第一章
1.2.1 黑盒模型也叫数据处理机模型
1.3.1 计算机的组成部分:输入、输出、运算器、存储器、控制器(中央处理器) 计算机有处理器、存储器、输入/输出三个子系统 计算机之父——巴贝奇
1.3.2 程序在执行之前放到存储器中,要求程序、数据采用同样的格式(程序存储原理)冯诺依曼
1.4.1 ENIAC(电子数字积分计算机)第一代计算机
电子管——晶体管——集成电路——大规模集成电路
巨型计算机(supercomputer,超级计算机)大型计算机(mainframe computer)小型计算器(mini computer)微型计算机(Micro computer)pc机
1.4.2 软件系统由系统软件和应用软件组成,系统软件(操作系统、程序语言设计系统、工具软件windows)应用软件(字处理软件、internet浏览器) 计算机的物理设备称为硬件,他的主要元件是电子器件
1.5 信息系统的六要素:硬件、软件、数据/信息、用户、过程/处理、通信 1.6.1 因特网的主要目的是资源共享
1.6.2 world wide web (WWW,简称web,万维网)
链接(Link)将分隔在不同地域、不同计算机上的文档“页面”联系起来 Web是基于超文本技术的
第二章
2.2.1 二进制中bit位是计算机处理的最小单位(1bite=8bit,1k=1024B,1M=1024K)
十六进制用字母H表示
二进制的乘法0*0=0,0*1=0,1*1=1 2.4.1 原码(机器数):在数的前面加一位符号位,0是正数,1是负数。例如-10写作110 反码:正数的反码仍为机器数,负数的反码其最高位(符号位)为1,其余各位求反。例如,+101的反码是0101,-101的反码是1010。“对1互补”是反码的重要特性
补码:正数的补码是原码,负数的补码是反码加一(最低位加一,进位不改变符号位) 补码的补码是原码
2.4.2 计算机使用两种格式的数:a定点数(分为定点纯小数(小数点固定在数值部分最高位的左边)、定点纯整数(数点固定在数值部分最低位的右边))
b浮点数:有阶码和尾数两部分,阶码表示小数点的位置。浮点数的表示范围取决于阶码,精度取决于尾数
2.5.1 汉字编码使用16位二进制位(2个字节)
2.5.2 最基本的文本编码是ASCII(美国标准信息交换码),它是基于英文的
Unicode(统一码、单一码、万国码)是能表示世界上各种语言的、符号的编码 2.5.3 ASCII的7位码是标准的单字节字符编码方案,8位码是展开ASCII码
2.6.1 表示图像的两种技术:位图Bitmap(用像素阵列表示图像,像素点数据大小取决于分辨率)、矢量图(显示器显示的字体)看上去更加平滑,不会产生波纹误差
2.6.2 ADC模数转换器(采样、量化、编码)完成将模拟的音频信号转化成音频数据的功能 2.7.1 与(AND)、或(OR)、非(NOT)这三种逻辑关系称为基本逻辑运算,结果false为0,结果true为1
只有决定结果的条件全部满足,结果成立的,这种逻辑关系叫做逻辑与 决定结果的条件只要满足任何一个,结果成立的,叫做逻辑或 结果对条件的“否定”是逻辑非 异或(双方不能同时共存)
2.7.3 实现基本逻辑关系的电路是逻辑电路中的单元电路,叫做门电路。与门、或门、非门是三中基本门电路。逻辑电路是计算机电路的基础。计算机电路使用的是大规模集成电路 2.8.2 半加器只考虑了加数与被加数之间的加法运算,产生了向高位的进位,但忽视了来自低位的进位
2.8.5 集成电路按电路内门电路的数目来划分其规模。大规模集成电路(LSIC)集成的门电路超过1000个
第三章
3.1 计算机硬件由处理器、存储器、输入/输出三个子系统组成 3.2.1 处理器(CPU)的结构模型:a.运算器(ALU):执行算术运算和逻辑运算的电路 b.数据寄存器:存放运算器执行运算所需的数据 c.指令代码寄存器d.控制电路 f.地址电路 3.2.2 处理器内部三总线(Bus):地址总线(单向向外输出)、控制总线、数据总线(双向传输信号)
连接主机与外设的主线叫做系统总线
3.2.3 处理器的性能指标:主频、集成度、字长(处理器一次能够处理的最大二进制位数)、浮点运算(协处理器)、内部高速缓存器Cache(CPU内部存储器,解决CPU与主存之间的速度匹配问题)
3.2.4 两种类型的处理器:CISC(复杂指令集计算机)、RISC(精简指令集计算机) 3.3.2 主存(内存),和CPU直接连接,由半导体存储器组成,有RAM和ROM两种
内存的主要部分是随机存储器(RAM)其特点是数据存取可随机进行;易失性(数据会因断电消失。RAM可以分为静态RAM(SRAM)、动态RAM(DRAM)
内存的另一部分是只读存储器(ROM),用于存放即使关机也不能丢失的数据。PC机的开机程序——基本输入输出系统(BIOS)——就保存在ROM中 3.4.1 端口(port),又称为接口,是连接输入输出设备的物理接插件
3.5.2 USB(通用串行总线) ,USB自动配置设备,支持热拔插,可以连接127个设备 3.5.3 高速主机与低速外设之间的矛盾,使得它们在速度上实现“匹配”,这个机制就是接口(interface)
计算机输入输出方式:程序查询方式、中断方式、DMA方式(直接访问内存)、通道方式(通道称为输入输出处理器IOP)、外围处理机方式(PPU)
第四章
4.1 操作系统是计算机硬件和用户之间的接口,它是软件系统的核心
4.2 操作系统主要有六种类型:实时系统、单用户单任务操作系统(MS-DOS)、单用户多任务操作系统(Windows)、多用户多任务操作系统(UNIX)、并行系统、分布式系统 4.3.1 DOS采用字符界面,其中的命令一般是英文单词或缩写
4.3.2 Windows基于图形用户界面(GUI),用户通过窗口的形式来使用计算机,故称为视窗系统
4.3.3 UNIX一般用于较大规模的计算机,Linux是一种免费的Unix系统
4.4 操作系统的层次结构分为内核(kernel)和用户接口(shell)两层。操作系统的组成包括:进程管理(核心)、存储管理、文件管理、设备管理
4.4.1 操作系统的内核程序是Kernel,它有三个部分组成:基本模块、设备驱动、内存管理
MS-DOS的shell叫做命令解释器;Windows的shell通过“窗口管理器”实现与用户的通信
4.4.3 进程管理也叫处理器管理,进程管理可归纳为:“程序”成为“作业”进而成为“进程” 存放在磁盘上的是程序。作业(job)是程序从被选中运行到运行结束的整个过程。所有作业都是程序,但不是所有程序都是作业
当作业被选中进入内存运行,这个作业就成为了进程。所有的进程都是作业,但不是所有的作业都是进程
就绪状态是指进程可以在分配给他的时间段中运行,而等待状态意味着又要某种原因进程不能在给定时间段内运行
线程(thread)是进程概念的延伸
4.4.4 存储器管理器(MMU),分为单道程序(MS-DOS)和多道程序
多道程序按照内存和外存是否进行程序和数据交换分为非交换技术(程序全部在内存运行,不与外存交换数据)、交换技术(内存和磁盘之间不停地进行程序和数据的交换) 在交换技术中,有两种交换数据的调度模式,一种是请求分页调度,另一种是请求分段调度
虚拟内存,即在硬盘上开辟一个比内存更大的空间(Windows建议为内存的1.5倍) 在虚拟内存中,被执行程序的大小和内存无关;映射技术使得被装载到内存中的那部分程序速度较快
4.4.5 设备是指输入/输出(I/O)设备,因此设备管理也叫I/O管理
设备管理将I/O设备分为块设备(磁盘)和字符设备(键盘、鼠标、行式打印机)。时钟和视频设备不适合以上划分
缓冲区即缓冲存储区,缓冲存储的作用是弥补速度差异和协调传输数据大小不一致的设备。
假脱机(spooling)是用来保存设备输出的缓冲,最常见的就是打印设备 4.6.2 对文件名所用字母的大小写,MS不加区分,而UNIX系统则相反
4.6.7 在外存储器中,文件被存放之前要经过一定的格式化(format)处理。格式化处理就是将磁盘划分为能够按扇区存放数据的物理区块。存储器的物理区块越小,存储器的使用效率就越高
MS有多种文件存储结构,包括FAT(文件分配表)系统、NTFS系统(该系统支持的磁盘分区最大达16EB=2^64B;系统文件可以存放在分区的任何位置,不像FAT必须保存在引导区中即C盘中)
4.5.3 Windows有注册表、服务、管理规范三种管理机制 在命令行中输入regedit可以打开Windows的注册表 4.6.3 “*”“?”是通配符(万能符,它们在查找文件时用于定位文件) 4.6.4 MS系统可执行文件的扩展名一般为“.exe”“.com”“.bat” 4.6.6 文件存取分为:a.顺序存取(一个接着一个信息单位进行存取),磁带文件的存取过程;b.随机存取(根据存储地址存取,按关键字查找),按文件名存取的方式就是随机方式
第五章
5.1 算法是解决问题的一系列步骤
5.2 算法分为两大类:数值运算算法、非数值运算算法
算法的特性:确定性、有穷性、有效性、可以有零个或多个输入、有一个或多个输出 5.3 算法的三种结构:顺序结构、循环结构(while结构,until结构(无论循环条件成立与