1、 1 / 13目录第一章 计算机科学基础 21.1数制及转换 .21.2. 数据的表示 21.3算术运算和逻辑运算 .31.4数学应用 .31.5常用数据结构 .31.6常用算法 .5第二章 计算机系统基础知识 62.1硬件基础知识 .62.2计算机软件基础 .92.3网络知识 .122 / 13第一章 计算机科学基础1.1数制及转换1， ASCII 是 7 位二进制编码，扩展的是 8 位二进制编码空格：20H， 0：30H A：41H， a：61H2.我国国家公布标准码 GB 2312-80 信息交换吗收集一级汉字：3755二级汉字：3008其他：682一个汉字 2 个字节，每个字节 7 位
2、，同 ASCII 码区位码：94X94 方阵，每行（01-94）进行编号，称为区 ，每列（01-94 ）称为位形成区位图，用区位图的位置来编码，称为区位码。机内码：将国标码的每个字节高位置 1 作为汉子机内码。三者之间的关系：（16 位）区+2 0H=国；国 +80H=机；区+A0H= 机。 3.汉字条形码和汉子储存(1)点阵：汉字字型码就是这个汉字字形点阵的代码，也称字模码(2)矢量：汉字是有笔画组成的图形，提取汉字的坐标，每个坐标表示一笔的位置。将所有坐标组合起来就能表示汉字矢量表示。1.2. 数据的表示4.数据的奇偶校验差错检查机制：在编码中引入一定的冗余位，检查传输中的编码。奇偶校验码
3、原理：K 位数据码之外增加 1 位检验码，使 K+1 位码字中取值为 1 的位数总保持为偶数（偶检验）或奇数（奇校验） 。5.数据的海明码验证海明码是采用奇偶性来检错和纠错，通过在 n 个数据位之间插入 k 个验证位，扩大数编码的码距。要纠错 1 位，K 个验证码有 2K 个编码，其中一个表示数据无差错，而剩下的就用来之处是哪一位出错了。由于 n 各数据位和 K 个验证位都有肯出错，所以 2K-1=n+k被检查出来的海明码位的下标=所有参与验证该位的验证位的下标识和，而验证位则由自身来验证3 / 131.3算术运算和逻辑运算1. 二进制的运算由【X】的补码求【-X】的补码：对 【X】的补码包括
4、符号位一同求反再加 11.4数学应用1.命题逻辑中的基本等价式2.命题逻辑的推理理论P 规则（前提引入规则）：在推到过程中，前提可视需要引入使用T 规则（结论引入规则）：在推到的过程中，前面已导出的有效结论都可作为后续推导的前提使用CP 规则（条件证明引入规则）：如推出有效结论为条件式 R-C 时，只需将其前面 R 加入到前提中作为附加前提推出后 C 即可。1.5常用数据结构1.数据结构主要研究的内容：数据的逻辑结构：从具体问题中抽象出来的数学模型，描述数据元素之间的关系；有线性与非线性两大类；数据的逻辑结构与所使用的计算机无关。数据物理结构（存储结构）：数据元素体的表示和元素之间所形成关系的
5、表示；典型的有顺序存取、链式存取、索引存取和散列存储结构。数据的运算：常用的运算有添加、删除、更新、查找和排序2. 数据结构的二元组表示和数据结构的具体分类；数据逻辑结构：S=（D,R） ，S 是一种数据结构，D 为数据元素集合， R 为 D 上的关系集合。数据逻辑 4 中基本结构：（1 ） 集合关系：各元素同属一个集合（2 ） 线性关系：一对一，中间元素有唯一的前驱和唯一的后继元素（3 ） 树状关系：一对多，唯一前驱和多个后继（4 ） 图状关系：多对多，多个前驱和多个后继3. 散列表的存储关系：存储地址和关键字之间存在某种映射关系。记录中的关键字作为自变量 key，设计函数 H(key)计算
6、出的函数值作为关键字在计算机内的内存地址。4. 数据结构的相关概念和术语：（1 ） 数据元素：数据的基本单位，也称为结点和记录（2 ） 数据项：属性，是不可再分割的，最小的单位5. 线性结构的种类和特点种类：线性表、栈和队列。6. 线性表插入的平均移动元素的个数：N 个元素有 N+1 个位置，插入一个元素需要平均移动元素的个数为：（0+1+2+N/（N+1 ）=N/27. 链表的特点：4 / 13（1 ） 不需要移动元素（2 ） 无需估计空间大小（3 ） 存储空间和线性表长度成正比8. 链表的应用：（1 ） 单链表（2 ） 双向链表（3 ） 单链表循环（4 ） 双链表循环双向链表更容易访问相邻
7、的结点9链表的寻址方式10.各种线性表的查找折半查找：使用于顺序存贮结构顺序查找：适用于顺序和链式存储结构 11.静态链表（相当于数组）：（1 ）预先分配存储空间（2 ）不属于随机存储结构（3 ）不需要移动元素12.栈的基本操作：push(),pop()13.栈的运算特点：先进后出（FIFO）14.栈容量的计算：15.栈的主要应用：实现递归、表达式求值、数值转换、括号匹配和走迷宫等。16.表达式 3 种表示方法：前缀表达式(波兰式)、中缀表达式、后缀表达式（逆波兰式） 。17.队列的运算特点18.判断队列为空的条件：rear=front19.循环队列：队满条件：（rear+1 ）%m=fron
8、t;队长：（rear-front+m）%m队首位置：(rear-front+m+1)%m20.字符串的基本知识子串、空格串、串相等串比较：从两个串的第一个开始，比较 ASCII 码。21.字符串子串的数目计算22.数组元素存储方式的地址计算若 m,n 表示数组对应矩阵的行数和列数，L 表示每个元素所占用的单元数（1 ）行优先存储方式：先存数组的第一行，再存第二行，以此类推。任意地址的计算公式：Loc(aij)=loc(a11)+(i-1)Xn+j-1XL（2 ）列优先存储：Loc(aij)=loc(a11)+(j-1)Xm+i-1XL23.树状结构的基本知识5 / 13树状结构常用的表示方法：
9、双亲表示、孩子表示法、双亲-孩子和孩子-兄弟。树边、结点之间的关系：边数=结点数-1= 各结点子树之和=树中各结点度之和。24.完全二叉树25.二叉排序树的基础知识和二叉树常用的基础的知识二叉排序树（二叉查找树）具有以下特点;（1 ） 左子树不为空，左子树上所有结点的值均小于根结点的值。（2 ） 右子树不为空，则右子树上的所有结点的值均 大于或等于根结点值（3 ） 左右结点也是二叉排序树（4 ） 空树 26.特殊性质和形态的二叉树：平衡二叉树：左右子树深度之差小于等于 1小顶堆：完全二叉树所有非终端结点的值不大于左右孩子 的值。大顶堆：完全二叉树所有非终端结点的值小大于左右孩子 的值。27.二
10、叉树的相关计算结点数：n=n 0+n1+n2完全二叉树的深度：|_log2p_|，P 为序号。28哈夫曼树(最优树)：带全路径最小的树，一般我们讨论的是二叉树哈夫曼树只有度为 2 和 0 的二叉树29.二叉树的遍历30.树与二叉树的转换31.无向图N 个结点的无向图最多包含的边数为： n(n-1)/21.6常用算法1 矩阵压缩存储的目的矩阵压缩存储是指为多个值相同的元素只分配一个存储空间，零元素不分配存储空间的方式。其目的就是为了节省空间。两种存储方法：特殊存储和稀疏矩阵特殊矩阵的存储方式（对称矩阵、上下三角矩阵和三对角矩阵）：三对角矩阵是指所有非零元素都集中在以主对角线位中心的带状区域中，将
11、三对角阵的非零元素 aij 按照行优先存在一维数组 B1,n中时，对应的数组的下标 K 和 aij 的 i 和 j 的关系为：K=2i+j-2(i=1,j=0,j=n)稀疏矩阵（三元组和十字链表存储方式）：2折半查找2.二叉排序树查找4.散列表查找（希尔表查找）5.排序稳定性的分类稳定的排序算法：直接插入、冒泡算法、并归算法和基数算法不稳定算法：简单选择、希尔排序、快速排序和堆排序6.个排序的基本思想：6 / 137.排序算法的时间复杂度第二章 计算机系统基础知识2.1硬件基础知识1.控制器的基本功能：从内存取出指令，并指出下一条指令在计算机内 的位置，将取出的指令送入指令寄存器，启动指令译码
12、器对指令进行分析，最后发出相应的控制信号和定时信息。主要功能为时序控制和执行控制。其实现方法为硬件布线逻辑和微程序控制。2.控制器的实现：按控制信号产生的方式不同，控制器分为：微程序控制器：将全部信号存在控制器中组合逻辑控制器（硬布线方式控制器）：是组合门电路的实现控制信号复杂指令集计算机 CISC 多用微程序控制器，精简指令集计算机 RISC 多用组合逻辑控制器3.CPU 的组成：控制器和运算器组成控制器一般由程序计数器 PC、指令寄存器 IR、指令译码器、状态/条件寄存器、时序部件、微操作形成的部件等组成。4.运算器的组成功能：算术运算和逻辑运算最基本结构：算术逻辑单元（ALU）：加减乘除
13、、与或非及移位求补等操作累加器（ACC ）：暂存运算结果及向 ALU 提供运算对象标志寄存器（状态寄存器）：运算过程中产生的状态信息寄存器组：存放操作数和地址多路转换器和数据总线等部件：5.总线周期和总线带宽总线带宽（总线系统数据传输率）：单位时间内传输的二进制位数（每秒传输的字节数）6.计算机系统性能的衡量MIPS=指令条数/（执行时间 X106）= 时钟频率/ （CPIX10 6）CPI 是指每条指令的时钟周期数7.CPU 信息的传输途径CPU 与外设之间交换的信息有数据信息、状态信息和控制信息外设状态信息和 CPU 的控制信息只能通过输入输出指令，经数据总线作为一种信息传送8堆栈：主要作
14、用是保护现场和保护数据。实现方法：硬件实现：自动完成堆栈，如中断响应时的断电保护软件实现：POP/PUSH,CALL/RET 等指令9. 中断中断的处理过程：（1）中断响应，关中断，断电保护，入口地址置入 PC（3 ） 中断服务过程：保护现场，开中断，执行服务程序，关中断，恢复现场7 / 1310. 存储容量的计算和存储配置存储单元个数：末地址-首地址+1按字节扩展所需芯片组数：整个存储器单元个数/每片芯片的单元个数位扩展每组所需的芯片数：整个存储单元的位数/芯片每单元的位数整个存储器所需芯片的总数（字位扩展）：芯片组数每组芯片数11. 半导体存储器的分类及特点ROM 只读存储器（1 ）固定（
15、掩模）ROM：厂家根据用户进行编程，一旦完成不能更改。使用与存储成熟的固定程序和数据。大量生产可降低成本。（1 ） PROM 可编程 ROM：出场空白，用户根据特殊方法写入程序和数据。只能一次，不能更改。（2 ） EPPROM 可擦除编程 ROM：容许用户按规定方法设备进行对此编程，用紫外线制作的擦除器照射 20 分钟左右（3 ） EEPROM 电可擦除 ROM：以字节为单位（4 ） 闪存 FM：可用电信号进行删除工作（不能单字节）随机存储器 RAM（1 ） 静态 RAM（SRAM）： 多用于计算机系统的高速缓冲储存器（2 ） 动态 RAM（DRAM）：工作速度比 SRAM 慢得多，一般计算机
16、的内存储存器多用之12. 磁盘有关参数（1 ） 存储时间：磁头从当前位置移动到指定位置所需时间，包括寻道时间和寻找扇的等待时间区时间（2 ） 寻道时间：磁头移到目标磁道（柱面）所需时间（3 ） 等待时间：待读写的扇区旋转到磁头的下方所用时间13 CPU 与外界数据交换中的 DMA 方式基本思想：主存和外围设备之间建立了直接的数据通道14高速缓存 cache 及相关计算Cache 的有关特点：（1 ） 位于 CPU 和主存之间（2 ） 容量小：几 KB 至几 MB（3 ） 速度快：高于主存 5 到 10 倍，快速半导体存储器（4 ） 其内容是主存内容的副本，对程序员透明（5 ） 既可存储程序又可
17、存储数据15.总线：各种信号的集合，连接多个信息传送通道主要类型：（1 ） 芯片内总线：集成电路芯片内各部件的连接（2 ） 元件级总线：一块电路板内个元件间 的连接（3 ） 外总线：计算机之间及计算机与外围之家的连接（4 ） 内总线（系统总线）：计算机内组成部件间的联系系统总线的主要参数：（1 ） 总线的带宽：单位时间内可传输的数据量（B/s）（2 ） 总线的位宽：一次同时传输的数据位，比如：32 位（3 ） 工作的时钟频率：以 MHZ 位单位。16.系统总线的组成：8 / 13（1）数据总线：传输数据信息（2） 地址总线：指示数据总线上的数据的来源和去向（3） 控制总线：控制数据传输17.接
18、口地址的编址方式（1）端口地址和存储器地址统一编址，即存储器映射方式：（2）端口地址和存储器地址分开编址。18.接口与 IO 设备IO 接口：连接 Io 设备和主机的转换机构就是 IO 接口电路，简称 IO 接口19.硬盘接口的种类：（1）ESDI （Enhanced Small Drive Interface）：通用标准接口，用于磁盘、磁带、光盘存储器（2）IDE（integrated Drive Electronics）：常用接口标准，数据传输 8 位，可接 2 到 4 个硬盘或光驱，插在 ISA 总线上。（3） EIDE（Enhanced Intelgrated Device Elect
19、ronics）：数据传输 32 位，可接 4 个 IDE 设备，插在 PCI 总线上。（4） Ultra DMA：硬盘接口协议，传输速度达 100MB/s.（5）（6）（7）显卡标准：（1） MDA：单色，分辨率 720X350（2 ） CGA：彩色图适配器，64 位，分辨率 320X200、640X200（3 ） EGA：增强型图形适配器：64 位，分辨率 640X350（4 ） VGA：视频图形适配器：标准分辨率 640X648/16 色，TVAG/SVAG 分辨率1024X768/256 色显卡主要参数（1 ） 分辨率、灰度级（颜色数目）（2 ） 显存：分辨率色彩位数（）（3 ） 刷新率
20、：越高，图像越稳定. 与硬盘接口基本通用。数据传输速率以位一倍速率。21，指令的寻址方式（1 ） 立即寻址：指令的地址码提供的是参加运算的操作数，如：MOV AX,100（2 ） 直接寻址：指令的地址码部分给出了操作数的地址，如：MOV AX,100;（3 ） 寄存器寻址：指令的地址码是存放操作数寄存器，如：MOV AX,BX;（4 ） 间接寻址：指令的地址码给出的是存放操作数的存储单元信息，即指令部分给出了操作数的地址的地址，如：ADD AX,100;（5 ） 基址寻址：指令中给出了操作数地址的偏移量，其基地址存放在一个专用的基址寄存器中，操作数的地址由基地址+偏移量得到，如：ADD AX,
21、BX+100；（6 ） 变址寻址：指令中给出了操作数地址的固定部分和可存放可变部分地址的变址寄存器。（7 ） 相对变址：指令的地址码部分给出的是一个偏移量。操作数的地址=本指令的地址（程序计数器 PC 内的值） +偏移量9 / 1322.移位操作类指令的功能（1 ） 算术移位中：左移怎在空位补 0，右移补符号位（左移 =做乘 2 操作，右移=除 2 操作）（2 ） 逻辑移位，无论左移还是右移都补 0，（3 ） 循环移位，把移位空位由移出的位来填补的移位23.指令的执行过程（1 ） 程序计数器 PC 中的地址从内存中读取指令（2 ） 对指令译码来确定其要实现的功能（3 ） 计算操作数的地址（4
22、） 从该地址读取操作数（5 ） 执行操作（6 ） 保存结果（7 ） 计算下一条指令的地址并存入 PC23.有线传输介质及其特性（1 ） 双绞线：由螺旋状扭在一起的两根绝缘导线组成，可减少辐射和电磁干扰1) 屏蔽双绞线（STP）：在双绞线的外面包上了用金属丝编制的屏蔽层，改善了电磁抗干扰性能2) 无屏蔽双绞线（UTP）：目前电信中最常见，频率范围：1005MHZ 之间，其传输速率 100M/s 以上（2 ） 同轴电缆：一对导体，携带高频率范围的载波信号，频率范围：100K500MHZ/s,（3 ） 光纤：由能传导光波的石英玻璃纤维（或塑料纤维）外加保护层组成24.无线传播及其特性（1 ） 无线电
23、波：全向传播，不同的频段可以用不同的无线电通信（2 ） 微波：单向直线传播，受环境影响较大，一般 3050KM 要用微波站，更远的要用微波中继站（3 ） 卫星传输：卫星通信利用地球同步卫星做中继来转发微波信号，（4 ） 红外线技术：红外，激光通信和微波一样都是沿直线传播。24.网络的互连设及其特性：（1 ） 物理层：集线器、中继器等中继器：消除电子信号在传输过程会衰减，使用中继器来连接两个电缆，实现物理层协议转换，在电缆中间转发二进制信号，检测到电缆中微弱信号，就转发成强大信号（2 ） 网桥、交换机数据链路层：a) 网桥：也是连接两个网络设备，能处理一个完整的帧，实现物理层和数据链路层的协议转
24、化，扩张局域网常用的设备，因为和计算机有相同的接口b) 交换机：连接一台或多台计算机并也许他们收发数据（3 ） 路由器网络层：路由器：进行异构网络连接的关键设备，可以实现网络层和以下各层的协议转。（4 ） 网关应用层：网关：可以实现低级到传输层或以上的各层协议转换。25.以太网类型及其特征：千兆以太网的标准：i. 1000Base-LX, 1000Base-SX, 1000Base-CX, 1000Base-T,其中 1000Base-LX,是一种用长波激光作为信号的网络信号技术10 / 132.2计算机软件基础1.操作系统的作用：控制和管理系统资源，方面用户管理计算机。2.操作系统的功能：1
25、) 进程管理2) 文件管理3) 存储管理4) 设备管理5) 作业管理3.分时系统的特性1) 多路性2) 独立性3) 交互性4) 及时性4.批处理系统的特征5.实时系统6.网络操作系统7.分布式操作系统8.微型计算机操作系统9.嵌入式操作系统10 多道程序设计1) 概念：一笔作业放在内存同时处于运行状态，需要中断和通道技术支持2) Spooling 技术：用一类物理设备模拟另一类物理设备，是独占使用 的设别变成多种虚拟设备的技术，也是一种速度匹配技术。11 进程与程序的区别：1) 程序是静态的，进程是动态的；2) 程序是永久存在的，进程是暂时存在的；3) 进程由程序、数据和进程控制块组成；4)
26、一个程序可以对应多个进程；5) 一个进程可以包含多个程序。12 进程的 3 中基本抓换事件发生 时间片用完进程调度就绪阻塞 运行11 / 13等待事件13. PV 操作14. 同步与互斥15. 临界区管理的原则1) 当有若干个程序进入时，应在有限时间内进入临界区。2) 每次最多有一个进程处于临界区3) 进程在临界区内停留的时间有限16. 进程调度1) 按照是否可以抢占处理器分为可抢占式（剥夺）和不可抢占式（不可剥夺）2) 按采用的调度策略不同：a) 先来先服务算法b) 优先级调度算法c) 时间片轮转算法17. 死锁发生的必要条件1) 互斥条件2) 不剥夺条件3) 部分条件：进程每次申请它所需要
27、的一部分资源，等待新资源时候，暂用原有资源4) 环路条件：进程循环链，链中每一个进程已获得的资源同时被下一个进程所请求死锁的排出方法：预防、避免、检测和恢复18. 实存分区管理系统1) 固定分区2) 可变分区3) 可重定位分区19可变分区的四种空闲分配分区算法1) 最佳适应分区（最接近用户需求的） ；2) 最差适应算法（总装入最大空间） ；3) 首次适应算法（从低地址开始提供能满足空间） ；4) 循环首次适应算法（从刚分配空闲空间开始找一个能满足的） ；19. 分页存储管理中的地址转换1）逻辑地址对应的页号：逻辑地址/页面大小2）业内地址：逻辑地址% 页面大小3）找出块号4）物理地址：块号 X
28、 块的大小+业内地址20虚拟存储管理局部性原理：程序执行往往不会均匀的访问主存，表现为时间和空间局部性。21页面置换算法1) 先进先出算页面置换法：选择驻留主存时间最长的页面进行置换；2) 最佳置换算法：淘汰将来再也不访问或长时间不访问的页面；12 / 133) 最久未使用页面置换法：最长未被访问过的页面淘汰；4) 最近未使用页面置换法：淘汰最近未使用的页面。22.作业调度算法1) 先来先服务算法：已进入输入输出井的后背队列先后次序为标准来选择哪个作业线投入内存使用。2) 最短作业优先调度算法：挑选所需运行时间最短的作业优先运行；3) 最高响应比：响应比=（等待时间 +运行时间） /运行时间选
29、择响应比大的优先服务23.Spooling 技术（simultaneous peripheral operators on line）外围设备联机操作使用共享的存储区换取独占设备的时间技术。24.文件管理逻辑结构1) 记录文件：有结果的，有一条条记录组成2) 流式文件：无结构，字符序列组成物理结构1) 顺序结构：信息存放在连续的外存中2) 链式结构：信息存放在不连续的物理块中3) 索引结构：文件存于外存，为每个文件建立一个索引表，存放逻辑块和物理块25.编译程序和解释程序编译程序和解释程序都是用来翻译高级语言编写的源程序。区别：编译程序用来讲高级语言转换成与之等价的低级语言的目标程序，不负责执
30、行。解释程序用来解释并执行高级语言所编写的程序，边解释边执行，不生成目标程序。2.3网络知识1. 网络拓扑结构的类型及特征（1 ） 总线拓扑结构便于广播传送、分布式控制。结构简单，结点增删容易，设备少，价格低；对信号质量要求高，负载重，线路利用率低，信息延时时间不确定，故障隔离和检测困难。（2 ） 星状结构中央单元以放射性连接到网络的各个节点。采用交换方式，故障隔离和检测容易，网络延迟时间段，各节点之间的通信必须通过中央单元转换。网络共享能力差，线路利用率低，中央单元负荷重。（3 ） 环状结构信息传输线路形成一个封闭的环，各结点通过中继器连入网内。信息单向沿环路逐点传送。（4 ） 树状结构用于
31、多个网络组成的分级结构中，是总线结构的扩充。（5 ） 分布式结构各结点间有多个线路相连。可靠性高，资源共享方便。2. 网络的体系结构13 / 13（1 ） TCP/IP 网络的体系结构1) 应用层：处于分层模式的最高层，用户调用应用程序来访问 TCP/IP 互联网络。2) 传输层：提供应用程序之间的通信服务，实现端与端之间的通信。3) 网际层：主要处理器器之间的问题。他接收传输层的请求，传输某个具有目的地址信息的分组。4) 网络接口层：负责接收 IP 数据，并通过选定的网络发出去。（2 ） TCP/IP 协议1) 应用层协议：FTP(file transfer protocol),SMTP(E-Mail Protocol)等2) 传输层协议：TCP（Transmission Control Protocol）传输控制协议和 UDP(User Datagram Protocol)数据用户协议3) 网际层协议：IP（internet protocol）网络互联协议、ICMP(internet control message protocol) internet 控制信息协议、ARP(address resolution protocol) 地址解析协议和RARP(reverse address resolution protocol) 反向地址解析协议4) 网络接口层协议：
