南大专转本计算机冲刺班书

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大学计算机

主 编：谢龙翔

审 核：刘 凯 郭 清 李 雪

江苏专转本基础课程研究分会 专转本考试命题研究中心

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编著

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基础理论篇

世间一切事物都在运动，因而都在产生气息。

信息技术概述

信息技术——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。

数字技术——采用有限个状态来表示、处理、存储和传输信息的技术。

感测与识别技术——扩展感觉器官功能

通信技术——扩展神经系统功能

计算处理与存储技术——扩展大脑功能

控制与显示技术——扩展效应器官功能

● 现代信息技术的三大领域：微电子技术、通信技术、数字技术（计算机技术）。 ● 当代信息技术的基础有两项：数字技术、微电子与光线技术。

● 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。

微电子技术——以集成电路（IC）为核心的电子技术，是在电子电路和系统的超小型化和微型化过程中逐渐形成和发展起来的。

微电子技术的基础元件演变

● 电子管——产生第一代电子计算机 ●晶体管——产生第二代计算机

●集成电路——产生了第三代计算机。超大规模集成电路的出现产生了第四代计算机。

按晶体管数目集成电路的分类

小规模（SSI） 中规模（MSI） 大规模（LSI） 超大规模（VLSI） 极大规模（ULSI）

100-------------------3000-------------------10万------------100万

集成电路制造过程：单晶硅——硅抛光片——硅平面工艺过程——晶圆——芯片。

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，晶体管的尺寸超过其极限工作频率越高，门电路的开关速度就越快。

Moore定律——单块集成电路的集成度平均没18~24个月翻一番，Moore定律不可能永远成立。

IC卡——是“集成电路卡”的简称，把集成电路芯片蜜蜂在塑料卡内部，使其成为能存储、处理和传输数据的载体。与磁卡相比，IC卡不受磁场干扰，而且还能可靠地存储数据。

存储器卡——主要用于数据的储存，应用领域广泛，如电话卡、公交卡、医疗卡、饭卡等。具有读写功能，有的还具有加密功能。

CPU卡——也叫智能卡，具有存储、处理数据的功能，安全性能和智能化程度高，如SIM卡。

接触式IC卡——如电话卡，卡上通常含有一个金属触点，用于相应的读写系统进行操作。

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非接触式IC卡——采用电磁感应方式无线传输数据，方便、快捷。如2代身份证。

模拟传输技术——用连续信号来传输信息或通过用连续信号对载波（载波是指被调制以传输信号的正弦波，要求其频率要远远高于调制信号的带宽）进行调制来传输信息的技术。模拟通信的基础是模拟传输技术。

数字传输技术——用数字信号来传输信息或者通过用数字信号对载波进行调制来传输信息的技术。数字通信的基础是数字传输技术。

带宽（信道容量）——信道允许的最大数据传输速度。

◆ 在模拟传输系统中，带宽指的是可以几乎无失真地传输的模拟信号的频率

变化范围，通常由信号传输频率的最大值和最小值之差而得到，单位是赫兹（Hz）。

◆ 在数字通信系统中，带宽指一个信道单位时间内传输的最大码元数，或单

位时间内传输的最大二进制数（b/s），也称为信道容量。

◆

数据传输速率—实际传输数据时，单位时间内传输的二进制数目。通常使用“位/秒”（bps）作为单位。评价数据传输有效性的指标。

误码率—数据传输中出错数据占传输数据总数的比例。评价数据传输可靠性的指标。

调制解调技术—远距离传输信息时，需要通过传输信息对载波进行调制后再进行传输，这样可以保证信息远距离的传输，接收方使用解调器进行解调，以恢复出被传输的原始信号，载波信号是频率比被传输信号（调制信号）高得多的正弦波。调制的方法主要有三种：幅度调制、频率调制、相位调制。

多路复用技术—为了提高线路利用率，总是设法在一条传输线路上，传输多个模拟信号或数字信号。

频分多路复用—将传输线路的频带分成N部分，每一个部分均可作为一个独立的传输信道使用。它是模拟通信的主要手段。

时分多路复用—把一个传输通道进行时间分割以传送若干话路的信息。它是数字通信的主要手段。

波分多路复用—在单一光纤内同步传输多个不同波长的光波，是的数据传输速度和容量获得倍增。

电路交换（线路交换）—为发送和接收端建立一条临时的实际物理通道，供通信双方使用，完毕后，交换机内的连线被拆除。优点：通信速度快；缺点：线路利用率低，例如：电话。 分组交换（包交换）—以分组为单位进行传输和交换的，它是一种存储转发交换方式，即将到达交换机的分组先送到存储暂时存储和处理，等到相应的输出电路有空闲时再送出。优点：线路利用率高；缺点：延时长，不宜用于实时通信或交互通信。例如：互联网络

（1） 微波通信 类型 特点 用途 中波 短波 超短波、微波 沿地面传播，绕射能力强 较强的电离层反射能力 沿地面传播能差，容易被洗掉，容易透过电离层，进入宇宙空间，不易在电离层反射传播。但频率极高，波长很短，可直线传播，也可在物体上反射。 广播和海上通信 环球通信 地面微波接力通信 卫星通信 对流层散射通信 （2） 卫星通信中、低轨道卫星：相对于地面是运动的，覆盖范围小，地面天线必须跟踪卫星。但损耗小，延时少。

同步定点卫星：位于赤道上空，相对于地面固定不动，覆盖范围大，三颗卫星几何可以盖地球全部面积。

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（3） 移动通信系统

① 第一代移动通信采用模拟技术。

② 第二代移动通信广泛采用数字技术（GSM,CDMA,JDC,IS-95）。

③ 第三代移动通信实现目标：提供高质量多媒体业务；提供大容量、高保密性和优质

服务。我国3G目前有三种标准，中国移动的TD-SCDMA技术，中国电信的CDMA200技术，中国联通的WCDMA技术。

移动通信系统组成——移动台、基站、移动交换中心

比特——二进制数字或二进位制，简称“位”，用小写“b”表示。比特是计算机和其他数字系统表示和存储信息的最小处理对象，比特的取值只有“0”和“1”两种，表示两种不同的状态。这两种取值只是一种符号，没有数量的概念。比特可以用来表示不同含义，例如，比特可以表示数值、图像、声音等。

比特存储原理——在寄存器中使用具有两种稳定状态的触发器；在半导体存储器中使用电容器的充电和未充电表示两种状态；在磁盘存储器中使用磁介质的磁化状态表示二进制位信息；在光盘存储器中使用盘片光滑表面上的凹坑记录二进制位信息。

比特的传输原理——两种方式：基带传输，近距离传输比特是可直接传输。频带传输，远距离或无线传输，需要用数字信号对载波进行数字调制后进行传输。 比特的运算——逻辑加、逻辑乘、取反。

计算机硬件

计算机应用模式的划代——集中计算模式、分散计算模式、网络计算模式

计算机系统组成——由硬件系统和软件系统两部分组成。（06单选）

五大部件——运算器、控制器、存储器、输入设备和输出设备。（05单选）

主机——CPU、内存储器、总线等构成了计算机的主机。

外设——外存储器、输入设备、输出设备构成了计算机的外围设备，简称外设。（06单选）

计算机分类——按内部逻辑结构分为：单处理器、多处理器（并行机）。按字长分为：16位机、32位机或64位机等。按计算机的性能、用途和价格分为：巨型计算机、大型计算机、小型计算机、个人计算机、嵌入式计算机。

CPU的结构： 主要部件 功能 运算器 对数据进行各种算术运算和逻辑运算。运算器由处理整数的算术逻辑运算部件（ALU）和处理实数的浮点运算器组成，它们可以同时进行整数和实数的运算。 取指令，解释指令的含义，控制运算器的操作，记录内部状态。指令计数器：存放CPU正在执行的指令的地址；指令寄存器：保存当前正在执行的指令。 临时存放参加运算的数据和得到的中间结果，由几十个寄存器组成。需要运算器处理的数据总是预先从内存传送到寄存器。 控制器 寄存器组 CPU工作原理——计算机采用，“存储程序控制原理”完成各种操作，即一个问 题的

运算步骤（程序）连同它所处理的数据都使用二进制位表示，并预先存放在存储器中，程序

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运行时，CPU从内存中一条一条地取出指令和相应的数据，按指令操作码的规定，对数据进 行运算处理，直到程序执行完毕。

并行处理—使用多个 CPU实现超高速计算的技术称为“并行处理”， 多处理系统—采用并行处理技术的计算机系统称为“多处理器系统”。（07单选）

指令—对计算机进行程序控制的最小单位。指令用二进制表示，规定计算机执行什么操作。指令包括两部分：操作码和操作数。（07填空）

操作码—进行何种运算。

操作数—参与运算的对象所在内存的位置。

指令执行执行过程—内存—总线—总线接口部件—指令快存（Cache）—指令预取—指令择码。处理器通过总线接口部件与内存进行数据的交换。在指令预取部件工作时，如果指令不存在于Cache中，那么要去存储器取指令，必须向总线接口部件发出请求才能实现该工作。

指令系统—CPU所能执行的所有的指令的集合称为计算机的指令系统或指令组（instructionset）。通常指令系统中有数以百计的不同指令。Core2处理器共有七类指令。

兼容性—由于每种类型的CPU都有自己的指令系统，因此，某一类计算机的可执行程序代码未必能在其他计算机上运行，这个问题称之为计算机指令系统的“兼容性”问题。（08单选）

Intel公司的CPU与AMD公司的CPU相互兼容，但与IBM公司POWER微处理器不兼容。

向下兼容-同一公司的CPU产品通常“向下兼容”—新型号的处理器在旧型号处理器指令系统基础上进行扩充。

CPU主要指标—字长、结构、功能、晶体管数目和工作效率。（06单选）（08判断）

运算速度-用于说明具有并行处理能力的巨型机的运算速度的度量单位：次|秒（每秒执行加法运算的次数）：MIPS（百万条定点指令|秒）

字长—中央处理器中运算器和寄存器的宽度。即数据在运算器中做运算或存储时的二进制位数。字长决定了计算的精度，字长通常是2的整数次幂。（05判断）（08单选）

主频—CPU内部的时钟频率，决定CPU芯片内部数据传输与操作速度快慢。一般来说，主频越高，一个时钟周期里完成的指令数也越多，CPU的运算速度也就越快。但由于内部结构不同，并非所有时钟频率相同的CPU性能一样。

CPU总线速度——CPU总线（前端总线）的工作频率和数据线宽度决定着CPU与内存之间传输数据的速度快慢，总线速度越快，CPU的性能将发挥的越充分。

高速缓存——通常Cache容量越大、级数越多，有利于减少CPU访问内存的次数。（10判断） 指令系统——指令的类型、数目、功能影响程序执行的速度。

逻辑结构——定点运算器和浮点运算器数目、有无数字信号处理功能和指令、数据预测功能、流水线结构和级数等对指令执行速度有影响。

内存储器(简称内存或主存)（07单选）：

① 包括只读存储器（ROM）和随机存储器（RAM）

② 存取速度快、容量相对小，价格相对高，一般使用DRAM芯片组成，速度比CPU

慢。

③ 直接与CPU相连接（CPU可直接访问）。

④ 易失性，用于临时存放CPU正在运行的程序、正被处理的数据以及产生的结果

数据。

⑤ 存储介质：半导体芯片。

外存储器（简称外存或辅存）（10单选）（10判断）：

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本文来源：https://www.bwwdw.com/article/umgv.html