第一章-計(jì)算機(jī)基礎(chǔ)知識(shí)

1、第一章計(jì)算機(jī)基礎(chǔ)知識(shí)1.1 概述1.1.1 計(jì)算機(jī)的產(chǎn)生巴貝奇被認(rèn)為是世界上第一個(gè)發(fā)明計(jì)算機(jī)編程的人，他提出自動(dòng)計(jì)算機(jī)的概念，為現(xiàn)代數(shù)字計(jì)算機(jī)發(fā)展奠定了基礎(chǔ)。馮-諾依曼：1）采用二進(jìn)制表示數(shù)據(jù)和指令。2）采用存儲(chǔ)器存儲(chǔ)數(shù)據(jù)和序列（程序），指令依次執(zhí)行。Ps：現(xiàn)代的計(jì)算機(jī)絕大多數(shù)都是采用馮諾依曼計(jì)算機(jī)體系結(jié)構(gòu)。1.1.2 計(jì)算機(jī)的發(fā)展歷史1）第一代計(jì)算機(jī)： 電子管計(jì)算機(jī)（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(chǔ)存信息 ，容量很小，輸入輸出設(shè)備落后。主要用于 軍事和科研。2）第二代計(jì)算機(jī)：晶體管計(jì)算機(jī)（體積小、重量輕、成本下降、可靠性和運(yùn)算速度明顯提 高）普遍采用磁芯作

2、為主儲(chǔ)存器 ，磁盤(pán)和磁鼓做外儲(chǔ)存器，提出了操作系統(tǒng)的概念，出現(xiàn)了高級(jí)程序設(shè)計(jì)語(yǔ)言。第一階段的發(fā)展使計(jì)算機(jī)進(jìn)入商用時(shí)期。Ps： IBM公司國(guó)際商用機(jī)器公司，當(dāng)時(shí)全球最大計(jì)算機(jī)制造銷售。3）第三代計(jì)算機(jī)：中小規(guī)模集成電路計(jì)算機(jī)（體積更小、速度更快、價(jià)格更便宜）半導(dǎo)體存儲(chǔ)器為主存儲(chǔ)器，出現(xiàn)了分時(shí)操作系統(tǒng)，計(jì)算機(jī)開(kāi)始在 科學(xué)和商用領(lǐng)域 得以推廣。4）第四代計(jì)算機(jī)：大、超大、極大規(guī)模集成電路計(jì)算機(jī)（體積更小、功能更強(qiáng)、造價(jià)更低）高度集成化是這一代計(jì)算機(jī)的 主要特征。微型計(jì)算機(jī)：以微處理器為中央處理單元的計(jì)算機(jī)系統(tǒng)（功能強(qiáng)、軟件豐富、價(jià)格低）1）微處理器：集成電路計(jì)算機(jī)將計(jì)算機(jī)的核心部件CPU集成在一小塊

3、芯片上。Ps：四位微機(jī)處理器 1971年最早問(wèn)世（二進(jìn)制）1.2 了解計(jì)算機(jī)1.2.1 外觀組成形式馮諾依曼體系結(jié)構(gòu)：（控制器、運(yùn)算器、存儲(chǔ)器（內(nèi)存儲(chǔ)器）、輸入設(shè)備和輸出設(shè)備）微系統(tǒng)：（控制器+運(yùn)算器集成在中央處理器 CPU微芯片上，CPU插在主機(jī)機(jī)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(jì)算機(jī)都是由控制器、運(yùn)算器、存儲(chǔ)器、輸入設(shè)備和輸出設(shè)備5大基本部分組成。采用存儲(chǔ)器存儲(chǔ)數(shù)據(jù)和指令序列依次被執(zhí)行控制計(jì)算機(jī)。1.2.3 計(jì)算機(jī)系統(tǒng)組成一個(gè)完整的計(jì)算機(jī)系統(tǒng)是由 hardware和software兩大部分組成。中央處理單位：控制器、運(yùn)算器主（內(nèi)）存儲(chǔ)器：只讀存儲(chǔ)器、隨

4、機(jī)存儲(chǔ)器、高速緩沖存儲(chǔ)器輸入設(shè)備：鍵盤(pán)、鼠標(biāo)、光筆、掃描器、觸摸屏輔助（外）存儲(chǔ)器：軟件、硬盤(pán)、光盤(pán)、磁帶等應(yīng)用軟件：字處理、電子表格、繪圖、課件制作、數(shù)據(jù)庫(kù)應(yīng)用系統(tǒng)等軟件1.2.4 計(jì)算機(jī)中信息的表示計(jì)算機(jī)采用二進(jìn)制來(lái)處理數(shù)據(jù)和信息1 .二進(jìn)制數(shù)字系統(tǒng)：二進(jìn)制運(yùn)算規(guī)則簡(jiǎn)單，易于在機(jī)器中實(shí)現(xiàn)2 .信息存儲(chǔ)單位：二進(jìn)制數(shù)中的。和1是存儲(chǔ)信息的最小單位，稱為二進(jìn)制 位（bit,比特）連續(xù)8位二進(jìn)制數(shù)組成的一個(gè) 字節(jié)（Byte,簡(jiǎn)寫(xiě)B(tài)）,字節(jié)是計(jì)算機(jī)中衡量存儲(chǔ)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(jì)算機(jī)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(yùn)算越快，功能越強(qiáng)。3 .計(jì)算機(jī)中數(shù)值信息的表示4.B為二進(jìn)制D為十進(jìn)制Q為八進(jìn)制H為十六進(jìn)制都涉及基數(shù)和權(quán)。十進(jìn)制允許使用二進(jìn)制允許使用八進(jìn)制允許使用十六制允許使用10個(gè)數(shù)碼:2個(gè)數(shù)碼：8個(gè)數(shù)碼：16個(gè)數(shù)碼:Ps：進(jìn)制運(yùn)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(duì)應(yīng)的單位值二進(jìn)制數(shù)11100100轉(zhuǎn)化為十進(jìn)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(jìn)制數(shù)11100100轉(zhuǎn)化為八進(jìn)制為：Ps：可分為三組，因?yàn)榘诉M(jìn)制就是2的三次方4 .計(jì)算機(jī)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(jìn)制數(shù)編碼占用一個(gè)字節(jié)：2的七次方=128漢字信息編碼：?國(guó)標(biāo)碼（交換碼）：指不同的具有漢字處理功能的計(jì)算機(jī)系統(tǒng)間交換中文信息時(shí)使用的統(tǒng)一的標(biāo)準(zhǔn)編碼。漢字用兩個(gè)字節(jié)表示，每個(gè)字節(jié)用七位碼?機(jī)內(nèi)碼：每個(gè)漢字的機(jī)內(nèi)碼用 2個(gè)字節(jié)的二進(jìn)制表示，每個(gè)字節(jié)的最高位為 1?機(jī)外碼（輸入碼）文字信息輸出編碼（字形碼）：一個(gè)字不論筆畫(huà)多少，都可以用一組點(diǎn)陣表示，每個(gè)點(diǎn)擊二進(jìn)制的一個(gè)位。

7、點(diǎn)陣越大，點(diǎn)數(shù)越多，分辨率越高多媒體信息編碼1.3計(jì)算機(jī)硬件1.3.1 主板：一個(gè)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(yùn)算器+控制器CPU定微型計(jì)算機(jī)性能的主要指標(biāo)有：主頻：主頻越高，運(yùn)行速度越快，它是衡量電腦性能的重要指標(biāo)總線性能：在總線上，通常傳達(dá)三種信號(hào)：數(shù)據(jù)、地址和控制信號(hào)。相應(yīng)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(chǔ)器存儲(chǔ)器一般被分為內(nèi)存儲(chǔ)器和外存儲(chǔ)器1 .內(nèi)存儲(chǔ)器內(nèi)存儲(chǔ)器（主存儲(chǔ)器）：用于存放當(dāng)前執(zhí)行的數(shù)據(jù)和程序，是CPU直接訪問(wèn)的存儲(chǔ)器。內(nèi)存以字節(jié)為單位存儲(chǔ)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(jī)存取存儲(chǔ)器RAM只讀存

8、取器ROMF口高速緩沖存儲(chǔ)器 Cache）RAM （隨機(jī)存取存儲(chǔ)器）RAM1是常說(shuō)的內(nèi)存條，隨機(jī)存取的存儲(chǔ)器 RAMJ存條在斷電之后存放的內(nèi)容全部丟失ROM（只讀存儲(chǔ)器）ROM1一種只能讀出不能寫(xiě)入的存儲(chǔ)器，斷電后其中的內(nèi)容不會(huì)丟失（通常用于存放固定不變的，執(zhí)行特殊任務(wù)的程序 Cache （高速緩沖存儲(chǔ)器）RAM勺存取速度比CPU勺慢，所以引入了高速緩沖存儲(chǔ)器cache,它的速度與CPUffi當(dāng)。2 .外存儲(chǔ)器外存儲(chǔ)器（輔助存儲(chǔ)器）：比內(nèi)存的容量大，價(jià)格便宜，但是存取速度慢（用于存放待運(yùn)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(shè)備， 是內(nèi)存的后備和補(bǔ)充。CPU 不能直接訪問(wèn)外存儲(chǔ)

9、存器 ，必須將外存儲(chǔ)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(chǔ)存信息的軟盤(pán)存儲(chǔ)器：讀寫(xiě)速度慢，容量小，易壞，基本被淘汰硬盤(pán)存儲(chǔ)器：容量大，速度快，可靠性高，存儲(chǔ)成本低。移動(dòng)硬盤(pán)和 U盤(pán)，USB閃存光盤(pán)存儲(chǔ)器只讀型光盤(pán) CD-ROM、DVD-ROM 用戶只能從中讀取只寫(xiě)一次型光盤(pán)CD-R、DVD-R 用戶只能寫(xiě)一次，但是可以多次聽(tīng)放，不能修改可擦寫(xiě)型光盤(pán) CD-RM、DVD-RM 用戶可以重復(fù)讀寫(xiě)信息1.3.4 輸入設(shè)備鍵盤(pán)鼠標(biāo)數(shù)碼照相機(jī)掃描儀麥克風(fēng)觸摸屏錄音機(jī)手寫(xiě)筆識(shí)別系統(tǒng)1.3.5 輸出設(shè)備顯示器打印機(jī)投影儀繪圖儀音響VCD機(jī)縮微膠片語(yǔ)音輸出合成器1.4計(jì)算機(jī)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(yīng)用軟件1 .系統(tǒng)軟件（負(fù)責(zé)管理、監(jiān)控、維護(hù)、開(kāi)發(fā)計(jì)算機(jī)的硬件資源） 系統(tǒng)軟件的兩大特點(diǎn)：通用性、基礎(chǔ)性操作系統(tǒng)（SO）五大功能：處理器管理存儲(chǔ)器管理設(shè)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(wù)B單用戶多任務(wù)C多用戶多任務(wù)（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(shè)計(jì)語(yǔ)言和語(yǔ)言處理程序數(shù)據(jù)庫(kù)管理系統(tǒng)網(wǎng)絡(luò)軟件和系統(tǒng)服務(wù)程序2 .應(yīng)用軟件快捷方式是一個(gè)地址量或者指標(biāo)，不是原始文件，刪除快捷方式對(duì)原始文件無(wú)影響，任務(wù) 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(shè)計(jì)軟件圖形軟件1.4,2計(jì)算機(jī)語(yǔ)言1 .機(jī)器語(yǔ)言：是計(jì)算機(jī)發(fā)展初期使用的語(yǔ)言，是第一代計(jì)算機(jī)語(yǔ)言2 .匯編語(yǔ)言：匯編語(yǔ)言是 面向機(jī)器的，不同的機(jī)器有不同的匯編語(yǔ)令。匯編語(yǔ)言編寫(xiě)程序的優(yōu)點(diǎn)是效率高。用于底層軟件及實(shí)事控制軟件的編碼。3 .高級(jí)語(yǔ)言：面向任務(wù)的、面向過(guò)程的4 .第四代語(yǔ)言小點(diǎn)：1 .常見(jiàn)的應(yīng)用軟件有輔助設(shè)計(jì)軟件2 .防毒卡屬于硬件防毒3 .第四代計(jì)算機(jī)的開(kāi)發(fā)與 微芯片技術(shù)的巨大發(fā)展是分不開(kāi)的4 .計(jì)算機(jī)中存放一個(gè) ASCII占用一個(gè)字節(jié)5 .微機(jī)的性能指標(biāo)中，用戶可用的內(nèi)存儲(chǔ)器容量通常是指RAM容量6 .第一代計(jì)算機(jī)的

12、主要特征是采用電子管作為計(jì)算機(jī)的功能單位7 .第二代計(jì)算機(jī)采用晶體管制作器基本邏輯部件8 .第三代計(jì)算機(jī)采用半導(dǎo)體存儲(chǔ)器9 .中央處理器（CPU）由控制器和運(yùn)算器組成10 .一個(gè)完整的計(jì)算機(jī)系統(tǒng)，是由 硬件和軟件 兩大部分組成11 .每個(gè)漢字的機(jī)內(nèi)碼用 2個(gè)字節(jié)的二進(jìn)制數(shù)表示12 .根據(jù)傳送的信號(hào)不同，總線分為 數(shù)據(jù)總線、地址總線、控制總線13 .存儲(chǔ)器分為：內(nèi)存儲(chǔ)器、外存儲(chǔ)器14 .CPU直接訪問(wèn)的存儲(chǔ)器是：隨機(jī)存取存儲(chǔ)器、只讀存儲(chǔ)器15 .外存和內(nèi)存都是以字節(jié)為單位存儲(chǔ)信息的16 .常見(jiàn)的外存：硬盤(pán)、光盤(pán)、 USB閃存17 .軟件劃分：系統(tǒng)軟件、應(yīng)用軟件18 .第一代計(jì)算機(jī)采用 電子射線管、磁鼓 存儲(chǔ)信息，使用 機(jī)器語(yǔ)言和匯編語(yǔ)言 編制程序19 .第二代計(jì)算機(jī)提出了 操作系統(tǒng) 的概念，出現(xiàn)了 高級(jí)程序設(shè)計(jì)語(yǔ)言20 .國(guó)標(biāo)碼（交換碼）指不同的具有漢字處理功能的計(jì)算機(jī)系統(tǒng)間交換中文信息時(shí)使用的統(tǒng) 一標(biāo)準(zhǔn)碼。21 .主頻是CPU內(nèi)部時(shí)鐘晶體振蕩頻率，主頻率 越高，CPU運(yùn)算速度越快22二進(jìn)制只有1和0'兩種數(shù)字23 .一個(gè)二進(jìn)制位通常為 比特，是最小的存儲(chǔ)單位，只能用來(lái)