计算机一级考试理论知识点精华

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1、个人整理 仅供参考 第 1 页 共 70 页 1考点 1 信息技术概况考点 1.1 集成电路的基本知识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，以集成电路为核心。集成电路：20 世纪 50 年代出现。以半导体单晶片作为材料，经平面工艺加工制造，将大量的晶体管、电阻、电容等元器件及互相连线构成的电子线路集成在基片上，构成一个微型化的电路或者系统。集成电路的半导体材料通常是硅或砷化镓。集成电路芯片是微电子技术的结晶，是计算机和通信设备的硬件核心，是现代信息产业的基础。（1）集成电路分类：按照元器件数目分： 小规模集成电路（ SSI）集成度100 万（注：集成度单个集成电路所含电子元

2、件的个数）按照晶体管结构、电路和工艺不同分为：双极性集成电路 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等几类个人整理 仅供参考 第 2 页 共 70 页 2按照集成电路功能分两类：数字集成电路：如 门电路 存储器 微处理器 微控制器 数字信号处理器等模拟集成电路（又称线性电路）：如 信号放大器 功率放大器等按照用途分两类：I 通用集成电路：微处理器和存储芯片等 II 专用集成电路：专门设计、定制的集成电路（2）集成电路制造（P29）将单晶硅经切割、研磨、抛光，制成硅抛光片。经氧化、光刻、掺杂,互连等工艺，制成含有成百上千独立集成电路的晶圆。将晶圆切开，剔除废品，就成

3、了一批芯片。将芯片安装在陶瓷基座上，将芯片与插脚连线并加盖封装，就成了集成电路.常见的封装形式（3）发展趋势集成电路的特点是体积小，重量轻，可靠性高。工作速度主要取决于晶体管的尺寸。单块集成电路的集成度平均每 1824 个月翻一番，这叫做Moore 定律。集成度是有极限的，因此，Moore 定律不可能永远成立。集成电路朝着纳米技术，集成光路，光电子集成方向发展。（4）IC 卡集成电路卡分类：按集成电路芯片分：存储器卡 和 CPU 卡（智能卡）按使用方式分： 接触式 IC 卡 和 非接触式 IC 卡个人整理 仅供参考 第 3 页 共 70 页 3考点 1.2 信息技术的分类、特点与发展趋势（1）

4、信息含义：是事物运动的状态及状态变化的方式，是认识主体所感知或所描述的事物运动及其变化方式的形式、内容和效用。（2）信息处理内涵：信息的收集、加工、存储、传递、施用。（3）信息技术含义及基本内容：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。基本内容有：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。（4）信息处理系统含义：用于协助人们进行信息获取、传递、存储、加工处理、控制及显示的综合使用各种信息技术的系统，通称为信息处理系统。（5）信息处理系统分类：按自动化程度分：人工的、半自

5、动的、全自动的；按技术手段分：机械的、电子的和光学的；按通用性分：专用的和通用的；按应用领域分：几乎涉及所有领域，无法细分（6）现代信息技术的主要特征：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，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。个人整理 仅供参考 第 4 页 共 70 页 4考点 1.3 计算机的发展、特点与应用 发展：按元器件分类代别 年代 主要元器件 软件类型 应用领域第一代20 世纪 40年代中期50年代末期CPU：电子管内存：磁鼓机器语言和汇编语言编写程序科学和工程计算第二代

6、20 世纪 50年代中期60年代中期CPU：晶体管内存：磁芯FORTRAN等高级程序设计语言数据处理领域第三代20 世纪 60年代中期70年代初期CPU：SSI MSI内存：SSI MSI 的半导体存储器OS 和DBMS普遍使用科学计算、数据处理、工业控制领域第四代20 世纪 70年代以来CPU：LSI VLSI内存：LSI VLSI 的半导体存储器软件开发工具和平台、分布式计算机软件广泛使用家庭、 PC机开始使用特点：1) 速度快，通用性强 2) 信息处理能力强 3) 存储功能强4) 具有互连、互通和互操作特性作用：应用于科学研究、工农业生产、社会服务、文化等领域改变人们工作、生活方式，影响

7、国家发展个人整理 仅供参考 第 5 页 共 70 页 5考点 1.4 信息化与信息化建设的有关问题（1） 信息化的含义和主要内容所谓信息化就是工业社会向信息社会前进的过程，加快高科技发展及其产业化，提高信息技术在经济和社会各领域的推广应用水平，推动经济和社会发展的过程信息化建设的主要内容包括三个层面、六个要素三个层面：一是信息基础设施与信息资源的开发和建设，这是信息化建设的基础；二是信息技术与信息资源的应用，这是信息化建设的核心与关键；三是信息产品制造业的不断发展，这是信息化建设的重要支撑。六个要素：指信息基础设施、信息资源、信息技术与应用、信息产业、信息化法规与科技人才。我国发展信息化的战略

8、：以信息化带动工业化，以工业化促进信息化人类社会发展的三个阶段：农业社会、工业社会和信息社会考点 2 计算机组成原理(第二章 计算机组成原理)考点 2.1 计算机硬件的组成及其功能；计算机的分类；微处理器（1） 计算机硬件的组成与功能硬件组成 功能个人整理 仅供参考 第 6 页 共 70 页 6CPU 承担系统软件和应用软件的运行任务内存储器（内存/主存）直接与 CPU 相连，存放已经启动运行的程序和需要立即处理的数据外存储器（外存/辅存）长期存放计算机系统中信息（外存存取速度慢容量大，内存与之相反）输入设备 将信息输入计算机（输入信息用二进位表示）输出设备 将信息输出计算机（输入和输出设备通

9、称 I/O设备）（2） 计算机的分类：巨型计算机 大型计算机 小型计算机 个人计算机 （P41 ）（3） 微处理器：简称 MP 或 P，通常指使用单片大规模集成电制成、具有运算和控制功能的部件。考点 2.2 CPU 的结构；指令与指令系统；指令的执行过程；CPU的性能指标（1） CPU 的结构及 CPU 的性能指标（ P44）CPU 组成：寄存器组：由十几个甚至几十个寄存器组成，速度快，用来存放参加运算的数据和运算得到的中间（或最后）结果 运算器：用来对数据进行加减乘除或者与、或、非等各种基本算术运算和逻辑运算，也称为算术逻辑部件（ALU） ，参加运算的数据来自寄存器，运算结个人整理 仅供参考

10、 第 7 页 共 70 页 7果也送回寄存器控制器：CPU 指挥中心，有一个指令计数器，用来存放 CPU 正在执行的命令，还有指令寄存器。用来保存当前正在执行的命令性能指标： A 字长（位数）：指 CPU 中整数寄存器和定点运算器的宽度（即二进制整数运算的位数）亦即在一个时钟脉冲内，能够处理的计算机位数。B 主频（CPU 时钟频率）：指 CPU 中电子线路的工作频率，决定着 CPU 芯片内部传输与操作速度的快慢。一般而言，主频越高，CPU 处理速度越快。C CPU 总线速度：决定着 CPU 与内存之间传输数据的速度快慢，总线速度越快，CPU 性能发挥的越充分。D 高速缓存（cache ）的容量

11、与结构：cache 容量越大、级数越多、越有利于减少CPU 访问内存次数E 指令系统：指令的类型、数目和功能都会影响程序执行的快慢。F 逻辑结构：影响指令执行速度。个人整理 仅供参考 第 8 页 共 70 页 8（2） 指令与指令系统及指令执行过程（P46）a 指令与指令系统：指令是构成程序的基本单位，采用二进制表示，用来规定计算机执行的操作内容，由两部分组成：操作码操作数地址操作码是指出计算机应执行何种操作的命令词；操作地址是指出该指令所操作（处理）的数据或数据所在的位置.指令系统：CPU 所能执行的全部指令。 （向下兼容方式开发新处理器）B b 指令执行过程：S1 CPU 控制器从存储器读

12、取一条指令并放入指令寄存器S2 指令寄存器中的指令经译码，决定该指令应进行何种操作、操作数在哪里S3 根据操作数的位置读取操作数S4 运算器按照操作码要求对操作数完成规定运算，并根据运算结果修改或设置处理器的状态标志S5 把运算结构保存到指定寄存器，需要时将结果从寄存器保存至内存单元S6 修改指令计数器，决定下一条指令的地址考点 2.3 PC 机的主板、芯片组与 BIOS；Cache 存储器与主存储个人整理 仅供参考 第 9 页 共 70 页 9器（1） PC 机主板、芯片组与 BIOS（P49P51 ）A 主板又称母版，通常安装有 CPU 插座、芯片组、存储器插槽、扩充卡插槽、显卡插槽、BI

13、OS、CMOS 存储器、辅助芯片和若干用于连接外围设备的 I/O 插口。两块重要集成电路：闪烁存储器：存放基本输入/输出系统（BIOS） 非易失性存储器 CMOS 存储器：存放配置信息 易失性存储器 需电池供电B 芯片组：是 PC 机各组成部分相互连接和通信的枢纽，既实现了 PC 机总线的功能，又提供了各种 I/O 接口及相关的控制。无芯片组，CPU 无法与内存、扩充卡、外设等交换信息。芯片组组成：北桥芯片和南桥芯片；北桥芯片是存储控制中心（MCH ） ；南桥芯片是 I/O 控制中心 两者互联。C BIOS：中文名基本输入 /输出系统 是存放于闪烁存储器中的一组机器语言程序。BIOS 组成：

14、加电自检程序 系统主引导记录的装入程序 CMOS 设置程序 基本外围设备的驱动程序（2）Cache 存储器与主存储器（P52）Cache 存储器：位于主存和 CPU 之间，工作速度比主存快。个人整理 仅供参考 第 10 页 共 70 页 10用于存放 CPU 访问频率较高的程序和数据。内存储器概述与分类内存储器由称为存储器芯片的半导体集成电路组成主存储器： 主要由 DRAM 芯片组成包含大量的存储单元，每个存储单元可存放一个字节。在物理结构上由若干内存条组成。存储器存储时间：指从 CPU 给出存储器地址开始到存储器读出数据并送到 CPU(或把 CPU 数据写入存储器)所需要的时间。单位是 ns

15、。考点 2.4 PC 机 I/O 操作的原理；I/O 总线与 I/O 接口（1） PC 机 I/O 操作原理（ P54）I/O 操作的任务是将输入设备的信息送入内存的指定区域，或将内存指定区域的内容送到输出设备。（2） I/O 总线与 I/O 接口（P57 表 22）I/O 总线：是各类 I/O 设备控制器与 CPU、存储器之间半导体存储器随机存取存储器（RAM ）易失性存储器只读存储器（ROM）非易失性存储器静态随机存储器（SRAM）高速缓冲存储器动态随机存储器（DRAM）主存储器不可在线改写内容的 ROM 快擦除存储器（Flash ROM ）BIOS 存储器个人整理 仅供参考 第 11 页 共 70 页 11相互交换信息、传输数据的一组公用信号线。总线上有三类信号：数据信号、地址信号和控制信号，负责传输的线路分别称为、数据线、地址线和控制线。总线带宽（传输速率）=（数据线宽度/8）总线工作频率（MHz）每个总线周期的传输次数I/O 接口：计算机中用于连接 I/O