信息技術(shù)復(fù)習(xí)重點(diǎn)

1、信息技術(shù)復(fù)習(xí)重點(diǎn)第一章信息、信息科學(xué)與信息技術(shù)1.1 探索信息的真諦1.1 1 信息1.什么是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(shí)、 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(rèn)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(qiáng)，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(xué)中的 “熵” 的概念應(yīng)用到信息領(lǐng)域。

2、 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(shí)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?jǐn)?shù)據(jù)兩種形式。2.消息信息論的先驅(qū)哈特萊認(rèn)為信息是包含在消息中的抽象量，消息是具體的，其中蘊(yùn)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，而信息的接收者收到信息

3、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?，這種物理量稱為信號。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(xué)1.2.1信息科學(xué)的產(chǎn)生與定義信息和控制是信息科學(xué)的基礎(chǔ)和核心。什么是信息科學(xué)： 信息科學(xué)以香農(nóng)創(chuàng)立的信息論為理論基礎(chǔ)， 以現(xiàn)代科學(xué)方法論作為主要研究方法、 以研究信息及其運(yùn)動規(guī)律為主要內(nèi)容、 以擴(kuò)展人的信息功能作為主要研究目標(biāo)的一門科學(xué)。信息科學(xué)是以信息為基本研究對象， 以信息的運(yùn)動規(guī)律和應(yīng)用方法為主要研究內(nèi)容，這是信息科學(xué)有別于一切傳統(tǒng)科學(xué)最基本的特征。1.2.2信息科學(xué)的研究內(nèi)容與體系從信息科學(xué)的研究

4、內(nèi)容來劃分，我們可以將信息科學(xué)的基本科學(xué)體系分為三個層次（圖1-5）：(1) 信息科學(xué)的哲學(xué)層次；(2)信息科學(xué)的基礎(chǔ)理論層次；(3) 信息科學(xué)的技術(shù)應(yīng)用層次；信息科學(xué)的研究范圍已經(jīng)遠(yuǎn)遠(yuǎn)超出了香農(nóng)的信息論的領(lǐng)域而深入到了控制科學(xué)、系統(tǒng)科學(xué)、復(fù)雜性科學(xué)、人工智能理論、認(rèn)知科學(xué)等領(lǐng)域。1.3 信息技術(shù)1.3.1信息技術(shù)的發(fā)展與定義1.3.2信息技術(shù)的發(fā)展人類社會已經(jīng)發(fā)生過四次信息技術(shù)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(xiàn)。第二次革命是造紙和印刷術(shù)的出現(xiàn)。第三次革命是電報、電話、電視及其他通信技術(shù)的發(fā)明和應(yīng)用。第四次革命是電子計算機(jī)和現(xiàn)代通信技術(shù)在信息工作中的應(yīng)用。人們對信息技術(shù)的定義，

5、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(shù)是指有關(guān)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(shù)。定義 2：現(xiàn)代信息技術(shù)“以計算機(jī)技術(shù)、微電子技術(shù)和通信技術(shù)為特征”。定義 3：信息技術(shù)是指在計算機(jī)和通信技術(shù)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(shè)備和提供信息服務(wù)兩大方面的方法與設(shè)備的總稱。定義 4：信息技術(shù)指“應(yīng)用在信息加工和處理中的科學(xué)，技術(shù)與工程的訓(xùn)練方法和管理技巧；上述方法和技巧的應(yīng)用；計算機(jī)及其與人、機(jī)的相互作用，與人相應(yīng)的社會、經(jīng)濟(jì)和文化等諸種事物。定義 5：信息技術(shù)包括信息傳遞過程

6、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(shù)。定義 6：從技術(shù)的本質(zhì)意義上講，信息技術(shù)就是能夠擴(kuò)展人的信息器官功能的一類技術(shù)1.3.2擴(kuò)展人類的信息器官功能的信息技術(shù)信息技術(shù)的“四基元”(1) 感測技術(shù)感覺器官功能的延長。(2) 通信技術(shù)傳導(dǎo)神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)功能的延長。(3) 計算機(jī)和智能技術(shù)思維器官功能的延長。(4) 控制技術(shù)效應(yīng)器官功能的延長。信息技術(shù)四基元和諧有機(jī)地合作，共同完成擴(kuò)展人的智力功能的任務(wù)。1.3.3信息技術(shù)的核心技術(shù)1. 計算機(jī)與智能技術(shù) 2.通信技術(shù) 3.傳感技術(shù) 4.控制技術(shù)第二章 計算與計算科學(xué)2.1 1 計算的本質(zhì)計算就是符號

7、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(yù)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(jī)圖靈機(jī)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(jī)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(xiàn)是對計算機(jī)科學(xué)、計算機(jī)技術(shù)、數(shù)值分析和經(jīng)濟(jì)學(xué)中的博弈論的開拓性工作第三章信息處理機(jī)器：計算機(jī)系統(tǒng)技術(shù)101 頁報告1945 年 6 月，馮·

8、;諾依曼與戈德斯坦、勃克斯等人聯(lián)名發(fā)表了一篇長達(dá)101 頁紙的報告即計算機(jī)史上著名的“ 101 頁報告”，直到今天，仍然被認(rèn)為是現(xiàn)代計算機(jī)科學(xué)發(fā)展里程碑式的文獻(xiàn)。明確奠定了新機(jī)器由五個部分組成，包括：運(yùn)算器、邏輯控制裝置、存儲器、輸入和輸出設(shè)備，并描述了這五部分的職能和相互關(guān)系還有兩個非常重大的改進(jìn)，即：（ 1）采用了二但數(shù)據(jù)采用二進(jìn)制，指令也采用二進(jìn)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(jī)的結(jié)構(gòu)，大大提高了計算機(jī)的速度進(jìn)制。馮.諾依曼機(jī)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(yù)為 " 計算機(jī)發(fā)展史上的一個里程碑 "

9、; 馮·諾依曼型計算機(jī)的基本結(jié)構(gòu)馮 .諾依曼確定了現(xiàn)代存儲程序式電子數(shù)字計算機(jī)的基本結(jié)構(gòu)和工作原理。馮.諾依曼結(jié)構(gòu)由五大部分組成：存儲器 運(yùn)算器 控制器 輸入設(shè)備 輸出設(shè)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

10、的計算機(jī)的性能，每隔18 個月翻兩番。矢量計算：“矢量運(yùn)算” ：對多組數(shù)據(jù)（每組一般為兩個數(shù)據(jù)）成批地進(jìn)行同樣的運(yùn)算，得到一批結(jié)果的運(yùn)算方法。3.2 微型計算機(jī)系統(tǒng)與微處理器3.2.2 微型計算機(jī)硬件系統(tǒng)微型計算機(jī)的硬件系統(tǒng)應(yīng)由微處理器（運(yùn)算器和控制器）、存儲器、輸入設(shè)備和輸出設(shè)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(jī)中又稱為簡稱為處理器 (Processor)CPU（中央處理單元的縮寫)，人們又經(jīng)常3.3 計算機(jī)存儲系統(tǒng)及工作原理半導(dǎo)體存儲器及其存儲單元尋址半導(dǎo)體存儲器（semiconductormemory）是一種能存儲大量二

11、值信息(或稱為二值的數(shù)據(jù))的半導(dǎo)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(jī)存儲器 (RAM ，即 Random Access Memory)RAM控制器負(fù)責(zé)向RAM芯片輸出行地址還是列地址，行與列地址的信息由Address Select）或 CAS(Column Address Select) 信號確定。RAS （ Row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(dá) 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(diǎn)定的"柵格"中。當(dāng) CPU

12、 需要讀取 RAM 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(diǎn)是具有可擦除功能，擦除后即可進(jìn)行再編程，但是缺點(diǎn)是擦除需要使用紫外線照射一定的時間。EEPROM 指的是“

13、電可擦除可編程只讀存儲器” ，它的最大優(yōu)點(diǎn)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(jìn)產(chǎn)品。目前“閃存”被廣泛用在PC 機(jī)的主板上，用來保存BIOS 程序，便于進(jìn)行程序的升級。其另外一大應(yīng)用領(lǐng)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(diǎn)。隨機(jī)存儲器 -RAMRAM 又分為靜態(tài)隨機(jī)存儲器SRAM 和動態(tài)隨機(jī)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(dǎo)體存儲器。對這類存儲器， 業(yè)界統(tǒng)稱為非易失性隨機(jī)訪問存儲器（NVRAM ， Non-Volat

14、ile Random Access Memory ）。在多種 NVRAM產(chǎn)品中，以閃存（Flash Memory ）技術(shù)最為引人注目。閃存具有關(guān)掉電源仍可保存數(shù)據(jù)的優(yōu)點(diǎn)，同時又可重復(fù)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(diǎn)。磁存儲器磁存儲原理磁存儲的關(guān)鍵部件是磁頭， 磁頭的基本結(jié)構(gòu)是在一個環(huán)形導(dǎo)磁體上繞上線圈， 導(dǎo)磁體面向磁盤方向開一個漏磁縫隙， 當(dāng)磁頭線圈中通以交變信號電流時， 導(dǎo)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(yùn)動的磁盤表面上的磁介質(zhì)感應(yīng)磁化。磁化后在磁盤上的 "磁化點(diǎn) "( 磁元 )就代表了所要記錄

15、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(shè)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(jī)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(jī)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

16、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(yīng)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(jī)的新型標(biāo)準(zhǔn)外存設(shè)備，目前有磁光（ Magneto-Optical ）和相變（ Phase-Change）和兩種類型。3.4 計算機(jī)輸入 /輸出設(shè)備輸入設(shè)備鍵盤 、鼠標(biāo) 、掃描儀、觸摸屏

17、、手寫輸入設(shè)備、數(shù)碼相機(jī)、數(shù)字?jǐn)z像機(jī)輸出設(shè)備顯示器、打印機(jī)、繪圖儀等3.5 微型計算機(jī)的總線及接口標(biāo)準(zhǔn)計算機(jī)總線總線（ BUS ）是計算機(jī)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(jī)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(shè)備總線或外部總線， 簡稱為總線。常見的總線有：ISA （工業(yè)標(biāo)準(zhǔn)體系接口）總線 PCI（外部設(shè)備互連）總線 SCSI（小型計算機(jī)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(jī)軟件系統(tǒng)4.1 軟件的性質(zhì)及發(fā)展史定義：計算機(jī)軟件是在計算機(jī)上運(yùn)行的各種程序、要處理的各類數(shù)據(jù)以及有關(guān)文檔的總稱。軟件的性質(zhì)

18、：1. 表現(xiàn)形式不同 2. 生產(chǎn)方式不同 3. 維護(hù)方式不同 4. 軟件的復(fù)雜性和規(guī)模不斷增加2. 軟件技術(shù)的進(jìn)化史軟件技術(shù)發(fā)展的初期（20世紀(jì) 50年代到70 年代）軟件技術(shù)發(fā)展的中期（20世紀(jì) 80年代）網(wǎng)絡(luò)計算時代的開始(20 世紀(jì) 90 年代至今 )軟件之變 -21 世紀(jì)的軟件技術(shù)軟件危機(jī)的具體體現(xiàn)1 對軟件開發(fā)成本和進(jìn)度的估計常常很不準(zhǔn)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?？坎蛔?。4.軟件常常是不可維護(hù)的。5. 軟件通常沒有適當(dāng)?shù)奈臋n資料。6. 軟件成本在計算機(jī)系統(tǒng)總成本中所占比例逐年上升。網(wǎng)絡(luò)計算時代的開始(20 世紀(jì) 90 年代至今 )4.

19、2 操作系統(tǒng)4.2.1 操作系統(tǒng)任務(wù)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(jī)管理存儲管I/O 設(shè)備管理文件系統(tǒng)用戶接口操作系統(tǒng)引導(dǎo)和控制計算機(jī)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(dǎo)扇區(qū) (BootLoader) STEP4: 加載操作系統(tǒng) (OSLoader) STEP5: 運(yùn)行操作系統(tǒng)4.2.2 處理機(jī)（ CPU ）管理1.中斷處理 2.處理器調(diào)度 3.理解進(jìn)程及狀態(tài)變化 4.理解線程處理器管理的第一項(xiàng)工作是處理中斷事件。處理器調(diào)度：處理器管理的第二項(xiàng)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(jìn)程和線程的管

20、理線程：有時稱輕量級進(jìn)程, 進(jìn)程中的一個實(shí)體是一個CPU 調(diào)度和分派的單位引入進(jìn)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(xì)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(hù)。存儲擴(kuò)充。4.2.4 設(shè)備管理計算機(jī)外部設(shè)備：在計算機(jī)系統(tǒng)中除CPU 和內(nèi)存儲外所有的設(shè)備和裝置稱為計算機(jī)外部設(shè)備設(shè)備管理功能 .設(shè)備分配與回收 .建立統(tǒng)一的且獨(dú)立于設(shè)備的接口，提供設(shè)備使用的用戶接口：命令接口和編程接口完成設(shè)備驅(qū)動程序，實(shí)現(xiàn)真正的I/O 操作。處理外部設(shè)備的中斷處理。4.2.5 文件管理操作系統(tǒng)

21、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(shí)施存儲空間的分配與回收。實(shí)現(xiàn)文件的按名存取：名字空間存儲空間實(shí)現(xiàn)文件信息的共享，并提供文件的保護(hù)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(hù)及向用戶提供有關(guān)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(shí)時操作系統(tǒng) 5. 網(wǎng)絡(luò)操作系統(tǒng)6.分布式操作系統(tǒng)7.個人計算機(jī)操作系統(tǒng)8.嵌入式操作系統(tǒng) 9. 并行操作系統(tǒng)程序

22、設(shè)計語言： 程序設(shè)計語言是軟件系統(tǒng)的重要組成部分，程序語言的進(jìn)化史可分為機(jī)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(jī)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?jǐn)?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(shí)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(AnalogDigital 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(shí)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(DigitalAnalogConverter) 。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