計算機理論基礎整理

第一章：信息技術概述1.1：信息與信息技術信息與信息處理控訴論的創(chuàng)始人：維納信息就是信息，既不是物質(zhì)也不是能量。信息的定義：客觀世界中各種事物運動運動狀態(tài)和變化內(nèi)容的反映，是認識主體對客觀事物狀態(tài)和變化的感知?？陀^世界的三大構成要素：信息、物質(zhì)與能量。人信息處理的過程：獲取信息、傳遞信息、加工（處理）信息和施用信息。缺點：算不快，記不住，傳不遠，看不清，聽不清。信息處理包括哪些行為和活動：A．信息的收集：信息的感知，測量，獲取，輸入B．信息的加工：分類，計算，分析，綜合，轉(zhuǎn)換，管理C．信息的存儲:書寫，攝影，錄音，錄像D．信息的傳遞：郵寄，出版，電話，廣播電視，短息，博客，微信E．信息的施用：控制，顯示，導航，機器人信息技術和信息產(chǎn)業(yè)信息技術：用來擴展人們信息器官功能，協(xié)助人們更有效地進行信息處理的一門技術?，F(xiàn)代信息技術的主要特征：以數(shù)字技術為基礎，軟件與通信技術為核心，采用微電子和光電子器件。信息產(chǎn)業(yè)：從事信息技術開發(fā)，設備與產(chǎn)品的研制生產(chǎn)以及提供信息服務的若干部門的總稱。A信息設備制造B信息服務C信息內(nèi)容產(chǎn)業(yè)D信息基礎設備信息化與信息社會信息化的作用：A對傳統(tǒng)產(chǎn)業(yè)進行改造，極大地提高了傳統(tǒng)產(chǎn)業(yè)的勞動生產(chǎn)率B孕育和催生了許多新興產(chǎn)業(yè)；C推進了管理扁平化和社會的信息化；D推動經(jīng)濟全球化。1.2數(shù)字技術基礎信息的基本單位——比特比特（符號b）只有兩種狀態(tài)“0”“T，中文為二進位數(shù)字例如：電平的高低，電流的有無等每個字節(jié)包含八個比特（字節(jié)的符號B）比特的存儲A比特存儲在觸發(fā)器里（一種雙穩(wěn)電子線路）一個觸發(fā)器可以存儲一個比特B電容器C利用盤片在光滑表面上的微小凹坑記錄比特與二進位信息在計算機中的表示（1）無符號整數(shù)自然碼（2）帶符號整數(shù)0?2n-1；“0”表示正數(shù)（+）“T表示（-）；正數(shù)為負的需要用補碼（原碼取反加1）缺點：不直觀（3）文字符號的表示西文字符（ASCII碼）：美國信息交換標準碼，一共有128個字符，包括96個可打印字符和32個控制字符。每個字符使用七個二進位進行編碼，最高位在計算機內(nèi)部保持為0，采用“奇偶校驗位”比特的運算邏輯加，邏輯乘和取反。有1便是1——邏輯加；有0表示0——邏輯乘1.3：微電子技術簡介微電子技術與集成電路微電子技術：實現(xiàn)電子電路和電子系統(tǒng)超小型化及微型化的技術。是信息技術的關鍵，是發(fā)展電子信息產(chǎn)業(yè)和各項高技術的基礎。A集成電路（微電子技術的核心）:小規(guī)模集成電路SSI）電子元件數(shù)目小于100;中規(guī)模集成電路（MSI）電子元件數(shù)目在100?3000；大規(guī)模集成電路（LSI）在3000?10萬；超大規(guī)模集成電路（VLSI）在10萬?100萬；極大規(guī)模集成電路（ULSI）超過100萬。通常VLSI和ULSI統(tǒng)稱為VLSI。例如：手機數(shù)碼相機計算機等電子設備使用的微處理器存儲器圖片加速芯片等都是超大規(guī)模和極大規(guī)模集成電路。B按照晶體管結構電路和工藝的不同分為雙極型集成電路金屬氧化物半導體（MOS）集成電路雙極——金屬氧化物半導體集成電路C根據(jù)功能：數(shù)字集成電路模擬集成電路D用途：通用集成電路專用集成電路集成電路的發(fā)展趨勢特點：體積小功能低速度快可靠性高工作速度主要取決于組成邏輯門電路的晶體管的尺寸。發(fā)展趨勢：晶體管尺寸縮小硅拋光片面積增大。Moore定律：單塊集成電路的集成度平均每18?24個月翻新一次。1.3.4IC卡IC的特點：防盜保密性強存儲信息大IC卡中的集成電路芯片分為兩類：A存儲器卡（校園卡之類）BCPU卡（SIM卡銀行卡）IC卡使用方式的兩種分類：A接觸式IC卡B非接觸式IC.第二章計算機組成原理2.1計算機的組成與分類計算機的發(fā)展與作用現(xiàn)在的計算機發(fā)展正邁向智能化，以知識處理為核心，模擬或部分代替人的智能活動為目標。計算機的作用和影響計算機是一種通用的信息處理工具特點:速度快通用性強存儲容量大互連互通和互操作影響：A應用于科學，大大增加了人類認識自然以及開發(fā)改造和利用自然的能力，促進現(xiàn)代科技的發(fā)展；B手工農(nóng)業(yè)，顯著提高了人類物質(zhì)生產(chǎn)水平和社會勞動生產(chǎn)率，促進了科技的高速發(fā)展；C社會服務，全面擴展和改善了服務范圍與質(zhì)量，提高了工作效率，推動了社會進步；D教育文化，為人類傳承并創(chuàng)造知識與文化提供了現(xiàn)代化工具，改變了人們創(chuàng)造和傳播文化的凡是和方法，大大擴展了人類文化活動的領域，豐富了文化內(nèi)容，提高了質(zhì)量；E辦公和家庭，改變了人們的工作和生活方式。危機：A個人隱私B信息欺騙和計算機犯罪C知識產(chǎn)權的保護D不良和有害信息肆意傳播和泛濫E產(chǎn)生大量電子垃圾污染環(huán)境破壞生態(tài)。計算機的邏輯組成計算機硬件：計算機系統(tǒng)中所用實際物理裝置的總稱；計算機軟件：計算機運行過程中各種程序及其數(shù)據(jù)的處理和相關的文檔。數(shù)據(jù)：程序所處理的對象；文檔：軟件設計報告，操作使用說明等邏輯上硬件主要包括：中央處理器（CPU）主存儲器輔助存儲器輸入設備和輸出設備，它們通過總線互相連接。外圍設備（外設）：輸入輸出設備和輔助存儲器特點：復雜性多樣性層次性模塊化變化：集中到分散；存儲器到主輔助存儲器;CPU通信到總線通信。（1）輸入設備：用于向計算機輸入命令、數(shù)據(jù)、文本、聲音、圖像和視頻等信息，如鍵盤、鼠標、掃描儀等。二進位表示鍵盤鼠標觸摸屏麥克風傳感器條碼磁卡IC卡的掃描儀和讀卡器等（2）中央處理器（CPU）:承擔系統(tǒng)軟件和應用軟件運行任務的處理器（一臺計算機的核心組成部件）。處理器：能夠高速執(zhí)行指令，完成二進制數(shù)據(jù)的算術邏輯運算和數(shù)據(jù)傳送的部件。特點：A數(shù)字電路組成的結構很復雜；B超大規(guī)模的集成電路微處理器：所有電路都集中在一塊幾個平方厘米的半導體芯片上的處理器。CPU和CPU芯片的區(qū)別：CPU邏輯上是一片：CPU芯片是兩個四個甚至更多個CPU在同一個芯片上。（1）主存儲器和輔助存儲器兩者的區(qū)別內(nèi)存儲器輔助存儲器存取速度很快相對較慢存儲內(nèi)容相對較大很大性質(zhì)按字節(jié)編址和訪問斷電后信息消失按字節(jié)編址和訪問斷電后信息保留用途存放已經(jīng)啟動運行的程序和需要立即處理的數(shù)據(jù)長期存放計算機系統(tǒng)幾乎所用的信息與CPU的關系CPU所處理的指令及數(shù)程序及相關數(shù)據(jù)必須先據(jù)直接從內(nèi)存中取出來進入內(nèi)存后才能被CPU使用(3)輸出設備：把計算機中用“0”和“1”表示的信息轉(zhuǎn)換成人可直接識別和感知的形式(如：文本、語音、音樂、圖像、動畫等形式)，例如顯示器、打印機、揚聲器等?？偩€與I/O接口總線：連接CPU主存輔存和各種輸入/輸出設備CPU總線：用于連接CPU和主存的總線I/O總線：連接主存和I/O的總線2.1.3計算機的分類：內(nèi)部邏輯結構：16位機32位機或64位計算機；計算機的性能和用途(1)巨型計算機——超級計算機；(2)大型計算機；(3)服務器：網(wǎng)絡中專門為其他計算機提供資源和服務的那些計算機；(4)個人計算機：臺式和便攜式；(5)嵌入式計算機：嵌入式計算機促進了各種消費電子產(chǎn)品的快速發(fā)展和更換時代例如：手表手機玩具游戲機照相機音響錄放像機微波爐通訊設備。2.2CPU的結構與原理2.2.1CPU的作用與組成CPU的作用:從內(nèi)存中一條一條地取出指令和相應數(shù)據(jù)，按指令操作碼的規(guī)定，對數(shù)據(jù)進行數(shù)據(jù)處理，直到程序執(zhí)行完畢為止。CPU的根本任務是執(zhí)行指令，它按照指令的要求完成對數(shù)據(jù)的基本運算和處理。CPU的結構分為三部分組成：(1)寄存器組：速度快，臨時存放參與運算的數(shù)據(jù)和運算得到的中間(或最后)結果。需要運算器處理的數(shù)據(jù)先從內(nèi)存?zhèn)鞯郊拇嫫鹘M；運算結果不需要繼續(xù)參加運算時就從寄存器保存到內(nèi)存。(2)運算器；(3)控制器:用來存放CPU正在執(zhí)行指令的地址。2.2.2指令與指令系統(tǒng)指令：構成程序的基本單位，采用二進位(1)操作碼：(2)操作數(shù)地址執(zhí)行指令的過程：取指令指令譯碼執(zhí)行指令修改指令2.2.3CPU的性能指標：字節(jié)主頻高速緩存的容量與結構指令系統(tǒng)邏輯結構CPU核的個數(shù)提高CPU的措施增加核的數(shù)量；增加地址碼：加快主頻頻率；增加容量第三章：計算機軟件3.1概述什么是計算機軟件程序：告訴計算機做什么和如何執(zhí)行指令特點：1.完成某一確定的信息處理任務；2使用計算機語言描述如何完成該任務；存儲在計算機中，并啟動運行(被CPU執(zhí)行)后才能起作用數(shù)據(jù)：計算機中程序所處理的對象和處理后所得到的結果，必須使用的一些參數(shù)。程序和數(shù)據(jù)具有相對性軟件：程序及程序有關的的數(shù)據(jù)和文檔文檔：與程序開發(fā)，維護和操作有關的的一些資料。程序和軟件本質(zhì)上是相同的。計算機軟件的特征不可見性2.適用性3.依附性4.復雜性5.無磨損性6.易復制性7.不斷演變性8.有限責9.脆弱性3.1.3計算機軟件的分類：系統(tǒng)軟件和應用軟件系統(tǒng)軟件：1.為用戶管理與使用計算機提供方便；2.給應用軟件與運行提供支持：3.為了安全有效地使用計算機系統(tǒng)基本系統(tǒng)軟件：基本輸入輸出系統(tǒng)（BIOS）；操作系統(tǒng)（WindowsiOS）；程序設計語言處理系統(tǒng)（C語言編譯器）；數(shù)據(jù)庫管理系統(tǒng)（ORACLE,Access）；常用的實用程序（磁盤清理程序，備份程序，殺毒軟件）特征：1.與計算機硬件關系密切,對硬件資源進行統(tǒng)一的控制調(diào)度和管理：2.基礎性和支撐作用,應用軟件的運行平臺;3.是通用計算機必不可少的；4.供應商會提供一些程序軟件。應用軟件：是專門為用戶解決各種具體應用,完成特定任務的軟件。分類：通用應用軟件；定制應用軟件通用應用軟件:文字處理軟件；電子表格軟件；演示軟件；網(wǎng)頁瀏覽軟件；音視頻播放軟件；通信與社交軟件；個人信息管理軟件；購物及支付軟件；游戲軟件定制應用軟件:是按照不同領域用戶的特定用戶的特定應用要求而專門設計開發(fā)的軟件商品軟件：付費才能夠使用版權；共享軟件：買前免費試用,允許拷貝和散發(fā),；自由軟件：在規(guī)定協(xié)議下用戶可以共享軟件,用戶修改代碼后也必須向所有用戶公開；免費軟件：大多數(shù)自由軟件都是免費軟件,但并非軟件并不都全是自由軟件。3.2操作系統(tǒng)概述操作系統(tǒng)的作用：（1）為計算機中運行的應用程序管理和分配各種資源；（2）為用戶操作使用計算機提供友善的人機接口；（3）為程序的開發(fā)和運行提供一個高效率的平臺。操作系統(tǒng)的組成操作系統(tǒng)：一種規(guī)模龐大,技術復雜的軟件產(chǎn)品組成：操作系統(tǒng)內(nèi)核和其他許多附加的配套軟件操作系統(tǒng)內(nèi)核：提供任務管理存儲管理文件管理和設備管理等功能的一組軟件模塊內(nèi)核通常都駐留在內(nèi)存中，以CPU的最高優(yōu)先級運行，能執(zhí)行系統(tǒng)中的特權指令，具體直接訪問各種外設和全部主存空間的特權,負責對系統(tǒng)資源進行管理和分配。3?操作系統(tǒng)的啟動：加電自檢，檢查工作狀態(tài)是否正常；自舉，將BIOS引導裝入程序；COMSS進行輔助3.2.2多任務與處理器管理什么是多任務處理操作系統(tǒng)支持多個任務同時在計算機中進行。計算機的三種狀態(tài)：未運行狀態(tài)；前臺狀態(tài)；后臺狀態(tài)存儲管理1.存儲管理的任務：（1）為每個任務分配內(nèi)存空間，任務終止之后再回收內(nèi)存空；（2）對內(nèi)存空間進行保護：保護操作系統(tǒng)所在區(qū)域不被應用程序隨意訪問和修改；保護每個任務的私有區(qū)域不被其他任務隨意訪問和修改；（3）提供內(nèi)存空間共享：允許一些存儲區(qū)域被多個任務共享任務，提高內(nèi)存的利用率；（4）對內(nèi)存空間進行擴充，是任務的存儲空間不受實際內(nèi)存容量大小的限制。虛擬存儲技術：操作系統(tǒng)中解決存儲管理的有效方案4文件管理文件及其屬性文件擴展名:Windows中可執(zhí)行程序:exe;圖像文件:jpg音頻文件:mp3；視頻文件：mp4；文本文件：txt文件目錄（文件夾）樹狀文件3.2.6常用操作系統(tǒng)介紹Windows操作系統(tǒng)類型：WindowsNTWindowsXPWindows8Windows10發(fā)展過程:由商業(yè)化轉(zhuǎn)型為家庭私人特點：Windows8既支持PC又支持平板電腦；缺點:系統(tǒng)不穩(wěn)定情況多，系統(tǒng)對用戶操作響應越來越慢，甚至死機，容易受到病毒等的攻擊。中央國家機關采購中曾規(guī)定“所有計算機類產(chǎn)品不允許安裝Wingdows8操作系統(tǒng)。UNIK和Linus操作系統(tǒng)算法什么是算法:解決問題的方法啊和步驟。特點:明確性；有窮性；能行性；輸出算法設計舉例（1）理解和確定問題；（2）尋找解決問題的方法與規(guī)則，并將其表示成算法；（3）使用程序設計語言表達算法；（4）運行程序，尋找問題的解答；（5）對算法進行評估以求改進。程序設計語言:人與計算機之間的通訊分類:機器語言；匯編語言；高級語言機器語言：類似于CPU指令系統(tǒng)，是一種在計算機上編寫語言，并直接被計算機執(zhí)行。匯編語言:利用助記符來代替機器指令中的操作代碼，但是不夠直觀簡便。高級語言:提高編寫程序和維護程序的效率而產(chǎn)生的一種接近人們的自然語言的的程序設計語言。幾種程序設計語言介紹（1）FORTRAN語言：面向過程的數(shù)值計算的語言⑵BASIC和VB語言BASIC:是初學者通用符號指令代碼。簡單易學VB:在BASIC的基礎上建立的，使用廣泛Java語言：用于網(wǎng)絡的面向?qū)ο蟮某绦蛟O計語言，許多APP都是由Java編寫的。C語言C++語言和Objective-CUNIX操作系統(tǒng)就是由C語言編寫的C++語言既有數(shù)據(jù)抽象和面向?qū)ο竽芰?，運行性能高，又能與C語言兼容。3.3.3程序設計語言處理系統(tǒng)：編譯程序解釋程序和匯編程序。第四章：計算機網(wǎng)絡與互聯(lián)網(wǎng)4.1數(shù)字通信入門通信：各種信息之間的傳遞電信：使用光波或電波傳遞信息的技術1通信的基本概念通信系統(tǒng)的簡單模型通信的基本任務是傳遞信息，因此至少需要三個要素組成，即信息的發(fā)送者（信源）信息的接收者（新宿），攜帶了信息的電（光）信號以及信息的傳輸通道（信道）電（光）信號的兩種形式：模擬信號和數(shù)字信號。模擬信號：傳輸過程中易受到干擾，傳輸質(zhì)量也不夠穩(wěn)定。數(shù)字信號：抗干擾能力強，差錯可控制，可靠性好，方便對信號加密和安全性能夠得到保證。2.有線通信根據(jù)傳輸?shù)慕橘|(zhì)：有線通信和無線通信有線通信使用金屬導體或光導纖維。金屬導體利用電流傳輸信息，光導纖維通過光波傳輸信息；無線信息通過電磁波在空間傳播。（1）電纜通信雙絞線：成本低；易受到外部高頻電磁波干擾，誤碼頻率高；傳輸距離有限屏蔽雙絞線：遠距離的數(shù)據(jù)傳送；無屏蔽雙絞線：價格便宜同軸電纜：傳輸特性和屏蔽特性良好，可作為傳輸干線長距離傳輸載波信號，但成本較高。（2）光纖通信：傳輸損耗小，通訊距離長，容量大，屏蔽特性好，不易被竊聽，重量輕，便于鋪設；稍差，精確連接兩根光纖比較困難。無線通信（1）微波通信：利用電磁波在空間進行信息的傳輸。自由空間：建設費用低，抗災能力強，容量大，無線接入使得通信更加方便；容易被竊聽和感受到干擾。（2）移動通信代表——手機（個人移動通信系統(tǒng)）過程：調(diào)制解調(diào)和多路復用技術調(diào)解解調(diào)技術載波：高頻正弦波信號攜帶的信息。調(diào)制：信息傳輸時，利用信源信號去調(diào)整（改變）載波的某個參數(shù)（幅度頻率或相位）的過程。解調(diào)：調(diào)制后的載波攜帶著被傳輸?shù)男盘栐谛盘柕乐羞M行長距離傳輸，到達目的地時，接收端再把載波所攜帶的信號檢測出來恢復為原始信號的形式的過程。載波信號：頻率比被傳輸信號（稱為基帶信號或調(diào)制信號）高得多的正弦波調(diào)制的三種方法：幅度調(diào)制頻率調(diào)制和相位調(diào)制。調(diào)制解調(diào)器：調(diào)制器和解調(diào)器集成在一起的設備。多路復用技術：為了提高傳輸線路的利用率，讓多路信號同時共用一條傳輸線進行傳輸?shù)募夹g稱多路復用技術。“時分多路復用”：以事先規(guī)定的順序輪流使用同一傳輸線路進行數(shù)據(jù)（或信號）傳輸。頻分多路復用：及那個每個信號源發(fā)送的信號調(diào)制在不同頻率的載波上，通過多路復用技術將它們復合成一個信號在傳輸線路上進行傳輸。波分多路復用頻分多路復用技術異步時分多路復用交換技術電路交換與分組交換電路交換技術特點：在通話的全部時間內(nèi)用戶開始占用端到端的傳輸信號。分組交換技術：針對數(shù)據(jù)通信的的特點而提出的一種交換技術。交換：從通信資源分配角度來看，就是按照某種方式動態(tài)地分配傳輸線路。過程：源計算機把要傳輸?shù)臄?shù)據(jù)劃分為若干適當大小的數(shù)據(jù)塊，為每個數(shù)據(jù)塊加上收發(fā)雙方的地址數(shù)據(jù)塊的編號檢驗信息等有關信息（頭部），組成一個一個的“包”（分組），然后以包為單位通過網(wǎng)絡向目的計算機發(fā)送。到達目的計算機之后，由計算機接受和處理。分組交換機與存儲轉(zhuǎn)發(fā)分組交換機的基本工作模式是存儲轉(zhuǎn)發(fā)：每當交換機從端口收到一個包去，就檢查該數(shù)據(jù)包要送達的目的計算機地址，然后查表決定應該由哪個端口轉(zhuǎn)發(fā)去。存儲轉(zhuǎn)發(fā)技術：端口每發(fā)送完一個包，就從緩沖區(qū)中提取下一個包進行發(fā)送。計算機網(wǎng)絡采用分組交換和存儲轉(zhuǎn)發(fā)技術的好處：（1）傳輸線路的利用率高（2）數(shù)據(jù)通信可靠（3）靈活性好分組交換的應用幾乎所有數(shù)據(jù)通信網(wǎng)都采用分組交換技術由于用途不同，傳輸技術不同，拓撲結構不同等因素，不同類型網(wǎng)絡對于幀（包）的格式和計算機編址方案等均有不同的規(guī)定。4.2計算機網(wǎng)絡基礎計算機網(wǎng)絡的分類與組成計算機網(wǎng)絡及分類（1）數(shù)據(jù)通信（2）資源共享（3）實現(xiàn)分布式信息處理（4）提高計算機系統(tǒng)的可靠性和可用性網(wǎng)絡的分類：局域網(wǎng)LAN城城網(wǎng)MAN（市域網(wǎng)）廣域網(wǎng)WAN（遠程網(wǎng)）計算機網(wǎng)絡的組成（1）計算機（終端設備）（2）數(shù)據(jù)通信鏈路（3）網(wǎng)絡協(xié)議（4）網(wǎng)絡操作系統(tǒng)和網(wǎng)絡應用軟件。目刖網(wǎng)絡操作系統(tǒng)主要二大類：Windows系統(tǒng)的服務器版本；UNIX系統(tǒng)，穩(wěn)定性和安全性好；Linux操作系統(tǒng)，源代碼開放計算機網(wǎng)絡的工作模式服務器：提供資源的計算機客戶機：使用資源的計算機對等（P2P）模式和客戶/服務器（C/S）模式局域網(wǎng)的基本原理特點：為一個單位所擁有，自建自管，地理范圍有限；使用專門鋪設的傳輸介質(zhì)進行連網(wǎng)和數(shù)據(jù)通信；數(shù)據(jù)傳輸速率高，延遲時間短，誤碼率低局域網(wǎng)組成MAC地址與數(shù)據(jù)幀計算機局域網(wǎng)的邏輯組成：網(wǎng)絡工作站（PC智能手機）網(wǎng)絡服務器網(wǎng)絡打印機網(wǎng)絡接口卡傳輸介質(zhì)（雙絞線光纜無線電波）網(wǎng)絡互聯(lián)設備（通信控制器如集線器交換機）常用網(wǎng)絡傳輸介質(zhì)：有線無線；拓撲結構：星型環(huán)形總線混合；訪問控制方法：以太網(wǎng)FDDI網(wǎng)和令牌網(wǎng)共享式以太網(wǎng)交換式以太網(wǎng)，采用星型拓撲結構千（萬）兆位以太網(wǎng)：學校企業(yè)等采用性能由高到低的樹狀網(wǎng)無線局域網(wǎng)互聯(lián)網(wǎng)的組成4.3.1網(wǎng)絡分層結構與TCP/IP協(xié)議網(wǎng)絡為什么要分層：靈活好用：各層之間相互獨立：層與層可以分割；實現(xiàn)和維護；能促進標準化TCP/IP網(wǎng)絡協(xié)議國際標準分七層，TCP/IP分為四層：應用層傳輸層網(wǎng)絡互聯(lián)層和網(wǎng)絡接口層4.3.2IP協(xié)議與路由器IP地址主機：互聯(lián)網(wǎng)的終端網(wǎng)絡號：A類1?126；B類128?191；C類192?223主機號：子網(wǎng)掩碼是一個32位的代碼，其中與IP地址中的網(wǎng)絡號對應位置處的二進位是“T,與主機號對應位置的二進位是“0”IP數(shù)據(jù)報：頭部和數(shù)據(jù)區(qū)頭部信息：為了確定在網(wǎng)絡中進行數(shù)據(jù)傳輸?shù)穆酚善?，?nèi)容包括：發(fā)送數(shù)據(jù)報的計算機的IP地址；接受數(shù)據(jù)報的計算機的IP地址；IP協(xié)議的版本號（目前使用的還是IPv4——四個字節(jié)（32個進位）；頭部長度（以32未為單位指出數(shù)據(jù)報頭部的長度）；數(shù)據(jù)報長度（整個數(shù)據(jù)報的長度，即頭部長度加上數(shù)據(jù)區(qū)的長度）；服務類型（指出發(fā)送數(shù)據(jù)的計算機對數(shù)據(jù)傳輸?shù)囊螅┞酚善鳎寒悩嬀W(wǎng)絡的關鍵設備。一個路由器通常連接兩個以上的網(wǎng)絡，連接哪個及分配到那個IP地址互聯(lián)網(wǎng)的發(fā)展及組成互聯(lián)網(wǎng)的發(fā)展：起源于美國國防部ARPANET計劃后來覆蓋了全美國主要的大學和研究所，最后演變到了商業(yè)運營?；ヂ?lián)網(wǎng)的三層結構：第一層覆蓋國家；第二層用戶；第三層是地區(qū)性。對于單位：SP通常分配一批地址，單位的網(wǎng)絡中心再對網(wǎng)絡中的每一臺主機指定其子網(wǎng)號和主機號，是每臺計算機都有固定的IP地址；對于家庭用戶：SP—般不會分配固定的IP地址,而是采用動態(tài)分配的方法。即上網(wǎng)時分配一個臨時的IP地址，下線時收回給其他用戶使用。主機地址和域名系統(tǒng)IP地址可以用4個十進制數(shù)表示。WWW主機名nju網(wǎng)絡號edu機構名cn國家/地區(qū)名互聯(lián)網(wǎng)的接入城域網(wǎng)的主干是采用光纖傳輸技術的高速寬帶網(wǎng)，—方面與國家主干網(wǎng)連接，提供城市的寬帶IP出口，另一個方面又匯聚著若干個接入網(wǎng)。電話撥號接入ADSL接入特點：—條電話可同時接聽撥打電話并進行數(shù)據(jù)傳輸，兩者互不影響；雖然是用原來的電話線，但是ADSL傳輸?shù)臄?shù)據(jù)并不通過電話交換機，所以ADSL上網(wǎng)不需要額外的電話費；ADSL的數(shù)據(jù)傳輸速率是根據(jù)線路的情況自動調(diào)整，所以是以盡力而為的方式進行數(shù)據(jù)傳輸。有線電視接入光纖接入無線接入互聯(lián)網(wǎng)提供的服務互聯(lián)網(wǎng)通信電子郵件每一個電子郵件都有一個唯一的郵件地址，組成：頭部正文。執(zhí)行SMTP協(xié)議或者是POP3或IMAP4協(xié)議即時通信和微信文件傳輸服務FTP什么是FTP?把網(wǎng)絡上一臺計算機中的文件移動或拷貝到另一臺計算機上。文件傳輸協(xié)議FTP4.4.2WWW信息服務（萬維網(wǎng)環(huán)球網(wǎng)Web網(wǎng)3W網(wǎng)）網(wǎng)站和網(wǎng)頁網(wǎng)站：互聯(lián)網(wǎng)上用于展示特定內(nèi)容的一組相關網(wǎng)頁的集合。網(wǎng)頁：一種超文本文檔，由文字圖像音頻視頻腳本程序等組成。URL和HTTP協(xié)議URL表現(xiàn)形式：http://域名或IP地址【：端口號】/文件路徑/文件名HTTP協(xié)議傳輸?shù)木W(wǎng)頁數(shù)據(jù)是未加密的，也就是說用明文進行傳輸?shù)摹?.4.3Web信息處理系統(tǒng)靜態(tài)網(wǎng)頁與動態(tài)網(wǎng)頁靜態(tài)網(wǎng)頁是內(nèi)容基本不變的網(wǎng)頁，且每個網(wǎng)頁還是一個單獨的文件。動態(tài)網(wǎng)頁是網(wǎng)頁向用戶提供的數(shù)據(jù)隨時都可能發(fā)生更改。4.5網(wǎng)絡信息安全（1）真實性鑒別；（2）訪問控制；（3）數(shù)據(jù)加密；（4）數(shù)據(jù)完整性；（5）數(shù)據(jù)可用性；（6）防止否認；（7）審計管理數(shù)據(jù)加密和數(shù)字簽名數(shù)據(jù)加密目的：在網(wǎng)絡通信即使被竊聽的情況下也能保證數(shù)據(jù)安全。加密的基本思想：改變符號排列方式或按照某種規(guī)律進行替換。加密系統(tǒng)的組成部分：（1）未加密的報文；（2）加密后的報文；（3）加密解密算法；（4）加密解密的密鑰加密算法：每一個英文字母被替換為字母表中排列在其后的第k個字母；解密算法：每個英文字母被替換為字母表中在其后前面的第k字母。數(shù)字簽名身份認證數(shù)字證書與訪問控制防火墻與入侵檢測防火墻：用于將互聯(lián)網(wǎng)的子網(wǎng)與互聯(lián)網(wǎng)的其余部分相隔離以維護網(wǎng)絡內(nèi)部信息安全的一種軟件或硬件設備。入侵檢測：主動保護系統(tǒng)免受攻擊的一種網(wǎng)絡安全技術。計算機病毒防范計算機病毒：有人蓄意在計算機中編制的一種有自我復制能力，寄生性，破壞性的計算機程序。（1）破壞性；（2）隱蔽性；（3）傳染性和傳播性；（4）潛伏性危害：1.可能破壞文件內(nèi)容，造成磁盤中數(shù)據(jù)丟失；2.可以刪除一些計算機中重要的程序；3.可以修改或破壞系統(tǒng)的設置，給用戶造成不可彌補的損失。木馬程序防范措施：及時更新操作系統(tǒng)及應用軟件，不能用來歷不明的程序和數(shù)據(jù)，不輕易打開來歷不明的短信和電子郵件，在手機和電腦上安裝殺毒軟件并及時更新病毒數(shù)據(jù)庫。（如何防止你的手機和計算機受到病毒和木馬的侵害？如何不受或少受損失）第五章：數(shù)字媒體及應用文本與文本處理字符的編碼西文字符的編碼漢字的編碼（1）GB3212漢字編碼：第一部分是字母數(shù)字和各種符號（682）第二部分是以及常用漢字（3755）第三部分是二級常用漢字（3008）（2）GBK漢字內(nèi)碼擴充規(guī)范：第一字節(jié)最高為必須為“1”UCS/Unicode與GB18030編碼GB18030是國家強制使用的。不同的操作系統(tǒng)不同的編程語言和不同的APP采用的字符集其編碼便準并不一致因此不同系統(tǒng)不同軟件的互通必須進行字符編碼的轉(zhuǎn)換，很容易發(fā)生差錯。文字符號的輸入鍵盤輸入非擊鍵方式的文字符號輸入方法文本分類簡單文本豐富格式文本超文本文本編輯排版與處理文本編輯和排版功能文本處理功能常用文字處理軟件文本的展現(xiàn)：打印輸出和屏幕顯示圖像與圖形數(shù)字圖像的獲取圖像的數(shù)字化獲?。簭默F(xiàn)實世界中獲得數(shù)字圖像的過程四步：掃描；分色；取樣；量化數(shù)字圖像獲取設備圖像的表示與壓縮編碼圖像的表示方法與主要參數(shù)像素：每個取樣點是組成取樣圖像的基本單位灰度圖像是用一個矩陣表示，彩色圖像是用一組矩陣來表示。矩陣的行數(shù)稱為圖像垂直分辨率，列數(shù)稱為圖像的水平分辨率（1）圖像大?。簣D像分辨率二水平分辨率x垂直分辨率（2）位平面數(shù)目（3）像素深度（4）顏色空間類型圖像的壓縮編碼圖像數(shù)據(jù)量二圖像水平分辨率x圖像垂直分辨率x像素深度/8顏色數(shù)目8位（256色）16位（6553624位（1600萬圖像大小色）色）

640x480300KB600KB900KB1024x768768KB1.5MB2.25MB1280x10241.25MB2.5MB3.75MB數(shù)據(jù)的冗余度很多，人眼的視角有一定的局限性數(shù)據(jù)壓縮分成兩種類型：無損壓縮；有損壓縮無損壓縮：使用壓縮后的數(shù)據(jù)還原圖像時，重建的圖像與原始圖像完全相同，沒有一點誤差；有損壓縮：使用后的數(shù)據(jù)還原圖像時，重建的圖像與原始圖像雖有一些誤差，但不影響人們對圖像含義的正確理解和使用。3?常用圖像文件格式名稱壓縮編碼方法性質(zhì)典型應用開發(fā)公司（組織）BMP不壓縮無損Windows應用程序MicrosoftRAW不壓縮或無損無損高端數(shù)碼相機TIFRLELZW（字典編碼）無損桌面出版Aldus,AdobeGIFLZW無損網(wǎng)頁制作，微信CompuServeJPEGDCT,Huffman編碼大多為有損互聯(lián)網(wǎng)，數(shù)碼相機ISO/IECPNGLZ77派生的壓縮算法無損互聯(lián)網(wǎng)W3C幾乎所有圖像軟件都支持BMPGIF:顏色數(shù)目不超過256色，文件特變小，插圖剪貼畫數(shù)字圖像處理與應用數(shù)字圖像處理：去噪增強復原分割提取特征壓縮存儲檢索（1）提高圖像的視感質(zhì)量（2）圖像復原與重建（3）圖像分析（4）圖像數(shù)據(jù)的變換編碼和數(shù)據(jù)壓縮，使能更有效地進行圖像的存儲和傳輸（5）圖像的存儲管理檢索，以及圖像內(nèi)容與知識產(chǎn)權的保護等。圖像處理軟件：（1）圖像的顯示控制；（2）圖像區(qū)域的選擇；（3）圖像的編輯操作；（4）圖像的濾鏡操作；（5）繪圖工具；（6）文字編輯功能；（7）圖層操作數(shù)字圖像處理應用：（1）圖像通信；（2）遙感；（3）醫(yī)療診斷；（4）工業(yè)生產(chǎn)中的應用；（5）機器人視覺；（6）軍事公安檔案管理等方面的應用計算機圖形景物的計算機表示：1計算機進行描述景物（景物模型）；2.根據(jù)模型生成其圖像（其過程叫做繪圖，也叫圖像合成）。如何使用計算機描述景物并生成圖像的原理方法與技術稱為“計算機圖形學”計算機圖形的繪制計算機圖形的應用；（計算機輔助設計和輔助制造（CAD/CAM）；（2）利用計算機制作各種地形圖交通圖天氣圖海洋圖石油開采圖等；（3）作戰(zhàn)指揮和軍事訓練；（4）計算機動畫和計算機藝術矢量繪圖軟件5.3數(shù)字音頻及應用音頻信號：人耳能夠聽到的聲音（全頻帶音頻20Hz~20kHz）數(shù)字音頻的獲取1.音頻信號的數(shù)字化：取樣；量化；編碼數(shù)字音頻的獲取設備：麥克風和聲卡麥克風：聲波轉(zhuǎn)換為電信號聲卡：既負責音頻信號的獲取，也負責音頻信號的重建。數(shù)字音頻的輸出：進行解碼，把壓縮編碼后的數(shù)字音頻恢復為壓縮編碼前的狀態(tài)；然后進行模擬轉(zhuǎn)換，把音頻樣本從數(shù)字量轉(zhuǎn)換為模擬量；最后進行插值，把時間上離散的音頻的音頻信號轉(zhuǎn)換成在時間上連續(xù)的模擬音頻信號。數(shù)字音頻的表示與應用1.數(shù)字音頻的主要參數(shù)：時間順序數(shù)字音頻的碼率二取樣頻率X量化位數(shù)X量化位數(shù)X聲道數(shù)（單位:bits/s）聲音類型聲音信號帶寬（Hz）取樣頻率（kHz）量化位數(shù)（bits）聲道數(shù)未壓縮時的碼率電話數(shù)字語音300?340088164kb/sCD立體聲20~2000044.11621411.2kb/s2.數(shù)字音頻的文件格式及其應用：MP3采用的是MPEG-1層3算法進行有損壓縮編碼數(shù)字音頻的編輯與播放（1）錄制音頻；（2）編輯音頻；（3）聲音的效果處理；（4）格式轉(zhuǎn)換;（5）播放音頻計算機合成音頻文語轉(zhuǎn)換（TTS）:模仿人把文字朗讀出來。計算機合成音樂：計算機自動演奏樂曲。（mid）只能合成音樂無法合成歌曲，數(shù)量少，易于編輯，成本低數(shù)字視頻及應用視頻：隨時間變換的圖像排列數(shù)字視頻基礎1.數(shù)字視頻的主要參數(shù)：幀大小和幀的顏色深度。幀大小指的是每幀圖像的分辨率即圖像寬度X圖像高度；顏色深度即像素深度指的是圖像中每個像素的二進位數(shù)目第1章信息技術概述2、信息處理信息處理指與信息的收集、加工、存儲、傳遞和施用有關的行為和活動，如信息的測量、計算等。3、比特比特是數(shù)字技術的處理對象，只有兩種狀態(tài)（取值）：數(shù)字“0”或數(shù)字“1”，是計算機和其他數(shù)字系統(tǒng)處理、存儲和傳輸信息的最小單位，一般用小寫字母“b”表示。4、集成電路（IC）集成電路即IC,是以半導體單晶片作為材料，經(jīng)平面工藝加工制造，將大量晶體管、電阻、電容等元器件及互連線構成的電子線路集成在基片上，構成一個微型化的電路或系統(tǒng)。5、Moore定律Intel公司的創(chuàng)始人之一摩爾曾發(fā)表論文預測，單塊集成電路的集成度平均每18~24個月翻一番。6、信息技術包含哪些內(nèi)容?現(xiàn)代信息技術的主要特征是什么？（P4）信息技術是指用來擴展人們信息器官功能、協(xié)助人們更有效地進行信息處理的一類技術。包括：擴展感覺器官功能的感測與識別技術；擴展神經(jīng)系統(tǒng)功能的通信技術；擴展大腦功能的計算與存儲技術；擴展效應器官功能的控制欲顯示技術?，F(xiàn)代信息技術的主要特征是：以數(shù)字技術為基礎、以計算機及其軟件為核心、采用電子技術進行信息的收集、傳遞、加工、存儲、顯示與控制。第2章計算機組成原理1、CPUCPU即中央處理器，是計算機中承擔系統(tǒng)軟件和應用軟件運行任務的處理器，是一臺計算機的核心組成部件oCPU原理上主要由3個部分組成：寄存器組、運算器和控制器。2、總線總線是用于在CPU、主存、輔存和各種I/O設備之間傳輸信息，并協(xié)調(diào)它們工作的一種部件（含傳輸線和控制電路）。3、指令指令是構成程序的基本單位，采用二進位表示，用來規(guī)定計算機執(zhí)行什么操作。指令一般由兩部分組成：操作碼和操作數(shù)地址。4、指令系統(tǒng)CPU所能執(zhí)行的全部指令稱為該CPU的指令系統(tǒng)，不同公司生產(chǎn)的CPU各有自己的指令系統(tǒng)，一般并不相同。5、字長字長指CPU中整數(shù)寄存器和定點運算器的寬度（即二進制整數(shù)運算的位數(shù)），是影響CPU性能的重要因素。目前所用的CPU一般是32位或64位。6、主頻主頻指CPU中電子線路的工作頻率，決定著CPU芯片內(nèi)部數(shù)據(jù)傳輸與操作速度的快慢。一般而言，主頻越高，執(zhí)行一條指令需要的時間就越少，CPU的處理速度就越快。7、PC機主板主板又稱母版，是一塊多層印制電路板，在主板上通常安裝有CPU插座、芯片組、存儲器插槽、擴充卡插槽、顯卡插槽、BIOS、CMOS存儲器、輔助芯片和若干用于連接外圍設備的I/O接口。8、BIOSBIOS即基本輸入/輸出系統(tǒng)，是存放在主板上閃爍存儲器中的一組機器語言程序，主要包含：加電自檢程序、引導裝入程序、CMOS設置程序和基本外圍設備的驅(qū)動程序。9、主存儲器主存儲器與CPU高速連接，用來存放已經(jīng)啟動運行的程序和需要立即處理的數(shù)據(jù)。CPU工作時，它所執(zhí)行的指令及處理的數(shù)據(jù)都是從主存中取出的，產(chǎn)生的結果一般也存放在主存中。10、輔助存儲器輔助存儲器能長期存放計算機系統(tǒng)中幾乎所有的信息，即使斷電信息也不會丟失。輔存容量大但存取速度相對較慢，計算機執(zhí)行程序時，輔存中的程序及相關數(shù)據(jù)必須預先傳送到主存，然后才能被CPU運行和處理。11、FlashMemory（閃存）一種新型的非易失性存儲器，速度快，容量大。其工作原理是：在低電壓下，存儲的信息可讀但不可寫，類似于ROM；在較高電壓下，所存儲的信息可以更改和刪除，類似于RAM。12、I/O接口計算機中用于連接I/O設備的各種插頭/插座以及相應的通信規(guī)程及電氣規(guī)范，稱為I/O接口，如USB、SATA、VGA接口。13、總線帶寬總線帶寬即單位時間內(nèi)總線上可傳輸?shù)淖畲髷?shù)據(jù)量，是總線最重要的性能指標。16、計算機在邏輯上是由哪些部分組成的？各部分的主要功能是什么？（P46）~~計算機在邏輯上包括中央處理器（CPU）、主存儲器、輔助存儲器、輸入設備和輸出設備等，它們通過總線互相連接。輸入設備用來向計算機輸入信息；輸出設備用來把信息送出計算機中央處理器負責對輸入信息進行各種處理；主存儲器用來存放已經(jīng)啟動的程序和需要立即處理的數(shù)據(jù)；輔助存儲器用來長期存放計算機系統(tǒng)中幾乎所有的信息；總線用于在CPU、主存、輔存和各種輸入輸出設備之間傳輸信息并協(xié)調(diào)它們的工作。17、CPU的作用是什么？原理上由哪三部分組成？與內(nèi)存是什么關系？（P50）作用：執(zhí)行程序，自動從內(nèi)存中逐條地取出指令和相應的數(shù)據(jù)，按指令操作碼的規(guī)定，對數(shù)據(jù)進行運算處理，直到程序執(zhí)行完畢為止。組成：寄存器組、運算器和控制器。CPU直接從內(nèi)存取指令和數(shù)據(jù)。18、臺式PC的機箱內(nèi)安裝了哪些部件？主板上安裝了哪些部件和器件？（P61）臺式PC的機箱內(nèi)安裝有主板、CPU、CPU風扇、內(nèi)存條、擴充卡、硬盤、光盤驅(qū)動器、電源等。主板上安裝有CPU插座、芯片組、存儲器插座、擴充卡插槽、顯卡插座、BIOS、CMOS存儲器、輔助芯片和若干用于連接外圍設備的I/O接口。第3章計算機軟件1、計算機軟件軟件指設計比較成熟、功能比較完善、具有某種使用價值的程序。軟件包括程序以及與程序相關的數(shù)據(jù)和文檔。2、系統(tǒng)軟件系統(tǒng)軟件指那些為了安全有效地使用計算機系統(tǒng)、給應用軟件開發(fā)與運行提供支持、或者能為用戶管理與使用計算機提供方便的一類軟件。如基本輸入/輸出系統(tǒng)（BIOS）、操作系統(tǒng)、程序設計語言處理系統(tǒng)、數(shù)據(jù)庫管理系統(tǒng)、常用的實用程序等。3、共享軟件共享軟件是一種“買前免費試用”的具有版權的軟件，它通常允許用戶試用一段時間，也允許用戶進行拷貝和散發(fā)（但不可修改后散發(fā)）。如果過了試用期還想繼續(xù)使用，就得交一筆注冊費，成為注冊用戶才行。4、多任務處理為了提高CPU的利用率，操作系統(tǒng)一般都支持多個任務在計算機中同時運行，這稱為多任務處理。5、虛擬存儲器虛擬存儲器由計算機中的物理內(nèi)存和硬盤上的虛擬內(nèi)存聯(lián)合組成，使得用戶可以用到一個比實際物理內(nèi)存容量大得多的內(nèi)存容量。6、算法算法指的是用于完成某個信息處理任務的有序而明確的、可以由計算機執(zhí)行的一組操作（或指令），它能在有限時間內(nèi)執(zhí)行結束并產(chǎn)生結果。7、程序程序是告訴計算機做什么和如何做的一組指令（語句），這些指令（語句）都是計算機所能夠理解并可以執(zhí)行的一些命令。8、程序設計語言~~程序設計語言是一種既可使人能準確地描述解題的算法，又可以讓計算機也很容易理解和執(zhí)行的語言。程序員使用這種語言來編制程序，精確地表達需要計算機完成什么任務，計算機就按照程序的規(guī)定去完成任務。9、操作系統(tǒng)是什么？由哪些部分組成？有哪些常用的操作系統(tǒng)？操作系統(tǒng)是計算機中最重要的一種系統(tǒng)軟件，是許多程序模塊的集合，它們能以盡量有效、合理和安全的方式組織和管理計算機的軟硬件資源，科學地安排計算機的工作流程，控制和支持應用程序的運行，并向用戶提供用戶界面，使用戶能容易、方便、有效、安全地使用計算機，確保整個計算機系統(tǒng)高效有序地運行。組成：由操作系統(tǒng)內(nèi)核和其他許多附加的配套軟件所組成。常用操作系統(tǒng)：Windows系列、UNIX和Linux1