Ch1 计算机基础知识§1.1 现代信息技术1.1.1、特征：●以数字技术和电子技术为基础；●以计算机及其软件为核心；●采用电子技术（包括激光技术）进行信息的收集、传递、加工、存储、显示与控制。

1.1.2、数字技术一、二进位数字——比特（bit，binary digit）信息的基本单位组成数字信息的最小单位只有两种状态（数字0或1），没有颜色、大小和重量二、字节（byte）——B1B=8b三、比特的存储形式●计算机：2的幂次方作为单位千字节（KB）1KB = 210 B = 1 024 B兆字节（MB）1MB = 220 B = 1 024 KB吉字节（GB）1GB = 230 B = 1 024 MB太字节（TB）1TB = 240 B = 1 024 GB●其他（例如U盘、光盘等外存储器）：10的幂次方作为单位eg：1 MB = 1000 KB = 1 000 000 B1 GB = 1 000 000 KB四、比特的传输（单位：b/s 或bps）在数据通信和计算机网络中传输二进位信息时，单位是每秒多少比特，用10的幂次方进行计算。

千比特每秒（kb/s）1kb/s = 103 b/s兆比特每秒（Mb/S）1Mb/s = 106 b/s吉比特每秒（Gb/s）1Gb/s = 109 b/s太比特每秒（Tb/s）1Tb/s = 1012 b/s注意一般k表示1000，K表示1024五、比特与进制数（二、八、十六）二进制数（B）：0 、1八进制数（Q）：0 、1 、2 、3 、4 、5 、6 、7十六进制数（H）：0 、1 、2 、3 、4 、5 、6 、7 、8 、9 、A、B、C、D、E、F注意 在VB 中，“&O ”为八进制数的前缀，“&H ”为十六进制数的前缀I 、进制数之间的转换：1、十进制→二进制整数部分：除以2逆序取余法Exa ：将57转换为二进制数余数 低位2 | 57 (1)2 | 28 02 | 14 02 | 7 (1)2 | 3 (1)2 | 1 (1)高位所以 （57）10 = （111001）2小数部分：乘以2正序取整法Exa ：将（0.875）10转换成二进制小数整数部分 高位0.875×2 = 1.75 10.75×5 = 1.5 10.5×2=1 1所以（0.875）10 = （0.111）2 低位2、二进制→十进制设二进制数为K n K n-1…K 1K 0 .K -1K -2……K-m,，则其对应的十进制数S 为S=K n ×2n + K n-1×2n-1 + …K 1×21 + K 0×20 + K -1×2-1 + … +K -m ×2-m3、八进制→二进制（P10）4、二进制→八进制（P10）5、十六进制→二进制（P10）6、二进制→十六进制（P10）7、八进制→十六进制：八进制→二进制→十六进制8、十六进制→八进制：十六进制→二进制→八进制II 、比特的逻辑运算基本逻辑运算⎪⎩⎪⎨⎧+∨∧””、“—“—非””、“”、“—“—或””、“—“—与-NOT OR AND运算规则：Exa （2008 秋）：二进制数10111000和11001010进行逻辑“与”运算，结果在与10100110进行逻辑“或”运算，最终结果的十六进制数形式为（ ）A 、A2B 、DEC 、AED 、95Ans ：CIII 、数值的表示● 无符号整数的表示（在计算机部以原码形式表示）● 带符号整数的表示（在计算机部以补码形式表示）带符号的整数必须使用一个二进制数作为其符号位，一般总是最高位。

“0”表示“+”，“1”表示“-”。

Eg ：00101011 = +43 10101011 = -43补码：正数的补码是它本身，负数的补码按位取反（符号位不变）后加1（-43）原 = 10101011按位取反后是：11010100末位加1：11010101Exa ：（2011 春） 设有补码表示的两个单字节带符号整数a = 01001110和b = 01001111，则a-b 的结果用补码表示为（ ）A 、11111111B 、10011101C 、00111111D 、10111111Ans ：A● 浮点数（实数）的表示（P29）1.1.3、集成电路一、简介（P18）二、材料现代集成电路使用的半导体材料主要是硅（Si ），也可以是化合物半导体如砷化镓等。

三、分类()⎪⎪⎪⎪⎪⎪⎪⎪⎩⎪⎪⎪⎪⎪⎪⎪⎪⎨⎧⎪⎪⎪⎩⎪⎪⎪⎨⎧≥<≤<≤<≤<⎩⎨⎧⎩⎨⎧⎩⎨⎧万）：集成度及大规模集成电路（万集成度万）：超大规模集成电路（万集成度）：大规模集成电路（集成度）：中规模集成电路（：集成度小规模集成电路目☆按所包含电子元件数电路金属氧化物半导体集成双极型集成电路工艺按晶体管结构、电路和模拟集成电路数字集成电路按功能专用集成电路通用集成电路按用途100100101030003000100100ULSI VLSI LSI MSI SSI 注意 1°集成度：指单个集成电路所含电子元件的数目2°通常不严格区分超大规模和极大规模集成电路，统称为VLSI3°中、小规模集成电路一般以简单的门电路或单级放大器为集成对象，大规模集成电路则以功能部件、子系统为集成对象。

4°现在PC 机种使用的CPU 、芯片组、图形加速器等都是VLSI四、集成电路的制造（P32）五、发展趋势（P32）Moore 定律：单块集成电路的集成度平均每18~24个月翻一番。

1.1.4、IC 卡（P21）一、分类⎪⎪⎩⎪⎪⎨⎧⎩⎨⎧⎩⎨⎧卡等卡（智能卡）：卡等存储卡：电话卡、公交芯片：身份证、校园卡等卡（频射卡、感应卡）非接触式卡等卡：电话接触式使用方式SIM CPU IC IC IC 二、特点接触式IC 卡：使用时必须将IC 卡插入读卡机卡口，通过金属触点传输数据。

这种IC卡多用于存储信息量大、读写操作比较复杂的场合——缺点：怕油污、易磨损、寿命短。

非接触式IC 卡：采用电磁感应方式无限传输数据，解决了无源（卡中无电源）和免接触的难题。

操作简单、方便、快捷。

——缺点：记录的信息简单，读写数据少，常用于身份验证场合。

存储卡：封装的集成电路为存储器 几KB 到几十KB 信息长期保存，也可通过读卡器改写。

还有一种带加密逻辑的存储器卡，另外加设了加密电路，安全性高。

CPU 卡：卡上集成了CPU 、程序存储器和数据存储器，还配有操作系统。

处理能力强，性好。

常用于作为证件和信用卡使用的重要场合。

§ 1.2 通信技术1.2.1 现代通信的含义Def ：现代通信是指使用电波或光波传递信息的技术（电信）1.2.2 通信的基本原理● 通信的三要素：信源、信宿、信道● 信源和信宿中使用的发信和收信设备，也称为通信终端● 通信系统中被传输的信息都必须以某种电（或光）信号才能通过传输介质进行传输。

一、电（或光）信号的两种形式I 、模拟信号：通过连续变化的物理量（如电流的强度）来表示信息。

例如人们打或者播音员播音时的声音经话筒转换得到的电信号就是模拟信号。

t模拟信号II、数字信号：数字信号的电平高低或电流大小只有有限个状态（一般是两个），有时候甚至在时间上也是不连续的。

例如电报机、传真机和计算机发出的信号都是数字信号。

t模拟信号在传输过程中容易受到噪声信号的干扰，传输质量不够稳定。

狮子信号的抗干扰能力强，差错可控制，可靠性好，还可以方便的进行加密，安全性更容易得到保障。

手机通信、数字有线电视和固定中继通信都是将信源发出的模拟信号转换成数字信号传输的例子。

1.2.3 有线通信和无线通信一、电缆通信I、双绞线：分屏蔽双绞线和无屏蔽双绞线（P151）——缺点：易受外界高频电磁波的干扰，误码率高，通常只在建筑使用。

II、同轴电缆：分基带同轴电缆和宽带同轴电缆。

前者经常使用在计算机网络中，现在以被无屏蔽双绞线和光纤所取代；后者为常用的有线电视电缆，主要用于传输电视信号，最大传输距离可达几公里甚至几十公里。

二、光纤通信优点：①、通信容量大②、传输距离远（无中继通信距离可达几十、甚至上百公里）③、不会受高压线和雷电电磁感应的影响、抗核辐射能力强④、性好⑤便于运输和铺设三、微波通信（P152）四、移动通信●第1代个人移动通信采用的是模拟信号传输技术●第2代个人移动通信使用的频段扩至900MHz到1800MHz，我国使用的GSM和CDMA都是第2代移动通信系统。

采用数字传输技术。

●第3代个人移动通信（3G）的频段为1885MHz~2025MHz，2110MHz~2200MHz，数据传输速率室可达几个Mb/s ，运动中也可达几百kb/s我国的3G 目前有三种技术标准。

● 中国移动——我国自主研发的TD —SCDMA● 中国联通——WCDMA● 中国电信——CDMA2000注意 三种不同标准的网络是互通的，但终端设备（手机）互不兼容。

五、调制与解调技术I 、原理（P155）注意 无论是有线通信还是无线通信，通信距离稍远就需要采用调制解调技术。

六、多路复用技术I 、概念（P156）II 、分类1、时分多路复用技术（TDM ）：个终端机（计算机）以实现规定好的顺序轮流使用同一传输线路进行数据传输。

2、频分多路复用技术（FDM ）：将每个信源发出的信号调解在不同频率的波段上，通过多路复用器将他们复合成为一个信号，然后在同一传输线路上进行传输，抵达接收端厚，借助分路器把不同频率的载波送到不同的接收设备。

3、波分多路复用技术（P157）优点：采用多路复用技术后，同轴电缆、光纤、无线电波等可以同时传输成千上万路不同信源的信号，大大降低了通信的费用。

§1.3 计算机的组成原理1.3.1 CPU 的结构与原理I 、CPU 的组成（逻辑结构）⎪⎪⎪⎩⎪⎪⎪⎨⎧⎩⎨⎧指令寄存器指令计数器控制器）运算器（寄存器组ALU 寄存器组：十几甚至几十个寄存器组成，速度快，用来临时存放参加运算的数据或运算得到的中间（或最后）结果。

运算器：对数据进行逻辑和基本运算。

目前CPU 中的ALU 有多个，每个均可独立完成运算。

控制器：CPU 的智指挥中心II 、指令与指令系统不同的指令的操作要求不一样，被处理的操作数类型、各住和来源也不一样，执行时的步骤和复杂程度也可能相差很大。

每一种CPU 都有它自己独特的一组指令，通常，指令系统中有数以百计不同的指令，他们被分成许多类。

指令系统的兼容性：同一系列，向下兼容；不同系列，未必兼容。

以Intel公司用于PC 机的CPU为例，其发展过程为：8088（8086）→80286→80386→80486→Pentium→Pentium PRO→Pentium II→Pentium III→Pentium 4→Pentium D→Core 2→Core i3→Core i5/i71.3.2 CPU的性能指标●字长（位数）：地址码的长度决定了CPU可访问的存储器的最大空间●主频（CPU的时钟主频）：决定CPU芯片部数据传输与操作速度的快慢●CPU总线速度：总线速度越快，C普性能发挥得越充分●指令系统：●逻辑结构1.3.3 主板主板上通常有CPU插座、芯片组、存储器插槽、扩充卡插槽、BIOS、CMOS存储器、辅助芯片和若干I/O接口。