计算机重点总结.ppt
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1、计算机教研室,基础知识点,1、信息技术基础(进制、集成电路、通信)(3,3)2、硬件(CPU、存储器、总线、磁盘、接口、cache、CMOS、BIOS)(5,5)3、软件、操作系统(Office-Excel/Word/ForntPage/PowerPoint、画图)、软件工程(概念、周期)(4,4)4、网络(局/广域网构件,IP、域名、协议、网页、邮件、安全)(4,4)5、汉字编码、多媒体(声音采集-波形/MDI区别、图象大小、压缩标准)(3,3)6、信息系统与数据库(信息系统类型、信息系统开发步骤)(1,1),计算机教研室,Part1:信息基础(一)信息技术,信息技术(Information
2、 Technology,简称IT)指的是用来扩展人们信息器官功能、协助人们更有效地进行信息处理的一门技术。信息技术包括:扩展感觉器官功能的感测(获取)与识别技术扩展神经系统功能的通信技术扩展大脑功能的计算(处理)与存储技术扩展效应器官功能的控制与显示技术信息与数据的关系:信息是对数据加工提炼的结果,是对人类有用的知识,而数据是信息的符号化表示,是信息的载体。,计算机教研室,信息技术的发展历史,语言的形成和使用 文字的创造 印刷技术的发明 望远镜、显微镜 电报和电话通信 广播、电视 雷达、卫星(遥感感测)计算机、机器人 因特网(Internet),计算机教研室,信息基础技术,微电子技术:信息存储
3、处理介质(cpu、存储器),以集成电路为核心。集成电路二十世纪五十年代使用半导体材料硅依据集成度分为各种规模,PC机都用超大和极大规模单块集成电路的集成度平均每18-24个月翻一番,这叫做Moore定律IC卡(集成电路卡):存储器卡、CPU卡光电子技术:信息传输、信息存储(光纤、光盘),计算机教研室,信息系统技术,信息系统技术指的是与下列内容相关的行为和活动:信息的收集(如信息的感知、测量、获取、输入等)信息的加工(如信息的分类、计算、分析、转换等)信息的存储(如书写、摄影、录音、录像等)信息的传递(如邮寄、电报、电话等)信息的施用(如控制、显示等),计算机教研室,信息应用技术,信息应用技术是
4、为了各种实用目的,如信息管理、信息控制、信息决策而发展起来的具体技术。主要应用范围包括各行各业,举例如下:,雷达:以感测与识别为主要目的电视/广播:以单向、点到多点的信息传递为主要目的电话:以双向、点到点的信息交互为主要目的银行:以处理金融信息为目的图书馆:以信息收藏和检索为主要目的因特网:跨越全球的多功能信息处理系统,计算机教研室,计算机“代”的划分,世界上第一台数字计算机:1946年美国ENIAC,集成电路规模:SSI、MSI、LSI、VLSI、ULSI,计算机教研室,通信就是信息的(远距离)传递与交流现代通信使用电波或光波传递信息的技术,也称为电信(telecommunication),
5、如电报、电话、传真、电子邮件、BBS、QQ等对通信系统的要求:远距离调制解调技术(MODEM)、载波低成本多路复用技术(Multiplexer)+交换技术(Switch)高速度光纤通信技术可靠信号不失真、无差错、保证通信畅通(数字通信)方便移动通信技术(无线、数字通信)安全加密、身份认证(数字通信),Part1:信息基础(二)通信技术,计算机教研室,通信系统的模型,通信的三要素:信源、信宿、信道电信号(或光信号)有两种形式:模拟信号形式:通过连续变化的物理量(如信号的幅度)来表示信息,例如人们打电话或者播音员播音时声音经话筒(麦克风)转换得到的电信号;数字信号形式:使用有限个状态(一般是2个状
6、态)来表示(编码)信息,例如电报机、传真机和计算机发出的信号都是数字信号,计算机教研室,常用通信方式有线载波通信频分多路(FDM)/时分多路(TDM)复用技术光纤通信波分多路(WDM)复用技术无线通信模拟信号或数字信号使用电磁波调制后进行传输微波通信(直线传播、应用:长途电话、蜂窝移动电话、全数字高清晰度电视(HDTV)等)卫星通信(微波通信)移动通信(蜂窝移动通信:移动台、基站、移动电话交换中心)(1G:使用模拟调制、频分多址(FDMA),仅限语音的传送;2G:GSM、CDMA,3G:WCDMA、CDMA2000和TD-SCDMA),Part1:信息基础通信技术,计算机教研室,数字通信系统的
7、主要性能指标,数据传输速率(简称数据速率,data rate)指实际进行数据传输时单位时间内传送的二进制位数目计量单位:“位/秒”(bps)、“千位/秒”(kbps)、“兆位/秒”(Mbps)或“千兆位/秒”(Gbps)等信道带宽(也称为信道容量,bandwidth)一个信道允许的最大数据传输速率信道带宽与采用的传输介质、传输距离、多路复用方法、调制解调方法等密切相关误码率(error rate)指数据传输中规定时间内出错数据占被传输数据总数的比例端端延迟(end-end delay)指数据从信源传送到信宿所花费的时间。,计算机教研室,计算机系统的组成:硬件系统和软件系统计算机硬件组成:中央处
8、理器(CPU)、主外存储器、输入/输出设备、系统总线、I/O端口计算机的工作原理冯.诺依曼(五大模块)存储程序控制原理将问题的解算步骤编制成为程序,程序连同它所处理的数据都用二进位表示并预先存放在存储器中程序运行时,CPU从内存中一条一条地取出指令和相应的数据,按指令操作码的规定,对数据进行运算处理,直到程序执行完毕为止,Part2:硬件系统组成,计算机教研室,BIOS、COMS,主板上有两块特别有用的集成电路芯片:BIOS(ROM):基本输入输出系统,具有启动计算机、诊断计算机故障及控制低级输入输出的功能,是连接软件程序和硬件设备之间的接口。BIOS包含程序:-POST(Power On S
9、elf Test,加电自检)程序;-系统自举(装入)程序;-CMOS设置程序;-基本外围设备的驱动程序。CMOS(RAM):存放用户对计算机硬件所设置的一些参数,包括当前的日期和时间,系统的口令,系统中安装的软盘、硬盘驱动器的数目、类型及参数等。CMOS是易失性存储器,必须用电池供电,才能使计算机关机后数据不丢失。,计算机教研室,计算机加电过程,接通电源,自动执行BIOS程序,上电自检,初始化,然后通过引导程序,装入操作系统,并将系统控制权交给操作系统。加电(复位)时,首先执行POST,按CMOS中的内容来识别硬件的配置,测试各部件的工作状态(发现错误则报错)(按Del(或F2或F8健)进CO
10、MS)执行BIOS中自举程序,按照CMOS中预先设定的启动顺序,搜寻外存储器(软、硬盘或光盘),读出引导程序并装入内存,控制权交给引导程序;由引导程序继续安装操作系统,整个计算机处于操作系统的控制。,计算机教研室,CPU的结构:控制器、运算器、寄存器、高速缓冲存储器CACHE影响CPU速度的主要因素:主频、cache、寄存器、运算器位数(字长)指令组成(采用二进位表示):操作码和操作数指令系统:与CPU的硬件相关,不同CPU的指令系统是不相同的.指令系统风格可分为:CISC(复杂指令系统计算机)如80486,Pentium.等RISC(精简指令系统计算机)如Sun Space,HP PA,Po
11、wer PC等,Part2:硬件系统 CPU,计算机教研室,Part2:硬件系统存储器,存储器分类:主存 Primary memory(内存)存取速度快而容量较小,直接与CPU交换数据,是计算机的工作存储器,断电后信息丢失。辅存 Second memory(外存)存取速度慢而容量大,永久性地存放着计算机中所有信息,其中的信息需要先送入内存,CPU才可使用。内存的分类随机存储器(RAM)可读可写,掉电后数据丢失只读存储器(ROM)只能读取数据,不能写入,数据可永久保存,计算机教研室,(用作BIOS存储器、U盘),内存储器的分类及应用,内存由半导体存储器芯片组成,芯片有多种类型:,半导体存储器,只
12、 读存储器(ROM),随机存取存储器(RAM),静态随机存取存储器SRAM,动态随机存取存储器DRAM,不可在线改写内容的ROM,快擦除存储器(Flash ROM),(用作Cache存储器),(用作主存储器),(用作单片机),计算机教研室,Cache是使用SRAM组成的一种高速缓冲存储器,简称缓存,它的速度几乎和CPU一样快。Cache中的数据是主存中很小一部分的影射(副本),最近最有可能访问的数据和指令;一般一级缓存集成在CPU中,二级以前集成在主板上,现在也在CPU中内存条的类型:单列直插式内存条模块 SIMM双列直插式内存条模块DIMM Rambus内存条模块RIMM,计算机教研室,外存
13、储器特点:磁性材料制成,便宜;容量大,读写速度慢;数据永久保存硬盘 硬盘是在一个轴上装上1至5个同样大小的圆盘片的装置,盘片由铝合金、陶瓷或玻璃制成,其表面涂上磁介质。,外存储器,计算机教研室,读写硬盘信息的操作过程:,主机首先给出要读写的扇区地址:磁头号(扇区所在记录面),例如,0号磁头 柱面号(扇区所在的磁道),例如,5号柱面 扇区号,例如,1000号扇区硬盘的操作流程如下:所有磁头同步寻道(由柱面号控制)选择磁头(由磁头号控制)被选中的磁头等待扇区到达磁头下方(由扇区号控制)读写该扇区中的数据,计算机教研室,硬盘存储器的性能指标,(1)容量:(=磁头数*柱面数*扇区数*扇区容量)以GB为
14、单位,目前硬盘单碟容量约为40G2TB(2)平均存取时间:在几ms几十ms之间,由硬盘的旋转速度、磁头寻道时间和数据传输速率所决定(3)缓存容量:原则上越大越好,通常为2MB64MB(4)数据传输速率外部传输速率指主机从(向)硬盘缓存读出(写入)数据的速度,与采用的接口类型有关(100MB/s-300MB/s)内部传输速率指硬盘在盘片上读写数据的速度,转速越高内部传输速率越快(小于100MB/s)(5)与主机的接口:前些年使用:并行ATA(IDE)接口当前流行:串行ATA(SATA)接口,计算机教研室,信息的平均存取时间,磁盘上的信息以扇区为单位进行读写,平均存取时间为:T=寻道时间+旋转等待
15、时间+数据传输时间寻道时间磁头寻找到指定磁道所需时间(大约5ms)旋转等待时间指定扇区旋转到磁头下方所需要的时间(大约46ms)(转速:4200/5400/7200/10000rpm)数据传输时间(大约0.01ms/扇区),计算机教研室,光盘存储器,CD分类:CD-ROM、CD-R、CD-RW容量:约650MBVCD(Video CD):记录约74分钟视频,采用MPEG-1编码数据传输速度:以每秒150KB为单位,目前驱动器的速率多为40倍速(6MB/S)、48倍速(7.2MB/S)DVD:容量:(单面单层)大约4.7GB,采用红色激光,容量增大,采用MPEG-2数据压缩技术BD(蓝光)(23
16、.3G、25G、27G),计算机教研室,Part2:硬件系统 I/O总线与I/O接口,总线的定义:用于在CPU、内存、外存和各种输入输出设备之间传输信息的一个共享的信息传输通路及其控制部件。总线带宽(MB/s)=数据通路宽度/8*总线工作频率总线的分类:CPU总线(连接CPU和内存)、I/O总线(连接内存和I/O设备)I/O总线上有三类信号:控制信号、地址信号、数据信号目前PC机使用的I/O总线:PCI总线(32位(64位),工作频率33.3 MHz)、PCI-Express(高速PCI总线),计算机教研室,常用的I/O接口及其性能参数,计算机教研室,USB接口:通用串行总线式接口(Unive
17、rsal Serial Bus)高速、可连接多个设备、串行传输、5V电源传输速率:USB的1.0/1.1版:1.5 Mb/s和12 Mb/sUSB2.0版:480Mb/s(60MB/s)USB3.0版:高达4.8GB/s使用4线连接器,体积小,符合即插即用规范,即PnP)使用“USB集线器”扩展机器的USB接口,最多连接127个设备可通过USB接口由主机向外设提供电源IEEE-1394接口:简称1394,主要用于连接需要高速传输大量数据的音频和视频设备。它的传输速率可达400MB/s。,计算机教研室,Part2:硬件系统常用输入设备,键盘:字符和命令,大多电容式、接口有AT、PS/2、USB鼠
18、标器:位置和命令,指标是分辨率dpi(现在300-400)分为:机械式、光电式、光机式,接口有:RS-232(串口9针)、PS/2(6针)、USB笔输入:位置、命令和字符;工作原理:电磁感应扫描仪:图象;工作原理:光电转换;主要部件:CCD(电荷耦合器件);接口有:SCSI、USB、1394数码相机:图象;主要部件:CCD或CMOS;存储卡(SM、SD、CF):快擦除存储器,计算机教研室,Part2:硬件系统常用输出设备,显示器监视器分类:CRT阴极射线管显示器LCD液晶显示器显示控制器(又称显示卡)接口电路、控制逻辑、显示存储器VRAM分类:PCI(局部总线接口)显示卡AGP(图形加速端口)
19、显示卡等。直接把主存与VRAM相连,数据线宽度32或64位,传输速率达533MB/S,1GB/SPCI-E 显示卡,计算机教研室,显示器的性能指标,显示屏尺寸:以对角线长度度量,如,15 吋,17吋,19吋,21吋屏幕横向与纵向的比例普通屏:43宽屏:1610,或 169显示分辨率 整屏可显示像素的最大数目,分辨率越高,图像越清晰 表示:水平像素个数垂直像素个数 例:12801024,1024768,800600,640480在显卡的控制下,屏幕分辨率是可变的,有多种不同的显示分辨率(显示模式)画面刷新速率画面每秒钟更新的次数,通常速率越高图像稳定性越好,计算机教研室,像素点的信息表示,黑白:
20、若每个像素点用8位二进制位表示,则共有28=256种不同的灰度表示彩色:每点由三种基色合成(RGB)若每个像素点用RGB 8:8:8模式表示,即每个光点用24位二进制(3B)表示,则共有224=16M种颜色数举例:一副大小为640480 的彩色图片用RGB 8:8:8模式显示,问该文件大小?若用RGB 5:5:5模式?答:3B 640 480 2B 640 480显卡存储器VRAM的作用存储显示屏上所有像素点的颜色信息显示器的分辨率,颜色数,VRAM的大小,这三者的关系VRAM(B)=(LOG2 颜色数)/8分辨率设分辨率固定,RAM越大,则颜色数越多,若RAM固定,分辨率高,颜色数越低举例:
21、设某显示卡的RAM容量为1MB,显示器分辨率为640480,问其共可表示多少种不同的颜色?1MB(640*480)=3B,共计 28*3=16M 种颜色,计算机教研室,打印机,击打式针式打印机分为9针、16针、24针,特点:噪声大、质量差、便宜,有平推式进纸技术,用于票据打印,接口:并口非击打式激光打印机:高质量、高速度、低噪音,有黑白和彩色之分,接口:并口、USB、SCSI喷墨打印机:彩色图形,经济、低噪音、质量好,计算机教研室,Part3:软件系统计算机软件,概念:软件既包含程序、也包含与程序相关的数据和文档。分类:从用途分:系统软件:与具体应用领域无关,如:操作系统,语言处理系统、DBM
22、S支撑软件:用于支持软件开发与维护的软件应用软件:特定应用领域专用的,用于解决处理某具体问题的软件。从软件知识产权分:商品软件(付费、软件许可证)共享软件(shareware)具有版权,可免费试用一段时间,允许拷贝和散发(但不可修改),过了试用期若还想继续使用,就得交一笔注册费,成为注册用户。自由软件(freeware)(开放源代码软件)用户可共享,并允许随意拷贝、修改其源代码,允许销售和自由传播。但是,对软件源代码的任何修改都必须向所有用户公开,还必须允许此后的用户享有进一步拷贝和修改的自由。,计算机教研室,特殊的软件计算机病毒,定义:蓄意编制的一种具有寄生性的计算机程序,它能在计算机系统中
23、生存,通过自我复制来传播,在一定条件下被激活,从而给计算机系统造成一定损害甚至严重破坏。特点:破坏性、隐蔽性、传染性和传播性、潜伏性危害:破坏文件内容、删除重要程序、修改或破坏数据、占用内存、破坏主板及其他硬件防范:经常性、及时地做好系统及关键数据的备份工作,计算机教研室,Part3:软件系统软件工程,概念的提出:用工程化的方式开发软件,解决软件危机软件生命周期(定义期,开发期,维护期)结构化生命周期法:系统规划与分析需求分析 系统设计概要设计(总体设计或结构设计):解决模块问题详细设计:解决模块中的具体算法问题系统实施与运行维护编码与调试软件测试(模块测试、集成测试和验收测试)软件维护(纠正
24、性维护、适应性维护、完善性维护),计算机教研室,Part3:软件系统系统软件之操作系统,操作系统有两个重要作用管理系统中的各种硬件和软件资源为用户提供各种服务界面操作系统的功能任务管理:(多任务处理(前台、后台):进程管理、分时、并行处理)存储管理:(虚拟存储器)文件管理设备管理:指I/O设备作业管理操作系统的类型:批处理系统分时系统:采用时间片轮转方式实时系统:用于实时控制系统和实时信息处理系统个人计算机操作系统:单用户多任务高性能计算机操作系统:加强安全性、记帐审记和通信网络操作系统:包含服务器和客户机,提供网络协议分布式操作系统:嵌入式操作系统,计算机教研室,常用操作系统,Windows
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