大学计算机基础知识

第一章计算机基础知识1.1.1计算机的发展简史P24采用大规模集成电路和超大规模集成电路作为基本原件的是第四代计算机1.1.3计算机的分类P4按及处理对象分类：（1）数字计算机（2）模拟计算机（3）混合计算机P4按用途：通用计算机、专用计算机P5按规模和处理能力：巨型计算机、小巨型计算机、大型计算机、小型计算机、工作站、个人计算机1.1.4计算机的特点P6计算机的主要特点：（1）运算速度快（2）计算精度高（3）存储能力（4）具有逻辑判断能力（5）具有自动执行能力1.1.5计算机的应用领域P7计算机的6个应用领域：（1）科学计算（2）数据处理：又称信息处理，利用计算机对数据的输入、储存、整理、分类、统计、指标、检索和传播等一系列活动的统称。（3）过程控制（4）计算机辅助技术：①计算机辅助设计（CAD,ComputerAidedDesign）；②计算机辅助制造（CAM,ComputerAidedManufacturing）；③计算机辅助教育（CAI,ComputerAidedInstruction）。将CAD和CAM技术集成，实现设计生产自动化，这种技术被称为计算机集成制造系统（CIMS）（5）人工智能（6）通讯网络1.2计算机运输基础1.2.1数制及其转换（这个肯定有的咯，重点不解释，自己看）P8-P121.2.2数据的储存单位及地址P12位（bit，b）是计算机储存数据的最小单位。字节（byte,B）是数据处理的基本单位。1B=8bit。1个字节存放1个ASCII码，2个字节存放1个国际汉字码，整数用2个字节组织储存。P12储存器容量常用度量单位：KB、MB、GB（K表示“千”，M表示“兆”，G表示“吉”，T表示“太”）。1KB=210=1024B1MB=1024KB=210×210=1024×1024=1048576B1GB=1024MB=1048576KB=210×210×210=1024×1024×1024=1073741824B1TB=1024GB=1048576MB=1073741824KB=210×210×210×210=1024×1024×1024×1024=1099511627776B1.2.4计算机中的信息编码P15ASCII码（美国标准信息交换代码，AmericanStandardCodeforInformationInterchange）国际标准ISO-646。我国相应的国家标准GB1988，称为信息处理交换用的七位编码字符集标准。P16ASCII码大小写变化原理和同样是大写/小写情况下已知其中一个字母求另一个字母的ASCII码的原理自己看书，tips：利用10进制和二进制的转换可以自己算出来，灰常简单。P16-18汉字编码那时我走神了~~~①不过汉字输入码、汉字交换码、汉字机内码、汉字字型码的还是要看下的。特别是汉字机内码和交换码（国际码）的对应关系：机内码=国际码+8080H（H指16进制）②计算机上显示使用的汉字字形大多采用16×16点阵，这样每个汉字的汉字字形码要占（16×16/8=）32个字节（为什么要处以8？8bit=1B，多媒体图像储存量计算和音频储存量计算也是这个道理）③而打印使用的汉字字形大多为24×24点阵，所以是72个字节（24×24/8）1.4图灵机与冯·诺依曼机1.4.2冯·诺依曼机P24冯·诺依曼机（存储程序通用计算机设计方案）的特征：（1）计算机由五大部件组成：运算器、控制器、储存器、输入设备、输出设备。（结构图见P25）（2）计算机中的指令和数据一律采用2进制。(3)采用存储程序方式，计算机能自动逐条去除指令并运行程序。1.5计算机结构及工作原理1.5.1计算机的硬件结构P25-P26（这里貌似老师没讲？我走神了）硬件结构还是看看吧。通常把运算器+控制器+内存一起称为主机。其他的为外部设备。五个硬件就是冯诺依曼机的五个部件：（1）运算器：对信息进行加工处理的软件。它在控制器的操纵下与内存交换信息，负责进行各类基本的算术运算、逻辑运算、比较运算、移位运算、逻辑判断等。此外运算器中还含有能暂时存放数据或结果的寄存器。运算器的主要技术指标是运算速度，单位是MIPS（百万条指令/s）（2）控制器：整个计算机的指挥中心。它负责对指令进行判断和分析，发出控制信号，使计算机的相关设备协调工作，确保系统自动运行。控制器的任务是负责从储存器中取出指令，确定指令类型并对指令进行译码（高级语言和汇编语言与机器语言的转码），控制整个计算机系统一步一步完成各种操作。控制器+运算器一起组成了计算机核心。现代计算机的运算器和控制器一般都做在一块芯片中，称为中央处理单元（CentralProcessingUnit，CPU）。（3）储存器：看看读操作和写操作还有内存和外存。注意内存存取速度直接影响计算机的速度，而且速度快。内外存不同之处：外存断电后仍然保存信息，内存（像RAM）则不行。外存读写速度慢，内存读写速度快。（4)输入设备：常见的键盘鼠标扫描仪光笔和麦克风（5）输出设备：显示器打印机绘图仪音箱。1.5.4计算机的性能指标P30衡量一台计算机性能指标：（1）字长：CPU能直接处理二进制数据的位数，这个指标也反映了寄存器，数据总线的位数。字长越多计算精度越高越快，成本越高。（2）运算速度：跟很多因素有关（如机器主频、执行什么样的操作、内存本事的速度等）有关。由于一台计算机在执行不同的指令时所需的时间是不同的，所以衡量由不同方法：①时间频率：又称主频（主频=外频×倍频）。指计算机的时钟频率，很大程度决定计算机的运算速度。频率越高运算速度越快。②指令执行速度MIPS（每秒执行多少百万指令）：对于一个给定程序，MIPS=指令条数/（执行时间×106③核心程序法：把应用程序中应用最频繁的核心程序作为评价计算机的标准程序，又称为基准程序。常见的基准程序又整数测试程序Dhrystone、浮点测试程序Linpack、Whetstone基准测试程序和SPEC基准测试程序等。（3）储存容量：主存容量+辅存容量。通常以字节B为单位计算。储存容量越大，存放信息就越多，处理能力就越强。（4）外部设备配置：常常是衡量一台计算机综合性能的重要技术指标。（5）软件配置：主要是指计算机的操作系统、高级语言、应用程序等。丰富的软件可以充分发挥计算机的效率。此外还要考虑计算机的可靠性、可维护性、兼容性（win7家庭版…）、安全性和性价比等。第二章计算机硬件系统2.1计算机硬件概述2.1.1计算机硬件的组成P35-36计算机硬件系统：中央处理器（CPU）、储存器、输入设备、输出设备、和通讯设备等部分组成。2.1.2微型计算机的硬件结构P36微型计算机：微处理器、储存器、总线、输入/输出接口和其相应设备。2.1.3微型计算机的总线结构P36总线：各部件之间能够有效高速传输各种信息的通道。由一组导线和相关的控制、驱动电路组成。总线被视为计算机独立部件。P37微型计算机总线分为内部总线、系统总线和外部总线：（1）内部总线：连接CPU中各个组成部件，位于芯片内部。包括数据总线、地址总线和控制总线三个部分。（2）系统总线：连接为微机中各大部件的总线。也被称为I/O通道总线。同样包括数据总线、地址总线和控制总线三个部分。用于CPU和其接口的连接。常见的总线标准：①ISA总线②PCI总线③AGP总线（3）外部总线：连接微机与外部设备。常见的接口标准：IDE、SCSI、USB和IEEE1394等。2.2中央处理器2.2.1CPU的内部结构P39包括：算术逻辑单元、寄存器、控制器2.2.2CPU的性能指标P39CPU性能指标：（1）主频、外频和倍频：主频是计算机工作的时钟效率，单位兆赫兹(MHz)/吉赫兹（GHz），表示CPU内部数字脉冲信号振荡的速度。主频=外频×倍频。（2）地址总线宽度：地址总线的位数，决定了CPU可以访问的储存器容量。因为总线宽度不同使用的最大内存也不同。32位的地址总线能使用4GB的。计算方法232=210×210×210×22（前面三个210不管，剩下的22=4所以是4GB）（3）数据总线宽度：决定了CPU与内存、输入输出设备之间一次数据的传输量。Pentium以上的计算机数据总线宽度为64位，计算机CPU一次可以处理八个字节的数据（64bit=8×8B）。（4）制造工艺2.3存储系统2.3.1储存器概述P42储存器的分类：按存储方式：①随机存储器（RAM）、②顺序存储器（SAM）、③只读存储器（ROM）按公告和存储速度：①寄存性存储器②高速缓存存储器（缓存咯）③主存储器（又称内存）④外部存储器速度和价格P43储存器的性能指标：（1）储存容量：表示储存器可以容纳的信息量。（2）存取时间：存储器从接到读或写的命令起到读写操作完成为止所需的时间（3）数据传输率：大多用于外存，衡量它与内存交换数据的能力。2.3.2半导体储存器P44随机存取存储器（RAM）可以随机地对存储单位进行读出和写入操作。存储在存储单位中的数据在断电后可能丢失。根据储存方式可分为静态随机存取存储器（SRAM）和动态随机存取存储器（DRAM）。P45只读储存器(ROM)智能读预先存入的而无法再写。是永久性存储器。2.3.3磁表面存储器P46硬盘存储器（这里我走神了不记得有没有说，不过个人觉得要看下，因为之前做题看到过关于磁道的题，自己看吧）2.3.4光盘储存器P49常见的CD类型（680M）：CD-ROM:看到ROM的第一反应就应该是只能读不能再写。即一次性预先写入后只能读的。CD-R：可写CD。用户只可以写一次，多次读出。CD-RW：可重复读写CD。（所以RW=re-write？）P49常见的DVD类型：DVD-ROM：只读DVD-Video：读取视频的DVD规格DVD-Audio：读取音频DVD-R:一次写多次读DVD-RW:多写多读DVD-RAM：多写多读。跟RW是不同的擦写方式，应用领域也不相同。P49DVD和CD的容量、规格、层数2.4输入设备P53键盘功能区：打字机键区、功能键区、编辑键区、数字键区。（个人做题的时候看到的）P54鼠标器：光电式鼠标比起机械式鼠标的优势：寿命长，定位更准确，基本不需要维护。2.5输出设备2.5.2显示设备P58液晶显示器和传统CRT显示屏比较：体积小重量轻，辐射极低，功耗低，发热量小，稳定。信号反应速度慢，色彩表现力一般，可视角度一般。2.5.3打印机P59分类：（1）按实现方法：击打式和非击打式（2）按输出方式：字符式、行式、页式打印机（3）按工作原理：机电式、激光式、喷墨式、热感页式和静电式打印机第三章计算机软件系统3.1计算机软件概述P62计算机软件是计算机程序中的程序及其文档。3.1.3计算机软件的分类P63计算机软件一般可分为：（1）系统软件：计算机系统中最靠近硬件一层的软件。负责管理系统的各种资源、控制程序的执行。（2）支撑软件：支持软件的开发、维护和运行的软件。数据库管理软件（DBMS）、网络软件也算是支撑软件。20世纪70年代的中间件可以看成现代支撑软件的代表。（3）应用软件：特定应用领域专用的软件。3.2操作系统3.2.2操作系统的功能P65从资源管理角度来看操作系统的4个基本功能：处理机管理（进程管理）、储存管理（对计算机内存的分配，包括：内存分配、地址映射、内存保护、内存扩充）、设备管理（外部设备的管理，包括缓冲区管理、设备分配、设备驱动和设备无关性）、文件管理（P69-71）；从用户使用的角度来看，操作系统对用户提供访问计算机资源的接口（程序一般的接口和作业控制语言和操作命令）3.2.3操作系统的分类P71八种操作系统类型：单用户操作系统、批处理操作系统、分时操作系统、实时操作系统、网络操作系统、分布式操作系统、嵌入式操作系统、智能卡操作系统3.2.4常用的操作系统P74常用的操作系统：DOS操作系统Windows操作系统：功能强大，安全性高，使用方便UNIX操作系统：多用户交互式通用分时操作系统。商业软件。结构简洁，功能强大，具有移植性、兼容性好，互造作性强。是开发系统的代表。Linux：和UNIX同类作为自由软件的操作系统。源代码免费向公众提供MacOS操作系统（OS不是就是操作系统的意思咩？）：苹果专用，图形用户界面，主要特色是系统软件和接口的分层结构，其中一层依赖于它的下一层。3.3办公软件（注意软件和它的保存形式比如.exl和.mdb格式的软件是神马软件的）P79商业办公软件：微软Office：可用于windows，MacOS等操作系统金山WPS：可用于windows，Linux等操作系统永中Office：可用于Windows，，Linux和MacOS等操作系统其他商用软件：SunStarOffice，CorelWordperfectOffice，AbilityOffice，iWork，CelframeOffice，SoftMakerOffice等P80自由办公软件：WPSOffice个人版，永中Office个人版，IBMLotusSymphpony等。P80开源办公软件：OpenO，GONOMEOffice，NeoOffice。3.3.2文字处理P81在线文字处理服务产品：GoogleDocs，ThinkFreeOfficeWrite、ZohoWriter，AdobeBuzzword和AjaxWrite3.3.3电子表格P81常用软件：MicrosoftExcel、WPSOfficeExcel和OpenO3.3.4演示文稿P82常用软件：PowerPoint，WPS演示，OpenO和谷歌演示文稿。3.4数据结构和算法基础P83根据数据元素间关系的不同特性，通常有下列4种基本结构：集合结构、线性结构、树形结构、网状结构。P84算法应具有以下5个特性：①有穷性②确定性③可行性④输入⑤输出P84好的算法要考虑以下几个因素：①正确性②可读性③稳健性④高效性3.5程序设计基础3.5.3程序设计语言P88语言的分类：（1）机器语言：只用0和1的二进制语言，由一般操作码和操作数组成。优点是能够被计算机识别，占用内存少，执行速度快。缺点是难记忆，难书写，可读性差且容易出错。（2）汇编语言：用一些容易记忆和辨别的有意义符号代替机器指令。不能被计算机直接识别，必须用某些软件将汇编语言程序翻译成通用二进制代码表示的程序后才能被计算机所识别。这里的翻译的软件称为汇编软件。（3）高级语言：接近自然语言和数学语言的语法、符号描述基本操作的程序设计语言。高级语言必须使用专门的翻译软件翻译成机器语言才能被计算机识别。翻译程序有两种方式：①解释方式：由解释程序完成翻译工作，不产生目标程序，执行速度慢，但可以进行人机对话。②编译方式：翻译由“编译软件”进行，可以对源程序进行编译处理后，产生一个与源程序等价的目标程序，因为在目标程序中还可能要用到一些计算机内部现有的程序或其他程序，所有这些程序还没有连接成一个整体，目标程序还无法运行，需要使用连接程序将目标程序与其他程序段组装在一起。P90-P94C语言、C++语言、Java语言、C#语言、BASIC语言、Fortran语言。第四章数据库与信息系统4.1.数据库基础知识4.1.1数据与数据库P102数据库是长期存储在计算机内、有组织的、可共享的数据集合。数据库中的数据按一定的数据模型组织、描述和储存，具有较小的冗余度，较高的数据独立性和易拓展性，并可为各种用户共享。4.1.2数据库管理系统（DBMS）P102数据库管理系统（DatabaseManagementSystem，DBMS） P102DBMS的6个主要功能：（1）数据定义：DBMS提供数据定义语言（DataDefineLanguage，DDL）定义数据的模式、内模式、外模式三级模式结构。（2）数据操纵：DBMS提供数据操纵语言(DataManipulationLanguage，DML)实现对数据库的基本操作，包括检索、插入、修改和删除。（3）数据库运行管理（4）数据组织、储存和管理（5）数据库的建立和维护（6）数据通信接口P103DBMS的4个组成部分：（1）数据定义语言（DataDefineLanguage，DDL）及其编译程序（2）数据操纵语言(DataManipulationLanguage，DML)及其编译程序（3）数据库运行控制程序（4）实用程序4.1.3数据管理技术的演变P1043个发展阶段：1、人工管理阶段2、文件系统阶段3、数据库管理阶段4.1.4数据库系统的特点与组成P105数据库的特点：（1）数据结构化（2）数据共享性高，冗余度低（3）数据独立性高（4）数据由DBMS集中管理：为确保数据库数据的正确有效和数据库的有效运行，DBMS提供下列四个数据控制功能：①数据的安全性控制②数据的完整性控制③并发控制④数据恢复4.2数据模型4.2.1数据模型的组成要素P106数据模型的3个组成要素：数据结构、数据操纵和数据的约束条件4.2.2概念模型P107信息世界涉及的概念：（1）实体（2）属性（3）码（4）域（5）实体型（6）实体集（7）联系（一对一；一对多；多对多）4.2.3常见的数据模型P108最常用的数据模型：（1）层次模型：①有且只有一个节点没有双亲，该节点就是根结点；②根以外的其他结点有且仅有一个双亲结点，这就使得层次数据库系统只能直接处理一对多的实体关系；③任何一个给定的记录值只有按其路径查看时才能显示出它的全部意义，没有一个子女记录值能脱离双亲记录值而存在。（2）网状模型：①有一个以上的结点没有双亲；②至少有一个结点可以有多于一个双亲；③网状模型运行两个或两个以上的结点为根结点，允许某个结点有多个双亲结点。（3）关系模型：关系模型的数据结构是一个“二维表框架”组成的集合，每个二维表又可称为关系，所以关系模型是“关系框架”的集合。4.3SQL基础（自己看吧…必须会的）P113-P1214.3.1SQL(一种关系数据库管理系统语言)概述P113SQL的组成：（1）数据查询：SELECT（2）关系:INSERT,UPDATE,DELETE(3)数据定义：CREATE，DROP，ALTER(4)数据控制：GRANT，REVOKE4.4Access数据库管理系统（这个。。。走神了，不过access的格式mdb要记得）P第五章多媒体技术基础5.1多媒体技术概述P149分类：（1）感觉媒体（2）表示媒体（3）显示媒体（4）储存媒体（5）传输媒体5.1.2多媒体技术P150多媒体技术的四项特征：（1）多样性（2）集成性（3）交互性（4）实时性P151多媒体技术的应用：（1）教育与培训（2）出版与图书（3）商业与咨询（4）通信与网络(5)军事与娱乐5.3音频信息处理5.3.1声音的基本概念P156声波的三个重要指标：（1）振幅（2）周期（3）频率5.3.2声音的数字化P157影响声音质量的三个因素：（1）采样频率（2）量化位数（3）声波数P158声音数字化数据量的计算公式：声音数字化的数据量=采样频率（Hz）×量化位数（bit）×声道数/8（B/s）5.3.3音频的文件格式P158音频的文件格式：wav格式，mp3格式，CD格式，wma模式5.4图像信息处理5.4.2图像的数字化P161影响图像数字化质量的因素：(1)分辨率（显示分辨率，图像分辨率和像素分辨率）（2）颜色深度（位数越高质量越好数据量也越大）P162图像文件的大小计算公式：图像文件的字节数=图像分辨率×颜色深度/8P163图像的格式：BMP格式，GIF格式，JPEG(JPG)格式，PNG格式第六章通信与网络基础6.1数据通信基础6.1.2数据通信系统的组成P171通信系统的组成：信源（发送者）、发送设备、信道（传输媒介）、接收设备、信宿（接收者）6.1.3传输介质P172传输介质主要分为：有线介质和无线介质。P172常用的有线介质：双绞线、同轴电缆、光纤。P174常用的无线介质：无线电通信与蜂窝移动通信、微波通信与卫星通信、红外线传输通信与蓝牙传输通信。6.2计算机网络概率6.2.4计算机网络的分类P1804种计算机网络：（1）局域网（2）城域网（3）广域网（4）互联网6.2.5网络的拓扑结构P181网络的几种基本拓扑结构：（1)总线型拓扑：所有节点连接在同一根传输线上（总线）。特点：结构简单，易于扩充。缺点：任何一个节点或总线本事故障都可能影响到整个网络（2）星型拓扑：中央节点到各节点之间呈辐射状连接，由中央节点完成集中是通信控制。任何单个节点故障只影响其本身。对中央节点的可靠性要求高且系统扩展困难。（3）环型拓扑：各节点通过点到点的通信线路连接成闭合的环路。环中的数据单向传送，数据时延确定，同时可以实现环中任意两个节点的通信。优点：结构简单，且能够保证节点访问公平性；缺点是处理不当节点故障会引起全网故障。（4）树形拓扑：从总线型拓扑演变而来的，各节点按上下层进行连接，又称层次性拓扑。适用于分级管理控制系统。优点：与总线类似的优点，且组网灵活，易于拓展，避免了总线型故障检测较困难。缺点：对根节点的依赖很大，如果根节点发生故障全网不能工作。（5）网状拓扑：各节点之间的连接是任意的。网状拓扑结构中的节点与节点之间一般都有多条线路相连，使整个网络的可靠性高，但结构复杂，必须采取路由选择算法与流量控制。6.2.6网络的体系结构P183采用分层结构的优点：（1）由于系统被分解为相对简单的若干层，因此易于实现和维护；（2）各层功能明确，相对独立，下层为上层提供服务，上层通过接口调用下层功能，而不必关心下层所提供服务的具体实现细节，因此各层可以选择最合适的实现技术。（3）当某一层的功能需要更新和被替代时，只要它和上、下层的接口服务关系不变，则相邻层都不会受影响，因此灵活性好，有利于技术进步和模型改进。（4）分层结构利于交流、理解和标准化。P184OSI各层及功能：1)物理层：物理层处于OSI参考模型的最低层，是利用物理传输介质为数据链路层提供物理连接，以便透明地传送比特流。2)数据链接层：在物理层提供比特流传输服务的基础上，在通信的实体之间建立数据链路连接传送以祯为单位的数据采用差错控制、流量控制方法使有差错的物理线路变成无差错的数据链路。3)网络层：网络层主要任务是通过路由算法，为分组通过通信子网选择最适合的路径。4)传输层传输层的主要任务是向用户提供可靠的端到端服务，透明地传送报文。它向高层屏蔽了下层数据通信的细节，因而是计算机通信体系结构中最关键的一层。5)会话层：会话层的主要任务是组织两个会话进程之间的通信，