计算机导论复习教材

总复习计算机导论第一章

概述计算机是什么？计算机是能够依照指令来接受输入、处理输入和产生信息的电子设备。做出贡献的科学家与成就19世纪英国数学家巴贝奇提出通用计算机的基本设计思想，把机械计算器具和顺序控制设备的发展结合起来。19世纪中叶，英国数学家布尔创立了布尔代数，从此数学进入思维领域。1937年英国数学家图灵提出了著名的“图灵机”的模型，探讨了计算机的基本概念，证明了通用数字计算机是能够制造出来的。为了纪念图灵对计算机科学的重大贡献，美国计算机协会设有图灵奖，每年授予在计算机科学领域作出特殊贡献的人。计算机的诞生1946年，在美国的宾夕法尼亚大学研制成世界上第一台数字电子计算机-ENIAC。1.1

计算机的发展历程计算机的发展阶段起迄年份代别主要逻辑元件软件晶体管集成电路功能较强的操作系统、会话式语言大规模或超大规模集成电路软件工程的研究与应用、数据库、语言编译系统和网络软件1946-19571958-19641965-19711972至今一二三四电子管高级语言、监控程序、简单操作系统机器语言、汇编语言计算机的发展趋势目前计算机的发展是向着四个方向：巨型化、微型化、网络化和智能化。1.2

计算机的特点与分类计算机的特点运算速度快计算精度高，可靠性好具有“记忆”和逻辑判断能力计算机的分类按计算机原理分为电子数字计算机、电子模拟计算机和混合式计算机按用途可分为专用机和通用机按规模可分为巨、大、中、小、微型计算机1.3

计算机的应用计算机技术的应用科学计算数据处理计算机辅助系统过程控制人工智能计算机网络1.4计算机科学与技术学科概述

计算机科学与技术学科

计算机科学技术是研究计算机的设计与制造和利用计算机进行信息获取、表示、存储、处理、控制等的理论、原则、方法和技术的学科。表现为理论性和实践性紧密结合的特征。

计算机科学与技术学科的研究范畴

计算机科学技术的研究范畴包括计算机理论、硬件、软件、网络及应用等，按照研究的内容，也可以划分为基础理论、专业基础和应用三个层面。

计算机科学与技术学科知识体系

知识体系的结构知识领域（area）、知识单元(unit)、知识点(topic)学科知识体系一览（14个知识领域）

离散结构（DS）

程序设计基础（PF）

算法与复杂性（AL）

计算机组织与体系结构（AR）

操作系统（OS）

网络及其计算（NC）

程序设计语言(PL)

人机交互（HC）

图形学和可视化计算(GV)

智能系统（IS）

信息管理(IM)

社会和职业问题(SP)

软件工程(SE)

数值计算科学(CN)第

二章

计算机基础知识2.1

计算机运算基础1、常用进制数十进制：有0~9十个数，逢十进一。二进制：有两个数：0、1，逢二进一。八进制：有0~7八个数，逢八进一。十六进制：有0~9及A~F十六个数，逢十六进一。2、计算机为什么使用二进制物理上容易实现运算规则简单可靠性高逻辑性强3、不同数制数的表示

在数字后加字母B表示二进制数，加字母O表示八进制数，加字母D表示十进制数，加字母H表示十六进制数。例：1011B为二进制数1011，也记为（1011）21357O为八进制数1357，也记为（1357）82049D为十进制数2049，也记为（2049）103FB9H为十六进制数3FB9，也记为（3FB9）164、不同数制间数的互相转换任意进制数转化为十进制十进制数转化为任意进制数二进制、八进制、十六进制数之间的相互转化十进制数转化为任意进制数

将十进制数转化为任意进制数需对整数部分和小数部分分别进行转化采用“除基数取余法”，即用基数多次除被转换的十进制数，直到商为0，每次相除所得的余数，按逆序排列便是对应的进制数小数部分的转换采用“乘基数取整法”，即用基数多次乘被转换的十进制数的小数部分，每次相乘后，所得乘积的整数部分按正序排列就是对应的二进制数任意进制数转化为十进制任意进制数转化为十进制数只要写出该进制数的按权展开式，进行乘法和加法运算，得出结果即可。十进制化成二进制举例（185）10=（?）2（185）10=（10111001）2246………0223………0211………125………122………121………020………1185292………1余数十进制化成二进制举例（0.8125）10=(?)20.8125

21.6250…10.6250

21.2500…10.2500

20.5000…00.5000

21.0000…1（0.8125）10=(0.1101)2整数十进制化成八进制举例（185）10=（？）8（185）10=（271）882………780………2185823………1余数十进制化成十六进制举例（3981）10=(?)16（3981）10=（F8D）161615…….…8160……...15(F)398116248………13(D)余数二进制、八进制、十六进制数之间的相互转化二进制数转化为八进制数八进制数转化为二进制数二进制数转化为十六进制数十六进制数转化为二进制数二进制数转化为八进制数二进制数转换成八进制数，概括为“三位合一”、即：以小数点为基准，整数部分从右至左，小数部分从左至右，每三位一组，不足三位时，整数部分在高端补齐，小数部分在低端补齐。然后，把每一组二进制数用一位相应的八进制数表示，小数点位置不变，即得到八进制数（1011010101110）213256为八进制的13256（11011111.011100）233734为八进制的337.34.举例八进制数转化为二进制数八进制数转换成二进制数，概括为“一位拆三位”，即把一位八进制数写成对应的三位二进制数，然后按权连接即可例如：(5

42

70)8101100010111000(1

6

3

.

6

4)8001110011.110100二进制数转化为十六进制数二进制数转换成十六进制数，概括为“四位合一”、即：以小数点为基准，整数部分从右至左，小数部分从左至右，每四位一组，不足四位时，整数部分在高端补齐，小数部分在低端补齐。然后，把每一组二进制数用一位相应的十六进制数表示，小数点位置不变，即得到十六进制数（1011010101110）21

6

A

E为十六进制的16AE（11010011111.01111000）26

9

F

7

8

为十六进制的69F.78

.举例十六进制数转化为二进制数十六进制数转换成二进制数，概括为“一位拆四位”，即把一位十六进制数写成对应的四位二进制数，然后按权连接即可例如：（B4F7）161011010011110111

（C

2

.

A8）16

1100

0010

.10101000计算机中数据的表示符号位的表示原码、反码和补码符号位的表示在计算机中数据都是采用二进制表示，对于数的符号，也用“0”或“1”表示，“0”表示正，“1”表示负；数的最高位为符号位。在机器内存放的正负号符号化的数称为机器数，把机器外存放的由正负号表示的数称作真值。真值机器数+0+000000000000000-0-000000010000000+5+000010100000101-5-000010110000101真值机器数计算机信息处理编码2.3原码、反码和补码机器数在运算时必须考虑符号位的处理。为了便于运算，在机器中有三种表示数的方法：原码：如前页所示，原码的最高位为符号位，数值部分为原数的绝对值。反码：正数的反码和原码相同；负数的反码是对其原码除符号位外的部分求反。补码：正数的补码和原码相同，负数的补码是在其反码的最后一位上加1。1、字符编码美国信息交换标准码ASCII码SP:320-9:48-57A-Z:65-90a-z:97-122ASCII码的十进制表示:2、汉字编码汉字编码汉字输入码汉字交换码汉字内码汉字字形码系统代码交换流程汉字输入码汉字输入码是用来完成汉字的输入的汉字编码，也称之为汉字的外码。一般汉字输入码可分为以下四类：音码（如全拼码，简拼码，双拼码等）形码（如五笔字型，大众码，仓吉码等）音形码（如自然码，首尾码等）流水码（如电报码，区位码，国标码等）汉字交换码汉字交换码是用于不同的汉字系统间交换信息的.1981年国家标准总局颁布了GB2312-80《通讯用汉字字符集（基本集）及其交换标准》，通称国标码或交换码。在此标准中，收录了7445个汉字和符号，其中汉字6763个（一级汉字3755个，二级汉字3008个）。所有汉字字符共分为94个区（01-94区），每个区分为94个位（01-94位），汉字所在的区号和位号共同组合成该汉字的区位码。汉字交换码1995年12月，汉字扩展内码规范——GBK编码方案发布，共收录了21003个汉字，各类符号883个。2000年3月，信息产业部和国家质量技术监督局联合发布了GB18030-2000《信息技术信息交换用汉字编码字符集基本集的扩充》新标准。在新标准中，收录了27000多个汉字和藏、蒙、维吾尔等主要少数民族文字，并直接与GB2312-80标准相兼容。汉字的内码计算机处理信息时所用的汉字编码，也称为机内码。汉字的内码用两个字节来保存，前一字节保存高位内码，后一字节保存低位内码。机内码与交换码有以下换算关系：高位内码=A0H+区码=160D+区码低位内码=A0H+位码=160D+位码汉字的字形码字形码是指字形的点阵信息的数字代码。存放在汉字库中。字型码有显示字形码和打印字形码两种。根据输出的去向将汉字输出在显示器上或打印机上。汉字显示码举例64*64点阵，共占512字节000700E007000C00其中的第32行用字节保存后如上所示00行63行系统代码交换流程各种输入码交换码（国标码）内码字形码显示汉字打印汉字第三章

计算机硬件基础

3.1计算机体系结构

冯·诺依曼思想冯·诺依曼(JohnVonNeumann，1903～1957)，美籍匈牙利数学家。冯·诺伊曼对计算机的主要贡献：提出了以二进制和存储程序工作原理为基础的现代计算机的体系结构。"存储程序"工作原理所谓存储程序工作原理，就是在计算机中设置存储器，将二进制编码表示的计算步骤与数据一起存放在存储器中，机器一经启动，就能按照程序指定的逻辑顺序依次取出存储内容进行译码和处理，自动完成由程序所描述的处理工作。二进制

所谓二进制就是以二元逻辑为基础，用0和1二进制码组成各种信息进行运算，它确立了现代计算机经济而实用的逻辑结构。3.2计算机硬件一、硬件定义：构成计算机系统的所有物理器件部件的总称硬件系统由一系列电子元器件按照一定逻辑关系连接而成，是计算机系统的物质基础。二、计算机的硬件组成输入设备存储器输出设备运算器控制器数据流控制流1、输入设备输入设备的功能是将数据、程序等用户信息变换为计算机能识别和处理的信息形式，然后存入存储器。2、存储器存储器是计算机中具有记忆能力的部件，用于保存和记录原始数据、运算步骤（指令）、中间结果及最终结果。存储器可分为主存储器和辅助存储器两大类：主存储器（主存、内存）：是主机的一部分，特点是存取速度快、与CPU直接打交道，但存储容量小，价格较贵。主要用于存放正在执行的命令、程序或正在加工处理的数据。内存又可分为随机存储器RAM和只读存储器ROM。辅助存储器（辅存、外存）：属于外部设备，特点是不能直接向CPU提供指令和数据，存取速度慢，但存储容量大，价格便宜。主要用于存放暂时不用而以后有用的程序或数据。常用的有软盘、硬盘、光盘、磁带、优盘等。高速缓存（Cache）及虚拟存储器：3、运算器运算器是计算机中执行各种算术运算和逻辑运算的部件，也叫算术逻辑单元。它包括寄存器、执行部件和控制电路三部分。4、输出设备输出设备的主要功能是将计算机中的二进制信息变换为计算机用户所需要并能识别的信息形式。5、控制器控制器是整个计算机的指挥系统，用于控制计算机各部件协调一致地工作。总线与接口总线是指计算机系统中进行信息传输的公共通道。包括：数据总线、控制总线和地址总线。接口是总线与外部设备之间进行数据缓冲、速度匹配和信息转换的部件。三、计算机硬件的其他概念

中央处理器（CentralProcessUnit，CPU）

CPU＝控制器＋运算器主机：单片机＝CPU＋内存

单板机=CPU+内存+外围电路

外部设备：

外部设备=输入设备+输出设备四、微型计算机的主要性能指标字长：速度：（主频MHz、GHz，运算速度MIPS）存储容量：（B、KB、MB、GB、TB）第

四章

计算机软件系统3.1软件1、什么是软件软件是指使计算机运行所需的程序和有关的文档。其中，程序是为完成某一任务而设计的许多操作命令的集合；文档是与软件研制、维护和使用有关的资料。软件是相对硬件而言的，如果把硬件看作是构成计算机系统的物质资源，那么软件则是使计算机正常运转的技术和知识资源，如乐器和乐谱。

（1）系统软件指管理、监控和维护计算机系统正常工作的程序和有关资料。是最靠近硬件的一层，主要由操作系统、语言处理程序、数据库管理系统、网络系统和常用服务程序组成。

操作系统是直接运行在裸机上的最基本的系统软件，任何其它软件都必须在操作系统的支持下才能运行。操作系统是一种资源管理程序，其主要功能是管理计算机的软、硬件资源，组织计算机的工作流程，方便用户的使用，并能其它软件的开发与使用提供必要的支持。操作系统主要包括五个管理功能：处理器管理、存储管理、设备管理、文件管理和作业管理。操作系统的分类按其运行的环境可分为实时、分时、批处理操作系统和网络操作系统；几种常用操作系统：MSDOS、Windows、Unix、Linux、MacOS程序设计语言程序设计：是一个使用程序设计语言产生一系列的指令以告诉计算机该做什么的过程。程序设计语言根据其面向机器还是面向过程，可分为低级语言和高级语言。

机器语言：以二进制代码表示的指令集合，是计算机能直接识别的语言。

汇编语言：符号化的机器语言。

高级语言：接近于人类自然语言的程序设计语言。语言处理程序

对于用汇编语言或高级语言编制的程序，计算机是不能直接识别和执行的，必须通过语言处理程序将其翻译成计算机能识别和执行的机器语言。

常见的语言处理程序有汇编、解释和编译程序。

数据库管理系统数据库管理系统(DBMS──DataBaseManagementSystem)：是处理数据库存取和各种管理控制的软件系统，是数据库系统的中心枢纽。其作用就是管理数据库。网络软件网络软件主要指的是网络操作系统。网络操作系统除了具有普通操作系统的功能外，还应增加网络管理模块，其主要功能是支持终端与计算机、计算机与计算机以及计算机与网络之间的通信，提供各种网络服务，保证实现网络上的资源共享与信息通信。常用服务程序 是指一些公用的工具性程序，以方便计算机的使用和管理人员对计算机的维护管理。主要常用服务程序有编辑程序、连接装配程序、测试诊断程序等。（2）应用软件

在计算机硬件和系统软件的支持下，为解决各类实际问题而设计的软件。常用的有：字处理软件、电子表格软件、绘图软件、课件制作软件、网络通信软件等。

5.1多媒体计算机第五章其他内容一.媒体与多媒体技术媒体（Media），又称介质，是存储、传播、表现信息的载体，是承载信息的有形物体。多媒体(Multimedia)是指多种媒体的集合，它是以数字技术为核心的，将文字、图像、声音、视频与计算机通信融为一体的信息环境的总称。多媒体技术是指能够同时采集、处理、编辑、存储和展示多种媒体的技术。多媒体技术是将声、文、图、像与计算机集成为一体的技术，主要包括：1.大容量存储技术2.数据压缩和解压缩技术二.多媒体计算机多媒体计算机（MPC）是在多媒体技术的支持下，能够实现多媒体信息处理的计算机系统。三.信息的数字化1.声音媒体的数字化:数据采集(采样):数据存储:以文件的形式存储在磁盘上。常用格式：.WAV、.MID、.RMI、.MP3等2.视觉类媒体的数字化静态图象文件格式:.BMP、.GIF、.JPG等动态图象文件格式:.AVI、.DAT、.MPG等计算机病毒的概念