第一章计算机基本知识

第一章计算机基本知识 网考小组

计算机的基本概念 • 计算机的发展 • 计算机的分类 • 计算机的主要特点 • 计算机的主要用途 • 信息的基本概念

计算机的诞生 • 第一台计算机1946年在美国的宾夕法尼亚大学诞生 ENIAC， • 计算机经历四个时代依据构成元件来划分，

第一代计算机 • 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， • 运算速度5000次/秒 • 用低级语言机器语言和汇编语言作为程序设计语言， • 冯·诺依曼结构为计算机的基本结构 • 主要用于军事和国防领域， • 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 • 元器件采用晶体管，开始出现鼠标， • 运算速度几十万次/秒， • 用高级语言， • 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 • 元器件采用中、小规模的集成电路 • 1965-1970运算速度 100万/秒 • 出现分时操作系统出现结构化程序设计 • 第三代计算机按规模和性能产生了巨、大、中和小型机， • 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 • 元器件采用大规模和超大规模的集成电路 • 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， • LSI的含义大规模集成电路VLSI的含义是超大规模集成电路 • 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 • 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 • 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 • 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 • 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 • 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） • 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 • 个人计算机属于微型计算机， • 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， • 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 • 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 • 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 • 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 • 计算机的主要特点是运算速度快、自动控制、可靠性高， • 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 • 工作原理存储程序与程序控制， • 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 • 现代个人计算机速度几亿次/秒， • 现代计算机最高通算速度能达到几万亿次/秒， • 高速运算的基础是先进的电子器件，

很强的记忆能力 • 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 • 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 • 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）， • 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 • 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）， • 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 • 指令序列事先保存在存储器中， • 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 • 7个方面 • 科学计算 • 数据处理 • 自动控制 • 计算机辅助系统 • 人工智能 • 计算机网络 • 多媒体计算机系统 • 不属于用途分类企业管理数据统计 • 目前计算机不能进行复杂的心理活动 • 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） • 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） • 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 • 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 • 不属于数据处理的工程计算人工智能。

自动控制 • 导弹拦截系统 • 铁路上火车的调度系统 • 生产过程化、过程仿真、过程控制 • 飞机导航 • 自动化生产线，控制工业生产过程 • 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 • CAI 计算机辅助教学 • CAD （AUTOCAD)计算机辅助设计 • CAM 计算机辅助制造 • CAE 计算机辅助工程 • CIMS 计算机集成制造系统 • I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 • 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 • 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 • 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 • 航天器导航系统不属于人工智能领域

计算机网络 • 计算机网络实现资源共享和信息传输 • 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 • 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 • 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 • 休闲娱乐有声图书 • 能处理多种类型的信息 • 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 • 不能直接处理思维活动不应用科学计算

信息的基本概念 • 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） • 数据是信息的载体 • 信息是客观事物在人们头脑中的反应 • 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 • 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

中央处理器(运算器+控制器) 内存储器(RAM+ROM) 输入设备输出设备外存储器(硬盘光盘U盘) 操作系统语言处理程序服务性程序网络管理程序各种业务管理程序辅助教学、辅助设计等软件主机硬件外部设备计算机系统系统软件软件应用软件计算机系统的基本组成 • 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）

硬件系统 • 一个完整的计算机系统应当包括硬件系统与软件系统 • 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 • 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 • 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。 • 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 • 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 • 完成算术运算和逻辑运算的主要部件 • 对数据进行加工处理的部件 • 不包括 USB接口译码器

控制器 • 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） • 指挥控制中心

存储器 • 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 • 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 • 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 • 将要执行的指令和运算数据保存在内存储器 • 内存储器容量较小、存取速度快、存取周期最短特点 • 外存储器容量大、成本低、存取速度慢的特点 • 存储单元中存储可以是数据或指令

输入设备 • 向计算机送入程序、数据以及各种信息的设备叫输入设备 • 英文术语I/O输入/输出设备 • 光笔、键盘、扫描仪、鼠标器条形码阅读器、话筒、摄像头 • U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 • 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 • 输出设备的任务是将信息传送到计算机之外的介质 • 显示器、打印机、绘图仪

计算机中数据存储的概念 • 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 • 二进制（0和1）的最小单位是位小写英文字母b表示 • 最基本单位字节（BYTE）大写英文字母B • 8位二进制数组成1个字节 1B=8bit 一个汉字2个字节 • B、KB、MB和GB分别表示字节、千字节、兆字节、吉字节 • 1GB=1024MB =1024*1024KB=1024*1024*1024B • 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 • 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 • 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） • 指令规定计算机执行一个基本操作 • 计算机的软件系统可分为两大类是系统软件和应用软件 • 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 • 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 • 计算机病毒是一种人为制造的程序 • 程序主要存放于存储器中 • 计算机可能感染病毒的途径是使用来历不明的光盘 • 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 • 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 • 未经编译的用高级语言编写的程序，称为源程序 • 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 • 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 • 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 • 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 • 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 • 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 • 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 • 属于高级程序设计语言 FORTRAN 、面向对象语言、BASIC 、C语言 • 面向机器的程序设计语言包括汇编语言和机器语言 • 汇编语言源程序翻译成目标程序是汇编程序 • 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１６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 • 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） • 裸机或硬件计算机中不装备任何的软件 • 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 • 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 • 软件包括程序

软件的分类 • 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 • 作为接口，操作系统用来连接的是用户和计算机 • 计算机软件一般分为系统软件和应用软件 • 不属于系统软件客户管理系统、用FOXBASE+编写的程序 • 属于计算机系统软件 DOS、UNIX、Linux、Windows95 98 2000 、 Windows XP • 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 • 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 • 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 • 二进制数逢二进一 • 6位二进制数最大能表示的十进制整数(111111)是63 • 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 • 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 ，F • 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0，1，2，3，4，5，6，7，8，9，10，11，12，13，14，15 • D B O H分别标识十进制二进制八进制十六进制 • 开始-程序-附件-计算器-查看-科学型

字符编码 • 7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 • 字符“0"的ASCII码值是 48 • 大写英文字母"A"的ASCII码值为65 • 小写英文字母“a"的ASCII码值为97 • 数字<大写英文字母<小写英文字母 • 表示汉字编码的两个字节每个字节的最高位均为1 • 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 • 两个字节表示一个汉字 • "ASCII码"即"美国标准信息交换代码" • 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 • 一个英文字母在计算机内部表示时，需要 8位二进制代码 • 1KB存储容量最多可以存储的字符或汉字分别为 1024个、512个 • 512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 • 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 • 微型计算机又被称为个人电脑 • 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） • 体积小、每个时刻只能一个人使用

主板图

主板 • 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 • 为各种常用外部设备提供通用接口的计算机部件 • CMOS、BIOS都安装在主板上 • 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 • Cache的中文译名是高速缓冲存储器

中央处理器 • 在CPU（控制器和运算器）中包含存放少量数据的器件寄存器 • 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 • 指挥和控制计算机的运转，完成算术运算和逻辑运算 • 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 • CPU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 • 486、586 “P4”指的是计算机中CPU的型号

内存储器 • 计算机中用来保存各种信息的装置是内存和外存 • 随机存储器RAM计算机断电后，存储的数据丢失 • 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 • CPU能直接访问的是内存储器不能直接访问外存储器 • 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 • 需要周期性刷新的信息来自DRAM动态随机存储器 • 目前常用的微型计算机的内存容量可以高达 4G

接口 • 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 • 并行接口主要用于连接高速外设，按字节方式传输数据 • 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 • 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 • 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 • 计算机的字长等于数据总线宽度 • 控制总线的英文术语的缩写是 CB双向传输 • 地址总线的英文术语的缩写是 AB单向传输 • 数据总线的英文术语的缩写是 DB双向传输 • 总线的英文术语是 BUS • PCI是指总线标准

第一章 计算机基本知识