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计算机信息技术教程知识总结第一章 信息技术基础1.2 计算机的发展及应用1.世界上第一台计算机ENIAC2.第一代计算机电子管 第二代计算机晶体管第三代计算机小、中规模集成电路（SSI、MSI） 第四代计算机大、超大规模集成电路（LSI、VLSI）3.SSI集成对象一般是存储器芯片4.指令：使用计算机代码表示的操作命令 指令=操作码+操作数5.计算机工作原理：存储程序控制原理冯诺依曼6.计算机系统的发展趋势智能化1.3 数字技术基础1.计算机处理信息的最小单位位存储容量的基本单位字节网络传输速率单位bps(位每秒) 数字通信系统的数据传输速率单位Kb/S Mb/S Gb/S传输速率中：1kb/s=1000b/s2.数制转换：整数部分除基逆取余，直到商为零 小数部分乘权正取整，直到小数为零3.数值类型：定点数整数（无符号整数正数 有符号整数正、负数） 浮点数实数（实数不能精确转换，只能类似，尾数越长精度越高）4.数值表示：反码：正数反码与原码相同；负数反码符号位为1 数值按位取反 补码：正整数补码与原码相同；负数补码在其绝对值原码按位取反+1 【+0】补=【-0】补=000000005.关系运算中的并、差和交都是二元运算1.4通信技术基础1.通信三要素：信源、信道、信宿2.模拟信号电信号连续变化 如电话 数字信号电信号离散变化 如电报、计算机3.带宽（信道容量）：一个信道允许的最大数据传输速率CPU总线带宽：工作频率*数据线位宽/8内存总线带宽：总线宽度*一个时钟周期内交换的数据包的个数*总线频率（DDR内存实际频率2*64/8）4.波分多路复用：一根光纤中同时传输几种不同波长的光波以增大最大信道容量频分多路复用：将载波带宽划分为多种不同频带子信号以充分利用信道带宽；无线光波系统采用此信道复用技术5.通信介质类型：双绞线：成本低，误码率高，易受干扰，能传输模拟信号和数字信号；用于固定电话本地回路、计算机局域网；普通五类双绞线在几十米的传输距离中传输速率可为100Mbps同轴电缆：传输特性与屏蔽特性良好，成本高；用于固定电话中继线路，有线电视接入，光缆：传输损耗小，不需要中继，传输速率100Mpbs以上；用于电话、电视、计算机网络6.工作频段分类：中波：沿地面传播，绕射能力强，适用于广播和海上通信短波：具有较强的电离层反射能力，适用于环球通信超短波、微波：绕射能力差，适用于视距或超视距中继通信微波：直线传播，容量大，通信设施建设费用小地面微波接力通信、对流层散射通信、卫星通信（微波接力通信向空间拓展）、空间通信及工作于微波频段的移动通信7.第二代通信技术我国及欧洲正使用的GSM，其中CMAD为码分多址而非时分多址；GSM提供的分组交换和分组传输方式的数据业务成为GPRS第三代通信技术IMT-2000（ITU国际电信联盟提出）8.移动台：移动用户终端设备 基站：在一定的无线电覆盖区中，通过移动通信交换中心，与移动电话终端之间进行信息传递的无线电收发信电台 若在一个空旷区域内无法使用任何GSM手机进行通信，最有可能的原因是该地区没有建立移动电话交换中心。1.5微电子技术基础1.微电子技术以集成电路为核心，主要使用半导体材料硅、砷化镓2.摩尔定律：集成电路的集成度和产品性能每1824个月增加一倍3.集成电路的工作速度主要取决于组成逻辑门路的晶体管的尺寸，尺寸越小速度越快4.集成电路的主要制造流程：硅片-芯片成品测试晶圆集成电路5.集成电路卡：接触式IC卡（触点间接触读写）、非接触式IC卡（光或无线电技术/电磁感应方式读写）第二章 计算机硬件系统2.1计算机的组成1.主机： CPU运算器（算术运算，逻辑运算）、控制器、寄存器 内存储器（半导体集成电路）随机存储器、只读存储器、高速缓冲存储器 总线连接CPU与外设控制器 外设：I/O设备、外存储器2.主板上通常安装有CPU插座、芯片组、存储器插槽、PCI(扩充卡：声卡、显卡、网卡等)插槽、AGP(显卡)插槽、BIOS.CMOS存储器、辅助芯片和I/O插口，显卡处理的视频信号来自视频卡；显卡开始使用PCI-E接口数字声卡核心DSP（数字信号处理器）PCI总线扩展槽网卡 总线插槽中的电路板扩充卡3.对巨型机、大型机度量其CPU性能有一个指标是MIPS（百万条定点指令）4.芯片组是主板上连接各组成部件之间的信息传输桥梁，是主板的灵魂。由超大规模集成电路组成。目前种类繁多，功能不一。5.基本输入/输出系统BIOS固化在ROM芯片上，保存计算机最重要的输入/输出程序（基本外围设备驱动程序）、CMOS设置程序、开机后自检程序（POST程序）、系统自启动程序。为计算机提供最底层最直接的硬件设置和控制；非易失性CMOS存储器一块特殊RAM芯片，存放系统参数（如日期、时间），独立电源供电，易失性;改变系统访问外存顺序在CMOS中设置6.开机时执行顺序POST程序、自举程序、引导程序、操作系统7.PC开机后，系统首先执行BIOS中的POST程序，以测试各部件的工作状态是否正常7.内存 随机存储器RAM DRAM(动态随机存取处理器)电路简单、集成度高、速度较慢；内存条一般由DRAM芯片组成 SRAM（静态随机存取处理器）电路较复杂、集成度低、速度快、价格贵 只读存储器ROM： 不可在线改写内容的ROM Flash POM高电压下可更改删除存储信息；存放BIOS，用于数码相机存储器性能指标：存储容量、存取时间（从CPU给出存储器地址开始到存储器读出数据并送到CPU所需时间，单位ns）、存储周期8.高速缓冲存储器Cache复制RAM中频繁使用的数据以利于快速访问9.虚拟存储器：当多个程序共享内存资源时，操作系统的存储管理程序把内存与硬盘存储器结合起来，提供一个容量比实际内存大得多的虚拟存储器，其大小受外存空间及CPU地址表示范围限制10.CPU访问主存储器是通过CPU总线（前端总线）完成的；硬件系统中地址总线的宽度（位数）对CPU可直接访问的存储器空间大小影响最大，若地址线数目为20，则能访问的存储空间大小为1GB，32位可访问的最大容量为4GB，Pentium地址线数目36，理论上可支持的最大物理存储空间46GB11.I/O总线：电缆线和连接器系统；传输数据信号、地址信号、控制信号；目前台式机PC机普遍采用的总线是PCI总线 总线宽度（最快传输速率）=数据通路宽度/8*总线工作频率*传输次数11.PC机中由BIOS负责对I/O设备的操作进行全程控制；每个I/O设备都有自己专用的控制器；I/O操作与CPU的数据处理操作是并行的12.常用I/O接口：串行接口：一次传送一位；并行接口：一次传送一个字节 速度更快PS/2接口：低速 键盘、鼠标USB接口：1.5MB/S60MB/S 4线连接 允许支持127台设备 为设备提供+5V电能IEEE-1394接口：50MB/S100MB/S 6线连接 允许支持63台设备 提供1.5A电能 适应音频和视频多媒体设备IDE接口：66MB/S133MB/S 并行 硬盘、软盘、软驱接口 E-IDE-CD-ROM光盘驱动器SATA接口：150MB/S300MB/S 近来硬盘SATA接口普及13.数字摄像头USB、IEEE-1394 打印机USB、IrDA（红外接口）键盘AT、PS/2、USB接口 鼠标器从未采用SCSI连接ModemUSB14.计算机按内部逻辑结构可分为：8位/16位/32位；单CPU/多CPU 按运算速度可分为：巨型机、大型机、小型机、微型机2.4 常用输入设备1.扫描仪：基于光电转换原理，借助OCR软件，文字、图像皆可输入笔式扫描仪（A4大小）、便携式扫描仪、滚筒式扫描仪（使用CCD），目前办公室使用最多的是平板式扫描仪 性能指标：分辨率、灰度级、色彩数、扫描速度、扫描幅面、与主机的接口2.数码相机：成像元件CCD（光电耦合器件）或CMOS将影像信息转化为数字信号 性能指标：CCD像素数目、存储器容量3.指点杆又小红帽，与鼠标作用类似，经常用于游戏控制 触摸屏算数运算快，能正确识别图像和声音 轨迹球另一类鼠标，定位精准不易晃动，适合图形、3D设计4.目前计算机配置的键盘为电容式键盘2.5常用输出设备1.显示器：CRT监视器、LCD（液晶显示器）传统显示屏宽高比4：3 液晶显示器宽高比16：9或16：10LCD工作电压低，没有辐射危害2.显示器性能参数：显示屏的尺寸、分辨率（每厘米生成像素数目）、刷新速度、可显示的颜色数目、功耗（若R、G、B分别用8位二进制位表示，则有224种颜色）3.打印设备 针式打印机击打式打印机，能多重套打，用于单据打印 喷墨打印机可打印于特殊介质 激光打印机激光技术与复印技术相结合，分辨率一般为300-600dpi4.打印机性能参数：打印精度、打印速度、色彩表现能力2.6外存储器1.一块硬盘一般由1-5张盘片组成，每张盘片被分为300-3000同心圆磁道,每条磁道通常被分为63个扇区，每个扇区的容量通常是512B。多个盘片上具有相同编号的磁道为一个柱面。2. 硬盘平均等待时间：数据所在扇区转到磁头下方所需的时间硬盘平均寻道时间：移动磁头到数据所在磁道所需的时间硬盘存储器的外部传输速率：主机从（向）硬盘缓存读出（写入）数据的速度3.目前广泛使用的移动存储器：闪存盘、移动硬盘4.光盘存储器读出速度和数据传输速度比硬盘慢很多5.光盘存储器： CD-ROM通过光驱上的激光头读取信息，使用的为光电转换技术CD-R一次写、多次读的可刻录光盘系统CD-RW可重复擦写DVD数字视频光盘，采用MPEG2压缩标准，红色激光读写信息BD蓝光，蓝色激光读写信息6.优盘采用Flash存储技术7.软盘每面有079号80个磁道，3.5英寸软盘设有写保护口，可切换保护状态和允许写状态 第三章 计算机软件系统3.1概述1.软件=程序+数据+文档2.软件的维护： 纠错性维护针对运行期间可能会暴露的潜在错误 完善性维护提高和完善软件的性能 适应性维护针对支持软件产品运行的硬件和软件环境的变化3.软件的分类：按用途分类 系统软件：各类操作系统、编译器、数据库管理、存储器格式化、文件系统管理、用户身份认证、驱动管理、网络连接等 应用软件：图像浏览器、Office软件、人事档案系统等按知识产权分类 商品软件 免费软件 共享软件：买前免费试用 自由软件：源代码开放 Linux4.软件的法律保护手段有：专利法、商业秘密法、著作权法3.2操作系统1.操作系统（OS）是计算机中最重要、最基本、最底层的软件2.操作系统的分类按用户数量分类 单用户操作系统：MS-DOS 多用户操作系统：Windows 98、Windows XP 按管理原理分类 批处理系统：简单批处理系统、多道批处理系统 分时系统：将CPU时间划分为时间片，轮流为多个程序服务 实时系统3.操作系统功能：任务管理、存储管理、文件管理、作业管理、I/O设备管理4.计算机安装的操作系统驻留在内存储器中5. Windows 98、Windows ME一般不用作网络服务操作系统；Windows 98第一次使用U盘时需人工安装U盘驱动系统6.UNIX系统稳定可靠，广泛应用于金融、保险等行业；TCP/IP网络协议是在UNIX系统上开发成功的；其文件系统与Windows兼容3.3程序设计语言及其操作系统1.程序设计语言的分类：机器语言、汇编语言、高级语言、非过程化智能语言2.解释程序不保存目标程序，实现算法简单，适用于交互方式工作的程序语言编译程序将目标程序保存在exe类型的可执行文件中，适用于大型应用程序的翻译3.程序设计语言的组成：数据成分、运算成分、控制成分、传输成分 程序设计语言的控制结构：顺序结构、选择结构、重复结构4.程序=算法+数据结构尼沃思 程序与算法的区别：程序不一定满足有穷性5.算法的表示方法：自然语言、流程图、伪语言、类语言6.算法的重要特征：有穷性、确切性、可行性、输出7.常用的程序设计语言： 汇编语言 BASIC和VB语言 C语言和C+语言：C+面向对象 支持数据抽象 Java语言：SUN公司发布 面向对象 用于网络环境 FORTRAN:主要用于科学计算 MATLAB：面向数值计算的高级程序设计语言第四章 计算机网络4.1 计算机网络基础1.计算机网络的组成 网络硬件 计算机系统 通信设备：集线器、交换机、路由器、网关等 传输媒体：双绞线、同轴电缆、光纤等 网络软件 网络协议：语法、语义、时序 网络操作系统 网络应用软件2.第一个计算机网络的国际标准开放系统互联参考模型OSI/RM OSI/RM模型将计算机网络通信功能划分为7个层次层号名称TCP/IP主要协议4应用层SMTP（简单的电子邮件传输协议）、FTP（文件传输协议）、HTTP（超文本传输协议）、Telnet（网络远程访问协议）、SNMP、DNS3传输层TCP（传输控制协议）、UDP（用户数据报协议）2网际层IP（网际协议）、ICMP、IGMP、ARP、RARP1网络接口层以太网、令牌环网等3.TCP/IP参考模型 TCP/IP协议簇中IP协议（国际互联网协议）是核心4IP数据报由IP协议规定，独立于各种物理网络数据帧格式，包括头部和数据区两个部分，数据报大小不固定，IP地址应放在数据报头部5网络连接设备：物理层：中继器、集线器中转、放大数字信号 数据链路层： 网桥、交换机根据MAC地址（网卡硬件地址）来转发帧将局域网连起来 网络层：路由器根据IP地址（网络地址）连接不同网络和网段，具有数据处理、防火墙及网络管理等功能 应用层：网关用于互联网络上使用不同协议的应用程序之间的数据通信6网络拓扑结构：星形：每个结点由一条点到点的链路连接到中心节点（集线器或交换机），中心节点存储转发数据帧总线型：每个结点用一条单根的通信线路（总线）作为传输信道，通过相应接口连接到总线上，采用广播技术通信，任何时候之允许一个节点发送数据环形：所有结点通过环结点连在一个首尾相接的闭合环形通信线路中 单环结构：令牌环网 双环结构：光纤分布式数据接口树形、网状、混合型不具体介绍7企业内部网（Intranet）：单位或企业内部采用TCP/IP技术，集LAN、WAN和数据服务为一体的网络；Internet属于一种广域网8公共数据网的包交换机上所连计算机的地址用两段式层次地址表示，如【3，5】表示连接在3号包交换机端口5上的计算机9以太网中节点相互通信时，为了避免冲突，采用的方法是CSMA/CD4.2计算机局域网1常用局域网： 以太网（Ethernet） 共享式以太网：以集线器为中心，总线型拓扑结构 交换式以太网：以交换机为中心，星形拓扑结构 交换式以太网和共享式以太网使用的网卡是一样的；以太网应用最广泛，发展最迅速，最经济 FDDI网络（光纤分布数据接口）：使用光纤为传输介质，局域网中传输速率最高 达100Mb/s ATM网络：基于信元的异步传输模式和虚电路结构；使用范围最广泛，技术最先进，传输效果最理想2.无线局域网采用的协议主要是IEEE802.11、蓝牙4.3 计算机广域网1常用广域网： PSTN（公共电话交换网）：用于传输模拟话音，传输质量差 X25：面向连接，具有动态路由功能和误码纠错功能 DDN（数字数据网）：提供非交换、用户独占永久虚电路的信道；高质量，高带宽 ATM（异步传输模式）：定长分组交换技术2目前计算机广域网的主干线路广泛采用的是光纤高速传输干线3广域网中，每台交换机有一张路由表来给出目的地址和输出端口的关系，一台交换机要把接收到的数据包正确传输到目的地，须获取数据包中的源地址和目的地地址4广域网中采用的交换技术大多是分组交换4.4 Internet1IP地址：32位二进制数，类型号+网络号+主机号 A类地址：55 用于有大量主机的网络，全球共126个 B类地址：55 规模适中的网络 C类地址：55 主机数量不超过254台的小型网络 D类地址：55 留作网络多点广播使用 E类地址：保留使用地址2主机号每一位都是0的IP地址为网络地址；主机号每一位都是1的IP地址为直接广播地址3一台主机有1个IP地址，可有多个域名，把域名翻译成IP地址的软件为域名服务系统（DNS）4统一资源定位器（URL）：网页地址 访问协议：/主机标识【：端口号】/（路径/文件名）5. Internet的接入方式： PSTN拨号：电话拨号 ISDN拨号：一线通 ADSL：非对称数字用户环路，用电话线为传输介质，下行速率大于上行速率，用户独享数据传输宽带，上网接电话互不影响 Cable-modem：利用有线电视网进行数据传输，传输介质为光纤同轴电缆混合线路，采用频分多路和时分多路复用技术4.5 Internet服务1万维网（WWW）： Web浏览器由一组满足各种应用服务需求的客户程序、HTML解释器和一个管理它们的控制程序组成，如超文本标记语言（HTML）、超文本传输协议（HTTP），DBMS一般不包含在内2电子邮件：多用途的Internet邮件扩充协议（MIME）、电子邮件传输协议（SMTP）、邮局协议（POP3）3文件传输：文件传输协议（FTP） 以anonymous为用户名邮箱为密码匿名访问4远程登录：远程登录协议（Telnet）5因特网电子公告栏的缩写名是BBS6远程登录和文件传输服务都是基于客户/服务器模式工作的。7计算机网络两种常用的工作模式：对等模式、C/S模式；在C/S模式的网络数据库结构中，所有程序都放在数据库服务器上8网络服务主要由文件服务、消息服务、打印服务、应用服务；建立计算机网络的根本目的是实现资源共享4.6 网络信息安全1防火墙通过内部网和外部网之间传送的数据流量进行分析、检测、管理和控制，来限制外部非法用户访问内部网络资源和内部用户非法向外传递非授权信息。防火墙可以用软件（如Windows XP）实现，不可以阻止来自网络内部的威胁。第五章 数字媒体及应用5.1 文本及文本处理1西文字符的编码：ASCII码 7位编码 128个字符2汉字的编码：GB 2312-80编码 BIG5编码 台湾、香港地区专用 繁体汉字的编码标准3通用字符集USC/Unicode：USC由国际标准化组织ISO制定；Unicode由美国Unicode Consortium制定4区位码：汉字在GB 2312码表中的位置编码 区位码=区号（行号）+位号（列号） 国标码：区号+32、位号+32 ；转化为8位二进制 机内码：字节首位变1，转化为十六进制 5汉字从键盘录入到存储，涉及汉字输入码和机内码6对GB 2312标准中的汉字而言，机内码是唯一的7常见文本格式：简单文本、丰富格式文本、超文本、超媒体8（记题）若中文Windows环境下西文使用标准ASCII码，汉字采用GB2312编码，设有一段文本的内码为CB F5 D0 B4 50 43 CA C7 D6 B8，则这段文本中，含有4个汉字和2个西文字符9为了便于丰富格式文本能在不同的软件和系统中互换使用，一些公司联合提出了一种公用的中间格式，成为HTML格式10所有标记及其使用规则都称为标记语言，不同的文字处理软件使用的标记语言是统一的11.常用数据和文本压缩的行程长度编码（RLE）和哈夫曼属于 无损压缩5.2 数字声音及应用1声音数字化过程：取样、量化（模数A/D转换）、编码2声音重建的原理是将数字声音转换为模拟声音信号，其工作过程为：解码、D/A转换、插值3声音文件的字节数=取样频率量化位数声道数时间（s）84声音文件的常见格式文件格式文件扩展名介绍WAV.wav微软公司设计；最早的数字音频格式；音质与CD相近；存储空间需求大CD.cda音质最好的音频格式之一；计算机上一个.cda文件只是一个索引信息；不包含声音信息本身；都为44字节长；不能直接复制CD文件到硬盘上播放MIDI.mid .rmi由主要电子乐器制造厂商联合建立；MIDI文件存储的音乐为发给MIDI设备或其它设备的发出声音或执行动作的指令；MIDI文件存储空间需求小；可做背景音乐Audio.mp3 .mp2 .mp1.mpa .absMP1/2/3是MPEG文件根据1/2/3层编码压缩的文件；MP3的压缩率约为12：1，基本不失真；MP3播放器对MP3文件实时解压缩MP4.exe采用a2b音乐压缩技术；能有效保护产权；压缩率约为20：1WMA.wma微软公司开发；压缩率约为18：1，音质高于MP3；可通过DRM方案加入防复制保护；支持在线播放，无须额外播放器；WMA为Windows XP中的默认编码格式；录制时可对音质进行调节DVD.vob无5Media Player 为Windows提供的多媒体播放机 千千静听为国产音频播放软件，可进行文件格式转换6为了保证对频谱很宽的全频道音乐信号采样时不失真，其取样频率应在40kHz以上7（记题）对带宽3003400Hz的语音，若采样频率为8kHz、量化位数为8位、单声道，则未压缩时的码率约为64kb/s8一张CD盘片上存储的立体声高保真全频带数字音乐约可播放一小时，其数据量大约为635MB9计算机按照文本进行语音合成的过程称为文语转换（TTS）10声音由许多不同频率的谐波组成，谐波的频率范围称为带宽5.3 图像与图形1图像获取过程：扫描、分色、取样、量化2图像：位图图像，通过像素描述，缩放旋转时会失真，存储空间较大，制图软件：Adobe Photoshop、 Corel photopaint、Design Painter 图形：矢量图像，通过几何图形表示，显示时需经计算，显示较慢，绘图程序：FreeHand、Flash 、Illustrator 、CorelDrew 、AutoCAD3图像的属性：分辨率、像素深度（图像的颜色数=2像素深度）、颜色模型（RGB）、真伪彩色 位平面数和灰度级、文件大小4图像文件的字节数=每像素所占位数行像素数列像素数85图像文件的常见格式 BMP：Windows操作系统中的标准图像文件格式，占用存储空间大 GIF：无损压缩，压缩比高，磁盘空间占用少，支持2D动画，广泛适用于因特网上 JPEG：扩展名为.jpg或.jpeg，压缩编码采用国际标准，有损压缩，压缩比约为20：1，可调节图像质量，适用于互联网、数码相机6一个80万像素的数码相机可拍摄相片的分辨率最高为10247687黑白图像和灰度图像的像素有1个亮度分度（亮度值）5.5 数字视频及应用1.视频卡能将输入的模拟的视频信号进行数字化；视频卡能通过有线电视电缆接收电视信号并进行数字化；数字摄像头必须通过视频卡与PC机相连接该说法错误2.数字视频的常见格式： AVI：数码摄像机记录视频的格式ASF：可直接使用使用Windows Media Player播放，使用MPEG-4压缩方法MOV：美国苹果公司开发，默认播放器QuickTime Player,支持Mac、Windows操作系统3.数字视频压缩编码标准： MPEG-1VCD、数码相机、数字摄像机 MPEG-2DVD、数字有线电视 MPEG-4手机、MP4播放器第六章 数据库原理6.1 数