专转本计算机基础知识点第一章.docx
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专转本计算机基础知识点第一章
第一章:
信息与信息技术
一.信息与信息技术
(一信息:
1.客观事物立场:
事物运动的状态及状态变化的方式
2.认识主体立场:
认识主体所感知或所表述的事物运动及其变化方式的形式、
内容和效用
3.信息是人们认识世界和改造世界的一种基本资源。
(二信息处理过程(行为和活动:
信息收集、信息加工、信息存储、信息传递、信息
施用
(三信息技术IT:
用来扩展人的信息器官功能、协助人们进行信息处理的一类技术
1.扩展人类感觉器官功能的感测(获取技术与识别技术——雷达
2.扩展神经系统功能的通信技术
3.扩展大脑功能的计算(处理与存储技术——信息系统
4.扩展效应器官功能的控制与显示技术
(四常见信息处理系统
1.电视/广播系统:
单向的、点到多点(面的以信息传递为主要目的的系统
2.电话:
双向的、点到点的以信息交互为主要目的的系统
3.Internet是一种跨越全球的多功能信息处理系统
4.网络聊天是一种双向的、以信息交互为目的的系统
(五现代信息技术
1.特点:
以数字技术为基础、以计算机为核心、采用电/光子技术。
2.涉及领域:
通信、广播、计算机、微电子、遥感遥测、自动控制、机器人等
3.核心技术:
微电子技术、通信技术、计算机技术
二.微电子技术简介
(一微电子技术以集成电路为核心;集成电路芯片是信息产业的基础
(二集成电路IC:
1.定义:
以半导体单晶片作为材料,经平面工艺加工制造,将大量晶体管、电
阻等元器件及互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
系统。
2.特点:
体积小、重量轻、可靠性高、功耗小
3.现代集成电路使用的半导体材料:
硅(Si、砷化镓(GaAs等
4.制造:
1工序:
从原料熔炼开始到最终产品包装大约需要400多道工序。
2条件:
必须在恒温、恒湿、超洁净的无尘厂房内完成。
3工艺技术名称:
硅平面工艺
4技术指标:
线宽(主流技术线宽为45纳米或65纳米
5.集成电路的工作速度主要取决于组成逻辑门电路的晶体管的尺寸,晶体管的
尺寸越小,其极限工作频率越高,门电路的开关速度就越快。
(三集成电路分类
1.按所包含的电子元件数目分:
1中小规模集成电路集成对象:
门电路或单级放大器;
2大规模集成电路集成对象:
功能部件、子系统;
3PC机使用的微处理器、芯片组、图形加速芯片都是超大规模(VLSI和
极大规模集成电路。
2.按功能分:
数字集成电路(如逻辑电路、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(又称为线性电路,如信号放大器、功率
放大器等
3.按用途分:
通用集成电路(如微处理器和存储器芯片等、专用集成电路(ASIC、
FPGA
(四Moore定律:
(在未来的十多年里单块集成电路的集成度平均每18~24个月翻
一番
(五集成电路卡=IC卡
1.又称为ChipCard或SmartCard
2.IC卡分类:
1存储器卡(包括带加密逻辑的存储器卡、CPU卡(如手机SIM卡——
不仅可以存储数据,还可以对数据进行加密
2接触式(插入读卡机卡口中,通过金属触点传输数据、非接触式(卡
中无电池;利用电磁感应无线传输数据
A.我国第二代居民身份证、多数公交IC卡为非接触式IC卡
三.通信技术入门
(一现代通信:
1.定义:
使用电波或光波双向传递信息的技术(电信。
2.注意:
利用书、报、杂志、磁带、光盘等传递信息均不属于现代通信的范围
(二通信基本原理:
1.通信三要素:
信源(信息发送者、信道(信息载体与传播媒介、信宿(信
息接收者
2.信号两种形式:
模拟信号、数字信号
(三调制解调
1.(狭义说调制即数字信号转为模拟信号的过程、解调即模拟信号还原数字
信号的过程
2.调制所用的设备称为“调制器”、解调所使用的设备叫“解调器”
3.“调制解调器”(MODEM:
可实现调制和解调功能的设备
1调制:
使用数字信号调整载波的参数,使信号转换成适合远距离传输的
调制信号
2解调:
对接收到的调制信号转换为传输的原始信号
3外置式调制解调器,应该接在计算机的串口或USB接口上
(四多路复用技术:
1.定义:
让多路信号同时共用一条传输线路,提高传输线路利用率的技术。
2.分类:
频分多路复用、时分多路复用、码分多路复用、波分多路复用技术。
1频分多路复用(FDM——模拟传输采用(有线电视、广播
2时分多路复用(TDM——数字传输采用(任一时刻都只可能为一对通信终端所
使用
(五模拟通信VS数字通信
模拟通信数字通信抗干扰能力弱强(差错可以控制
传输质量不稳定高(支持长距离
通信安全性一般有保证(可以加密灵活性一般好(能适应各种应用的要求
其他历史悠久、技术成熟、结构简单、成本低通信设备小型化、微型化、低功耗
(六数字通信:
1.数字传输技术:
基带传输(直接用数字信号传输信息、频带传输(用数字
信号对载波进行调制传输信息
1载波信号是频率比被传输信号高得多的正弦波。
载波通信可传输电报、
电话、传真和数据(如图像
2频带传输技术:
数字信号的远距离传输需要使用频带传输技术,如家庭
拨号上网的MODEM,就是把计算机输出的数字信号(只有“1”和“0”
调制成频带信号然后送到电话线上去
3数字信号调制方法:
幅移键控法(调幅、频移键控法(调频、相移
键控法(调相
2.应用:
全面采用数字技术的系统就分别称为“数字广播”和“数字电视”
3.性能指标:
1信道带宽:
A.模拟通信系统中:
称频宽,以赫兹(Hz为单位;指可以几乎无失
真地传输的模拟信号的频率变化范围(带宽=最高频率-最低频率
B.数字通信系统中:
称信道容量,一般以波特率(bps或符号率描述;
指一个信道单位时间内允许的最大数据传输速率——例如“我用的是
10Mbps宽带上网”
2数据传输速率(数据率:
A.实际进行数据传输时单位时间内传送的二进位数目
B.单位有Kbps、Mbps、Gbps
3误码率:
A.定义:
数据传输中出错数据占被传输数据总数的比例
B.意义:
数据传输可靠性指标
C.原因:
噪声(信息传输时不同信道之间信号的串扰对信道上传输信
号所产生的影响
4端-端延迟:
数据从信源传送到信宿所花费的时间。
(七传输介质:
金属导体(双绞线和同轴电缆、光纤、电磁波。
任务都是传递信息,
只是其传输介质和技术各有不同。
1.双绞线
1双绞的目的:
降低各线对之间的电磁串扰
2优点:
数字信号、模拟信号均可传输;各线对采用双绞线,减少了各线
对之间的串扰;频带较电话线宽,每对线可传输60路电话信号,多线对
能提供上千个话路,适用于干线通信。
3缺点:
容易受到外部高频电磁波干扰(建筑物内部使用,且线路本身
会产生一定噪声,误码率较高;每隔一定距离(100米需使用中继器或
放大器
4常见应用:
电话系统(模拟信号、局域网(数字信号。
5目前,大多数10/100Mbps传输速率的以太网采用的传输介质是5类双绞
线。
2.同轴电缆
1用电信号来传递信息
2优点:
良好的传输特性和屏蔽特性(比双绞线好
3缺点:
传输速率取决于电缆长度
4定位:
用于主要传输干线可以构成大容量的载波通信系统
5分类:
基带(50欧,数字信号、宽带(75欧,模拟信号
6常见应用:
有线电视系统(模拟信号、局域网(数字信号
3.光纤(光导纤维:
1物理原理:
全反射(光纤弯曲也能传导光信号
2优点:
通信容量大,数据传输速率高、绝缘体不受高压线和雷电的电磁
干扰、抗核辐射能力强、保密性最强,不易被窃听截取数据、重量轻,便
于运输和铺设、传输损耗小,“无中继”通信距离长(可达几千公里、
原材料SiO2资源丰富,节约有色金属。
3缺点:
精确连接两根光纤比较困难、相关通信设备的价格无明显优势
4分类:
单模光纤(远距离通信、多模光纤(近距离通信,如局域网。
5光纤中采用的多路复用技术:
波分多路复用
6全光网:
在传输及交换时始终以光的形式进行,不经过光/电、电/光转换
和光中继
4.无线通信(微波、卫星、红外线、激光等
1微波通信
A.微波:
极高频率(300MHz~300GHz范围内的电磁波,波长很短,
按直线传播但很容易被地面吸收(绕射能力差,不能延地球表面传
播
B.方式:
地面微波接力通信、卫星通信、对流层散射通信。
C.优点:
直线传播、容量大、可靠性高、建设费用低、抗灾能力强、
可用于模拟或数字通信、安全性好(可将信息进行定向传输,防止信
号被截取
2卫星通信
A.微波接力通信技术与空间技术相结合的产物——特殊的无线电波中
继系统
B.优点:
通信距离远、频带宽、容量大、抗干扰强、通信稳定。
C.缺点:
AD皆可、造价高、技术复杂、有较大延时、同步轨道卫星数
目有限。
3红外线通信:
局限于很小一个范围
4无线电波可以按频率分成中波、短波、超短波和微波
A.无线电波可用于广播、电视,也可以用于传输数字信号
B.短波:
具有较强的电离层反射能力,适用于环球通信
(八移动通信
1.第一阶段:
20世纪20年代~50年代末
2.第二阶段:
20世纪50年代~60年代
3.第三阶段:
20世纪70年代~至今——个人移动通信
1第一代:
蜂窝式模拟移动通信系统
2第二代:
数字传输信号,增加了接受数据的功能,如GSM。
A.GSM提供了分组交换和分组传输方式的数据业务GPRS
B.时分多址、码分多址CDMA
C.移动通信系统由移动台、基站、移动电话交换中心等组成(都不可
省略
a移动台:
移动的通信终端(收发无线信号,包括手机、无绳
电话等
b“蜂窝”:
每个基站的有效区域既相互分割,又彼此有所交叠
c基站与移动交换中心之间通过微波或有线信道传输信息
d若空旷区域内无法使用手机通信,其原因最有可能是该区域没
有建立基站
3第三代:
移动通信3G(3rdGeneration
四.数字技术基础
(一信息的基本单位——比特bit
1.比特只有两种状态:
“0”和“1”
1没有大小的概念
2既可以表示数值、文字,也可以表示图像、声音等
3存储方式:
使用具有两种稳定状态的器件
4使用二进制原因:
制造双稳态电路比制造多稳态电路容易
2.每个西文用8个比特表示,称为“字节”(Byte用。
即1Byte=8bit。
1大写字母“B”表示字节
2小写字母“b”表示比特(二逻辑运算:
1.分类:
1逻辑乘(“与”、“and”、“∧”、“·”)~全一为一2逻辑加(“或”、“or”、“∨”、“+”~有一说一32.3.取反(“非”、“not”、“-”~颠倒是非多位逻辑运算按位独立运算逻辑运算结果不可能产生溢出(三算术运算:
1.分类:
算术加、算术减2.3.多位算术运算需进/借位运算算术运算结果可能产生溢出(四比特存储单位:
1.2.3.4.“千字节”(KB,1KB=210字节=1024B“兆字节”(MB,1MB=220字节=1024KB“吉字节”(GB,1GB=230字节=1024MB(千兆字节)“太字节”(TB,1TB=240字节=1024GB(兆兆字节)(五比特的传输单位:
1.2.3.4.(六进制“比特/秒”(b/s,也称“bps”。
如:
9600bps(9600b/s“千比特/秒”(kb/s,1kb/s=103比特/秒=1000b/s“兆比特/秒”(Mb/s,1Mb/s=106比特/秒=1000kb/s“吉比特/秒”(Gb/s,1Gb/s=109比特/秒=1000Mb/s
1.2.3.4.5.二进制B(计算机中使用)八进制O十进制D十六进制H未知进制(七整数(定点数)的表示1.整数(定点数)的类型:
1无符号整数(用8位二进制数表示的不带符号整数的值范围:
0~255)2带符号整数(最高位为符号位,“0”表示正数,“1”表示负数)整数(定点数)的编码方法:
原码、补码、反码;12343.对于正数X:
补码、原码、反码相同。
对于负数X:
X的原码除符号外逐位取反,得到X的反码;X的反码加一,得到X补码。
N位原码表示整数0有“+0”(0000……00)与“-0”(1000……00)之分N位补码中,“1000……00”表示整数-2n-1;“0000……00”表示整数02.不同编码方法下n位数的表示范围n位无符号整数n位原码n位补码4.最小形式值0000……0001111……n-1112+11000……-2n-100最大形式值1111……+2n-1110111……+n-1112-10111……+n-1112-1BCD码(二--十进制8-4-2-1码:
使用4个二进位表示1个十进制数字(八实数(浮点数)的表示:
小数点位置浮动(相同长度)浮点数定点数可表示的数的范围大小可表示的数的精度差好1.12浮点数=尾数+指数尾数:
由纯小数组成(表数精度)指数:
由整数组成(表数范围)
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- 计算机基础知识 第一章