计算机一级考试理论知识点整理.docx
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1、说明:文中标明的页码均指高校计算机信息技术教程(第4版其次次修订)(南京高校出版社)考点1信息技术概况(第一章12节&其次章第1节&第六章第5节)考点Ll集成电路的基本学问微电子技术是实现电子电路和电子系统超小型化与微型化的技术, 以集成电路为核心。集成电路:20世纪50年头出现。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、电容等元器件与相互连线构 成的电子线路集成在基片上,构成一个微型化的电路或者系统。集成电 路的半导体材料通常是硅或珅化镇。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:依据元器件数目分:小规
2、模集成电路(SSI)集成度VloO)中规模集成电路(MSI) IOOV集成度30000)大规模集成电路(LSI) 300OV集成度VlO万超大规模集成电路(VLSI) 10万V集成度VlOO万极大规模集成电路(ULSD集成度100万(注:集成度单个集成电路所含电子元件的个数)依据晶体管结构、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依据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限制器数字信 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依据用途分两类:I通用集成电路:微处理器和存储芯片等II专用集
3、成电路:特 地设计、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,牢靠性高。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定律不行能恒久成立。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卡一集成电路卡分类:按
4、集成电路芯片分:存储器卡和CPU卡(智能卡)按运用方式分:接触式IC卡和非接触式IC卡(无源,免接触)考点1.2信息技术的分类、特点与发展趋势(1)信息含义:是事物运动的状态与状态变更的方式,是相识主体 所感知或所描述的事物运动与其变更方式的形式、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)信息技术含义与基本内容:用来扩展人们信息器官功能,帮助 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(获得)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限制与 显示技术。(4)信息处理系统含义:用
5、于帮助人们进行信息获得、传递、存储、 加工处理、限制与显示的综合运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:几乎涉与全部领域,无法细分(6)现代信息技术的主要特征:以数字技术为基础,以计算机与其 软件为核心,采纳电子技术(包括激光技术)进行信息的收集、传递、 加工、存储、显示与限制,包括通信、广播、计算机、微电子、遥感 遥测、自动限制、机器人等诸多领域。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头主要元器件软件类型应用领域第一
6、代20世纪40年头中期50年头末期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其次代20世纪50年头中期60年头中期CPU:晶体管内存:磁芯FORTRAN 等高级程序 设计语言数据处理领域AfCk 第二代20世纪60年头中期70年头初期CPU: SSI MSI内存:SSlMSl的半导体存储器OS和DBMS普遍运用科学计算、数据处理、工业限制领域第四代20世纪70年 头以来CPU: LSI VLSI内存:LSlVLSl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运用家庭、PC机起先运用特点:D速度快,通用性强2)信息处理实力强3)存储功能强4)具 有互连、互通和互操
7、作特性作用:应用于科学探讨、工农业生产、社会服务、文化等领域变更人们工作、生活方式,影响国家发展考点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,加快高科技发展与 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
8、息化法规与科技人才。我国发展信息化的战略: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(其次章计算机组成原理)考点2.1计算机硬件的组成与其功能;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CPU担当系统软件和应用软件的运行任务内存储器(内存/主干脆与CPU相连,存放已经启动运行的程序和存)须要马上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)输入设备符信息输入计算机(输入信息用二进位表示)输出设备将信息输出计算机(输入和输出设备通称I/O设备)(2)计算机的分类
9、: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,通常指运用单片大规模集成电制成、 具有运算和限制功能的部件。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的结构与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 来存放参与运算的数据和运算得到的中间(或最终) 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 与运算的数据来自寄存器,运算结果也送回寄存器限制器:CPU指挥中心,有一个指令计数器,用来存放CPU正在执行
10、的吩咐,还有指令寄存器。用来保存当前正在执行的吩咐性能指标: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,确定着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:确定着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)的容量与结构:CaChe容量越大、 级数越多、越有利于削减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
11、:影响指令执行速度。(2) 指令与指令系统与指令执行过程(P46)a指令与指令系统:指令是构成程序的基本单位,采纳二进制 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吩咐词;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)Bb指令执行过程:Si CPU限制器从存储器读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,确定该指令应进行何种操作、 操作数在哪里S3依据操作数的位置读取操作数S4运算器依据操作码要求对操作数完成规定运算,并依据运算 结果修改或设置处理器的
12、状态标记S5把运算结构保存到指定寄存器,须要时将结果从寄存器保存 至内存单元S6修改指令计数器,确定下一条指令的地址考点2.3 PC机的主板、芯片组与BlOS; Cache存储器与主存储器(1) PC机主板、芯片组与BlOS (P49-P51)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、BIOS. CMOS存储器、协助芯片和若干用于 连接外围设备的I/O插口。两块重要集成电路:闪耀存储器: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
13、线的功能,又供应了各种I/O接口与相关的限制。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;北桥芯片是存储限制中心(MCH);南桥芯片是I/O限制中心两者互联。CBIOS:中文名一基本输入/输出系统是存放于闪烧存储器中的 一组机器语言程序。BIOS组成: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。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随机存取存储静态随机存储
14、器(SRAM) 一一高速缓冲存储器 器(RAM)易L动态随机存储器(DRAM)一一主存储器半导失性存储器体存Y 口波存储器储器八,口不行在线改写内容的RoM(ROM)非易 YII快擦除存储器(FIaShROM) 一BIOS存储器失性存储器主存储器: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给出存储器地址起先到存储器读出数 据并送到CPU(或把CPU数据写入存储器)所须要的时间。单位是 ns o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
15、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设备限制器与CPU、存储器之间相互 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、地址信号和限制信号,负责传输的线路分别称为、数据线、地址 线和限制线。总线带宽(传输速率)=(数据线宽度/8) X总线工作频率(MHZ) X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设备的各种插头/插座与相应 的通信规程与电气特性类型:按数据传输方式分为串行和并行按数据传输速率分为低速和高速按连接设备可以分为总线式和独占式按是否符合标
16、准分为标准接口和专用接口附:USB (通用串行总线):最高传输速率480MBs理论上能连127个设备总线式串行接口IEEE1394:最高速率50-100MBs最多连接63个设备 二 者均支持即插即用和热插拔考点2.5常用输入设备(键盘鼠标器扫描仪数码相机)的功能,性能指标 与基本工作原理(1)键盘(P60):将字母、数字、标点、符号等输入到计算机中, 从而向计算机发出吩咐,输入中西文字和数据,键盘上的按键大多是 电容式,其优点是击键声小、无接触,不存在磨损和接触不良。原理:每个按键会发出不同信号,这些信号由键盘内部的电子线 路转换成相应的二进制代码,然后通过键盘接口(PS/2或USB)送 入计
17、算机。(2)鼠标器:限制鼠标箭头精确定位在指定位置,并通过按键完成各 种操作。原理:借助机电或光学原理,鼠标移动的距离和方向将分别变换成 脉冲信号输入计算机,计算机中的鼠标驱动程序把接收到的脉冲信号 再转换成鼠标器在水平和垂直方向的位移量,限制鼠标移动。接口种类:PS/2接口和USB接口(3)扫描仪:将原稿的影像输入计算机的一种输入设备。分类:手持式、平板式、胶片专用和滚筒式(后两者为高辨别率 专业扫描仪)原理:光电转换原理(P63)性能指标:扫描仪辨别率色调位数(色调深度)扫面画面 与主机的接口(4)数码相机:图像输入设备原理:将影像聚焦在CCD (成像芯片)上,并由CCD转换 为电信号,再
18、经模数转换成数字图像,经过必要图像处理和数据压 缩后存储在相机内部的存储器中。性能指标:CCD像素的数目存储卡容量考点2.6常用输出设备(显示器打印机)的功能、分类、性能指标与基 本工作原理(1)显示器:作用是将数字信号转换为光信号,使文字与图形在屏 幕上显示出来。分类:CRT显示器 和 液晶显示器(P66)CRT显示器原理:显像管后部电子枪发出电子束,经过偏转磁场, 轰击到荧光屏上某一点,使该点发光,每一个像素由红、绿、蓝三基 色组成,通过对三基色亮度的限制能合成出各种不同的颜色。电子束 从左到右,从上至下、逐行逐点轰击荧光屏,从而形成一帧图像。液晶显示器原理:借助对光线进行调制而显示图像的
19、一种显示器。(P89)性能指标:显示屏尺寸显示器辨别率:指整屏最多可以显示像素的多少刷新速率:指所显示的图像每秒钟更新的次数,刷新频 率越高图像稳定性越好可显示颜色数目:一个像素可显示出多少颜色取决于表示这个像素的二进位位数辐射和环保(2)打印机:PC机主要输出设备之一,能把程序、数据、字符图形 打印在纸上。分类:针式打印机:击打式打印机原理:P68第三段特点: 成本低能多层套打激光打印机:非击打式打印机分为黑白和彩色两种原理:P69其次段特点:辨别率较高、印刷质量好速度高噪声低喷墨打印机:非击打式打印机分为压电喷墨技术和热喷墨技术原理:P92阅读2.7特点:喷墨打印机关键技术是喷头,墨水成本
20、高,消耗快, 打印效果好经济环保性能指标:打印精度:打印机的辨别率,用dpi (每英寸可打印的点 数)表示30OdPi是人眼辨别文本与图形边缘是否有锯齿的临界点打印速度:针式:100200字符/s激光和喷墨打印机为页式打印机色调数目:打印机可打印不同颜色的总数。其他:打印成本噪音打印幅面大小可打印字体数目种 类功耗节能等。考点2.7常用外存储器(软盘、硬盘、光盘)的功能、分类、性能指标与基本工作原理(1)软盘:由软盘片、软盘驱动器、软盘限制器三部分组成软盘上的信息是依据磁道和扇区来存放的。每个同心圆称为一个破 道,每面有80个磁道(最外一个为0磁道,最里为79道),每个磁 道分为18段(段又叫
21、扇区),每个扇区容量是512字节。双面记录, 总容量为 1.44MB (此处 IM=IOOOK, 1K=1O24)软盘片由一张圆形软塑料片涂上可记录信息的磁性材料而制成;软 盘驱动器是用来带动盘片旋转、并对盘片中信息进行读写操作的装置, 由主轴驱动系统、磁头与其定位系统等组成;软盘限制器是CPU与软 盘驱动器的接口电路。(2)硬盘:由磁盘盘片(存储介质)、主轴与主轴电机、移动臂、磁 头和限制电路组成。硬盘上数据的定位:三个参数:柱面号扇区号磁头号原理:当硬盘工作时,电机带动主轴,主轴带动盘片高速旋转, 盘片高速旋转时带动的气流竟盘片上破头托起,写入或读出盘片上的 数据。性能指标:容量平均存取时
22、间=寻道时间+等待时间+数据传输时间(前 两者为机械运动时间)缓存容量:Cache理论上越快越好越大越好数据传输速率:分为外部传输速率(主机从硬盘缓存读出或写入数据的速度)内部传输速率(指硬盘在盘片上读写数据的速度)附:U盘和移动硬盘(P74P75)(3)光盘:光盘存储器由光盘和光盘驱动器组成。光盘存储数据原理:通过在盘面上压制凹坑的方法记录信息,凹 坑的边缘处表示uI999坑内和坑外平垣部分表示0wo信息读取需激 光进行辨别和鉴别。光驱类型:两大类:只读光驱和光盘刻录机光驱类型性能CD只读光驱 (CD-ROM)只能读出CD信息每张CD存储量:600-700MB性能指标之一:数据传输(读出)速
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