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一、计算机发展
1、计算机的概念
2、第一台计算机1946年2月诞生于美国宾夕法尼亚大学:ENIAC(电子数字积分计算机)
冯·诺依曼提出的其原理和思想为:(1)采用二进制 (2)存储程序控制
程序和数据存储在存储器中。
(3)计算机的五个基本部件组成
运算器、存储器、控制器、输入设备、输出设备
3、计算机发展经历了四个阶段
第一阶段
第二阶段
第三阶段
第四阶段
主要电子器件
电子管
晶体管
中小规模集成电路
大规模超大规模集成电路
内存
***延迟线
磁芯存储器
半导体存储器
半导体存储器
外存
穿孔卡片、纸带
磁带
磁带、磁盘
磁盘、磁带光盘等
处理速度
5千条至几千条
几万条至几十万条
几十至几百万条
上千万条至亿万条
4、微型计算机
1971年,第一片微处理器诞生,标志进入了微型机阶段。
5、我国计算机的发展
1958年我国研制成功第一台计算机103机
银河、曙光、神威是我国研制的高性能巨型计算机。
6、未来计算机的发展趋势:巨型化微型化网络化 智能化
二、计算机的特点、用途和分类
1、计算机的特点
(1)高速、精确的运算能力 (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
2、计算机的用途
(1)科学计算 (2)数据处理(信息处理) (3)实时控制
(4)计算机辅助
计算机辅助设计(CAD)计算机辅助制造(CAM)
计算机辅助教育(CAI)计算机辅助技术(CAT)
(5)网络与通信功能 (6)人工智能 (7)数字娱乐 (8)嵌入式系统
一、计算机采用二进制编码
1、数据
数值数据:表示量的大小和正负。
字符数据:用以表示一些符号、标记,如英文字母、数字专用符号、标点符号等,汉字、图形、声音等数据。
2、数制
(1)概念
数的表示规则。通常按进位原则进行计数。称为进位计数制,简称数制。
(2)基数:某进位制中用到的基本符号(数码)的个数。
如R进制表示有R个基本符号,其基数就为R。
(3)位权:在某一进位制的数中,每一位的大小都对应着该位上的数码乘上一个固定的数,这个固定的数就是这一位的权数。权数是一个幂。
例:
进位制
基数
基本符号(数码)
权
表示
二进制
2
0、1
2
B
八进制
8
0、1、2、3、4、5、6、7
8
O
十进制
10
0、1、2、3、4、5、6、7、8、9
10
D
十六进制
16
0、1、2、3、4、5、6、7、8、9、A、B、C、D、E、C、F
16
H
3、二进制编码
(1)运算简单、易于物理实现
(2)占用空间少、消耗能量小、可靠性高
二、进制之间转换
1、十进制数转换为二进制数
方法:基数连除、连乘法,除二取余
整数部分采用基数连除法,除基取余,先得到的余数为低位,后得到的余数为高位。
小数部分采用基数连乘法,乘基取整,先得到的整数为高位,后得到的整数为低位。
例题:()10=(   )2
2、二进制数与八进制数的相互转换
二进制数转换为八进制数:将二进制数由小数点开始,整数部分向左,小数部分向右,每3位分成一组,不够3位补零,则每组二进制数便是一位八进制数。
001 | 101 | 010=()8
八进制数转换为二进制数:将每位八进制数用3位二进制数表示。
()8 =
3、二进制数与十六进制数的相互转换
二进制数与十六进制数的相互转换:按照每4位二进制数对应于一位十六进制数进行转换。
0001 | 1101 | =()16
()16 =
例2一个非零无符号二进制整数之后添加一个0,则此数的值为原数的()
A)4倍 B)2倍 C)1/2倍 D)1/4倍
解析:
非零无符号二进制整数之后添加一个0,相当于向左移动了一位,也就是扩大了原来数的2倍,如在非零无符号二进制整数之后去掉一个0,相当于向右移动了一位。也就变为原数的1/2。
二、计算机中的信息单位
1、位(bit)
表示数据的每个1或者0都被称作一个位,它度量数据的最小单位。
2、字节(Byte)
是计算机中组织和存储数据的基本单位,1B=8b
3、常用存储单位
1KB=1024B 1MB=1024KB 1GB=1024MB 1TB=1024GB
三、字符
1、字符分类
西文字符与中文字符
2、编码
用一定位数的二进制数来表示十进制数码、字母、符号等信息称为编码
(1)西文字符编码
ASCII码(美国信息交换标准交换代码)
国际通用是7位ASCII码,即用7位二进制数表示一个字符的编码。
要记住的几个字符的编码值:
a字符编码为1100001,对应十进制为97,则b的编码值为98。
A字符编码为1000001,对应十进制为65,则B的编码值为66。
0数字字符编码为0110000,对应十进制为48,则1的编码值为49。
注意:计算机内部用一个字节存放一个7位ASCII码,最高位置0。
(2)中文字符
1980年我国颁布了国家汉字编码标准
GB2312-80全称是《信息交换用汉字编码字符集》简称国标码把常用6763个汉字分成两级,一级汉字3755个,二级汉字3008个。
用两个字节表示一个汉字,每个字节只有7位,与ASCII码相似。
国标码:由4位16进制数组成
区位码:将GB2312-80的全部字符集组成一个94×94的方阵,每一行称为一个“区”,编号为0l~94;每一列称为一个“位”,编号为0l~94,这样得到GB2312-80的区位图,用区位图的位置来表示的汉字编码,称为区位码。
由4位10进制数组成,前两位为区号,后两位为位号。
两者之间的关系:
国标码=区位码(转换为16进制)+2020H。
GBK编码—扩充汉字编码共收录21003个汉字,也包含BIG5(港奥台)编码中的所有汉字。
(4)汉字的处理过程
汉字输入→国标码→机内码→地址码→字形码→汉字输出
输入码:利用计算机标准键盘上按键不同排列组合来对汉字的输入进行编码。(也叫外码)
机内码:在计算机内部对汉字进行存储、处理的汉字编码。一个汉字内码用2个字节存储。
机内码=国标码+8080H
地址码:指汉字库中存储汉字字形信息的逻辑地址码
字形码:用于在显示屏或打印机输出。也叫汉字字模。
汉字字形码有两种表示方式:点阵和矢量
用点阵表示字形时:汉字字形码就是把汉字按图形符号设计成点阵图
简易型汉字为16*16点阵
普通型汉字为24*24点阵
提高型汉字为32*32,48*48点阵
用点阵表示字形时:可计算出存储一个汉字站用字节空间
例:用16×16点阵表示一个汉字,就是将每个汉字用16行,每行16个点表示,一个点需要1位二进制代码,16个点需用16位二进制代码(即2个字节),共16行,所以需要16行×2字节/行=32字节,即16×16点阵表示一个汉字,字形码需用32字节。
即:字节数=点阵行数×(点阵列数/8)
1、有关概念
媒体:指文字、声音、图象、动画和视频等内容。
多媒体:指能够同时对两种或两种以上媒体进行采集、操作、编辑、存储的综合处理技术。
多媒体特性:交互性、集成性。
2、媒体数字化
(1)声音数字化-WAV文件、MIDI文件、VOC文件、AU文件、AIF文件
(2)图象数字化-BMP文件、GIF文件等
3、多媒体数据压缩:无损压缩有损压缩
1、概念
为运行、管理和维护计算机而编制的各种程序、数据和文档的总称。
2、软件系统及其组成
操作系统:
功能:管理计算机上所有资源(硬件资源和软件资源)
1)处理机管理-使程序更有效的执行 2)内存管理-内存空间的分配、保护和扩充
3)信息管理-主要是指组织和管理外存上的信息 4)设备管理
5)用户接口
程序级的接口-系统调用
作业级的接口-用户界面
分类:
1)按功能和特性:
批处理操作系统、分时操作系统(UNIX)、实时操作系统
2)按管理用户数:单用户操作系统(DOS)、多用户操作系统
3)适合管理网络:网络操作系统
3、计算机语言
(1)概念:人与计算机“沟通”使用的语言
(2)种类
机器语言:直接用二进制代码表示指令系统的语言
指令:命令
指令系统:指令的集合
汇编语言:是一种把机器语言“符号化”的语言
汇编语言源程序:用汇编语言写的程序
目标程序:翻译后的机器语言程序
汇编程序:将源程序翻译成目标程序的软件
高级语言(算法语言):具有严格的语法和语义规则。
两种翻译方式:
编译:将源程序一次翻译成目标程序。在经过链接便可执行
解释:将源程序逐句翻译、逐句执行的。
4、应用软件
(1)概念:为解决特定问题而开发的软件
(2)分类: 办公软件和办公套件 多媒体处理软件 Internet工具软件
1、中央处理器
构成:运算器、控制器、若干个寄存器和高速缓存。
性能指标:直接决定了整台机器的性能、字长和时钟主频。
2、存储器
分类:主存储器和辅助存储器
(1)主存储器(放在主机内部的,用于存放当前运行的程序和数据。)
1)内存储器
随机访问存储器(RAM)
RAM是PC的主要存储区域;它允许读写数据;
它是易失性存储器。
只读存储器(ROM)
它包含可以访问和读取但不能修改的程序与数据;
它是非易失性存储器。
2)高速缓存(Cache)
用于临时存储频繁使用的信息以加快访问速度;
(2)辅助存储器(外存储器)
1)硬盘
2)移动存储产品:USB移动硬盘
光盘
·只读型光盘CD-ROM
·一次性写入光盘CD-R
·可擦除型光盘CD-RW
·DVD光盘
3、总线:ISA总线 PCI总线 AGP总线 EISA总线
4、输入设备:鼠标、键盘等
5、输出设备:显示器
(1)分类:阴极射线管显示器(CRT)和液晶显示器(LCD)
(2)性能:
像素与点距
分辨率:整个屏幕上像素的数目=列*行
显存
显示器的尺寸:用显示屏的对角线来衡量
打印机
分类
(1)点阵打印机
(2)喷墨打印机
(3)激光打印机
6、微型计算机的主要技术指标
(1)字长:CPU一次能同时处理二进制数据的位数。
(2)时钟主频:指CPU的时钟频率,单位GHz。
(3)运算速度:指每秒钟所能执行加法指令数目,常用MIPS表示。
(4)存储容量:主要指内存的存储容量。
(5)存取周期:指CPU从内存储器中存取数据所需要的时间。
五个功能部件:输入设备、运算器、存储器、控制器、输出设备其中运算器和控制器,合称中央处理器,简称CPU。
1、运算器-ALU
功能:对二进制数码进行算术运算或逻辑运算。
构成:由一个加法器、若干个寄存器和一些控制线路组成。
衡量性能指标:字长和速度。
2、控制器-CU
功能:指挥整个机器各个部件自动、协调工作。
构成:指令寄存器、译码器、时序节拍发生器、操作控制部件、指令计数器。
机器指令的执行过程:
(1)机器指令:计算机可以真正“执行”的命令。
机器指令构成:操作码+操作数
操作码、源操作数(或地址)、目的操作数
(2)指令的执行过程:
1)根据程序计数器里的内容到存储器中读取当前要执行的指令,同时把他放到指令寄存器中。
2)译码器开始译码
3)控制器根据译码器的输出,按一定顺序产生执行该指令的所有控制信号。
4)在控制信号的作用下,使各个部件完成相应的工作。
3、存储器
功能:用来存储当前要执行的程序、数据及结果,具有存数和取数功能。
存数:指向存储器里“写入”数据
取数:指从存储器里“读取”数据
访问:读写操作统称对存储器访问
分类:
内存储器(内存):CPU可以直接访问其里的数据。
外存储器(外存):CPU不可直接访问其里的数据,只有先调入内存方可使用。
4、输入/输入设备(I/0设备)
(1)输入设备
功能:向计算机输入命令、程序、数据等信息。把这些信息转换为计算机能识别的二进制代码。
例子:键盘、鼠标、扫描仪、手写板、麦克、照相机、摄像机、游戏操作杆、条形码阅读器、光学字符阅读器、触摸屏、光笔等。
(2)输出设备
功能:将计算机处理后的各种内部格式信息转换为人们能识别的形式表达出来。
例子:显示器、打印机、绘图仪、音响等。
5、计算机的结构-各部件的连接方式
(1)直接连接
1952年冯·诺依曼IAS
(2)总线结构
总线:是一组连接各个部件的公共通信线。
三种总线:
数据总线:传输数据信号的公共通路
地址总线:传输地址信号的公共通路
控制总线:传输控制信号的公共通路
1、概念
计算机病毒是一种特殊的具有破坏性的计算机程序
2、特点
寄生性、破坏性、传染性、潜伏性、隐蔽性
3、计算机病毒防治
预防为主
(1)专机专用
(2)利用写保护
(3)慎用网上下载的软件
(4)分类管理数据
(5)建立备份
(6)采用防毒软件或防毒卡
(7)定期检查
(8)准备系统盘