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文档简介
1、计算机基础知识,计算机的诞生,1946年2月15日,第一台电子计算机ENIAC(Electronic Numerical Integrator And Calculator,电子数字积分计算机)在美国宾夕法尼亚大学诞生。它是为了计算弹道和射击而设计)。主要元件是电子管和继电器。 在ENIAC研制过程中,由美籍匈牙利数学家冯诺依曼总结并归纳: 1、采用二进制。在计算机内部,程序和数据采用二进制代码表示。 2、存储程序控制。程序和数据存放在存储器中,即程序存储的概念。计算机执行程序时,无需人工干预,能自动、连续地执行程序,并得到预期的结果。 3、计算机的五个基本部件。计算机应具有运算器、控制器、存
2、储器、输入设备和输出设备等五个基本功能部件。,计算机的发展,根据计算机所采用的电子元件和时代不同而划分: 第一代计算机(19461958):电子管计算机 第二代计算机(19581964):晶体管计算机 第三代计算机(19651971):小规模集成电路和中规模集成电路 第四代计算机(1971年至今):大规模集成电路和超大规模集成电路,计算机的特点,计算机的特点 高速、精确的运算能力 准确的逻辑判断能力 强大的存储能力 自动功能 网络与通信能力,计算机的用途,计算机的用途主要表现在以下几个方面: 科学计算(数值计算):科学计算是计算机发展的最初目的,比如气象预报,水利水电、人造卫星轨道计算等。 数
3、据处理(信息处理):办公自动化(OA),应用最广。 实时控制 计算机辅助(计算机辅助工程) 计算机辅助设计(Computer Aided Design)CAD 计算机辅助制造(Computer Aided Manufacturing)CAM 计算机辅助教育(Computer Aided Instruction)CAI 计算机辅助技术(Computer Aided technology)CAT 网络与通信:资源共享和促进相互交流。 人工智能:智能机器人 数字娱乐:运用计算机进行娱乐活动,数字电视等。 嵌入式系统:嵌入到电子产品中如:ATM、自动售货机等。,数据在计算机中的表示,计算机所表示和使用
4、的数据可分为两大类: 数值数据:用于表示量的大小、正负,如整数,小数 字符数据:也叫非数值数据,用于表示一些符号和标记 如:英文字母、汉字、标点符号、图形、声音等。 其中任何形式的数据,无论是数字、文字、图形、图像、声音或视频。进入计算机都必须进行二进制转码。 计算机采用二进制编码:二进制只有“0” 和 “1” 两个数。 二进制的优点: 运算简单、易于物理实现、通用性强,更重要的是所占用的内存空间和所消耗的能量小得多,机器可靠性好,适合做逻辑运算。,R进制计数值,十进制(Decimal) 任意一个十进制数可用0,1,2,3,4,5,6,7,8,9十个数字组合。 二进制(Binary) 任意一个
5、二进制数可用用0,1两个数字组合。 八进制(Octal) 任意一个八进制数可用0,1,2,3,4,5,6,7,8个数字组合。 十六进制(Hexadecimal) 任意十六进制可用0,1,2,3,4,5,6,7,8,9,A,B,C,D,E,F组合。 为了区分进制的数,约定对于任一R进制的数N,记作(N)R。 (1010)2 表示二进制1010 (703)8 表示八进制703 (AE05)16 表示十六进制AE05 不用括号和下标默认表示十进制数,二进制和十进制之间的转换,二进制转换成十进制 1010.101B = 1*23 + 0*22 + 1*21 + 0*20 + 1*2-1 + 0*2-2
6、+ 1*2-3 = 8+0+2+0+0.5+0+0.125 = 10.625D 十进制转换成二进制(除二取余) 215D = 11010111B,计算机中的信息单位,位(bit) :度量数据的最小单位,在数字电路和电脑技术中采用二进制,代码只有0和1,其中无论0还是1在CPU中都是一位。 字节(Byte,简称B):一个字节由8位二进制数字组成(1Byte = 8bit)。字节是信息组织和存储的基本单位,也是计算机体系结构的基本单位。 除此之外还有 KB,MB,GB,TB 1KB = 1024B1MB = 1024KB 1GB = 1024MB1TB = 1024GB,字符,字符包括西文字符(字
7、母、数字和各种符号)和中文字符 由于计算机以二进制形式进行存储和处理,因此字符也需要按特定的规则进行二进制编码才能进入计算机。字符编码首先要确定编码的字符总数,然后将每个字符按顺序确定顺序编号,编号值的大小无意义,仅作为识别和使用这些字符的依据。,西文字符的编码,计算机中的信息都是二进制编码表示的。用以表示字符的二进制编码称为字符编码。计算机中常用的字符编码有EBCDIC(Extended Binary Coded Decimal Code)码 和ASCII(American Standard Coded for Information Interchange)码。 IBM系列大型机采用EBC
8、DIC,微型机采用ASCII码。 ASCII码是美国标准信息交换码,被国际标准化组织(ISO)指定为国际标准。 7位码(通用) 最多可以表示27 = 128个不同的编码值(0-127) 8位码 最多可以表示28 = 256个不同的编码值(0-255),ASCII码规律,标准ASCII码用7位二进制表示一个字符的编码,其不同的编码共有128个。 一个字符的标准ASCII码占一个字节。 在ASII码表中,根据码值由小到大排列顺序依次是 空格字符、数字(0-9)、大写英文字母(A-Z)、小写英文字母(a-z)。 同类型的字母的ASCII码值按A-Z或者a-z的顺序依次递增1。 比如B ASCII码值
9、比 A 的ASCII码值大1; C ASCII码值比 B 的ASCII码值大1;,中文字符编码,ASCII只对英文字母、数字和标点符号作了编码。为了用计算机处理汉字,同样也需要对汉字进行编码。 我国1980年颁布了国家汉字编码标准GB2312-80,全称信息交换汉字编码字符集基本集(简称GB码,国标码 一个国标码用两个字节表示) GB2312-80由于许多汉字没有包含在内,因此有了GBK编码(扩展汉字编码),它对GB2312-80进行了扩展,于1995年12月发布,收录了21003个汉字。 2001年我国发布了GB18030编码标准,是GBK的升级,目前已经纳入的汉字越2.6万个。,汉字的处理
10、过程,从汉字编码的角度看,计算机对汉字信息的处理过程实际上是各种汉字编码间的转换过程。这些编码主要包括汉字输入码、汉字内码、汉字地址码、汉字字形码等,输入码,国际码,机内码,地址码,字形码,汉字输入,汉字输出,汉字信息处理系统的模型,汉字内码 = 汉字的国标码 + 8080H 已知“中“ 的国标码为5650H , 中“字的内码 = 5650H + 8080H = D6D0H,计算机的组成,计算机系统,硬件系统,软件系统,主机,外部设备,CPU,内存储器,运算器ALU,控制器 CU,RAM,ROM,外存储器:硬盘、U盘、光盘,输入:键盘、鼠标、扫描仪,输出:显示器、打印机、绘图仪,其他:调制解调
11、器,系统软件,应用软件,操作系统,语言处理程序,数据库管理系统,服务程序:检查、诊断、排错,通用应用软件:如:office wpsOffice 等,专用应用程序软件:用户程序,微处理器(MPU),微处理器(MPU)包括运算器(ALU)和控制器(CU)两大部件。它是计算机的核心部件。MPU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。MPU的性能指标主要有字长和时钟主频两个。 字长:表示MPU每此处理数据的能力。 时钟主频:以MHz(兆赫兹)或GHz(吉赫兹)为单位来度量。通常时钟频率越高处理数据的速度相对越快。,存储器,存储器分两大类: 一类是设在主机内部的存储器(简称内存),也叫主存
12、储器,用于存储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,叫做外部存储器(简称外存),也叫辅助存储器。外存属于永久性存储器,存储暂时不用的数据和程序。,内存储器,内存储器分为: 随机存取存储器(Random Access Memory) RAM 特点:信息随时读取和写入,写入时原来存储的数据将被冲掉 一旦断电(关机或者意外掉电),数据将全部消失 静态RAM(Static RAM , SRAM) 动态RAM(Dynamic RAM,DRAM) 高速缓存存储器(cache) 只读存储器(Read Only Memory) ROM 只能读取数据不能写入数据、
13、断电不会造成数据的丢失。 内存性能指标 容量:一般以字节为单位 速度:两次访问(读入或者写入)存储器之间的最小时间间隙,外存储器,与内存相比,外存的特点是存储容量大、价格较低、而且在断电的情况下也可以长期保存信息,所以也叫永久性存储器。 软盘:3.5英寸双面软盘容量为1.44M(兆) 硬盘:一般以GB和TB为单位。 USB移动硬盘和U盘 光盘(CD):分只读光盘CD-ROM。一次性光盘CD-R和可擦除型光盘CD-RW,一般容量为650MB。 DVD光盘:分DVD-ROM、DVD-R、DVD-RAM、DVD-Video 和 DVD-Audio,微型计算机的主要指标,字长:指处理器一次能同时处理二
14、进制数据的位数。 时钟主频:CPU的时钟主频 运算速度:每秒钟能执行的加法指令数目(Mips) 存储容量:内存和外存,操作系统,操作系统: 直接运行在计算机硬件上的、最基本的系统软件,是系统软件的核心。 常见操作系统:windows2003 、windowsXP、windows7 UNIX 、Linux、Dos、Mac 等。 作用: 方便用户使用计算机,是用户和计算机交互的接口 统一管理计算机系统的全部资源,合理组织计算机工作流程,以便充分、合理地发挥计算机的效率。 功能模块: 处理器管理、内存管理、设备管理、信息(文件)管理和用户接口。,操作系统分类,单用户操作系统 :Windows XP
15、多用户多任务操作系统:UNIX 批处理操作系统:也叫任务操作系统 分时操作系统:UNIX 实时操作系统:银行系统,自动订票 网络操作系统:linux 、Novell公司的Netware、Unix、windows 2000 Server 和 Windows NT 微机操作系统:,计算机语言,机器语言: 每一条指令都是一串二进制代码。机器语言是计算机唯一能够识别并直接执行的语言。 汇编语言: 汇编语言不再使用难以记忆的二进制代码,而是使用比较容易识别的、记忆的助记符号,因此汇编语言也称符号语言。 高级程序设计语言 表达各种意义的“词”和“数学公式”安照一定的“语法规则”编写的程序语言。计算机不能直
16、接识别高级语言,需要把高级语言翻译成目标文件才能执行。其中翻译方法有“解释”和“编译”两种。 C 、C+、Java等都是高级语言。,应用软件,办公套件 文字处理软件(word)、电子表格处理软件(excel) 演示文稿(PPT) 、个人数据库(Access) 等。 常见的套件有 Microsoft Office 和 金三 WPS office 多媒体处理软件 图形处理、动画制作、音频视频处理、桌面排版软件等。 如Photoshop等 Internet工具软件 如Web服务软件 、文件传输工具FTP 远程访问工具Telnet、下载工具FlashGet,计算机病毒,计算机病毒: 编制或者在计算机程
17、序中插入的破坏计算机功能或者破坏数据,影响计算机使用并且能够自我复制的一组计算机指令或者程序代码。 计算机病毒感染途径 上网浏览网页,下载软件文件,接受别人发来的东西,连接U盘手机,放光盘,漏洞没有修复等。 计算机病毒的清除: 手工清除 借助反病毒软件清除,计算机网络,计算机网络:将分布在不同地理位置上的具有独立功能的多个计算机系统,通过通信设备和通信线路相互连接起来,在网络中实现数据传输和资源共享的系统。 主要功能: 快速通信(数据传输):计算机网络的最基本的功能之一 共享资源:计算机网络的重要功能 数据通信 信道:通信介质。 数字信号和模拟信号:数据的表现形式 调制与解调:数字与模拟信号的
18、互相转换。 带宽与数据传输速率:数据传输率(比特率)表示信道传输能力,即每秒传输的二进制位数(bps),单位有:bps、Kbps、Mbps、Gbps 误码率:信息传输过程中出错率,是通信系统的可靠性指标。,计算机网络的分类,按通信距离计算机网络分为: 局域网 LAN (Local Area Network)的服务区域较小,例如一间办公室、一栋建筑。局域网由计算机、打印机和其他在短距离间共享硬件、软件资源的计算机设备组成。 城域网 MAN (Metropolitan Area Network) 相比局域网服务的范围较大,而由此使得城域网需要的设备更为高端,它通常拥有中型通信的比较复杂的网络设备。在一个大城市中,城域网连接着所辖多个单位的局域网。 广域网 WAN (Wide Area Network)是可以覆盖全球的网络,Internet就是一个广域网,它由成千上万个局域网和城域网构成。广域网由两个以上的局域网构成,这些LAN间的连接可以穿越30km以上的距离。,网络的拓扑结构,计算机网络拓扑结构 将构成网络的结点和连接结点线路抽象成点和线,用几何关系表示
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