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1、第一章 信息技术基础知识点1：信息处理系统的相关问题用于辅助人们综合使用各种信息技术的系统通称为信息处理系统。从应用领域来看信息处理系统有如下分类：雷达是一种以感测与识别为主要目的的系统；电视广播系统是一种单向的、点到多点（面）的、以信息传递为主要目的的系统；电话是一种双向的、点到点的、以信息交互为主要目的的系统；银行是一种以处理金融信息为主的系统；图书馆是一种以信息收藏和检索为主的系统；因特网则是一种跨越全球的多功能信息z处理系统。集成电路根据所包含的电子元件数目可分为小规模（SSI）、大规模（LSI）、超大和极大规模（VLSI）集成电路三种。SSI一般以简单的门电路或单级放大器为集成对象，
2、LSI则以功能部件、子系统为集成对象，而目前PC机中的CPU、芯片组、图形加速器等是VLSI的集成对象。另外，集成电路根据功能可分为数字集成电路和模拟集成电路；根据用途可分为通用集成电路（如CPU和存储器芯片）和专用集成电路；根据晶体管结构电路和工艺可分为双极型集成电路、金属氧化物半导体集成电路和双极-金属氧化物半导体集成电路。 知识点3：集成电路的发展趋势 集成电路（IC）是以半导体单晶片作为材料，经平面工艺加工制造而成。半导体材料主要是硅，也可以是化合物半导体。制作流程依次为：硅抛光片-晶圆-芯片-成品测试-集成电路出厂。集成电路的特点是体积小、重量轻、可靠性高。它的工作速度主要取决于组成
3、逻辑门电路的晶体管尺寸。所以集成电路的制造自20世纪50年代问世以来，就一直在缩小门电路的面积，芯片上电路元件的线条越细，相同面积的晶片可容纳的晶体管就越多，功能就越强，速度也越快。单块集成电路的集成度平均每18-24个月翻一番，即Moore定律。目前世界上集成电路大生产的主流技术已经达到12-14英寸晶圆、0.09m的工艺水平，在未来的10多年时间里，这一定律还将继续遵循。知识点4：通信技术的相关概念现代通信指的是使用电波或光波传递信息的技术，又称为电信，如电报、电话、传真、广播电视等。通信的基本任务的传递信息。信息的发送者（信源）、信息的接收者（信宿）以及信息的传输通道（信道）是信息系统的
4、三大要素。如有线电话就是一种简单的通信系统。发话人及电话机相当于信源，受话人相当于信宿，而电话线和中继器就是信道。信道的任务就是迅速、可靠而准确地将信号从信源传输到信宿。根据传输介质的连续和离散两种形式，采用相应的模拟传输技术和数字传输技术。 知识点5：模拟传输技术 模拟传输技术是直接用连续信号来传输信息或通过连续信号对载波进行调制来传输信息的技术。利用信源调整载波参数的过程称为“调制”，调制后的载波经过长距离传输到达目的地后，信宿再反载波携带的信号检测出来恢复为原始信号的形式，该过程为“解调”。MODEM就是实现调制和解调功能的设备。载波调制的方法分为三种：调频、调幅和调相。为了提高传输线路
5、的利用率，一般让多路信号同时共用一条传输线路进行传输即多路复用技术。多路复用技术又可分为时分多路复用技术、频分多路复用技术和波分多路复用技术。知识点6：数字通信系统的性能指标数字通信系统的性能指标有：信道带宽，即一个通道允许的最大数据传输速率；数据传输速率；误码率；端-端延迟，即数据从信源传送到信宿消耗的时间。 知识点7：数字通信系统传输介质数字通信中使用的传输介质有三种：金属导体（主要是双绞线和同轴电缆），光导纤维和电磁波。双绞线可以用于传输模拟信号，但容易受到干扰，一般只在建筑物内部使用。同轴电缆主要用于传输模拟电视信号，最大传输距离可达几千米甚至几十千米。光纤主要用于传输数字信号，一般用
6、于计算机网络中的信息传输。无线电波通信分为中波通信、短波通信、超短波和微波通信。利用微波通信进行远距离通信的方式主要有：地面微波接力通信，卫星通信和对流层散射通信。 知识点8：移动通信 第一代移动通信采用的是模拟技术，称之为蜂窝式模拟移动通信系统。目前我国和欧州广泛使用的GSM是第二代移动通信系统。第三代移动通信系统（3G）称为IMT-2000，它能够达到全球漫游，适应多种环境，实现高质量的多媒体业务，并提供足够的系统容量，具有高保密性和优质的服务。 知识点9：比特的取值及运算比特的取值只有“0”和“1”两种这两个值不是数量上的概念，而是表示两种不同的状态。比特的基本运算有三种：逻辑加（也称或
7、运算）、逻辑乘（也称与运算）、取反（也称非运算） 例题：（选择题）：数据通信中的数据传输速率是最重要的指标之一，它指单位时间内传送的二进位数目，计量单位 Gbs相当于kbs。 A 109 B 106 C 103 D 102 分析：吉比特秒(Gb/s）=109比特秒=1000Mb/s106kb/s （答案：B） （选择题）：下面关于比特的叙述中，正确的是。 A比特是组成信息的最小单位 B比特有“0”“9”十个符号 C比特只能表示数字，不能标识文字、图像或声音 D比特“l”大于比特“0”分析：比特的取值只有“0”和“1”两种，选项B说法错误；比特不仅可以表示数字、文字，还可以表示图像和声音，选项C
8、说法错误；“0”和“l”这两个值不是数量上的概念，而是表示两种不同的状态，所以不存在比特“l”大于比特“0”的说法，选项 D错误。（答案：A） 计算机中数的表示方式有：十进制、二进制、八进制、十六进制、BCD码等。十进制整数转换成二进制整数采取“除2取余法”、十进制小数转换成二进制小数采取“乘2取整法”，同理可以推广到八进制和十六进制的表示与转换。BCD码称为“二进制编码的十进制数”，它使用 4个二进位表示 1个十进制数字（09）。知识点10：定点数与浮点数的表示 计算机中的数值分为两类：定点数（整数）和浮点数（实数）。 原码的表示与日常使用的方法比较一致，只是在表示带符号整数时，最高位的数值
9、代表了是正数还是负数（l表示负数，0表示正数）。而一般数值为负的数在计算机内采用补码表示。负数的补码=负数的原码按位取反（符号位除外）l，正数的补码就等于它的原码本身。 8位二进位表示的正整数取值范围是028-1（因为是正整数，所以不带符号位），而8位原码所表示的整数取值范围应为-27+l27-l，即 n个二进位表示的带符号整数取值范围为-2n+l2n-l。浮点数在计算机内部用“指数”（阶码）和“尾数”表示。浮点数长度可以很长，一般位数越多，可表示的数范围越大，精度也越高。相同长度的浮点数和定点数，浮点数可表示的数值范围要大得多。知识点11：图像等其他信息的表示图像在计算机的表示要复杂一些，为
10、了在计算机中表示一幅图像，首先必须把图像离散成为M列、N行，这个过程称为图像的取样。它把图像分解成M*N个取样点，每个取样点称为图像的1个像素。第2章 计算机组成原理知识点1：计算机的发展与作用 计算机的发展：计算机从20世纪的年代诞生以来，经历了4代的发展。计算机信息处理的特点：速度高，通用性强；具有多种多样的信息处理能力，不仅能进行复杂的数学运算，而且能对文字、图像和声音等多种形式的信息进行处理；信息存储容量大，存取速度快；具有互连、互通和互操作的特性，计算机网络不仅能进行信息的交流与共享，还可借助网络上的其他计算机协同完成复杂的信息处理任务。知识2：计算机的系统组成 计算机系统组成：硬件
11、和软件。 硬件组成：CPU、内存、外存、输入输出设备和总线。其中CPU、内存和总线构成了计算机的“主机”，其他称为计算机的“外围设备”。各部分的功能：CPU执行算数、逻辑运算和数据传送操作，是计算机不可缺少的核心部件；存储器分为内存和外存，内存直接与CPU相连，存取速度快但成本高，外存存取速度较慢但成本低；输入输出设备（I/O）是计算机与外界联系的桥梁；而系统总线是用于CPU、存储器和各种输入输出设备之间传输信息并协调它们工作的部件。知识3：计算机的分类 计算机的分类方法：按内部逻辑结构分，有单处理机、多处理机、163264位机；按计算机性能、用途和价格分，有巨型计算机、大型计算机、小型计算机
12、和个人计算机。前三者一般用做系统服务器，而个人计算机被用做客户机。个人计算机：可分为台式机和便携机两大类。一般用于家庭或办公室。另外还有一种特殊的个人机，称为工作站，通常运行UNIX操作系统。知识4：微处理器与PC机目前广泛使用的微处理器（MP）是 Intel公司生产的 Pentium系列在 2000年推出了 Pentium 4微处理器。主频达到了1.53.0GHz，外部数据线为 64，地址线 36，存储空间可达到64GB。不但能高速处理数值和信息，而且适用于三维图形的显示、语音识别及视频信号处理等多媒体信息处理方面的应用。 知识 5：CPU结构与原理及 Pentium 4微处理器 CPU（中
13、央处理器）一台计算机中往往有多个处理器，他们各有其不同的任务，其中承担系统软件和应用软件运行的处理器成为“中央处理器”，为了提高处理速度，计算机也可以包含2个、4个、8个甚至几百个。使用多个CPU实现超高速计算的技术“并行处理”。 CPU的结构：CPU的主要任务是执行指令。它主要由三个部分组成：寄存器组、运算器和控制器。 各部分的功能：寄存器组用来临时存放参加运算的数据和运算得到的中间（或最后）结果。待处理的数据会预先从内存传到寄存器中，寄存器的存取速度比内存快。运算器用来对数据进行算术运数和逻辑运算，多个ALU可以加快运算速度。控制器是CPU的指挥中心，包括指令计数器和指令寄存器。控制器是用
14、来解释指令含义、控制运算器操作、记录内部状态的部件。 Pentium 4微处理器：它是目前的主流CPU。主要特征有：具有高速缓冲存储器Cache ；超标量体系结构，包含了9个ALU并可以同时工作；采用了流水线的方式执行指令，最多允许有126条指令在流水线上同时进行处理。 Cache的作用：Cache的速度几乎与 CPU一样快，计算机在执行程序时，将预测可能会执行的指令或数据送入Cache，当 CPU需要从内存读取数据或指令时，先检查Caehe中有没有，若有，直接从 Cache中读取，而不用去访问内存，大大节省了时间，发挥了CPU的高速性能。Cache容量越大，访问Cache的命中率就越高，从而
15、减少CPU等待取内存数据的时间，提高CPU的执行效率。 CPU速度相关的因素：CPU速度与指令系统、Cache容量、运算器的逻辑结构、CPU的时钟频率等都有关系。功能强大的指令系统使得完成相同任务的程序所需执行的指令数目减少；大容量的Cache存储器和多个高速度的ALU可以使执行指令的步骤减少，CPU的时钟频率高低则直接与CPU速度有关。知识6：指令与指令系统 指令：指令是构成程序的基本单位。一般由操作码和操作数两部分组成。操作码指出计算机应执行何种操作；操作数指出该指令所处理的数或者数据所在的位置。 指令系统：每一种CPU都有自己独特的一组命令。CPU所能执行的全部指令称为该CPU的指令系统。为了解决软件兼容性问题，通常采用“向下兼容”的方式开发新的处理器，即在新处理器中保留老处理器的所有指令，同时扩充功能更强的新指令。知识7：PC机的主板、芯片组与 BIOS 主板的组成：
