计算机基础知识

计算机基础知识

一、计算机的发展、类型及其应用领域。

1. 计算机(computer)是一种能自动、高速进行大量算术运算和逻辑运算的电子设备。其特点为：速度快、精度高、存储容量大、通用性强、具有逻辑判断和自动控制能力。

2. 第一台计算机：ENIAC，美国，1946年宾夕法尼亚大学冯·诺依曼“存储程序”和“程序控制”

3. 冯·诺依曼思想的核心要点是：

1)计算机的基本结构应由五大部件组成：运算器、控制器、存储器、输入设备和输出设备。

2)计算机中应采用二进制形式表示数据和指令。

3)采用“存储程序”和“程序控制”的工作方式。

4. 计算机的发展过程

阶段年份物理器件软件特征应用范围

第一代1946-1959 电子管机器语言、汇编语言科学计算

第二代1959-1964 晶体管高级语言科学计算、数据处理、工业控制第三代1964-1970 小规模集成电路操作系统科学计算、数据处理、工业控制、

文字处理、图形处理

第四代1970-至今大规模集成电路数据库网络等各个领域

5.主要特点：运算速度快、精确度高、具有记忆和逻辑判断能力

6. 计算机的主要应用

科学计算：例如：气象预报、海湾战争中伊拉克导弹的监测

数据/信息处理：例如：高考招生中考生录取与统计工作，铁路、飞机客票的预定系统，银行系统的业务管理

计算机控制

计算机辅助系统：例如：用CAI演示化学反应

人工智能：例如：代替人类到危险的环境中去工作

办公自动化系统中的应用：例如：Internet发email

CBE:计算机辅助教育

CAI:计算机辅助教学

CMI:计算机管理教学

CAD:计算机辅助设计

CAT:计算机辅助翻译

CAM:计算机辅助制造

CAE:计算机辅助工程

7. 计算机的分类：

1)、根据规模大小分类：巨型机、大型通用机、微型机、工作站、服务器

2)、根据用途分类：通用计算机、专用计算机

3)、根据计算机处理数据的类型：模拟计算机、数字计算机、数字与模拟计算机

8. 计算机科学研究与应用

人工智能：研究如何让计算机来完成过去只有人才能做的智能的工作。

网格计算：专门针对复杂科学计算的新型计算模式。

中间件技术：是介于应用软件和操作系统之间的系统软件。

云计算：是分布式计算、网格计算、并行计算、网络存储及虚拟化计算机和网络技术发展融合的产物，或者说是它们的商业实现，。

二、计算机中数据的表示与存储。

1. 数制

二进制的优点：技术实现简单简化运算规则适合逻辑运算易于进行转换

各种进制的后缀

B：二进制D：十进制H：十六进制O：八进制

2.数据的存储

1) 数据：所有能够被计算机接受和处理的符号的集合都称为数据

2) 信息：有意义的数据的内容。指数据经过加工处理后得到的有价值的知识。

3)位(Bit) 每一个能代表0和1的电子线路称为一个二进制位，是数据的最小单位。

4) 字节(Byte)

通常每8个二进制位组成一个字节，字节是最基本的存储单位。字节的容量一般用KB、MB、GB、TB来表示，它们之间的关系如下：

1KB=1024B 1MB=1024KB 1GB=1024MB 1TB=1024GB

5) 字长(Word) 在计算机中作为一个整体被存取、传送、处理的二进制数字串叫做一个字或单元，每个字中二进制位数的长度，称为字长。一个字由若干个字节组成，不同的计算机系统的字长是不同的，常见的有8位、16位、32位、64位等。字长是计算机的一个重要指标，直接反映一台计算机的计算能力和精度。字长越长，存放数的范围越大，计算机的数据处理速度越快。

6)地址(Address) 为了便于存取，每个存储单元必须有唯一的编号，这个编号就称为地址，通过地址可以找到所需的存储单元，取出或存入信息。

1.4.3 编码

1.字符编码

目前国际上通用的字符编码是ASCII码，即美国标准信息交换代码。

ASCII码用七位二进制数表示一个字符，可表示27共128个字符。包括：32个通用控制符、10个十进制数字、52个大小写英文字母和34个专用符号。在一个字节(8个Bit)中后七位用于表示字符的编码，最高位为奇偶校验位，一般作0看待。

2. 汉字编码

ASCII码只对英文字母、数字和标点符号进行了编码。同样，要想处理汉字，也要对汉字进行统一编码，给每个汉字一个惟一的编码，我国于1980年发布了国家汉字编码标准GB2312-1990。。汉字数量庞大，用一个字节无法区分，故汉字编码采用2个字节。

一个汉字占用二个字节一个字符占用一个字节

N*N点阵的汉字所用的空间是N*N/8

国标码、机内码、区位码的关系

国标码=区位码+2020H

机内码=国标码+8080H

机内码=区位码+a0a0H

三、计算机软硬件系统的组成及主要技术指标。

计算机硬件系统均由运算器、控制器、存储器、输入设备和输出设备五大部分构成

运算器：算术运算和逻辑运行的实际执行部件。

控制器：统一指挥和控制计算机各部件按时序协调操作的部件

中央处理器-CPU=运算器+控制器是计算机的核心部件

内部存储器按其存储信息的方式可以分为只读存储器ROM(Read Only Memory)、随机存储器RAM(Random Access Memory)和高速缓冲存储器Cache

RAM：随机存储器能读能写，断电后信息丢失

DRAM:动态RAM，相当于CACHE(高速缓冲存储器)

CACHE:CPU与内存之间速度不彼配的问题

SRAM：静态RAM

ROM：只读存储器能读不能写，断电后信息不丢失