山东专升本-计算机第一章重点复习资料及习题集

1、第一章 信息技术与计算机文化1.1从信息科学的角度来看先有数据后有信息。 同一个信息可以用不同的数据表示。 最能体现出计算机功能的一句话是：计算机是一种信息处理机。 信息技术：指人们获取、存储、传递、处理、开发和利用信息资源的相关技术.在现代信息处理中以传感技术、计算机技术、通信技术和网络技术为主导技术。信息的四次革命：语言的形成、造纸和印刷术的应用、广播与电视的发明、全球性网络电话的普及。20世纪90年代开始，世界上的主要国家开始建设高速度、大容量、多媒体的信息传输干线，称“信息高速公路”。又称“国家信息基础措施（NII）”是美国最先提出的，以Internet为主导的，在光纤/缆通讯为主的，

2、在Internet上传输的多媒体信息，并不是二进制信息。文化是经济基础、上层建筑和意识形态的复合体。文化的基本属性：广泛性、传递性、教育性、深刻性。计算机文化就是以计算机为核心，集网络文化、信息文化、多媒体文化于一体，并对社会生活和人类行为产生广泛、深远影响的新型文化。人类文化发展的四个里程碑：语言的产生、文字的使用、印刷术的发明与计算机文化。1.2计算机之父：英国数学家查尔斯巴贝齐，1946年创造了人类第一台电子计算机ENIAC。（Electronic Numerical Integrator And Calculator）。1949年世界上第一台二进制的计算机诞生，称EDSAC是冯诺依曼体

3、系结构的计算机，是以存储程序工作原理。第一代19461956电子管计算机，逻辑元件为：电子管，程序设计语言：机器，汇编属低级语言。应用于科学计算。代表机型：EDVAC、UNIVAC、IMB701等、第二代19561964晶体管计算机，逻辑元件为：晶体管程序设计语言：高级语言，应用于科学计算、数据处理。代表机型：IMB7094、Honeywell8000第三代19641971集成电路计算机，逻辑元件为中小规模集成电路，高级语言很大发展，出现操作系统、会话式语言。应用于各个领域，代表机型：IMB360系列、DEC公司的PDP系列小型机。第四代1971现在 超大规模集成电路计算机，逻辑元件为：大规模

4、超大规模集成电路、操作系统完善，并开始计算机网络时代。我国计算机发展：58 64 71 83， 1958研制出第一台电子管计算机年，1964年研制成功晶体管计算机，1971年研制成集成电路计算机，1983年成功研制出每秒运算1亿次的“银河1”巨型机。 新一代计算机基本元件：芯片计算机的特点：运算速度快、计算精度高、存储容量大 通用性强 工作自动化 具有逻辑判断能力。计算机分类：按处理对象：模拟计算机、数字计算机、混合计算机。按用途：通用计算机、专用计算机。按规模：巨型机、大型主机、小型计算机、微型计算机、工作站。计算机应用：科学计算、信息管理、过程控制、计算机辅助系统、人工智能、计算机网络与通

5、信。计算机辅助系统：计算机辅助教育CBE(计算机辅助教学CAI、计算机管理教学CMI),计算机辅助设计CAD，计算机辅助制造CAM，计算机辅助测试CAT。计算机科学发展趋势：巨型化、微型化、网络化、智能化。1.3数制的两要素：数码、基数。用进位的原则进行计数称为进位计数制，简称数制。2的次方表20=121=222=423=824=1625=3226=6427=12828=25629=512210=1024211=2048212=4096213=8192214=16384215=32768216=655362-1=0.52-2=0.25 2-3=/0.125 2-4=0.06252-5=0.03

6、125二进制运算规则： 表示逻辑或遇1则1、0 0则0。 表示逻辑与遇0则0、1 1则1。 表示逻辑非.各位字反。表示逻辑异或.相同则0、相异则1 计算机中数据的单位：位（bit），简称b，也称比特，是计算机存储数据的最小单位，一个二进制数就是一位。字节（byte）简称B。规定8个位为一个字节。字节是存储信息的基本单位。微型存储器每个存储单元的大小是一个字节，所以存储器容量大小也以字节数来度量。 1 KB = 210 B，1 MB = 220 B，1 GB = 230 B，1 TB = 240 B（K、M、G、T） 字（word）：计算机处理数据时，CPU通过数据总线一次存取、加工和传送的数据

7、称为字，计算机的运算部件能同时处理的(这一组)二进制数据的位数称为字长。字长是衡量计算机性能的一个重要指标。字长越长，速度越快，精度越高。微型机字长是字节长度的整数倍，一般为8、16、32、64一个无符号的二进制数在后面添加几个0、后面的数是前面数的2n 倍数值的表示：“0”表示正，“1”表示负。具有数制大小和正负特征的数据在计算机中统称为机器数或机器码。机器数对应的用正、负号加绝对值表示的数为真值。根据小数点的位置是否发生移动分为定点数和浮点数，一个浮点数分为降码与尾码组成。在计算机中无论是数值数据还是非数值数据二者都是以二进制形式表示和存储的。非数值数据（字符或符号数据）：文字、声音、图形

8、等数据无数值大小和正负特征。字符编码：目前采用的字符编码主要是ASCII美国标准信息交换代码（American Standard Code for Information Interchange） 是用8位表示一个字符，最高位永为0，所以只用到7位，可表示128个字符，同一字母的ASCII值小写字母比大写字母大32 一个字符用一个字节表示。如空格D 32 、H20,“0” D 48 、H30，A D65 、H41,a D 97 、H61，J D 74 、H4A,N 、H4E。键盘字母JKLMN.。命令符号是不能打印输出的。字符集unicode 16位字符编码 一个字符用两个字节表示汉字编码 1

9、.汉字交换码：用连续的两个字节（16个二进制位）来表示一个汉字。1980年我国颁布的第一个汉字编码字符集标准，即信息交换用汉字编码字符集基本集(GB2312 80)规定的汉字交换码作为国家标准汉字编码。 GB2312 80中共有7445个字符符号: 汉字符号6763个 一级汉字3755个，二级汉字3008个。2机内码：是计算机内处理汉字信息时所用的汉字代码。机内码是真正的计算机内部用来存储和处理汉字信息的代码。为了能区分汉字与ASCII码，机内码两个字节的最高位一定为1，交换码（国标码的为0）3汉字字形码：用来将汉字显示到屏幕上或打印到纸上所需要的图形数据。 点阵码：用点阵汉字字形的编码，把汉

10、字按字形排列成点阵，常用点阵有16*16,24*24,32*32或更高。汉字字形点阵和输出简单，但信息量很大，占用的存储空间也非常大，一个16*16的点阵要占用32个字节，32*32的占用128个字节，且容易失真。 矢量码：使用一组数学矢量来记录汉字的外形轮廓，记录的字体称为矢量字体或轮廓字体。很容易放大缩小且不会出现锯齿状边缘。屏幕上看到的字形和打印输出的效果完全一致，且节省存储空间。PostScript字库、TrueType字库就是这种字形码。 4汉字输入码（流水码、音码、形码、音形结合码）：有键盘、手写、语音、扫描识别等多种，键盘输入法最主要。将汉字通过键盘输入到计算机采用的代码称为汉字

11、输入码，也称为汉字外部码（外码）。流水码：电报码、区位码。区位码：由四位十进制数组成，其中前两位是区码，后两位是位码。正数的原码、反码、补码都是相同的。负数的原码，符号位为1，其余是用二进制数表示。负数的反码，符号位为1，其余数是各位变反，即0变1,1变0。负数的补码，是在反码的基础上末位数加1得到的。1.4一个完整的计算机系统由硬件系统和软件系统两大部分组成，并按照“存储程序”的方式工作。指令：计算机执行某种操作的命令。（包括：操作码，地址码）操作码：规定了操作的类型。地址码规定了要操作的对象存放在什么地址中，以及操作结果存放到那个地址中去。计算机指令系统：所有指令的集合。（分类：CISC:

12、复杂指令系统，RISC：精简指令系统）“存储程序”工作原理：计算机能够自动完成运算或处理过程的基础。由美籍匈牙利科学家冯诺依曼（1946年提出），故称“冯诺依曼原理”。其基本思想是存储程序和程序控制。根据存储程序和程序控制概念，在计算机运行过程中实际上有两种信息在流动，一种是数据流（包括原始数据、指令），另一种是控制信号。冯诺依曼体系结构计算机三大思想是：二进制、存储程序、五大结构。计算机工作的过程是：取指令、分析指令、执行指令、上述完成后，取出下一条指令地址做准备。计算机硬件：由电子、机械和光电元件等组成的各种计算机部件和计算机设备，这些部件和设备依据计算机系统结构的要求，构成的一个有机整体

13、。未配置任何软件的计算机叫裸机，它是计算机完成工作的物质基础。 计算机硬件系统的五个基本组成部分：输入设备、运算器、控制器、存储器、输出设备。输入设备:把原始数据和处理这些数据的程序转换为二进制代码，输入到计算机的存储器中，供CPU调用和处理。常用的输入设备：鼠标、键盘、扫描仪、数字化仪、数码摄像机、条形码阅读器,如数码相机和A/D转换器等。 运算器：由算术逻辑运算单元与寄存器组成。负责对信息进行加工和运算，它的速度决定了计算机的运算速度。参加运算的数（称为操作数）由控制器指示从存储器或寄存器中取出到运算器。 加 减 乘 除 或 与 非 移位 控制器：是整个计算机系统的控制中心，它指挥计算机各

14、部分协调工作。通常把控制器和运算器合称为中央处理器（CPU）。是计算机的核心部件，它的工作速度和计算精度等性能对计算机的整体性能有决定性的影响。CPU与主存储器之间可以直接进行数据传输，CPU不能直接访问外部设备，不能直接与外部设备进行数据交互。CPU不能直接访问硬盘。但是CPU可以间接访问外存。 存储器：用于存放程序和数据的部件，并能在计算机运行过程中高速、自动地完成程序或数据存取。 存储器是具有记忆功能的设备，由两种稳定物理状态的物理器件（也称记忆原件）存储信息。记忆原件两种物理稳定状态为（0、1）。由成千上万个存储单元构成的，每个存储单元上存放一定位数的二进制数（微机上8位），每个存储单

15、元都有唯一的编号，称为存储单元的地址。存储单元是存储器的基本存储单位。存储器分为内存储器和外存储器两部分。 1. 内存储器又称主存储器（ROM、RAM、Cache）：CPU可直接访问的存储器；计算机中的工作存储器；计算机的主机部分由：内存储器和CPU构成。 （1）只读存储器（ROM）:只能读取，不能改写，存放固定的程序和数据，并且断电后仍能长期保存。容量较小，一般存放系统的基本输入输出系统（BIOS）等。 （2）随机存储器（RAM）:容量比ROM大，CPU从RAM中可读出、写入信息，但断电后所存的信息丢失。内存一般指RAM，也叫内存条。由半导体芯片构成。U盘也是由半导体芯片构成。 （3）高速缓

16、存（Cache）:在内存和CPU之间的与CPU速度接近的、高速的、容量相对较小的存储器，把正在执行的指令地址附近的一部分指令或数据从内存调入这个存储器，供CPU在一段时间内使用。协调RAM和CPU的速度差。对计算机运行速度有很大作用。这个介于内存和CPU之间的高速小容量存储器称做高速缓冲存储器（cache）,一般简称缓存。外存储器：主机的外部设备，存取速度较内存慢得多。是主存储器的后备和补充，不能和CPU直接交换数据。输出设备：将计算机处理的数据、计算结果等内部信息转换成人们习惯接受的信息形式（字符、图形、声音等），最常用的输出设备是显示器、打印机和音箱，还有绘图仪、各种数模转换器（D/A）等

17、。计算机软件系统输入计算机的信息一般有两类：一类为数据、一类为程序。计算机是通过执行程序所规定的各种指令来处理各种数据。 软件是指使计算机运行所需的程序、数据和有关的文档的总和。为解决某一种具体问题的指令排列称为程序。数据是程序的处理对象，文档是与程序的研 制、维护和使用有关的资料。 计算机通常分为：系统软件、应用软件两大类：其中系统软件一般由软件厂商提供，应用软件是未解决某一问题而有用户或软件公司开发的。计算机软件的作用是对计算机硬件资源的有效控制与管理，提高计算机资源的使用效率，协调计算机各组成部分的工作，并在硬件提供的基本功能的基础上拓展计算机的功能，提高计算机实现和运行各类应用任务的能

18、力。 1、系统软件：管理、监控和维护计算机资源（包括硬件和软件）、开发应用软件的软件。主要包括：操作系统、语言处理程序、数据库管理系统、支撑服务软件等。操作系统：一组对计算机资源进行控制与管理的系统化程序集合，它是用户和计算机硬件系统之间的接口，为用户和应用软件提供了访问和控制计算机硬件的桥梁，任何其他软件必须在操作系统支撑下运行语言处理程序（包括汇编程序、编译程序和解释程序）：基本功能是把用面向用户的高级语言或汇编语言编写的源程序翻译成机器可执行的二进制语言程序。2、应用软件：为解决计算机各类应用问题而编写的软件。程序设计语言程序=算法+数据结构。 算法：解决问题的思路。计算机算法性质：有穷

19、性、确定性、可行性。数据结构：从问题中抽象出来的数据之间的关系。包括（线性表、堆栈、队列）程序设计语言：经历了机器语言、汇编语言、高级语言三个阶段。其中机器语言、汇编语言属于低级语言。 机器语言是计算机唯一能直接识别，不需要翻译直接供机器使用的程序设计语言。由0、1组成的指令序列，计算机能够直接执行。汇编语言是机器语言的符号化。不同计算机针对同一问题编写的汇编语言程序是互不通用的。高级语言分为解释型、编译型。编译程序：将用高级语言编写的源程序翻译成与之等价的用机器语言表示的目的程序。产生目标程序。 解释程序：对源程序一边翻译，一边执行。 并不产生目标程序。用高级语言编写的程序称为源程序。计算机

20、不能直接识别。计算机汇编语言编写的源程序翻译等价的目标程序的过程是（汇编）。对汇编语言需汇编过程，应为汇编语言是低级语言。1.5微型计算机系统：按照性能、结构、技术特点分类：单片机、单板机、pc机、便携式微机、等类型。微机的主要性能指标：主频、字长、内核、内存容量、运算速度。 主频：即时钟频率，是指计算机CPU在单位时间内发出的脉冲数，单位赫兹（Hz）有M Hz G Hz。 字长：计算机的运算部件能同时处理的二进制数据的位数，字长越长，计算机功能越强。一般字长是字节的1 2 4 8倍。 内核：对多任务处理速度的要求提高，双核处理器：在一块CPU基板上集成两个处理器核心，并通过并行总线将各处理器

21、核心连接起来。 内存容量：内存储器终能存储信息的总字节数。 运算速度：单位MIPS（Million Instructions Per Second，每秒106条指令）和BIPS每秒（条指令109）。影响机器运算速度的因素：主频高，字长长，内存容量大，存取周期越小，运算速度快。还应考虑机器的兼容性（数据和文件的兼容、程序兼容、系统兼容和设备兼容），系统的可靠性（平均无故障工作时间），系统的可维护性（平均修复时间），1BIPS=1000MIPS 1MIPS=1000BIPS(错)常见微型计算机的硬件设备：更为紧凑集中的输入设备、运算器、控制器、存储器等。微处理器：微型计算机的CPU也成为微处理器，

22、是将运算器、控制器、高速内部缓存集在一起的超大规模集成电路芯片，是计算机的核心部件。在计算机中微处理器的发展速度是最快的，其集成电路芯片上所集成的电路数目每隔18个月就翻一番，这就是著名的摩尔定律。存储器：内存：微机中的内存一般指随机存储器（RAM）。目前常用的内存有SDRAM（同步随即动态存储器）和DDR SDRAM（双倍数据传输速率同步动态随机存储器）两种。将其插入主板的插槽中，就与CPU一起构成了计算机的主机。外存：特点：存储容量大、可靠性较高、价格低，断电后永久保存信息。按存储及介质不同可分为：磁表面存储器、光存储器和半导体存储器（闪存）。1）软盘；涂有磁性物质的聚酯塑料薄膜圆盘。3.

23、5英寸，容量1.44MB当光线能通过时是写保护口处于保护状态（写保护口打开）时，只能读取盘中的信息，不能写入，用于放置擦出或重复写数据，如果光线能通过表示关闭写保护口状态，能读、能写可执行任意操作。软磁盘上存储信息的地方是扇区不是磁道。软磁盘的容量=盘面数*磁道数*扇形数*每扇区字节数。软磁盘的磁道0-79磁道，最外侧的磁道是0磁道。磁盘容量不是与磁盘的磁道数成正比。磁盘容量不是与磁盘的扇区数成正比2）硬盘：由多个之地较硬的涂有磁性材料的金属盘片组成，每盘片的每一面都有一个读写磁头，用于磁盘信息的读写。硬盘：是存取速度最快的外存，但是不能防止剧烈的震动机强磁场。3）闪存：用闪存做存储介质的半导

24、体集成电路制成的电子盘。（优盘）4）光存储器：利用激光技术存储信息的装置。分类：只读光盘、（CD-ROM、DVD）、追记型光盘（CD-R、WORM）。可改写型光盘（CD-RW、MO）特点：价格低、保存时间长、存储容量大。微机常见总线标准：总线（Bus）是计算机各功能部件之间传送信息的公共信息干线，是由导线组成的传输线束。 微机中总线分为数据总线、地址总线、控制总线 主板：微型计算机系统中最大的一块电路板，有时又称为母板或系统板，是一块带有各种插口的大型印刷电路板，集成有电源接口、控制信号传输线路（控制总线）和数据传输线路（数据总线）以及相关控制芯片等，将主机的CPU芯片、存储器芯片、控制芯片、

25、ROM BIOS芯片等各个部分有机地组合起来。主板中最重要的部分之一是芯片组，芯片组是主板的灵魂，它决定了主板所能支持的功能。输入设备：输入/输出（I/O）设备是计算机系统与外界进行信息交流的工具。包括鼠标、键盘、数码相机。输出设备：显示系统包括显示器和显示适配器（显卡）每一种显示器都要与相应的显示卡匹配。包括：显示器、打印机、绘图仪、音响等。显示器、音响等设备往往需要通过在主板上插各种可选的接口电路实现与总线的连接，这些外部设备与总线和未处理器连接的接口电路称为适配器。如（网卡、声卡、显示卡）。卡象征着多媒体电脑的产生。显示系统包括：显示器和显示适配器。显示系统的主要性能指标有：显示分辨率、

26、颜色质量和刷新速度其中最主要的是显示分辨率、颜色质量。分辨率简单的说就是屏幕每行每列的像素数，像素（pixel）是显示器显示图像的最小单位。在PC上所能看到的所有图形都是由成百上千的图形点或像素组成的。打印机分为：点阵打印机、喷墨打印机、激光打印机。点阵打印机为击打式打印机，喷墨打印机、激光打印机非击打式打印机。假设CPU能够寻址能力达到4GB那么，这个CPU地址线有（32）根（位）。三位二进制数能够达到23状态。如果要表示999状态至少需要（十）位二进制数。如果要表示17状态至少需要（5）位二进制数。N位二进制数表示的数值的取值范围是（无符号0-2N-1，有符号-2n-1-+2N-1-1）在

27、计算机内存的连续地址空间中，起始地址是4000H，终止地址是BFFFH,那么此连续地址空间中有（32768）字节。在计算机内存的连续地址空间中，起始地址是2000H，终止地址是（ 5FFFH ）,此连续地址空间中有（16）K字节。在计算机内存的连续地址空间中，起始地址是（8000h ），终止地址是9FFFH,那么此连续地址空间中有（8）字节。终止地址=起始地址+连续地址我们用汉字输入码将汉字输入到计算机内存中，汉字操作系统通过汉字交换码转换成汉字机内码，加工处理完毕后，存储或输出是通过字形码，在显示器上或打印机上输出。计算机取指令就相当于从内存的存储单元中读出指令后往运算器的寄存器中。存指令（

28、数据）是从外部设备（或运算器的运算结果）中取出送入内存单元，就是写入内存单元。计算机从内存中连续的两次读（或两次写）操作的时间差值，称为计算机的存储周期，值越大，运行速度就越慢。A/D转换器（调制解调器）：即模拟信号转换为数字信号，为输入设备。调制：是将数字信号装换成模拟信号的过程。解调：是将模拟信号转换成数字信号的过程。调制解调器是一种通过电话线进行上网通信的设备，有内置和外置两种。软件程序指令 软件由：程序、文档组成。计算机字长是16位，那么他的寻址能力达到216字节内存容量是指内存储器能够容纳总字节数。 计算机系统中最靠近硬件系统的软件系统是操作系统磁盘格式化不能实现重新分配磁盘的存储容量 剪贴板的内容存放在内存中R进制数中，最大的数字符