1 计算机基础知识

一、计算机基础知识大纲要求：1.计算机的发展、特点、分类及应用领域；2.数制的概念，二、八、十及十六进制的表示及相互转换；3.计算机的数与编码，计算机中数的表示，字符、汉字的编码；4.计算机中信息的存储单位：位、字节、字、字长的概念；5.汉字常用的输入方法（熟练一种）；了解汉字输入码（外码）、内码、字库的概念。

大纲知识点：（一）计算机的发展、特点、分类及应用领域；1．计算机的发展史【熟记】第一台计算机的名称、诞生时间和地点；各代计算机的元器件。

1946年美国宾夕法尼亚大学研制成功了世界上第一台计算机ENIAC（电子数字积分计算机），ENIAC的诞生标志着电子计算机时代的到来。

通常根据计算机采用电子元件的不同将计算机划分为电子管、晶体管、集成电路和超大规模集成电路4个阶段，分别称为第一代至第四代计算机。

代时间主要元件主要应用领域代表机型一1946-1957年电子管军事和科学研究UNIVAC-I二1958-1964年晶体管已扩展到数据处理和事务处理IBM-7000系列机三1965-1970年小规模、中规模集成电路科学计算、数据处理以及过程控制IBM-360系列机四1971年至今大规模、超大规模集成电路应用领域不断向社会各个方面渗透IBM4300、3080、3090和9000系列机2. 计算机的特点【熟记】计算机的特点1）运算速度快运行速度：每秒所能执行的指令条数。

单位：MIPS（百万条指令/秒），Million Instructions Per Second主频：2GHz的Pentium 4 运行速度为40亿次/秒，即4000MIPS。

一般来说主频越高，运算速度就越快。

2）计算精度高计算机的计算精度一般用字长来表示。

字长：指的是CPU一次能并行处理的二进制位数，一般有8位、16位、32位、64 位等。

字长总是8的整数倍。

通常PC机的字长为16位（早期），32位，64 位。

3）存储能力强不仅可以把原始数据、中间结果、运算指令等信息存储，还可以存储指挥计算机工作的程序，同时还可以保存大量的文字、图片、声音等信息资料。

硬盘：1956年9月IBM公司制造的世界上第一台磁盘存储系统只有区区的5MB 。

40GB、80GB、160GB、 320GB、1TB=1024GB4）具有逻辑判断能力计算机不仅能进行算术运算，同时也能进行各种逻辑运算，具有逻辑判断能力。

计算机的逻辑判断能力是计算机智能化必备的基本条件。

如果计算机不具备逻辑判断能力，那么计算机也就不能称之为计算机了。

因此，计算机的逻辑判断能力是计算机与其他计算装置的一个重要区别。

5）具有自动运行能力计算机是自动化的电子装置。

具有记忆能力和逻辑判断能力，在计算机的内部，操作运算都是自动进行的。

只要人预先把处理要求，处理步骤，处理对象等必备元素存储在计算机系统内，计算机启动工作后就可以在无人参与的条件下自动完成预定的各种处理任务。

这是计算机区别于其它工具的本质特点。

3. 计算机的分类1）按处理数据的形态分类按处理数据的类型不同，可将计算机分为数字计算机、模拟计算机和混合计算机。

数字计算机：处理以“0”、“1”表示的二进制数字。

运算精度高，储存量大，通用性好。

模拟计算机：处理的数据时连续的，运算速度快，但精度低，通用性差。

混合计算机：集数字、模拟计算机特点于一身2）按使用范围按计算机使用范围的大小，可分为专用计算机和通用计算机。

专用计算机：专门为某种需求而制作，不能作他用。

效率高、精度高、速度快。

通用计算机：使用一般应用领域，即我们常说的“计算机”。

3）按性能分类依据计算机的主要性能（如字长、存储容量、运算速度、外部设备、允许同时使用一台计算机的用户多少和价格高低）来分类，可分为巨型机、大型机、小型机、微型机、单片机和工作站。

这也是最常用的分类方法。

注意：计算机中的“巨型”，并非从外观、体积上衡量，主要是从性能方面定义的。

4. 计算机的应用【熟记】计算机的应用领域，能根据例子判断所属类型1）科学计算科学计算也称数值计算，主要解决科学研究和工程技术中产生的大量数值计算问题。

这是计算机最初的也是最重要的应用领域。

【应用实例】水利、农业方面的水利设施的设计计算；地球物理方面的气象预报、水文预报、大气环境的研究；生物遗传工程中核糖核酸和人工合成胰岛素的晶体结构的研究；宇宙空间探索方面的人造卫星轨道计算、宇宙飞船的研制和制导；高能物理方面的分子、原子结构分析；可控热核反应的研究，反应堆得研究和控制。

2）信息处理指对大量的数据进行加工处理，与科学计算不同，数据处理的数据虽然量大但计算方法简单。

【应用实例】医院信息系统；电子商务系统；图书情报检索系统；生产管理系统；酒店事务管理系统。

3）过程控制过程控制又称实时控制，是指用计算机实时采集控制对象的数据，并加工分析处理后，按系统要求对控制对象进行控制。

【应用实例】冶金车间的炉温、燃料控制；铁路车辆调度；民航飞机起降；导弹发射的自动控制，火箭发射及其运动轨迹的实时调整。

4）计算机辅助工程计算机辅助设计(CAD) Computer Aided Design计算机辅助制造(CAM) Computer Aided Manufacturing计算机辅助教学(CAI) Computer Aided Instruction计算机辅助测试(CAT) Computer Aided Testing【应用实例】设计师运用CAD软件设计服装；电路板车间运用CAM将数百个配件准确、自动地装配到一起。

5）人工智能是指将人脑进行演绎推理的思维过程、公理体系、推理规则和备择策略集合存储在计算机中，然后让计算机根据所获得的信息去自动求解。

这是目前计算机应用研究最前沿的一个学科。

主要应用在机器人专家系统、模式识别、智能检索，比如医疗诊断、语音识别、机器翻译等方面。

（二）数制的概念，二、八、十及十六进制的表示及相互转换；【应用】熟练掌握各数制之间的转换（重点是十进制转二进制）1. 在日常生活中人们习惯用十进制数来表示数据，但是在计算机内部，数据的存储和处理都是采用二进制数，主要原因是：简单可行，容易实现，可降低硬件成本。

二进制数仅有0和1两个数码，可以用两种不同的稳定状态来表示。

运算规则简单。

适合逻辑运算。

二进制中的0和1正好分别表示逻辑代数中的假值（False）和真正（True）。

二进制数可用于代表逻辑值，容易实现逻辑运算。

2. 各进制数主要以两种书写形式来区别：1）下标法：用（）括住数字，在括号右下角标注进制数下标。

(101)10表示十进制数，(101)8表示八进制数，(101)2表示二进制数，(101)16表示十六进制数。

2）后缀法：用进制数的简称加在数的后面。

101D表示十进制数，101O表示八进制数，101B表示二进制数，101H表示十六进制数。

十进制数可以省略下标或后缀。

（三）计算机的数与编码，计算机中数的表示，字符、汉字的编码；计算机使用的数据可分为两类：数值数据和字符数据（非数值数据）。

数值数据：用以表示量的大小、正负，如整数、小数等。

字符数据：用以表示一些字符、标记，如英文字母、数字、各种专用专用字符、标点、汉字、图形、声音等。

在计算机中，不仅数值数据用二进制数来表示的，字符数据，如各种字符和汉字也都用二进制数进行编码。

1. 西文字符的编码所谓“编码”就是用二进制数来表示数据的代码。

ASCII码 (American Standard Code for Information Interchange)美国标准信息交换码，该编码被国际标准化组织ISO采纳，作为国际通用的信息交换标准代码，是目前在微型机中普遍使用的字符编码。

标准ASCII码采用7位二进制数来表示一个字符。

但是ASCII码在内存中按1个字节存储，最高位补0。

编码范围为00000000B～01111111B，可表示128个字符，其中包括：空格、数字、大小写英文字母及控制字符。

每个ASCII码字符可按其二进制码值比较大小。

观察ASCII表可知：控制符<数字<大写字符<小写字母；其中数字有小及大、字母也是如此A/B/C……。

2. 汉字的编码【了解】国标码的定义及其区位码、内码的转换汉字是中文的基本组成单位，为使计算机可以处理汉字，需要对汉字进行编码。

计算机进行汉字处理的过程实际上是各种汉字编码间的转换过程。

1）汉字信息交换码（国标码）由于汉字内码没有统一的标准，因此在不同的计算机系统之间使用汉字的内码来交换汉字信息可能导致失败。

为了便于各计算机系统之间能够准确无误地交换汉字信息，必须规定一种专门用于汉字信息交换的统一编码，这种编码称为汉字的交换码。

☞我国于1980年颁布了《信息交换用汉字编码字符集——基本集》，简称国标码，其代号为GB2312―80。

☞GB2312―80标准规定：一个汉字用两个字节表示，每个字节只用低7位，最高位为0。

由于国际通用的ASCII码最高位也为0，因而国标码与其无法区分，因此，在计算机内部，汉字编码全部采用机内码表示，机内码就是将国标码两个字节的最高位设定为1。

这样就解决了与ASCII码的冲突，保持了中英文的良好兼容性。

汉字机内码是计算机系统内部存储、处理和传输汉字所使用的代码。

2）汉字输入码由于汉字的输入需要依靠键盘来完成，而标准的键盘不具备直接输入汉字的功能，为此，必须对汉字进行编码，即利用几个英文字母或数字的组合来表示一个汉字，这样的汉字码称为汉字输入码。

目前，已有的汉字输入码有几百种。

一般可以分为顺序码（流水码）、音码、形码、音形码等。

也有的分为音码和形码两大类，音码类又分为：全拼、双拼、微软拼音、自然码和智能ABC等；而形码类分为五笔字型法、郑码输入法等。

虽然每一种输入法对同一汉字的编码各不相同，但经过转换后，存储在计算机内的编码都是汉字机内码。

3）汉字字形码字形码是汉字笔画构成的图形编码，是为实现汉字输出而制定的。

每一个汉字的字形都必须预先存放在计算机内，一套汉字（如GB2312国标汉字字符集）的所有字符的形状描述信息集合在一起称为字形信息库，简称字库。

不同的字体，如宋体、仿宋体、楷体、黑体等对应不同的字库。

目前普遍使用的汉字字形码是用点阵方式表示的，常用的汉字字形点阵有16×16点阵、、32×32点阵、48×48点阵等。

汉字字形点阵中，每个点的信息用1位二进制数表示，“1”表示对应位置处是黑点，“0”表示对应位置处是空白。

一个汉字16×16点阵字形码需要占用2B×16=32B的内存容量，24×24点阵字形码需要占用72B的内存容量，32×32点阵字形码需要占用128B的内存容量，48×48点阵字形码需要占用288B的内存容量。