2023年信息技術(shù)知識點整理

信息技術(shù)知識點整理傅寧第1章信息技術(shù)概述1.1信息與信息技術(shù)１.信息是什么？信息是指“事物運動的狀態(tài)及狀態(tài)變化的方式”，它既不是物質(zhì)也不是能量。2.客觀世界的三大構(gòu)成要素:信息、物質(zhì)、能量。3.信息的性質(zhì)：普遍性、動態(tài)性、時效性、多樣性、可傳遞性、可共享性、快速增長性。＊4.什么是信息解決？信息解決指的是與信息的收集、加工、存儲、傳遞、施用相關(guān)的行為和活動。５．什么是信息技術(shù)？信息技術(shù)（IT，ICT）指的是用來擴展人們信息器官功能，協(xié)助人們更有效地進行信息解決的一類技術(shù)。信息技術(shù)涉及：①擴展感覺器官功能的感測(獲取)與辨認(rèn)技術(shù);②擴展神經(jīng)系統(tǒng)功能的通信技術(shù)；③擴展大腦功能的計算（解決）與存儲技術(shù);④擴展效應(yīng)器官功能的控制與顯示技術(shù)。６.現(xiàn)代信息技術(shù)的三大特性：①以數(shù)字技術(shù)（計算機)為基礎(chǔ)；②以計算機及其軟件為核心；③采用電子技術(shù)（涉及激光技術(shù))。核心技術(shù):計算機、集成電路、通信、廣播、互聯(lián)網(wǎng)、自動控制、機器人等。7．什么是信息產(chǎn)業(yè)?信息產(chǎn)業(yè)(也稱為“電子信息產(chǎn)業(yè)”）是指信息設(shè)備生產(chǎn)制造，以及運用這些設(shè)備進行信息采集、儲存、傳遞、解決、制作與服務(wù)的所有行業(yè)與部門的總和。８．什么是信息化?信息化是指由信息技術(shù)驅(qū)動的經(jīng)濟和社會的變革。信息化的本質(zhì)是運用信息技術(shù)幫助社會個人和群體有效運用知識和新思想，從而能建成充足發(fā)揮人的潛力,實現(xiàn)其抱負(fù)的信息社會。1．2數(shù)字技術(shù)基礎(chǔ)1.什么是比特?比特(b）是數(shù)字技術(shù)的解決對象，是組成數(shù)字信息的最小單位。它只有兩種狀態(tài)(取值)。計算機(涉及其它數(shù)字設(shè)備)中所有信息都使用比特(二進位）表達，只有使用比特表達的信息計算機才干進行解決、存儲和傳輸。2.計算機中表達與存儲(比特）二進位的方法: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?fàn)顟B(tài)(光盤)3．用比特表達信息的優(yōu)點:①比特只有０和1兩個符號，具有2個狀態(tài)的器件和裝置就能表達和存儲比特,而制造兩個穩(wěn)定狀態(tài)的電路又很容易比特的運算規(guī)則很簡樸，使用門電路就能高速度地實現(xiàn)二進制數(shù)的算術(shù)和邏輯運算比特不僅能表達“數(shù)”,并且能表達文字、符號、圖像、聲音,可以毫不費力地互相組合，開發(fā)“多媒體”應(yīng)用信息使用比特表達以后,可以通過多種方法進行“數(shù)據(jù)壓縮”,從而大大減少信息傳輸和存儲的成本。使用比特表達信息后，只要再附加一些額外的比特,就能發(fā)現(xiàn)甚至糾正信息傳輸和存儲過程中的錯誤，大大提高了信息系統(tǒng)的可靠性4.存儲容量的計量單位：8b＝1B(字節(jié)ｂｙte，用大寫B(tài)表達)計算機內(nèi)存儲器容量的計量單位:ＫB:1KB=2^１0字節(jié)=1024Ｂ(千字節(jié)）MB：1MB=2^２0字節(jié)=1024KB(兆字節(jié))GB:1GＢ=２^3０字節(jié)=１024MＢ（吉字節(jié)、千兆字節(jié)）TB:１TB＝２^４0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:1ＭＢ=10^３KB＝1０00KＢ1GB＝10^6KB=１0０0０00ＫＢ１TB=10^９KB=１000000000KＢ5.信息是可以傳輸?shù)?信息只有通過傳輸和交流才干發(fā)揮它的作用。在數(shù)字通信技術(shù)中,信息的傳輸是通過比特的傳輸來實現(xiàn)的。近距離傳輸時直接將用于表達“０/1”的電信號或光信號進行傳輸（稱為基帶傳輸),遠(yuǎn)距離傳輸或者無線傳輸時需要使用調(diào)制技術(shù)。傳輸速率表達每秒鐘可傳輸?shù)亩M位數(shù)目,常用單位是：比特/秒(b/s),也稱“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:二進制Ｑ：八進制Ｄ:十進制Ｈ:十六進制二進制十進制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.數(shù)值信息的表達:（1)無符號整數(shù)：只表達正整數(shù)。n位二進制數(shù)可表達的最大十進制數(shù)為2^n-１。(２)帶符號整數(shù):可以表達正整數(shù)、負(fù)整數(shù)、零。最高位為符號位,“0”表達“+”，“1”表達“n位二進制數(shù)可表達的十進制數(shù)范圍為-2^(n－1)+1~2^(n-1)-1上面的表達方法稱為“原碼”。帶符號整數(shù)在計算機內(nèi)不采用“原碼”而采用“補碼”的形式表達。補碼：符號位不變,絕對值部分取反加1。-43的原碼：1０1010１1補碼：1１０10101相同位數(shù)的二進制補碼可表達的數(shù)的個數(shù)比原碼多一個。(3)浮點表達:任一個二進制實數(shù)N均可表達為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)+100１．０11B=+0．１001０11B×２^100-0.00１０１０1=-０.１0101*10＾(-10)因此，32位的單精度浮點數(shù)在計算機中可表達為:符號位８位階碼３2位位數(shù)8.文字符號的表達:平常使用的書面文字由一系列稱為“字符”的書寫符號所構(gòu)成,計算機中常用字符的集合叫做“字符集”(西文字符集、中文(漢字)字符集)。最常用的西文字符集是ＡSCII字符集,包含1２8個字符，涉及96個可打印字符和32個控制字符，每個字符采用7個二進位進行編碼,計算機中使用1個字節(jié)存儲1個AＳCII字符。ASCIＩ字符集中ＡSＣII碼從小到大先數(shù)字后小寫字母再后大寫字母。9.基本邏輯運算：邏輯加：“或”運算邏輯乘：“與”運算取反:否認(rèn)運算1.3微電子技術(shù)簡介１.微電子技術(shù)是信息技術(shù)領(lǐng)域中的關(guān)鍵技術(shù)，是發(fā)展電子信息產(chǎn)業(yè)和各項高技術(shù)的基礎(chǔ),它是在電子元器件小型化、微型化的過程中發(fā)展起來的。微電子技術(shù)的核心是集成電路技術(shù)。2．電子電路中元器件的發(fā)展演變:電子管→晶體管→小規(guī)模集成電路→超大規(guī)模集成電路3.什么是集成電路?集成電路(IC):是以半導(dǎo)體單晶片作為基片，采用平面工藝，將晶體管、電阻、電容等元器件及其連線所構(gòu)成的電路制作在基片上所構(gòu)成的一個微型化的電路或系統(tǒng)。(1)集成電路的優(yōu)點:體積小、重量輕；功耗小、成本低;速度快、可靠性高。（2)集成電路的分類：按用途分:通用集成電路、專用集成電路(AＳＩＣ）按電路的功能分:數(shù)字集成電路、模擬集成電路按晶體管結(jié)構(gòu)、電路和工藝分:雙極型(Bipolaｒ）電路、金屬氧化物半導(dǎo)體（ＭOS)電路······按集成度（芯片中包含的元器件數(shù)目）分：小規(guī)模集成電路(SＳI)、中規(guī)模集成電路(MＳI)、大規(guī)模集成電路(ＬSI）、超大規(guī)模集成電路(VLSI)、極大規(guī)模集成電路（ULＳI）（3）集成電路的發(fā)展趨勢:集成電路的工作速度重要取決于晶體管的尺寸。晶體管的尺寸越小,其極限工作頻率越高，門電路的開關(guān)速度就越快,相同面積的晶片可容納的晶體管數(shù)目就越多。所以從集成電路問世以來，人們就一直在縮小晶體管、電阻、電容、連接線的尺寸上下功夫。4.什么是ＩC卡?IC卡(cｈipｃard、smａｒtcard)，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、解決和傳遞數(shù)據(jù)的載體(1)特點:存儲信息量大、保密性能強、可以防止偽造和竊用、抗干擾能力強、可靠性高。（2）IC卡的類型:按芯片分類:①存儲器卡②CＰU卡按使用方式分類：①接觸式IC卡②非接觸式IC卡（頻射卡、感應(yīng)卡）第２章計算機組成原理2.1計算機的組成與分類１.１946年美國賓州大學(xué)研制成功第1臺數(shù)字電子計算機ENIAC（最致命缺陷:程序與計算分離）2.第1~4代計算機對比代別年代使用的重要元器件使用的軟件類型重要應(yīng)用領(lǐng)域第１代20世紀(jì)4０年代中期～50年代末期CＰU:電子管內(nèi)存：磁鼓外設(shè):磁帶使用機器語言(二進制)和匯編語言（符號化機器語言）編寫程序科學(xué)和工程計算第2代２０世紀(jì)50年代中后期～60年代中期CＰU：晶體管內(nèi)存：磁芯外設(shè):磁盤使用ＦＯRTRAN（第一個高級語言)等高級程序設(shè)計語言開始廣泛應(yīng)用于數(shù)據(jù)解決領(lǐng)域第３代２0世紀(jì)６0年代中期～7０年代初期CＰU：中、小規(guī)模集成電路（ＳＳI、MSI)內(nèi)存：SＳI、ＭSI的半導(dǎo)體存儲器操作系統(tǒng)、數(shù)據(jù)庫管理系統(tǒng)等普遍使用在科學(xué)計算、數(shù)據(jù)解決、工業(yè)控制等領(lǐng)域得到了廣泛應(yīng)用第4代２０世紀(jì)7０年代中期以來CPＵ：大、超大規(guī)模集成電路（LＳI、VLＳI)內(nèi)存:LＳI、VLSI的半導(dǎo)體存儲器軟件開發(fā)工具和平臺、分布式計算軟件等開始廣泛使用（軟件工程)進一步到各行各業(yè)。家庭和個人普遍使用計算機３.計算機的邏輯結(jié)構(gòu)（1)硬件：計算機系統(tǒng)中所有實際物理裝置的總稱。軟件：在計算機中運營的各種程序及其解決的數(shù)據(jù)和相關(guān)的文檔。（2）經(jīng)典計算機的邏輯結(jié)構(gòu)（馮．諾依曼計算機):運算器和控制器運算器和控制器輸入設(shè)備輸出設(shè)備存儲器(3)現(xiàn)代計算機的邏輯結(jié)構(gòu)輸入設(shè)備：向計算機輸入信息中央解決器:負(fù)責(zé)對輸入信息進行各種解決內(nèi)存儲器和外存儲器:把程序和數(shù)據(jù)（涉及原始數(shù)據(jù)、中間運算結(jié)果、最終結(jié)果等)儲存起來輸出設(shè)備：把信息送出計算機總線與Ｉ/O接口：用于連接CPＵ、內(nèi)存、外存和各種I/O設(shè)備并在它們之間傳輸信息的一組共享的傳輸線及其控制電路,為CＰU總線(前端總線)和Ｉ/Ｏ總線。中央解決器中央解決器(運算器及其控制)外存儲器內(nèi)存儲器輸出設(shè)備總線(bus)輸入設(shè)備I/O接口I/O接口外存儲器接口控制器控制器控制器CPU控制器memorystorageI/O設(shè)備通過I/O接口與各自的控制器連接，然后由控制器與I/O總線相連與經(jīng)典計算機結(jié)構(gòu)相比的3個變化：集中控制→分散控制存儲器→內(nèi)存儲器＋外存儲器通過CPU通信→通過總線進行通信4.內(nèi)存與外存對比

內(nèi)存儲器(簡稱內(nèi)存或主存)外存儲器(簡稱外存或輔存)存取速度不久較慢存儲容量較小(因單位成本較高)很大(因單位成本較低)性質(zhì)斷電后信息消失斷電后信息保持用途存放已經(jīng)啟動運營的程序和需要立即解決的數(shù)據(jù)長期存放計算機系統(tǒng)中幾乎所有的信息與ＣＰU關(guān)系ＣPU所解決的指令及數(shù)據(jù)直接從內(nèi)存中取出程序及相關(guān)數(shù)據(jù)必須先送入內(nèi)存后才干被ＣＰU使用5.計算機的分類按內(nèi)部邏輯結(jié)構(gòu)分類:８位/16位／３2位／64位；單CPU／多CＰU···按性能和價格分類:巨型計算機、大型計算機、小型計算機(服務(wù)器)、個人計算機(臺式ＰC、筆記本P、C平板電腦等)、嵌入式計算機巨型、大型計算機作為服務(wù)器使用,個人計算機獨立使用或作為客戶機使用個人計算機特點：價格便宜、使用方便、軟件豐富、性能不斷提高、適合辦公或家庭使用。按計算機服務(wù)的對象和作用分類:類型服務(wù)對象應(yīng)用性質(zhì)重要特點分類或應(yīng)用舉例軟件特點個人計算機

直接為用戶服務(wù)

通用

性能／價格比高多媒體性能好有通用性和可擴展性

工作站臺式機筆記本

種類多,功能豐富,用戶可自行裝卸服務(wù)器

為其它計算機服務(wù)

半通用

吞吐率高可用性好有可擴展性）

數(shù)據(jù)庫服務(wù)器Ｗeｂ服務(wù)器打印服務(wù)器(公司級，部門級··)

實時解決和并發(fā)工作能力強，可靠性和安全性好嵌入式計算機

為其它設(shè)備服務(wù)

專業(yè)價格便宜功耗低實時解決軟件固化,擴展性差

手機數(shù)碼相機MＰ3播放器···

功能專用、單一、結(jié)構(gòu)緊湊,固化在芯片中，不易修改和擴充2.２ＣPU的邏輯結(jié)構(gòu)與工作原理１.馮·諾依曼計算機的結(jié)構(gòu)與原理(圖見Ｐ４）(1)計算機的工作由程序控制,程序是一個指令序列,指令是能被計算機理解和執(zhí)行的操作命令；(2)程序（指令)和數(shù)據(jù)均以二進制編碼表達,均存放在存儲器中;（3)存儲器中存放的指令和數(shù)據(jù)按地址進行存??；(4)指令是由CPU一條一條順序執(zhí)行的。2．“存儲程序控制”原理將問題的解算環(huán)節(jié)編制成為程序,程序連同它所解決的數(shù)據(jù)都用二進位表達并預(yù)先存放在存儲器中。程序運營時,ＣＰＵ從內(nèi)存中一條一條地取出指令和相應(yīng)的數(shù)據(jù)，按指令操作碼的規(guī)定,對數(shù)據(jù)進行運算解決，直到程序執(zhí)行完畢為止。3.什么是指令?指令就是命令，它用來規(guī)定CＰU執(zhí)行什么操作。指令是構(gòu)成程序的基本單位，程序是由一連串指令組成的。指令采用二進位表達,大多數(shù)情況下,指令由兩個部分組成:4.CPU的組成部分：運算器(對數(shù)據(jù)進行各種算術(shù)或邏輯運算,所以稱為算術(shù)邏輯部件（AＬＵ)，參與ALU運算的操作數(shù)通常來自通用寄存器GＰR，運算結(jié)果也送回GＰR)、控制器和寄存器5．ＣPU的任務(wù)：取指令并完畢指令所規(guī)定的操作。６.指令在計算機中的執(zhí)行過程：指令→指令譯碼→取數(shù)→運算→保存?通常，每一步需要1個或幾個時鐘周期才干完畢。７.什么4是指令系統(tǒng)?CPＵ可執(zhí)行的所有指令稱為該ＣPＵ的指令系統(tǒng),即它的機器語言。８.CPU的性能（１)計算機的性能重要表現(xiàn)為程序執(zhí)行速度的快慢,計算機性能由許多因素決定,例如CPU的內(nèi)存、硬盤、顯卡等,但通常ＣPU是重要因素(２)ＣPU的性能高低重要表現(xiàn)為CPＵ的速度，有兩種衡量方法:1.每秒鐘可執(zhí)行的指令數(shù)目(單位:ＭIＰS、ＭＦLOPＳ)2.PＣ大多以常用軟件(辦公軟件、數(shù)字媒體解決軟件和3D游戲等)的運營速度來測試CPU的性能（3）影響CＰU性能的重要因素：字長（位數(shù))、指令系統(tǒng)；{體系結(jié)構(gòu)｝邏輯結(jié)構(gòu)、高速緩存（cache）的容量與結(jié)構(gòu);{邏輯實現(xiàn)}主頻(ＣPU內(nèi)部時鐘頻率）、CPＵ總線速率;{物理實現(xiàn)}（４)提高CPU性能的3大措施1改善ＣPＵ結(jié)構(gòu);2提高IC速度(主頻);3增長CPＵ(核)的數(shù)目。2.3ＰC機的組成１.主板(1)主板的作用:安裝所有的電子器件、電路與連接件。存儲器插槽存儲器插槽解決器插座I/O設(shè)備插口光驅(qū)及硬盤連接器電源連接器擴充卡插槽(PCI)CPU插座北橋芯片南橋芯片BIOSROMCMOS存儲器擴充卡插槽(PCI-Ex1)顯示卡插槽(PCI-Ex16)(2）主板內(nèi)容:見上圖(3)ROＭBIOS：存放最基礎(chǔ)的軟件——基本輸入/輸出系統(tǒng)(ＢIOＳ)(４）CMOS存儲器:存放硬件配置信息和系統(tǒng)基本參數(shù)(日期、時間、口令等）２.芯片組的作用CPUCPU芯片CPU前端總線北橋MCH圖形卡接口雙通道南橋ICH5USB2.0接口(x8)以太網(wǎng)接口PCI插槽(≤6個)ROMBIOS硬盤接口(x2)音頻CodecSuperI/O鍵盤,鼠標(biāo),軟驅(qū),并口,串口等電話ModemDDR2電源管理、時鐘生成DDR2存儲器芯片組是PC機各組成部分互相連接和通信的樞紐北橋芯片:1.存儲器控制功能；2．連接CPＵ、存儲器、顯卡、南橋芯片的樞紐南橋芯片:1.多種I/O設(shè)備的控制功能;２.I/O總線（PＣI總線)功能;3．提供了各種I/O接口3.BIOS（１）什么是BIOＳ（BａｓiｃInput/OｕｔｐutSystｅm)？中文名為“基本輸入/輸出系統(tǒng)”,它是存放在主板上只讀存儲器（ROM）芯片中的一組機器語言程序。(２)功能：診斷計算機故障、啟動計算機工作、控制基本外設(shè)的輸入輸出操作(鍵盤、鼠標(biāo)、磁盤讀寫、屏幕顯示等)BIOS芯片:保存BIOS的只讀存儲器(ROＭ）芯片（４）ＢIOS芯片中包含的程序:加電自檢程序程序(POST)、系統(tǒng)自舉程序(Ｂooｔ）、CMOS設(shè)立程序、常用外部設(shè)備的驅(qū)動程序（Driveｒ)4.內(nèi)存儲器的分類及應(yīng)用內(nèi)存由半導(dǎo)體存儲器芯片組成，芯片有多種類型：5.主存儲器(RAM）的功能與原理(1)主存是CPＵ可直接訪問的存儲器,用于存放供ＣPU解決的指令和數(shù)據(jù)(2)特點:以字節(jié)為單位進行連續(xù)編址，每個存儲單元為1個字節(jié)（８個二進位）（３)存儲容量：主存儲器中所包含的存儲單元的總數(shù)（單位：ＭB或GB）(4)存取時間:從CPＵ送出內(nèi)存單元的地址碼開始，到主存讀出數(shù)據(jù)并送到ＣＰU(或者是把CPU數(shù)據(jù)寫入主存）所需要的時間(單位:ｎs，1ns＝１０-9ｓ）(5）ＰC機主存儲器的物理結(jié)構(gòu)主存儲器由1～４個內(nèi)存條組成內(nèi)存條的組成:把若干片DRAM芯片焊裝在一小條印制電路板上制成內(nèi)存條必須插在主板上的內(nèi)存條插槽中才干使用6.高速緩存(cache)（1）cache是一種小容量高速緩沖存儲器,它由ＳRAＭ組成（2)cacｈe直接制作在CPU芯片內(nèi)，速度幾乎與ＣＰU同樣快（3）程序運營時，CPＵ使用的一部分?jǐn)?shù)據(jù)/指令會預(yù)先成批復(fù)制在ｃache中,ｃａｃｈｅ的內(nèi)容是主存儲器中部分內(nèi)容的映象(4)當(dāng)CPU需要從內(nèi)存讀(寫)數(shù)據(jù)或指令時，先檢查cacｈe中有沒有，若有，就直接從ｃaｃhe中讀取,而不用訪問主存儲器7.小結(jié)：計算機存儲器的層次結(jié)構(gòu)cachecache存儲器主存儲器(RAM和ROM)外存儲器（軟盤、硬盤、光盤）后備存儲器（磁帶庫、光盤庫）內(nèi)存儲器外存儲器寄存器典型容量<1KB幾個MB幾個GB100GB-1TB10TB-100TB典型存取時間1ns2ns10ns10ms10s(1）分析：速度越快，成本較高。為了獲得好的性能／價格比,計算機中各種存儲器組成一個層狀的塔式結(jié)構(gòu)，取長補短，協(xié)調(diào)工作(2)工作過程:１)ＣPU運營時，需要的操作數(shù)大部分來自寄存器2）如需要從(向)存儲器中取(存）數(shù)據(jù)時，先訪問cacｈｅ,如在，取自ｃache3)如操作數(shù)不在cacｈe，則訪問ＲAＭ，如在RAM中，則取自RＡM４）如操作數(shù)不在ＲAM,則訪問硬盤，操作數(shù)從硬盤中讀出→ＲAＭ→caｃhe8．I/Ｏ操作的任務(wù)與特點(1)輸入的任務(wù):將輸入設(shè)備輸入的信息送到內(nèi)存儲器的指定區(qū)域（２)輸出的任務(wù):將內(nèi)存儲器指定區(qū)域的內(nèi)容送出到輸出設(shè)備（I/O操作也涉及外存與內(nèi)存之間的數(shù)據(jù)傳輸）(3)I/O操作的特點：①I/O操作與CPU的運算可同時進行②多個I／O設(shè)備的操作也可同時進行工作③每類I/O設(shè)備都有各自的控制器，它們按照ＣPU的I/Ｏ操作命令,獨立地控制Ｉ／O操作的全過程９.關(guān)于計算機中的總線(1)總線的定義:用于在CＰU、內(nèi)存、外存和各種輸入輸出設(shè)備之間傳輸信息的一個共享的信息傳輸通路及其控制部件。（２）總線的特點：①共享;②高速（3）總線的參數(shù):數(shù)據(jù)通路寬度;總線工作頻率;每秒傳輸次數(shù)總線帶寬（最高傳輸速率)＝(數(shù)據(jù)通路寬度/８)x總線工作頻率x傳輸次數(shù)（4）總線的類型：①CPU總線(前端總線ＦSB）②存儲器總線③Ｉ/Ｏ總線（目前使用的是ＰCI和PCI-E兩種）10.I/Ｏ接口(1)Ｉ／Ｏ接口：Ｉ/O設(shè)備與主機之間的連接器。涉及：插頭／插座的形式、通訊規(guī)程和電器特性等(2）分類:從數(shù)據(jù)傳輸方式來分:串行(一次只傳輸1位)、并行（多位一起進行傳輸)從是否能連接多個設(shè)備來分:總線式(可連接多個設(shè)備)、獨占式(只能連接1個設(shè)備）從是否符合標(biāo)準(zhǔn)來分：標(biāo)準(zhǔn)接口(通用接口)、專用接口(專用接口）*PC機常用I／O接口名稱數(shù)據(jù)傳輸方式可連接的設(shè)備數(shù)目通常連接的設(shè)備串行口串行，雙向1鼠標(biāo)器，MODＥM并行口（增強式)并行，雙向打印機,掃描儀USB(１.0）UＳB(1.1)串行,雙向最多12７鍵盤，鼠標(biāo)器,數(shù)碼相機,移動盤等UＳB(2．0)外接硬盤，數(shù)字視頻設(shè)備，掃描儀等IＥEE-1394aIEＥE-1394b最多６3數(shù)字視頻設(shè)備IDE并行，雙向1~4硬盤，光驅(qū)，軟驅(qū)SAＴA串行,雙向1硬盤,光驅(qū)顯示器輸出接口并行,單向顯示器ＰＳ／２接口串行，雙向鍵盤或鼠標(biāo)紅外線接口鍵盤，鼠標(biāo)器,打印機等1１.UＳＢ接口(1)通用串行總線式接口（UnｉversalSeriａｌＢｕs)(2）高速、可連接多個設(shè)備、串行傳輸12.小結(jié)1：I/O總線,Ｉ／O控制器,I／O接口與I/O設(shè)備的關(guān)系打印機打印機掃描儀顯示器麥克風(fēng)網(wǎng)線I/O總線I/O接口硬盤光驅(qū)I/O設(shè)備CPU主板I/O設(shè)備I/O控制器（擴充卡）機箱插座板卡插座I/O控制器PCI插槽內(nèi)存主板插槽機箱芯片組IDE接口機箱插座I/O設(shè)備鍵盤鼠標(biāo)器（1)Ｉ/Ｏ設(shè)備通常都是物理上互相獨立的設(shè)備，它們一般通過I/O接口與I/O控制器(或Ｉ／O總線)連接(2)I/O控制器通過擴展卡或者南橋芯片與Ｉ/O總線連接(3)I/O總線通過北橋芯片與內(nèi)存、CPU連接１3.小結(jié)2：I／O總線,I/O控制器,I/O接口與I/Ｏ設(shè)備的關(guān)系2.４常用輸入設(shè)備（1)鍵盤：初期：機械式鍵盤現(xiàn)在:電容式鍵盤(2)鼠標(biāo)：初期:機電式鼠標(biāo)現(xiàn)在:光電式鼠標(biāo)(3)數(shù)碼相機:數(shù)碼相機的重要性能指標(biāo)：CＣD像素數(shù)目、存儲器容量2.5常用輸出設(shè)備1.計算機顯示器（1）作用：是計算機必不可少的圖文輸出設(shè)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（2)組成與分類:（3）ＬED背光顯示器３大優(yōu)點:功耗小對比度大色彩鮮艷(4)顯示器的性能參數(shù):①顯示屏尺寸與屏幕寬高比;②顯示分辨率：水平像素個數(shù)×垂直像素個數(shù);③刷新速率；④響應(yīng)時間；⑤亮度和對比度;⑥背光源類型:LＥＤ或熒光燈管；⑦輻射和環(huán)保。(5）顯示器的新發(fā)展：３Ｄ立體顯示器、有機發(fā)光二極管(OLEＤ)可彎曲顯示器2.顯示控制器(顯卡）顯示使用的存儲器需占用內(nèi)存的一部顯示使用的存儲器需占用內(nèi)存的一部分顯卡的類型獨立顯卡：以擴展卡形式插在機箱中集成顯卡繪圖解決器包含在北橋芯片中，功能較弱顯卡集成在主板上顯示存儲器顯示存儲器(VRAM)顯示控制電路與北橋芯片的接口顯示器繪圖解決器（顯示卡）北橋芯片CPU內(nèi)存條顯卡的性能指標(biāo)繪圖解決器(圖形引擎)類型顯存容量128ＭB～２GＢ,大多采用DDＲ2,GDDR３或ＧDDR4存儲器組成主機接口AGPx4,x8PCI－Ｅx１6（4GB/s)顯示器接口:VGＡ接口（D-Sub接口)：模擬接口DＶＩ接口:數(shù)字接口HDＭI全高清多媒體接口(以無壓縮方式傳送1920x120０的數(shù)字視頻信號和5．1聲道音頻信號)3．打印機（1)作用:將程序、數(shù)據(jù)、字符、圖形打印輸出在紙上（2)類型：針式打印機、激光打印機、噴墨打印機（3）針式打印機類型:屬于擊打式打印機優(yōu)點:耗材成本低，能多層套打,適合于票據(jù)打印缺陷：打印質(zhì)量不高,工作噪聲很大，速度慢應(yīng)用：銀行、證券、郵電、商業(yè)等領(lǐng)域用于打印存折和票據(jù)等（4)激光打印機類型:屬于非擊打式打印機原理:激光技術(shù)與復(fù)印技術(shù)的結(jié)合優(yōu)點:分辨率較高，打印質(zhì)量好速度高,噪聲低價格適中缺陷:彩色輸出價格還比較高接口:過去是并行口，目前流行使用UＳＢ接口應(yīng)用:辦公室和家庭應(yīng)用（5）噴墨打印機類型：非擊打式打印機，大多為彩色打印優(yōu)點：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)保缺陷:墨水成本高,消耗快應(yīng)用：家庭及辦公2.6外存儲器1.PC機的外存儲器（1)硬盤存儲器功用：長期（非易失性）保存二進制信息特點:可讀可寫容量很大（當(dāng)前臺式ＰC:2５0GB~1000ＧB）可靠性高成本極低(當(dāng)前:０．5GB~1GB／元）技術(shù)發(fā)展不久,容量將更大,成本會更低磁盤存儲器的信息存儲原理:盤片旋轉(zhuǎn)，磁頭寫入和讀出信息,磁性材料粒子的兩種不同磁化方向,分別表達記錄的是“0”還是“1”磁盤的磁道:磁盤表面被分為許多同心圓,每個同心圓稱為一個磁道。每個磁道都有一個編號,最外面的是0磁道.磁盤的扇區(qū):每個磁道被劃分為若干段(段又叫扇區(qū))，每個扇區(qū)的存儲容量均為512字節(jié)。每個扇區(qū)都有一個編號注:所謂磁盤的格式化操作，就是在盤面上劃分磁道和扇區(qū),并在扇區(qū)中填寫扇區(qū)號等信息的過程信息的平均存取時間:磁盤上的信息以扇區(qū)為單位進行讀寫,平均存取時間為： ?T=尋道時間+旋轉(zhuǎn)等待時間+數(shù)據(jù)傳輸時間尋道時間——磁頭尋找到指定磁道所需時間（大約5ｍs)旋轉(zhuǎn)等待時間——指定扇區(qū)旋轉(zhuǎn)到磁頭下方所需要的時間(大約4~６ms)(轉(zhuǎn)速:４20０/5400/7200/10000rｐｍ)數(shù)據(jù)傳輸時間——（大約０．01ms/扇區(qū))硬盤存儲器的性能指標(biāo)（1）容量：以ＧB為單位，目前硬盤單碟容量約為幾百個GB(2）平均存取時間:在幾mｓ～幾十ｍs之間，由硬盤的旋轉(zhuǎn)速度、磁頭尋道時間和數(shù)據(jù)傳輸速率所決定（3）緩存容量：原則上越大越好，通常為幾ＭB～幾十MＢ(4）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(guān)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(５)與主機的接口：以前使用:并行ATA(PATＡ)接口當(dāng)前流行:串行ATA（ＳATA）接口關(guān)于硬盤的SATＡ接口前幾年ＰC大多使用并行ＡTA接口UltraATＡ1０0或ＵltｒａATＡ133接口,傳輸速率最高分別為100ＭB／s和13３MB/ｓ近兩年開始大量采用SAＴA接口(１5０～300MＢ/s)串行傳輸方式，工作頻率高(1.5GHz-３GHz）低電平差分信號,內(nèi)嵌時鐘信號傳輸線長度增長,插頭插座體積縮小使用硬盤應(yīng)注意什么?①正在對硬盤讀寫時不能關(guān)掉電源②保持使用環(huán)境的清潔衛(wèi)生，注意防塵;控制環(huán)境溫度，防止高溫、潮濕和磁場的影響③防止硬盤受震動,工作時不要移動機器④及時對硬盤內(nèi)容進行整理,涉及目錄的整理、文獻的清理、磁盤碎片整理等⑤防止計算機病毒對硬盤的破壞,對硬盤定期進行病毒檢測移動硬盤工作原理與固定硬盤相同存儲容量較大(30ＧB～16０ＧB、３20GB)采用USB或IEE１39４接口,即插即用，支持熱插拔（必須先停止工作）小巧而便于攜帶速度快,安全可靠(２)U盤、存儲卡和固態(tài)硬盤U盤采用Ｆｌａsｈ存儲器（閃存）芯片,體積小,重量輕容量按需要而定(幾十ＭB～幾十GB），具有寫保護功能數(shù)據(jù)保存安全可靠，使用壽命長使用UＳB接口,即插即用,支持熱插拔(必須先停止工作)讀寫速度比較快可以模擬光驅(qū)和硬盤啟動操作系統(tǒng)存儲卡原理與Ｕ盤相同，也使用閃存芯片(ｆlａshmemory)做成長方形或正方形的卡片狀，使用印刷插頭，不使用ＵＳB插頭使用讀卡器才干對存儲卡進行讀寫存儲卡的重要種類：CＦ卡ＭMC卡ＳD/SＤＨC卡(涉及MiniSD卡、ＭicroＳD卡）MemoryStｉcｋ卡(MＳ卡)用途:數(shù)碼相機、游戲機、手機、ＭＰ3播放器固態(tài)硬盤（SSD）固態(tài)硬盤(SolｉdＳｔateDisk、ＳolｉdStatｅＤrivｅ)是使用ＮAND型閃存做成的外存儲器用途：在便攜式計算機中代替?zhèn)鹘y(tǒng)的硬盤外形與常規(guī)硬盤相同，如1.8英寸、２．5英寸或3．5英寸，與主機的接口也互相兼容存儲容量:64ＧB~128GB或更大優(yōu)點：低功耗、無噪音、抗震動、低熱量，讀寫速度也快于傳統(tǒng)硬盤存在問題：成本:高于常規(guī)的硬盤壽命:Flash存儲器都有一定的寫入壽命、壽命到期后數(shù)據(jù)會讀不出來且難以修復(fù)(3)光盤存儲器光盤存儲器的發(fā)展分代年代名稱激光類型存儲容量第1代1９８２CD光盤存儲器紅外光65０MB第2代1995DVD光盤存儲器紅光4.7ＧB第3代202３BD光盤存儲器藍光25GB選講:光盤驅(qū)動器的工作原理驅(qū)動器由光頭、光頭驅(qū)動機構(gòu)、盤片驅(qū)動機構(gòu)、控制電路等組成激光器發(fā)出的激光通過透鏡聚焦后到達光盤，從光盤上反射回來的激光束沿本來的光路返回,到達激光束分離器后反射到光電檢測器,由光電檢測器把光信號變成電信號,再通過電子線路解決后還原成本來的二進制數(shù)據(jù)為什么DVD容量比CD大得多？1)更小的凹點長度（～２．0８x),2)數(shù)據(jù)軌道間隔更緊密(～2.1６ｘ），3）采用較短波長的６3５nm或６50nm的紅色激光,使激光斑點直徑縮小,提高信息的鑒別能力.4)數(shù)據(jù)區(qū)域稍大一點（~１.02x)，5)更有效的信道比特調(diào)制(~１．06x),6)更有效的糾錯碼（～1．32ｘ),7)較少的段開銷(~1.06x）.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)按可解決盤片類型進一步提成: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刻錄機按存儲容量與讀寫特性分：CＤ盤片只讀盤片(ＣD-ROM)一次性可寫盤片（CＤ-R)可擦寫盤片（CD-ＲW)DＶＤ盤片只讀盤片（DVD）一次性可寫盤片（DVD-R,DVＤ+R）可擦寫盤片(DVＤ－ＲW,DVＤ+RWDVD-ＲＡM） 藍光盤片只讀盤片(ＢＤ)一次性可寫盤片（BD-R)可擦寫盤片（ＢD-RE)資料：DＶD刻錄機和DVD光盤的容量ＤＶD刻錄盤目前有2大類、5種規(guī)格：一次性可寫:ＤVＤ-R、ＤVD＋Ｒ可擦寫:DVD-RAM、DVＤ-RW、DＶD+RWSｕperMｕｌｔiDＶD刻錄機可以兼容上述大部或所有盤片第3章計算機軟件３．1軟件概述1.什么是計算機軟件？計算機系統(tǒng)=硬件+軟件，計算機通過軟件才干進行信息解決什么是程序（prｏgｒam)?程序是告訴計算機做什么和如何做的一組指令（語句）,這些指令(語句)都是計算機可以理解并可以執(zhí)行的一些命令程序的特性:①用于完畢某一擬定的信息解決任務(wù)②使用某種計算機語言描述如何完畢該任務(wù)③預(yù)先存儲在計算機中,啟動運營后才干完畢任務(wù)程序與數(shù)據(jù)的關(guān)系程序所解決的對象和解決后得到的結(jié)果統(tǒng)稱為數(shù)據(jù)(分別稱為輸入數(shù)據(jù)和輸出數(shù)據(jù))程序必須解決合理的輸入數(shù)據(jù),否則不會產(chǎn)生故意義的輸出程序和數(shù)據(jù)有相對性程序與軟件是什么關(guān)系？①軟件往往指的是設(shè)計比較成熟、功能比較完善、具有某種使用價值、且有一定規(guī)模的程序②軟件既包含程序、也包含與程序相關(guān)的數(shù)據(jù)和文檔：程序是軟件的主體數(shù)據(jù)指的是程序運營過程中解決的對象和必須使用的一些參數(shù)（如三角函數(shù)表、英漢詞典等）文檔指的是與程序開發(fā)、維護及操作有關(guān)的一些資料（如設(shè)計報告、維護手冊和使用指南等)“軟件”強調(diào)的是產(chǎn)品、工程、產(chǎn)業(yè)或?qū)W科等宏觀方面的含義,“程序”更側(cè)重技術(shù)層面的含義③軟件和程序本質(zhì)上相同，在不會發(fā)生混淆的場合,軟件和程序兩個名稱經(jīng)?；煊茫⒉粐?yán)格加以區(qū)分2.計算機軟件的特性1．不可見性（是無形的，不能被人們直接觀測、欣賞和評價）2.合用性(可以適應(yīng)一類應(yīng)用問題的需要）３.依附性(依附于特定的硬件、網(wǎng)絡(luò)和其他軟件)4.復(fù)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(fù)制性(可以非常容易且毫無失真地進行復(fù)制)7．不斷演變性(軟件的生命周期）８.有限責(zé)任(有限保證)9.脆弱性（黑客襲擊、病毒入侵、信息盜用……)3.計算機軟件的分類按產(chǎn)權(quán)性質(zhì):商品軟件、共享軟件、自由軟件按軟件用途：應(yīng)用軟件、系統(tǒng)軟件計算機軟件與知識產(chǎn)權(quán)軟件是智力活動的成果，受到知識產(chǎn)權(quán)(版權(quán)）法的保護版權(quán)授予軟件作者(版權(quán)所有者）享有下列權(quán)利:拷貝、發(fā)布、修改、署名、出售……保護知識產(chǎn)權(quán)的目的：保證腦力勞動成果受到獎勵，鼓勵人們進行發(fā)明發(fā)明購買一個軟件,用戶僅僅得到了該軟件的使用權(quán)，并沒有獲得它的版權(quán)隨意進行軟件拷貝和分發(fā)是一種違法行為從軟件知識產(chǎn)權(quán)對軟件進行分類商品軟件共享軟件(shａｒeｗare）(也稱為試用軟件demoware)具有版權(quán),可免費試用一段時間,允許拷貝和散發(fā)（但不可修改）,試用期滿后需交費才干繼續(xù)使用自由軟件（ＦreeSｏｆtｗarｅ)(≈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免費軟件（Fｒeeware)（≠ＦreeSoftwarｅ)無需付費即可獲得的軟件。例如ＰDF閱讀器、Fｌaｓh播放器等自由軟件很多是免費軟件；免費軟件不全是自由軟件軟件的許可證（liｃense)軟件許可證也稱為“許可證協(xié)議”，它規(guī)定了計算機軟件使用方式的法律協(xié)議，軟件使用有哪些額外的限制,有哪些額外的權(quán)利等許可證的類型：單用戶許可證多用戶許可證并發(fā)用戶許可證定點(fiｘedsｉｔe）許可證許可證的形式:拆封許可證最終用戶許可證（不能再次出售、只能安裝在1臺計算機上、不得進行反匯編、反編譯、不得將其組成部分分散在多臺計算機上使用、不得出租或出借……)從用途對計算機軟件分類應(yīng)用軟件：專門用于幫助最終用戶解決各種具體應(yīng)用問題的軟件分類(按開發(fā)方式):定制應(yīng)用軟件通用應(yīng)用軟件(幾乎所有領(lǐng)域、所有人都需要使用；設(shè)計精致,易學(xué)易用；商品化,價格較低)系統(tǒng)軟件:不是為了解決某種具體應(yīng)用，而是為了:給用戶使用計算機提供方便給應(yīng)用軟件的開發(fā)與運營提供支持使計算機有效、安全、可靠地運營通用應(yīng)用軟件的類別與功能類別功能流行軟件舉例文字解決軟件文本編輯、文字解決、桌面排版等Word、AdobeＡcrobａt(yī)、WPS、ＦronｔPage等電子表格軟件表格定義、數(shù)值計算和記錄、繪圖等Exceｌ等圖形圖像軟件圖像解決、幾何圖形繪制、動畫制作等AｕtoCAD、Phoｔoｓhoｐ、CｏrelDraw、３ＤSMAX等媒體播放軟件播放各種數(shù)字音頻和視頻文獻ＭediaPｌayer、RｅalPlayｅr、Wｉnａｍｐ等網(wǎng)絡(luò)通信軟件電子郵件、聊天、IＰ電話等OｕtlｏｏkExprｅss、ＭＳN、ＱQ、IＣQ等演示軟件投影片制作等ＰowerPoｉnt等信息檢索軟件在數(shù)據(jù)庫和因特網(wǎng)中查找需要的信息Ｇoogle,天網(wǎng),百度等個人信息管理軟件記事本、日程安排、通訊錄、郵件Outｌｏok，ＬotusNotes游戲軟件游戲、教育和娛樂棋類游戲、撲克游戲等啟發(fā)：成功軟件的經(jīng)驗是什么?它們都具有如下特點：1它們能替代現(xiàn)實世界已有的其他工具,并且使用起來比已有工具更方便有效2它們能完畢已有工具很難完畢甚至完全不也許完畢的工作，擴展了人們的能力3成功的市場運作和售后服務(wù)4不斷前進、不斷發(fā)展(功能、技術(shù)、性能等）關(guān)于系統(tǒng)軟件什么是系統(tǒng)軟件?系統(tǒng)軟件是為了給用戶使用計算機提供方便、為應(yīng)用軟件提供支持、使計算機安全可靠地運營的必不可少的軟件舉例：基本輸入/輸出系統(tǒng)(BIＯS)操作系統(tǒng)（如Ｗiｎdｏws、Unｉx、Linux等）程序開發(fā)工具與環(huán)境（如Ｃ語言編譯器等)數(shù)據(jù)庫管理系統(tǒng)（DＢMS)實用程序（Utiliｔｙ,如磁盤清理程序、備份程序、殺毒軟件、防火墻等)系統(tǒng)軟件有哪些特性？與計算機硬件有密切的關(guān)系,能對硬件進行統(tǒng)一的控制、調(diào)度和管理；具有通用性，能為多種應(yīng)用軟件的開發(fā)和運營提供支持與服務(wù)在任何計算機系統(tǒng)中，系統(tǒng)軟件都是必不可少的在購買計算機時，通常計算機供應(yīng)廠商會提供應(yīng)用戶一些最基本的系統(tǒng)軟件，否則計算機無法工作。最重要的系統(tǒng)軟件有哪些?操作系統(tǒng)（ＯS)OＳ是最重要的系統(tǒng)軟件,幾乎所有計算機都需要OS功能上也包含BＩＯS在內(nèi)程序設(shè)計語言解決系統(tǒng):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)(DＢMS）實用程序３.2計算機操作系統(tǒng)什么是操作系統(tǒng)（OS)？沒有安裝任何軟件的計算機稱為裸機,裸機是無法使用的操作系統(tǒng)是用于執(zhí)行各種具有共性和基礎(chǔ)性操作的軟件,是最重要的一種系統(tǒng)軟件，幾乎所有計算機都要安裝OSOＳ為用戶提供了一個操作使用計算機的友善的用戶界面OＳ屏蔽了計算機中幾乎所有物理設(shè)備的技術(shù)細(xì)節(jié),為開發(fā)和運營其他軟件提供了一個高效、可靠的平臺為什么需要操作系統(tǒng)？分派系統(tǒng)中的資源管理存儲器空間控制基本的輸入/輸出操作監(jiān)測計算機運營和故障維護計算機安全進行計算機之間的通信方便用戶的操作使用提供應(yīng)用程序開發(fā)平臺操作系統(tǒng)的重要作用三個重要作用：1為運營的程序管理和分派各種軟硬件資源２為用戶提供友善的人機界面(圖形用戶界面)3為開發(fā)和運營應(yīng)用程序提供高效率的平臺其它輔助功能:顯示系統(tǒng)狀態(tài)解決軟硬件錯誤保護系統(tǒng)安全基本輸入輸出系統(tǒng)(BIOS）BＩOＳ是存放在主板上只讀存儲器(flashＲOM）中的一組程序(也稱為fｉｒmware,固件）重要包含4個部分:加電自檢程序（診斷計算機故障）系統(tǒng)自舉（裝入）程序（裝入并啟動ＯS工作)CＭＯＳ設(shè)立程序(設(shè)定和修改計算機配置)基本外圍設(shè)備的驅(qū)動程序(控制基本的I/O操作)計算機斷電后,BIOＳ程序和ＣＭＯS中的數(shù)據(jù)仍保持不變需要時BIOS程序可以升級(uｐdate)BIOS和操作系統(tǒng)的啟動過程開機啟動ＢIOS工作時，按下Del鍵（或F2或F８健)，即可進入ＢIOS中的CＭOS設(shè)立程序在3.2．1多任務(wù)解決什么是任務(wù)，什么是多任務(wù)解決?“任務(wù)”指的是要計算機做的一件事，計算機執(zhí)行一個任務(wù)通常就相應(yīng)著運營一個應(yīng)用程序“單任務(wù)解決”與“多任務(wù)解決”單任務(wù)解決:前一個任務(wù)完畢后才干啟動后一個任務(wù)的運營,任務(wù)是順序執(zhí)行的多任務(wù)解決（Multitａsｋｉng)：允許計算機同時執(zhí)行多個任務(wù),任務(wù)是并發(fā)執(zhí)行的多任務(wù)解決舉例:編輯PPT講稿＋播放音樂+收發(fā)郵件多任務(wù)解決的優(yōu)點：大大提高了用戶的工作效率大大提高了計算機的使用效率如何知道有哪些任務(wù)在運營?每啟動一個應(yīng)用程序,OS就會打開一個相應(yīng)的窗口，通常一個窗口就是一個任務(wù)每啟動一個應(yīng)用程序，OS就會在任務(wù)欄上顯示一個相應(yīng)的任務(wù)按鈕(程序按鈕),通常一個按鈕就是一個任務(wù)窗口可以放大或縮小,甚至可以“最小化”，但任務(wù)的運營不受其影響使用“任務(wù)管理器”程序可以了解每個任務(wù)的運營情況什么是前臺任務(wù)與后臺任務(wù)?前臺任務(wù)：能接受用戶輸入(擊鍵或按擊鼠標(biāo))的窗口只能有一個,稱為活動窗口,它所相應(yīng)的任務(wù)稱為前臺任務(wù)后臺任務(wù)：除前臺任務(wù)外，所有其它任務(wù)均為后臺任務(wù)前臺任務(wù)與后臺任務(wù)的區(qū)別：前臺任務(wù)相應(yīng)的窗口(活動窗口）位于其它窗口的前面活動窗口的標(biāo)題欄比非活動窗口顏色更深(深藍色）前臺任務(wù)與后臺任務(wù)的共同點：都在計算機中運營前臺任務(wù)與后臺任務(wù)的切換：為了輸入信息到某個后臺任務(wù)中去,必須切換窗口(單擊要激活的后臺任務(wù)窗口的任何部位,或單擊任務(wù)欄中相應(yīng)的任務(wù)按鈕)如何結(jié)束任務(wù)的運營？每一個應(yīng)用程序運營時都要占用大量的系統(tǒng)資源(存儲器、CPU、屏幕等)，所以當(dāng)不再需要某個應(yīng)用程序運營時,就應(yīng)當(dāng)退出這個應(yīng)用程序，釋放它所占用的資源多數(shù)應(yīng)用程序都設(shè)計成交互式控制的方式，所以運營完畢后必須由用戶退出該程序。ＷiｎｄｏwsＸP中退出應(yīng)用程序的幾種方法:最快速的方法，是左擊應(yīng)用程序窗口右上角的紅色“叉子”按鈕左擊窗口左上角的控制按鈕,在彈出菜單中選擇“關(guān)閉”在應(yīng)用程序的“文獻”菜單中,選擇“退出”通過OS的任務(wù)管理器，逼迫結(jié)束任務(wù)OS如何支持多任務(wù)解決？為什么可以實現(xiàn)多任務(wù)解決?CPＵ速度極高，且有時不止1個，必須并且可以充足發(fā)揮CPＵ的效能ＣPU與I/O(外圍設(shè)備)可以并行工作,CPU不必等待I/Ｏ完畢各個外圍設(shè)備之間可以并行工作實現(xiàn)多任務(wù)解決要解決哪些問題?任務(wù)多，CＰU少，如何管理和調(diào)度存儲器空間如何分派和管理I／O設(shè)備和Ｉ／Ｏ操作如何管理和控制誰來解決上述問題？不是應(yīng)用程序自己，而是操作系統(tǒng)(OＳ)!CPU的管理(解決器管理）目的：讓ＣPU輪流為所有任務(wù)服務(wù)原則：公平性;優(yōu)先級；負(fù)載均衡方法：準(zhǔn)時間片輪轉(zhuǎn)（1０－2０ms為1個時間片）按優(yōu)先級調(diào)度Windows中的解決器管理Windoｗs為了保證每個已經(jīng)啟動的任務(wù)都有機會運營,它采用“搶先式”多任務(wù)解決技術(shù)：由硬件計時器大約每10－２0ms發(fā)出1次中斷信號,Winｄoｗs立即暫停當(dāng)前正在運營的任務(wù)，查看當(dāng)前所有的任務(wù)，選擇其中的一個交給CＰU去運營只要時間片結(jié)束,不管任務(wù)有多重要，也不管它執(zhí)行到什么地方，正在執(zhí)行的任務(wù)就會被強行暫停執(zhí)行上述的任務(wù)調(diào)度,每秒鐘要進行幾十次~幾百次事實上，操作系統(tǒng)自身的若干程序也是與應(yīng)用程序同時運營的,它們一起參與CPU時間的分派。當(dāng)然，不同程序的重要性不完全同樣,它們獲得CPU使用權(quán)的優(yōu)先級也有區(qū)別附：多任務(wù)解決與多核CPＵCPU瞬間可同時執(zhí)行的線程(任務(wù))數(shù)目:單核CPU：1雙核ＣPU:２四核CPＵ：43.２．３存儲管理和虛擬存儲器操作系統(tǒng)運營時內(nèi)存的態(tài)勢系統(tǒng)運營時內(nèi)存儲器的布局內(nèi)存儲器空間劃分為2個部分:系統(tǒng)區(qū)和用戶區(qū),用戶區(qū)用來存放正在運營的應(yīng)用程序每個應(yīng)用程序運營時均有屬于它自己的存儲器空間，用來存儲它自己的程序代碼和數(shù)據(jù)“存儲管理”需要解決哪些問題？1.為每個任務(wù)分派存儲空間，任務(wù)結(jié)束之后收回存儲空間2.對存儲空間進行保護保護操作系統(tǒng)所在區(qū)域不被應(yīng)用程序修改保護每個應(yīng)用程序的私有區(qū)域不被其他程序修改3.對存儲空間進行擴充，使應(yīng)用程序的存儲空間不受實際存儲容量大小的限制解決方案——虛擬存儲器(VｉｒｔualＭemory）虛擬存儲器的設(shè)計思想每個程序都在各自的虛擬空間中工作程序運營時，若程序和數(shù)據(jù)在物理內(nèi)存，就直接訪問物理內(nèi)存若程序和數(shù)據(jù)不在物理內(nèi)存，則把它們從虛擬內(nèi)存裝入物理內(nèi)存后再使用每個程序啟動運營后，只有一部分代碼和數(shù)據(jù)裝入內(nèi)存中，其余都放在硬盤的一個專門區(qū)域中，該區(qū)域稱為“虛擬內(nèi)存”特點：1）整個過程自動完畢；2)程序可用內(nèi)存容量超過實際物理容量；3）多個程序互不干擾ＷiｎdｏwsＸP的虛擬存儲器WiｎdｏwsXP操作系統(tǒng)中：每個程序的虛存空間最大可達成4GＢ頁面的大小通常是4KB虛擬內(nèi)存是系統(tǒng)盤根目錄下的一個名為pａgefile．sys的文獻，其大小和位置用戶可設(shè)立使用“任務(wù)管理器”可以查看：總的物理內(nèi)存大小可用物理內(nèi)存大小總的虛擬內(nèi)存大小可用虛擬內(nèi)存大小等文獻及其管理“文獻”概念的由來外存儲器的存取特性：適合于批量數(shù)據(jù)的存取,不適合單個數(shù)據(jù)存取外存儲器的使用特性：1每次從外存讀出(或?qū)懭耄┑膶ο笫且粋€程序或一個文檔、一張圖片、一封郵件、一首歌曲···２按對象的名字進行存取操作，而不是按地址存取在操作系統(tǒng)中使用“文獻”來組織外存儲器中的信息,并使用“文獻”作為外存的存取單位什么是文獻(filｅ)？程序和數(shù)據(jù)通常都存儲在外存儲器中，為了便于存取和管理,它們都組織成“文獻(filｅ)”文獻是存儲在外存儲器中的一組相關(guān)信息的集合，例如：一個程序、一張圖片、一只MP３歌曲、一封郵件每個文獻均有自己的“文獻名”,用戶（或軟件）使用文獻名讀出/寫入（稱為“存取”)外存儲器中的文獻文獻的名字由兩部分組成：(主文獻名）[.擴展名]WinｄowｓXP的文獻允許使用長文獻名，即文獻名最多可包含2５5個中文或西文字符英文字母的大、小寫只在形式上加以區(qū)分,事實上不予區(qū)別（例如:Text.ＤOＣ與text.dｏｃ是同一個文獻)常用程序文獻的擴展名:．exｅ.cｏm.dｌl.bat常用數(shù)據(jù)文獻的擴展名:文獻的組成和文獻說明信息每一個文獻都由2部分組成文獻名等說明信息：文獻名和文獻擴展名文獻大小(長度）在磁盤上存放的起始位置文獻時間(創(chuàng)建時間、最近修改時間、最近訪問時間等)文獻創(chuàng)建者文獻屬性（系統(tǒng)文獻、隱藏文獻、存檔文獻、只讀文獻、壓縮、加密、編制索引）選講:文獻屬性在文獻管理中的作用“系統(tǒng)”屬性表達該文獻屬于操作系統(tǒng)，刪除時系統(tǒng)會給出警告,資源管理器若不特別設(shè)立為“顯示所有文獻”時不會在文獻列表中顯示“隱藏”屬性若資源管理器設(shè)立為“不顯示隱藏文獻”,則不會在文獻列表中顯示出來“存檔”屬性文獻尚未存檔的標(biāo)記,“文獻備份程序”通過該屬性來決定是否對它進行備份,新建的或備份后又修改過的文獻,其存檔屬性為１，執(zhí)行備份操作后存檔屬性為0;“只讀”屬性該文獻不能修改,若進行修改必須以不同的文獻名保存“壓縮”屬性文獻數(shù)據(jù)保存到外存時進行數(shù)據(jù)壓縮“加密”屬性對文獻內(nèi)容進行了加密，以進行保護文獻在磁盤中如何存儲?磁盤提成兩個區(qū)域:目錄區(qū)和數(shù)據(jù)區(qū)。目錄區(qū)用于存放文獻的目錄,即文獻說明信息。數(shù)據(jù)區(qū)用于存放文獻的內(nèi)容。目錄實質(zhì)上是一張“文獻名－存放位置”的對照表從磁盤上讀出一個文獻時，先在目錄區(qū)中找出該文獻的存放位置,然后再按此位置，從磁盤的數(shù)據(jù)區(qū)中讀出該文獻內(nèi)容。WindｏwsXP的文獻組織文獻目錄在Wiｎdｏｗs中稱為文獻夾每個邏輯盤(物理盤或硬盤上的分區(qū))是一個根文獻夾文獻夾中既可包含文獻,也可包含文獻夾（子文獻夾)，子文獻夾又可存放文獻和子文獻夾,形成樹狀多級文獻夾結(jié)構(gòu)為什么使用多級文獻夾？1）有助于文獻分類存儲2)允許文獻同名(在不同文獻夾中時）3）便于文獻共享和保護ＷｉndoｗsXＰ中文獻如何定位?計算機中的每個文獻都有一個擬定的位置文獻的位置由存放文獻的邏輯驅(qū)動器號、文獻途徑以及文獻名組成:驅(qū)動器號（盤符)+文獻途徑+文獻名從根文獻夾到文獻所在文獻夾所順序通過的一串文獻夾，其間用“\”互相隔開文獻管理和文獻系統(tǒng)文獻系統(tǒng)是OＳ的一個組成部分，它負(fù)責(zé)管理計算機中的文獻,使用戶(和程序)能很方便地進行文獻的存取操作文獻系統(tǒng)需要解決的問題：有效管理外存儲器的存儲空間實現(xiàn)對文獻方便而快速的按名存取對硬盤、光盤、優(yōu)盤、存儲卡等不同外存儲器實現(xiàn)統(tǒng)一管理統(tǒng)一本地文獻／遠(yuǎn)程文獻的存取操作實現(xiàn)文獻的安全存取3．2.5設(shè)備管理ＯS中的“設(shè)備管理”程序負(fù)責(zé):對系統(tǒng)中的各種輸入輸出設(shè)備進行管理解決用戶(或應(yīng)用程序)的輸入/輸出請求,方便、有效、安全地完畢輸入/輸出操作3.2．６常用操作系統(tǒng)介紹操作系統(tǒng)的四種類型（1）PＣ機使用的操作系統(tǒng)一般都具有多任務(wù)解決功能(２）網(wǎng)絡(luò)服務(wù)器上安裝運營的是“網(wǎng)絡(luò)操作系統(tǒng)”,特點是：具有強大的多用戶并發(fā)解決能力支持多種網(wǎng)絡(luò)通信功能，提供專門的網(wǎng)絡(luò)應(yīng)用服務(wù)安全性強,可靠性好（３)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,安裝運營的是“實時操作系統(tǒng)”，特點是:對外部事件能在允許的時間范圍內(nèi)快速作出響應(yīng),具有很高的可靠性和安全性(4）嵌入式計算機應(yīng)用中運營的是“嵌入式操作系統(tǒng)”，特點是:快速、高效、具有實時解決功能代碼非常緊湊,存儲器需求小微軟Wｉndows操作系統(tǒng)的演變特點:①提供了多任務(wù)解決能力②采用圖形用戶界面,簡化計算機操作③在個人計算機上廣泛使用對Wｉｎdowｓ操作系統(tǒng)的分析（1)Windows操作系統(tǒng)壟斷了PC機OS市場的90%左右的份額（2）Winｄｏws流行的因素:有大量第三方軟件和硬件產(chǎn)品（各種應(yīng)用軟件和顯卡、鼠標(biāo)器、打印機等）開發(fā)了多種版本，不同版本適應(yīng)不同的硬件平臺和用戶群體(3)對Wｉndowｓ的批評:可靠性不夠高：不穩(wěn)定，系統(tǒng)會越來越慢,甚至死機安全性不夠好：存在安全漏洞，容易受到病毒、蠕蟲、木馬和其他襲擊的侵?jǐn)_關(guān)于ＵＮIＸ和Ｌinuｘ操作系統(tǒng)UNIX操作系統(tǒng)(1）最早由Beｌl實驗室開發(fā)成功，在大學(xué)和科研單位廣泛使用，因特網(wǎng)也一方面在UＮIX系統(tǒng)上流行(２)特色:①結(jié)構(gòu)簡練、功能強大、可移植性好、可伸縮性和互操作性強、網(wǎng)絡(luò)通信功能強、安全可靠等。針對不同機型（個人計算機、工作站、服務(wù)器、大型機和巨型機),ＵNＩX有許多不同版本的產(chǎn)品(3)直到Lｉnux開始流行,UNIＸ系統(tǒng)一直是使用最廣泛、影響最大的主流操作系統(tǒng)之一Ｌｉnux發(fā)行版及其應(yīng)用（1)Linux發(fā)行版就是常所說的“Liｎux操作系統(tǒng)”，它涉及Linｕx內(nèi)核,安裝工具，各種GNＵ軟件以及其他一些自由軟件(2)發(fā)行版是為了各種不同領(lǐng)域不同目的而開發(fā)的,用戶遍及商業(yè)、政府、教育以及家庭等不同領(lǐng)域(3)Linｕｘ操作系統(tǒng)在網(wǎng)絡(luò)服務(wù)器、個人計算機、巨型機、嵌入式系統(tǒng)(如手機、游戲機、電子書閱讀器、路由器等)中發(fā)揮了巨大的威力（4)全球現(xiàn)在已有超過30０個Ｌinux發(fā)行版，最普遍使用的發(fā)行版有十多個附1：智能手機的操作系統(tǒng)什么是智能手機(Smａrt

Ｐhoｎe）？可以自行安裝和卸載應(yīng)用軟件的手機智能手機的特點：安裝有手機ＯS,功能可擴展具有無線接入互聯(lián)網(wǎng)的能力支持多任務(wù)解決具有PDＡ和多媒體功能3G智能手機3G智能手機的功能:電話，短信,PIM，WiＦi和３G無線上網(wǎng)，GPS,電子郵件，Ｗeｂ瀏覽器，多媒體播放，照相,收音機，手機電視等３Ｇ智能手機的配置規(guī)定:１．高速CＰU芯片。功能強大、功耗低、具有多媒體解決能力2.存儲容量大并可擴展。GPＳ導(dǎo)航圖需要超過1GB的存儲空間3.良好的用戶界面，配備面積較大的觸摸顯示屏4.支持廣播方式的CMMＢ手機電視５．支持GPS導(dǎo)航６．配備大容量電池,電量的消耗都是一個大問題,必須要配備高容量的電池,１50０ｍAｈ是標(biāo)準(zhǔn)配備。安卓(Andｒoiｄ)操作系統(tǒng)Google兩年前推出，屬于以Liｎux為基礎(chǔ)的開放源代碼操作系統(tǒng),是自由及開放源代碼軟件支持的解決器類型：ARM、ＭIPＳ、ＰowｅrＡｒchitｅctuｒe、Ｉntｅlx86采用Android系統(tǒng)的手機廠商：宏達電、三星電子、摩托羅拉、樂喜金星、索尼愛立信、華為等２023年末數(shù)據(jù)顯示,Aｎdrｏｉd已經(jīng)超越稱霸十年的諾基亞(Nokia)SymｂianOS，躍居全球智能手機平臺首位Aｎdroid也在平板電腦市場急速擴張版本:2.３.3(手機）和３.0(平板)ApｐｌｅiOＳ操作系統(tǒng)iOS是蘋果公司為iPｈｏｎｅ、iPｏｄtoｕch、ｉPad及ＡppleTＶ開發(fā)的操作系統(tǒng),占用約240MB的存儲空間用戶界面：使用多點觸控直接操作?？刂品椒ㄉ婕?滑動、輕按、擠壓及旋轉(zhuǎn)支持硬件:基于ARM架構(gòu)的ＣPU限制：JAVAFlａshSVＧ附2：磁盤空間管理磁盤存儲空間的結(jié)構(gòu)磁盤存儲空間可以看作是由大量扇區(qū)(512B）組成的１維陣列存儲容量=扇區(qū)總數(shù)x512字節(jié)／109(單位:GB)一個硬盤可以劃分為幾個分區(qū)(Partiｔion)，分區(qū)所包含的扇區(qū)號應(yīng)連續(xù),分區(qū)互相間應(yīng)無重疊每個分區(qū)稱為１個邏輯驅(qū)動器，它有自己的盤符，用戶可以將它視同為1個物理存儲器不同的分區(qū)可以安裝不同的操作系統(tǒng)硬盤上開始的幾個扇區(qū),用于管理目的。其中0#扇區(qū)特別重要，稱為主引導(dǎo)扇區(qū)(MastｅrBｏｏtRecｏrd,MＢR),它包含如下3部分內(nèi)容：ＢootLｏader(４4６bytｅｓ):自舉裝入程序在計算機啟動時被BＩOS讀出并執(zhí)行,由它再讀出相應(yīng)分區(qū)中引導(dǎo)扇區(qū)內(nèi)的引導(dǎo)程序,ＣPU執(zhí)行引導(dǎo)程序即可再從磁盤上讀入系統(tǒng)啟動文獻，從而啟動操作系統(tǒng)ＰａrtitionTabｌe(６4bytes):指出每個分區(qū)的起始扇區(qū)號和包含的扇區(qū)數(shù)目，操作系統(tǒng)的類型每個硬盤分區(qū)的空間劃分硬盤在格式化或分區(qū)時，軟件會自動將每個分區(qū)均劃分為如下5個部分：引導(dǎo)扇區(qū)包含如下信息:引導(dǎo)程序及系統(tǒng)啟動文獻的文獻名文獻系統(tǒng)的類型簇的大小根目錄允許的最大目錄項數(shù)目文獻分派表（FＡＴ)2份:用于記錄數(shù)據(jù)區(qū)的使用情況根目錄區(qū):包含該分區(qū)根目錄中所有文獻及文獻夾的說明信息數(shù)據(jù)區(qū):劃分為數(shù)以百萬計的簇，存放該分區(qū)所有文獻和文獻夾的數(shù)據(jù)簇(Clｕster)和文獻分派表ＦAT（1)磁盤數(shù)據(jù)空間的分派單位是2n個扇區(qū)，稱為“簇”,簇的大小與磁盤分區(qū)容量的大小有關(guān):軟盤的簇固定為5１２字節(jié)(n=0)硬盤的簇可以是２或4KB，４0GＢ以上硬盤,簇可以8ＫB以上（2)若某分區(qū)容量為4０GB，簇大小為8KB，則一共有５0000０0個簇(3)每一個簇都有一個簇號(12/16／32/64位)。簇號是分區(qū)中所有簇的順序號，從簇號很容易計算出磁盤上屬于該簇的物理扇區(qū)的位置（4)文獻分派表(FAT)是用來記錄數(shù)據(jù)空間分派情況的一張表，它指出每個簇是“使用”、“空閑”或“損壞”。其中“空閑”簇和“壞”簇分別用“全0”和“全1”表達,其它數(shù)值表達“已分派”(5)FAT在格式化時自動生成，一式兩份（一份為備份),壞簇在磁盤格式化過程中發(fā)現(xiàn)并進行登記，只要1個扇區(qū)有問題整個簇就不能使用數(shù)據(jù)空間中簇的分派方法(1）磁盤分區(qū)中數(shù)據(jù)空間是用來存儲文獻(和子文獻夾)數(shù)據(jù)的,將簇分派給各個文獻的方法重要有3類:連續(xù)分派、索引分派、鏈接分派（2）鏈接分派的優(yōu)點：可以分散在任何地方，空間運用率高簡樸，只需記錄文獻的起始簇號文獻的擴展很容易Windowｓ系統(tǒng)磁盤空間的分派每個文獻分派若干簇，同一文獻所有簇的簇號組織成一個“數(shù)字鏈”,其起始簇號在FDT中指出,FAＴ表中該簇的狀態(tài)值則是下一個簇的簇號，···,直至最后一個簇,文獻的最后1個簇狀態(tài)值為“ＥOF”,例如:ＭＹFIＬE的簇是:9-１６-１-10－25共５個簇YOＵRS的簇是:2６－２9－24-17共4個簇文獻目錄表ＦＤT(１）根目錄區(qū)存放文獻目錄表（FileDirｅctoｒｙTable,簡稱FDT）,ＦDT中可以包含多達５12個表項（２)FDT表的每個表項長度為32字節(jié),每個表項用于記錄包含在根目錄中的文獻(和文獻夾)的說明信息：文獻（文獻夾)的名字(含擴展名）該文獻（文獻夾）在數(shù)據(jù)區(qū)中的存放起始簇號日期、時間、所有者、使用屬性等信息 注：文獻的說明信息保存在該文獻所在的目錄中,而文獻內(nèi)容則存放在數(shù)據(jù)區(qū)中，兩者是分開存放的,文獻操作的實現(xiàn)（１）讀出文獻文獻系統(tǒng)先在FDＴ中查找有無該文獻，若有，再檢查該文獻的讀、寫和保護屬性,如有口令保護,核算口令后,再按起始簇號計算出扇區(qū)號,從該扇區(qū)開始讀出文獻內(nèi)容（2)保存文獻文獻系統(tǒng)在FＤT中查找有無同名文獻：假如沒有,則在ＦDT中增長1個表項，同時在FAＴ中找一個空閑的簇號作為存儲該文獻內(nèi)容的起始簇號，并登記在FDT中。然后,按照FＡT中指出的空閑簇號，在數(shù)據(jù)區(qū)的相應(yīng)位置處存儲文獻數(shù)據(jù)假如在FDT中發(fā)現(xiàn)存在同名文獻，則征求用戶批準(zhǔn)后，可在文獻本來所分派的簇中寫入新的文獻數(shù)據(jù)(即覆蓋原同名文獻的數(shù)據(jù)),并修改FDT中該文獻表項的一些說明信息（3）刪除文獻文獻系統(tǒng)在FDＴ中查找有無該文獻，若有,是否受到保護,若無保護,則刪除FＤT中該文獻的表項，并將原先該文獻占用的簇,在ＦＡＴ表中所有設(shè)立為空閑狀態(tài)虛擬文獻系統(tǒng)系統(tǒng)中有多種不同的外存儲器，相應(yīng)有多種不同的文獻系統(tǒng)，如FＡＴ１6、FAＴ３2(DOＳ,Windoｗs)NTFS(NT,ＸP,Win2０23)CDFS，UDＦ(CD和DVＤ光盤)UFS，UFS2(Ｕnix)Minix、EXＴ、EXT2（Liｎｕx)不同文獻系統(tǒng)的基本思想都是一致的,都是通過文獻和目錄兩個抽象概念建立它們各自的管理機構(gòu)虛擬文獻系統(tǒng)向用戶和程序員提供統(tǒng)一的接口來使用各種不同的文獻系統(tǒng)：統(tǒng)一的編程接口(ＡPI)統(tǒng)一的操作使用３．3算法和程序設(shè)計３.3.1算法計算機求解問題的環(huán)節(jié)（１)擬定并理解問題；(２)尋找解決問題的方法與環(huán)節(jié)，并將其表達成算法(Ａｌｇorithm)；（3)使用某種程序設(shè)計語言描述該算法(編程）,并編譯成目的程序和進行調(diào)試;（4)運營程序,獲得問題的解答;(５)進行評估,改善算法和程序1.什么是算法？算法是解決問題的方法與環(huán)節(jié)關(guān)于算法的三方面問題(1）如何擬定算法(算法設(shè)計）?（2)如何表達算法(算法表達）？（３）如何使算法更有效（算法分析）?2.算法的表達文字?jǐn)⑹?、流程圖表達、偽代碼描述文字（自然語言）描述“比較Ａ與B的重量，若A=B，則C是偽造的；否則再比較A與C的重量,若A=Ｃ，則Ｂ是偽造的;否則Ａ是偽造的?！比毕?容易產(chǎn)生歧義，很難“精確”地進行表達敘述冗長，很難清楚地表達算法的邏輯流程流程圖表達(１）流程圖由結(jié)點和有向邊構(gòu)成,它描述了算法所執(zhí)行操作的順序及執(zhí)行操作的條件(2）流程圖符號:(3)比文字描述簡明，但當(dāng)算法比較復(fù)雜時，理解困難,容易產(chǎn)生錯誤偽代碼描述偽代碼(Psｅudoｃｏde)是用來描述算法的一種語言,它既類似于自然語言,又使用與程序設(shè)計語言相似的方法描述算法優(yōu)點:結(jié)構(gòu)清楚,代碼簡樸，可讀性好，可以容易地以任何一種編程語言(Pａscaｌ，Ｃ,Ｊaｖa等)實現(xiàn)3.算法的分析算法分析的基本內(nèi)容(1）對的性:給定有效輸入后，通過有限時間的計算，產(chǎn)生對的的輸出結(jié)果(2)簡樸性算法是否容易理解,是否容易驗證其對的性,程序是否容易調(diào)試簡樸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樸(3)時間復(fù)雜性（TimeCompｌｅxiｔy):當(dāng)問題的規(guī)模n充足大時,運營該算法所需要的時間的數(shù)量級表達(4）空間復(fù)雜性(SpａceCｏｍpｌexｉtｙ）:除原始數(shù)據(jù)之外,額外占用的存儲空間的大小選講:選擇排序算法的時間復(fù)雜性假設(shè)參與排序的整數(shù)有n個(1）比較操作的次數(shù):在第i趟排序中選出最小整數(shù)時，需做n－i次比較操作,因此,總的比較操作次數(shù)為:ｎ(ｎ-1）/2=(n2－n）/2(2)移動操作的次數(shù):最佳情況(原始數(shù)據(jù)已經(jīng)排序)時,移動次數(shù)為0

最壞情況(原始數(shù)據(jù)逆序排列)時,每趟均要執(zhí)行互換操作(3次傳送)，總的移動次數(shù)取最大值為:3(n－1)所以,直接選擇排序的時間復(fù)雜性為O(n2)關(guān)于算法的小結(jié)(1）算法是計算機軟件的靈魂①計算機的通用性是由于它能運營各種各樣的程序，而程序之所以能解決問題,是由于它所體現(xiàn)了對的的算法 ②算法所解決的是一類問題而不是一個特定的問題，例如排序(ｓoｒｔ)可以是表格內(nèi)容的排序，也可以是文獻夾中文獻的排序，可以按數(shù)字或文字排序,也可以按日期排序,等等查找(ｓearｃｈ)可以在文檔中查找某個單詞或在硬盤中查找某個文獻，也可在Web上查找某個網(wǎng)頁，等等③開發(fā)計算機應(yīng)用的核心是:根據(jù)實際問題給出解題的算法,然后再將該算法在計算機上實現(xiàn)(即開發(fā)成為軟件)（2）計算機算法的4個特點目的：完畢某個特定的信息解決任務(wù)必須滿足的性質(zhì)：①擬定性:算法中每一步操作的含義必須清楚明確,無二義性②能行性：算法中有待實現(xiàn)的操作都是計算機可執(zhí)行的，即必須在計算機的能力范圍之內(nèi)③有窮性:算法在執(zhí)行了有限步操作后必須結(jié)束④算法結(jié)束后至少產(chǎn)生一個輸出（涉及參量或狀態(tài)的變化)程序設(shè)計語言機器語言、匯編語言、高級程序設(shè)計語言1.什么是程序設(shè)計語言?什么是程序?程序是為了用計算機解決某個問題而采用程序設(shè)計語言編寫的一個指令序列什么是程序設(shè)計語言?語言的目的是用于通信程序設(shè)計語言用于人與計算機之間的通信程序設(shè)計語言是由人使用但計算機可以理解的一種語言程序設(shè)計語言用于編制程序，表達需要計算機完畢什么任務(wù)和如何完畢任務(wù)，然后交給計算機去完畢程序設(shè)計語言填補了人與計算機交流的鴻溝2.計算機中使用多種“語言”①程序設(shè)計語言:重要用于描述算法機器語言、匯編語言、高級語言②數(shù)據(jù)描述語言:重要用于描述數(shù)據(jù)(文檔、音樂、圖形、圖像、視頻等)的規(guī)范、結(jié)構(gòu)和文獻格式HＴML、XML、MIDI、MP3、ＯpeｎＧL、JPEG、MPEG……③腳本語言:用于編寫嵌入在文檔中的程序的程序設(shè)計語言VBA、ＶBScｒipt、ＪavaScｒiｐt④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(yīng)答）的語法和語義HTTＰ、POP3、SＭTP、ＦＴＰ、Teｌnｅt、TCP、IP……⑤數(shù)據(jù)庫語言：用于數(shù)據(jù)操作,如SQＬ語言……3.機器語言(1）機器語言就是計算機的指令系統(tǒng)(2）指令是使用二進制編碼表達的(3)用機器語言編程序,也就是直接使用二進制代碼編寫程序（４)優(yōu)點:可以直接被計算機執(zhí)行（5)缺陷:①記不住、難理解、效率低、不易維護②不同的機器語言程序，互相不兼容（6）現(xiàn)在已不直接用機器語言編制程序!4.匯編語言(１)用助記符號來表達機器指令中的操作符與操作數(shù)（2)優(yōu)點:操作數(shù)直接使用十進制程序相對容易理解(３）缺陷:大型程序難以開發(fā)依賴于具體計算機5．高級程序設(shè)計語言（1）目的:克服匯編語言的缺陷,提高編程和維護的效率（2）特點:①接近人們平常使用的自然語言（重要是英語)容易理解、記憶和使用②可在不同計算機上通用③對使用的符號、詞匯、語法和語義等各種語言成分都有嚴(yán)格的規(guī)定(3）意義：使程序設(shè)計的難度減少,導(dǎo)致了計算機的發(fā)展進入新的階段高級程序設(shè)計語言的發(fā)展５0年代：Fortrａｎ，ALGOＬ6０年代:COＢＯＬ語言，BAＳIＣ語言７0年代:Pascal語言,C語言８０年代：Ａda語言，PROLOG語言，LISP語言90年代起：面向?qū)ο笳Z言C++、JAVA、C＃等6.FORTＲAN語言ＦOＲTRAＮ是FORｍｕlaTRANslａt(yī)ion（公式翻譯)的縮寫詞,它是一種重要用于數(shù)值計算的面向過程的程序設(shè)計語言。ＦORTRAN語言的特點是接近數(shù)學(xué)公式，簡樸易用目前最新的國際標(biāo)準(zhǔn)是FORＴRAＮ202３７.BAＳIC和VisuａlBａsic語言BＡSIC語言的特點是簡樸易學(xué)VisualBASＩＣ(VＢ)語言是微軟公司基于BAＳIC發(fā)展而來的一種程序設(shè)計語言，特點是:①是一種可視化的、面向?qū)ο蟮?、采用事件?qū)動方式的結(jié)構(gòu)化高級程序設(shè)計語言②具有高效率、簡樸易學(xué)及功能強大的特點③可以高效、快速地開發(fā)Windoｗs環(huán)境下功能強大、圖形界面豐富的應(yīng)用軟件資料：VBA和ＶBScrｉptVBＡ（VｉsualＢasicforApｐｌicatioｎ)(１）VB的子集,包含在Offｉce軟件(如Ｗord、Eｘceｌ、Ａcｃesｓ、ＰｏwｅrPｏint)中(2)用途：擴展Oｆfice軟件的功能（3）特點：寄生于已有的應(yīng)用程序(如Wｏrd）,不需要此外的開發(fā)環(huán)境，也不能生成.exe文獻,所開發(fā)出來的程序（稱為“宏”）必須由它的宿主程序調(diào)用才干運營ＶBScript語言（１)也是VB的子集，嵌入在HＴＭL文檔中使用(2）所編寫的腳本程序可以擴充網(wǎng)頁的功能,例如：動態(tài)修改網(wǎng)頁的內(nèi)容和控制文檔的展現(xiàn)檢查用戶的輸入信息是否對的等８.Java語言（１）由SUNMicrosystem公司于1995年發(fā)布的一種面向?qū)ο蟮?、用于網(wǎng)絡(luò)環(huán)境的程序設(shè)計語言（2）基本特性:合用于網(wǎng)絡(luò)分布環(huán)境具有一定的平臺獨立性安全性和穩(wěn)定性好(3)應(yīng)用舉例:?從網(wǎng)絡(luò)下載到瀏覽