計算機基礎(chǔ)知識

1、精選優(yōu)質(zhì)文檔-傾情為你奉上1.1.1 計算機與信息處理 信息是反映客觀情況的資料，其可由圖、文、聲、像等多媒體形式表現(xiàn)。 數(shù)字化信息：僅用0和1代碼串表示的信息稱數(shù)字化信息。 計算機是一種信息處理（加工）機。計算機一般指的是數(shù)字計算機，數(shù)字計算機能接受和處理的是數(shù)字化信息。 輸入計算機的信息可分成數(shù)據(jù)和程序兩類：數(shù)據(jù)是被加工的對象；程序是加工數(shù)據(jù)的指令串。 信息處理指的是對信息的編碼、存儲、轉(zhuǎn)換、傳輸、檢測等。 計算機可處理的信息有文字、數(shù)值、圖形、聲音、圖像、視頻等。1.1.2 計算機的工作原理和分類1.計算機的工作原理：存儲程序，逐條執(zhí)行（由美籍匈牙利數(shù)學家馮.諾依曼/Von Neuman

2、n提出并付諸實現(xiàn)）。2.計算機的分類： 按信息的表示和處理方式分：數(shù)字計算機、模擬計算機、數(shù)字模擬混合計算機。 按計算機用途分：專用計算機、通用計算機 按計算機規(guī)模與性能分：巨型機、大型機、中型機、小型機、微型機1.1.3 計算機的發(fā)展與應用1.計算機的發(fā)展簡況 1946年第一臺數(shù)字計算機(ENIAC)問世（誕生于美國） 第一代（46-57年）:以電子管為邏輯元件，遲延線或磁鼓做存儲器；一般用于科學計算和軍事方面。 第二代（58-64年）:以晶體管為邏輯元件，用磁芯為主存儲器，并開始使用及磁帶等外存儲器；創(chuàng)立了高級語言。 第三代（65-71年）:以集成電路為主要功能器件，主存儲器采用半導體存儲

3、器；出現(xiàn)了批處理、分時及實時操作系統(tǒng)。 第四代（72 ）:將CPU、存儲器及各I/O接口做在大規(guī)模集成電路芯片上。應用已極其廣泛。2.計算機的特點: 運算速度快運算速度以每秒運算次數(shù)表示，目前已高達每秒幾十億次到幾千億次 精確度高精確度以機器字長表示，即所能表示數(shù)據(jù)（二進制數(shù)）的位數(shù)，目前已達到64位。 具有記憶(存儲)能力用各種存儲器存儲信息。 具有邏輯判斷功能進行是或非的判斷。 高度自動化與靈活性用程序控制計算機自動操作。3.計算機的應用領(lǐng)域: 科學計算 (航天、橋梁、建筑) 實時控制 (生產(chǎn)線、現(xiàn)代武器) 數(shù)據(jù)處理 (數(shù)據(jù)庫) 計算機輔助設計（CAD）、輔助制造（CAM）和輔助教學（CA

4、I） 文字處理和辦公自動化 人工智能（機器人、智能汽車） 計算機網(wǎng)絡應用（Internet、校園網(wǎng)）1.2 計算機的數(shù)制與編碼數(shù)制是表示數(shù)的方法和規(guī)則；編碼就是解決各種信息按照什么方法和規(guī)則表示成0、1代碼串的問題。1.2.1 數(shù)制1. 進位計數(shù)制（1）十進制計數(shù)制:有0-9十個數(shù)碼，逢十進一。（2）二進制計數(shù)制:僅有0、1兩個數(shù)碼，逢二進一。（0+0=0 0+1=1 1+0=1 1+1=10）（3）八進制計數(shù)制:有0-7共8個數(shù)碼，逢八進一。（7+1=10）（4）十六進制計數(shù)制:有0-9、A、B、C、D、E、F共十六個數(shù)碼，逢十六進一。（F+1=10）（5）數(shù)的表示：(數(shù)值)計數(shù)制 例：(2

5、BF)16 （十進制數(shù)默認，可不加下標。）（6）各進制數(shù)的對應關(guān)系。（試寫出？處相應的數(shù)）2. 數(shù)制間的轉(zhuǎn)換（輸入計算機的數(shù)都要被轉(zhuǎn)換為二進制）（1）各進位制數(shù)轉(zhuǎn)換為十進制數(shù)將各進位制數(shù)按照其通式展開（個位為0位），計算出結(jié)果即可。（2）十進制數(shù)換成二、八、十六進制數(shù)10？采用“?除 倒取余數(shù)法”（一直除到商為0，將得出的余數(shù)倒排即為轉(zhuǎn)換結(jié)果。）（3）二進制數(shù)與八進制數(shù)轉(zhuǎn)換28采用“三位一并”法：以小數(shù)點為基點，向左右兩邊三位一組轉(zhuǎn)為八進制數(shù)，不足三位用0補齊。82采用“一分為三”法。（4）二進制數(shù)與十六進制數(shù)轉(zhuǎn)換216采用“四位一并”法：以小數(shù)點為基點，向左右兩邊四位一組轉(zhuǎn)為十六進制數(shù)，不足

6、四位用0補齊。162采用“一分為四”法。1.2.2 ASCII碼(美國標準信息交換碼) 字母、標點符號、特殊符號以及作為符號使用的數(shù)字，通稱為字符。這些字符統(tǒng)一采用美國標準信息交換代碼表示，簡稱ASCII碼。 ASCII碼查表方法：ASCII碼用7位二進制數(shù)（或最高位為0的8位二進制數(shù)）來表示；表中的列表示第654位，行表示第3210位，共128個編碼。查表按先列后行讀數(shù)。 字符的大小是根據(jù)其ASCII碼大小來比較的。常用字符的ASCII碼（由小到大）：空格 數(shù)字 大寫字母 小寫字母例如：查表得 A 的ASCII碼值為()2=(41)16=65；由 A 可推算出 F 的ASCII碼十進制值為7

7、0相差5；根據(jù)該表可知 A 的ASCII碼值65比 a 的ASCII碼值97小，即小寫字母的ASCII碼值比大寫的大。1.2.3 漢字編碼為了用0、1代碼串表示漢字，我國制定了漢字的信息交換碼GB2312-80，簡稱國標碼。 國標碼共有字符7445個。一級漢字3755個，按漢語拼音順序排列；二級漢字3008個，按部首和筆畫排列。 由于漢字的字符多，國標碼的每一個符號都用兩個字節(jié)（16位二進制）代碼來表示。1. 國標碼：行、列各94(0-93)，用先行后列的雙7位二進制數(shù)表示，即兩個字節(jié)的最高位為0(見教材P77)。2. 區(qū)位碼：用二進制國標碼表示不很方便，因此漢字也可用十進制區(qū)位碼表示。 區(qū)(

8、行)、位(列)各94(1-94)，用先區(qū)后位的雙2位十進制數(shù)表示，不足兩位前面補0。3. 機內(nèi)碼：是計算機內(nèi)部實際使用的表示漢字的代碼，在微機中多用兩字節(jié)(最高位為1)代碼作為機內(nèi)碼。4. 三種編碼的相互轉(zhuǎn)換： 將區(qū)位碼的區(qū)號和位號分別由十進制轉(zhuǎn)換對應的十六進制后+2020H即為國標碼(其中H表示16進制數(shù)）； 將十六進制國標碼+8080H即為機內(nèi)碼。由此可見，機內(nèi)碼兩個字節(jié)的最高位一定為1（國標碼的為0）。例：大字的區(qū)位碼為2083、國標碼為1453H+2020H=3473H、機內(nèi)碼為3473H+8080H=B4F3H。1.3 計算機的基本運算計算機的計算有兩種：數(shù)值計算（最基本的是四則運算

9、）和非數(shù)值計算（最基本的是邏輯運算）。1.3.1 四則運算四則運算中最基本的是加法，其它運算都可由加法實現(xiàn)。二進制的加法規(guī)則：0+0=0 0+1=1 1+0=1 1+1=10二進制的乘法規(guī)則：0*0=0 0*1=0 1*0=0 1*1=11.3.2 基本邏輯運算基本邏輯運算有三種：與（AND）、或（OR）、非（NOT）。以下0、1是二進制碼，一般1表示事件的肯定（真）、0表示事件的否定（假）。1.邏輯與規(guī)則（當A和B同時為真時，A AND B 的值為真，否則為假。）0 AND 0=0,n,0 AND 1=0 nn1 AND 0=0 nn1 AND 1=1（或 0?0=0 0?1=0 1?0=0

10、 1?1=1）2.邏輯或規(guī)則（當A和B有一個為真時，A OR B 的值為真，否則為假。）0 OR 0=0 nn0 OR 1=1nn1 OR 0=1 nn1 OR 1=1（或 0+0=0 0+1=1 1+0=1 1+1=1）3.邏輯非規(guī)則（當A為真時，NOT A 的值為假；當A假時，NOT A 的值為真。）NOT 0=1 nnNOT 1=0（取反）1.3 計算機的基本運算計算機的計算有兩種：數(shù)值計算（最基本的是四則運算）和非數(shù)值計算（最基本的是邏輯運算）。1.3.1 四則運算四則運算中最基本的是加法，其它運算都可由加法實現(xiàn)。二進制的加法規(guī)則：0+0=0 0+1=1 1+0=1 1+1=10二進制

11、的乘法規(guī)則：0*0=0 0*1=0 1*0=0 1*1=11.3.2 基本邏輯運算 基本邏輯運算有三種：與（AND）、或（OR）、非（NOT）。以下0、1是二進制碼，一般1表示事件的肯定（真）、0表示事件的否定（假）。1.邏輯與規(guī)則（當A和B同時為真時，A AND B 的值為真，否則為假。）0 AND 0=0,n,0 AND 1=0 nn1 AND 0=0 nn1 AND 1=1（或 0?0=0 0?1=0 1?0=0 1?1=1）2.邏輯或規(guī)則（當A和B有一個為真時，A OR B 的值為真，否則為假。）0 OR 0=0 nn0 OR 1=1nn1 OR 0=1 nn1 OR 1=1（或 0+

12、0=0 0+1=1 1+0=1 1+1=1）3.邏輯非規(guī)則（當A為真時，NOT A 的值為假；當A假時，NOT A 的值為真。）NOT 0=1 nnNOT 1=0（取反）1.4 計算機系統(tǒng)組成 計算機系統(tǒng)包括硬件系統(tǒng)和軟件系統(tǒng)兩部分。 硬件系統(tǒng)是構(gòu)成計算機的所有實體部件的集合；軟件系統(tǒng)是各種程序和文檔的總和。1.4.1 計算機的硬件系統(tǒng)硬件主要由運算器、控制器、存儲器、輸入設備、輸出設備五大部分構(gòu)成。1. 運算器：計算機進行算術(shù)運算與邏輯運算的主要部件。2. 控制器：從存儲器中逐條取出指令控制計算機各部件協(xié)調(diào)工作，其是計算機的指揮中心。3. 存儲器 計算機的存儲部件,用于存放原始數(shù)據(jù)和程序。

13、存儲器按8位二進制位或其倍數(shù)劃分存儲單元，每個單元有一個編號，即地址。 存儲容量以字節(jié)為單位計算:A.8位二進制數(shù)為1字節(jié)byte記為1B；10242的10次方個字節(jié)記為1KB；1024KB記為1MB；1024MB記為1GB。B.字節(jié)單位換算關(guān)系：1GB=1024MB=10241024KB=102410241024B 存儲器分為內(nèi)存儲器（主存儲器）和外存儲器（輔助存儲器）兩種：A.內(nèi)存是半導體存儲器，其又可分為只讀存儲器(ROM)和隨機存儲器(RAM)兩種，平時所說的內(nèi)存一般是指RAM；外存主要是磁性介質(zhì)存儲器，有磁盤(軟盤、硬盤)、磁帶、只讀光盤等。B.CPU可直接對內(nèi)存進行存取操作，而外存的數(shù)據(jù)都必須先調(diào)入內(nèi)存才能進行操作，因此內(nèi)存是計算機信息交換的中心。C.內(nèi)存存取速度快，存儲容量小，一掉電信息就丟失；外存存取速度慢，存儲容量大，可永久保存數(shù)據(jù)。4. 輸入設備：將原始數(shù)據(jù)與程序轉(zhuǎn)換成計算機所能識別的0、1代碼串輸入到計算機中。常用輸入設備有鍵盤、鼠標器、麥克風、掃描儀、光筆、電傳打字機等。5. 輸出設備：將計算機處理過的信息轉(zhuǎn)換成人們熟悉的形式或