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1 1 计算机概述计算机概述 1 发展史发展史 （1）计算机发展代别划分：以电子元器件来划分 代别*年代逻辑元件 第一代19461958电子管 第二代19591964晶体管 第三代19651970集成电路 第四代1971？大规模集成电路 （2）1946 年 2 月，在美国宾夕法尼亚大学诞生了世界上第一台电子计算机 ENIAC“埃尼阿克” （Electronic Numerical Integrator And Computer） ，这台计算机占地 170 平方米，重 30 吨， 用了 18000 多个电子管，每秒能进行 5000 次加法运算。主要用于军事领域， （3）冯诺依曼理论 1945 年美籍数学家冯诺依曼（电脑之父）采用二进制，提出了“存储程序”的设计思 想。当今的计算机仍属于冯诺依曼架构。 其理论要点如下： 计算机硬件设备由存储器、运算器、控制器、输入设备和输出设备 5 部分组成。 存储程序思想把计算过程描述为由许多命令按一定顺序组成的程序，然后把程序和数据 一起输入计算机，计算机对已存入的程序和数据处理后，输出结果。 （4）我国的计算机发展情况 我国从 1956 年开始计算机的科研和教学工作； 1958 年研制了第一台电子管计算机，速度每二千次。 1983 年每秒运行 1 亿次的银河巨型计算机在国防科技大学诞生； 1992 年研制成功每秒运行 10 亿次的“银河”巨型计算机； 1997 年又研制成功每秒运行 130 亿次的“银河”巨型计算机； 我国较有名的微型计算机品牌有：“联想” 、 “长城” 、 “方正”等； （5） 、计算机的发展： 按用途分类： 可分为专用机和通用机（如 pc 机） ； 以“代“分类： 第一代,19461957 年电子管计算机; 第二代,19581964 年晶体管计算机; 第三代,19651971 年集成电路 第四代,1972 年以来大规模集成电路 第五代，正在研制人工智能 以相对功能规模分类: 巨型机(如 CYBER205 机,中国银河 II 机) 大型机 中型机(IBM360,370) 小型机(DEC 公司的 VAX-11,Alpha 系列机) 微型机(如 pc 机) 单片机 按结构模式分类: 集中式 集中式系统是一个或多个用户同时使用一台计算机。它又分为：单用户机(pc 机)和多用户机 (DEC 公司的 ALPHA 系列机,IBM360 机). 按处理方式分：模拟计算机、数字计算机以及数字模拟混合计算机 照其工作模式分：服务器、工作站 （6）微机发展： 1982 年 Intel 公司发布 80286 个人计算机微处理器芯片； 1985 年80386 1989 年80486 1993 年，Pentium，主频 6066 MHz； 1997 年，Pentium，主频 233 MHz； 1999 年，Pentium ，主频 450MHz 以上； 2000 年，P4，主频 1.4G 以上； 2 计算机的特点：计算机的特点： 运算速度快，运算精度高，具有记忆能力，具有逻辑判断能力，具有自动控制能力； .计算机在现代社会中应用计算机在现代社会中应用 按其性质和类型，一般分为如下十个方面： 科学计算(数值计算)方面 数据处理方面 自动控制(过程控制)方面 办公自动化(OA)方面 计算机辅助设计(CAD)和辅助制造(CAM)方面 计算机辅助教学 CAI(CmputerAssistedInstructin)方面 2 计算机在智能模拟方面的应用 计算机在通信方面的应用 计算机在信息高速公路方面的应用 计算机在文字处理方面的应用 4发展趋势：微型化、多媒体化、网络化、多媒体化微型化、多媒体化、网络化、多媒体化 2 计算机系统的基本组成计算机系统的基本组成 计算机系统由硬件和软件两部分组成。 （一）计算机硬件（一）计算机硬件 计算机硬件由五大部分组成：（运算器、控制器）合称 中央处理器、存储器、输入设备、输 出设备。 1 中央处理器（CPUCentral Processing Unit） 由运算器、控制器和一些寄存器组成；运算器运算器进行各种算术运算和逻辑运算运算器；对 信息进行加工处理的部件。 它在控制器的控制下与内存交换信息，负责进行各类基本的算术运算和与、或、非、比较、移 位等各种逻辑判断和操作。此外，在运算器中还有能暂时存放数据或结果的寄存器。控制器： 是整个计算机的指挥中心。它对指令进行分析、判断，发出控制信号，使计算机的有关设备协 调工作，确保系统自动运行。 CPU 的主要性能指标是主频和字长。CPU 是微型计算机的核心，它是衡量计算机性能的衡量计算机性能的 最主要标志，最主要标志，我们习惯上用 CPU 来表示计算机的档次。这里主要有两个参数标准：一个 CPU 本身的型号，即“代”数，如 80486 比 80586 速度快；另一个是 CPU 的“时钟频率”即主频， 主频越高，速度越越快。如 PentiumIII 450 和 PentiumIII 733，虽是同一代，但主频前者是 450MHz，后者是 733MHz，显然后者快。注：Pentium：称“奔腾” ，表示的是 CPU 的型号； CPU 的字长：指它可以同时处理的数据位数。字长越长，处理精度越高字长越长，处理精度越高； Pentium MMX,增加 了多媒体扩展指令，是 CPU 发展史上的个里程碑。 2 存储器 （1）内部存储器 中央处理器能直接访问的存储器称为内部存储器，它包括快速缓冲存储器和主存储器，中 央处理器不能直接访问的存储器称为外部存储器，外部存储器中的信息必须调入内存后才能为 中央处理器处理。 主存储器：内存也常泛称主存，但严格上说，只有当内存中只有主存，而没有快速缓冲存储器 时，才能称为主存。 主存储器按读写功能，可分只读存储器（ROM）和随机存储器（RAM）两种。 特 点 只读存储 器 ROM 只能读出信息，不能写入 信息 当计算机断电后，ROM 中存储的信息不会丢失 随机存储 器 RAM 可读、可写 计算机一旦断电，RAM 中的信息将消失 （2）外部存储器 外存储器：也称为辅助存储器，一般容量较大，速度比主存较慢。磁盘（软盘和硬盘）和光盘 硬盘（Hard disk）：目前的硬盘大多采用了温彻斯特技术，所以又称为“温盘” ；存储量大 （目前常用的容量达几十个 GB） * 温氏技术的特点是：将盘片、读写磁头及驱动装置精密地组装在一个密封盒里；采用接触式 起停，非接触式读写的方式（磁盘不工作时，磁头停在磁盘表面的起停区，一旦加电后，磁头 随着盘片旋转的气流“飞”起来，悬浮在磁盘表面，进行读写） 。 软盘（Floppy Disk）：目前常见的是 3.5 英寸，1.44 MB 的软盘。软盘表示为 A：盘（软盘 的写保护：将写保护口打开，则此盘只能读取，不能写入。这样做往往有两个好处：一是保护 数据（或文件）不被破坏；防止计算机病毒。 光盘存储器（CD-ROM）Compact Disc-Read Only Memory：普通的 CD-ROM，只能读，不能 写； CD 盘片的存储量大约是 650 MB。 * 可读写光驱：能读又能写。 比较： 存储容量：由大到小一般硬盘光盘软盘 读写（或存取）速度：由快到慢一般是：内存硬盘光盘软盘 稳定性：由好到差：硬盘光盘软盘 （3） 、关于存储容量： a. 存储容量的基本单位：“字节” （byte，简称 B） ，它是由 8 位（bit）的二进制数组成。 注：表示信息的最小单位是“位” （bit） 。 3 b. 存储容量的其它单位：千字节（KB） 、兆字节（MB） 、G 字节（GB）等。换算关系是： 以 1024 为换算单位：1KB=1024B1MB=1024KB1GB=1024MB 1MB=10241024B 1 个汉字占 2 个字节，1 个数字或字母占 1 个字节 3 输入设备 键盘（Keyboard）：目前大多使用 104 或 107 键盘 鼠标（Mouse）：主要有机械型鼠标和光电型鼠标两种 手写笔触摸屏麦克风扫描仪（Scanner）数码摄像机（数码照相机）条形码扫描 器 4 输出设备 显示器（Monitor）：目前主要有 CRT（阴极射线管）显示器和 LCD 液晶显示器。 打印机（Printer）：主要有针式打印机、喷墨打印机、激光打印机。 绘图仪音箱 （二）计算机软件（二）计算机软件 （1） 、计算机语言：、计算机语言：分为机器语言、汇编语言、高级语言和甚高级语言 4 代。甚高级语言是第 四代语言，这是一种面向对象的语言。高级语言是面向过程的语言，属于第三代语言，包括 Pascal、C、BASIC 语言等。汇编语言是一种用字母和符号表示的面向机器的语言，是第二代 语言。机器语言是以二进制代码表示的面向机器的语言，是第一代语言，也是微机唯一能够直 接识别和处理的语言。 （2） 、计算机软件可分为系统软件和应用软件两大类。计算机软件可分为系统软件和应用软件两大类。 系统软件是是为方便使用和管理计算机提供的软件。应用软件是为某一应用目的应用目的而编制的软件。 系统软件包括操作系统、语言处理程序和各种工具软件；应用软件包括应用软件包和面向问题 的应用程序。编译软件、连接程序和管理软件属于系统软件范畴；数据库软件包括数据库管理 系统和数据库应用系统，前者属于系统软件，后者属于应用软件。 系统软件有以下几种： A、操作系统(OS)：管理计算机软件和硬件资源，让我们方便地使用计算机。是用户与计用户与计 算机硬件间的接口算机硬件间的接口。最常见的系统软件最常见的系统软件。DOS、UNIX、WINDOWS、 Linux、Solaris（是 UNIX 操作系统的衍生版本之一） 注：我们平时所用的个人计算机（personal computer 简称 PC）称为微型机。所用的操作系 统一般为微型机操作系统。DOS 是一个单用户单用户 单任务单任务操作系统；windows98 是一个单用户多单用户多 任务任务操作系统； 网络操作系统是多用户，多任务多用户，多任务的操作系统。常见的有：Unix、Netware、Windwos NT 、Linux. 6. 在以下各项中（ ）不是操作系统软件。 A. Solaris B. Linux C. Windows Vista D. Sybase 8下列哪个软件不是操作系统软件的名字( )。 A)Windows XP B)DOS C)Linux D)OS2 E)ArchInfo 4Linux 是一种( )。 A. 绘图软件 B. 程序设计语言 C. 操作系统 D. 网络浏览器 5、下列哪个软件属于操作系统软件（ ） A、Microsoft Word B、金山词霸 C、Foxmail D、WinRAR E、Red Hat Linux B、数据库管理系统 FoxBASE、Foxpro、Access 等。 C、计算机高级语言系统。如：C+ 、 Visual Basic 、JAVA 等。 程序设计语言分为低级语言和高级语言。机器语言和汇编语言也都被称为低级语言。只有只有 机器语言机器语言可以被计算机直接执行。可以被计算机直接执行。 （4）应用软件经常使用的有： 计算机辅助教学(CAI)，计算机辅助设计(CAD) 、OFFICE 系列中的 WORD 、EXCEL (电电 子表格软件子表格软件)、 Frontpage (一个制作网页的工具一个制作网页的工具) 信息管理软件：如仓库管理软件 成绩管理软件；网络软件：如 Internet Exporler (浏览器，浏览器， 上网用上网用)，Outlook（一个专门用来收发（一个专门用来收发 EMAIL 的软件）的软件） ， 4 3 信息数字化信息数字化 （一）（一） 、数制转换：见以前资料、数制转换：见以前资料 （二）（二）ASCII 码码 ( American Standard Code for Information Interchange ) 美国的标准信息交换代码 将每个字符用 7 位的二进制数来表示，共有 128 种状态 大小字母、09、其它符号、控制符 0 48 A 65 a 97 （三）汉字信息编码（三）汉字信息编码 1 汉字输入码 汉字输入方法大体可分为：区位码（数字码） 、音码、形码、音形码。 区位码：优点是无重码或重码率低，缺点是难于记忆； 音码：优点是大多数人都易于掌握，但同音字多，重码率高，影响输入的速度； 形码：根据汉字的字型进行编码，编码的规则较多，难于记忆，必须经过训练才能较好地 掌握；重码率低 音形码：将音码和形码结合起来，输入汉字，减少重码率，提高汉字输入速度； 2汉字交换码 汉字交换码是指不同的具有汉字处理功能的计算机系统之间在交换汉字信息时所使用的代 码标准。自国家标准 GB231280 公布以来，我国一直延用该标准所规定的国标码作为统一的 汉字信息交换码。 GB231280 标准包括了 6763 个汉字，按其使用频度分为一级汉字 3755 个和二级汉字 3008 个。一级汉字按拼音排序，二级汉字按部首排序。此外，该标准还包括标点符号、数种西文字 母、图形、数码等符号 682 个。 区位码的区码和位码均采用从 01 到 94 的十进制，国标码采用十六进制的 21H 到 73H（数 字后加 H 表示其为十六进制数） 。区位码和国标码的换算关系是：区码和位码分别加上十进制 数 32。如“国”字在表中的 25 行 90 列，其区位码为 2590，国标码是 397AH。 * 由于 GB231280 是 80 年代制定的标准，在实际应用时常常感到不够，所以，建议处理文 字信息的产品采用新颁布的 GB18030 信息交换用汉字编码字符集，这个标准繁、简字均处同 一平台，可解决两岸三地间 GB 码与 BIG5 码间的字码转换不便的问题。 3字形存储码 字形存储码是指供计算机输出汉字（显示或打印）用的二进制信息，也称字模。通常，采 用的是数字化点阵字模。 一般的点阵规模有 1616，2424，6464 等，每一个点在存储器中用一个二进制位 （bit）存储。例如，在 1616 的点阵中，需 832 bit 的存储空间，每 8 bit 为 1 字节，所以， 需 32 字节的存储空间。在相同点阵中，不管其笔划繁简，每个汉字所占的字节数相等。为了 节省存储空间，普遍采用了字形数据压缩技术。所谓的矢量汉字是指用矢量方法将汉字点阵字 模进行压缩后得到的汉字字形的数字化信息。 16、在 24*24 点阵的字库中，汉字“一”与“编”的字模占用字节数分别是( ) A. 72, 72 B. 32, 32 C. 32, 72 D. 72, 32 17. 在 32*32 点阵的“字库”中，汉字“北”与“京”的字模占用字节数之和是（ ） 。 A. 512 B. 256 C. 384 D. 128 （四） 、原码反码补码原码反码补码 数值在计算机中表示形式为机器数,计算机只能识别 0 和 1,使用的是二进制,而在日常生活 中人们使用的是十进制,“正如亚里士多德早就指出的那样,今天十进制的广泛采用,只不过我们 绝大多数人生来具有 10 个手指头这个解剖学事实的结果.尽管在历史上手指计数(5,10 进制)的 实践要比二或三进制计数出现的晚.“(摘自有空大家可以看看哦,很有意思的). 为了能方便的与二进制转换,就使用了十六进制(2 4)和八进制(23).下面进入正题. 数值有正负之分,计算机就用一个数的最高位存放符号(0 为正,1 为负).这就是机器数的原码了. 假设机器能处理的位数为假设机器能处理的位数为 8.即字长为即字长为 1byte,原码能表示数值的范围为(-127-0 +0127)共 256 个. 5 有了数值的表示方法就可以对数进行算术运算.但是很快就发现用带符号位的原码进行乘除 运算时结果正确,而在加减运算的时候就出现了问题,如下: 假设字长为 8bits ( 1 ) 10- ( 1 )10 = ( 1 )10 + ( -1 )10 = ( 0 )10 (00000001)原 + (10000001)原 = (10000010)原 = ( -2 ) 显然不正确. 因为在两个整数的加法运算中是没有问题的,于是就发现问题出现在带符号位的负数身上,对对 除符号位外的其余各位逐位取反就产生了反码除符号位外的其余各位逐位取反就产生了反码.反码的取值空间和原码相同且一一对应. 下面是 反码的减法运算: ( 1 )10 - ( 1 ) 10= ( 1 ) 10+ ( -1 ) 10= ( 0 )10 (00000001) 反+ (11111110)反 = (11111111)反 = ( -0 ) 有问题. ( 1 )10 - ( 2)10 = ( 1 )10 + ( -2 )10 = ( -1 )10 (00000001) 反+ (11111101)反 = (11111110)反 = ( -1 ) 正确 问题出现在(+0)和(-0)上,在人们的计算概念中零是没有正负之分的.于是就引入了补码概念. 负负 数的补码就是对反码加一数的补码就是对反码加一,而正数不变而正数不变,正数的原码反码补码是一样的正数的原码反码补码是一样的.在补码中用(-128)代替了(- 0),所以补码的表示范围为:(-1280127)共 256 个.注意:(-128)没有相对应的原码和反码, (-128) = (10000000) 补码的加减运算如下: ( 1 ) 10- ( 1 ) 10= ( 1 )10 + ( -1 )10 = ( 0 )10 (00000001)补 + (11111111)补 = (00000000)补 = ( 0 ) 正确 ( 1 ) 10- ( 2) 10= ( 1 )10 + ( -2 )10 = ( -1 )10 (00000001) 补+ (11111110) 补= (11111111)补 = ( -1 ) 正确 一：对于正数，原码和反码，补码都是一样的，都是正数本身。 对于负数，原码是符号位为 1,数值部分取 X 绝对值的二进制。 反码是符号位为 1,其它位是原码取反。 补码是符号位为 1，其它位是原码取反，未位加 1。 也就是说，负数的补码是其反码未位加 1。 二：在计算机中，实际上只有加法运算，减法运算也要转换为加法运算， 乘法转换为加法运算，除法转换为减法运算。 三：在计算机中，对任意一个带有符号的二进制，都是按其补码的形式进行运算和存储的。 之所以是以补码方式进行处理，而不按原码和反码方式进行处理，是因为在对带有符号 位的 原码和反码进行运算时，计算机处理起来有问题。(具体原因见理解原码,反码与补码) 所以补码的设计目的是: 使符号位能与有效值部分一起参加运算,从而简化运算规 则.使减法运算转换为加法运算,进一步简化计算机中运算器的线路设计 2、下列关于十进制数 100 的不正确说法是（ ）. A)原码为 01100100B B)反码为 64H C)反码为 9BH D)补码为 64H （五）逻辑运算：逻辑运算：0 V 00；0 V 11；1 V 01；1 V 11。 （或规则） 0 00；0 11；1 01；1 11。 （与规则） （六）数值数据的表示（六）数值数据的表示 数值数据有大小和正负之分。 通常在微型计算机中，用两个字节表示一个整数，用四个字节表示一个实数。在二进制数 的最前面规定一个符号位： “ 0”表示正数， “ 1”表示负数。 数据表示方法通常有定点数表示和浮点数表示两种。 （ 1）定点数的表示 定点整数：小数点的位置在最低数值位的后面，用于表示整数 （如图 1 所示） 数符 数值 定点小数：小数点的位置约定在最高数值位的前面，用于 表示小于 1 的纯小数 （如图 2 所示）。 （ 2）浮点数的表示 浮 6 点数的表示来源于数学中的指数形式： N MRc 式中 R 表示进制数的基数。 N 可以用下面两个部分表示。 尾数 M。尾数为小于 1 的小数。尾数的长度影响数据的精度。 阶码 c。阶码相当于数学中的指数。阶码的大小影响浮点数可以表示的数据的大小范围。 阶符 阶码 尾符 尾数 4 Windows 系列操作系统系列操作系统 Windows 是 Microsoft 公司开发的图形化界面的操作系统。 基本概念： 图标、任务栏、标题栏、菜单栏、滚动条、工具栏、对话框、开始菜单 基本操作： （1）鼠标单击、双击、拖动，左键、右键功能； （2）窗口操作：最大（小）化、大小调整、拖动、关闭、排列、切换； （3）菜单操作：激活、选择； 命令项的约定 正常显示和灰色显示； 命令后带“”：执行命令则弹出对话框； 带快捷键：某些菜单命令的后面标有对应的键盘命令，称为该命令的快捷键或热键； 选中标志：某些命令选项的左侧有用打勾表示的选中标志，说明此命令功能正在 起作用； 命令后带“”：级联：此命令后会有下一级的子命令菜单弹出供用户作进一步选择； 快捷菜单当鼠标位于某个对象上，单击鼠标右键，可打开有关对象的快捷菜单； （4）剪贴板：复制（CtrlC） 、粘贴（CtrlV） 、剪切（CtrlX） 复制屏幕图像：可将当前屏幕图形以 BMP 格式传送到剪贴板 （5）其它：查找、运行、切换 Windows、进入 DOS 环境、文件夹选项 输入法切换，中、英文切换，半角/全角切换 （6）文件： A.在 windows 中信息是以文件的形式文件的形式存放于外存储器中的。一个完整的文件名由三部分 组成：主文件名+圆点+扩展名。 windows 中文件名不能超过 255 个字符，可以使用空格和汉字可以使用空格和汉字，但不能出现? NISDN（一线通上网，速度 64K 或 128K） 个人拨号上网. 注：三者都是通过电话线电话线连接的） 10域名：域名：域名地址采用层次结构，一个域名一般有 35 个子段，中间用“. ”隔开。 9 顶级域名有三类： 国家顶级域名,如 cn（中国） 、us（美国） 、uk（英国） ； 国际顶级域名 int ，国际性组织可在 int 下注册； 通用顶级域名，如：com、net、edu、gov、 (1) Internet 域名与地址分析： 网页或网站的地址称为 URL（统一资源定位器） ，如 cn 其中：http 表示网站采用的协议，可省略。 S 表示域名。 （可以理解为放网站的服务器服务器的名称，有些也把 www.si