大学计算机基础复习汇总+浙江大学.ppt

大学计算机基础复习汇总 浙江大学计算学院基础教学中心2019年12月20日 共34页 2 计算机是科学 也是科学工具定义 计算机是一种能按照事先存储的程序 自动 高速地进行大量数值计算和各种信息处理的现代化智能电子装置计算机是信息系统的重要组成部分 六大要素计算机模型和冯 诺依曼体系结构计算机五个组成部分程序存储二进制计算机的类型 特点和用途 计算机基础知识 共34页 3 信息系统 informationsystem 六个组成要素 它们是 硬件 软件 数据 信息 人 过程或称为处理 归纳为操作步骤 通信 共34页 4 计算机有多种模型 冯 诺依曼 johnvonneumann 体系结构 现代计算机的基础冯 诺依曼模型主要可归纳为以下三点 1 计算机有五个组成部分 输入 存储 处理 运算 控制和输出 2 程序和数据以二进制形式存放在计算机存储器中 3 计算机根据程序的指令序列进行 即程序存储 stored program 的概念 共34页 5 计算机的发展史 历史上的自动计算装置算盘 是最早被广泛使用的计算装置1642法国莱斯 帕斯卡发明的pascaline19世纪初英国数学家巴贝奇 计算机之父穿孔卡片机和ibm公司第一台电子计算机1936年英国阿兰 图灵 图灵机abc计算机eniac世界上第一台可以真正运算 全部是电子装置的计算机现代计算机 通用数字电子计算机 共34页 6 四代计算机及其特点 第一代计算机 1946 1959 电子管计算机第二代计算机 1959 1963 晶体管计算机第三代计算机 1663 1975年 集成电路 ic integratedcircuits 计算机第四代计算机 1975年 大规模集成电路 lsic intel系列处理器 共34页 7 计算机软件的进化 第一代软件为1950年代 主要是二进制代码语言 是内置在机器内部的指令50年代末的第二代软件 高级语言 典型的高级语言有ibm公司的fortran 还有cobol第三代软件以 操作系统 为标志 20世纪60年代中期第四代 软件的产业特征开始显露 共34页 8 计算机的特点 1 高速 精确的运算能力2 准确的逻辑判断能力3 强大的存储能力4 具有自动功能5 网络功能 共34页 9 计算机的用途 1 科学计算2 数据处理3 实时系统4 计算机辅助5 计算机网络6 人工智能7 数字娱乐8 嵌入式系统 共34页 10 计算机的类型 超级计算机supercomputers 计算能力为t级 tera scale 万亿 大中型计算机 mainframecomputer 小型计算机 minicomputer 工作站 workstation 微型计算机 microcomputer 移动计算机 notebookcomputer 嵌入式计算机 embedmentcomputer 信息表示和数字逻辑基础 理解数据表示数制数制转换计算机中的数另一种形式 码和编码逻辑代数基础逻辑电路 逻辑设计基础 共34页 12 数制 numbersystem 全称为记数 计数 体制顺序记数 例如 567 1多项式记数 例如 5 102 6 101 7 100 1 10 1 一般表达式 n 整数位 m 小数位 a 数码0 1 n 1 r为基数 ri权系数 共34页 13 常用数制 各种常用数制 1 二进制 0 1逢二进一 2 十进制 0 1 9逢十进一 3 八进制 0 1 7逢八进一 4 十六进制 逢十六进一0 1 9 a b f a b f 共34页 14 数制转换小结 主要在十进制和二进制之间二进制 八进制 十六进制 十进制 求幂相加法十进制 二进制 八进制 十六进制 整数部分 除2 8 16 取余小数部分 乘2 8 16 取整八进制 二进制 1位八进制对应3位二进制十六进制 二进制 1位十六进制对应4位二进制十六进制 二进制 八进制 共34页 15 计算机中的数 计算机采取一种约定的方法解决数的正或负问题数的最高位为符号位用 0 表示正数 1 表示负数例如 1011写作01011 1011写作11011用0或1表示正负号的数 计算机的 机器数 主要有原码 补码和反码三种 共34页 16 计算机中的数的两种常用格式 定点 浮点定点纯小数和定点纯整数使用比例因子调整数的范围 共34页 17 浮点数 小数点浮动 科学计数法 指数 123 4567 0 1234567 1036 5 110 1 0 1101x23 0 8125x23容许的数值范围很大 硬件复杂浮点数分为阶码和尾数两部分阶码 表示小数点在该数中的位置 带符号整数尾数 表示数的有效数值 可用整数或纯小数 共34页 18 另一种形式 码和编码 编码 用数码对非数值内容进行编号编码的目的之一是为了标记特定的对象数字 字母 符号二 十进制码 ascii码 unicode编码 汉字编码utf 8 utf 16和utf 32 分别指使用8位 16位或32位表示字符 共34页 19 硬件 计算机的体系结构 计算机的三个子系统计算机的大脑 处理器系统计算机记忆能力 存储器系统人机交互 输入输出系统信息公共通道 总线微机 办公桌上的机器输入设备 用户操作机器输出设备 数字化表达与理解usb接口和总线 新型的连接多媒体计算机系统并行处理系统 共34页 20 计算机的3个子系统 计算机系统结构 研究计算机硬件组成五个组成部分 处理器 存储器 输入 输出 总线三个子系统 图3 1计算机三个子系统和总线的连接 共34页 21 中央处理器 cpu 也称为处理器 processor vlsi 超大规模集成电路 集成运算器和控制器 图3 3cpu示意图 共34页 22 risc和cisc 两种类型的处理器系统的设计 cisc处理器的系统 risc处理器的系统cisc complexinstructionsetcomputer 复杂指令集计算机 intel公司 设计思路就是基于使用大量的指令risc reducedinstructionsetcomputer精简指令集计算机 从指令系统中去掉一些不常用的指令降低处理器电路的复杂程度 提高整个计算机的执行速度 共34页 23 cpu的主要技术指标 主频 cpu内部元部件的工作频率 hz 如pentium4 1 7g表示该cpu为奔腾 型 主频为1 7ghz cpu的主频越高 运算速度就越快 字长 word intel4004字长仅4位 目前主流微机cpu的字长为32位和64位外频 cpu与外围部件进行信息交换的信号频率 如cpu和存储器之间交换数据 一般使用外部信号频率进行同步 典型的频率为100mhz 133mhz 200mhz 400mhz等 共34页 24 存储单位 共34页 25 各种存储器的主要性能参数 共34页 26 内部总线 连接计算机内部部件 三总线结构 地址总线 数据总线和控制总线 共34页 27 连接外设 系统总线 外部总线只提供各种信号标准 不考虑其实现符合总线标准的外设 可连接到总线被主机使用外部总线就是系统总线 因为外部总线是基于系统层次连接 高层次1 处理器总线前端连接cpu和存储器 以较高频率运行后端较低频率 将cpu高频转为较低频的信号 控制显示 软盘 硬盘 打印机 鼠标器 键盘等外设2 i o总线 共34页 28 微型计算机 掌握微型计算机的组成掌握输入输出设备的功能常用的输入设备和输出设备熟悉usb接口总线的特点和应用 共34页 29 操作系统 软件是计算机的灵魂 软件是用户使用计算机硬件的接口或桥梁软件的分类常见的操作系统 操作系统的地位操作系统的内核为kernel 与用户和地图其他程序的接口为shell操作系统的四个管理功能 处理器管理 文件管理 内存管理 输入输出管理进程是运行中的作业 作业是包括待运行程序和正在运行的所有程序windows的基本特点和基本使用方法 windows资源管理器的使用微机系统的启动原理 共34页 30 软件系统及其组成 计算机的软件系统系统软件 应用软件软件的特点软件是一种逻辑实体 看不到具体的形态软件开发没有制造过程 复制 保护问题没有机械磨损和老化 生存期 软件退化 失效软件受计算机系统的限制 软件移植性问题软件实际问题复杂 程序逻辑结构复杂 软件昂贵软件的社会因素 机构 体制及管理 观念和心理 共34页 31 backoverview 共34页 32 什么是操作系统 定义操作系统是计算机硬件和用户 其他软件和人 之间的接口 它使得用户能够方便地操作计算机操作系统能更有效地对计算机软件和硬件资源进行管理和使用 共34页 33 操作系统的分类 批处理系统分时系统实时操作系统并行操作系统网络操作系统和分布式系统微机操作系统ms doswindowsunixlinuxmacintosh 共34页 34 操作系统的组成部分 共34页 35 启动计算机 bios和cmos bios basicinputoutputsystem基本输入输出系统一组程序包括基本i o代码 setup程序 开机自检程序和系统启动自举程序cmos 保存系统的各种设备参数 如cpu型号 频率 硬盘 内存等 供os获取这些信息并正确管理 共34页 36 数据组织和存储 文件文件系统文件存取文件的存储结构数据存储管理内存管理 共34页 37 文件的概念 所有数据以二进制形式存放在存储器上数据按照一定的规则进行组织 文件 file 文件的属性 区分数据的性质 数据被规定了一定的存储格式文件的三层意思 将所有存储在计算机中的数据当作文件一个文件的数据之间存在着一定的关联文件有一个名字 共34页 38 文件的命名规则 共34页 39 ms文件 ms系统环境下的文件名是由字符和数字组成的 分三部分 格式为 扩展名 盘符 存放文件的磁盘驱动器号文件名 1 8个字符组成扩展名为由 开始的1 3个字符组成 扩展名的作用 共34页 40 常见ms文件扩展名 共34页 41 通配符 常用的文件类型执行文件 bat数据文件图形图像文件视频文件 共34页 42 文件系统的概念计算机中所有文件的集合操作系统的功能之一 文件管理文件系统就是操作系统管理文件以及对文件数据的组织文件系统的功能文件的两种基本类型程序文件数据文件 共34页 43 目录结构 系统角度对文件存储器的存储空间进行组织 分配和回收 负责文件的存储 检索 共享和保护用户角度实现 按名存取 msdos 使用 目录 windows系统 目录被 文件夹 folder 代替 共34页 44 文件存取类型顺序存取随机存取索引哈希二分法按关键字存取的文件文件系统的检索策略顺序检索随机检索索引文件的概念 存取数据的过程哈希文件的概念 主要方法文件系统的安全性 最佳方法 备份 共34页 45 内存管理 单道程序及其存在的问题多道程序及其实现的技术分区调度分页调度请求分页调度请求分段调度虚拟内存 原理和作用 共34页 46 多道程序 共34页 47 程序设计基础 程序的概念程序是计算机进行某种任务操作的一系列步骤的总和 是一组计算机指令的有序集合由机器语言 汇编语言 高级语言编写指令和指令系统指令就是计算机执行的最基本的操作 处理器所能够执行的二进制代码指令和指令系统构成计算机处理器的重要部分 又是整个程序的基础算术逻辑类指令控制操作类指令 共34页 48 翻译系统 概念本身就是程序任务就是把其他程序翻译为机器语言程序是程序的程序类型编译程序解释程序 共34页 49 程序设计语言 按照程序设计语言和机器的密切程度面向机器硬件的机器语言二进制语言 用二进制机器指令来编写程序汇编语言机器语言的符号化 一般用英文单词或缩写表示机器指令 因此也是面向机器的面向过程的高级语言接近数学描述求解问题的过程 它和机器没有直接关系 语法与自然语言接近面向对象的高级语言 共34页 50 机器语言就是指令 二进制代码能被计算机直接执行一条机器指令需要包含如下信息操作类型操作数或者操作数的的存储位置 也称操作数的地址操作结果的存储位置一条指令的地址信息汇编语言 助记符 共34页 51 高级语言类型面向过程basic c语言 pascal语言 fortran语言 cobol语言面向对象封装 继承 多态性visualbasic java c 共34页 52 程序设计的过程 六个过程问题的定义或叫做程序说明设计解决问题的方案编写程序代码进行程序测试程序的文档程序应用 共34页 53 程序的逻辑结构 所有的程序都由三种结构构成顺序结构是程序最简单的一种结构 它使计算机按照命令出现的先后顺序依次执行循环结构使计算机按照设定的条件重复执行一组命令分支结构在程序执行过程中 根据设定的条件来决定程序的执行方向 共34页 54 顺序结构 分支结构 共34页 55 循环结构 a while结构 b until结构 共34页 56 算法和数据结构 算法的概念一项工作如何被完成的步骤程序设计的基础算法的描述自然语言流程图结构图伪代码pad图算法举例排序 查找 共34页 57 数据表达和数据结构 算法最终都需要通过适当的数据表达 以便能够被计算机所处理数据表达是对数据的符号化表示解代数方程的程序 其处理对象是整数和实数文字处理程序的处理对象是字符串确定了算法后 要选择合适的数据表达并选择合适的数据结构 并使用计算机语言处理它们数据结构包括逻辑结构 存储结构 和对数据的操作按照它的结构形式也可以分为链 表 堆 队 树等 共34页 58 软件工程 了解软件工程的含义 软件开发生命周期 软件开发模型和软件开发过程 了解软件项目管理 了解软件工程师职业及其素质要求 共34页 59 典型题目分析 共34页 60 在计算机中作为数据交换使用的ascii是 a 条件码b 二 十进制编码c 二进制编码d 美国信息交换标准代码p 36 共34页 61 汉字24 24点阵字库中 表示一个汉字字形需要 字节 a 24b 32c 48d 72p 38 共34页 62 操作系统是 的接口 a 用户和软件b 系统软件和应用软件c 主机和外设d 用户和计算机p 110 共34页 63 internet与www的关系是 a 都是因特网 只是名称不同b internet就是wwwc internet与www完全没有关系d www是internet上的一个应用p 306 共34页 64 ip地址所对应的二进制数字的长度为 a 8位b 16位c 24位d 32位 共34页 65 下列 不是操作系统软件 a linuxb windows2000c msofficed unix 共34页 66 计算机能够直接识别和运行的语言是 a 机器语言b 高级语言c 汇编语言d 智能语言 共34页 67 一个指令通常由两部分组成 它们是 a 操作数和操作码b 内部指令和扩展指令c 算术指令和逻辑指令d intel指令系统和amd指令系统p 185 共34页 68 若用8位表示一个整数 则十进制数 36的补码是 a 11011100b 11011101c 11011110d 11011111 共34页 69 目前大多数数据库管理系统都支持 数据模型 a 层次型b 网模型c 关系型d 面向对象型p 248数据库模型p 245常见数据库系统p 250真正的关系型模型的要点 共34页 70 按结构化程序设计的观点 任何程序模块都可以由三种基本的控制结构组合而成 这三种基本的控制结构是 顺序控制结构 分支控制结构和 递归控制结构 循环控制结构 无条件转移控制结构 过程调用控制结构 共34页 71 存储程序和程序控制的思想是由 提出来的 a 图灵b 冯 诺依曼c e f coddd e p brooksp 5 共34页 72 对于c类网络地址 网络中最大的主机数为 a 256b 255c 254d 无法确定p 299 共34页 73 能够把由高级语言编写的源程序翻译成目标程序的系统软件叫 a 机器程序b 汇编程序c 操作系统d 编译程序 共34页 74 绿色电脑是一个专门名词 主要意思是 a 使用绿色保护视力b 具备环保功能的计算机c 使用绿色外壳的计算机d 指省电的计算机 共34页 75 下列软件中 是应用于科学计算方面的软件 它是以矩阵和数组为基本单位的编程语言 它包括了一系列的应用工具 图形处理命令 大量的数学函数等部分 a matlabb excelc accessd sqlserver 共34页 76 microsoft推出的一个中小型关系数据库管理系统是 a oracleb db2c accessd sybase 共34页 77 在计算机科学中 算法被定义为 a 求解问题的数学方法b 求解问题选择的编程工具c 求解问题的一系列步骤d 求解问题选择计算机系统 共34页 78 软件有一个重要的特点 也是软件知识产权保护的核心 即 a 可以被大量复制b 可以被少量复制c 可以被有条件复制d 不可以被复制 共34页 79 usb是由intel公司开发的一种新的接口技术 它是 a 并行接口总线b 通用串行总线c 视频接口总线d 通用控制总线 共34页 80 从功能上看 计算机数据处理的结果除了取决于输入的数据 还取决于 a 处理器b 程序c 存储器d 外设 共34页 81 计算机的特点可以简单地归纳为精确高速的运算 准确的逻辑判断 强大的存储 自动处理以及 a 网络的能力b 多媒体的能力c 应用设计的能力d 辅助学习的能力p 13 共34页 82 计算机知识是指 a 能够认识计算机带来的积极和消极影响b 理解计算机基本知识的能力c 能够将它作为工具完成适当的任务d 以上都是 共34页 83 哪种发明使研制者成功地设计出现代广泛使用的微型计算机 a 电子管b 集成电路 ic c 半导体晶体管d 磁带和磁盘 共34页 84 硬件和软件是组成计算机的两个部分 而指令系统是连接这两个部分的 指令由cpu执行 下列叙述哪一个是不正确的 a 指令是用户通过键盘 或者其他输入设备 输入后并被cpu直接执行的 b 指令是计算机能够直接识别的二进制代码 任何一种高级语言编写的程序都需要翻译为指令代码才能够被cpu执行 c 所有指令的集合就是指令系统 d 汇编语言的语句和指令系统具有一一对应的关系 共34页 85 在计算机中使用的数制是a 十进制b 八进制c 十六进制d 二进制 共34页 86 为了适应不同的运算需要 在计算机中使用不同的编码方式 主要是 a 原码 反码和补码b 原码 补码和ascii码c 原码 反码和uincode码d 二进制 ascii和unicode码 共34页 87 现代计算机中的cpu为中央处理器 它包含了 a 存储器和控制器b 运算器和控制器c 存储器和运算器d 存储器 运算器和控制器p 53 共34页 88 计算机中使用半导体存储器作为主存储器 它的特点是 a 速度快 体积小 在计算机中和cpu一起被安装在主板上b 程序在主存中运行 它和外部存储器交换数据c 相对于外部磁盘或者光盘存储器 其容量小 价格贵d 以上都是 共34页 89 计算机有很多类型的外部设备 它们以哪种方式和主机实现连接 a 插件方式和固定方式b 并行方式和固定方式c 并行方式和串行方式d 无线方式和固定方式 共34页 90 一般情况下 特定格式的数据被计算机处理 a 需要专门的处理程序b 需要使用windows程序c 大多数系统软件都可以处理d 只要符合标准 不需要专门程序 共34页 91 计算机用户在使用计算机文件时 a 按照文件的所有权使用文件b 按文件性质寻找存放的位置并使用c 按照存放文件的存储器类型使用d 一般是按照文件名进行存取的p 153 共34页 92 为了在联网的计算机之间进行数据通信 需要制订有关同步方式