北大文计上总结大纲分解.docx
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北大文计上总结大纲分解
《文科计算机基础(上)》
1.计算机中的信息表示:
信息的存储及处理,在计算机中表现为数据。
(1)计算机科学中常见的数制:
二进制、八进制、十进制以及十六进制。
(2)数制之间的转换(限于无符号整数):
除余法、二进制十进制、二进制十六进制、二进制八进制、十六进制十进制
1、二、八、十六进制转十进制:
每位乘上相应的权,相加即可
2、十进制转二、八、十六进制:
连续除2816直至商为0,将余数倒序排列
3、二进制、十六进制互换:
二进制四位一组,用8421与16进制相对应
4、二进制、八进制互换
二进制三位一组,用421与八进制相对应
5、十进制小数转成二进制
乘二取整,顺序排列
(3)计算机内采用的数制、为什么计算机采用二进制(优点:
可行性、简易、可靠性、逻辑性)。
可行性:
二进制数只有两个状态,物理技术容易实现
简易性:
二进制数运算法则简单
可靠性:
因二进制数只有两个状态,数字转移和处理抗干扰能力强
逻辑性:
两个数码分别和逻辑中的真假对应,为计算机逻辑判断提供方便
(但对于图灵机来说,二进制是非常不理想的:
存储空间大,运算速度慢)
(4)数据在计算机中的组织。
位、字节、字的概念。
存储容量、KB、MB、GB、TB的含义。
字长的概念、字长和计算机性能。
位:
比特bite,是最小的信息单位
字节:
Byte或B,一个字节有8个二进制位构成
字:
w,是信息交换、加工、存储的基本单元(独立的信息单位)。
字长:
CPU内每个字所包含的二进制数码的位数或字符数目。
字长与计算机性能:
基本字长越长,内存可配置容量就越大,运算速度越快,计算精度越高,处理能力越强
(5)整数在计算机中的表示。
整数的加法。
字长和计算机表数范围。
计算机储存无符号整数时,字长16位计算机中,无符号整数表示为16位二进制数(字长:
计算机指令的比特数),最小整数为0,最大整数位65535。
计算机储存有符号的整数时,是用该整数的补码进行储存的。
(6)西文文字在计算机中的表示、编码标准、ASCII编码、扩展ASCII编码。
西文字串表示举例。
ASCII码:
7位二进制字符的编码,包括34种控制字符,52个英文大小写字母,10个数字,32个字符和运算符,它的最高位是0范围为00000000B-01111111B。
扩展ASCII码:
8位二进制字符的编码,可以表示256种不同的字符。
首位可为01.范围为00000000B-11111111B。
中国将该码作为汉字的机内码。
(7)汉字在计算机中的表示、编码标准、GB2312码、内码、外码(输入、输出)、点阵(16*16,24*24,48*48,64*64)。
汉字串表示举例。
输入码:
指键盘输入代表汉字的编码,汉字输入码不统一
机内码:
由扩充ASCII码组成。
输入码被接受后转换为机内码
汉字编码:
汉字由两个字节(GB2312)编码。
机内码是国标码将每个字节的首位变为1得到的(防止与英文冲突)。
输出:
机内码再向字形码转换。
点阵表示法,位图格式。
(8)图形与图像:
图形(矢量图)用指令保存,图像(位图)用点阵储存。
(9)音频:
波形文件(储存波形),MIDI文件(保存指令)
视频:
一系列的图像组成。
动画:
一系列图形组成。
2.计算机基本原理
(1)计算机系统的构成、软件系统和硬件系统概念以及二者间的关系、软硬件系统举例
计算机系统由硬件和软件构成。
硬件系统:
由输入装置、输出装置、存储器、运算器、控制器组成
软件系统:
软件是具有重复使用和多用户使用价值的程序,泛指能在计算机上运行的各种程序,甚至包括各种有关的资料。
软件系统分为系统软件和应用软件。
软硬件系统的关系:
软件与硬件系统在逻辑上是可以等价的。
(2)什么是冯·诺依曼机,冯·诺依曼机的构成部分。
各构成部分之间的关系。
A.冯·诺依曼计算机基本技术内容:
a.五大模块:
借鉴分析机,给出图灵机各个部分的电子实现方式,包括运算器、控制器、存储器、输入设备和输出设备
b.二进制:
明确采用二进制作为各个部件工作和交互的基础
c.存储程序原理:
将数据以及用来处理数据的一系列程序指令同时存入计算机中,让计算机自动地按程序的指令进行一系列操作。
(指令包括操作码和地址码,操作码指明该指令要完成的操作,如加、减、乘、除;地址码是指参加运算的数据所在的地址。
)
B.组成结构:
存储器、处理器、输入设备、输出设备、总线。
C.冯·诺依曼计算机基本原理:
输入->处理->输出+存储
将各种信息变为计算机能识别的数字序列——输入:
输入设备
将这些数字序列按程序指定的处理方式进行运算——处理:
中央处理器(控制器+运算器)
将处理结果按一定的方式输出——输出:
输出设备
存放有关的数据以便进行处理——存储:
存储设备
3.计算机硬件:
处理器、存储器、输出设备、输入设备、总线。
(1)输入设备的功能和典型输入设备举例。
输入设备用于从计算机外部将数据、命令输入到计算机的内部,供计算机处理。
常用的输入设备有键盘、鼠标器、磁盘驱动器、磁带机、光笔、CDROM驱动器、扫描仪、数字化仪、摄像机、触摸屏
(2)输出设备的功能和典型输出设备举例。
输出设备用以将计算机处理后的结果信息,转换成人们能够识别和使用的数字、文字、图形、声音、电压等信息形式。
常用的输出设备有显示器、磁盘驱动器、打印机、绘图仪、音响设备和投影仪等
(3)控制器的功能。
控制器是整个计算机硬件系统的指挥和协调装置,控制器可以在指令的控制下,指挥其他计算机部件协同完成用户交予计算机完成的任务。
具体步骤如下:
控制器从存储器中逐条取出指令、分析指令,并按指令要求发出相应的控制信号指挥各执行部件工作。
(4)运算器(ALU)的功能。
运算器是计算机系统对信息机型加工和处理的部件。
它可以完成算数预算和逻辑运算。
运算器的核心部件被称为算术逻辑单元。
(5)存储器的功能(存放数据和程序)。
寄存器:
工作速度与运算器和控制器合拍,位于CPU内。
高速缓冲存储器(Cache):
逻辑上,高速缓存位于微处理器和内存之间,进行运算时,先把数据预写到其中,需要时直接从它读出,这就缩短了CPU的等待时间。
CPU内部的缓存叫内部高速缓存(InternalCache)或一级高速缓存,主板上的缓存叫外部高速缓存(ExternalCache)或二级高速缓存。
内存储器:
又称主存储器,简称内存。
它直接与CPU相连;使用大规模集成电路作为主存储器,速度很快;当前运行的程序和数据都存放在主存储器中供CPU调用,处理的结果也存入主存储器中。
RAM:
掉电则数据丢失。
ROM:
BIOS芯片(基本输入输出系统)。
它保存了基本输入输出程序,自检程序等。
它负责开机时对系统各项硬件进行初始化和测试,引导计算机进入“激活”状态,最后把机器交给操作系统管理。
CMOS存储器:
见上。
外存储器:
也叫辅助存储器。
除了半导体存储(如闪存:
SM卡、SD卡、U盘等),外存储器还采用磁存储(如硬盘)和光存储技术(如光盘)。
区分:
硬盘、CD-ROM(只读光盘)、U盘。
补充:
固态硬盘和普通硬盘:
固态硬盘读写速度远快于传统硬盘;噪音低,抗震性好,重量略轻;价格贵,目前还不能完全取代传统硬盘。
(6)计算机各组成部分之间的连接——总线。
三总线(地址、控制、数据)
总线是计算机各个部件传送、交换信息的公共通道。
CPU(控制器和运算器)、输入设备接口、输出设备接口与总线相连。
根据总线上传输的信号类型可以把总线分为数据总线、控制总线、地址总线。
现代计算机一般将这三种总线一同使用,称为三总线结构。
物理上,总线由若干条传输线组成,每条传输线在一个时刻可以传输一个二进制位,因此总线所包括的传输线的多少决定了总线的传输能力。
(7)中央处理器的构成和功能。
CPU是控制器和运算器的合成,两者由内部总线相连,内部总线与外部总线相连。
负责处理、运算计算机内部的所有数据。
(8)
中央处理器的性能指标。
时钟频率或称主频,单位Hz,为系统工作的时钟
字长:
内部数据总线的位数8位16位32位64位(1位是1b)
地址总线的位数:
CPU访问内存地址空间的能力(以上都是越大越好)
高速缓冲存储器(快存,CacheMemory):
位于CPU与内存之间的临时存储器,其容量比内存小得多但读写速度却快得多。
。
(9)衡量计算机硬件性能的指标。
a.中央处理器CPU(类型、字长、主频)
b.内存类别(SDRAM、DDR)和容量(512MB,1GB)
c.硬盘容量和转速
d.其他外设配备能力与配置情况
(10)微型(个人)计算机箱内部最核心的一块印刷电路板称为主板,微处理器、存储器、接口卡等都安插在该电路板上。
补:
①关键:
地址总线是单向,数据总线存的东西最多。
②基本框架:
4.计算机的发展简况
1946年第一台数字计算机(ENIAC)问世(诞生于美国)
第一代(46-57年):
以电子管为逻辑元件,只能使用0/1进行编程,一般用于科学计算和军事方面。
第二代(58-64年):
以晶体管为逻辑元件,用磁芯为主存储器,并开始使用及磁带等外存储器;产生操作系统,产生高级编程语言。
第三代(65-71年):
以集成电路为主要功能器件,主存储器采用半导体存储器;C语言产生。
第四代(72—):
使用超大规模集成电路;第一块微处理器是1972年制造的Intel4004。
5.计算机软件和操作系统
(1)计算机软件:
指示计算机完成任务的,以电子格式存储的指令序列和相关数据(只有硬件的计算机叫做裸机)。
(2)软件分类:
系统软件及应用软件。
a.系统软件:
协助计算机执行基本任务,主要包括:
●操作系统:
Windows,MacOS,iOS,Linux
●程序设计语言(机器语言,汇编语言,高级语言):
C语言,Basic语言(以上都是高级语言),汇编语言
●语言处理程序:
编译程序、解释程序
●数据库:
Access,IBMDB2,Oracle
●网络软件:
Internet协议(TCP/IP)、网络共享软件
●系统工具软件:
Norton、查杀病毒、磁盘格式化FDISK
b.应用软件:
用户为解决某些具体问题而开发和研制或外购的各种程序。
(3)系统软件
a.程序设计语言
机器语言:
由机器指令构成,可直接执行。
汇编语言:
为便于记忆,用助记符和符号写成的程序。
高级语言(算法语言):
用易于理解的形式,如英文单词、数学公式,按严格的语法规则和一定的逻辑关系写出的程序集合。
b.语言处理程序:
将汇编语言和高级语言翻译成机器语言。
c.操作系统(背)
A.定义:
操作系统是一个管理计算机系统中各种软件资料和硬件资源的软件;同时,操作系统也为用户使用计算机提供了一个方便、有效、安全、可靠的工作环境。
B.五大功能:
用户界面、文件管理、进程管理、存储管理、设备管理。
●用户界面:
提供一个友好的用户访问操作系统的接口。
✧巧用地址栏:
①查看文件夹时,在地址栏显示目录级别,便于用户快速切换目录,查找所需的文件;②在地址栏可以输入文件路径名,包括URL网址;③将地址栏锁定在任务栏中,用地址栏保存的地址快速访问。
✧库:
库是一个特殊的文件夹,保存文件夹或文件的快捷方式。
✧快捷键:
Ctrl+Z----撤销Ctrl+A----全选Ctrl+F----查找
剪帖板(ClipBoard):
复制(Ctrl_C)剪切(Ctrl_X)粘贴(Ctrl_V)拷屏(PrtScr,Alt+PrtScr)
Win键:
Win+D打开桌面Win+E打开资源管理器Win+F查找Win+L锁定Win+R运行
●文件管理
✧文件系统(背):
操作系统负责管理和存取文件的部分。
负责建立、存取、修改、转存,控制文件的存取,实现“按名存取”,提供安全可靠的共享和保护手段,并且方便用户使用。
✧文件(背):
一组带标识的在逻辑上有完整意义的信息项的序列。
操作系统以文件为单位,在外存上管理并存取信息。
文件可以是一组记录、文档、照片、视频、电子邮件或者计算机的程序
✧一些概念:
✓文件名格式:
文件名.扩展名例如:
lzm.txt,report.doc
(文件扩展名的作用:
文件扩展名是操作系统用来标志文件格式的一种机制,根据文件扩展名可以我们可以知道文件的类别以及打开方式。
对于数据型文件而言,扩展名可以将该文件与能打开该文件的程序型文件对应起来,如果文件扩展名不对,文件可能就不能打开了。
)
✓文件引用名格式:
[盘符:
\][文件路径名\]文件名.扩展名例如:
C:
\jichu\讲义\第3讲计算机软件及操作系统.ppt
✓文件名通配符:
表示一组文件名的符号
*:
代表所在位置开始的任意字符串
?
:
代表所在位置的任意一个字符
✧文件类型:
分为程序型文件(扩展名为com和exe等)和数据型文件
每种数据型文件总有一种或多种程序性文件与之对应。
特定文件扩展名通常与某个特定应用程序相关联。
(文件关联是将一种类型的文件与一个可以打开它的应用程序建立一种依存关系。
即文件扩展名对应某种处理程序)
✧文件格式:
指存储在文件中的数据的组织和排列。
注意:
文件扩展名不等同于文件格式!
文件格式是由创建和打开它的应用程序决定的。
例如,可以将word文档扩展名.doc改为.avi,但文件格式依然是word格式。
✧文件管理工具——资源管理器
打开资源管理器的方法:
鼠标选中【开始】栏右单击,【开始】|【所有程序】|【附件】|【资源管理器】
●进程管理
✧程序与进程的区别
程序是静态的,以程序型文件保存在外存储器上;而进程是动态的,描述程序执行时动态特征,是指正在执行的程序,保存于内存中。
✧打开进程管理:
启动任务管理器:
Ctrl+Alt+Del打开程序管理:
开始—控制面板—程序
✧(重点)多任务与多用户:
多任务是指操作系统将多个程序调入内存,CPU逐个取出,交替进行,使得多个任务可以同时进行。
多用户是指一个操作系统可以由多个用户使用。
●存储管理
✧目的:
①充分利用内存,为程序并发执行提供存储基础;②尽可能方便用户使用,如自动装入用户程序;③解决程序空间比实际内存空间大的问题。
✧做法①记录内存空闲与否;②为进程分配和释放存储空间;③管理主存与外存间的数据交换:
在主存与磁盘间移动程序,提供虚拟内存(用磁盘模拟内存):
✧打开存储管理:
任务管理器:
Ctrl+Alt+Del
●设备管理
补:
常用的图像文件:
gif(GIF文件的数据,是一种无损压缩格式。
它不属于任何应用程序,目前几乎所有相关软件都支持它,公共领域有大量的软件在使用GIF图像文件。
GIF格式的另一个特点是其在一个GIF文件中可以存多幅彩色图像,如果把存于一个文件中的多幅图像数据逐幅读出并显示到屏幕上,就可构成一种最简单的动画。
)、jpg(jpg全名是JPEG。
JPEG图片以24位颜色存储单个位图。
JPEG是与平台无关的格式,支持最高级别的压缩,不过是有损压缩。
)、png(PNG用来存储灰度图像时,灰度图像的深度可多到16位,存储彩色图像时,彩色图像的深度可多到48位。
PNG使用无损数据压缩算法,一般应用于JAVA程序、网页或S60程序中,原因是它压缩比高,生成文件体积小。
)、psd(PSD文件用photoshop打开,是PS专有的位图文件格式,是目前唯一能够支持全部图像色彩模式的格式,但体积庞大)、bmp(BMP(全称Bitmap)是Windows操作系统中的标准图像文件格式。
它采用位映射存储格式,除了图像深度可选以外,不采用其他任何压缩,因此,BMP文件所占用的空间很大。
BMP文件的图像深度可选lbit、4bit、8bit及24bit。
BMP文件存储数据时,图像的扫描方式是按从左到右、从下到上的顺序。
由于BMP文件格式是Windows环境中交换与图有关的数据的一种标准,因此在Windows环境中运行的图形图像软件都支持BMP图像格式。
)、
常用的图形文件:
.wmf、.dxf、.mgx、.eps、.cgm
常用音频文件:
MIDI、MP3、MP4、WMA、WAVE、RM等。
常用视频文件:
AVI、WMV、MPEG、DV、RM/RMVB、MOV等
6.计算机网络
(1)概念:
用通信设备将计算机连接起来,在计算机间传输信息的系统。
(2)要素:
a.连网的计算机:
根据其提供的功能将之区分为客户机或服务器
b.通信设备:
负责转发数据,如网络接口卡,调制解调器、中继器、交换机、路由器等。
c.通信线路:
计算机与通信设备,计算机与计算机之间的连接线路,可以是有线的或无线的。
d.通信协议:
计算机之间以及计算机与设备之间进行数据交换而遵守的规则、标准或约定。
(典型的协议:
TCP/IP,在因特网上采用)(作用:
为连接不同操作系统和不同硬件体系结构的互联网络提供通信支持)
(3)分类:
a.按网络覆盖范围划分
局域网LAN:
覆盖范围有限,网络传输速率高
广域网WAN:
覆盖范围大,网络传输速率较低
城域网MAN
个域网PAN(注意:
互联网是多种网络的互联,是网络与网络之间所串连成的庞大网络,这些网络以一组通用的协议相连,形成逻辑上的单一巨大国际网络。
广域网≠互联网)
b.
(4)局域网技术:
通信设备:
常见的有网络适配器,即网卡;集线器(共享);交换机(独享)等。
网卡地址即MAC地址或物理地址,形式如下:
00-21-97-A3-17-FE
通信线路:
电缆(包括双绞线和同轴电缆)、光缆
通信协议:
以太网协议
(5)因特网技术及运用
a.定义:
Internet(音译为“因特网”)是在TCP/IP协议基础上建立的国际互联网。
b.接入因特网的主要方式:
✓拨号上网
需要向某一ISP(因特网服务提供商,使用设备包括:
路由器、域名服务器、Web服务器、Email服务器)申请帐号
电话线+MODEM(调制解调器)(MODEM将计算机数据转换为信号,经过电话线传输)
网卡+ADSL(非对称数字用户环路)(ADSL利用现有的电话用户线,通过采用先进的复用技术和调制技术,使得高速的数字信息和电话语音信息在一对电话线的不同频段上同时传输,为用户提供宽带接入(从网络到用户的下行速率可达8Mbps、从用户到网络的上行速率可达1Mbps)的同时,维持用户原有的电话业务及质量不变。
)
✓通过局域网或光纤网接入
✓无线接入
c.因特网的常用协议:
d.因特网的服务方式:
客户机-服务器方式
e.因特网的地址:
✓IP地址。
互联网上的计算机必须有一个唯一的IP地址。
获得IP地址的方式:
动态和静态(设置方法:
控制面板—网络连接—本地连接—属性—常规—TCP/IP)
动态:
用DHCP(动态主机配置协议)(通常被应用在大型的局域网络环境中,主要作用是集中的管理、分配IP地址,使网络环境中的主机动态的获得IP地址、Gateway地址、DNS服务器地址等信息,并能够提升地址的使用率。
)从Server处自动获得IP地址
静态:
静态IP地址由网络管理员分配,与主机与网络的连接位置有关。
网络服务器采用静态IP。
✓域名:
便于人们记忆和使用地址而定义的地址,采用层次结构,每台网络主机都可以有一个域名。
结构:
主机名.机构名.网络名.顶层域名如
从左到右,域的范围变大;含义明确,便于记忆
✓IP到域名的翻译:
DNS服务器,由
f.因特网的应用:
✓WWW(WorldWideWeb),也称3W或Web,中文为万维网。
是Internet上的一种应用系统(正在整合其他应用系统)
是一个基于超文本(Hypertext)方式的信息检索服务工具
关键技术:
HTML:
超文本标记语言,如何描述信息
URL:
统一资源定位器,表示网络信息文件存放位置
HTTP:
超文本传输协议,典型的客户机—服务器模式
工作过程:
①用户输入URL后,浏览器分析URL,向DNS服务器请求解析该URL,获得IP地址。
②向获得的IP地址所在的主机发出取文件命令。
③服务器收到请求,发送文件。
④浏览器显示文件中的所有文本。
✓电子邮件
正确的电子邮件地址:
用户名@邮件服务商域名例如jobs@
主要任务是配置Pop(收邮件)和SMTP(发邮件)协议,电子邮件服务提供商会提供相应的服务器。
✓FTP系统及其应用:
FTP主要用于下载公共文件,需要登录并获得对FTP服务器的访问权限,如上传或下载文件。
用浏览器、Windows资源管理器访问FTP服务器:
在地址栏输入:
FTP:
//用户名:
口令名@FTP服务器地址
补:
①集线器、交换机及路由器、调制解调器的功能及区别:
集线器和路由器都是用来连接计算机等网络终端的,他们的作用都是将计算机连接起来构成一个局域网。
但二者在性能上有差别。
集线器为共享式带宽,连接在集线器上的任何一个设备发送数据时,其他所有设备必须等待,此设备享有全部带宽,通讯完毕,再由其他设备使用带宽。
正因此,集线器连接了一个冲突域的网络,所有设备相互交替使用。
而交换机为独享式带宽,允许连接在交换机上的设备并行通讯,设备间通讯不会再发生冲突。
而路由器主要用来进行网络与网络的连接。
主要工作就是为经过路由器的每个数据包寻找一条最佳传输路径,并将该数据包有效地传送到目的站点。
与集线器和路由器有很大的差别。
调制解调器俗称“猫”,功能是把用电话线传过来的模拟信号转化成电脑可以接受的数字信号,再把电脑传出的数字信号转成模拟信号。
从而使计算机联网。
②影响上网速度的主要因素:
原因一:
服务器问题
上网要经过许多层服务器才能到达目的地。
所以,服务器直接影响用户的网络速度。
针对服务器的网络病毒往往会使网速减慢。
网络塞车也是常见原因。
原因二:
本地系统问题
系统用的时间长了,往往会出现故障。
在开机很久后出现的网速突然减慢,不妨重新启动看看能不能解决问题。
有时候,甚至要重装系统才能解决问题。
原因三:
CPU正在繁忙的工作
CPU正在繁忙的工作,会直接影响网络和计算机速度。
所以在网速慢的时候检查一下CPU运作情况是必要的。
7.多媒体技术基础
多媒体技术是利用计算机对文字、图形、图像、动画、音频、视频等信息进行处理、建立逻辑关系和人机交互的技术,包括多媒体硬件及多媒体软件。
✧文字:
包括英文和汉字,前已叙述。
✧音频:
两种类型:
波形音频:
通过数字化录制直接获取。
MIDI:
利用声音合成技术实现。
✓波形音频:
声音信号的数字化:
每隔一定时间间隔在声音波形上取一个幅度值(称为采样,时间间隔称为采样周期),并把采样得到的表示声音强弱的幅度用数字表示(称为量化)。
采样:
对语音信号在时间轴上分段,将每秒采样的次数定义为采样率。
量化:
用一定的比特数表示样本幅度,将表示每个样值的比特数定义为量化位数。
例如:
11KHz采样,8bite量化。
采样及量化会导致信号失真,损伤语音质量。
波形文件的扩展名:
.wav、.mod、.au、.voc
✓MIDI音乐:
用微处理器和数字信号处理器代替发声部件,模拟声音波形数据,然后将这些数据转换成音频信号,合成声音或音乐。
MIDI音乐包含MIDI乐器和MIDI声卡,保存用来重构音乐的指令。
扩展名:
.mid、.cmf、.rol。
MIDI的缺点:
不能产生高质量的交响音乐
✧图形与
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