第一章信息技術(shù)及計算機系統(tǒng)

1Ch1信息技術(shù)及計算機系統(tǒng)1.信息技術(shù)概述2.計算機系統(tǒng)的基礎(chǔ)知識3.計算機病毒的防治4.計算機犯罪

作業(yè)21.1信息技術(shù)概述信息的基本概念信息技術(shù)微電子技術(shù)信息技術(shù)的應(yīng)用和對社會和生活的影響3信息的基本概念信息是社會發(fā)展的三大資源（物質(zhì)、能源和信息）之一，且它的重要性正日益明顯。信息的定義：信息是客觀世界物質(zhì)及其運動的屬性及特征反映。信息的特征：普遍性、傳遞性、可識別性、轉(zhuǎn)換性、存儲性、再生性、時效性、共享性。信息與數(shù)據(jù)、知識、消息、情報數(shù)據(jù)是事物的屬性表示，它是信息的載體，數(shù)據(jù)本身沒有其他意義，而信息是通過具體的數(shù)據(jù)形式進行存儲和傳播的。知識是經(jīng)過加工和實踐檢驗的條例化的信息，信息并非都是知識情報通常是指秘密的、特定的新穎的信息。消息與信號只是信息的外表或載體，信息是它們表示的內(nèi)涵和意義4信息技術(shù)及其發(fā)展凡是涉及到信息處理和信息活動、擴展人類信息器官功能為目的的技術(shù)都可以稱為信息技術(shù)。信息技術(shù)的發(fā)展：三個階段五次變革古代信息技術(shù)—由于語言的利用、文字和印刷術(shù)的發(fā)明產(chǎn)生了主要以文字記錄為信息的存儲手段、用書信為信息傳遞的信息技術(shù)近代信息技術(shù)：由于電信革命產(chǎn)生了以電通信為主體的傳輸手段（電報、電話、傳真、無線電廣播、電視）、信息的存儲方式除了文字外也出現(xiàn)了如錄音、攝影、電影等新的存儲技術(shù)現(xiàn)代信息技術(shù)：由于計算機技術(shù)的發(fā)明和利用，產(chǎn)生了以光電信息為主要存儲手段和以網(wǎng)絡(luò)、光纖、衛(wèi)星通信為主要通信方法的現(xiàn)代信息技術(shù)5信息技術(shù)的發(fā)展古代近代現(xiàn)代存儲陶器、泥版、石刻、甲骨、竹簡、絲綢、紙錄音、唱片、攝影、電影、電視光電信息存儲（磁盤、磁帶、光盤、光學(xué)全息）傳遞“擂鼓助威”“狼煙烽火”“驛站傳遞書信”

以電通信傳輸技術(shù)為主網(wǎng)絡(luò)、光纖、衛(wèi)星通信6概念：現(xiàn)代信息技術(shù)是以微電子技術(shù)為基礎(chǔ)，計算機技術(shù)為核心，通信技術(shù)為三大支柱，以信息應(yīng)用技術(shù)為目標(biāo)的科學(xué)技術(shù)群，具體實現(xiàn)對信息的獲取、通信、存儲、處理和控制?，F(xiàn)代信息技術(shù)的結(jié)構(gòu)分類：基礎(chǔ)技術(shù)：新材料和新能量等支撐技術(shù):電子技術(shù)（尤其是微電子技術(shù)）新材料和新能源、激光技術(shù)和生物技術(shù)主體技術(shù)：通信技術(shù)(Communication)、計算機技術(shù)(Computer)和控制技術(shù)(Control)被稱為信息技術(shù)的主體技術(shù)(3C技術(shù))應(yīng)用技術(shù)：信息技術(shù)在人類生產(chǎn)和生活中的應(yīng)用現(xiàn)代信息技術(shù)7信息的獲取—感測技術(shù)信息的傳輸—通信技術(shù)，如ISDN，ADSL信息的處理—計算機技術(shù)信息的控制和存儲（分直接存儲、移動存儲和網(wǎng)絡(luò)存儲）現(xiàn)代信息技術(shù)的內(nèi)容

ADSL(AsymmetricDigitalSubscriberLine)，中文名字叫非對稱數(shù)字用戶線路，當(dāng)在你身邊的電話線兩端分別放置ADSLMODEM時，在這段電話線上便產(chǎn)生了三個信息通道：一個速率為1.5Mbps-9Mbps的高速下行通道，用于用戶下載信息；一個速率為16Kbps-1Mbps的中速雙工通道，用于用戶上傳輸出信息；一個普通的老式電話服務(wù)通道，用于普通電話服務(wù)；最關(guān)鍵的是這三個通道可以同時工作。8微電子技術(shù)微電子技術(shù)的開始與發(fā)展從電子管到晶體管到集成電路1947年AT&T公司研制出世界上第一個晶體三極管1958年美國德克薩斯儀器公司生產(chǎn)出集成電路。這是微電子技術(shù)發(fā)展的標(biāo)志。目前，集成度已突破一千萬單位，其開發(fā)和研制的方法也從傳統(tǒng)的工藝改變?yōu)椴捎糜布枋稣Z言(HDL)編制的集成電路制造程序集成電路的種類:小規(guī)模集成電路（集成度100個邏輯電路單元）中規(guī)模集成電路（集成度100~1000單元）大規(guī)模集成電路（集成度1000~10000單元)超大規(guī)模集成電路（集成度千萬以上單元）電子管三個基本極——陰極，屏極，柵極（一級）

晶體三極管三個級——集電極（屏極），基極（柵極），發(fā)射極（陰極）（一級）

集成電路分為：小規(guī)模集成電路（集成度100個單元）；中規(guī)模集成電路（集成度100~1000單元）大規(guī)模集成電路（集成度1000~10000單元）；超大規(guī)模集成電路（集成度千萬以上單元）9集成電路的設(shè)計和制作傳統(tǒng)方法：設(shè)計和繪制電子線路圖使用硬件描述語言設(shè)計集成電路

集成電路的應(yīng)用可編程邏輯部件(ProgrammableArrayLogicPAL)是通用性強的LSIC，用于電子設(shè)計自動化，可設(shè)計數(shù)字系統(tǒng)或計算機外圍接口電路等。數(shù)字信號處理器(DigitalSignProcessorDSP)是一種具有特殊結(jié)構(gòu)的微處理器，用于音頻、視頻和圖像的數(shù)字化信息處理集成電路10微電子技術(shù)的發(fā)展——微米工藝

IC中電子元器件和線路做得愈小，集成度就愈高，Intel386芯片中有27萬6千個左右的晶體管數(shù)，采用的工藝是1.2微米，人的頭發(fā)一般是100微米粗。納米技術(shù)——一微米等于百萬分之一米,一納米等于十億分之一米.

對于信息技術(shù)來說,利用那里技術(shù)可以提高芯片的集成度,使得萬億次計算機成為可能;可以利用原子和分子制造出新的信息處理材料,如光芯片,生物芯片等,為智能計算機問世提供可能.CPU芯片采用工藝主頻(MHz)Intel3861.20微米33Intel4860.80微米100IntelPentium0.60微米200IntelPⅡ0.35微米500IntelPⅢ0.25微米800IntelP40.09微米3400微電子工業(yè)（藝）是一個國家的戰(zhàn)略工業(yè)111975年美國人高登·摩爾提出了關(guān)于集成電路集成度發(fā)展的“摩爾定律”集成度（即單片電路芯片中的電子器件數(shù)）每18個月翻一番，而價格保持不變甚至下降。幾十年的發(fā)展基本證實了這個定律。摩爾定律的極限？晶體管的最小尺度約為15納米時，晶體管內(nèi)部會出現(xiàn)隧道效應(yīng)，而使工作不正常。摩爾定理當(dāng)前半導(dǎo)體器件的柵極（由金屬細(xì)絲組成的篩網(wǎng)狀或螺旋狀電極,插在電子管另外兩個電極之間,起控制板極電流強度、改變電子管性能的作用）長度已小于50納米，為了維持摩爾定律，到2010年半導(dǎo)體器件的柵極長度必須縮小至20納米。在此種情況下，器件的絕緣層也相應(yīng)地按比例縮小。此時，絕緣層厚度約0.7納米，即5個原子的厚度。從理論上講，不可能制作出比原子更薄的絕緣層。此時，半導(dǎo)體器件的集成化將面臨本質(zhì)性的難題。實際上，在微細(xì)化程度達到接近1個原子時，由于量子力學(xué)的隧道效應(yīng)，幾個原子厚度的絕緣層會發(fā)生“穿通”現(xiàn)象，從而失去其絕緣性。到那一時刻，必須要有更新的材料和史無前例的更先進的器件工藝，才能維持摩爾定律的正確性。而這需要眾多科學(xué)家的共同努力。12IT領(lǐng)域的三大定律

第一定律：摩爾定律第二定律：吉爾德定律在未來25年，主干網(wǎng)的帶寬每6個月增長一倍，其增長速度是摩爾定律預(yù)測的CPU增長速度的3倍。吉爾德定律的提出者是被稱為“數(shù)字時代三大思想家”之一的喬治·吉爾德。

第三定律：麥特卡爾夫定律網(wǎng)絡(luò)的價值同網(wǎng)絡(luò)用戶數(shù)量的平方成正比，也就是說，N個聯(lián)結(jié)創(chuàng)造出N*N的效益。該定律的提出者為以太網(wǎng)的發(fā)明人鮑勃·麥特卡爾夫。按照摩爾定律和吉爾德定律，未來的計算機成本將會持續(xù)回落，而網(wǎng)絡(luò)將呈指數(shù)級發(fā)展；隨著網(wǎng)絡(luò)用戶數(shù)量迅速膨脹到數(shù)以億計，網(wǎng)絡(luò)的價值越發(fā)不可估量，這又與麥特卡爾夫定律不謀而合。131.2計算機系統(tǒng)的基礎(chǔ)知識計算機的產(chǎn)生和發(fā)展（教材p.7-p.8）計算機的應(yīng)用及其特點（教材p.9-p.10）計算機中數(shù)據(jù)的表示計算機系統(tǒng)組成計算機的基本工作原理——存儲程序和程序控制15ENIAC(1)

20世紀(jì)40年代中期，由于導(dǎo)彈、火箭、原子彈等現(xiàn)代科學(xué)技術(shù)的發(fā)展，出現(xiàn)了大量極其復(fù)雜的數(shù)學(xué)問題，原來的計算工具已無法滿足要求，于是在1943年，美國陸軍部出錢，在賓夕法尼亞大學(xué)，由埃克特和莫克里帶領(lǐng)研究人員開始了研制工作。1945年，新機器研制成功，經(jīng)過試運行后于1946年2月正式交付使用，由于這部機器的主要電子元件是電子管，它的主要工作原理是利用電脈沖轉(zhuǎn)換，因此它被命名為“電子數(shù)字積分機和計算機，英文簡稱“ENIAC”，通稱“愛尼亞克”。ENIAC雖然存在著很多缺陷，但是它成為公認(rèn)的世界上第一臺計算機.16ENIAC(1946)計算機18000個電子管占地170平方米重達30噸耗電150千瓦保存80個字節(jié)每秒5千次加、減法運算價值40萬美元計算機發(fā)展概述17第一代：電子管計算機（46~55)邏輯元件電子管內(nèi)存延遲線或磁芯外存紙帶、卡片或磁帶工作速度幾千～幾萬次／秒軟件機器語言或匯編語言應(yīng)用科學(xué)計算代表機型ENIAC通稱“愛尼亞克”18第二代：晶體管計算機(55~64)邏輯元件晶體管內(nèi)存磁芯外存磁帶或磁盤工作速度幾十萬次／秒軟件高級算法語言應(yīng)用事務(wù)管理及工業(yè)控制代表機型IBM7000系列19第三代：集成電路計算機(64~70)邏輯元件中小規(guī)模集成電路內(nèi)存半導(dǎo)體存儲器外存磁帶或磁盤工作速度幾十萬～幾千萬次/秒軟件高級算法語言、操作系統(tǒng)應(yīng)用計算、管理及控制代表機型IBMSystem/360ＳＳＩ

ＭＳＩ20第四代：大規(guī)模集成電路計算機邏輯元件（超）大規(guī)模集成電路內(nèi)存半導(dǎo)體存儲器外存磁盤和光盤工作速度幾百萬～幾千萬次／秒軟件操作系統(tǒng)和應(yīng)用軟件應(yīng)用以計算機網(wǎng)絡(luò)為特征微型計算機屬于第四代計算機

Intel

PENTIUM71年--現(xiàn)在ＬＳＩ

ＶＬＳＩ21第五代：智能化計算機主攻目標(biāo)——讓計算機具有人的聽、說、讀、寫和思維推理能力神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)計算機用數(shù)據(jù)單元模擬人腦的神經(jīng)元，并利用神經(jīng)元結(jié)點的分布式存儲和相互關(guān)聯(lián)來模擬人腦活動生物計算機使用蛋白分子為主要原料制成的生物芯片構(gòu)成，存儲能力巨大，而且以波的形式來傳播信息22四代計算機對比23將電腦濃縮在一顆芯片上8008晶體管數(shù)目4004奔騰PRO2,300750萬24年24摩

爾

定

律每18個月芯片能力增長一倍

晶

體

管

數(shù)

10K100K1M10M100M197519801985199519902000500每

秒

百

萬

條指令數(shù)0.1110258080808880286803868048640042000年的微處理器Pentium25摩爾定律GardenMoore（高登.摩爾)在1965年提出之初，預(yù)言平方英寸芯片的晶體管數(shù)目每過18到24個月就將增加一倍，成本則下降一半；在1969年，GordonMoore在細(xì)致地總結(jié)和歸納后則將這個規(guī)律的時間區(qū)間修正為18個月。GardenMoore26微處理器（CPU）改進微處理器

的兩種方法：1.提高工作速度2.同時處理

更多的數(shù)據(jù)Intel

8088Intel

80486Pentium4.7MHz100MHz500MHz8位32位64位27Altair8800第一臺微電腦28微型計算機的發(fā)展代次起止年份CPU數(shù)據(jù)位數(shù)主頻（MHZ）第一代1971~1972Intel4004、80084位、8位1第二代1973~1977Intel80808位2第三代1978~1980Intel808616位>5第四代1981~1992Intel80386、8048632位>25第五代1993~1998Pentium及PentiumPro64位60~400第六代1999~今PentiumⅢ64位450~800

微型計算機的六個發(fā)展階段29計算機中數(shù)據(jù)的表示計算機處理的數(shù)據(jù)可分為數(shù)值型數(shù)據(jù)和非數(shù)值型數(shù)據(jù)二進制編碼西文字符的編碼漢字字符的編碼30二進制編碼什么是二進制采用二進制的原因：理論上的最簡性(使用的狀態(tài)數(shù)最少)、物理上的可行性(雙穩(wěn)態(tài)器件容易實現(xiàn))、計算簡便(運算法則少、便于邏輯判斷)基數(shù)、數(shù)字符號、權(quán)的概念二進制、八進制和十六進制二進制數(shù)與十進制數(shù)之間的轉(zhuǎn)換二進制數(shù)與十六進制數(shù)之間的轉(zhuǎn)換31二進制(Binary)基數(shù)：數(shù)字符號：每一位上的位值（權(quán)）：例：20、120、21、

22、23…

2-1、

2-2、…1101.11B=1×23＋1×22＋0×21＋1×20＋1×2-1＋1×2-2=13.7532八進制(Octal)基數(shù)：數(shù)字符號：每一位上的位值（權(quán)）：例：80、1、2、3、4、5、6、780、81、

82、83…

8-1、

8-2、…324.6O=3×82＋2×81＋4×80＋6×8-1=212.7533十六進制數(shù)(Hexadecimal)基數(shù)：數(shù)字符號：每一位上的位值（權(quán)）：例：160、1、2、…、9、A、B、C、D、E、F160、161、

162、163…

16-1、

16-2、…=212.75D4.CH=13×161＋4×160＋12×16-134二進制數(shù)與十進制數(shù)之間的轉(zhuǎn)換非十進制數(shù)十進制數(shù)例：11.01B=非十進制整數(shù)十進制整數(shù)例：215=非十進制小數(shù)十進制小數(shù)例：0.6875=013613265310721521101011111010111B按權(quán)展開除基取余乘基取整1×21+1×20+0×2-1+1×2-2=3.2500.68750.37500.75000.50000.00001.37500.75001.50001.00000.1011B35

題目(1)97=______________BAB=______________1011001.11=______________7D.8=______________128=______________H101.75=______________B36二進制數(shù)與十六進制數(shù)的轉(zhuǎn)換二進制數(shù)十六進制數(shù)十進制、二進制與十六進制的對應(yīng)例：

1,1111,1010,1101B=例：

1,0011.11B=例：2AFH=1FADH001010101111B四位并一位一位拆四位13.CH十進制二進制十六進制000000100011200102300113401004501015601106701117810008910019101010A111011B121100C131101D141110E151111F37二進制、八進制、十六進制的關(guān)系八進制對應(yīng)二進制十六進制對應(yīng)二進制十六進制對應(yīng)二進制0000000008100010011000191001201020010A1010301130011B1011410040100C1100510150101D1101611060110E1110711170111F111138一位八進制數(shù)對應(yīng)三位二進制數(shù)一位十六進制數(shù)對應(yīng)四位二進制數(shù)二進制轉(zhuǎn)化成八(十六)進制

整數(shù)部分：從小數(shù)點前緊靠的第一位開始向左按三(四)位進行分組小數(shù)部分：從小數(shù)點后第一位開始從左向右按三(四)位進行分組不足補零1

101

101

110.110

101(B)=1556.65(O)15566511

0110

1110.1101

01(B)=36F.D4(H)36FD4144(O)=001

100

100(B)

14464(H)=0110

0100(B)

64二進制與十六（八）進制關(guān)系39

題目（２）１０１１０１.１０１Ｂ＝＿＿o＝＿＿ＨＡ５．７ＦＨ＝＿＿＿＿＿＿Ｂ２２２＝＿＿＿Ｈ＝＿＿＿Ｂ１５.６＝＿＿＿Ｂ＝＿＿＿Ｈ40十進制轉(zhuǎn)化成r進制整數(shù)部分：除以r取余數(shù)，直到商為0，余數(shù)從右到左排列。小數(shù)部分：乘以r取整數(shù)，整數(shù)從左到右排列。100.345(D)=1100100.01011(B)1.3800.34520.69022

0.760

2

1.520

210025022521226232100010011

1.0441100(D)=144(O)=64(H)八進制100812818044110016604616十六進制42計算機中數(shù)據(jù)的單位一個二進制位稱為1比特（bit；b)；8個二進制位組成1字節(jié)（byte；B），通常把字節(jié)作為最小的存取單位；1KB=1024B1MB=1024KB=1048576B1GB=1024MB=1048576KB=1073741824B1TB=1024GB=1048576MB=1073741824KB43西文字符的編碼128個字符數(shù)字0~127?(即ASCII編碼)ASCII編碼的特點:占據(jù)1個字節(jié),最高位總是0128個ASCII字符的分布:常用ASCII碼表34個控制符(00H~20H、7FH，20H為空格符）94個可顯字符——0~9（30H~39H）(48~57) A~Z（41H~5AH）(65~90) a~z(61H~7AH)(97~122)EBCDIC碼（ExtendedBinary-CodedDecimalInterchangeCode）：256個字符數(shù)字0~2554445464)漢字編碼漢字輸入碼漢字國標(biāo)碼漢字內(nèi)碼漢字字形碼系統(tǒng)代碼交換流程47漢字輸入碼

漢字輸入碼是用來完成漢字的輸入的漢字編碼，也稱之為漢字的外碼。一般漢字輸入碼可分為以下四類：（1）

音碼：如全拼、雙拼、微軟拼音等

（2）

形碼：如五筆字型、鄭碼、表形碼等

（3）

音形碼：如智能ABC、自然碼等（4）

數(shù)字碼：如區(qū)位碼、電報碼等48漢字國標(biāo)碼1981年國家標(biāo)準(zhǔn)總局頒布了GB2312-80《通訊用漢字字符集（基本集）及其交換標(biāo)準(zhǔn)》，通稱標(biāo)準(zhǔn)碼或交換碼。在此標(biāo)準(zhǔn)中，收錄了7445個漢字和符號，其中漢字6763個（一級漢字3755個，二級漢字3008個）。所有漢字字符共分為94個區(qū)（01-94區(qū)），每個區(qū)分為94個位（01-94位），漢字所在的區(qū)號和位號共同組合成該漢字的區(qū)位碼，即標(biāo)準(zhǔn)碼（或稱交換碼）。1993年國家新標(biāo)準(zhǔn)GB13000，采用國際“通用多八位字符集”標(biāo)準(zhǔn)，簡稱UCS。它使全世界的文字編碼得以統(tǒng)一，是一種4字節(jié)編碼。目前最新標(biāo)準(zhǔn)是GB18030。49漢字國標(biāo)碼漢字國標(biāo)碼的形成：GB2312-80區(qū)位碼：第一個字節(jié)為區(qū)號、第二個字節(jié)為位號國標(biāo)碼:將區(qū)位碼的兩個字節(jié)分別十六進制化，再分別加上20H內(nèi)碼：將國標(biāo)碼的兩個字節(jié)再分別加上80H，即每個字節(jié)的最高位由0改為1例：漢字“中”位于54區(qū)48位，所以“中”字的區(qū)位碼為“中”字的國標(biāo)碼為“中”字的國標(biāo)內(nèi)碼為其他漢字字符集：通用編碼字符集（UCS）Unicode碼：另一國際標(biāo)準(zhǔn)：采用雙字節(jié)編碼統(tǒng)一地表示世界上的主要文字。其字符集內(nèi)容與UCS的BMP相同。Big-5碼：臺灣、香港地區(qū)普遍使用的一種繁體漢字的編碼標(biāo)準(zhǔn)，包括440個符號，一級漢字5401個、二級漢字7652個，共計13060個漢字54485650HD6D0H50漢字機內(nèi)碼（內(nèi)碼）（漢字存儲碼）

漢字機內(nèi)碼的作用是統(tǒng)一了各種不同的漢字輸入碼在計算機內(nèi)部的表示。

為了將漢字的各種輸入碼在計算機內(nèi)部統(tǒng)一起來，就有了專用于計算機內(nèi)部存儲漢字使用的漢字機內(nèi)碼，用以將輸入時使用的多種漢字輸入碼統(tǒng)一轉(zhuǎn)換成漢字機內(nèi)碼進行存儲，以方便機內(nèi)的漢字處理

漢字機內(nèi)碼是在計算機內(nèi)部存儲、處理的代碼。計算機既要處理漢字，又要處理英文。因此計算機必須能區(qū)別漢字字符和英文字符。英文字符的的機內(nèi)碼是最高為為0的8位ASCII碼。為了不與7位ASCII碼發(fā)生沖突，把國標(biāo)碼每個字節(jié)的最高位由0改為1，其余位不變的編碼作為漢字字符的機內(nèi)碼。

51漢字機內(nèi)碼漢字機內(nèi)碼：在計算機內(nèi)部對漢字進行存儲、處理的漢字代碼，它能滿足存儲、處理和傳輸?shù)囊鬂h字機內(nèi)碼的形式也有多種多樣。目前，對應(yīng)于國標(biāo)碼一個漢字的內(nèi)碼常用兩個字節(jié)存儲，并把每個字節(jié)的最高位置“1”作為漢字內(nèi)碼的標(biāo)識，以免與單字節(jié)的ASCII碼產(chǎn)生歧義。52漢字輸出碼/地址碼

漢字字形碼（輸出碼）

漢字字形碼（輸出碼）用于漢字的顯示和打印，是漢字字形的數(shù)字化信息。

漢字的內(nèi)碼是用數(shù)字代碼來表示漢字，但是為了在輸出時讓人們看到漢字，就必須輸出漢字的字形。在漢字系統(tǒng)中，一般采用點陣來表示字形。

16

*16漢字點陣示意

16

*

16點陣字形的字要使用32個字節(jié)（16

*

16/8=32）存儲，24

*

24點陣字形的字要使用72個字節(jié)（24

*

24/8=72）存儲。

一般來說，表現(xiàn)漢字時使用的點陣越大，則漢字字形的質(zhì)量也越好，當(dāng)然每個漢字點陣所需的存儲量也越大。漢字地址碼

漢字地址碼是指漢字庫（這里主要指整字形的點陣式字模庫）中存儲漢字字形信息的邏輯地址。在漢字庫中，字形信息都是按一定順序（大多數(shù)按標(biāo)準(zhǔn)漢字交換碼中漢字的排列順序）連續(xù)存放在存儲介質(zhì)上的，所以漢字地址碼也大多是連續(xù)有序的，而且與漢字內(nèi)碼間有著簡單的對應(yīng)關(guān)系，以簡化漢字內(nèi)碼到漢字地址碼的轉(zhuǎn)換。53漢字字形碼和地址碼漢字字形碼：存放字形信息，所有漢字字形碼的全體形成漢字字形庫漢字字形碼的種類：點陣式和矢量式（如TrueType字體）0001100000011000111111111001100111111111000110000001100000011000

地址碼23A054漢字字形碼舉例64*64點陣，共占512字節(jié)000700E007000C00其中的第32行用字節(jié)保存后如上所示00行63行55系統(tǒng)代碼交換流程各種輸入碼交換碼（國標(biāo)碼）內(nèi)碼字形碼顯示漢字打印漢字56聲像信息的編碼聲像信息是一種隨時間或位置而連續(xù)變化的模擬信號模擬信號的兩個特征：反映信號強弱的振幅和反映振動快慢的頻率模擬信號的數(shù)字化的三個過程：采樣、量化和編碼采樣頻率一般要高于信號頻率的2倍，才能使信號完全復(fù)原量化精度取決于表示樣本值的二進制位數(shù)，位數(shù)越多自然精度越高7.314.99.22.84.0010044.0001132.8100

199.211111514.9011177.3571.2計算機系統(tǒng)基礎(chǔ)知識計算機系統(tǒng)組成計算機的基本工作原理計算機硬件計算機軟件58計算機系統(tǒng)組成輸入設(shè)備：鍵盤、鼠標(biāo)、掃描儀

輸出設(shè)備：顯示器、打印機

外

存：軟、硬盤、光盤、閃存

網(wǎng)絡(luò)設(shè)備：網(wǎng)卡、調(diào)制解調(diào)器等

計算機系統(tǒng)軟件外部設(shè)備系統(tǒng)軟件應(yīng)用軟件硬件運算器寄存器控制器主機內(nèi)存CPU隨機存儲器(RAM)只讀存儲器(ROM)高速緩沖存儲器

操作系統(tǒng)：Windows、Unix、Linux語言處理程序：C、Pascal、VB等

實用程序：診斷程序、排錯程序等

辦公軟件包、數(shù)據(jù)庫管理系統(tǒng)

59硬件系統(tǒng)級機器語言級操作系統(tǒng)級系統(tǒng)應(yīng)用程序用戶計算機系統(tǒng)的層次結(jié)構(gòu)60計算機系統(tǒng)分類常見的分類：按器件分：電子管、晶體管、集成電路、大規(guī)模與超大 規(guī)模按大小分：巨型機、大型機、中型機、小型機和微型機按用途分：服務(wù)器、工作站，商用機和家用機按處理的數(shù)據(jù)類型分：定點機、浮點機按指令的復(fù)雜程度分：復(fù)雜指令計算機、簡單指令計算機按并行度分(即按指令流和數(shù)據(jù)流并行存在的情況分)單指令流單數(shù)據(jù)流計算機SISD單指令流多數(shù)據(jù)流計算機SIMD（目前的Pentium機均具有SIMD技術(shù)）多指令流單數(shù)據(jù)流計算機MISD多指令流多數(shù)據(jù)流計算機MIMD61計算機的主要性能指標(biāo)CPU內(nèi)存硬盤主板621計算機的基本結(jié)構(gòu)2采用二進制原理3存儲程序控制。馮·諾依曼型

所謂存儲程序就是把程序和處理問題所需的數(shù)據(jù)均以二進制編碼的形式預(yù)先按一定順序存放到計算機的存儲器里。計算機運行時，依次從內(nèi)存儲器中逐條取出指令，執(zhí)行一系列的基本操作，最后完成一個復(fù)雜的運算。這一切都是由一個控制器和一個運算器來完成的?！按鎯Τ绦颉钡乃枷胧墙嬎銠C能夠自動計算的根本保證計算機的基本工作原理63指令：計算機能夠識別的“命令”；

指令系統(tǒng)：計算機能夠識別的所有指令的

集合。

程序：按一定順序組織在一起的指令

序列。

指令和程序64指令格式指令碼目標(biāo)操作數(shù)源操作數(shù)說明指令的功能說明指令操作的對象65指令執(zhí)行的一般過程

取指令分析指令讀取操作數(shù)執(zhí)行指令存放結(jié)果66計算機執(zhí)行程序的方式順序執(zhí)行：一條指令執(zhí)行完了再執(zhí)行下一條指令。并行執(zhí)行：同時執(zhí)行兩條或多條指令。67順序執(zhí)行方式取指令1執(zhí)行指令1分析指令1取指令2…假設(shè)將指令執(zhí)行分為三個步驟：68順序執(zhí)行方式：執(zhí)行時間：（假設(shè)指令執(zhí)行分為三個步驟）執(zhí)行時間=取指令+分析指令+執(zhí)行指令例：設(shè)三個部分的執(zhí)行時間均為Δt，則執(zhí)行n條指令時間T0為：

T0=3nΔt69并行執(zhí)行方式：執(zhí)行時間：T=3Δt+（n-1）Δt分析指令3取指令3分析指令2取指令1執(zhí)行指令1取指令2執(zhí)行指令2分析指令1執(zhí)行指令370兩種執(zhí)行方式時間的比較相對于順序執(zhí)行方式，并行執(zhí)行的加速比：

S=T0/T=3nΔt/（3Δt+（n-1）Δt）=3n/（2+n）提高計算機運行速度的方法——流水線和并行處理流水線（K）：生產(chǎn)過程被分成時間上相等或成倍比的若干工序，并分別固定在按順序排列的各個工位，加工對象按順序“流”過工位進行加工。

送回結(jié)果指令1指令2執(zhí)行指令指令1指令2指令譯碼指令1指令2取指令指令1指令2步驟1步驟2步驟3步驟4步驟5步驟6步驟7步驟8指令2指令2指令2指令2指令3指令3指令3指令3指令4指令4指令4指令4指令5指令5指令5指令572并行處理（K）把要解決的問題分解成能同時處理的一系列小問題，使各個部分能相互交換信息達到“協(xié)同”工作。解決方法：多處理機系統(tǒng)、多計算機系統(tǒng)、陣列計算機系統(tǒng)、脈動計算機系統(tǒng)。數(shù)據(jù)1二次和1數(shù)據(jù)2數(shù)據(jù)2數(shù)據(jù)4……數(shù)據(jù)63數(shù)據(jù)64和1和2和32…………二次和16總和6步思考：要完成100個數(shù)相乘用并行處理，最少用幾步可以完成計算？73中央處理器計算機硬件控制器主存儲器運算器輸入輸出數(shù)據(jù)指令輸入設(shè)備輸出設(shè)備輔助存儲器數(shù)據(jù)數(shù)據(jù)與指令流向控制信息流向計算機硬件是指構(gòu)成計算機系統(tǒng)的物理設(shè)備的總稱，由主機和外設(shè)組成。74主機組成微處理機CPUROMRAMI/ODevice接口ABDBCB微型計算機的主機系統(tǒng)主要由微處理器、存儲器、總線、輸入/輸出接口四部分組成。75主機箱（CPU、主板和內(nèi)存）76PCI插槽內(nèi)存以及插槽CPU并行并行接口IDE硬盤接口BIOS芯片USB接口鼠標(biāo)、鍵盤接口主板電源AGP接口軟驅(qū)接口供電電路主板照片77中央處理器中央處理器的組成運算器（ALU）：執(zhí)行算術(shù)運算和邏輯運算控制器：由程序計數(shù)器、指令寄存器、指令譯碼器、指令發(fā)生部件所組成，對計算機各部件發(fā)出控制信號，保證各部件協(xié)調(diào)一致地工作。指令的執(zhí)行取指令：從程序計數(shù)器所指的內(nèi)存地址中取一條指令到指令寄存器，程序計數(shù)器的內(nèi)容自動加1指令譯碼：由指令譯碼器翻譯指令執(zhí)行指令：由指令發(fā)生部件生成控制信號，觸發(fā)相應(yīng)部件完成指令存操作結(jié)果：將運算結(jié)果存放到指令指定的存儲單元或寄存器中指令周期：計算機完成一條指令的平均時間CPU的主要性能指標(biāo)CPU的主頻(一秒鐘發(fā)生的脈沖數(shù))字長：CPU一次能處理的數(shù)據(jù)的二進制位數(shù),字長越長，精度越高.78CPU（中央處理器ControlProcessingUnit）Socket7Slot179存儲器存儲器的變革電子管存儲器:速度快，但體積大,容量不是很大,不能斷電磁心存儲器:利用電磁感應(yīng)方便地存儲和提取信息半導(dǎo)體存儲器:速度快、體積小、耗電省DRAM(DynamicRAM)—利用電容充放電儲存信息、結(jié)構(gòu)簡單、便于制造大規(guī)模集成電路芯片，但需要定期刷新，平均每秒鐘可達幾百次。多用于主存SRAM(StaticRAM)—以雙穩(wěn)態(tài)電路形式存儲數(shù)據(jù)，速度很快而且不用刷新就能保存數(shù)據(jù)不丟失。它結(jié)構(gòu)復(fù)雜，內(nèi)部需要使用更多的晶體管構(gòu)成寄存器以保存數(shù)據(jù)，所以它采用的硅片面積相當(dāng)大，制造成本也相當(dāng)高，所以現(xiàn)在只能把SRAM用在比主內(nèi)存小的多的高速緩存上。80主存儲器(內(nèi)存)：隨機存取存儲器(RAM):用于存放用戶的程序和數(shù)據(jù)只讀存儲器(ROM):用來存放啟動計算機、診斷計算機及最基本的設(shè)備服務(wù)程序和數(shù)據(jù)，例如：漢字字庫等容量計算：位(bit)、字節(jié)(byte，最小的存儲單元)、KB、MB、GB內(nèi)存地址：一般用十六進制整數(shù)表示，地址00000表示內(nèi)存最低的存儲單元高速緩沖存儲器（Cache）及其功能：采用StaticRAM（靜態(tài)隨機存貯器）；為了解決快速的CPU和低速的內(nèi)存之間的矛盾，將內(nèi)存中一批將要執(zhí)行的指令和數(shù)據(jù)預(yù)先放在Cache中，CPU就可從高速的Cache中存取指令和數(shù)據(jù)外存及其接口:(軟盤、硬盤和光盤見04配套光盤)容量計算：扇區(qū)、磁道、磁頭、柱面主要性能指標(biāo)：容量、存取速度外存的常用接口：IDE、EIDE、SCSI存儲器的層次結(jié)構(gòu)81后援存儲器（磁帶庫、光盤庫、網(wǎng)絡(luò)存儲）輔助存儲器（軟盤、硬盤、光盤）主存儲器（DRAM）Cache存儲器CPU中的寄存器容量和存取時間遞增價格遞增微機的存儲系統(tǒng)最底兩層屬于外部設(shè)備的范疇82現(xiàn)代信息存儲技術(shù)：直接存儲技術(shù)：磁盤、磁帶、光盤移動存儲技術(shù)：閃存卡、閃盤（即優(yōu)盤）、移動硬盤網(wǎng)絡(luò)存儲技術(shù)虛擬存儲技術(shù)：把內(nèi)存當(dāng)作前臺，把外存（硬盤）當(dāng)作后臺，通過合理的調(diào)度，前后臺不斷地進行信息交換，來完成大程序和多道程序的運行虛擬內(nèi)存的設(shè)置：在Windows2000中，用“控制面板/系統(tǒng)/高級/性能”命令83容量單位

1Byte=8bit1KB=210Byte1MB=210KB1GB=210MB1TB=210GB1PB=210TB210=1024≈10001個漢字=2字節(jié)存儲器被分為若干存儲單元，在微機中存儲單元一般是一個字節(jié)。每個存儲單元有一個編號，稱為存儲地址，一般用十六進制整數(shù)表示，地址0000表示最低的存儲單元，最大地址是FFFFH。存儲器的容量計算84總線

總線的定義：總線是計算機各模塊間進行信息傳輸?shù)耐ǖ馈？偩€容量：是這條線路上的理想數(shù)據(jù)傳輸率，計算公式為：數(shù)據(jù)傳輸率（Bytes/S）=總線時鐘頻率×總線寬度/8。總線的分類：從傳輸?shù)臄?shù)據(jù)性質(zhì)分：數(shù)據(jù)總線：它表示構(gòu)成計算機系統(tǒng)的計算能力和計算規(guī)模地址總線：地址總線位數(shù)它決定了系統(tǒng)的尋址能力控制總線：它代表了總線的特色、總線的設(shè)計思想、控制技巧從連接上分：內(nèi)部總線：微機內(nèi)部各外圍芯片與處理器之間的總線，用于芯片一 級的互連。系統(tǒng)總線：微機中各插件板與系統(tǒng)板之間的總線，用于插件板一級 的互連。如：ISA、EISA、VESA、PCI等總線外部總線：微機和外部設(shè)備之間的總線，微機作為一種設(shè)備。 如：RS232-C、RS-485、IEEE-488、USB等總線85從性能上分：高端總線：指支持32位、64位處理器的總線有：PCI、MCA、VL-BUS、EISA低端總線：指支持8位、16位處理器的總線，側(cè)重于I/O處理有：IBM-PC/XT、ISA、STD等。從技術(shù)上分：傳統(tǒng)總線：依賴CPU處理芯片，有的總線實際就是CPU處理器引腳的延伸。現(xiàn)代總線：總線對CPU的依賴減弱，如PCI總線可以不依賴任何CPU，（由Chipset控制）而且有很好的兼容性?，F(xiàn)代總線的高級特性還體現(xiàn)在支持高速緩存、多處理器、自動配置等方面。低端傳統(tǒng)總線；高端現(xiàn)代總線等；

從結(jié)構(gòu)上分：ISA：（IndustryStandardArchitecture）工業(yè)標(biāo)準(zhǔn)結(jié)構(gòu)EISA：（ExtendedISA）擴展的ISAVESA：（VideoElectronicsStandardAssociation）視頻電子工業(yè)協(xié)會提出的局部總線，簡稱VL總線PCI：（PeripheralComponentInterconnect）外圍部件互連AGP：（AcceleratedGraphicsPort）加速圖形接口。86微處理器外設(shè)I/O接口并行接口：一次可傳送多位數(shù)據(jù)（通常時8位）。用于連接近距離的外設(shè)，如打印機。串行接口：一次只能傳送一位數(shù)據(jù)。常用于遠距離的數(shù)據(jù)傳輸。如常見的異步串行接口，usb接口，紅外線接口。輸入/輸出（I/O)