大学计算机信息技术复习.ppt

,复习要点,数据（ Data ）：用于记录、描述可客观事物的可鉴别的符号（如数字、声、文字、电磁波、颜色、符号、图形、图像等等）。 信息（ Information ）：经过对数据的加工、处理等具有一定的且对决策有价值的数据。,信息技术概述,数据是信息的载体，信息是数据的含义。,信息处理：,信息获取 （感觉器官）,信息传递 （神经系统）,信息加工与存储 （大脑）,信息传递 （神经系统）,信息施用 （效应器官）,事物客体,人工进行信息处理的过程,P1,眼/耳/鼻/舌/身,手/脚/身,信息技术概述,是指利用电子计算机和现代通信手段实现信息的获取、传递、存储、显示和分配等相关技术。,文字识别、语音识别、图像识别,通信手段,编码、压缩、加密,显示、控制,信息输入,信息存储/传递,信息处理,信息输出,信息技术概述,用于辅助人们进行信息获取、传递、存储、加工处理、控制及显示的综合使用各种信息技术的系统，可以通称为信息处理系统,微电子技术 通信技术 计算机技术,信息技术的支撑技术（信息技术的三大要素）,最重要部分是“计算机computer”,“通信communication”,“控制control ” 即3C技术。,信息技术概述,现代信息技术的主要特征:,以数字技术为基础 以计算机及其软件为核心 采用电子技术（包括激光技术）,信息技术概述,P2,电子技术的基础：,数字技术 微电子与光纤技术,P5,信息的基本单位：比特（bit）,进制的转换,数字技术基础,P5,信息在计算机中的表示,P10,比特的运算,P16,微电子技术与集成电路,微电子技术是信息技术领域中的关键技术，是发展电子信息产业和各项高技术的基础,是实现电子电路和电子系统超小型化及微型化的技术。 微电子技术的核心是集成电路技术,P18,微电子技术与集成电路,电子管 (1904),基础元件的演变:,微电子技术与集成电路,集成电路(简称IC),以半导体单晶片作为材料，经平面工艺加工制造，将大量晶体管、电阻等元器件及互连线构成的电子线路集成在基片上，构成一个微型化的电路或系统。 现代集成电路使用的半导体材料通常是硅(Si)，也可以是化合物半导体如砷化镓(GaAs)等.,超大规模集成电路,小规模集成电路,集成电路的优点： 体积小、重量轻 功耗小、成本低 速度快、可靠性高,根据所包含的晶体管数目分为：,集成电路芯片是微电子技术的结晶，它是计算机和通信设备的硬件核心，是现代信息的产业。,微电子技术与集成电路,P19,Moore定律：单块集成电路的集成度平均每1824个月翻一番 (G. E.Moore,1965年),安腾 Itanium 2（2002） 221M晶体管 安腾双核 Itanium 2 Dual-Core（2006） 1.7B 晶体管,P20,集成电路技术的发展趋势,IC卡(chip card、smart card)，又称为集成电路卡，它是把集成电路芯片密封在塑料卡基片内，使其成为能存储信息、处理和传递数据的载体 特点： 存储信息量大 保密性能强 可以防止伪造和窃用 抗干扰能力强 可靠性高 应用举例： 作为电子证件，记录持卡人的信息，用作身份识别（如身份证、考勤卡、医疗卡、住房卡等） 作为电子钱包（如电话卡、公交卡、加油卡等）,IC卡,P6,按所镶嵌的集成电路芯片分类： 存储器卡：封装了几KB-几十KB的存储器，可通过读卡器改写，如电话卡、公交卡等 CPU卡（智能卡）：集成了中央处理器（CPU）、程序存储器和数据存储器，还配有操作系统。如手机中使用的SIM卡 按使用方式分类：接触式和非接触式,接触式IC卡,非接触式IC卡,IC卡,1946年2月14日世界上第一台电子计算机ENIAC（The Electronic Numerical Integrator And Computer,电子数字积分机与计算机），在美国宾夕法尼亚大学诞生 发明人莫奇来（Mauchly）博士和他的学生爱克特（Eckert）。 目的：主要用于计算炮弹的弹道和氢弹的研制。,由18000多个电子管和1500多个继电器组成 占地约170平方米，重30多吨，耗资40多万美元 每秒可以执行5000次加法运算,第一台数字电子计算机,处理速度快、可靠性高、通用性强 通常以每秒钟完成基本加法指令的数目称为计算机的运行速度。 运算精度高 由于计算机采用二进制的形式进行运算，计算精度主要由表示数据的字长决定。 3超强记忆和逻辑判断功能，信息存储量大，存取速度高。 4多种多样的信息处理能力。 对数字、文字，图像、声音等多种形式的信息进行处理， 不仅能进行数学运算，而且能进行逻辑运算。不仅能进行运算，而且具有信息的获取、存储、传输、展现等功能 自动信息处理 计算机在人们预先编制好的程序下，不需人工干预可自动完成工作。 6. 计算机与计算机具有互连、互通和互操作的能力,计算机的特点,P37,计算机的发展趋势,巨型化 微型化 网络化 多媒体化 智能化,智能计算机（第五代计算机）是一种有知识、会学习、能推理的计算机，具有能理解自然语言，声音，文字和图像的能力，具有使人机能够用自然语言直接对话。它可以利用已有的和不断学习到的知识，进行思维、联想、推理，并得出结论，能解决复杂问题，具有汇集、记忆、检索有关知识的能力。,计算机智能,提出“存储程序控制”。即，CPU从内存中一条一条地取出指令和相应的数据，按指令操作码的规定，对数据进行运算处理，直到程序执行完毕为止 。 计算机由运算器、控制器、存储器、输入/输出设备五部件组成，使用二进制进行数据与程序的存储，。,计算机大都仍采用冯诺伊曼原理。,冯诺伊曼计算机,计算机系统的组成：是由计算机硬件系统和计算机软件系统组成，两者缺一不可。,硬件：计算机硬件是计算机系统中所有实际物理装置的总称 软件：计算机软件是指在计算机中运行的各种程序及其处理的数据和相关的文档。 程序：用来向计算机指出应如何一步步地进行规定的操作 数据：程序处理的对象 文档：提供给用于使用的操作说明、技术资料等,计算机系统的组成,P38,计算机系统组成,一个完整的计算机系统，包括两大部分，即硬件系统和软件系统。,硬件系统 是指构成计算机的物理设备，即由机械、光、电、磁等器件构成的具有计算、控制、存储、输入和输出功能的实体部件。如CPU、存储器、软盘驱动器、硬盘驱动器、光盘驱动器、主机板、各种卡及整机中的主机、显示器、打印机、绘图仪、调制解调器等等，整机硬件也称“硬设备”。,计算机系统,软件系统 是指管理计算机软件和硬件资源、控制计算机运行的程序、命令、指令、数据等，软件系统就是程序系统，也称为“软设备”。,计算机的硬件结构,程序 数据,请求信号,响应信号,操 作 信 号,地 址,指 令,取 数,存 数,反 馈 信 号,请求信号,响应信号,计算机硬件的组成,一台计算机的硬件系统由五个基本部分组成:运算器、控制器、存储器、输入设备和输出设备。,结 果,中央处理器（CPU）,硬件各部分的功能,运算器：算术运算或逻辑运算 控制器：取指令、译码、执行指令 存储器：保存信息 内存：ROM(只读存储器) RAM(随机存储器，断电后信息全部丢失) 外存：磁盘(软盘、硬盘)、光盘、磁带 输入设备：输入数据(键盘、鼠标、扫描仪、光笔等) 输出设备：输出数据(显示器、打印机、绘图仪等),计算机硬件的逻辑结构,CPU、内存储器、总线 主机 输入/输出设备、外存储器外设或外围设备,中央处理器 (运算器及其控制),外存储器,内存储器,输出设备,总线(bus),输入设备,I/O接口,I/O接口,外存储器接口,控制器,控制器,控制器,CPU,控制器,memory,storage,I/O设备通过I/O接口与各自的控制器连接，然后由控制器与I/O总线相连。,P39,CPU的结构和任务,存放待执行指令的地址,已经启动运行的程序和数据,存放待执行的指令并进行译码,完成规定的运算,暂存等待处理的数据,操作命令,CPU主要由运算器、控制器和寄存器组3个部分组成 CPU的任务：取指令并完成指令所规定的操作,P44,指令和程序,指令是对计算机进行程序控制的最小单位，一个CPU能够执行的所有指令的集合称为该CPU的指令系统。,程序：是人们为解决某项任务而编写的指令的有序集合。指令的不同组合方式，可以构成完成不同任务的程序。,执行什么操作,数据在存储器中的存放位置,DXJSJJC,P45,指令系统：一个CPU所能执行的全部指令称为该CPU的指令系统。,指令与指令系统,主要有以下七类指令： 数据传送指令 移位指令 算术运算指令 位（位串）操作指令 逻辑运算指令 控制转移指令 输入/输出指令等,P46,PC机的主机,台式PC机的物理组成,1 音箱 2 调制解调器 3 麦克风 4 内存条,9 软驱 10 硬盘驱动器 11 打印机,12 I/O接口 13 CRT显示器 14 扩展卡,5 CPU 6 键盘 7 鼠标器 8 CD驱动器,台式PC机(立式)的主机箱,微型机主机的物理构,微型计算机的主机板,北桥芯片是存储控制中心，用于高速连接CPU、内存条、显卡等并与南桥芯片互连。 南桥芯片是I/O控制中心，主要与键盘接口、USB接口、实时时钟控制器、串行口、并行口、BIOS和CMOS存储器连接，并借助Super I/O(串行数据接口,并行数据接口,MIDI设备）提供对键盘、鼠标、磁盘驱动器接口等控制。,P49,BIOS,什么是BIOS （Basic Input/Output System） 中文名为“基本输入/输出系统”，它是存放在主板上只读存储器（ROM）芯片中的一组机器语言程序 功能： 诊断计算机故障 启动计算机工作 控制基本的输入输出操作(键盘、鼠标、磁盘读写、屏幕显示等) BIOS 芯片 保存BIOS的只读存储器(ROM)芯片,P50,BIOS 芯片中包含的程序,加电自检程序程序（POST） (Power On Self Test)用于检测计算机硬件故障 系统自举程序（Boot） 启动计算机工作，加载并进入操作系统运行状态 CMOS设置程序 设置系统参数：日期、时间、口令、配置参数等 常用外部设备的驱动程序（Driver） 实现对键盘、显示器、软驱和硬盘等常用外部设备输入输出操作的控制,功能： 储存以二进位形式表示的程序和数据 分类：内存储器/外存储器,存储器,内存储器(简称内存或主存) 存取速度快 成本高、容量相对较小 直接与CPU连接，CPU(指令)可以对内存中的指令及数据进行读、写操作 属于挥发性存储器(volatile)，用于临时存放正在运行的程序和数据,外存储器(简称外存或辅存) 存取速度慢 成本低、容量很大 不与CPU直接连接，计算机运行程序时，外存中的程序及相关数据必须先传送到内存，然后才能被CPU使用。 属于不挥发性存储器(Nonvolatile)，用于长久存放系统中几乎所有的信息,P51,存储器,读操作：从存储器中取出信息，不破坏原有的内容，这种操作称为存储器的读操作。 写操作：把信息写入存储器，原来的内容被抹掉，这种操作称为存储器的写操作。,内存按其功能和存储信息的原理又可分成两大类，即随机存储器RAM和只读存储器ROM。,RAM：可以存储数据和读取数据 。但只能临时存储数据，关机或断电后，RAM中的信息消失，即数据丢失。,ROM：只能读取数据 ，将操作系统基本输人输出程序固化其中，机器一通电立刻执行其中的程序，ROM BIOS 就是指含有这种基本输入输出程序的ROM 芯片。,总线（bus),I/O总线：连接内存和I/O设备的总线。I/O总线是各类I/O控制器与CPU、内存之间传输数据的一组公用信号线，这些信号线在物理上与主板扩展槽中插入的扩展卡（I/O控制器）直接连接。,用于在CPU、内存、外存和各种输入输出设备之间传输信息的一个共享的信息传输通路及其控制部件。,P43,CPU总线（前端总线）：用于连接CPU和内存的总线。,目前PC机使用的I/O总线 PCI总线 PCI-Express(高速PCI总线),I/O设备接口,(安装在主板上的I/O设备接口),关于USB接口,通用串行总线式接口（Universal Serial Bus ） 高速、可连接多个设备、串行传输 传输速率： USB的1.1版：1.5 Mb/s和12 Mb/s USB2.0版：高达480Mb/s（60MB/s） 使用4线连接器，体积小，符合即插即用规范（Plug & Play,即PnP） 使用“USB集线器” 扩展机器的USB接口，最多连接127个设备 可通过USB接口由主机向外设提供电源（5V，100500 mA）。,P57,USB接口的3种类型,接口类型A,通常在PC上出现,接口类型B,通常在USB设备上出现,Mini-USB,数码相机、移动硬盘等设备经常使用,系统软件 不是为了解决某种具体应用，而是为了： 给用户使用计算机提供方便 给应用软件的开发与运行提供支持 使计算机有效、安全、可靠地运行,应用软件 专门用于帮助最终用户解决各种具体应用问题的软件 分类(按开发方式)： 定制应用软件 通用应用软件 几乎所有领域、所有人都需要使用 设计精巧，易学易用 商品化，价格较低,计算机软件,通用应用软件的类别与功能,最重要的系统软件,操作系统（OS） 包括各种实用程序（如磁盘清理程序、备份程序、杀毒软件等） 功能上也包含BIOS在内 程序设计语言处理系统 编译器 解释器 汇编程序（汇编器） 开发工具与平台 数据库管理系统（DBMS）,操作系统:几乎所有计算机都要安装OS。操作系统是专门用来管理和控制计算机系统的软、硬件资源，合理组织计算机工作流程、提高计算机使用效率的一组程序。 操作系统是用户和计算机间的接口。,计算机硬件,虚拟计算机,操作系统(OS)的功能,P112,OS屏蔽了计算机中几乎所有物理设备的技术细节，为使用、开发和运行其他软件提供了一个高效、可靠的平台。 OS非常庞大和复杂，它由许多程序模块组成,操作系统能做什么?,控制基本的输入/输出操作,分配系统中的资源,管理存储器空间,监测计算机运行和故障,维护计算机安全,操作系统的功能,操作系统的启动(boot up),ROM BIOS,RAM,CPU,CMOS,问题：什么是冷启动？什么是热启动 Ctrl+Alt+Del ？,P114,文件管理,（按名存取） （按地址存取）,文件的组成和文件说明信息,每一个文件都由2部分组成：,P118,Windows 操作系统的文件组织,文件目录在Windows中称为文件夹 每个逻辑盘(物理盘或硬盘上的分区)是一个根文件夹 文件夹中既可包含文件，也可包含文件夹 (子文件夹),子文件夹又可存放文件和子文件夹, 形成树状多级文件夹结构,根节点和中间节点都是文件夹,叶节点都是文件,程序设计语言处理系统,语言处理系统的作用： 把用软件语言（包括汇编语言和高级语言）编写的各种程序变换成可在计算机上执行的程序，或最终的计算结果，或其他中间形式。,编译方式：,解释方式：解释一句执行一句，无目标程序生成。,P137,程序设计语言处理系统,计算机网络与Internet,网络的基本概念,什么是计算机网络 计算机网络是通过通信设施，将地理上分散的具有独立功能的多个计算机系统互连起来，进行数据通信，实现资源共享、互操作和协同工作的系统。计算机网络也是一种通信系统。,计算机网络系统是一个集计算机硬件设备、软件系统、通信设施、网络信息为一体的，能够实现资源共享的现代化综合服务系统。,P161,计算机组网的目的,数据通信 使计算机之间可以相互传送数据，方便地交换信息 资源共享 用户可以共享网络中其他计算机的软件、硬件和数据资源 实现分布式的信息处理 分散在各地各部门的用户通过网络合作完成一项共同的任务 提高计算机系统的可靠性和可用性 计算机出现故障时，网络中的计算机可以互为后备 计算机负荷过重时，可将部分任务分配给空闲的计算机,P161,计算机网络的分类,按网络所覆盖的地域范围分： 局域网(Local Area Network，简称LAN) 局域网用于将有限范围内（如一个实验室、一幢大楼、一个校园）的各种计算机、终端与外部设备互连成网。（4公里以内） 广域网(Wide Area Network，简称WAN) 也称为远程网。它所覆盖的地理范围从几十公里到几千公里。 城域网（Metropolitan Area Network，简称MAN） 城市地区网络常简称为城域网。城域网是介于广域网与局域网之间的一种高速网络。（20公里以内）,P162,按网络的覆盖范围分： 局域网 广域网 城域网 按网络的使用性质分： 公用网 专用网 按网络的使用范围和对象分： 企业网 政府网 金融网 校园网 按网络的拓扑结构分： 星型网 环型网 总线网,计算机网络的分类,几种网络之间的相互关系,将分散的用户计算机(网)接入特定城(广)域网的各种网络通信设施,1、网络适配器,网络连接设备,2、中继器,网络适配器也称网卡，就是计算机的网络通信控制器，是计算机之间相互通信的接口，也是计算机和网络之间的逻辑链路，主要功能：实现节点之间的数据通信。目前常用的网卡类型有：10Mbps、100Mbps、10/100Mbps自适应网卡等几种。,3、集线器,4、路由器,网卡及其安装,连接两个(或多个)网段，对信号起中继放大作用。它不加选择地传送所有送达的数据。,俗称HUB，把来自不同的计算机网络设备的电缆集中配置于一体，是多个网络电缆的中间转接设备，是对网络进行集中管理的主要设备。,路由器是用于连接相同或不同类型的网络的设备，功能要优于集线器，可将不同传输介质的网络段连起来。路由器相当于大型网络中的不同网段的中继设备，通过路由器可选择最佳的数据转发路径，解决了网络拥塞的问题。,网络互连问题,为了把不同类型的网络互连成为一个巨大而统一的网络，允许网络中的所有计算机均可相互进行通信，必须解决： 所有计算机应统一编址 传输的数据包格式应该统一,解决方案：统一采用TCP/IP协议进行网络互连！,什么是TCP/IP协议？,TCP/IP是网络互连的工业标准，它包含了100多个协议，其中：TCP（传输控制协议)和IP(网际协议)是两个最基本、最重要的协议,负责把数据封装为TCP或UDP数据报，在两个应用程序之间传送数据,负责把数据封装为IP数据报，并负责把IP数据报从发送方计算机通过物理网络传送到接受方计算机,负责将IP数据报封装成能在物理网络（局域网、广域网）中传输的帧，并进行传输,应用程序与应用程序之间通信时使用的协议,P173,因特网上的计算机如何统一编址？,因特网上的每台计算机使用“IP地址”作为其标识 IP地址的特点： 惟一性：网络上的每台计算机都有一个与众不同的惟一的IP地址 简明性：所有地址的长度都是32个二进位 IP地址的格式：包含类型号、网络号和主机号 3个部分,指明计算机所属网络的编号,指明计算机在该网络中的编号,指明该IP地址的类型：分为A, B, C, D, E五类IP地址,P174,5类IP地址的具体格式,两个特殊的IP地址： 主机号为“全0”的IP地址，称为网络地址，用来表示整个一个网络 主机号为“全1”的IP地址，称为直接广播地址，指整个网络中的所有主机,IP地址的“点分十进制”表示,IP地址是一个32位的地址码，书写和记忆很不方便 “点分十进制”表示：用4个十进制数来表示一个IP地址，每个十进制数对应 IP地址中的8位(1个字节)，相互间用小数点 “ ” 隔开。 例如：,点分十进制表示 二进制表示 IP地址类型,因特网主机的IP地址及其域名,因特网采用TCP/IP协议由大量网络和计算机互连而成，网络中的每一台主机都有一个IP地址 IP地址用4个十进制数字来表示，不便记忆和使用 因特网采用域名(domain name)作为IP地址的文字表示，易用易记。例如： 南京大学的 WWW服务器的IP地址是： 它对应的域名是： 用户可以按IP地址访问主机，也可按域名访问主机 主机IP地址与域名的关系： 一个IP地址可对应多个域名，一个域名只能对应一个IP地址 主机从一个物理网络移到另一个网络时，其IP地址必须更换，但可以保留原来的域名。,因特网域名的结构,域名的格式： 计算机名.网络名.机构名.最高域名 举例： 中国江苏大学校园网www服务器的域名为: www . ujs . edu . cn 主机名.网络名.机构名.国家名 美国哈佛大学校园网www服务器的域名为: www . harvard. edu 主机名. 网络名. 机构名,P180,因特网域名命名规则,只许使用字母、数字和连字符，以字母或数字开头并结尾，域名总长度不超过255个字符 顶级域名规定： 国际顶级域名， int（国际组织） 国家顶级域名， 例：cn（中国），uk（英国） 通用顶级域名： com（营利性组织），net（网络服务机构）， 美国专用：org，edu，gov，mil等 我国对二级域名的规定： 机构类别域名： ac科研机构， com企业，net网络服务机构， org非营利性组织，edu教育机构，gov政府部门 行政区域域名： 例：bj北京，sh上海，js江苏,Inernet的特点,采用TCP/IP协议进行“对话”,特点： 数据传输采用 分组交换技术； 通信语言采用 TCP/IP协议 TCP: 传输控制协议 IP: 网际协议,因特网的接入方式,MODEM,路由器,路由器,PPP协议,高速数字 链路,用户,用户,ISP的路由器,用户计算机接入局域网，局域网通过路由器并租用电信局的远程数据通信线路接入因特网 通过电话拨号、ADSL、光纤等方式接入ISP的路由器，ISP的路由器接入因特网。,P162,因特网提供了丰富的信息服务,电子邮件（E-mail） 信息服务（WWW） 文件传输（FTP） 远程登录（Telnet） 电子公告牌（BBS） 即时通信 专题讨论 网络游戏,电子商务 P2P内容共享 Blog（博客） IP电话 IPTV RSS订阅Web信息 网格计算,电子邮件E-mail,每个电子邮箱都有一个惟一的地址，邮箱地址由两部分组成，如： xyzwer ,两者必须用隔开,P187,邮件可以包含多媒体信息,电子邮件的内容采用MIME协议，因而邮件中可以包含中西文字、图片、声音等多媒体信息,WEB服务器也称为WWW(WORLD WIDE WEB)服务器，主要功能是提供网上信息浏览服 务。如下图：,WEB服务器：,(1)应用层使用HTTP协议(超文本协议） (2)HTML文档格式 (3)浏览器统一资源定位器(URL),从浏览器上看到的网页,网页地址(URL),网页的标题,超 级链接,网页中的图片,统一资源定位器URL,统一资源定位器URL (Uniform Resource Locator)用来标识WWW网中每个信息资源(网页)的地址 URL由3部分组成，表示形式为： 协议名称 : /主机域名或IP地址 :端口号 /文件路径 /文件名,注：http = 超文本传输协议(Hyper Text Transport Protocol),P192,(客户机),浏览器访问网页的工作过程,1 用户在浏览器的地址栏中输入网页的URL(或点击某个超链)； 2 浏览器将请求发送给Web服务器； 3 Web服务器读出网页并将网页传送给浏览器； 4 浏览器程序将网页内容显示给用户,请求网页,/xsyd/,浏览器 软件,WWW服务器,LAN 或WAN,WWW服务器,(计算机系Web服务器) ,(多媒体组Web服务器) ,/,远程文件传输(FTP),把网络上一台计算机中的文件移动或拷贝到另外一台计算机上，称为远程文件传输，简称FTP。 有三种途径可以进行FTP: 使用windows自带的ftp.exe 程序 从开始菜单通过”附件”=”命令提示符”进行 使用IE浏览器 在IE地址栏中输入如下格式的URL地址： ftp:/ 用户名：口令 FTP服务器域名 安装并运行专门的FTP客户程序 如：LeapFTP、CuteFTP、WSFTP等，它们都是专门用来连接FTP服务器的应用程序，提供了图形化的用户界面,什么是计算机病毒?,计算机病毒是有人蓄意编制的一种具有自我复制能力的、寄生性的、破坏性的计算机程序 计算机病毒能在计算机中生存，通过自我复制进行传播，在一定条件下被激活，从而给计算机系统造成损害