1、第一章信息技術概述1.1 信息與信息技術v信息技術：用來擴展人的信息器官功能、協助人們進行信息處理的一類技術。v信息處理系統：用于輔助人們進行信息獲取、傳遞、存儲、加工處理、控制及顯示的綜合使用各種信息技術的系統。v信息處理系統實例：雷達：是一種以感知與識別為主要目的的系統。電視/廣播：系統是一種單向的、點到多點（面）的以信息傳遞為主要目的的系統。電話：是一種雙向的、點到點的以信息交互為主要目的的系統。銀行：是一種以處理金融業務為主的系統。圖書館：是一種以信息收藏和檢索為主的系統。Internet：是一種跨越全球的多功能信息處理系統。 1.2 微電子技術簡介v電子元器件小型化、集成化進程：電子

2、管-晶體管-小規模集成電路-大規模、超大規模集成電路v集成電路的使用中、小規模集成電路：一般以簡單的門電路或單級放大器為集成對象。大規模集成電路：以子系統或功能部件為集成對象如CPU、芯片組、圖形加速器等。v集成電路的規模：根據所包含的晶體管數目分為根據集成電路的功能分為：數字集成電路（如邏輯電路、存儲器、微處理器、微控制器、數字信號處理器等） 模擬集成電路（又稱為線性電路，如信號放大器、功率放大器等。v根據用途分為：通用集成電路，如微處理器和存儲器芯片。專用集成電路，按某種應用的特定要求專門設計和定制的。2、集成電路的發展趨勢v集成電路特點：體積小、重量輕、可靠性高。v提高速度和集成度。v集

3、成電路的工作速度：主要取決于組成邏輯門電路的晶體管的尺寸。vMoore定律：單塊集成電路的集成度平均每1824個月翻一番。1.3 通信技術入門1 / 44v通信：各種信息的傳遞都可稱為通信。v現代通信：使用電波或光波傳遞信息的技術。通常也稱為電信(Telecommunication)。v通信三要素：信源（信息的發送者） 信宿（信息的接收者）信道（信息的載體與傳播媒介）v通信系統(電信網)組成：終端設備（例如：電話機）傳輸設備（例如：電話線）交換設備（例如：程控交換機）多路復用v解決辦法：使多路數據傳輸合用一條數據線，即多路復用。v多路復用分為：頻分復用，時分復用，波分復用和碼分復用。v時分多路

4、復用(TDM)：各終端設備(計算機)按事先規定的順序輪流使用同一傳輸線路進行數據傳輸。v時分多路復用可分為：同步時分多路復用和異步十分多路復用。v同步時分多路復用：為每個使用者分配固定的傳輸線路時間片。v異步時分多路復用：根據使用者的需要分配傳輸線路時間片。v頻分多路復用(FDM)：每個發送設備使用一個給定頻率的載波傳輸數據，每個接收設備被設置成只接收給定頻率的載波，所有不同頻率的載波可在同一時間通過同一導線而不會相互干擾。數據通信系統的性能指標v信道帶寬：通信信道是傳輸數據的一個物理路徑或者是一種載波信號頻率。傳輸介質可以承載一個或多個通信信道。一個信道允許的最大數據傳輸率稱為該信道的帶寬，

5、也稱為信道容量。v數據傳輸速率：指實際進行數據傳輸時單位時間內傳送的二進制位數。單位：千位/秒kbps、兆位/秒Mbps、千兆位/秒Gbps。v誤碼率：數據傳輸中出錯數據占被傳輸數據總數的比率。v端到端延遲：數據從信源傳到信宿所花費的時間。有線載波通信v依據所用的傳輸介質，有線載波通信可分為：架空明線載波系統、對稱電纜載波系統、同軸電纜載波系統。v對稱電纜載波系統中使用的雙絞線，雙絞線可減少線對之間的串擾。v同軸電纜載波系統中使用的同軸電纜光纖通信v光纖通信：是利用光纖傳導光信號來進行通信的一種技術。v光纖傳輸光信號的過程：光纖由纖芯和包層構成。纖芯用來傳輸光波，包層較纖芯有較低的折射率，當光

6、線碰到包層時就會折射回纖芯，這個過程不斷重復，光也就沿著光纖傳輸下去。v光纖通信原理：用光信號來傳遞信息，如：有光信號相當“1”，無相當“0”。v光纖特點：傳輸損耗小，中繼距離長，適合長距離通信；抗電磁干擾、無輻射、保密性好；體積小，重量輕；連接麻煩。 v光纖通信的瓶頸之一是光信號的傳輸距離。普通光纖網絡中的信息在傳輸時每隔200km500km間需加入電放大器，將光信號還原成電信號進行放大，然后再轉換成光信號繼續傳輸。v全光網（All Optical Network）：光信息流在通信網絡中的傳輸及交換時始終以光的形式存在，不需要經過光/電、電/光轉換。微波通信v微波特點：頻率在300MHz 3

7、00GHz之間的電磁波稱為微波。由于其波長很短(1m1mm)，所以具有類似光波的特點，直線傳播，可被反射，容易被水氣和地表吸收，可穿透電離層。v微波通信優點 ：容量大；可靠性高；建設費用低；抗災能力強；v利用微波進行遠距離通信主要有三種方式：地面微波接力通信；衛星通信；對流層散射通信衛星通信v衛星通信：利用人造地球衛星作為中繼站轉發無線電信號，實現兩或多個地球站之間的通信。是微波接力通信技術與空間技術相結合的產物。v衛星通信系統的核心是通信衛星，根據衛星的運行軌道可分為中低軌道通信衛星和同步定點軌道通信衛星。v衛星通信特點 ：優點：通信距離遠、頻帶寬、容量大、抗干擾強、通信穩定。缺點：造價高（

8、衛星本身，發射衛星的火箭）、技術復雜、通信天線口徑大、有較大延時、同步軌道衛星數目有限。移動通信系統v移動通信：處于移動狀態的對象之間的通信。包括尋呼系統、蜂窩移動電話(手機)、集群調度、無繩電話、衛星系統。v蜂窩移動通信系統組成：移動臺、基站、移動電話交換中心。v移動臺：是移動的通信終端，它是接收無線信號的接收機，包括手機，呼機，無繩電話等。v基站：是與移動臺聯系的一個固定收發機，它接收移動臺的無線信號，每個基站負責與一個特定區域(10km 20km的區域)的所有的移動臺進行通信。v移動交換中心：與基站之間通過無線微波、電纜或光纜交換信息，移動交換中心再與公共電話網進行連接。v蜂窩式移動通信

9、：每個基站的有效區域既相互分割，又彼此有所交疊，整個移動通信網就像是蜂窩。v蜂窩結構：地理上每10km 20km的區域（單元,形似蜂窩）內的中央有一個基站，該單元內所有移動電話都向其基站發送信號。所有基站都通過微波或電纜、光纜與一個移動交換中心通信。每個移動電話每一時刻處于一個特定單元，即在該單元的基站控制之下。v蜂窩移動通信的發展第一代：傳輸模擬信號，頻段800900MHz第二代：傳輸數字信號，頻段900MHz1.8GHz采用時分多址(TDMA)和碼分多址(CDMA)等技術。標準如下：GSM（歐洲全數字移動通信系統，全球可移動通信系統，全球通）支持GPRSIS-54（美國移動通信系統，數字系

10、統兼容模擬）JDC（日本移動通信系統，數字系統兼容模擬）第三代：使用頻段2GHzv第三代移動通信(IMT-2000)：意指在2000年左右開始商用并工作在2000MHz頻段上的國際移動通信系統。目標：v全球漫游，以低成本的多種模式的手機來實現v適應多種環境，將地面移動通信系統和衛星移動通信系統結合在一起。v提供高質量的多媒體業務，包括高質量的話音通信、數據通信和高分辨率的圖像通信等。v提供足夠的信息容量，具有高保密性和優質的服務。1.4 數字技術基礎1、信息的基本單位比特(1)、什么是比特v比特只有兩種狀態(取值)： “0”或“1”v比特是組成信息的最小單位。在不同的應用中比特表示的含義不同。

11、可表示數值、文字或符號、圖像或聲音等等。(2)、比特的運算當兩個多位二進制信息進行邏輯運算時，按位獨立進行。(3)、比特的存儲v存儲二進制信息時的存儲容量：千字節(KB)：1KB=210字節1024B兆字節(MB)：1MB=220字節1024KB吉字節(GB)：1GB=230字節1024MB太字節(TB)：1KB=240字節1024GB2、比特與二進制數(1)、十進制數與二進制數v十進制數：十進制的基數是“10”，使用0、1、2、3、4、5、6、7、8、9這十個數字符號，逢十進一。203.42102010131004101v二進制數：基數是“2”，使用0和1兩個不同的數字符號，逢二進一。(10

12、1.01)2122021120021122 (5.25)10v十進制數與二進制數之間的轉換分三種情況二進制數轉換成十進制數：(包含整數和小數) 將二進制數的每一位乘上其對應的權值再累加起來。十進制整數轉換成二進制整數：采用“除2取余法” 十進制小數轉換成二進制小數：采用乘2取整法。v八進制數與二進制數的轉換：轉換表： 八進制數 二進制數 八進制數 二進制數 0 000 4 100 1 001 5 101 2 010 6 110 3 011 7 111v十六進制數與二進制數的轉換：轉換表：十六進制數 二進制數 十六進制數 二進制數 0 0000 8 1000 1 0001 9 1001 2 00

13、10 A 1010 3 0011 B 1011 4 0100 C 1100 5 0101 D 1101 6 0110 E 1110 7 0111 F 11113、整數(定點數)的表示v計算機中的數值信息分為整數和實數兩大類。它們都是用二進制表示的，但表示方法有很大差別。v整數：整數不使用小數點，或者說小數點始終隱含在個位數的右面，所以整數也叫做“定點數”。v整數的分類：無符號的整數，一定是正整數，取值范圍：8位：028-1；16位：0216-1；32位：0232-1帶符號的整數，既可表示正整數，又可表示負整數使用最高位(最左面的一位)作為符號位，“0”表示 “”(正數)，“1”表示“”(負數)

14、，其余各位表示數的絕對值。取值范圍：8位：-127127(-27+1 27-1)n位：-2n-1+1 +2n-1-1 【例】： 00101011=43, 10101011=43v使用原碼表示時，不能處理兩個異號數相加或者兩個同號數相減的情況。為了將減法運算轉化成加法運算，引進了補碼的概念。v補碼表示法：在計算機中，負數使用補碼表示，符號位也是“1”，但絕對值部分卻是原碼的每一位取反后再在末位加“1”【例】：(43)原= 10101011絕對值部分每一位取反后： (43)反= 11010100 末位加“1”得到： (43)補= 110101014、實數(浮點數)的表示v實數：既有整數部分又有小數

15、部分的數。整數和純小數只是實數的特例。v任何一個實數總可以表達成一個乘冪和一個純小數之積，例如：56.725=102(0.56725) 0.0034756=102(0.34756) 指數部分指出實數中小數點的位置，括號里是一個純小數。v任何一個實數在計算機內部都可以用“指數”(稱為“階碼”，整數)和“尾數”(純小數)來表示。即：實數 = 尾數 * 2指數v這種用指數和尾數來表示實數的方法叫“浮點表示法”計算機中的實數也稱為“浮點數”，整數為“定點數”。v浮點數的長度可以是32位、64位或更長。一般說來，位數越多，可表示的數的范圍越大（階碼），精度越高（尾數）。第二章 計算機組成原理2.1 計算

16、機的組成計算機硬件的組成： 中央處理器(CPU),主存儲器，輔助存儲器，輸入設備，輸出設備等，它們是通過系統總線互相連接。中央處理器(CPU)： 包含運算器和控制器。承擔系統軟件和應用軟件運行任務的處理，是任何一臺計算機必不可少的核心組成部件。（一臺計算機中有多個處理器，它們各有其不同的任務）CPU內部的組成： 運算器（執行單元）：對數據進行各種算術運算和邏輯運算 控制器：取指令，解釋指令的含義（指令譯碼）產生控制其它部件的操作控制信號，記錄內部狀態寄存器(由十幾個甚至幾十個寄存器組成)： 臨時存放參加運算的數據和得到的中間 2.1 計算機的分類按計算機的性能、用途和價格分類n 巨型計算機（S

17、upercomputer）n 大型計算機（Mainframe）n 小型計算機（Minicomputer）n 個人計算機（Personal Computer）2.2 指令與指令系統機器指令（簡稱指令） 一種使用二進制編碼表示的命令語言（稱為計算機的“機器語言”），它用來規定計算機執行什么操作以及操作對象所在的位置。用機器指令編寫的程序中的每一條指令都可以直接被控制器譯碼產生執行指令所需的控制信號。不同公司生產的CPU各有自己的指令系統，它們末必互相兼容。高速緩沖存儲器Cachen CPU工作速度很快，內存速度較慢，從內存取數或向外存存數時，CPU需要停下來，難以發揮CPU的高速特性，解決的方法是

18、cache存儲器。n 計算機在執行程序時，CPU將預測可能會使用哪些數據和指令，并將這些數據和指令預先送入cache。當CPU需要從內存讀取數據或指令時，先檢查cache中有沒有，若有，就直接從cache中讀取，而不用訪問主存。2.3 PC 機的主機2.3.1 主板、芯片組與BIOS芯片組作用：集中了主板上幾乎所有的控制功能，把以前復雜的控制電路和元件最大限度地集成在幾個芯片內，是構成主板電路的核心。 CPU類型或參數不同時，需要使用不同的芯片組。BIOS（Basic Input/Output System）：基本輸入/輸出系統，BIOS存放在只讀存儲器芯片（ROM）中。 BIOS主要包含4部

19、分的程序, 一般情況下是不能被修改的n POST(Power On Self Test，加電自檢)程序（檢測計算機故障）n 系統自舉（裝入）程序（啟動計算機）n CMOS設置程序n 基本外圍設備的驅動程序（實現常用外部設備輸入輸出操作的控制程序）CMOS芯片：存放用戶對計算機硬件所設置的一些參數（稱為“配置信息”），包括當前的日期和時間等。CMOS是一種半導體存儲器芯片，使用電池供電，成為非易失性存儲器，只要電池供電正常，即使計算機關機后它也不會丟失所存儲的信息以及時鐘停走。 2.3.2 內存儲器半導體存儲器芯片的類別n RAM(Random Access Memory隨機存取存儲器)：多采用

20、MOS(金屬氧化物半導體)型半導體集成電路芯片制成。易失性。n DRAM （動態隨機存取存儲器）n SRAM（靜態隨機存取存儲器）n ROM（Read Only Memory只讀存儲器）n Mask ROM（掩膜ROM）n PROM（Programmable ROM）和EPROM（Erasable Programmable ROM）n Flash ROM（快擦除ROM，或閃速存儲器）2.3.3 I/O總線與I/O接口I/O操作：將輸入設備輸入的信息送入主存儲器的指定區域，或者將主存儲器指定區域的內容送出到輸出設備I/O操作特點：n 多數I/O設備在操作過程中包含機械動作，其工作速度比CPU慢得

21、多。為了提高系統的效率，I/O操作與CPU的數據處理操作往往是并行進行的n 多個I/O設備必須能同時進行工作n 除了鍵盤、顯示器、鼠標器等基本的I/O設備之外，不同計算機所配置的I/O設備數量、品種和性能差別很大，且經常需要增減和更新n I/O設備的種類繁多，性能各異，操作控制的復雜程度相差很大，與計算機主機的連接也各不相同I/O操作過程:1.CPU執行I/O指令，向I/O控制器發出啟動命令2. I/O控制器接受命令，負責對I/O設備進行全程控制3.當需要傳輸數據時， I/O 控制器發出請求4.I/O控制器獲得授權后，直接向(從)存儲器傳輸數據5.所有數據傳輸完畢后， I/O控制器向CPU報告

22、I/O操作完成 I/O總線：1.20世紀80年代的IBM PC/AT機的總線作為I/O總線的標準，即工業標準體系（ISA）總線。2.1991起PC機開始使用一種稱為PCI的總線，它具有高性能（數據線寬度32位時傳輸速率為133MB/S,數據線寬度64位時傳輸速率為266MB/S）PCI總線的數據傳輸速率高于ISA總線。I/O總線上的信號類別: 數據信號、 地址信號、 控制信號 I/O總線上線路類別: 數據線 、 地址線、 控制線USB(Universal Serial Bus)接口：通用串行總線式接口特點： 1.高速、可連接多個設備、串行傳輸,符合即插即用規范，支持熱拔插 2使用“USB集線器

23、” 擴展機器的USB接口，最多連接127個設備3.傳輸速率：USB的1.1版達1.5 Mb/s; USB2.0版：高達480Mb/s（60MB/s4可通過USB接口由主機向外設提供電源（5V，100500 mA）IEEE-1394接口簡稱1394：主要用于連接需要高速傳輸大量數據的音頻和視頻設備。數據傳輸速度特別快（高達400 MB/s）2.4 常用輸入設備鍵盤與主機的接口：PS/2接口；USB接口；無線接口（用于無線鍵盤）鼠標器連接到主機的接口：RS232 串行口（9針 D形）；PS/2 接口（6針 圓形）；USB 接口；無線鼠標掃描儀的性能指標1.分辨率（dpi） 反映了掃描儀掃描圖像的清

24、晰程度，用每英寸生成的像素數目（dpi）來表示。 例如，600 *1200 dpi，1200 * 2400 dpi。2.色彩位數（色彩深度） 反映了掃描儀對圖像色彩的辨析能力，色彩位數越多，掃描儀所能反映的色彩就越豐富，掃描的圖象效果也越真實。例如，24 bit，32 bit，36 bit，42 bit， 48 bit數碼相機主要性能指標CCD像素個數決定照片圖像能達到的最高分辨率。 例如，照片分辨率達 1600 * 1200 時，共有 192000 個像素 （200萬像素），這種數碼相機能滿足一般應用要求2.5 常用輸出設備監視器（俗稱顯示器）常見類型: 1.陰極射線管顯示器（簡稱：CRT）

25、2.液晶顯示器（簡稱：LCD ）顯示器主要性能指標:1顯示屏的尺寸：對角線的長度。例如，15吋，17吋，21吋.屏幕橫向與縱向的比例，一般為432. 顯示器的分辨率：整屏可顯示的像素的個數，分辨率越高, 圖像越清晰。一般用 “水平像素個數 * 垂直像素個數” 表示。例如,1024*1024 ,1024*768, 800*600, 640*4803. 刷新速率：顯示圖像每秒鐘更新的次數，速率越高圖像穩定性越好4. 像素的顏色數目：一個像素可以顯示出的顏色數量，由表示一個像素顏色編碼的二進制數的位數決定。彩色顯示每個像素用三個數分別表示 R、G、B 三個色點的灰度。例如，R、G、B 分別用8位二進

26、制數表示則可以顯示224 =1680萬種不同顏色。 打印機分類：1.針式打印機一種擊打式打印機，其工作原理主要體現在打印頭上。特點：耗材成本低；能多層套打；打印質量低；工作噪聲大2.激光打印機（Laser Printer）特點：高速度、低噪聲、分辨率較高，打印質量好3.噴墨打印機（Inkjet Printer）特點：能輸出彩色圖像，經濟，打印效果好，低噪音，使用低電壓，環保，但墨水成本高，消耗快。換一次墨盒能打印的頁數，例如，100頁2.6 外存儲器1.軟盤存儲器常見操作軟盤格式化：定義磁道和扇區，標記壞扇區，在軟盤上建立四個區域：引導扇區，文件分配表（FAT），根目錄區和數據區全盤復制軟盤碎

27、片整理2. 硬盤上的一塊數據要用三個參數來定位：柱面號、扇區號和磁頭號。硬盤驅動器與主機的接口電路主要有:IDE接口（Integrated Drive Electronics）:PC機主要使用IDE接口SCSI接口（Small Computer System Interface，小型計算機系統接口）:較貴，需購買SCSI卡，適用于服務器3.移動存儲器閃存盤也稱為“優盤”，體積小，重量輕，容量可以按需要而定（8MB2GB），具有寫保護功能，數據保存安全可靠，使用壽命可長達10年之久。利用通用的USB接口，它的讀寫速度比軟盤快15倍，且可以與幾乎所有計算機連接移動存儲器(移動硬盤) 存儲容量：10

28、GB60GB，采用USB或IEE1394接口、可以隨時插拔、小巧而便于攜帶的硬盤存儲器。 其容量大，兼容性好，即插即用，速度快，體積小，安全可靠。4.光盤存儲器光盤存儲器優點: 成本低，存儲密度高，容量大，可靠性高，不易受損，耐用，易于長期保存數據光盤存儲器缺點: 讀出速度和數據傳輸速度比硬盤慢得多光盤存儲器分的兩大類型: CD 光盤存儲器;DVD 光盤存儲器CD-ROM 光盤片(Compact Disc- Read Only Memory) 固定型光盤，只讀光盤特點：把需要記錄的信息事先制作到光盤上，光盤上的數據不能刪除也不能再寫入，只能讀出盤中的信息。 CD-R 光盤片（CD-Record

29、able）追記型光盤，只寫一次式光盤特點 ：可以由用戶自己將信息寫入光盤，但只能寫一次，寫后不能刪除和修改，只能讀出。CD-RW 光盤片（CD Rewritable）可改寫型光盤，可擦寫型光盤特點：利用金屬合金材料的相變原理達到可重復讀寫的功能，用戶可以自己寫入信息，也可以對寫入的信息進行擦除和改寫。CD-RW 光盤片搭配 CD-RW 刻錄器使用可反復讀寫 1000 次以上。DVD光盤存儲器n DVD光盤片分類n DVD-ROMDVD只讀光盤，用途類似CD-ROMn DVD-R（或稱DVD-Write-Once)限寫一次的DVD，用途類似CD-Rn DVD-RAM(或稱DVD-Rewritab

30、le)可多次讀寫的光盤，用途類似CD-RWn DVD-Video家用影視光盤，用途類似LD或VCDn DVD-Audio音樂光盤，用途類似CD唱片第三章 計算機軟件3.1 計算機軟件3.1.1 計算機軟件1什么是計算機軟件計算機軟件指的是能指示（指揮）計算機完成特定任務的、以電子格式存儲的程序、數據和相關的文檔。程序是指示計算機如何去解決問題或完成任務的一組詳細的、逐步執行的語句（或指令），程序是軟件的主體，單獨的數據和文檔一般不認為是軟件。數據是程序所處理的對象及處理過程中使用的參數。文檔則是程序開發、維護和使用所涉及的資料，軟件必須有完整、規范的文檔作為支持。 2軟件的分類：軟件分為系統軟

31、件和應用軟件（1）系統軟件泛指那些為了有效地運行計算機系統、給應用軟件開發與運行提供支持、或者能為用戶管理與使用計算機提供方便的一類軟件。例如：基本輸入/輸出系統（BIOS）、Windows操作系統、C語言編譯器、數據庫管理系統、常用的實用程序（磁盤清理程序、備份程序）等都是系統軟件。（2）應用軟件泛指那些專門用于解決各種具體應用問題的軟件。應用軟件可分為通用應用軟件和定制應用軟件。3.1.2 計算機軟件的發展軟件的發展大致經歷了如下三個主要階段：（1） 第一階段：應用領域主要是科學與工程計算，處理對象為數值數據，以個體工作方式使用低級語言編制程序。（2） 第二階段：在此階段研制出第一個高級程

32、序語言FORTRAN，此后又推出ALGOL、COBOL等多種高級語言。為了充分利用系統資源，就產生了操作系統。設計和編制程序的工作方式逐步走向合作方式。（3） 第三階段：出現了“軟件”工程的概念。3.1.3 計算機軟件技術計算機軟件技術是指研制和開發計算機軟件所需技術的總稱。計算機軟件技術主要包括七個方面：（1） 軟件工程技術（2） 程序設計技術（3） 軟件工具環境技術（4） 系統軟件技術（5） 數據庫技術（6） 網絡軟件技術（7） 與實際工作相關的軟件技術3.2 操作系統3.2.1 操作系統的作用1操作系統有三個重要作用：（1） 管理系統中的各種軟硬件資源（2） 為用戶提供友善的人機界面操作

33、系統向用戶提供了一種圖形用戶界面，它通過多個窗口分別顯示正在運行的各個程序的狀態和輸出。（3） 為應用程序的開發和運行提供一個高效率的平臺 操作系統屏蔽了幾乎所有物理設備的技術的細節，它以規范、高效的方式（例如系統調用、 庫函數等）向應用程序提供了有力的支持，從而為開發和運行應用程序提供了一個平臺。2操作系統的啟動當加電啟動計算機工作時，CPU首先執行BIOS中的自檢程序，測試計算機中各部件的工作狀態是否正常。若無異常情況，CPU將繼續執行BIOS中的自檢程序，它從硬盤中讀出引導程序并裝入到內存，然后將控制權交給引導程序，由引導程序繼續裝入操作系統。3.2.2 多任務處理除了操作系統本身相關的

34、一些程序正在運行之外，用戶還可以啟動多個應用程序同時工作，它們可以互不干擾的獨立運行。分時的基本思想： 為了支持多任務處理，操作系統中有一個處理器調度程序負責把CPU分配給各個任務，這樣才能使多個任務“同時”執行。調度程序一般采用時間片（比如1/20）輪轉的策略，即每個任務都能輪流得到一個時間片的CPU時間，在時間片用完之后，調度程序再把CPU交給下一個任務，就這樣一遍遍地循環下去。3.2.3 存儲管理：管理內存資源的高效、合理使用存儲管理的主要內容：內存的分配和回收、內存的共享和保護、內存自動擴張等。現在，操作系統一般都采用虛擬存儲技術（也稱虛擬內存技術）進行存儲管理。當內存不夠用時，可把內

35、存和外存結合起來管理，為用戶提供一個容量比實際內存大得多的“虛擬存儲器”。3.2.6 常用操作系統介紹1Windows操作系統從Windows 95開始，Windows均是機器字長32位的單用戶、多任務的操作系統。2UNIX操作系統 （美）Bell實驗室開發的一種通用多用戶交互式分時操作系統。 自1970年UNIX系統第一版問世以來，以UNIX系統為基礎已研制出許多新的操作系統軟件。如： 微型計算機、大型計算機上的各種UNIX系統的變種 用于計算機網絡及分布式計算機系統上的UNIX系統等 UNIX系統已成為國際上目前使用最廣泛、影響最大的主流操作系統之一。 UNIX系統的主要特色：結構簡練。以

36、樹形目錄結構的文件系統為基礎，且將各種設備都定義為特殊文件，統一處理。 功能強大 可移植性好，由于UNIX系統90%以上的代碼是用C語言編寫的，因此有很好的可移植性。 可伸縮性和互操作性強 容納新技術的能力強，在具有重要突破意義的“客戶機/服務器”結構中，一般均把系統作為服務器首選的操作系統平臺。 網絡通信功能強，著名的TCP/IP網絡協議也是在UNIX系統上開發成功的。3.3 程序設計語言及語言處理程序3.3.1 程序設計語言分類程序設計語言按其級別可以劃分為機器語言、匯編語言和高級語言三大類。 機器語言機器語言：使用計算機指令系統的程序語言。用機器語言編寫的程序，全部都是二進制代碼形式，可

37、以被計算機直接執行。 匯編語言匯編語言：用助記符來代替機器指令的操作碼和操作數，但匯編語言仍然是面向機器指令系統的，還保留了機器語言的各項缺點。3.3.2 程序語言中的數據成分和控制成分程序語言基本成分高級語言種類千差萬別，但是其基本成份都可歸納為四種： 數據成分，如對數據類型和數據結構進行說明 運算成分，如算是表達式和邏輯表達式 控制成分，如條件語句和循環語句 傳輸成分，如I/O語句1數據成分數據作為程序操作的對象，具有名稱、類型、作用域等特征。使用前要對數據的這些特征加以說明。數據名稱由用戶通過標識符命名，類型說明數據需占用存儲單元的多少和存放形式，作用域說明數據可以使用的范圍。2控制成分

38、理論上已經證明求解可計算問題的程序框架都可用順序、選擇和重復這三種控制結構的成分來描述。3.3.3 語言處理系統按照不同的翻譯處理方法，可把翻譯程序分為以下三類：（1） 匯編程序(assembler)：從匯編語言到機器語言的翻譯程序（2） 解釋程序(Interpreter)：按源程序中指令（或語句）的執行順序，逐條翻譯并立即執行相應功能的處理程序（3） 編譯程序(Compiler)：從高級語言到機器語言或匯編語言的翻譯程序1解釋程序解釋程序對源程序進行翻譯的方法相當于兩種自然語言間的“口譯”。這種翻譯方式并不形成機器語言形式的目標程序。2編譯程序編譯程序對源程序進行翻譯的方法相當于“筆譯”。在

39、編譯程序的執行過程中，要對源程序掃描一遍或幾遍，最終形成一個可在具體計算機上執行的目標程序。3.4 計算機軟件理論基礎和算法3.4.1 算法和數據結構1算法的性質盡管算法由于求解問題的不同而千變萬化、簡繁各異，但它們都必須滿足下列基本性質：（1） 確定性：每一步運算必須有確切的定義（2） 有窮性：總是在執行了有窮步的運算后終止（3） 能行性：算法中有待實現的運算都是可執行的（4） 輸入：具有0個或多個輸入量，即算法執行前給出初始量。（5） 輸出：至少產生一個輸出根據以上性質，可以進一步看出算法與程序的區別。首先，一個程序不一定滿足有窮性。其次，程序中的語句必須是機器可執行的，而算法中的操作則無

40、此限制。為了集中精力進行算法設計，一般都采用類似自然語言的“偽代碼”或流程圖等方式來描述算法。2算法分析分析一個算法的好壞，除其正確性外，還應考慮以下因素：（1） 執行算法所要占用的計算機資源，有時間復雜度和空間復雜度兩個方面。（2） 算法是否易理解，是否易調試和易測試等。時間代價，記為T(n) 若按數量級遞增對算法分析中常見的時間代價排列，從小到大依次為：常數階O(1)，對數階O(log2n)，線性階O(n)，線性對數階O(nlog2n)，平方階O(n2)，立方階O(n3)k次方階O(nk)，指數階O(2n)等。顯然，若一個算法的時間代價為指數階O(2n)，則其效率極低。當n值稍大時，這樣的

41、算法就無法實際應用了。3數據結構（Data Structures）數據結構：研究程序設計中計算機操作對象以及它們之間關系和運算的一個專門學科。具體地說，研究數據結構一般包括三個方面的內容，即數據的邏輯結構、數據的存儲結構以及在這些數據上定義的運算的集合。第四章 計算機網絡與因特網41 計算機網絡基礎411 計算機網絡的組成與分類1 什么是計算機網絡 計算機網絡是利用通信設備和網絡軟件，把地理位置分散而功能獨立的多個計算機以相互共享資源和進行信息傳遞為目的連接起來的一個系統 計算機網絡由三個部分組成： 若干主機 一個通信子網 一系列的通信協議及相關的網絡軟件2 計算機組網的目的 數據通信、資源共

42、享、實現分布式信息處理、提高計算機系統的可靠性和可用性3 計算機網絡的分類 按照傳輸介質來分：有線、無線 按照網絡拓撲來分：星型、環形、總線、樹型、網狀、混合網 按照使用的協議分：TCP/IP網、SNA網、IPX網 按照所覆蓋的地理范圍：局域網（LAN）、城域網（MAN）、廣域網（WAN）412 網絡服務與網絡軟件1 網絡的工作模式（任意一臺計算機可能是服務器、可能是客戶機、也可能兩者都是） 兩種模式：對等模式、客戶/服務器模式2 網絡服務 文件服務、打印服務、消息服務、應用服務3 網絡軟件 網絡操作系統：除了操作系統的功能以外，還有其他功能：網絡通信、網絡服務、網絡管理、網絡安全和各種網絡應

43、用 網絡應用軟件42 計算機局域網421 局域網的特點和組成特點：為一個單位所擁有，地理范圍有限 使用專用的、多臺計算機共享的傳輸介質，數據傳輸速率高 通信延遲時間較低，可靠性較好組成：網絡工作站、網絡服務器、網絡打印機、網絡接口卡、傳輸介質、網絡互連設備422 常用局域網1 以太網采用總線結構，采用廣播方式進行通信。其物理連接是用集線器來連接所有的計算機節點。計算機之間傳送數據時，計算機必須把數據分成幀以后才能在網絡上傳送以太網在進行數據通信時必須保證任何時候只有一個節點發送消息，為此采用帶沖突檢測的載波偵聽多路訪問方法（CSMA/CD）。原理為：節點在發送數據幀前先對總線進行幀聽，如果總線

44、處于空閑狀態，則進行發送，如果處于忙，則等待一段時間后再試。以上工作由網卡來完成。為實現網絡上任意兩點的通信，局域網中的每個節點都有一個唯一的地址，這個地址介質訪問控制地址（MAC）。每塊網卡都有全球唯一的MAC地址（由48個二進制位組成、或者有12個16進制位組成），以實現局域網類的數據傳輸。以太網的幀格式：同步碼 接受節點MAC 發送節點的 幀類型 發送的數據 CRC 的地址 MAC地址以太網的優缺點：維護比較方便，增刪節點比較容易，負載少時效率高，重負載時網絡性能下降。現在的以太網可以達到1Gbps的傳輸速率。2 光纖分布式數字接口網（FDDI）采用雙環的光纖結構的網絡，主環支持正常的數

45、據傳輸，副環保證在主環發送故障或者節點故障時環路仍然可以正常工作。FDDI網絡覆蓋范圍廣，支持較高的數據傳送，通常用于連接局域網的主干。FDDI與其他網絡使用的數據幀的格式不一樣，因此和異構網絡互連的時候通常要用網橋或者路由器才能實現。3 交換式局域網和總線式局域網的最大區別各個節點獨享帶寬。最常用的設備是交換機分類：使用交換式集線器構成的交換式以太網；使用ATM交換機構成的ATM局域網。4 無線局域網是局域網和無線電通信結合的產物，通過紅外線、無線電波進行數據的傳送。通過無線網卡、無線HUB、無線網橋等設備實現通信。 主要傳輸標準或協議：IEEE802.11、IEEE802.11a、IEEE

46、802.11bIEEE802.15（藍牙）無線局域網的缺點：是有線網絡的補充，傳輸速率比較慢，產品比較貴。43 計算機廣域網431 遠程數字通信線路 1 數字電話線路 通過租用電話公司的數字線路來傳送數據2 光纖高速傳輸干線432 廣域網接入技術 1 電話撥號接入 使用調制解調器實現計算機數字信號和傳統電話線上模擬信號的轉換 調制解調器的分類：外置式、內置式、PCMCIA 2 ISDN（綜合業務數字網） 使用電話線來傳送數字信號，可以提供數字語音和數字傳輸服務。 3 不對稱數字用戶線技術（ADSL） 特點： 下載遠大于上傳 可以與普通電話共存于一條電話線上 ADSL不通過電話交換機，所以ADS

47、L上網不需交付額外的電話費4 電纜調制解調技術 使用有線電視的同軸電纜作為傳輸介質 整個頻帶被劃分為數字信號的上傳、數字信號的下載、電視節目下傳5 光纖接入網 光纖多路邊、光纖到小區、光纖到大樓、光纖到家庭 使用光網絡單元ONU把光信號轉換為電信號433 分組交換與路由 網絡中負責將傳輸數據包進行存儲轉發的通信處理機稱為分組交換機或包交換機 廣域網允許多臺計算機同時進行通信，它的基本工作模式是存儲轉發44 因特網及其應用441 網絡互連與TCP/IP協議 TCP/IP協議標準的特點：1） 適用于多種異構網絡的互連2） 確保可靠的端到端的通信3） 與操作系統緊密結合4） TCP/IP既支持面向連

48、接服務，也支持無連接服務，兩者并重。 IP地址有網絡號和主機號組成 每臺計算機都有唯一的IP地址 IP地址的分類： A類地址 0 開始 B類地址 128開始 C類地址 192開始 D類地址 224開始 IP數據包的格式版本號 頭部長度 服務類型 數據報總長度發送數據報的計算機的IP地址（源IP地址）接受數據報的計算機的IP地址（目的IP地址） 數據開始 路由器是用于連接異構網絡的設備路由器的工作原理442 因特網 因特網起源于美國國防部的ARPANET，采用TCP/IP協議，使用最流行的客戶機/服務器模式。為了便于記憶，將IP地址用有特殊意義的符號表示，這種地址稱為域名。把IP地址與域名互相翻

49、譯的過程稱為域名解析。，這種系統稱為DNS（域名解析系統）443 因特網提供的服務電子郵件 現在的郵件協議為：MIME發送郵件服務器：SMTP 接受郵件服務器：POP3遠程文件傳輸 使用FTP協議實現遠程登錄 Telnet 通過遠程登錄本地的技術可以使用遠程的計算機的資源WWW 萬維網 HTML語言-超文本語言 URL-統一資源定位器 WEB文檔類型 靜態文檔、動態文檔、主動WEB文檔。45 網絡信息安全網絡存在的問題：傳輸中斷、竊聽、篡改、偽造采取的措施：真實性鑒別、訪問控制、數據加密、數據完整性、數據可用性、防止否認、審計管理。身份鑒別與訪問控制的方法：1）依據某些只有被鑒別對象本人才知道

50、的信息來進行鑒別；2）依據某些只有被鑒別對象本人才具有的信物來進行鑒別；3）依據某些只有被鑒別對象本人才具有的生理和行為特征來進行鑒別。計算機病毒的特點：破壞性；隱藏性；傳染性和傳播性；潛伏性。為了避免受到病毒的感染應做到：不使用來歷不明的程序和數據；安裝殺毒軟件；經常性的、及時做好系統的關鍵數據的備份工作。第五章 數字媒體及應用ASCII字符集和ASCII碼標準 ASCII 字符集ASCII 字符集采用 7 位編碼 每個 ASCII 字符以一個字節存放 標準ASCII 字符集的特點： 數字、字母連續存放 Asc( “A”) + 32（十進制）= Asc(“a”) 96 個可打印(顯示)字符，

51、32 個控制字符，共 128 個字符 特殊字符的ASCII碼 A（十進制65） a（十進制97）漢字編碼字符集 我國漢字編碼的國家標準： GB2312-80（6763 個常用簡體漢字和682 個非漢字字符 ） GBK-95 （21003 個 漢字和883 個圖形符號） GB18030-2000GB2312 80 漢字編碼（1）GB2312-80漢字編碼信息交換用漢字編碼字符集基本集(1981年) 組成： 第一部分：字母、數字和各種符號，包括拉丁字母、俄文、日文平假名與片假名、希臘字母、漢語拼音等共682個（統稱為GB2312圖形符號） 第二部分：一級常用漢字，共3755個，按漢語拼音排列 第三

52、部分：二級常用字，共3008個，按偏旁部首排列GBK95 問題：GB2312-80只有6763個漢字，不夠使用。 解決方法：1995年發布GBK，全稱為漢字內碼擴展規范。GBK字符集中一共有21003個漢字和883個圖形符號，它與GB2312國標漢字字符集及其內碼保持兼容。除了GB2312中的全部漢字（稱為GBK/2）和符號（稱為GBK/1）之外，還收錄了包括繁體字在內的大量漢字（GBK/4和GBK/3）和符號（GBK/5）。GBK字符集及其碼位分布 組成：21003個漢字，883個圖形符號 簡體和繁體漢字在同一個字符集中； 包含了中、日、韓認同的全部CJK漢字； 與GB2312-80保持向下兼容；UCS/Unicode與GB18030漢字編碼標準（1）通用編碼字符