计算机信息技术教程知识总结.docx
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计算机信息技术教程知识总结
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——ENIAC
2.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/SMb/SGb/S
传输速率中：
1kb/s=1000b/s
2.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=00000000
5.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18~24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RAMDRAM（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
FlashPOM——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46GB
11.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/S—60MB/S4线连接允许支持127台设备为设备提供+5V电能
IEEE-1394接口：
50MB/S—100MB/S6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/S—133MB/S并行硬盘、软盘、软驱接口E-IDE----CD-ROM光盘驱动器
SATA接口：
150MB/S—300MB/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
Modem——USB
14.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：
10
LCD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2^24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300-600dpi
4.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0~79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Linux
4.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：
Windows98、WindowsXP
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.Windows98、WindowsME一般不用作网络服务操作系统；Windows98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、DNS
3
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、RARP
1
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
4．IP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/CD
4.2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
X．25：
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
4.4Internet
1．IP地址：
32位二进制数，类型号+网络号+主机号
A类地址：
1.0.0.0~127.255.255.255用于有大量主机的网络，全球共126个
B类地址：
128.0.0.0~191.255.255.255规模适中的网络
C类地址：
192.0.0.0~223.255.255.255主机数量不超过254台的小型网络
D类地址：
224.0.0.0~239.255.255.255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
4.5Internet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BBS
6．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WindowsXP）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：
GB2312-80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UnicodeConsortium制定
4．区位码：
汉字在GB2312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GB2312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CBF5D0B45043CAC7D6B8，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）÷8
4．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.abs
MP1/2/3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：
1
WMA
.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WindowsXP中的默认编码格式；录制时可对音质进行调节
DVD
.vob
无
5．MediaPlayer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300~3400Hz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/s
8．一张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635MB
9．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：
AdobePhotoshop、Corelphotopaint、DesignPainter
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、AutoCAD
3．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
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