计算机基础99136

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第一章计算机基础知识一、计算机概述1.1发展简史1.2计算机的特点1.3计算机的应用1.4计算机的分类\n早期计算机主要应用于军事\n\n大型计算机时代，通常根据主计算机所采用的电子元件不同而划分为电子管，晶体管，集成电路和大规模、超大规模集成电路等。采用电子管做为计算机的功能单元，体积大，耗电量大，寿命短，可靠性差。采用电子射线管，磁鼓存储信息，容量小，采用机器语言和汇编语言编写程序，操作程序困难，主要用于数值计算，应用于军事和科学研究领域。采用晶体管为主要逻辑部件，体积小，重量轻，可靠性提高和运行速度加快。采用磁芯为主要存储器，为磁盘和磁鼓为外存储器,出现了系统软件和高级语言。采用中小规模集成电路和微型化的元器件使计算机体积更小，管理更快。采用半导体存储器件做为主存储器，存储容量和存取速度大大提高，系统软件得到很大的发展。出现了分协管理系统，允许多用户分享计算机资源。采用结构化程序设计方法，使软件技术得到较大的提高。软件在这个时期形成了产业。\n大规模、超大规模集成电路取代了中小规模集成电路。这时，微处理器的出现使微型机异军突起，独树一帜。通常把1971年后出现的计算机称为第四代计算机。计算机的体积更小、功能更强、价格更低。计算机进入了一个全新的时代。微型计算机时代，微处理器是大规模、超大规模集成电路计算机的产物。\n微型机的发展史，其实就是微型处理器的发展史。当时一个芯片集成了３１０万个晶体管，它是原先大家设想的８０５８６，中文名为奔腾。\n在微型计算机领域除已经介绍的ＰＣ机以外，还有单片机，便捷式ＰＣ机等。位居世界商业运行的前５００位高性能计算机的第４８位。\n通常以计算机每秒钟完成基本加法指令的数目称为计算机的运算速度。计算机的高速度使它在通信、金融、交通等领域达到时时、快速的服务。由于计算机采用二进制数字进行运算，计算机精度主要由表示数据的字长决定。目前一般微机的存储容量在64M～512M。加上大容量的磁盘、光盘等外存储器，实际上存储容量已经达到海量。采用大规模、超大规模集成电路计算机具有非常高的可靠性。计算机在人们预先编制好的程序控制下，不需人工干预即可完全自动化工作。现在我们可以看到各行各业都离不开计算机。\n\n\n二、数制与编码2.1数制2.2数制之间的转换2.3字符编码\n所依据的性能主要包括字长、存储容量、运算速度、外部设备、允许同时使用计算机的用户多少等！根据这些性能，可将计算机分为：微型计算机的划分\n计算机可表示和使用的数据：字符数据也叫非数值数据，用来表于一些符号、标记汉字、图形和声音数据等也属于非数值数据。\n\n\n\n\n注意：八进制数和十六进制数均是为了方便书写和阅读时使用的、在计算机内部实际上所有的数均是二进制。\n\n人们习惯在一个数的后面加上B，D，O，H，来表示其前面的数用的是什么进位制。\n\n\n\n\n\nASCII码常用于输入输出设备，如键盘输入、显示器和打印机输出等。从键盘输入字符信息时，编码键入将字符转化成ASCII码输入计算机内部，经处理后再将ASCII码表示的数据转换成对应的字符在显示器和打印机上输出。\n\n当一个汉字输入计算机后，就转换为内码，然后才能在机器内流动处理。汉字内码的形式有多种多样\n\n汉字库中字型信息都是按一定顺序连续存放在存储介质上，所以汉字地址码也都是连续有序的。而且与汉字内码间有着简单的对应关系，以简化汉字内码到汉字地址码的转换。\n三、指令和程序设计语言3.1计算机指令（Instruction）3.2程序设计语言\n\n每条指令都对应一串二进制代码，机器语言是计算机唯一能够识别并直接执行的语言。所以与其它语言相比，其执行效率较高。\n也称高级程序设计语言或算法语言。用高级语言编写的程序也称高级语言源程序。其方法有两种：\n四、计算机系统组成4.1计算机系统组成4.2计算机硬件的组成\n硬件是物理上存在的各种设备，如显示器、机箱、键盘、鼠标、硬盘、打印机等。它是计算机工作的物质基础。\n软件是指在硬件系统上运行的各种程序、数据及有关资料。\n一个完整的计算机系统不仅应该是具备齐全的硬件结构，还必须配备功能齐全的软件系统。后者是为了充分发挥基本硬件结构中各部分的功能和方便用户使用计算机而编制的各种程序，一般把它称为计算机的软件系统。硬件与软件两者相辅相成、缺一不可。\n著名数学家冯·诺依曼思想奠定了现在计算机设计的基础。他提出的存储程序控制计算机的基本工作原理至今仍得到应用。他总结了如下三点：\n在计算机中程序和数据都用二进制代码表示，二进制只有‘0’和‘1’两个数码。它既有便于硬件的物理实现，又有简单的运算规则，故可简化计算机结构，提高可靠性和运算速度。\n所谓存储程序，就是把程序和处理问题所需的数据均以二进制编码形式预先按一定顺序存放到计算机的存储器里。计算机运行时，中央处理器依次从内存储器中逐条取出指令，按指令规定执行一系列的基本操作，最后完成一个复杂的工作。这一切工作都是由一个担任指挥工作的控制器和一个执行运算工作的运算器共同完成的，这就是存储程序控制的工作原理。\n运算器是计算机处理数据形成信息的加工厂，它的主要功能是对二进制数码进行算术运算或逻辑运算，所以，也称它为算术逻辑部件(ALU).\n控制器是计算机的神经中枢，由它指挥全机各个部件自动、协调地工作，就像人的大脑指挥躯体一样。\n中央处理器(CPU)只能直接访问存储在内存中的数据。外存中的数据只有先调入内存后，才能被中央处理器访问和处理。\n输入设备的主要作用是把准备好的数据、程序等信息转变成计算机能接受的电信号送入计算机。\n输出设备的主要功能是把计算机的运算结果、工作过程，以人们要求的直观形式表现出来，例如在屏幕上显示的图形、文字等，在纸上打印的印刷符号。\n五、计算机软件系统的组成5.1系统软件5.2应用软件\n\n系统软件由一组控制计算机系统并管理其资源的程序组成,其主要功能包括启动计算机,存储,加载和执行应用程序,对文件进行排序,检索,将程序语言翻译成机器语言等。\n操作系统通常应包括下列五大功能模块:（1）处理器管理。当多个程序同时运行时，解决处理器(CPU)时间的分配问题。（2）作业管理。完成某个独立任务的程序及其所需的数据组成一个作业。作业管理的任务主要是为用户提供一个使用计算机的界面使其方便地运行自己的作业，并对所有进入系统的作业进行调度和控制，尽可能高效地利用整个系统的资源。（3）存储器管理。为各个程序及其使用的数据分配存储空间，并保证它们互不干扰。（4）设备管理。根据用户提出使用设备的请求进行设备分配，同时还能随时接收设备的请求（称为中断），如要求输入信息。（5）文件管理。主要负责文件的存储、检索、共享和保护，为用户提供文件操作的方便。\n还有适合管理计算机网络环境的网络操作系统\n\n\n数据库系统主要由数据库(DB),数据库管理系统(DBMS)及相应应用程序组成.数据库是指按照一定联系存储的数据集合.\n\n六、微型计算机的硬件系统6.1微型计算机基本结构6.2中央处理器（CPU）6.3存储器（Memory）6.4输入输出设备6.5主板（MainBoard）和总线（Bus）6.6计算机的主要技术指标\n\n\n\n存储器可容纳的二进制信息量称为存储容量.目前,度量存储容量的基本单位是字节(Byte).\nRAM有两个主要特点:一是其中信息随时可以读出或写入;二是加电使用时其中的信息会完好无缺,但一旦断电(关机或意外掉电),RAM中存储的数据就会消失,且无法恢复.由于RAM这一特点,所以也称它为临时存储器.也叫读写存储器\n对只读存储器只能作读出操作而不能作写入操作。ROM中的信息是在制造时用专门设备一次写入的,存储的内容是永久性的,即使关机或掉电也不会丢失。随着半导体技术的发展,已经出现了多种形式的只读存储器,如可编程的只读存储器PROM,可擦除的可编程的只读存储器EPROM及掩膜型只读存储器MROM等\n随着CPU性能的不断提高，CPU对RAM存取速度的要求也越来越高。为了协调他们之间的速度差，采用CACHE作为连接CPU和RAM之间的接口，缓解速度差距。CACHE是由HRAM组成，容量通常在1M字节左右。实现的方法是将最近要访问的数据或程序先存放于CACHE中，CPU直接与CACHE打交道，再由CACHE将数据和程序与RAM进行对换\n外存也称作辅助存储器.它通常是与主机相对独立的存储器部件.与内存相比,外存容量较大,关机后信息不会丢失,但存取速度较慢.外存不直接与CPU进行数据交换,当CPU需要访问外存的数据时,需要先将数据读入到内存中,然后CPU再从内存中访问该数据,当CPU要输出数据时,也是先写入内存,然后再由内存写到外存中.\n\n\n\n\n\n\n\n\n\n\n\n\n\n\n\n