計(jì)算機(jī)數(shù)據(jù)存儲(chǔ)的基本概念

1、第一章計(jì)算機(jī)基礎(chǔ)知識(shí)一、計(jì)算機(jī)的基本概念1計(jì)算機(jī)的發(fā)展與分類(lèi)發(fā)展階段 ： 4 代（按使用的電子器件或構(gòu)成元件劃分）第一代：電子管 （ 19461957）第一臺(tái)計(jì)算機(jī)：1946 年、 ENIACENIAC第二代：晶體管 （ 19581964）第三代：小規(guī)模集成電路（ 19651970）第四代：大規(guī)模和超大規(guī)模集成電路（ 1971 至今 ）典型代表：微型計(jì)算機(jī)分類(lèi)： 分為數(shù)字電子計(jì)算機(jī) 大型向量計(jì)算機(jī) 757 數(shù)字電子計(jì)算機(jī)分類(lèi)：用途：科學(xué)計(jì)算工程、工業(yè)控制、數(shù)據(jù)計(jì)算機(jī)大小：巨型、小型、微型 模擬電子計(jì)算機(jī)2計(jì)算機(jī)的主要用途科學(xué)計(jì)算、數(shù)據(jù)處理、自動(dòng)控制、計(jì)算機(jī)輔助系統(tǒng)、人工智能其中，科學(xué)計(jì)算是最早

2、的應(yīng)用領(lǐng)域，計(jì)算機(jī)早期主要用于軍事要點(diǎn)：理解每個(gè)應(yīng)用領(lǐng)域的適用范圍3計(jì)算機(jī)的主要特點(diǎn)自動(dòng)控制能力、高速運(yùn)算能力、記憶能力、計(jì)算精度高、邏輯判斷能力、通用性強(qiáng)其中自動(dòng)控制能力的基礎(chǔ)是存儲(chǔ)程序另，計(jì)算機(jī)的可編程性要點(diǎn)：重在理解4信息的基本概念信息和數(shù)據(jù)信息是人們由客觀事物得到的，使人們能夠認(rèn)知客觀事物的各種消息、情報(bào)、數(shù)字、信號(hào)、圖形、圖像、語(yǔ)音等所包括的內(nèi)容。數(shù)據(jù)是客觀事物的屬性的表示，可以是數(shù)值數(shù)據(jù)和各種非數(shù)值數(shù)據(jù)。對(duì)計(jì)算機(jī)而言，數(shù)據(jù)是指能夠?yàn)槠涮幚淼慕?jīng)過(guò)數(shù)字化的信息。二、計(jì)算機(jī)系統(tǒng)的組成1計(jì)算機(jī)系統(tǒng)的基本組成計(jì)算機(jī)系統(tǒng)由計(jì)算機(jī)硬件系統(tǒng)和計(jì)算機(jī)軟件系統(tǒng)兩大部分組成圖 1-1 計(jì)算機(jī)系統(tǒng)的組成中

3、央處理器（ CPU ）：運(yùn)算器控制器主機(jī)：中央處理器內(nèi)存儲(chǔ)器外部設(shè)備：輸入設(shè)備、輸出設(shè)備、外存儲(chǔ)器注： CPU 只能直接讀寫(xiě)內(nèi)存，不能直接讀寫(xiě)外存，存儲(chǔ)在外存上的數(shù)據(jù)和程序需先讀到內(nèi)存，才能進(jìn)行處理2硬件系統(tǒng)的組成及各個(gè)部件的主要功能馮 ·諾依曼提出了存儲(chǔ)程序原理，奠定了計(jì)算機(jī)的基本結(jié)構(gòu)和工作原理，我們今天所使用的計(jì)算機(jī)都是屬于馮 ·諾依曼結(jié)構(gòu)計(jì)算機(jī)馮 ·諾依曼結(jié)構(gòu)計(jì)算機(jī)包括運(yùn)算器、控制器、存儲(chǔ)器、輸入設(shè)備、輸出設(shè)備五大部分：運(yùn)算器：算術(shù)運(yùn)算和邏輯運(yùn)算的主要部件控制器：指揮中心存儲(chǔ)器：用來(lái)保存程序和數(shù)據(jù)內(nèi)部存儲(chǔ)器（內(nèi)存或主存儲(chǔ)器）外部存儲(chǔ)器（外存或輔助存儲(chǔ)器）輸入

4、設(shè)備鍵盤(pán)、鼠標(biāo)、掃描儀、磁盤(pán)驅(qū)動(dòng)器、觸摸屏輸出設(shè)備顯示器、打印機(jī)、繪圖儀、磁盤(pán)驅(qū)動(dòng)器馮·諾依曼結(jié)構(gòu)的主要特點(diǎn)： 存儲(chǔ)程序控制 程序由指令構(gòu)成 指令由操作碼和地址碼構(gòu)成 機(jī)器以CPU 為中心馮·諾依曼鼠標(biāo)圖 1-2 馮·諾依曼結(jié)構(gòu)計(jì)算機(jī)3計(jì)算機(jī)數(shù)據(jù)存儲(chǔ)的基本概念存儲(chǔ)器分為內(nèi)存儲(chǔ)器（內(nèi)存）和外存儲(chǔ)器（外存）。內(nèi)存速度快，但容量有限，CPU 可直接訪問(wèn)。外存存儲(chǔ)容量大，存取速度比內(nèi)存低，外存中存放的程序或數(shù)據(jù)必須調(diào)入內(nèi)存后，才能被計(jì)算機(jī)執(zhí)行和處理。存儲(chǔ)單位：內(nèi)存位（ bit，比特）：計(jì)算機(jī)中最小存儲(chǔ)單位，即一個(gè)二進(jìn)制位（ 0 或 1），通常用 “b ”表示。字節(jié)（ By

5、te）：8 位組成一個(gè)字節(jié)，常用B 表示，計(jì)算機(jī)中用來(lái)表示內(nèi)存儲(chǔ)器容量大小的基本單位。字（ Word ）：由若干個(gè)字節(jié)組成，通常把計(jì)算機(jī)一次所能處理的數(shù)據(jù)的最大位數(shù)稱(chēng)為該機(jī)器的字長(zhǎng)。字長(zhǎng)越長(zhǎng)，一次所處理的信息越多，計(jì)算精度越高。1B 8b1KB（千字節(jié)）1024B1MB（兆字節(jié)）1024KB1GB （吉字節(jié)）1024MB4指令、程序、軟件的概念以及軟件的分類(lèi)指令：含有操作碼和地址碼的一串二進(jìn)制代碼程序：為解決某一問(wèn)題而設(shè)計(jì)的一系列有序的指令或語(yǔ)句集合軟件：程序、程序運(yùn)行時(shí)所需的數(shù)據(jù)以及文檔裸機(jī)：僅有硬件系統(tǒng)，沒(méi)有安裝任何軟件軟件的分類(lèi)系統(tǒng)軟件包括：操作系統(tǒng)、各種語(yǔ)言處理程序、系統(tǒng)支持和服務(wù)程序

6、、數(shù)據(jù)庫(kù)管理系統(tǒng)應(yīng)用軟件包括：用戶程序、應(yīng)用軟件包程序設(shè)計(jì)語(yǔ)言的種類(lèi)機(jī)器語(yǔ)言：二進(jìn)制語(yǔ)言能直接執(zhí)行匯編語(yǔ)言：采用助記符源程序需翻譯成機(jī)器語(yǔ)言Windows2000操作系高級(jí)語(yǔ)言：面向程序統(tǒng)三 信息編碼1數(shù)值在計(jì)算機(jī)中的表示形式數(shù)值在計(jì)算機(jī)中以二進(jìn)制表示，這是由計(jì)算機(jī)所使用的邏輯器件所決定，其好處是：運(yùn)算簡(jiǎn)單、實(shí)現(xiàn)方便、成本低。十進(jìn)制：“逢十進(jìn)一 ”，使用0,1,2,3,4,5,6,7,8,9 共 10 個(gè)數(shù)字二進(jìn)制：“逢二進(jìn)一 ”，使用0,1 共 2 個(gè)數(shù)字八進(jìn)制：“逢八進(jìn)一 ”，使用0,1,2,3,4,5,6,7 共 8 個(gè)數(shù)字十六進(jìn)制：“逢十六進(jìn)一 ”，使用0,1,2,3,4,5,6,7,

7、8,9,A,B,C,D,E,F共 16 個(gè)數(shù)字二進(jìn)制與十進(jìn)制之間的轉(zhuǎn)換（尤其需要掌握1 字節(jié)內(nèi)二進(jìn)制到十進(jìn)制的換算）：表 1-1 二進(jìn)制與十進(jìn)制的對(duì)應(yīng)關(guān)系1 位 8 進(jìn)制可以轉(zhuǎn)換成3 位二進(jìn)制 ,1 位 16 進(jìn)制可以轉(zhuǎn)換成4 位二進(jìn)制2理解字符編碼計(jì)算機(jī)除了能處理數(shù)字?jǐn)?shù)據(jù)外，還能處理非數(shù)值的各種字符數(shù)據(jù)：如英文字母、漢字、運(yùn)算符等。但在計(jì)算機(jī)中數(shù)據(jù)是用二進(jìn)制表示的，所以那些數(shù)據(jù)在輸入計(jì)算機(jī)之前必須進(jìn)行編碼。編碼有很多種方法，但采用相同的編碼方式，才能使全國(guó)乃至全世界的計(jì)算機(jī)用戶在信息的表示、交換、處理、傳輸和存儲(chǔ)等基本問(wèn)題上達(dá)成一致。1)字符編碼ASCII （美國(guó)信息交換標(biāo)準(zhǔn)碼），是常用的字

8、符編碼。采用7 位二進(jìn)制編碼，可以表示 128個(gè)字符（ 27 =128），最高位為 0。表 1-2 ASCII代碼表09 對(duì)應(yīng)ASCII碼為 48 57 ， A Z 為 6590 ， a z 為 97122 。2) 漢字編碼針對(duì)漢字的計(jì)算機(jī)輸入及機(jī)內(nèi)表示內(nèi)碼，用連續(xù)的兩個(gè)字節(jié)表示，每字節(jié)最高位為“1?！彼摹⑽⑿陀?jì)算機(jī)的硬件組成1CPU、內(nèi)存、接口和總線的概念主板主板是固定在主機(jī)箱箱體上的一塊電路板，是計(jì)算機(jī)各種部件相互連接的紐帶和橋梁。CPU（中央處理器） ，是計(jì)算機(jī)的核心，所有的算術(shù)和邏輯運(yùn)CPU算都是由它完成的，是決定計(jì)算速度、處理能力、檔次的關(guān)鍵部件。存儲(chǔ)器：分內(nèi)存和外存。內(nèi)存：是計(jì)算機(jī)

9、的主要工作存儲(chǔ)器，內(nèi)儲(chǔ)速度快，但容量有限。內(nèi)存又分RAM和 ROM。ROM （只讀存儲(chǔ)器），只讀而不能寫(xiě)入信息，常固化在芯片上，不會(huì)因斷電而消失。RAM （隨機(jī)存儲(chǔ)器），可以進(jìn)行任意的計(jì)或?qū)懖僮?，斷電?nèi)容消失，不能永久保存。外存：軟盤(pán)、硬盤(pán)、光盤(pán)、磁帶以及目前極為流行的U 盤(pán)等都屬于外存，是外部設(shè)備。外存的容量大，價(jià)格低廉，但存取速度慢，用于存放暫時(shí)不用的程序和數(shù)據(jù)。還有一種特殊的存儲(chǔ)器是高速緩沖存儲(chǔ)器（Cache）。接口：串行接口（COM1 、 COM2 ）、并行接口（打印機(jī)接口LPT1）、鍵盤(pán)接口、硬盤(pán)驅(qū)動(dòng)器接口總線：分芯片總線、系統(tǒng)總線（ISA 、 EISA 、 PCI）、外總線（ SCSI、 IDE 、 USB ）2微處理器、微型計(jì)算機(jī)和微型計(jì)算機(jī)系統(tǒng)的概念微處理器： CPU微型計(jì)算機(jī)： CPU 存儲(chǔ)器輸入輸出接口電路系統(tǒng)總線微型計(jì)算機(jī)系統(tǒng)：微型計(jì)算機(jī)外圍設(shè)備電源輔助電路系統(tǒng)軟件3常用外部設(shè)備的性能指標(biāo)鍵盤(pán)： 101 鍵、 103 鍵、 105 鍵。鼠標(biāo)：機(jī)械式和光電式，左、中、右三鍵或左、右二鍵。顯示器顯示器：分辨率：800 ×600、 1024 ×768、 1028 ×1024適配器（顯示卡）：CGA 、 EGA 、 VGA 、 SVGA 、 TVGA 等打印機(jī)：點(diǎn)陣、噴墨、激光4微型計(jì)算機(jī)的主要性能指標(biāo)及配置運(yùn)算速度：是衡量 C