导图社区 a第一章 计算机基础知识
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编辑于2022-06-23 18:43:03第一章 计算机基础知识
1.1.1 计算机发展历史
1. 世界第一台电子计算机
(1) 名词:ENIAC
(2) 应用领域:用于军事领域的科学计算功能
[说明]科学计算(数值计算/工程计算)特点:数据量巨大,运算规则简单,由巨型机实现
(3) 无鼠标键盘
2. 世界上第一台具有存储功能的计算机
(1) 名词;ENVAC
(2) 特点:符合以程序存储,程序控制为核心的计算机工作原理
[重点]计算机工作原理
由冯诺依曼团队提出并研发成功,现代计算机工作原理分为三条
1| 计算机的硬件系统是由运算器,控制器,存储器,输入设备和输出设备五个部分组成。
2| 计算机内部数据一律采用二进制。
3| 计算机采用程序控制,程序存储的工作方式。
[说明]冯诺依曼称计算机之父
图灵提出人工智能理论,凡是人类能够完成的工作,机器通过学习也能完成。
AI关键字是机器学习,图灵称计算机理论奠基人,计算机理论之父,人工智能之父
奠定了计算机的体系结构
(3) [填空题]
1| 计算机系统是由硬件系统和软件系统两部分组成。
2| 硬件系统是由运算器,控制器,存储器,输入设备和输出设备。
3| 硬件系统的核心是运算器。
4| CPU:中央处理/中央处理单元/处理器
CPU是由运算器和控制器两部分组成。
5| 主机是由CPU和内存两部分构成。
[提醒]硬件系统中存储器专指内存(或主存)
6| 外设是由输入设备和输出设备两部分组成。
7| [总结]硬件系统是由主机和外设两部分组成。
8| 软件系统由系统软件和应用软件两部分组成
(4) 计算机内部数据一律采用二进制形式,二进制是由零和一两个数码组成。
计算机科学中采用二进制,八进制,十进制,十六进制表示数字。
(5) 使用二进制的原因
易于表示,技术实现简单
运算简单
适于逻辑运算
可靠性高
(6) 计算机工作原理是程序存储控制的工作方式。
1| 程序存储,预先将程序安装在计算机中。
2| 程序控制,程序自动运行,无需人工干预。
3| [选择题]计算要实现下载安装包,安装程序多次运行。体现程序存储控制的工作方式。
4| 计算机区别于其他设备最本质特征,首先具有存储功能,再采用程序存储
1.1.2 按使用的逻辑元件,计算机发展历史分为四代
1. 第一代计算机
(1) 名称,电子管计算机(逻辑元件:电子管)
(2) 第一代计算机使用第一代编程语言机器语言和第二代编程语言汇编语言编写程序。
1| 第一代编程语言是机器语言。
机器语言是采用零和一二进制数码编写源程序(程序员编写代码。)
机器语言编写的程序是计算机唯一能直接执行的程序。
机器语言的优点:由于采用二进制编程,计算机能直接识别执行,所以,运行效率高
缺点:编写效率低;可移植性,跨平台性差(由于不同机型使用了不同的指令系统,因此,在一种机型上编写的机器语言程序无法在其他机型上运行)
指令系统取决于所用的CPU
2| 第二代编程语言是汇编语言。
汇编语言中使用助记符(非二进制。)
汇编语言编写的源程序,必须利用汇编程序(是翻译,属于语言处理系统),通过编译过程转变化为目标程序(机器语言),然后才能被执行。
与机器语言相比,汇编语言编写程序的效率高,但执行效率低;汇编语言程序,可移植性,跨平台性差,比机器语言稍好一丢丢
3| 与机器人语言相比,汇编语言编写效率高,通用性较好,但执行效率低。
4| 第一代机器语言和第二代编译语言属于低级语言,低级语言是指接近计算机的底层语言,与功能强弱无关。
2. 第二代计算机
(1) 名词:晶体管计算机(逻辑器件:晶体管)
(2) [考点]第二代计算机使用第三代编程语言高级语言编写程序。
1| 常用的高级编程语言有哪些?
结构化编程语言c,basic
面向对象编程语言Java,c++,c#,VB
脚本语言Python,JavaScript
2| (不太会考)特别的c语言编写的源程序,必须利用 解释程序(是翻译,属于语言处理系统),经解释过程转化为机器语言后才能被计算机执行(不会形成目标程序。)
特点:解释一次,执行一次,再要执行,重新解释(效率低)
3| 其他高级编程语言C,Java编写的源程序,必须利用 编译程序(是翻译,属于语言处理系统),经编译过程转化为目标程序(机器语言)后,才能被计算机执行。
特点,一次编译,形成目标程序,多次执行(执行目标程序)效率高。
4| 可由计算机硬件系统直接运行的程序是目标程序 .exe
.COM
.BAT(批处理)
.TXT .DOCX等不可以
5| 与低级语言相比,高级语言编写效率高,通用性好,但执行效率低。
6| 虚拟地址是用户编程可使用的地址
7| 源程序中使用link函数、命令关键字,通过link函数库、命令库解释功能
8| 程序语法的三种结构
顺序结构:按程序代码顺序执行
选择结构:按条件选择要执行的代码
循环结构:重复执行代码
3. 第三代计算机
(1) 名称,集成电路计算机。
由于使用了集成电路,计算机的体积越来越小,功能越来越强。
(2) 从第三代计算机开始出现了操作系统软件。
常用的操作系统软件有哪些?
PC机中使用操作软件:Windows。Mac OS
移动端:鸿蒙,安卓,iOS。
云端:Google cloud,Microsoft azure
操作系统是现代计算机系统不可缺少的成部分,是为了提高计算机的利用率和方 用户使用计算机而配备的一种系统软件。
(3) 从第三代计算机开始,采用半导体材料制作存储器,沿用至今。
4. 第四代计算机
(1) 名称,大规模和超大规模集成电路计算机(或不写大规模)
(2) [考点]
1| 现了PC机(个人计算机,微型计算机,微机)
【填空】由于使用超大规模集成电路的微电子技术出现了PC机。
2| 出现了多媒体计算机,集成了文字(最主要媒介),媒体,图形,图像,音频,视频等多种媒体形式传播信息。
3| 计算机技术与现代通信技术相结合,出现了计算机网络实现资源共享(最主要功能),信息通信,协同工作(分布式处理功能)
4| 在计算机应用方面已进入以计算机网络为特征的时代
5| 出现超级计算机(超算)
超算是指功能强大的计算机,运算速度达亿亿/秒。
超算属于巨型机,实现科学计算功能。
我国超算品牌
神威太湖之光
天问二号
银河系列
曙光系列
5. 第五代计算机
名称:人工智能计算机
1.1.3 计算机的分类
1.计算机按用途划分,分为通用计算机和专用计算机
通用计算机:PC机,服务器,智能手机
专用计算机:工业计算机(工业流水线),智能仪器仪表,智能机器人等
2.按功能和性能,计算机分为巨型机,大型机。小型机,微型机(巨大小微),工作站,服务器等(重点)
巨型机的功能:科学计算(计算数据)
巨型机的应用领域:军事国际,工程计算,天气预报,海洋气候,卫星云图 DNA分子结构,生物制药,模拟核爆等大数据领域,密码破解,人工智能
巨型机指超级计算机
微型机(PC机):家庭,办公使用
3.按照计算机的工作原理(处理对象)可将计算机分成数字计算机,模拟计算机,数模混合计算机,
第一章 计算机基础知识
1.1.4 计算机的特点
【重点 选择判断简答】计算机的特点或计算机工作的特点(顺序不能错)
运行速度快
计算精度高
具有存储(记忆)能力
具有逻辑判断能力
具有自动运行能力
可靠性高(强))
说明:
【重点】计算机的运行速度是由CPU(中的运算器)的主频决定的
2^10=1024=1k
2^20=2^10*2^10=1024*1024=1M(兆)
1024M=1G(吉)
1024G=1T(太)
1G=1000 000 000 B(byte)
主频是CPU(中的运算器)每秒钟运算的次数
例 某PC机的主频是4.3Ghz,表示CPU每秒钟运算4.3*1024*1024*1024次 或4.3*1000*1000*1000次
例 手机的主频是2.8Ghz,表示CPU每秒钟运算2.8*1024*1024*1024次 或2.8*1000*1000*1000次
CPU的主频越高,运行速度越快
主频的单位是HZ
【提醒】1k
选择题 优先 1024
计算题 优先 1000
(提醒)KMGT不是数据单位,是数据的数量级 KB,MB,GB是单位,但不是基本单位
1k是2的10次方,1k是1个2^10
计算机的计算精度是由CPU(中运算器)的字长决定
1byte(字节)=8bit(位)
1byte是由8个二进制位(bit)组成
子字的单位是位(bit)
【说明】每一个二进制的0或1数码,称为1位(bit)
CPU处理的每组二进制数据称为一个字
pc机的字长有4/8/16/32/64位(bit),目前主流是64位机
CPU每次处理的一组二进制位数,称一个字
例:CPU每次处理64位数码,1个字的长度就是64bit
【选择题】
计算机储存数据的基本单位是byte(字节)
计算机存储数据的最小单位是bit(位)
计算机处理数据的基本单位是bit(位)
【简答】
PC机划分(断代)的依据是CPU的字长(选择判断) 计算机断代的依据是逻辑元件
字长指CPU每次能同时处理数据的位(bit)数 也指cpu每次处理的一组二进制数码长度
【总结】字长越长,计算精度越高
计算机的记忆能力指储存容量
例如PC机的内存容量是8GB,外存是512GB 手机的运行内存(相当于PC机的内存)容量8GB RAM 手机的内存(相当于PC机的外存)容量128GB ROM
RAM 运行内存 相当于内存条
ROM 储存内存 相当于硬盘
sd卡 内存卡 相当于硬盘
储存容量分为内存容量和外存容量,存储容量的基础单位是byte
内存(手机运行内存)容量远小于外存(手机内存)容量
【总结】存储容量越大,记忆能力越强
计算机的存储能力是由储存器的存储容量决定
储存器是由内存(主存)和外存(辅存)两部分组成
计算机的逻辑处理能力指 逻辑运算,有逻辑与,逻辑或 ,逻辑非,逻辑异或的运算
计算机具有自动运行能力的原因是
采用了程序存储控制的工作方式
计算机的可靠性指
无故障,连续工作时间(两个词,缺一不可)
文件是信息组织的基本单位 file
BPS 计算机网络中数据传输速率的单位
bit per second
计算机所有的功能,都是软件的功能,软件是计算机的灵魂 没有安装软件的计算机,没有功能,被称为裸机
1.1.5 计算机的功能
【简答选择题】计算机的功能或计算机的应用领域或计算机的作用(简答顺序不能错)
科学计算
信息处理
过程控制
计算机辅助系统
人工智能
多媒体技术
网络通信
说明:
科学计算或数值计算(科学研究与工程计算)
科学计算特点:数据量巨大,运算规则简单
【重点】计算机最主要的功能是科学计算
例如:高能物理,工程设计,地震预测,航天技术等
信息处理或数据处理
【重点】目前,计算机最广泛的应用领域是信息处理(从第二代计算机开始)
信息处理是利用数据库技术,实现管理信息系统
常用的管理信息系统(MIS)有教务管理系统,学籍管理系统,图书管理系统 人事工资管理系统,报名系统,预约挂号系统(选择)
过程控制(自动控制)
计算机能够自动运行的原因是采用了程序储存控制的工作方式 例:工业流水线,农业自动化,物流业的自动分拣等
计算机辅助系统
CAD 计算机辅助设计(系统)
设计图纸
CAM 计算机辅助制造
3d打印
CAI 计算机辅助教学
多媒体学习软件
CAE 计算机辅助工程
工程过程或产品结构分析
CAT 计算机辅助测试
测试软件漏洞
CIMS 计算机集成制作
CBE 计算机辅助教育
CMI 计算机管理教学
人工智能
例:智能机器人,无人驾驶,人机博弈,几何定理证明,专家系统,实时控制等
专家系统:知识学习,知识产生,交互(诊断)
属于应用软件
必须有领域专家参与
是人工智能最为重要的应用系统
实时控制:采集到信息后,立即处理,无需人工干预
机器学习:获取知识,分析问题,给出方案
【重点】模式识别三个
痕迹识别:识别文字、提取图片中文字
图像识别:人脸识别、指纹识别、识万物
声音识别:语音翻译、语音转文字.
虚拟现实
利用计算机技术模拟现实场景,如模拟驾驶
虚拟现实的特点:
想象力(性)
交互性
沉浸感(性)
1.1.6 计算机的性能或影响计算机工作质量的因素
答:计算机的性能指标有主频,字长,内存容量,外存容量,运算速度,软件配置,硬件可扩充性,可靠性等
1.软件配置
软件是由,程序和文档两部分组成
计算机所有的功能,都是软件的功能
软件是计算机的灵魂
2.运算速度
指计算机每秒钟执行的指令条数,单位:MIPS(每秒钟百万条指令)
1BIPS=1000MIPS
billion million
1.1.7 计算机发展趋势
未来计算机发展趋势是(运算速度)巨型化,(体积)微型化,(通信方式)网络化,(信息组织)多媒体化,(工作方式)智能化,(分工方式)网格化等
计算机发展趋势两极化:巨型化,微型化
网格化:是计算机网络中,主机之间的分工方式,将一个大任务,划分成若干个小任务,分配给多台主机分别完成,实现了协同工作(分布处理)的功能
计算机与通信相结合的网络技术是今后计算机应用的主流
非冯•诺依曼体系结构是提高计算机性能的另一个研究焦点;
智能化计算机是未来计算机发展的总趋势;
第一章 计算机基础知识
1.2.1 硬件系统(不是硬件!!!)
1. 运算器 又称:算数运算单元 ALU
(1) 运算器的功能:实现算数运算(+-*/)和逻辑运算(与,或)
【提醒】题目中两个运算必须同时出现。
例,运算器具有算数运算功能。×
(2) 运算器自带储存器,称寄存器,用于临时存放运算的中间结果
寄存器既不属于内存,也不属于外存,是CPU只带的储存器,提高CPU工作速度
(3) 硬件系统或CPU的核心是运算器
(4) 运算器包括
寄存器
加法器
控制线路
2. 控制器(CU控制单元)
(1) 功能:分三步
第一步,取指令(从内存中读取指令)
第二步,译码,解释执行(将指令转换为机器语言后执行)
CPU执行指令需要数据时,数据搜索的顺序是:cache,ram,硬盘
第三步,指挥其他部件协调一致工作。
重点: 控制器直接指挥所有的硬件工作(如指挥CPU,键盘)
第四步,取下一条指令循环。
(2) CPU从主存取出一条指令并执行该指令的时间叫做指令周期
(3) 任何一条指令的指令周期至少需要2个CPU周期
(4) CPU周期也称为机器周期
(5) 一个CPU周期包含若干个时钟周期
(6) 中断处理:CPU在处理指令时,临时停顿
(7) 控制器中自带的储存器,是寄存器,用于储存要执行下一条指令的地址(依据地址读取指令)
(8) 在计算机中负责控制和协调计算机各部件自动,连续地进行工作
(9) 重点补充
1| 指令是正在运行的程序。
2| 指令系统是CPU中指令的集合
计算机的通用性使其可以求解不同的算术和逻辑运算,这主要取决于计算机的指令系统
3| 程序是存储在外存(一般指硬盘)中的文件
4| 进程是在运行的程序,存储在内存中
5| 进程是由一系列指令组成
程序是由一系列指令组成
6| 进程具有:动态性,并发性,结构性,异步性
7| 软件完成一个任务,如word字处理软件
程序完成一个功能,如word软件中的字数统计功能
指令完成一个基本操作
8| 指令是由操作码和地址码(操作数)两个部分组成
操作码是指令的功能
地址码(操作数)是指令发挥作用的对象
3. 存储器(冯氏结构指内存)
(1) 硬件系统中存储器专指内存
(2) 内存功能:内存中存储的指令和数据
例:写字版软件窗口,QQ程序窗口等,属于运行在内存中的指令和数据
内存中每一个基本单位都有一个唯一的编号,称作存储单元的地址
(3) 指令是正在运行的程序
1| 指令由操作码和地址码(或操作数,操作对象)
2| 操作码是指令的功能,地址码是操作码作用的对象
4. 输入设备
(1) 功能或概念:将用户输入的原始程序和数据转化为机器内部能够识别的二进制形式,并保存在内存中
例:打开写字板程序,是将程序从外存调入内存,形成进程,向写字板中输入字符,即:数据采用二进制形式,临时保存在内存中,如果要保存到外存中,则需要进行保存操作(”“文件”菜单“保存”命令)
(2) 常用的输入设备有键盘(必不可少),鼠标,扫描仪,照相机,摄像头,麦克风,光笔,触摸屏等
5. 输出设备
(1) 概念:将计算机处理结果,以人们能够接受和识别的形式表示出来
例:屏幕上显示,打印机上打印出来,保存到外存中
(2) 常用的输出设备显示器(必不可少),打印机,绘图仪,音箱,智能仪表等
特别的:外存包括硬盘,优盘,光盘
外存一般指硬盘,外存容量一般指硬盘容量
硬盘既属于输入设备,也属于输出设备
【考点】
将硬盘中的文件读(打开文件)入内存时,硬盘是输入设备
将内存中数据写(保存文件)入硬盘时,硬盘是输出设备
6. 终端:只有输入/输出设备
7. 输入、输出设备以及辅助存储器一般统称为外围设备
1.2.2 软件系统(不是软件!!!)
1. 软件系统分为系统软件和应用软件两类
核心是系统软件
2. 系统软件是由操作系统软件,编程语言,处理系统,数据库管理系统,支撑软件组成
操作系统软件是系统软件中的核心
支撑软件驱动程序:所有的硬件,在使用之前,必须先安装驱动程序
3. 操作系统软件
(1) 【重点】操作系统的概念
操作系统控制和管理计算机所有的硬件资源和软件资源
是所有软件运行的平台
是用户与计算机之间的接口(或界面)
(2) 【重点】操作系统的五个功能
1| 处理器管理:操作系统管理CPU
2| 存储器管理:Os管理内存
3| 设备管理:管理外设
4| 文件管理:操作系统通过资源管理器的树形目录结构,组织和管理存储在外存中的文件
5| 进程管理或作业管理:为进程分配CPU和内存资源
(3) 常用的操作系统软件有
Windows
4. 编程语言和语言处理系统
(1) 低级语言包括机器语言,汇编语言
(2) 常用的高级编程语言c,c++,Java,Python
(3) 采用汇编语言编写的源程序,必须利用汇编程序通过汇编过程转化为目标程序
(4) 采用高级语言编写的源程序,必须利用编译程序通过编译过程转化为目标程序
(5) 高级的数据库管理软件Oracle,SQL server,access等
1.3 进制转换
1. 十进制D 基数R=10 逢十进一
2. 二进制B 基数R=2 逢二进一
3. 八进制O 基数R=8 逢八进一
4. 十六进制H 基数R=16 逢十六进一
5. BCD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
6. 十进制C位
(1) 十进制与二进制
1| 十进制整数转二进制
规则:以二进制基数R=2做除数,求十进制整数的余数
2| 十进制小数转二进制
规则:以二进制基数R=2,乘以十进制小数,取整数循环
3| 二进制数转十进制
规则:将二进制,按基数和数权展开,计算
(2) 十进制与八进制
1| 十进制整数转八进制
规则:以八进制基数R=8做除数,求十进制整数的余数
2| 十进制小数转八进制
规则:以八进制基数R=8,乘以十进制小数,取整数循环
3| 八进制数转十进制
规则:将八进制,按基数和数权展开,计算
(3) 十进制与十六进制
1| 十进制整数转十六进制
规则:以十六进制基数R=16做除数,求十进制整数的余数
2| 十进制小数转十六进制
规则:以十六进制基数R=16,乘以十进制小数,取整数循环
3| 十六进制数转十进制
规则:将十六进制,按基数和数权展开,计算
7. 二进制C位
(1) 二进制与八进制(一位八进制对应三位二进制)
1| 二进制整数转八进制
规则:二进制整数部分,从右往左,依次取三位,不足三位,左补零
2| 二进制小数转八进制
规则:二进制小数部分,从左往右,依次取三位,不足三位,右补零
3| 八进制转二进制
规则:将每一位八进制数,按十转二的规则,保留三位二进制数长度
4| 再将每组二进制按二转十的规则,转为八进制
(2) 二进制与八进制(一位十六进制对应四位二进制)
1| 二进制整数转十六进制
规则:二进制整数部分,从右往左,依次取四位,不足四位,左补零
2| 二进制小数转十六进制
规则:二进制小数部分,从左往右,依次取四位,不足四位,右补零
3| 十六进制转二进制
规则:将每一位十六进制数,按十转二的规则,保留四位二进制数长度
4| 再将每组二进制按二转十的规则,转为十六进制
8. 八进制于十六进制
规则:八进制于十六进制的转换以二进制为中介,先转化为二进制,再转十六进制或八进制
9. 只有十进制小数,可能无法精确转化为二,八 十六进制
10. 已知4*5=14,求5*8=
1| 假设n进制
2| n进制转十进制规则:按基数和位权数
3| n=4*n^(1-1)=4
4| n=5
5| n=1*n^(2-1)+4=n+4=20 n=16
第一章 计算机基础知识
1.4数据编码
1.西文字符在计算机中采用ascll码编码形式
2.汉字在计算机采用机内码编码格式
3.整数在计算机中采用补码形式
机器数
符号数字化
采用(0)2表示正号
采用(1)2表示负号
最高位是符号位
1 byte有符号数,-128—127
数值大小,受字长限制
正数的原码,反码,补码相等
例:整数10在计算机中编码形式(占1byte)
原码=(0 000 1010)2
反码=(00001010)2
补码=(00001010)2
负整数
反码是原码的符号位不变,其他位相反
补码等于反码加一
例:整数-10在计算机中编码形式
原码=(1 000 1010)2
反码=(1 111 0101)2
补码=(1 111 0110)2
0
用原码表示时有两种表示方式
+0
00000000
-0
10000000
用补码表示时有一种表示方式
00000000
补码求原码
补码取反加一
例:已知补码(10110000)2,求原码十进制 -80
例:已知补码(00010100)2,求原码十进制 20
例:求20-80利用补码求解过程
20+(-80)
补码计算只有加法
补码运算,符号位参与计算
(10110000)+(01100100)=1(溢出,舍去) 0001 0100=16+4=20
4.浮点数在计算机中采用 阶和尾 编码
123.456=0.123456*10^3 浮点数阶 尾
尾数:数据的精度
阶:数据取值范围
浮点数的表示范围由浮点数的尾数和指数决定
浮点数的表示精度由浮点数的尾数决定
在浮点数编码表示中基数在机器数中不会出现,是隐含的
控制字符<SP<符号<数字<@<大写<小写<汉字
图像在计算机中采用 JPEG
1.4.1 西文字符
1. 所有的PC机,必须使用的编码是ascll码
2. 在ASCII码中,控制符号无法打出来
3. 每一个ASCII码占用1byte存储空间,最高(左)位固定(0)2,是校验位,后7位(bit)是编码位,共有2^7=128个标准ASCII字符
尾数阶(指数)
4. 数字0的ASCII码十进制=48 数字1=49,以此类推
5. 字母A=65 字母C=67
6. 字母a=97 字母z=97+25=122
7. 【填空】字母A的ASCII码是(01000001)2,字母D的ASCII码是(01000100)
8. 数字5的ASCII码十六进制是35H
1.4.2.汉字编码
1. 国标码/机内码(GB2312-80)
国标码不是汉字在计算机编码格式
国标码将字符划分为
一级汉字:常用汉字有3755个,按拼音排序
二级汉字:不常用汉字,有3008个,按部首/笔画排序(排序四个依据:拼音,笔划,数字,日期)
图形符号:有682个
是国家指定的汉字交换码的标准
指不同的具有汉字处理功能的计算机系统之间在交换汉字信息时所使用的代码标准
2. 区位码
区位码不是汉字在计算机中的编码格式
每一个国标码,都有一个唯一的区位码
区位码采用十进制,区码和位码取值范围都是01-94
3. 机内码
汉字在计算机中的编码是机内码
每一个汉字机内码占两个字节(byte)的存储空间,两个字节的最高位都固定为(1)2,实现与ASCII码的区分
交换码=区位码+2020H
交换码左字节=区码+20H
交换码右字节=位码+20H
机内码=交换码(国标码)+8080H
机内码左=交换码左字节+80H
机内码右=交换码右字节+80H
【填空】
1.十六进制机内码的最小值是A1A1 十六进制机内码的最大值是FEFE
内存有连续的8个字节,存储编码是 A3 B7 4A 6B DF C6.7E 5B 有两个中文字符,有四西文字符
【提示】1byte=8bit 一个十六进制编码4位,1Byte需要2个十六进制编码
4. 输入码(外码)
功能:调用机内码
分类
电报码:数字编码
音码:拼音输入法
形码:五笔输入法
音形码:拼音五笔输入法
汉字输入法
具有重码的
五笔码
全拼码
智能ABC码
区位码输入法:每一个汉字有唯一的输入码
与我国制定的“标准汉字”(GB2312-80)不是一个概念
5. 字库码或字模码或字形码
汉字字库里存放的是汉字的字形码
解决的是汉字的输出问题
字库码是汉字输出的字体(如 宋体),字形(如 加粗),字号(例 四号)
汉字输出有两种形式
点阵
例,输出1个16x16点阵汉字,占用内存空间=1x16x16bit/8=32byte/32b
矢量
旋转,缩放不变形
第一章 计算机基础知识
1.5 微型计算机(PC)
分类
分类依据
性能指标
1.5.1 硬件/硬件设备
1.购置一台PC机,硬件有:主机,CPU,内存条,显示适配器(显卡),声音适配器(声卡),网络适配器(网卡),硬盘,机箱电源,显示器,键盘,鼠标……
控制器、运算器和存储器合起来一般称为主机
将个人计算机的供电线路与大的动力设备用电线路分开,主要是为了避免外电源的波动和干扰信号太强
输入设备
快捷键(指两个以上按键 同时按下)
1.输入法(+表示两建同时按下)
Ctrl+shift:选择输入法/在各种输入法之间轮流切换
Ctrl+space:打开/关闭中文输入法或中英文之间切换
Ctrl+.:中英文标点符号切换
Ctrl+space:全角/半角切换
一个全角字符占2个半角字符的位置
汉字不区分全角/半角
西文字符区分全角/半角
2.复制粘贴
Ctrl+C 复制:将选中对象,在剪切板上制作一个副本
Ctrl+x 剪切/移动:将选中对象,移到剪切板中
Ctrl+V 粘贴:将剪贴板中对象,复制/粘贴到指定位置
【说明】剪贴板:是内存空间,实现程序之间信息共享
Ctrl+F4
关闭窗口,结束程序运行,释放程序占用的CPU和内存【常考】
【说明】窗口:应用程序运行的界面
Ctrl+shift+esc
打开任务管理器
热启动:不关闭电源,重新加载操作系统
微型计算机使用的键盘上的At键称为交替换档键
微型计算机键盘上的Tab键是制表定位键
输出设备
显示器
显示器是由监视器(屏幕)和显卡两部分组成
显卡是系统总线与显示器之间的接口
显示器的性能指标
点距:决定了单位长度内(1 inch)内,像素点的个数
分辨率:单位长度内像素点的个数,觉得了屏幕上能显示的像素点的个数
例:1024x768表示1024列x768行个像素点
横向点数X纵向点数
【总结】分辨率越高,越清晰
颜色质量/颜色深度
显示器三原色是RGB
每种颜色占8bit(1byte),三种颜色共3byte
刷新频率 屏幕上每秒钟显示图片的帧(张)数
例:刷新频率60hz,表示每秒钟屏幕上显示60张图片
【总结】刷新频率越高,图像显示越稳定
屏幕尺寸 指对角线长度,单位:inch
打印机
打印机种类
击打式打印机(针式打印机)
针式打印机,针数越多、越清晰
非打击式打印机(激光打印机,喷墨打印机)
打印机单位
ppi:显示器清晰度指标(单位) px(像素) per inch
dip:打印机清晰度指标 dip(墨点) per inch
开机顺序:先打开所有外设电源,最后开主机电源
关机顺序:先结束所有程序,再结束操作系统,关闭主机电源,最后关外设电源
1.5.2主板
1. 主板是计算机中最大的设备,是其他设备载体
2. 主板上有两个芯片组
北桥芯片:控制CPU与内存,显存之间的数据传输
南桥芯片:控制主机内存与外设之间数据传输
3. 主板上有两块芯片
BIOS
存放基本输入输出系统程序,引导程序和自检程序
存放在ROM中
BIOS芯片中存储的是硬件基本驱动程序,利用BIOS芯片,windows操作系统能识别新添加的硬件,并自动安装驱动程序,无需手工安装,称“即插即用”PnP
【考点】PnP也需要安装
CMOS
存储时间,日期,硬盘参数与计算机配置信息
4. 总线结构(BUS)
主板上的总线结构,是计算机内部数据传输的公共通道,由导线组成的传输线束
双总线结构的计算机的总线系统配置两组总线,即系统总线和内存总线
在计算机系统中外围设备一般通过适配器与主板的系统总线相连
系统总线结构分为
地址总线
是CPU向内存的单向,地址总线的宽度(bit数),决定CPU访问内存容量
地址总线位数与存储单元个数有关
传输数据地址
【例】
当内存容量为512MB时,若首地址的十六进制表示为00000000H,则末地址十六进制表示为1FFFFFFFH
512MB=2^29=1FFFFFFFH
某种计算机内存地址为00000H至7FFFFH,求其存储容量
末地址-首地址+1=存储单元个数
7FFFF-00000H+1=80000H=2^19=512kb
数据总线
是CPU与内存的双向,数据总线的宽度(bit数),决定CPU的字长
CPU向数据总线一次存取,加工和传输的数据称为字
传输数据
例:数据总线的宽度是32位(bit),CPU字长32位
控制总线
传输控制信息
5. 接口/接口电路
接口有:显卡,声卡,网卡,USB,IDE/SATA(硬盘与主板接口)
接口功能:数据缓存
解决内存速度快,外设速度慢,导致速度不匹配
接口种类
串行接口
只能一位一位地顺序传输数据
USB通用串行总线接口
外部设备接口是指系统总线与外部设备之间的逻辑部件
将微机的主机与外设相连的是输入/输出接口电路
I/O接口位于总线和I/O设备之间
操作系统为用户提供逻辑设备(虚拟设备)
在操作系统中,用户在使用1/0设备时,通常采用逻辑设备名
在设备管理中为了提高1/0速度和设备利用率,是通过缓冲管理功能实现的。
【选择判断】外设(如显示器),必须先连接到接口电路(显卡),接口电路(显卡)必须挂接到主板的总线结构上之后,才能与内存传输数据
6. CPU->北桥芯片->内存->总线->接口电路->外设
1.5.3 微处理器(CPU)
1. 【填空】PC机的核心是 微处理器
2. 微处理器属于CPU
生产商 Intel pentium,core
AMD
3. CPU的主频
主频也叫时钟频率;
PC机主流CPU频率单位为:Ghz
主频是计算机主要的时序信号源的频率;
主频是衡量微型计算机运行速度的一个重要指标
一般用字长对微处理器分类
字长:CPU一次能 并行处理的二进制位数
一般来说是8的倍数
字长用来描述计算机运算精度
例,468DX/66
66表示CPU的主频
4. 790.在CPU中,程序计数器PC用来存放下条指令的地址
5. CPU不能和外存直接交换信息,只能间接交换
6. CPU可直接编程访问的存储器是主存储器
1.5.4 储存器
1. 储存器是由内存(主存)和外存(辅存)两部分组成
2. .存储单元是指存放一个机器字的所有存储元集合
存放一个字节的所有存储元集合
3. 【简答】内存和外存的区别
答:内存中储存的是指令和数据,断电后,全部丢失;CPU只能直接访问内存中的指令和数据
外存中存储的是文件,断电和不会丢失,外存中的数据,必须先进入内存后,才能被CPU访问(间接访问)
与外存相比,内存容量小,工作速度快
4. 【填空】内存分为RAM(随机储存器),和ROM(只读存储器)两类
用户可用的内存容量是指RAM存储器
计算机内存严格来说包括RAM,ROM,缓存
5. [重点]RAM和ROM区别
【简答】RAM是随机储存器,存储的是指令和数据;能读,能写(修改),断电后,全部丢失
ROM是只读存储器,储存的是计算机系统信息;只能读,不能写,断电后,不会丢失
计算机的内存容量,一般指RAM容量
6. RAM分为SRAM(静态RAM)和DRAM(动态RAM)
在不断电的情况下,SRAM工作时,无需刷新,工作速度快,是制作Cache(高速缓存)材料
【说明】Cache功能:数据缓存
Cache与主存之间的信息交换通过硬件实现
介于CPU和内存之间,解决CPU工作速度快,内存工作速度慢,导致的速度不匹配
DRAM工作时,需要定时刷新,工作速度慢,是制作内存条的材料
7. ROM只读存储器
PROM 可编程只读存储器(只能写入一次)
EPROM 可擦除可编程只读存储器(可多次写入,删除)
8. 外存有:硬盘,U盘,网盘,移动硬盘,外存容量一般指硬盘容量
CD-RW光盘:是可擦写型光盘
9. 硬盘结构
(1) 硬盘/硬磁盘/磁盘分为机械硬盘和固态硬盘两类
(2) 硬盘采用磁道和扇区形式存储数据
(3) 硬盘的每个盘片的盘面上,划分出若干条磁道,磁道是在硬盘是的盘面上划分出若干个同心圆,每一个同心圆称一条磁道,多个盘面上相同直径的多个同心圆称柱面
结论:磁道数=柱面数
最外磁道编号是0,称0磁道
0扇区0磁道中存储引导信息,称:引导区(boot)(损坏,硬盘无法使用)
(4) 每条磁道上划分出若干个扇区,每磁道每扇区中固定的存储容量是512B
扇区无需移动磁头即可读取
结论:盘面每条磁道数据存储容量相同,密度不同,越靠近圆心,密度越大
(5) 每个盘面上都有一个读,写数据的磁头
盘面数=磁头数
例如:双面盘,每个盘面划分出1000个磁道,每磁道上划分出1000个扇区,硬盘的存储容量=2x1000x1000x512=1gb
(6) 固态硬盘采用静态RAM制作
特点:工作速度快,体积小,工作温度范围大
(7) 常用的硬盘容量512GB/1TB/2TB
由于固态硬盘成本高,于机械硬盘相比,存储容量小
(8) 【多选】决定硬盘存储容量的因素有:
硬盘容量=盘面数(磁头数)x磁道数(柱面数)x扇区数x512B
(9) 存储器中每一个字节的存储空间,都有一个唯一的编号,称地址
存储空间的编号从000H-FFFH,求存储空间/地址数/字节数:FFFH-000H+1=1000H=4096字节
10. 硬盘:磁性导体
11. 光盘:光学材料
12. U盘、固态硬件、内存条:半导体材料
动态存储器属于半导体存储器
13. 磁盘写保护:磁盘中信息,只能读出,不能修改,写入,删除
第一章 计算机基础知识
1.5.5 输入设备
1. 鼠标
(1) 单击:选择功能
(2) 右击:弹出快捷菜单
(3) 双击:打开/运行应用程序
(4) 拖拽:移动/复制功能
(5) 指向:选择窗口中的菜单或命令项
2. 键盘的键位功能
(1) Esc 取消
(2) enter(回车)确定/发布指令/文档中设置段落
(3) F1:打开帮助信息
(4) F2:资源管理器中文件/文件夹的重命名
(5) F3:资源管理器中搜索文件功能
(6) F5:刷新
(7) F8:选择Windows启动方式,如安全模式,正常启动
(8) F10:激活窗口菜单,与alt功能相同
(9) printscren
屏幕拷贝,将整个屏幕区域,以图片的形式存入剪切板(内存空间)
【说明】剪切板是内存空间
【选择】功能:实现资源共享
(10) backspace 退格键
删除文件中的字符
资源管理器中返回上一级目录(文件)
【提示】没有删除文件的功能
(11) delect 删除
删除文件中字符
在资源管理器中删除选中文件
(12) Capslock
大小写字母锁定键,灯亮大写
例,灯亮,shift+A,输入的是a
(13) insert
插入/改写切换的功能键
3. 快捷键 +表示两个按钮同时按下
(1) Tab 制表键
Alt+tab
Alt+Esc
Alt+windows
切换/选择活动窗口
(2) shift,alt,ctrl等功能键,单独使用没有功能
(3) ctrl+shift+esc或ctrl+alt+delete
打开任务管理器
(4) ctrl+esc
打开开始菜单
(5) Alt+printscren
将活动窗口以图片形式,存入剪切板
(6) Alt+F4
关闭应用程序窗口,结束程序运行,释放应用程序占用的CPU和内存资源
【常考】窗口:应用程序运行的界面
4. 对文档操作
(1) home:将光标插入点快速移动到行首
(2) end:将光标插入点快速移动到行尾
【说明】光标插入点(闪烁,竖条)表示文档中,当前编辑的位置
(3) Ctrl+N
新建文档
(4) Ctrl+S
保存文档
(5) Ctrl+O
打开文档
(6) Ctrl+P
打印文档
5. 输入法
(1) ctrl+Space(空格)
打卡/关闭中文输入法(中英文输入法转换)
(2) Ctrl+Shift
选择输入法(在各种输入法之间轮流切换)
(3) Ctrl+.
中英文标点符号切换
(4) Shift+Space
全角/半角切换
【说明】一个全角字符,占用两个半角字符位置
【考点】西文字符(Ascii码,字母,数字)有全角/半角,汉字不区分全角半角
6. 复制和粘贴
(1) Ctrl+c
复制:将选中对象,在剪贴板中制作副本
(2) Ctrl+V
粘贴:将剪贴板中的内容复制到指定位置
(3) Ctrl+X
剪切/移动:将选中对象,移动到剪贴板中
(4) 【提醒】
剪贴板中内容可以被多次复制/粘贴
1.5.6 输出设备
1. 显示器
(1) 显示器由显示适配器(显卡)和监视器(屏幕)组成
(2) 性能指标
1| 点距
点指的是像素点
点距是指单位距离内(1 inch 英寸)像素点的个数
【结论】点距越小,图像越清晰
2| 分辨率
指的是屏幕上能显示的像素点的最大个数
显示器清晰度单位 ppi(px像素,per inch)
【结论】分辨率越大,图像越清晰
3| 刷新频率
每秒钟屏幕上显示图片的帧数
【结论】刷新频率越高,闪烁越小,图像越稳定
4| 颜色质量
显示器采用三原色(RGB)表示颜色
每种颜色采用1Byte(8Bit)表示颜色,共有3Byte
5| 屏幕尺寸
2. 打印机
(1) 打印机分为
击打式打印机
非击打式打印机
(2) 打印机清晰度单位 dpi(dot 墨点,per inch)
(3) 打印机的不同规格
(4) 一台计算机中,允许连接多台打印机但必须指定一台默认打印机(缺省default)
第一章 计算机基础知识
1.6 信息技术 IT
1. 数据和信息的关系
(1) 信息是经过加工和处理后的数据,是数据之间逻辑关系
信息处理过程:要什么、从何处获取、如何获取、信息评价、处理、加工、存储、传输、利用
(2) 先有数据,数据处理后,才能获取信息
(3) 数据是信息的载体
(4) 【重点】相同数据,不同处理方式,可获得不同的信息
【提醒】单独数据,没有价值
2. 信息特点【选择题】
(1) 信息的普遍性
指信息无处不在
(2) 信息的无限性
相同数据,不同处理方式,可挖掘出不同信息
(3) 信息的可传递性
指时间和空间传递
例,考古,古代典籍,发现历史信息:时间传递
例,新闻,热搜:空间传递
(4) 信息的共享性
信息的扩散,实现信息共享
如:等红绿灯,观看新闻联播,收听天气预报,课堂听课等
(5) 信息的依存性
借助不同的载体(媒体)形式,传播信息
如:汉字,图片,音频,视频等媒体形式
印刷到纸张或Internet中传播
关键字:记录信息
(6) 信息的可处理性
将信息从一种形式转换到另一种形式
如:将卫星发给的二进制数据转化为二维,三维图片,或通过对数据的处理,获取所需要的信息
(7) 信息的时效性
信息只有在某个时刻,才具有价值,过时就没价值了
如:去年的台风预报,上一次的考试时间
(8) 例
家长会上,家长利用记录本吗,录像机,录音笔等工具记录班主任讲话内容
体现了信息的共享性,依附性
巨型机计算出持续35天的天气预报
体现了信息的可处理性
1000个读者又一千个哈姆雷特
体现了信息的无限性
3. 信息的六次革命
(1) 信息的第一次革命
出现语言
(2) 信息的第二次革命
出现文字
(3) 信息的第三次革命
造纸,印刷技术,实现信息的可传递性
(4) 信息的第四次革命
电报,电话,广播,电视,体现了信息的空间传递性
(5) 信息的第五次革命
计算机技术于与现代通信技术相结合,出现了计算机网络
(6) 信息的第六次革命
计算机网络技术于多媒体技术相结合,实现”信息高速公路“
【考点】信息高速公路是(在Internet中传播的)信息
4. 信息技术 IT的概念
通过计算机技术,利用现代电子通信技术,从事信息的采集,储存加工,利用以及相关产品制作,技术研发,信息服务等新学科
【说明】相关产品制作,技术研发,信息服务:指各种管理信息系统 移动端的APP:共享单车技术,美团外卖,地图导航,定位等
5. 信息安全技术
(1) 信息为什么不安全?或为什么要信息安全?
网络中存在丰富的信息,所以需要信息安全
(2) 信息安全的概念【选择题,6个关键词】
信息安全是指防止任何对数据进行未授权访问的措施,或者防止造成信息有意无意泄露,破坏,丢失等问题的发生,让数据处于远离危险,避免危险的状态特征
【关系】
前四个是信息安全收到的威胁
后两个是信息安全达到的目标
信息安全要达到的目标:远离危险,避免威胁
【说明】未授权
权力:指用户具有的账户,账户是由用户名和密码两部分组成
权限:账户使用信息的能力
如:只读,修改,完全控制等
授权:是由管理员对用户授权
未授权:并没有获得管理员分配的账户信息,或超过了管理员赋予的权限内容
(3) 信息安全的六个要素【注意前三个】
1| 保密性:信息不泄露给未授权人,两个方面【最关键】
信息不泄露给未授权人
对数据进行加密(不让看,也看不懂)
2| 完整性:保证信息无失真,没被篡改,删除
防篡改体现了信息的可靠性特点
3| 可用性:保证信息的被授权人,能访问信息
4| 可靠性:防伪造,包括,信息伪造和用户身份的伪造
防伪造体现了信息的完整性要求
5| 可控性:信息所有者,能够对信息进行安全监控和管理
6| 不可伪造性:防抵赖,采用“数字签名”技术
【说明】数字签名采用非对称加密技术(公开密钥技术)使用私密密钥对数据进行加密,从而实现身份验证
(4) 加密的五/六要素
明文,加密算法,加密密钥
密文,解密算法,解密密钥
(5) 加密方法
证书签发机关(CA)的特征是具备权威性
数字指纹(数字摘要/报文摘要/)
是指一种由特定文件得出的不可能由其他文件得出的数据
加密技术一种,将发送的报文,以某种方式,算出一段唯一的摘要,连接报文后,一并发给接收方接收方采用相同方式,算出一段摘要,进行比对,保证数据无失真、无篡改
数字证书
是网络通讯中标志通讯各方身份信息的一系列数据,提供一种在 Internet 上验证身份的方式
1| 由第三方权威机构(CA认证中心)颁布“数字证书”
2| “数字证书”3项:执有人身份信息、公开密钥、颁发机构签名
3| 广大群众利用公开密钥对要发送给公开密钥所有者的数据进行加密
4| 公开密钥所有者,利用私密密钥解密
5| 数字标识=数字证书
【补充】加密技术
目前的加密技术有两类
对称加密技术(传统加密,DES算法)
加密算法和解密算法相同
加密密钥和解密密钥相同
安全性差
非对称加密技术(公开密钥加密技术,RSA算法)
目前广泛使用的加密技术
加密算法与解密算法不同
加密密钥与解密密钥不同
加密秘钥即公开密钥
非对称加密技术中有一对密钥
公用密钥:用于向密钥拥有者发送加密信息 只有公用密钥所有者,利用私密密钥才能解开
私密密钥:用于密钥所有者发送数字签名 可用公开密钥进行解密,实现身份认证
非对称加密技术广泛应用于身份认证,数字签名,邮件加密等所有考题中
HASH算法:无法从公钥推导出私密
6. 计算机病毒
(1) 【重点】计算机病毒概念
计算机病毒是指编制或者在计算机程序中插入的破坏计算机功能或数据,影响计算机使用并且能够自我复制的一组计算机指令或程序代码
【说明】
1| 计算机病毒是指令或程序代码
程序代码是单独的文件
指令是嵌入在其他程序中
2| 计算机病毒的两种存在状态
第一种:以指令形式,嵌入在其他应用程序中
第二种:以程序代码独立的文件形式
3| 计算机病毒的危害(功能)
破坏功能:影响程序的正常运行
破坏性能:占用CPU资源和内存资源,占用硬盘空间
破坏数据完整性,盗取数据
(2) 【选择】计算机病毒的特征
1| 传染性
是计算机病毒最基本的特征
2| 破坏性
破坏数据的完整性,影响应用程序正常运行(运行功能)占用计算机CPU和内存资源(影响性能)
3| 潜伏性
伪造,不被发现,(隐蔽性),伺机而动(触发性)
4| 隐蔽性
不被发现,如病毒程序:加壳或嵌入在其他应用程序中
5| 可触发性
当满足条件时,病毒程序自动运行,如:到达某个时间节点,运行某个应用程序
6| 不可预见性
7| 变异性
病毒传播时,程序代码发生变化,使得反病毒软件(杀毒软件)无法发现病毒
(3) 【选择题】计算机病毒传播的主要途径是计算机网络(包括局域网,internet广域网)和移动存储介质(移动硬盘,U盘,光盘)
以网络传播为主
局域网
移动存储介质
(4) 反病毒软件和格式化磁盘
1| 常用的反病毒软件有瑞星杀毒,金山毒霸,火绒,360
2| 发现病毒后,比较彻底的清除方式是格式化磁盘
3| 提示:删除文件,不会清除病毒
4| 反病毒软件只能检测出部分病毒,再清除其中一部分,防火墙不能抵御所有攻击
5| 反病毒不能杀除所有病毒,只能检查出部分病毒,清除其中一部分病毒
(5) 计算机安全威胁主要威胁包括两类:
植入威胁特洛伊木马,陷门
攻击者在正常的软件中隐藏一段用于其他目的的程序,这段隐藏的程序段常常以安全攻击作为其最终目标。
木马威胁之大远远超过计算机病毒
渗入威胁
假冒、旁路控制和授权侵犯
(6) (选择题)造成信息不安全的主要威胁有
计算机病毒
黑客攻击
非法访问(未授权访问)
脆弱口令
硬件损坏
(7) 防火墙软件
防火墙由软件以及支持该软件运行的硬件系统构成
功能:处于内网和外网之间一道安全屏障,用于过滤进出内网的数据,防火墙软件通过制定安全策略,设置允许,禁止通过的数据包策略,分为
包(数据包)过滤防火墙
应用代理防火墙
芯片防火墙
【说明】
1| 为什么需要防火墙
由于内网和外网的安全要求级别不同,所以需要通过防火墙进行隔离
2| windows防火墙三种:公用网络、家庭网络、工作(专用)网络
3| 防火墙软件没有杀毒功能,只能抵御外部非法攻击
4| (选择)反病毒软件和防火墙软件具有滞后性,即只有在新病毒出现或新型攻击出现后,才能制定新的安全策略
5| 由于外网和内网安全要求(安全级别不同),利用防火墙软件隔离
6| 防火墙采用被动防御策略:只对进,出内网数据进行过滤
【考点】内网攻击,无抵御功能
(8) 计算机病毒分类
1| 按病毒类型
引导型病毒
专门破坏磁盘的临时到的启动文件,影响计算机的正常启动
文件型病毒
专门破坏.exe(可执行文件类型).com(命令文件类型).sys(系统文件)
宏病毒
专门破坏word,excel的文档
复合型病毒
2| 按破坏程序
良性病毒
恶性病毒
(9) (多选)信息安全的策略或保证信息安全的措施有哪些
1| 信息安全策略采用预防为主的方针和具体措施
2| 操作系统软件要及时升级,打补丁(最重要的)
3| 安装杀毒软件,防火墙软件,并及时升级
4| 定期查杀病毒
5| 不使用来历不明的移动存储介质
6| 不访问不良站点,不打开来历不明的电子附件,短信等
7| 定期制作系统备份
8| 使用正版软件,抵制盗版行为
9| 制定规章制度,加强宣传教育