第一章计算机基础知识

山东专升本计算机第一章详细知识总结，1946年，世界上第一台电子计算机ENIAC（Electronic Numerical Integrator And Computer，电子数字积分计算机）在美国宾夕法尼亚大学诞生。这台计算机由约翰·莫奇利和约翰·埃克特领导的小组设计并制造，主要用于计算弹道。ENIAC使用了大量的电子管和继电器，占地面积达170多平方米，重量约30吨，消耗近150千瓦的电力。虽然它的体积庞大且成本高昂，但它的出现标志着电子计算机时代的开始。

第一章 计算机基础知识

• 基本概念
  • 1. 数据
    • 数据是指存储在某种媒体上可以加以鉴别的符号资料
    • 不限于文字 、字母 、数字 、图形 、图像 、音频与视频等数据形式
  • 2. 信息
    • 1、信息可以用来消除不确定性的东西
    • 2、信息是在自然界 、人类社会和人类思维活动中普遍存在的一切物质和事物的属性。（广义定义）
    • 3、信息的特性： 客观性 、普遍性 、无限性 、动态性 、相对性 、依附性 、变换性 、传递性 、层次性 、系统性和转化性等价值性
    • 4、同一个信息 ，可以由不同形式的数据表示
      • 即，信息和数据不是一一对应的。
    • 5、数据和信息的关系： 从信息科学的角度来说 ，信息的符号化是数据 ，数据是信息的具体表现形式，是信息的载体 ，而信息是对数据加工得到的结果。
  • 3. 信息技术
    • 信息技术是指人们获取 、存储 、传递 、处理 、开发和利用信息资源的相关技术
    • 传感技术 、计算机技术 、网络技术和通信技术是主导技术
  • 4. 信息社会
    • 国家信息基础设施（简称NII）
    • NII的同义词——信息高速公路 ，如Internet也属于信息高速公路的范畴
    • 我国的“三金 ”工程 ：金桥 、金关 、金卡。
  • 5. 计算机文化
    • 文化具有的基本属性 ：广泛性 、传递性 、教育性和深刻性。（广传深教）
    • 计算机文化以计算机为核心 ，集网络文化 、信息文化 、多媒体文化于一体 ，并对社会生活和人类行为产生深远影响的新型文化。
• 计算机知识概述
  • 1. 计算机的起源
    • “计算机之父”查尔斯 · 巴贝奇最先提出通用数学计算机的基本设计思想
    • 世界上第一台真正意义上的数字电子计算机ENIAC
      • 1946年2月在美国的宾夕法尼亚大学正式投入运行 。它是一台十进制 ，非冯 • 诺依曼体系
    • 世界上第一台实现存储程序控制功能的计算机是“EDSAC”
      • 1949年 ，世界上第一台电子数字式系统的计算机EDSAC诞生是冯 ·诺依曼原理 ，二进制的存储程序工作原理。
        • 冯诺依曼体系结构计算机的特点
          • （1）存储程序与程序控制
          • （2）二进制
          • （3）硬件由五部分组成
    • 1951年，世界上第一台商业化批量生产的计算机 UNIVAC-I的投产，标志着计算机时代的到来
  • 2. 计算机的发展历程
  • 3. 计算机的特点
    • （1）运算速度快
    • （2 ）计算精度高 ：计算机的计算 精度取决于 计算机的 字长
    • （3 ）存储容量大 ：存储性是计算机区别于其他计算工具的重要特征
    • （4 ）具有逻辑判断能力
    • （5）工作自动化
    • （6）通用性强
  • 4. 计算机的分类
    • 根据计算机的规模划分： 巨型机 、大型机 、小型机 、微型机 、工作站等
      • 规模用计算机的一些主要技术指标来衡量 ，如字长 、运算速度 、存储容量 、输入和输出能力、价格高低等 ，不单纯指体积。
  • 5. 计算机的应用
    • 科学计算
      • 是计算机应用最早的领域
    • 信息管理
      • 是计算机应用最广泛的应用领域
    • 过程控制
    • 计算机辅助系统
      • 计算机辅助设计CAD
      • 计算机辅助制造CAM
      • 计算机辅助工程CAE
      • 计算机辅助教学CAI
      • 计算机辅助测试CAT
      • 计算机辅助教育CBE
      • 计算机管理教学CMI
      • 计算机集成制造系统CIMS
    • 人工智能（ AI）
    • 计算机网络与通信
    • 多媒体技术应用系统
    • 嵌入式系统
      • 具有硬件相关性、内核小、专业性强、实时性、软硬件可转换等特点
  • 6. 计算机的发展趋势
    • 巨型化
    • 微型化
    • 网络化
    • 智能化
      • 人工智能不能完全取代人类
• 计算机的信息表示
  • 1. 数制（即进位计数制）
    • 数码： 一组用来表示某种数制的符号
    • 基数 ：数制所使用的数码个数称为“基数 ”或“基”
    • 位权 ：指数码在不同位置上的权值 ，简称权
    • 常用的进位计数制有
      • 二进制B
      • 八进制O
      • 十进制D
      • 十六进制H
        • 由0-9 、A 、B 、C 、D 、E 、F共16个数码组成
  • 2. 数据的转换
    • 二进制 、八进制 、十六进制数转化为十进制数
      • 按权展开 ，求和即可得到对应十进制数
    • 十进制数转化为任意进制数
      • 整数部分 ，除基取余法 ，逆取余数（由下向上取） 小数部分 ，乘基取整法 ，正取整数（由上向下取）
    • 二进制数与八进制数的相互转换
      • 三位二进制转为一位八进制
    • 二进制数与十六进制数的相互转换
      • 四位二进制转为一位十六进制
    • 位权展开式
      • 例10进制展开
  • 3. 数据单位
    • 位（bit）
      • 比特b存储数据的最小单位 ，表示一位二进制数字
    • 字节（Byte）
      • B 1Byte=8bit
      • 字节是信息组织和存储的基本单位 ，也是计算机体系结构的基本单位
    • 字（Word）
      • 字长是计算机一次所能处理的实际位数长度 ，所以字长是衡量计算机性能的一个重要指标。
  • 4. 机器数和真值
    • 机器数 ：利用“0正1负”的原则将符号“二进制化 ”后得到的数称为机器数或机器码。（符号位用0或1表示）
    • 正数的原码 、反码和补码不变；
    • 负数的反码 ，符号位不变 ，（首位）数值位对应取反（ 1变为0 ，0变为1）；负数的补码 ，在反码的基础上 ，最末位加1。
    • 目前计算机普遍采用补码表示有符号整数 ，符号位一起参与计算 ，如果数值位超出了表示的最大值范围 ，会产生溢出。
  • 5. BCD码
  • 6. 计算机字符编码——ASCII码
    • 简介
      • 数值数据 ：具有数值大小和正负特性的数据
      • 非数值数据 ：没有数值大小和正负特性的数据
        • 如字母 、标点符号 、声音 、图像等 。非数值数据也 称为字符或符号数据
      • 字符编码主要是ASCII码（美国标准信息交换代码）
      • ASCII码是一种西文机内码
      • 7位ASCII码称为标准ASCII码 8位ASCII码 称 为 扩 展 ASCII码 。
      • 7位标准ASCII码用一个字节（ 8位） 表示一个字符 ，并规定其最高位为0 ，实际只用到7位 ， 因此，可表示128个不同字符 。
    • 字符编码：0-31和127
      • 前32（ 0-31） 个字符和第127个字符（删除） 是不能用于打印的编码
      • ASCII 可打印字符（字符编码：32-126，共95个）
        • ① 32是空格；
        • ② 48～57为0到9十个阿拉伯数字；
        • ③ 65～90为26个大写英文字母；（A=65 ，Z=90）
        • ④ 97～ 122号为26个小写英文字母；（a=97 ，z=122）对于同一个字母的ASCII码值 ，小写字母比大写字母大32（ 20H）。
        • ⑤ 其余为一些标点符号 、运算符号等
  • 7. 计算机汉字编
    • 汉字交换码，简称为国标码，一个汉字占用2个字节
    • 汉字机内码
      • GB2312（国标码） 不能直接在计算机中使用 ，为了区分汉字与ASCII码 ，把汉字交换码（国标码） 两个字节最高位改为 1 ，称为机内码
    • 区位码 、国标码和机内码之间的运算关系
      • （ 1）给定区位码 ，前2位是区码 ，后2位是位码 ，分别转换成16进制数。
        • 区码是一种使用区位代码输入汉字的方法，区位码没有重复代码
      • （2 ）区位码（ 16进制）+2020H=国标码
      • （3）国标码+8080H=机内码
      • 国标码为：1453H+2020H=3473H 即：区位码16进制+2020H=国标码 机内码为 ：3473H+8080H=B4F3H 即：国标码+8080H=机内码
    • 汉字字形码：（属于输出码）
      • 点阵码
        • 矢量码占用空间较小 ，且放大后基本不会失真
          • 点阵码的特点：
          • 点阵码编码的存储方式简单、无需转换直接输出但字形放大后易变形。
          • 点阵数越高，字形质量越好。占用磁盘空间较大
          • 点阵码存储一个字符的所用容量与点阵数有关，与所显示的内容无关
          • 所有汉字字形的集合称为汉字库
          • 一个汉字外码有多个，国标码只有一个，机内码只有一个，字形码有多个。
      • 矢量码
        • 而点阵码是用点阵来表示汉字的字形 ，一般占用空间较大 ，且放大后易变形
      • 一个32*32点阵的汉字占用128个字节 ，即32*32/8=128字
    • 汉字输入码（外码）
      • 将汉字通过键盘输入到计算机中所采用的编码 ，分为流水码 、音码 、形码和音形结合码四种
• 计算机系统
  • 1. 存储程序工作原理
    • 指令
      • 指示计算执行某种操作命令，包括操作码和地址码
      • 所有的指令的集合称为计算机指令系统
        • CPU决定了一台计算机的指令系统
      • 计算机的工作过程 ：取指令→分析指令→执行指令→指令计数器+1→执行下一条指令
    • 程序
      • 由一系列指令组成的 ，为解决某一问题而设计的一系列有序的指令集合
    • 存储程序工作原理
      • “存储程序 ”工作原理， 存储程序工作原理是美籍匈牙利科学家冯 • 诺依曼提出来 ，也称为 冯 • 诺依曼原理 ，其基本思想是存储程序与程序控制
  • 2. 计算机硬件系统
    • 只有硬件系统 ，没有软件系统的计算机称为裸机
    • 硬件系统
      • 运算器
      • 控制器
      • 存储器
      • 输入设备
      • 输出设备
    • 一个完整的计算机系统由硬件系统和软件系统两大部分组成
    • 硬件系统
      • 输入设备
        • 主要有： 鼠标 、键盘 、扫描仪 、数字化仪 、数码摄像机 、条形码阅读器 、数码相机和A/D转换器
      • 运算器
        • 可以进行算术运算和逻辑运算
        • 由算术逻辑运算单元（ ALU）、 寄存器等构成
      • 控制器
        • 控制器和运算器称为中央处理器（CPU）
        • 控制器和运算器称为中央处理器（CPU）
      • 存储器
        • 每个存储单元都有唯一的编号，称为存储单元的地址，存储器分内存储器（主存）和外存储器（辅存）
        • 内存是CPU可以直接访问的存储器 ， 当前存放的程序和数据都必须存放在内存中 ，才可以被CPU访问 。外存中的数据必须调入内存才可以被计算机执行。
        • 内存储器
          • 只读存储器（ ROM ）是只能读 ，不能写入 ，断电后信息不丢失 ；
          • 随机存储器（ RAM ）是可读可写 ，断电后信息丢失；
          • 高速缓存（ Cache ）介于CPU和内存之间的高速小容量存储器 ，协调它们之间速度差。
          • 读写速度比较 ：Cache>ROM>RAM>硬盘>U盘>光盘>软盘
        • CPU不能和外存直接交换数据 ，必须把数据调入内存。
      • 输出设备
        • 常见的主要有显示器 、打印机 、音箱绘图仪 、数模转换器D/A
      • 磁盘驱动器 、磁带机 、U盘等既可看作输入设备 ，又可看作输出设备
  • 3. 计算机软件系统
    • 软件是指计算机运行所需的程序 、数据和有关文档的总和
    • 计算机软件
      • 系统软件
        • 系统软件是靠近硬件的一层 ，主要包括操作系统 、语言处理程序 、数据库管理系统 、支撑服务软件
        • 操作系统（Operating System ，OS）
          • 如DOS 、Windows系列 、Linux 、Unix 、Mac OS 、HarmonyOS（鸿蒙）、 麒麟OS等
        • 语言处理程序
          • 汇编程序
          • 编译程序
          • 解释程序
        • 系统支撑和服务程序
        • 数据库管理系统
          • Foxbase 、Access 、Oracle 、DB2 、Sybase 、SQL Server关系型数据库管理系统
      • 应用软件
        • 为解决计算机各类应用问题而编写的软件称为应用软件
          • 如企事业单位的各类信息管理系统 、实用软件 ，Office2010、WPS 、Adobe Photoshop等。
  • 4. 微处理器
    • CPU的中文名称是中央处理器 ，又称为微处理器
      • 运算器 、控制器集成在一块芯片上的集成电路
      • CPU内部 可分为控制单元 、逻辑单元和存储单元三大部分
      • 是整个微机系统的核心
    • 1）CPU：中央处理器，是计算机硬件的核心，决定计算机的性能。由运算器和控制器组成。
    • 2）GPU：图形处理器（或显示芯片），GPU是显卡的大脑，处理2D和3D图像及特效。
    • 3）NPU：嵌入式神经网络处理器，特别擅⻓处理视频、图像等海量多媒体数据。具备深度学习的能力。
    • 2016年中星微数字多媒体芯片技术 国家重点实验室研发成功的"星光智能一号"。这款基于深度学习的芯片运用在人脸识别上，最高能达到98%的准确率，超过人眼的识别率。
  • 5. 主板
    • 主板上最重要的部件称为芯片组
      • 芯片组是ROM芯片，芯片组就是主板的灵魂，由北桥芯片与南桥芯片所组成的。
      • 北桥芯片(NorthBridge)负责与CPU的联系、控制内存，控制系统总线等
      • 南桥芯片负责I/O总线之间的联通以及管理外设等
    • 基本输入/输出系统（ BIOS）
      • BOM
      • 主板上的一块专门存放计算机基本启动信息的集成电路芯片 ，微机开机后自动引导系统。
    • CMOS集成芯片
      • 用手实时时钟控制和存放系统配置信息 ，断电后由专用电池为其供电。
      • RAM
  • 6. 存储器
    • 内存
      • 常用的内存有 SDRAM和 DDR SDRAM 两种
    • 外存
      • 特点是存储容量大 、可靠性高 、价格较内存低，断电后可以永久保存信息
    • 软盘
    • 硬 盘
      • 有 机 械硬 盘（HDD）、 固态硬盘（ SSD ）和混合硬盘之分
        • 固态硬盘(简称SSD)已取代传统硬盘。采用闪存作为存储介质，是电子读写方式，读取速度相对机械硬盘更快。
    • 光盘
    • 闪存
      • 闪存是一种非易失性存储器 ， 即断电数据也不会丢失 。如U盘 、固态硬盘SSD等
        • 即插即用（PnP）：是指计算机能够自动识别设备，并自动安装该设备的驱动程序，自动为该设备分配资源，支持热插拨。 USB：通用串行总线，Universal Serial Bus
  • 7. 常见微机总线标准与接口
    • 总线（ Bus ）
      • 是计算机各功能部件之间传送信息的公共通信干线
      • 数据总线（Data Bus ，DB）
        • 数据总线（DB）：是双向三态形式的总线。双向表示既可以把CPU的数据传送到存储器或I/O接口等部件，也可以将其他部件的数据传送到CPU。三态表示可以传送真正的数据、指令代码或者状态信息。数据总线的宽度与CPU的字长相一致
      • 地址总线（Address Bus ，AB ）
        • 地址总线（AB）：单向的传送的地址信息，即地址信息只能从CPU传向外存或I/O端口。地址总线位数决定寻址空间大小，若地址总线为n位，则可寻址空间为 2n B
        • 地址总线位数决定寻址空间大小
      • 控制总线（Control Bus ，CB）
        • 控制总线（CB）：用来传送各种控制信号和时序信号，控制总线是双向传输的。控制总线的具体情况主要取决于CPU
      • USB总线即通用串行总线
    • I/O（input/output）接口
      • 主要用于主机和外设的数据交换 。可分为串行接口和并行接口
    • 串行接口
    • 并行接口
  • 8. 输入设备
    • 键盘
    • 鼠标
  • 9. 输出设备
    • 输出设备主要包括显示系统 、打印机和声音系统等
    • 显示系统
      • 显示系统包括显示器和显示适配器（显卡） 两部分
      • 衡量显示器的性能指标有分辨率 、颜色质量。刷新率
      • 1 、分辨率：分辨率=水平像素数*垂直像素数 分辨率越高，图象质量越好 2 、颜色深度：每个像素所使用的二进制位数 颜色深度为8，表示每个像素点用8位二进制数表示，颜色 数为256种，即2^8 增强色：2^16=65536色 真彩色：2^24 3 、刷新率：是指屏幕图像刷新的频率。 例如，显示器刷新率为60Hz，表示1秒钟显示60帧画面， 每一帧画面的间隔都是60分之一秒。
      • 分辨率单位用dpi表示
        • 像素（ Pixel ）是图像 、显示器和摄影中的一个基本概念 ，指的是图像中最小的可分辨单元或显示器屏幕上的最小点 。例如 ， 1920x1080分辨率的屏幕意味着屏幕水平方向上有1920个像素 ，垂直方向上有1080个像素。
      • 显卡
        • 简称显存 ，显存越大 ，显示质量就越高
          • 图形处理器GPU(Graphics Processing Unit)，又称显示核心、视觉处理器、显示芯片，是一种 专⻔图像运算工作的微处理器。 GPU是显示卡的“大脑”，GPU决定了该显卡的档次和大 部分性能
    • 打印机
    • 声音系统
      • 声卡
        • 1. 声卡的作用：用它可以录制与播放、编辑与合成、压缩和解压缩音频文件、提供MIDI（Musical Instrument Digital Interface，乐器数字接口）接口、CD-ROM接口、游戏接口、实现模/数转换和数/模转换(D/A，Digital/Analog）。由于计算机集成电路技术的发展，声卡常常被集成在主板中。 2. 声卡的工作原理 ①实现A/D转换：采样—量化—编码—压缩，以便计算机存储音频信息 实现D/A转换：通过声卡完成D/A转换，通过音响播放。
      • 音频信号是连续的模拟信号
      • 采样频率
        • 指每秒钟对音频信号的采样次数
        • 采样：每隔一个时间间隔在声音波形上取一个幅度值，称为采样。 采样频率：每秒钟对音频信号的采样次数称为采样频率。 量化：把采样得到的表示声音强弱的模拟电压用数字表示，称为量化。 采样频率越高，数字化音频的质量也就越高。 量化位数越大，对音频信号的采样精度就越高。
        • 采样频率越高 ，数字信号就越接近原声 。采样频率只要达到信号最高频率的两倍 ，就能精确描述被采样的信号
    • 微机的主要性能指标
      • 1. 主频
        • 也称时钟频率 ，指CPU的时序系统在单位时间内发出的脉冲数
        • 基本单位是赫兹（ Hz）；还有兆赫兹MHz 、吉赫兹GHz等
      • 2. 字长
        • 计算机运算部件一次能同时处理的二进制位数
      • 3. 内核数
      • 4. 内存容量
      • 5. 运算速度
        • 以每秒钟平均执行的指令条数来表示 ，单位有MIPS（每秒106 条指令）和BIPS（每秒109条指令），显然有1BIPS=1000MIPS。
      • 6. 主频越高 ，运算速度越快 ；字长越长 ，运算速度越快（字长越长，精度越高）； 内存越大 ，运算速度越快
        • 另外还有 ：性能价格比（性价比）、 兼容性、系统的可靠性、可维护性等参考指标
• 计算思维及应用
  • 1. 思维
    • 思维是人类大脑能动地反映客观现实的过程 ，是人类在认识世界的过程中进行比较 、分析 、综合的能力 ，是人类大脑的一种机能
    • 思维的特征 ：概括性、间接性、思维是对经验的改组
  • 2. 科学思维
    • 理论思维（又称逻辑思维）
    • 实验思维（又称实证思维）
    • 计算思维（又称构造思维）
  • 3. 计算思维定义与本质
    • 计算思维的定义
      • 计算思维是运用计算机科学的思维方式进行问题求解 、系统设计 、以及人类行为 理解等一系列的思维活动 。
        • 计算思维包括算法、分解 、抽象 、概括和调试五个基本要素。
    • 计算思维的本质
      • 抽象与自动化
  • 4. 计算思维特征与方法
    • 计算思维的特征
      • ① 是概念化 ，不是程序化。
      • ② 计算思维是根本的 、灵活的客观技能 ，不是刻板不变的。
      • ③ 可由人执行也可由计算机执行。
      • ④ 计算思维属于人的思维方式 ，不是计算机的思维方式 ，是人赋予计算机的。
      • ⑤ 是数学和工程思维的互补与融合。
      • ⑥ 是思想 ，不是人造物。
      • ⑦ 面向所有人 、所有地方。
    • 计算思维的应用领域
      • 程序=算法+数据结构
      • 计算机编程解决问题的过程： 问题 、算法 、程序 、语言。
        • 计算机编程解决问题的过程： 1 分析问题 ②设计算法 ③描述算法 ④编程实现
    • 程序和程序设计语言
      • 程序
        • 程序是一系列的指令集合
      • 程序设计语言发展
        • 机器语言 、汇编语言 、高级语言
      • 机器语言和汇编语言都属于低级语言。
      • 程序
        • 机器语言
          • 不需要翻译直接运行
          • 优点是程序运行速度快
          • 特点：通用性和可移植性差
        • 汇编语言
          • 汇编语言是机器语言的“符号化”
          • 特点：通用性和可移植性差
        • 高级语言
          • 解释型 ：对源程序一边翻译 ，一边执行 ，是直接执行源程序或源程序内部形式的，不产生目标程序。
          • 编译程序 ：把高级语言编写的源程序翻译成等价的机器语言表示的目标程序
        • 编译 汇编程序产生目标程序
    • 算法及面向对象
      • 算法
        • 是指解题方案的准确而完整的描述 ，是一系列解决问题的清晰指令 ，算法代表 着用系统的方法描述解决问题的策略机制 。
        • 常用的算法有：递推法 、递归法 、穷举法（或称枚举法 、暴力破解法）、 贪心算法、分治法 、动态规划法、迭代法、分支界限法 、回溯法等。
      • 算法的性质
        • ① 有穷性 ：是指算法在有限的时间内能够终止并产生输出结果的特性。有限的 ，不能是无限的。
        • ② 确定性 ：算法的每一步骤必须有确切的定义 ，无二义性。
        • ③ 可行性 ：有效的执行 ，并可以产生确定结果。
        • ④ 输入 ：有0个或者多个输入。
        • ⑤ 输出 ：有1个或多个输出结果。
      • 算法描述的方法
        • 算法的描述方法
          • ①自然语言
          • ②画流程图
          • ③画N-S图
          • ④伪代码
          • ⑤程序语句
        • 程序设计基本的流程结构有三种 ：顺序结构 、选择结构和循环结构
      • 两者之间没有直接关系
      • 算法的效率
        • 时间复杂度
          • 评估执行程序所需的时间
        • 空间复杂度
          • 评估执行程序所需的存储空间
        • 算法的时间复杂度：指执行算法所需要的计算工作量，即算法所执行的基本步数和指令的条数。 算法的空间复杂度：指执行这个算法所需要的内存空间。 包括 （1）程序所占的空间 （2）初始数据所占的空间 （3）算法执行过程所需的额外空间
      • 面向对象程序设计
        • 面向对象的编程语言的四个主要特征 ：抽象性 、封装性 、继承性和多态性
          • 抽象性
            • 抽象性就是找出事物的相似和共性之处
          • 封装性
            • 是指将数据和方法封装在一个类中
          • 继承性
            • 是指通过创建一个新的类 ，从现有的类中继承属性和方法
          • 多态性
            • 是指同一个方法可以在不同的对象上产生不同的行为
        • 封装考虑的是内部实现 ，抽象考虑的是外部行为
        • 类与封装
          • 类
            • 是面向对象编程中的一个抽象概念
          • 对象
            • 是类的具体实例
          • 类和对象是面向对象的核心元素 。一般来说 ，一个类可以包含多个对象。
      • 数据结构
        • 数据结构是指相互之间存在一种或多种特定关系的数据元素的集合 ，是计算机存储 、组织数据的方式
          • 集合结构
            • 如集合：无序的数据结构
          • 线性结构
            • 数据元素之间存在一对一的关系 ，如数组 、链表 、栈 、队列等
            • 栈
              • 栈相当于桶 ，有先进后出的特点
                • 一种后进先出（ LIFO）的数据结构
            • 队列
              • 队列相当于参观队伍 ，先进先出
              • 汽⻋排队出入库
            • 数组
            • 链表
          • 非线性结构
            • 树
              • 文件系统
              • 二叉树的三种遍历方法： 先序遍历：根-左子树-右子树 中序遍历：左子树-根-右子树 后序遍历：左子树、右子树-根
            • 图
              • 人际关系、交通网、电路设计等
• 新一代信息技术(了解)
  • 1. 物联网（IoT）
    • 1. 是指通过信息传感设备 ，按约定的协议 ，将任何物体与网络相连接 ，物体通过信息传播媒介进行信息交换和通信 ，以实现智能化识别 、定位 、跟踪 、监管等功能。
    • 2. 物联网体系架构
      • 物联网体系架构可分为三层 ：感知层 、网络层和应用层。
        • 感知层
          • 由各种传感器构成 ，比如温度传感器 、湿度传感器 、二维码标签 、RFID标签和读写器 、摄像头等
          • 感知层用以识别物体 、采集信息
        • 网络层
          • 由各种网络组成
          • 负责传递和处理感知层获取的信息
        • 应用层
          • 是物联网和用户的接口
    • 3. 物联网关键技术
      • 物联网关键技术主要涉及：感知与识别技术 、通信与网络技术 、信息处理与服务技术 、应用系统框架等。
        • 传感器技术
          • 传感器（ Sensor）是一种检测装置 ，能感受到被测量的信息 ，并能将检测到的信息 ，按一定规律转换成为电信号或其他信息输出 ， 以满足信息的传递 、处理 、存储 显示 、记录和控制等要求
            • 传感器主要将模拟信号转换成数字信号
          • 射频识别简称RFID
          • GPS全球定位系统
          • 常用的技术： RFID技术 、GPS定位技术 、红外感应技术 、声音及视觉识别技术 、生物特征识别技术等。
        • 传感网
        • 应用系统框架
      • 典型应用领域
        • 智能家居 、智慧交通、智慧医疗、智慧农业 、智慧城市
  • 2. 云计算
    • （ 1）云计算的主要特征
      • 1.弹性伸缩
      • 2.资源共享
      • 3.按需自助服务
      • 4.可靠性和容错性
      • 5.规模大
      • 6.虚拟化
      • 7.通用性强
      • 8.极其廉价
    • （2 ）云计算按服务类型分类
      • ① 基础设施即服务（ IaaS）
        • 提供基础的计算 、存储和网络资源 ，用户可以自行配置和管理操作系统 、中间件 、应用。
          • IaaS主要由计算机硬件、网络、存储设备、平台虚拟化环境、效用计费方法、服务级别协议等组成
      • ② 平台即服务（PaaS）
      • ③ 软件即服务（ SaaS）
    • （ 3）云计算按部署方式分类
      • ① 公有云
      • ② 私有云
      • ③ 混合云
    • （4 ）云计算的关键技术
      • 云计算的关键技术主要涉及 ：虚拟化技术 、云存储技术 、多租户和访问控制管理 、云安全技术等。
    • （5）各类相关计算技术
      • 分布式计算
      • 网格计算
      • 并行计算
  • 3. 大数据
    • （1）大数据或称巨量资料
    • （2 ）大数据5“V”特征
      • 大量性 、多样性 、价值性 、真实性、高速性
        • 谐音记忆：量样价真高——两羊价真高
    • （3）大数据技术
    • （4 ）大数据应用的典型
      • 个性化推荐系统 、欺诈检测和预防 、健康管理和医疗诊断 、物流和供应链优化 、城市智能化管理等。 比如手机经常浏览哪类视频 、新闻 ，大数据技术会给你主动推送相关资讯大数据用于预测分析和行为分析
  • 4. 移动互联网
    • 移动互联网特征
      • ① 终端移动性
      • ② 便携性
      • ③ 业务使用的私密性
      • ④ 终端和网络的局限性
      • ⑤ 业务与终端 、网络的强关联性
  • 5. 互联网+
    • “ 互联网+ ”是两化（信息化和工业化） 融合的升级版
  • 6. 区块链
    • 1. 区块链概念
      • 区块链（ Block Chain）是相当于一个去中心化的数据库
    • 2. 区块链的类型
      • 可以分为公有链 、私有链 、联盟链 、混合链等
    • 3. 区块链特征
      • ① 去中心化分布
      • ② 可溯源、可追踪（防抵赖）、全程留痕
      • ③ 公开透明
      • ④ 不可篡改 ，安全性好
      • ⑤ 去信任、集体维护
    • 4. 区块链应用
      • ① 数字货币
      • ② 智能合约、分布式账本
      • ③ 去中心化的未来
  • 7. 人工智能
    • 1. 概念
      • 人工智能（Artificial Intelligence ，AI）
      • 人工智能本质是由人类制造出来的机器所展现出来的智能 ，并试图通过计算机来模拟人的思维过程和行为。
    • 2. 人工智能的能力体现
      • 人工智能的核心能力可以分为三个层面 ，分别是计算智能 、感知智能 、认知智能
        • 计算智能 < 感知智能 < 认知智能
        • 认知智能:具备仿人类的学习和自适应能力
          • （NPU：嵌入式神经网络处理器，具有深度学习的能力）
    • 3. AI关键技术
      • 机器学习 、自然语言处理 、专家系统
    • 4. AI产业链
      • 基础层： 芯片 、大数据 、算法系统 、网络等多项基础设施 ，为人工智能产业奠定网络 、算法 、硬件铺设 、数据获取等；
      • 技术层 ：计算机视觉 、语音语义识别 、机器学习 、知识图谱等；
      • 应用层 ：金融 、安防 、智能家居 、医疗 、新零售等。
      • 典型应用代表： 各类智能机器人 、AlphaGo、人脸识别 、 自动驾驶 、 自然语言处理（大语言模型ChatGPT 、文心一言（百度）等）
  • 8. 虚拟现实VR
    • 1. 虚拟现实技术的主要特征
      • ① 沉浸感
      • ② 交互性
      • ③ 真实感
      • ④ 多感知性
    • 2. 虚拟现实技术的主要应用领域
      • 教育和培训
      • 医疗和健康
      • 建筑和设计
      • 军事和航天
      • 游戏和娱乐
  • 9. 数字孪生（了解）
    • 1. 数字孪生概念
      • 数字孪生（Digital Twin），也称为数字双胞胎 ，数字映射 、数字镜像
        • 通俗的讲就是在一个设备或系统的基础上 ，创造一个数字版的“克隆体”，这个“克隆体”，也被称为“数字孪生体”，它被创建在信息化平台上 ，是虚拟的。
    • 2. 数字孪生特征
      • 数字孪生最大的特征在于它是对实体对象的动态仿真 ， 即数字孪生体是会“动 ”的
        • 数字化动态版的清明上河图 数字化的故宫游览 博物馆中的古文物场景再现
    • 3. 数字孪生的应用
      • ① 工业制造
      • ② 智慧城市
  • 10. 元宇宙
    • 1. 元宇宙概述
      • 主要是指融合了不同的新技术 ，如人工智能 、大数据 、VR 、5G 区块链 、物联网、数字孪生、虚拟现实、3D等人机交互技术
    • 2. 元宇宙关键技术
      • 扩展现实技术XR（ VR 虚拟现实 +AR 增强式虚拟现实）
      • 数字孪生
      • 区块链
    • 3. 元宇宙的应用场景
      • ① 社交交互
      • ② 虚拟旅游
      • ③ 虚拟商店和电子商务
      • ④ 虚拟教育和培训
      • ⑤ 虚拟健身和娱乐
      • ⑥ 虚拟工作和协作
    • 4. 元宇宙的四个特性（补充）
      • 1）时空性：元宇宙是一个空间维度上虚拟而时间维度上真实的数字世界。
      • 2）真实性：元宇宙中既有现实世界的数字化复制物，也有虚拟世界的创造物。
      • 3）独立性：元宇宙是一个与外部真实世界既紧密相连，又高度独立的平行世界。
      • 4）连接性：元宇宙是一个把网络、硬件终端和用户囊括进来的一个永续的、广覆盖的虚拟现实系统。
  • 11. 量子计算
    • 1. 量子信息技术是量子物理与信息技术相结合发展起来的新学科。
    • 2. 量子计算的特征
      • ① 量子叠加
      • ② 量子纠缠
      • ③ 量子门操作
      • ④ 量子态测量
      • ⑤ 量子并行性
    • 3. 量子信息技术主要分为三个领域
      • （1）量子计算：利用量子叠加和量子纠缠的特性进行并行计算，加快计算机处理信息的速度。
      • （2）量子通信：增强信息的安全保障能力
      • （3）量子测量：提高具体测量中的精度和灵敏度
  • 12. 量子计算的应用领域
    • 1. 加密和安全通信
    • 2. 优化问题和最优化
    • 3. 分子模拟和材料设计
    • 4. 机器学习和模式识别
    • 5. 量子仿真和量子模型