
计算机基础
第一章 计算机的发展
§1.1计算机的发展史
1. ENIAC(埃尼阿克):战争催生了第一台电子计算机,30多吨重,170平方,速度却很低 下,1946年(20世纪40年代)产于美国。
2. 冯·诺依曼:现代计算机之父。
冯·诺依曼计算机原理:
① 采用二进制:在计算机内部,程序和数据采用二进制形式进行存储。
② 程序储存,自动执行:程序和数据存放在存储中,无需人工进行干涉。
3. 发展历程:采用不同元件:
① 电子管:稳定性好,功耗和体积大;
② 晶体管:体积小;
③ 中小规模集成电路:集成度越高,体积越小功耗越低;
④ 大规模超大规模集成电路:集成度越高,体积越小功耗越低。
4. 电子计算机的发展过程:(年份&器件考的最多,其他不考)

§1.2计算机的应用、特点和分类
1. 计算机的特点:(不常考)
① 高速精确的运算能力;
② 准确的逻辑判断能力;
③ 强大的存储能力;
④ 自动功能;
⑤ 网络与通信功能。
2. 计算机的应用:
① 早期:主要用于大型计算;
② 现在:应用广泛:
a.科学计算:
·进行数值运算;推动科研技术的发展;
·应用领域:基因测序/轨道计算/天气预报/云计算。
b.数据/信息处理:
·进行非数值运算;图像、文字、声音等信息处理;
·典型应用:OA办公系统。
c.过程控制:(实时控制)应用于工业制造;
d.计算机辅助:
·让计算机代替人的部分工作
·CAD计算机辅助设计;CAM计算机辅助制造;CAI计算机辅助教育;
·CAT计算机辅助技术;CIMSS计算机集成制造系统。
e.网络通信:购物、聊天、搜索;
f.人工智能:游戏中的人机对战模式;
g.多媒体应用:文本、图像、声音、视频;
h.嵌入式系统:mp3、相机、手机、电视。
§1.3未来计算机发展趋势(不考?了解一下即可)
1. 发展方向:
① 巨型化:计算速度更快、存储容量更大、功能更完善、可靠性更高、运算速度可达万万亿次/秒、存储容量超过几百T字节。
② 微型化:微型计算机正在循序向便携机、掌上机发展的价格、方便的使用、丰富的软件,使其受到用户的青睐。
③ 网络化:利用技术和计算机技术,把分布在不同地点的计算机互联起来,按照网络协议互相通信,以共享软件、硬件和数据资源。
④ 智能化:模拟人的感觉和思维能力,智能计算机具有解决问题和逻辑推理的功能,以及处理知识和知识库管理的功能等。
2. 未来新一代的计算机:(了解五种计算机的名字即可不用展开)
① 模糊计算机:基于模糊理论,能够实现模糊、不确切的判断进行工程处理的计算机。
② 生物计算机:以生物元件构建的计算机。
③ 光子计算机:一种用光子信号进行数字运算、信息存储和处理的计算机。
④ 超导计算机:用超导材料替代半导体材料制造的计算机。能耗小、运算速度快。
⑤ 量子计算机:基于量子动力学规律进行高速数学和逻辑运算、存储及处理量子信息的计算机。
3. 电子商务:参加主体分:(了解)
① B2B:企业与企业
② C2B:企业与消费者
③ C2C:消费者与消费者
4. 信息技术:层次:
① 信息基础技术:新材料、新能源、新器件的开发和制造技术;
② 信息系统技术:感测技术、通信技术、计算机与智能技术和控制技术;
③ 信息应用技术:信息管理、信息控制、信息决策而发展起来的具体技术群类。
第二章 信息的表示和储存
§2.1数据与信息
1. 数据:客观事物的符号表示,如数值、文字、语言、图形、图像等都是不同形式的数据。
2. 信息:是事物变化的反映,是事物联系作用的表征。既是对客观事物变化和特征的反映,又是事物之间相互作用、相互联系的表征。
3. 信息与数据的区别:
① 数据是信息的载体,信息是数据处理之后产生的结果;
② 信息有意义,而数据没有。
4. 计算机中数据的单位:
① 比特/位(bit):位是度量数据的最小单位。在计算机技术中用二进制表示数据,1位数据只能表示0和1两种代码。
② 字节(Byte):字节是度量数据的最小存储单位。一个字节(Byte)由8位(bit)二进制数字组成。存储器容量通常以字节为单位(Byte,B)来描述。
·1字节=8位(1B=8b)
·1kB=1024B;1MB=1024kB;1GB=1024MB;1TB=1024GB……
③ 字长:
a.一次能处理的二进制数;
b.字长越长处理速度越快;
c.字长是字节的整数倍。如:8位、16位、32位、64位。
§2.2进制的转换
1. 进制的转换:人有十只手指,因此选择了十进制。
熟悉:十进制(0-9组成);
不熟悉:二进制(0和1组成);八进制(0X,0-7);十六进制(OX,0-9和a-f)

2. 倒除法:(商为0改转换结束)(余数需从下往上写)相除、取余、倒着写



举例2:十进制转换为十六进制(答案:f)
3. 位权法:按位乘以权值相加

§2.3字符的编码
1. 西文字符编码:
① 计算机中最常用的字符编码是ASCⅡ,美国信息交换标准交换代码。
② 微机中采用的是ASCⅡ,国际通用是7位ASCⅡ码。
③ 计算机用一个字节(8个二进制位)存放一个7位ASCⅡ码,最高位置为0。
④ 字符的编码:ASCⅡ码的排序,空格<数字<大写字母<小写字母

2. 汉字的编码:
① 国标码(6763):
·一级汉字:3755个,按汉语拼音排列;
·二级汉字:3008个,按偏旁部首排列。
② 区位码:
由94个区号和94个位号构成,每个汉字占两个字节。
3. 区位码转换为国标码:
区位码→十六进制+(20,20)H=国标码

4. 汉字的处理过程:

5. 汉字输入码:
① 音码类:全拼、双拼、微软拼音、自然码和智能ABC等;
② 形码类:五笔字型法、郑码输入法等;
③ 其他:语音、手写输入或扫描输入等。
6. 汉字内码:
2个字节存储,每个字节最高位置“1”,一字一码无重码。
7. 国标码转换为内码:
国标码+(80,80)H=内码
8. 汉字字形码:
① 汉字字型点阵的代码。
② 用于汉字在显示屏或打印机输出。
③ 通常有两种表示方式:点阵和矢量表示方式。

9. 汉字地址码:汉字库中存储汉字字形信息的逻辑地址码。
10. 其他汉字内码:
GBK——扩充汉字内码规范;
USC——通用多八位编码字符集;
Unicode——国际编码标准;
IG5——繁体汉字编码标准。
第三章 计算机硬件系统

§3.1运算器
1. 运算器(AU):算术运算+逻辑运算。
① 内部结构:ALU、寄存器、控制电路;
② 执行操作:算术运算(+-×÷)、逻辑运算(与或非)、移位操作(左移、右移)。
2. 中央处理器(CPU):运算器+控制器
① 最主要的3个性能指标:字长、时钟主频、运算速度
② 度量计算机运算速度常用的单位是MIPS(百万次/秒)
§3.2控制器
1. 控制器(CU):指令存储器+指令密码器+操作控制器+程序控制器
① 作用:协调各部件有序工作
② 组成:机器指令(操作码+操作数)+指令的执行过程
§3.3存储器
1. 计算机的主机=CPU+内存
2. 存储器:
① 帮助计算机记忆信息,存储器是存取程序和数据的部件。
② 类型划分:依据CPU是否可以直接访问:内存(容量小速度快)和外存(容量大速度慢)。
3. 内存:
RAM:随机存取存储器;
ROM:只读存储器。

4. 外存:
① CPU不能直接访问外存;
② 硬盘、光盘、快闪存储器(flash);
③ 硬盘:是主要的外部存储设备,内部结构:磁头(最贵最重要)、磁道(径向运动,同心圆由内向外逐渐减少)等。

④ 光盘:

§3.4输入输出设备
1. 输入设备:键盘、鼠标、触摸屏、摄像头、扫描仪等;
2. 输出设备:显示器、打印机。
第四章 计算机软件系统
§4.1软件概念
1. 软件:软件是各种指令、程序和文档的总称。软件是计算机的灵魂,是人机之间的接口。
2. 程序设计语言:

§4.2软件系统的组成
1. 系统软件:
① 为应用软件提供支持;
② a.操作系统(OS):最核心;五大功能:处理器(CPU)管理、存储管理、文件管理、设备管理和作业管理。b.数据库管理系统;c.编译系统。
2. 应用软件:
① 可以直接给用户使用;
② 办公软件、多媒体处理软件、Internet工具软件。
第五章 多媒体技术的简介
§5.1多媒体概念以及特征(不考?了解一下即可)
1. 媒体:图像、声音、视频、动画
2. 多媒体:能够对两种以上的媒体进行采集。
3. 多媒体的特征:交互性和集成性是核心(了解四种性质名称即可不用展开)
① 交互性:具有人机交互功能;
② 集成性:集成多种媒体技术及获取、存储;
③ 多样性:媒体传播、展示手段等的多样化;
④ 实时性:声音和活动的视频图像等是强实时的。
§5.2多媒体数字化之声音
1. 声音:模拟信号,数字信号(二者通过采样、量化、编码进行转变)。
2. 采样:
① 按照一定评率测得模拟信号的模拟值;
② 采样率:22khz、44khz、48khz、fm广播音质、CD音质、DVD音质
3. 量化:
① 给模拟信号中取得指定量
② 量化精度:8位、16位、32位
4. 文件大小:
文件大小=采样时间(s)×采样率(Hz)×量化精度(b)×声道数/8
·注:单声道代表乘以1,双声道代表乘以2;
·注:量化精度的单位为位(bit),必须转化为字节(Byte)。
·注:在计算过程中一般认为1024≈1000。
§5.3多媒体数字化之图像
1. 图像:
① 静态图像:矢量图像,点位图图像;
② 动态图像:视频,动画。
2. 常见图像文件格式:
BMP(Windows采用的图像格式)
JPG(采用jepg标准压缩过的图像格式)
PNG(图像背景可以是透明的支持矢量图格式)

3. 点位图:
① 用图片中的每个点的颜色来描述图片。
② 拍摄的照片一定是点位图。
③ 放大后变模糊。
4. 矢量图:
① 放大后不会变模糊。
② 用绘图软件制作的才有可能是矢量图。
5. 像素:图片中的每一个点。
第六章 计算机病毒及其防治
§6.1计算机病毒的特征和分类
1. 计算机病毒的含义:人为编写的一段程序代码或是指令集合,能够通过复制不断感染其他程序、文件等。
2. 病毒:
① 本质是一段程序代码;
② 普通程序通常有独立的程序文件,病毒程序寄生在其他文件上;
③ 特性:
a.寄生性:寄生在可执行程序中,享有该程序的一切权利。
b.传染性:病毒可以自己扩散到其他文件;
c.破坏性:破坏系统功能、删除重要文件;
d.传播途径:互联网、U盘;
e.潜伏性:病毒程序往往不会马上发作;
f.隐蔽性:有些病毒即使发作,你也注意不到它的存在。
④ 防治方法:安装杀毒软件(及时更新和升级)。
第七章 Internet基础及其应用
§7.1计算机网络的基本概念
1. 网络的本质:
① 资源共享:静(访问彼此资源的能力)共享文件、共享打印机、访问站点。
② 快速通信:动(秒杀以往一切通信手段)极大地提高了人们沟通的便利性。
2. 数据通信:(弹幕说书上没有?)
① 信道:信息传输的媒介或渠道。有线、无线。
② 调制与解调:数字脉冲信号转换成模拟信号的过程称为调制(Modulation);将接收端模拟信号还原成数字脉冲信号的过程称为解调。将调制和解调两种功能结合在一起的设备称为调制解调器。
③ 带宽与传输速率:信号的最高频率和最低频率之差表示,即频率的范围。单位:bps/s即二进制位/秒。
④ 误码率:二进制比特在数据传输系统中被传错的概率,是通信系统的可靠性指标。
3. 计算机网络的分类:
① 局域网(Local Area Network,LAN):是一种在有限区域内使用的网络,其传送距离一般在几公里之内,因此适用于一个部门或一个单位组建的网络。
② 城域网(Metropolitan Area Network,MAN):局域网的传输可靠、误码率低,结构简单,容易实现。
③ 广域网(Wide Area Network,WAN):又称远程网,覆盖的地理范围要比局域网大的多, 从几十公里到几千公里。
4. 网络拓扑结构:
① 星型拓扑:网络风险集中在中心节点上;
② 环型拓扑:每一个节点都存在稳定风险;
③ 总线型拓扑:搭建容易,成本最低;
④ 网状拓扑:部署成本高,网络稳定性好;
⑤ 树型拓扑:可满足汇集信息的应用要求,成本低,易扩建推广。

·总结:星型、总线型拓扑适用于小型局域网;网络拓扑适用于大型广域网、因特网。
5. 网络硬件:
① 传输介质:同轴电缆、双绞线和光缆;
② 网络接口卡:网卡;
③ 交换机:支持多端口并发连接的集线设备无线;
④ AP:无线访问点或网络桥接器;
⑤ 路由器:实现局域网与广域网互联的主要设备。
6. 以太网:一种可用于搭建局域网的技术标准。网线的水晶头就属于以太网标准的一种。
7. 网卡:网络适配器、网络接口卡、以太网卡。网卡是我们联网最基本的硬件设备。
8. 拓扑和网速:
① 拓扑:以太网内部采用什么结构;
② 网速:以太网可以达到多快的速度。
§7.2Internet基础
1. 因特网:核心问题是如何整合全球的局域网。
2. TCP/IP协议:因特网的技术基础。
3. IP协议:IP地址、路由选择
IP地址格式:一共四个字节,每一个字节可以表示的数据范围0-255
4. 域名:
① 主机名.二级域名.一级域名。
② 比IP地址更加易于记忆。
举例:百度——域名:www.baidu.com;IP地址:119.75.218.77
www主机名,baidu二级域名,com一级域名

(★)
5. TCP协议:传输层协议
6. 其他协议:基于TCP产生的应用协议。
远程登录Telnet;邮件传输SMTP;文件传输FTP;超文本传输HTTP。
§7.3Internet应用
1. 网上漫游:
① 关于Internet的几个概念:
a.万维网(World Wide Web);
b.超文本和超链接;
c.统一资源定位器(Uniform Resource Locator,URL);
d.浏览器;
e.FTP文件传输协议,位于应用层,因特网提供的最基本的服务。
② 浏览网页
2. 电子邮件

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