计算机系统

这是一篇关于计算机系统的思维导图，主要内容包括：一、计算机系统，二、信息表示，三、常用操作系统，四、计算机网络，总结说明：将高频考点进行整理，建议听过我的课后再看，由于删减了大量内容，千万不要不听课，只按总结复习。

计算机系统

• 一、计算机系统
  • 1.计算机系统概述
    • 1. 1计算机系统的介绍
      • 计算机系统由硬件系统和软件系统组成，硬件系统核心是中央处理器 (CPU), 软件系统核心是操作系统。
    • 1.2计算机的发展
      • 发展 年代 特征 第一代 1946-1958 电子管 第二代 1958-1964 晶体管 第三代 1964-1970 集成电路 第四代 1971-今 大规模集成电路
    • 1.3计算机的分类
      • 计算机按照不同的分类标准，可以分为不同的类型。
        • (1)按信息的处理方式(处理的为模拟信号或数字信号),一般可分为模拟计算机、数字计算机、混合计算机。
        • (2)按用途，一般可分为通用计算机(个人计算机),专用计算机(银行系统专用计算机、弹道参数计算机)。
        • (3)按运算速度及功能，一般可分为巨型机、大型机、中型机、小型机、微型机、工作站、服务器等。
  • 2.计算机硬件的组成及功能
    • 2. 1计算机硬件的组成
      • 计算机硬件一般由运算器，控制器，存储器，输入设备(又称为I 设备，I=input=输入),输出设备(又称为 O 设备，O=output=输出)五大部分组成，计算机的基本结构最早由数学家冯 ·诺依曼提出，当今计算机仍属冯 ·诺 依曼结构。
      • 硬件系统
        • 主机
          • 中央处理单元(CPU)
            • 运算器
            • 控制器
          • 主存储器(内存)
          • 存储器
        • 外设
          • 外存储器(硬盘、光盘等)
          • 输入设备(键盘、鼠标等)
          • 输出设备( 显示器、打印机，绘图仪等)
    • 2.2控制器
      • 控制器主要由指令寄存器、译码器、程序计数器 (PC) 、 地址寄存器和操作控制器等组成，其功能是从存储器取出指令、分析解释指令，按照指令要求依次向其他各部件发出控制信号，并保证各部件协调一致的工作。
      • (1) 寄存器的功能：存储二进制代码。
      • (2) 译码器的功能：将输入二进制代码的状态翻译成输出信号。
      • (3) 程序计数器 (PC) 的功能：用于存放下一条指令所在单元的地址的地方。
      • (4) 地址寄存器的功能：保存当前 CPU 所访问的内存单元的地址。
      • (5) 操作控制器的功能：产生各种操作控制信号。
    • 2.3运算器
      • 运算器是对信息进行加工和处理的主要部件，其功能是完成算术与逻辑运算。比如常规的加、减、乘、除等 基本的算术运算，还能进行“与”、“或”、“非”这样的基本逻辑运算以及数据的比较、移位等操作。
    • 2.4储存器
      • (1)储存器的作用及分类
        • 存储器是用来存储程序和数据的。存储器分为内存储器和外存储器以及高速缓冲存储器 (Cache)。
        • 内存储器又称主存储器，特点是：半导体存储器，容量相对于外存储器容量小，存取速度快，CPU 可直接对 它进行访问。内存储器可分为两类：一种是随机存取存储器 RAM(RandomAccess Memory), 该储存器的CPU 访 问方式为读写，断电后信息丢失；另一种是只读存储器 ROM(Read Only Memory), 该储存器的CPU 访问方式为 只读，断电后信息不丢失。
        • 外存储器用来扩充存储器容量和存放“暂时不用”的程序和数据。其特点是：容量大，存取信息的速度要比内-2- 存慢，CPU 不可对它直接访问。常用的外存储器有硬盘、软盘、光盘和 U 盘等。
        • 为了解决 CPU 和内存之间速度不匹配问题，引入了高速缓存储存器 (Cache)。
      • (2)储存器的基本单元
        • 字节是存储器容量的基本单元，1个字节等于8个二进制位 (bit, 比特),如“01001000”便为1个字节。 每个单元(字节)有一个地址(一般称为储存器的地址),是一个整数编码，可以表示为二进制整数。
    • 2.5输入设备
      • 输入设备的功能是把程序和数据信号转换成计算机中的电信号，存入计算机中。常用的输入设备有键盘、鼠 标和光笔等。
    • 2.6输出设备
      • 输出设备的功能是将计算机内部需要输出的信息以文字、数据、图形、声音等人们能够识别的方式输出。常 用的输出设备有打印机和显示器等。
      • 输入输出设备经常被称为 I/O 设备，I=input=输入，O=output= 输出。
    • 2.7总线
      • 在计算机系统中，CPU、 内存、输入、输出设备之间传送信息的公共通路叫总线。总线是一种内部结构，
      • 属于计算机硬件系统的一个组成部分，并将硬件系统中的各个部件连接起来。
      • 按照功能划分，总线 (Bus) 大致可以分为地址总线 (AB)、 数据总线 (DB) 和控制总线 (CB)。 其中，地址总线用于传送主存储器地址码或外围设备码；数据总线用于传送程序或数据；控制总线用来传送控制信息。
      • 由于地址只能从 CPU 传向存储器或I/O 端口，所以地址总线总是单向的，数据总线和控制总线一般是双向 的。
        • 总线类型 各类总线功能 传输方向 地址总线(AB) 传送主存储器地址码或 外围设备码 单向 数据总线(DB) 传送程序或数据信息 双向 控制总线(CB) 传送控制信息 双向
    • 2.8数模转换器/模数转换器
      • 能把数字信号转换成模拟信号的电路，称为数/模转换器(简称D/A转换器或DAC),而能把模拟信号转换成数字信号的电路，称为模/数转换器(简称A/D转换器或ADC);A/D转换器和D/A转换器已经成为计算机系统中不可缺少的接口器件。
  • 3.计算机软件的组成及功能
    • 3.1软件系统的定义与分类
      • 计算机软件系统是指计算机运行时所需的各种程序、数据以及有关的文档。
      • 计算机软件一般可分为系统软件和应用软件两大类。若要再次细分，可分为系统软件、支撑软件和应用软件三大类。其中支撑软件是在系统软件和应用软件之间，提供应用软件设计、开发、测试、评估、运行检测等辅助功能的软件，有时以中间件形式存在，它主要包括环境数据库、各种接口软件和工具组。
    • 3.2操作系统
      • (1)操作系统的介绍
        • 操作系统是控制其他程序运行，管理系统资源并为用户提供操作界面的系统软件的集合。
        • 操作系统是最靠近硬件的软件层，是用户和计算机之间的接口。
        • 操作系统管理计算机系统的全部硬件资源，包括软件资源及数据资源，控制程序运行，改善人机界面，为其 他应用软件提供支持等。 使计算机系统所有资源最大限度地发挥作用，为用户提供方便的、有效的、友善的服务 界面。
      • (2)操作系统的特性
        • 操作系统具有并发性、共享性、异步性(随机性)和虚拟性四个基本特征。
        • 1)并发性：是指两个或多个事件在同一时间间隔内发生。操作系统的并发性是指计算机系统中同时存 在多个运行着的程序，因此它应该具有处理和调度多个程序同时执行的能力。
        • 2)共享性： 是指系统中的资源(硬件资源和信息资源)可以被多个并发执行的程序共同使用，而不是 被其中一个独占。
        • 注 ：并发性和共享性是操作系统的最基本特征，互为依存。并发执行的要求引出了资源的共享；而资源 共享的管理又直接影响到程序的并发执行。
        • 3)异步性(随机性):在多道程序环境下，允许多个程序并发执行，但由于资源有限，进程的执行不是一贯到底。而是走走停停，以不可预知的速度向前推进，这就是进程的异步性。异步性使得操作系统运行在 一种随机的环境下，可能导致进程产生与时间有关的错误。但是只要运行环境相同，操作系统必须保证多次 运行程序，都获得相同的结果。
        • 4)虚拟性：虚拟性是一种管理技术，把物理上的一个实体变成逻辑上的多个对应物，或把物理上的多 个实体变成逻辑上的一个对应物的技术。采用虚拟技术的目的是为用户提供易于使用、方便高效的操作环境。
      • (3)常见各类操作系统的介绍
        • 1)网络操作系统：是一种能代替操作系统的软件程序，是网络的心脏和灵魂， 是向网络计算机提供服 务的特殊的操作系统。借由网络达到互相传递数据与各种消息，分为服务器 (Server) 及客户端 (Client)。
        • 2)分布式操作系统：配置在分布式计算机系统上的操作系统，它能使系统中若干台计算机相互协作完 成一个共同的任务。
        • 3)批处理操作系统：指用户将一批作业提交给操作系统后就不再干预，由操作系统控制它们自动运行。
        • 这种采用批量处理作业技术的操作系统称为批处理操作系统。其具体可分为单道批处理系统和多道批处理 系统。批处理操作系统不具有交互性，它是为了提高CPU 的利用率而提出的一种操作系统。
        • 4)分时操作系统：“分时”是指多个用户分享使用同一台计算机，即在一台主机上连接多个带有显示器 和键盘的终端，同时允许多个用户通过主机的终端，以交互方式使用计算机，共享主机中的资源。因此该系 统也是一个多用户交互式操作系统。
        • 5)实时操作系统：是指当外界事件或数据产生时，能够接受并以足够快的速度予以处理，其处理的结果又能在规定的时间之内来控制生产过程或对处理系统做出快速响应，调度一切可利用的资源完成实时任务，并控制所有实时任务协调一致运行的操作系统。提供及时响应和高可靠性是其主要特点。
        • 6)嵌入式操作系统：是运行在嵌入式系统环境中，对整个嵌入式系统以及它所操作、控制的各种部件 装置等资源进行统一协调、调度、指挥和控制的操作系统。
    • 3.3计算机编程语言
      • (1)计算机编程语言的简介
        • 计算机程序语言是专门用来为人与计算机之间进行信息交流而设计的一套语法、语义的代码系统。人们以一 种计算机能够识别的语言形式告诉计算机执行何种工作。
        • 一般把接近机器代码的语言称为低级语言，如机器语言和汇编语言；而把比较接近人类的自然语言，能被计 算机翻译接受的且与计算机硬件无关的语言称为高级语言， 如C 语言。
      • (2)机器语言
        • 直接用二进制代码表示指令系统的语言称为机器语言，也是早期的计算机语言。在机器语言中，每一条指令 的地址、操作码及操作数都是用二进制数表示的。机器语言是计算机能够唯一识别的、可直接执行的语言，不需 “翻译”,是各种计算机语言中运行最快的一种语言。但用机器语言编写程序很麻烦，不容易记忆、掌握和交流。 不同类型的计箅机其机器语言是不同的，而且不可移植。
      • (3)汇编语言
        • 汇编语言是将指令的操作码和操作数改为助记符的形式书写的一种语言。用汇编语言编写程序，可将人们容 易记忆和理解的英文缩写作为助记符，用标号和符号来代替地址、常量和变量。如MOV 表示传送指令、ADD 表 示加法指令等。 汇编语言不能直接执行，必须将汇编语言程序翻译成机器语言，然后再执行。
      • (4)高级语言
        • 高级语言不针对某个具体计算机，通用性强。其特点是接近于人类的自然语言和数学语言。比如用符号“+”、 “-”、“×”、“/”表示加、减、乘和除等。高级语言与计算机硬件无关，不需要熟悉计算机的指令系统，只需考 虑解决问题的算法即可。计算机高级语言的种类很多，常用的有BASIC 、FOR-TRAN 、C 及 FoxPro 等。
      • (5)语言的编译与解释
        • 用高级语言编写的源程序在计算机中不能直接执行，必须翻译成机器语言才可执行。翻译的方式一般有两种， 一种是编译方式，另一种是解释方式。
        • 两种翻译方式都起着将高级语言编写的源程序翻译成计算机可以识别和运行的二进制代码的作用。但两种 方式是有区别的。编译方式将源程序经编译、连接得到可执行程序文件后，就可以脱离源程序和编译程序，单独 执行，所以编译方式的效率高，执行速度快。解释方式是在执行时，源程序和解释程序必须同时参与才能运行， 并且不产生目标文件及可执行程序文件，所以解释方式效率低，执行速度慢，但是便于人机对话。
    • 3.4系统服务软件
      • 系统服务软件是开发和研制各种软件的工具一般可分为三类：诊断程序、调试程序、编辑程序。
      • 诊断程序：诊断计算机是否正常工作，如自检程序；
      • 调试程序：对程序进行调试，如DEBUG;
      • 编辑程序：输入，修改，编辑程序或数据。
    • 3.5网络软件
      • 网络软件一般是指系统的网络操作系统、网络通信协议和应用级的提供网络服务功能的专用软件。
    • 3 .6应用软件
      • 应用软件 (Application) 是和系统软件相对应的，是用户可以使用的各种程序设计语言，以及用各种程序设 计语言编制的应用程序的集合。
      • 应用软件具体举例如下：
        • ①文字处理软件：Word 、WPS;
        • ②表格处理软件：Excel;
        • ③辅助设计软件：AutoCAD;
        • ④数据库管理软件：MySQL、Oracle、Access;
        • ⑤专用软件：管理软件，财会软件，统计软件，控制软件等。
• 二、信息表示
  • 1.信息在计算机内的表示
    • 1.1信息的数量单位及其换算
      • 信息的最小单位为位 (bit, 比特),即一个二进制位，如二进制数0100就是4比特；8个二进制位组成1个 字节 (B) ( 字节是存储器容量的基本单元)。之后的单位换算基本都是扩大1024倍，即210;具体各单位之间的 换算关系如下表：
      • 容量单位 换算关系 bit / B 23bit=8bit=1B KB 210B=1024B=1KB MB 220B=1024KB=1MB GB 230B=1024MB=1GB TB 240B=1024GB=1TB
    • 1.2机器数
      • 计算机中的数值信息都是用二进制表示的。这些数值信息可以分为整数和实数两大类。实数是既有整数又有 小数的数。
      • 计算机常用原码、反码、补码表示机器数。机器数是指：将符号"数字化"的数，是数字在计算机中的二进制表示形式。
      • 原码：最高位为符号位，其它位用绝对值表示，最高位0表示正，1表示负。
      • 反码：正数反码与原码相同，负数的反码为除符号位以外的其它位取反。
      • 补码：正数补码与原码相同，负数的补码等于反码在最低位加1,在计算机系统中，数值一律用补码来表示和存储。
      • 举例：
        • ①+91用原码、反码、补码表示：原码=反码=补码=01011011;
        • ②-91用原码、反码、补码表示：原码=11011011、反码=10100100;补码=10100101;
        • ③-92用原码、反码、补码表示：原码=11011100、反码=10100011;补码=10100100。
    • 1.3计算机的常见编码
      • (1)BCD 码
        • BCD 码(8421码),用4位二进制数来表示1位十进制数中的0～9这10个数码。这是一种二进制的数字 编码形式，用二进制编码的十进制代码，使二进制和十进制之间的转换得以快捷的进行。例如：
        • 0011=1×2⁰+1×2¹+0×2²+0×2³=3,0010=0×2⁰+1×2¹+0×2²+0×2³=2,所以32的BCD 码为00110010。同理，89的BCD 码为10001001;56的BCD 码为01010110。
      • (2)ASCII 码
        • ASCII 码是美国信息交换标准代码的简称 (American Standard Code for Information Interchange), 是为常用字 符而设置的一种编码方案。它是现今最通用的单字节编码系统，使用指定的7位或8位二进制数组合来表示128 或256种可能的字符(即1个字节表示1个字符)。
      • (3)汉字国标码
        • 汉字国标码，创建于1980年，为了使每个汉字有一个全国统一的代码而颁布的汉字编码国家标准，在我国 汉字代码标准GB2312-80 中有6763个常用汉字规定了二进制编码，每个汉字对应2个字节。
        • 汉字的国标码是用2个字节码来表示1个汉字，每个字节的最高位都是0,与ASCII 码有冲突，不能被计算 机内部直接采用(计算机无法识别这个代码所指的是1个汉字还是2个字符)。为与ASCII 码区别，汉字的机内 码采用变形国标码，其变换方法为：将国标码的每个字节都加上128,即将两个字节的最高位由0改 1, 其 余 7 位不变。
    • 1.4图形信息
      • 图形在计算机中有两种数字化表示方法，一种称为几何图形或矢量图形，简称图 形(Graphics); 另一种称为 点阵图像或位图图像，简称图像 (Image)。
      • 图像表示法是把原始画面分离成M×N 个像素，组成一个矩阵，所以它又称为位图表示法或点阵表示法。黑 白画面用一个二进制整数来表示每个像素的灰度值，彩色画面用多个二进制整数来表示每个彩色像素的3个分 量(红色R、绿色G、蓝色B) 的灰度值，即每个像素实际上就是图像中的一个个光点，这些光点可以是黑白的， 也可以是彩色的。
      • 若一幅图像的分辨率为 640×480像素，这表示图像中每行有640个像素组成，每列由480个像素组成。 -8- 影响计算机图像质量的主要参数有分辨率，颜色深度，图像文件的尺寸，文件保存格式。
  • 2.数制转换
    • 2.1十进制数
      • 十进制数用十个数表示：0,1,2, … ,9。
      • 逢十进一 (10表示十)。
        • 举例：十进制数571.34用公式表示成十进制数为
        • 5×10²+7×10¹+1×10⁰+3×10-¹+4×10-²=500+70+1+0.3+0.04=571.34。
    • 2.2二进制数
      • 二进制数用两个数表示：0,1。
      • 逢二进一 (10表示二)。
        • 举例：二进制数110.01用公式表示成十进制数为
        • 1×2²+1×2¹+0×2⁰+0×2-¹+1×2-²=4+2+0+0+0.25=6.25。
      • 计算机中只能处理用0、1表示的二进制信息，因此计算机的所有信息都用二进制来表示的。
    • 2.3八进制数
      • 八进制数用八个数表示：0,1,2, … ,7。
      • 逢八进一 (10表示八)。
        • 举例：八进制数237.2用公式表示成十进制数为
        • 2×8²+3×8¹+7×8⁰+2×8-¹=128+24+7+0.25=159.25。
    • 2.4十六进制数
      • 十六进制数用十六个数表示：0,1,2, … ,9,A,B,C,D,E,F; A~F 分别与十进制10~15相等。
      • 逢十六进一 (10表示十六)。
        • 举例：十六进制数3AF.C 用公式表示的十进制数为
        • 3×16²+10×16¹+15×16⁰+12× 16-¹=768+160+15+0.75=943.75。
    • 2.5不同进制数值之间的转换
      • ①把题干各进制数用十进制数表达；
      • ②把选项各进制数也用十进制数表达；
      • ③若选项和题干的十进制数相等，那么便是正确选项。
  • 3.信息的相关知识
    • 3.1计算机病毒
      • 计算机病毒 (Computer Virus) 是编制者在计算机程序中插入的破坏计算机功能或者数据的代码，能影响计 算机使用，能自我复制的一组计算机指令或者程序代码。
      • 计算机病毒具有传播性、隐蔽性、感染性、潜伏性、可激发性、表现性或破坏性。计算机病毒的生命周期：
      • 开发期→传染期→潜伏期→发作期→发现期→消化期→消亡期。
      • 有关计算机病毒的历年真题，考得都是一些常识，基本都能临场做对。
    • 3.2信息保密
      • 保护信息机密性的常用方式：①信息隐藏、②信息加密，这两种方式所采用的技术并不相同。
      • (1)信息隐藏
        • 信息隐藏是指将秘密信息隐藏于可公开的媒体信息中，使人们凭直观的视觉和听觉难以察觉其存在的技术。 如将秘密信息隐藏到另一个看似普通的信息中，从而隐藏真实信息的存在，以达到安全通信的目的。
      • (2)信息加密
        • 信息加密技术是利用数学或物理手段，对电子信息在传输过程中和存储体内进行保护，以防止泄漏的技术。 数据加密的基本方法是编码，通过编码将明文变换为密文。常用的加密技术有：传统加密技术(早期加密方法)、 对称加密技术、密钥加密技术、和数字签名等。
        • 数字签名技术：是目前电子商务、电子政务中应用最普遍、技术最成熟的、可操作性最强的一种电子签名方 法。其作用是：保证信息传输的完整性、发送者的身份认证、防止交易中的抵赖发生。
    • 3.3信息化
      • 信息化是指培养、发展以计算机为主的智能化工具为代表的新生产力，并使之造福于社会的历史过程。
      • 与智能化工具相适应的生产力，称为信息化生产力。
      • 信息化的主要技术支柱是计算机技术，通信技术和网络技术。
    • 3 .4信息特征
      • ①依附性。物质是具体的、实在的资源；而信息是一种抽象的、无形的资源。信息必须依附于物质载体，而 且只有具备一定能量的载体才能传递。信息不能脱离物质和能量而独立存在。例如新闻信息离开语言文字、报纸 版面就无法体现。
      • ②再生性(扩充性)。物质和能量资源只要使用就会减少；而信息在使用中却不断扩充、不断再生，永远不会 耗 尽 。
      • ③可传递性。没有传递，就无所谓有信息。信息传递的方式很多，如口头语言、体语、手抄文字、印刷文字、 电讯号等 。
      • ④可贮存性。信息可以贮存，以备它时或他人使用。贮存信息的手段多种多样，如人脑、电脑的记忆、书写、 印刷、缩微、录像、拍照、录音等。
      • ⑤可缩性。人们对大量的信息进行归纳、综合，就是信息浓缩。如总结、报告、议案、新闻报道、经验、知 识等都是在收集大量信息后提炼而成的。而缩微、光盘等则是使信息浓缩贮存的现代化技术。
      • ⑥可共享性。信息不同于物质资源。它可以转让，大家共享。信息越具有科学性和社会规范就越有共享性。 新闻信息只有共享性强才能有普遍效果。
      • ⑦可预测性。即通过现时信息推导未来信息形态。信息对实际有超前反映，反映出事物的发展趋势。这是信 息对 “ 下判断 ” 以至 “ 决策 ” 的价值所在 。
      • ⑧有效性和无效性。信息符合接受者需要为有效，反之则无效；此时需要则有效，彼时不需要为无效；对此 人有效，对他人可能无效。例如新闻信息主要以时效、新鲜、显著、接近、趣味等满足受众的普遍需要，从而获 得有效性 。
      • ⑨可处理性。信息如果经过人的分析和处理，往往会产生新的信息，使信息得到增值。 —10—
      • ⑩信息作为一种特殊的资源，具有相应的使用价值，他能够满足人们某些方面的需要。但信息的价值大小是 相对的，它取决于接收信息着的需求及对信息的理解，认识和利用的能力。
      • 注：以下内容留下一个印象即可，不建议强化记忆。
• 三、常用操作系统
  • 1.操作系统的概述
    • 1.1操作系统的概述
      • 操作系统的主要功能是资源管理、程序控制和人机交互等。计算机系统的资源可分为设备资源和信息资源两 大类。设备资源指的是组成计算机的硬件设备，如中央处理器、主存储器、磁盘存储器、打印机、磁带存储器、 显示器、键盘输入设备和鼠标等。信息资源、指的是存放于计算机内的各种数据，如文件，程序库，知识库，系 统软件和应用软件等。
    • 1.2常见的操作系统
      • 常见的操作系统主要有DOS 系统、Windows 系统、和UNIX 系统等，其中DOS 系统属于单用户单任务操作 系统，Windows 系统属于单用户多任务操作系统，UNIX 系统属于多用户多任务操作系统。
  • 2.操作系统的功能
    • 2.1操作系统的功能
      • 操作系统是一个庞大的管理控制程序，主要功能可以细分为5个方面的管理： 进程与处理器管理 (CPU 管理)、作业管理、存储管理、设备管理、文件管理。
    • 2.2进程与处理器管理
      • (1) 进 程
        • 1)进程的简介
          • 进程是一段正在运行的程序，是一个具有一定独立功能的程序关于某个数据集合的一次运行活动。它是-11- 操作系统动态执行的基本单元，在传统的操作系统中，进程既是基本的分配单元，也是基本的执行单元。
          • 进程的特征：
            • ①动态性：进程的实质是程序的一次执行过程，进程是动态产生，动态消亡的。
            • ②并发性：任何进程都可以同其他进程一起并发执行。
            • ③独立性：进程是一个能独立运行的基本单位，同时也是系统分配资源和调度的独 立单位。
            • ④异步性：由于进程间的相互制约，使进程具有执行的间断性，即进程按各自独立 的 、不可预知的速度向前推进。
          • 注：操作系统具有并发性、共享性、异步性(随机性)和虚拟性四个基本特征。
        • 2)进程与程序的区别
          • ①程序是指令和数据的有序集合，其本身没有任何运行的含义，是一个静态的概念。而进程是程序在处 理机上的一次执行过程，它是一个动态的概念。
          • ②程序可以作为一种软件资料长期存在，而进程是有一定生命期的。即程序是永久的，进程是暂时的。
          • ③进程是由进程控制块、程序段、数据段三部分组成，而程序由程序代码组成。
          • ④进程具有创建其他进程的功能，而程序没有。
          • ⑤同一程序同时运行于若干个数据集合上，它将属于若干个不同的进程，也就是说同一程序可以对应多 个进程。
          • ⑥在传统的操作系统中，程序并不能独立运行，作为资源分配和独立运行的基本单元都是进程。
        • 3)进程与线程的区别
          • 通常在一个进程中可以包含若干个线程，它们可以利用进程所拥有的资源，在引入线程的操作系统中， 通常都是把进程作为分配资源的基本单位，而把线程作为独立运行和独立调度的基本单位，由于线程比进程 更小，基本上不拥有系统资源，故对它的调度所付出的开销就会小得多，能更高效的提高系统内多个程序间 并发执行的程度。
      • (2)处理器管理
        • 处理器管理或称处理器调度，是操作系统资源管理功能的另一个重要内容。在一个允许多道程序同时执行的 系统里，操作系统会根据一定的策略将处理器交替地分配给系统内等待运行的程序。
        • 一道等待运行的程序只有在获得了处理器后才能运行。 一道程序在运行中若遇到某个事件；例如，启动外部 设备而暂时不能继续运行下去，或一个外部事件的发生等，操作系统就要来处理相应的事件，然后将处理器重新 分配。
      • (3)进程与处理器管理的主要功能
        • 进程与处理器管理是操作系统资源管理功能的一个重要内容。在一个允许多道程序同时执行的系统中，操作系统会根据一定的策略将处理器交替地分配给系统内等待运行的程序， 充分利用计算机系统中的软硬件资源。
    • 2.3作业管理
      • 完成一个独立任务的程序及其所需的数据组成一个作业。作业管理是用户提交的诸多作业进行管理，包括作 业的组织、控制、和调度等，尽可能高效地利用整个系统的资源。
      • 一个用户程序的执行自始至终是在操作系统控制下进行的。 一个用户将他要解决的问题用某一种程序设计-12-
      • 语言编写了一个程序后就将该程序连同对它执行的要求输入到计算机内，操作系统就根据要求控制这个用户程 序的执行直到结束。
      • 如之前提到的批处理操作系统，便是按照预先写好的作业说明书控制作业的执行，在执行作业时无需人为干 预 (不允许用户和作业交互),因而在作业的执行过程中，计算机系统会自动地，顺序地执行作业流。
    • 2.4储存管理
      • 存储器管理的对象是主存，也称内存。它的主要功能包括分配和回收主存空间、提高主存利用率、扩充主存、 对主存信息实现有效保护。其存储管理方案主要包括分区存储管理、分页存储管理、分段存储管理、段页式存储 管理以及虚拟存储管理。
      • Windows 中 ，对存储器的管理采取分段存储、分页存储技术。 每一个存储器段可以小至1个字节，大至4G字节； 一个页的大小规定为4K 字节。
      • 当程序的存储空间要求大于实际的内存空间时，就使得程序难以运行了。操作系统中采用虚拟存储技术是为 了给用户提供更大的随机存取空间而采用的一种存储技术。所谓虚拟存储，就是把内存与外存有机的结合起来使 用，从而得到一个容量很大的“内存”,即对内存进行一个容量的扩充，这就称之为虚拟存储，程序就运行在这 个虚拟存储空间中。采用该技术，能在一个较小内存储空间上，运行一个较大的程序。
    • 2.5设备管理
      • 操作系统的设备管理指计算机系统中除 CPU 和内存以外的“输入/输出设备(外部设备)”管理。其管理功能主要是提供相应的设备驱动程序、初始化程序和设备控制程序等 。
      • 对于非存储型外部设备，如打印机、显示器等，它们可以直接作为一个设备分配给一个用户程序，在使用完 毕后回收以便给另一个需求的用户使用。
      • 对于存储型的外部设备，如磁盘、磁带等，则是提供存储空间给用户，用来存放文件和数据。存储性外部设 备的管理与信息管理是密切结合的。
      • 设备管理中的即插即用技术：所谓即插即用技术，就是将设备连接到计算机后，不需要进行驱动程序的安装， 也不需要对设备参数进行复杂的设置，设备就能够自动识别所连接的计算机系统，同时根据投影环境的光线，自 动调整好设备的相关参数，确保设备完成物理连接之后，就能正常使用。
    • 2.6文件管理
      • 文件管理是对计算机的系统软件资源进行管理，主要任务是向计算机用户提供提供一种简便、统一的管理和 使用文件的界面。其任务是把存储、检索、共享和保护文件的手段，提供给操作系统本身和用户，以达到方便用 户和提高资源利用率的目的。
      • 一般来说， 一个文件系统向用户提供创建文件，撤销文件，读写文件，打开和关闭文件等功能。有了文件系 统后，用户可按文件名存取数据而无需知道这些数据存放在哪里。这种做法不仅便于用户使用，而且还有利于用 户共享公共数据。此外，由于文件建立时允许创建者规定使用权限，这就可以保证数据的安全性。
      • 例如在Windows 操作系统中，便提供了两个文件管理工具： 我的电脑和资源管理器。
    • 2.7人机交互
      • 操作系统的人机交互功能是决定计算机系统“友善性”的一个重要因素。人机交互功能主要靠可输人输出的 外部设备和相应的软件来完成。可供人机交互使用的设备主要有键盘显示、鼠标、各种模式识别设备等。与这些
      • 设备相应的软件就是操作系统提供人机交互功能的部分。人机交互部分的主要作用是控制有关设备的运行和理-13- 解并执行通过人机交互设备传来的有关的各种命令和要求。
• 四、计算机网络
  • 1.概述与定义
    • 1.1概述
      • 计算机网络技术是通信技术与计算机技术相结合的产物。计算机网络是按照网络协议，将地球上分散的、独 立的计算机相互连接的集合。计算机网络具有共享硬件、软件和数据资源的功能，具有对共享数据资源集中处理 及管理和维护的能力。
      • 为了构建一个健全、高效的通信网络，各国都在开发三网合一的系统工程。所谓三网合一，即将电信网、有 线电视网、互联网合为一体。通过三大网络的技术改造，使其技术功能趋于一致，业务范围趋于相同，网络互联 互通、资源共享，从而为用户提供语音、数据和广播电视等多种服务。
    • 1.2定义
      • 计算机网络是指将地理位置不同的具有独立功能的多台计算机及其外部设备，通过通信线路连接起来，在网 络操作系统、网络管理软件及网络通信协议的管理和协调下，实现资源共享和信息传递的计算机系统，其共享的 资源包括硬件、软件、数据等资源。
      • 计算机网络主要是由网络硬件系统和网络软件系统两大部分组成。网络硬件是计算机网络系统的物质基础。 网络软件是实现网络功能不可或缺的软件环境。
  • 2 . 计算机网络的相关知识
    • 2.1计算机网络的特点
      • (1) 开放式的网络体系结构，使不同软硬件环境、不同网络协议的网可以互联，真正达到资源共享、数据-14- 通信和分布处理的目标。
      • ( 2 ) 向高性能发展。追求高速、高可靠和高安全性，采用多媒体技术，提供文本、声音、图像等综合性服 务。
      • (3)计算机网络的智能化，从多方面提高网络的性能和综合的多功能服务，并更加合理地进行网络各种业 务的管理，真正以分布和开放的形式向用户提供服务。
    • 2.2计算机网络的组成
      • 计算机网络的组成有多种分类方式(例如前一小节提到的由网络硬件系统和网络软件系统组成),除此之外， 另一种常见的分类方式如下：
      • (1) 主机：它是一个主要用于科学计算与数据处理的计算机系统。
      • (2) 结 点：它是一个在通信线路和主机之间设置的通信线路控制处理机，主要是分担数据通信、数据处理 的控制处理功能。
      • (3) 通信线路：它主要包括连接各个结点的高速通信线路、电缆、双绞线或通信卫星等。
      • (4) 调制解调器：俗称“猫”,它主要用来将发送的数字信号变为模拟信号；接收时，将模拟信号变成数字 信号。
    • 2.3计算机网络的子网
      • 计算机网络首先是一个通信网络，各计算机之间通过通信媒体、通信设备进行数字通信，在此基础上各计算 机可以通过网络软件共享其它计算机上的硬件资源、软件资源和信息资源。从计算机网络各组成部件的功能来看，各部件主要完成两种功能，即网络通信和资源共享。
      • (1) 资源子网
        • 把网络中实现资源共享功能的设备及其软件的集合称为资源子网，为网络用户提供网络服务和资源共享功 能等。其主要负责全网的信息处理、数据处理业务，向网络用户提供各种网络资源和网络服务。如用户计算机(工 作站)、网络存储系统、网络打印机、网络数据设备、网络终端、服务器、网络上运行的各种软件资源、数据资源 等。
      • (2) 通信子网
        • 把计算机网络中实现网络通信功能的设备及其软件的集合称为网络的通信子网。如中继器、集线器、网桥、 路由器、网关等。
    • 2.4计算机网络的各级操作系统
      • 网络操作系统 (NOS), 是一种能代替操作系统的软件程序，是网络的心脏和灵魂，是向网络计算机提供服务的特殊的操作系统。借由网络达到互相传递数据与各种消息，分为服务器 (Server) 及客户端 (Client)。
      • 在联网之前每台计算机有自己独立的操作系统，联网以后成为网络中的一个结点。网络操作系统在计算机操 作系统下工作(此时依然只有其中一套操作系统在工作),使计算机操作系统增加了网络操作所需要的能力。
    • 2.5计算机网络的主要功能
      • (1)数据通信
        • 数据通信是计算机网络的最主要的功能之一。数据通信是依照一定的通信协议，利用数据传输技术在两个终
        • 端之间传递数据信息的一种通信方式和通信业务。它可实现计算机和计算机、计算机和终端以及终端与终端之间
        • 的数据信息传递，是继电报、电话业务之后的第三种最大的通信业务。如网络传送邮件、发布新闻消息和进行数-15- 据交换等。
      • (2)资源共享
        • 资源共享是人们建立计算机网络的主要目的之一。计算机资源包括硬件资源、软件资源和数据资源。硬件资 源的共享可以提高设备的利用率，避免设备的重复投资，如利用计算机网络建立网络打印机；软件资源和数据资 源的共享可以充分利用已有的信息资源，减少软件开发过程中的劳动，避免大型数据库的重复建设。
      • (3)集中管理
        • 计算机网络技术的发展和应用，已使得现代的办公手段、经营管理等发生了变化。目前，已经有了许多管理 信息系统、办公自动化系统等，通过这些系统可以实现日常工作的集中管理，提高工作效率，增加经济效益。
      • (4)实现分布式处理
        • 网络技术的发展，使得分布式计算成为可能。对于大型的课题，可以分为许许多多小题目，由不同的计算机 分别完成，然后再集中起来，解决问题。
      • (5)负荷均衡
        • 负荷均衡是指工作被均匀的分配给网络上的各台计算机系统。网络控制中心负责分配和检测，当某台计算机 负荷过重时，系统会自动转移负荷到较轻的计算机系统去处理。
    • 2 .6计算机网络的拓补结构
      • 网络的拓扑结构是指网络连线及工作站点的分布形式。常见的网络拓扑结构有星形结构、环形结构、总线结 构、树形结构和网状结构五种。
    • 2 . 7计算机网络的传输介质
      • 传输介质是网络中发送方与接受方之间的物理通路，它对网络数据通信的质量有很大的影响。常用的网络传 输介质有以下四种：
      • (1)双绞线：双绞线分可屏蔽和非屏蔽两种。常用的普通电话线是一种非屏蔽双绞线，它具有一定的传输 频率和抗干扰能力，线路简单，价格低廉，传输率低于100 Mbit/s, 通信距离为几百米。
      • (2)同轴电缆：同轴电缆由于其导线外面包有屏蔽层，抗干扰能力强，连接较简单，信息传输率可达几百 Mbit/s, 因此，被中、高档局域网广泛采用。
      • (3)光缆(光导纤维):光缆不受外界电磁场的影响，几乎具有无限制的带宽，尺寸小，重最轻。传输率可 以在距离2-5km 范围内达到几点Mbit/s 到几百Mbit/s, 是一种十分理想的传输分质。
      • (4)无线通信：它主要用于广域网的通信，包括微波通信和卫星通信。
    • 2 .8计算机网络的常见分类
      • (1)按地域范围划分，可分为局域网、城域网、广域网、互联网；
        • ①局域网 (LAN) 的地理范围一般在几公里以内，属于一个部门或一组群体组建的小范围网，例如一个学校、一个单位或一个系统等。
        • ②城域网 (MAN) 基本上是一种大型的局域网，所采用的技术基本上与局域网相类似，只是规模上要大一些。城域网既可以覆盖相距不远的几栋办公楼，也可以覆盖一个城市。
        • ③广域网 (WAN) 涉辖范围大，一般从几十公里至几千公里，例如多个城市，一个国家或者洲际网络。
        • ④互联网，指在广域网与广域网之间互相连接的网络，又称网际网络，根据音译也被叫做因特网 (Internet) 、 英特网，指的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。因特网提供的服务有文件传输服务、远程登录服务、信息搜索服务、WWW 服务、电子邮件服务等。
      • (2)按网络拓扑结构划分，可分为星型、环形、树形、总线型、网状；
      • (3)按传输介质划分，可分为双绞线网、同轴电缆网、光纤网、无线网；
      • (4)按信息交换方式划分，可分为报文交换、分组交换、电路交换；
      • (5)按传输信号划分，可分为基带网和宽带网；
      • (6)按网络传输技术的不同，可分为广播式网络和点到点式网络；
      • (7)按网络使用范围划分，可分为公用网和专用网。
    • 2 .9计算机网络的IP 地 址
      • IP 地址 (Internet Protocol Address) 是指互联网协议地址，又译为网际协议地址。它为互联网上的每一个网络和每一台主机分配一个逻辑地址，以此来屏蔽物理地址的差异。
      • 域名服务器 (Domain Name Server,DNS) 是进行域名和与之相对应的 IP 地址转换的服务器。其作用是：把域名翻译成 IP 地址，即为域名寻找对应的IP 地址。
    • 2 . 10计算机网络协议的三要素
      • ①语义：语义是解释控制信息每个部分的意义。它规定了需要发出何种控制信息，以及完成的动作与做出什 么样的响应。
      • ②语法：语法是用户数据与控制信息的结构与格式，以及数据出现的顺序。
      • ③时序(同步):时序是对事件发生顺序的详细说明。
      • 人们形象地把这三个要素描述为：语义表示要做什么,语法表示要怎么做，时序表示做的顺序。
  • 3. 网络安全
    • 3 . 1网络安全主要对策
      • ①数据加密：对数据进行加密处理，将明文变为密文
      • ②数字签名：包含身份认证，数据完整性，不可否认性以及匿名性方面的内容
      • ③鉴别：包括用户鉴别和信息鉴别，用户鉴别是防止非授权用户进入系统，信息鉴别检查信息的完整性，可用性。
      • ④访问控制：限制对系统的访问和接触，设置用户权限。
      • ⑤防火墙：由软件和硬件设备组合而成，在内外网之间，专用网和公用网之间构造保护屏障。
• 本次总结说明：
  • 将高频考点进行整理，建议听过我的课后再看，由于删减了大量内容，千万不要不听课，只按总结复习。