计算机引论基础知识点2013-1-6.doc

第一章 绪论1.1计算机的产生第一台计算机的名字（ENIAC），产生日期（1946年2月）、地点（美国宾夕法尼亚大学莫尔学院）。冯诺依曼思想的核心要点：（1）计算机由五大部件组成：运算器、控制器、存储器、输入设备和输出设备； （2）计算机应采用“二进制”表示数据和指令；（3）提出了“存储程序”的思想；1.2计算机的发展计算机发展的五大阶段（按照采用的电子器件划分）：l 第一代计算机电子管l 第二代计算机晶体管l 第三代计算机中小规模集成电路l 第四代计算机大和巨大规模集成电路l 新一代计算机智能计算机1.3计算机的分类根据功能和用途，计算机可分为通用计算机和专业计算机。巨型机的代表：银河、曙光1.4计算机的应用领域无1.5计算机的特点计算机的三大主要特点：l 运算速度快l 运算精度高l 具有逻辑判断和“记忆”能力1.6著名的计算机组织团体和计算机科学家l 冯诺依曼计算机之父l 阿兰麦席森图灵人工智能之父l 西蒙克雷巨型机之父1.7计算机科学及研究的领域无第二章 数据存储与表示2.1 数据的表示形式1. 数据和信息的概念数据是对客观事物记录下来的、可以鉴别的符号。信息是经过加工以后、并对客观世界产生影响的数据。信息在计算机内部具体的表示形式就是数据。2.数据的分类（数值数据和非数值数据）3.数据的单位l 位（bit）计算机存储数据的最小单位；l 字节（Byte）每个字节由8个二进制位组成；l 字字是计算机一次处理(存取,加工,传送)的二进制数。4.衡量数据容量的单位l B, 字节，1B=8bitl KB，千字节，简称K，1KB=210B=1024B。l MB，兆字节，简称M，1MB=210KB=220B。l 1GB，吉字节，简称G，1GB=210MB=230B。l 1TB，太字节，简称T，1TB=210GB=240B。2.2 数值数据1.两种数制表示方法（下标法和字母法）2.任意两个不同数制之间的转换，特别是二进制到十进制、二进制到八进制、二进制到十六进制、十进制到二进制（整数部分的转换、小数部分的转换）、八进制到二进制、十六进制到二进制之间的转换2.3 数据在计算机中的表示2.3.1 无符号数字长为n位的无符号整数的表示范围是02n-1.2.3.2 有符号数字长为n位的原码整数的表示范围是-(2n-1-1)2n-1-1字长为n位的反码整数的表示范围是-(2n-1-1)2n-1-1字长为n位的补码整数的表示范围是-2n-12n-1-1原码表示（分，正数和负数），8位、16位原码和真值之间的转换反码表示（分，正数和负数），8位、16位反码和真值之间的转换补码表示（分，正数和负数），8位、16位补码和真值之间的转换数值对应的8位原码、反码和补码8位、16位二进制分别看作原码、反码和补码对应的数值2.3.3定点数和浮点数字长为8位、16位的原码定点正数和定点小数表示计算机内部浮点数的表示格式为：阶码（E）尾数（M）2.3.4 其它数据在计算机中的表示1. 记住常用ASCII码l 0 9 的ASCII码（30H 39H）l A Z 的ASCII码（41H 5AH）l a z 的ASCII码（61H 7AH）l 空格的ASCII码（20H）2. 汉字信息在处理输入、存储、显示、打印方面涉及五种编码l 汉字输入码l 汉字国标码l 汉字机内码l 汉字地址码l 汉字字形码3. 汉字区位码、国标码和机内码之间的转换关系汉字区位码中，区码和位码各加上32后为国标码；将国标码中每个字节的最高位置为1后为机内码；2.4 数字逻辑的基本概念三种基本的逻辑运算与、或、非及它们对应的门电路。触发器不仅可以接收输入信号，而且还可以保持（存储）这种信号状态。2.5考试模拟试题已知“中华人民共和国”7个汉字的区位码分别是: “中” 54区48位；“华” 27 区10位；“人” 40 区43位；“民” 35区81位；“共”25区18位；“和”26区45位；“国”25区90位；(1) 计算机内有2个字节内容为：“1011 1001 1011 0010”，如果把2个字节整体当作1个无符号数来处理，它是_，如果把每个字节分别当作1个无符号数来处理，它们分别是_，_；如果把2个字节当作1个原码数来处理，它是_，如果把每个字节分别当作1个原码数来处理，它们是_，_；如果把2个字节当作1个反码数来处理，它是_，如果把每个字节分别当作1个反码数来处理，它们是_，_；如果把2个字节当作1个补码数来处理，它是_，如果把每个字节分别当作1个补码数来处理，它们是_，_；如果当作汉字来处理(屏幕显示)，它是_。(2)计算机内另有2个字节内容为：“0011 1001 0100 0010”，如果把2个字节整体当作1个无符号数来处理，它是_，如果把每个字节分别当作1个无符号数来处理，它们分别是_，_；如果把2个字节当作1个补码数来处理，它是_，如果把每个字节分别当作1个补码数来处理，它们是_，_；如果当作ASCII来处理(屏幕显示)，它是_，_。第三章 计算机硬件系统基础3.1计算机硬件系统的组成1. 计算机系统由硬件系统和软件系统组成。硬件系统是构成计算机系统的各种物理设备的总称。2. 计算机由运算器、控制器、存储器、输入设备、输出设备5大部件组成。其中，运算器和控制器合称为CPU。5大部件的功能如下：l 运算器：完成算术运算和逻辑运算。l 控制器：按程序的要求控制计算机各个部分协调一致地工作，完成程序规定的任务。l 存储器：存放数据和程序。l 输入设备：将数据与程序输入计算机。l 输出设备：将程序执行结果输出给用户。3.2 中央处理器1. CPU的组成：运算器和控制器2. CPU的主要技术指标l 主频CPU内核工作的时钟频率。l 字长计算机能直接处理的二进制数据的位数。l 高速缓冲存储器(cache)位于CPU和主存储器之间的容量较小，但速度很快的存储器。3.运算器运算器是进行算术运算和逻辑运算的部件，主要有算术逻辑单元和一组寄存器组成。运算器处理的数据来自存储器；处理后的结果数据通常送回存储器，或暂时寄存在寄存器中。4.控制器控制器是计算机的指挥中心，其从存储器读取指令、对指令进行分析、按照指令的要求产生操作控制信号，控制计算机各部件协调工作。3.3 存储设备1. 存储器的分类存储器主要分为主存储器和外存储器。主存储器直接与CPU交换信息，外存储器存放当前不立即使用的信息。内存主要特点：容量：较小，容量有限；速度：存取速度较快；用途：临时存放数据，用于存放要执行的程序和数据。外存主要特点：容量：较大，理论上无限；速度：存取速度较慢；存储特点：断电后数据不会丢失；用途：可永久存放数据，用于存放暂时不执行而将来要执行的程序和数据。2.主存储器的分类主存储又称为内存储器，按工作原理可分为：只读存储器（ROM，read only memory）和随机存取存储器（RAM，random access memory）。3. 随机存取存储器的分类随机存取存储器分为静态随机存储器和动态随机存储器。l 静态随机存储器在通电情况下，数据不会丢失，不需定时刷新，存取速度快。主要用于要求速度快但容量较小的高速缓存。（如：cache）l 动态随机存储器需要定时刷新，否则数据就会丢失。（如：内存）4. 只读存储器(ROM)的分类ROM是一种在程序执行过程中只能将信息读出而不能写入的存储器。按照存储信息的方式，可分为四类：l MROM：掩膜只读存储器（厂家写好，用户可写0次）l PROM：可编程只读存储器（用户可写1次）l EPROM：可擦除编程只读存储器（用户可写n次）l EEPROM：电可擦除编程只读存储器（用户可写n次）5. 外存储设备的种类硬盘、光盘、磁带、闪存和移动硬盘；3.4 输入/输出设备输入设备有：键盘、鼠标、触摸屏、扫描仪、条形码阅读器；输出设备有：显示器、打印机和绘图仪；3.5 主板主板的功能：计算机主机中的各个部件都是通过主板来连接的，计算机在正常运行时对系统内存、存储设备和其它I/O设备的操控都必须通过主板来完成。3.6 总线1.总线的定义及分类总线（bus）是多个系统部件之间进行数据传输的公共通路。总线分为：l 内部总线内部总线指芯片内部连接各元件的总线。l 外部总线外部总线是计算机和外部设备之间的总线。l 系统总线系统总线指连接微处理器、存储器和各种输入输出等主要部件的总线。2. 系统总线的分类l 数据总线用来传送要处理的数据。位数与微处理器的位数相同。l 地址总线用来传送数据的地址，即数据在内存的存放地址或外部设备的地址。位数(n)决定了CPU可直接寻址的内存容量(2nB)。l 控制总线用来传送控制处理过程的控制信号。控制总线的控制信号一般都来自于CPU中的控制器。3.7 微型计算机的主要性能指标运算速度、字长、主存容量、输入/输出数据传输速度、可靠性、兼容性第四章 计算机软件系统基础4.1 计算机软件系统的组成1.软件系统的定义及分类l 软件系统分类：系统软件和应用软件l 系统软件是负责管理、控制和维护计算机的各种软硬资源的最基本的软件。通常由计算机硬件生产厂家或专门的软件厂商提供，它是保证计算机正常运行不可缺少的部分。系统软件主要包括： 操作系统；语言处理程序；数据库管理系统。l 应用软件是指为了满足用户不同领域、不同问题的应用需求而提供的软件。 可分为通用软件和专用软件。4.2 操作系统概述1. 操作系统的定义操作系统是控制和管理计算机系统各种资源(硬件资源、软件资源),合理组织计算机系统工作流程，控制程序的执行，并提供多种服务功能及友好界面，方便用户使用计算机的系统软件，是最基本、最重要的系统软件。2. 操作系统的分类按照操作系统依赖的硬件规模可分为：大型机、中型机、小型机和微型机操作系统。按照操作系统提供给用户的工作环境可分为：l 批处理操作系统l 分时系统、实时系统l 网络操作系统l 分布式操作系统l 嵌入式操作系统从用户角度分类：l 单用户单任务操作系统l 单用户多任务操作系统l 多用户多任务操作系统3.操作系统的特征操作系统具有并发、共享、虚拟和异步四个基本特征。4. 操作系统的功能操作系统的主要功能包括处理机管理、存储器管理、设备管理、文件管理以及提供友好的用户界面。4.3 常用的操作系统常用的操作系统有：MS-DOS、Windows、UNIX和Linux。4.4 Windows XP操作基础无4.5 计算机应用软件无第五章 计算机程序设计基础5.0 算法1. 算法的概念：为解决一个问题而采取的方法和步骤，就称为“算法”。2. 算法的特性：有穷性，确定性，有零个或多个输入，有一个或多个输出，有效性。3. 算法的表示：流程图,N-S流程图。5.1程序设计概述1.程序的概念程序是为实现特定目标或解决特定问题而用计算机语言编写的命令序列的集合。程序=数据结构+算法，软件=n个程序+相关文档。2. 程序与算法的区别3. 程序设计语言发展的三个阶段l 机器语言l 汇编语言l 高级语言5.2 C/C+程序设计基础1.掌握基本数据类型的用法，具体包括char，short，int，long，float，double，bool2. 标识符的命名规则标识符只能由字母、数字和下划线三种字符组成，且第一个字符必须为字母或下划线。3. 掌握5种常用运算符的用法，具体包括l 算术运算符(, , *, /, %)；l 赋值运算符(=,=,=,*=, /=, %=)；l 自增、自减（+,）；l 关系运算符（、!）；l 逻辑运算符（&、|）4. 掌握常用基本语句的用法，具体包括l 输入语句l 输出语句l if语句l switch语句l while语句l do while语句l for语句及其循环嵌套5.3 程序设计方法1.结构化程序的基本结构。l 顺序结构l 选择（分支）结构l 循环结构2. 对于简单的结构化程序代码，能够给出正确的运行结果。5.4编译原理1. 计算机执行高级语言编写程序的两种途径：l 编译方式：先把高级语言的源程序翻译成二进制目标程序，然后经过连接装配程序生成可执行程序，最后运行可执行程序。l 解释方式：边翻译边执行，不需要翻译成目标程序。第六章 算法设计与数据组织6.1 概念和术语 1. 数据、数据项、数据元素、数据元素类、数据结构 （掌握定义） 2. 数据结构的四种基本结构：集合、线性、树形、图状（掌握其数据元素之间的关系） 3. 数据的逻辑结构和数据的物理/存储结构（理解其定义和存储特点） 4. 数据存储结构：顺序存储方法、链式存储方法（理解其定义，掌握其特点）6.2 线性数据组织1. 线性表的定义：线性表是由n(n0)个数据元素(结点)a1，a2，an组成的有限序列。该序列中的所有结点具有相同的数据类型。线性表具有以下特点：(1)只有一个首结点和一个尾结点。(2)每个元素有且只有一个直接前驱(第一个元素除外)。(3)每个元素有且只有一个直接后继(最后一个元素除外)。(4)数据元素之间存在着一对一的关系。2.栈的定义及特点限定仅在表尾一端进行插入或删除操作的线性表。特点：先进后出。3.队列的定义及特点允许在表的一端插入元素，而在另一端删除元素的线性表。特点：先进先出。6.3 树和二叉树1树的概念树是由一个或多个组成的有限集合T。其中：有一个特定的结点称为树的根结点；除根结点之外的其余结点被分成m（m1）个互不相交的集合T1，T2，Tm，其中每一个集合Ti（1im）本身又是一棵树，并且称为根结点的子树。树的度、树的深度；结点的度、结点的深度。2二叉树的概念有限个结点（n0）的集合，该集合或者为空、或者由一个称为根的结点及两个不相交的、被分别称为左子树和右子树的二叉树组成。当集合为空时，称该二叉树为空二叉树。了解叶子结点、孩子结点、双亲结点、兄弟结点的概念。6.4 图1. 图的定义了解2.有向图和无向图的定义有向图：在一个图中，如果任意两个顶点构成的偶对E是有序的，即顶点之间的连线是有方向的，称该图为有向图。无向图：在一个图中，如果任意两个顶点构成的偶对(vi,vj)E是无序的，即顶点之间的连线是没有方向的，称该图为无向图。6.5 算法设计技术（了解）1.排序方法的基本思想l 直接插入排序l 选择排序l 冒泡排序l 快速排序l 归并排序2. 两种查找方法的思想l 顺序查找l 折半查找6.6外存数据组织l 无第七章 数据库系统7.1 概述1. 数据库的基本概念（掌握定义）数据，数据库，数据库管理系统，数据库系统2. 数据管理技术的发展三个阶段人工管理阶段、文件系统阶段、数据库系统阶段3. 数据库系统的三级模式结构，二级映像功能，数据物理独立性和逻辑独立性。（理解其含义，明确如何保证数据的独立性）4. 常见的数据模型层次模型：网状模型：关系模型： 7.2 关系数据库1. 关系数据库的基本概念； 关系，元组，属性，候选码，主码2. SQL (Structured Query Language )结构化查询语言的特点，简单SQL语句的含义。7.3 数据库设计1. 关系数据库系统的设计步骤。l 需求分析l 概念结构设计l 逻辑结构设计l 物理结构设计l 数据库实施l 数据库运行与维护第八章 多媒体技术8.1 多媒体概述1. 媒体（Medium）的含义：存储信息的实体、信息的载体2. 媒体分类：感觉媒体、表示媒体、表现媒体、存储媒体、传输媒体3. 多媒体特征：多样性、集成性、交互性、实时性4. 多媒体系统：对多媒体信息进行逻辑互联、获取、编辑、存储和播放等功能实现的一类多媒体创作计算机系统。8.2 多媒体系统1. 多媒体系统的构成多媒体硬件系统：音频/视频处理器,多种媒体输入/输出设备及信号转换装置,通信传输设备及接口装置等.多媒体软件系统：多媒体驱动软件、多媒体操作系统、媒体素材制作软件、多媒体创作软件。8.3 多媒体技术1.多媒体技术的定义：多媒体计算机技术（ Multimedia Computer Technology，MMT ）是指计算机综合处理多种媒体信息文本、图形、图像、音频和视频，使多种信息建立逻辑连接，集成为一个系统并具有交互性。2.多媒体数据压缩技术无损压缩，有损压缩第九章 计算机网络基础9.1 计算机网络概述1. 计算机网络的定义指将地理位置不同且具有独立功能的计算机系统通过通信设备和线路互相连接在一起，并由功能完善的网络软件（协议、方式控制程序和网络操作系统）控制，从而实现网络资源共享和远程通信的系统。 2.计算机网络的功能数据通信、资源共享 、分布式处理、提高系统的安全可靠性9.2 计算机网络的组成和分类1. 计算机网络的组成从网络逻辑功能角度来看，可以将计算机网络分成通信子网和资源子网两部分2. 计算机网络的分类l 根据覆盖范围：PAN、LAN、MAN、WAN；l 按照通信介质分类：有线网、无线网l 按照带宽速率分类：基带网、宽带网l 基于应用范围分类：专用网、公用网l 基于拓扑结构分类：星型结构、环型结构、总线型结构、分布式结构、树型结构、网状结构。l 按照通信协议分类：3. 计算机网络的拓扑结构和特点星形结构、总线结构、环形结构、树形结构、网状结构4. 计算机网络的硬件和软件 （了解）9.3 计算机网络的体系结构 （了解）1.计算机网络体系结构的定义2. 通信协议3. OSI参考模型9.4 Internet1. IP地址：Internet上的主机地址、32（64）位二进制数编码、4段、带点十进制表示。网络号+（子网号+主机号）2. IP地址的分类A,B,C类IP3. 子网掩码子网掩码目的是从IP地质中分离出网络地址，网络掩码为32位二进制数值，分别对应IP地址的32位二进制数值，对于IP地址中的网络号部分在网络掩码中用“1”表示，对于IP地址中的主机号部分在网络掩码中用“0”表示。4. 域名IP地址的字符表示，域名采用层次型命名法表示为：主机名机构名网络名最高域名 域名和IP地址之间通过域名系统（DNS）进行转换。第十章 网络信息安全10.1 网络信息安全概述1. 网络信息安全含义网络上的信息安全，是指网络系统的硬件、软件及其系统中的数据受到保护，不受偶然的或者恶意的原因而遭到破坏、更改、泄露，系统连续可靠正常地运行，网络服务不中断。2. 信息安全的特征完整性、保密性、可用性、不可否认性、可控性 10.2 恶意软件1. 恶意软件定义2 .恶意软件分类 10.3 网络攻击1、网络攻击含义2、常见攻击类型拒绝服务攻击，网络欺骗攻击，缓冲区溢出攻击10.4 防火墙技术 1.防火墙定义防火墙是一种连接内部网络和外部网络的关卡，提供对进入内部网络连接的访问控制能力。2.防火墙的作用防火墙的作用，就是防止不希望的、未经授权的通信进出被保护的内部网络，通过边界控制来保证内部网络的安全。10.5 入侵检测技术1.入侵检测系统的定义入侵检测（Intrusion Detection）技术主要是通过对计算机网络或计算机系统中的若干关键点收集信息并对其进行分析，从中发现网络或系统中潜在的违反安全策略的行为和被攻击的迹象，并有针对性地进行方法的一种技术。2、入侵检测系统的分类基于主机的入侵检测系统、基于网络的入侵检测系统、混合型10.6 密码学基础1、加密和解密、明文和密文2、加密分类对称加密和非对称加密第十一章 软件工程11.1 软件危机和软件工程1. 软件危机的概念：软件开发和维护过程中遇到的一系列严重问题 。 2. 软件危机的表现形式：（1）软件开发费用和开发进度失控。（2）用户对“已完成”的软件系统不满意的现象经常发生。（3）软件产品的质量往往不可靠。（4）软件没有适当的文档资料。（5）软件可维护程度非常低（通常是不可维护的）。（6）软件成本在计算机系统总成本中所占比例逐年上升3. 软件工程的定义运用系统的、规范的和可定量的方法来开发、运行和维护软件的系统工程，即将工程化应用于软件中；（ IEEE ）11.2 软件开发过程模型（了解）11.3软件开发方法（了解）11.4软件开发步骤1.生命周期的概念生命周期：即软件定义、开发、运行维护的全部时期，即从提出软件开发需求到软件报废的整个时期。2.软件开发步骤：系统分析/系统设计/系统实施/系统运行与维护。11.5 软件项目管理（了解）1. 五大过程组：启动、计划、实施、监控、收尾2. 九大知识领域：范围、时间、成本、质量、风险、人力资源、沟通、采购、集成16 / 16