计算机一级考试理论知识点整理

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计算机一级考试理论知识点整理

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说明:文中标明的页码均指《 大学计算机信息技术教程(第4版第二次修订) 》(南京大学出版社)

考点1 信息技术概况

(第一章1~2节 & 第二章 第1节 & 第六章 第5节)

考点 1.1 集成电路的基本知识

微电子技术是实现电子电路和电子系统超小型化及微型化的技术,以集成电路为核心。

集成电路:20世纪50年代出现。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、电容等元器件及互相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砷化镓。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:

①按照元器件数目分: 小规模集成电路(SSI)集成度<100)

中规模集成电路(MSI)100

超大规模集成电路(VLSI)10万100万

(注:集成度——单个集成电路所含电子元件的个数) 计算机一级考试理论知识点整理

2 / 58 ②按照晶体管结构、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

③按照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 微控制器

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

④按照用途分两类:

I通用集成电路:微处理器和存储芯片等 II专用集成电路:专门设计、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,将芯片及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,可靠性高。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18~24个月翻一番,这叫做Moore定律。集成度是有极限的,因此,Moore定律不可能永远成立。集成电路朝着纳米技术,集成光路,光电子集成方向发展。 计算机一级考试理论知识点整理

3 / 58 (4)IC卡——集成电路卡

分类:按集成电路芯片分:存储器卡 和CPU卡(智能卡)

按使用方式分: 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、特点及发展趋势

(1)信息含义:是事物运动的状态及状态变化的方式,是认识主体所感知或所描述的事物运动及其变化方式的形式、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)信息技术含义及基本内容:用来扩展人们信息器官功能,协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(获取)及识别技术;扩展神经系统功能的通信技术;扩展大脑功能的计算(处理)及存储技术;扩展效应器官功能的控制及显示技术。

(4)信息处理系统含义:用于协助人们进行信息获取、传递、存储、加工处理、控制及显示的综合使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:几乎涉及所有领域,无法细分

(6)现代信息技术的主要特征:以数字技术为基础,以计算计算机一级考试理论知识点整理

4 / 58 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、显示及控制,包括通信、广播、计算机、微电子、 遥感遥测、自动控制、机器人等诸多领域。

考点 1.3 计算机的发展、特点及应用

发展:按元器件分类

代别 年代 主要元器件 软件类型 应用领域

第一代 20世纪40年代中期~50年代末期 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

第二代 20世纪50年代中期~60年代中期 CPU:晶体管

内存:磁芯 FORTRAN等高级程序设计语言 数据处理领域

第三代 20世纪60年代中期~70年代初期 CPU:SSI MSI

内存:SSI MSI的半导体存储器 OS和DBMS

普遍使用 科学计算、数据处理、工业控制领域

第四20世纪70年代以来 CPU:LSI VLSI

内存:LSI VLSI 的软件开发工具和平家庭、PC机 计算机一级考试理论知识点整理

5 / 58 代 半导体存储器 台、分布式计算机软件广泛使用 开始使用

特点:1) 速度快,通用性强 2) 信息处理能力强 3) 存储功能强4) 具有互连、互通和互操作特性

作用:应用于科学研究、工农业生产、社会服务、文化等领域改变人们工作、生活方式,影响国家发展

考点 1.4 信息化及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,加快高科技发展及其产业化,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:一是信息基础设施及信息资源的开发和建设,这是信息化建设的基础;

二是信息技术及信息资源的应用,这是信息化建设的核心及关键;

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、信息技术及应用、信息产业、信息化法规及科技人才。 计算机一级考试理论知识点整理

6 / 58 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

(第二章 计算机组成原理)

考点 2.1 计算机硬件的组成及其功能;计算机的分类;微处理器

(1) 计算机硬件的组成及功能

硬件组成 功能

CPU 承担系统软件和应用软件的运行任务

内存储器(内存/主存) 直接及CPU相连,存放已经启动运行的程序和需要立即处理的数据

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,内存及之相反)

输入设备 将信息输入计算机(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: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μP,通常指使用单片大规模集成电制成、具有运算和控制功能的部件。

考点 2.2 CPU的结构;指令及指令系统;指令的执行过程;CPU的计算机一级考试理论知识点整理

7 / 58 性能指标

(1) CPU的结构及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,用来存放参加运算的数据和运算得到的中间(或最后)结果

运算器:用来对数据进行加减乘除或者及、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),参加运算的数据来自寄存器,运算结果也送回寄存器

控制器:CPU指挥中心,有一个指令计数器,用来存放CPU正在执行的命令,还有指令寄存器。用来保存当前正在执行的命令

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,决定着CPU芯片内部传输及操作速度的快慢。一般而言,主频越高,CPU处理速度越快。

C CPU总线速度:决定着CPU及内存之间传输数据的速度快慢,总线速度越快,CPU性能发挥的计算机一级考试理论知识点整理

8 / 58 越充分。

D 高速缓存(cache)的容量及结构:cache容量越大、级数越多、越有利于减少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:影响指令执行速度。

(2) 指令及指令系统及指令执行过程(P46)

a 指令及指令系统:指令是构成程序的基本单位,采用二进制表示,用来规定计算机执行的操作内容,由两部分组成:

①操作码 ②操作数地址

操作码是指出计算机应执行何种操作的命令词;

操作地址是指出该指令所操作(处理)的数据或数据所在的位置.

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)

b 指令执行过程:

S1 CPU控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,决定该指令应进行何种操作、操作数在哪里

S3 根据操作数的位置读取操作数 计算机一级考试理论知识点整理

9 / 58 S4 运算器按照操作码要求对操作数完成规定运算,并根据运算结果修改或设置处理器的状态标志

S5 把运算结构保存到指定寄存器,需要时将结果从寄存器保存至内存单元

S6 修改指令计数器,决定下一条指令的地址

考点 2.3 PC机的主板、芯片组及BIOS;Cache 存储器及主存储器

(1) PC机主板、芯片组及BIOS(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、辅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:闪烁存储器: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机总线的功能,又提供了各种I/O接口及相关的控制。无芯片组,CPU无法及内存、扩充卡、外设等交换信息。

芯片组组成:北桥芯片和南桥芯片;北桥芯片是存储控制中心(MCH);南桥芯片是I/O控制中心 两者互联。

C BIOS:中文名—基本输入/输出系统 是存放于闪烁存储器中的一组机器语言程序。

BIOS 组成:① 加电自检程序 ② 系统主引导记录