高一信息科技学科 复习资料.docx
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高一信息科技学科复习资料
「高一信息科技学科复习资料-1」
2009-05-2222:
08
第一篇信息技术基础
第一章信息与信息编码
1．信息及其特征
信息与物质和能源是人类社会的三大资源。
信息只有与人类的生产实践和社会活动相结合才能发挥作用。
信息的主要特征有：
共享性、时效性、可加工处理性和对载体依附性。
信息的功能是消除认识的不确定性。
2．信息的编码
计算机内部采用二进制（binary）代码进行运算和储存。
要计算机处理的信息必须用二进制代码来表示。
当今的计算机已经能够处理文字、声音、图片、动画（animation）和影像等几乎所有信息。
3．十进制数与二进制数及其转换
二进制数由“0”和“1”两个数组成。
它便于在电路中实现。
十进制数（整数）转换成二进制数采用“除2取余”法，而（整数的）二进制数转换成十进制数时，则把二进制数小数点前的第n位的值乘以2n-1，然后把这些结果值相加。
十进制的10～15在十六进制中用A～F表示。
4．文字的编码
英文字母和常用的数学符号与标点符号等字符通常采用ASCII编码。
一个字符用七位二进制数表示，存放时占八位即一个字节（byte）。
ASCII码共有128个码位（0～127），其中不可打印字符34个，可打印字符94个。
英文字母的ASCII码大小比较：
同样的字母，小写比大写大３２；同为大（小）写的字母，在字母表中排在后面的大于前面的。
汉字编码的国家标准是信息交换用汉字编码字符集基本集（GB2312—80），一个汉字用２个ASCII码表示，共包括6763个汉字和682个特殊字符。
最近，我国开始使用新的GBl300标准。
包含65536个字符，其中有20902个汉字。
汉字输入法是另一种形式的编码，它们是用键盘字符来表示汉字的方法。
5．声音的编码和图像的编码
声音是由声波传递的，而声波是一种模拟信号。
波的振幅反映声音的强弱，波的频率反映声音的高低。
最常用的声音编码方法是脉冲编码调制（PCM），和音频编码方法（MIDI）。
前者需要经过采样、量化与编码两个步骤。
后者是用数字描述的乐谱。
一幅彩色图像（image）是由许多个像素组成的。
每个像素都包含红、蓝、绿三种原色，可以用三个字节二进制数据来表示,每种原色从浅到深分为0-255，共256个等级。
单色图像，一个像素用一个字节来表示。
采用这种方法的是位图文件（．bmp）。
一幅800X600的彩色图象容量为144万个字节。
电视和电影是由连续的图像帧组成。
以电视每秒25帧、分辨率800×600为例，一秒钟的电视需要处理25×800×600×3=3600万字节的数据，约36M字节。
因此，播放视频的计算机需要有处理速度较高的CPU和容量较大的存储器。
6．信息的压缩
多媒体文件所生成的信息量比较大。
所以，声音、图像和视频的数字化信息一般都要采用压缩（compress）技术。
信息都是可以压缩的，因为有冗余信息存在的缘故。
压缩分为无损压缩和有损压缩。
无损压缩，能够完全还原为原来的数据。
有损压缩，能够大大压缩数据量，还原的数据没有原来的精确，质量有所损失，但在可接受的限度之内。
有损压缩主要用于音频和视频数据。
图形和图像，冗余表现在三个方面，一是空间冗余，二是时序冗余，三是光谱冗余。
MP3是音乐信息压缩标准，JPG是静态图像信息的压缩标准，MPEG和RM是视频信息的压缩标准等。
第二章信息技术和信息处理工具
1．信息技术
信息技术是应用信息科学的原理和方法有效地利用信息资源的技术体系。
它包括三项技术：
由微电子和光电子技术组成的基础技术；由计算机和通信技术组成的支撑技术；及作为主体的信息处理技术。
信息处理技术，是指信息的获取、表达、加工、传播、存储、转换和使用的技术。
计算机、计算机网络，以及数码相机、扫描仪、话筒，它们都是以微电子和光电子技术为基础的。
2．信息处理工具
计算机系统是由硬件系统和软件系统两部分组成的，是信息处理的基本工具。
著名科学家冯·诺依曼对计算机制造提出了许多建议，其中主要有两条：
（1）运算应该采用二进制。
（2）程序也应像数据那样存放在存储器中，由计算机自动控制执行。
迄今为止设计制造的计算机都采纳了他的建议，所以这些计算机被称为具有冯·诺依曼体系结构。
3．计算机的组成
冯·诺依曼体系结构的计算机由运算器、控制器、存储器、输入设备和输出设备等五个逻辑部件组成。
（1）.CPU——运算器、控制器，计算机的核心。
（2）.存储器——存放程序和数据的地方。
存储器通常分为：
内存储器和外存储器两类。
A.内存储器又称主存储器，简称“主存”或“内存”，包括RAM和ROM等。
B.外存——又称辅助存储器，简称“外存”，例如软盘、硬盘、光盘和磁带等。
存储器之所以分为内外，因为当其体积庞大，而放在主机柜之外而得名。
（3）.输入输出设备——输入输出控制器，简称I／0控制器，它们负责在CPU或主存与外部设备间传输数据。
常用的输入设备有键盘、鼠标、扫描仪等，常用的输出设备有显示器、打印机等。
总线——计算机硬件中还有一个很重要的部分，即总线，又称为系统互连，它们是计算机内部各部件之间的信息传输通道。
让计算机执行某种操作的命令，称为指令。
采用二进制数码表示。
计算机的指令通常由操作码和地址码两部分组成。
操作码规定指令的功能，地址码规定该指令的操作对象。
解决一个问题的指令序列，称为程序。
4．多媒体计算机
多媒体技术是指用计算机控制的采集、处理、编辑、存储和展示多种类型信息媒体的可交互的综合技术，这些信息媒体包括文字、声音、图形、图像、动画和视频影像等。
多媒体计算机是具有多媒体处理能力的计算机系统，它除了常规的硬件之外，还要有若干多媒体部件。
常见的多媒体部件有音频、视频设备及光盘驱动器等。
声卡：
实现模拟声音和数字声音之间的转换的设备，带有MIDI接口，能实现声音编辑、文语转换和声音媒体文件的压缩与解压缩。
视频卡：
实现模拟视频信号和数字视频信号之间的转换设备，带有接电视机、录像机等设备的输入输出接口。
能完成视频媒体文件的压缩与解压缩。
光驱：
用于读取或存储大容量的多媒体信息。
它有多种类型：
CD-ROM：
只读光盘；
CD-R：
可记录光盘：
CD-RW：
可重写光盘：
DVD-ROM：
只读数字视盘：
DVD-R：
可记录数字视盘。
扫描仪：
能对摄影作品、绘画作品或其他印刷材料上的文字和图像，甚至实物，进行扫描,转变为数字化信息。
它是计算机的一种常用输入设备。
5．计算机网络
构成计算机网络的三个要素是：
计算机设备、线路与连接设备以及网络协议。
计算机网络的目标是资源共享和信息传输。
按规模网络分为：
局域网、城域网、广域网。
若干个计算机网络通过网络连接设备用线缆连接起来称为互连网，因特网是世界上最大的互连网。
6．计算机软件
软件——即为解决计算机管理和各种应用问题所编制的各种程序，以及与此相关的文档资料。
现今，将计算机软件通常分为系统软件、支撑软件和应用软件三类。
（1）系统软件含有：
操作系统、语言处理程序、编程工具、数据库管理系统。
（2）支撑软件：
是支撑各种软件的开发与维护的软件，即软件开发环境。
（3）应用软件：
办公软件、多媒体制作和播放应用软件、网络应用软件、管理信息系统、生产过程控制系统。
第三章计算机安全、隐私和道德规范
1．计算机安全
计算机安全即计算机网络和信息系统的安全，指防范与保护计算机系统及其信息资源在生存过程中免受蓄意攻击、人为失误和自然灾害等引起的损失和破坏。
计算机安全主要包括环境安全、系统安全、信息安全和文化安全等。
2．关于计算机病毒
计算机病毒是一种特殊的程序，有着与生物病毒极为相似的特点。
即寄生性、隐蔽性、潜伏性、传染性、破坏性，轻则占用一定数量的系统资源，重则破坏整个系统（软件及硬件）。
计算机加装防杀病毒软件并及时更新，是预防病毒的有效方法。
注意，计算机加装的防杀病毒软件，不更新基本上等于没有防杀毒功能。
3．信息垃圾
我们上网时，经常会看到一些虚假的或不健康的信息，这是一种最常见的信息垃圾。
另一类信息垃圾是垃圾邮件（spam）。
4．“黑客”
黑客是一个独特的群体，现在，泛指网络的非法入侵者。
要防止“黑客”攻击，主要方法是加强安全措施，例如设置防火墙。
5．防火墙
防火墙是一种计算机设备，它设置在内部网络与外部网络之间，起一个隔离的作用，既可以阻止外部信息非法进入内部系统，也可以阻止内部人员非法访问外部系统。
6．隐私权
隐私权表示对个人的一种尊重。
因特网上侵犯隐私权的几种情况：
第一种情况是在计算机网络上，利用远程登录（Telnet）命令进入他人的计算机系统，存取或篡改日志文件中的用户信息。
第二种情况是电子邮件。
以权限极大的管理人员名义非法进入电子邮件的传送节点，阅读电子邮件或肆意变更电子邮件的内容。
第三种情况是你的个人计算机可能被人开了后门。
上网过程中有一个程序下载到你机器里，它能在你的系统中搜索它们想知道的信息，并能回传到它们的机器中。
它类似万维网服务器利用cookies（小甜饼文件）来了解你上网的兴趣爱好。
7．道德规范
因特网最大的特点是开放性和自主性。
广大网民应友好相处，彼此尊重。
因此，除了制定各种法规之外，培养良好的道德规范是非常重要的。
首先，在电子邮件和聊天室里，用词和用语要讲究礼貌，不粗俗，以免损害别人。
其次，要尊重知识产权。
未经许可不复制和扩散他人的软件和资料。
第三，初次进入聊天室或参加新闻组讨论，不妨多听一听、看一看。
发表意见前，应先了解规则，不重复发表已有人问过的问题。
第四，发表信息应该真实，不要欺骗别人，不能捏造虚假新闻，不传播对社会和他人造成伤害的消息。
（包括不能上传黄色的东西）
第五．不做黑客。
不能肆意攻击他人的网站，篡改他人的资料。
学了新知识，想尝试实践必须有个限度，不能破坏社会公共道德和生活秩序，不能伤害他人
网上的道德规范与社会上没有多大的区别。
一个具有绅士风度的人，在网络上也会同样受到欢迎和尊重。
「高一信息科技学科复习资料-2」
2009-05-2222:
09
第二篇算法和程序设计
第一章算法和算法的表示
1．确定解决问题的方法
使用计算机解题的一般过程：
即正确理解题意，寻找或设计解题方法，实际正确的算法，将算法表达成计算机程序，调式运行获得问题的解。
2．把解决问题的方法步骤化
（1）告诉计算机，每一步做什么，下一步做什么，即把解决问题的方法步骤化。
（2）计算机是按照事先设计好的程序工作的，在计算机开始计算前，计算机运行的程序存贮在内存中。
（3）程序由指令和数据两部分组成。
指令部分由一系列指令构成，每条指令计算机执行一个动作。
数据部分包括计算需要的原始数据、中间结果和最后结果数据。
（4）设计一个程序时，需要考虑：
数据的存贮（包括计算所需的原始数据、中间结果、最终结果）和计算的过程（必须指出动作和动作的先后次序）。
（5）计算机指令的种类：
输入、输出、数学运算和逻辑运算。
3．算法的概念和表示方法
（1）用计算机解题前，需要将解题方法转换成一系列具体的、在计算机上可执行的步骤，这些步骤能清楚地反映解题方法一步步“怎样做”的过程，这个过程就是通常所说的算法。
算法：
是在有限步骤内求借某一问题所使用的具有精确定义的一系列操作规则。
（2）算法的五个特征：
有穷性、确定性、能行性、有0或多个输入、有l或多个输出。
A.有穷性：
广义地说，“有穷性”一般指操作步骤或完成操作的时间在合理的范围内。
B.确定性：
算法的每个步骤必须有确切的含义，而不应当是含糊的、模棱两可的。
C.能行性：
算法中的每一个步骤都要足够简单，是实际能做的，而且能在有限的时间内完成。
D.有0个或多个输入：
输入是指算法的执行需要从外界获取信息，为算法的某些阶段建立初试状态。
如果建立初试状态所需要的信息已经包含在算法中，那就不再需要输入。
E.有1个或多个输出：
算法用来解决问题，问题解决的结果应以一定的方式输出，即使问题“无”也需要输出相关信息。
（3）算法的表示可以有多种方法，通常使用：
流程图、自然语言、伪代码。
流程图是一种比较直观易用的、用图形来描述算法的方法，其最基本、最常用的成分有：
输入输出框、处理框、判断框、连接框、流程线、开始、结束符。
A.输入输出框：
用来表示数据的输入，或计算机结果的输出。
B.处理框：
指出要处理的内容，有一个入口和一个出口。
C.判断框：
用来表示分支情况，有一个入口和两个出口，通常用其上面的顶点作为入口。
D.连接框：
用于连接因画不下而断开的流程图。
E.流程线：
是有向线段，指出流程的控制方向，即动作次序。
F.开始、结束符：
用于算法的开始和结束。
一个算法只能有一个开始处，但是可以有多个结束处。
（4）自然语言：
自然语言是采用人类语言加上一些数学符号来描述算法。
自然语言的缺点是存在“二义性”，将会引起算法步骤的不确定性。
（5）伪代码：
是将编程语言和自然语言巧妙地结合起来描述算法的一种方法。
（6）变量：
程序中的变量是计算过程中用于存储数据的存贮单元。
通过输入指令，将外界输入的数据和程序计算的结果存贮到指定的变量中，一旦将数据存贮到某个变量，只要我们不把新的数据送到该变量，在程序整个运行过程中该变量将永久地保存这个数据，如果需要，在计算过程中可以从该变量读取数据，这种读取不会改变变量中的内容（数据）。
简单变量的命名：
简单变量可以用1个或1个以上的字母和数字组合构成，且以字母开头。
4．算法的执行流程
（1）算法的执行流程通常有三种模式：
即顺序模式、选择模式和重复模式。
（熟悉这三种流程模式的对应流程图。
）
（2）表达式与运算符：
表达式：
由适当个数的数据（变量或常量）、基本运算符及圆括号构成，用来描述值的计算过程，或用来描述情况的判断过程。
运算符号：
算术运算符、关系运算符、逻辑运算符。
第二章算法实例
1、解析算法
用解析的方法找出表示问题的前提条件与结果之间关系的数学表达式，并通过表达式的计算来实现问题求解。
2、枚举算法
有一类问题可以采用一种盲目的搜索方法，在搜索结果的过程中，把各种可能的情况都考虑到，并对所得到的结果逐一进行判断，过滤掉那些不合要求的，保留那些符合要求的，这种方法叫做枚举算法。
仅当问题的所有可能解的个数不太多时，才有可能使用枚举算法，在可接受的时间内得到问题的所有解。
在列举可能解的过程中，既不能重复，也不能遗漏。
3、数组变量
数组变量是一种特殊的、十分有用的变量。
实际上，规模为n的数组变量是由n个普通的变量组成的。
我们把组成数组的变量称为数组的元素，一个数组变量中的所有元素拥有一个共同的名称，通过下标指出数组变量中的特定元素。
通常，用数组变量来存储一批类型、作用相同的数据。
4、排序
排序是计算机内经常进行的一种操作,其目的是将一组“无序”的记录序列调整为“有序”的记录序列。
5、冒泡排序算法
冒泡排序是一种直接交换的排序方法。
在这里，冒泡排序算法把待排序的N个元素的是数组看承是垂直堆放的一列数据，从最下面的一个元素起，自下而上地比较相邻的两个元素中的数据，将数据较小的数据换到上面的一个元素中。
重复这一过程，直到处理完最后两个元素中的数据，称为一遍加工。
当第一遍加工完成时，最小的数据已经上升到第一个的位置。
然后对余下的N-1个元素重复上述处理过程，直到最后进行余下两个数据的比较和交换。
6、查找
查找是一种查询数据或信息的技术，其目标是能以比较少的步骤或较短的时间找到所需的对象。
常用的查找方法有：
顺序查找和对分查找。
7、顺序查找算法
假定要从n个整数中查找x的值是否存在，最原始的办法是从头到尾逐个查找，这种查找的方法称为顺序查找。
8、对分查找
对分查找首先将查找键与有序数组内处于中间位置的元素进行比较，如果中间位置上的元素内的数据和查找键不同，根据数据元素的有序性，就可确定应该在数组的前半部分还是后半部分继续进行查找；在新确定的范围内，继续按上述方法进行查找，直到获得最终结果。
对分查找是一种效率很高的查找方法，但被查找的数据必须是有序的。
「高一信息科技学科复习资料-3」
2009-05-2222:
09
第三篇网络基础架构及其应用
第一章因特网的基础架构
1、因特网
因特网（Internet），又称国际互连网,是由许许多多网络互相连接起来的网络。
网络与网络是通过一种叫作路由器的设备来连接的；路由器是用来完成网络之间信息交换的路由选择，所以网络的互连实际上就是路由器的互连。
internet是泛指由多个网络连接而成的网络。
Internet专指在阿帕网基础上发展起来的，现已遍布全球的因特网。
在因特网中，每个网络都是独立、自治的。
每个网络都是自己管理维护的，整个因特网是由非赢利性的民间组织如因特网协会（InternetSociety，ISOC）管理的。
因特网具有开放、自治、自由、流动以及不受时空限制等特性。
2．通信线路及其单位描述
将两台计算机或两个网络连接起来的线路称为通信线路。
它分为有线（电缆和光缆等）与无线（无线电波、微波、红外线等）。
线路上传输数据的速率以每秒钟所传的二进制位数来计量，简写为bps。
lKbps=1024bps、1Mbps=1024Kbps、1Gbps=1024Mbps、1Tbps=1024Gbps
3. 什么是TCP／IP协议
协议是计算机网络协议的简称，它是计算机之间交换信息时必须遵守的一些规则和约定。
计算机网络协议是分层管理的。
例如，会话通信可以分为三个层次：
内容、语言和传输。
OSI网络协议分成七层：
应用层、表示层、对话层、运输层、网络层、数据链路层和物理层。
因特网的协议分为四层：
应用层、传输控制层、网际层、网络接口层。
TCP／IP是传输控制协议和网际协议的合称。
有时，人们用TCP／IP协议泛指因特网上的整套协议。
TCP协议属于运输层（又称传输控制层），负责应用层所在的两台计算机之间的数据传输。
IP协议属于网络层（因特网中为网际层），它的主要功能是路由选择。
4．因特网的IP地址和域名
因特网上的每台计算机在网际协议（IP）中规定和使用的地址，称为IP地址。
IP地址由网络地址部分和主机地址部分构成。
每个IP地址占用32个二进制位，即四个字节。
书写时将其四个字节分别书写为十进制数，各数之间用圆点分隔开。
IP地址一共分为A、B、c、D、E五类，IP地址被分成前后两个邵分，前半部分称为网络地址，后半部分称为（该网络中的）主机地址。
为了方便地记忆和使用网站地址，使用一组能反映拥有者的字母和数字来替代IP地址，称为域名。
每个域名由若干个子域名组成，用点号分开，子域名由若干个字母和数字组成。
域名中最后一个子域名，又称最高域名或一级域名。
子域名不超过63个字符，整个域名不超过256个字符。
cn表示中国，sn表示上海，com是商业机构，edu是教育机构，gov是政府机关，int是国际组织，mil是军事部门，net是网络运行与服务中心，org是其他的非赢利机构。
域名和IP地址的转换依靠域名服务器DNS。
5．因特网的连接设备
网络连接设备主要有集线器、中继器、网桥、交换器、路由器和网关。
（1）.集线器的作用是把各端口相同的信号线连接在一起，集线器分为有源的和无源的。
（2）.中继器作用是把信号放大并整形成原样，在线路上适当的地方使用中继器可以延长通信的有效距离。
（3）.网桥的作用是把两个局域网连接起来，组成一个新的局域网。
仅当两台计算机分隔在网桥两边时，才通过网桥进行通信。
（4）.在集线器上，每个时刻只有两台计算机可以通信。
提高通信效率的一个方法是使用交换器。
交换器允许多对端口同时交换数据。
（5）.路由器的主要功能是为分组选择合适的传送线路，即路由选择。
当网络规模比较大或者要与外界网络连接时，需要用到路由器。
路由器和交换器的异同：
路由器的主要功能是完成通信中的路由选择，是工作在物理层、数据链路层和网络层的设备；而交换器是一种数据交换设备。
6．怎样将计算机接入因特网
接入因特网的主要方式有：
modem拨号、ISDN、ADSL、cable、WLAN
（1）.调制解调器（modem）
调制解调器是电话线上网需要的一种设备。
调制解调器实际上是由调制器（modulator）和解调器（demodulator）组成，数字信号转换为模拟信号，称为调制（modulate）；进行相反的转换，称为解调（demodulate）。
（2）.ISDN（integratedservicesdigitalnetwork）
ISDN是指数字的综合业务网络。
窄带ISDN能够提供2B+D三个信道，一个B信道的速率是64Kbps，而一个D信道的速率为16Kbps。
用户端需安装ISDN终端，计算机需加装ISDN适配器。
（3）.ADSL（asymmetricdigitalsubscriberline）
名称中的不对称是指上行（用户到端局）和下行（端局到用户）的速率不一样。
用此方式上网，用户端需安装分离器和ADSL-modem，计算机需加装网卡。
有些ADSL-modem也可以不通过网卡而使用USB接口与计算机联接。
（4）.有线电视网络（HFC）
有线电视网是光纤与同轴电缆的混合网（简称HFC），带宽大约为550~800MHz。
它也采用频分复用技术，每个电视占用8MHz的带宽。
这个方法就是利用电视节目外的频道资源加载用户的上网信息，上网的速率可达10／100Mbps，这时计算机需加装网卡。
（5）.无线网络
无线网络是利用电磁波在天空中传输数据。
一是用手机进行无线上网，另一种是利用无线局域网（WLAN）技术
第四章因特网的基本应用
1．电子邮件的奥秘
电子邮件是因特网上使用最广泛的通信类应用，使用电子邮件时，需要有一个电子邮件地址，该地址是一个电子信箱的地址。
电子邮件是用两个应用层协议实现的。
一个是简单邮件传输协议（SMTP，功能是将电子邮件送到接收者的电子邮箱中。
），另一个是电子邮局协议（POP3，功能是将电子邮件从邮箱中读出，送到收信人的计算机中。
）。
电子邮局协议的功能是电子邮件的收件人把电子邮件从他的电子信箱中读出，送到接收者的计算机的电子邮件软件中。
电子邮件地址中的“@”,这个符号是Atail，即A的小尾巴，简称at，在英语里有“在……”的意思，一个电子邮件地址直接表示了“某人在什么地方”，并且将人的名字与所在计算机的标识分开。
2．什么是万维网
万维网的原文是WorldWideWeb，意为世界范围的网，万维网是由因特网上网页所组成的网络。
网页是用超文本标记语言编写的超文本,文件类型为.htm或.html。
3．万维网的奥秘
超文本标记语言（HTML），统一规定了数据文件即超文本文件的格式。
网络地址格
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