计算机基础知识1.1 计算机概述考点1 计算机发展简史1946 年 2 月日，世界上第一台电子计算机Eniac 在美国宾夕法尼亚大学诞生，它的出现具有划时代的伟大意义。从第一台计算机的诞生到现在，计算机技术经历了大型机、微型机及网络阶段。对于传统的大型机， 根据计算机所采用电子元件的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四代。我国在微型计算机方面，研制开发了长城、方正、同方、紫光、联想等系列微型计算机我国在巨型机技术领域中研制开发了“ 银河 ”“曙光 ”“神威 ” 等系列巨型机。考点2 计算机的特点现代计算机算一般具有以下几个重要特点。（1）处理速度快（2）存储容量大。（3）计算精度高。（4）工作全自动。（5）适用范围广，通用性强。考点3 计算机的应用计算机具有存储容量大，处理速度快， 逻辑推理和判断能力强等许多特点，因此已被广泛应用于各种科学领域，并迅速渗透到人类社会的各个方面，同时也进人了家庭。计算机主要有以下几个方面的应用。（1）科学计算（数值计算）。（2）过程控制。（3）计算机辅助设计（CAD ）和计算机辅助制造（CAM ）。（4）信息处理。（5）现代教育（计算机辅助教学（CAI ）、计算机模拟、多媒体教室、网上教学和电子大学）。（6）家庭生活。考点4 计算机的分类计算机品种众多，从不同角度可对它们进行分类，计算机有多种不同的分类方法。计算机按其应用领域的不同可分为专用计算机和通用计算机；按其内部信息流的不同可分为模拟计算机、数字计算机和混合计算机；按其使用电子元件的不同可分为电子管计算机、晶体管计算机和集成电路计算机、大规模与超大规模集成电路。不过按照国际惯例，现在使用的最多的分类方法还是以计算机的规模和性能来进行分类，这样就可以把计算机分为巨型机、大中型机、小型机、工作站、微型机五大类。1.2 数制与编码考点5 数制的基本概念1.十进制计欺制其加法规则是 “ 逢十进一 ” ，任意一个十进制数值都可用0. 1. 2 .3 .4 .5 .6 .7 .8.9 共 10 个数字符号组成的字符串来表示，这些数字符号称为数码；数码处于不同的位置代表不的数值。例如 720.30 可以写成7x1022x1010 x1003 x10 1 0 x10 2，此式称为按权展开表示式2. R 进制计数制从十进制计数制的分析得出，任意R 进制计数制同样有基数N、 和 Ri 按权展开的表示式。R可以是任意正整数如二进制R 为 2。（1）基数（ Radix）一个计数所包含的数字符号的个数称为该数的基，用R 表示。例如，对二进制来说，任意一个二进制数可以用0，1 两个数字符表示，其基数R 等于2。（2）位值（权）任何一个R 进制数都是由一串数码表示的，其中每一位数码所表示的实际值都大小，除数码本身的数值外，还与它所处的位置有关，由位置决定的值就称为位置（或位权）。位置用基数R 的 I 次幂Ri 表示。假设一个R 进制数具有n 为整数， m 位小数，那么其位权为 Ri，其中i=-mn-1 。（3）数值的按权展开任一R 进制数的数值都可以表示为：各个数码本身的值与其权的乘积之和。例如，二进制数101.01 的按权展开为：101.01B=1 22+0 21+1 20+0 21+1 22=5.25D 任意一个具有n 位整数和m 位小数的R 进制数的按权展开为：（N）R=dn-1RN-1+dn-2RN-2+d2R2+d1 R1+d0 R0+d-1 R-1+d -MR-M 其中di 为 R 进制的数码考点6 二、十、十六进制数的数码（1）十进制和二进制的基数分别为10 和 2，即 “ 逢十进一 ” 和“ 逢二进一 ” 。它们分别含有 10 个数码（0，1,2，3,4,5,6,7,8,9）和两个数码 （0,1）。位权分别为10i 和 2i（i-m-n-1，m,n 为自然数）。二进制是计算机中采用的数制，它具有简单可行、运算规则简单、适合逻辑运算的特点。（2）十六进制基数为16，即含有16 个数字符号： 0，1，2，3， 4，5，6，7，8，9，A，B，C，D，E，F。其中A，B， C，D，E，F 分别表示数码10,11，12,13,14,15，权为16i（i mn 一 1， 其中 m、 n 为自然数） 。 加法运算规则为“ 逢十六进一 ” 。如表1-3 所示列出了015 这 16 个十进制数与其他3 种数制的对应表示。（3）非十进制数转换成十进制数。利用按权展开的方法，可以把任一数制转换成十进制数。例如：1010. 101 B1 230 221 210 2 01 210 221 23 只要掌握了数制的概念，那么将任一R 进制数转换成十进制数的方法都是一样的。（4）十进制整数转换成二进制整数。把十进制整数转换成二进制整数，其方法是采用“ 除二取余 ” 法。具体步骤是：把十进制整数除以2 得一商数和一余数；再将所得的商除以2，又得到一个新的商数和余数；这样不断地用2 去除所得的商数，直到商等于0 为止。 每次相除所得的余数便是对应的二进制整数的各位数码。第一次得到的余数为最低有效位，最后一次得到的余数为最高有效位。把十进制小数转换成二进制小数，方法是“ 乘 2 取整 ” ，其结果通常是近似表示。转换成二进制小数，方法是“ 乘 2 取整 ” ，其结果通常是近似表示。上述的方法同样适用于十进制数对十六进制数的转换，只是使用的基数不同。（5）二进制数与十六进制数间的转换。二进制数转换成十六进制数的方法是从个位数开始向左按每4 位的组划分， 不足4 位的组以0 补足，然后将每组4 位二进制数代之以一位十六进制数字即可。十六进制数字即可一 1111111B，共有7 128 个不同的编码值，相应可以表示128 个不同的编码。1.3 计算机中字符的编码考点7 西文字符的编码计算机中常用的字符编码有EBCDIC 码和ASCII 码。IBM 系列大型机采用EBCDIC 码，微型机采用ASCII 码是美国标准信息交换码，被国际化组织指定为国际标准。它有7 位码和8 位码两种版 .国际的7 位 ASCII 码是用7 位二进制数表示一个字符的编码考点8 汉字的编码1.汉字信息的交换码汉字信息交换码简称交换码，也叫国标码。规定了7 445 个字符编码，其中有682 个非汉字图形符和6763 个汉字的代码。有一级常用字3755 个，二级常用字3 008 个。两个字节存储一个国标码。国标码的编码范围是2121H 一 7E7EH。区位码和国标码之间的转换方法是将一个汉字的十进制区号和十进制位号分别转换成十六进制数，然后再分别加上20H，就成为此汉字的国标码：汉字国标码 =区号（十六进制数）+20H 位号（十六进制数）+ 20H 而得到汉字的国标码之后，我们就可以使用以下公式计算汉字的机内码：汉字机内码汉字国标码8080H 2.汉字输入码汉字输入码也叫外码，都是由键盘上的字符和数字组成的。目前流行的编码方案有全拼输入法、双拼输入法、自然码输人法和五笔输人法等。3.汉字内码汉字内码是在计算机内部对汉字进行存储、处理的汉字代码，它应能满足存储、处理和传输的要求。 一个汉字输人计算机后就转换为内码。内码需要两个字节存储，每个字节以最高位置,1 ” 作为内码的标识。4.汉字字型码汉字字型码也叫字模或汉字输出码。在计算机中， 8 个二进制位组成一个字节，它是度量空间的基本单可见一个16 x 16 点阵的字型码需要16 x 16/8=32 字节存储空间。汉字字型通常分为通用型和精密型两类。5.汉字地址码汉字地址码是指汉字库中存储汉字字型信息的逻辑地址码。它与汉字内码有着简单的对应关系，以简化内码到地址码的转换。1. 4 指令和程序设计语言考点9 计算机指令一条指令必须包括操作码和地址码两部分。一台计算机可能有多种多样的指令这些指令的集合称为该计算机的指令系统。计算机系统是由硬件系统和软件系统两大部分组成的，考点10 程序设计语言程序设计语言通常分为机器语言、汇编语言和高级语言3 类（1）机器语言。机器语言是计算机唯一能够识别并直接执行的语言。（2）汇编语言。用汇编语言编写的程序称为汇编语言源程序计算机不能直接识别它。必须先把汇编语言程序翻译成机器语言程序（称目标程序），然后才能被执行。（3）高级语言。高级语言要用翻译的方法把它翻译成机器语言程序才能执行。翻译的方法有“ 解释 ” 和“ 编译 ” 两种。一个高级语言源程序必须经过“ 编译 ” 和“ 连接装配 ” 才能成为可执行的机器语言1.5 计算机系统的组成考点11 计算机系统概述?计算机系统是由硬件系统和软件系统两大部分组成的1.计算机硬件系统的组成?计算机由运算器、控制器、存储器、输入设备和输出设备等五大部件组成计算机硬件系统2.计算机软件系统的组成?计算机的软件是指计算机所运行的程序及其相关的文档、数据。?软件又可以分为系统软件和应用软件两大类。系统软件是指管理、监控和维护计算机资源（包括硬件和软件）的软件，它主要包括操作系统、各种程序设计语言、数据库管理系统以及实用工具软件等。应用软件是指除了系统软件以外的所有软件。考点12“ 存储程序控制” 计算机的概念著名美籍匈牙利数学家冯?诺依曼提出了EDVAC 计算机方案，他在方案中提出1944 年 8 月，3 条思想。（1）计算机的基本结构。计算机硬件应具有运算器、控制器、存储器、输人设备和输出设备等5 大基本功能。（2）采用二进制数.二进制数便于硬件的物理实现，又有简单的运算规则。（3）存储程序控制.存储程序实现了自动计算，确定了冯诺依曼型计算机的基本结构。考点13 计算机硬件的组成1 运算器运算器是计算机处理数据和形成信息的加工厂，主要完成算术运算和逻辑运算，它由算术逻辑运算部（ ALU ）、累加器及通用寄存器组成。2 控制器控制器是计算机的神经中枢，它用以控制和协调计算机各部件自动、连续地执行各条指令。它通常由指令部件、时序部件及操作控制部件组成。（1）指令寄存器：存放由存储器取得的指令。（2）译码器：将指令中的操作码翻译成相应的控制信号。（3）时序节拍发生器：产生一定的时序脉冲和节拍电位，使得计算机有节奏、有次序地工作。（4）操作控制部件：将脉冲、电位和译码器的控制信号组合起来，有时间性地、有时序地控制各个部件完成相应的操作。（5）指令计数器：指出下一条指令的地址。3 存储器存储器是计算机记忆装置，主要用来保存数据和程序，具有存数和取数的功能。存储器分为内存储器和外存储器。CPU 只能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CPU 访问和处理。4.输入设备输人设备的主要作用是把准备好的数据、程序等信息转变为计算机能接受的电信号送人计算机。5.输出设备输出设备的主要功能是把运算结果或工作过程以人们要求的直观形式表现出来。考点14 计算机软件系统的组成软件系统可分为系统软件和应用软件两大类二1 系统软件系统软件分为操作系统、语言处理系统（翻译程序）、服务程序和数据库系统4 大类别。（1）操作系统（ OS）。一个操作系统应包括下列5 大功能模块：处理器管理、作业管理、存储器管理、设备管理和文件管理。操作系统通常分成以下5 类。 单用户操作系统。微软的MS-DOS 、Windows 属于此类。批处理操作系统。IBM 的 DOS/VSE 属于此类。分时操作系统。UNIX 是国际最流行的分时操作系统。实时操作系统。网络操作系统。（2）对于高级语言来说，翻译的方法有两种：解释和编译。对源程序进行解释和编译任务的程序，分别叫做解释程序和编译程序。2 应用软件应用软件可分为通用软件和专用软件两类其中通用软件又分为3 类。（1）文字处理软件如Office 2000 中的Word. （2）电子表格软件二如Office 2000 中的Excel. （3）专家系统 . 考点15 中央处理器（CPU）中央处理器（ CPU）主要包括运算器（ALU ）和控制器（ CU）两大部件。此外，还包括若干个寄存器和高速缓冲存储器。它是计算机的核心部件。又称微处理器。 计算机的所有操