第一章-計算機基礎知識

1、第一章計算機基礎知識1.1 概述1.1.1 計算機的產(chǎn)生巴貝奇被認為是世界上第一個發(fā)明計算機編程的人，他提出自動計算機的概念，為現(xiàn)代數(shù)字計算機發(fā)展奠定了基礎。馮-諾依曼：1）采用二進制表示數(shù)據(jù)和指令。2）采用存儲器存儲數(shù)據(jù)和序列（程序），指令依次執(zhí)行。Ps：現(xiàn)代的計算機絕大多數(shù)都是采用馮諾依曼計算機體系結(jié)構(gòu)。1.1.2 計算機的發(fā)展歷史1）第一代計算機： 電子管計算機（體積大、耗電量大、壽命短、可靠性差、成本高）采用 電子射線管、磁鼓儲存信息 ，容量很小，輸入輸出設備落后。主要用于 軍事和科研。2）第二代計算機：晶體管計算機（體積小、重量輕、成本下降、可靠性和運算速度明顯提 高）普遍采用磁芯作

2、為主儲存器 ，磁盤和磁鼓做外儲存器，提出了操作系統(tǒng)的概念，出現(xiàn)了高級程序設計語言。第一階段的發(fā)展使計算機進入商用時期。Ps： IBM公司國際商用機器公司，當時全球最大計算機制造銷售。3）第三代計算機：中小規(guī)模集成電路計算機（體積更小、速度更快、價格更便宜）半導體存儲器為主存儲器，出現(xiàn)了分時操作系統(tǒng)，計算機開始在 科學和商用領域 得以推廣。4）第四代計算機：大、超大、極大規(guī)模集成電路計算機（體積更小、功能更強、造價更低）高度集成化是這一代計算機的 主要特征。微型計算機：以微處理器為中央處理單元的計算機系統(tǒng)（功能強、軟件豐富、價格低）1）微處理器：集成電路計算機將計算機的核心部件CPU集成在一小塊

3、芯片上。Ps：四位微機處理器 1971年最早問世（二進制）1.2 了解計算機1.2.1 外觀組成形式馮諾依曼體系結(jié)構(gòu)：（控制器、運算器、存儲器（內(nèi)存儲器）、輸入設備和輸出設備）微系統(tǒng)：（控制器+運算器集成在中央處理器 CPU微芯片上，CPU插在主機機箱內(nèi)的電板上） 1.2.2內(nèi)部結(jié)構(gòu)及工作原理馮諾曼依的四思想核心內(nèi)容：計算機都是由控制器、運算器、存儲器、輸入設備和輸出設備5大基本部分組成。采用存儲器存儲數(shù)據(jù)和指令序列依次被執(zhí)行控制計算機。1.2.3 計算機系統(tǒng)組成一個完整的計算機系統(tǒng)是由 hardware和software兩大部分組成。中央處理單位：控制器、運算器主（內(nèi)）存儲器：只讀存儲器、隨

4、機存儲器、高速緩沖存儲器輸入設備：鍵盤、鼠標、光筆、掃描器、觸摸屏輔助（外）存儲器：軟件、硬盤、光盤、磁帶等應用軟件：字處理、電子表格、繪圖、課件制作、數(shù)據(jù)庫應用系統(tǒng)等軟件1.2.4 計算機中信息的表示計算機采用二進制來處理數(shù)據(jù)和信息1 .二進制數(shù)字系統(tǒng)：二進制運算規(guī)則簡單，易于在機器中實現(xiàn)2 .信息存儲單位：二進制數(shù)中的。和1是存儲信息的最小單位，稱為二進制 位（bit,比特）連續(xù)8位二進制數(shù)組成的一個 字節(jié)（Byte,簡寫B(tài)）,字節(jié)是計算機中衡量存儲量大小的最 近本的單位。1TB=1024GB 1GB=1024MB 1MB=1024KB 1KB=1024B 1G=1024*1024KPS:

5、字節(jié)反映了計算機的性能，字節(jié)越大，取數(shù)的范圍越大，精度越高，內(nèi)存容量越大, 運算越快，功能越強。3 .計算機中數(shù)值信息的表示4.B為二進制D為十進制Q為八進制H為十六進制都涉及基數(shù)和權(quán)。十進制允許使用二進制允許使用八進制允許使用十六制允許使用10個數(shù)碼:2個數(shù)碼：8個數(shù)碼：16個數(shù)碼:Ps：進制運算：1、2、3、4、5、6、7、8、9,基數(shù)為 101和0,基數(shù)為21、2、3、4、5、6、7,基數(shù)為 81、2、3、4、5、6、7、8、9、A、B、C、D、E、F,基數(shù)為 16Ps：權(quán)是數(shù)制中每一固定位置對應的單位值二進制數(shù)11100100轉(zhuǎn)化為十進制為：1*2的7次方+1*2的6次方+1*2的5次

6、方+0*2的四次方+0*2的三次方+1*2的2次方+0*2+0*1=228二進制數(shù)11100100轉(zhuǎn)化為八進制為：Ps：可分為三組，因為八進制就是2的三次方4 .計算機中非數(shù)值信息的表示5 .西方信息編碼：ASCII碼采用七位二進制數(shù)編碼占用一個字節(jié)：2的七次方=128漢字信息編碼：?國標碼（交換碼）：指不同的具有漢字處理功能的計算機系統(tǒng)間交換中文信息時使用的統(tǒng)一的標準編碼。漢字用兩個字節(jié)表示，每個字節(jié)用七位碼?機內(nèi)碼：每個漢字的機內(nèi)碼用 2個字節(jié)的二進制表示，每個字節(jié)的最高位為 1?機外碼（輸入碼）文字信息輸出編碼（字形碼）：一個字不論筆畫多少，都可以用一組點陣表示，每個點擊二進制的一個位。

7、點陣越大，點數(shù)越多，分辨率越高多媒體信息編碼1.3計算機硬件1.3.1 主板：一個比較大的印刷電路板，其他部件與之相連接1.3.2 中央處理器：運算器+控制器CPU定微型計算機性能的主要指標有：主頻：主頻越高，運行速度越快，它是衡量電腦性能的重要指標總線性能：在總線上，通常傳達三種信號：數(shù)據(jù)、地址和控制信號。相應的，總線也分為數(shù)據(jù)總線、地址總線和控制總線1.3.3 存儲器存儲器一般被分為內(nèi)存儲器和外存儲器1 .內(nèi)存儲器內(nèi)存儲器（主存儲器）：用于存放當前執(zhí)行的數(shù)據(jù)和程序，是CPU直接訪問的存儲器。內(nèi)存以字節(jié)為單位存儲信息的，存放信息總量為內(nèi)存容量。內(nèi)存根據(jù)基本功能分為（隨機存取存儲器RAM只讀存

8、取器ROMF口高速緩沖存儲器 Cache）RAM （隨機存取存儲器）RAM1是常說的內(nèi)存條，隨機存取的存儲器 RAMJ存條在斷電之后存放的內(nèi)容全部丟失ROM（只讀存儲器）ROM1一種只能讀出不能寫入的存儲器，斷電后其中的內(nèi)容不會丟失（通常用于存放固定不變的，執(zhí)行特殊任務的程序 Cache （高速緩沖存儲器）RAM勺存取速度比CPU勺慢，所以引入了高速緩沖存儲器cache,它的速度與CPUffi當。2 .外存儲器外存儲器（輔助存儲器）：比內(nèi)存的容量大，價格便宜，但是存取速度慢（用于存放待運行的或者需要永久保持的程序和數(shù)據(jù)） 可以輸入也可以輸出設備， 是內(nèi)存的后備和補充。CPU 不能直接訪問外存儲

9、存器 ，必須將外存儲存器的內(nèi)容調(diào)入內(nèi)存后，才能被 CPU讀取。同樣 以字節(jié)為單位儲存信息的軟盤存儲器：讀寫速度慢，容量小，易壞，基本被淘汰硬盤存儲器：容量大，速度快，可靠性高，存儲成本低。移動硬盤和 U盤，USB閃存光盤存儲器只讀型光盤 CD-ROM、DVD-ROM 用戶只能從中讀取只寫一次型光盤CD-R、DVD-R 用戶只能寫一次，但是可以多次聽放，不能修改可擦寫型光盤 CD-RM、DVD-RM 用戶可以重復讀寫信息1.3.4 輸入設備鍵盤鼠標數(shù)碼照相機掃描儀麥克風觸摸屏錄音機手寫筆識別系統(tǒng)1.3.5 輸出設備顯示器打印機投影儀繪圖儀音響VCD機縮微膠片語音輸出合成器1.4計算機軟件1.4.

10、1 軟件的分類一般將軟件劃分為系統(tǒng)軟件和應用軟件1 .系統(tǒng)軟件（負責管理、監(jiān)控、維護、開發(fā)計算機的硬件資源） 系統(tǒng)軟件的兩大特點：通用性、基礎性操作系統(tǒng)（SO）五大功能：處理器管理存儲器管理設備管理文件管理用戶接口操作系統(tǒng)：管理和控制系統(tǒng)資源和數(shù)據(jù)的大型程序A單用戶單任務B單用戶多任務C多用戶多任務（windows）操作系統(tǒng)的作用：友好界面合理控制管理系統(tǒng)資源SO的類型：? UNIX? WINDOWS? OSLZ? DOS常用：操作系統(tǒng)程序設計語言和語言處理程序數(shù)據(jù)庫管理系統(tǒng)網(wǎng)絡軟件和系統(tǒng)服務程序2 .應用軟件快捷方式是一個地址量或者指標，不是原始文件，刪除快捷方式對原始文件無影響，任務 欄地

11、質(zhì)與大小可改變，但不是任意的常有：文字處理軟件電子表格軟件輔助設計軟件圖形軟件1.4,2計算機語言1 .機器語言：是計算機發(fā)展初期使用的語言，是第一代計算機語言2 .匯編語言：匯編語言是 面向機器的，不同的機器有不同的匯編語令。匯編語言編寫程序的優(yōu)點是效率高。用于底層軟件及實事控制軟件的編碼。3 .高級語言：面向任務的、面向過程的4 .第四代語言小點：1 .常見的應用軟件有輔助設計軟件2 .防毒卡屬于硬件防毒3 .第四代計算機的開發(fā)與 微芯片技術(shù)的巨大發(fā)展是分不開的4 .計算機中存放一個 ASCII占用一個字節(jié)5 .微機的性能指標中，用戶可用的內(nèi)存儲器容量通常是指RAM容量6 .第一代計算機的

12、主要特征是采用電子管作為計算機的功能單位7 .第二代計算機采用晶體管制作器基本邏輯部件8 .第三代計算機采用半導體存儲器9 .中央處理器（CPU）由控制器和運算器組成10 .一個完整的計算機系統(tǒng)，是由 硬件和軟件 兩大部分組成11 .每個漢字的機內(nèi)碼用 2個字節(jié)的二進制數(shù)表示12 .根據(jù)傳送的信號不同，總線分為 數(shù)據(jù)總線、地址總線、控制總線13 .存儲器分為：內(nèi)存儲器、外存儲器14 .CPU直接訪問的存儲器是：隨機存取存儲器、只讀存儲器15 .外存和內(nèi)存都是以字節(jié)為單位存儲信息的16 .常見的外存：硬盤、光盤、 USB閃存17 .軟件劃分：系統(tǒng)軟件、應用軟件18 .第一代計算機采用 電子射線管、磁鼓 存儲信息，使用 機器語言和匯編語言 編制程序19 .第二代計算機提出了 操作系統(tǒng) 的概念，出現(xiàn)了 高級程序設計語言20 .國標碼（交換碼）指不同的具有漢字處理功能的計算機系統(tǒng)間交換中文信息時使用的統(tǒng) 一標準碼。21 .主頻是CPU內(nèi)部時鐘晶體振蕩頻率，主頻率 越高，CPU運算速度越快22二進制只有1和0'兩種數(shù)字23 .一個二進制位通常為 比特，是最小的存儲單位，只能用來