计算机引论知识点2013-1-6

第一章绪论1.1计算机的产生第一台计算机的名字（ENIAC），产生日期（1946年2月）、地点（美国宾夕法尼亚大学莫尔学院）。冯·诺依曼思想的核心要点：（1）计算机由五大部件组成：运算器、控制器、存储器、输入设备和输出设备；（2）计算机应采用“二进制”表示数据和指令；（3）提出了“存储程序”的思想；1.2计算机的发展计算机发展的五大阶段（按照采用的电子器件划分）：第一代计算机电子管第二代计算机晶体管第三代计算机中小规模集成电路第四代计算机大和巨大规模集成电路新一代计算机智能计算机1.3计算机的分类根据功能和用途，计算机可分为通用计算机和专业计算机。巨型机的代表：银河、曙光1.4计算机的应用领域无1.5计算机的特点计算机的三大主要特点：运算速度快运算精度高具有逻辑判断和“记忆”能力1.6著名的计算机组织团体和计算机科学家冯·诺依曼计算机之父阿兰·麦席森·图灵人工智能之父西蒙·克雷巨型机之父1.7计算机科学及研究的领域无第二章数据存储与表示2.1数据的表示形式1.数据和信息的概念数据是对客观事物记录下来的、可以鉴别的符号。信息是经过加工以后、并对客观世界产生影响的数据。信息在计算机内部具体的表示形式就是数据。2.数据的分类（数值数据和非数值数据）3.数据的单位位（bit）计算机存储数据的最小单位；字节（Byte）每个字节由8个二进制位组成；字字是计算机一次处理(存取,加工,传送)的二进制数。4.衡量数据容量的单位B,字节，1B=8bitKB，千字节，简称K，1KB=210B=1024B。MB，兆字节，简称M，1MB=210KB=220B。1GB，吉字节，简称G，1GB=210MB=230B。1TB，太字节，简称T，1TB=210GB=240B。2.2数值数据1.两种数制表示方法（下标法和字母法）2.任意两个不同数制之间的转换，特别是二进制到十进制、二进制到八进制、二进制到十六进制、十进制到二进制（整数部分的转换、小数部分的转换）、八进制到二进制、十六进制到二进制之间的转换2.3数据在计算机中的表示2.3.1无符号数字长为n位的无符号整数的表示范围是0~2n-1.2.3.2有符号数字长为n位的原码整数的表示范围是-(2n-1-1)～2n-1-1字长为n位的反码整数的表示范围是-(2n-1-1)～2n-1-1字长为n位的补码整数的表示范围是-2n-1～2n-1-1原码表示（分，正数和负数），8位、16位原码和真值之间的转换反码表示（分，正数和负数），8位、16位反码和真值之间的转换补码表示（分，正数和负数），8位、16位补码和真值之间的转换数值对应的8位原码、反码和补码8位、16位二进制分别看作原码、反码和补码对应的数值2.3.3定点数和浮点数字长为8位、16位的原码定点正数和定点小数表示计算机内部浮点数的表示格式为：阶码（E）尾数（M）2.3.4其它数据在计算机中的表示1.记住常用ASCII码‘0’~‘9’的ASCII码（30H~39H）‘A’~‘Z’的ASCII码（41H~5AH）‘a’~‘z’的ASCII码（61H~7AH）空格的ASCII码（20H）2.汉字信息在处理输入、存储、显示、打印方面涉及五种编码汉字输入码汉字国标码汉字机内码汉字地址码汉字字形码3.汉字区位码、国标码和机内码之间的转换关系汉字区位码中，区码和位码各加上32后为国标码；将国标码中每个字节的最高位置为1后为机内码；2.4数字逻辑的基本概念三种基本的逻辑运算与、或、非及它们对应的门电路。触发器不仅可以接收输入信号，而且还可以保持（存储）这种信号状态。2.5考试模拟试题已知“中华人民共和国”7个汉字的区位码分别是:“中”—54区48位；“华”—27区10位；“人”—40区43位；“民”—35区81位；“共”—25区18位；“和”—26区45位；“国”—25区90位；(1)计算机内有2个字节内容为：“1011100110110010”，如果把2个字节整体当作1个无符号数来处理，它是______，如果把每个字节分别当作1个无符号数来处理，它们分别是___，___；如果把2个字节当作1个原码数来处理，它是______，如果把每个字节分别当作1个原码数来处理，它们是___，___；如果把2个字节当作1个反码数来处理，它是______，如果把每个字节分别当作1个反码数来处理，它们是___，___；如果把2个字节当作1个补码数来处理，它是______，如果把每个字节分别当作1个补码数来处理，它们是___，___；如果当作汉字来处理(屏幕显示)，它是_____。(2)计算机内另有2个字节内容为：“0011100101000010”，如果把2个字节整体当作1个无符号数来处理，它是______，如果把每个字节分别当作1个无符号数来处理，它们分别是___，___；如果把2个字节当作1个补码数来处理，它是______，如果把每个字节分别当作1个补码数来处理，它们是___，___；如果当作ASCII来处理(屏幕显示)，它是___，___。第三章计算机硬件系统基础3.1计算机硬件系统的组成1.计算机系统由硬件系统和软件系统组成。硬件系统是构成计算机系统的各种物理设备的总称。2.计算机由运算器、控制器、存储器、输入设备、输出设备5大部件组成。其中，运算器和控制器合称为CPU。5大部件的功能如下：运算器：完成算术运算和逻辑运算。控制器：按程序的要求控制计算机各个部分协调一致地工作，完成程序规定的任务。存储器：存放数据和程序。输入设备：将数据与程序输入计算机。输出设备：将程序执行结果输出给用户。3.2中央处理器1.CPU的组成：运算器和控制器2.CPU的主要技术指标主频CPU内核工作的时钟频率。字长计算机能直接处理的二进制数据的位数。高速缓冲存储器(cache)位于CPU和主存储器之间的容量较小，但速度很快的存储器。3.运算器运算器是进行算术运算和逻辑运算的部件，主要有算术逻辑单元和一组寄存器组成。运算器处理的数据来自存储器；处理后的结果数据通常送回存储器，或暂时寄存在寄存器中。4.控制器控制器是计算机的指挥中心，其从存储器读取指令、对指令进行分析、按照指令的要求产生操作控制信号，控制计算机各部件协调工作。3.3存储设备1.存储器的分类存储器主要分为主存储器和外存储器。主存储器直接与CPU交换信息，外存储器存放当前不立即使用的信息。内存主要特点：容量：较小，容量有限；速度：存取速度较快；用途：临时存放数据，用于存放要执行的程序和数据。外存主要特点：容量：较大，理论上无限；速度：存取速度较慢；存储特点：断电后数据不会丢失；用途：可永久存放数据，用于存放暂时不执行而将来要执行的程序和数据。2.主存储器的分类主存储又称为内存储器，按工作原理可分为：只读存储器（ROM，readonlymemory）和随机存取存储器（RAM，randomaccessmemory）。3.随机存取存储器的分类随机存取存储器分为静态随机存储器和动态随机存储器。静态随机存储器在通电情况下，数据不会丢失，不需定时刷新，存取速度快。主要用于要求速度快但容量较小的高速缓存。（如：cache）动态随机存储器需要定时刷新，否则数据就会丢失。（如：内存）4.只读存储器(ROM)的分类ROM是一种在程序执行过程中只能将信息读出而不能写入的存储器。按照存储信息的方式，可分为四类：MROM：掩膜只读存储器（厂家写好，用户可写0次）PROM：可编程只读存储器（用户可写1次）EPROM：可擦除编程只读存储器（用户可写n次）EEPROM：电可擦除编程只读存储器（用户可写n次）5.外存储设备的种类硬盘、光盘、磁带、闪存和移动硬盘；3.4输入/输出设备输入设备有：键盘、鼠标、触摸屏、扫描仪、条形码阅读器；输出设备有：显示器、打印机和绘图仪；3.5主板主板的功能：计算机主机中的各个部件都是通过主板来连接的，计算机在正常运行时对系统内存、存储设备和其它I/O设备的操控都必须通过主板来完成。3.6总线1.总线的定义及分类总线（bus）是多个系统部件之间进行数据传输的公共通路。总线分为：内部总线内部总线指芯片内部连接各元件的总线。外部总线外部总线是计算机和外部设备之间的总线。系统总线系统总线指连接微处理器、存储器和各种输入输出等主要部件的总线。2.系统总线的分类数据总线用来传送要处理的数据。位数与微处理器的位数相同。地址总线用来传送数据的地址，即数据在内存的存放地址或外部设备的地址。位数(n)决定了CPU可直接寻址的内存容量(2nB)。控制总线用来传送控制处理过程的控制信号。控制总线的控制信号一般都来自于CPU中的控制器。3.7微型计算机的主要性能指标运算速度、字长、主存容量、输入/输出数据传输速度、可靠性、兼容性第四章计算机软件系统基础4.1计算机软件系统的组成1.软件系统的定义及分类软件系统分类：系统软件和应用软件系统软件是负责管理、控制和维护计算机的各种软硬资源的最基本的软件。通常由计算机硬件生产厂家或专门的软件厂商提供，它是保证计算机正常运行不可缺少的部分。系统软件主要包括：①操作系统；②语言处理程序；③数据库管理系统。应用软件是指为了满足用户不同领域、不同问题的应用需求而提供的软件。可分为通用软件和专用软件。4.2操作系统概述1.操作系统的定义操作系统是控制和管理计算机系统各种资源(硬件资源、软件资源),合理组织计算机系统工作流程，控制程序的执行，并提供多种服务功能及友好界面，方便用户使用计算机的系统软件，是最基本、最重要的系统软件。2.操作系统的分类按照操作系统依赖的硬件规模可分为：大型机、中型机、小型机和微型机操作系统。按照操作系统提供给用户的工作环境可分为：批处理操作系统分时系统、实时系统网络操作系统分布式操作系统嵌入式操作系统从用户角度分类：单用户单任务操作系统单用户多任务操作系统多用户多任务操作系统3.操作系统的特征操作系统具有并发、共享、虚拟和异步四个基本特征。4.操作系统的功能操作系统的主要功能包括处理机管理、存储器管理、设备管理、文件管理以及提供友好的用户界面。4.3常用的操作系统常用的操作系统有：MS-DOS、Windows、UNIX和Linux。4.4WindowsXP操作基础无4.5计算机应用软件无第五章计算机程序设计基础5.0算法1.算法的概念：为解决一个问题而采取的方法和步骤，就称为“算法”。2.算法的特性：有穷性，确定性，有零个或多个输入，有一个或多个输出，有效性。3.算法的表示：流程图,N-S流程图。5.1程序设计概述1.程序的概念程序是为实现特定目标或解决特定问题而用计算机语言编写的命令序列的集合。程序=数据结构+算法，软件=n个程序+相关文档。2.程序与算法的区别3.程序设计语言发展的三个阶段机器语言汇编语言高级语言5.2C/C++程序设计基础1.掌握基本数据类型的用法，具体包括char，short，int，long，float，double，bool2.标识符的命名规则标识符只能由字母、数字和下划线三种字符组成，且第一个字符必须为字母或下划线。3.掌握5种常用运算符的用法，具体包括算术运算符(＋,－,*,/,%)；赋值运算符(=,＋=,－=,*=,/=,%=)；自增、自减（++,－－）；关系运算符（＞、＞＝、＜、＜＝、＝＝、!＝）；逻辑运算符（&&、||）4.掌握常用基本语句的用法，具体包括输入语句输出语句if语句switch语句while语句dowhile语句for语句及其循环嵌套5.3程序设计方法1.结构化程序的基本结构。顺序结构选择（分支）结构循环结构2.对于简单的结构化程序代码，能够给出正确的运行结果。5.4编译原理1.计算机执行高级语言编写程序的两种途径：编译方式：先把高级语言的源程序翻译成二进制目标程序，然后经过连接装配程序生成可执行程序，最后运行可执行程序。解释方式：边翻译边执行，不需要翻译成目标程序。第六章算法设计与数据组织6