(chuàng)建者文件屬性系統(tǒng)文件隱藏文件存檔文件只讀文件壓縮加密編制索引

3.2操作系統(tǒng)8.設備管理有效地處理用戶對I/O設備的使用請求，完成實際的輸入/輸出操作。管理方法：通過建立設備狀態(tài)或控制表來管理設備，通過中斷和設備隊列來處理用戶的輸入/輸出請求，通過I/O設備驅(qū)動程序來完成實際的設備操作。3.2操作系統(tǒng)9.

操作系統(tǒng)的類型PC機使用的操作系統(tǒng)一般都具有多任務處理功能網(wǎng)絡服務器上安裝運行的是“網(wǎng)絡操作系統(tǒng)”，特點是：具有強大的多用戶并發(fā)處理能力支持多種網(wǎng)絡通信功能，提供豐富的網(wǎng)絡應用服務安全性強，可靠性好軍事指揮和武器控制系統(tǒng)、電網(wǎng)調(diào)度和工業(yè)控制系統(tǒng)、證券交易系統(tǒng)等，安裝運行的是“實時操作系統(tǒng)”，特點是：對外部事件能快速作出響應，具有很高的可靠性和安全性嵌入式計算機應用中運行的是“嵌入式操作系統(tǒng)”，特點是：快速、高效、具有實時處理功能代碼非常緊湊，存儲器需求小3.2操作系統(tǒng)10.

常用的操作系統(tǒng)Windows提供了多任務處理能力在個人計算機上廣泛使用采用圖形用戶界面，簡化計算機操作UNIXUNIX可以安裝在不同類型的計算機系統(tǒng)上，從PC機到工作站，從小型機到超級計算機，也可以用于不同的生產(chǎn)廠商的各種不同型號的計算機。具體應用：UNIX具有強大的網(wǎng)絡通信與服務功能，因此，它是目前互聯(lián)網(wǎng)服務器使用最多的操作系統(tǒng)。特點：UNIX系統(tǒng)的開放性，用戶可以十分方便地向系統(tǒng)中逐步添加功能，使系統(tǒng)越來越完善。Linux1991年，芬蘭赫爾辛基大學學生Linus

Torvalds創(chuàng)造了32位操作系統(tǒng)Linux。主要特點：自由式和開放性。公開源代碼Linux經(jīng)過裁剪后可應用于嵌入式系統(tǒng)3.3算法與程序設計語言1.程序設計語言分類機器語言直接用二進制代碼表示的指令系統(tǒng)的語言。是計算機唯一識別并可直接執(zhí)行的語言。機器語言直接依賴機器的指令系統(tǒng)，不同類型甚至不同型號的計算機，其機器語言是不同的。匯編語言是一種由機器語言“符號化”的語言。比機器語言更容易理解，便于記憶，使用起來更方便。匯編語言源程序：匯編語言編寫的程序。

目標程序：翻譯成機器語言的程序。

匯編：將匯編語言源程序翻譯成目標程序的過程。

匯編程序：將匯編語言源程序翻譯成目標程序的軟件。高級程序設計語言3.3算法與程序設計語言2.高級程序設計語言特點：（1）與人類的自然語言比較接近，如在Basic語言中，“INPUT”表示輸入，“PRINT”表示打印；（2）與計算機硬件無關，無需熟悉計算機的指令系統(tǒng)。翻譯方法：（1）編譯方式：是將高級語言源程序翻譯為可直接執(zhí)行的機器語言目標程序?？擅撾x源程序和編譯程序單獨執(zhí)行，所以編譯方式的效率高，執(zhí)行速度快（2）解釋方式：對高級語言源程序逐條解釋并執(zhí)行，解釋完就執(zhí)行完，沒有目標程序。效率低，執(zhí)行速度慢。附：計算機中使用多種“語言”程序設計語言：主要用于描述算法機器語言、匯編語言、高級語言數(shù)據(jù)描述語言：主要用于描述數(shù)據(jù)（文檔、音樂、圖形、圖像、視頻等）的規(guī)范、結構和文件格式HTML、XML、MIDI、MP3、OpenGL、JPEG、MPEG、······腳本語言：用于編寫嵌入在文檔中的程序的程序設計語言VBA、VBScript、JavaScript計算機通信語言（通信協(xié)議）：用于描述計算機-計算機之間的會話（請求-應答）的語法和語義HTTP、POP3、SMTP、FTP、Telnet、TCP、IP、······數(shù)據(jù)庫語言：用于數(shù)據(jù)操作，如SQL語言······3.3算法與程序設計語言3.程序語言基本成分數(shù)據(jù)成分：用以描述程序處理的數(shù)據(jù)對象。運算成分：用以描述程序所包含的運算。控制成分：用以表達程序中的控制構造。傳輸成分：用以表達程序中的數(shù)據(jù)的傳輸。3.3算法與程序設計語言4.高級語言的發(fā)展“面向過程”語言，如PASCAL語言、C語言，其特點是：人們不僅要告訴計算機“做什么”，而且要告訴計算機“怎么做”。隨著計算機軟件的不斷發(fā)展，目前流行的計算機語言都是“面向?qū)ο蟆钡恼Z言，如VB、VC、DELPHI、JAVA等，其特點是：人們只需告訴計算機“做什么”，而無需告訴計算機“怎么做”，計算機就會自動操作，此類語言稱為第四代語言。3.4算法和數(shù)據(jù)結構1.算法不論是數(shù)值運算還是非數(shù)值運算，都需要有一個高效率的正確表達的解題方法和步驟，這就是“算法”。著名的瑞士科學家、PASCAL語言的創(chuàng)始人N.沃思提出過一句名言：算法+數(shù)據(jù)結構=程序3.4算法和數(shù)據(jù)結構2.算法的特征有窮性：一個算法應包含有限的操作步驟而不能是無限的（與程序的區(qū)別）確定性：算法中每一個步驟應當是確定的，而不能應當是含糊的、模棱兩可的有零個或多個輸入有一個或多個輸出有效性：算法中每一個步驟應當能有效地執(zhí)行，并得到確定的結果3.4算法和數(shù)據(jù)結構3.算法的描述方法文字說明流程圖表示用N-S盒圖表示算法用PAD圖描述算法偽代碼（一種介于自然語言和程序設計語言之間的文字和符號表達工具）端點符處理判斷預定義功能3.4算法和數(shù)據(jù)結構4.算法分析的基本內(nèi)容正確性：給定有效輸入后，經(jīng)過有限時間的計算，產(chǎn)生正確的輸出結果簡單性算法是否容易理解，是否容易驗證其正確性，程序是否容易調(diào)試簡單的算法效率不一定高，要在保證一定效率的前提下力求算法簡單時間復雜性(TimeComplexity)

：當問題的規(guī)模n充分大時，運行該算法所需要的時間的數(shù)量級表示例如，某程序運行的時間特性為T（n）=2n3+3n2+2n+1，則該算法的時間復雜度為O（n3）空間復雜性(SpaceComplexity)：除原始數(shù)據(jù)之外，額外占用的存儲空間的大小3.4算法和數(shù)據(jù)結構5.數(shù)據(jù)結構的內(nèi)容1數(shù)據(jù)的抽象(邏輯)結構，即數(shù)據(jù)結構中包括哪些元素，相互之間有什么關系等。例如：2數(shù)據(jù)的物理(存儲)結構，即數(shù)據(jù)的抽象結構如何在實際的存儲器中予以實現(xiàn)，數(shù)據(jù)元素如何表示，相互關系如何表示等3定義在數(shù)據(jù)結構上的一組運算(操作)及其實現(xiàn)方法線性結構網(wǎng)狀結構樹形結構集合結構3.4算法和數(shù)據(jù)結構6.線性結構常見的線性數(shù)據(jù)結構有線性表、棧和隊列等。線性表定義：若干個相同類型的數(shù)據(jù)元素組成的一個有限序列，其中每個數(shù)據(jù)元素可由多個數(shù)據(jù)項組成。表中有且僅有一個開始元素和一個結束元素，且所有元素都最多只有一個直接前趨和一個直接后繼線性表的運算有：插入、刪除、查找、排序、求平均…3.4算法和數(shù)據(jù)結構7.存儲結構的種類順序存儲結構：借助數(shù)據(jù)元素在存儲器中的相對位置來表示數(shù)據(jù)元素之間的邏輯關系鏈接表存儲結構：利用地址指針來表示元素之間的邏輯關系a1a2低地址高地址a2是a1的后繼元素a1p1a2a2是a1的后繼元素數(shù)組（順序結構）實現(xiàn)的空間開銷少；存取指定元素的速度比較塊鏈表實現(xiàn)時插入/刪除指定元素的速度快，表的長度不受限制第四章計算機網(wǎng)絡與因特網(wǎng)4.1計算機網(wǎng)絡基礎4.2計算機局域網(wǎng)4.3計算機廣域網(wǎng)4.4因特網(wǎng)的組成4.5因特網(wǎng)提供的服務4.6網(wǎng)絡信息安全4.1計算機網(wǎng)絡基礎1.網(wǎng)絡的組成通信子網(wǎng)：是指網(wǎng)絡中實現(xiàn)網(wǎng)絡通信功能的設備及其軟件的集合,通信設備、網(wǎng)絡通信協(xié)議、通信控制軟件等屬于通信子網(wǎng)，是網(wǎng)絡的內(nèi)層，負責信息的傳輸。資源子網(wǎng)：由計算機系統(tǒng)、終端、終端控制器、連網(wǎng)外設、各種軟件資源與信息資源組成。資源子網(wǎng)主要負責全網(wǎng)的數(shù)據(jù)處理業(yè)務，向網(wǎng)絡用戶提供各種網(wǎng)絡資源和網(wǎng)絡服務。

4.1計算機網(wǎng)絡基礎2.開放系統(tǒng)互連參考模型（OSI/RM）為了指導各種計算機在世界范圍內(nèi)互連成網(wǎng),國際標準化組織(ISO)于1977年提出了“開放系統(tǒng)互連參考模型”(簡稱OSI/RM)。又稱“七層協(xié)議”3．通信協(xié)議為了確?？缭骄W(wǎng)絡的計算機能夠正確地交換數(shù)據(jù)，它們必須遵守一組共同的規(guī)則合約定：通信協(xié)議——共同遵循的一組的規(guī)則和約定。4.1計算機網(wǎng)絡基礎4.計算機組網(wǎng)的目的（1）數(shù)據(jù)通信（2）資源共享（3）實現(xiàn)分布式信息處理（4）提高計算機系統(tǒng)的可靠性和可用性4.1計算機網(wǎng)絡基礎5.網(wǎng)絡的分類（1）按網(wǎng)絡的地理覆蓋范圍劃分：局域網(wǎng)LAN；城域網(wǎng)MAN；廣域網(wǎng)WAN。（2）按網(wǎng)絡的拓撲結構（連接結構）劃分：總線型、星型、環(huán)型、樹型、網(wǎng)狀等。（3）按網(wǎng)絡的使用性質(zhì)劃分：專用網(wǎng)和公用網(wǎng)。（4）按網(wǎng)絡的使用范圍和對象劃分：企業(yè)網(wǎng)、政府網(wǎng)、金融網(wǎng)、校園網(wǎng)等。4.1計算機網(wǎng)絡基礎6.網(wǎng)絡工作模式與網(wǎng)絡服務網(wǎng)絡中的計算機可以扮演客戶機或者服務器?？蛻魴C：需要使用其它計算機資源的計算機；服務器：提供資源（如數(shù)據(jù)、磁盤空間、打印機、處理器等）給其它計算機使用的計算機。每一臺聯(lián)網(wǎng)的計算機，其“身份”或者是客戶機，或者是服務器，或者兩種身份兼而有之。4.1計算機網(wǎng)絡基礎7.計算機網(wǎng)絡的兩種工作方式對等（peer-to-peer，簡稱P2P）模式:對等模式是網(wǎng)絡中每一臺PC機既可以作為工作站也可以作為服務器。典型例子Windows操作系統(tǒng)中的“網(wǎng)上鄰居”、“BT”下載軟件?？蛻?服務器（Client/Server，簡稱C/S）模式:客戶/服務器模式是網(wǎng)絡中的每一臺計算機都扮演著固定的角色，要么是服務器，要么是客戶機。4.1計算機網(wǎng)絡基礎8.網(wǎng)絡服務連接到局域網(wǎng)上的計算機，必須登錄才能訪問網(wǎng)絡上的資源。局域網(wǎng)提供的服務有：文件服務打印服務消息服務：電子郵件，QQ,視頻會議，網(wǎng)上直播等。應用服務：數(shù)據(jù)庫服務器是一種廣泛使用的應用服務器。9.網(wǎng)絡操作系統(tǒng)網(wǎng)絡操作系統(tǒng)（NOS）是指運行在服務器上的、提供網(wǎng)絡資源共享功能并負責管理整個網(wǎng)絡并正常工作，即獲得網(wǎng)絡服務或者提供網(wǎng)絡服務。主流網(wǎng)絡操作系統(tǒng)：（1）微軟公司的Windows系統(tǒng)服務器版，如WindowsNTServer、Windows2000Server，WindowsServer2003等，一般用于中低檔服務器。（2）UNIX系統(tǒng)，穩(wěn)定性和安全性好，可用于大型網(wǎng)絡。（3）Linux，源代碼開放，可免費得到許多應用軟件。4.2計算機局域網(wǎng)1.計算機局域網(wǎng)特點（1）為一個單位所擁有，地理范圍有限；（2）使用專門鋪設的傳輸介質(zhì)進行連網(wǎng)；（3）數(shù)據(jù)傳輸速率高(10Mbps～1Gbps)、延遲時間短；可靠性高、誤碼率低(10-8～10-11)4.2計算機局域網(wǎng)2.計算機局域網(wǎng)的組成由網(wǎng)絡工作站、網(wǎng)絡服務器、網(wǎng)絡打印機、網(wǎng)絡接口卡、傳輸介質(zhì)和網(wǎng)絡互連設備組成。局域網(wǎng)中每個結點都要有自己唯一的地址，稱為介質(zhì)訪問地址（MAC地址），以便相互區(qū)別，實現(xiàn)節(jié)點之間的通信。4.2計算機局域網(wǎng)3．網(wǎng)卡網(wǎng)絡上的每個節(jié)點都裝有網(wǎng)絡接口卡（簡稱網(wǎng)卡），每塊網(wǎng)卡都有一個全球唯一的地址碼，該地址碼稱為該網(wǎng)卡節(jié)點的MAC地址。網(wǎng)卡通過傳輸介質(zhì)（雙絞線、同軸電纜、光纖或無線電波）把節(jié)點計算機與網(wǎng)絡連接起來。網(wǎng)卡的任務是負責在傳輸介質(zhì)上發(fā)送幀和接收幀，CPU將它視同為輸入\輸出設備。每塊網(wǎng)卡均由生產(chǎn)廠家分配一個全球惟一的48位二進制數(shù)（６個字節(jié)）的MAC地址，該地址就是使用這塊網(wǎng)卡的節(jié)點MAC地址。(區(qū)別與聯(lián)網(wǎng)計算機的IP地址為32個二進制位(4個字節(jié)))不同類型的局域網(wǎng)，其MAC地址的規(guī)定和數(shù)據(jù)幀的格式各不相同，因此連入不同局域網(wǎng)的節(jié)點需要使用不同類型的網(wǎng)卡。4.2計算機局域網(wǎng)4.常用局域網(wǎng)計算機局域網(wǎng)按使用的按傳輸介質(zhì)所使用的訪問控制方法，分以太網(wǎng)、標記環(huán)網(wǎng)、FDDI網(wǎng)和交換式局域網(wǎng)等。4.2計算機局域網(wǎng)5.以太網(wǎng)是最常用的一種局域網(wǎng)，網(wǎng)絡中的所有節(jié)點都通過以太網(wǎng)卡連接到網(wǎng)絡中，實現(xiàn)相互間的通信。實際的以太網(wǎng)大多數(shù)以集線器（HUB）為中心構成。集線器有總線式和交換式之分。4.2計算機局域網(wǎng)6.光纖分布式數(shù)字接口網(wǎng)(FDDI)使用光纖作為傳輸介質(zhì)。采用雙環(huán)結構，每個節(jié)點掛接到兩個環(huán)路上。主環(huán)用于正常情況下的數(shù)據(jù)傳輸，副環(huán)作為備份，在主環(huán)故障或者節(jié)點故障時替代主環(huán)工作，使網(wǎng)絡仍可正常工作。FDDI的主要特性如下：①數(shù)據(jù)傳輸速率為100Mbps。②由于光纖特有的低損耗特性，使得線路的不間斷距離增大，可用于長距離通信。③FDDI采用雙環(huán)結構，每個設備可掛接到兩個環(huán)路節(jié)點上，因此FDDI具有高可靠性。④由于光纖本身無輻射，因而增加了數(shù)據(jù)傳輸?shù)谋Ｃ苄浴?.2計算機局域網(wǎng)7.無線局域網(wǎng)無線局域網(wǎng)是局域網(wǎng)與無線通信技術相結合的產(chǎn)物，通過無線網(wǎng)卡、無線hub、無線網(wǎng)橋等設備進行組網(wǎng)。它采用無線電波進行數(shù)據(jù)通信，能提供有線局域網(wǎng)的所有功能，同時還能方便的移動節(jié)點的位置或改變網(wǎng)絡的組成。藍牙（bluetooth）技術是一種近距離無線數(shù)字通信的標準，是802.11的補充。藍牙技術最高數(shù)據(jù)傳輸速率可達1Mbps(有效傳輸速率為721kbps)，傳輸距離為10cm～10m。適合于辦公室或家庭環(huán)境的無線網(wǎng)絡。4.3計算機廣域網(wǎng)從功能上說，廣域網(wǎng)與局域網(wǎng)并無本質(zhì)區(qū)別，主要區(qū)別在于網(wǎng)絡規(guī)模。1．專用網(wǎng)專用網(wǎng)一般都使用網(wǎng)絡服務商提供的傳輸線路和網(wǎng)絡設備構建而成，很少有單位全部自行建設，具體做法有如下幾種：（1）電話網(wǎng)連接必須使用調(diào)制解調(diào)器。采用電路交換方式。（2）專線可以租用電信局的中速或高速的數(shù)字遠程通信線路建立專門的點到點的連接政府網(wǎng)、金融網(wǎng)、教育網(wǎng)等廣域網(wǎng)中的主干線路大多租用了電信局的專線。（3）虛擬專用網(wǎng)由于費用昂貴，租用專線構建廣域網(wǎng)的做法許多單位難以承受，因而虛擬專用網(wǎng)VPN應運而生。它采用隧道技術以及加密、身份鑒別等方法，在網(wǎng)絡服務提供商的公用骨干網(wǎng)基礎上構建自己邏輯上的專用網(wǎng)絡，效果如同租用專線一樣。4.3計算機廣域網(wǎng)2．公用數(shù)據(jù)網(wǎng)公用數(shù)據(jù)網(wǎng)是國家的公用通信基礎設施之一，由國家統(tǒng)一建設、管理和運營。數(shù)據(jù)通信網(wǎng)采用的交換技術與電話通信網(wǎng)不同，電話網(wǎng)采用的是電路交換技術，而它采用的是分組交換技術。電路交換技術：連網(wǎng)方式面向連接。必須經(jīng)過“建立連接——通信——釋放連接”三個步驟。通話質(zhì)量穩(wěn)定，適合長距離傳輸，線路利用率低。4.3計算機廣域網(wǎng)3.分組交換原理分組交換也稱為包交換。節(jié)點計算機把需要傳輸?shù)臄?shù)據(jù)劃分為若干個小塊，為每一小塊數(shù)據(jù)附加上地址、編號等信息就組成了一個“包”（分組）。然后以包為單位進行傳輸。分組交換