安徽公务员考试计算机教程知识点总结第二版.docx
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安徽公务员考试计算机教程知识点总结第二版
第一章 计算机科学技术基础
第一节 计算机基础知识
1.1 计算机概述
一、计算机的发展历史
1946年2月世界上第一台计算机ENIAC（电子数字积分计算机），不具备存储程序的能力，在美国诞生。
（1）EDVAC是电子离散变量自动计算机
（2）EDSAC是延迟存储电子自动计算机，是英国1949年投入的世界第一台存储程序的电子计算机。
＊第一代计算机（1946－1956年）：
采用电子管作为逻辑器件。
＊第二代计算机（1956－1963年）：
采用晶体管作为逻辑器件。
＊第三代计算机（1964－1971年）：
采用中、小规模集成电路作为逻辑器件。
＊第四代计算机（1971－现在）：
采用大规模或超大规模集成电路作为逻辑器件。
二、计算机分类
＊根据规模大小、运算速度快慢、指令系统功能的强弱、内存容量的大小、配套设备的情况以及软件系统的丰富等，计算机可分为巨型机、大型机、中型机、小型机、微型机。
＊根据结构原理不同，计算机可以分为数字计算机、模拟计算机和数字模拟混合计算机。
＊根据用途及其使用的范围，计算机可分为通用计算机和专用计算机。
三、计算机特点
＊运算速度快
＊计算精确度高
＊具有存储功能
＊具有逻辑判断功能
＊高度自动化
＊适用范围广，通用性强
四、计算机应用
＊科学计算
＊数据处理
＊自动控制
＊人功智能（ArtificialIntelligence,AI）
＊辅助设计
（1）计算机辅助设计（CAD）；
（2）计算机辅助制造（CAM）；（3）计算机辅助教学（CAI）；（4）计算机集成制造系统（CIMS）；（5）计算机辅助测试（CAT）。
＊计算机网络
1.2计算机中数据存储的组织形式
计算机内部所有的数据，无论是程序还是图像都是以二进制形式存放的。
1、位（bit）
位是计算机存储设备的最小单位，由二进制中的0或1组成。
2、字节（byte）
字节简写为“B”，一个字节由8个二进制位编码组成，即1字节等于8位。
字节是计算机处理数据的基本单位。
3、字（Word）
CPU处理信息一般是以一组二进制数码作为一个整体来参加运算或处理的，一次存取、处理和传输的数据长度为字。
一个字通常由一个或多个字节构成，用来存放一条指令或一个数据。
4、字长
一个字中所包含的二进制的位数称为字长。
一个字长可以表示许多不同的内容，较长的字长一次可以处理的信息更多，处理的数字位数越大，速度也就越快。
字长是衡量计算机性能的一个重要指标。
5、存储容量
某个存储设备所能容纳的二进制信息量的总和为存储设备的存储容量。
存储容量用字节数来表示，1KB＝1024B，1MB＝1024KB，1GB＝1024MB，1TB＝1024GB。
1.3 信息编码
一、西文字符编码
美国标准信息交换码（AmericanStandardCodeforInformationInterchange,ASCII）。
7位的ASCII码称为标准ASCII码字符集，计算机采用一个字节（8位）表示一个字符，但实际只使用字节的低7位，而字节的最高位为0，所以可以表示128个字符，其中包括10个数字，52个大、小写英文字母以及32个标点符号、运算符和34个控制码等。
二、汉字编码
1、汉字输入码
目前常用的输入法大致分为两类：
拼音输入法和字型输入法。
汉字在计算机内部都是以机内码形式表示的。
2、汉字国际码
GB2312－80是我国于1981年颁布的一个国家标准，即国家标准信息交换用汉字编码字符集，其二进制编码称为国标码。
国标码用两个字节表示一个汉字，并且规定每个字节只用低7位。
GB2312－80国标字符集由三部分组成：
第一部分为字母、数字、和各种符号，共682个；第二部分为一级常用汉字，按汉语拼音排列，共3755个；第三部分为二级常用汉字，按偏旁部首排列，共3008个，总计7445个字符。
GB18030是对GB2312－80国标字符集扩充，汉字增加至27484个。
3、汉字机内码
汉字机内码是在计算机内部进行存储、传输和加工时所使用的统一机内代码。
一个国标码占用2个字节，每个字节的最高位仍是0；英文字符的机代码是7位的ASCII码，最高位也是0。
为了计算机内部能够区分汉字国标码和ASCII码，将国标码每个字节的最高位设为1，变换后的国标码称为机内码。
4、汉字字型码
汉字字型码是表示汉字字型的字模码，是汉字的输出形式，用于在显示屏或打印机输出汉字，通常用点阵、矢量等方式表示。
用点阵且示汉字时，汉字字型码就是这个字型的点阵的代码。
简易型汉字为16×16，提高型汉字为24×24点阵、32×32点阵、48×48点阵等。
用矢量表示方法的是描述汉字字型的轮廓特片。
当要输出汉字的时候，通过计算机的计算，由汉字字型描述信息生成所需的大小和形状的汉字点阵。
1.4数制与编码
一、数制的基本概念
1、十进制计数制
2、二进制数
3、八进制数
4、十六进制数。
二、关于二、十、十六进制之间的转换
1.5 计算机硬件系统组成
一、“存储程程序控制”计算机的概念
美籍匈牙利数学家冯·诺依曼提出了“存储程序控制”的计算机方案，其核心是“存储程序”和“程序控制”。
他在方案中提出了三条：
1、计算机的基本结构：
计算机硬件应具有运算器、控制器、存储器、输入设备和输出设备等五部分。
2、采用二进制：
二进制数便于硬件的物理实理以，又有简单的运算规则。
3、存储程序控制：
存储程序实现了自动计算，确定了冯·诺依曼型计算机的基本结构。
二、计算机硬件系统的组成
硬件系统：
主机和外部设备。
主机分为中央处理器（运算器和控制器）和内存储器。
外部设备分为外存储器、输入设备、输出设备、其他。
1、中央处理器（运算器和控制器）
（1）运算器也称为算术逻辑单元（ArithmeticLogicUnit,ALU），用于执行所有算术和逻辑运算指令。
计算机最主要的工作是运算，大量的数据运算任务是在运算器中进行的。
（2）控制器负责把指令逐条从存储器中取出，经译码分析后向整机发出取数、执行、存数等控制命令，以保证正确完成程序所要求的功能。
一般由指令寄存器、指令译码器、时序电路和控制电路组成。
每一条指令的执行过程可以分成如下四个基本操作：
＊取出指令：
从存储器某个地址中取出要执行的指令。
＊分析指令：
把取出的指令送到指令译码器中，译出与指令对应的操作。
＊执行指令：
向各个部件发出控制操作，完成指令要求。
＊为下一条指令做好准备。
（3）CPU与寄存器通过内部数据总线相互连接，并通过外部总线（数据总线、地址总线、控制总线）同主存储器和外部设备进行数据交换的。
2、存储器
存储器是计算机的记忆部件，它的职能是存储程序和数据。
（1）按存储器能否直接与CPU交换信息来区分，可分为主存储器和辅助存储器。
（2）按存储介质的材料及器件的不同可分为磁介质存储器、半导体存储器以及激光光盘存储器。
（3）按存取方式不同，存储器可分为随机存储器RAM和只读存储器ROM。
＊EPROM：
ErasableProgrammableROM，可擦除可编程ROM）芯片可重复擦除和写入，解决了PROM芯片只能写入一次的弊端。
＊EEPROM：
（ElectricallyErasableProgrammableRead-OnlyMemory），电可擦可编程只读存储器--一种掉电后数据不丢失的存储芯片。
EEPROM可以在电脑上或专用设备上擦除已有信息，重新编程。
一般用在即插即用。
3、输出设备
4、输出设备
1.6 计算机软件系统组成
计算机的软件系统是程序和程序运行所需要的数据以及开发、使用和维护这些程序所需要的文档的集合。
（系统软件和应用软件）
一、系统软件
系统软件是指控制计算机的运行、管理计算机的各种资源并为应用软件提供支持和服务的一类软件，是保证计算机系统正常工作必须配备的基本软件。
系统软件通常包括操作系统、语言处理程序和各种服务性程序。
1、操作系统
操作系统软件的核心，是现代计算机的必备软件。
它对计算机所有资源进行统一管理，使计算机的使用变得方便简捷。
操作系统的功能主要表现在五大管理：
处理机管理、文件管理、作业管理、设备管理、存储管理。
按功能分。
操作系统可分为两大类：
实时操作系统和作业处理系统。
操作系统根据处理方式、运行环境、服务对象的不同，有如下分类：
（1）单用户操作系统。
（2）批处理操作系统。
（3）实时操作系统。
（4）分时操作系统。
（5）网络操作系统。
（6）分布式操作系统。
2、计算机语言
计算机能识别并执行的信息符号代码的指令集合称为计算机语言。
（1）机器语言
（2）汇编语言
（3）高级语言
3、服务性程序
服务性程序是指协助用户进行软件开发和硬件维护的软件。
如各种开发调试工具软件、编辑程序、诊断程序等。
二、应用软件
应用软件是在系统软件基础上为解决用户的具体问题，面向某个领域而设计的软件，因此又分为通用软件和专用软件。
常见的应用软件有文字处理软件、工程设计绘图软件、办公事务管理软件、图书情报检索软件、医用诊断软件、辅助教学软件、辅助设计软件等。
1.7 计算机系统主要技术指标
1、字长
一个字中所包含的二进制的位数称为字长。
一个字长可以表示许多不同的内容，较长的字长一次可以处理的信息更多，处理的数字位数越大，速度也就越快。
字长是衡量计算机性能的一个重要指标。
2、主频
主频是指计算机的时钟频率，即CPU在单位时间（每秒种）发出的脉冲数，单位为MHz。
它在很大程度上决定了计算机的运算速度。
通常主频越高、速度越快。
3、运算速度
计算机的运算速是指平均运算速度，即计算机每秒所能执行的指令条数，单位是MIPS（每秒百万条）。
4、存取周期
存取周期是指存储器进行连续操作所允许的最短时音间隔，即从发出一条读写指令到能够发出下一条读写指令所需的最短时间。
存取周期越短，存取速度越快。
计算机内存储器的存取周期一般在几十到几百纳秒。
5、存储容量
存储容量主要指内存储器的容量。
内存容量越大，它所能存储的数据和运行程序就越多。
程序运行的速度就越快。
1.8计算机原理
一、进程
1、进程的介绍
进程是操作系统结构的基础；是一个正在执行的程序；计算机中正在运行的程序实例；可以分配给处理器并由处理器执行的一个实体；由单一顺序的执行显示，一个当前状态和一组相关的系统资源所描述的活动单元。
进程是一个具有独立功能的程序关于某个数据集合的一次运行活动。
进程是由进程控制块、程序段、数据段三部分组成。
一个进程可以包含若干线程（Thread），线程可以帮助应用程序同时做几件事（比如一个线程向磁盘写入文件，另一个则接收用户的按键操作并及时做出反应，互相不干扰），在程序被运行后中，系统首先要做的就是为该程序进程建立一个默认线程，然后程序可以根据需要自行添加或删除相关的线程。
是可并发执行的程序。
在一个数据集合上的运行过程，是系统进行资源分配和调度的一个独立单位，也是称活动、路径或任务，它有两方面性质：
活动性、并发性。
进程可以划分为运行、阻塞、就绪三种状态，并随一定条件而相互转化：
就绪--运行，运行--阻塞，阻塞--就绪。
2、进程的引入
多道程序在执行时，需要共享系统资源，从而导致各程序在执行过程中出现相互制约的关系，程序的执行表现出间断性的特征。
这些特征都是在程序的执行过程中发生的，是动态的过程，而传统的程序本身是一组指令的集合，是一个静态的概念，无法描述程序在内存中的执行情况，即我们无法从程序的字面上看出它何时执行，何时停顿，也无法看出它与其它执行程序的关系，因此，程序这个静态概念已不能如实反映程序并发执行过程的特征。
为了深刻描述程序动态执行过程的性质，人们引入“进程（Process）”概念。
3、进程的概念
进程的概念是60年代初首先由麻省理工学院的MULTICS系统和IBM公司的CTSS/360系统引入的。
进程是一个具有独立功能的程序关于某个数据集合的一次运行活动。
它可以申请和拥有系统资源，是一个动态的概念，是一个活动的实体。
它不只是程序的代码，还包括当前的活动，通过程序计数器的值和处理寄存器的内容来表示。
进程的概念主要有两点：
第一，进程是一个实体。
每一个进程都有它自己的地址空间，一般情况下，包括文本区域（textregion）、数据区域（dataregion）和堆栈（stackregion）。
文本区域存储处理器执行的代码；数据区域存储变量和进程执行期间使用的动态分配的内存；堆栈区域存储着活动过程调用的指令和本地变量。
第二，进程是一个“执行中的程序”。
程序是一个没有生命的实体，只有处理器赋予程序生命时，它才能成为一个活动的实体，我们称其为进程。
进程是操作系统中最基本、重要的概念。
是多道程序系统出现后，为了刻画系统内部出现的动态情况，描述系统内部各道程序的活动规律引进的一个概念,所有多道程序设计操作系统都建立在进程的基础上。
操作系统引入进程的概念的原因:
从理论角度看，是对正在运行的程序过程的抽象；
从实现角度看，是一种数据结构，目的在于清晰地刻划动态系统的内在规律，有效管理和调度进入计算机系统主存储器运行的程序。
4、进程的特征
动态性：
进程的实质是程序的一次执行过程，进程是动态产生，动态消亡的。
并发性：
任何进程都可以同其他进程一起并发执行
独立性：
进程是一个能独立运行的基本单位，同时也是系统分配资源和调度的独立单位；
异步性：
由于进程间的相互制约，使进程具有执行的间断性，即进程按各自独立的、不可预知的速度向前推进
结构特征：
进程由程序、数据和进程控制块三部分组成。
5、进程的内容
一个计算机系统进程包括（或者说“拥有”）拥有下列数据：
那个程序的可运行机器码的一个在存储器的图像。
分配到的存储器（通常包括虚拟内存的一个区域）。
存储器的内容包括可运行代码、特定于进程的数据（输入、输出）、调用堆栈、堆栈（用于保存运行时运数中途产生的数据）。
分配给该进程的资源的操作系统描述子，诸如文件描述子（Unix术语）或文件句柄（Windows）、数据源和数据终端。
安全特性，诸如进程拥有者和进程的权限集（可以容许的操作）。
处理器状态（内文），诸如寄存器内容、物理存储器寻址等。
当进程正在运行时，状态通常储存在寄存器，其他情况在存储器。
6、进程切换
进行进程切换就是从正在运行的进程中收回处理器，然后再使待运行进程来占用处理器。
这里所说的从某个进程收回处理器，实质上就是把进程存放在处理器的寄存器中的中间数据找个地方存起来，从而把处理器的寄存器腾出来让其他进程使用。
那么被中止运行进程的中问数据存在何处好呢？
当然这个地方应该是进程的私有堆栈。
让进程来占用处理器，实质上是把某个进程存放在私有堆栈中寄存器的数据（前一次本进程被中止时的中间数据）再恢复到处理器的寄存器中去，并把待运行进程的断点送入处理器的程序指针PC，于是待运行进程就开始被处理器运行了，也就是这个进程已经占有处理器的使用权了。
这就像多个同学要分时使用同一张课桌一样9说是要收回正在使用课桌同学的课桌使用权，实质上就是让他把属于他的东西拿走；而赋予某个同学课桌使用权，只不过就是让他把他的东西放到课桌上罢了。
在切换时，一个进程存储在处理器各寄存器中的中间数据叫做进程的上下文，所以进程的切换实质上就是被中止运行进程与待运行进程上下文的切换。
在进程未占用处理器时，进程的上下文是存储在进程的私有堆栈中的。
7、进程与程序的关系
程序是指令的有序集合，其本身没有任何运行的含义，是一个静态的概念。
而进程是程序在处理机上的一次执行过程，它是一个动态的概念。
程序可以作为一种软件资料长期存在，而进程是有一定生命期的。
程序是永久的，进程是暂时的。
进程更能真实地描述并发，而程序不能；
进程是由进程控制块、程序段、数据段三部分组成;
进程具有创建其他进程的功能，而程序没有。
同一程序同时运行于若干个数据集合上，它将属于若干个不同的进程。
也就是说同一程序可以对应多个进程。
在传统的操作系统中，程序并不能独立运行，作为资源分配和独立运行的基本单元都是进程。
二、线程
线程（thread）,有时被称为轻量级进程（LightweightProcess，LWP），是程序执行流的最小单元。
一个标准的线程由线程ID，当前指令指针（PC），寄存器集合和堆栈组成。
另外，线程是进程中的一个实体，是被系统独立调度和分派的基本单位，线程自己不拥有系统资源，只拥有一点在运行中必不可少的资源，但它可与同属一个进程的其它线程共享进程所拥有的全部资源。
一个线程可以创建和撤消另一个线程，同一进程中的多个线程之间可以并发执行。
由于线程之间的相互制约，致使线程在运行中呈现出间断性。
线程也有就绪、阻塞和运行三种基本状态。
线程是程序中一个单一的顺序控制流程.在单个程序中同时运行多个线程完成不同的工作,称为多线程。
2、线程与进程
线程和进程的区别在于,子进程和父进程有不同的代码和数据空间,而多个线程则共享数据空间,每个线程有自己的执行堆栈和程序计数器为其执行上下文.多线程主要是为了节约CPU时间,发挥利用,根据具体情况而定.线程的运行中需要使用计算机的内存资源和CPU
通常在一个进程中可以包含若干个线程，它们可以利用进程所拥有的资源。
在引入线程的操作系统中，通常都是把进程作为分配资源的基本单位，而把线程作为独立运行和独立调度的基本单位。
由于线程比进程更小，基本上不拥有系统资源，故对它的调度所付出的开销就会小得多，能更高效的提高系统内多个程序间并发执行的程度。
因而近年来推出的通用操作系统都引入了线程，以便进一步提高系统的并发性，并把它视为现代操作系统的一个重要指标。
3、线程的周期
新建就绪运行阻塞死亡
4、线程调度与优先级
有线程进入了就绪状态,需要有线程调度程序来决定何时执行,根据优先级来调度。
5、线程组
每个线程都是一个线程组的一个成员,线程组把多个线程集成一个对象,通过线程组可以同时对其中的多个线程进行操作.在生成线程时必须将线程放在指定的线程组,也可以放在缺省的线程组中,缺省的就是生成该线程的线程所在的线程组.一旦一个线程加入了某个线程组,不能被移出这个组。
6、守护线程
守护线程是特殊的线程,一般用于在后台为其他线程提供服务.
isDaemon（）:
判断一个线程是否为守护线程.
setDaemon（）:
设置一个线程为守护线。
三、中断
1、中断的概念
中断是指在计算机执行期间，系统内发生任何非寻常的或非预期的急需处理事件，使得CPU暂时中断当前正在执行的程序而转去执行相应的事件处理程序。
待处理完毕后又返回原来被中断处继续执行或调度新的进程执行的过程。
中断是单片机实时地处理内部或外部事件的一种内部机制。
当某种内部或外部事件发生时，单片机的中断系统将迫使CPU暂停正在执行的程序，转而去进行中断事件的处理，中断处理完毕后，又返回被中断的程序处，继续执行下去。
其中最为容易发生冲突的就是IRQ、DMA和I/O。
2、IRQ（InterruptRequest）
IRQ英文全称InterruptRequest，中文翻译为中断请求线。
计算机中有许多设备（例如声卡、硬盘等）他们都能在没有CPU介入的情况下完成一定的工作。
但是这些设备还是需要定期中断CPU，让CPU为其做一些特定的工作。
如果这些设备要中断CPU的运行，就必需在中断请求线上把CPU中断的信号发给CPU。
所以每个设备只能使用自己独立的中断请求线。
一般来说在80286以上计算机中，共有16个中断请求线与各种需要用中断的不同外设相连接，（每个中断线有一个标号也就是中断号）。
3、DMA（DirectMemoryAccess）
计算机与外设之间的联系一般通过两种方法：
一是通过CPU控制来进行数据的传送；二是在专门的芯片控制下进行数据的传送。
我们所说的DMA，就是不用CPU控制，外设同内存之间相互传送数据的通道，在这种方式下，外设利用DMA通道直接将数据写入存储器或将数据从存储器中读出，而不用CPU参与，系统的速度会大大增加。
4、I/O（INPUT/OUTPUT）
输入/输出端口，也就是计算机配件与CPU连接的接口。
每个端口都有自己唯一的一个端口号，这个端口号称为地址。
每一个想和CPU通信的外设或配件都有不同的I/O地址，通常在PC机内部一共有1024个地址。
5、如何防止中断冲突
要防止中断冲突，其实就是要知道什么设备容易产生中断冲突，只要知道了这点，在使用这些设备时稍微注意一下就可以了。
下面我列出一些容易冲突的设备，希望对读者有用。
1、声卡：
一些早期的ISA型声卡，系统很有可能不认，就需要用户手动设置（一般为5）
2、内置调制解调器和鼠标：
一般鼠标用COM1，内置调制解调器使用COM2的中断（一般为3），这时要注意此时COM2上不应有其它设备
3、网卡和鼠标：
此问题一般发生在鼠标在COM1口，使用中断为3，这时要注意通常网卡的默认中断为3，两者极有可能发成冲突。
4、打印机和EPP扫描仪：
在安装扫描仪驱动程序时应将打印机打开，因为两个设备中串联，所以为了防止以后扫描仪驱动程序设置有误，一定要将打印机打开再安装扫描仪驱动程序。
5、操作系统和BIOS：
如果计算机使用了“即插即用”操作系统（例如win98），应将BIOS中PNPOSInstalled设置为Yes这样可让操作系统重新设置中断。
6、PS/2鼠标和BIOS：
在使用PS/2鼠标时应将BIOS中PS/2MouseFunctionControl打开或设置为Auto，只有这样BIOS才能将IRQ12分配给PS/2鼠标用。
第二节 多媒体技术
2.1多媒体的基本概念及关键技术
一、多媒体概念
媒体原有两重含义：
一是指存储信息的实体，如磁盘、光盘、磁带、半导体存储器等，中文常译为“媒质”；二是指传递信息的载体，如数字、文字、声音、图形等，中文译作“媒介”。
媒体有以下五大类：
感觉媒体、表示媒体、显示媒体、存储媒体、传输媒体。
从语译概念出发，社会上对多媒体定义的一种说法是：
“多媒体是以下两种或两种以下媒体组成的结合体：
文本、图形、动画、静态视频、动态视频、声音。
”也有专家认为，多媒体是多种媒体的综合、利用和处理。
可见，多媒体的本质不仅是信息的集成，也是设备的集成和软件的集成，通过逻辑连接形成有机整体，同时可实现交互控制，因此集成和交互是多媒体的精髓。
由此可见，传统媒体与多媒体是有一定区别的，主要区别是 ：
（1）传统的媒体是模拟信号，而多媒体是数字化的信息。
（2）传统的媒体中能让人们被动地接受信息，而多媒体可以使人们主动地交流信息。
二、多媒体的分类
多媒体常常按不同的要求和标准分类。
一种常用的划分方法是把媒体划分为感知媒体、描述媒体、传输媒体、信息交换媒体。
三、多媒体数据的特点
1、数据结构复杂，在多媒体数据中不仅有结构化的数据，而助也有大理的非结构化的数据。
2、数据量巨大。
3、数据类型繁多。
4、数据的时空特性，视频、音频和动画等媒体具有事态特性。
5、数据的实时特性。
四、关键技术
1、数据压缩技术
目前主要有三大编码及压缩标准
（1）JPEG标准
JPEG是1986年制定的主要针对静止图像的第一图像压缩国际标准。
该标准制定了有损和无损两种压缩编码方案，对单色和彩色图像的压缩比通常为10：
1和5：
1。
JPEG广泛应用于多媒体CD－ROM、彩色图像传真、图文档案管理等方面。
（2）MPEG标准
MPEG即“活动图像专家组”， 是国际标准化组织和国际电工委员会组成的一个专家组。
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