计算机一级理论知识

非常详细的计算机一级计算题的思维导图，包括计算机硬件、计算机网络、计算题专项、计算机软件四部分内容。

理论部分

计算机硬件

硬件的发展

电子元器件的发展（电子计算机）：电子管—晶体管—集成电路（小规模，中规模，大规模，超大，极大规模）

1946年，第一台电子计算机（电子管）

冯诺伊曼（计算机之父）

（1）经典计算机体系结构

存储器

运算器

控制器

输入设备

输出设备

（2）二进制思想（0，1）

（3）工作原理：存储程序控制原理

摩尔定律

1964年，《电子学》Intel创始人。

单块集成电路的集成度，平均每18~24个月翻一番。

奔腾 P2，P3，P4

酷睿，core2，corei3,i5,i7,i9。

未来发展

电子计算机(目前)

集成电路

量子计算机:量子通信

速度极快，甚至可以超越光速

绝对安全

生物计算机

不再按照摩尔定律发展

蛋白质分子

光学计算机

硬件的配置

操作系统

Windows 10

CPU

型号：Intel Core 64位（字长、地址线宽度）

主频：GHz ,CPU的内部工作频率——工作速度

内核数

三级缓存（暂存柜）——容量越大，CPU速度越快，12MB

主板

主板上的芯片和CPU匹配

内存

容量8GB

类型DDR4

硬盘

分类：机械硬盘（HDD）和固态硬盘（SSD）

512GB SSD+1TB HDD

接口

SATA

PCle（快）

光驱

种类

CD， DVD， BD

只读光盘（***-ROM)，可记录式光盘（***—R），可读写式光盘（***—RW）

I/O设备

硬件的原理

计算机系统

硬件

外设

输入输出设备

外存:硬盘、光盘、U盘

主机

CPU

内存

……

软件

CPU

材料:超大规模集成电路

组成:运算器、控制器、（寄存器组）

运算器:算术运算和逻辑运算（ALU，算术逻辑部件）

控制器：控制中心

寄存器组：存放临时数据和中间结果

外存

硬盘

机械硬盘（磁性材料）

性能指标

1.转速:7200转/分10000转/分。

转速越快，硬盘性能越好

2.容量:GB,TB 1TB=1000GB（1024GB）

3.传输速率

外部数据传输速率：从硬盘存取数据的速率（接口）快

内部数据传输速率:数据在硬盘中的读取速率（转速）相对较慢

4.平均存取速度

寻道时间（固定不变）

平均等待时间（转速）

数据读取时间（极短，忽略不计）

固态硬盘

数据在外存中以扇区的形式存储（1扇区＝512字节）

内存

材料:半导体材料

数据在内存中以字节的形式存储

总结:计算机中的存储器

寄存器组:CPU的组成部分

Cache:高速缓冲存储器

主存储器（内存条，RAM）

外存

硬盘

光盘，U盘

CPU，内存，外存（硬盘）

CPU不直接到外存中读取数据

CPU——内存——外存

写盘:外存→内存（内存收到数据）

读盘:内存→外存（内存把数据送出来）

计算机网络

组网目的:数据通信，资源共享

网络组成

资源子网:智能设备（终端设备）

通信子网:传输介质，网络互连设备（集线器，交换机，中继器，路由器）

网络软件

服务器软件:网络操作系统

客户端软件

网络协议:大家必须共同遵守的规则和标准

TCP/IP:80年代 美国国防部（四层）

应用层

传输层

网络层

网络接口层

OSI/RM:1977年，ISO（七层）

分类

覆盖的地域范围

LAN,MAN,WAN

网络结构（拓扑结构）:星型，总线型，环型，树型

TCP/IP协议族

包含100多个协议，其中最重要: TCP（传输控制协议），IP（因特网协议）

属于四层网络模型

IP地址

网络中每台主机必须具有IP地址 192.168.1.1 10.1.2.3（4个字节组成，每个字节的取值范围:0~255）

组成:类似于学号，网络号+主机号

分类:类似于固定电话号码（区号），A,B,C,D,E（看首字节）

1~126 A类 & &&&

128~191 B类 && &&

192~223 C类 &&& &

计算题专项

单位换算

信息的基本单位的:比特（位，bit，b）

1B=8b，B（字节Byte）

存储容量计量单位

B,KB,MB,GB,TB,PB,ZB

数量级:2的10次方

注意:外存厂家标注——10的3次方

数据传输计量单位

bps（b/s）,kbps,Mbps,Gbps

数据级:10的3次方

进制转换

进制

二进制，八进制，十进制，十六进制

二进制:（0，1），逢二进一，例10110（基数:2）

八进制:（0～7），逢八进一，例467Q（基数:8）

十进制:（0～9），逢十进一，例467，467D

十六进制:（0～9,A,B,C,D,E.F），逢十六进一，例A6D4.EH

概念

基数:进制中所包含的数学符号的个数

权:（位值）十进制438=400+30+8

规则1:N进制→十进制

按权展开想加法

例:（46）8=（）10

规则2:十进制→N进制

整数除N取余法，直到商为0，倒排

小数

例:（85）10=（）2=（）8=（）16

小技巧:二进制←→十进制

规则3:二进制——八进制（3——1）

八 二 0 000 1 001 2 010 3 011 4 100 5 101 6 110 7 111

（537.51）8=（101 011 111.101 001 001）2

（1011011001）2=（1331）8

小技巧:二——八（421法）

（562.47）8=101 110 010.100 111

规则4:二进制——十六进制（4——1）

（6AE5.9D）16=0110 1010 1110 0101.1001 1101

技巧:二——十六（8421法）

35A2.CFH=0110 0101 1010 0010.1100 1111

取值范围计算

无符号数:默认正数，所有位都为数值位

8位:0000 0000~1111 1111（0~2＾8-1=255）

n位:0~2＾n-1

字符编码

西文字符——ASCII码

每个字符七位7 （7bit）编码，按照字节存放（1B=8bit），最高位一般置0

标准ASCII码字符集一共包括128个字符，其中96个可打印字符，32个控制字符

特殊字符

数字类:0～9 “0”——30H

大写字母类:A～Z “A”——41H

小写字母类: a～z “a”——61H

题型

1.不同字符ASCII码比较大小

比大类:控制字符＜数字类＜大写字母＜小写字母

同类比顺序:按照字符的顺序，ASCII值递增 “A”＜“C”

2.已知一个字符的ASCII码，求另一个

同一个字母大小写之间相差20H

中文字符

GB2312

包含6763个简体汉字（一级汉字3755个，二级汉字3008个），682个图形符号

每个汉字在计算机中两个字节存放（机内码）

GBK

包含2万多汉字，繁体字

GB18030

和国际接轨

汉字在显示器上显示（字型码）

一个16×16点阵的汉字，问在屏幕上占几个字节显示？16×16/8=32B

计算机软件

组成:程序（主体）、数据、文档——缺一不可

分类

系统软件

提供一个良好的运行环境

（1）操作系统:Windoor UNIX，Linux，IOS，安卓

（2）数据库管理系统:Access,SOL Server,Myself,CFP,Oracle

（3）语言处理系统（翻译程序）:翻译器，JAVA , C,PYTHON,VB,C++

（4）其他:磁盘管理，杀毒软件，BIOS（主板上的软件）……Basic input output system

应用软件

解决具体的应用问题

操作系统

作用

（1）.提供友善的用户界面（GUI）

（2）屏蔽了硬件的物理细节

（3）给软件提供了运行平台

（4）管理软硬件资源

功能

处理器管理——CPU

CPU同时运行多个任务（一个CPU内核运行一个）

活动窗口（前台运行，可以接收键盘输入），非活动窗口（后台运行）

存储管理——管理内存

负责内存的分配，回收

当内存容量不足的，可以从硬盘上开辟一个空间，作为内存的补充

文件管理——硬盘

文件名:标识符（名字）后缀名

文件属性:只读，隐藏，系统，存档，加密，压缩

设备管理——I/O设备

分类

单用户单任务操作系统——DOS

单用户多任务操作系统——Windows

多用户多任务操作系统——网络操作系统（NOS），分时操作系统，服务器操作系统——Windows Server系列Linux, UINX

嵌入式操作系统

智能操作系统——iOS，安卓

语言处理系统

程序设计语言

人和计算机之间的沟通

分类

机器语言，二进制，执行效率，CPU可以直接执行

汇编语言:助记符表示；十进制，CPU不能直接执行

高级语言:最接近于人的自然语言，CPU不能直接执行

语言处理系统（翻译软件）

作用: 将高级语言（汇编语言）→机器语言

高级语言→机器语言: 翻译过程中

解释程序:口译，不会最终生成目标程序

编译程序:笔译，会最终生成目标程序（将会以文件的形式存放在磁盘中）

汇编语言→机器语言:汇编程序

操作系统