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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，如表l1-1所示。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，如表1-2所示。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7x102＋2x101＋0x100＋3x101＋0x102，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=-m~n-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+0×2－1+1×2－2=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-1×RN-1+dn-2×RN-2+…+d2×R2+d1×R1+d0×R0+d-1×R-1+…+d-M×R-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＝－m～n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0~15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：1010.101B＝1×23＋0×22＋1×21＋0×201×2－1＋0×2－2＋1×2－3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，其编码范围从0000000B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。7位ASCII码表如表14所示。表1-47位ASCII码表考点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7445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3008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＋8080H2.汉字偷入码汉字输人码也叫外码，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人法、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16x16点阵的字型码需要16x16/8=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。6.各种汉字代码之间的关系汉字的输人、处理和输出的过程，实际上是汉字的各种代码之间的转换过程。如图1-1表示了这些汉字代码在汉字信息处理系统中的位置及它们之间的关系.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。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，如表l一5考点12“存储程序控制”计算机的概念1944年8月，著名美籍匈牙利数学家冯?诺依曼提出了EDVAC计算机方案，他在方案中提出了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。①单用户操作系统。微软的MS-DOS、Windows属于此类。②批处理操作系统。IBM的DOS/VSE属于此类。③分时操作系统。UNIX是国际最流行的分时操作系统。④实时操作系统。⑤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Office2000中的Word.（2）电子表格软件二如Office2000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。计算机的所有操作都受CPU控制，CPU和内存储器构成了计算机的主机，是计算机系统的主体。CPU的性能指标直接决定了由它构成的微型计算机系统性能指标。CPU的性能指标主要有字长和时钟主频。考点16价存储器计算机的存储器分为两大类：一类是设在主机中的内部存储器，也叫主存储器，用于存放当前运行的程序和程序所用的数据，属于临时存储器：另一类是属于计算机外部设备的存储器，叫外部存储器．简称外存，也叫辅助存储器（简称辅存）。外存中存放暂时不用的数据和程序，属于永久性存储器．当需要时应先调人内存。内部存储器一个二进制位（bit）是构成存储器的最小单位。通常将每8位二进制位组成的一个存储单元称为一个字节（Byte），并给每个字节编上一个号码，称为地址（Address）。１）存储容量存储器可容纳的二进制信息量称为存储容量。度量存储容量的基本单位是字节（Byte）。此外，常用的存储容量单位还有：KB（千字节）,MB（兆字节）和GB（千兆字节）它们之的关系为:1字节（Byte）＝8个二进制位（bits）1KB二1024B；1MB＝1024KB；1GB二1024MB2）存取时间存储器的存取时间是