川大计算机导论期中复习资料

第一章节：计算机基础

第一节 计算机系统基础

目录

第一章节：计算机基础

第一节 计算机系统基础

第二节：数据的表示

第二章：计算机硬件

第一节：个人计算机基础

第二节、主板

第三节：CPU

第四节：CPU的性能

第四节：光学存储和磁存储

第五节：输入输出设备

第三章：数字媒体

第一节：数字声音

第二节：图像（image）

第三节：图形（graphic vs image）

第四节：数字视频

第四章节 计算机系统软件(计算机软件  操作系统)

第一节 软件基础

第二节 购买软件

第三节 安装软件与升级

第四节 办公软件

第五章 操作系统和文件管理

第一节 操作系统概论

第二节：操作系统的认识

第三讲：文件的基础知识

第四节：文件管理

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计算机系统基础：1、计算机系统的概述

                2、计算机系统演变

                3、数据表示

1、计算机系统分为：网络系统

                   硬件系统：键盘、显示器、主机，系统单元

                   软件系统：应用软件，操作系统

硬件系统： 

系统单元：又叫做主板单元

           其中主要的构建有CPU（中央处理器，计算机的大脑）、内存（储存需要处理的数据）

输出设备

输入设备

存储设备：1、光盘（光介质）2硬盘（磁介质）3、半导体介质：固态硬盘 U盘

软件系统：操作系统软件、应用软件

网络系统：实现计算机的物联通信，包含网卡之类的设备

计算机系统的4个基本操作：1、输入数据 2、处理数据3、存储数据4、输出数据

计算机的分类：PC（个人计算机）、service（服务器）/mainframes(主机或大型机)

超级计算机、嵌入式计算机。

Pc的分类：台式电脑、笔记本电脑、平板电脑，PDA（个人数据处理），手机

大型主机：通过笔记本等电脑控制

超级电脑：中国太湖之光 天河

计算机的发展历史：（第一代计算机 埃尼阿克 第二代计算机，使用真空管）

第一代：机械/机械+电子第一代：算盘，分析机、

第二代：真空管

第三代：晶体管

第四代：集成电路IC

第二节：数据的表示

计算机一般二进制表示，8个bit构成1个字节

进制的转化方法：

除基取余，先余为低，后余为高

十进制的小数转化为二进制：

十进制的小数转化为二进制的时候，不是搜友的都能够用有限位的其他进制数精确的表示，根据进度要求转换到一定的位数为止，作为其的近似值，一般小数第三位。

八进制---对应3个二进制位

十六进制---对应4个二进制位 –一位拆四位

第二章：计算机硬件

第一节：个人计算机基础

PC的组成单元：系统单元（system unit），外设

PC内部结构：主板、电源、微处理器、风扇、扩展槽（上有扩展卡）、电缆（cable，传递数据），驱动器（光盘和硬盘的驱动器）

Pc机分类：台式机 一体机 便携式电脑（笔记本—膝上电脑）、手持机（handset）

手持终端：IOS操作系统，安卓系统，windowphone，黑莓

第二节、主板

计算机三个核心部件：主板、CPU、内存---整体决定计算机的性能

硬盘：决定存储性能；

显卡：决定系统的显示性能

主板：cpu插座 内存插座 芯片组（控制主板的所有功能），cmos电池（保持配置信息），外部接口

核心架构：

南桥通过PCI控制外设，其中控制BIOS

北桥集成在CPU

总线（BUS）：总线连接芯片组与各个重要部件的通道。

             分类：地址总线（寻址）、数据总线（传输数据）、控制总线（控制各个部分的时序）

主板类型：pc机主板，笔记本主板，平板主板，手机主板

第三节：CPU

CPU:中央处理器功能：解释指令、执行基本指令、处理数据计算

CPU两个基本部分：控制单元（引导和协调计算机的相关操作，起到控制作用）

  算数逻辑单元（主要用来执行算数和逻辑操作）

机器周期：完成每一个操作需要的时间为机器周期

时间周期：每个操作需要的时间为时间周期，不同操作的时间周期不同

（每个机器周期由若干个时间周期构成）

CPU周期四部操作：

1、fetch 控制单元将数据从内存放到cpu

2、解码（翻译）---控制单元把程序的内容或者指令翻译成commands，放到寄存器

3、执行加法操作---由算数单元（ALU）（加法由累加器完成，一个重要部件）

4、store 存储---放回内存中

CPU架构：x86架构 power架构

指令集：RISK：复杂指令集

        CISK：精简指令集

主流CPU的厂家：intel AMD ARM（架构精简 功耗低）

第四节：CPU的性能

CPU的频率：外频（主板的频率）    主频（CPU的频率）

            FSB（前端总线）---CPU在于芯片组的总线称为FSB，它的频率介于外屏和CPU频率之间

CPU频率>FSB>外频

CPU频率=外频*倍频，（倍频的系数是锁定的，那么外频可以在主板的BIOS设置当中处理）

超频：超过规定的外频，统统称为超频，外频提高，相关设备的稳定性下降，导致CPU发热

外频和FSB的频率也有关系：FSB的频率=外频的一个倍数，2、4、8倍

CPU的频率不能单独决定CPU的速度，同系列的才有可比性

CPU频率的增长遵循摩尔定律，是有一定限度的。

提高CPU性能的方法：提高频率，多核心，多级缓存，超线程，并行计算，提高制造工艺

多核心

超线程

串行运算

并行运算

CPU制造的工艺

CPU的整体性能指标  IPS—一台计算机每秒执行的指令

                    MIPS---每秒执行的百万条指令

             

第四节：光学存储和磁存储

光学媒介的典型代表：光盘：分类：DVD，CD两大类

                          光盘的工作原理：光盘有很多圈（tricks），圈上有凹陷pits—> 0，lands.读取的时候用低能量的激光

CD的分类：           

     CD-ROM：只读，写入后无法被修改，650md-1g，常存储一些常用的程序或软件

     CD-R（recordable 可记录一次）/CD-RW（rewriteable 可写入多次）：

DVD：全称为digital video disc数字视频光盘，用来保存像数据库，音乐以及复杂的软件以

及电影等。

现在的光盘能在一个面上刻两面

磁媒介：最重要的存储方式

硬盘：hard disk, 是一直较大容量的一种存储，封装在一个盒子之中。

硬盘的经典术语：

盘片：platter

轨道：trick

圆柱体：三个盘面同一轨道构成的圆柱体，cynical

磁头：每张盘片都有磁头

扇区：一个扇区的容量：512个字节

磁盘的性能指标：容量：1t 2t 3t

                转速：5400 7200转速

第五节：输入输出设备

扩展槽：来安装扩展卡，实际上是用来增长计算机的功能

       分类：ISA：工业标准结构

             PCI：外设部件互连标准，现在生活当中主要使用到的一种扩展槽的标准，是PCI的升级版，称为PCI-Express，是最新的总线和接口标准

             AGP：加速图像接口

扩展卡：显卡（显示），网卡（上网），声卡（听声音）

        显卡的作用：从CPU上获取需要显示的信号，然后把它显示到显示器上，或者其他屏幕上。

                    主要的显示的接口：HDMI

        声卡：

端口：port，主板的扩展口：不同主板后面的布局和接口的类型和数目都是不同的。

通过端口，实现输入和输出

  

   USB端口，目前已经发展到3.0版本

             USB端口的特点：一个usb端口最多能够连接127个外围设备，通过集线器连接和供电。

   Usb端口的区分：2.0标准：外形是白色

                  3.0标准：外形是蓝色

第三章：数字媒体

第一节：数字声音

数字音频技术：1、采集 2、数字化 3、压缩/解压缩  4、播放

数字化：采样和量化

数字声音的采样：采样将模拟的声音的波形转化为数字的波形，

                采样率：将模拟声音波形转化为数字时，每秒钟所抽取声波幅度样本的次数和，单位为Hz

                采样率越高，音频大小越高，数据量越大，位数增大一倍，全曲的采样点越多，越接近于真实的波形。

      

                量化数据位数（量化级）：每个采样点能够表示的数据范围，常用的有8、12、16位。

每个声道是单独采样和量化的

数字声音的文件格式：wav，wmv

音频的存储量：采样频率(Hz)*量化/8*时间(s)*声道数量 (单位：字节)

第二节：图像（image）

图像—>位图（点阵图）：由输入设备捕捉的实际场景画面，以数字化形式存储的任意画面。

图像处理考虑的三个因素：  1、分辨率：数字化图像的大小，即该图像的水平与垂直方向的像素个数

                                    像素，像素点是图像的最小单位，由三原色表示

                          2、图像深度与显示深度：

                             图像深度：表示数字位图图像上每一个像素上用于表示颜色的二进制数字位数

                         3、 图像文件大小 :像素点的总数*量化深度/8 （单位：字节）

图像压缩：无损压缩：普通文件，文本文件，必须是无损

          有损压缩：减去眼睛无法发现的区别，图像，视频

文件格式：bmp（位图），raw（不压缩），jpg（有所压缩，效果逼真，大小变小）

第三节：图形（graphic vs image）

图形：计算机绘制的图形

图像—>矢量图：矢量图像可以通过光栅化转化为图像，一旦指定分辨率，转化后无法还原。

3D图像也是一组指令：

第四节：数字视频

视频文件格式：avi mov mpeg（国际标准模式），mkv，vob mov rmvb

  每一种视频文件都需要相应的解码器才能播放

视频文件大小计算：完整视频文件是由音频流和视频流部分组成

视频文件大小=视频编码率（BPS=1000kbps）/8+音频编码率/8乘影片的时间（单位KB--1024MB）

视频文件转换时，需要解码器：对原格式解码

                需要编码器：对新格式进行编码

                许多编码器是由专利来保护的

第四章节 计算机系统软件(计算机软件  操作系统)

• 第一节 软件基础

计算机程序：计算机程序是指挥计算机怎样执行任务的指令，是一个指令的集合，

一系列的程序组合在一起便构成了使计算机能够完成特定任务的软件

硬件使计算机的物质基础，软件担任指挥功能驱使硬件工作

广义软件的定义: 软件指的是数字设备的所有非硬件部件，包括计算机程序、任何以数字形式出现的数据。（例如照片 文档-à数据文件）

软件的分类：1、系统软件：为计算机服务，用来处理以计算机为中心的任务：

                         包含：操作系统： 例如windows linux OSX

                                          操作系统直接控制和管理计算机系统的各 种软硬件资源

                                          相当于管家

      

                               设备驱动程序：用来外设（打印机 显卡 声卡 网卡）与计算机建立通信的软件

                               实用程序：文件管理、安全、备份、网络管理、系统监控

                                         Windows从控制面板访问

                                         MAC系统-MAC图标-System preference

                                         手机---设置

            2、开发软件：用来处理开发软件的任务-à给程序员所使用的：

                        包含：编程软件：编写程序所使用的语言（编译）

脚本语言：

脚本通常以文本文件的形式保存，需要解释器，翻译成计算机可执行的程序，一边解释一边执行，效率相对来说会比较慢，相对于编程语言要求会没有那么的严格

应用：在web中占有重要的地位

例如：JavaScript Vbsript编写客户端的脚本程序

      PHP Python Ruby编写服务器端的脚本程序

      SQL：结构化查询语言，使访问数据库的标准语言

质量保证工具：调试器：测试员追踪程序中的bug

              负载测试：超负荷情况下的表现

              安全测试：验证软件产品是否符合安全标准

            3、应用软件：为用户服务-à帮助用户完成实际的任务

                         分类：音乐软件：播放 录制

                               视频软件：播放和编辑视频

                               图形软件：创建和处理图形

                                         分类：绘图软件：画图

                                               照片编辑软件：PS

                                               三维图形软件：3d

                                               CAD软件：专业制图软件

                               地图和基于位置的软件：高德地图 谷歌地图 百度地图

                               商用软件：分类：纵向市场软件：完成特定市场或企业

                                                              专门任务的软件

                                                             例如：医院患者管理和记账软件  学校：学生成绩和管理软件

横向市场软件：几乎任何企业都可以使用的软件

                               数值计算软件：统计软件 数学建模软件Matlab

                               桌面出版软件：vsword（文字处理软件）精美

                                             基于框架，分别处理

                               个人理财软件：资金管理软件 税务申报软件

                               等等

• 第二节 购买软件

Web应用：大部分web应用能在任何带有与之兼容的浏览器的设备上运行

移动应用和便携式应用则会指明设备需求

本地应用：指明系统需求，包括最低硬件配置和支持的操作系统

软件是一种知识产权，受版权的保护，同时还受软件许可证的保护

版权：版权是法律保护的一种形式，他保护原作者独享复制、发布、出售和i需改其作品的权力。

盗版软件：无视搬去哪法制作的非法副本

多数软件在某一界面上有版权声明，（但是没有版权声明的软件仍然受版权的保护）

软件许可证：软件许可证规定了计算机程序使用方式的法律合同。

            分类：

                 单用户许可证：由此只允许一个用户使用软件

                         多用户许可证：按照每个用户来定价，允许指定数量的用户在         任何时间使用软件

                          定点许可证：统一定价的并允许特定区域内的所有计算机使用软件

                         并行用户许可证：按照副本的额数量来定价，允许移动数量的副本同时使用

        使软件许可证生效的两种方法：1、拆封许可证

                                    2、最终用户许可证协议，接受条款

        按照法律分类软件的分类： 1、公共域软件：不受版权保护，可免费复制和、发行甚至转卖

                                 2、专有软件： 定义：在版权、专利或许可证协议中描述了使用限制

                                               分类：商业软件：购买了软件许可证条款规定的使用权利，先付款后使用

试用软件：以免费的形式发

放，但是功能或时间会受限，

共享软件；在购买前试用的方针下销售的具有版权的软件，先使用后付款，全功能软件

免费软件：指可以免费使用的具有版权的软件，具有全部功能

开源软件：在软件的发行的时候，附上源代码，并授权允许用户复制、使用下、修改和发布。开源软件同样受版权保护

开源软件的许可证：BSD：修改后可再发布

    GPL：不可以作为闭源的专有软件发布和销售

                              

• 第三节 安装软件与升级

软件安装：让程序进入计算机中，使其运行的过程

应用软件分类：Web应用软件是指通过Web浏览器访问的软件，连接远程计算机执行

移动应用：需要下载安装

越狱：指利用第三方工具破解设备商对设备所作出的限制，越狱后可以从app store以外安装第三方软件

Root：获得安卓系统的最高权限，root后可以删除xi

应用程序代码，以dll扩展名结尾

Mac软件应用通常是将程序与支持模板捆绑成扩展名为.app的软件包

便携式软件：是通过可以的存储器（如CD或者U盘）运行的

软件的升级或更新（软件补丁）

操作系统的升级需要的是服务包：服务包是指一组修正错误和处理安全漏洞的不大，应用于操作系统的更新

补丁和服务包的安装越快越好

卸载软件：windows从硬盘中卸载，从控制面板中卸载

• 第四节 办公软件

办公套件包括：文字处理、电子表格、演示文稿、数据库（数据库是指一台或多台计算机上的数据集合）

数据库：数据库的数据由多条记录组成，每条记录由多个字段组成

数据库执行查询的形式：使用查询语言（SQL结构化的查询语言）

                       自然语言：不需要遵循严格的查询规则

                       关键词查询：

                       实例查询

Liberoffice（开源）

相对引用，绝对引用

第五章 操作系统和文件管理

第一节 操作系统概论

1、多数个人计算机在出售的时候就预安装了操作系统

3、操作系统的分类：1、桌面操作系统：安装在个人计算机或者桌面的

                                    如windows ，mac iOS

                   2、移动操作系统：为智能手机 平板电脑 电子书阅读器准备的擦欧总系统

                                     Ios android

                   3、服务器操作系统：为各种服务器设置的，如web服务器，文件服务器、应用程序服务器、数据库服务器、电子邮箱服务器

                                   具有服务器的专门功能和管理工具

                                   例如：unix Linux windwos server OS X Server

操作系统是系统软件

操作系统是覆盖在计算机硬件上的第一层软件，为上层应用软件提供基础，绝大数的应用软

件只有在有操作系统的基础上才可以正常运行。相当于计算机的管家

对下控制和管理各种硬件资源，对上提供系统接口，为应用软件提供支撑环境

操作系统是计算机资源的管理者，同时负责建立人机交互的节后，方便用户操作计算机

操作系统管理：处理器 内存 存储资源 外设

              

操作系统对处理器的管理：处理器是计算机最核心的资源，对处理器的管理通过进程的

（正在运行的程序就是进程）管理来实现的。

操作系统需保证每个进程都能分配到CPU的周期

保证处理器得到充分的利用

方式：多任务，允许两个或多个任务、作业或者程序 同时进行。

      多线程（轻量级的线程，非常节省计算机资源）：在一个程序中，允许多个部分或线程 同时进行。

      多重处理（多核处理器）：许多计算机装有多核处理器或

多个 处理器，将任务平均分配给所有处理单元。  

操作系统管理内存：内存是计算机中最 重要的资源之一，微处理器处理的数据和执行的指令都存储 在内存中。操作系统在内存中 为不同的程序分配出特定的区域。

内存泄露：某个应用请求了内存，但不释放

3、管理存储器（U盘 磁盘 DVD CD）： 操作 系统负责存储和检 索计算机硬盘和其 他存储设备上的文 件。

4、管理外设：操作系统 通过与设备驱动程序 软件通信控制输入/ 输出设备。

5、负责建立用户界面

1、用户界面是指用来帮助用户与计算机相互通信的软件和硬件的结合。

命令行界面  图形用户界面（mac os）

第二节：操作系统的认识

Windows为使用英特尔处理器或与 其兼容的微处理器的计算机而设计的。Windows从DOS操作系统（命令行界面）发展而来。

Mac OS是指Macintosh操作系统，第一个图形用户界面，从10.0 10.1 后面用unix

采用intel处理器，可以安装其他操作系统

  

UNIX凭借其在多用户环境下的可靠性获得良好的 声誉，被广泛应用于服务器、工作站和个人计算 机。

UNIX System V 原来是AT&T贝尔实验室制定的标准版 本，后来成为工业标准。 ▪ BSD UNIX 加州大学Berkeley分校主导的UNIX版本。

Linux 是开源的操作系统，Andriod、Symbian构建在 Linux内核之上。

移动设备的操作系统：

虚拟机技术:：允许用户使用一台计算机模拟另一台计算机的硬件和软件。

第三讲：文件的基础知识

外存：磁盘、光盘、u盘

数据是以文件的形式保存在存储介质

文件名：必须提供符合特定规则的有效文件名(文件命名规范file-naming conventions)。

保留字：用作系统命令或特定标识符的字符串。 不能单独用作文件名

扩展名：指用句点与主文件名分开的可选的文件标识，代表文件的类型。文件名可以没有扩展名

扩展名：exe代表二进制的可执行文件，

        Doc表示word的文档文件

        Mp3表示音乐文件

文件存储在存储设备上，为了表示位置需要给存储设备命名

PC的存储设备以驱动器名来进行识别，驱动器明是dos和windows操作系统特有的规范。

Mac机不使用驱动器名，每个存储设备都具有自己的名称（主硬盘 Macintosh HD）

磁盘分区指硬盘驱动器上被当做独立存储单元的区域。可以创建多个硬盘分区，每个需要指定驱动器名字。

目录

根目录，主目录：驱动器名加反斜杠 C:\(每个磁盘分区都有一个根目录)

子目录：文件夹在Windows、Mac OS或Linux中，叫做文件夹

文件的位置由文件规范（路径）定义，在PC机上包括驱动 器名、文件夹、文件名和扩展名。

文件的位置由文件规范（路径）定义，在PC机上包括驱动 器名、文件夹、文件名和扩展名。

文件格式通常包括文件头和 数据，还可能包括文件终止 标记。

文件头：在文件开始处包含 了文件有关信息的一部分数 据（通常是创建文件的日期、 最近一次更新日期、文件大 小以及文件类型）。

文件扩展名与文件格式 ▪ 文件扩展名能充分说明文件的格式，但是它并非真正 地定义了文件的格式。

转换文件格式的一种简单办法就是用一个支持两种文件格式 的应用软件来打开文件，然后用“另存为”对话框来选择另 一种文件格式。

Window使用文件关联列表来将文件扩展名链接到与它相对应的应用软件

第四节：文件管理

文件管理包含组织文件，以使查找和使用文件更具效率的 过程。

应用程序通常能在指定的存储设备上的文件夹打开、保存、删除、复制、重命名的方法

文件管理实用程序 。

另存为  存储

文件管理实用程序： 文件管理实用程序提供所有存储在磁盘上的文件的总览， 并能够协助用户对这些文件进行操作：查看、查找、移动、 复制、删除、重命名

Windows7 Windows Explorer （文件资源管理器） Mac OS X Finde 

逻辑存储模型形象化管理过程，使人们能对磁盘 和其他存储设备上的文件进行逻辑上的组织，形 成文件组织方式的概念图。  

            分类：树状结构

文件在存储介质上的存放：物理存储模型

物理存储模型描述了在文件被存储时在磁盘上和 电路中发生了什么。

存储介质在存储文件前要先将存储介质格式化、然后进行登记造册

格式化过程：格式化过程先将盘片分为轨 道和扇区  轨道和扇区会被编号。

   文件存储在扇区

文件需要登记造册

操作系统使用文件系统来记录存储介质上的文件的名称和地址

磁盘驱动器通常以簇的形式进行处理。 ▪ 簇由多个扇区组成。 ▪ 扇区数与磁盘的容量和文件系统有关。

文件系统的作用：维护簇的列表，记录哪个文件存储在哪个簇中

索引文件 ▪ 文件系统维护簇的列表。 ▪ NTFS：索引文件是MFT(Master File Table协助文件表)

删除文件 ▪ 将文件簇的状态变为“空”，并从索引文件中将文件名去掉。

▪ 文件数据仍然保留，直到被其他文件覆盖。

 ▪ 文件粉碎软件会用随机的1和0覆盖“空”扇区。

回收站  ▪ 回收站文件夹：保护用户误删硬盘文件。依旧占据磁盘空间， 不会出现在常规的目录列表中。可以被恢复。

▪ 清空回收站，索引文件将包含已删除文件的簇标记为空，并从 所有目录列表中删除文件名

碎片文件被存储在不相邻的簇中，使得存储器性能降低。

 ❖ 碎片整理实用程序会重新排列文件，使它们存储在相邻的簇里