計算機基礎(chǔ)知識點歸納

1第一章計算機及信息技術(shù)概述1.電子計算機的發(fā)展歷程①1946年2月由賓夕法尼亞大學(xué)研制成功的ENIAC是世界上第一臺電子數(shù)字計算機。“誕生了一個電子的大腦”致命缺陷：沒有存儲程序。②電子技術(shù)的發(fā)展促進了電子計算機的更新?lián)Q代：電子管、晶體管、集成電路、大規(guī)模及超大規(guī)模集成電路電子計算機發(fā)展時間：?第一代1946-1958電子管計算機，主要應(yīng)用科學(xué)計算和軍事計算?第二代1958-1964晶體管計算機，主要應(yīng)用于數(shù)據(jù)處理領(lǐng)域?第三代1964-1971集成電路計算機，主要應(yīng)用于可科學(xué)計算，數(shù)據(jù)處理，工業(yè)控制等領(lǐng)域?第四代1971用計算機2.計算機的類型按計算機用途分類：通用計算機和專用計算機按計算機規(guī)模分類：巨型機、大型機、小型機、微型機、工作站、服務(wù)器、嵌入式計算機按計算機處理的數(shù)據(jù)分類：數(shù)字計算機、模擬計算機、數(shù)字模擬混合計算機3.計算機的特點及應(yīng)用領(lǐng)域計算機是一種能按照事先存儲的程序，自動、高速地進行大量數(shù)值計算和各種信息處理的現(xiàn)代化智能電子設(shè)備。（含義）A.運算速度快運算速度用MIPS(百萬條指令每秒)來衡量，是計算機性能的指標(biāo)1計算機基礎(chǔ)知識點歸納2之一B.計算精度高應(yīng)用于數(shù)值計算C.具有邏輯判斷能力信息檢索、圖形識別D.記憶性強E.可靠性高、通用性強應(yīng)用于數(shù)據(jù)處理、工業(yè)控制、輔助設(shè)計（CAD）、輔助制造（CAM）辦公自動化。應(yīng)用領(lǐng)域：1）數(shù)值計算（主要是科學(xué)研究等數(shù)學(xué)計算問題）2）數(shù)據(jù)及事務(wù)處理（非科技方面的數(shù)據(jù)管理和計算處理）3）自動控制與人工智能（多用于航空航天領(lǐng)域）4）計算機輔助設(shè)計（CAD）、計算機輔助制造（CAM）、計算機輔助教學(xué)（CAI）5）通信與網(wǎng)絡(luò)4.計算機發(fā)展趨勢：巨型化、微型化、網(wǎng)絡(luò)化、智能化1、光計算機2、生物計算機3、量子計算機5.常用的數(shù)制進位制表示符號R=2B（Binary）O（Octal）R=80,1,…,70,1,…,90,1…,9,A,.FR=10R=16十六進制逢十六進一基數(shù)：R進制的基數(shù)=R16iH(Hexadecimal)位權(quán)：在數(shù)制中，各位數(shù)字所表示值的大小不僅與該數(shù)字本身的大小有關(guān)，還與該數(shù)字所在的位置有關(guān)，我們稱這關(guān)系為數(shù)的位權(quán)。位權(quán)：一個與數(shù)字位置有關(guān)的常數(shù)，位權(quán)=Rn6.數(shù)據(jù)、信息和信息編碼的概念計算機基礎(chǔ)知識點歸納23數(shù)據(jù)不僅指數(shù)字、字母、文字和其他特殊字符。而且還包括圖形、圖像、動畫、影像、聲音等多媒體數(shù)據(jù)。信息是人們按照預(yù)先的目的，通過從各種不同的渠道、不同的角度觀察記錄反映客觀事物狀態(tài)和特征的某種概念或經(jīng)過加工后的數(shù)據(jù)。信息強調(diào)的是對人有用的數(shù)據(jù)，這些數(shù)據(jù)將可能影響到人們的行為與決策。數(shù)據(jù)是客觀存在的事實、概念等，是一種可供加工的特殊表達(dá)形式。信息編碼的基本元素是0和1兩個數(shù)碼，稱為二進制。7.計算機仍采用二進制位數(shù)表示信息的原因：1）物理上容易實現(xiàn)2）運算規(guī)則簡單3）可靠性高4）易于實現(xiàn)邏輯運算和邏輯判斷8.二進制和其它進制的轉(zhuǎn)換十進制轉(zhuǎn)二進制：整數(shù)部分除以2取余，直至商為0；小數(shù)部分乘以2取整，直至小數(shù)部分為0或達(dá)到所需精度為止。十進制轉(zhuǎn)八進制：方法同上。整數(shù)部分除以8，小數(shù)部分乘以十進制轉(zhuǎn)十六進制：方法同上。整數(shù)部分除以16，小數(shù)部分乘以9.計算機中的數(shù)據(jù)單位位(bit)：計算機存儲數(shù)據(jù)的最小單元(0、1)字節(jié)(Byte)：處理數(shù)據(jù)的基本單位(8bit/Byte)常用的字節(jié)計數(shù)單位：1KB＝1024Byte(210B)1MB＝1024KB(220B)1GB＝1024MB(230B)1TB＝1024GB(240B)字長：CPU一次處理數(shù)據(jù)的二進制位數(shù)。10.信息表示與編碼所謂編碼，就是利用數(shù)字串來標(biāo)識所處理對象的不同個體。在數(shù)學(xué)中，數(shù)值是用“＋”和“－”表示正數(shù)和負(fù)數(shù)的，而在計算機中只有3計算機基礎(chǔ)知識點歸納40和1，所以正負(fù)號也用0和1表示，即數(shù)值符號數(shù)字化。?“模”是指一個系統(tǒng)所能表示的數(shù)據(jù)個數(shù)。按模運算是指運算結(jié)果超過模時，模（或模的整數(shù)倍）將溢出而只剩下余數(shù)。假設(shè)M為模，若數(shù)滿足a＋b＝M，則稱互為補數(shù)。在有模運算中，減去一個數(shù)等于加上這個數(shù)對模的補數(shù)。?原碼用0表示正號1的原碼為（10101101）2?反碼對于正數(shù)，其反碼與其原碼相同；對于負(fù)數(shù)，用相應(yīng)正數(shù)的原碼各位取反來表示，包括將符號位取反。?補碼正數(shù)的補碼與原碼和反碼相同；負(fù)數(shù)的補碼為該負(fù)數(shù)的反碼末位加1.11.實數(shù)的表示定點數(shù)：小數(shù)點位置固定的數(shù)稱為定點數(shù)。浮點數(shù)：小數(shù)點位置不固定的數(shù)稱為浮點數(shù)üBCD碼即用二進制位表示十進制，最常見的是842BCD碼采用四位二進制表示一位十進制。üASCII碼采用7位二進制表示一個字符，一個字節(jié)占8位二進制，一個ASSII碼占最低7位，最高位通常定位0.可以有27中狀態(tài)，即128種狀態(tài)。ü?jié)h字編碼輸入碼a)輸入碼b)國標(biāo)碼和區(qū)位碼：每個漢字占兩個字節(jié)的編碼，且每個字節(jié)最高位均為0。所有漢字分94個區(qū)，每個區(qū)94個漢字。由此構(gòu)成區(qū)位碼。而區(qū)位碼的區(qū)碼和位碼各加32就得到國標(biāo)碼。c)機內(nèi)碼d)字型碼：漢字存儲在計算機內(nèi)采用機內(nèi)碼，但輸出時必須轉(zhuǎn)換成字形碼，再根據(jù)字形碼輸出漢字。字形碼又稱漢字字模，用于在顯示器或打印機上輸出各種文計算機基礎(chǔ)知識點歸納45字和符號。點陣漢字：每一個漢字以點陣形式存儲，有點的地方為“1”，空白的地方為“0”。有16×16、24×24、48×48點陣等。點陣越大，字形分辨率越好，字形也越美觀，但漢字存儲的字節(jié)數(shù)就多，字庫也就越龐大。第二章計算機系統(tǒng)1.計算機系統(tǒng)的構(gòu)成一個完整的計算機系統(tǒng)是由硬件和軟件組成。硬件是由運算器、控制器、存儲器、輸入設(shè)備、輸出設(shè)備五部分組成。其中：中央處理器(簡稱CPU)=運算器+控制器主機=中央處理器+主存儲器軟件是指各類程序和數(shù)據(jù)，計算機軟件包括計算機本身運行所需要的系統(tǒng)軟件和用戶完成任務(wù)所需要的應(yīng)用軟件。2.馮·諾依曼型計算機的結(jié)構(gòu)馮·諾依曼型計算機是將程序和數(shù)據(jù)事先存放在外存儲器中，在執(zhí)行時將程序和數(shù)據(jù)先從外存裝入內(nèi)存中，然后使計算機在工作時自動地從內(nèi)存中取出指令并加以執(zhí)行，這就是存儲程序概念的基本原理。馮·諾依曼計算機體系結(jié)構(gòu)的主要特點是：(1)采用二進制形式表示程序和數(shù)據(jù)。(2)計算機硬件是由運算器、控制器、存儲器、輸入設(shè)備和輸出設(shè)備五大部分組成。(3)程序和數(shù)據(jù)以二進制形式存放在存儲器中。(4)控制器根據(jù)存放在存儲器中的指令(程序)工作。3.中央處理器CPUCPU：運算器部件、寄存器部件和控制器部件。CPU從存儲器取出指令，放入CPU內(nèi)部的指令寄存器，并對指令譯碼。它把指令分解成一系列的微操作，然后發(fā)出各種控制命令，執(zhí)行微操作系列，從而完成一條5計算機基礎(chǔ)知識點歸納6指令的執(zhí)行。CPU的主要性能指標(biāo)：(1)主頻/外頻（主頻=外頻×倍頻，即CPU工作頻率）(2)數(shù)據(jù)總線寬度（即字長，指CPU傳輸數(shù)據(jù)的位數(shù)）(3)地址總線寬度（決定了CPU可訪問的地址空間）(4)工作電壓（低電壓可減少CPU過熱，降低功耗）(5)高速緩存Cache（加速CPU與其它設(shè)備間數(shù)據(jù)交換）(6)運算速度（CPU每秒能處理的指令數(shù)）?運算器運算器是完成算術(shù)和邏輯運算的部件，又稱算術(shù)和邏輯運算單元。計算機所完成的全部運算都是在運算器中進行的。運算器的核心部件是:(1)運算邏輯部件(2)寄存器部件?控制器控制器負(fù)責(zé)從存儲器中取出指令，并對指令進行譯碼，并根據(jù)指令譯碼的結(jié)果，按指令先后順序，負(fù)責(zé)向其它各部件發(fā)出控制信號，保證各部件協(xié)調(diào)一致地完成各種操作?？刂破髦饕梢韵虏考M成：①程序計數(shù)器。存放下一條將要執(zhí)行的指令在內(nèi)存中的地址；②指令寄存器。保存現(xiàn)在正在執(zhí)行的指令；③指令譯碼器。用來識別指令的功能，分析指令的操作要求；④時序部件。產(chǎn)生計算機工作中所需的各種定時控制信號，對各種微操作控制信號進行定時控制。以協(xié)調(diào)各部件的工作順序；⑤微操作控制電路。一條指令的執(zhí)行可以分解為一系列不可再分的微操作命令信號，即微命令，以指揮整個計算機有條不紊地工作。計算機基礎(chǔ)知識點歸納674.主板主板是電腦中各種設(shè)備的連接載體。它提供CPU、各種接口卡、內(nèi)存條和硬盤、軟驅(qū)、光驅(qū)的插槽，其它的外部設(shè)備也會通過主板上的I/O接口連接到計算機上。早期的PC機主板是將快速的CPU、中速的內(nèi)存、慢速的外設(shè)都連接在一條總線上，使系統(tǒng)的總體性能得不到優(yōu)化。5.主存儲器主存儲器，簡稱主存，也叫內(nèi)存儲器(簡稱內(nèi)存)，由半導(dǎo)體材料構(gòu)成。內(nèi)存分為只讀存儲器和隨機讀寫存儲器。?只讀存儲器ROM?特點：存儲的信息只能讀出，不能隨機改寫或存入，斷電后信息不會丟失，可靠性高。?ROM分類(1)掩膜式ROM(MaskROM)(2)可編程PROM(ProgrammableROM)(3)可擦除EPROM(ErasablePROM)(4)電可擦EEPROM(ElectricallyEPROM)(5)快擦寫ROM(FlashROM)?隨機存儲器RAM特點：用于存放原始數(shù)據(jù)、中間結(jié)果、最終結(jié)果。開機前是空的，斷電后數(shù)據(jù)消失。RAM分類:?SRAM：靜態(tài)RAM。不需要充電來保持?jǐn)?shù)據(jù)完整性，成本高且集成低，一般做高速緩沖存儲器。(2)DRAM：動態(tài)RAM。需要定時充電來保持?jǐn)?shù)據(jù)的完整性，通常所說的“內(nèi)存”主要由它構(gòu)成。一般指以下兩種類型：7計算機基礎(chǔ)知識點歸納8①SDRAM---同步動態(tài)存儲器②DDR---雙倍速率內(nèi)存(DDR2---四倍速率內(nèi)存\DDR3)?Cache(高速緩存)CacheCPU與主存之間速度不匹配而采用的一種重要技術(shù)。其中片內(nèi)Cache是集成在CPU芯片中，片外Cache是安插在主板上。高速緩沖存儲器的存取速度比主存要快一個數(shù)量級，大體與CPU的處理速度相當(dāng)。?多級緩存最早的CPU緩存容量很低。當(dāng)集成在CPU內(nèi)核中的緩存已不能滿足CPU的需求，而制造工藝上的限制又不能大幅度提高緩存的容量時，出現(xiàn)了集成在與CPU同一塊主板上的緩存，此時把CPU內(nèi)核集成的緩存稱為一級緩存，而外部的稱為二級緩存?，F(xiàn)在多數(shù)CPU內(nèi)部也有二級緩存，于是二級緩存又可分為內(nèi)部二級緩存和外部二級緩存。較高端的CPU中還會帶有三級緩存。6.總線總線：是一組連接各個部件的公共通信線路，是計算機內(nèi)部傳輸指令、數(shù)據(jù)和各種控制信息的高速通道，是計算機硬件的一個重要組成部分。①地址總線。傳輸?shù)氖堑刂沸盘?，一般是單向傳輸。?dāng)CPU需要訪問某個外設(shè)時，它向地址總線發(fā)出相應(yīng)外設(shè)的地址信號，以選擇某個外設(shè)。進行“讀”時，數(shù)據(jù)由外設(shè)流向CPU，當(dāng)CPU進行“寫”時，數(shù)據(jù)由CPU流向外設(shè)。③控制總線。有的是CPU向內(nèi)存或外部設(shè)備發(fā)出的信號；有的是內(nèi)存或外部設(shè)備向CPU發(fā)出的信號。對每條控制線而言信號是單向傳送，但作為整體是雙向的。系統(tǒng)總線標(biāo)準(zhǔn)大致可分為ISA總線、PCI總線、PCIExpress三個階段。①ISA總線。是最早的8位系統(tǒng)總線。后來擴展到16位。ISA是現(xiàn)代個人計算計算機基礎(chǔ)知識點歸納89機的基礎(chǔ)。②PCI總線。主要特點是傳輸速度高，廣泛應(yīng)用于現(xiàn)代微機中。③AGP總線。專為系統(tǒng)中一塊圖形顯示卡設(shè)計的總線。④PCIExpress總線。是新一代的總線接口。7.接口I/O接口是連接主機和外部設(shè)備之間的邏輯部件，由I/O接口電路、連接器(一般為連接電纜)和接口軟件(即設(shè)備驅(qū)動程序)組成。根據(jù)I/O接口是否內(nèi)嵌在主板中，可將I/O接口分為內(nèi)置I/O接口和外置I/O接口兩類。(1)內(nèi)置I/O接口將I/O接口電路內(nèi)嵌在主板中，由主板提供外設(shè)接口電路插座，如鍵盤接口、鼠標(biāo)接口、USB接口、串口、并口及軟硬盤接口等。(2)外置I/O接口將I/O接口集成到一塊獨立的電路板(接口卡)上，接口卡必須插在總線擴展插槽上(如PCI、PCIExpress插槽等)。8.輸入/輸出子系統(tǒng)簡稱外設(shè)非存儲設(shè)備常見的非存儲設(shè)備有；鍵盤、鼠標(biāo)和顯示器、打印機。存儲設(shè)備也叫外存。存儲設(shè)備通常分為磁介質(zhì)、光介質(zhì)、半導(dǎo)體介質(zhì)。1)磁介質(zhì)磁介質(zhì)存儲設(shè)備使用磁性來存儲數(shù)據(jù)位。最常見的磁介質(zhì)存儲設(shè)備是磁盤和磁帶。軟盤、硬盤都是屬于磁介質(zhì)的存儲設(shè)備。軟盤因為在讀寫速度、存儲穩(wěn)定性、存儲容量上不能滿足用戶的需要而幾乎被淘汰了。2)光介質(zhì)光存儲設(shè)備是使用激光技術(shù)來存儲和讀寫數(shù)據(jù)。CD-ROM/CD-R/DVD3)半導(dǎo)體存儲設(shè)備半導(dǎo)體設(shè)備普通采用一種叫做“FlashMemory”的技術(shù)，即閃存技術(shù)。主要代表物是U盤9.光盤存儲器9計算機基礎(chǔ)知識點歸納10光盤簡稱CD(CompactDisc)是利用塑料盤片表面凹凸不平的特征，通過光的反射來記錄和識別二進制的0、1信息。光盤的分類:2只讀型光盤只讀光盤中的數(shù)據(jù)是在制作時寫入的，用戶只能讀數(shù)據(jù)，而不能寫入或修改光盤中的數(shù)據(jù)。音頻光盤CD-DA、數(shù)據(jù)光盤CD-ROM、VCD、DVD等都屬于只讀光盤。2一次寫入光盤這種光盤允許一次寫入數(shù)據(jù)，但不能修改和擦除數(shù)據(jù)，如CD-R。2可擦寫光盤這種光盤可多次寫入或修改數(shù)據(jù)，如10.硬盤硬盤是微機最重要的外部存儲器，常用于安裝微機運行所需的系統(tǒng)軟件和應(yīng)用軟件，以及存儲大量數(shù)據(jù)。?硬盤存儲格式硬盤是由多個涂有磁性物質(zhì)的金屬圓盤盤片組成，盤片的每一面都有一個讀寫磁頭，在對硬盤進行格式化時，將對盤片進行劃分磁道和扇區(qū)，對于大容量的硬盤還將多個扇區(qū)組織起來成為一個塊——“簇”，簇成為磁盤讀寫的基本單位。有的簇是一個扇區(qū)，有的有好幾個扇區(qū)，可以在格式化的參數(shù)中給定。?硬盤性能指標(biāo)①硬盤的容量?，F(xiàn)在微機上所配置的硬盤一般在200GB以上。②硬盤的轉(zhuǎn)速。硬盤的轉(zhuǎn)速越快，硬盤尋找文件的速度也就越快。現(xiàn)在的主流硬盤轉(zhuǎn)速一般為7200rpm以上。③緩存。硬盤自帶的緩存，緩存越多，越能提高硬盤的訪問速度。?硬盤接口硬盤接口分為接口硬盤多用于家用產(chǎn)品計算機基礎(chǔ)知識點歸納1011中，SATA是種新生的硬盤接口類型。硬盤格式化①硬盤低級格式化。主要是對一個新硬盤劃分磁道和扇區(qū)。②硬盤分區(qū)。把硬盤劃分為成若干個相對獨立的邏輯分區(qū)。③硬盤高級格式化。高級格式化主要是對指定的硬盤分區(qū)進行初始化，建立文件分配表以便系統(tǒng)按指定格式存儲文件。。11.打印機常用的有針式打印機、噴墨打印機和激光打印機等。①針式打印機特點。利用鋼針擊打色帶把色帶上的墨打印在紙上形成文本或圖形。缺點是打印質(zhì)量差、速度慢、噪聲大；優(yōu)點是可以打多聯(lián)紙，耗材相對較便宜。②噴墨打印機特點。打印頭上有若干個噴頭，打印時，墨水以每秒近萬次的頻率噴射到紙上。與其它兩類打印機相比，在打印質(zhì)量、速度、噪聲及成本方面處于中等層次。③激光打印機特點。利用激光可以形成很細(xì)的光點，將碳粉固著在紙上，加熱后碳粉固定在紙上，最后印出文字和圖片。優(yōu)點是打印速度快、噪音低、質(zhì)量好，缺點是價格及打印成本較高。對三種打印機的打印效果對比來說，激光最好，噴墨其次，而針式相對較差。12.計算機指令系統(tǒng)指令：是指計算機執(zhí)行特定操作的命令。是程序設(shè)計的最