专升本计算机基础知识

+计算机基础知识4学时+操作系统2学时+Word2学时+Excel2学时+Powerpoint2学时+Internet网络基础2学时+习题练习8学时121.1计算机的发展与分类1.2计算机的应用1.3计算机系统的组成与工作原理1.4数制转换及运算1.5数据在计算机中的表示1.6微型计算机硬件系统1.7计算机的软件系统31812年差分机查尔斯.巴贝奇1834年设计的分析机1.1.1近代计算机由许多轮子组成的保存数据的存储库；运算装置；能对操作顺序进行控制，并选择所需处理的数据以及输出结果的装置。计算机的发展4现代计算机体系结构冯·诺依曼机：“存储程序”的概念五十多年来，计算机系统基本结构没有变。英国科学家艾兰.图灵•建立图灵机（Turingmachine）模型，奠定了可计算理论的基础；•提出图灵测试，阐述了机器智能的概念。美籍匈牙利数学家冯.诺依曼51946年2月由宾州大学研制成功的ENIAC电子计算机时代的到来ElectronicNumericalIntegratorAndCalculator电子数字积分计算机重达30吨占地250m2启动工耗150000瓦18000个电子管保存80个字节6时代年份器件软件应用一46-58电子管机器语言汇编语言科学计算二58-64晶体管操作系统和高级语言数据处理工业控制三64-71集成电路结构化程序设计语言文字处理图形处理四71年迄今大规模集成电路引入光盘、数据库、网络等社会的各个领域7按综合性能指标分类巨型机：速度最快、处理能力最强例如：曙光4000L644GB内存，浮点运算达每秒3万亿次大型、通用、较快、较强大型机：作“客户机/服务器”的服务器作“终端/主机”的主机小型机：规模小，结构简单，设计试制周期短工艺先进、使用维护简单工作站：介于PC与小型机之间高分辨率、大容量内外存，图形功能较强微型计算机：小、巧、轻、使用方便、价格便宜中央处理器：一个芯片网络计算机：基于Java技术的瘦客户机系统–运算速度快–计算精度高–具有“记忆”和逻辑判断能力–自动处理–通用性强891.科学计算：气象预报数据的计算等2.数据处理：财务统计、图书检索等3.电子商务4.过程控制：控制过程的执行5.CAD/CAM6.多媒体技术7.虚拟现实8.人工智能10系统软件应用软件计算机系统分为：硬件+软件硬件软件11输入设备：键盘、鼠标、扫描仪输出设备：显示器、打印机外存：软、硬盘、光盘、闪存网络设备：网卡、调制解调器等计算机系统软件外部设备系统软件应用软件硬件运算器寄存器控制器主机内存CPU随机存储器(RAM)只读存储器(ROM)高速缓冲存储器操作系统：Windows、Unix、Linux语言处理程序：C、Pascal、VB等实用程序：诊断程序、排错程序等办公软件包、数据库管理系统12计算机硬件包括主机和外设主机外设输入设备输出设备外存设备网络设备13冯.诺依曼思想：•二进制•程序与数据一样存放在内存•五大模块存储器数据流控制流运算器外存储器输出设备内存储器输入设备控制器14处理器控制器运算器控制整个计算机所有部件的工作执行算术运算和逻辑运算15存储器是计算机存储数据和程序的记忆单元集合，每个记忆单元由8位二进制位组成，可读写其中的数据。存储器存储器通常分为内存储器和外存储器存放大量信息的外存储器信息交流中心内存储器16每个记忆单元由8位二进制位组成。1KB=210B=1024B1MB=210KB=1024KB1GB=210MB=1024MB1TB=210GB=1024GB字节BYTE76543210位Bit17常用输入设备：键盘、鼠标、扫描仪、光笔、数字化仪等。常用输出设备：显示器、打印机、绘图仪等。18指令是能被计算机识别并执行的的二进制代码，完成一种操作。操作码操作数数据传送指令数据处理指令•程序控制指令输入输出指令其它指令IfGoto……＋－×÷AndOr……CPU内存I/O设备主机对计算机的硬件进行管理等指令结构分类操作码要完成的操作类型或性质操作数操作的内容或所在的地址19指令的执行过程分为以下4个步骤：①取指令按照指令计数器中的地址，从内存储器中取出指令，并送往指令寄存器。②分析指令对指令寄存器中存放的指令进行分析，由译码器对操作码进行译码，将指令的操作码转换成相应的控制电位信号；由地址码确定操作数地址。③执行指令由操作控制线路发出完成该操作所需要的一系列控制信息，去完成该指令所要求的操作。④一条指令执行完成，指令计数器加1或将转移地址码送入程序计数器，然后回到①。20N=an-1×rn-1＋an-2×rn-2＋…＋a0×r0＋a-1×r-1＋…＋a-m×r-mr进制数N可表示为：R进制数用r个基本符号（例如0，1，2，…，r-1）表示数值基数权数码678.34=6×102+7×101+8×100+3×10-1+4×10-221r进制转化成十进制r进制转化成十进制：数码乘以各自的权的累加例：10101(B)=24+22+1=21101.11(B)=22+1+2-1+2-2=5.75101(O)=82+1=6571(O)=78+1=5101A(H)=163+16+10＝4106进制表示符号B二进制O八进制D十进制H十六进制22整数部分：除以r取余数，直到商为0，余数从右到左排列。小数部分：乘以r取整数，整数从左到右排列。100(D)=144(O)=64(H)~例100.345(D)=1100100.01011(B)1.3800.34520.690220.76021.5202100250225212262321000100111.04八进制100812818044110016604616十六进制2364(H)=01100100(B)64144(O)=001100100(B)1441101101110.110101(B)=1556.65(O)1556651101101110.110101(B)=36F.D4(H)36FD4•一位八进制数对应三位二进制数•一位十六进制数对应四位二进制数•二进制转化成八(十六)进制)整数部分：从右向左按三(四)位进行分组小数部分：从左向右按三(四)位进行分组不足补零24八进制对应二进制十六进制对应二进制十六进制对应二进制0000000008100010011000191001201020010A1010301130011B1011410040100C1100510150101D1101611060110E1110711170111F111125逻辑非运算逻辑非的真值表AAF=A0110逻辑与运算逻辑与的真值表ABF=A×B00001010011126逻辑或运算A逻辑或的真值表ABF=A+B00001110111127二进制优点：物理上容易实现，运算简单，可靠性、通用性强数值十／二进制转换西文ASCII码汉字输入码／机内码转换声音、图像模／数转换二／十进制转换西文字形码汉字字形码数／模转换内存输入设备输出设备数值西文汉字声音、图像111111111010010128符号位“0”表示正、“1”表示负定点整数符号数的机器数表示10101100S小数点无符号位S小数点定点小数29110.011(B)=1.10011×2+10=11001.1×2-10=0.110011×2+11阶码数符阶符尾数1100110011N=数符尾数2阶符阶码尾数的位数决定数的精度阶码的位数决定数的范围规格化的形式：尾数的绝对值大于等于0.1并且小于1，从而唯一地规定了小数点的位置。定点整数定点小数30西文字符ACSII码(AmericanStandardCodeforInformationInterchange)128个常用字符，用7位二进制编码，从0到127控制字符：0～32，127；普通字符：94个。例如：“a”字符的编码为1100001，对应的十进制数是97；换行0AH10回车0DH13空格20H32‘0’～‘9’30H～39H48～57‘A’～‘Z’41H～5AH65～90‘a’～‘z’61H～7AH97～12231(1)汉字输入码音码类全拼、双拼、微软拼音、自然码和智能ABC等形码类五笔字型法、郑码输入法等。(2)汉字国标码(GB2312－80)每个汉字占两个字节。一级汉字：3755个；二级汉字：3008个。汉字分区，每个区94个汉字。(3)机内码汉字在设备或信息处理系统内部最基本的表达形式。汉字国标码汉字内码中8680(0101011001010000)B(1101011011010000)B华5942(0011101100101010)B(1011101110101010)B区号区中位置输入码国标码字形码机内码地址码汉字输出汉字输入32(4)汉字字形码点阵：汉字字形点阵的代码有16×16、24×24、32×32、48×48等编码、存储方式简单、无需转换直接输出放大后产生的效果差矢量：存储的是描述汉字字形的轮廓特征矢量方式特点正好与点阵相反（5）汉字地址码每个汉字字形码在汉字字库中的相对位移地址地址码和机内码要有简明的对应转换关系33组平面行字位最高位为0基本多文种平面（BMP）：0组0平面，包含字母、音节及表意文字等。例如：‘A’41H(ASCII)00000041H(UCS)‘大’3473H(GB2312)00005927H(UCS(6)其他汉字编码UCS码、Unicode码、GBK码、BIG5码等国际标准：通用多八位编码字符集UCS(UniversalCodeSet)世界各种文字的统一的编码方案，一个字符占4个字节。分为：34微型计算机的主要性能指标①CPU指标CPU字长、时钟频率。②运算速度每秒钟所能执行的指令条数。③内存容量内存储器存储数据的能力。35内存总线插槽接口卡CPU串行接口USB接口芯片组36•CPU字长：内部各寄存器之间一次能够传递的数据位•位宽与外部设备之间一次能够传递的数据位•x位CPU通常用CPU字长和位宽来称呼CPU。例如，PentiumCPU字长是32位，位宽是64位，称为超32位CPU。•CPU主频：CPU内核电路的实际工作频率37内部存储器访问速度快信息暂时性相对价格高外部存储器访问速度慢信息永久性相对价格低微型计算机存储器分内部存储器和外部存储器38（1）随机存取存储器(RandomAccessMemory，简称RAM)RAM通常指计算机主存，使用动态随机存储器，制作成内存条形式出现。CPU对它们既可读出又可写入数据。（2）只读存储器(ReadonlyMemory，简称ROM)CPU对它们只取不存，其信息用户无法修改。断电时信息不会丢失。ROM中一般存放计算机系统管理程序。（3）高速缓冲存储器Cache是介于CPU和内存之间的一种可高速存取信息的芯片，用于解决它们之间的速度冲突问题，CPUCacheRAM39（1）软盘用表面涂有磁性材料柔软的聚酯材料制成读写软盘时，磁头直接接触盘面。常用软盘容量为1.44MB新型磁盘具有100MB~250MB容量（2）光盘衡量光盘驱动器传输数据速率的指标叫做倍速，一倍速率=150KB/秒常用：只读型光盘CD-ROM一次性可写入光盘CD-R，需要光盘刻录机完成数据的写入后继产品DVD-ROM，DVD-ROM一倍速率是1.3MB/秒40硬盘的磁道、扇区、柱面柱面扇区磁道硬盘片是由涂有磁性材料的铝合金构成读写硬盘时，磁性圆盘高速旋转产生的托力使磁头悬浮在盘面上而不接触盘面硬盘容量视具体类型而定硬盘片读写磁头41磁光技术移动存储产品•磁盘技术与光技术结合Flash存储设备•闪存芯片为存储介质•采用USB的接口•可擦写100万次以上42处理器存储子系统I/O子系统总线：微处理器与各部件和外围设备共用的连接线路43地址总线:传输地址信息数据总线:传输数据信息控制总线:传输控制信息内部总线：连接CPU的各个组成部件（芯片内部）系统总线：连接计算机中各大部件外部总线：连接计算机和外部设备连接对象传输对象并行总线:通信速度快、实时性好串行总线:简易、方便、灵活通信方式44微处理器地址总线数据总线控制