一章节计算机基本知识

第一章 计算机基本知识网考小组网考小组计算机的基本概念1.计算机的发展2.计算机的分类3.计算机的主要特点4.计算机的主要用途5.信息的基本概念计算机的诞生 n第一台计算机1946年在美国的宾夕法尼亚大学诞生 ENIAC，n计算机经历四个时代依据构成元件来划分，第一代计算机n采用电子管，开创数字处理时代，使用阴极射线管作为计算机的字符显示器，n运算速度5000次/秒n用低级语言机器语言和汇编语言作为程序设计语言，n冯诺依曼结构为计算机的基本结构n主要用于军事和国防领域，n第一台计算机笨重 性能低 体积大 耗电多 主要原因元器件差第二代计算机n元器件采用晶体管，开始出现鼠标，n运算速度几十万次/秒，n用高级语言，n第二代提出操作系统 开创计算机处理文字和图形的新阶段，诞生了通用机和专用机第三代计算机n元器件采用中、小规模的集成电路 n1965-1970 运算速度 100万/秒 n出现分时操作系统 出现结构化程序设计 n第三代计算机按规模和性能产生了巨、大、中和小型机 ，n硬件不断更新而软件相对稳定的方法是序列机的推出，第四代计算机 n元器件采用大规模和超大规模的集成电路n以微处理器为核心 过入信息时代，应用到人类生活的各个领域，过入网络时代，应用和更新速度更加迅猛，n LSI的含义大规模集成电路 VLSI的含义是超大规模集成电路 n应用软件的开发成为现代工业的一部份计算机软件产业占全球经济的比重越来越大 微型计算机的发展n目前采用超大规模集成电路，具有存储程序的功能，1971年Intel推出微处理器4004 字长4位代表微型计算机属第四代n字长从位数少向位数多的方向发展现在64位，便于个人使用，比微型计算机体积更小的是笔记本电脑，计算机处理数据的方式分类 n处理数据的方式分类模拟计算机 、数字计算机和数模混合计算机n数字计算机以数字量为运算对象，数字计算机的内部处理过程在程序控件下自动进行的，数字计算机运算特点是运算速度快、精确度高、体积小，按计算机使用范围分类 n按使用范围，可把计算机分为两种，即通用机（为解决不同类型问题设计）和专用机（为某种物定目的而设计的）n通用比专用计算机结构要复杂，个人电脑和笔记本属于通用计算机按计算机的规模和处理能力分类 n个人计算机属于微型计算机，n计算机的体积、存储容量、输入输出能力、计算机的字长、运算速度属于机器的规模和处理能力，n电子计算机按规模划分巨型计算机（最高级别计算机、运算速度为数千亿次/秒 、大型科学与工程计算、功能强）小型计算机和微型计算机（个人PC），计算机的主要特点 n自动控制能力 、高速运算的能力 、很高的计算精度 、逻辑判断能力 、通用性强 、很强的记忆能力 n不属于计算机的主要特点：数据的显示输出能力、图形和字符的处理能力、创造力n计算机最基本的工作原理是存储程序与程序控制自动控制能力 n计算机的主要特点是运算速度快、自动控制、可靠性高 ，n计算机工作能存储程序和数据，自动控制能力依靠存储器中的程序实现的，自动控制的基础是存储程序n工作原理存储程序与程序控制，n计算机没有创造能力，控制计算机操作过程的是程序（事先编程并输入计算机）高速运算的能力 n现代个人计算机速度几亿次/秒，n现代计算机最高通算速度能达到几万亿次/秒，n高速运算的基础是先进的电子器件，很强的记忆能力n计算机能保存、处理、分析信息这是因为计算机有很强的记忆能力，计算机存储的是程序和数据，数据信息包括文字、图象、声音，记忆能力依靠存储器很高的计算精度n计算机字长中所包含的二进制数位多少（字长）决定着精度的高低逻辑判断能力 n逻辑判断能力主要取决于编制的软件（把有关代码编制相应的程序），n计算机能够根据运算结果选择相应的处理程序因为计算机具有逻辑判断能力通用性强n计算机的可通用性，主要体现在它的可根据需求编制相应的程序（可编程性），n计算机应用在各行各业，安装不同的应用软件、连接不同的设备就可完成不同的任务，这是计算机的通用性n指令序列事先保存在存储器中，n指令和序列包含有基本的算术运算和逻辑运算。计算机的主要用途n7个方面 1.科学计算2.数据处理3.自动控制 4.计算机辅助系统 5.人工智能 6.计算机网络7. 多媒体计算机系统n不属于用途分类 企业管理 数据统计 n目前计算机不能进行复杂的心理活动n辅助设计是用计算机进行绘图和工程设计科学计算（数值计算 ）n天气预报 通过计算机的科学计算，第一代计算机主要应用计算弹道轨迹、军事科学计算应用对一座建筑物进行抗震能力的计算，计算机运算速度快和运算结果精密准确（高精度、高可靠性），数据处理（信息处理 ）n目前计算机最广泛应用，利用计算机进行数据的录入、编辑加工、查询、统计n随时间推移，比重越来越大、办公自动化（OA）、信息资料检索（图书资料检索）、事务处理、企业管理（人事档案管理、财务管理)、对图像和声音进行处理 、成绩统计 、关系数据库、读成绩卡 n不属于数据处理的 工程计算 人工智能。自动控制 1.导弹拦截系统2.铁路上火车的调度系统 3.生产过程化、过程仿真、过程控制 4.飞机导航5.自动化生产线 ，控制工业生产过程6.比较危险或者无法进入的场合 （火星机器人）计算机辅助系统 1.CAI 计算机辅助教学2.CAD （AUTOCAD)计算机辅助设计3.CAM 计算机辅助制造 4.CAE 计算机辅助工程 5.CIMS 计算机集成制造系统 nI我是教书的，D弟在广告公司做设计，M妹在海正制造车间，阿E在家里做土地工程的n计算机辅助系统可进行产品设计和制造、不适应科学计算，人工智能n利用计算机来模仿人的高级思维活动，如智能机器人、专家知识系统 n计算机应用中，最诱人、难度最大且需要研究课题最多的领域 n航天器导航系统不属于人工智能领域 计算机网络 n计算机网络实现资源共享和信息传输n实现分布式信息处理属于计算机应用中的人工智能领域 需要利用网络技术n计算机网络技术是计算机技术和通信技术的结合多媒体计算机系统 n利用计算机的数字化技术和人机交互技术，可以将文字、声音、图像、动画、视频等集成处理n休闲娱乐 有声图书n能处理多种类型的信息n不属于多媒体处理对象的传感控制信号、科学研究与工程、 X光n不能直接处理思维活动 不应用科学计算信息的基本概念n利用计算机对大量的数据进行处理能得到信息（处理后的数据）n数据是信息的载体n信息是客观事物在人们头脑中的反应n用语言、文字、符号、场景、图像、声音等方式表达的内容统称为信息n信息和载体不可分，电视新闻节目中的内容属于信息，信息很早就出现了计算机系统的基本组成n主机不包括了计算机网络设备 不包括多媒体设备 不包括硬盘（外存）中央处理器中央处理器( (运算器运算器+ +控制器控制器) )内存储器内存储器(RAM+ROM)输入设备输入设备输出设备输出设备外存储器外存储器( (硬盘光盘硬盘光盘U U盘盘) )操作系统操作系统语言处理程序语言处理程序服务性程序服务性程序网络管理程序网络管理程序各种业务管理程序各种业务管理程序辅助教学、辅助设计等软件辅助教学、辅助设计等软件主主 机机 外部设备外部设备系统软件系统软件应用软件应用软件硬硬 件件 软软 件件计算机计算机系统系统硬件系统 n一个完整的计算机系统应当包括硬件系统与软件系统 n构成计算机物理实体的部件被称为计算机硬件 冯诺依曼结构计算机特点 n冯诺依曼在1946年提出了计算机的程序存储原理。按此原理设计的计算机由五大部分组成运算器、控制器、存储器、输入设备、输出设备。其核心部件是中央处理器 (CPU)叫存储程序计算机或冯诺依曼结构计算机 n要求计算机完成的功能，必须事先编制好相应的程序，并输入到存储器内。n不属于五大部件 软件 并行控制器计算机网络设备 计算机多媒体系统 计算机网络系统计算机全球定位系统 计算机操作系统 调制解调器 光标定位设备 计算机数字控制设备声卡、视频卡、网卡 n说法错误:巨型计算机具有智能，无须存储程序，它会主动完成任务、掌上计算机机器尺寸太小，无法存储程序 运算器n完成算术运算和逻辑运算的主要部件n对数据进行加工处理的部件n不包括 USB接口 译码器控制器 n在计算机内部，完成取出指令、分析指令，统一指挥部件有条不紊地协调工作的部件、（完成解释指令、执行指令的功能部件 、使计算机各部分自动、连续并协调动作的部件、控制系统各部件正确地执行程序、分析指令并发出相应的控制信号 ）n指挥控制中心存储器 n计算机中，用来保存程序、数据、运算的中间结果及最后结果的记忆装置n分内存储器、外存存储器两类,内存中的数据可以直接被CPU处理，外存中的则不能n外存中的程序和数据需要处理时，必须将它们读入内存储器n将要执行的指令和运算数据保存在内存储器n内存储器容量较小、存取速度快、存取周期最短特点 n外存储器容量大、成本低、存取速度慢的特点n存储单元中存储可以是数据或指令 输入设备 n向计算机送入程序、数据以及各种信息的设备叫输入设备n英文术语I/O输入/输出设备 n光笔、键盘、扫描仪、鼠标器 条形码阅读器、话筒、摄像头nU盘 软磁盘驱动器 磁盘驱动器 触摸屏 属于输出设备，也属于输入设备 输出设备 n从内存向计算机外部送出计算机的处理结果的设备，以可见的方式向用户展示的部件 n输出设备的任务是将信息传送到计算机之外的介质 n显示器、打印机、绘图仪计算机中数据存储的概念 n信息都是以二进制方式表示的，主要理由是物理元件性能所致、所需的物理元件最简单 n二进制（0和1）的最小单位是位小写英文字母b表示 n最基本单位字节（BYTE）大写英文字母B n8位二进制数组成1个字节 1B=8bit 一个汉字2个字节nB、KB、MB和GB分别表示字节、千字节、兆字节、吉字节n1GB=1024MB =1024*1024KB=1024*1024*1024Bn字长为32位 共可存储256个字 存储容量为1KB 32*256/8 B=1024B=1KB指令 n计算机所能识别并能运行的全部指令的集合，称为该计算机的指令系统 、不同计算机的指令系统不同 n指令一般包括两部分：地址码（操作数和操作结果的存放位置）被称作和操作码 （执行什么样的操作的部份）n指令规定计算机执行一个基本操作n计算机的软件系统可分为两大类是系统软件和应用软件 n说法错误： 指令是由用户通过互联网下载到计算机中的、软件像书籍一样，借来复制一下都不损害他人、软件配置独立于硬件、指令是由用户通过键盘逐条从外存调入CPU的、外存发出命令，指挥内存执行指令、内存发出命令，指挥CPU执行指令、指令是从硬盘中取出的、指令都存储在CPU中 、指令是用十进制数表示的 、指令有时用十进制数表示，有时用二进制数表示、程序用十进制数表示，指令用二进制数表示、虽然不同计算机的指令系统不同，但机器语言程序仍有通用性程序 n为解决某一问题而设计的一系列有序的指令或语句的集合称为程序 n计算机病毒是一种人为制造的程序 n程序主要存放于存储器中 n计算机可能感染病毒的途径是使用来历不明的光盘 n计算机软件系统由计算机运行的程序、指令、程序所使用的数据以及相应的文档组成 n说法错误:指令用十进制数表示、程序用十进制数表示想让计算机执行其功能，用高级语言写的程序必须将它转换为机器语言程序 n未经编译的用高级语言编写的程序，称为源程序 n把汇编语言源程序翻译成目标程序需要使用汇编程序程序设计语言 n计算机语言是用来解决人和计算机交换信息的高级语言具有可移植性、通用性强、机器语言不具有可移植性 n高级语言与具体的计算机指令系统无关，表达方式更接近人们对求解过程或问题的描述方式的计算机语言 n高级语言编写的程序称为“源程序”，需要经过编译才能执行 、高级语言编写的程序，一条语句常常包含一系列指令 n汇编语言是用一些助记符表示指令功能的计算机语言、汇编语言源程序不能被计算机直接执行 、汇编语言使用了助记符，因此比机器语言更容易记忆 、依赖于计算机的低级程序设计语言n计算机能够直接识别和执行的语言是机器语言 用二进制表示n程序设计语言是随着计算机技术的发展，根据解决实际问题逐步形成的 、是人们与计算机交换信息而逐步发展形成的 n属于高级程序设计语言 FORTRAN 、面向对象语言 、BASIC 、C语言 n面向机器的程序设计语言包括汇编语言和机器语言 n汇编语言源程序翻译成目标程序是汇编程序n说法错误：汇编语言是高级语言、汇编语言源程序的一条语句常常包含了一系列指令 、机器语言与汇编语言都用二进制数表示（汇编语言用进制）、机器语言有时也用十进制数表示、机器语言和汇编语言都具有在不同计算机之间的可移植性 、高级语言编写的程序的可移植性最差 软件的定义 n一般说软件包括程序和文档资料 （程序及其运行时所需数据、相关的文档）n裸机或硬件计算机中不装备任何的软件 n说法错误：软件会影响计算机硬件的功能、降低机器的效率 、软件是硬件赖以运行的物质基础 n软件开发人员的人事资料、软件开发公司的经营资质及诚信程度不属于软件范围n软件包括程序 软件的分类 n操作系统的作用是控制和管理系统资源的使用系统软件包括各种语言及其处理程序、系统支持和服务程序、数据库管理系统和操作系统 n作为接口，操作系统用来连接的是用户和计算机 n计算机软件一般分为系统软件和应用软件 n不属于系统软件客户管理系统 、用FOXBASE+编写的程序 n属于计算机系统软件 DOS、UNIX、Linux、Windows95 98 2000 、 Windows XP n属于应用软件财务管理系统 、金融软件、计算机辅助教学的软件 、 WPS 2003 、Office 、WORD 、 POWERPOINT、EXCLE 、 、学生成绩管理、某单位的工资管理程序 、专门为某一应用目的而编制的软件 、用户程序和应用软件包 n说法错误：硬件与软件各自独立发展，不能互相促进 ，互不相干 、操作系统在软件的分类中，属于应用软件、应用软件是计算机软件系统必备的核心、应用软件是实用性很强的软件，而操作系统则可有可无n系统软件是计算机系统必备的软件 、最贴近硬件的系统软件是操作系统 进制n二进制数逢二进一n6位二进制数最大能表示的十进制整数(111111)是63n计算机内部采用二进制数进行运算、存储和控制的主要原因是二进制只有0、1两种状态，技术上容易实现 、二进制数运算规则简单 、二进制数的0和1可分别表示逻辑代数的“假”和“真”，适合计算机进行逻辑运算 n十六进制数有十六个数码0，1，2，3，4，5，6，7，8，9，A，B，C，D，E ，Fn错误说法：一个十进制数等于五个二进制数、“FG”可能是十六进制数 、十六进制数的数码中没有“A” ，CD“不可能是十六进制数 、”21“可能是二进制数 、十六进制数有十六个数码0，1，2，3，4，5，6，7，8，9，10，11，12，13，14，15nD B O H分别标识十进制 二进制 八进制 十六进制n开始-程序-附件-计算器-查看-科学型字符编码 n7位二进制编码的ASCII码可表示的字符个数为 128包括阿拉伯数字，英文大写字母，标点符号及运算符以及控制符、不包括法文大写字母及法文小写字母 不包括罗马数字n字符“0的ASCII码值是 48n大写英文字母A的ASCII码值为65 n小写英文字母“a的ASCII码值为97n数字大写英文字母小写英文字母 n表示汉字编码的两个字节每个字节的最高位均为1 n不同类型的计算机、不同类型的非数值型数据的编码规则都是不同的 n两个字节表示一个汉字 nASCII码即美国标准信息交换代码 n说法不正确：同样数量的ASCII码字符与汉字，占用相同大小的存储容量 、ASCII码和汉字编码均用两个字节表示 、ASCII码和汉字编码均用一个字节表示 n一个英文字母在计算机内部表示时，需要 8位二进制代码 n1KB存储容量最多可以存储的字符或汉字分别为 1024个、512个 n512个字符和1024个汉字共需要存储容量 2.5KB 微型计算机的结构 n微型计算机的硬件包括运算器、控制器、存储器和输入输出设备n微型计算机又被称为个人电脑 n微型计算机主机的组成部分是中央处理器和主存储器（RAM+ROM不包括 外存 绘图机 数字化仪）n体积小、每个时刻只能一个人使用主板图主板n主板是计算机各种部件相互连接的纽带和桥梁 、提供安装CPU、内存和各种功能卡的插座的计算机部件 n为各种常用外部设备提供通用接口的计算机部件 nCMOS、BIOS都安装在主板上n描述不正确主板是主机机箱连接成的一个整体 、主板上安装了液晶显示器的液晶板 、主板上安装了多媒体用的扬声器（即音箱）、主板上安装了多媒体用的摄像头 、主板是主机箱的一块面板，上面有各种指示灯及标牌 、主板是主机箱的背板，上面有电源插座及各种标牌nCache的中文译名是高速缓冲存储器中央处理器 n在CPU（控制器和运算器）中包含存放少量数据的器件寄存器 n中央处理器性能无关是计算机系统的重量 、使用寿命 、体积大小 n指挥和控制计算机的运转，完成算术运算和逻辑运算n不能自主安装运行的程序、不能避开规定的程序，自行安排运转步骤 、不能自主启动和关闭计算机 、不能自主移动计算机的工作位置 nCPU中的程序计数器（又称指令计数器）用于存放下一条要执行的指令的内存地址n486、586 “P4”指的是计算机中CPU的型号 内存储器 n计算机中用来保存各种信息的装置是内存和外存 n随机存储器RAM计算机断电后，存储的数据丢失n只读存储器ROM中的信息只能读出，不能写入（由计算机制造厂预先写入的）计算机断电后，存储的数据不会丢失nCPU能直接访问的是内存储器不能直接访问外存储器n静态RAM（即SRAM静态随机存储器 ）的特点是在不断电的情况下，其中的信息保持不变，因而不必定期刷新n需要周期性刷新的信息来 自DRAM动态随机存储器n目前常用的微型计算机的内存容量可以高达 4G接口n接口是计算机主机与外部设备之间的桥梁，在主板上有并行接口和串行接口n并行接口主要用于连接高速外设，按字节方式传输数据n串口接口主要用于连接低速外设，按位方式传输数据，但适用于长距离传输，数据传送速度相对较慢，系统总线 n由一组物理导线组成，为计算机系统各部件之间提供相互联结、传送信息的公共通道的是总线 n决定了系统所能直接访问的存储器空间的容量的是地址总线n计算机的字长等于数据总线宽度 n控制总线的英文术语的缩写是 CB双向传输 n地址总线的英文术语的缩写是 AB单向传输n数据总线的英文术语的缩写是 DB双向传输 n总线的英文术语是 BUS nPCI是指总线标准微处理器 n说法错误：微处理器也用来存储多媒体信息、多台微型计算机组装在一起其功能和大型计算机是相同的、微处理器有时也用来组装大型计算机 、计算机系统都是由微型计算机组成的 微型计算机 n以微型计算机为中心，配以相应的外围设备、电源和辅助电路，以及指挥微型计算机工作的系统软件，就构成了微型计算机系统 n对微型计算机工作影响最小的是噪声 n必备的外部设备显示器和键盘 n决定外设与外设交换数据的是输入输出数据传输速率 外存储器 nCD-ROM（680MB） DVD-ROM属于大容量只读外部存储器 nU盘使用USB接口n将数据传送到软盘上，称为写盘n将外存的信息传送到内存过程，称为读盘n3.5英寸双面高密盘片的存储容量 1.44MBn不属于外部设备中央处理器 、高速缓冲存储器 、RAM 、ROM n目前硬盘 300GB或更大n硬盘和光盘和软盘的读写原理都不一样n外存比内存的存取速度慢，因为外存读取有机械运动外存储器n当软盘被写保护后，它只能读 ，防止数据被误删除n3.5英寸软盘的写保护窗口（带滑块的小方孔 ）开着时既能写又能读n光驱读写数据是利用光电子技术 键盘 nALT组合键nCtrl控制键 nShift 换档键上档键 键功能键区nCAPS LOCK键是大小写锁定键nTab制表定位键 nBACKSPACE退格键 n标准键盘的按键分为 4个区域包括字符区、功能区、控制区和数字区 125键n键盘可以输入命令 程序 不能输入图形声音 动画n键数101 103 105n常用标准键盘的键开关类型不包括电磁式鼠标 n在图形用户界面的操作系统中，最常使用的设备是鼠标取代传统键盘的光标移动键 n优点不包括可以输入声音和图片、不包括可以直接接入互联网 n大部分操作使用左键 、左键用来选定和拖动、 左、右键的作用不相同 n光电式灵敏度高，价格也较高 扫描仪n主要用来输入图片资料、将印刷的书面材料转换成数字格式 n分辨率用每英寸长度上的点数表示（dpi），越高越好n对图片大小有限制显示器n不同的显示器有其相应的控制电路，这个控制电路部件称为显示识配器 n个人计算机（PC）必备的外部设备是显示器和键盘 n不包括：DVD DGA 、用户输入的声音、计算机系统输出的声音、目前常用分辨率不包括2048X1680 n清晰度分辨率决定n台式用阴极射线型（CRT） 、液晶型 （LCD）n分辨率是显示器屏幕上总的像素的点数显示屏幕上光栅的列数和行数n显示卡CGA、EGA和VGA显示标准 打印机n打印机质量用分辨率来度量dpin错误：激光打印机输出速度较喷墨打印机慢，击打式打印机的打印质量最高n非击打式打印机的打印质量较高 n击打式打印机 “24”针打印头有24根针n打印质量最好，速度最快的打印机激光打印机 绘图仪 n要想精确地绘制工程中的各种图纸，可以选用专业的绘图仪 n利用画笔在纸上画线的图形输出设备 n平台式和滚筒式运算速度 n衡量单位为MIPS每秒百万条指令n微型计算机的主要技术指标 CPU的主频和运算速度、字长、内存容量和存取速度、外部设备的配置及扩展能力 n计算机系统稳定性平均无障碍工作时间 n字长计算精度、处理数据的范围和速度 、8位、16位、32位及64位 、中央处理器一次可以处理的二进制位数来表示n主要性能指标无关：有无绘图功能和彩色显示功能、互联网的带宽 、连接互联网的方法 、接入视频和音频的功能 、主机机箱的尺寸 、重量 n主频即计算机的时钟频率吉赫来表示 GHz主频 nCPU单位时间内发出的脉冲数称作主频n486/25，其中25的含义是时钟频率为25MHz、nPentium 41.7G中的1.7G时钟频率主频为1.7G nIntel CPUIII800中的800指 CPU时钟频率n奔3“（P）或”奔4“（P）指的是 CPU的型号 字长nCPU一次可以处理的二进制数的位数 n微处理机芯片的位数即指字长n奔腾芯片的字长是 64位n一台计算机的字长是4个字节 CPU中作为一个整体加以传送处理的二进制数码为32位(4*8)n计算机的字长取决于数据总线的宽度 n对微机配置描述为P41.7G128M60G40X15CRT多媒体