计算机理论基础整理汇编

第一章：信息技术概述

1.1：信息与信息技术

1.1.1信息与信息处理

控诉论的创始人：维纳信息就是信息，既不是物质也不是能量。

信息的定义：客观世界中各种事物运动运动状态和变化内容的反映，是认识主体对客观事物状态和变化的感知。

客观世界的三大构成要素：信息、物质与能量。

人信息处理的过程：获取信息、传递信息、加工（处理）信息和施用信息。

缺点：算不快，记不住，传不远，看不清，听不清。

信息处理包括哪些行为和活动：

A．信息的收集：信息的感知，测量，获取，输入

B．信息的加工：分类，计算，分析，综合，转换，管理

C．信息的存储:书写，摄影，录音，录像

D．信息的传递：邮寄，出版，电话，广播电视，短息，博客，微信

E．信息的施用：控制，显示，导航，机器人

1.1.2信息技术和信息产业

信息技术：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门技术。

现代信息技术的主要特征：以数字技术为基础，软件与通信技术为核心，采用微电子和光电子器件。

信息产业：从事信息技术开发，设备与产品的研制生产以及提供信息服务的若干部门的总称。

A信息设备制造B信息服务C信息内容产业D信息基础设备

1.1.3信息化与信息社会

信息化的作用：A对传统产业进行改造，极大地提高了传统产业的劳动生产率;B孕育和催生了许多新兴产业;C推进了管理扁平化和社会的信息化；D推动经济全球化。

1.2数字技术基础

1.2.1信息的基本单位——比特

比特(符号b)只有两种状态“0”“1”，中文为二进位数字

例如：电平的高低，电流的有无等

每个字节包含八个比特（字节的符号B）

1.比特的存储

A比特存储在触发器里（一种双稳电子线路）一个触发器可以存储一个比特

B电容器

C利用盘片在光滑表面上的微小凹坑记录

2.比特与二进位

3.信息在计算机中的表示

（1）无符号整数自然码

（2）带符号整数0~2n-1；“0”表示正数（+）“1”表示（-）；正数为负的需要用补码（原码取反加1）

缺点：不直观

(3)文字符号的表示

西文字符（ASCII码）：美国信息交换标准码，一共有128个字符，包括96个可打印字符和32个控制字符。每个字符使用七个二进位进行编码，最高位在计算机内部保持为0，采用“奇偶校验位”

4.比特的运算

逻辑加，逻辑乘和取反。

有1便是1——逻辑加；有0表示0——逻辑乘

1.3：微电子技术简介

1.3.1微电子技术与集成电路

微电子技术：实现电子电路和电子系统超小型化及微型化的技术。是信息技术的关键，是发展电子信息产业和各项高技术的基础。

A集成电路（微电子技术的核心）：小规模集成电路（SSI）电子元件数目小于100;中规模集成电路（MSI）电子元件数目在100~3000；大规模集成电路（LSI）在3000~10万；超大规模集成电路（VLSI）在10万~100万；极大规模集成电路（ULSI）超过100万。通常VLSI和ULSI统称为VLSI。

例如：手机数码相机计算机等电子设备使用的微处理器存储器图片加速芯片等都是超大规模和极大规模集成电路。

B按照晶体管结构电路和工艺的不同分为双极型集成电路金属氧化物半导体（MOS）集成电路双极——金属氧化物半导体集成电路

C根据功能：数字集成电路模拟集成电路

D用途：通用集成电路专用集成电路

1.3.3集成电路的发展趋势

特点：体积小功能低速度快可靠性高

工作速度主要取决于组成逻辑门电路的晶体管的尺寸。

发展趋势：晶体管尺寸缩小硅抛光片面积增大。

Moore定律：单块集成电路的集成度平均每18~24个月翻新一次。

1.3.4IC卡

IC的特点：防盗保密性强存储信息大

IC卡中的集成电路芯片分为两类：A存储器卡（校园卡之类）BCPU卡（SIM卡银行卡）

IC卡使用方式的两种分类：A接触式IC卡B非接触式IC.

第二章计算机组成原理

2.1 计算机的组成与分类

2.1.1计算机的发展与作用

现在的计算机发展正迈向智能化，以知识处理为核心，模拟或部分代替人的智能活动为目标。

1.计算机的作用和影响

计算机是一种通用的信息处理工具

特点:速度快通用性强存储容量大互连互通和互操作

影响：A应用于科学，大大增加了人类认识自然以及开发改造和利用自然的能力，促进现代科技的发展；B手工农业，显著提高了人类物质生产水平和社会劳动生产率，促进了科技的高速发展；C社会服务，全面扩展和改善了服务范围与质量，提高了工作效率，推动了社会进步；D教育文化，为人类传承并创造知识与文化提供了现代化工具，改变了人们创造和传播文化的凡是和方法，大大扩展了人类文化活动的领域，丰富了文化内容，提高了质量；E办公和家庭，改变了人们的工作和生活方式。

危机：A个人隐私B信息欺骗和计算机犯罪C知识产权的保护D不良和有害信息肆意传播和泛滥E产生大量电子垃圾污染环境破坏生态。

2.1.2计算机的逻辑组成

计算机硬件：计算机系统中所用实际物理装置的总称；计算机软件：计算机运行过程中各种程序及其数据的处理和相关的文档。

数据：程序所处理的对象；文档：软件设计报告，操作使用说明等

逻辑上硬件主要包括：中央处理器（CPU）主存储器辅助存储器输入设备和输出设备，它们通过总线互相连接。

外围设备（外设）：输入输出设备和辅助存储器

特点：复杂性多样性层次性模块化

变化：集中到分散；存储器到主辅助存储器;CPU通信到总线通信。

（1）输入设备：用于向计算机输入命令、数据、文本、声音、图像和视频等信息，如键盘、鼠标、扫描仪等。二进位表示

键盘鼠标触摸屏麦克风传感器条码磁卡IC卡的扫描仪和读卡器等

（2）中央处理器（CPU）：承担系统软件和应用软件运行任务的处理器（一台计算机的核心组成部件）。

处理器：能够高速执行指令，完成二进制数据的算术逻辑运算和数据传送的部件。

特点：A数字电路组成的结构很复杂；B超大规模的集成电路

微处理器：所有电路都集中在一块几个平方厘米的半导体芯片上的处理器。

CPU和CPU芯片的区别：CPU逻辑上是一片：CPU芯片是两个四个甚至更多个CPU 在同一个芯片上。

（1）主存储器和辅助存储器