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? 第一章 ? 計算機硬件

第一章 計算機硬件第一節 數字技術 一、單位（1B=8b）B(全稱為：Byte，基本單位，中文稱為：字節）b（全稱為：bit，最小單位，中文稱為：比特）*比特有兩種狀態：0或者1，無大小。 二、表示CPU：用觸發器高平電流表示1用觸發器低平電流表示0內存(RAM):用電容的充電表示1用電容的放電表示0*斷電信息不保存磁盤：用加磁表示1放磁或無磁表示0光盤：用凹凸邊緣表示1用凹凸表示0*斷電信息保存 三、計量單位1.內存PB-TB-GB--MB-KB-B 進制為1024（例如：1MB=1024*1024B）1024=2的10次方2.外存：PB-TB-GB--MB-KB-B進制為1024（在計算中可以看成1000來計算）（ 例如：327677B=327.677KB）3.頻率（物理單位）GHz-MHz-KHz-Hz進制為10004.數據傳輸速率（b/s，也可以寫成bps）Gbps-Mbps-Kbps-bps進制為1000 四、進制轉換1.后綴數碼：幾進制數碼就是幾個（例如：十進制就有10個數碼0-9）基數：幾進制基數就是幾位權：數位的權值進制： 十進制后綴為D或省略二進制后綴為B八進制后綴為Q十六進制后綴為H（數碼為0-9；A，B，C，D，E，F） D.十六進制與二進制：一位對四位例如：0 001 1100 1000.1000B= 1C8 . 8 H3DF.4H = 0 011 1 101 1 111 .0100 B 例如：設在某進制下8+5=14，則在該進制下，15-6的結果是 A. 6 B. 7 C .8 D. 9 例如：在某進制下，3*8=22,在該進制下的 4*8=（ ）。在某進制下，4*8=22,十進制的48用該進制表示為（ ）。 五、算術運算與邏輯運算1.算術運算(考慮進位與借位)加 ：+減：-乘：*除： / 例如：11000 B -10001 B= 00111 B 溢出：同號相加有可能溢出異號相減有可能溢出同號相減不溢出異號相加不溢出2.邏輯運算(不考慮進位與借位，不存在溢出)邏輯加（或，V，or）邏輯乘（與，^, and）取反（非，橫杠，not）***邏輯運算也遵循 四則運算法則。例如 10101 V 10111 ^ not(10101) 結果 10111***計算機中所有計算都是通過 門電路 實現。補充：異或：相異 為真同或：相同 為真 六、原碼與補碼1. 數值表示范圍a。無符號 8位表示：0 ---- 2^8 -1 (255)16位表示：0-----2^16 -1( 65535)n位表示：0----2^n -1例如：表示0～512范圍內的無符號整數，需要的二進制位數至少是 DA. 7 B. 8 C. 9 D. 10b。帶符號8位：-(2^7 -1) ------+（ 2^7 -1）16位： -(2^15 -1) ------ +(2^15 -1)n位： -(2^（n-1） -1) ------ +(2^（n-1）-1)C。補碼范圍：8位：- 2^7 ---- +（ 2^7 -1）16位： -2^15 ------ +(2^15 -1) -32768 ----+32767n位： -2^（n-1） ------ +(2^（n-1）-1)2.原碼用0表示 + ；用1表示-。用二進位表示數值，不足位補零。例如 ：用8位原碼表示-64，則表示形式為（ 1 1000000）3.補碼：正整數的補碼就是它的原碼負整數的補碼是 取反加1. （這樣可以把加法和減法統一起來，計算機中只有加法器）例如：+43的8位補碼 為（ 0 0101011）-56的8位補碼為（ 1 1001000 ）例如：-64的8位補碼形式為（ 1 1000000 ）+56的8位補碼為（ 00 111000 ）例如：在計算機中有一個數為 1 1010101，則該數表示十進制（ -43 ）。例如：所有補碼都用8位表示，[35]補+[-54]補=[ ]補****任何數的原碼或補碼只是形式變化，數值不變。補碼10101100 +原碼 10101100，結果用補碼表示（ ）尾數與階碼？？？第二節 集成電路 一、電子電路1904年----1·948年---1950‘S--------1970’S電子管 晶體管 中小規模集成 大規模集成***半導體材料：主材料是硅輔材：砷化鎵 二、集成電路微電子技術的核心是集成電路集成電路定義：把電容、電阻、晶體管，焊接在半導體材料上的電路。特點：好分類：按用途分：通用集成電路：CPU，內存條，顯卡專用集成電路：航空電子導航芯片按功能分：數字集成電路：手機，電腦等模擬集成電路：麥克風，收音機按集成度小規模（SSI）中規模（MSI）大規模（LSI）超大（VLSI）極大（ULSI）***集成電路的速度主要取決于晶體管的尺寸，通常 尺寸越小，速度越快。三、集成電路的提高規律（Moore定律）（目前符合）集成度平均每 18-24 個月，集成度翻一番。 四、集成電路的提高規律的問題線寬進一步縮小，晶體管逼近物理極限，無法正常工作。解決途徑：量子計算機光子計算機生物酶計算機 五、集成電路（IC）應用1.作用電子錢包；電子證件。2.分類按芯片分：CPU卡：卡中既有硬件，也有操作系統。手機SIM卡，身份證。存儲器卡：卡中只有存儲器。公交卡，飯卡等按用途分：接觸式：必須插入讀卡器，才能讀取信息。非接觸式IC卡(稱為射頻卡、感應卡)：雙界面卡：既可以接觸也可以非接觸***ETC（不停車收費）：非接觸式第三節 計算機組成原理 一、計算機的發展歷史CPU 內存 程序設計語言 應用第一代 電子管 磁鼓 機器語言或匯編語言 軍事或科研、工程***1946年 世界第一臺計算機 ENIAC 美國 賓夕法尼亞第二代 晶體管 磁芯 高級語言 數據處理第三代 中小規模 操作系統、數據庫管理系統 工業控制第四代 大/超大 分布式處理和網絡軟件 各行各業 二、現代計算機結構與原理（提出者 馮。諾伊曼）（第一臺現代計算機 1949年 EDSIAC 內部程序控制）1.計算機結構：輸入設備+ 處理設備+輸出設備2.計算機工作原理存儲程序控制原理3.結構a. 輸入設備：不論原始信息的形態如何，進入計算機都以 二進制 表示。b. 處理設備：處理器：能夠執行 算術運算與邏輯運算，以及 數據傳送 的部件微處理器（）：把處理器微型化或小型化。中央處理器：能夠執行 系統軟件與應用軟件 的處理器。CPU與CPU芯片的區別與聯系？ CPU是邏輯概念，CPU芯片是物理概念一個cpu芯片中可能包含多個 邏輯功能 一致的CPU。為了區分，現實意義中CPU是指CPU芯片，邏輯功能上的CPU稱為 內核。多核：至少兩核，可以執行 并行處理 。7*64 +4*8+2*2的結果使用二進制表示（ 111100100 ） 存儲器：外存：慢，便宜，與CPU是間接關系，記錄是以 數據塊 。內存：快，貴，與CPU是直接關系，記錄是 字節。c。輸出設備：把 計算機中 二進位 變成 人可以感知 的形式。d。總線（bus）：把所有設備鏈接起來的一組 共享 線路。CPU總線（前端總線）：連接CPU與內存之間連線。I/O總線：連接內存與I/O設備的總線。 三、計算機分類1.邏輯結構字長：4位；8位；16位；32位；64位；多核：2.性能與價格v巨型機：軍事與科研。（目前世界運算第一位為美國 前沿）大型機：跨國型、企業小型機：一般企事業單位個人機（PC）：臺式；筆記本；平板嵌入式計算機：電子設備3. 服務對象分服務器（Server）：服務與其他計算機。個人計算機：服務于人嵌入式計算機：服務于其他設備四、存儲程序控制原理（存儲程序和程序控制）1.指令程序：指令序列指令：操作碼 操作數（操作數地址）2.指令系統：機器語言，某品牌CPU所能執行的 全部 指令。指令系統特點：同一品牌指令系統 向下兼容不同品牌的指令系統 一般 不兼容。（例如因特爾與AMD公司指令系統兼容）PC機與手機指令系統不兼容？（intel）（arm）3.CPU組成控制器：指令計數器：顯示當前正在執行的指令指令寄存器：臨時存放取過來的指令指令譯碼器：把指令翻譯成 操作碼 與操作數。運算器：負責算術運算與邏輯運算寄存器組：臨時存放數據和運算器的中間結果 。4.指令執行周期取指令----存指令---譯指令----執行指令（運算與取數）---修改指令計數器五、CPU的性能指標1.定量性能：M I PS：每秒百萬條 定點數 的指令。M FLO PS：每秒百萬條 浮點數 的指令。2.定性衡量：字長：一次性運算二進位的位數。指令系統：類型、數目和功能等都會影響程序的執行速度主頻（GHz）：一般來說，主頻越高，速度越快。（CPU內部） 但不是整數倍關系（主頻提高一倍，速度提高70%-80%）高速緩存（Cache）：平衡 CPU與內存之間速度差異。為了充分發揮CPU高速性能。微架構（微設計）：CPU包含的定點運算器和浮點運算器的數目、采用的流水線結構和級數、指令分支預測的機制、執行部件的數目等內核數目：一般來說，內核越多，速度越快，但也不是正比關系。第四節 主板與內存 一、主板（母板）（4個4）1.插槽CPU插槽：插CPU芯片內存條插槽（DIMM）：插內存條芯片顯卡插槽：AGP插槽（早期）PCI-E*16插槽（現在）外圍控制卡插槽：插外圍設備控制器，例如聲卡，視頻卡等2. 芯片組：芯片組與CPU、內存條速度功能要匹配。（門當戶對）南橋芯片：I/O控制中心，控制除 北橋控制剩下的所有。北橋芯片：存儲控制中心，控制 顯卡，內存，CPU。BIOS芯片：BIOS簡稱基本 輸入 /輸出 系統，該系統存放于ROM中。（機器語言編寫） CMOS芯片：RAM，使用 紐扣 電池供電。3.BIOS芯片包含四個程序加電自檢（POST）系統自舉（boot） CMOS設置常用 設備的驅動程序 4.CMOS包含四個參數：日期、時間，口令，配置參數。 二、內存1.內存種類半導體存儲器：RAM（隨機存取存儲器）： （易失性）SRAM（靜態****）：用作高速緩存（Cache）。DRAM（動態****）：用在內存條存儲器。ROM（只讀存儲器）：（非易失）MASK ROM：掩膜只讀，數據不可以修改PROM：程序只讀 EEP ROM：可以編輯存儲器。Flash ROM：在高電壓下，可以修改。（閃爍）2.內存地址公式1： 最大訪問內存空間=2^地址線根數（位數） B例如：某CPU訪問內存的地址線根數為32根，則最多訪問內存（ 4 ）GB。公式2：最大訪問內存空間=2^最大末地址位數 B（如果是16進制要轉成2進制）（通用） 公式3：訪問內存空間=地址碼按權展開 +1 B3.內存特點：以 字節 為單位， 連續編址。存（取）時間：從CPU發出地址碼 開始，到內存中取到或存入數，并送回到CPU所需時間。4.DDR與DDR2（DDR3，DDR4等）5.高速緩存（Cache）：集成度低高速緩存 ：SRAM焊接而成，封裝在CPU芯片內部。高速緩存特點：高速緩存數據是主存 部分 數據的 映像，數據地址就是主存數據所對應地址（高速緩存不編址）命中率：Cache容量越大，命中率越高。容量越大，查找效率越低。三、塔式結構四、I/O控制與I/O接口1.特點所有 設備都可以同時工作所有設備都有控制器，CPU只負責發命令，控制器控制設備全過程。（和接收結果）2.總線（BUS）： 、 總線信號種類：地址信號（地址線）數據信號（數據線）控制信號（控制線）I/O的三代：第一代：總線帶寬（ MB /S ）=(數據線寬度/8 )*工作頻率（MHz）*傳輸次數 3.I/O接口第五節 常用輸入設備 一、鍵盤1.種類電容鍵盤：現在使用（容易）機械鍵盤：游戲使用2.按鍵shift：上檔鍵 控制鍵 Ctrl等F1---F12：功能按鍵，不同電腦按鍵功能不同。3.接口PS/2:早期接口USB：現在接口無線接口：藍牙鍵盤二、鼠標1.作用接收命令，控制指針，執行程序命令。左右鍵功能可以互換。（控制面板設置）左右鍵功能不同軟件，功能不同2.種類機電鼠標：曾經流行光電鼠標：微型鏡頭（記錄圖案）發光二極管 3.接口PS/2:早期接口USB：現在接口無線接口：必須在主機上插 接收器。 三、手寫板手寫 板 兼有 鼠標與鍵盤的功能。文字識別軟件（OCR）：圖片中文字識別成數字文字。 四、掃描儀1.種類平板式：最常見滾筒式和膠片式:最專業，清晰度最高手持式：最輕便2.工作原理CCD（電荷耦合器件）：把光 轉換成 電流A/D轉換器：把電流信號轉換成 數字信號。3.性能指標分辨率：單位 dpi（每英寸像素數目）點距：點距越小，分辨率越高色彩位數：反應像素色彩辨析能力位數越高，能力越強，真彩色最低要24b掃描幅面 五、數碼相機1.原理鏡頭、快門與傳統相機幾乎一致。2.核心設備CCD和A/D(模數轉換器) ：見掃描儀DSP:數字信號處理器（修整圖片，壓縮數據）CMOS：成像芯片（用于低端相機）CCD：成像芯片（用于高端相機）***數碼相機標注像素一般比真正能夠拍攝的像素要大一點。存儲卡：Flash ROM 1.6 常用的輸入設備一、計算機顯示器組成1.顯示屏CRT（陰極射線管）LCD（液晶顯示器）2.顯示控制器集成顯卡：功能弱獨立顯卡：功能強。***LCD種類反射型；透射型（背光光源：LED；熒光燈）；半穿透反射型 二、性能指標1.顯示尺寸（單位：吋，對角線長度）2.寬高比：普通：4:3寬屏：16:10 16:93.顯示分辨率推薦分辨率；分辨率在顯卡控制下可以自行設定。* 4.刷新速率畫面每秒更新的次數 60幀/秒速率越高，畫面越穩定5.背光光源：熒光燈管LED燈6.環保與輻射世界沒有無輻射的屏。 三、顯卡1.顯卡類型集成顯卡：繪圖處理器是由CPU代替顯示控制器是由南橋芯片代替顯示存儲器是由內存代替獨立顯卡2.顯卡的組成顯示存儲器：存儲屏幕的像素與顏色繪圖處理器（GPU）：處理圖形顯示控制器：控制視頻信號的顯示。3.視頻信號VGA（模擬視頻信號）：15孔DVI（數字視頻）：24孔HDMI（全高清多媒體接口）：19線***視頻信號口都是 并行接口。四、打印機1.種類針式; 激光；噴墨2.針式：唯一擊打式，支持 多層套打，耗材是色帶。打印方式：每次擊打是列，打印方向是行。3.激光打印機原理：激光技術 與 復印技術 相結合的產物耗材：碳粉（硒鼓）特點：打印黑白便宜；打印彩色昂貴4.噴墨打印機清晰度沒有激光高耗材：墨水（墨盒）特點：打印黑白貴；打印彩色便宜。5.性能指標：分辨率：dpi，目前一般為400---1000以上*打印速度：3-4頁/分鐘 ， PPM色彩位數：見掃描儀打印幅面：打印機允許的最大尺寸。 1.7 外存 一、機械硬盤1.概念磁道：磁盤表面被分割成的一組同心圓，從 外向里 編號（從0開始）（一般盤面有1000多個）扇區：每個磁道又被分割成若干個扇區（每個扇區大小為512B）順時針編碼（從1開始編碼）磁頭：負責讀寫數據 。移動臂：帶動磁頭沿 徑向 方向移動。主軸：帶動盤片作 高速旋轉。例如（4200 rpm；5400rpm； 7200rpm；10000rpm）2.定位參數磁頭號（從0開始）；磁道號（ 柱面號 ）；扇區號3.存取時間：尋道時間：磁頭找到對應的磁道所需要的時間，一般為5ms.平均旋轉等待時間：磁頭等到所需扇區的平均時間,它是硬盤轉一圈時間的1/2.例如：某硬盤的 轉速7200rpm，則該硬盤的平均旋轉等待時間約（ 4 ）ms .數據傳輸時間：約為0.01ms（幾乎忽略不計）4.容量計算硬盤容量=磁頭數*磁道數*扇區數*512B5.性能指標緩存：DRAM，焊接在硬盤中速率：外部速率：取決于接口（SATA（串行，現在使用）ATA（并行，早期使用））內部速率：尋道+旋等+數傳****外部速率 》》 內部速率 二、Flash ROM和SSD 1.U盤，SD卡，固態硬盤芯片類型 都是 Nand Flash ROM（使用壽命短，但抹寫次數多）2. BIOS ROM芯片類型為 N or Flash ROM （使用壽命長，但抹寫次數少）三、光盤1.種類CD 紅外光 650MBDVD 紅光 4.7GB（單面單層）BD 藍光 25GB （單面單層）***單面雙層 要雙焦距讀寫。2.光驅種類CD光驅：只能讀CD盤DVD光驅：能讀CD盤和DVD盤BD光盤：能讀CD盤和DVD盤、BD盤刻錄機：寫光盤3.光盤讀寫性質只讀：跟ROM或不跟寫一次：跟字母R寫多次：跟多個字母

?第二章 ?計算機軟件

第二章 計算機軟件 一、支撐關系二、軟件與程序的區別與聯系軟件：設計比較成熟、功能比較完善、具有某種使用價值、且有一定規模的程序。軟件=程序（主體）+數據（運行所需的一系列參數）+文檔（使用說明，設計報告，維護手冊）軟件的特性：9個 三、軟件分類1.按版權分（購買許可證（例如50 Users），獲得使用權）版權：拷貝，修改，署名，發布，出售分類：商品軟件：必須付費才能獲得使用權共享軟件：買前可以免費試用 。自由軟件：源代碼開放的軟件，可以銷售，但必須向所有用戶公開代碼。例如：Linux 。 免費軟件：無需付費就可以獲得使用權。 絕大部分自由軟件是免費軟件，但不能說自由就是免費。2.按用途分a。系統軟件：基本輸入/輸出系統（BIOS）操作系統（OS）數據庫管理系統（DBMS）程序設計語言及其處理系統常用實用程序b。應用軟件（就看有沒有行業名稱）通用應用軟件：Word，Excel，CAD，PS等定制應用軟件：醫療掛號系統，酒店客房管理系統電力計費系統等第二節 操作系統 一、裸機沒有安裝任何軟件的計算機，稱為裸機，裸機能運行，但無法使用。 二、操作系統作用管理分配軟硬件資源提供友善的圖形用戶界面（GUI）為開發/運行提供高效率的平臺。 三、操作系統的三大家族1、Windows主要做客戶機操作系統XP（01）---Vista（06）--Win7（09）---Win 8（12）--Win10（15）win11(測試版)也做服務器（Server）:中低檔的服務器操作系統Win 20XX Server、Win NT server還做手機 操作系統Windows Phone2.Unix主要做服務器操作系統也做客戶機操作系統還做手機操作系統 例如 IOS甚至做 嵌入式操作系統（Unix經過裁剪使用） 3.Linux：原創者芬蘭，開源主要做服務器操作系統也做客戶機操作系統還做手機操作系統，例如 安卓平臺 四、操作系統的啟動過程1.加電自檢（POST）2.系統自舉（boot） （訪問CMOS芯片）3.引導程序（讀，裝，執行） 4.操作系統（讀，裝，執行） 五、操作系統 五大管理多任務：多個任務“同時”運行。（某一時刻只有一個任務運行（單核））任務：計算機要做一件事。查看任務：使用任務管理器，Ctrl+Alt+DEL程序是指令序列（靜態），任務是用程序去做某件事（動態）執行某個任務，稱為進程。資源分配單位一個進程可以分成多個線程。調度單位任務對應關系：任務和程序：一個任務對應一個程序，一個程序可以對應多個任務。任務和窗口：任務與窗口 一 一對應任務和任務窗口：任務與窗口 一 一對應1.CPU管理（多任務管理）方法：時間片輪轉（時間片 為10-20ms）策略：分時策略規則：公平性；優先性；負載均衡2.存儲管理虛擬存儲器=實際內存（內存條空間，物理內存）+虛擬內存（硬盤的一部分）（大小可設，以系統文件Pagefile.sys保存）***實際內存與虛擬內存數據調度是按 頁面（4KB） 調度。實際內存與虛擬內存的調度原則：最近最少使用 原則先進先出 原則等 3.文件管理文件是輔存的存儲單位，占不到一個數據塊，依然占用數據塊。文件名： 主文件名[.擴展名] 擴展名只是為了關聯程序不能用文件名 手勢 和 ？*："Windows 中不區分大小寫，文件系統與Unix、Linux不兼容。文件名不超過255個中文或英文。文件屬性：系統；只讀；隱藏；存檔；壓縮；加密；索引文件路徑：相對路徑：相對于當前文件夾后面的路徑。aa\22.txt 絕對路徑：從根目錄開始的路徑。D：\aa\22.txt 文件組織：采用 樹狀 結構：邏輯盤就是根目錄或者根文件夾。4.設備管理六、操作系統分類1.PC機一般采用 多任務操作系統 Win 7 單用戶 多任務2.網絡服務器一般安裝 服務器操作系統 （Server）3.軍事、證券等使用 實時操作系統4.嵌入式計算機使用 嵌入式操作系統第三節 算法一、算法（方法）:計算機中處處是算法，算法是計算機的靈魂。尼.沃斯： 程序=算法+數據結構定義：解決問題的方法與步驟。二、算法的表示文字敘述：容易歧義流程圖（DFD）：大型程序流程圖非常復雜偽代碼：含義不真實的代碼。（不能運行）程序設計語言：算法的最終體現，能夠運行。 三、算法的分析正確性：首要條件時間復雜性：時間效率空間復雜性：空間效率（程序空間；運行內存空間；數據空間）可讀性；簡單性；健壯性：輸入不合理的數據，也有很好的處理。 四、算法的特性確定性：每一步確定，無二義 能行性：在計算機能力范圍內有窮性：算法運行有限步驟必須結束。（但是根據算法寫出的程序可能無窮）輸出性：至少一個輸出 （輸入可以沒有）第四節 程序設計語言 一、程序設計語言的種類機器語言：直接使用 二進制 編程。（機器語言）匯編語言：使用 助記符號 編程（數直接使用十進制）高級語言：使用 接近人的自然語言（主要是英語） 編程 二、程序設計語言特點機器語言：優點：執行效率高缺點：移植效率低（編寫效率低；維護效率低）匯編語言：優點：程序相對容易理解數直接使用十進制缺點：難以開發大型程序不同品牌依然不兼容高級語言優點：移植效率高編寫效率高，維護，測試效率高缺點：執行效率低 三、程序設計語言的成分1.數據成分：對 數據類型 的 描述。2.運算成分：算術運算；比較運算（>;<;==;!=）；邏輯運算 3.控制成分順序結構條件選擇結構（if 。。。。else）循環結構（重復結構）：while ； for；4.傳輸成分輸入/輸出（printf；scanf）；賦值 四、程序設計語言的發展歷史90年代前（面向過程）：ForTran（世界第一個高級語言；數值計算）；Basic（蓋茨）；C語言。90年代后（面向對象）：C++（當前面向對象的主流語言）Java（面向網絡環境）Python(人工智能；開源)C#（既有C的嚴謹，又有Basic的靈活 、VB 五、翻譯程序源程序---翻譯程序---目標程序 1. 匯編語言的源程序 -----匯編程序---機器語言目標程序（匯編器）2.高級語言的源程序-----編譯程序---機器語言的目標程序（.obj）（可供多次執行）（筆譯）高級語言的源程序----解釋程序----邊打開，邊執行（不產生目標程序）（口譯）***編譯過程： 編輯（.C;.CPP）---編譯（.obj）---鏈接（程序庫）---可執行程序（.EXE）第五節 數據結構 一、數據結構研究數據及數據之間的聯系。 二、研究內容1. 邏輯結構：研究數據之間的相互聯系種類：集合結構：數據之間沒有關系線性結構：數據之間 一般是 一 對一 關系 線性樹形結構：數據之間是 一對多 關系 層次圖結構：數據之間是 多對多 關系 網狀2.存儲結構：數據的邏輯結構在存儲介質上的體現。（邏輯結構的存儲方式）種類：順序存儲：要占有連續存儲空間鏈式存儲：不需要占用連續存儲空間 （數據域；指針域）***鏈式存儲插入與刪除方便（所有數據無需改動位置，只需改變指針域）順序存儲插入與刪除不方便***鏈式占用空間多。3.定義在數據上的一系列運算。 三、線性表1.定義具有 相同屬性 的 有限序列。2.特點：除頭元素和尾元素，其他元素有唯一前驅，唯一后繼順序存儲地址計算：末地址=首地址+元素個數*每個元素長度 -1鏈式存儲：(單向鏈表)第一指針是沒有數據域最后指針為空（^）3.棧定義：運算受限的線性表。（類似于 彈夾）（只能在頂端進行插入與刪除）遵循的原則：先進后出4.隊列定義：運算受限的線性表。（排隊買票）（在隊尾（rear）插入，在隊首（front）刪除）遵循的原則：先進先出 四、樹簡稱，樹結構，是一種重要的非線性結構1·.樹滿足條件樹有且僅有一個結點沒有前驅，稱為樹的根（root）除根結點，其余結點有且僅有一個前驅樹的每個結點可以有多個后繼(或者0個后繼)2.一系列概念結點的度和樹的度結點的度：該結點后繼結點數目樹的度：所有結點中，度的最大值分支結點與葉子結點分支結點：度大于0葉子結點：度為0孩子結點、雙親結點和兄弟結點結點的層次與樹的深度根結點作為第一層樹的深度是該樹的最大層次有序樹（從左到右排列）與無序樹森林：多棵不相交的樹。3.樹的性質樹的結點的總數等于 所有結點的度之和 +1度為K的樹，第i層上的結點樹的最大值為K^(i-1) 深度為h的K叉樹的結點總數為(K^h-1)/(K-1)具有n個結點的k叉樹的最小深度 (性質3的逆過程) 4.二叉樹度為2的有序樹滿二叉樹：每一層都滿完全二叉樹：中間不斷5.遍歷：所有樹都需要查找一邊。前序遍歷（先根）：根-左-右中序遍歷（中根）：左-根-右后序遍歷（后根）：左-右-根層次遍歷 五、圖圖是種復雜的非線性數據結構1.種類有向圖：各頂點可能有入度和出度無向圖：各頂點沒有入度與出度2.圖的度有向圖：入度+出度無向圖：結點邊的總數第六節 軟件工程

?第三章 計算機網絡

第三章 計算機網絡 一、計算機網絡組成終端設備：計算機，平板，手機等通信鏈路：通信介質：有線；無線通信設備：網卡，交換機，路由器通信協議：共同遵守的一組 規則與約定（通信協議三要素：語法，語義，時延）網絡軟件：網絡應用軟件網絡操作系統：主流是Unix或Linux，中低檔用Windows 20XX Server或Windows NT server***網絡服務器除了有NOS，還要網絡管理員（超級用戶）二、組網的目的1.主要目的資源共享數據通信2.次要目的分布式處理可靠性、可用性 三、網絡分類1.按介質分有線網；無線網2.按使用性質分公用網；專用網；虛擬專網（VPN）（翻墻）3.按地域范圍分局域網（LAN）：一個單位所擁有，地理范圍有限（<5Km）(PAN也屬于局域網)城域網（MAN）：一個城市或相鄰城市構建的地理范圍(5-50KM)廣域網（WAN）：世界范圍內的網絡，地理范圍可以無限。 四、性能指標1.數據傳輸速率：實際速率（變化）Gbps-Mbps-Kbps-bps2.帶寬：最高速率（固定）帶寬 》》 數據傳輸速率3.端-端延遲（時延）：從信源到信宿所花費時間。4.誤碼率:出錯數據占總數據的比例例如：某次傳輸1MB，出錯了50bit，問該次傳輸的誤碼率約為（ 6.25*10^-6 ）5.吞吐量：單位時間通過某個網絡的數據量。 五、網絡工作模式1.對等模式（Peer to peer，P2P）網絡中，計算機既可以是服務器，也可以是客戶機。（既可以獲取服務，也可以提供服務）例如：網上鄰居（工作組，家庭組）；BT 下載；電驢；2.客戶/服務器（C/S）:網絡中計算機身份固定，客戶機只獲取服務服務器只提供服務。例如：12306網站；專轉本報名網站 六、局域網基本原理1.定義：見上面,自營自建2.特點：好（速率高；誤碼低；延遲短）3.拓撲結構總線型；星型；環型；樹形；混合型4.網卡（網絡接口卡）MAC（物理地址）：6個B（前3B是IEEE分配，后3個 B是產品編號）全球唯一。種類：有線網卡；無線網卡5.MAC幀發送計算機地址 接受計算機地址 有效載荷 校驗信息6.4種常見局域網共享式以太網（以太網卡）拓撲結構：總線型通信方式：廣播式（一次只允許一對節點通信）沖突解決機制：載波偵聽多路訪問（CSMA/cd）設備：集線器（hub）帶寬：平均分配帶寬交換式以太網（以太網卡）拓撲結構：星型通信方式：點到點（一次允許多對節點通信）沖突解決機制：載波偵聽多路訪問（CSMA/cd）設備：交換機帶寬：獨享帶寬FDDI（光纖分布式接口網）拓撲結構：雙環（主環和副環，保證安全性）介質：光纖用途：局域網的干線數據格式：FDDI幀網卡：專用的FDDI網卡 （要與以太網通信必須使用 路由器）無線局域網介質：無線電波網卡：無線網卡特點：無線網絡只是有線網絡的補充，還不能脫離有線無線網絡的速率一般只有有線的1/10.產品貴WIFI ：采用802.11協議藍牙：采用802.15協議有線局域網：802.3有線光纖：802.8 7.網卡功能計算機與網絡溝通的橋梁切數據成幀把計算機生成的信號轉換成適合網絡傳輸的信號 七、廣域網1.定義見上面2.特點遠距離；大規模；異構性（以太網；FDDI網；ATM網）3.分類按用途分專用廣域（政府網；軍事網；教育網）公用廣域（電信網；有線電視網）按技術分X.25(低速)幀中繼（中速）SMDS（中高速）ATM（中高速，發展前景最好，數據格式 信元 ）4.分組（包）交換機工作原理：存儲轉發+路由選擇分組格式：發送計算機地址 接受計算機地址 編號 有效載荷 校驗信息5.路由器（至少兩個IP地址，每個IP地址必須與所在網絡的網絡號一致）定義：鏈接異構網絡的分組 交換機。工作層次：工作網絡層及其以下層作用：轉發IP數據報把IP數據報轉換成適合該局域網傳輸的格式 連接異構網絡 路由表是動態更新的（由其他路由器廣播更新）第二節 互聯網的應用一、網絡協議起源于1969年的Arpanet 。國際標準（OSI ,7層） 美國國防部（TCP/IP,4層，共100多個協議）應用層表示層 應用層 （Http；ftp；smtp；telnet）會話層傳輸層 傳輸層（TCP（面向連接，可靠）、UDP（面向無連接，迅速））網絡層 網絡層（IP；ARP；ARAP）數據鏈路層 網絡接口層物理層問答題：除tcp/ip,局域網還有哪些協議？二、IP地址1.特點：唯一性：連入互聯網的計算機都必須有一個唯一的Ip地址簡明性：IPv4 為32b，（Ipv6為128位）2.類型A類：以0開頭，網絡號占1B（8b），世界上有126個A類網絡可申請，每個A類網絡可容納2^24-2 臺主機。B類：以10開頭，網絡號占2B（16b），世界上有2的14次方個B類網絡可申請，每個B類網絡可容納2^16-2 臺主機C類：以110開頭，網絡號占3B（24b），世界上有2的21次方C類網絡可申請，每個C類網絡可容納2^8-2 臺主機D類：以1110開頭，組播地址E類：以1111開頭，備用地址。***主機號全為0的，稱為 網絡地址，表示 整個網絡主機號全為1的，稱為 廣播地址，表示 所有主機 3.點分十進位（每個十進位最大值255）把IP地址分成四個十進位 （每組按權展開）分類：（只看首字節）A類1-126B類：128-191C類：192-223不能用作主機IP地址：（不能是錯的IP地址）A類：A.0.0.0 例如:100.0.0.0 網絡地址A.255.255.255B類:B.X.0.0 例如: 129.20.0.0B.X.255.255C 類:C.X.X.0 例如:192.0.255.0192.0.0. 0C.X.X.2554.子網把標準IP中的主機號,進行劃分網絡號和主機號.5.子網掩碼網絡號位置 置1, 主機號位置 置0.作用:某IP地址與子網掩碼 進行 邏輯乘,就可以得到 該IP地址的網絡地址.默認子網掩碼:255.0.0.0 A類255.255.0.0 B類255.255.255.0 C類6.DHCP(動態代理)首要條件:自動獲取IP路由器時刻監聽網絡中是否有上網請求,如有,臨時分配一個IP地址.7.企業內部地址10.0.0.0--10.255.255.255172.16.0.0-172.31.255.255192.168.0.0--192.168.255.255三 IP 數據報1.定義:異構網絡使用的 統一的數據包格式.2. 格式頭部:版本號;發送計算機IP地址接收計算機IP地址校驗信息數據區:最少1B,最多64KBATM信元大小? 固定大小 53B。例如： 某主機IP地址為172.16.163.40，子網掩碼為255.255.0.0，該主機處于同一網段的IP為（ ）A。172.16.1.1B。190.168.10.1C。190.168.1.1D。172.1.1.1 四、互聯網的接入1.單位用戶：每個主機都可以擁有一個固定IP地址（單位租用一批IP地址）2.個人用戶向ISP申請，ISP在你需要網絡時，臨時分配IP地址（方式DHCP）五、域名（DN）1.定義：網絡中作為IP地址的文字表示2.域名格式：www .NJU .edu .cn (主機名) （網絡名） （機構） （國家/地區）***從左到右，等級依次升高3.特點一個IP可以綁定多個域名，一個域名只能從屬一個IP。一個計算機從一個物理網絡移到另一個網絡，IP地址必須更換?？梢员Ａ粼瓉淼挠蛎?.域名限制條件5.DNS（域名服務器）DNS（域名解析系統） ：把用戶輸入域名，翻譯成IP地址的軟件。DNS（域名服務器）：運行域名解析系統的服務器，分布式數據庫系統6.域名空間樹狀 結構美國頂級域名是 機構，其他國家/地區 頂級域名是國家/地區名。六、互聯網接入1.電話撥號接入傳輸速率低（最高56kb/S）每次都要撥號上網時不能通話費用不便宜2.ADSL （不對成數字用戶線）下載遠遠大于上傳 特點：上網與通話互不影響無需繳付額外的電話費傳輸速率根據線路情況調整3.有線電視網接入（cable Modem）介質：光纖（干線）+同軸電纜（接入線） 混合線路（ HFC ）特點：永久鏈接無需撥號不掉線速率受 并發 用戶影響極大4.光纖接入光纖到小區光纖到大樓光纖到家庭****三網合一：電話網，因特網，有線電視網。第三節 因特網提供的服務一、E-Mail 1.郵箱格式：（可以使用中文）郵箱名@ 服務器名稱2.協議：正文：MIME （正文可以采用不同的字符集）發送：SMTP接受：POP3/IMAP 4 二、FTP（文件傳輸協議）1.定義：把一臺計算機的文件或文件夾（可以多個）移動或拷貝、上傳到另一個計算機。2.地址格式：ftp：//[用戶：密碼] IP或域名 （公共賬號：anonymous，密碼：郵箱地址）3.作用：一次性下載（上傳）多個文件或文件夾（使用瀏覽器只能一個個下載） 三、WWW服務1.技術要素a。 HTTP（超文傳輸協議）HTTPS（安全的超文傳輸協議）b。HTML（超文文本標記語言）C。URL（統一資源定位器）：標記每個資源所在位置2.網站與網頁網站：所有相關網頁組合在一起，構成的站點。網頁：大多數是Html語言編寫（也可以是DOC；PPT；ASP；JSP）（Html文檔：包括Head 和 body）超鏈：其他網頁位置用 URL 指出本網頁中的某個位置用 書簽 指出URL格式：協議名稱：// 服務器域名或IP地址/文件路徑/文件名3.瀏覽器組成：一個控制程序；一系列客戶端程序；一系列解釋器。4.網頁類型：靜態網頁：內容不發生變化的網頁（二層結構）動態網頁：網頁在服務器中生成，傳送給用戶，不發生改變主動網頁：網頁在服務器中生成，傳送給用戶，還在不停更新。（三層結構）第四節 網絡信息安全一、網絡在傳輸過程受到的威脅中斷；竊聽；篡改；偽造 二、解決措施1.身份鑒別：某人聲稱身份與其真實身份是否一致2.訪問控制：根據身份，控制權限3.數據加密：未授權，不顯示原始信息4.數據完整性：數據不錯，不缺5.數據可用性：數據不丟6.防止否認：防止發送方或接受方抵賴7.審計管理：監督和記錄用戶的行為三、數據加密1.概念明文：原始信息密文：加密后的信息密鑰：加密和解密的信息密碼：加密和解密的算法2.密鑰對稱密鑰：用什么加密，就用什么解密例如：5個人兩兩都需要保密，使用對稱密鑰，至少需要（ ）對密鑰非對稱密鑰（公鑰加密）：公鑰所有人都可以知道，私鑰只有本人知道，用公鑰加密，要私鑰解密。四、數字簽名定義：與消息一起發送一串代碼。（可以是圖片，可以是電子印章，簽名圖片等）作用：讓接受方相信消息 真實性防止發送方或接收方抵賴五、防火墻1.定義：在內網與外網之間架設的 包過濾器，既可以是 硬件，也可以是軟件。***對外不對內，對 流經 信息檢測2.入侵檢測對內不對外，對 網絡內部 安插監聽點。3.病毒：定義：人為 計算機程序作用條件：在一定條件下 ，被激活，特性：傳染性；傳播性；破壞性：既可以破壞軟件，也可以破環硬件和數據。隱蔽性潛伏性 病毒與病毒庫更新：道高一尺魔高一丈

?第四章 ?數字媒體

第四章 數字媒體第一節 文本 一、字符編碼1.西文字符編碼（ASCII）一個西文字符用1B（8b）存儲首個二進位為0，后7b編碼，可編出128個編碼96個是可打印字符，32個是控制字符（不打印）ASCII碼表（前四個二進位表示行號，后四個二進位表示列號）特征值：空格 對應 20H0 對應 30HA 對應 41Ha 對應 61H 例如：ASCII碼表中，編號為 50H對應的字符為（ P ）ASCII碼表中，小寫字母 x，對應編號為（ 78 ）H，阿拉伯數字 6，在計算機中表示為（ 0011 0110 ） 2.漢字編碼a。GB2312-80：1980年，只有簡體字，簡體字共6763個，682個字符。使用2B存儲，每個字節最高位為1使用94行（區號） *94列（位號） 表存放。每個漢字都有一個區位號。區位碼（H）+20 20 （H）=國標碼（H）國標碼（H）+80 80（H）=機內碼（H）區位碼（H）+ A0 A0（H）=機內碼（H）例如：“蘇”（ 43 53）--》（ 2B 35 ）H --》》（CB D5 ）H ( 11001011 11010101 )GB 2312中漢字都是>= A1 A1例如：計算機中有一組代碼為 10101010 11001100，該代碼對應的區位碼為（ ）Db。GBK-95：既有簡體，又有繁體，共21003個漢字，882個字符。兩個字節存儲，首個字節二進位為1，后15b全部用來編碼。C。GB18030-01：既有簡體，又有繁體，還有蒙文，藏文等，共27000多個字，部分采用四字節。d。UCS/Unicode：世界范圍內所有字符編碼，共11萬多個，其中漢字占7萬多個。中國的三種字符集，保持 向下兼容中國字符集與UCS/Unicode不兼容，但可以轉換。**臺灣地區使用BIG5，與大陸不兼容。同一個字符集，相同漢字的機內碼相同。 二、文字輸入1.人工輸入鍵盤輸入：字音；字形；形音；數字寫字板：識別率還需提高語音輸入2.自動識別輸入OCR（光學字符識別軟件）IC卡，磁卡，RFID 等自動識別 三、文本編輯與文本處理文本編輯：文檔樣子改變文本處理：文檔樣子不變（字符統計，語法檢測等） 四、文本分類1.簡單文本（txt）沒有字體，字號變化，沒有圖片、表格、超鏈接。2.豐富格式文本(doc,pdf等)線性文本：沒有超鏈接超文本：必須含有超鏈接 五、文本展現字符格式描述生成該文字或圖表的映像傳送到顯示器或打印機輸出 六、字庫類型點陣字庫；輪廓字庫第二節 圖像與圖形 一、圖像獲取掃描-----分色-----取樣----量化（把亮度變成二進位表示）（分解成RGB） 二、數字圖像的組成像素：數字圖像組成單位圖像：由M（水平分辨率，列）*N（垂直分辨率，行）例如：1024*768（列）（行）彩色圖像：一般由3個分量構成，例如RGB灰度圖像（黑白圖像）：由一個分量構成。像素深度（顏色位數）：所有顏色分量的二進位數目之和。顏色空間模型：RGB（紅綠藍）：顯示器使用CMYK（青 品紅 黃 黑）：彩色噴墨打印機HSB（色彩 飽和度 亮度）：用戶界面Y UV（亮度 色度）：中國彩色電視信號 三、數據量計算數據量=(水平分辨率*垂直分辨率*像素深度/8)/壓縮比 四、數字圖像壓縮1.必要性：節省空間；節省傳輸費用2.可能性：數據存在冗余；人眼分辨率有限。3.壓縮種類：有損壓縮：還原出來的圖像，由一定的誤差。JPG，JP2無損壓縮：還原出來沒有任何誤差.除上面兩種都是無損4.壓縮方法BMP：無壓縮或行程編碼壓縮GIF：顏色不超過256色，文件特別小支持累進顯示支持透明背景支持動畫五、圖像（真的）應用視頻通信軍事 、公安、檔案管理醫療影像遙感機器人視覺工業生產控制 六、圖形（假）1.獲取過程建模---繪制2.應用

總結

以上是生活随笔為你收集整理的江苏专转本计算机大类（计算机理论基础A）知识点的全部內容，希望文章能夠幫你解決所遇到的問題。

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