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大学计算机信息技术基础知识

第一章信息技术概述

1.比特（bit, binary digit）即二进位，只有0和1两种取值，是组成数字信息的最小单位，

一般用小写字母b表示。计算机中存储信息的最小单位是字节（byte），用大写字母B 表示。换算关系：1B=8b，八个比特（八位二进制数字）构成一字节。

一个触发器可以存出一个比特。中央处理器中的寄存器可以存储一组比特。

在内存储器中使用2的幂次作单位：1GB=1024MB=10242KB=10243B；在数据通信和计算机网络中常使用10的幂次作单位。

2.二进制转换成十进制：按照每一位的权值依次展开即可。

十进制转换成二进制：对整数部分从低位到高位除以逆序取余法，对小数部分从高位到低位乘以顺序取整法。

二进制转换成十六进制：对整数部分从低位到高位每四位用等值十六进制数代换，不足四位在高位加零补足；对小数部分从高位到低位每四位用等值十六进制数代换，不足四位在低位加零补足。

十六进制转换成二进制：每个数字均用等值的二进制数代换即可。

二进制与八进制之间的转换与上述过程相似，每三位代换即可。

3.一个数字或西文字符占据1个比特即8位二进制，无符号整数取值范围是[0, 255(28-1)]。

n个二进位表示的带符号证书的取值范围是[-2n-1+1, +2n-1-1]。带符号整数的8位二进制中必须留最高为作为符号位，0表示“+”，1表示“-”。

原码和补码：原码即数值在计算机中的二进位表示形式，补码的正数表示与原码相同，但负数表示保持最高符号位1不变，其余部分全部取反后加1即可。

定点数和浮点数：定点数指计算机存储中小数点固定的数字（整数和纯小数），浮点数指小数点位置不固定的数字（除上述两种情况以外的其他实数）。一般地，计算机中实数也叫做“浮点数”，而整数叫做“定点数”。

4.ASCII码：96个可打印字符和32个控制字符，每个字符用7位二进制数编码，同时最

高位保持为0，故每位ASCII码占据1个字节空间。

5.比特的逻辑加（∨）：除了1∨1=1，其余与算术加法相同。

比特的逻辑乘（∧）：均与算术乘法相同。

6.划分计算机发展阶段的标准是核心元件的类别。计算机核心集成电路经历了电子管、晶

体管、小规模集成电路、超大规模集成电路发展阶段。晶体管的尺寸越小，集成度就越高，极限工作频率就越高。

摩尔定律：单块集成电路的及成都平均每18~24个月翻一番。

我国第二代居民身份证是采用非接触式IC卡制成的，进一步改善了防伪性能。

第二章计算机组成原理

7.计算机应用模式的演变：集中计算模式、分散计算模式、网络计算模式。

根据前文所述的计算机划代标准，计算机从上世纪四十年代至七十年代中期以来一共可分为四代。

计算机分类：巨型计算机、大型计算机、服务器、个人计算机、嵌入式计算机。巨型和大型计算机的区别在于巨型计算机的CPU个数是大型计算机的成百上千倍。

计算机逻辑组成：中央处理器(CPU)、内存储器、外存储器、输入设备、输出设备（通称I/O设备）。它们通过总线相连。CPU、内存储器、总线等构成计算机的“主机”；I/O 设备和外存储器通常称为计算机的“外围设备”或“外设”。

8.CPU的根本任务是执行指令。包括：寄存器组（暂时存放计算结果）、运算器(ALU，进

行算术运算和逻辑运算)、控制器（存放正在执行的指令的地址）。

指令由操作码和操作数地址组成。不同品牌的CPU大多数指令系统各不相同。

CPU性能指标：字长（能够同时进行运算的二进制位数即寄存器的宽度，32位或64位等）、主频（内部数据传输和操作速度快慢）、总线速度、高速缓存cache容量和结构、指令系统、逻辑结构、内核个数。

9.PC主机机箱组件

a)主板：CPU、内存条、存储器、显卡、扩充卡插槽、基本输入/输出系统BIOS（位

于闪存即只读存储器ROM中，起到开机自行诊断计算机故障和应到加载操作系统

的作用）、CMOS存储器（随机存取存储器RAM，存有系统基本配置参数，关机断

电后需要干电池单独供电）

计算机开机过程：POST加电自检程序→引导装入程序→载入CMOS启动顺序设置

程序→载入基本外围设备驱动程序。在引导装入程序之前用户按下某一热键即可启

动CMOS设置程序

b)存储器（半导体）

i.易失性存储器RAM。静态随机存取存储器SRAM集成度低、价格高、速度快，

适合做高速缓冲存储器Cache；动态随机存取存储器DRAM集成度高、价格低、

速度慢，适合做主存储器（即内存）。主存（内存，DRAM）与CPU的速度差

异用Cache（SRAM）进行缓冲。

ii.非易失存储器。分为电可擦可编程只读存储器EEPROM和闪存。

iii.外存（硬盘、闪存存储器、存储卡）每个盘片两面均可记录数据。盘片分为许多同心圆（磁道），每个磁道分为许多扇区，每个扇区一般容量为512B。一块

硬盘由数张盘片构成，所有盘片相同半径处的一组磁道称为柱面。

硬盘容量=512*2*盘片数*磁道数*扇区数（字节）

固态硬盘基于半导体芯片，读写速度超过传统硬盘，具有极大发展潜力。

c)I/O操作：将输入设备输入的信息送入内存指定区域，或将内存指定区域的内容送

出到输入设备的操作过程。大多I/O设备并不包含在主机机箱内。

总线，又称I/O总线，其中有三类信号：数据信号、地址信号、控制信号。

总线数据传输速率——带宽MB/s=(总线频率MHz*数据线宽度*每周期传输次数)/8

USB接口是一种总线式串行接口。USB2.0接口理论数据传输速度60MB/s；USB3.0

则为400MB/s，两者一次性连接设备数量上限均为127个。

10.扫描仪：手持式、平板式、胶片专用、滚筒式。其中家用办公用途通常为平板式。

数码相机工作原理：先将影像聚焦在成像芯片CCD或CMOS上，在经过A/D转换变成数字图像并经过一定的数据压缩和图像处理。

常见输出设备：显示器、打印机、绘图仪、音箱等。

第三章计算机软件

1.程序是软件的主体，软件指设计比较成熟、功能比较完善、具有某种使用价值的程序。

软件和程序本质上是相同的。

软件按功能和作用划分可分为系统软件（如BIOS）和应用软件。应用软件按开发方式