2017计算机二级考试选择题知识点总结.doc

一、计算机的发展
1.二战带来强大的计算机需求。
宾夕法尼亚大学电子工程系教授莫克利（John Mauchley）和其研究生艾克特（John Presper Eckert）在1943年开始研究电子数字积分计算机（Electric Numerical Integrator And Calculator,ENIAC），于1946年研制成功。ENIAC主要原件为电子管，5000次/s加法运算、300次/s乘法运算。
ENIAC的两大缺点：①没有存储器②用布线板进行控制，电路连线耗时。
至今人们公认ENIAC的问世标志着计算机时代的到来，它的出现具有划时代的伟大意义。
另一种说法，英国数学家图灵设计的，1943年投入应用的COLOSSUS才是世界上第一台电子计算机。
2.莫克利和艾克特开始研制新的机型——电子离散变量自动计算机（Electric Discrete Variable Automatic Computer,EDVAC）。
冯·诺依曼来到普林斯顿高级研究院IAS开始研制IAS（当时最快的计算机）。他归纳了EDVAC的主要特点：①计算机的程序和程序运行所需要的数据以二进制形式存放在计算机的存储器中②程序和数据存放在存储器中，即程序存储的概念。
根据冯·诺依曼的原理和思想，决定了计算机必须有输入、存储、运算、控制和输出五个储存部分。
IAS计算机对EDVAC进行重大改进，成为现代计算机的基本雏形。冯·诺依曼被称为“现代电子计算机之父”。
3.UNIAC-Ⅰ的交付使用标志着计算机从实验室进入了市场，从军事应用领域转入了数据处理领域。
集成电路：是用特殊的工艺将完整的电子线路制作在一个半导体硅片上形成的电路。
第三代计算机出现了结构化的程序设计语言Pascal

我国在1956年周恩来总理在《十二年科学技术发展规划》选定了“计算机、电子学、半导体、自动化”作为“发展规划”的思想内容，我国由此开始计算机研制的起步。
1958年研制出第一台电子计算机；1964年第二台晶体管计算机；1971年第三代集成电路计算机；1977年第一台微机DJS050；1983年研制成功“深腾1800”计算机，运算速度超过1万次/s;2003年12月自主研发出10万亿次曙光4000A高性能计算机；2010年国防科大研制出“天河一号”。
4.计算机的特点、应用和分类
特点
1.高速、准确的运算能力【第一:IBM公司红杉Sequoia】
2.准确的逻辑判断能力
3.强大的存储能力
4.自动功能
5.网络与通信功能
应用【最起初：数值计算】
1.科学计算
2.数据/信息处理
3.过程控制
4.计算机辅助CA
5.网络通信
6.人工智能AI
7.多媒体应用
8.嵌入式系统
分类

按计算机性能、规模和处理能力
1.巨型机：速度最快、处理能力最强。IBM红杉。中国巨型机之父是2002年国家最高科学技术奖获得者金怡濂院士。
2.大型通用机：通用性强，具有较高的运算速度、极强的综合处理能力和极大的性能覆盖。主要用于科研、商业和管理部门。“企业型计算机”
3.微型机：笔记本型电脑
4.工作站：高档的微型机。主要用于图像处理和计算机辅助设计等领域，具有很强的图形交互与处理能力。
5.服务器：作为网络的结点。也被称为“网络的灵魂”。
多媒体技术是指任何计算机交互地进行多种媒介信息的捕捉、传输、转换、编辑、存储、管理，并由计算机综合处理为表格、文字、图形、动画、音频、视频等视听信息有机结合的表现形式。
网格计算包括任务管理、任务调度和资源管理三要素。
5.电子计算机的发展方向：巨型化、微型化、网络化和智能化方向发展
计算机中最重要的核心部件是芯片，主要采用光蚀刻技术制造。当前主要是紫外光进行操作，随着波长的缩短芯片上的线宽将缩小。
目前可能的技术（以硅为基础的芯片制造技术）至少有四种：纳米技术、光技术、生物技术、量子技术。
*未来新一代的计算机
①模糊计算机：1956年英国人查理创立了模糊信息理论。判断问题不是以是和非两种绝对的值或0和1两种数码来表示，而是取许多值，如接近、几乎、差不多及差的远等模糊值来表示。
②生物计算机：是指以生物电子原件构建的计算机，而不是模仿生物大脑和神经系统中信息传递、处理等相关原理来设计的计算机。
③光子计算机：用光信号进行数字运算、信息存储和处理的新型计算机。1990年1月贝尔实验室研制成第一台光子计算机。
④超导计算机：1911年昂尼斯发现纯汞在4.2K低温下电阻变为零的超导现象，超导线圈中的电流可以无损耗的流动。
⑤量子计算机：主要是解决计算机的能耗问题。与传统计算机的区别为，传统计算机遵循经典物理规律，量子计算机遵循量子动力学规律，能够完成传统计算机不能做到的复杂运算。
6.信息技术Information Technology,IT
一切可以用二进制进行编码的东西都被称为信息
联合国科文组织对信息技术的定义：应用在信息加工和处理中的科学、技术与工程的训练方法和管理技巧；上述方面的技巧和应用；计算机及其与人、机的相互作用；与之相应的社会、经济和文化等诸种事物。
信息技术一般指一系列与计算机相关的技术。
信息技术=现代信息技术+现代文明以前的原始时代和古代社会中与该时代对应的信息技术
信息技术包括三个层次的内容：信息基础技术、信息系统技术、信息应用技术
①信息基础技术指信息技术的基础，包括新能源、新材料、新器件的开发和研制。目前发展最快、影响最大的技术是微电子技术和光电子技术。
②信息系统技术：感测技术、通信技术（指电信技术，国际称远程通信技术）、计算机与智能技术和控制技术是它的核心。
现代信息技术的发展趋势：数字化、多媒体化、高速度、网络化、宽频带、智能化。
二、信息的表示和存储
1.数据是对客观事物的符号表示，包括数值、文字、语言、图形和图像。数据是信息的载体。
数据与信息的区别：数据处理之后产生的结果为信息，信息具有针对性和实效性。信息有意义，数据无意义。
信息、物质和能源是人类生存和社会发展的三大基本资源。
2.ENIAC是十进制，用十根真空管来表示一位十进制数。
IAS是二进制，只有0和1两个数码。运算简单、易于物理实现、通用性强，所占用的空间和所消耗的能量小，机器可靠性高。计算机内部均用二进制表示信息，与外部交往仍采用人们便于阅读的形式，如十进制数据、文字显示及图形描述。
3.数据的单位
计算机中数据的最小单位是位。储存容量的基本单位是字节。
①位bit
位是度量数据的最小单位。采用多个数码（0和1的组合）来表示一个数，其中的1个数码为1位。
②字节byte，B
字节是信息组织和存储的基本单位，也是计算机体系结构的基本单位。1个字节由8位二进制数码组成。1KB=1024B=210B,1MB=1024KB=220B……
③字长
字长是计算机的一个重要指标，直接反映一台计算机的计算能力和计算精度。字长越长，计算机的数据处理速度越快。计算机的字长通常是字节的整倍数，如今天的微型机的64位，大型机128位。
4.进位计数制及其转换
①进位计数制
多位码中每一位的构成方法以及从低位到高位的进位规则称为进位计数制（简称数制）。
如果采用R个基本符号表示数值，则称R数制，R为该数制的基数，而数制中固定的基本符号称为数码。
二进制B，八进制O，十进制D，十六进制H（0,1,2,3,4,5,6,7,8,9,A,B,C,D,E,F）
②R进制转换为十进制
（234）H=（2*162+3*161+4*160）D=（512+48+4）D=（564）D
③十进制转换为R进制
当商为0时得到余数Kn-1，即二进制数的最高有效位MSB。
小数部分转换为R进制采用“乘R取整”法，将小数部分不停乘R取整数，直至小数部分为0或达到要求的精度为止。所得的整数自左往右排列，首次取得的整数在最左边。
（225.8125）D=（11100001.1101）B
④八进制转换为十六进制
1位八进制数等于3位二进制数，1位十六进制数相当于4位二进制数
二进制转为八进制时，以小数点为中心向两边分组，三位为一组，两头不足三位补0即可。

二进制转为十六进制时，以小数点为中心向两边分组，四位为一组进行转换即可。

同样，将八进制或十六进制转为二进制时，只需将1位数转换为3（4）位数。整数前的高位0和小数后的低位0可以不写。
5.字符的编码
字符包括西文字符（字母、数字、各种符号）和中文字符，即所有不可做算术运算的数据。
①西文字符的编码：最常用的字符编码是ASCⅡ（American Standard Code for Information Interchange,美国信息交换标准码），有7位码和8位码两种版本。国际通用的是7位码，用7位二进制数表示一个字符的编码，共有27=128个不同编码值。
其排列次序为b6b5b4b3b2b1b0，b6为最高位，b0为最低位。有34个非图形字符（控制字符），94个可打印字符。
*ASCⅡ只对英文字母、数字和标点符号进行了编码。
计算机内部用一个字节（8个位）存放一个7位ASCⅡ码，最高位置为0.
②汉字的编码
我国于1980年发布了国家汉字编码标准GB2312-80，全称是《信息交换用汉子编码字符集-基本集》（简称GB码或国标码）。将6763个汉字分为一级汉字（3755，按拼音字母次序）和二级汉字（3008，按部首偏旁）。每个国标码用两个字节来表示一个汉字，每个字节的最高位为0.
区位码由4位十进制数字组成=区号（94）+位号（94）。国标码是一个4位十六进制数。区位码转换为国标码的方法：将区位码的区号和位号从十进制转为十六进制，然后分别加上20H（十进制的32），就是汉字的国标码。
中国台湾、香港等地区使用的是繁体字即BIG5码。
GBK编码（拓展汉字编码），是GB2312-80的拓展，支持国际标准ISO 10646种全部中日韩汉字，于1995年12月发布。
③汉字的处理过程
汉字输入——输入码——国标码——机内码——地址码——字形码——汉字输出
汉字内码=汉字国标码+（80 80）H
使外文的最高位为0，而汉字最高位为1，便于区分外文与汉字。
四、多媒体技术简介
1.媒体Medium是指文字、声音、图像、动画和视频等内容。
多媒体Multimedia技术是指能够同时对两种或两种以上的媒体进行采集、操作、编辑、存储等综合处理的技术。
按照国际组织，将媒体分为感觉媒体、表示媒体、表现媒体、存储媒体和传输媒体五类。
多媒体技术具有交互性【关键特征】、集成性、多样性、实时性等特征，这也是它区分于传统计算机的显著特征。
2.声音
将连续的模拟电信号变成离散的数字信号就是数字化，数字化的基本技术是脉冲编码调制PCM，主要包括采样、量化、编码3个基本过程。
采样周期的倒数为采样频率。根据奈奎斯特采样定理，当采样频率大于或等于声音信号最高频率的两倍时，就可以将采集到的样本还原成声音信号。如人的语音频率一般在80-3400Hz，则采样频率选择8Hz就能基本还原人的语音信号。采样周期越短，记录的信息越准确。
量化位数越大，采集的样本精度就越高，声音的质量越高。
记录声音时，每次只产生一组声波数据称单声道，每次产生两组声波数据称双声道。双声道具有空间立体效果，但所占空间比单声道多一倍。
音频数据量（B）=采样时间（s）*采样频率*量化位数*声道数/8
如计算3min双声道，16位量化位数，44.1kHz采样频率声音的不压缩的数据量为：音频数据量=180*44100*16*2/8=31752000B=30.28MB
储存声音的格式有很多种，常用的有WAV、MP3、VOC文件等。①WAV是微软采用的波形声音文件存储格式，是最早的数字音频格式，直接记录真实声音的二进制采样数据，通常文件较大，以“.wav”为文件的拓展名。②MPEG是指采用MPEG（.mp1/.mp2/.mp3）音频压缩标准进行压缩的文件。是一种有损压缩，MP1、MP2、MP3的压缩比分别为4：1,6:1-8:1,10:1-12:1.其中MP3是目前使用最多的音频格式文件，其音质稍差于WAV。③RealAudio文件是Real Network公司推出的一种网络音频文件格式，采用了“音频流”技术，最大的特点可以实时传输音频信息。主要适用于网络上的在线播放。文件格式主要由RA、RM、RMX3种。④乐器数字接口MIDI文件规定了乐器、计算机、音乐合成器以及其他电子设备之间交换音乐信息的一组标准规定。MIDI文件中的数据记录的是一些关于乐器演奏的内容，而不是实际的声音。MIDI文件比WAV要小很多，且易于编辑处理。缺点是播放声音的质量取决于播放设备，整体效果不如WAV。拓展名“.mid/.rmi”⑤VOC文件是声霸卡使用的音频文件格式，以“.voc”为文件的拓展名。⑥AU文件主要为Unix工作站使用，拓展名“.au”.AIF文件是苹果机的音频文件格式，“.aif”
3.图像
静态图像根据在计算机中生成的原理不同，分为矢量图形和位图图像；动态图像又分为视频和动画。习惯上将摄像机拍得到的动态图像称为视频，而用计算机或绘画的方法生成的动态图像称为动画。
①静态图像的数字化：图像由许多点组成，其数字化通过采样和量化就可以得到。存储图像颜色的二进制数的位数称为颜色深度。
②动态图像的数字化：人眼看到的图像消失后还会在视网膜上滞留几毫秒，动态图像就是根据这个原理构成的。动态图像将静态图像以每秒钟n幅的速度播放，当n≥25时，显示在人眼中的就是连续的画面。
图像文件格式.bmp/.gif/.tiff/.png/.wmf/.dxf
视频文件格式.avi/.mov/ASF/WMV
4.多媒体数据的压缩
无损压缩原理：利用数据的统计冗余进行压缩，又称可逆编码。统计被压缩数据中重复数据的出现次数来进行编码。解码是对压缩的数据进行重构，重构后的数据与原来的数据完全相同。
特点：压缩比较低，2:1-5:1，广泛用于文本数据、程序以及重要图形和图像的压缩。如WinZip、WinRAR。
常用的无损压缩算法包括行程编码、霍夫曼编码、算数编码、LZW编码（Lempel Ziv Welch）等。
有损压缩又称不可逆压缩，也称破坏性压缩。以损失文件中的某些信息为代价换取较高的压缩比，其损失的信息多是对视觉和听觉感知不重要的东西，但压缩比通常较高，一般为几十到几百，常用于音频、图像和视频的压缩。
典型的方法有预测编码、变换编码、基于模型编码、分形编码及矢量量化编码等。
变换编码包括四个步骤：变换、变换域采样、量化和编码。
五、计算机病毒及其防治
1.计算机病毒的出现和发展是计算机软件技术发展的必然结果。
计算机病毒Computer Virus实质上是一种特殊的计算机程序。这种程序具有自我复制能力，可非法入侵而隐藏在存储媒体中的引导部分、可执行程序或数据文件中。当病毒被激活时源病毒能把自身复制到其他程序体内，影响和破坏程序的正确执行和数据的正确性。
在《中华人民共和国计算机信息系统安全保护条例》中定义：计算机病毒，是指编制或者在计算机中插入的破坏计算机功能或破坏数据，影响计算机使用并且能够自我复制的一组计算机指令或程序代码。
计算机病毒一般具有寄生性、破坏性、传染性、潜伏性和隐蔽性的特征。
分为五类：引导区型病毒、文件型病毒、混合型病毒、宏病毒、Internet病毒（网络病毒）
①引导区型病毒：通过读取各种移动存储介质感染引导区型病毒，感染硬盘的主引导记录，进而感染每个插入计算机的移动盘的引导区。它总是先于系统文件装于内存储器，获得控制权并进行传染和破坏。
②文件型病毒：主要感染.com/.exe/.drv/.bin/.ovl/.sys等可执行文件，寄生在文件的首部或尾部，并修改程序的第一条指令。这类病毒只有带毒程序执行时才能进入内存。
③混合型病毒：既感染引导区也感染执行文件。可通过以上两种方式传播。更凶残。
④宏病毒：寄存于Microsoft Office文档或模版的宏中的病毒。只感染DOC、DOT文件，与操作系统没有特别的关联。他们大多以Visual Basic或Word提供的宏程序语言编写，比较容易制造。能通过Email下载word文档附件等途径蔓延。还可衍生出各种变性病毒“父生子子生孙”的传播方式。宏病毒称为威胁计算机系统的第一杀手。
⑤Internet病毒：大多是通过Email传播。黑客是危害计算机系统的源头之一。已发现的黑客程序有BO、Netbus、Netspy、Backdoor等。
新型后门程序Backdoor-Undef.CDR、代理木马新变种Trojan-Agent.DDFC（远程控制的恶意程序）
清除病毒是指把病毒从原有的文件中清除，恢复原有文件的内容；删除是指把整个文件删除掉。
小结
1.美籍匈牙利科学家冯·诺依曼提出了存储程序和计算机采用二进制的思想，至今计算机采用的基本结构仍是冯·诺依曼型，其基本工作原理仍是存储程序和程序控制。
2.一个汉字的十进制区号、位号分别转换成十六进制，在分别加上20H（十进制是32）就成为汉字的国标码。国标码的每个字节加上80H就是汉字机内码。
一、计算机的硬件系统
1.硬件是计算机赖以工作的实体，是各种物理部件的有机结合。软件是控制计算机运行的灵魂，是由各种程序以及程序所处理的数据组成。
硬件是计算机的物质基础。冯·诺依曼计算机由输入、存储、运算、控制和输出五个部分组成。
2.运算器Arithmetic Unit,AU
是计算机处理数据、形成信息的加工厂，主要功能是对二进制数码进行算术运算或逻辑运算，又称算术逻辑部件ALU。（算术运算：数的加减乘除及乘方开方等数学运算；逻辑运算：逻辑变量之间与、或、非等基本操作对二进制数进行的逻辑判断）
运算器的核心是加法器Adder。处理对象是数据，处理的数据来自存储器，处理后的结果通常送回存储器或暂存在运算器中。寄存器Register和累加器Accumulator也是需要的。
数据长度和表示方法对运算器的性能影响极大。字长的大小决定了计算机的运算精度，字长越长所能处理的数的范围越大，运算精度越高处理速度越快。
3.控制器Control Unit，CU
是计算机的心脏，由它指挥全机各个部位自动、协调地工作。基本功能是根据指令计数器中指定的地址从内存取出一条指令，对指令进行译码，再由操作控制部件有序地控制各部件完成操作码规定的功能。
控制器由指令寄存器、指令译码器、程序计数器和操作控制器4个部件组成。
机器指令是一个按照一定格式构成的二进制代码串【=操作码（性质和功能）+操作数（操作对象）】，计算机只能执行指令并被指令所控制。
指令的执行过程：取指令——分析指令（译码）——生成控制信号——执行指令——重复执行
控制器和运算器是计算机的核心部件，这两部分合称中央处理器Central Processing Unit，CPU，在微型计算机中也称微型处理器MPU。
时钟主频是指CPU的时钟频率，其高低一定程度上决定了计算机速度的高低。主频越高，速度越快。目前“奔腾”Pentium处理器的主频已达5GHz。
4.存储器Memory
是存储程序和数据的部件。可自动完成程序或数据的存取，是计算机系统中的记忆设备。又分为内存（主存）和外存（赋存）两大类。
内存
是主板上的存储部件，存储当前正在执行的数据程序和结果。
容量小、存取速度快，但断电后信息全部丢失
外存
是磁性介质或光盘等部件，存放各种数据文件和程序文件等需长期保存的信息
容量大、存取速度慢、断电后信息不丢失
1.随机存取储存器Random Access Memory，RAM
通常说的计算机内存容量即指计算机主存RAM，两个特点：可读写性和易失性。
又分为静态SRAM和动态DRAM。动态指每隔一个固定的时间必须对存储信息刷新一次。
2.只读储存器Read Only Memory，ROM
ROM中一般存放计算机系统管理程序。
3.高速缓冲存储器Cache
其中存放什么？CPU最常访问的指令和数据
4.存储器的主要性能指标：容量和速度
1.硬盘Hard Disc
由磁盘片、读写控制电路和驱动机构组成。硬盘读写数据时，磁头与磁盘表面始终保持一个很小的间隙，实现非接触式读写。依靠硬盘高速旋转时带动的气流。
硬盘转速是硬盘电机主轴的旋转速度，决定硬盘内部传输率的关键因素之一。一般有5400和7200rpm。主流硬盘各参数为SATA接口、500GB容量、7200rmp转速和150MB/s传输率。
2.闪速存储器Flash/U盘
3.光盘Optical Disc
只读型光盘CD-ROM/DVD-ROM：记录在母盘上的数据呈螺旋状，由中心向外散开。一次写入型光盘：只能写一次。
DVD可提供相当于普通CD片8-25倍的存储容量及9倍以上的读取速度。CD光盘最大容量700MB，DVD单面4.7GB，双面8.5GB。蓝光光盘单25G，双50G
现代计算机系统基本都采用Cache、主存和辅存三级存储系统。分为“Cache-主存”和“主存-辅存”层次，前者解决CPU和主存速度不匹配问题，后者解决存储器系统容量问题。在存储系统中，CPU可直接访问Cache和主存，辅存通过主存和CPU交换信息。
5.输入设备Input Devices
主要作用是人们可读的信息（命令、程序、数据、文本、图形、音频和视频）转换为计算机能识别的二进制代码输入计算机，供计算机处理。目前常用的输入设备有键盘、鼠标器、摄像头、扫描仪、光笔、手写输入板、游戏杆、语音输入装置等，还有脚踏鼠标、手触输入、传感。
键盘——接口规格有PS/2和USB。键盘上的字符分布是根据字符的使用频率确定的。
鼠标器——IBM公司的专利产品TrackPoint
光学字符阅读器OCR——一种快速字符阅读装置。
触摸屏将输入和输出集中到一个设备上，简化了交互作用。
光笔是专门用来在显示屏幕上作画的输入设备。
6.输出设备Output Devices
把各种计算结果数据或信息以数字、字符、图像、声音等形式表现出来。常用的有显示器、打印机、绘图仪、影像输出、语音输出、磁记录设备等。
·显示器/监视器——分为阴极射线管显示器CRT和液晶显示器LCD。纯平显示器成为PC主流显示器。主要特性：①像素Pixel和点距Pitch，屏幕上图像的分辨率或清晰度取决于能在屏幕上独立显示点的直径，这种独立显示的点称像素，点距直接影响显示效果。像素越小显示越清晰。②分辨率，即每帧的线数和每线的点数的乘积。常用的640*480（256种颜色）指水平方向有640个像素，在垂直方向上有480个像素。③显示储存器/显存，每个像素需要8位（1个字节），当显示真彩色时每个色素要用3个字节。④显示器的尺寸，以显示屏的对角线来度量。目前主流产品主要以17英寸和19英寸为主。
微型计算机的显示系统由显示器和显示卡组成，显示卡/显卡/显示适配器。显示器通过显示器接口（即显示卡）与主机连接，所以显示器必须与显示卡匹配。显示卡主要由显示控制器、显示存储器和接口电路组成。目前PCI-Express接口的显卡成为替代AGP的主流。
·打印机——有点阵式打印机、喷墨式打印机和激光打印机三种。点阵式打印机的核心部分是打印头；喷墨式打印机喷出极细小的带电墨水雾点，无机械击打动作；激光打印机属非打击打印机，吸引带色粉末，将其熔结在纸的表面。
·其他输入/输出设备——集成输入/输出两种功能，如调制解调器（数字信号和模拟信号之间的桥梁），将计算机的数字信号转换成模拟信号，通过电话线传送到另一台调制解调器上，通过解调再将模拟信号转换成数字信号送入计算机。
7.计算机的结构
·直接连接——最早的计算机基本上采用的方式，运算器、存储器、控制器和外部设备等组成部件相互之间基本都有单独的连接路线。
IAS是计算机发展史上最重要的发明之一，它是世界上第一台采用二进制的存储程序计算机，也是第一台将计算机分成运算器、控制器、存储器、输入设备和输出设备等组成部分的计算机，后来把符合这种设计的计算机成为冯·诺依曼机。IAS是现代计算机的原型。
·总线结构——分为数据总线、地址总线、控制总线三种。常见的总线标准有ISA总线、PCI总线、AGP总线和EISA总线等。ISA是采用16位的总线结构；PCI是采用32位的高性能总线结构。总线体现在硬件上就是计算机主板Main Board。
在计算机维修中，人们把CPU、主板、内存、显卡加上电源所组成的系统叫最小化系统。一台计算机的性能就是最小化系统加硬盘决定的。
二、计算机的软件系统
1.计算机系统由硬件Hardware系统和软件Software系统组成。硬件系统也成裸机，裸机只能识别0和1组成的机器代码。没有软件系统的计算机是无法工作的。计算机的功能不仅仅取决于硬件系统，更大程度上由所安装的软件系统决定。
2.软件是计算机的灵魂。
·程序是按照一定顺序执行的、能够完成某一项任务的指令集合。人在解决问题时一般分为分析问题、设计方法和求出结果三个步骤。Pascal之父、结构化程序设计的先驱Niklaus Wirth认为“程序=算法+数据结构”。故算法和数据结构直接影响计算机解决问题的正确性和高效性。
·程序设计语言——人类所用的语言一般称为自然语言，由字、词、句、段、篇等构成。人与计算机使用计算机语言，又称程序设计语言，由单词、语句、函数和程序文件组成。程序设计语言是软件的基础和组成。
①机器语言：所有指令的集合称为指令系统，直接用二进制代码表示指令系统的语言为机器语言。机器语言是唯一能被计算机硬件系统理解和执行的语言。处理效率高，执行速度快，无需翻译。但极繁琐。
②汇编语言：用英文单词或缩写代替二进制代码的语言。汇编语言是一种把机器语言“符号化”的语言。与机器语言的实质相同，直接对硬件系统操作，但汇编语言使用助记符描述程序，如ADD为加法指令，MOV为传送指令等。需要翻译。
③高级语言：高级语言是最接近人类自然语言和数学公式的程序设计语言，基本脱离了硬件系统。目前常用的有C++、C、Java、Visual Basic等。在计算机中不能直接执行，有两种翻译方式，编译方式和解释方式。编译方式是将高级语言源程序整个编译成目标程序，再通过链接程序转换为可执行程序；解释方式是将源程序逐句翻译、逐句执行的方式，边翻译边执行，解释过程不产生目标程序，多为Basic语言。
3.软件系统及其组成
计算机软件分为系统软件和应用软件两大类。
系统软件是指控制和协调计算机及外部设备，支持应用软件开发和运行的软件。主要功能是调度、监控和维护计算机系统。系统软件主要包括操作系统OS【最主要】、语言处理系统、数据库管理系统和系统辅助处理程序等。系统软件是软件的基础。

三、操作系统
1.操作系统是介于硬件和应用软件之间的一个系统软件，直接运行在裸机上。
操作系统中的重要概念有进程、线程、内核态和用户态。
①进程Process【核心概念】=程序+执行，一个程序被加载到内存，系统就创建了一个进程，程序执行结束后，该进程消亡。金城是动态的，程序是静态的。进程又称“任务”。所有的进程都是作业，但不是所有的作业都是进程。
②线程Threads：为了提高CPU的利用率，将进程再细分为线程。线程是进程的一个实体，是CPU调度和分派的基本单位，势必进程更小的能独立运行的基本单位。线程基本不拥有系统资源，只拥有在运行中必不可少的资源，但相同进程的线程共享该进程的全部资源。【CPU以时间片轮询的方式为进程分配处理时间。如果CPU有10个时间片，需要处理2个进程，则利用率为20%】
③内核态和用户态
特权态即内核态，拥有计算机中多有的软硬件资源。关系到计算机根本运行的程序应该在内核态下执行（如CPU管理和内存管理）。
普通胎即用户态，其访问资源的数量和权限均受到限制。只与用户数据和应用相关的程序则放在用户态中执行（如文件系统和网络管理）。
2.操作系统可以控制所有计算机上运行的程序并管理所有计算机资源，是最底层的软件。操作系统管理的硬件资源有CPU、内存、外存和输入/输出设备，软件资源为文件，管理核心为资源管理。一台计算机可以安装几个操作系统，但在启动计算机时需要选择其中一个作为“活动”的操作系统，这种配置叫做“多引导”。
3.操作系统的发展是在“硬件成本不断下降”和“计算机功能和复杂性不断增加”两个因素驱动的。

4.操作系统的种类
①单用户操作系统Single User Operating System：主要特征是计算机系统内一次只能支持运行一个用户程序。最大缺点是计算机资源不能被充分利用。如微型计算机的DOS、Windows操作系统
②批处理操作系统Batch Processing Operating System：也称多任务操作系统。如IBM的DOS/VSE系统
③分时操作系统Time-Sharing Operating System：主要特征是一台计算机周围挂上若干台近/远程终端，每个用户可以在各自终端上以交互的方式控制作业运行。
④实时操作系统Real-Time Operating System：有时间响应要求的快速处理过程。
⑤网络操作系统Network Operating System:提供网络通信和网络资源共享功能的操作系统。
5.典型操作系统
典型操作系统主要包括Windows、Linux、DOS、VxWorks等。按照功能特征将其分为四大类。
①服务器操作系统 指安装在大型计算机上的操作系统，比如Web服务器、应用服务器和数据库服务器等。服务器系统主要分为四大流派：Windows、Unix、Linux、Netware。
Windows是美国微软公司设计的基于图形用户界面的操作系统，目前装机普及率最高。最新的版本是Windows10.
Unix是美国AT&T公司1971年在PDP-11上运行的操作系统。有多用户、多任务的特点，支持多种处理器架构。
Linux是一种开放源码的类Unix操作系统。世界上运算速度最快的10台超级计算机上都是该系统。专业人士认为它最安全、最稳定，对硬件系统最不敏感。但图形界面不够友好。
Netware是Novell公司推出的网络操作系统。最重要特征为基于基本模块设计思想的开放式系统结构。是一个开放的网络服务器平台。
②PC操作系统
PC操作系统指安装在个人计算机上的操作系统，如DOS、Windows、MacOS。
DOS（Disk Operating System）是第一个个人机操作系统。微软公司，功能简单硬件要求低，但存储能力有限，要求用户必须记住各种命令。
Windows提供图形用户界面，是覆盖在DOS系统上的一个视窗界面，不支持多道程序。是一款既支持个人机又支持服务器的双料操作系统。
MacOS是苹果公司自行设计开发的，专用于Macintosh等苹果机，一般情况下无法在普通计算机上安装。是基于Unix内核的操作系统。目前最新版本为MacOS Sierra。
③实时操作系统（如VxWorks）
VxWorks操作系统是美国风和公司（WinRiver）于1983年设计开发的一种嵌入式实时操作系统，是嵌入式开发环境的关键组成部分。支持几乎所有现代市场上的嵌入式CPU，以良好的可靠性和卓越的实时性被广泛应用。
④嵌入式操作系统
Palm OS是Palm公司开发的专用于PDA（personal digital assistant，掌上电脑）的一种32位嵌入式操作系统。可用于移动设备。
四、Windows7操作系统
1.Windows7是微软推出的PC操作系统，其市场份额已超过50%以上。
Windows 7可以在现有计算机平台上提供出色的性能体验，1.2GHz双核心处理器、1GB内存、支持WDDM1.0的DirectX 9显卡就能够让Win7顺畅运行。Win7是第二代具备完善64位支持的操作系统。
半透明的Windows Aero外观。只需要通过鼠标的简单拖曳即可隐藏、显示和对图标进行排序。
硬件基本要求：
1GHz或更快的32位（×86）或64位（×64）处理器
1GB物理内存（32位）或2GB物理内存（64位）
16GB可用硬盘空间（32位）或20GB物理内存（64位）
DirectX 9图形设备（WDDM 1.0）或更高版本的驱动程序
屏幕纵向分辨率不低于768像素
2.便利贴——在开始菜单搜索框中输入“便笺”即可打开。
库是Win7系统最大的亮点。（库和文件夹有很多相似之处，如在库中也可以包含各种子库和文件。但二者有本质区别，在文件夹中保存的文件或子文件夹都存储在该文件夹中，库中仅保存文件快照如快捷方式）。库提供一种更加快捷的管理方式。
搜索——搜索框筛选器，运算符（AND/OR/NOT/＞＜/空格）。模糊搜索是使用通配符（*或？）代替位置字符来完成检索操作的方法。其中“*”代表任意数量的任意字符，“？”代表某一位置上的一个字母。如“*.jpg”为检索当前位置所有类型为jpg的文件；“windows？.doc”搜索第81位是任何数字或字母的doc类型文件，“windows7.doc”或“windowsA.doc”。
3.
手动解决兼容问题：win7的系统代码是建立在Vista基础上的
右击某图标-属性-兼容性选项卡- “以兼容模式运行这个程序”-下拉列表选择兼容的操作系统版本-“更改所有用户的设置”-（若当前默认的账户权限无法执行上述操作）选择“以管理员身份运行此程序”-单击“确定”
自动解决兼容问题：如果程序太老，兼容模式也无法解决该问题，可以尝试使用win7中的Windows XP模式来运行
右击某图标-选择“兼容性疑难解答”-打开“程序兼容性”对话框-单击“尝试建议的设置”-“启动程序”-单击“下一步”-“是，为此程序保存这些设置”或“否，使用其他设置再试一次”
硬件管理：要想在计算机上正常运行硬件设备，必须安装设备驱动器
Win7开始驱动程序不再运行在系统内核态，而是加载在用户模式下，解决了由于驱动问题错误而导致系统运行不稳定性问题。开始-设备和打印机-添加打印机-添加本地打印/添加网络、无线或bluetooth打印机-系统自动搜索，自动安装选中打印机的驱动程序
4.win7网络配置与应用
连接到宽带：单击“控制面板”-网络和共享中心-更改网络设置-设置新的连接或网路-连接到Internet-选择相应宽带，输入密码，单击“连接”即可。
连接到无线：单击任务栏通知区的网络图标-双击需要连接的网络-输入密码-连接
通过家庭组实现两台计算机资源共享：使用任何版本的win7都可以加入家庭组，但只有在win7家庭高级版、专业版或旗舰版中才能创建家庭组。创建家庭组【①搭建局域网（分别设置两台计算机的IP地址为192.168.1.2和192.168.1.3，子网掩码均为255.255.255.0）②创建家庭组（在“网络和共享中心”的“查看活动网络”-当前网络地址改为家庭网络）】，加入家庭组【将另一台计算机的网络设置改为家庭网络后，其资源管理器界面左侧导航窗口中显示“家庭组”节点，单击“立即加入”，输入密码后即可】
5.系统维护与优化
减少启动加载项：控制面板-管理工具-系统配置-启动项
整理磁盘碎片：开始-搜索框输入“磁盘”-选择要清理的磁盘-确定