计算机原理、机器语言原理
微型计算机系统
8.微型计算机硬件系统是由__组成的 A．主机和外部设备 √ B．主机和操作系统 C．CPU和输入输出设备 D．内存、外存和输入输出设备 9.计算机的内存容量通常是指 A．RAM的容量 √ B．RAM与ROM的容量和 C．软盘与硬盘的容量和 D．所有存储器容量的总和
10.下列几种存储器中,存取速度最快的 是 A．内存储 B．高速缓存 √ C．硬盘存储器 D．软盘存储器
7.我们说某计算机的内存是256MB,就是
指它的容量为 字节 A．256×1024×1024 √ B．256×1000×1000 C．256×1024 D．256×1000
√
1、下列哪一项表示一个完整的计算机 系统 A 、主机、键盘、显示器 B 、主机和它的外围设备 C、系统软件和应用软件 D、硬件系统和软件系统
址符号代替操作数。是面向机器的语言。
高级语言：由各种意义的“词”和“数
学公式”按照一定的“语法规则”组成的。 面向问题的。如：PASCAL、BASIC、C语言
源程序
汇 编 语 言 程 序
翻译 编译程序
目标程序
机 器 语 言 程 序
高 级 语 言 程 序
软 件 系 统 层 次
用 户 程 序 应用软件包
硬盘和硬盘驱动器，简称硬盘。 硬盘和硬盘驱动器是不可分离的
关 于 软 盘
光盘和光驱、软盘和软驱是分离的。
写 保 护 口
最小存储单位：位（bit）
基本存储单位：字节(Byte) 存储1个阿拉伯数 字或1个英文字母占用 1Byte的存储空间，存 储一个汉字通常占用 2Byte的存储空间。
1个汉字占（）个二进制位。2个呢？
语言处理系统 服务性程序
外
操 作 系 统
内
计算机科学的核心原理
计算机科学的核心原理计算机科学是一门研究计算机及其应用的学科，它探讨了计算机的核心原理和基本概念。
在计算机科学领域中，有一些核心原理对我们理解计算机的运行方式和其背后的原理至关重要。
本文将要介绍一些计算机科学的核心原理。
一、二进制系统计算机中最基本的原理之一是二进制系统。
二进制系统使用只有0和1的两个数字来表示数据和指令。
计算机内部的所有信息都是以二进制的形式表示的，包括数字、文字、图像等。
在二进制系统中，电子开关（transistors）通过打开或关闭来表示逻辑值0或1。
二、布尔逻辑和门电路布尔逻辑是计算机科学中的基础，它基于数学家乔治·布尔的逻辑理论。
布尔逻辑使用逻辑运算符（如与、或、非）来决定逻辑上的真或假。
这些逻辑运算符可以通过门电路来实现，例如与门、或门和非门。
门电路是由电子元件（如电晶体和电路板）构成的电子电路，用于处理和传输逻辑信号。
三、计算机体系结构计算机体系结构是计算机硬件和软件之间的接口。
它决定了计算机的组织方式、指令集架构、内存层次结构等。
计算机体系结构的核心原理包括冯·诺依曼体系结构和哈佛体系结构。
冯·诺依曼体系结构是一种存储程序的计算机体系结构，它将指令和数据存储在同一存储器中。
哈佛体系结构则将指令存储和数据存储分开，采用不同的存储器单元。
四、算法和数据结构算法是解决问题的一系列步骤或指令。
在计算机科学中，算法是设计和分析各种计算问题的基础。
而数据结构则是组织和存储数据的方式。
好的算法和数据结构可以提高计算机程序的效率和可靠性。
常见的算法和数据结构包括排序算法、搜索算法、树、图等。
五、操作系统原理操作系统是计算机系统的核心软件，它负责管理计算机的硬件和软件资源。
操作系统原理包括进程管理、内存管理、文件系统和设备管理等。
操作系统通过提供接口和服务来屏蔽底层硬件的复杂性，使应用程序能够方便地访问硬件资源。
六、计算机网络计算机网络是将多台计算机连接起来，实现信息共享和通信的技术。
计算机基础概述
一、计算机分类：1、按原理分类：⑴数字计算机：按位不连续的跳动运算，用数字0（关）和1（开）来表示数据，数字计算的计算方式，程序控制控制方式，高精度大数据量，很强的逻辑判断能力。
⑵模拟计算机：数值由连续量来表示，连续的运算过程，用电压来表示数据，电压组合和测量值计算方式，盘上连线控制方式，低精度小数据量，没有逻辑判断能力。
2、计算机按大小分类：⑴微型机：如PC机；个人、家庭、办公、娱乐。
⑵嵌入式计算机：工业控制：汽车、电视、空调、电梯。
⑶小型机：最高并行工作的CPU为4个；银行、大型企业、科研机构。
⑷中型机：最高并行工作的CPU为8个；银行、大型企业、科研机构。
⑸大型机：最高并行工作的CPU最少16个；银行、大型企业、科研。
⑹巨型机：科学、军事、航天。
3、PC机分类：A、台式机：品牌机：性能稳定、售后服务好IBM、DELL、联想、长城组装机：价格便宜、个性化配置、需要一定的技术基础B、便携机：笔记本电脑：移动办公、方便、扩容不方便C、掌上电脑：PDA、商务通、联想、文曲星、手机二、现代计算机系统的结构：现代计算机采用了“存储程序”工作原理,是1946年由冯·诺依曼和他的同事们提出并论证的。
1、计算机硬件由五个基本部分组成：运算器、控制器、存储器、输入设备、输出设备。
2、计算机内部采用二进制来表示程序和数据。
3、采用“存储程序”的方式，将程序和数据放入同一个存储器中（内存储器）。
三、计算机系统的主要性能指标：1、时钟频率（主频）和机器周期：时钟频率（主频）它是指CPU内部晶振的频率，常用单位为兆（MHz）。
一个机器周期由若干个时钟周期组成，在机器语言中，使用执行一条指令所需要的机器周期数来说明指令执行的速度。
一般使用CPU类型和时钟频率来说明计算机的档次。
如Pentium III 500等。
2、机器字长：是指CPU一次最多可同时传送和处理的二进制位数.3、运算速度：是指计算机每秒能执行的指令数。
计算机基础知识
8瓦
4瓦
2瓦
1瓦
1
1
1
0
1
0
1
0
二进制与十进制对应表
十进制 二进制
0 1
2
3
4
5
6
7
8
9
10
……
0 1 10 11 100 101 110 111 1000 1001 1010 ……
（二）信息编码
1、数字编码 1、十进制 二进制 方法：除2取余法（整数部分） 乘2取整法（小数部分） 例：(15.25)10 =( ？)2 练一练：1）(37)10=( 100101 )2 2）(22.125)10=( 10110.001 )2 2、二进制 十进制
3、高级语言
特点：须将源程序翻译成机器语言，通用性强，可读性强。
计算机工作原理图
冯· 诺依曼计算机
存储程序工作原理
计算机的两个基本能力：一是能够存储程序，二 是能够自动地执行程序。 计算机是利用‚存储器‛（内存）来存放所要执 行的程序的，而称之为CPU的部件可以依次从存 储器中取出程序中的每一条指令，并加以分析和 执行，直至完成全部指令任务为止。
打败Intel的芯片巨人，迫使Intel 于1985年另辟
战场（微处理器）
笔记本电脑的领军人物
计算机世界中的印度
世界软件产业王国
1985年，印度软件业产值为1000万美元 1994年，印度软件业产值为10亿美元 2000年，印度软件业产值为50万美元 在软件出口规模和质量与总产值的比例上，
硅谷
印度居世界第一。
特征：1）破坏性 2）传染性 3）潜伏性
例：CIH病毒（4月26日）
蠕虫病毒（冲击波病毒）
计算机病毒的检测与预防
计算机组成原理简答题
⏹1-1：机器语言、汇编语言、高级语言有何区别？答：机器语言由代码0、1组成，是机器能直接识别的一种语言。
汇编语言是面向机器的语言，它用一些特殊的符号表示指令。
高级语言是面向用户的语言，它是一种接近于人们使用习惯的语言，直观，通用，与具体机器无关。
⏹1-2：什么是硬件?什么是软件?两者谁更重要? 为什么？答：硬件是计算机系统的实体部分，它由看得见摸得着的各种电子元器件及各类光、电、机设备的实物组成，包括主机和外部设备等。
软件是指用来充分发挥硬件功能，提高机器工作效率，便于人们使用机器，指挥整个计算机系统工作的程序集合，是无形的。
硬件和软件是不可分割的统一体，前者是后者的物质基础，后者是前者的“灵魂"，它们相辅相成，互相促进。
⏹1-3：什么是计算机系统?说明计算机系统的层次结构。
答：计算机系统包括硬件和软件。
计算机系统通常有六个层次，由下至上可排序为：第一级微程序机器级，微指令由硬件直接执行；第二级传统机器级，用微程序解释机器指令；第三级操作系统级，一般用机器语言程序解释作业控制语句；第四级汇编语言机器级，这一级由汇编程序支持和执行；第五级高级语言机器级，采用高级语言，由各种高级语言编译程序支持和执行。
第六级应用语言机器级，采用各种面向问题的应用语言。
⏹2-3：简述算术移位和逻辑移位的区别，举例说明。
答：有符号数的移位称为算术移位，无符号数的移位称为逻辑移位。
逻辑移位的规则是：逻辑左移时，高位移出，低位添0；逻辑右移时，低位移出，高位添0。
例如，寄存器内容为01010011，逻辑左移为1010011，逻辑右移为00101001（最低位“1”移丢）。
又如寄存器内容为10110010，逻辑右移为01011001。
若将其视为补码，算术右移为11011001。
显然，两种移位的结果是不同的。
⏹2-16：要求设计组内先行进位，组间完全先行进位的32位ALU。
问：需要多少SN74181芯片？需要SN74182芯片多少片？试画出电路连接示意图。
计算机原理(第3版)武马群 (2)精选全文
•掌握各种进位计数制，十、二、八、十六进 制数的相互转换； •掌握二进制数的四则运算的规则； •掌握定点整数和定点小数的编码；
•掌握浮点数的编码原理、表数范围和规格化 方法； •了解定点数与浮点数的优缺点；
•掌握原码、反码和补码的概念、编码方法和 定义范围； •了解非数值数据的常用的编码方法。
一般地说，任意一个二进制数N（正的，或负的），可以表示为： N=±(Kn-1×2n-1+ Kn-2×2n-2+…+ K0×20+ K-1×2-1+ K-2×2-2+…+ Km×2-m) 其中Kj只能取1或0，由是由具体的数N确定。m、n为正整数。“2” 是二进制的基数，表示“逢2进1”，故称二进制，见表1–1
计算机的硬件是指计算机中的电子线路和物理装置.它 们是看得见摸的着的实体,入用集成电路芯片、印刷线 路板、接插件、电子元件和导线等装配成的CPU、存储 器及外部设备等。它们组成了计算机的硬件系统，是计 算机的物质基础，
计算机有巨型、大型、中型、小型和微型之分，每种规 模的计算机又有很多种机型和型号，它们在硬件配置上 差别很大，但是绝大多数都是根据冯·诺依曼计算机体 系结构来设计的。
经过短短几十年的发展，计算机技术的应用已经十分普及，从国 民经济的各个领域到个人生活、工作的各个方面，可谓无所不在。 因此，计算机知识是每一个现代人所必须掌握的知识，而使用计算 机应该是人们必备的基本能力之一。
1.1 计算机的特点
1. 运算速度快 2. 计算精度高 3. 具有记忆功能 4. 具有逻辑判断功能 5. 高度自动化
1.6.2 计算机的软件系统
计算机软件系统由系统软件(system software)和应用软件 (application software)两个部分构成。
计算机程序运行原理
计算机程序运行原理
计算机程序是用来实现特定功能的一组指令。
在计算机中，程序需要被编译成机器语言才能被计算机执行。
程序的执行是由计算机内部的处理器完成的，处理器根据程序中的指令依次执行。
在执行过程中，处理器会从内存中读取指令和数据，进行运算和存储，并向外部设备发送信号。
程序的运行原理涉及到计算机硬件和软件的关系。
计算机硬件包括处理器、内存、输入输出设备等，而计算机软件则包括操作系统、编译器、应用程序等。
操作系统是计算机系统的核心组成部分，它负责管理计算机的各种资源，如内存、文件、进程等。
编译器是将高级语言编写的程序转换成机器语言的工具，编译器的输出是可执行程序。
应用程序是用户使用计算机的工具，如浏览器、文字处理软件等。
计算机程序的运行过程可以分为编译、加载和执行三个阶段。
编译阶段将程序源代码转换成可执行的机器码，加载阶段将可执行程序装载到内存中，执行阶段则是处理器按照程序指令执行程序的过程。
计算机程序的运行原理是计算机科学的重要领域之一，了解程序的执行过程可以帮助提高程序的效率和准确性。
- 1 -。
ap计算机原理
ap计算机原理AP计算机原理是指在计算机科学和工程中，研究计算机的基本原理和结构的学科。
它涵盖了计算机硬件和软件的各个方面，包括计算机组成、逻辑设计、操作系统、编程语言等。
本文将从几个方面介绍AP计算机原理的相关内容。
一、计算机组成计算机组成是AP计算机原理中的一个重要内容，它描述了计算机的各个部分如何组成和相互配合。
计算机主要由中央处理器（CPU）、存储器、输入输出设备等组成。
CPU是计算机的核心，它负责执行指令、进行算术运算和逻辑运算。
存储器用于存储数据和指令，包括随机存储器（RAM）和只读存储器（ROM）。
输入输出设备用于与外部世界进行信息交换，包括键盘、鼠标、显示器、打印机等。
二、逻辑设计逻辑设计是AP计算机原理中的另一个重要内容，它描述了计算机内部的数字电路是如何设计和实现的。
逻辑设计主要包括布尔代数、逻辑门电路和时序电路等。
布尔代数是描述逻辑运算的代数系统，它包括与、或、非等逻辑运算符号。
逻辑门电路是将布尔代数的运算符号转化为实际的电路元件，包括与门、或门、非门等。
时序电路是描述计算机内部信号的时序关系，包括时钟、触发器等。
三、操作系统操作系统是AP计算机原理中的一个重要内容，它是计算机系统中最基本的软件，负责管理和控制计算机的硬件资源，并提供各种服务和接口供应用程序使用。
操作系统主要包括进程管理、内存管理、文件系统和设备驱动程序等。
进程管理负责控制和调度进程的执行，包括进程的创建、切换和终止等。
内存管理负责分配和回收内存资源，包括内存的分段和分页等。
文件系统负责管理和组织文件的存储和访问，包括文件的创建、读写和删除等。
设备驱动程序负责控制和管理计算机的各种外部设备，包括硬盘、打印机、网络接口等。
四、编程语言编程语言是AP计算机原理中的另一个重要内容，它是计算机和人之间交流的工具，用于编写和运行各种应用程序。
编程语言主要包括机器语言、汇编语言和高级语言等。
机器语言是计算机硬件能直接执行的语言，它由二进制代码组成。
计算机的基本组成部分及其工作原理
3.1.2 应用软件
❖ 系统软件与应用软件： 系统软件是以利用计算机本身的逻辑功 能，合理地组织用户使用计算机的硬件 和软件资源，以充分利用计算机的资源， 最大限度地发挥计算机效率，便于用户 使用、管理为目的。
而应用软件是用户利用计算机和它所提 供的系统软件，为解决自身的、特定的 实际问题而编制的程序和文档。
③．扇区(sector)：将各个磁道分成的若干个扇形的区域。 扇区是软盘的基本存储单位，一个扇区称为一个记录，计算 机在读、写数据时总是以一个或几个完整的扇区为单位。
扇区的编号从1开始。每个磁道上的扇区数可为8、9、 15或18。每个扇区存储512个字节。
3.1.2 系统软件
❖ (3)计算机高级语言 编译方式是用编译程序把用户高级语言源程序 整个地翻译成机器指令表示的程序，然后再执 行这个目标程序，最后得到计算机结果。 解释方式是用解释程序把用户高级语言源程序 逐句地进行翻译，译出一句即执行一句，边解 释边执行。 高级语言的出现是计算机发展中“最惊人的成 就”，高级语言不再依赖于机器，具有通用性。
3.1.2 系统软件
❖ 2)支撑软件 是支持其他软件的编制和维护的软件，是为 了对计算机系统进行测试、诊断和排除故障， 进行文件的编辑、传送、装配、显示、调试， 以及进行计算机病毒检测、防治等的程序。
3.1.2 系统软件
❖ 3)编译系统 要使计算机能够按照人的意图去工作， 就必须使计算机能接受人向它发出的各 种命令和信息，这就需要有用来进行人 和计算机交换信息的“语言”。 计算机语言有： 机器语言 汇编语言 高级程序设计语言。
3.1.2 系统软件
❖ (3)计算机高级语言 一种接近于自然语言，又可以使用数学表达式，还 相对独立于机器的工作方式。 高级语言并不能被机器所识别，必须要有一个能将 高级语言程序“翻译”成计算机所能识别的机器语 言目标程序的翻译程序。 被编译的程序叫源程序或源代码，经过翻译程序 “翻译”出来的结果程序称为目标程序。翻译程序 通常有编译和解释两种典型的实现途径。
微型计算机原理与应用知识点总结
第一章计算机基础知识一、微机系统的基本组成1.微型计算机系统由硬件和软件两个部分组成。
(1)硬件:①●诺依曼计算机体系结构的五个组成部分：运算器，控制器，存储器，输入设备，输入设备。
其特点是以运算器为中心。
②现代主流的微机是由●诺依曼型改进的，以存储器为中心。
③●诺依曼计算机基本特点：核心思想：存储程序；基本部件：五大部件；信息存储方式：二进制；命令方式：操作码（功能）+地址码（地址），统称机器指令；工作方式：按地址顺序自动执行指令。
(2)软件:系统软件：操作系统、数据库、编译软件应用软件：文字处理、信息管理（MIS）、控制软件二、微型计算机的系统结构大部分微机系统总线可分为3类：数据总线DB(Data Bus)，地址总线AB(Address Bus)，控制总线CB(Control Bus)。
总线特点：连接或扩展非常灵活，有更大的灵活性和更好的可扩展性。
三、工作过程微机的工作过程就是程序的执行过程,即不断地从存储器中取出指令,然后执行指令的过程。
★例：让计算机实现以下任务：计算计算7+10=？程序：mov al,7Add al,10hlt指令的机器码：10110000（OP）0000011100000100（OP）0000101011110100（OP）基本概念：1.微处理器、微型计算机、微型计算机系统2.常用的名词术语和二进制编码（1）位、字节、字及字长（2）数字编码（3）字符编码（4）汉字编码3.指令、程序和指令系统习题：1.1，1.2，1.3，1.4，1.5第二章8086／8088微处理器一、8086／8088微处理器8086微处理器的部结构：从功能上讲，由两个独立逻辑单元组成，即执行单元EU和总线接口单元BIU。
执行单元EU包括：4个通用寄存器（AX，BX，CX，DX，每个都是16位，又可拆位，拆成2个8位）、4个16位指针与变址寄存器（BP，SP，SI，DI）、16位标志寄存器FLAG（6个状态标志和3个控制标志）、16位算术逻辑单元(ALU)、数据暂存寄存器；EU功能：从BIU取指令并执行指令；计算偏移量。
计算机运行基本原理
计算机运行基本原理计算机是现代社会不可或缺的工具，它的运行基本原理是计算机科学的核心内容之一。
本文将从不同角度探讨计算机的运行基本原理，包括计算机硬件、操作系统、编程语言和算法等方面。
一、计算机硬件的运行基本原理计算机硬件是计算机系统的物理组成部分，包括中央处理器（CPU）、内存、硬盘、输入输出设备等。
计算机的运行基本原理是通过电子信号在硬件之间进行传递和处理。
CPU是计算机的核心，它负责执行指令和进行算术逻辑运算。
内存是存储数据和指令的地方，可以在CPU和硬盘之间快速传输数据。
硬盘是永久存储数据的地方，而输入输出设备则负责与外部世界进行交互。
这些硬件之间的协调工作是计算机运行的基本原理之一。
二、操作系统的运行基本原理操作系统是计算机系统的核心软件，负责管理和控制计算机的硬件和软件资源。
操作系统的运行基本原理是通过内核和用户程序之间的交互来实现。
内核是操作系统的核心部分，它负责管理计算机的硬件资源，如内存、CPU和硬盘等。
用户程序是运行在操作系统之上的应用程序，通过与内核的交互来实现对硬件资源的访问和操作。
操作系统的运行基本原理是通过调度算法、内存管理、文件系统和设备驱动等功能来实现对计算机资源的有效管理和利用。
三、编程语言的运行基本原理编程语言是计算机程序的载体，它是计算机与人之间交流的桥梁。
编程语言的运行基本原理是通过编译或解释来将程序转换为计算机可以执行的指令。
编译是将高级语言程序转换为机器语言程序的过程，它将程序分析、优化和转换为可执行的机器指令。
解释是逐行执行高级语言程序的过程，它通过解释器将程序逐行转换为机器指令并执行。
编程语言的运行基本原理是通过编译器、解释器和运行时库等工具来实现程序的执行。
四、算法的运行基本原理算法是解决问题的一系列步骤和规则的描述，它是计算机程序的核心。
算法的运行基本原理是通过输入和输出来实现对问题的求解。
算法的输入是问题的描述和初始数据，输出是问题的解。
算法的运行基本原理是通过控制结构（如顺序、选择和循环）和数据结构（如数组、链表和树）来实现对问题的求解。
计算机组成与工作原理电子教案第4章
4.2 计算机软件执行过程与设计方法
4.2. 1 解决问题的逻辑方法 在计算机中，为了解决一个问题，程序需要执行一系列的步骤， 这个解决问题的步骤序列就称作算法，即算法是指解决问题的方法和步骤。
算法的目的是要将解决问题的方法与步骤的逻辑描述清楚，所以，
表示算法的方法很多，常用表示方法有：文字描述、流程图、伪代码等。
4.2 计算机软件执行过程与设计方法
2．使用流程图表示算法
流程图是指利用标准的图形符号来描述程序处理的步骤，其特点 是直观易读。使用流程图表示算法直观、清晰，因此在程序开发中被广泛 使用。流程图包括一个基本符号集合，其中每个符号表示算法中指定类型 的操作，如下表所示。
图形符号 名称 起止框 说明 表示一个算法的开始或结束
中等职业学校教学用书（计算机技术专业）
《计算机组成与工作原理 》 电子教案
主 编 刘晓川
第4章 使用软件控制计算机工作
4.1 计算机语言与软件 4.2 计算机软件执行过程与设计方法
4.1 计算机语言与软件
4.1.1 计算机语言
程序设计语言一般可分为机器语言、汇编语言和高级语言三类。 (一) 机器语言 机器语言是计算机的中央处理器可以直接识别并执行的语言。机器语言是以0或1二 进制代码表示的指令集合，其特点是程序执行效率高，但通用性差，直观性差，并且难懂、 易错。 (二) 汇编语言 汇编语言是用较直观、容易记忆和书写的助记符表示二进制指令的操作码及操作数， 又称作符号语言。汇编指令与机器指令基本上是一一对应的。 (三) 高级语言 高级语言是独立于具体的计算机硬件、接近于人类的自然语言（英语）和数学语言 符号的程序设计语言。用高级语言编写的程序称作源程序，计算机不能直接识别和执行，必 须经过语言处理程序翻译成机器语言程序（又称作目标程序），才能为计算机所执行，有两 种翻译方式：编译方式和解释方式。
计算机基本工作原理
计算机基本工作原理计算机系统概述计算机系统包括硬件系统和软件系统两大部分。
计算机通过执行程序而运行，计算机工作时软硬件协同工作，二者缺一不可。
硬件（Hardware）是构成计算机的物理装置，是看得见、摸得着的一些实实在在的有形实体。
一个计算机硬件系统，从功能级角度而言包五大功能部件：运算器、控制器、存储器、输入设备和输出设备。
硬件是计算机能够运行的物质基础，计算机的性能，如运算速度、存储容量、计算精度、可靠性等，很大程度上取决于硬件的配置。
只有硬件而没有任何软件支持的计算机称为裸机。
在裸机上只能运行机器语言程序，使用很不方便，效率也低。
软件（Software）是指使计算机运行需要的程序、数据和有关的技术文档资料。
软件是计算机的灵魂，是发挥计算机功能的关键。
有了软件，人们可以不必过多地去了解机器本身的结构与原理，可以方便灵活地使用计算机。
软件屏蔽了下层的具体计算机硬件，形成一台抽象的逻辑计算机（也称虚拟机），它在用户和计算机（硬件）之间架起了桥梁。
软件通常分为系统软件和应用软件两大类。
系统软件是计算机制造者提供的使用和管理计算机的软件，它包括操作系统、语言处理系统、常用服务程序等。
应用软件是计算机用户用计算机及其提供的各种系统软件开发的解决各种实际问题的软件。
一、要求掌握的知识要点(1) 掌握十进制数、二进制数、十六进制数、八进制数以及它们之间的相互转换方法。
(2) 掌握二进制数的算术运算及逻辑运算的法则，数据在计算机中的表示方法。
(3) 掌握BCD码、ASCII码及汉字编码的概念。
(4) 熟悉中央处理单元CPU的组成及内部主要部件的功能。
二、知识点概述(一) 计算机中数据的表示计算机最主要的功能是处理信息，如处理数值、文字、声音、图形和图像等。
在计算机内部，各种信息都必须经过数字化编码后才能被传送、存储和处理，因此，掌握信息编码的概念与处理技术是至关重要的。
所谓编码，就是采用少量的基本符号，选用一定的组合原则，以表示大量复杂、多样的信息。
《计算机原理》课件
03
计算机软件系统
系统软件
系统软件是计算机的基本软 件，负责管理计算机的硬件 资源，包括操作系统、设备 驱动程序、系统工具等。
操作系统是系统软件的核心 ，负责管理计算机的硬件和 软件资源，提供用户界面和 应用程序接口，协调应用程
序的运行。
设备驱动程序是操作系统的 一部分，负责与计算机硬件 设备交互，实现硬件设备的
巨型机、大型机、中型机、小 型机、微型机。
03
按用途
通用计算机和专用计算机。
计算机的应用领域
科学计算
数学、物理、工程等领域中的数值计算。
自动控制
工业生产、交通管理、家用电器等领域。
人工智能
机器学习、自然语言处理、专家系统等。
数据处理
数据库、数据挖掘、办公自动化等。
辅助设计
CAD、CAE、CAM等技术广泛应用于机械、电子、建筑 等领域。
机器学习原理
机器学习的定义
机器学习是人工智能的一个子领域，它利用算法使计算机系统能够 从数据中学习并做出准确的预测或决策，而无需进行明确的编程。
机器学习的主要方法
监督学习、无监督学习、半监督学习和强化学习是机器学习的四大 主要方法。
机器学习的应用场景
机器学习在各个领域都有广泛的应用，如自然语言处理、图像识别、 语音识别、推荐系统和自动驾驶等。
软件开发与维护
软件开发是指根据用户需求和设 计要求，编写计算机程序的过程
。
软件开发需要遵循一定的规范和 标准，以确保软件的质量和可维
护性。
软件维护是指对已经完成的软件 进行修改和完善的过程，以满足 用户新的需求或修复软件的错误
和漏洞。
04
计算机操作系统
操作系统的定义与功能
计算机的工作原理
CPU（central processing unit）意为中央处理单元，又称中央处理器。CPU由控制器、运算器和寄存器组成，通常集中在一块芯片上，是计算机系统的核心设备。计算机以CPU为中心，输入和输出设备与存储器之间的数据传输和处理都通过CPU来控制执行。微型计算机的中央处理器又称为微处理器。
按照冯·诺依曼存储程序的原理，计算机在执行程序时须先将要执行的相关程序和数据放入内存储器中，在执行程序时CPU根据当前程序指针寄存器的内容取出指令并执行指令，然后再取出下一条指令并执行，如此循环下去直到程序结束指令时才停止执行。其工作过程就是不断地取指令和执行指令的过程，最后将计算的结果放入指令指定的存储器地址中。计算机工作过程中所要涉及的计算机硬件部件有内存储器、指令寄存器、指令译码器、计算器、控制器、运算器和输入/输出设备等，在后续的内容中将会输入的原始数据和程序，并将它们变为计算机能识别的二进制存入到内存中。常用的输入设备有键盘、鼠标、扫描仪、光笔等。 输出设备用于将存入在内存中的由计算机处理的结果转变为人们能接受的形式输出。常用的输出设备有显示器、打印机、绘图仪等。
总线
总线是一组为系统部件之间数据传送的公用信号线。具有汇集与分配数据信号、选择发送信号的部件与接收信号的部件、总线控制权的建立与转移等功能。典型的微机计算机系统的结构通常多采用单总线结构，一般按信号类型将总线分为三组，其中AB（Address Bus）为地址总线；DB(Data Bus)为数据总线；CB（Control Bus）控制总线。
运算器
运算器又称积极态度逻辑单元ALU（Arithmetic Logic Unit）。运算器的主要任务是执行各种算术运算和逻辑运算。算术运算是指各种数值运算，比如：加、减、乘、除等。逻辑运算是进行逻辑判断的非数值运算，比如：与、或、非、比较、移位等。计算机所完成的全部运算都是在运算器中进行的，根据指令规定的寻址方式，运算器从存储或寄存器中取得操作数，进行计算后，送回到指令所指定的寄存器中。运算器的核心部件是加法器和若干个寄存器，加法器用于运算，寄存器用于存储参加运算的各种数据以及运算后的结果。
了解计算机机器翻译的基本原理
了解计算机机器翻译的基本原理计算机机器翻译是指通过计算机程序将一种语言的文本自动转化为另一种语言的过程。
随着人工智能技术的发展，机器翻译在各个领域得到了广泛应用。
了解计算机机器翻译的基本原理对于理解其应用和发展具有重要意义。
一、基于规则的机器翻译基于规则的机器翻译是机器翻译的早期方法之一。
它是通过事先定义一系列的语言规则，根据源语言和目标语言之间的语法和结构特点，将源语言文本转化为目标语言文本。
基于规则的机器翻译需要构建大规模的词典和语法规则，以捕捉源语言和目标语言之间的对应关系。
然而，由于语言的复杂性和不确定性，规则的编写和维护成本很高，并且难以涵盖所有可能的语言现象和表达方式。
二、基于统计的机器翻译基于统计的机器翻译是在语料库的基础上建立的机器翻译模型。
它通过分析大量的双语平行语料，计算源语言和目标语言之间的词语、短语和句子的概率分布，从而实现源语言到目标语言的自动转换。
基于统计的机器翻译的核心是统计模型和翻译模型。
统计模型用于计算短语或句子的翻译概率，翻译模型则用于选择最佳的翻译结果。
这种方法在一定程度上解决了规则的编写和维护成本高的问题，但对于语义和上下文的理解仍然存在一定难度。
三、基于神经网络的机器翻译近年来，基于神经网络的机器翻译成为机器翻译领域的热点。
该方法使用深度神经网络模型，通过大量训练数据学习源语言和目标语言之间的映射关系，从而实现自动的翻译过程。
基于神经网络的机器翻译具有以下优势：一是对语义和上下文的理解能力更强，可以更准确地捕捉句子的意思；二是可以处理长句子和复杂结构的句子；三是可以通过不断的训练和优化提升翻译质量。
然而，基于神经网络的机器翻译也存在一些挑战，例如需要大量的训练数据、较长的训练时间以及对计算资源的要求较高等。
四、混合机器翻译混合机器翻译是将多种机器翻译方法结合起来，以提高翻译质量和效率。
常见的混合机器翻译方法包括规则与统计的混合、统计与神经网络的混合等。
混合机器翻译可以充分利用不同方法的优势，弥补各自的不足，提高翻译的准确性和流畅性。
计算机程序基本工作原理
计算机程序基本工作原理计算机程序是指由一系列指令组成的代码，通过计算机硬件执行以完成特定任务的软件。
计算机程序的基本工作原理是通过一系列的步骤来实现任务的完成。
下面将从程序的执行过程、数据的处理和计算、控制流程、编译和解释等方面来详细介绍计算机程序的基本工作原理。
一、程序的执行过程计算机程序的执行过程可以分为编译和解释两个阶段。
编译是将程序源代码转换为机器语言的过程，而解释是逐行解释执行程序源代码。
在编译阶段，源代码被编译器将其转换为可执行文件，然后在执行阶段，计算机读取并执行这些可执行文件。
这样，程序就能够按照源代码所描述的逻辑顺序依次执行，从而实现任务的完成。
二、数据的处理和计算计算机程序的基本工作原理还涉及到数据的处理和计算。
程序通过输入数据、处理数据和输出结果来完成任务。
输入数据可以是来自键盘、鼠标、传感器等外部设备的数据，处理数据可以是对输入数据进行计算、逻辑判断、数据操作等操作，输出结果可以是将处理后的数据显示在屏幕上或存储到文件中。
数据的处理和计算是程序的核心部分，其计算过程是基于算法和数据结构来实现的。
三、控制流程控制流程是指程序中各个语句的执行顺序和条件判断的流程。
程序的执行顺序可以通过顺序结构、选择结构和循环结构来控制。
顺序结构表示按照程序的书写顺序依次执行语句；选择结构表示根据条件的真假来选择执行不同的语句；循环结构表示根据条件的真假来反复执行某段语句。
通过这些控制结构的组合和嵌套，程序可以实现不同的功能和逻辑。
四、编译和解释编译是将程序源代码转换为机器语言的过程，而解释是逐行解释执行程序源代码。
编译器将源代码转换为机器语言后，生成可执行文件，这样程序就可以直接运行而不需要再次编译。
解释器则是逐行解释执行源代码，无需生成可执行文件。
编译和解释有各自的优缺点，编译执行速度快但需要编译过程，而解释执行不需要编译过程但执行速度相对较慢。
计算机程序的基本工作原理涉及到程序的执行过程、数据的处理和计算、控制流程、编译和解释等方面。
机器语言是由二进制编码构成的语言
机器语言是由二进制编码构成的语言全文共四篇示例，供读者参考第一篇示例：机器语言是计算机能够直接理解和执行的一种语言，它是由二进制编码构成的。
在计算机系统中，所有的数据和指令都以二进制的形式存储和处理。
计算机处理器在执行程序时，实际上是在执行一系列由0和1组成的机器指令，这些指令被称为机器语言。
二进制是一种数制，只包含两个数字0和1。
在计算机中，每一位二进制数字被称为一个比特（bit），它是计算机中最基本的数据单元。
由多个比特组合在一起可以表示不同的数值或符号。
一个字节（byte）由8个比特组成，可以表示0~255之间的数字或者对应的ASCII字符。
而在机器语言中，通常使用更长的指令格式来表示更复杂的操作。
机器语言是计算机硬件能够直接执行的语言，它与高级语言（如C、Java等）之间存在着明显的区别。
高级语言是人类可以理解和书写的语言，它通常会被编译器或解释器转换成机器语言，然后再由计算机执行。
机器语言则是一种底层的语言，直接控制着计算机的硬件执行指令。
在机器语言中，每一条指令都对应着计算机中的某种硬件操作，比如移动数据、进行算术运算、跳转到特定地址等。
由于机器语言是由二进制编码构成的，因此它的表示方式相当复杂和底层。
通常来说，机器语言的指令格式包括操作码（opcode）、操作数（operand）和地址码（address）等部分。
操作码指示了要执行的操作类型，操作数用于表示操作的对象，地址码则指示了操作数所在的内存地址或寄存器地址。
计算机处理器在执行每一条指令时，会根据指令的操作码和操作数来进行相应的操作，并根据地址码来定位数据的位置。
编写和理解机器语言是一项相当困难和繁琐的工作，通常只有经过专门训练的人员才能够胜任。
通常情况下人们不直接编写机器语言代码，而是使用高级语言编写程序，然后通过编译器或解释器将其转换成机器语言。
这样不仅可以大大简化编程过程，同时也提高了程序的可读性和可维护性。
尽管机器语言的表示方式相当复杂，但它却是计算机系统中最基础和最重要的一部分。
机械语言的应用原理和方法
机械语言的应用原理和方法1. 什么是机械语言机械语言也被称为低级语言，是计算机能够直接理解和执行的一种语言。
它与高级语言相比，更贴近计算机硬件的操作方式，因此能够更高效地执行机器指令。
机械语言使用二进制代码表示指令和数据，通常以机器指令的形式存在，在计算机内存中以位的形式进行存储。
2. 机械语言的应用场景机械语言在计算机科学领域有着广泛的应用，尤其是在嵌入式系统、操作系统和编译器等技术领域。
具体的应用包括但不限于：•嵌入式系统开发：嵌入式系统是指将计算机技术与其他非计算机领域相结合的系统。
机械语言能够直接控制硬件，因此在嵌入式系统的开发中，常常使用机械语言编写程序来和硬件进行交互。
•操作系统编程：操作系统是计算机硬件和应用程序之间的桥梁，机械语言被广泛应用于操作系统的编程中。
通过机械语言，开发者能够直接操作内存、磁盘和其他外设，实现操作系统的各种功能。
•编译器设计：编译器是将高级语言转换为机械语言的工具。
因此，在编译器设计中，机械语言的原理和方法是非常重要的。
编译器通过将高级语言源代码转换为机器指令，实现了高级语言的自动执行。
3. 机械语言的核心思想机械语言的核心思想是根据计算机硬件的要求和特性来设计对应的指令集，以实现特定的功能。
机械语言的编程过程中，需要考虑以下几个关键因素：•指令集架构：指令集架构是描述计算机使用的机械语言指令集的一种方式。
常见的指令集架构包括精简指令集（RISC）和复杂指令集（CISC）等。
这些指令集架构根据特定的目标和需求，设计出不同功能和效率的指令集。
•指令格式：指令格式是指令在机器中的表示方式。
指令格式一般由操作码和操作数组成。
操作码表示要执行的操作类型，而操作数表示对应的操作对象。
指令格式的设计需要考虑灵活性、易于理解和执行效率等因素。
•寻址方式：寻址方式是指寻找指令中操作数所在存储单元的方式。
常见的寻址方式包括直接寻址、间接寻址、寄存器寻址、立即寻址等。
不同的寻址方式适用于不同的应用场景和操作对象，能够提高指令执行的效率和灵活性。
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一、计算机原理/机器语言原理
计算机的核心部件是CPU（中央处理单元），这是一个有着众多引脚的集成电路。
计算机的所有动作均由其内部的“电子运算”而最终产生。
从理解的角度上，可以把CPU看作是一套“约定”的集合。
当我们通过一些引脚告诉它“1”、“加”、“2”、“运算”、“输出”等信号时，通过CPU设计制作时固定好的“约定”，在其另一些引脚上输出“3”的信号并通知显示设备显示出“3”的图象，我们就此得到了结果。
——这些“约定”就是该CPU的机器语言。
不同的CPU有着不同的机器语言。
不同机器语言基础上的软件无法通用。
某一厂商新型的CPU为了软件的通用性往往向其早期的CPU保持兼容。
机器语言是一切软件（包括操作系统）的基础，是计算机最终识别并执行的指令。
任何的机器语言都只接受两种信息：“指令”和“数据”；指令是告诉CPU做什么样的动作，而数据则是动作的对象。
比如上文中的“加”、“运算”等是指令，而“1”、“2”是数据。
从形式上讲，指令和数据都是二进制信息。
但如果将数据当成指令交给CPU处理，通常CPU会无法理解而死机；反之如果将指令当成数据交给CPU则不会引起任何恶果，因为数据不会引起CPU任何的动作。
为验证这一说法，你可以随便将一个文件的扩展名改为COM在DOS下交给系统执行；也可以将命令处理器的扩展名改为TXT用记事本打开（切记不要存盘！）。
二、二进制和计算机存储单位
计算机使用二进制，因为表示两种状态的物质比较容易找到，比如电灯的“灭”和“亮”以及磁场的“负”和“正”。
二进制其实就是“逢二进一”。
在二进制里，“0”还是“0”，“1”还是“1”，但“2”就写成了“10”（请读成“壹零”而不要读成“十”），同样，“3”是“11”，“4”则是“100”——这种牺牲了位元的做法虽然浪费了存储单元但却相对较易实现。
表示二进制的位元叫“位”（Bit）。
一个位有两种属性，“0”或者“1”。
我们能够接触到的“xx位操作系统”或者“xx位真彩色”里的“位”就是这个“位”。
计算机的基本存储单元是“字节（Byte）”。
一个字节由8个“位”组成。
1024个字节称为1KB。
为什么不是1000而是1024呢？因为在二进制里多一位就是多一倍（乘2），因此计算机里充满了2的倍数，而1024是2的10次方。
更大的单位还有MB和GB，1MB=1024KB，1GB=1024MB。
三、操作系统
当人们不想再重复地向计算机输入一套套的机器语言时，操作系统随之诞生。
有了它，人们不必再使用二进制的机器语言直接与硬件说话。
使用一个COPY命令，就可以实现1823句的机器语言指令来完成信息的复制工作。
如果需要复制八个文件，只有傻瓜才愿意重复八次机器语言，聪明人则会将这套指令做成集合然后通过一个命令来调用它——操作系统是用户和计算机硬件中间的“界面”，除了简单高效之外，更重要的是操作系统隔离了高深的理论知识，使得对计算机的使用变成了简便的对操作系统的掌握。
美国微软公司（Microsoft）在操作系统方面做出了巨大贡献。
其磁盘操作系统DOS由于开放了所有的机器语言而在最需要的时刻赢得了大量的软件。
在DOS里，系统提供了大量的子程序供编程调用，由此DOS 迅速打败了对手而几乎一统天下。
代替DOS的图形操作系统Windows更是带领人们进入了自由探索时代。
无论如何，使用鼠标器将文件扔到垃圾箱远比记忆DELETE更为直观。
四、磁盘使用原理
磁盘是计算机存储信息的设备。
在DOS/Windows系统下，将软磁盘划分为磁道（磁头静止时主轴马达带动盘片旋转一周形成的圆环）和扇区（磁道上每512个字节被划分为一个扇区）。
高密度软盘有80个磁道，每磁道分为18个扇区，加上反正两面都使用，所以总容量是80*18*512*2=1474560 Bytes=1440KB=1.44MB。
对于硬盘来讲，因为不
止两个磁头，而且所有的磁头都由一个磁头臂带动，所以划分为柱面（磁头臂不动时主轴电机带动盘片旋转一周形成的圆柱）、磁头（所有磁头依次编号）和扇区（也是512个字节）。
操作系统为了自身目的通常要占用一部分特殊区域。
在DOS/Windows操作系统下，这些区域包括引导区（BOOT）、文件分配表（FAT）及根目录区（ROOT），根目录区之后是划分整齐的一块块用户文件存放区。
其中引导区存放的是一段用来引导操作系统的“指令”；硬盘因为可以存在多个操作系统，所以除了引导区BOOT外，其第一个扇区里还有一段用来解析硬盘分区的“指令”，叫主引导区（MBR），其内还包括了硬盘的分区表数据。
文件分配表和根目录区则全部是“数据”。
这些区域都由操作系统负责读写，用户不得删除及直接写入。
对于单台的计算机来说，病毒总是在硬盘里，因为内存在关机时全部清零。
引导区BOOT和主引导区MBR 两区域，因其内容是指令性质的程序而成为了病毒感染的敏感区。
五、文件类型
在计算机里，信息的集合被称为“文件”。
计算机将多种媒介信息进行数字化而得到了丰富的文件，如声音、图像、文字等等。
虽然这些文件在形式上都是二进制信息，但作为不同的类型解释时却有着不同的意义。
文件的类型由其文件名中的“扩展名”向系统申明，比如声音的“WAV”，图像的“BMP”，文字的“TXT”等等。
DOS系统下的用户有权更改文件的扩展名，Windows操作系统对此稍加了限制，并使用“关联”技术来说明某一文件类型归属哪个软件进行处理。
如果系统里没有默认该文件类型的处理方式，双击该文件时系统将询问“打开方式”。
错误的打开方式会引起未知的后果。
文件类型虽然众多，但从性质上只有两类，即“可执行文件”和“数据文件”。
到目前为止，在DOS/Windows 操作系统下，主要的可执行文件仍然只有两类，即“COM”和“EXE”。
还有一种系统可以直接执行的“BAT”文件，叫做“批处理文件”，它是一种用来向操作系统说明执行哪些命令的文字文件，不包含最终指令代码。
除COM和EXE外，包含指令代码的还有“OVL/OVR”、“DLL”、“DRV”、“VXD”等文件。
“OVL/OVR”是DOS 系统下“覆盖”技术的产物。
覆盖技术允许用户将不常用的代码做为覆盖存在，用到的时代调入，用毕释放。
Windows系统下这一技术演变为“动态链接库”，其文件类型为“DLL”。
“DRV”是Windows系统下的设备驱动程序，“VXD”则是虚拟设备驱动程序。
包含指令代码的文件可能被病毒感染；而数据文件即使被病毒感染，也不会当作“指令”交付CPU执行。
六、TSR程序及中断技术
TSR程序称为驻留程序，DOS系统允许用户编制程序并驻留内存以替代某些系统操作（比如按下
CTRL+ALT+DEL键时不立即重启以避免用户误启动），DOSKEY就是一个典型的TSR程序。
这样在不修改系统的情况下达到了更换/升级原系统功能的目的。
鼠标和声卡的设备驱动在DOS下也大多通过TSR 实现。
TSR技术来源于中断理论。
DOS提供了大量丰富的中断程序供用户调用，并且允许用户自行编写中断处理程序来接管原系统中断——写到这里不能不发点儿牢骚：开放的系统是病毒产生的温床，微软为了争取软件而在当时采取的全开放做法是不负责任的行为。
实际上可以说，病毒这东西，都是盖茨惹的祸。
UNIX和NOVELL下至今鲜有病毒，是最有力的证据，更何况连Windows NT都可以免受CIH的骚扰！较早驻留的TSR程序享有较高的权力，因为它可以监视后来程序的动作。
DOS下的程序（包括TSR）拥有比系统还高的控制权级别。
当用户的程序被执行时，DOS交出了所有的权力，直到该程序声明结束时将控制权送回来。
TSR程序在Windows系统下就是显示在任务栏右侧的小图标，比如“金山词霸”和“Norton Anti-Virus”。
也有一部分不需要用户干预的不提供图标。
TSR通常会因为拦截系统的中断而降低系统性能，同时它也是导致“非法操作”的祸首，当另有程序以系统声明的原来方式直接操作而TSR未予拦截时，其后果往往是崩溃。