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信息技术与计算机文化
下图为计算机专升本知识预览，内容非常详细，可作为备考资料。
编辑于2020-10-15 15:31:46- 相似推荐
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信息技术与计算机文化
信息与技术
信息与数据
信息实在自然界、人类社会和人类思维活动中普遍存在的一切事物和事物的属性。
数据是指存储在某种媒体上可以加以鉴别的符号资料。
表示形式：数值型（文字、字母、数字）和非数值型（图形、图像、音频、视频）
信息与数据的区别和联系
信息的符号化就是数据
数据是信息的具体表示形式，是信息的载体
信息是对数据加工以后的结果
同一信息可以有不同形式的数据表示
星期一=礼拜一=周一=Monday
信息技术
是指人们获取、存储、处理、开发和利用信息资源的相关技术。
信息社会
从20世纪90年代开始，世界上主要的国家开始建设高速度，大容量，多媒体的信息传输干线，称为“信息高速公路”
“计算机文化”的内涵
计算机文化是以计算机为核心及网络文化，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广泛深远影响的新型文化
计算机技术概论
计算机的起源与发展
起源
埃尼克(ENIAC=Electronic Numerical Integrator And Calculator):第一台真正意义上的电子计算机
1946年2月
美国的宾夕法尼亚大学
主要元器件：电子管
采用十进制运算，不采用二进制计算
人物
冯•诺依曼
现代计算机之父，博弈论之父
图灵
计算机科学与人工智能之父
图灵奖：计算机界的诺贝尔奖
发展
中国新一代计算机
1956年开始研制计算机
1958年第一台电子计算机
1964年晶体管计算机
1971年集成电路计算机
1983年“银河1”巨型机
计算机的特点及分类
特点
运算速度快
计算精度高
存储容量大
具有逻辑运算能力
工作自动化
通用性强
分类
按处理的对象划分
模拟计算机
数字计算机
混合计算机
按用途划分
专用计算机
通用计算机
按规模划分
巨型机
大型机
小型机
微型机
工作站
计算机的应用
科学计算
天气预报
密码破译
模拟核预测
地震预测
计算机应用最早的领域
信息管理（数据管理）
办公自动化
学籍管理
仓储管理
计算机应用最广泛的领域
计算机辅助系统
CAM：计算机辅助设计
CBE:计算机辅助制造
CAI:计算机辅助教学
CMI：计算机管理教学
CAD:计算机辅助设计
CAT：计算机辅助测试
CIMS:计算机集成制造系统
过程控制（实时控制）
冶金、石油、化工纺织、水电、机器和航天
人工智能
AI
计算机的发展趋势
巨型化
微型化
网络化（网格化）
主要作用
实现资源共享
智能化
指使计算机具有模拟人的感觉和思维过程的能力
计算机中信息的表示
数制及其转换
相关名词
数码
一组用来表示某种数制的符号，如1、2、3、4、A、B、C等
基数
数制所使用的数码个数称为“基数”或“基”，常用“R”，称为R进制。
二进制的数码为0，基为2
位权
指数码在不同位置上的权值。在进位计数制中，处于不同数位的数码代表的数值不同
十进制数111，个位数上的1的权值为10^0，十位数上的1的权值为10^1，百位数的1的权值为10^2
常见的几种进位计数制
十进制
由0、1、2、3、4、5、6、7、8、9十个数码组成，即基数为10
特点：逢十进一，借一当十
用字母D表示
二进制
由0、1两个数码组成，即基数为8
特点：逢二进一，借一当二
用字母B表示
八进制
由0、1、2、3、4、5、6、7八个数码组成，即基数为8
特点：逢八进一，借一当八
十六进制
有0、1、2、3、4、5、6、7、8、9、A、B、C、D、E、F十六个数码表示，即基数为16
特点：逢十六进一，借十六当一
用字母H表示
各种进制之间的对应关系
数制的转换
二进制、八进制、十六进制数转换为十进制数
按位权展开
归纳
二进制、八进制、十六进制整数部分的个位数为奇数，则十进制数为奇数；个位数为偶数，则十进制数为偶数，即同奇同偶
任何一个二进制数、八进制数、十六进制数一定能精确转换为十进制数
二进制数的整数（11111…1111）B=（2^n-1）D
长为N的二进制位共表示2^n个数，最大数是2^n-1，最小数是n个0
十进制数转化为N进制数（N可取2、8、16）
整数部分采用除N取余法，即逐次除以N商为0，得出的余数倒排，即为N进制各位的数码
小数部分采用乘N取整法，即逐次乘以N从每次乘积的整数部分得到二进制数各位的数码
归纳
任何一个十进制整数一定能精确转换为二进制、八进制、十六进制数
任何一个十进制小数不一定能精确转换为二进制、八进制、十六进制数
二进制数与八进制数账户转换
3位一组，不足3位的向高位或低位补0凑齐
二进制数与十六进制数的账户转换
4位一组，不足4位的向高位或低位补0凑齐4位
二进制的运算规则
算数运算规则
逻辑运算规则
信息的编码
计算机中数据的单位
位（bit）
简记为b，也成比特，是计算机中存储数据的最小单位，一个二进制位只能表示0或1
字节（Byte）
简记为B，字节是存储信息的基本单位，规定1B=8bit
一个字节无符号二进制数可以表示的最大十进制数是255
8位无符号二进制数可以表示的最大十进制数的个数是256
字（word）
计算机（CPU）一次运算所处理的二进制数据
一个字通常由一个字节或若干个字节组成
字长是计算机一次所能处理的实际位数长度，字长是衡量计算性能的一个重要指标。（字长越长，性能越好）
数值的表示
在计算机中，所有数据均以二进制的形式表示
数的正负也用“0”和“1”表示，通常规定一个数的最高位作为符号位，“0”表示正，“1”表示负
采用二进制表示形式的连同数符一起代码化了的数据称为机器数
与机器数对应的用正、负符号加绝对值表示的实际数值称为真值
机器数01111111的真值是+1111111，也就是+127
BCD码或8421编码：用4位二进制数代码表示十进制数的编码方法
文字信息的表示
字符编码
主要是ASCII码，是American Standard Codefor Information Interchange 的缩写（美国标准信息交换代码），作为国际通用的信息交换标准代码
ASCII码是一种西文机内码，有7位ASCII码（标准ASCII代码）和8位ASCII码(扩展ASCII码)
7位标准ASCII码用一个字节（8位）表示一个字符，并规定最高位为0，实际只用到7位，因此可表示128个不同字符
同一字母的ASCII码值小写字母比大写字母大32(20H)
A—Z：65—90；A:65 ，Z:90
a—z:97—122；a:97 ，z:122
0—9：48—57 ; 0:48 , 9:57
汉字编码
汉字交换码
一般用连续的两个字节（16个二进制位）表示一个汉字
在计算机内部表示汉字时把交换码（国际码）两个字节最高位改为1，称为“机内码”
GB2312—80，国际码—汉字交换码
汉子机内码
真正表示汉字的标码
是计算机内处理汉字信息所用到的代码
是真正的计算机内部用来存储和处理汉字信息的代码
汉字字形码
用来将汉字显示到屏幕或打印到纸张上时所用 图形数据
两种方法
点阵法
用点阵表示汉字字形的编码，把汉字按字形排列成点阵
16^16点阵占用32个字节，32^32点阵占用128字节
点阵码缩放困难易失真
矢量法
用一组数学是矢量来记录汉字的外形轮廓
矢量码可任意放大缩小甚至变形，节省存储空间
汉字输入码
可分流水码、音码、形码、音形结合码
全拼输入码、智能ABC、微软拼音等汉字输入法为音码
五笔字型为形码
音码重码多，单字输入速度慢，已掌握；形码重码较少，单字输入速度较快，学习和掌握较困难
计算机系统
工作原理
指令
指示计算机执行某种操作的命令，由一串二进制数码组成，这串二进制数码包括操作码和地址码两部分
操作码：规定操作的类型，即进行什么样的操作
地址码：规定操作的存取地址，
所有指令的集合称为计算机指令系统
计算机系统不同，指令系统也不同
常见指令系统：复杂指令系统（CISC）和精简指令系统（RISC）
“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•诺依曼提出来的，故称冯•诺依曼
基本原理：存储程序与程序控制
存储程序
指人们必须事先把计算机的执行步骤序列（即程序）及运行中所需的数据，通过一定方式输入并存储在计算机的存储中
程序控制
指计算机运行时能自动地逐一取出程序中的一条条指令，加以分析并执行规定的操作
世界上第一台采用“存储程序”工作原理的计算机
英国EDSAC
计算机的工作过程
取指令
分析指令
执行指令
上述步骤完成后，指令计数器加1，为执行下一条指令做好准备
硬件系统
裸机
未配置任何软件的计算机
冯•诺依曼提出的存储程序工作原理决定了计算机硬件系统由五个部分组成
五部分
输入设备
功能
把原始数据和处理这些数据的程序转换为计算机能够识别的二进制代码，通过输入接口输入到计算机的存储器中，供CPU调用和处理基本原理是存储程序与程序控制
常见的输入设备
鼠标器、键盘、扫描仪、数字化仪、数码摄像机、条形码阅读器、数码相机、A/D转换器（A是模拟信号,连续的,在外部运行；D是数字信号，在计算机内部运行)等
输出设备
从计算机中输出信息的设备
功能
将计算机处理的数据、计算结果等内部信息转换成人们习惯接受的信息形式（字符、声音、图形等），然后将其输出
常见的输出设备
显示器、打印机和音箱，还有绘图仪（具有精密打印的打印机）、各种数模转换器（D/A）等
从信息的输入输出角度来说，磁盘驱动器和磁带机既可看做输入设备，又可做输出设备
运算器
负责对信息进行加工和运算，它的速度决定了计算机的运算速
组成部件
ALU（算数逻辑运算单元）和寄存器
运算类型
算术运算、逻辑运算、其他运算（比较、移位等）
控制器
是整个计算机的控制中心，从内存储器中顺序取出指令
是指挥和控制计算机各个部件进行工作的“神经中枢”
通常把控制器和运算器合称为中央处理器（CPU），是计算机的核心部件
存储器
具有“记忆”功能的设备
是由成千上万个“存储单元”构成的，每个存储单元存放一定位数（微机上为8位）的二进制数，每个存储单元都有唯一的地址
“存储单元”是基本的存储单位，不同的存储单元使用不同的地址来去
内存储器（内存）
ROM(只读存储器)
只能读出事先存储的数据，不能改写
ROM常用于存放固定的程序和数据，且断电后仍能长期保存
ROM容量小，一般存放系统的基本输入输出等
BIOS
存放基本输入/输出系统程序、系统设置信息系统、引导程序和自检程序的ROM芯片
CMOS
可读写的RAM芯片，存放日期、硬盘参数及计算机配置信息，配有电池
联系
通过BIOS设置程序对CMOS参数进行设置
RAM(随机存储器)
CPU从RAM中即可读出信息，又可写入信息，但断电后所存的信息就会丢失
微机中的内存一般指RAM
Cache（高速缓存）
至于内存和CPU之间的高速小容量存储器
内存
CPU可直接读取、暂存性、存取速度快、容量相对较少、工艺水平较高、价格相对高
外存
CPU不可直接读取、永久性、存取速度慢、容量相对较多、工艺水平低、价格相对低
外存储器（外存）
不能和CPU直接交换数据
既可看成输入设备，又可看成输出设备
主机
CPU
运算器
控制器
内存
外部设备
输入设备
输出设备
软件系统
软件
计算机运行所需的程序、数据和有关的文档的总和
区分
指令
指示计算机执行某种操作的命令
程序
指令的有序集合
软件
指使计算机运行所需的程序、数据和有关的文档的总
系统软件
操作系统
直接运行在裸机上的系统软件，任何其他软件必须在操作系统的支持下才能运行
语言处理程序
系统支撑和服务程序
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
程序设计语言
程序设计基础
程序
数据结构
逻辑数据结构
线性结构/线性表
两种特殊的线性表
堆栈/栈
FILO(先进后出)
弹匣、刷的盘子
队列
FIFO（先进先出）
排队
树/层次
Windows7的文件夹、家谱图
图
Internet网
物理数据结构
顺序结构
链接结构
算法
有限个步骤组成的解决问题的方法
特征
有穷性
确定性
可行性
0个或多个输入
至少有1个输出
程序=算法+数据结构
程序设计语言
低级语言
机器语言
计算机系统唯一能够直接识别的，不需要翻译
缺点
编写程序难度大、直观性差、容易出错、调试不方便、通用性和移植性较差
优点
充分发挥硬件功能、程序运行速度快
汇编语言
机器语言的符号化/助记符，计算机不能够识别的，需要翻译成机器语言
优点
比机器语言程序易读、易检查、易修改
高级语言
大大提高了编程效率，计算机不能直接识别
一般用高级语言编写的应用程序是源程序
常见
Fortran、Pascal、C、Basic、Java、Python
两类
解释型（口译）
对源程序一边翻译，一边执行，不产生目标程序
解释程序比较简单，可移植性也好，执行速度慢
编译型（笔译）
将用高级语言所编写的源程序翻译成与之等价的用机器语言表示的目标程序及翻译过程称为编译
编译程序比较复杂，使得开发和维护费用较高
微型计算机系统
微机计算机分类
单片机
微处理器(CPU)、一定定容量的存储器以及I/O接口电路等集成在一个芯片上，构成了单片机
单板机
微处理器、存储器和I/O接口电路安装在一块印刷电路板上，就成为单板机
PC(Personal Computer，个人计算机)
供单个用户的微机一般称为PC，是目前使用最多的一种微机
便携式微机
包括笔记本计算机和个人数字助理（PDA）等
微机的主要性能指标
主频（时钟频率）
是指计算机CPU在单位时间内发出的脉冲数，它在很大程度上决定了计算机的运算速度
单位
赫兹（Hz）
字长
指计算机的运算部件能同时处理的二进制数据的位数，它与计算机的功能和用途有很大的关系
内核数
指CPU内执行指令的运算器和控制器的数量
内存容量
指内存储器中能存储信息的总字节数
一般来说，内存容量越大，计算机的处理速度越快
运算速度
单位时间内执行的计算机指令数
单位
MIPS（Million Instruction Per Second，每秒10^6条指令）
BIPS（Billion Instructions Per Second ,每秒10^9条指令）
影响机器运算速度的因素
主频越高，运算速度越快
字长越长，运算速度越快
内存容量越大，运算速度越快
存取周期越小，运算速度越快
其他性能指标
机器的兼容性（包括数据和文件的兼容、程序兼容、系统兼容和设备兼容）
系统的可靠性（平均无故障工作时间MTBF）
系统的可维护性(平均修复时间MTTR)
性能价格比
常见微型计算机的硬件设备
微处理器
将运算器、控制器和高速缓存集成在一起的超大规模集成电路芯片
是计算机的核心部件
生产厂家
Intel公司
IBM公司
AMD公司
台湾的威盛公司
存储器
内存
一般指随机存储器（RAM）
常用内存
SDRAM
DDRSDRAM
外存
特点
存储容量大，可靠性较高，价格低，在断电后可以永久的保存信息
软盘
只能读取盘中的信息，而不能写入，用于防止擦除或重写数据，也能防止病毒侵入
硬盘
是微机上最重要的外存储器
由多个质地较硬的涂有磁性材料的金属盘片组成，盘片用于磁盘信息的读写
目前存取速度最快的外存
闪存
作为存储介质的半导体集成电路制成的电子盘已成为主流的可移动外侧
又称U盘，可反复存取数据
光盘存储器
利用激光技术存储信息的装置
微机常见总线标准
总线
是计算机各功能部件之间传送信息的公共通信干线，由导线组成的传输线束
数据总线
传输数据
地址总线
数据地址
控制总线
控制信号
总线标准
PCI总线
一种局部总线，与CPU之间没有直接相连
AGP总线
加速图形端口的缩写，一种显卡专用的局部总线，与CPU和系统存储器之间直线连接
USB总线
即通用串行总线，一种广泛采用的接口标准
IEEE1394总线
一种串行接口标准，目前速度最快的高速外部串行总线
PCI-Express总线
采用目前业内流行的点对点串行连接，数据传输速度快
主板
是微型计算机系统中最大的一块电路板，是一块带有各种插口的大型印刷电路板（PCB）
输入设备
键盘和鼠标
数码相机
输出设备
显示系统
包括显示器和显示适配器（显卡）
按显示器件分类
阴极射线管显示器（CRT），液晶显示器（LCD）和等离子显示器（PDP）
主要性能指标
显示分辨率
单位面积显示像素的数量
常用分辨率
640^480，1024^768，1280^1024
颜色质量
指某一分辨率下，每一个像素点可以有多少种色彩来描述
单位
位（bit）
32:32种颜色（2^5=32）； 32位色：2^32种颜色
刷新速度
打印机
点阵打印机
又称针式打印机，耗材为色带，价格便宜且分辨率低
噪声大，速度慢，精度低，不适合打印图形
打印成本低，对纸张质量的要求低
喷墨打印机
分黑白和彩色两类，耗材为墨水
打印机便宜，墨水较贵
打印质量较高，打印速度比点阵打印机快，使用起噪声小
耗材费用较高，对纸张的要求较高，喷墨口不容易保养
激光打印机
分黑白和彩色两类，耗材为碳粉
高速度，高精度，低噪音的非击打式打印机
声音系统
音频信号是连续的模拟信号，而电脑处理的只是数字型号，电脑要对音频信号进行处理，必须进行模/数（A/D）的转换
这个转换过程实际上就是对信号的采样和量化的过程，即把时间上连续的模拟信号转化成时间上不连续的数字信号
单位时间内采样次数越多，即采样频率越高，数字信号越接近于原声