计算机基础知识

– 进制转换
十进制->二进制：配方法，例：69D 二进制->八、十六进制：分组转换法，例: 11110B 八、十六进制->二进制：按位分组还原法，例: A8H 十进制->八、十六进制，或八->十六进制：via二进制 R制->十进制：乘权求和法。
考题练习
1. 在计算机内部，数值型数据和非数值型数 据都是以（）形式表示与存储的。 A、二进制 B、字符 C、数字 D、程序
– 输入和输出设备统称I/O设备； – 外存和I/O设备统称外设。
知识点
（一）硬件系统
– 常见的I/O接口：
• USB • VGA/ HDMI (主要用于显示器)
• RJ-45 (网线接口)
– 系统总线
• 数据总线（传送数据和指令，它与CPU字长有关）
• 地址总线（传送地址信息，寻址32位机可标识2^32个地 址空间）
– 信息编码
• ASCII码：空格->32；0->48；A->65；a->97
• 国际码=区位码+2020H；机内码=国际码+8080H
• 一个汉字占两个字节；1字节（byte）=8位（bit） • 字型码：n*n点阵中的每个点占一个bit。故16*16的点阵字模占 16*16/8=32字节。
知识点
知识点
（二）计算机特点
– – – – – – 速度快 MIPS（百万条指令/秒） 存储容量大 精度高 在程序控制下自动完成 具有逻辑判断能力 支持人机交互
– 从冯诺依曼存储程序控制原理来看，程序控制和存 储能力是它区别与其他计算工具的最显著特征。
知识点
（二）计算机特点
– – – – – – 速度快 MIPS（百万条指令/秒） 存储容量大 精度高 在程序控制下自动完成 具有逻辑判断能力 支持人机交互
知识点
（四）计算机的应用
– 科学计算：最早（天气预报、人造卫星、地震分析、 航天技术等） – 数据（信息）处理：办公自动化，大部分应用 – 辅助工程：CAD（计算机辅助设计）、CAM（计算 机辅助制造）、CAT（计算机辅助测试）、CAI（计 算机辅助教学） – 人工智能：模拟人的智能：机器人、专家系） – 过程监控：工业生产 – 网络通信：路由器、防火墙
Lecture 2: 计算机基础知识与系统组成
刘波 博士 2016
考试内容及要求
一、计算机基础知识
– 了解计算机的发展、特点、分类及应用； – 掌握数制的概念，二、八、十及十六进制的表 示及相互转换； – 掌握计算机的数与编码，计算机中数的表示， 字符、汉字的编码； – 理解计算机中信息的存储单位：位、字节、字、 字长的概念； – 了解汉字常用输入方法、输入码（外码）、内 码、字库的概念。
知识点
（一）硬件系统
– 计算机硬件系统由五部分构成：控制器、运算器、存储器、输入 与输出设备。 – 运算器和控制器合称中央处理器（CPU） – 存储器分为内存（主存储器）和外存（辅助存储器）
• 内存分为RAM（可读写、断电时数据丢失，即通常所说的内存）和ROM （只读，断电数据不丢失） • RAM分为静态RAM（SRAM）和动态RAM （DRAM），前者性能好，但功 耗大造价高，主要用于CPU中的高速缓存 • ROM中有两种特殊的硬件：
– 从冯诺依曼存储程序控制原理来看，程序控制和存 储能力是它区别与其他计算工具的最显著特征。
知识点
（三）计算机分类
– 按处理信号的不同
• 数字计算机 • 模拟计算机
– 按用途的不同
• 通用计算机 • 专用计算机
– 按综合性指标：
• • • • • （1）微机 （个人、PC-Personal Computer） （2）工作站（部门级服务器） （3）小型机（企业级服务器） （4）大型机 （5）巨型机（超级计算机）
知识点
（八）原码、反码、补码
– 整数x的原码包含符号位和数值位 – 最高位即符号位，0为正数、1为负数
• [+2]=00000010； [-2]=10000010 • [+0]=00000000； [-0]=10000000
– 反码规则： – 正数：相同；负数：符号不变，数值取反
• [+2]反= [+2] =00000010； [-2]反=11111101 • [+0]反=00000000； [-0]反=11111111
答案：A
考题练习
2. 将八进制64转化为10进制后数值为（）。 A、53 B、50 C、49 D、52
答案：D 知识点：6*8+4。
考题练习
3. 已知X=156D, Y=10010110B, Z=241O，则三 个数的排序为。 A、Z>X>Y B、Z>Y>X C、Y>X>Z D、X>Z>Y
答案：A
答案：D
考题练习
2.一个汉字的机内码是 B9F8H，则该汉字的区 位码是（ ）。 (A)1958 (B)3978 (C)2588 (D)6488
答案：C
考题练习
3. 判断：1个2GB的内存盘理论上可以存放231 个汉字机内码。（ ）
答案：错
考题练习
4. 十进制12.25所对应的二进制数为____。 A、1011.01 B、1101.01 C、1011.10 D、101.10 提示：
• 操作系统软件
– 它提供：处理器管理、设备管理、存储管理、文件管理、作业管理五大功能。
• 操作系统软件分为：单用户单任务OS（如DOS），Windows系列是单用户多任务OS， Unix和Linux是多用户多任务OS • 数据库管理系统（DBMS）是系统软件（VFP、ACCESS、ORACLE）； • 程序设计语言（机器语言、汇编语言、高级语言）是系统软件； • 语言处理系统（汇编程序、解释程序、编译程序、连接程序）是系统软件； • 实用程序（诊断程序、检查、纠错、监控、测试、病毒防护软件软件系统等面向机 器维护程序）是系统软件。
考题练习
4. 对二进制1111011.1101，小数点右移三位， 其结果是原来的（）倍。 A、 4 B、 3 C、8 D、100
答案：C 知识点：2n倍
知识点
（六）计算机中的信息表示
– 数的表示
• 有符号：最高位为符号位，0为正数、1为负数，
– 表达范围：-2n-1~2n-1-1
• 无符号： 0~2n-1
知识点
（一）计算机发展历程
– 计算机领域的四大丰碑
• 冯.诺依曼：计算机之父，美籍匈牙利人，1945年提 出存储程序控制原理（EDVAC）；冯诺依曼机仍是 现代计算机基础结构。 • 巴贝奇：分析机发明者，英国数学家，提出通用电 子计算机思想。 • 香农：信息论创始人，美国数学家。 • 艾兰.图灵：计算机科学奠基人，英国数学家，逻辑 学家。
考题练习
1. 计算机能自动完成运算或处理过程的基础 是存储程序工作原理，它是美籍匈牙利科 学家（）提出的。 A、巴贝奇 B、布尔 C、莱布尼兹 D、冯.诺依曼
答案：D
知识点
（一）计算机发展历程
– 1946年→美国→第一台计算机→ ENIAC
• 【注意】它没有依据冯诺依曼提出的存储程序控制原理（EDVAC）
答案：先减一，再取反
二、计算机系统基本组成
• 1．理解计算机系统的概念。 • 2．硬件系统：
– 理解计算机的“存储程序”工作原理。 – 硬件系统组成框图： – 了解中央处理器功能；掌握存储器功能及分类：内存 储器（RAM、ROM、EPROM、EEROM、Cache）；外存 储器（硬盘、光盘、U盘等）； 了解外围设备功能及分 类：键盘、鼠标、显示器、打印机、光驱和其他常用 外围设备；掌握总线结构（数据总线、地址总线、控 制总线）；了解通用串行总线接口 USB； – 掌握微机的主要性能指标（运算速度、字长、内存容 量、外围设备配置、软件配置、可靠性及性价比等）。
• 内存中按字节进行编址
– 内存和CPU合称主机
知识点
（一）硬件系统
– 外存包括：
• （磁介质的）硬盘、软盘； • （半导体介质的）优盘； • （光介质的）光盘。
– 输入设备：鼠标、键盘等； – 输出设备：显示器、打印机等；
• 显示器包括CRT、LCD(液晶显示器)等 • 显示器的主要性能指标包括：刷新率（Hz）、分辨率（像素dpi）、色深 (bit)——色深24位即可以显示2^24种色彩。 • 打印机分为针式打印机、喷墨打印机、激光打印机
整数部分采用配方法，2的指数为正， （指数的数字）代表1后面有多少位； 小数部分可依然采用配方法， 2的指数为负， （ 指数的数字+1）代表1前面有多少位
答案：B
考题练习
5. 如果一个字库中包含 2400 个 32*32 点阵字 型码，则该字库占（ ） KB。
答案：32*32*2400/(8*1024)=300
知识点
（一）计算机发展历程
– 未来计算机发展趋势：生物计算机、光学计算机、 量子计算机 – 我国计算机发展
• • • • 1958，第一台电子管计算机：DJS-1 1964，第一台晶体管计算机 1971，第一台集成电路计算机 截止2014.4，我国国防科大研制的“天河二号”超级计 算机运算速度居世界第一。 • 除天河系列外，还有银河、深腾、曙光、神威等型号
• 控制总线（传送控制信息）
知识点
（一）软件系统
– 软件=程序+文档+数据
• 程序：为解决某一特定问题而编写的指令序列 • 指令：由操作码和地址码两部分组成
– 操作码：描述指令所执行的功能 – 地址码：描述指令作用的对象（某块地址空间）
– 分为系统软件和应用软件 – 系统软件（软件的软件——为其他软件提供平台的软件）
– 按“电子元件”不同，将计算机的发展划分为四个时代