計算機等級二級VFP考試輔導春季

計算機等級考試輔導2014年春季二進制的運算二進制數(shù)的運算有2類：邏輯運算：∨，∧，NOT.按位進行，不考慮進位算術運算:+,-,x,/.從低位到高位逐位進行，需考慮低位的進位(借位)邏輯運算可以用門電路（與門、或門、非門等）實現(xiàn)算術運算可以表達為邏輯運算，因此二進制數(shù)的四則運算同樣也可以使用門電路來實現(xiàn)成千上萬個門電路可以制作在集成電路上，工作速度極快，因而能高速度地完成二進制數(shù)的各種運算用比特表示信息的優(yōu)點比特是數(shù)字技術的處理對象，比特只有0和1兩個符號，具有2個狀態(tài)的器件和裝置就能表示和存儲比特，而制造兩個穩(wěn)定狀態(tài)的電路又很容易。經(jīng)常使用稱為“觸發(fā)器”的雙穩(wěn)態(tài)電路來存儲比特，一個觸發(fā)器可以存儲1個比特。比特的運算規(guī)則很簡單，使用門電路就能高速度地實現(xiàn)二進制數(shù)的算術和邏輯運算比特不僅能表示“數(shù)”，而且能表示文字、符號、圖像、聲音，可以毫不費力地相互組合，開發(fā)“多媒體”應用信息使用比特表示以后，可以通過多種方法進行“數(shù)據(jù)壓縮”，從而大大降低信息傳輸和存儲的成本。使用比特表示信息后，只要再附加一些額外的比特，就能發(fā)現(xiàn)甚至糾正信息傳輸和存儲過程中的錯誤，大大提高了信息系統(tǒng)的可靠性微電子技術微電子技術是信息技術領域中的關鍵技術，是發(fā)展電子信息產(chǎn)業(yè)和各項高技術的基礎微電子技術的核心是集成電路技術晶體管(1948)中/小規(guī)模集成電路(1950’s)大規(guī)模/超大規(guī)模集成電路(1970’s)電子管(1904)集成電路的制造過程

集成電路的工作速度主要取決于晶體管的尺寸Moore定律：單塊集成電路的集成度平均每18個月翻一番(GordonE.Moore,1965年)IC卡IC卡(chipcard、smartcard)，又稱為集成電路卡，它是把集成電路芯片密封在塑料卡基片內(nèi)，使其成為能存儲信息、處理和傳遞數(shù)據(jù)的載體存儲器卡：封裝的集成電路為存儲器，信息可長期保存，也可通過讀卡器改寫。結構簡單，使用方便，有一定安全措施。用于電話卡、水電費卡、公交卡、醫(yī)療卡等（帶加密邏輯的存儲器卡增加了加密電路）CPU卡：封裝的集成電路為中央處理器（CPU）和存儲器，還配有芯片操作系統(tǒng)(ChipOperatingSystem)，處理能力強，保密性更好，常用作證件和信用卡使用。手機中使用的SIM卡就是一種特殊的CPU卡IC卡的類型(按使用方式分類)接觸式IC卡(如電話IC卡)表面有方型鍍金接口，共8個或6個鍍金觸點。使用時必須將IC卡插入讀卡機，通過金屬觸點傳輸數(shù)據(jù)。用于信息量大、讀寫操作比較復雜的場合,但易磨損、怕臟、壽命短非接觸式IC卡(射頻卡、感應卡)采用電磁感應方式無線傳輸數(shù)據(jù)，解決了無源（卡中無電源）和免接觸問題操作方便，快捷，采用全密封膠固化，防水、防污，使用壽命長用于讀寫信息較簡單的場合，如身份驗證等

接觸式IC卡接觸式IC卡的結構非接觸式IC卡第1～4代計算機的對比代別年代使用的元器件使用的軟件類型主要應用領域第1代20世紀40年代中期～50年代末期CPU：電子管內(nèi)存：磁鼓使用機器語言和匯編語言編寫程序科學和工程計算第2代20世紀50年代中、后期～60年代中期CPU：晶體管內(nèi)存：磁芯使用FORTRAN等高級程序設計語言開始廣泛應用于數(shù)據(jù)處理領域第3代20世紀60年代中期～70年代初期CPU：SSI，MSI內(nèi)存：SSI，MSI的半導體存儲器操作系統(tǒng)、數(shù)據(jù)庫管理系統(tǒng)等開始使用在科學計算、數(shù)據(jù)處理、工業(yè)控制等領域得到廣泛應用第4代20世紀70年代中期以來CPU：LSI、VLSI內(nèi)存：LSI、VLSI的半導體存儲器軟件開發(fā)工具和平臺、分布式計算、網(wǎng)絡軟件等開始廣泛使用深入到各行各業(yè)，家庭和個人開始使用計算機計算機特性計算機的特性：（1）速度快（2）存儲容量大（3）通用性好不僅能處理數(shù)字和文字，而且能對圖像、聲音等多種形式的信息進行處理不僅能進行數(shù)學運算，而且能進行邏輯運算不僅能進行運算，而且具有信息的獲取、存儲、傳輸、展現(xiàn)等功能（4）計算機與計算機具有互連、互通和互操作的能力計算機是一個復雜系統(tǒng)計算機硬件是計算機系統(tǒng)中所有實際物理裝置的總稱計算機軟件是指在計算機中運行的各種程序及其處理的數(shù)據(jù)和相關的文檔計算機是一個復雜的系統(tǒng)復雜性：硬件由數(shù)以億計的元器件組成，軟件由數(shù)以億計的指令組成多樣性：硬件與光、機、電、聲等有關，軟件與數(shù)學、邏輯···等有關層次性：分層(hierarchical)結構計算機硬件的邏輯結構2現(xiàn)代計算機的邏輯結構與經(jīng)典計算機結構相比的3個變化：集中控制→分散控制存儲器→內(nèi)存儲器＋外存儲器通過CPU通信→通過總線進行通信中央處理器(運算器及其控制)外存儲器內(nèi)存儲器輸出設備總線(bus)輸入設備I/O接口I/O接口外存儲器接口控制器控制器控制器CPU控制器memorystorageI/O設備通過I/O接口與各自的控制器連接，然后由控制器與I/O總線相連CPU的邏輯結構與工作原理CPU的主要任務是執(zhí)行指令，它按指令的規(guī)定對數(shù)據(jù)進行操作CPU頻率，就是CPU的時鐘頻率，簡單說是CPU運算時的工作頻率(1秒內(nèi)發(fā)生的同步脈沖數(shù))的簡稱。單位是Hz。它決定計算機的運行速度。主頻僅僅是CPU性能表現(xiàn)的一個方面，而不代表CPU的整體性能馮·諾依曼計算機的結構與原理(1)計算機的工作由程序控制，程序是一個指令序列，指令是能被計算機理解和執(zhí)行的操作命令；(2)程序(指令)和數(shù)據(jù)均以二進制編碼表示，均存放在存儲器中；(3)存儲器中存放的指令和數(shù)據(jù)按地址進行存??；(4)指令是由CPU一條一條順序執(zhí)行的。中央處理器運算器和控制器輸入設備輸出設備存儲器CPU的結構和任務CPU主要由運算器、控制器和寄存器組3個部分組成CPU的任務：取指令并完成指令所規(guī)定的操作寄存器組運算器中央處理器指令計數(shù)器指令寄存器控制器數(shù)據(jù)程序指令1指令2指令k指令n數(shù)據(jù)1數(shù)據(jù)2數(shù)據(jù)m數(shù)據(jù)內(nèi)存儲器指令

指令地址

操作數(shù)地址存放待執(zhí)行指令的地址已經(jīng)啟動運行的程序和數(shù)據(jù)存放待執(zhí)行的指令并進行譯碼完成規(guī)定的運算暫存等待處理的數(shù)據(jù)操作命令關于Intel公司CPU的指令系統(tǒng)產(chǎn)品發(fā)展過程為：8088（8086）→80286→80386→80486→Pentium→PentiumPRO→PentiumII→PentiumIII→Pentium4→奔騰D→奔騰至尊→酷?！犷?→Corei3/i5/i7

為解決軟件兼容性問題，采用“向下兼容方式”開發(fā)新的處理器，即所有新處理器均保留老處理器的全部指令，同時還擴充功能更強的新指令。例如：Pentium比80386增加了的80多條浮點指令，PentiumII比Pentium增加了50多條處理多媒體信息的指令（MultimediaExtension，稱為MMX），PentiumIII比PentiumII增加了70條處理128位長操作數(shù)的流式單指令多數(shù)據(jù)指令(StreamingSIMDExtention,SSE)Pentium4又比PentiumIII增加了144條指令（稱為SSE2）奔騰D

、奔騰至尊、酷睿2等又增加了13條SSE3指令Corei5和Corei7又增加了40多條SSE4指令Intel公司CPU芯片的發(fā)展變化30多年來其主要產(chǎn)品的發(fā)展過程為：8088（8086）→80286→80386→80486→→Pentium→PentiumPRO→PentiumII→→PentiumIII→Pentium4→→賽揚系列奔騰系列（過渡型）（經(jīng)濟型）凌動系列（上網(wǎng)本）酷睿系列(Core2、Corei3/i5/i7)（主流型）當前產(chǎn)品影響CPU性能的主要因素字長（位數(shù)）指通用寄存器和定點運算器的寬度（即二進制整數(shù)運算的位數(shù)）指令系統(tǒng)指令的類型、數(shù)目和功能等都會影響程序的執(zhí)行速度邏輯結構CPU包含的定點運算器和浮點運算器的數(shù)目、采用的流水線結構和級數(shù)、指令分支預測的機制、執(zhí)行部件的數(shù)目等內(nèi)核數(shù)目高速緩存（cache）的容量與結構主頻（CPU內(nèi)部時鐘頻率）指CPU芯片中電子線路（門、觸發(fā)器）的工作頻率，它決定著CPU芯片內(nèi)部數(shù)據(jù)傳輸與操作速度的快慢CPU總線速率CPU總線（前端總線）傳輸速率：決定著CPU與內(nèi)存之間傳輸數(shù)據(jù)的速度快慢體系結構邏輯實現(xiàn)物理實現(xiàn)1980’1990’2005201020151980’1990’2005201020154核80x86Pentium

80核

雙核年代性能提高CPU性能的3大措施提高主頻增加邏輯復雜度增加內(nèi)核數(shù)目雙核多核異構的多核處理器性能與其邏輯復雜性的平方根成正比，若邏輯復雜性提高1倍，至多能提高40%的性能最大瓶頸是散熱問題：

3.2GHz的Pentium

4功耗超過100W，溫度達70度！主頻到4.0GHz，功耗會達到150W！采用2個處理器構成一個雙核處理器，可以提高70%～80%的性能電路與封裝技術的進步，能把多個處理器做在單個芯片上1改進CPU結構；2提高IC速度(主頻)；3增加CPU(核)的數(shù)目什么是雙核/四核處理器？揭開外殼后的PentiumD處理器共享的L2cache2x奔騰雙核E5000處理器

單個IC封裝有2個功能完全相同的處理器(內(nèi)核)進一步發(fā)展為2個內(nèi)核做在同一晶片上，共享L2cache，提高性價比2個雙核晶片封裝在一起成為4核處理器4個/6個內(nèi)核做在同一晶片上，共享L3cache（Corei7）提高CPU性能的措施擴展CPU的字長：32位－>64位擴充CPU指令系統(tǒng)：SSE指令提高CPU主頻：從1.5GHz－>3GHz以上，目前最高已經(jīng)接近4GHz；加快CPU前端總線的數(shù)據(jù)傳輸速率增大cache存儲器容量、增加cache的級數(shù)改進CPU內(nèi)部的邏輯結構超標量結構（多個執(zhí)行部件）指令流水線執(zhí)行技術超線程技術采用多內(nèi)核結構1音箱5CPU2調(diào)制解調(diào)器6鍵盤3麥克風7鼠標器4內(nèi)存條8CD驅(qū)動器9軟驅(qū)10硬盤驅(qū)動器11打印機12I/O接口13CRT顯示器14擴展卡主板主板主板的作用：安裝所有的電子器件、電路與連接件主板內(nèi)容：見上圖ROMBIOS：存放最基礎的軟件——基本輸入/輸出系統(tǒng)(BIOS)CMOS存儲器：存放硬件配置信息和系統(tǒng)基本參數(shù)（日期、時間、口令等）存儲器插槽處理器插座

I/O設備插口光驅(qū)及硬盤連接器電源連接器擴充卡插槽(PCI)CPU插座北橋芯片南橋芯片

BIOSROMCMOS存儲器擴充卡插槽(PCI-Ex1)顯示卡插槽(PCI-Ex16)芯片組的作用芯片組是PC機各組成部分相互連接和通信的樞紐北橋芯片：1.存儲器控制功能；2.連接CPU、存儲器、顯卡、南橋芯片的樞紐南橋芯片：1.多種I/O設備的控制功能；2.I/O總線(PCI總線)功能；3.提供了各種I/O接口CPU芯片CPU前端總線北橋MCH圖形卡接口雙通道南橋ICH5USB2.0接口(x8)以太網(wǎng)接口PCI插槽(≤6個)ROMBIOS硬盤接口(x2)音頻CodecSuperI/O鍵盤,鼠標,軟驅(qū),并口,串口等電話ModemDDR2電源管理、時鐘生成DDR2存儲器關于芯片組的一些說明芯片組與CPU芯片同步發(fā)展，有什么樣功能和速度的CPU，就有什么樣的芯片組與之配套由于集成電路集成度越來越高，為降低系統(tǒng)成本，芯片組中集成了越來越多的功能，包括網(wǎng)卡、顯卡、聲卡等功能生產(chǎn)芯片組的公司：Intel芯片(如X48、P43、P45和G41、G43、G45、B43、Q43、Q45；ICH7、ICH8、ICH9和ICH10等）VIA（威盛，中國臺灣）nVIDIA（美國）AMD（美國）BIOS什么是BIOS（BasicInput/OutputSystem）？中文名為“基本輸入/輸出系統(tǒng)”，它是存放在主板上只讀存儲器（ROM）芯片中的一組機器語言程序功能：診斷計算機故障啟動計算機工作控制基本外設的輸入輸出操作(鍵盤、鼠標、磁盤讀寫、屏幕顯示等)BIOS芯片保存BIOS的只讀存儲器(ROM)芯片BIOS芯片中包含的程序加電自檢程序程序（POST）

(PowerOnSelfTest)用于檢測計算機硬件故障系統(tǒng)自舉程序（Boot）啟動計算機工作，加載并進入操作系統(tǒng)運行狀態(tài)CMOS設置程序設置系統(tǒng)參數(shù)：日期、時間、口令、配置參數(shù)等常用外部設備的驅(qū)動程序（Driver）實現(xiàn)對鍵盤、顯示器、軟驅(qū)和硬盤等常用外部設備輸入輸出操作的控制內(nèi)存與外存的關系及比較內(nèi)存儲器(簡稱內(nèi)存或主存)存取速度快成本高、容量相對較小直接與CPU連接，CPU(指令)可以對內(nèi)存中的指令及數(shù)據(jù)進行讀、寫操作屬于揮發(fā)性存儲器(volatile)，用于臨時存放正在運行的程序和數(shù)據(jù)內(nèi)存儲器外存儲器CPU指令1指令2指令k指令n程序數(shù)據(jù)1數(shù)據(jù)2數(shù)據(jù)m數(shù)據(jù)①任務啟動時，執(zhí)行該任務的程序和數(shù)據(jù)將從外存成批傳送到內(nèi)存②CPU從內(nèi)存中逐條讀取該程序的指令及相關的數(shù)據(jù)④將指令的運算處理結果送回內(nèi)存保存⑤任務完成后，將處理得到的全部結果成批傳送到外存以長久保存③逐條執(zhí)行指令，按指令要求完成對數(shù)據(jù)的運算和處理外存儲器(簡稱外存或輔存)存取速度慢成本低、容量很大不與CPU直接連接，計算機運行程序時，外存中的程序及相關數(shù)據(jù)必須先傳送到內(nèi)存，然后才能被CPU使用。屬于不揮發(fā)性存儲器(Nonvolatile)，用于長久存放系統(tǒng)中幾乎所有的信息內(nèi)存儲器的分類及應用內(nèi)存由半導體存儲器芯片組成，芯片有多種類型：半導體存儲器只讀存儲器(ROM)隨機存取存儲器(RAM)靜態(tài)隨機存取存儲器SRAM動態(tài)隨機存取存儲器DRAM不可在線改寫內(nèi)容的ROM快擦除存儲器（FlashROM）（用作Cache存儲器）

（用作主存儲器）每個存儲單元(cell)由6個晶體管組成只要加上電，信息就能一直保持對電器干擾相對不很敏感比DRAM更快，也更貴每個存儲單元由1個電容和1個晶體管組成.每10-100ms必須刷新一次對電器干擾比較敏感比SRAM慢，但便宜（用作BIOS存儲器）(顯卡、U盤、存儲卡)PC機主存儲器的物理結構主存儲器由1～4個內(nèi)存條組成內(nèi)存條的組成：把若干片DRAM芯片焊裝在一小條印制電路板上制成內(nèi)存條必須插在主板上的內(nèi)存條插槽中才能使用目前流行的是DDR2和DDR3內(nèi)存條：均采用雙列直插式，其觸點分布在內(nèi)存條的兩面DDR2和DDR3均有240個引腳，但不可互換使用PC機主板中一般都配備有2個或4個內(nèi)存條插槽

4個內(nèi)存條插槽計算機存儲器的層次結構cache存儲器主存儲器(RAM和ROM)外存儲器（軟盤、硬盤、光盤）后備存儲器（磁帶庫、光盤庫）內(nèi)存儲器外存儲器寄存器典型容量<1KB幾個MB幾個GB100GB-1TB10TB-100TB典型存取時間1ns2ns10ns10ms10s分析：速度越快，成本較高。為了獲得好的性能/價格比，計算機中各種存儲器組成一個層狀的塔式結構，取長補短，協(xié)調(diào)工作工作過程：1）CPU運行時，需要的操作數(shù)大部分來自寄存器2）如需要從(向)存儲器中取(存)數(shù)據(jù)時，先訪問cache，如在，取自cache3）如操作數(shù)不在cache，則訪問RAM，如在RAM中，則取自RAM4）如操作數(shù)不在RAM，則訪問硬盤，操作數(shù)從硬盤中讀出→RAM→cache計算機中的總線總線的定義：用于在CPU、內(nèi)存、外存和各種輸入輸出設備之間傳輸信息的一個共享的信息傳輸通路及其控制部件。總線的特點：1共享；2高速總線的參數(shù)：數(shù)據(jù)通路寬度；總線工作頻率；每秒傳輸次數(shù)總線帶寬(最高傳輸速率)＝(數(shù)據(jù)通路寬度/8)x總線工作頻率x傳輸次數(shù)總線的類型：CPU總線（前端總線FSB）存儲器總線I/O總線（目前使用的是PCI和PCI-E兩種）對應主板上的兩種擴充插槽：

PCI插槽

PCI-E插槽PCI和PCI-E擴充卡插槽各種I/O插口PCI插槽工作頻率:33MHz，數(shù)據(jù)線:32位傳輸速率:133MB/sPCI-Ex1插槽1個串行傳輸通道；最高傳輸速率:250MB/s顯卡插槽(PCI-Ex16)16個串行傳輸通道；最高傳輸速率:5GB/sI/O接口I/O接口：I/O設備與主機之間的連接器包括：插頭/插座的形式、通訊規(guī)程和電器特性等分類：從數(shù)據(jù)傳輸方式來分：串行（一次只傳輸1位）并行（多位一起進行傳輸）從是否能連接多個設備來分：總線式（可連接多個設備）獨占式（只能連接1個設備）從是否符合標準來分：標準接口（通用接口）專用接口（專用接口）串行接口并行接口關于I/O接口I/O接口：I/O設備與主機之間的連接器包括：插頭/插座的形式、通訊規(guī)程和電器特性等分類：從數(shù)據(jù)傳輸方式來分：串行（一次只傳輸1位）并行（多位一起進行傳輸）從是否能連接多個設備來分：總線式（可連接多個設備）獨占式（只能連接1個設備）從是否符合標準來分：標準接口（通用接口）專用接口（專用接口）串行接口并行接口常用的I/O接口及其性能參數(shù)名稱數(shù)據(jù)傳輸方式數(shù)據(jù)傳輸速率標準插頭/插座形式可連接的設備數(shù)目通常連接的設備串行口串行,雙向50～19200b/sEIA-232或EIA-422DB25F或DB9F1鼠標器，MODEM并行口(增強式)并行,雙向1.5MB/sIEEE1284DB25M1打印機，掃描儀USB(1.0)USB(1.1)串行,雙向1.5Mb/s(慢速)1.5MB/s(全速)USB-IFA型，B型最多127鍵盤，鼠標器，數(shù)碼相機，移動盤等USB(2.0)USB(3.0)串行,雙向60MB/s(高速)640MB/s(高速)USB-IFA型，B型，Mini型最多127外接硬盤，數(shù)字視頻設備，掃描儀等IEEE1394aIEEE1394b串行,雙向50MB/s,100MB/s,200MB/sFireWire(i.Link)最多63數(shù)字視頻設備IDE并行,雙向66MB/s100MB/s133MB/sUltraATA/66

UltraATA/100UltraATA/133(E-IDE)1~4硬盤，光驅(qū)，軟驅(qū)SATA串行,雙向150MB/s300MB/sSATA1.0SATA2.07針插頭/插座1硬盤顯示器輸出接口并行,單向200～500MB/sVGAHDB151顯示器PS/2接口串行,雙向低速IBM1鍵盤或鼠標器紅外線接口(IrDA)串行,雙向115,000bps或4Mbps紅外線數(shù)據(jù)協(xié)會不需要1鍵盤，鼠標器，打印機等關于USB接口通用串行總線式接口（UniversalSerialBus）高速、可連接多個設備、串行傳輸傳輸速率：USB的1.1版：1.5Mb/s和12Mb/sUSB2.0版：最高達480Mb/s（60MB/s）USB3.0版：最高達3.2Gbps（400MB/s）USB2.0使用4線連接器，體積小，符合即插即用規(guī)范（Plug&Play,即PnP）使用“USB集線器”擴展機器的USB接口，最多連接127個設備可通過USB接口由主機向外設提供電源(＋5V，100～500mA)

USB標識USB3.0常用輸入設備鍵盤鼠標手寫輸入與觸摸屏掃描儀數(shù)碼相機常用輸出設備顯示器與顯示卡打印機計算機顯示器的作用與組成作用：是計算機必不可少的圖文輸出設備，它能將數(shù)字信號轉化為光信號，使文字和圖像在屏幕上顯示出來組成與分類：陰極射線管顯示器(簡稱CRT)液晶顯示器(簡稱LCD)集成顯卡獨立顯卡顯示器(Monitor)顯示控制器(顯卡、圖形卡)計算機顯示器(Displaydevice)液晶顯示器(LCD)原理什么是液晶？液晶是介于固態(tài)和液態(tài)之間的一種物質(zhì)，它是具有規(guī)則分子排列的有機化合物。加熱時呈現(xiàn)透明的液體狀態(tài)，冷卻時則出現(xiàn)結晶顆粒的混濁固體狀態(tài)。因此既具有液體的流動性，又具有固態(tài)晶體排列的有向性。它是一種彈性連續(xù)體，在電場的作用下能快速地展曲、扭曲或者彎曲。顯示器的性能參數(shù)顯示屏尺寸與屏幕寬高比：屏幕尺寸以對角線長度度量，如15吋,17吋,19吋,22吋，······寬高比：普通屏：4∶3■

寬屏：16∶10或16∶9顯示分辨率：水平像素個數(shù)×垂直像素個數(shù)例：1920×1200,1280×1024,1024×768,800×600,640×480在顯卡的控制下，屏幕分辨率是可以設置的刷新速率：畫面每秒鐘更新的次數(shù)。刷新速率越高，圖像穩(wěn)定性越好響應時間LCD像素點對輸入信號的反應速度，響應時間愈小愈好亮度和對比度背光源類型：LED或熒光燈管輻射和環(huán)保PC機的外存儲器硬盤存儲器軟盤驅(qū)動器光盤驅(qū)動器磁道扇區(qū)磁盤的磁道和扇區(qū)磁盤表面被分為許多同心圓，每個同心圓稱為一個磁道。每個磁道都有一個編號，最外面的是0磁道每個磁道被劃分為若干段（段又叫扇區(qū)），每個扇區(qū)的存儲容量均為512字節(jié)。每個扇區(qū)都有一個編號注：所謂磁盤的格式化操作，就是在盤面上劃分磁道和扇區(qū)，并在扇區(qū)中填寫扇區(qū)號等信息的過程信息的平均存取時間磁盤上的信息以扇區(qū)為單位進行讀寫，平均存取時間為：

T=尋道時間+旋轉等待時間+數(shù)據(jù)傳輸時間尋道時間——磁頭尋找到指定磁道所需時間(大約5ms)旋轉等待時間——指定扇區(qū)旋轉到磁頭下方所需要的時間(大約4～6ms)(轉速：4200/5400/7200/10000rpm)數(shù)據(jù)傳輸時間——(大約0.01ms/扇區(qū))磁頭磁道旋轉軸碟片硬盤存儲器的性能指標（1）容量：以GB為單位，目前硬盤單碟容量約為幾百個GB（2）平均存取時間：在幾ms～幾十ms之間，由硬盤的旋轉速度、磁頭尋道時間和數(shù)據(jù)傳輸速率所決定（3）緩存容量：原則上越大越好，通常為幾MB～幾十MB（4）數(shù)據(jù)傳輸速率外部傳輸速率指主機從（向）硬盤緩存讀出（寫入）數(shù)據(jù)的速度，與采用的接口類型有關內(nèi)部傳輸速率指硬盤在盤片上讀寫數(shù)據(jù)的速度，轉速越高內(nèi)部傳輸速率越快

（5）與主機的接口：以前使用：并行ATA（PATA）接口當前流行：串行ATA（SATA）接口使用硬盤應注意什么?正在對硬盤讀寫時不能關掉電源保持使用環(huán)境的清潔衛(wèi)生，注意防塵；控制環(huán)境溫度，防止高溫、潮濕和磁場的影響防止硬盤受震動，工作時不要移動機器及時對硬盤內(nèi)容進行整理，包括目錄的整理、文件的清理、磁盤碎片整理等防止計算機病毒對硬盤的破壞，對硬盤定期進行病毒檢測移動硬盤工作原理與固定硬盤相同存儲容量較大（30GB～160GB、320GB）采用USB或IEE1394接口，即插即用，支持熱插拔(必須先停止工作)小巧而便于攜帶速度快，安全可靠移動硬盤優(yōu)盤采用Flash存儲器（閃存）芯片，體積小，重量輕容量按需要而定（幾十MB～幾十GB），具有寫保護功能數(shù)據(jù)保存安全可靠，使用壽命長使用USB接口，即插即用，支持熱插拔(必須先停止工作)讀寫速度比較快可以模擬光驅(qū)和硬盤啟動操作系統(tǒng)存儲卡原理與U盤相同，也使用閃存芯片（flashmemory）做成長方形或正方形的卡片狀，使用印刷插頭，不使用USB插頭使用讀卡器才能對存儲卡進行讀寫存儲卡的主要種類：CF卡MMC卡SD/SDHC卡（包括MiniSD卡、MicroSD卡）MemoryStick卡(MS卡)用途：數(shù)碼相機、游戲機、手機、MP3播放器外置“多合一讀卡器”固態(tài)硬盤（SSD）固態(tài)硬盤(SolidStateDisk、SolidStateDrive)是使用NAND型閃存做成的外存儲器用途：在便攜式計算機中代替?zhèn)鹘y(tǒng)的硬盤外形與常規(guī)硬盤相同，如1.8英寸、2.5英寸或3.5英寸，與主機的接口也相互兼容存儲容量：64GB～128GB或更大優(yōu)點：低功耗、無噪音、抗震動、低熱量，讀寫速度也快于傳統(tǒng)硬盤存在問題：成本：高于常規(guī)的硬盤壽命：Flash存儲器都有一定的寫入壽命、壽命到期后數(shù)據(jù)會讀不出來且難以修復光盤存儲器的發(fā)展分代年代名稱激光類型存儲容量第1代1982CD光盤存儲器紅外光650MB第2代1995DVD光盤存儲器紅光4.7GB第3代2006BD光盤存儲器藍光25GB（注：DVD和BD的容量均為單面單層的容量）

光盤的信息記錄原理光盤上的螺旋形光道凹坑的邊緣用來表示“1”，而凹坑內(nèi)外的平坦部分表示“0”光盤片的類型按存儲容量與讀寫特性分：CD盤片DVD盤片藍光盤片只讀盤片（CD-ROM）一次性可寫盤片（CD-R）可擦寫盤片（CD-RW）只讀盤片（DVD）一次性可寫盤片（DVD-R,DVD+R）可擦寫盤片（DVD-RW,DVD+RW

DVD-RAM

）只讀盤片（BD）一次性可寫盤片（BD-R）可擦寫盤片（BD-RE）藍光盤什么是程序(program)程序是告訴計算機做什么和如何做的一組指令(語句)，這些指令(語句)都是計算機能夠理解并能夠執(zhí)行的一些命令程序的特性：①用于完成某一確定的信息處理任務②使用某種計算機語言描述如何完成該任務③預先存儲在計算機中，啟動運行后才能完成任務程序與軟件是什么關系軟件往往指的是設計比較成熟、功能比較完善、具有某種使用價值、且有一定規(guī)模的程序軟件既包含程序、也包含與程序相關的數(shù)據(jù)和文檔：程序是軟件的主體數(shù)據(jù)指的是程序運行過程中處理的對象和必須使用的一些參數(shù)（如三角函數(shù)表、英漢詞典等）文檔指的是與程序開發(fā)、維護及操作有關的一些資料（如設計報告、維護手冊和使用指南等）“軟件”強調(diào)的是產(chǎn)品、工程、產(chǎn)業(yè)或?qū)W科等宏觀方面的含義，“程序”更側重技術層面的含義軟件和程序本質(zhì)上相同，在不會發(fā)生混淆的場合，軟件和程序兩個名稱經(jīng)?；煊?，并不嚴格加以區(qū)分計算機軟件有哪些特性？(1)1.不可見性(是無形的，不能被人們直接觀察、欣賞和評價)2.適用性(可以適應一類應用問題的需要)3.依附性(依附于特定的硬件、網(wǎng)絡和其他軟件)4.復雜性(規(guī)模越來越大，開發(fā)人員越來越多，開發(fā)成本也越來越高)，例如：Exchange2000Windows2000項目經(jīng)理25人約250人開發(fā)人員140人約1700人測試人員350人約3200人微軟Vista及Office2007兩個團隊的開發(fā)人員總共9000余人，僅Vista就投入90億美元，開發(fā)歷時6年！計算機軟件有哪些特性？(2)5.無磨損性(功能和性能一般不會發(fā)生變化)6.易復制性(可以非常容易且毫無失真地進行復制)7.不斷演變性(軟件的生命周期)，例如：版本不斷改版(Office2000,Office2003,Office2007)軟件不斷更新（升級、補丁或servicepack）添加新特性修復漏洞，提高安全性8.有限責任(有限保證)9.脆弱性(黑客攻擊、病毒入侵、信息盜用···)“本軟件不做任何保證。程序運行的風險由用戶自己承擔。這個程序可能會有一些錯誤，你需要自己承擔所有服務、維護和糾正軟件錯誤的費用。另外，生產(chǎn)廠商不對軟件使用的正確性、精確性、可靠性和通用性做任何承諾。”計算機軟件的分類軟件是智力活動的成果，受到知識產(chǎn)權(版權)法的保護版權授予軟件作者(版權所有者)享有下列權利： 拷貝、發(fā)布、修改、署名、出售、···保護知識產(chǎn)權的目的：確保腦力勞動成果受到獎勵，鼓勵人們進行發(fā)明創(chuàng)造購買一個軟件，用戶僅僅得到了該軟件的使用權，并沒有獲得它的版權隨意進行軟件拷貝和分發(fā)是一種違法行為從軟件知識產(chǎn)權對軟件進行分類商品軟件共享軟件(shareware)（也稱為試用軟件demoware）具有版權，可免費試用一段時間，允許拷貝和散發(fā)（但不可修改），試用期滿后需交費才能繼續(xù)使用自由軟件(FreeSoftware)（≈開放源代碼軟件）用戶可共享，并允許隨意拷貝、修改其源代碼，允許銷售和自由傳播。但是，對軟件源代碼的任何修改都必須向所有用戶公開，還必須允許此后的用戶享有進一步拷貝和修改的自由免費軟件（Freeware）（≠FreeSoftware）無需付費即可獲得的軟件。例如PDF閱讀器、Flash播放器等自由軟件很多是免費軟件；免費軟件不全是自由軟件軟件的許可證（license）軟件許可證也稱為“許可證協(xié)議”，它規(guī)定了計算機軟件使用方式的法律合同，軟件使用有哪些額外的限制，有哪些額外的權利等許可證的類型：單用戶許可證多用戶許可證并發(fā)用戶許可證定點（fixedsite）許可證許可證的形式：拆封許可證最終用戶許可證不能再次出售只能安裝在1臺計算機上不得進行反匯編、反編譯不得將其組成部分分散在多臺計算機上使用不得出租或出借······通用應用軟件的類別與功能類別功能流行軟件舉例文字處理軟件文本編輯、文字處理、桌面排版等Word、AdobeAcrobat、WPS、FrontPage等電子表格軟件表格定義、數(shù)值計算和統(tǒng)計、繪圖等Excel等圖形圖像軟件圖像處理、幾何圖形繪制、動畫制作等AutoCAD、Photoshop、CorelDraw、3DSMAX等媒體播放軟件播放各種數(shù)字音頻和視頻文件MediaPlayer、RealPlayer、Winamp等網(wǎng)絡通信軟件電子郵件、聊天、IP電話等OutlookExpress、MSN、QQ、ICQ等演示軟件投影片制作等PowerPoint等信息檢索軟件在數(shù)據(jù)庫和因特網(wǎng)中查找需要的信息Google，天網(wǎng)，百度等個人信息管理軟件記事本、日程安排、通訊錄、郵件Outlook，LotusNotes游戲軟件游戲、教育和娛樂棋類游戲、撲克游戲等

什么是系統(tǒng)軟件？系統(tǒng)軟件是為了給用戶使用計算機提供方便、為應用軟件提供支持、使計算機安全可靠地運行的必不可少的軟件舉例：基本輸入/輸出系統(tǒng)（BIOS）操作系統(tǒng)（如Windows、Unix、Linux等）程序開發(fā)工具與環(huán)境（如C語言編譯器等）數(shù)據(jù)庫管理系統(tǒng)（DBMS）實用程序（Utility，如磁盤清理程序、備份程序、殺毒軟件、防火墻等）系統(tǒng)軟件有哪些特性？與計算機硬件有密切的關系，能對硬件進行統(tǒng)一的控制、調(diào)度和管理；具有通用性，能為多種應用軟件的開發(fā)和運行提供支持與服務在任何計算機系統(tǒng)中，系統(tǒng)軟件都是必不可少的在購買計算機時，通常計算機供應廠商會提供給用戶一些最基本的系統(tǒng)軟件，否則計算機無法工作。最重要的系統(tǒng)軟件有哪些?操作系統(tǒng)（OS）OS是最重要的系統(tǒng)軟件，幾乎所有計算機都需要OS功能上也包含BIOS在內(nèi)程序設計語言處理系統(tǒng)編譯器解釋器匯編程序（匯編器）開發(fā)工具與平臺數(shù)據(jù)庫管理系統(tǒng)（DBMS）實用程序?qū)嵱贸绦蛴糜趨f(xié)助OS或用戶完成日常系統(tǒng)維護和監(jiān)管任務，使計算機系統(tǒng)更加安全、可靠、方便、有效操作系統(tǒng)的重要作用三個主要作用：

1為運行的程序管理和分配各種軟硬件資源

2為用戶提供友善的人機界面（圖形用戶界面）

3為開發(fā)和運行應用程序提供高效率的平臺其它輔助功能：顯示系統(tǒng)狀態(tài)處理軟硬件錯誤保護系統(tǒng)安全基本輸入輸出系統(tǒng)（BIOS）BIOS是存放在主板上只讀存儲器(flashROM)中的一組程序（也稱為firmware,固件

）主要包含4個部分：加電自檢程序(診斷計算機故障)系統(tǒng)自舉（裝入）程序(裝入并啟動OS工作)CMOS設置程序(設定和修改計算機配置)基本外圍設備的驅(qū)動程序(控制基本的I/O操作)計算機斷電后，BIOS程序和CMOS中的數(shù)據(jù)仍保持不變需要時BIOS程序可以升級(update)OS如何支持多任務處理CPU的管理（處理器管理）目的：讓CPU輪流為所有任務服務原則：公平性；優(yōu)先級；負載均衡方法：按時間片輪轉（10-20ms為1個時間片）按優(yōu)先級調(diào)度任務1任務2任務3任務4任務5時間時間任務多任務處理與多核CPUCPU瞬間可同時執(zhí)行的線程(任務)數(shù)目:單核CPU：1

■

雙核CPU：2

■

四核CPU：4InstructionsResultsaresequenced1.就緒線程排隊等候進入CPU處理2.那一個CPU空閑，就把等候的線程交給它執(zhí)行3.每個CPU負責完成分配給它的線程（注：假設CPU不具備超線程功能）操作系統(tǒng)運行時內(nèi)存的態(tài)勢

內(nèi)存儲器其它計算機硬件應用程序接口(API)處理器管理文件管理存儲管理文件系統(tǒng)，網(wǎng)絡通信程序設備驅(qū)動程序設備管理窗口管理應用程序1應用程序2應用程序3用戶接口外殼應用程序k用戶操作系統(tǒng)正在運行的應用程序“存儲管理”需要解決哪些問題為每個任務分配存儲空間，任務結束之后收回存儲空間對存儲空間進行保護保護操作系統(tǒng)所在區(qū)域不被應用程序修改保護每個應用程序的私有區(qū)域不被其他程序修改對存儲空間進行擴充，使應用程序的存儲空間不受實際存儲容量大小的限制解決方案——虛擬存儲器(VirtualMemory)交換區(qū)作為物理內(nèi)存的補充頁表虛存空間中的頁面一部分在物理內(nèi)存，一部分在硬盤中的虛擬內(nèi)存，它們均登記在頁表中虛擬存儲器的工作過程物理內(nèi)存若物理內(nèi)存已滿，需換出一頁直接訪問進程運行需訪問某個頁面中的內(nèi)容時，若該頁面在物理內(nèi)存，就直接訪問物理內(nèi)存磁盤中的交換區(qū)(虛擬內(nèi)存)

特點：1）由硬件和OS自動完成，對程序員透明；2）程序可用內(nèi)存容量允許超過實際物理容量；3）多個進程互不干擾根據(jù)：程序的局部性原理虛擬存儲空間每個進程都在各自的虛存空間中工作，虛存空間分成許多頁，程序和數(shù)據(jù)就安排在一個個“頁面”中頁面1頁面2頁面3頁面4頁面k····查表頁面不在物理內(nèi)存從交換區(qū)讀出一頁WindowsXP的虛擬存儲器WindowsXP操作系統(tǒng)中：每個程序的虛存空間最大可達到4GB頁面的大小通常是4KB虛擬內(nèi)存是系統(tǒng)盤根目錄下的一個名為pagefile.sys的文件，其大小和位置用戶可設置使用“任務管理器”可以查看：總的物理內(nèi)存大小可用物理內(nèi)存大小總的虛擬內(nèi)存大小可用虛擬內(nèi)存大小等什么是文件(file)？程序和數(shù)據(jù)通常都存儲在外存儲器中，為了便于存取和管理，它們都組織成“文件(file)”文件是存儲在外存儲器中的一組相關信息的集合，例如：·一個程序·一張圖片·一只MP3歌曲·一封郵件每個文件均有自己的“文件名”，用戶（或軟件）使用文件名讀出/寫入（稱為“存取”)外存儲器中的文件文件的名字由兩部分組成：(主文件名)[.擴展名]程序文件(可執(zhí)行文件)：

..dll等數(shù)據(jù)文件：

.txt.pdf.doc.ppt.jpg.mp3等WindowsXP的文件允許使用長文件名，即文件名最多可包含255個中文或西文字符英文字母的大、小寫只在形式上加以區(qū)分，實際上不予區(qū)別（例如：Text.DOC

與

text.doc

是同一個文件）常用程序文件的擴展名：..dll.bat常用數(shù)據(jù)文件的擴展名：文本文件聲音文件圖形、圖像文件動畫/視頻文件Web網(wǎng)頁文件文件的組成和文件說明信息每一個文件都由2部分組成：文件名等說明信息文件內(nèi)容文件名和文件擴展名文件大小(長度)在磁盤上存放的起始位置文件時間(創(chuàng)建時間、最近修改時間、最近訪問時間等)文件創(chuàng)建者文件屬性系統(tǒng)文件隱藏文件存檔文件只讀文件壓縮加密編制索引

文件在磁盤中如何存儲？

磁盤分成兩個區(qū)域：目錄區(qū)和數(shù)據(jù)區(qū)目錄實質(zhì)上是一張“文件名－存放位置”的對照表文件名擴展名，文件長度，時間，屬性信息等存放位置柱面號磁道號扇區(qū)號文件1···xxx1yyy1zzz1文件2···xxx2yyy2zzz2···············文件k···xxxkyyykzzzk

從磁盤上讀出一個文件時，先在目錄區(qū)中找出該文件的存放位置，然后再按此位置，從磁盤的數(shù)據(jù)區(qū)中讀出該文件內(nèi)容目錄區(qū)，用于存放文件的目錄，即文件說明信息數(shù)據(jù)區(qū)，用于存放文件的內(nèi)容目錄區(qū)數(shù)據(jù)區(qū)文件管理和文件系統(tǒng)

文件系統(tǒng)需要解決的問題：有效管理外存儲器的存儲空間實現(xiàn)對文件方便而快速的按名存取對硬盤、光盤、優(yōu)盤、存儲卡等不同外存儲器實現(xiàn)統(tǒng)一管理統(tǒng)一本地文件/遠程文件的存取操作實現(xiàn)文件的安全存取User（外存儲設備）文件系統(tǒng)軟件文件系統(tǒng)是OS的一個組成部分，它負責管理計算機中的文件，使用戶(和程序)能很方便地進行文件的存取操作操作系統(tǒng)的四種類型PC機使用的操作系統(tǒng)一般都具有多任務處理功能網(wǎng)絡服務器上安裝運行的是“網(wǎng)絡操作系統(tǒng)”，特點是：具有強大的多用戶并發(fā)處理能力支持多種網(wǎng)絡通信功能，提供專門的網(wǎng)絡應用服務安全性強，可靠性好軍事指揮和武器控制系統(tǒng)、電網(wǎng)調(diào)度和工業(yè)控制系統(tǒng)、證券交易系統(tǒng)等，安裝運行的是“實時操作系統(tǒng)”，特點是：對外部事件能在允許的時間范圍內(nèi)快速作出響應，具有很高的可靠性和安全性嵌入式計算機應用中運行的是“嵌入式操作系統(tǒng)”，特點是：快速、高效、具有實時處理功能代碼非常緊湊，存儲器需求小智能手機與操作系統(tǒng)什么是智能手機（Smart

Phone）？可以自行安裝和卸載應用軟件的手機智能手機的特點：安裝有手機OS，功能可擴展具備無線接入互聯(lián)網(wǎng)的能力支持多任務處理具有PDA和多媒體功能手機操作系統(tǒng)的主要類型Symbian（塞班，芬蘭Nokia）Android（安卓，摩托羅拉、三星等）iOS（蘋果iPhone）WindowsMobileBlackBerryOS手機操作系統(tǒng)安卓(Android)操作系統(tǒng)Google兩年前推出，屬于以Linux為基礎的開放源代碼操作系統(tǒng)，是自由及開放源代碼軟件支持的處理器類型：ARM、MIPS、PowerArchitecture、Intelx86采用Android系統(tǒng)的手機廠商：宏達電、三星電子、摩托羅拉、樂喜金星、索尼愛立信、華為等2010年末數(shù)據(jù)顯示，Android已經(jīng)超越稱霸十年的諾基亞（Nokia）SymbianOS，躍居全球智能手機平臺首位Android也在平板電腦市場急速擴張版本：2.3.3(手機)和3.0(平板)AppleiOS操作系統(tǒng)iOS是蘋果公司為iPhone

、iPodtouch、iPad

及AppleTV

開發(fā)的操作系統(tǒng)，占用約240MB的存儲空間用戶界面：使用多點觸控直接操作?？刂品椒òǎ夯瑒?、輕按、擠壓及旋轉支持硬件：基于ARM架構的CPU限制：JAVAFlashSVG算法是解決問題的方法與步驟算法的三個方面：如何確定算法（算法設計）？如何表示算法（算法表示）？如何使算法更有效（算法分析）？文字敘述流程圖表示偽代碼描述算法分析的基本內(nèi)容正確性：給定有效輸入后，經(jīng)過有限時間的計算，產(chǎn)生正確的輸出結果簡單性算法是否容易理解，是否容易驗證其正確性，程序是否容易調(diào)試簡單的算法效率不一定高，要在保證一定效率的前提下力求算法簡單時間復雜性(TimeComplexity)

：當問題的規(guī)模n充分大時，運行該算法所需要的時間的數(shù)量級表示空間復雜性(SpaceComplexity)：除原始數(shù)據(jù)之外，額外占用的存儲空間的大小計算機算法的4個特點目的：完成某個特定的信息處理任務必須滿足的性質(zhì)：①確定性：算法中每一步操作的含義必須清楚明確，無二義性②能行性：算法中有待實現(xiàn)的操作都是計算機可執(zhí)行的，即必須在計算機的能力范圍之內(nèi)③有窮性：算法在執(zhí)行了有限步操作后必須結束④算法結束后至少產(chǎn)生一個輸出（包括參量或狀態(tài)的變化）計算機中使用多種“語言”程序設計語言：主要用于描述算法機器語言、匯編語言、高級語言數(shù)據(jù)描述語言：主要用于描述數(shù)據(jù)（文檔、音樂、圖形、圖像、視頻等）的規(guī)范、結構和文件格式HTML、XML、MIDI、MP3、OpenGL、JPEG、MPEG、······腳本語言：用于編寫嵌入在文檔中的程序的程序設計語言VBA、VBScript、JavaScript計算機通信語言（通信協(xié)議）：用于描述計算機-計算機之間的會話（請求-應答）的語法和語義HTTP、POP3、SMTP、FTP、Telnet、TCP、IP、······數(shù)據(jù)庫語言：用于數(shù)據(jù)操作，如SQL語言······程序設計語言機器語言匯編語言高級程序設計語言B87F01BB210203D8B81F042BC3（計算1055-(383+545)的5條機器指令）機器語言

機器語言就是計算機的指令系統(tǒng)指令是使用二進制編碼表示的用機器語言編程序,也就是直接使用二進制代碼編寫程序優(yōu)點：可以直接被計算機執(zhí)行缺點：記不住、難理解、效率低、不易維護不同的機器語言程序，相互不兼容現(xiàn)在已不直接用機器語言編制程序！操作碼操作數(shù)(或操作數(shù)的地址)1條機器指令操作數(shù)地址操作碼匯編語言用助記符號來表示機器指令中的操作符與操作數(shù)優(yōu)點：操作數(shù)直接使用十進制程序相對容易理解缺點：大型程序難以開發(fā)依賴于具體計算機將383傳送到AX寄存器將545傳送到BX寄存器將BX內(nèi)容加AX內(nèi)容，結果在BX中將1055傳送到AX寄存器將AX內(nèi)容減BX內(nèi)容，結果在AX寄存器中B87F01BB210203D8B81F042BC3（計算1055-(383+545)的5條機器指令）機器語言程序?qū)膮R編語言程序MOVAX383MOVBX545ADDBXAXMOVAX1055SUBAXBX匯編語言程序高級程序設計語言目的：克服匯編語言的缺陷，提高編程和維護的效率特點：接近人們?nèi)粘Ｊ褂玫淖匀徽Z言（主要是英語）容易理解、記憶和使用可在不同計算機上通用對使用的符號、詞匯、語法和語義等各種語言成分都有嚴格的規(guī)定意義：使程序設計的難度降低，導致了計算機的發(fā)展進入新的階段MOVAX383MOVBX545ADDBXAXMOVAX1055SUBAXBX匯編語言程序S=1055-(383+545)高級程序設計語言的發(fā)展50年代：Fortran，ALGOL60年代：COBOL語言，BASIC語言70年代：Pascal語言，C語言80年代：Ada語言，PROLOG語言，LISP語言90年代起：面向?qū)ο笳Z言C++、JAVA、C#等程序設計語言的翻譯程序把甲語言編寫的程序翻譯為等價的乙語言編寫的程序。其中甲語言程序稱為源程序，乙語言程序稱為目標程序翻譯程序源程序目標程序常用的有下列幾種：匯編程序(匯編器)匯編語言源程序機器語言目標程序編譯程序(編譯器)高級語言源程序機器語言或匯編語言目標程序解釋程序(解釋器)高級語言源程序邊解釋邊執(zhí)行，不產(chǎn)生目標程序編譯程序與解釋程序的區(qū)別解釋：解釋器直接解釋并且執(zhí)行源語言程序，不產(chǎn)生目標程序（相當于“口譯”）編譯：把源程序編譯為機器語言目標程序后，再由計算機運行（相當于“筆譯”）源程序目標程序編譯器計算機編譯方式計算機源程序解釋器解釋方式BASIC、VisualBasic、VBScript、Java、JavaScript等都是解釋執(zhí)行的語言C、C++等都是需要編譯的語言編譯程序的處理過程源程序目標程序可執(zhí)行代碼程序庫編譯程序鏈接程序.c.h.obj.exe1.編輯 2.編譯 3.鏈接 4.運行最終用戶安裝在計算機中使用的軟件，都是這些軟件的可執(zhí)行代碼，用戶一般不會得到開發(fā)廠商的源程序（源代碼）什么是通信(communication)？廣而言之，通信就是信息的(遠距離)傳遞與交流現(xiàn)代通信——使用電波或光波傳遞信息的技術，也稱為電信（telecommunication），如電報、電話、傳真、電子郵件、BBS、QQ等通信的要求：遠距離、高速度、低成本、安全、可靠、方便通信的發(fā)展歷史：電報電話無線廣播黑白電視彩色電視計算機網(wǎng)絡1836187620世紀初191819381940’s1960’s越洋無線電報通信系統(tǒng)的模型通信的三要素：信道信源(宿)信宿(源)信號信號舉例:信道的任務是迅速、可靠而準確地將信號從信源傳輸?shù)叫潘薇粋鬏數(shù)男畔⒍急仨氁阅撤N電(或光)信號的形式才能進行傳輸發(fā)送信息的設備接收信息的設備有線電話移動電話計算機通信信源/信宿電話座機手機計算機信號形式話音經(jīng)電話機轉換成為變化的電流信號話音經(jīng)電話機轉換成為壓縮編碼后的數(shù)字信號編碼并打包后的數(shù)字信號信道構成電話線和中繼器等傳輸設備無線電波、基站等雙絞線、集線器、路由器、光纖等模擬信號與數(shù)字信號通信系統(tǒng)中被傳輸?shù)男畔⒈仨氜D換成某種電信號(或光信號)才能進行傳輸t數(shù)字信號信號強度模擬信號信號強度t電信號(或光信號)有兩種形式：模擬信號形式:通過連續(xù)變化的物理量（如信號的幅度）來表示信息，例如人們打電話或者播音員播音時聲音經(jīng)話筒(麥克風)轉換得到的電信號；數(shù)字信號形式:使用有限個狀態(tài)(一般是2個狀態(tài))來表示（編碼）信息，例如電報機、傳真機和計算機發(fā)出的信號都是數(shù)字信號00110

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1傳輸介質(zhì)的類型與特點介質(zhì)類型特點應用有線通信雙絞線成本低，易受外部高頻電磁波干擾，誤碼率較高；傳輸距離有限固定電話本地回路、計算機局域網(wǎng)同軸電纜傳輸特性和屏蔽特性良好，可作為傳輸干線長距離傳輸載波信號，但成本較高固定電話中繼線路、有線電視接入光纜傳輸損耗小，通訊距離長，容量大，屏蔽特性好，不易被竊聽，重量輕，便于鋪設。缺點是強度稍差，精確連接兩根光纖比較困難電話、電視等通信系統(tǒng)的遠程干線，計算機網(wǎng)絡的干線無線通信自由空間使用微波、紅外線、激光等，建設費用低，抗災能力強，容量大，無線接入使得通信更加方便.但易被竊聽、易受干擾廣播，電視，移動通信系統(tǒng)，計算機無線局域網(wǎng)光纖與光纜多根光纖保護層防止光泄漏的吸收外殼起保護作用的防護層外絕緣層光波在光纖中的傳播光導纖維（光線的入射角足夠大時，就會出現(xiàn)全反射，重復此過程，光就沿著光纖傳播下去）纖芯

包層保護層光波光纜(包含多根光纖)光纖保護層微波通信微波：300MHz～300GHz范圍內(nèi)的電磁波，波長為1m～1mm特點：直線傳播，不能沿地球表面?zhèn)鞑ィo繞射性），需要每隔幾十公里設立一個中繼站容量大、可靠性高建設費用低抗災能力強應用：長途電話、蜂窩移動電話、全數(shù)字高清晰度電視（HDTV）等移動通信原理每10km～20km的區(qū)域稱為單元（形似蜂窩），每個單元中心高處建有一個基站，所有單元既相互分割，又彼此交疊，形成整個移動通信服務網(wǎng)位于某單元內(nèi)的所有手機都向該基站發(fā)送信號，并接收基站發(fā)給它的信號移動交換中心電話交換中心所有基站都通過微波或光纜與移動交換中心通信手機每個時刻都處于某個特定單元的基站控制之下，同一單元內(nèi)同一時刻的不同手機使用不同的頻率與基站進行通信，相互不影響第三代移動通信系統(tǒng)（3G）使用的頻段：1885MHz~2025MHz，2110MHz~2200MHz

傳輸速率：室內(nèi)：1~3Mb/s，步行：384kb/s，快速移動：114kb/s我國采用的3種技術標準：中國移動TD-SCDMA(G3),自主知識產(chǎn)權（157、187、188、147）中國電信CDMA2000(天翼),（180、189）中國聯(lián)通W-CDMA(沃-WO)（185、186）3G的優(yōu)點：（1）提供高質(zhì)量的語音通信、數(shù)據(jù)通信和高分辨率圖像通信（2）提供足夠的系統(tǒng)容量，具有高保密性和優(yōu)質(zhì)的服務不足：發(fā)展慢、比例低(4.6%)，按流量收費費用高4G移動通信：室內(nèi):1Gbps，高速移動時:100Mbps

我國沿海7個城市正在建設試驗網(wǎng)（TD-LTE）數(shù)字通信采用的技術數(shù)字調(diào)制/解調(diào)技術（調(diào)幅；調(diào)頻；調(diào)相）解決信號傳得遠的問題多路復用技術（時分多路；頻分多路；波分多路）提高傳輸線路使用效率、降低傳輸成本交換技術（電路交換；分組交換）動態(tài)分配信道資源，提高傳輸效率和質(zhì)量數(shù)字編碼和數(shù)據(jù)壓縮技術數(shù)字信號的三種調(diào)制方法(ASK)幅移鍵控(FSK)頻移鍵控00110100010調(diào)制信號(兩個狀態(tài))(PSK)相移鍵控載波信號(高頻正弦波)調(diào)制后的載波信號傳輸信號解調(diào)器載波信號調(diào)制后的載波信號傳輸信號調(diào)制器載波信號實現(xiàn)信號調(diào)制與解調(diào)的設備分別稱為“調(diào)制器”和“解調(diào)器”：怎樣降低傳輸成本？分析：通信系統(tǒng)中，傳輸線路的建設和維護成本占整個系統(tǒng)成本的相當大的份額一條傳輸線路（銅線、光纖、無線電波）的容量通常遠遠超過傳輸1路用戶信號所需的能力降低成本采用的技術——多路復用技術(Multiplexing)多路信號使用同一條傳輸線同時進行傳輸方法：頻分多路復用（FDM）時分多路復用（TDM）波分多路復用（WDM）通信系統(tǒng)中“交換”的含義“交換”(switching)的含義就是轉接——把一條鏈路轉接到另一條鏈路，使它們連通起來從通信資源的分配角度來看，“交換”就是按照某種方式動態(tài)地分配傳輸線路常用的交換方式：電路交換分組交換…交換機什么是分組交換(PacketSwitching)?分組交換的要點：被傳輸?shù)臄?shù)據(jù)必須劃分為若干“分組”(packet,簡稱“包”)進行傳輸每個分組中必須包含收、發(fā)雙方的地址每個分組的格式如下：有效載荷(傳輸?shù)臄?shù)據(jù))校驗信息發(fā)送計算機地址目的計算機地址編號分組交換示意：321（c）132（b）不同的包在不同鏈路上進行傳輸123321（d）到接收方后，再將收到的包按順序組合在一起321321（a）發(fā)送方將數(shù)據(jù)分成3個包表示分組交換機分組交換與存儲轉發(fā)的過程高速數(shù)字通信線路計算機ABCDEFGH1234123412341234端口目的地端口－3E,F,GC,DHA,B33目的地端口33E,F,GC,DHA,B4－目的地端口2－E,F,GC,DHA,B43目的地端口11E,F,GC,DHA,B－4分組交換機1分組交換機2分組交換機3分組交換機4計算機G收到所有數(shù)據(jù)包后，將包組裝為一個文件交換機每收到一個包，就根據(jù)包的目的地地址,選擇一個輸出端口若目的地計算機就在交換機上，則交換機直接將包發(fā)給該計算機A將文件拆分成若干個包,將包逐個地發(fā)給交換機例：計算機A的文件＝>計算機G分組交換技術的優(yōu)點和問題優(yōu)點：高效動態(tài)分配傳輸帶寬，對通信鏈路是逐段占用。靈活以分組為傳送單位和查找路由。迅速不必先建立連接就能向其他主機發(fā)送分組?？煽勘ＷC可靠性的網(wǎng)絡協(xié)議；分布式的路由選擇協(xié)議使網(wǎng)絡有很好的生存性。分組交換的不足：分組在各結點存儲轉發(fā)時需要排隊，這就會造成一定的時延。分組必須攜帶的首部（里面有必不可少的控制信息）也造成了一定的開銷。分組交換技術的應用幾乎所有數(shù)據(jù)通信網(wǎng)都采用分組交換技術：交換式以太局域網(wǎng)公用數(shù)據(jù)網(wǎng)（傳統(tǒng)的廣域網(wǎng)）因特網(wǎng)（Internet）移動通信網(wǎng)（手機）

不同的分組交換網(wǎng)，基于不同的技術，采用不同的協(xié)議，因而性能與應用各不相同！

協(xié)議(protocol)是通信各方協(xié)商一致并必須嚴格遵守的規(guī)則和約定，例如：通信對象如何識別？數(shù)據(jù)如何表示？命令(信令)如何表示？收到命令后完成何種動作，做出何種響應？發(fā)生錯誤如何處理？等等

分組交換網(wǎng)的2種通信方式無連接服務通信過程中，雙方不需要預先建立連接，所傳輸?shù)臄?shù)據(jù)包未必都經(jīng)過相同的路徑進行傳輸優(yōu)點：靈活方便，比較迅速缺點：不能防止包的丟失、重復或失序面向連接服務（虛電路方式）先建立連接，再進行數(shù)據(jù)傳輸，全部傳輸完畢后再釋放連接所有包都經(jīng)同一路徑順序傳送，每個包的頭部只需標明使用哪一條“連接”進行傳送，不需要再包含目的計算機的地址優(yōu)點：提高可靠性321（無連接服務）132（面向連接服務）注：虛電路只是一條邏輯上的連接，并不是真正建立了一條物理連接計算機組網(wǎng)的目的（1）數(shù)據(jù)通信使計算機之間可以相互傳送數(shù)據(jù)，方便地交換信息（2）資源共享用戶可以共享網(wǎng)絡中其他計算機的軟件、硬件和數(shù)據(jù)資源（3）實現(xiàn)分布式信息處理大型問題可以借助于分散在網(wǎng)絡中的多臺計算機協(xié)同完成分散在各地各部門的用戶通過網(wǎng)絡合作完成一項共同的任務（4）提高計算機系統(tǒng)的可靠性和可用性計算機出現(xiàn)故障時，網(wǎng)絡中的計算機可以互為后備計算機負荷過重時，可將部分任務分配給空閑的計算機計算機網(wǎng)絡的分類按使用的傳輸介質(zhì)可分為：有線網(wǎng)■無線網(wǎng)按網(wǎng)絡的使用性質(zhì)可分為：公用網(wǎng)■專用網(wǎng)■虛擬專網(wǎng)(VPN)按網(wǎng)絡的使用對象可以分為：企業(yè)網(wǎng)■政府網(wǎng)■金融網(wǎng)■校園網(wǎng)■

···按網(wǎng)絡所覆蓋的地域范圍可以分為：局域網(wǎng)(LAN)：使用專用通信線路把較小地域范圍（一幢樓房、一個樓群、一個單位或一個小區(qū)）中的計算機連接而成的網(wǎng)絡城域網(wǎng)或市域網(wǎng)(MAN)：作用范圍在廣域網(wǎng)和局域網(wǎng)之間，其作用距離約為5km～50km，例如一個城市范圍的計算機網(wǎng)絡廣域網(wǎng)(WAN)：把相距遙遠的許多局域網(wǎng)和計算機用戶互相連接在一起的網(wǎng)絡。廣域網(wǎng)有時也稱為遠程網(wǎng)計算機網(wǎng)絡的組成計算機、手機、電子書、監(jiān)控器等“終端設備”數(shù)據(jù)通信鏈路：用于傳輸數(shù)據(jù)的介質(zhì)：雙絞線、光纜、無線電波等通信控制設備：如網(wǎng)卡、集線器、交換器、調(diào)制解調(diào)器、路由器等，確保通信正確、可靠、有效地進行網(wǎng)絡通信協(xié)議——共同遵循的一組的規(guī)則和約定通信如何開始、如何結束？數(shù)據(jù)如何表示？命令如何表示？通信對象如何區(qū)分？其身份如何鑒別？發(fā)生錯誤如何處理？等等。例如：TCP/IP,HTTP,FTP，POP3等網(wǎng)絡操作系統(tǒng)和網(wǎng)絡應用軟件：實現(xiàn)通信協(xié)議、管理網(wǎng)絡資源等實現(xiàn)各種網(wǎng)絡應用，如瀏覽器、電子郵件程序、QQ、搜索引擎等計算機網(wǎng)絡的管理——

網(wǎng)絡操作系統(tǒng)網(wǎng)絡操作系統(tǒng)(Networkoperatingsystem,NOS)是指運行在服務器上的操作系統(tǒng)，有時也稱之為“服務器操作系統(tǒng)”網(wǎng)絡操作系統(tǒng)的責任是：支持大量客戶機同時發(fā)出服務請求并快速作出響應管理并協(xié)調(diào)資源的分配與共享管理、監(jiān)測與記錄客戶機的操作 (記錄用戶每一次登錄和退出的時間，以及每一次使用服務器資源的情況)數(shù)據(jù)保護和錯誤處理等當前使用的主流網(wǎng)絡操作系統(tǒng)主流網(wǎng)絡操作系統(tǒng)：Linux，源代碼開放，可免費得到許多應用軟件UNIX系統(tǒng)，穩(wěn)定性和安全性好，可用于大型網(wǎng)絡微軟公司的Windows系統(tǒng)的服務器版（如WindowsNTServer、Windows2000Server，WindowsServer2003R2等，用于中低檔服務器）網(wǎng)絡管理員(超級用戶)的職責：為用戶建立賬號(開戶)、分配資源使用權限、撤銷賬號(銷戶)、維護網(wǎng)絡正常工作和保證信息安全網(wǎng)絡的主要性能指標之一：

傳輸速率與帶寬數(shù)據(jù)傳輸速率即數(shù)據(jù)率(datarate)，也稱為比特率(bitrate)，是計算機網(wǎng)絡中最重要的性能指標，指數(shù)據(jù)鏈路中每秒傳輸?shù)亩M位數(shù)目速率的單位是b/s，或kb/s,Mb/s,Gb/s等千比每秒，即kb/s（103b/s）兆比每秒，即Mb/s（106b/s）吉比每秒，即Gb/s（109b/s）太比每秒，即Tb/s（1012b/s）在計算機網(wǎng)絡中，“帶寬”指的是數(shù)據(jù)鏈路所能達到的“最高數(shù)據(jù)傳輸速率”，有時也稱為“信道容量”帶寬與采用的傳輸介質(zhì)、傳輸距離、多路復用方法、調(diào)制解調(diào)方法等密切相關，傳輸速率與發(fā)送/接收器速率、網(wǎng)絡的擁擠程度等有關例：數(shù)字圖像傳輸時間的計算 假設數(shù)據(jù)傳輸速率為56kb/s，傳輸一幅分辨率為640×480的6.5萬種顏色的未壓縮圖像的時間是：

(640x480x16)/56000=87.8秒

計算機網(wǎng)絡的其他性能指標誤碼率(errorrate)指數(shù)據(jù)傳輸中規(guī)定時間內(nèi)出錯數(shù)據(jù)占被傳輸數(shù)據(jù)總數(shù)的比例端－端延遲(end-enddelay)指數(shù)據(jù)從信源傳送到信宿所花費的時