计算机基础重点知识

第一章计算机的发展历程:1.计算机之父:图灵2. 第一台计算机诞生:1946电子数值积分计算机冯诺依曼体系结构于1948年提出1）计算机的基本结构:运算器,控制器,存储器,输入和输出设备2）采用二进制3）存储程序自动控制计算机发展的四个阶段:电子管计算机晶体管计算机中小规管集成电路计算机大规模,超大规模集成电路计算机计算机分类:高性能计算机微型计算机（个人计算机）工作站服务器（高性能计算机的一种）嵌入式计算机计算机应用:科学计算数据处理过程控制计算机辅助系统（包括计算机辅助设计,计算机辅助制造,计算机辅助教学）人工智能:（应用:机器人专家系统模式识别）信息高速公路虚拟世界多媒体技术信息技术概述:1.信息与数据1）信息定义:2）信息的六大基本特征：普遍性寄载性共享性时效性可识别性可加工性3）数据:4）信息数字化：计算机系统组成:计算机硬件系统：控制器运算器存储器输入和输出设备计算机软件系统：1.系统软件:操作系统语言处理系统数据库管理系统服务程序2.专用软件：通用专用软件和专用应用软件计算机工作过程和主要技术指标：1.计算机的工作过程就是执行程序数制及其转换:的过程程序是一序列指令的有序集合2.计算机的指令系统1）定义,2）指令的基本格式有操作码和操作数组成3.计算机的工作过程:1）取值周期执行周期2）数据流和控制流4.计算机主要技术指标:字长主频运算速度存储容量存储周期微型计算机概述:第二章1.微型计算机层次与分类:1）层次:微处理器微型计算机微型计算机系统2）分类:单片机单板机个人计算机微型计算机主板简介：1系统主板：微型计算机通过主板将CPU等各种器件和外部设备有机结合起来,形成一套完整的系统主板是微型计算机的核心2. 主板中的主要部件和作用：1）CPU插座2）北桥芯片：主板芯片组中的核心部件3）南桥芯片：负责I/O总线之间的通信4）内存插槽5）硬盘接口：PATASATA6）CMOS电池7）CMOS跳线8）AGP扩展槽9）PCI扩展槽微处理器（市场主打产品：Pentium4）1.构成：运算器控制器寄存器通过外脚与外部电路相连2. 芯片外脚分类：地址线数据线控制器CPU性能:CPU字长位宽CPU主频CPU外频倍频CPU生产工艺微型机系统存储器：1.BIOS芯片：包括CMOS设置程序自诊断程序系统自举装载程序2. CM0S（小型机存储器）3. 高速缓存虚拟存储器微型计算机的总线结构与接口:1.总线是微型计算机的各部件（设备）之间传输信息的公用信号线通过总线可以连接各器件2.总线知识:1）总线的主要性能指标:总线位宽总线带宽总线工作频率2）总线的级别:内部扩展总线系统级总线3）总线的分类:数据总线地址总线控制总线3. 内部扩展总线（可以插接部件和插件板）:ISA总线PCI总线AGP总线PCMCIA总线4. 外部总线接口:微型计算机常用外部设备:输出设备输入设备微型计算机的常用软件:第三章操作系统简介:1.发展历程:1）人工操作阶段2）批处理阶段:单到批处理系统假脱机技术多道批处理阶段3）操作系统的完善:人机交互2.常见操作系统:DOS操作系统Windows操作系统UNIX操作系统家族Linux系统3.分类:批处理系统（特征:多批道和成批性）分时操作系统（特征:多路性,交互性,独占性和及时性）实时系统（特征:实时性和高效性）（分为实时控制系统和实时信息处理系统）网络操作系统分布式操作系统（特征:统一性,共享性,可靠性和透明性）（网络操作系统的更高级形式）个人计算机操作系统:（单用户多任务操作系统）（设计目标:易用性和响应性）多处理机操作系统:或称并行操作系统,耦合系统嵌入式操作系统:是一种专用计算机操作系统作用:1.管理系统中的各种资源（计算机系统资源包括处理机,存储器,输出和输入设备,程序和数据）2. 提供友好界面（操作系统是用户与计算机硬件之间的接口）（二种操作系统接口:命令接口程序接口）操作系统功能:作业管理进程管理存储管理文件管理设备管理操作系统特征:并发性共享性虚拟性异步性作业管理:1.基本概念:要求计算机系统完成任务的集合分类:批处理作业交互式作业2.作业调度:作业控制和作业调度是作业管理的主要任务作业控制包括作业输入,运行和计算结果的输出进程管理:1.进程定义1）进程是具有一定独立功能的程序段关于一个数据集合的一次运动活动2）进程组成:程序块数据块进程控制块（PCB是进程存在的唯一标志）3）进程基本特征:动态性并发性独立性异步性结构性4）进程类型:从操作系统角度看,进程可以分为系统进程和用户进程5）进程与程序的关系:本质区别:程序是静态的,进程是动态的6）进程与作业的关系:2.进程的状态和转换:运行态就绪态等待态3.进程调度:常见方法:先来先服务法高优先级优先调度法时间片轮转法存储管理:（包括存储分配,存储保护,虚拟存储器管理和地址映射）（主要指内存储器管理）1.1）内存空间一般分为系统区和用户区,存储管理主要是对用户区进行管理2）物理地址逻辑地址地址映射存储保护2.存储器的连续分配方式:单一连续分配存储区固定分区存储管理可变分区存储管理可重定位分区存储管理文件管理:1. 文件系统基本知识:1）定义:文件与文件管理程序的集合2）文件命名文件分类:按性质分类:系统文件用户文件用户文件库文件按存储属性分类:只读文件读/写文件只执行文件文件属性:基本属性类型属性保护属性文件逻辑结构:纪录式文件流式文件文件物理结构:顺序结构链式结构索引结构文件存取方法:顺序存取直接存取索引存取2. 文件目录:（分为单极目录结构,二级目录结构,多级目录结构）设备管理:（对计算机输入/输出系统的管理）（包括缓冲管理,设备分配和虚拟设备等功能）1.分类:按用途分类:输入型,输出型,存储型设备按信息交换基本单位分类:字符型设备块设备2.设备控制器（也称为适配器）3. I/O控制方式（计算机主存与设备之间的数据传输操作称为输入/输出设备）四种控制方式:程序查询方式中断驱动方式DNA方式通道方式缓冲技术：缓解CPU与I/O设备间速度不匹配的矛盾缓冲区:硬缓冲区和软缓冲区设备分配：分为独占型设备分配和共享型设备分配4. 设配驱动程序虚拟设备第四章计算机网络的发展意识与作用（计算机技术与通信技术在发展中相互渗透,相互结合产生了计算机网络.）计算机网络的发展：面向终端的计算机通信网络以共享资源为目标的计算机网络标准化网络国际互联网计算机网络的作用：计算机心痛资源共享信息快速交换分布式处理均衡负载互相协作网络传输介质（传输介质是数据传输系统中发送器和接收器之间的无理通道.）（分为有线传输和无线传输二类.）1）有线介质:同轴电缆:屏蔽性好,抗干扰能力强,常用于基带传输.双绞线:非屏蔽式双绞线与屏蔽式双绞线光纤:利用光传输信息.光缆是目前世界上最好的传输介质.优点:很宽的频道传输特性.具有无干扰和很高的安全性.信号减减少2）无线介质:利用大气和外层空间作为传播电磁波通路.分为微波,卫星微波和红外线等.微波通信只适用于距离较短且不适合铺设有线传输介质的场合.卫星微波适合于长距离传输.网络互连设备:网络互连中用于实现网络之间物理连接和协议转换的中间设备.网络接口卡（网卡）:重要技术指标:数据传输数率重要的器件:站地址存储器解调解调器:将数字信号模拟信号相互转换.调制将计算机发出的数字信号转化成模拟信号.解调将模拟信号转化成数字信号.中继器和集线器:集线器是一种多端口的中继器.交换机:普通交换机:对数据流控制能力弱，无法进行流量和网络安全控制.IP交换机标记交换机网桥:在OSI参考模型的数据链路层操作和处理数据,是一种存储转发设备.路由器:主要功能:选择数据转发（交换）数据过滤数据网关:又称协议转换器计算机网络的基本组成:1）通信子网:由通信线路和通信控制处理机组成.2）资源子网:计算机网络的分类:1.按网络拓扑结构分类:星状结构总线结构环状结构树状结构2. 按网络覆盖范围分类:局域网广域网城域网网络协议协议:信息双方信息交换规则的集合.协议三要素:语法语义定时规则网络体系结构:1.网络体系结构概述:P822.0SI体系结构：物理层：数据链路层:网络层：传输层：会话层：表示层:应用层:3. TCP/IP体系（传输控制/网络体系）:包括应用，传输控制，网络和网络接口四层.网络接口层:网络层:IP协议组成:地址解析协议反向地址解析协议控制报文解析协议传输控制层:提供TCP与用户数据报协议应用层:提供一组常用的应用层协议TCP/IP与OSI比较：出发点不同：OSI协议体系大而全,TCP/IP设计满足特殊要求.TCP/IP可以越级直接向更低级提供服务,是一种高效协议;OSI体系要求按层次关系处理.TCP/IP具有良好的网络管理功能数据通信基础：1.数据通信系统的构成：数据通信系统的任务是将源计算机发送的数据迅速,可靠,准确地传输到墓地计算机.1）一个完整的数据通信系统是由源计算机,目的计算机,传输数据和通信线路组成.2）通信线路是信息在设备之间传输的通道.常见的通信线路有数据通信线路和模拟通信线路.2. 数据传输除了有数字信号和模拟信号外还有基带传输和宽带传输.3. 传输速率与宽频:4. 通信方式:单工通信半双工通信全双工通信计算机局域网知识:在一个较小地理范围内,利用通信线路将众多计算机及外设连接起来,达到数据通信和资源共享的网络.服务器:网络服务器是一种高品质,高性能,高配置的计算机.主要功能:管理网络服务器与工作站提供安全管理与维护各种提供各种信息服务提供各种网络应用服务提供网络管理功能硬件组成:内存CPU硬盘网卡网络操作系统与配置:模式:对等模式文件服务器模式客户机/服务器模式工作站:用户与网络之间的接口传输介质与互连设备Internet及其应用基础：1.lnternet基础知识第六章数据结构的基本概念：定义：数据结构是具有相同特征，相互关联的的数据集合.数据也称数据元素或结点.由多个数据项组成的数据元素也称记录.数据元素都具有某种共同的特征.数据元素之间存在着某种关系.1. 数据逻辑结构:数据元素之间的前后件是它们之间的逻辑关系,将这种关系称为数据逻辑关系.将数据结构中数据元素之间所固有的关系描述成前后件关系.1）数据结构:S=（D,R）S数据结构）D（数据元素的集合）R（数据元素之间前后件关系的集合）2）分类:线形结构:一对一关系树形结构:存在一对多的关系图形结构:存在多对多的关系集合:一种松散结构按数据前后件的复杂程度,将数据逻辑结构分为线性结构和非线性结构.线性结构也称为线性表.2. 数据物理结构:（数据在计算机存储器中的存储方式）数据元素在存储器中的位置关系与逻辑结构不同.数据元素的存储方式:顺序链式索引散列顺序存储的优缺点算法的基本概念:1.算法的定义:算法是解决问题的具体方法和步骤的描述.是一组有限的运算序列.算法特征:可行性确定性有穷性输入性输出性2.算法描述方法:自然语言描述算法:伪代码描述算法:流程图描述算法:NS图描述算法:3. 算法的评价:正确性可读性健壮性效率算法的复杂度:对算法效率的度量,使评价算法优劣的重要依据.算法时间复杂度:执行算法所需要的时间算法空间复杂度:算法在执行过程中所占用的附加空间数量典型数据结构:1.线性表:一组特征相同的数据的有限序列.是一种最简单,最常用的线性结构.线性表中数据元素的个数n称为线性表的长度。当n=0时，称为空表。1）线性表的顺序存储:数据元素在存储空间中按逻辑顺序依次存放,与存储结构一致.2）线性表的单链式存储:用一组存储单元存储线性表中的数据元素.3）线性表的循环链条存储:将单链表中最后一个结点的指针域指向链表的第一个结点.特点:从表中任一结点出发,均可以找到其他所有的结点.2.栈:一种特殊的线性表,存储方式可以是顺序存储,也可以是链式存储.1）栈的定义:表的同一端进行插入和删除运算的线性表.2）栈的基本运算:初始化栈空栈判断入栈出栈读栈3）栈的顺序存储及其常用运算:3. 队列:一种特殊的线性表,存储方式可以是顺序存储,也可以是链式存储.1）队列的定义:一种允许在一端进行插入运算,在另一端进行删除运算的线性表.2）队列基本运算:初始化对列空队列判断入队运算出对运算读对头元素队列长度3）队列的顺序存储及其常用运算:4. 循环队列:将队列的存储空间想象成一个首尾相连的环状空间.1)常用应算:初始化对列入队运算出队运算树:一种常用的非线性结构,树结构中结点既有分支关系又有层次关系.5. 二叉树:特殊的树状结构,每个节点最多有两个后件.有五种基本形态.1)性质:在二叉树的第i层上，最多有个结点.深度为K的二叉树最多有个结点.度为0的结点总比度为2的结点多一个.满二叉树:完全二叉树:满二叉树是完全二叉树,但完全二叉树不一定是满二叉树2)二叉树的顺序存储:适用于完全二叉树3) 二叉树的链式存储:适用于非完全二叉树4) 二叉树遍历:先序遍历中序遍历后序遍历典型算法:1.查找算法:顺序查找:最简单的查找算法,适用于线性表.二分查找:(折半查找)只适用于有序表.3.排序算法:交换排序法:选择排序法:插入排序法: