1、信息技術復習重點第一章 信息、信息科學與信息技術1.1 探索信息的真諦1.1 1 信息1.1.1 信息就一般意義而言， 信息可以理解成消息、情報、知識、 見聞、 通知、 報告、事實、 數(shù)據(jù)等等。信息的傳播過程是？1.1.3 香農(nóng)對信息的定義香農(nóng)認為： 信息是有秩序的量度， 是人們對事物了解的不確定性的消除或減少。 信息是對組織程度的一種測度，信息能使物質(zhì)系統(tǒng)有序性增強，減少破壞、混亂和噪音。香農(nóng)提出：信息的傳播過程是“信源” 把要提供的信息經(jīng)過“信道”傳遞給“信宿” ，信宿接收這些經(jīng)過“譯碼”的信息符號的過程。信道是在物理線路上劃分的邏輯通道。在香農(nóng)確定信息量名稱時，將熱力學中的 “熵” 的概

2、念應用到信息領域。 一個系統(tǒng)的熵就是它的無組織程度的度量。香農(nóng)是現(xiàn)代信息論的創(chuàng)始人香農(nóng)信息論的局限性： 主要是由于狹義信息論沒有解決信息的語義問題和有效性問題。1.1.6 數(shù)據(jù)、消息、信號與信息的區(qū)別1 .數(shù)據(jù)數(shù)據(jù)是對客觀實體的一種描述形式，是信息的載體。信息和數(shù)據(jù)的區(qū)別可以理解為： 數(shù)據(jù)是未加工的信息， 而信息是數(shù)據(jù)經(jīng)過加工以后的能為某個目的使用的數(shù)據(jù)，信息是數(shù)據(jù)的內(nèi)容或詮釋。數(shù)據(jù)可分為模擬數(shù)據(jù)和數(shù)字數(shù)據(jù)兩種形式。2 .消息信息論的先驅(qū)哈特萊認為信息是包含在消息中的抽象量，消息是具體的，其中蘊含著信息。按照香農(nóng)理論，在通信過程中，信息總是經(jīng)過編碼(符號化)成為消息以后，才能經(jīng)由媒介傳播的，而

3、信息的接收者收到信息后，總是要經(jīng)過譯碼(解讀)才能獲取其中的信息的。3 .信號把消息變換成適合信道傳輸?shù)奈锢砹浚@種物理量稱為信號。信號是數(shù)據(jù)的電磁或光脈沖編碼。信號可以分為模擬信號和數(shù)字信號。1.2 信息科學1.2.1 信息科學的產(chǎn)生與定義信息和控制是信息科學的基礎和核心。什么是信息科學： 信息科學以香農(nóng)創(chuàng)立的信息論為理論基礎， 以現(xiàn)代科學方法論作為主要研究方法、 以研究信息及其運動規(guī)律為主要內(nèi)容、 以擴展人的信息功能作為主要研究目標的一門科學。 信息科學是以信息為基本研究對象， 以信息的運動規(guī)律和應用方法為主要研究內(nèi)容，這是信息科學有別于一切傳統(tǒng)科學最基本的特征。1.2.2 信息科學的研究

4、內(nèi)容與體系從信息科學的研究內(nèi)容來劃分， 我們可以將信息科學的基本科學體系分為三個層次 (圖 1-5 ) ：(1)信息科學的哲學層次；(2)信息科學的基礎理論層次；(3)信息科學的技術應用層次；信息科學的研究范圍已經(jīng)遠遠超出了香農(nóng)的信息論的領域而深入到了控制科學、系統(tǒng)科學、復雜性科學、人工智能理論、認知科學等領域。1.3 信息技術1.3.1 信息技術的發(fā)展與定義1.3.2 信息技術的發(fā)展人類社會已經(jīng)發(fā)生過四次信息技術革命。第一次革命是人類創(chuàng)造了語言和文字，出現(xiàn)了文獻。第二次革命是造紙和印刷術的出現(xiàn)。第三次革命是電報、電話、電視及其他通信技術的發(fā)明和應用。第四次革命是電子計算機和現(xiàn)代通信技術在信息

5、工作中的應用。人們對信息技術的定義，因其使用的目的、范圍、層次不同而有不同的表述：定義 1：信息技術是指有關信息的收集、識別、提取、變換、存貯、傳遞、處理、檢索、檢測、分析和利用等的技術。定義 2：現(xiàn)代信息技術“以計算機技術、微電子技術和通信技術為特征” 。定義 3：信息技術是指在計算機和通信技術支持下用以獲取、加工、存儲、變換、顯示和傳輸文字、 數(shù)值、 圖像以及聲音信息， 包括提供設備和提供信息服務兩大方面的方法與設備的總稱。定義4：信息技術指“應用在信息加工和處理中的科學，技術與工程的訓練方法和管理技巧；上述方法和技巧的應用；計算機及其與人、機的相互作用，與人相應的社會、經(jīng)濟和文化等諸種事

6、物。定義5 ：信息技術包括信息傳遞過程中的各個方面，即信息的產(chǎn)生、收集、交換、存儲、傳輸、顯示、識別、提取、控制、加工和利用等技術。定義 6：從技術的本質(zhì)意義上講，信息技術就是能夠擴展人的信息器官功能的一類技術1.3.3 擴展人類的信息器官功能的信息技術信息技術的“四基元”(1)感測技術感覺器官功能的延長。(2)通信技術傳導神經(jīng)網(wǎng)絡功能的延長。(3)計算機和智能技術思維器官功能的延長。(4)控制技術效應器官功能的延長。信息技術四基元和諧有機地合作，共同完成擴展人的智力功能的任務。1.3.4 信息技術的核心技術1. 計算機與智能技術2.通信技術3.傳感技術4.控制技術第二章 計算與計算科學2.1

7、 1 計算的本質(zhì)計算就是符號串的變換。 從一個已知的符號串開始， 按照一定的規(guī)則， 一步一步地改變符號串，經(jīng)過有限步驟，最后得到一個滿足預先規(guī)定的符號串，這種變換過程就是計算。算法是求解某類問題的通用法則或方法，即符號串變換的規(guī)則。計算就是某個系統(tǒng)完成了一次從輸入到輸出的變換2.1.2 計算模型與圖靈機圖靈機是一種抽象計算模型(如圖) ，用來精確定義可計算函數(shù)。圖靈機由一個控制器，一條可以無限延伸的帶子和一個在帶子上左右移動的讀寫頭組成。馮 諾依曼對人類的最大貢獻是對計算機科學、計算機技術、數(shù)值分析和經(jīng)濟學中的博弈論的開拓性工作第三章 信息處理機器：計算機系統(tǒng)技術101 頁報告1945年6月，

8、馮諾依曼與戈德斯坦、勃克斯等人聯(lián)名發(fā)表了一篇長達101頁紙的報告 即計算機史上著名的“ 101 頁報告” ，直到今天，仍然被認為是現(xiàn)代計算機科學發(fā)展里程碑式的文獻。明確奠定了新機器由五個部分組成，包括：運算器、邏輯控制裝置、存儲器、輸入和輸出設備，并描述了這五部分的職能和相互關系還有兩個非常重大的改進，即：( 1 )采用了二但數(shù)據(jù)采用二進制，指令也采用二進制；( 2 )建立了存儲程序，指令和數(shù)據(jù)可一起放在存儲器里，并作同樣處理簡化了計算機的結(jié)構，大大提高了計算機的速度進制。馮.諾依曼機的中心就是有存儲程序原則，即指令和數(shù)據(jù)一起存儲.這個概念被譽為"計算機發(fā)展史上的一個里程碑"

9、;馮諾依曼型計算機的基本結(jié)構馮.諾依曼確定了現(xiàn)代存儲程序式電子數(shù)字計算機的基本結(jié)構和工作原理。馮.諾依曼結(jié)構由五大部分組成：存儲器 運算器 控制器 輸入設備 輸出設備。摩爾定律摩爾定律是指集成電路IC 上可容納的晶體管數(shù)目約每隔 18個月便會增加一倍， 性能也將提升一倍。摩爾定律是由英特爾(Intel)公司創(chuàng)始人之一戈登摩爾( Gordon Moore)經(jīng)過長期觀察發(fā)現(xiàn)得之。到底什么是“摩爾定律”？歸納起來，主要有以下三種“版本” ：集成電路芯片上所集成的電路的數(shù)目， 每隔 18 個月就翻一番。 微處理器的性能每隔 18 個月提高一倍，而價格下降一倍。用一個美元所能買到的計算機的性能，每隔 1

10、8 個月翻兩番。矢量計算： “矢量運算” ：對多組數(shù)據(jù)(每組一般為兩個數(shù)據(jù))成批地進行同樣的運算，得到一批結(jié)果的運算方法。3.2 微型計算機系統(tǒng)與微處理器3.2.2 微型計算機硬件系統(tǒng)微型計算機的硬件系統(tǒng)應由微處理器(運算器和控制器) 、存儲器、輸入設備和輸出設備組成3.2.3 微處理器 - 給你一顆奔騰的”芯微處理器(Microprocessor)在微型計算機中又稱為CPU (中央處理單元的縮寫)，人們又經(jīng)常簡稱為處理器(Processor)3.3 計算機存儲系統(tǒng)及工作原理半導體存儲器及其存儲單元尋址半導體存儲器(semiconductor memory)是一種能存儲大量二值信息(或稱為二值

11、的數(shù)據(jù))的半導體器件。從存取功能上可以分為兩大類。只讀存儲器(ROM ，即Read Only Memory)隨機存儲器(RAM ，即Random Access Memory)RAM 控制器負責向 RAM 芯片輸出行地址還是列地址，行與列地址的信息由 RAS ( RowAddress Select)或 CAS(Column Address Select)信號確定。如果需要將數(shù)據(jù)“寫”到 RAM 中，則處理器會發(fā)出一個“寫”信號到 CPU 中，通過系統(tǒng)總線，到達RAM 單元。這些RAM 單元然后就按行或列地址將這些信息數(shù)據(jù)存儲到指點定的"柵格 " 中。當 CPU 需要讀取 RA

12、M 中的數(shù)據(jù)，則會向 RAM 發(fā)出請求信號，這些信號中包含地址信息，以確定數(shù)據(jù)在那些柵格中的位置只讀存儲器ROMROM 可分為掩模 ROM 、 PROM、 EPROM 、 E2PROM 和快閃存儲器等幾種不同類型。掩模 ROM 是采用掩模工藝制作而成，在出廠時內(nèi)部存儲的數(shù)據(jù)就已經(jīng)“固化”在里邊了，所以數(shù)據(jù)不允許用戶修改。PROM 指的是“可編程只讀存儲器” 這樣的產(chǎn)品只允許寫入一次，所以也被稱為“一次可 編程只讀存儲器” EPROM 指的是“可擦寫可編程只讀存儲器” 。 它的特點是具有可擦除功能，擦除后即可 進行再編程，但是缺點是擦除需要使用紫外線照射一定的時間。 EEPROM 指的是“電可擦

13、除可編程只讀存儲器” ，它的最大優(yōu)點是可直接用電信號擦除， 也可用電信號寫入。Flash memory 指的是“閃存” ，所謂“閃存” ，它也是一種非易失性的內(nèi)存，屬于EEPROM的改進產(chǎn)品。目前“閃存”被廣泛用在PC 機的主板上，用來保存BIOS 程序，便于進行程序的升級。其另外一大應用領域是用來作為硬盤的替代品，具有抗震、速度快、無噪聲、耗 電低的優(yōu)點。 隨機存儲器-RAMRAM 又分為靜態(tài)隨機存儲器SRAM 和動態(tài)隨機存儲器DRAM 兩大類非易失性存儲器， 那就是指那些斷電后數(shù)據(jù)仍然能保留的半導體存儲器。 對這類存儲器， 業(yè) 界統(tǒng)稱為非易失性隨機訪問存儲器( NVRAM ， Non-Vo

14、latile Random Access Memory ) 。 在多種 NVRAM 產(chǎn)品中，以閃存( Flash Memory )技術最為引人注目。閃存具有關掉電源 仍可保存數(shù)據(jù)的優(yōu)點， 同時又可重復讀寫且讀寫速度快、 單位體積內(nèi)可儲存最多數(shù)據(jù)量， 以 及低功耗特性等優(yōu)點。 磁存儲器 磁存儲原理 磁存儲的關鍵部件是磁頭， 磁頭的基本結(jié)構是在一個環(huán)形導磁體上繞上線圈， 導磁體面向磁 盤方向開一個漏磁縫隙， 當磁頭線圈中通以交變信號電流時， 導磁體內(nèi)的磁通量也跟著產(chǎn)生 變化， 這個交變的磁場從磁頭縫隙中泄漏出去， 使做勻速運動的磁盤表面上的磁介質(zhì)感應磁 化。磁化后在磁盤上的"磁化點&qu

15、ot;(磁元 )就代表了所要記錄的數(shù)據(jù)，這是做記錄的基本工作原理。 硬盤存儲系統(tǒng) 硬盤是一種采用磁介質(zhì)的數(shù)據(jù)存儲設備， 數(shù)據(jù)存儲在密封于潔凈的硬盤驅(qū)動器內(nèi)腔的若干個 磁盤片上 磁盤陣列 磁盤陣列是將若干個硬磁盤機按一定的要求組成一個快速、 超大容量的存儲系統(tǒng)， 數(shù)據(jù)是分 配存儲在各個硬磁盤機上。 光盤存儲系統(tǒng) 光存儲介質(zhì)的概念 對光存儲介質(zhì)最基本的要求,就是存儲單元的某種性質(zhì)可以用某種方法改變以代表被存儲的數(shù)據(jù) ,同時這種性質(zhì)可用光的方法檢測出來。 光盤與光盤存儲系統(tǒng) 通常意義上所說的光盤只是一個統(tǒng)稱，用英文CD 表示，意為高密盤。光盤可分成兩類，一類是只讀型光盤，另一類是可記錄型光盤。 只讀

16、光盤存儲器 只讀光盤中的數(shù)據(jù)是用壓模方法壓制而成的， 用戶只能讀取上面的數(shù)據(jù)， 而不能寫入或修改 光盤中的數(shù)據(jù)。它適用于大量的、通常不需要改變的數(shù)據(jù)信息存儲。 多次可寫光盤存儲器 這種光盤允許用戶一次或多次寫入數(shù)據(jù)， 并可隨時往盤上追加數(shù)據(jù)， 直到盤滿為止。 信息寫 入后則變成只讀狀態(tài)， 不可再作修改， 主要用于重要數(shù)據(jù)的長期保存。 目前得到了廣泛應用 的 CD-R 就屬于這類光盤。可重寫光盤存儲器可重寫光盤具有磁盤一樣的可重寫性， 可多次寫入或修改光盤上的數(shù)據(jù)， 更適合作為計算機的新型標準外存設備，目前有磁光（ Magneto-Optical ）和相變（Phase-Changed和兩種類型。

17、3.4 計算機輸入 /輸出設備輸入設備鍵盤 、鼠標、掃描儀、觸摸屏、手寫輸入設備、數(shù)碼相機、數(shù)字攝像機輸出設備顯示器、打印機、繪圖儀等3.5 微型計算機的總線及接口標準計算機總線總線（ BUS ）是計算機內(nèi)部傳輸指令、數(shù)據(jù)和各種控制信息的高速通道，是計算機硬件的一個重要組成部分用于連接CPU、 主存和 I/O 控制器的總線稱為外部設備總線或外部總線， 簡稱為總線。常見的總線有：ISA （工業(yè)標準體系接口）總線 PCI （外部設備互連）總線 SCSI （小型計算機系統(tǒng)接口）總線等總線分類： 片內(nèi)總線 局部總線 系統(tǒng)總線通信總線第三章 計算機軟件系統(tǒng)4.1 軟件的性質(zhì)及發(fā)展史定義：計算機軟件是在計

18、算機上運行的各種程序、要處理的各類數(shù)據(jù)以及有關文檔的總稱。軟件的性質(zhì)：1. 表現(xiàn)形式不同 2. 生產(chǎn)方式不同 3. 維護方式不同 4. 軟件的復雜性和規(guī)模不斷增加2. 軟件技術的進化史軟件技術發(fā)展的初期（20 世紀50 年代到70 年代）軟件技術發(fā)展的中期（20 世紀80 年代）網(wǎng)絡計算時代的開始 （20 世紀 90 年代至今 ）軟件之變 21 世紀的軟件技術軟件危機的具體體現(xiàn)1 對軟件開發(fā)成本和進度的估計常常很不準確。2 用戶對“已完成的”軟件系統(tǒng)不滿意的現(xiàn)象經(jīng)常發(fā)生。3 軟件產(chǎn)品的質(zhì)量常常靠不住。4 .軟件常常是不可維護的。5 . 軟件通常沒有適當?shù)奈臋n資料。6 . 軟件成本在計算機系統(tǒng)總

19、成本中所占比例逐年上升。網(wǎng)絡計算時代的開始 （20 世紀 90 年代至今 ）4.2 操作系統(tǒng)4.2.1 操作系統(tǒng)任務及功能操作系統(tǒng)的功能從資源管理的角度來看，操作系統(tǒng)的功能主要分為：處理機管理存儲管I/O 設備管理 文件系統(tǒng) 用戶接口操作系統(tǒng)引導和控制計算機外部儲存器-操作系統(tǒng)-主儲存器STEP 1: 上電 STEP 2: 自檢STPE3: 加載引導扇區(qū)（Boot Loader） STEP4: 加載操作系統(tǒng)（OSLoader） STEP5: 運行操作系統(tǒng)4.2.2 處理機（ CPU ）管理1.中斷處理2.處理器調(diào)度3.理解進程及狀態(tài)變化 4.理解線程處理器管理的第一項工作是處理中斷事件。 處理

20、器調(diào)度：處理器管理的第二項工作是處理器調(diào)度，對處理器的調(diào)度最終歸結(jié)為對進程和線程的管理線程：有時稱輕量級進程, 進程中的一個實體是一個CPU 調(diào)度和分派的單位引入進程的好處 多個程序可以并發(fā)執(zhí)行，改善資源使用率，提高系統(tǒng)效率。引入線程的好處 減少并發(fā)程序執(zhí)行時所付出的時空開銷，使得并發(fā)粒度更細4.2.3 存儲管理存儲管理主要功能如下：存儲分配。存儲共享。存儲保護。存儲擴充。4.2.4 設備管理計算機外部設備：在計算機系統(tǒng)中除CPU 和內(nèi)存儲外所有的設備和裝置稱為計算機外部設備設備管理功能 .設備分配與回收.建立統(tǒng)一的且獨立于設備的接口，提供設備使用的用戶接口：命令接口和編程接口完成設備驅(qū)動程序

21、，實現(xiàn)真正的 I/O 操作。處理外部設備的中斷處理。4.2.5 文件管理操作系統(tǒng)為系統(tǒng)管理者和用戶提供了對文件的透明存取文件管理基本功能統(tǒng)一管理文件的存儲空間，實施存儲空間的分配與回收。實現(xiàn)文件的按名存取：名字空間存儲空間實現(xiàn)文件信息的共享，并提供文件的保護和保密措施向用戶提供一個方便使用的接口(提供對文件系統(tǒng)操作命令，以及提供對文件的操作命令)系統(tǒng)維護及向用戶提供有關信息文件系統(tǒng)的執(zhí)行效率提供與 I/O 的統(tǒng)一接口操作系統(tǒng)的主要特性： 1. 并發(fā)性 2. 共享性 3. 異步性 4.2.6 操作系統(tǒng)的分類1. 單用戶操作系統(tǒng)2. 批處理操作系統(tǒng)3. 分時操作系統(tǒng)4. 實時操作系統(tǒng)5. 網(wǎng)絡操作

22、系統(tǒng)6. 分布式操作系統(tǒng)7. 個人計算機操作系統(tǒng)8. 嵌入式操作系統(tǒng)9. 并行操作系統(tǒng)程序設計語言： 程序設計語言是軟件系統(tǒng)的重要組成部分， 程序語言的進化史可分為機器語言、匯編語言、高級語言三個階段第五章信息媒體的表示及數(shù)字化5.1 計算機系統(tǒng)的信息表示與編碼模擬與數(shù)字模擬數(shù)據(jù)(Analog Data) 是隨時間連續(xù)變化的值數(shù)字數(shù)據(jù)(Digital Data) 則是模擬數(shù)據(jù)經(jīng)量化后得到的離散的值模 / 數(shù)轉(zhuǎn)換就是將連續(xù)變化的模擬信號轉(zhuǎn)換為離散的數(shù)字信號，實現(xiàn)該功能的電路或器件稱為模 /數(shù)轉(zhuǎn)換電路，通常稱為 A/D 轉(zhuǎn)換器或 ADC(Analog Digital Converter) 。數(shù)/ 模轉(zhuǎn)換是模/數(shù)轉(zhuǎn)換的逆過程，就是將離散的數(shù)字信號轉(zhuǎn)換為連續(xù)變化的模擬信號，實現(xiàn)該功能的電路或器件稱為數(shù)模轉(zhuǎn)換電路，通常稱為 D/A 轉(zhuǎn)換器或 DAC(Digital Analog Converter)。5.2 媒體與多媒體信息媒體的分類按國際電信聯(lián)盟 (IUT) 下屬的國際電報電話咨詢委員會 (CCITT) 的定義，媒體可分為以下五種， 1.感覺媒體 (Perception)2. 表示媒體(Presentation) 3.顯示媒體(Display) 4. 存儲媒體(Storage) 5.傳輸媒體(Transmission)通常所指的多媒體就是感覺媒體的組合，