2023年理論知識(shí)點(diǎn)整理大學(xué)計(jì)算機(jī)信息技術(shù)教程

第1章信息技術(shù)概述１．1信息與信息技術(shù)信息信息的含義:從客觀事物立場(chǎng)看，信息是事物運(yùn)動(dòng)的狀態(tài)及狀態(tài)變化的方式;從結(jié)識(shí)主體立場(chǎng)看，信息是結(jié)識(shí)主體所感知或所表述的事物運(yùn)動(dòng)及變化方式的形式、內(nèi)容和效用。信息與物質(zhì)和能量同樣重要，它是人們結(jié)識(shí)世界、改造世界的一種基本資源信息有多種表現(xiàn)形式,語(yǔ)言、文字、聲音、圖片等都是信息的表現(xiàn)形式(也稱(chēng)為信息的載體或媒體)信息解決信息解決:為獲取有效的信息而施加于初始信息的所有操作信息解決涉及：信息的收集(如信息的感知、測(cè)量、獲取、輸入等）信息的加工(如信息的分類(lèi)、計(jì)算、分析、轉(zhuǎn)換等)信息的存儲(chǔ)(如書(shū)寫(xiě)、攝影、錄音、錄像等）信息的傳遞(如郵寄、電報(bào)、電話、廣播等)信息的施用(如控制、顯示等)信息技術(shù)信息技術(shù)(Inforｍａt(yī)ｉoｎＴeｃhnoｌogy,簡(jiǎn)稱(chēng)IT）指的是用來(lái)擴(kuò)展人們信息器官功能、協(xié)助人們更有效地進(jìn)行信息解決的一門(mén)技術(shù)。信息技術(shù)涉及：擴(kuò)展感覺(jué)器官功能的感測(cè)(獲取)與辨認(rèn)技術(shù)擴(kuò)展神經(jīng)系統(tǒng)功能的通信技術(shù)擴(kuò)展大腦功能的計(jì)算（解決)與存儲(chǔ)技術(shù)擴(kuò)展效應(yīng)器官功能的控制與顯示技術(shù)信息解決系統(tǒng)用于輔助人們進(jìn)行信息獲取、傳遞、存儲(chǔ)、加工解決、控制及顯示的綜合使用各種信息技術(shù)的系統(tǒng)，可以通稱(chēng)為信息解決系統(tǒng)現(xiàn)代信息技術(shù)重要特性:以數(shù)字技術(shù)（計(jì)算機(jī))為基礎(chǔ)以計(jì)算機(jī)及其軟件為核心采用電子技術(shù)（涉及激光技術(shù))進(jìn)行信息的收集、傳遞、加工、存儲(chǔ)、顯示與控制１.2微電子技術(shù)簡(jiǎn)介微電子技術(shù)與集成電路微電子技術(shù)：實(shí)現(xiàn)電子電路和電子系統(tǒng)的超小型化及微型化的技術(shù),以集成電路為核心電子電路中元器件的發(fā)展演變：電子管晶體管小規(guī)模集成電路超大規(guī)模集成電路集成電路(IｎｔegratedＣircｕit,簡(jiǎn)稱(chēng)IC)： 以半導(dǎo)體單晶片作為基片，采用平面工藝,將晶體管、電阻、電容等元器件及其連線所構(gòu)成的電路制作在基片上所構(gòu)成的一個(gè)微型化的電路或系統(tǒng)集成電路的制造材料：現(xiàn)代集成電路使用的半導(dǎo)體材料重要是硅，也可以是化合物半導(dǎo)體如砷化鎵等集成電路的集成度：?jiǎn)蝹€(gè)集成電路所含電子原件的數(shù)目小規(guī)模集成電路(SSI）：小于100電子元件中規(guī)模集成電路(MSI)：1０0~３0０0電子元件大規(guī)模集成電路(ＬＳI)：3０00~10萬(wàn)電子元件超大規(guī)模集成電路(ＶLSI）:10萬(wàn)~１00萬(wàn)電子元件極大規(guī)模集成電路（ＵLSI)：超過(guò)100萬(wàn)電子元件集成電路的分類(lèi)按用途分：通用集成電路和專(zhuān)用集成電路(ＡSIC)按電路的功能分：數(shù)字集成電路和模擬集成電路按晶體管結(jié)構(gòu)、電路和工藝分:雙極型(Biｐｏｌar)電路、金屬氧化物半導(dǎo)體(MＯＳ)電路、雙極-金屬氧化物半導(dǎo)體集成電路等集成電路的發(fā)展趨勢(shì)集成電路的工作速度重要取決于組成邏輯門(mén)電路的晶體管尺寸。晶體管的尺寸越小，其極限工作頻率越高，門(mén)電路的開(kāi)關(guān)速度越快。Moore定律:單塊集成電路的集成度平均每18個(gè)月翻一番(ＧoｒdｏnE．Mooｒｅ,19６５年)IC卡ＩC卡（chipcard、ｓmaｒtcard),又稱(chēng)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(chǔ)信息、解決和傳遞數(shù)據(jù)的載體特點(diǎn):存儲(chǔ)信息量大保密性能強(qiáng)可以防止偽造和竊用抗干擾能力強(qiáng)可靠性高IC卡的類(lèi)型(按芯片分類(lèi)）存儲(chǔ)器卡:封裝的集成電路為存儲(chǔ)器，信息可長(zhǎng)期保存,也可通過(guò)讀卡器改寫(xiě)。結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)樸,使用方便。用于安全性規(guī)定不高的場(chǎng)合，如電話卡、水電費(fèi)卡、公交卡、醫(yī)療卡等(帶加密邏輯的存儲(chǔ)器卡增長(zhǎng)了加密電路）ＣＰU卡：封裝的集成電路為中央解決器(CＰＵ)和存儲(chǔ)器，還配有芯片操作系統(tǒng)（ChｉpＯperatinｇSｙsｔem)，解決能力強(qiáng)，保密性更好，常用作證件和信用卡使用。手機(jī)中使用的SIM卡就是一種特殊的CPU卡。ＩC卡的類(lèi)型(按使用方式分類(lèi)）接觸式IＣ卡(如電話IＣ卡）：表面有方型鍍金接口，共8個(gè)或６個(gè)鍍金觸點(diǎn)。使用時(shí)必須將IC卡插入讀卡機(jī),通過(guò)金屬觸點(diǎn)傳輸數(shù)據(jù);用于信息量大、讀寫(xiě)操作比較復(fù)雜的場(chǎng)合,但易磨損、怕臟、壽命短非接觸式ＩC卡(射頻卡、感應(yīng)卡):采用電磁感應(yīng)方式無(wú)線傳輸數(shù)據(jù),解決了無(wú)源（卡中無(wú)電源）和免接觸問(wèn)題;操作方便，快捷，采用全密封膠固化，防水、防污，使用壽命長(zhǎng);用于讀寫(xiě)信息較簡(jiǎn)樸的場(chǎng)合，如身份驗(yàn)證等1．３通信技術(shù)入門(mén)通信：各種信息的傳遞現(xiàn)代通信：使用電波或光波傳遞信息的技術(shù),也稱(chēng)為電信(telecｏｍmunicaｔion),如電報(bào)、電話、傳真、電子郵件、BBＳ、QＱ等通信系統(tǒng)：實(shí)現(xiàn)信息傳遞所需的一切技術(shù)設(shè)備和傳輸媒體的總和通信的基本原理通信系統(tǒng)的簡(jiǎn)樸模型：至少須有三個(gè)要素組成，即信息的發(fā)送者(信源)、信息的接受者(信宿)、信息的傳輸通道（信道)通信系統(tǒng)中被傳輸?shù)男畔⒈仨氜D(zhuǎn)換成某種電信號(hào)(或光信號(hào))才干進(jìn)行傳輸電（或光)信號(hào)強(qiáng)度的變化有兩種形式:連續(xù)形式的信號(hào)——也叫模擬信號(hào)離散形式的信號(hào)——也叫數(shù)字信號(hào)如何遠(yuǎn)距離傳輸信號(hào):高頻震蕩的信號(hào)在長(zhǎng)距離通信中能比其它信號(hào)傳送得更遠(yuǎn),可以把這種高頻正弦波信號(hào)作為攜帶信息的載波調(diào)制:運(yùn)用信源信號(hào)去調(diào)整（改變)載波的某個(gè)參數(shù)的過(guò)程解調(diào):接受方把載波所攜帶的信號(hào)檢測(cè)出來(lái)恢復(fù)為原始信號(hào)形式的過(guò)程模擬信號(hào)的調(diào)制方式:調(diào)頻、調(diào)幅、調(diào)相數(shù)字信號(hào)的調(diào)制方式:幅移鍵控、頻移鍵控、相移鍵控如何減低成本傳輸信號(hào)：讓多路信號(hào)同時(shí)共用一條傳輸線進(jìn)行傳輸，即多路復(fù)用技術(shù)頻分多路復(fù)用(ＦｒｅｑuencyＤivisioｎMuｌtipｌexiｎｇ,FDM)：將每個(gè)通信終端發(fā)送的信號(hào)調(diào)制在不同頻率的載波上，通過(guò)頻分多路復(fù)用器(MUX）將它們復(fù)合成為一個(gè)信號(hào)，然后在同一傳輸線路上進(jìn)行傳輸。到達(dá)接受端之后，借助分路器(DＥＭUＸ)把不同頻率的載波分離出來(lái)，送到不同的接受設(shè)備時(shí)分多路復(fù)用(TimeＤivisionMulｔｉplexｉｎg,TDＭ):各通信終端(計(jì)算機(jī)、電話）以規(guī)定的順序和時(shí)間輪流使用同一傳輸線路進(jìn)行數(shù)據(jù)傳輸;時(shí)分多路復(fù)用技術(shù)又可分為同步時(shí)分多路復(fù)用和異步時(shí)分多路復(fù)用模擬通信與數(shù)字通信模擬通信:直接傳輸信源產(chǎn)生的模擬信號(hào)或通過(guò)用模擬信號(hào)對(duì)載波調(diào)制后進(jìn)行傳輸?shù)耐ㄐ偶夹g(shù)應(yīng)用:傳統(tǒng)的有線載波電話、無(wú)線電廣播、電視(衛(wèi)星電視、數(shù)字有線電視除外)優(yōu)點(diǎn):歷史長(zhǎng)，技術(shù)成熟，結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)樸，成本低缺陷：在信號(hào)的調(diào)制和傳輸過(guò)程中易受噪聲干擾,傳輸質(zhì)量不夠穩(wěn)定趨勢(shì)：已經(jīng)越來(lái)越多地被數(shù)字通信所取代數(shù)字通信:將信源產(chǎn)生的模擬信號(hào)轉(zhuǎn)換為數(shù)字信號(hào)（或信源直接產(chǎn)生數(shù)字信號(hào))之后,直接進(jìn)行傳輸或通過(guò)用數(shù)字信號(hào)對(duì)載波進(jìn)行數(shù)字調(diào)制來(lái)傳輸信息的技術(shù)稱(chēng)為數(shù)字通信數(shù)字通信技術(shù)的優(yōu)點(diǎn):抗干擾能力強(qiáng),差錯(cuò)可控制，無(wú)噪聲積累,傳輸質(zhì)量高靈活性好,能適應(yīng)多種應(yīng)用需求,聲音、圖像、數(shù)據(jù)均可傳輸傳輸?shù)臄?shù)字信號(hào)可以直接由計(jì)算機(jī)進(jìn)行存儲(chǔ)、管理和解決數(shù)字信號(hào)的加密比模擬信號(hào)容易，所以通信的安全性高數(shù)字電路容易用超大規(guī)模集成電路實(shí)現(xiàn)，有助于通信設(shè)備的小型化、微型化,也減少了功耗數(shù)字通信系統(tǒng)的重要性能指標(biāo)信道帶寬(也稱(chēng)為信道容量,bandwｉdｔh)：一個(gè)信道允許的最大(高）數(shù)據(jù)傳輸速率數(shù)據(jù)傳輸速率(簡(jiǎn)稱(chēng)數(shù)據(jù)速率,datarate)：實(shí)際進(jìn)行數(shù)據(jù)傳輸時(shí)單位時(shí)間內(nèi)傳送的二進(jìn)位數(shù)目，計(jì)量單位:位/秒(bps)、千位／秒(ｋbps)、兆位/秒(Mbpｓ)或千兆位／秒(Gbps)等誤碼率（errorrａt(yī)ｅ):數(shù)據(jù)傳輸中規(guī)定期間內(nèi)犯錯(cuò)數(shù)據(jù)占被傳輸數(shù)據(jù)總數(shù)的比例端－端延遲(end－enddｅlａy）：數(shù)據(jù)從信源傳送到信宿所花費(fèi)的時(shí)間。光纖通信和無(wú)線通信通信分為有線通信和無(wú)線通信兩類(lèi)：有線通信使用的傳輸介質(zhì)有金屬導(dǎo)體和光導(dǎo)纖維,金屬導(dǎo)體運(yùn)用電流傳輸介質(zhì)，如雙絞線、同軸電纜；光導(dǎo)纖維通過(guò)光波傳輸信息,如光纜；無(wú)線通信是使用電磁波來(lái)傳輸信息,如無(wú)線電波、微波、紅外線和激光等傳輸介質(zhì)的類(lèi)型與特點(diǎn):金屬導(dǎo)體:運(yùn)用電流(電壓)傳輸信息，常見(jiàn)的有雙絞線和同軸電纜雙絞線分類(lèi)：3類(lèi)線(10Mb/s）;5類(lèi)線(１00Mb／s)；6類(lèi)線（２00Mb/s）無(wú)屏蔽雙絞線(UTP）；屏蔽雙絞線(ＳTP)同軸電纜分類(lèi)：基帶同軸電纜;寬帶同軸電纜光導(dǎo)纖維：光線的入射角足夠大時(shí),就會(huì)出現(xiàn)全反射，反復(fù)此過(guò)程,光就沿著光纖傳播光纖分類(lèi):單模(傳輸距離遠(yuǎn)，速率高）;多模(傳輸距離近，速率低)無(wú)線通信傳輸介質(zhì):無(wú)線電波；微波;紅外線;激光光纖通信原理:光纖重要用于傳輸數(shù)字信號(hào),在發(fā)信端,由需要傳輸?shù)臄?shù)字信號(hào)（電信號(hào)）去驅(qū)動(dòng)一個(gè)光源（半導(dǎo)體激光器或發(fā)光二極管)，并對(duì)發(fā)出的光信號(hào)進(jìn)行調(diào)制。調(diào)制后的光信號(hào)通過(guò)光纖傳輸?shù)浇邮芏?信號(hào)經(jīng)放大后由光檢測(cè)器(半導(dǎo)體光電管）進(jìn)行檢測(cè)、解調(diào)，轉(zhuǎn)換成電信號(hào)之后輸出。為了補(bǔ)償光纖線路的損耗,消除信號(hào)失真和噪聲干擾,每隔一定的距離要接入中繼器。波分多路復(fù)用(WaｖeDiｖiｓionMuｌtipleｘing，WDM)：在一根光纖中同時(shí)傳輸幾種不同波長(zhǎng)的光波,以達(dá)成增大信道容量的目的。無(wú)線通信：模擬信號(hào)或數(shù)字信號(hào)使用電磁波調(diào)制后進(jìn)行傳輸無(wú)線電波按頻率提成中波、短波、超短波和微波中波：沿地面?zhèn)鞑?繞射能力強(qiáng),合用于廣播和海上通信短波:具有較強(qiáng)的電離層反射能力,合用于環(huán)球通信微波：30０MHz～300GＨｚ范圍內(nèi)的電磁波，波長(zhǎng)為1m~1mm微波通信的三種形式：地面微波接力通信;衛(wèi)星通信;對(duì)流層散射通信衛(wèi)星通信：運(yùn)用人造地球衛(wèi)星作為中繼站來(lái)轉(zhuǎn)發(fā)無(wú)線電信號(hào)所實(shí)現(xiàn)的通信移動(dòng)通信移動(dòng)通信：處在移動(dòng)狀態(tài)的對(duì)象互相間的通信，如手機(jī)、無(wú)繩電話、尋呼系統(tǒng)等優(yōu)點(diǎn):克服通信終端位置對(duì)用戶(hù)的限制，快速和及時(shí)地傳遞信息蜂窩移動(dòng)通信原理:每10km～20kｍ的區(qū)域稱(chēng)為單元（形似蜂窩），單元的中央建有一個(gè)基站,該單元內(nèi)所有手機(jī)都向該基站發(fā)送信號(hào)并接受基站發(fā)給的信號(hào);所有單元既互相分割,又彼此有所交疊,連成整個(gè)移動(dòng)通信服務(wù)網(wǎng);所有基站都通過(guò)微波或電纜、光纜與移動(dòng)互換中心通信移動(dòng)通信的發(fā)展過(guò)程：第一代模擬移動(dòng)通信系統(tǒng)：使用頻段——800ＭHz/900MＨz第二代移動(dòng)通信系統(tǒng):傳輸?shù)氖菙?shù)字化的語(yǔ)音／文字信號(hào)；使用頻段——９00ＭHz／１800MHｚ我國(guó)使用的2種標(biāo)準(zhǔn):ＧSM(歐洲移動(dòng)通信系統(tǒng),也稱(chēng)全球通、全數(shù)字系統(tǒng));?CDMA(碼分多址接入,CodｅDｉｖisioｎＭuｌｔipｌeAccess）第三代數(shù)字移動(dòng)通信系統(tǒng):使用頻段——1885ＭHz~2025MHz，2110ＭHz～2200MHｚ標(biāo)準(zhǔn)：WCDMＡ、CDMA2023和TD-SCDMA(時(shí)分－同步碼分多址接入）第３代移動(dòng)通信技術(shù)(簡(jiǎn)稱(chēng)３G)的目的:(1)全球漫游(２)適應(yīng)多種環(huán)境,地面移動(dòng)通信與衛(wèi)星移動(dòng)通信相結(jié)合(3）提供高質(zhì)量的話音通信、數(shù)據(jù)通信和高分辨率圖像通信（４)提供足夠的系統(tǒng)容量，具有高保密性和優(yōu)質(zhì)的服務(wù)1.4數(shù)字技術(shù)基礎(chǔ)信息的基本單位——比特（bｉt)比特:bｉｔ,bｉnａｒｙdigit的縮寫(xiě)，中文翻譯為“二進(jìn)位數(shù)字”、“二進(jìn)位”或簡(jiǎn)稱(chēng)為“位”比特只有2種取值0和1，一般無(wú)大小之分比特是組成數(shù)字信息的最小單位數(shù)值、文字、符號(hào)、圖像、聲音、命令都可以使用比特來(lái)表達(dá)比特的運(yùn)算使用邏輯代數(shù)，它有3種基本邏輯運(yùn)算:邏輯加（也稱(chēng)“或”運(yùn)算,用符號(hào)“OＲ”、“∨”或“+”表達(dá))邏輯乘(也稱(chēng)“與”運(yùn)算，用符號(hào)“AND”、“∧”或“?”表達(dá),也可省略)取反(也稱(chēng)“非”運(yùn)算，用符號(hào)“NＯT”或上橫杠“ˉ”表達(dá))存儲(chǔ)容量的計(jì)量單位：在計(jì)算器的存儲(chǔ)器中存儲(chǔ)比特時(shí),以字節(jié)為基本單位。一個(gè)字節(jié)包含８?jìng)€(gè)比特，字節(jié)簡(jiǎn)記為B。外存儲(chǔ)器容量的計(jì)量單位ＫＢ:1KB=21０字節(jié)=１024B（千字節(jié))MB:1ＭB=22０字節(jié)=10２4KB(兆字節(jié)）GB:1GＢ＝230字節(jié)=1024MB（吉字節(jié)、千兆字節(jié))TB:1ＴB=2４0字節(jié)=１０2４GB(太字節(jié)、兆兆字節(jié))外存儲(chǔ)器容量經(jīng)常使用1０的冪次來(lái)計(jì)算：１ＭB=1０3KＢ＝1０0０ＫB１GB=10６ＫＢ＝1000000ＫＢ1TB＝１0９KB=1000000000ＫB在數(shù)據(jù)通信和計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)中傳輸二進(jìn)制信息時(shí)，是一位一位串行傳輸?shù)?，傳輸速率的單位是每秒多少比?且kiｌo、ｍega、gｉｇa等也作為1０的冪次計(jì)算。常用的傳輸速率單位如下比特/秒(b/s）：也稱(chēng)ｂps千比特/秒（Ｋb/s）：1Kb／s＝１0３ｂ/s兆比特/秒(Mｂ／s)：1Ｍb/s＝103Ｋb/ｓ=10６b/s吉比特/秒(Gb／s）:1Gｂ/ｓ=103Mｂ/s=106Kb/ｓ=10９b／s太比特/秒(Ｔb／s)：1Ｇb/s=1０3Ｇb/ｓ=106Mb／s＝１09Ｋｂ/s＝1０１2b／s比特與二進(jìn)制數(shù)不同進(jìn)位制數(shù)的表達(dá)和含義十進(jìn)制數(shù):每一位可使用十個(gè)不同數(shù)字表達(dá)（0、1、2、3、4、５、6、7、8、9）低位與高位的關(guān)系是:逢10進(jìn)1各位的權(quán)值是１０的整數(shù)次冪(基數(shù)是10)標(biāo)志:尾部加“D”或缺省二進(jìn)制數(shù)每一位使用兩個(gè)不同數(shù)字表達(dá)(0、1）,即每一位使用1個(gè)“比特”表達(dá)低位與高位的關(guān)系是:逢2進(jìn)1各位的權(quán)值是２的整數(shù)次冪（基數(shù)是2）標(biāo)志：尾部加B八進(jìn)制數(shù)每一位使用八個(gè)不同數(shù)字表達(dá)（0、1、2、3、4、5、6、7）低位與高位的關(guān)系是:逢8進(jìn)1各位的權(quán)值是8的整數(shù)次冪（基數(shù)是８）標(biāo)志：尾部加Q十六進(jìn)制數(shù)每一位使用十六個(gè)數(shù)字和符號(hào)表達(dá)(0、1、2、３、4、5、6、7、8、9、A、B、Ｃ、Ｄ、Ｅ、F）低位與高位的關(guān)系是：逢16進(jìn)１,基數(shù)為16各位的權(quán)值是１6的整數(shù)次冪（基數(shù)是１6)標(biāo)志:尾部加H不同進(jìn)制數(shù)的互相轉(zhuǎn)換十進(jìn)制數(shù)→二進(jìn)制數(shù):整數(shù)和小數(shù)分開(kāi)轉(zhuǎn)換整數(shù)部分:除以2逆序取余小數(shù)部分：乘以２順序取整二進(jìn)制數(shù)→十進(jìn)制數(shù):二進(jìn)制數(shù)的每一位乘以其相應(yīng)的權(quán)值,然后累加可得十進(jìn)制數(shù)值八進(jìn)制→二進(jìn)制：把每個(gè)八進(jìn)制數(shù)字改寫(xiě)成等值的３位二進(jìn)制數(shù),且保持高低位的順序不變二進(jìn)制→八進(jìn)制：整數(shù)部分從低位向高位每3位用一個(gè)等值的八進(jìn)制數(shù)來(lái)替換，局限性3位時(shí)在高位補(bǔ)0湊滿3位；小數(shù)部分從高位向低位每3位用一個(gè)等值八進(jìn)制數(shù)來(lái)替換,局限性3位時(shí)在低位補(bǔ)０湊滿三位十六進(jìn)制數(shù)與二進(jìn)制數(shù)的互換：與八、二進(jìn)制互換的方法類(lèi)似二進(jìn)制數(shù)的運(yùn)算有2類(lèi)：邏輯運(yùn)算:∨、∧、ＮＯＴ,按位進(jìn)行，不考慮進(jìn)位算術(shù)運(yùn)算:＋、-、*、/,從低位到高位逐位進(jìn)行，需考慮低位的進(jìn)位(借位)二進(jìn)制數(shù)的加法和減法運(yùn)算規(guī)則邏輯運(yùn)算可以用門(mén)電路(與門(mén)、或門(mén)、非門(mén)等)實(shí)現(xiàn)，算術(shù)運(yùn)算可以表達(dá)為邏輯運(yùn)算,因此二進(jìn)制數(shù)的四則運(yùn)算同樣也可以使用門(mén)電路來(lái)實(shí)現(xiàn)整數(shù)(定點(diǎn)數(shù))的表達(dá)計(jì)算機(jī)中的數(shù)值信息提成整數(shù)和實(shí)數(shù)兩大類(lèi)，整數(shù)又提成帶符號(hào)的整數(shù)和無(wú)符號(hào)整數(shù)兩類(lèi)。所有的數(shù)值都采用二進(jìn)制表達(dá)。無(wú)符號(hào)整數(shù)的表達(dá):采用“自然碼”表達(dá)，取值范圍由位數(shù)決定：8位：可表達(dá)0~２55（28-１）范圍內(nèi)的所有正整數(shù)１6位：可表達(dá)0~65535(216-1)范圍內(nèi)的所有正整數(shù)n位:可表達(dá)０~2n-１范圍內(nèi)的所有正整數(shù)。帶符號(hào)整數(shù)的表達(dá)：原碼表達(dá)法：最高位作為符號(hào)位，“0”表達(dá)正數(shù),“1”表達(dá)負(fù)數(shù),其余位表達(dá)數(shù)值部分優(yōu)點(diǎn)：與平常使用的十進(jìn)制表達(dá)方法一致,簡(jiǎn)樸直觀缺陷：加法與減法運(yùn)算規(guī)則不統(tǒng)一,增長(zhǎng)了成本;整數(shù)0有“０００0００0０”和“1０00０000”兩種表達(dá)形式，不方便補(bǔ)碼表達(dá)法：正數(shù)的補(bǔ)碼與原碼表達(dá)方式同樣，負(fù)數(shù)的補(bǔ)碼先表達(dá)為原碼,將每一位取反后在最低位加“１”優(yōu)點(diǎn):加法與減法運(yùn)算規(guī)則統(tǒng)一,沒(méi)有“-０”,可表達(dá)的數(shù)比原碼多一個(gè)缺陷：不直觀,人使用不方便帶符號(hào)整數(shù)在計(jì)算機(jī)內(nèi)不采用“原碼”而采用“補(bǔ)碼”的形式表達(dá)!第2章計(jì)算機(jī)組成原理2．１計(jì)算機(jī)的組成與分類(lèi)計(jì)算機(jī)的發(fā)展與作用計(jì)算機(jī)：又稱(chēng)電腦,是一種可以接受信息,并按照存儲(chǔ)在其內(nèi)部的程序（程序表達(dá)了某種規(guī)則）對(duì)輸入信息進(jìn)行解決,并產(chǎn)生輸出結(jié)果的高度自動(dòng)化的數(shù)字電子設(shè)備。是一種通用的信息解決工具計(jì)算機(jī)的特性：速度快；存儲(chǔ)容量大;通用性好1946年研制成功第1臺(tái)數(shù)字電子計(jì)算機(jī)ENIAC(電子數(shù)字積分機(jī)與計(jì)算機(jī)）：計(jì)算機(jī)的分代(按使用的元器件)第１代：電子管+磁鼓第2代:晶體管＋磁芯第３代：中、小規(guī)模集成電路第4代：大、超大規(guī)模集成電路計(jì)算機(jī)應(yīng)用模式的演變20世紀(jì)5０年代~7年代：大型計(jì)算機(jī)的“集中計(jì)算模式”２0世紀(jì)８0年代：個(gè)人計(jì)算機(jī)的“分散計(jì)算模式”20世紀(jì)9年代后:“網(wǎng)絡(luò)計(jì)算模式”計(jì)算機(jī)的組成計(jì)算機(jī)系統(tǒng)由硬件和軟件兩部分組成。計(jì)算機(jī)的硬件是計(jì)算機(jī)系統(tǒng)中所有實(shí)際物理裝置的總稱(chēng)。計(jì)算機(jī)軟件是指在計(jì)算機(jī)中運(yùn)營(yíng)的各種程序及其解決的數(shù)據(jù)和相關(guān)的文檔。從邏輯(功能)上講，計(jì)算機(jī)硬件涉及中央解決器(ＣPＵ)、內(nèi)存儲(chǔ)器、外存儲(chǔ)器、輸入設(shè)備和輸出設(shè)備等，它們之間通過(guò)總線互相連接。輸入設(shè)備：用來(lái)向計(jì)算機(jī)輸入信息的設(shè)備，如:鍵盤(pán)、鼠標(biāo)、掃描儀和麥克風(fēng)等輸入設(shè)備的共性：不管信息的原始形態(tài)如何,輸入到計(jì)算機(jī)中的信息都使用二進(jìn)位來(lái)表達(dá)中央解決器（運(yùn)算控制器)解決器(prｏcｅssor):對(duì)各種信息進(jìn)行解決（例如計(jì)算、排序、分類(lèi)、檢索)的部件，能高速執(zhí)行指令，完畢二進(jìn)制數(shù)據(jù)的算術(shù)或邏輯運(yùn)算和數(shù)據(jù)傳送等操作，由數(shù)字電路組成,結(jié)構(gòu)復(fù)雜微解決器：將解決器的所有組成部分制作在僅為幾個(gè)平方厘米的半導(dǎo)體集成電路芯片上中央解決器（CPＵ)：計(jì)算機(jī)中通常有多個(gè)不同的解決器,用于執(zhí)行系統(tǒng)軟件和應(yīng)用軟件的解決器稱(chēng)為CPU多數(shù)個(gè)人計(jì)算機(jī)只有1個(gè)CPＵ，但有一些計(jì)算機(jī)包具有2個(gè)、4個(gè)、8個(gè)甚至成百上千個(gè)CＰU存儲(chǔ)器：儲(chǔ)存以二進(jìn)位形式表達(dá)的程序和數(shù)據(jù)的部件，涉及：內(nèi)存儲(chǔ)器：存取速度快,容量相對(duì)小,直接與ＣPU連接,用來(lái)臨時(shí)存放已經(jīng)啟動(dòng)運(yùn)營(yíng)的程序和需要立即解決的數(shù)據(jù)外存儲(chǔ)器：存取速度較慢，容量相對(duì)很大，能長(zhǎng)期存放計(jì)算機(jī)系統(tǒng)中幾乎所有的信息,外存中的數(shù)據(jù)必須先傳送到內(nèi)存,才干被ＣＰU使用輸出設(shè)備：完畢輸出功能的設(shè)備,如：顯示器、打印機(jī)和揚(yáng)聲器等(多數(shù)）輸出設(shè)備的共性：把計(jì)算機(jī)中的二進(jìn)位信息轉(zhuǎn)換成人可感知的形式(文字、符號(hào)、圖形、聲音等)總線(ｂｕs)：用于連接ＣPＵ、內(nèi)存、外存和各種I/O設(shè)備并在它們之間傳輸信息的一組共享的傳輸線及其控制電路分類(lèi):CPU總線(或前端總線):用于連接CPU和內(nèi)存的總線Ｉ/O總線:連接內(nèi)存和I/O設(shè)備(涉及外存）的總線計(jì)算機(jī)的分類(lèi)按內(nèi)部邏輯結(jié)構(gòu)分類(lèi):8位/1６位/3２位/６４位按性能和價(jià)格分類(lèi)：巨型計(jì)算機(jī)(suｐｅｒｃomputer）大型計(jì)算機(jī)(mａiｎｆｒame)小型計(jì)算機(jī)(minｉcomｐｕter)個(gè)人計(jì)算機(jī)(pｅputer)個(gè)人計(jì)算機(jī)可以提成：臺(tái)式ＰC（ｄeskｂｏok)筆記本(ｎotｅbook，Ｌaｐtoｐ)工作站(wｏrｋstatiｏn)超級(jí)便攜機(jī)UＭPC(Ultra-MobｉｌePC)微解決器和嵌入式計(jì)算機(jī)微解決器(μＰ）：使用單片大規(guī)模集成電路制成的、具有運(yùn)算和控制功能的電子部件。微解決器是各類(lèi)計(jì)算機(jī)的核心組成部分,中央解決器幾乎都采用微解決組成嵌入式計(jì)算機(jī):把運(yùn)算器、控制器、存儲(chǔ)器、輸入/輸出控制、接口電路全都集成在一塊芯片上,這樣的超大規(guī)模集成電路稱(chēng)為單片計(jì)算機(jī)或嵌入式計(jì)算機(jī)２.2CPＵ的邏輯結(jié)構(gòu)與工作原理CPU的結(jié)構(gòu)迄今為止，計(jì)算機(jī)都是按照馮?諾依曼提出的“存儲(chǔ)程序控制”的原理工作，即：?jiǎn)栴}的解算環(huán)節(jié)（程序)連同它所解決的數(shù)據(jù)都用二進(jìn)位表達(dá)，并預(yù)先存放在存儲(chǔ)器中;程序運(yùn)營(yíng)時(shí)，ＣPU從內(nèi)存中一條一條地取出指令和相應(yīng)的數(shù)據(jù),按指令操作碼的規(guī)定,對(duì)數(shù)據(jù)進(jìn)行運(yùn)算解決,直到程序執(zhí)行完畢為止。CPU的重要任務(wù):執(zhí)行指令，按指令的規(guī)定完畢對(duì)數(shù)據(jù)的運(yùn)算和解決CPU的結(jié)構(gòu)：CPＵ重要由運(yùn)算器、控制器和寄存器組3個(gè)部分組成寄存器(ＧＰR）：存儲(chǔ)速度快,用來(lái)臨時(shí)存放參與運(yùn)算的數(shù)據(jù)和運(yùn)算得到的中間（或最后)結(jié)果運(yùn)算器(AＬU)：用來(lái)對(duì)數(shù)據(jù)進(jìn)行各種算術(shù)或邏輯運(yùn)算，所以稱(chēng)為算術(shù)邏輯部件(ALU)參與AＬU運(yùn)算的數(shù)據(jù)——預(yù)先從內(nèi)存?zhèn)魉偷郊拇嫫鳠o(wú)需繼續(xù)運(yùn)算的結(jié)果——從寄存器保存到內(nèi)存控制器：ＣPU的指揮中心指令計(jì)數(shù)器——存放CPU正在執(zhí)行的指令的地址,CPＵ每執(zhí)行一條指令后它就自動(dòng)加1指令寄存器——保存正在執(zhí)行的指令,通過(guò)譯碼器解釋該指令的含義，控制運(yùn)算器的操作,記錄CPU的內(nèi)部狀態(tài)指令與指令系統(tǒng)程序：能完畢某個(gè)任務(wù)的一連串指令。指令:用二進(jìn)位表達(dá)，它用來(lái)規(guī)定CPU執(zhí)行什么操作。指令是構(gòu)成程序的基本單位。指令由兩個(gè)部分組成：操作碼——指出計(jì)算機(jī)應(yīng)執(zhí)行何種操作操作數(shù)地址——指令所解決的數(shù)據(jù)或數(shù)據(jù)所在的位置指令在計(jì)算機(jī)中的執(zhí)行過(guò)程:取指令:CPU的控制器從存儲(chǔ)器讀取一條指令并放入指令寄存器指令譯碼：指令寄存器中的指令通過(guò)譯碼,決定該指令應(yīng)進(jìn)行何種操作、操作數(shù)在哪里執(zhí)行指令：執(zhí)行單元從存儲(chǔ)器取操作數(shù)，完畢指令所規(guī)定的運(yùn)算或操作保存結(jié)果:執(zhí)行單元保存運(yùn)營(yíng)結(jié)果到寄存器或主存儲(chǔ)器，指令計(jì)數(shù)器自動(dòng)加1形成下一條指令的地址指令系統(tǒng):ＣPＵ可執(zhí)行的所有指令稱(chēng)為該CPＵ的指令系統(tǒng)每一種CPＵ都有自己獨(dú)特的一組指令。同一公司同一系列的CPＵ具有向下(前）兼容性：即所有新解決器均保存老解決器的所有指令，同時(shí)還擴(kuò)充功能更強(qiáng)的新指令。這樣,A計(jì)算機(jī)(使用新型號(hào)CPU）的程序不能在B計(jì)算機(jī)（使用老型號(hào)CPU)上運(yùn)營(yíng),Ｂ計(jì)算機(jī)的程序卻能在A計(jì)算機(jī)上運(yùn)營(yíng)不同公司的不同ＣPＵ產(chǎn)品其指令系統(tǒng)不同,它們未必互相兼容：A計(jì)算機(jī)(使用Ｉnteｌ公司ＣPU）的程序不能在Ｂ計(jì)算機(jī)(使用IＢM公司的PowerＰＣ微解決器)上直接運(yùn)營(yíng)，B計(jì)算機(jī)的程序也不能在A計(jì)算機(jī)上直接運(yùn)營(yíng)奔騰4系列的產(chǎn)品發(fā)展過(guò)程為：8０88(８0８6）→80286→80386→80486→Penｔium→PenｔiumPRO→PenｔiｕmII→ＰｅntiumIII→Pentｉum4→奔騰D→奔騰至尊→酷睿→酷睿２常見(jiàn)的技術(shù)術(shù)語(yǔ)：超標(biāo)量（suｐersｃalar)結(jié)構(gòu)：包含多個(gè)AＬU,均可同時(shí)工作流水線結(jié)構(gòu)SＳE/ＳSE2/SSＥ３指令:其特點(diǎn)是1條指令可解決1２8位的數(shù)據(jù),因此一條指令中可包含若干個(gè)整數(shù)或浮點(diǎn)數(shù),從而大大提高了計(jì)算速度，有助于完畢３D圖形、語(yǔ)音辨認(rèn)、圖像解決等多媒體應(yīng)用超線程(Hｙper-Thrｅading,ＨT)技術(shù)：把硬件模擬成兩個(gè)解決器芯片,從ＯS來(lái)看就像有兩個(gè)CPＵ同樣,可同時(shí)執(zhí)行2個(gè)線程。由于不是2個(gè)真正的CPU，它們需要共享ALU、ｃachｅ等資源，當(dāng)兩個(gè)線程同時(shí)需要使用某個(gè)資源時(shí),一個(gè)線程必須暫停運(yùn)營(yíng)，直到該資源空閑后才干繼續(xù)執(zhí)行,因此超線程的性能達(dá)不到2個(gè)物理ＣPU的性能,當(dāng)運(yùn)營(yíng)單線程應(yīng)用軟件時(shí),超線程技術(shù)甚至?xí)p少系統(tǒng)性能。雙核解決器:1個(gè)芯片中有兩個(gè)功能相同的解決器(內(nèi)核)，在操作系統(tǒng)看來(lái)，系統(tǒng)中有2個(gè)ＣＰUCＰU的性能指標(biāo)計(jì)算機(jī)的性能重要表現(xiàn)在程序執(zhí)行速度的快慢,它由許多因素決定,例如CＰU、內(nèi)存、硬盤(pán)、顯卡等，但通常CPU是重要因素。ＣPＵ性能高低的重要指標(biāo)是ＣＰU的速度，有2種衡量方法：計(jì)算每秒鐘可執(zhí)行的指令數(shù)目，單位有:百萬(wàn)條定點(diǎn)指令／秒MＩPS、百萬(wàn)條浮點(diǎn)指令/秒MFLOＰS、萬(wàn)億條浮點(diǎn)指令/秒ＴFLＯPS使用常用軟件(辦公軟件、數(shù)字媒體解決軟件和3D游戲等）的運(yùn)營(yíng)速度來(lái)衡量CPU的性能影響CＰU性能的重要因素：CPU的字長(zhǎng)(位數(shù)):CＰＵ中整數(shù)寄存器和定點(diǎn)運(yùn)算器的寬度,目前ＰC使用的ＣPＵ大多是32位解決器,新一代的PC機(jī)將使用64位解決器主頻（ＣPU時(shí)鐘頻率)：一般主頻越高，執(zhí)行一條指令所需時(shí)間越少，ＣＰU的解決速度越快CPＵ總線（前端總線）的速度:CPU總線速度決定了CPU與內(nèi)存間數(shù)據(jù)傳輸速度的快慢,總線速度越快，CPU的性能發(fā)揮得越充足高速緩存(cachｅ）的容量與結(jié)構(gòu)：cacｈe有助于CPU訪問(wèn)內(nèi)存的次數(shù)，通常cache容量越大、級(jí)數(shù)越多,其效用就越顯著ＣPＵ的指令系統(tǒng)：?指令的類(lèi)型、數(shù)目和功能會(huì)影響程序的執(zhí)行速度CPU的邏輯結(jié)構(gòu):CＰU包含的定點(diǎn)運(yùn)算器和浮點(diǎn)運(yùn)算器數(shù)目、是否具有數(shù)字信號(hào)解決功能、有無(wú)指令預(yù)測(cè)和數(shù)據(jù)預(yù)測(cè)功能、流水線的結(jié)構(gòu)和級(jí)數(shù)都對(duì)指令的速度有影響2.３PC機(jī)的主機(jī)ＰＣ機(jī)通常由機(jī)箱、顯示器、鍵盤(pán)、鼠標(biāo)和打印機(jī)組成機(jī)箱內(nèi)有主板、硬盤(pán)、軟驅(qū)、光驅(qū)、電源和風(fēng)扇等主板上安裝了CＰU、內(nèi)存、總線、I/Ｏ控制器等部件,是PC機(jī)的核心主板、芯片組與BIＯS主板的作用:安裝所有的電子器件、電路與連接件主板上通常安裝有CPU插座、芯片組、存儲(chǔ)器插槽、擴(kuò)充卡插槽、ＢIＯS、CＭOS存儲(chǔ)器、輔助芯片和若干用于連接外部設(shè)備的I/O插口芯片組的作用:是PＣ機(jī)各組成部分互相連接和通信的樞紐芯片組一般由兩塊超大規(guī)模集成電路芯片組成:北橋芯片和南橋芯片。北橋芯片:存儲(chǔ)控制中心（ＭCH），用于高速連接CPＵ、存儲(chǔ)器、顯卡,并與南橋芯片相連；南橋芯片:I/O控制中心（ＩCH)，重要與PＣI總線槽、USＢ接口、硬盤(pán)接口、音頻解碼器、BIOS和ＣMOＳ存儲(chǔ)器等連接，并借助SｕperI／O芯片提供對(duì)鍵盤(pán)、鼠標(biāo)、串行口和并行口的控制。關(guān)于芯片組的一些說(shuō)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(lái)越高，為減少系統(tǒng)成本，芯片組中集成了越來(lái)越多的功能,涉及網(wǎng)卡、顯卡、聲卡等功能BIＯS(BasiｃInput/OｕtpuｔSystｅm)即“基本輸入/輸出系統(tǒng)”，它是存放在主板上只讀存儲(chǔ)器（ROＭ）芯片中的一組機(jī)器語(yǔ)言程序。BＩOS是PC機(jī)軟件中最基礎(chǔ)的部分，沒(méi)有它機(jī)器無(wú)法啟動(dòng)。BIOＳ功能:診斷計(jì)算機(jī)故障；啟動(dòng)計(jì)算機(jī)工作;控制基本的輸入輸出操作(鍵盤(pán)、鼠標(biāo)、磁盤(pán)讀寫(xiě)、屏幕顯示等)ＢIＯS芯片中包含的程序：加電自檢程序程序ＰＯSＴ（ＰｏwerOｎSelfTｅst)：用于檢測(cè)計(jì)算機(jī)硬件故障系統(tǒng)主引導(dǎo)記錄的裝入程序（Bｏot）:將主引導(dǎo)程序裝入內(nèi)存，并由引導(dǎo)程序加載操作系統(tǒng),成功后進(jìn)入操作系統(tǒng)運(yùn)營(yíng)狀態(tài)ＣMOＳ設(shè)立程序：設(shè)立系統(tǒng)參數(shù),涉及日期、時(shí)間、口令、配置參數(shù)等常用外部設(shè)備的驅(qū)動(dòng)程序(Ｄriｖer）:實(shí)現(xiàn)對(duì)鍵盤(pán)、顯示器、軟驅(qū)和硬盤(pán)等常用外部設(shè)備輸入輸出操作的控制CMＯS存儲(chǔ)器：是一個(gè)容量很小的RAＭ存儲(chǔ)器,存放與計(jì)算機(jī)硬件相關(guān)的一些參數(shù)(配置信息），涉及系統(tǒng)的日期、時(shí)間、口令,已安裝的軟盤(pán)、硬盤(pán)、光盤(pán)驅(qū)動(dòng)器的數(shù)目、類(lèi)型及參數(shù)、顯卡類(lèi)型、啟動(dòng)機(jī)器時(shí)訪問(wèn)外存的順序等,供BＩＯS程序使用CＭＯS芯片是一種易失性存儲(chǔ)器,必須使用電池供電，才干使計(jì)算機(jī)關(guān)機(jī)后它也不會(huì)丟失所存儲(chǔ)的信息PC機(jī)的啟動(dòng)工作過(guò)程：接通電源時(shí)CPU一方面執(zhí)行BIOＳ中的加電自檢程序，按CMOS中的內(nèi)容來(lái)辨認(rèn)硬件的配置,根據(jù)系統(tǒng)的配置信息對(duì)各部件進(jìn)行測(cè)試(發(fā)現(xiàn)錯(cuò)誤則報(bào)錯(cuò),系統(tǒng)將不能繼續(xù)啟動(dòng)或不能正常工作)和初始化，初始化涉及CPU、內(nèi)存、ＲOM、主板、CMOS、顯示卡、鍵盤(pán)、軟驅(qū)和硬盤(pán)等設(shè)備；若用戶(hù)按下某一熱鍵（Deｌ或F1、F2、Ｆ8）可啟動(dòng)ＢIOS中的CＭＯS設(shè)立程序，允許用戶(hù)對(duì)系統(tǒng)的硬件配置信息進(jìn)行修改;若用戶(hù)沒(méi)有按下某一熱鍵，并且加電自檢無(wú)致命錯(cuò)誤，ＣＰU自動(dòng)執(zhí)行主引導(dǎo)記錄裝入程序，按照CMＯS中預(yù)先設(shè)定的啟動(dòng)順序,搜尋外存儲(chǔ)器（軟、硬盤(pán)或光盤(pán)），將其第一扇區(qū)的內(nèi)容（主引導(dǎo)記錄）讀出并裝入到內(nèi)存;控制權(quán)交給操作系統(tǒng)引導(dǎo)程序,由引導(dǎo)程序繼續(xù)將操作系統(tǒng)裝入內(nèi)存;操作系統(tǒng)裝入成功后，將控制權(quán)交給操作系統(tǒng),整個(gè)計(jì)算機(jī)由操作系統(tǒng)所控制內(nèi)存儲(chǔ)器計(jì)算機(jī)中的存儲(chǔ)器分為內(nèi)存和外存兩大類(lèi)通常,存取速度較快的存儲(chǔ)器成本較高,存取速度較慢的存儲(chǔ)器成本較低。為了獲得好的性能/價(jià)格比,計(jì)算機(jī)中各種內(nèi)存儲(chǔ)器和外存儲(chǔ)器組成一個(gè)層狀的塔式結(jié)構(gòu)(Ｐ５２頁(yè))，取長(zhǎng)補(bǔ)短,協(xié)調(diào)工作內(nèi)存儲(chǔ)器從應(yīng)用角度可分為:主存儲(chǔ)器(內(nèi)存條）、ｃache存儲(chǔ)器和寄存器內(nèi)存儲(chǔ)器由半導(dǎo)體存儲(chǔ)器芯片組成,芯片有多種類(lèi)型：隨機(jī)存儲(chǔ)器RAM:關(guān)機(jī)或斷電時(shí)，其中的信息隨之丟失。根據(jù)其保存數(shù)據(jù)的機(jī)理可分為：動(dòng)態(tài)隨機(jī)存取存儲(chǔ)器(ＤRAM）:電路簡(jiǎn)樸，集成度高,功耗小，成本低，一般用于做主存靜態(tài)隨機(jī)存取存儲(chǔ)器(SＲAＭ)：電路復(fù)雜,集成度低，功耗較大,成本高,一般用于做caｃhe高速緩沖存儲(chǔ)器只讀存儲(chǔ)器ＲOM：可以永久或半永久地保存數(shù)據(jù)的存儲(chǔ)器，即使掉電后，存放在ＲＯM中的數(shù)據(jù)也不會(huì)丟失。按照ＲOM中的內(nèi)容是否可以在線改寫(xiě),可分為：不可在線改寫(xiě)的ＲＯM:如掩膜ROM、PROM和EPROＭFlashROＭ：在低電壓下,存儲(chǔ)的信息可讀不可寫(xiě)；在較高電壓下,所存儲(chǔ)的信息可以更改和刪除,可用于存儲(chǔ)BIOS程序或用在數(shù)碼相機(jī)和優(yōu)盤(pán)中主存儲(chǔ)器（RＡM)由ＤＲAＭ芯片組成，是CPＵ可直接訪問(wèn)的存儲(chǔ)器，用于存放供CＰU解決的指令和數(shù)據(jù)主存１個(gè)字節(jié)(８?jìng)€(gè)二進(jìn)位)為一個(gè)存儲(chǔ)單元，對(duì)每個(gè)存儲(chǔ)單元進(jìn)行連續(xù)編址,CPU按地址對(duì)存儲(chǔ)器進(jìn)行訪問(wèn)存儲(chǔ)容量:主存儲(chǔ)器中所包含的存儲(chǔ)單元的總數(shù)(單位:MB或ＧB)存儲(chǔ)器存取時(shí)間:從CPU給出存儲(chǔ)器地址開(kāi)始，到存儲(chǔ)器讀出數(shù)據(jù)并送到CPU（或者是把ＣＰＵ數(shù)據(jù)寫(xiě)入存儲(chǔ)器）所需要的時(shí)間（單位:nｓ,1ns=10-9s)PＣ機(jī)主存儲(chǔ)器由１～4個(gè)內(nèi)存條組成，內(nèi)存條是把若干片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)存條插槽中才干使用主存中的常見(jiàn)術(shù)語(yǔ)：ＳDRAM:單速率同步DＲAＭDＤRＳＤＲＡM:簡(jiǎn)稱(chēng)ＤＤR,雙倍數(shù)據(jù)速率的同步ＤRAＭ，采用雙列直插式內(nèi)存條(DＩMM)DＤＲ２SDRAＭ:簡(jiǎn)稱(chēng)DDＲ2,四倍數(shù)據(jù)速率的同步DRAＭ，采用雙列直插式內(nèi)存條（DIMM)DDＲ3SＤRＡＭ:簡(jiǎn)稱(chēng)ＤDR3，八倍數(shù)據(jù)速率的同步DRAMCａcｈｅ:是一種小容量高速緩沖存儲(chǔ)器，由ＳRAM組成，速度幾乎與CPU同樣快程序運(yùn)營(yíng)時(shí),CPU使用的一部分?jǐn)?shù)據(jù)/指令會(huì)預(yù)先成批拷貝在ｃａche中，cａcｈe的內(nèi)容是主存儲(chǔ)器中部分內(nèi)容的映象;當(dāng)CPU需要從內(nèi)存讀（寫(xiě))數(shù)據(jù)或指令時(shí)，先檢查cａcｈe中有沒(méi)有,若有,就直接從cachｅ中讀取，而不用訪問(wèn)主存儲(chǔ)器I／O總線與I/Ｏ接口I／O操作的任務(wù)：將輸入設(shè)備輸入的信息送到內(nèi)存儲(chǔ)器的指定區(qū)域，或?qū)?nèi)存儲(chǔ)器指定區(qū)域的內(nèi)容送出到輸出設(shè)備I/O操作的特點(diǎn):I／O操作速度比CＰＵ慢很多，因此Ｉ／O與CPＵ數(shù)據(jù)解決往往是并行解決;多個(gè)I/O設(shè)備必須同時(shí)進(jìn)行工作配置的I/O設(shè)備數(shù)量和品種可經(jīng)常增減或變換每類(lèi)Ｉ/O設(shè)備都有各自的控制器，它們按照CPＵ的Ｉ/O操作命令，獨(dú)立地控制Ｉ/O操作的全過(guò)程I／O設(shè)備、I／O接口、Ｉ／O控制器和Ｉ／O總線的關(guān)系:I/O控制器:是控制I／Ｏ設(shè)備正常運(yùn)營(yíng)的一組電子線路,可制成擴(kuò)充卡插在主板的插槽中,也可集成在芯片組中I/O控制器通過(guò)I/O總線與CＰU、內(nèi)存相連I/O設(shè)備通過(guò)I／O接口與I／O控制器相連I/O總線：各類(lèi)Ｉ／O控制器與CPU、內(nèi)存之間傳輸數(shù)據(jù)的一組公用信號(hào)線及相關(guān)控制電路，這些信號(hào)線在物理上與主板擴(kuò)展槽中插入的I/Ｏ控制器擴(kuò)展卡直接連接。Ｉ/O總線中涉及了三種信號(hào)：數(shù)據(jù)信號(hào)、地址信號(hào)和控制信號(hào)I/O總線的帶寬:也稱(chēng)總線的數(shù)據(jù)傳輸率，是指單位時(shí)間內(nèi)總線上可傳輸?shù)淖畲髷?shù)據(jù)量，是總線的最重要的性能指標(biāo)。其計(jì)算公式:總線的數(shù)據(jù)傳輸速率（MB／s)=數(shù)據(jù)線位數(shù)/8×總線工作頻率（MHz)×每個(gè)總線周期的傳輸次數(shù)目前ＰC機(jī)使用的I/O總線:PCI總線PCI－Ｅxｐress(高速PCI總線):采用高速串行傳輸，以點(diǎn)對(duì)點(diǎn)的方式與主機(jī)進(jìn)行通信。目的是全面取代現(xiàn)行的PCI和ＡGＰ,實(shí)現(xiàn)總線接口的統(tǒng)一。I/Ｏ接口：Ｉ／O設(shè)備與I/O控制器之間的連接器I／Ｏ接口的分類(lèi)：按數(shù)據(jù)傳輸方式:串行接口(一位一位傳輸)和并行接口（8、16或32位一起傳輸）按數(shù)據(jù)傳輸速率:低速口和高速口按連接設(shè)備的數(shù)量:總線式（可串接多個(gè)設(shè)備，被多個(gè)設(shè)備共享)和獨(dú)占式（只能連接一個(gè)設(shè)備）按是否符合標(biāo)準(zhǔn):標(biāo)準(zhǔn)接口和專(zhuān)用接口USB接口:通用串行總線式接口(UnｉｖｅrsaｌSｅｒialBｕs）USB特性：高速串行傳輸，可連接多個(gè)設(shè)備,一個(gè)USB口用UＳB集線器最多可連接127個(gè)設(shè)備所有設(shè)備共享總線帶寬符合即插即用規(guī)范(Pｌug&Ｐl(wèi)ay，即PnＰ）,支持熱拔插可通過(guò)USＢ接口由主機(jī)向外設(shè)提供電源(＋5V，100~500mA)ＵSB傳輸速率：1.5Ｍb/s（1.0版)、12Mb/s（1.1版)和６0ＭB/s(2.０版）IEEＥ－139４接口:又稱(chēng)FireWiｒe接口，重要用于連接需要高速傳輸大量數(shù)據(jù)的音頻和視頻設(shè)備,其數(shù)據(jù)傳輸速率可達(dá)50ＭＢ/s～100MB/s。2．4常用輸入設(shè)備鍵盤(pán)作用：向計(jì)算機(jī)輸入字母、數(shù)字、符號(hào)、命令等信息鍵盤(pán)的結(jié)構(gòu)機(jī)械式鍵盤(pán):初期曾使用電容式鍵盤(pán)：擊鍵聲音小,無(wú)磨損和接觸不良問(wèn)題,耐久性、靈敏度和穩(wěn)定性都比較好，手感較好,壽命較長(zhǎng)與主機(jī)的接口：PS/２接口；ＵＳＢ接口；無(wú)線接口（紅外線或無(wú)線電波）鼠標(biāo)器(Mｏuse)作用:控制屏幕上的鼠標(biāo)箭頭準(zhǔn)確地定位在指定的位置處，然后通過(guò)按鍵（左鍵或右鍵)發(fā)出命令,完畢各種操作工作過(guò)程：用戶(hù)移動(dòng)鼠標(biāo)器時(shí)，借助于機(jī)械或光學(xué)原理，將鼠標(biāo)在X方向和Y方向移動(dòng)的距離變換成脈沖信號(hào)輸入計(jì)算機(jī),計(jì)算機(jī)中的鼠標(biāo)驅(qū)動(dòng)程序把接受到的脈沖信號(hào)轉(zhuǎn)換成水平和垂直方向的位移量，繼而控制屏幕上鼠標(biāo)箭頭的移動(dòng)優(yōu)點(diǎn):外型輕巧，操縱自如,使用方便，價(jià)格低廉鼠標(biāo)器的類(lèi)型：機(jī)電式鼠標(biāo)、光電式鼠標(biāo)與主機(jī)的接口:ＲS-232串行口（D形９針);ＰS/２(圓形６針)；USB;無(wú)線鼠標(biāo)筆輸入設(shè)備作用：兼有鍵盤(pán)、鼠標(biāo)和寫(xiě)字筆的功能，可以替代鍵盤(pán)和鼠標(biāo)輸入文字、命令和作圖類(lèi)型:電阻式;電容式；電磁感應(yīng)式與主機(jī)的接口類(lèi)型：串行口；ＵSＢ掃描儀作用：將原稿（圖片、照片、底片、書(shū)稿）輸入計(jì)算機(jī)的一種輸入設(shè)備掃描儀輸入到計(jì)算機(jī)中的是原稿的“圖象”（bｉtmap)掃描儀的3種類(lèi)型：手持式;平板式；膠片專(zhuān)用和滾筒式平板式掃描儀工作原理:被掃描的文稿正面朝下放置在玻璃上，一束強(qiáng)光從下方打到文稿上并移動(dòng)，文稿的圖像通過(guò)一系列透鏡反射到達(dá)CCＤ芯片,并轉(zhuǎn)換為模擬電流；模擬電流信號(hào)通過(guò)模數(shù)轉(zhuǎn)換器(ＡＤC)被轉(zhuǎn)換為數(shù)字信號(hào),被送到計(jì)算機(jī)中,由軟件進(jìn)行解決之后,以文獻(xiàn)形式保存在硬盤(pán)中掃描儀的性能指標(biāo)分辨率（ｄpi):反映了掃描儀掃描圖像的清楚限度,用每英寸生成的像素?cái)?shù)目(dpi）來(lái)表達(dá),如:６0０×1２00ｄｐi,1２0０×２４00dpi色彩位數(shù)(色彩深度）：反映了掃描儀對(duì)圖像色彩的辨析能力,位數(shù)越多，掃描儀所能反映的色彩就越豐富，掃描的圖象效果也越真實(shí)，如:2４bit,3２bit，３6bｉｔ，4２bit,４8bｉt掃描幅面:指允許原稿的最大尺寸，如A4幅面，Ａ3幅面，A0幅面與主機(jī)的接口類(lèi)型：SCSI;USB;1394接口數(shù)碼相機(jī)數(shù)碼相機(jī)的作用：獲取現(xiàn)實(shí)世界中景物的數(shù)字圖像數(shù)碼相機(jī)原理:光信號(hào)聚焦在CＣD或CMOS成像芯片上轉(zhuǎn)換成電信號(hào),經(jīng)模數(shù)轉(zhuǎn)換（Ａ/D轉(zhuǎn)換）變成數(shù)字圖像，通過(guò)必要的圖像解決和數(shù)據(jù)壓縮后，存儲(chǔ)在相機(jī)內(nèi)部的存儲(chǔ)器中。數(shù)碼相機(jī)使用的成像芯片:CＣD（目前使用居多）CMOS（像素在200萬(wàn)～300萬(wàn)以下的普及型相機(jī),價(jià)格便宜）常用接口:UＳB接口；IＥEE-1394接口數(shù)碼相機(jī)的重要性能指標(biāo):CCD像素?cái)?shù)目：決定數(shù)字圖像可以達(dá)成的最高分辨率,例如分辨率最高達(dá)16０0×1200時(shí)，共有１92０２３個(gè)像素(２00萬(wàn)像素)存儲(chǔ)介質(zhì)：SM卡（SmartMｅdia卡）;CＦ卡（CｏmpａctFｌａsh卡)；?MemoryStick(記憶棒)；SＤ(ｍinｉSＤ)卡存儲(chǔ)器容量2.5常用輸出設(shè)備顯示器與顯示卡計(jì)算機(jī)顯示器的作用：能將數(shù)字信號(hào)轉(zhuǎn)化為光信號(hào)，使文字和圖像在屏幕上顯示出來(lái)，是計(jì)算機(jī)必不可少的圖文輸出設(shè)備。計(jì)算機(jī)顯示器組成:顯示器：陰極射線管顯示器(CRT);液晶顯示器(LCD)顯示控制器：簡(jiǎn)稱(chēng)顯卡顯示器的性能指標(biāo)顯示屏尺寸:以對(duì)角線長(zhǎng)度度量,如,１5吋,17吋，19吋,21吋屏幕寬度與高度的比例:普通屏——4∶３；寬屏——16∶10，或１６∶9顯示分辨率:整屏可顯示像素的最大數(shù)目,一般用水平像素個(gè)數(shù)×垂直像素個(gè)數(shù)表達(dá),如1920×1200，12８0×１0２4，1０24×768,800×600，64０×４80畫(huà)面刷新速率：畫(huà)面每秒鐘更新的次數(shù)。刷新速率越高，圖像穩(wěn)定性越好可顯示的顏色數(shù)目顯卡組成：顯示控制電路、繪圖解決器、顯示存儲(chǔ)器(VＲAM)和接口電路顯卡的性能指標(biāo)繪圖解決器（圖形引擎)類(lèi)型顯存容量:1２８MB~２ＧB,大多采用DDR2，GDDＲ３或GＤＤＲ４存儲(chǔ)器組成主機(jī)接口：AGP；PCＩ-E顯示器接口：VGＡ接口（D-Ｓｕb接口):模擬接口ＤVI接口：數(shù)字接口HDMI全高清多媒體接口：以無(wú)壓縮方式傳送19２0x1２00的數(shù)字視頻信號(hào)和5.1聲道音頻信號(hào)打印機(jī)打印機(jī)作用:將程序、數(shù)據(jù)、字符、圖形打印輸出在紙上打印機(jī)類(lèi)型：針式打印機(jī);激光打印機(jī)；噴墨打印機(jī)針式打印機(jī):擊打式打印機(jī)優(yōu)點(diǎn)：耗材成本低，能多層套打，適合于票據(jù)打印缺陷:打印質(zhì)量不高，工作噪聲很大，速度慢應(yīng)用：銀行、證券、郵電、商業(yè)等領(lǐng)域用于打印存折和票據(jù)等激光打印機(jī)：非擊打式打印機(jī)原理：激光技術(shù)與復(fù)印技術(shù)的結(jié)合優(yōu)點(diǎn)：打印質(zhì)量高,噪聲小缺陷:成本較高應(yīng)用——家庭及辦公噴墨打印機(jī)：屬于非擊打式打印機(jī)，大多為彩色打印優(yōu)點(diǎn)——可以打印近似全彩色圖像,經(jīng)濟(jì),效果好,低噪音，使用低電壓,環(huán)保缺陷——墨水成本高,消耗快應(yīng)用——家庭及辦公重要性能指標(biāo)(激光/噴墨)打印精度(分辨率):用每英寸多少點(diǎn)（像素)表達(dá),單位：dpi，一般產(chǎn)品為400dpi、6０0dｐi、800dpｉ,高的甚至達(dá)成1０00dｐi以上打印速度：每分鐘打印多少頁(yè)紙,單位PＰM，通常每分鐘3～１0頁(yè)色彩表現(xiàn)能力（彩色數(shù)目)：打印機(jī)可打印的不同顏色的總數(shù)幅面大小:A３,A4等與主機(jī)的接口：并行口、SCSＩ口、USB接口其他：如打印成本、噪音、功耗等2.６外存儲(chǔ)器軟盤(pán)存儲(chǔ)器軟盤(pán)存儲(chǔ)器：是一種采用磁性材料作為存儲(chǔ)介質(zhì)的可讀寫(xiě)外部存儲(chǔ)器,由軟盤(pán)、軟盤(pán)驅(qū)動(dòng)器和軟盤(pán)控制器組成磁盤(pán)的磁道:磁盤(pán)表面被分為許多同心圓,每個(gè)同心圓稱(chēng)為一個(gè)磁道。每個(gè)磁道都有一個(gè)編號(hào)，最外面的是0磁道磁盤(pán)的扇區(qū)：每個(gè)磁道被劃分為若干段（段又叫扇區(qū)），每個(gè)扇區(qū)的存儲(chǔ)容量均為5１2字節(jié)，每個(gè)扇區(qū)都有一個(gè)編號(hào)磁盤(pán)的格式化操作:在盤(pán)面上劃分磁道和扇區(qū),并在扇區(qū)中填寫(xiě)扇區(qū)號(hào)等信息的過(guò)程3.5英寸軟盤(pán)片存儲(chǔ)容量的計(jì)算：存儲(chǔ)容量=２個(gè)記錄面×80個(gè)磁道×１8扇區(qū)×512字節(jié)=１.44MB硬盤(pán)存儲(chǔ)器硬盤(pán)存儲(chǔ)器:是一種采用涂有磁性材料的鋁合金或玻璃圓盤(pán)作為存儲(chǔ)介質(zhì)的大容量可讀寫(xiě)外部存儲(chǔ)器,由磁盤(pán)片、硬盤(pán)驅(qū)動(dòng)器和硬盤(pán)控制器組成。一張硬盤(pán)一般由1～５張盤(pán)片(單碟)組成，每個(gè)單碟一般由幾千個(gè)磁道,每個(gè)磁道又提成幾千個(gè)扇區(qū)，每個(gè)扇區(qū)５12字節(jié)。所有單碟上相同的磁道的組合成為柱面,因此硬盤(pán)上的數(shù)據(jù)用三個(gè)參數(shù)定位:柱面號(hào)、扇區(qū)號(hào)和磁頭號(hào)硬盤(pán)存儲(chǔ)器的性能指標(biāo)：容量:以GB為單位,目前硬盤(pán)單碟容量約為4０～１０0GB平均存取時(shí)間：磁盤(pán)上的信息以扇區(qū)為單位進(jìn)行讀寫(xiě)，平均存取時(shí)間為T(mén)T＝尋道時(shí)間+旋轉(zhuǎn)等待時(shí)間+數(shù)據(jù)傳輸時(shí)間尋道時(shí)間——磁頭尋找到指定磁道所需時(shí)間旋轉(zhuǎn)等待時(shí)間——指定扇區(qū)旋轉(zhuǎn)到磁頭下方所需要的時(shí)間數(shù)據(jù)傳輸速率:分為內(nèi)部傳輸速率和外部傳輸速率外部傳輸速率:主機(jī)從（向）硬盤(pán)緩存讀出(寫(xiě)入）數(shù)據(jù)的速度，與采用的接口類(lèi)型有關(guān)內(nèi)部傳輸速率：硬盤(pán)在盤(pán)片上讀寫(xiě)數(shù)據(jù)的速度,轉(zhuǎn)速越高內(nèi)部傳輸速率越快緩存容量:硬盤(pán)上的數(shù)據(jù)讀寫(xiě)速度與機(jī)械運(yùn)動(dòng)有關(guān),完畢一次讀寫(xiě)操作速度很慢，為此硬盤(pán)通過(guò)將數(shù)據(jù)暫存在一個(gè)比起速度快得多的緩沖區(qū)來(lái)提高它與主機(jī)互換數(shù)據(jù)的速度,即硬盤(pán)的高速緩存。原則上越大越好,通常為2ＭB～8ＭＢ與主機(jī)的接口：并行ATA（IDE)接口；串行AＴＡ(SATA)接口目前廣泛使用的移動(dòng)存儲(chǔ)器有閃存盤(pán)(優(yōu)盤(pán))和移動(dòng)硬盤(pán)兩種優(yōu)盤(pán)：采用Flasｈ存儲(chǔ)器（閃存)芯片，容量256ＭB～8GB,讀寫(xiě)速度比軟盤(pán)快，具有寫(xiě)保護(hù)功能使用UＳＢ接口，即插即用,支持熱插拔(必須先停止工作）可以模擬軟驅(qū)和硬盤(pán)啟動(dòng)操作系統(tǒng)移動(dòng)硬盤(pán)存儲(chǔ)容量大（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)使用硬盤(pán)注意事項(xiàng)正在對(duì)硬盤(pán)讀寫(xiě)時(shí)不能關(guān)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(chǎng)的影響防止硬盤(pán)受震動(dòng),工作時(shí)不要移動(dòng)機(jī)器及時(shí)對(duì)硬盤(pán)內(nèi)容進(jìn)行整理,涉及目錄的整理、文獻(xiàn)的清理、磁盤(pán)碎片整理等防止計(jì)算機(jī)病毒對(duì)硬盤(pán)的破壞,對(duì)硬盤(pán)定期進(jìn)行病毒檢測(cè)2.6.３光盤(pán)存儲(chǔ)器光盤(pán)存儲(chǔ)器由光盤(pán)和光盤(pán)驅(qū)動(dòng)器組成光盤(pán):存儲(chǔ)數(shù)據(jù)，用于記錄數(shù)據(jù)的是一條由里向外的螺旋形光道，通過(guò)盤(pán)上壓制凹坑的方法來(lái)記錄信息,凹坑的邊沿用來(lái)表達(dá)“1”，而凹坑和非凹坑的平坦部分表達(dá)“0”，信息的讀出需要使用激光進(jìn)行分辨和辨認(rèn)。光盤(pán)驅(qū)動(dòng)器:帶動(dòng)盤(pán)片旋轉(zhuǎn)，讀出（或刻錄)光盤(pán)上的數(shù)據(jù)

與主機(jī)接口:IＤE；USB；?重要性能指標(biāo)：數(shù)據(jù)的傳輸速率光盤(pán)驅(qū)動(dòng)器按信息讀寫(xiě)能力可分為:CD類(lèi):CD只讀光驅(qū);ＣD刻錄機(jī)；CＤ光盤(pán)驅(qū)動(dòng)器的性能指標(biāo)之一是數(shù)據(jù)的傳輸速率,以第一代ＣD－ROM驅(qū)動(dòng)器的速率（150KB/ｓ）為單位,X倍速光驅(qū)指X×１５0KＢ/sDＶD類(lèi):DVD只讀光驅(qū);DVD刻錄機(jī);康寶(DＶD只讀/CD刻錄機(jī)組合而成）;ＢＤ類(lèi):ＢD只讀光驅(qū)；ＢD刻錄機(jī)光盤(pán)片按存儲(chǔ)容量與讀寫(xiě)特性分:CD盤(pán)片類(lèi):只讀盤(pán)片（ＣD-ＲOＭ)；一次性可寫(xiě)盤(pán)片（CD－R）;可擦寫(xiě)盤(pán)片（CD－ＲW）DVＤ盤(pán)片類(lèi)：只讀盤(pán)片(DVD)；一次性可寫(xiě)盤(pán)片(ＤVＤ－R,DＶD+R)；可擦寫(xiě)盤(pán)片(DＶＤ-RW,DVD＋ＲＷ，DVD-ＲAM）DVD道間距比CＤ盤(pán)小一半，且信息凹坑更加密集,運(yùn)用聚焦更細(xì)的紅色激光進(jìn)行信息的讀取，因此盤(pán)片的存儲(chǔ)容量大大提高。BD盤(pán)片類(lèi)(ｂluｅ-rayDisk藍(lán)光盤(pán)片):只讀盤(pán)片（BD）;一次性可寫(xiě)盤(pán)片(BD－R）；可擦寫(xiě)盤(pán)片(BD-RＥ）DVD刻錄機(jī)的規(guī)格國(guó)際上沒(méi)有統(tǒng)一，它有三類(lèi)共五種:DVD－RAM;DVD-Ｒ,DVD-RＷ;DVＤ+R，DＶD+RW。各種DVD光盤(pán)的容量（P７8表2-5)

第３章計(jì)算機(jī)軟件３.1概述什么是計(jì)算機(jī)軟件軟件：設(shè)計(jì)比較成熟、功能比較完善、具有某種使用價(jià)值、且有一定規(guī)模的程序,包含程序、與程序相關(guān)的數(shù)據(jù)和文檔。程序：一組可逐條執(zhí)行的指令序列,是指示計(jì)算機(jī)如何解決一個(gè)特定問(wèn)題及解決問(wèn)題環(huán)節(jié)的描述。數(shù)據(jù)：程序運(yùn)營(yíng)過(guò)程中解決的對(duì)象和必須使用的一些參數(shù)文檔：與程序開(kāi)發(fā)、維護(hù)及操作有關(guān)的一些資料(如設(shè)計(jì)報(bào)告、維護(hù)手冊(cè)和使用指南等）軟件和程序本質(zhì)上相同，程序是軟件的主體。計(jì)算機(jī)軟件與知識(shí)產(chǎn)權(quán)軟件是智力活動(dòng)的成果，受到知識(shí)產(chǎn)權(quán)（版權(quán)）法的保護(hù)版權(quán)授予軟件作者(版權(quán)所有者)享有下列權(quán)利:拷貝、發(fā)布、修改、署名、出售。購(gòu)買(mǎi)一個(gè)軟件,用戶(hù)僅僅得到了該軟件的使用權(quán)，并沒(méi)有獲得它的版權(quán)。隨意進(jìn)行軟件拷貝和分發(fā)是一種違法行為計(jì)算機(jī)軟件的特性不可見(jiàn)性(是無(wú)形的,不能被人們直接觀測(cè)、欣賞和評(píng)價(jià))合用性(可以適應(yīng)一類(lèi)應(yīng)用問(wèn)題的需要)依附性(依附于特定的硬件、網(wǎng)絡(luò)和其他軟件）復(fù)雜性(規(guī)模越來(lái)越大,開(kāi)發(fā)人員越來(lái)越多,開(kāi)發(fā)成本也越來(lái)越高）無(wú)磨損性(功能和性能一般不會(huì)發(fā)生變化)易復(fù)制性(可以非常容易且毫無(wú)失真地進(jìn)行復(fù)制)不斷演變性(軟件的生命周期)有限責(zé)任(有限保證）脆弱性(黑客襲擊、病毒入侵、信息盜用）計(jì)算機(jī)軟件的分類(lèi)從應(yīng)用的角度對(duì)計(jì)算機(jī)軟件分類(lèi)：系統(tǒng)軟件和應(yīng)用軟件。系統(tǒng)軟件：為了有效使用計(jì)算機(jī)系統(tǒng)、給應(yīng)用軟件的開(kāi)發(fā)與運(yùn)營(yíng)提供支持、或者能為用戶(hù)管理與使用計(jì)算機(jī)提供方便的一類(lèi)軟件在任何計(jì)算機(jī)系統(tǒng)中,系統(tǒng)軟件都是必不可少的。常見(jiàn)的系統(tǒng)軟件:基本輸入/輸出系統(tǒng)BIOS操作系統(tǒng)OＳ:有效管理和使用計(jì)算機(jī)系統(tǒng)資源,給應(yīng)用軟件的開(kāi)發(fā)與運(yùn)營(yíng)提供支持、為用戶(hù)管理與使用計(jì)算機(jī)提供方便,如Wiｎdows、Unix、Linｕx等程序語(yǔ)言解決系統(tǒng)：將不可執(zhí)行的源程序轉(zhuǎn)換為可執(zhí)行的機(jī)器語(yǔ)言程序,如C語(yǔ)言編譯器等數(shù)據(jù)庫(kù)管理系統(tǒng)ＤＢMS：對(duì)保存在數(shù)據(jù)庫(kù)中的數(shù)據(jù)進(jìn)行管理實(shí)用程序Utilitｙ:如磁盤(pán)清理程序、備份程序、殺毒軟件、防火墻等系統(tǒng)軟件特性：與計(jì)算機(jī)硬件交互性很強(qiáng)，能對(duì)硬件資源進(jìn)行統(tǒng)一的控制、調(diào)度和管理；具有通用性；能為應(yīng)用軟件的開(kāi)發(fā)和運(yùn)營(yíng)提供高效平臺(tái)應(yīng)用軟件：專(zhuān)門(mén)用于解決各種具體應(yīng)用為題的軟件。按照應(yīng)用軟件的開(kāi)發(fā)方式和合用范圍，應(yīng)用軟件可再提成通用應(yīng)用軟件：可以在許多行業(yè)和部門(mén)使用的一類(lèi)軟件，涉及：文字解決軟件、電子表格軟件、圖形圖像解決軟件、演示文稿制作軟件、網(wǎng)絡(luò)通信軟件、媒體播放軟件、記錄軟件等定制應(yīng)用軟件:按照特定領(lǐng)域用戶(hù)的需求專(zhuān)門(mén)為其設(shè)計(jì)開(kāi)發(fā)的一類(lèi)軟件。應(yīng)用軟件的特性：與硬件的交互性很弱，依賴(lài)操作系統(tǒng)的支持才干使用硬件為用戶(hù)完畢某項(xiàng)任務(wù)按照軟件權(quán)益如何處置對(duì)軟件進(jìn)行分類(lèi),可提成：商品軟件：用戶(hù)需要付費(fèi)才干得到其使用權(quán)，受版權(quán)和軟件許可證保護(hù)軟件許可證是一種法律協(xié)議,它擬定了用戶(hù)對(duì)軟件的使用方式，擴(kuò)大了版權(quán)法給予用戶(hù)的權(quán)利，例如可允許購(gòu)買(mǎi)一套軟件，同時(shí)安裝在單位的若干機(jī)器中使用共享軟件(sharewａrｅ）:具有版權(quán)，可免費(fèi)試用一段時(shí)間,允許拷貝和散發(fā)(但不可修改)，過(guò)了試用期若還想繼續(xù)使用,就得交一筆注冊(cè)費(fèi),成為注冊(cè)用戶(hù)。自由軟件（ｆrｅｅware)：用戶(hù)可共享,并允許隨意拷貝、修改其源代碼,允許銷(xiāo)售和自由傳播。但是，對(duì)軟件源代碼的任何修改都必須向所有用戶(hù)公開(kāi),還必須允許此后的用戶(hù)享有進(jìn)一步拷貝和修改的自由。3.2計(jì)算機(jī)操作系統(tǒng)概述操作系統(tǒng):計(jì)算機(jī)中重要的一種系統(tǒng)軟件，它是許多程序模塊的集合，它們能以盡也許有效、合理的方式組織和管理計(jì)算機(jī)的軟、硬件資源,合理地安排計(jì)算機(jī)的工作流程，控制和支持應(yīng)用程序的運(yùn)營(yíng),并向用戶(hù)提供各種服務(wù)，使用戶(hù)能靈活、方便、有效、安全地使用計(jì)算機(jī),也使整個(gè)計(jì)算機(jī)系統(tǒng)高效地運(yùn)營(yíng)。操作系統(tǒng)的重要作用：為計(jì)算機(jī)中運(yùn)營(yíng)的程序管理和分派系統(tǒng)中的各種軟硬件資源為用戶(hù)提供友善的人機(jī)界面(圖形用戶(hù)界面）為開(kāi)發(fā)和運(yùn)營(yíng)應(yīng)用程序提供高效率的平臺(tái)操作系統(tǒng)的啟動(dòng)(booｔup）:見(jiàn)第二章PＣ機(jī)的啟動(dòng)工作過(guò)程多任務(wù)解決與解決器管理多任務(wù)解決：為提高ＣPU運(yùn)用率,操作系統(tǒng)一般都支持若干個(gè)程序同時(shí)運(yùn)營(yíng),稱(chēng)多任務(wù)解決。任務(wù)：裝入內(nèi)存并啟動(dòng)執(zhí)行的一個(gè)應(yīng)用程序。當(dāng)多個(gè)任務(wù)在計(jì)算機(jī)中同時(shí)運(yùn)營(yíng)時(shí),通常一個(gè)任務(wù)相應(yīng)屏幕的一個(gè)窗口活動(dòng)窗口:為避免混淆,接受用戶(hù)輸入的窗口只能有一個(gè)，稱(chēng)為活動(dòng)窗口。非活動(dòng)窗口：除活動(dòng)窗口外，其它任務(wù)所相應(yīng)的窗口活動(dòng)窗口通常位于其它非活動(dòng)窗口的前面,其標(biāo)題欄比非活動(dòng)窗口顏色更深前臺(tái)任務(wù)與后臺(tái)任務(wù)？前臺(tái)任務(wù):活動(dòng)窗口所相應(yīng)的任務(wù)稱(chēng)為前臺(tái)任務(wù)后臺(tái)任務(wù):除前臺(tái)任務(wù)外,所有其它任務(wù)均為后臺(tái)任務(wù)Windows操作系統(tǒng)采用“并發(fā)多任務(wù)”方式支持系統(tǒng)中多個(gè)任務(wù)的執(zhí)行并發(fā)多任務(wù)：不管前臺(tái)任務(wù)還是后臺(tái)任務(wù)，它們都可以分派到CPＵ的使用權(quán),因此可以同時(shí)運(yùn)營(yíng)。并發(fā)多任務(wù)時(shí),宏觀上，多個(gè)任務(wù)在同時(shí)執(zhí)行,而微觀上任何一個(gè)時(shí)刻只有一個(gè)任務(wù)在被CPU執(zhí)行(單核情況),這些任務(wù)由CPU輪流執(zhí)行操作系統(tǒng)的解決器調(diào)度程序:把CPU分派給各個(gè)任務(wù)解決器調(diào)度程序一般按“時(shí)間片輪轉(zhuǎn)”策略分派ＣＰU,即每個(gè)任務(wù)都能輪流得到一個(gè)時(shí)間片的CＰU，在時(shí)間片結(jié)束后,不管任務(wù)有多重要，也不管它執(zhí)行到什么地方，正在執(zhí)行的任務(wù)就會(huì)被強(qiáng)行暫時(shí)終止。事實(shí)上,操作系統(tǒng)自身的若干程序也是與應(yīng)用程序同時(shí)運(yùn)營(yíng)的，它們一起參與CPＵ時(shí)間的分派。當(dāng)然,不同程序的重要性不完全同樣,它們獲得ＣPU使用權(quán)的優(yōu)先級(jí)也有區(qū)別存儲(chǔ)管理和虛擬存儲(chǔ)器存儲(chǔ)管理的功能:內(nèi)存空間的分派、回收、共享和保護(hù)及內(nèi)存空間的擴(kuò)展。存儲(chǔ)管理的目的:解決內(nèi)存空間的有限性與運(yùn)營(yíng)大程序、支持多任務(wù)解決時(shí)對(duì)內(nèi)存容量的需求之間的矛盾，合理分派和共享內(nèi)存,提高內(nèi)存的運(yùn)用率虛擬存儲(chǔ)技術(shù)是操作系統(tǒng)廠采用的一種存儲(chǔ)管理技術(shù),它容量較小的物理內(nèi)存和容量較大的外部存儲(chǔ)設(shè)備結(jié)合起來(lái)，以解決物理內(nèi)存容量局限性的問(wèn)題，以達(dá)成擴(kuò)大內(nèi)存的目的虛擬內(nèi)存的基本思想：

虛擬內(nèi)存由物理內(nèi)存和硬盤(pán)上的互換文獻(xiàn)（虛擬內(nèi)存）組成，操作系統(tǒng)將運(yùn)營(yíng)的程序與數(shù)據(jù)劃提成若干大小相同的塊(頁(yè)面），在啟動(dòng)一個(gè)程序運(yùn)營(yíng)時(shí),操作系統(tǒng)只將該程序的部分頁(yè)面裝入內(nèi)存,而其它頁(yè)面則放在互換文獻(xiàn)中。?當(dāng)所要運(yùn)營(yíng)的程序或訪問(wèn)的數(shù)據(jù)所在的頁(yè)面不在內(nèi)存中（缺頁(yè)現(xiàn)象）時(shí)，由操作系統(tǒng)的存儲(chǔ)管理程序?qū)?nèi)存中暫時(shí)不用的頁(yè)面保存到硬盤(pán)的互換文獻(xiàn)中（頁(yè)面調(diào)出）,再將所缺的頁(yè)面從互換文獻(xiàn)讀入內(nèi)存(頁(yè)面調(diào)入）。

哪個(gè)頁(yè)面被調(diào)出由存儲(chǔ)管理程序的頁(yè)面調(diào)度算法決定，Winｄows系統(tǒng)所采用的頁(yè)面調(diào)度算法為“最近最少使用”算法。文獻(xiàn)及其管理文獻(xiàn)(ｆilｅ):存儲(chǔ)在外存儲(chǔ)器中的一組相關(guān)信息的集合,計(jì)算機(jī)中所有的程序、數(shù)據(jù)、文檔都組織成為文獻(xiàn)存放在外存儲(chǔ)器中,用戶(hù)（或程序）必須以文獻(xiàn)為單位對(duì)外存儲(chǔ)器中的信息進(jìn)行訪問(wèn)和操作。文獻(xiàn)是外存中信息的存取(讀出/寫(xiě)入)單位用戶(hù)（或程序）通過(guò)文獻(xiàn)名來(lái)使用文獻(xiàn)，文獻(xiàn)的名字由兩部分組成:主文獻(xiàn)名.擴(kuò)展名主文獻(xiàn)名(簡(jiǎn)稱(chēng)文獻(xiàn)名):文獻(xiàn)的重要標(biāo)記,不可省略文獻(xiàn)擴(kuò)展名(類(lèi)型名)：由“.”加3~4個(gè)英文字母組成,用于區(qū)分文獻(xiàn)的類(lèi)型每個(gè)文獻(xiàn)均由文獻(xiàn)正文信息和文獻(xiàn)說(shuō)明信息兩部分組成，兩者分開(kāi)存放，前者保存在該文獻(xiàn)的目錄中，后者則所有保存在磁盤(pán)的數(shù)據(jù)區(qū)中。文獻(xiàn)的說(shuō)明信息涉及(以Windows系統(tǒng)為例):文獻(xiàn)名、文獻(xiàn)類(lèi)型、文獻(xiàn)物理位置、文獻(xiàn)大小、文獻(xiàn)時(shí)間(創(chuàng)建時(shí)間、最近修改時(shí)間、最近訪問(wèn)時(shí)間等）、文獻(xiàn)創(chuàng)建者、文獻(xiàn)屬性等。文獻(xiàn)屬性:系統(tǒng)文獻(xiàn):表白該文獻(xiàn)是操作系統(tǒng)自身所包含的文獻(xiàn),刪除時(shí)系統(tǒng)會(huì)發(fā)出警告，資源管理器中若不特別設(shè)立為“顯示所有文獻(xiàn)”時(shí)，不會(huì)在文獻(xiàn)列表中顯示隱藏文獻(xiàn):若資源管理器設(shè)立為“不顯示隱藏文獻(xiàn)”，則該文獻(xiàn)不會(huì)在文獻(xiàn)列表中顯示存檔文獻(xiàn):“文獻(xiàn)備份程序”通過(guò)該屬性決定文獻(xiàn)是否需要進(jìn)行備份,新建的文獻(xiàn)或備份后又被修改的文獻(xiàn)，系統(tǒng)自動(dòng)將其屬性設(shè)立為“存檔”，在執(zhí)行了備份操作之后，所有被備份的文獻(xiàn)均被清除存檔屬性只讀文獻(xiàn)：表達(dá)該文獻(xiàn)只能閱讀，不允許進(jìn)行修改壓縮：該文獻(xiàn)的數(shù)據(jù)在保存到磁盤(pán)存儲(chǔ)器時(shí)是否進(jìn)行數(shù)據(jù)壓縮,以減少磁盤(pán)空間加密：該文獻(xiàn)的數(shù)據(jù)在保存到磁盤(pán)存儲(chǔ)器時(shí)是否進(jìn)行數(shù)據(jù)加密,以防止無(wú)關(guān)用戶(hù)了解文獻(xiàn)內(nèi)容編制索引：編制該文獻(xiàn)索引，以利于快速進(jìn)行檢索。為了實(shí)現(xiàn)文獻(xiàn)的分類(lèi)存儲(chǔ)，有效地管理和存儲(chǔ)大量文獻(xiàn)，現(xiàn)代操作系統(tǒng)大多采用了多級(jí)樹(shù)形目錄結(jié)構(gòu)，目錄分為根目錄和子目錄兩種。根目錄：有操作系統(tǒng)格式化程序?qū)Υ疟P(pán)做格式化操作時(shí)建立,每個(gè)軟盤(pán)或邏輯硬盤(pán)通過(guò)格式化后都會(huì)有一個(gè)并且只會(huì)有一個(gè)根目錄存在子目錄:由操作系統(tǒng)在執(zhí)行“創(chuàng)建子目錄”命令時(shí),在磁盤(pán)的數(shù)據(jù)區(qū)中建立的一種特殊的文獻(xiàn),子目錄中可以包含文獻(xiàn),也可以包含下一級(jí)子目錄。文獻(xiàn)目錄在Ｗiｎｄows中稱(chēng)為文獻(xiàn)夾文獻(xiàn)的定位：計(jì)算機(jī)中的每個(gè)文獻(xiàn)都有一個(gè)擬定的位置,文獻(xiàn)的位置由存放文獻(xiàn)的邏輯驅(qū)動(dòng)器號(hào)、文獻(xiàn)途徑以及文獻(xiàn)名組成：驅(qū)動(dòng)器號(hào)(盤(pán)符）＋文獻(xiàn)途徑+文獻(xiàn)名設(shè)備管理設(shè)備管理：負(fù)責(zé)對(duì)操作系統(tǒng)中各種輸入輸出設(shè)備進(jìn)行管理，解決用戶(hù)（或應(yīng)用程序)的輸入／輸出請(qǐng)求,方便、有效、安全地完畢輸入/輸出操作。常用操作系統(tǒng)介紹操作系統(tǒng)的幾種類(lèi)型個(gè)人計(jì)算機(jī)操作系統(tǒng)：具有單用戶(hù)多任務(wù)解決能力網(wǎng)絡(luò)操作系統(tǒng)：具有多用戶(hù)多任務(wù)解決能力,具有多種網(wǎng)絡(luò)通信功能，提供豐富的網(wǎng)絡(luò)應(yīng)用服務(wù)實(shí)時(shí)操作系統(tǒng)：對(duì)計(jì)算機(jī)完畢任務(wù)有嚴(yán)格的時(shí)間約束，對(duì)外部事件能快速作出響應(yīng),具有很高的可靠性和安全性嵌入式操作系統(tǒng):快速、高效、具有實(shí)時(shí)解決功能、代碼非常緊湊，存儲(chǔ)器需求小微軟Windows操作系統(tǒng):在個(gè)人計(jì)算機(jī)上使用的操作系統(tǒng)。版本的演變：Wiｎdｏws9X:Windows98、Winｄows98第2版(Winｄowｓ9８ＳE）、WｉnｄoｗsMEWinｄｏwｓNT，Ｗiｎdows2023：面向商用ＰC,Winｄoｗｓ2023涉及工作站版和服務(wù)器版WindowsXP:適合家庭也適合商業(yè)用戶(hù)使用的新型操作系統(tǒng)，有家庭版、專(zhuān)業(yè)版、媒體中心版和６４位版等多種版本ＷindowsVistａ：2023年開(kāi)發(fā)的新型操作系統(tǒng),有多個(gè)版本，如家庭版、中小公司版、公司版和旗艦版等UNＩX和Linux操作系統(tǒng):主流操作系統(tǒng),在巨型機(jī)、大型機(jī)上作為網(wǎng)絡(luò)操作系統(tǒng)使用,也可用于工作站和嵌入式系統(tǒng)。Ｌiｎuｘ：一種“類(lèi)UNＩX”的操作系統(tǒng)。由于Ｌｉｎux的源代碼始終是公開(kāi)的，任何人可以對(duì)Linux進(jìn)行修改、傳播甚至出售,它成為了眾所周知的開(kāi)放源代碼軟件,也是開(kāi)放源代碼運(yùn)動(dòng)的先鋒。全世界有數(shù)以千計(jì)的程序員參與了開(kāi)發(fā)Lｉnux的工作，編寫(xiě)程序、修改錯(cuò)誤并對(duì)程序進(jìn)行改善,開(kāi)發(fā)了適應(yīng)各種不同需求的版本，使Ｌinux逐漸成為一個(gè)功能強(qiáng)大、用途廣泛的產(chǎn)品。３.３程序設(shè)計(jì)語(yǔ)言及其解決系統(tǒng)程序:為了用計(jì)算機(jī)解決某個(gè)問(wèn)題而采用程序設(shè)計(jì)語(yǔ)言編寫(xiě)的一個(gè)指令序列。程序設(shè)計(jì)語(yǔ)言：編寫(xiě)程序時(shí)所采用的用來(lái)描述算法過(guò)程的某種符號(hào)系統(tǒng)。程序設(shè)計(jì)語(yǔ)言分類(lèi)程序設(shè)計(jì)語(yǔ)言按照其級(jí)別可以提成:機(jī)器語(yǔ)言、匯編語(yǔ)言和高級(jí)語(yǔ)言。機(jī)器語(yǔ)言：就是計(jì)算機(jī)的指令系統(tǒng)用機(jī)器語(yǔ)言編程序,就是直接使用二進(jìn)制代碼編寫(xiě)程序機(jī)器語(yǔ)言編寫(xiě)的程序可以直接被計(jì)算機(jī)執(zhí)行,但該程序難以記憶、難理解、效率低、不易維護(hù)機(jī)器語(yǔ)言與硬件的關(guān)系十分密切，不同型號(hào)的ＣPU其機(jī)器語(yǔ)言不一定完全相同,因此用某種型號(hào)ＣPU的機(jī)器指令編寫(xiě)的程序,只能在該型號(hào)的ＣPU中直接執(zhí)行。匯編語(yǔ)言：用助記符號(hào)來(lái)表達(dá)機(jī)器指令中的操作符與操作數(shù)匯編指令與機(jī)器指令是一一相應(yīng)的用匯編指令編寫(xiě)出來(lái)的程序?yàn)椤皡R編語(yǔ)言源程序”,該程序不能在CPU中直接執(zhí)行，必須用匯編程序?qū)⒃闯绦蛑械拿織l匯編指令轉(zhuǎn)換為相應(yīng)的機(jī)器指令后，才干在CＰU中執(zhí)行。匯編語(yǔ)言與硬件的關(guān)系等同于機(jī)器語(yǔ)言與硬件的關(guān)系,不同型號(hào)CＰU所支持的匯編語(yǔ)言也不同，因此匯編語(yǔ)言也是一種面向機(jī)器的編程語(yǔ)言。高級(jí)程序設(shè)計(jì)語(yǔ)言:一種比較接近自然語(yǔ)言和數(shù)學(xué)語(yǔ)言而與計(jì)算機(jī)硬件無(wú)關(guān)的符號(hào)表達(dá),可用于描述運(yùn)算、操作和過(guò)程。高級(jí)程序設(shè)計(jì)語(yǔ)言接近人們平常使用的自然語(yǔ)言（重要是英語(yǔ))容易理解、記憶和使用，可在不同計(jì)算機(jī)上通用用任何高級(jí)語(yǔ)言所編寫(xiě)的程序稱(chēng)為“高級(jí)語(yǔ)言源程序”,該程序不能被CＰＵ理解和直接執(zhí)行，必須高級(jí)語(yǔ)言翻譯程序?qū)⒃闯绦蛑忻織l語(yǔ)句轉(zhuǎn)換成一個(gè)功能相等的指令序列后,才干在CPU中執(zhí)行。按所支持的程序設(shè)計(jì)方法的不同,高級(jí)程序設(shè)計(jì)語(yǔ)言可分為:面向過(guò)程程序設(shè)計(jì)語(yǔ)言和面向?qū)ο蟪绦蛟O(shè)計(jì)語(yǔ)言程序設(shè)計(jì)語(yǔ)言的成分高級(jí)程序設(shè)計(jì)語(yǔ)言可由4種基本成分組成數(shù)據(jù)成分：用于描述程序所解決的數(shù)據(jù)對(duì)象數(shù)據(jù)作為程序所操作的對(duì)象具有名稱(chēng)、類(lèi)型、作用域、可進(jìn)行的操作等特性名稱(chēng)——通過(guò)標(biāo)記符命名類(lèi)型——說(shuō)明數(shù)據(jù)的性質(zhì)和需占用多少存儲(chǔ)字節(jié)作用域——數(shù)據(jù)可使用的范圍運(yùn)算成分：用以描述程序中所包含的運(yùn)算（算術(shù)運(yùn)算、邏輯運(yùn)算、字符串運(yùn)算等)控制成分:用以表達(dá)程序中的控制構(gòu)造傳輸成分：用以描述程序中的數(shù)據(jù)傳輸操作程序設(shè)計(jì)語(yǔ)言中控制成分的作用是提供一種基本框架，在此基本框架的支持下，將數(shù)據(jù)和對(duì)數(shù)據(jù)的運(yùn)算組合成程序。理論證明求解可計(jì)算問(wèn)題的程序框架可用順序、選擇、反復(fù)三種基本框架來(lái)描述。順序結(jié)構(gòu):按先后順序依次執(zhí)行一個(gè)操作序列中的每一個(gè)操作,每一個(gè)操作都會(huì)被執(zhí)行并且僅被執(zhí)行一次。選擇結(jié)構(gòu):根據(jù)給定條件的成立與否在兩組操作序列中選擇執(zhí)行其中的一個(gè)序列而放棄執(zhí)行另一個(gè)序列，兩組操作序列只有一組會(huì)被執(zhí)行，并且僅執(zhí)行一次。反復(fù)結(jié)構(gòu)：根據(jù)給定條件的成立與否決定是否反復(fù)地執(zhí)行同一操作序列。反復(fù)結(jié)構(gòu)有可分為當(dāng)型、直到型和計(jì)數(shù)型。程序設(shè)計(jì)語(yǔ)言解決系統(tǒng)源程序、目的程序和可執(zhí)行程序的含義源程序：由匯編指令或高級(jí)語(yǔ)言的語(yǔ)句組成的、不能被ＣPU理解和直接運(yùn)營(yíng)的程序，可分為匯編語(yǔ)言源程序和高級(jí)語(yǔ)言源程序兩種類(lèi)型。目的程序：有機(jī)器指令組成的不完整的程序模塊，一般由翻譯程序?qū)υ闯绦驅(qū)嵭蟹g后自動(dòng)生成，此時(shí)的程序上不能被CPU直接運(yùn)營(yíng)。可執(zhí)行程序：有機(jī)器指令組成的、完整的、可直接運(yùn)營(yíng)的程序，由目的程序通過(guò)連接程序解決后生成?？蓤?zhí)行程序與相應(yīng)的源程序具有完全等價(jià)的功能。程序設(shè)計(jì)語(yǔ)言解決系統(tǒng)的作用：把用程序語(yǔ)言(匯編或高級(jí)語(yǔ)言）編寫(xiě)的程序變換成可在計(jì)算機(jī)上執(zhí)行的程序。按實(shí)行翻譯的方式不同可分為解釋?zhuān)褐饤l將語(yǔ)句轉(zhuǎn)換為功能等價(jià)的指令序列并立即執(zhí)行該指令序列,根據(jù)操作結(jié)果決定下一條解釋執(zhí)行的語(yǔ)句。整個(gè)過(guò)程不產(chǎn)生目的程序(相稱(chēng)于“口譯”），解釋程序?qū)崿F(xiàn)的算法簡(jiǎn)樸，但用此方式運(yùn)營(yíng)程序效率較低。編譯：對(duì)源程序掃描一遍或幾遍,最終將其轉(zhuǎn)換成功能等價(jià)的目的程序后,再由計(jì)算機(jī)運(yùn)營(yíng)?？僧a(chǎn)生目的程序（相稱(chēng)于“筆譯”），編譯程序?qū)崿F(xiàn)的算法復(fù)雜,但用此方式運(yùn)營(yíng)程序效率較高。常用程序設(shè)計(jì)語(yǔ)言FＯRTＲAN語(yǔ)言:是FORmulａTRＡNslatioｎ(公式翻譯)的縮寫(xiě)詞，它是一種重要用于數(shù)值計(jì)算的面向過(guò)程的程序設(shè)計(jì)語(yǔ)言。特點(diǎn)：接近數(shù)學(xué)公式,簡(jiǎn)樸易用。最新國(guó)際標(biāo)準(zhǔn)：ＦＯRTRAN2023ＢASＩＣ：“初學(xué)者通用符號(hào)指令代碼”的英文縮寫(xiě),簡(jiǎn)樸易學(xué)ViｓualBaｓic：微軟公司基于ＢＡSＩＣ發(fā)展而來(lái)的一種程序設(shè)計(jì)語(yǔ)言，可方便地使用Wｉndows圖形用戶(hù)界面編程，且可以調(diào)用Wｉｎdows的許多功能,使用相稱(chēng)廣泛VBA（ＶｉｓｕalＢａｓｉcforAppliｃation)：VB的子集,包含在Offiｃe軟件(如Word、Eｘcel、Accesｓ、ＰoweｒPoiｎt)中，用于擴(kuò)展Oｆfice軟件的功能。該語(yǔ)言寄生于已有的應(yīng)用程序(如Ｗo(hù)rd),不需要此外的開(kāi)發(fā)環(huán)境，也不能生成.ｅｘe文獻(xiàn),所開(kāi)發(fā)出來(lái)的程序（稱(chēng)為“宏”)必須由它的宿主程序調(diào)用才干運(yùn)營(yíng)VBScriｐt語(yǔ)言：也是VＢ的子集,嵌入在HＴＭL文檔中使用,所編寫(xiě)的腳本程序可以擴(kuò)充網(wǎng)頁(yè)的功能，Jａva語(yǔ)言：由SUNＭｉcｒｏsｙsteｍ公司于19９5年發(fā)布的一種面向?qū)ο蟮?、用于網(wǎng)絡(luò)環(huán)境的程序設(shè)計(jì)語(yǔ)言基本特性：合用于網(wǎng)絡(luò)環(huán)境編程,具有平臺(tái)獨(dú)立性、安全性和穩(wěn)定性C語(yǔ)言：197２～197３年間由AT＆T公司Bｅll實(shí)驗(yàn)室開(kāi)發(fā)而成,兼有高級(jí)語(yǔ)言的優(yōu)點(diǎn)和匯編語(yǔ)言的效率,有效地解決了簡(jiǎn)潔性和實(shí)用性、可移植性和高效性之間的矛盾C＋+語(yǔ)言:以C語(yǔ)言為基礎(chǔ)發(fā)展而成，既有數(shù)據(jù)抽象和面向?qū)ο竽芰?運(yùn)營(yíng)性能高，又能與C語(yǔ)言兼容，因而C++語(yǔ)言迅速流行，成為當(dāng)前面向?qū)ο蟪绦蛟O(shè)計(jì)的主流語(yǔ)言3.4算法和數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)算法軟件的主體是程序，程序的核心是算法。程序=算法＋數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)算法：解決問(wèn)題的方法與環(huán)節(jié)計(jì)算機(jī)算法的性質(zhì):擬定性：算法中每一步操作的含義必須清楚明確,無(wú)二義性能行性：算法中有待實(shí)現(xiàn)的操作都是計(jì)算機(jī)可執(zhí)行的，即必須在計(jì)算機(jī)的能力范圍之內(nèi)有窮性：算法在執(zhí)行了有限步操作后必須結(jié)束輸出性:算法結(jié)束后至少產(chǎn)生一個(gè)輸出(涉及參量或狀態(tài)的變化）算法需考慮的三個(gè)方面問(wèn)題:算法的設(shè)計(jì)——如何擬定算法算法的表達(dá)——如何表達(dá)算法算法的復(fù)雜性分析——如何使算法更有效算法的設(shè)計(jì)一般采用由粗到細(xì)，有抽象到具體的逐步求精的方法算法的表達(dá)方法:文字說(shuō)明;流程圖表達(dá);N-S盒圖表達(dá)；PAD圖描述算法;偽代碼算法分析的內(nèi)容對(duì)的性:給定有效輸入后,通過(guò)有限時(shí)間的計(jì)算，產(chǎn)生對(duì)的的輸出結(jié)果執(zhí)行算法所占的計(jì)算機(jī)資源，涉及時(shí)間資源和空間資源兩個(gè)方面簡(jiǎn)樸性:算法是否容易理解,程序是否容易調(diào)試和測(cè)試等數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)：研究如何在計(jì)算機(jī)中表達(dá)被解決的對(duì)象及對(duì)象之間的相關(guān)關(guān)系，并將它們以計(jì)算機(jī)數(shù)據(jù)的形式進(jìn)行表達(dá)數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)涉及三方面內(nèi)容：數(shù)據(jù)的抽象(邏輯)結(jié)構(gòu):數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)中涉及哪些元素,互相之間有什么關(guān)系等。數(shù)據(jù)的物理(存儲(chǔ)）結(jié)構(gòu)：數(shù)據(jù)的抽象結(jié)構(gòu)如何在實(shí)際的存儲(chǔ)器中予以實(shí)現(xiàn)，數(shù)據(jù)元素如何表達(dá)，互相關(guān)系如何表達(dá)等定義在數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)上的一組運(yùn)算(操作)及其實(shí)現(xiàn)方法?第4章計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)與因特網(wǎng)4．1計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)基礎(chǔ)計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)的組成與分類(lèi)計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)：運(yùn)用通信設(shè)備和網(wǎng)絡(luò)軟件，把地理位置分散且功能獨(dú)立的多臺(tái)計(jì)算機(jī)(或其它智能設(shè)備）以互相共享資源和進(jìn)行信息傳遞為目的連接起來(lái)的一個(gè)系統(tǒng)。計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)的特性：與電話、電視系統(tǒng)不同，計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)是一種數(shù)據(jù)通信系統(tǒng)，傳輸?shù)亩际嵌M(jìn)制形式的數(shù)據(jù)通信協(xié)議:為保證網(wǎng)絡(luò)的計(jì)算機(jī)能對(duì)的互換數(shù)據(jù)，它們必須遵循的一組共同的規(guī)則和約定，這些規(guī)則、規(guī)定或標(biāo)準(zhǔn)稱(chēng)為通信協(xié)議,簡(jiǎn)稱(chēng)為協(xié)議。計(jì)算機(jī)組網(wǎng)的目的數(shù)據(jù)通信：使計(jì)算機(jī)之間可以互相傳送數(shù)據(jù)，方便地互換信息資源共享:用戶(hù)可以共享網(wǎng)絡(luò)中其他計(jì)算機(jī)的軟件、硬件和數(shù)據(jù)資源實(shí)現(xiàn)分布式信息解決：大型問(wèn)題可以借助于分散在網(wǎng)絡(luò)中的多臺(tái)計(jì)算機(jī)協(xié)同完畢;分散在各地各部門(mén)的用戶(hù)通過(guò)網(wǎng)絡(luò)合作完畢一項(xiàng)共同的任務(wù)提高計(jì)算機(jī)系統(tǒng)的可靠性和可用性:計(jì)算機(jī)出現(xiàn)故障時(shí)，網(wǎng)絡(luò)中的計(jì)算機(jī)可以互為后備;計(jì)算機(jī)負(fù)荷過(guò)重時(shí)，可將部分任務(wù)分派給空閑的計(jì)算機(jī)計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)的分類(lèi)按使用的傳輸介質(zhì)可分為:有線網(wǎng);無(wú)線網(wǎng)按網(wǎng)絡(luò)的使用性質(zhì)可分為：公用網(wǎng)；專(zhuān)用網(wǎng);虛擬專(zhuān)網(wǎng)（VPN）按網(wǎng)絡(luò)的使用對(duì)象可以分為：公司網(wǎng)；政府網(wǎng);金融網(wǎng)；校園網(wǎng)等按網(wǎng)絡(luò)所覆蓋的地區(qū)范圍可以分為：局域網(wǎng)(ＬＡN):使用專(zhuān)用通信線路把較小地區(qū)范圍(一幢樓房、一個(gè)樓群、一個(gè)單位或一個(gè)社區(qū)）中的計(jì)算機(jī)連接而成的網(wǎng)絡(luò)廣域網(wǎng)（WAN):把相距遙遠(yuǎn)的許多局域網(wǎng)和計(jì)算機(jī)用戶(hù)互相連接在一起的網(wǎng)絡(luò),作用范圍通常從幾十ｋm到幾千km,廣域網(wǎng)有時(shí)也稱(chēng)為遠(yuǎn)程網(wǎng)城域網(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(gè)城市范圍的計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)網(wǎng)絡(luò)工作模式和網(wǎng)絡(luò)服務(wù)從共享資源的角度看,網(wǎng)絡(luò)中的計(jì)算機(jī)可以是:客戶(hù)機(jī)：使用其它計(jì)算機(jī)資源的計(jì)算機(jī)服務(wù)器:提供共享資源（如數(shù)據(jù)文獻(xiàn)、磁盤(pán)空間、打印機(jī)、解決器等)給其它計(jì)算機(jī)使用的計(jì)算機(jī)每一臺(tái)聯(lián)網(wǎng)的計(jì)算機(jī)，其“身份”或者是客戶(hù)機(jī),或者是服務(wù)器,或者兩種身份兼而有之計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)有兩種基本的工作模式：對(duì)等模式（pｅe(cuò)r-to－peer，簡(jiǎn)稱(chēng)P2Ｐ）：網(wǎng)絡(luò)中每臺(tái)計(jì)算機(jī)既可以作為客戶(hù)機(jī)也可以作為服務(wù)器，例：Ｗｉndoｗs操作系統(tǒng)的“網(wǎng)上鄰居”，BＴ下載，迅雷等客戶(hù)/服務(wù)器(Ｃlienｔ／Servｅr,簡(jiǎn)稱(chēng)Ｃ/S)模式：網(wǎng)絡(luò)中的計(jì)算機(jī)扮演固定的角色,要么是客戶(hù)機(jī),要么是服務(wù)器（大多為專(zhuān)門(mén)設(shè)計(jì)的性能較高的計(jì)算機(jī),其并發(fā)解決能力強(qiáng),硬盤(pán)容量大,傳輸速率高）網(wǎng)絡(luò)服務(wù)：用戶(hù)通過(guò)計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)在共享資源及數(shù)據(jù)通信等方面得到的單機(jī)所沒(méi)有的新增功能常用網(wǎng)絡(luò)服務(wù)：文獻(xiàn)服務(wù)：用戶(hù)使用服務(wù)器中共享的數(shù)據(jù)文獻(xiàn),使用方法如同使用本地磁盤(pán)同樣打印服務(wù):共享打印機(jī)消息傳遞服務(wù)：使用網(wǎng)絡(luò)實(shí)現(xiàn)用戶(hù)之間的互相通信，在用戶(hù)之間傳遞以文本、圖像和聲音所表達(dá)的消息應(yīng)用服務(wù):由服務(wù)器為網(wǎng)絡(luò)用戶(hù)運(yùn)營(yíng)軟件的服務(wù)網(wǎng)絡(luò)操作系統(tǒng)（Ｎetｗoｒｋoｐeｒａt(yī)inｇｓｙsｔem,NOS):運(yùn)營(yíng)在服務(wù)器上的、提供網(wǎng)絡(luò)資源共享功能并負(fù)責(zé)管理整個(gè)網(wǎng)絡(luò)的一種操作系統(tǒng),有時(shí)也稱(chēng)之為“服務(wù)器操作系統(tǒng)”當(dāng)前使用的主流網(wǎng)絡(luò)操作系統(tǒng)：Wｉndｏｗｓ服務(wù)器版——WｉndｏwｓNTServer、ＷinｄoｗsSｅrｖeｒ20２3及WinｄowsServer20２3，一般用于中低檔服務(wù)器UNIX系統(tǒng)——穩(wěn)定性和安全性好，可用于大型網(wǎng)絡(luò)開(kāi)放源代碼的自由軟件Liｎux——源代碼開(kāi)放，可免費(fèi)得到許多應(yīng)用軟件4.2計(jì)算機(jī)局域網(wǎng)局域網(wǎng)的特點(diǎn)與組成計(jì)算機(jī)局域網(wǎng)(LAN)的特點(diǎn)：為一個(gè)單位所擁有,地理范圍有限使用專(zhuān)門(mén)鋪設(shè)的傳輸介質(zhì)進(jìn)行連網(wǎng)數(shù)據(jù)傳輸速率高(10Mbpｓ～10Gbps)、延遲時(shí)間短、誤碼率低（1０-8～10-１1)局域網(wǎng)的邏輯組成:網(wǎng)絡(luò)服務(wù)器、網(wǎng)絡(luò)工作站（客戶(hù)機(jī))、網(wǎng)絡(luò)打印機(jī)、網(wǎng)絡(luò)接口卡（網(wǎng)卡）、傳輸介質(zhì)和網(wǎng)絡(luò)互連設(shè)備網(wǎng)絡(luò)節(jié)點(diǎn):網(wǎng)絡(luò)上的每臺(tái)設(shè)備，如工作站、服務(wù)器、打印機(jī)等，都是網(wǎng)絡(luò)上的一個(gè)節(jié)點(diǎn)介質(zhì)訪問(wèn)地址（MAＣ地址):為了互相區(qū)別,實(shí)現(xiàn)節(jié)點(diǎn)之間的通信,局域網(wǎng)中的每個(gè)節(jié)點(diǎn)都有一個(gè)惟一的地址,稱(chēng)為ＭAC地址幀（fｒａme）：為使網(wǎng)絡(luò)上的節(jié)點(diǎn)都得到迅速而公平的服務(wù)，網(wǎng)絡(luò)規(guī)定每個(gè)節(jié)點(diǎn)把要傳輸?shù)臄?shù)據(jù)提成小塊(稱(chēng)為幀),每個(gè)節(jié)點(diǎn)每次只傳輸一個(gè)幀，以保證任何節(jié)點(diǎn)都有傳輸數(shù)據(jù)的機(jī)會(huì)網(wǎng)絡(luò)接口卡(網(wǎng)卡）：計(jì)算機(jī)的網(wǎng)絡(luò)通信控制器網(wǎng)絡(luò)中每個(gè)節(jié)點(diǎn)(工作站或服務(wù)器)都必須安裝網(wǎng)卡,每塊網(wǎng)卡上都有一個(gè)全球惟一的地址碼,該地址碼稱(chēng)為該網(wǎng)卡節(jié)點(diǎn)的MAＣ地址。網(wǎng)卡的功能：將數(shù)據(jù)提成幀(framｅ)；在傳輸介質(zhì)上發(fā)送幀和接受幀;將計(jì)算機(jī)的輸出轉(zhuǎn)換為適合網(wǎng)絡(luò)傳輸?shù)男盘?hào)常用局域網(wǎng)局域網(wǎng)分類(lèi)：按使用的傳輸介質(zhì):有線網(wǎng)；無(wú)線網(wǎng)按各種設(shè)備互連的拓?fù)浣Y(jié)構(gòu):星型網(wǎng)；環(huán)型網(wǎng)；總線網(wǎng)按傳輸介質(zhì)所使用的訪問(wèn)控制方法:以太網(wǎng);FDDI網(wǎng)；令牌網(wǎng)共享式以太網(wǎng):以集線器(hub）為中心，每個(gè)節(jié)點(diǎn)通過(guò)以太網(wǎng)卡和網(wǎng)線（一般為5類(lèi)雙絞線)連接到集線器特點(diǎn)：任何時(shí)間之允許一對(duì)節(jié)點(diǎn)進(jìn)行通信，在節(jié)點(diǎn)數(shù)目較多且通信頻繁時(shí)，網(wǎng)絡(luò)會(huì)發(fā)生擁塞，性能急劇下降集線器功能：從一個(gè)端口接受數(shù)據(jù)幀,對(duì)信號(hào)進(jìn)行放大后,向其它所有端口分發(fā)，以擴(kuò)大網(wǎng)絡(luò)的傳輸距離,起中繼器的功能互換式以太網(wǎng)：以以太網(wǎng)互換機(jī)（Ethernetsｗitcｈ)為中心構(gòu)成以太網(wǎng)互換機(jī)是一種高速電子開(kāi)關(guān)，連接在互換機(jī)上的所有節(jié)點(diǎn)均可同時(shí)互相通信互換式以太網(wǎng)是一種星型拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)的網(wǎng)絡(luò)與共享式以太網(wǎng)的區(qū)別：互換機(jī)從發(fā)送節(jié)點(diǎn)接受了一個(gè)數(shù)據(jù)幀后,直接按照接受節(jié)點(diǎn)的MAＣ地址發(fā)送給指定的節(jié)點(diǎn),不再向其它無(wú)關(guān)節(jié)點(diǎn)發(fā)送，因此能支持多對(duì)節(jié)點(diǎn)同時(shí)進(jìn)行通信千(萬(wàn)）兆位以太網(wǎng)：網(wǎng)絡(luò)服務(wù)器通過(guò)1Ｇbｐs或1０Gbps的傳輸線路與中央互換機(jī)直接連接，同時(shí)為單位內(nèi)的許多用戶(hù)服務(wù)用于速率為千兆（1Gbｐs)和萬(wàn)兆（10Gbps）的以太網(wǎng)的傳輸介質(zhì)：光纖以太網(wǎng)使用的網(wǎng)卡按傳輸速率分為：1０Mbps網(wǎng)卡(10Bａse-Ｔ）；１０0Mbps網(wǎng)卡(1０0Base－T)；1０／1０0Mbps自適應(yīng)網(wǎng)卡;１00０Mbps網(wǎng)卡以太網(wǎng)的優(yōu)缺陷優(yōu)點(diǎn)：增／刪節(jié)點(diǎn)容易；成本低；維護(hù)方便;輕負(fù)