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计算机应用基础理论知识点.pdf
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计算机技术
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江苏省高校计算机等级考试(一级)理论知识点
第一部分 信息技术概述
1、信息是人们认识世界、改造世界的一种基本资源。
2、信息、物质和能量是客观世界的三大构成要素。
3、信息处理指的是与下列内容相关的行为和活动:
信息的收集,例如信息的感知、测量、获取、输入等
信息的加工,例如分类、计算、分析、综合、转换、检索、管理等
信息的存储,例如书写、摄影、录音、录像等
信息的传递,例如邮寄、出版、电报、电话、广播等
信息的施用,例如控制、显示等
4、信息技术(IT)指的是用来扩展人们信息器官功能、协助人们更有效地进行信息处理的一类技术。
5、基本的信息技术包括:
扩展感觉器官功能的感测(获取)与识别技术
扩展神经系统功能的通信技术
扩展大脑功能的计算(处理)与存储技术
扩展效应器官功能的控制与显示技术
6、现代信息技术的主要特征是:以数字技术为基础、以计算机及其软件为核心、采用电子技术(包括激光技
术)进行信息的收集、传递、加工、存储、显示与控制。它包括通信、广播、计算机、微电子、遥感遥测、
自动控制、机器人等诸多领域。
7、微电子技术是实现电子电路和电子系统超小型化及微型化的技术,它以集成电路为核心。
8、早期的电子技术以真空电子管为基础元件,在这个阶段产生了广播、电视、无线电通信、电子仪表、自动
控制和第 1 代电子计算机。
9、集成电路(IC)是 20 世纪 50 年代出现的,它以半导体单晶片作为材料。
10、现代集成电路使用的半导体材料主要是硅,也可以是化合物半导体如砷化镓等。
11、集成电路根据它所包含的电子元件数目可以分为小规模、中规模、大规模、超大规模和及大规模集成电
路。
12、SSI:小规模集成电路,集成度(单个集成电路所含电子元件的数目)小于100
13、MSI:中规模集成电路,集成度在 100~3000 个电子元件之间。
14、LSI:大规模集成电路,集成度在 3000~10 万之间。
15、VLSI:超大规模集成电路,集成度在 10 万~100 万。
16、ULSI:极大规模集成电路,集成度超过 100 万。
17、现在 PC 机中使用的微处理器、芯片组、图形加速芯片等都是超大规模和极大规模集成电路。
18、集成电路的制造工序繁多,从原料熔炼开始到最终产品包装需要几百道工序。许多工序必须在恒温、恒
湿、超洁净的无尘厂房内完成。
19、Moor 定律:单块集成电路的集成度平均每 18~24 个月翻一番。
20、IC 卡按卡中所镶嵌的集成电路芯片可分为两大类:
存储器卡(电话卡、水电费卡、公交卡、医疗卡等)
CPU 卡(卡上集成了 CPU、程序存储器和数据存储器,配有操作系统;常用于作为证件和信用卡使用的重要
场合,如手机中的 SIM 卡)
21、IC 卡按使用方式可分为两种:
接触式:有镀金触点,使用时需插入读卡机卡扣内;易磨损、怕油污,寿命不长。
非接触式:又叫射频卡、感应卡,采用电磁感应方式无线传输数据,解决了无源(卡中无电源)和免接触这
一难题;此类卡记录的信息简单,读写数据不多,常用于身份验证等场合。
1
22、IC 卡不但可以作为电子证件,用来记录持卡人的数据,作为身份识别之用(如身份证、图书证、游泳证、
医疗卡、住房卡等),也可以作为电子钱包(如电话卡、公交卡、校园卡、加油卡等)使用。
23、数字技术的处理对象是“比特”,其英文为“bit”,它是 binary digit 的缩写。
24、比特是组成数字信息的最小单位。
25、比特是计算机和其他所有数字系统处理、存储和传输信息的最小单位,一般用小写的字母“b”表示。
26、稍大些的数字信息的计量单位是“字节”(byte),它用大写字母“B”表示,每个字节包含 8 个比特(注
意,小写的 b 表示 1 个比特)。
27、CPU 中的寄存器用触发器存储比特,触发器有两个稳定状态,可分别用来表示0 和 1.
28、半导体存储器用电容器存储比特,电容的充电和未充电状态分别表示0 和 1
29、磁盘是利用磁介质表面区域的磁化状态来存储比特。
30、光盘利用盘片表面上的微小凹坑来存储比特。
31、内存储器容量采用 2 的幂次来计算,容量单位有:
1TB=2
10
GB=1024GB
1GB=2
10
MB=1024MB
1MB=2
10
KB=1024KB
1KB=2
10
B=1024B
32、磁盘、U 盘、光盘的容量采用 10 的幂次来计算。
33、传输速率单位,比特/秒(b/s):
34、各种进制数的转换。
十进制→二进制
整数部分:除 2 取余;小数部分:乘 2 取整。
八进制→二进制
每位八进制数改写成三位等值的二进制数。
十六进制→二进制
每位十六进制数改写成四位等值的二进制数。
二进制→八(十六)进制
从小数点开始分别向两边每三(四)位一组合,改写成等值的八(十六)进制数,不足的用零补足三(四)
位。
35、二进制数的算术运算和逻辑运算。
36、整数在计算机内的表示及原码、反码、补码的计算。带符号数用最高位表示其符号(0 为正数,1 为负
数)。正数的原码、反码、补码都相同。负数的补码是符号位不变,其他各位取反,再在末位加1 而得到。
8 位无符号整数的取值范围为:0~255(2
8
-1);8 位带符号整数的取值范围:-127~127(
-2
7
7
+1~2
7
-1
),由
于 0 只有一种表示方法,所以将-0(
-2
)用来表示-128。所以相同位数的二进制补码可表示的数的范围比原
码表示的多一个。
37、文字符号在计算机内的表示:西文字符集(ASCII,96 个可打印字符和 32 个控制字符,每个字符使用 7
个二进位进行编码)。
第二部分 网络通信
1、现代通信指的是使用电波或光波传递信息的技术,通常称为电信,如电报、电话、传真等。广播和电视也
使用电(光波)传递信息,不过它们主要是从单点向多点发送信息的单向通信。
2、通信的基本任务是传递信息,因而至少需由三个要素组成,即信息的发送者(信源)和信息的接收者(信
宿)、携带了信息的电(或光)信号、以及信息的传输通道(信道)。
3、通信系统的简单模型:
信 信
号 号
信源(宿) 信道 信宿(源)
2
4、电(或光)信号有两种形式:模拟信号和数字信号。模拟信号通过连续变化的物理量(如信号电平的幅度
或电流的强度)来表示信息,例如打电话或者播音员播音时声音经话筒(麦克风)转换得到的电信号就是模
拟信号。数字信号的电平高低或电流大小只有有限个状态(一般是两个状态),它们在时间上也是不连续的。
例如电报机、传真机和计算机发出的信号都是数字信号。
5、模拟信号在传输过程中容易受噪声信号的干扰,传输质量不够稳定。
6、随着数字技术的发展,目前已经越来越多地把模拟信号转换成数字信号后再进行传输(或信源发出的本身
就是数字信号),这种通信技术称为数字通信。
7、数字通信的抗干扰能力强,差错可控制,可靠性好,还可以方便地对信号加密,安全性更容易得到保证。
8、手机通信、数字有线电视(或卫星电视)和固定电话中继通信(及长途通信)都是将信源发出的声音和图
像的模拟信号转换成数字信号进行传输的实例。
9、按通信的传输介质不同通信分有线通信和无线通信两大类。
10、通信传输介质的类型、特点和应用:
介质类型
双绞线
特点 应用
有
线
通
信
成本低,易受外部高频电磁波干扰,误码率较高;
固定电话本地回路、计算机局域网
传输距离有限
传输特性和屏蔽特性良好,可作为传输干线长距
固定电话中继线路、有线电视接入
离传输载波信号,但成本较高
传输损耗小,通讯距离长,容量大,屏蔽特性好,
电话、电视等通信系统的远程干线,
不易被窃听,重量轻,便于铺设。缺点是强度稍
计算机网络的干线
差,精确连接两根光纤比较困难
使用微波、红外线、激光等,建设费用低,抗灾
广播,电视,移动通信系统,计算
能力强,容量大,无线接入使得通信更加方便.但
机无线局域网
易被窃听、易受干扰
11、双绞线有屏蔽双绞线(STP)和无屏蔽双绞线(UTP)两种,前者在双绞线外面加上了用金属丝织成的屏
蔽层,可用于较远距离的数据传送;后者价格便宜,在计算机局域网中普遍采用。
12、同轴电缆有基带同轴电缆和宽带同轴电缆两种。前者曾经使用在计算机局域网中,现在已被无屏蔽双绞
线和光纤所取代;后者即常用的有线电视电缆,主要用于传输电视信号,最大传输距离可达几公里甚至几十
公里。
13、无线电波可以按频率(或波长)分成中波、短波、超短波和微波。
14、中波主要沿地面传播,绕射能力强,适用于广播和海上通信。短波具有较强的电离层反射能力,适用于
环球通信。超短波和微波的绕射能力较差,只能作为视距或超视距中继通信。
15、微波是一种 300M~300GHz 的电磁波,它具有类似光波的特性。
16、利用微波进行远距离通信的方式主要依靠地面微波站接力通信。另一种方法是借助卫星进行通信,此类
微波通信也称为“卫星通信”。
17、微波通信的特点:直线传播,不能沿地球表面传播(无绕射性),需要每隔几十公里设立一个中继站;容
量大、可靠性高;建设费用低;抗灾能力强。
18、移动通信指的是处于移动状态的对象之间的通信,也是微波通信的一种。如手机、无绳电话、寻呼系统
等,最有代表性的移动通信是手机——个人移动通信系统,它是由移动台(手机)、基站、移动电话交换中心
组成。(蜂窝式移动通信)
19、第一代移动通信采用是模拟传输技术。第二代移动通信系统的频段扩至 900MHZ 到 1800MHZ,多年来我
国广泛使用的 GSM 和 CDMA 属于第二代移动通信系统。第三代移动通信 3G。
20、我国的 3G 目前有三种技术标准:中国移动采用的是我国自主研发的TD-SCDMA(时分-同步码分多址接
3
同轴电缆
光缆
无
线
通
信
自由空间
入)技术;中国电信采用的是 CDMA2000 技术;中国联通采用的是 WCDMA 技术。
21、在信息传输时,利用信源信号去调整载波(正弦波)的某个参数(幅度、频率或相位),此过程称为“调
制”,所使用的设备称为“调制器”。经过调制后的载波携带着被传输的信号在信道中进行长距离传输,到达
目的地时,接收方在把载波所携带的信号检测出来恢复为原始信号的形式,此过程称为“解调”,所使用的设
备称为“解调器”。通信一般是双向进行的,收发双方都需要调制器与解调器,它们通常做在一起,称为调制
解调器(MODEM)。例如:利用电话线进行上网,就要用到调制解调器,实现模拟信号和数字信号的相互转化。
22、载波信号是频率比被传输高得多的正弦波。调制的方法主要有:幅度调制、频率调制、相位调制。
23、为了补偿光纤线路的损耗,消除信号失真和噪声干扰,每隔一定的距离要接入中继器。
24、为了提高传输线路的利用率,降低通信成本,一般总是让多路信号同时共用一条传输线进行传输,这就
是多路复用技术。
25、时分多路复用(TDM):各终端设备以事先规定的顺序轮流使用同一传输线路进行数据传输。
26、频分多路复用(FDM):将每个数据终端发送的信号调制在不同频率的载波上,通过频分多路复用器将它
们复合成为一个信号,然后在同一传输线路上进行传输。到达接收端后,借助分路器把不同频率的信号送到
不同的接收设备,从而实现了传输线路的复用。
27、波分多路复用技术(WDM):同一根光纤中同时传输两个或众多不同波长光信号的技术,称为波分复用。
28、数字移动通信(手机)系统中,第 1 代模拟蜂窝系统采用的是频分多路复用技术,第 2 代的 GSM 系统主
要采用时分多路复用技术,第 3 代移动通信使用的是码分多路寻址(CDMA,简称“码分多址”)技术。
29、交换技术:从通信资源的分配角度来看,“交换”就是按照某种方式动态地分配传输线路,常用的交换方
式:电路交换和分组交换。电话交换机采用的是“电路交换”技术,计算机网络采用的解决方案是“分组交
换”技术。
30、分组交换也称为包交换。采用分组交换方式进行数据通信时,源计算机把需要传输的数据划分为若干适
当大小的块,为每块数据附加上收发地址、数据块的编号、校验信息等有关信息(称为“头部”),组成一个
一个的“包”,然后以包围单位通过网络向目的计算机发送。到达目的计算机之后,由目的计算机接受和处理。
31、为了实现分组交换方式的数据传输,网络中必须使用一种关键设备——分组交换机。交换机与交换机之
间是高速数字通信线路,如光线、微波、卫星频道等。
32、分组交换机的基本工作模式是“存储转发”。为使一个数据包能正确地到达目的计算机,交换机每收到一
个包就要根据包中的目的计算机地址去查一张表(称为转发表),该表指出发送给哪台目的计算机的包应该从
哪个端口发出去。分组交换机的端口有缓冲,发完一个从缓冲区中再取下一个包发送。
局域网采用分组交换技术,为使网络上的计算机都能得到迅速而公平的数据传输机会,局域网要求每台计算
机把要传输的数据分成小块(称为帧),一次只能传输一帧。帧的格式包含需要传输的数据,还必须包含发送
该数据帧的源计算机地址和接收数据的目的计算机地址。
互连的各个物理网络使用的数据帧格式可能互不兼容,因此为了克服这种异构性,IP 协议规定了一种独
立于物理网的数据包格式,称为 IP 数据报,它由两部分组成:头部和数据区。头部包含发送计算机的 IP 地
址、接收计算机的地址。数据区的长度可以根据应用而改变。
33、局域网中采用的也是分组交换技术。蜂窝移动通信系统中叶采用了分组交换技术。
34、计算机网络:计算机网络是利用通信设备和网络软件,把地理位置分散而功能独立的多个计算机以相互
共享资源和进行信息传递为目的连接起来的一个系统。
34、计算机组网的目的:数据通信、资源共享、实现分布式的信息处理、提高计算机系统的可靠性和可用性。
35、计算机网络的有多种不同的类型,按网络所覆盖的地域范围可以分为:
局域网(LAN):使用专用通信线路把较小地域范围(一幢楼房、一个楼群、一个单位或一个小区)中的计
算机连接而成的网络;
城域网或市域网(MAN) :作用范围在广域网和局域网之间,其作用距离约为5km~50 km,例如一个城市
范围的计算机网络;
广域网(WAN) :把相距遥远的许多局域网和计算机用户互相连接在一起的网络。广域网有时也称为远程
网。
36、一般而论,计算机网络由以下部分组成:
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