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第一章信息技术概述

1.1信息与信息技术

1）、信息的定义：

信息是事物运动的状态及状态变化的方式，是一种资源，具有价值性。

2）、信息处理：

信息收集—信息加工—信息存储—信息传递—信息施用。

3）、信息技术（IT）的定义：

用来扩展人的信息器官功能，协助人们更有效的进行信息处理的一类技术。

其内容分为：

感测与识别技术—通信与存储技术—计算与处理技术—控制与显示技术。

4）、现代信息技术主要特征：

以数字技术为基础，以软件为核心，采用电子技术（激光技术）。

1.2微电子技术

1）、微电子技术以集成电路为核心的电子技术，实现电子和系统的超小型化和微型化的技术。

2）、集成电路（IC）以半导体单晶片为基片，材料为硅（Si），砷化镓（GaAs）。

3）、集成电路的分类按照用途分：

通用集成电路（CPU和存储器芯片）和专用集成电路；按照集成度分：

SSI,MSI,LSI,VLSI（超大规模）,ULSI（极大规模）；按照功能分：

数字集成电路和模拟集成电路。

4）、集成电路的封装目的：

电功能，散热功能，机械与化学保护功能。

5）、集成电路的封装方式：

单列直插式（SIP），双列直插式（DIP），阵列式（PGA）。

6）、集成电路的发展趋势：

体积小，成本低，重量轻，速度快，可靠性高。

Moore定律：

单块集成电路的集成度平均每18—24个月翻一番（或3年翻两番）。

7）、集成电路卡（IC卡）分类按照集成电路芯片分：

存储器卡和CPU卡（SIM卡）；按照使用方式分：

接触式IC卡（电话IC卡）和非接触式卡（身份证）。

1.3通信技术

1）、通信的定义：

是指使用电波或光波传递信息的技术。

其三要素：

信源、信道、信宿。

2）、模拟通信逐步被数字通信所取代，数字解调方法：

调幅、调频、调相。

3）、多路复用技术的定义：

是为了提高线路利用率，设法在一条传输线路上，传输多个模拟信号。

分为：

频分复用技术、时分复用技术、波分复用技术和码分复用技术。

4）、数字通信系统的主要性能指标：

数据传输速率、信道带宽、误码率和端一端延迟。

5）、无线通信的类型：

双绞线（5类线）和同轴电缆。

双绞线通常在建筑物内部使用，误码率高，外层包裹护套是为了提高抗干扰能力，但效果不怎么明显。

6）、光纤通信传输数字信号，采用的是波分复用技术。

发送端实现信号的电光转换，接收端实现信号的光电转换。

7）、微波通信的特点：

直线传输，不能绕地球表面传输（中波可以），每隔一段距离要设立中继站。

卫星通信是特殊的微波通信，大约3颗就可以覆盖地球，同步卫星有180颗。

8）、移动通信（蜂窝），基站（微波、光缆和电缆）传递信息。

9）、第二代移动通信的标准：

GSM和CDMA。

1.4数字技术基础

1）、比特：

信息的最小单位（b），用0和1表示，无大小之分。

2）、比特的逻辑运算：

逻辑加（或运算，OR、∨）、逻辑乘（与运算，AND、∧）和取反（非运算，NOT、-）。

3）、逻辑运算的结论：

两个多位的二进制信息进行逻辑运算时，按位独立进行，即每一位都不受其它位的影响。

特殊的是：

1逻辑加1等于1。

4）、字节：

信息的基本单位（B），1B等于8b。

5）、内存储器单位换算（210）和外存储器单位换算（103）的区别。

6）、二进制（B）、十进制（D）、八进制（Q）和十六进制（H）的相互转化。

7）、整数分为无符号的和带符号的，计算机中表示一个带符号的整数，数的正负用最高位来表示，0表示整数，1表示负数，其余位表示数值大小。

8）、定点数表示法：

原码，反码和补码。

正数的原码、反码和补码相等。

负数的反码是对原码按位取反，补码是在反码的基础上末位加1，即反码+1。

9）、原码表示的整数范围：

-2n-1+1～-2n-1-1（-127～127），补码表示的整数范围:

-2n-1～2n-1-1，补码比反码多表示一个。

-128补码表示形式10000000，原码无法表示。

10）、带符号整数在计算机内部采用原码，而采用补码。

11）、已知补码求原码的步骤：

对补码取反后加1。

12）、实数既有整数又有小数。

包括阶码P和尾数S。

N＝±S*2P

第二章计算机组成原理

2.1计算机的组成与分类

1）、划分四代计算机是按照电子元器件。

2）、冯偌依曼思想：

存储程序控制思想（运算器、控制器、存储器、输入设备和输出设备）和二进制思想。

3）、内存储器中存放的指令和数据按地址进行存取。

外存储器中存放的指令和数据按文件进行存取。

4）、计算机由硬件和软件组成。

其中硬件由中央处理器、内存储器、外存储器、输入设备和输出设备组成，它们之间用总线相连。

5）、中央处理器（CPU）用于执行系统软件和应用软件的处理器，是任何一台计算机必不可少的核心组成部件。

6）、内存储器和外存储器的对比

名称

内存储器（内存，主存）

外存储器（外存，辅存）

存取速度

很快

较慢

存取容量

较小（单位成本较高）

较大（单位成本较低）

性质

断电后信息消失

断电后信息部丢失

用途

存放已经启动运行的程序和需要立即处理的数据

长期存放计算机系统中几乎所有的信息

与CPU关系

CPU所处理的指令和数据能够直接从内存中取出。

程序及相关数据必须先送入内存后才能被CPU使用

7）、常用的输入设备（键盘、扫描仪和鼠标）和常用的输出设备（显示器、打印机）。

8）、总线的分类：

CPU总线（连接CPU和内存）和I∕O总线（连接内存和I∕O设备）。

9）、计算机分类：

类别

作用

巨型计算机

军事、科研、气象预报和石油勘探等

大型计算机

为企业和政府提供集中的存储、管理和处理数据

小型计算机

帮助中小企业完成信息处理任务

个人计算机

通常用来处理一个用户的任务

工作站

通常运行UNIX系统

2.2CPU的结构与原理

1）、CPU结构：

寄存储器作用：

用来存放临时参加运算的和运算中间所得到的结果；

运算器的作用：

对数据进行各种逻辑运算和算术运算（运算逻辑部件ALU）。

控制器的作用：

取出指令，并解释指令的含义。

包括指令计数器和指令寄存器。

CPU的任务就是执行机器指令。

指令经过译码，决定该指令应进行何种操作。

2）、指令是计算机能够识别并能理解的一个命令，是构成程序的基本单位，采用二进制表示，用来规定计算机执行什么操作。

由操作码（指出计算机应执行何种操作的一个命令词）和操作数地址（指出该命令所操作的数据所在位置）组成，操作码决定操作数地址。

3）、CPU所能执行的全部指令称为该CPU的指令系统。

4）、向下兼容：

新处理器中保留老处理器的所有指令，同时扩充功能更强的新指令。

同一公司生产的CPU向下兼容，不同公司生产的CPU未必兼容（除了Intel和AMD互相兼容）。

5）、CPU的性能指标：

主频、字长、Cache容量、CPU总线速度、指令系统和逻辑结构。

注：

主频越高，速度越快，但不是成正比；

字长是指CPU中整数寄存器和定点运算器的速度；

CPU总线速度决定着CPU与内存之间传输数据的速度快慢；

Cache容量过大，会降低CPU在Cache中查找的效率；

CPU的速度MIPS（百万条定点指令∕秒）。

2.3PC的主机

1）、主板（母板）上安装CPU插座、芯片组、存储器插槽、扩充器插槽、显卡插槽、BIOS、CMOS存储器和I∕O插口。

2）、芯片组：

主板上所有控制功能几乎都集成在芯片组内，由北桥芯片（存储控制中心，MCH）和南桥芯片（IO控制中心，ICH）组成。

3）、北桥芯片负责AGP接口，内存以及CPU、显卡和PCI总线。

南桥芯片负责外部设备如IDE、USB以及I∕O接口。

注意：

有什么样功能和速度的CPU，就需要使用什么样的芯片组，此外，芯片组还决定内存的最大容量、速度和内存条的类型。

4）、BIOS（基本输入输出系统）是存放在主板上只读存储器（ROM）中的一组机器语言程序。

其功能：

启动计算机工作；诊断计算机故障和控制输入输出系统。

BIOS分为四大程序：

加电自检程序（POST），系统自举（装入）程序（BOOT），CMOS设置程序，基本外围设备的驱动程序（Driver）。

5）、计算机的存储结构

a,寄存器—Cache存储器—内存—外存—后备存储器，向后依次存取时间变慢，容量增大，存取速度变慢。

b,内存存储器特点速度快，容量小，价格高；直接与CPU相连接；存储介质是半导体芯片（集成电路）。

c．分类：

随机存取存储器（RAM）：

DRAM、SRAM和只读存储器（ROM）。

6）、主存储器由DRAM组成，包括大量的存储单元，每个存储单元可放1个字节（8个2进位）。

其特点：

以字节为单位进行连续编址；

存储容量＝末地址-首地址+1；

存储器的存取时间是指从CPU给出存储器地址开始到存储器读出数据并送到CPU所需要的时间，单位ns.

例题：

当内存储器的容量为512MB时，若首地址的十六进制表示00000000H，则末地址的十六进制表示为1FFFFFFF。

7）、缓存（Cache高速缓冲存储器）由SRAM芯片组成。

8）、I∕O总线特点是共享和快速，有三类信号：

数据信号、地址信号和控制信号，分别对应着数据线、地址线和控制线。

9）、I∕O总线的性能指标：

数据传输速率、总线工作频率和传输次数。

总线带宽=数据线宽度∕8*总线工作频率*传输次数

10）、目前I∕O总线是PCI总线PCI-E和总线（串行接口）。

11）、USB接口特点：

高速，可连接多个设备；

使用4线连接器，符合即插即用规范；

可通过USB接口由主机向外设提供电源。

一个USB接口能连接127个设备。

12）、IEEE-1394接口主要连接需要高速传输大量数据的音频和视频的设备，连接器有6线，一个接口最多可连接63个设备。

2.4输入设备和输出设备

1）、鼠标与主机接口：

PS∕2，USB，RS-232串行口，无线鼠标需要安装收发器。

分辨率dpi

2）、键盘与主机接口：

PS∕2，USB，AT接口。

3）、笔输入设备

4）、扫描仪（CCD电荷耦合器件）分为手持式、平板式和胶片式，其性能指标：

扫描仪的分辨率（反映扫描仪扫描图像的图像清晰程度），色彩位数（反映扫描仪对图像色彩的辨析能力），扫描幅面，主机接口。

5）、数码相机的性能指标：

CCD象素数目和存储器容量。

6）、显示器由监视器和显示控制器（显卡）组成，分为CRT显示器（阴极射线管）和LCD显示器,其性能指标：

显示屏尺寸，显示器分辨率，点距和刷新速率。

7）、显卡包括显示控制电路、显示存储器（VRAM）和绘图称处理器。

8）、打印机分为针式打印机、激光打印机和喷墨打印机。

其性能指标：

打印精度、打印速度、色彩表现能力和幅面大小，与主机接口。

2.5外存储器

1）、硬盘的接口：

串行SATA接口、并行的IDE接口；

2）、U盘（优盘）采用Flash技术；移动硬盘和光盘。

3）、DVD、BD的容量分别是单面单层的容量。

第三章计算机软件

3.1概述

1）、程序的定义和特性

2）、程序与数据的关系程序与数据具有相对性。

3）、程序与软件的关系软件＝程序+数据+文档

4）、软件的分类按应用角度分为系统软件（杀毒软件）和应用软件，

应用软件又分为通用应用软件和定制应用软件；

按软件权益分为商品软件、共享软件和自由软件。

3.2操作系统

1）、操作系统的作用：

管理系统中的各种软硬件资源；为用户提供友善的人机界面；为应用程序的开发和运行提供一个高效率的平台。

2）、操作系统的功能：

多任务处理是将CPU时间划分为时间片，使得多任务“同时”进行。

存储管理一般采用虚存进行存储，虚存是指计算机的内存和硬盘上的虚拟内存组成的。

文件管理是在外存储器上数据以文件为单位进行存放、管理。

WindowsXP中文件名最多可包含255个字符；英文字母不区别大小写字母。

设备管理的任务是提高I／O速度，采用的技术：

中断技术、通道技术、虚拟设备技术和缓冲技术。

3）、操作系统类型：

批处理系统，分时处理系统（银行）；网络操作系统和分布式操作系统

3.3程序设计语言及其处理系统

1）、程序设计语言包括机器语言、汇编语言和高级语言。

2）、程序设计语言的基本成分：

数据成分，是程序处理的数据对象

运算成分，是程序包含的运算

控制成分，包括顺序结构、条件选择和重复结构

传输成分，表达程序中的数据传输。

3）、常用的程序设计语言的基本成分介绍

FORTRAN语言适用于数值计算面向过程的程序设计语言,

Java语言面向对象的，用于网络环境的程序设计语言，

C语言兼有高级设计语言的优点和汇编语言的效率，

C++语言是对C语言的扩充，是面向对象程序设计的语言。

4）、语言处理系统：

编译程序、解释程序和汇编程序。

编译程序是将高级语言转换为机器语言或汇编语言的翻译程序。

（笔译）

解释程序是按源程序中指令的执行顺序，逐条翻译并立即执行相应功能的处理程序。

（口译）

汇编程序是将汇编语言翻译成机器语言的翻译程序。

源程序是指被翻译的语言和程序。

目标语言和目标程序是指翻译生成的语言和程序。

3.4算法和数据结构

1）、算法是解决问题的方法和步骤。

其特征：

确定性、有穷性、能行性和输入输出性，至少产生一个输出。

2）、算法的表示：

文字说明、流程图表示、伪代码和程序设计语言。

3）、数据结构内容：

数据的逻辑（抽象）结构、数据的存储（物理）结构和数据结构上定义的哪些运算。

4）、常见的数据结构：

集合结构、线性结构、树形结构和网状结构。

5）、程序＝数据结构+算法计算机科学就是研究算法的学问。

第四章网络与因特网

4.1计算机网络基础

1）、计算机网络是利用通信设备和网络软件把地理位置分散且功能独立的多台计算机以资源共享和信息传递为目的的连接起来的一个系统。

其目的：

数据通信、资源共享、实现分布式信息处理、提高计算机系统的可靠性和可用性。

2）、计算机网络的分类按覆盖范围分为局域网（LAN）、广域网（WAN）和城域网（MAN）；按拓扑结构分为星型、环型、总线、树型。

3）、计算机网络组成部分：

计算机、数据通信链路、网络协议、网络操作系统和应用软件。

4）、网络工作模式（两种）

服务器：

提供共享资源的计算机；工作站：

使用服务器资源的计算机。

对等模式（P2P）客户服务器模式（C/S）

5）、网络服务：

文件服务、打印服务、消息传递服务（网络聊天）和应用服务（ATM柜员机和数据库服务器）。

4.2计算机局域网

1）、特点：

为一个单位所拥有，地理范围有限。

使用专门铺设的传输介质进行数据通信。

数据传输速率高，延迟时间短，误码率低。

2）、组成：

工作站、服务器、网络打印机、网络接口卡、传输介质和网络互连设备。

3）、MAC地址（介质访问地址），由48位二进制组成。

帧格式由源计算机MAC地址、目的计算机MAC地址、有效载荷（传输的数据）和校验消息组成。

4）、常用的局域网

A、总线式以太网（共享式以太网）采用广播方式进行通信拓扑结构一次传输一帧

集线器（Hub）用来连接网络中各个结点,起中继器作用，放大信号，以集线器为中心，网络中每个节点通过网卡和网线（5类双绞线）连接到集线器。

B、光纤分布式数字接口网（FDDI）特有的帧格式，与其他局域网互连双环结构传输介质：

光纤用网桥和路由器实现。

C交换式以太网星型结构每一个接点都享有一定带宽（10Mb/s）多对节点同时通信

D无线局域网采用无线电波（2.4GHZ5.8GHZ）采用扩频方式通信，具有抗干扰、抗噪声、抗信号衰减能力、通信安全，较好的避免了信息被偷听和窃取。

采用802.11（Wi-Fi）协议，但是无线局域网还不能完全脱离有限网络，它只是有限网络的补充。

（蓝牙技术）

E局域网扩展

1、中继器：

放大信号，继续传送信号

2、网桥：

用来连接两个同类型的网段，比中继器多了帧过滤功能，网桥工作在网络的链路层。

3、帧过滤是指网桥检查信息帧的发送地址和目的地址。

5）、广域网：

可以将任意距离的任意多的计算机互联。

其特点：

包含通信子网；具有路由选择功能；点到点的通信方式。

4.3TCP/IP协议与网络互连

1）、TCP/IP协议：

计算机网络中各个组成部分相互通信时必须认同的一套规则和通信协议。

2）、IP地址：

32个二进制，4个字节。

具有惟一性和简明性。

由类型号、网络号和主机号号组成。

分类：

A:

1～126，大规模；B：

128～191，中规模；C:

192～223,小规模。

每一位都为0的IP地址是网络地址；每一位都为1的IP地址是广播地址。

默认子网掩码A：

255.0.0.0，B：

255.255.0.0,C:

255.255.255.0

3）、一个IP地址可以有多个域名，将域名翻译成IP地址的软件称为域名系统DNS。

4）、计算机需要传输的信息预先划分为若干个数据包，以包为单位，在网络中传输，到达目的计算机后，再把这些包恢复为原来的形式。

包的组成：

源计算机地址、目的计算机地址（IP地址）、编号、检验信息、有效载荷。

不同的包在不同链路上进行传输。

5）、分组交换机负责包的转发，可以互连，扩大网络规模，有许多端口，用于连接计算机和通信线路。

其工作模式：

存储转发+路由选择。

6）、每个交换机都有一张路由表，其特点是需要不断更新，复制庞大，通过软件自动计算。

7）、应用：

X.25网（低速）；帧中继网（中速）；

SMDS（交换多兆位数据服务），将信息切割固定长度（53字节）；

ATM（异步传输模式）把数据分成固定大小的包称为信元，每个ATM信元包括53个字节（5个字节的头部信息，48个字节的数据）

4.4因特网的组成

1）广域网接入技术

A电话拨号接入缺点：

上网不能通电话，费用高，每次要拨号，传输速率低。

B综合业务数字网（ISDN）俗称“一线通”，提供用户数字语音和数据传输服务。

C不对称数字用户线技术（ADSL）优点：

同时接听、拨打电话并进行数据传输，两者之间互不影响；ADSL上网不需要缴付电话费。

上传速度64kbps～256kbps，最高达1Mbps，下传速度在理想状态下8Mbps。

D电缆调制解调技术（CableModem）传输介质为同轴电缆，进行数据传输时，将同轴电缆的频带划分为3个部分，用于数字信号的上传、下传和电视节目的下传。

上传速率一般为320kb/s～10Mb/s，下传传输速率为36Mb/s。

E光纤接入网虚拟专网（NPN）

光纤到路边（FTTC）光纤到小区（FTTZ）光纤到大楼（FTTB）光纤到家庭（FTTD）

2）广域网和局域网的本质区别是网络的规模而不是距离。

4.5因特网提供的服务

1）、电子邮件：

电子邮箱，邮箱名@主机域名，由头部、正文和附件组成。

发送邮件按照SMTP协议，接受邮件按照POP3协议。

2）、FTP文件传输按照C/S模式工作，匿名服务：

账户登录名为anonymous,口令为电子邮箱帐户名。

3）、www服务器存放着大量以超文本形式表示的可公开发布或在一定范围内共享的信息。

按照C/S模式工作。

Web文档：

静止、动态、主动文档（不断变化）。

4.6网络信息安全

1）、身份鉴别与访问控制数据加密数字签名

2）、防火墙：

过滤掉黑客的攻击，保证内部子网不受外部的袭击。

3）、病毒的特征：

破坏性、隐蔽性、传播性、潜伏性。

第五章数字媒体及应用

5.1文本与文本处理

1）西文字符编码（ASCII），美国标准信息交换码

A使用7个二进位对字符进行编码

B共用128个字符，含96个可打印字符，32个控制字符。

C特殊的ASCII码：

空格（32），A（65），a（97），0（48）

D不同类型的ASCTT的十进位由小到大：

小写字母﹥大写字母﹥数字﹥空格

2）汉字的编码

AGB2312-80共有7445个字符（6763个汉字，682个图形符号）。

BGBK-95有21000个汉字，883个图形符号。

CGB18030-2000有27000多个汉字

DBig-5汉字编码标准在香港、台湾地区使用。

E国标码﹦区位码+2020H

机内码﹦国标码+8080H

机内码﹦区位码+A0A0H

F汉字机内码双字节，最高位是1；西文字符内码单字节，最高位是0。

GUCS/Unicode用4个字符对全世界现代书面文字所使用的所有字符。

其优点是编码空间极大，缺点是4个字节的字符编码使得存储空间浪费严重。

3）文本准备

A汉字键盘输入汉字用一个或几个键来表示，称为键盘输入编码。

B联机手写汉字识别（笔输入）

C语音识别

D印刷体汉字识别（汉字OCR），将传统纸介质上的文字信息自动输入计算机并转换为数字文本。

E脱机手写汉字识别（手写体识别）

4）文本分类与表示简单文本（纯文本），如记事本（txt），丰富格式文本doc,pdf,RTF（中间格式）

5）文本编辑与处理文本编辑是为了文本内容正确无误；文本处理的方法：

文语转换，字频统计，文本压缩。

6）文本展现其作用在屏幕上显示文本，用打印机打印文本。

字符形状的描述方法：

点阵描述，轮廓描述。

7）文本处理软件MS-OfficeWPS-2000永中Office中文本处理软件

5.2图像与图形

1）、图像的数字化图像获取设备：

扫描仪和数码相机

2）、图像获取的过程实质上是模拟信号的数字化过程，处理步骤：

扫描，分色，取样，量化。

3）、常用的颜色模型：

RGB,CMYK,HSB,YUU，它们之间可以相互转化。

4）、像素深度：

即像素的所有颜色分量的二进位数之和，决定了不同颜色的最大数目。

5）、数据量﹦图像水平分辨率×图像垂直分辨率×像素深度/8（KB）

6）、图像的压缩：

无损压缩，有损压缩（但不影响人们的正确理解），评价图像压缩方法的好坏：

压缩倍数大小，重建图像的质量，压缩算法的复杂程度。

7）、常用图像文件格式：

BMP,TIF,JPEG,JPEG2000（适合网络传输）

GIF：

具有累进显示功能，支持动画，支持透明背景。

8）、图像处理软件：

PhotoshopWindows中画图软件ACDSee32Word和PowerPoint图像编辑功能

9）、计算机合成的称为图形。

绘图软件：

AutoCAD,ARCInfo

10）、图像的数据量﹥图形的数据量

5.3数字声音及应用

1）、声音信号数字化：

取样—量化—编码

2）、获取设备：

麦克风、声卡

3）、声音播放的步骤：

解码—数模转换—插值—处理模拟信号并放大送到扬声器

4）、波形声音的主要参数：

取样频率、量化位数、声道数目。

5）、码率（比特率）计算＝取样频率×量化位数×声道数目（Kb/s）

6）、压缩后的码率＝压缩前的/倍数

7）、MPEG-1层1编码简单：

用于录音磁带

MPEG-1层2算法复杂度中等用于VCD、数字音频广播DAB

MPEG-1层3编码负责用于MP3（MP4是指的MPEG-4层）

8）、计算机合成音乐

A语音合成：

利用计算机模仿人的发音自动生成语音过程（TTS），应用于股票交易，航班查询，电话报税，有声E-mail服务。

B音乐合成：

MIDI音乐只能合成音乐，不能合成歌曲和语音。

它的优点是数据量少，易于编辑修改，可以与波形声音同时播放；其缺点是音质方面较差，不能合成不同的声音。

5.4数字视频及应用（具体详见书223页）

第六章信息系统与数据库

6.1计算机信息系统（具体详见书248页）

6.2关系数据库系统及应用

1）、计算机数据管理技术发展的三阶段：

人工管理阶段—文件系统阶段—数据库系统阶段。

2）、数据