計算機基礎知識(江西專升本)

./計算機基礎<35分>第1章計算機基礎知識1.1計算機概述計算機的發(fā)展歷程1.第一臺計算機1946年,由美國的賓夕法尼亞大學生產(chǎn)了第一臺全自動電子數(shù)字計算機"埃尼阿克"〔英文縮寫詞是ENIAC,即ElectronicNumericalIntegratorandCalculator,中文意思是電子數(shù)字積分器和計算器。它是美國奧伯丁武器試驗場為了滿足計算彈道需要由電氣工程師普雷斯波.?？颂?物理學家約翰.莫奇萊而研制成的。ENIAC致命缺點：它不是存儲程序控制的計算機,它必須事先由電氣工程師按是照計算步驟在外部連接好線后才可加電運行,準備工作非常麻煩.2.第一臺存儲程序計算機匈牙利數(shù)學家.諾依曼總結并提出改進意見的基礎上,1949年賓夕法尼亞大學研制的EDVAC和英國劍橋研制的EDSAC是世界上第一臺真正的存儲程序控制的計算機,并采用了二進制。1951年投入運行的美國UNIVACI是世界上第一臺真正商用的存儲程序計算機。習題：1.

第一臺電子計算機誕生于[

]。

A>

德國

B>

美國

C>

英國

D>

中國

2、世界上第一臺電子計算機誕生于〔

。A、1942年

B、1944年

C、1946年

D、1948年3、世界上第一臺電子計算機的名字是___________。4、第一臺電子計算機的名稱是〔。AENIACBASCIICLSICDMAN5、第一臺存儲程序計算機的名稱是〔。AENIACBEDVACCUNIVACIDMAN6、.諾依曼體系結構的計算機首次采用了。答案：B,C,ENIACA,A,B,存儲程序結構2.計算機的幾個發(fā)展階段根據(jù)計算機所采用的物理器件,一般把電子計算機的發(fā)展分成四代。第一代——電子管計算機第一代計算機〔1946—1957年。計算機所用主要元件是電子管,稱為電子計算機。電子管計算機的主要特征為：體積大、耗電多、穩(wěn)定性差、維護因難。用磁鼓或磁帶作為外存儲器,容量小。使用機器語言編程,無操作系統(tǒng)。速度慢,一般在5千~3萬次/秒。造價高,使用成本高,壽命短。主要用于科學計算。第二代——晶體管數(shù)字計算機第二代計算機<1958~1964>,計算機采用的主要元件是晶體管,也稱晶體管計算機,這代計算機的主要特征為：<1>采用晶體管,體積縮小,耗電降低,性能提高。<2>采用磁盤或磁帶作為外存儲器,容量增大。<3>出現(xiàn)了原始的操作系統(tǒng)模型,開如使用匯編語言編程,并出現(xiàn)高級程序設計語言Fortran、COBOL、BASIC等。速度加快,一般在幾萬次~幾十萬次/秒。造價降低,使用成本偏高,壽命延長。除用于科學計算外,還用于數(shù)據(jù)處理和實時控制。第三代——小規(guī)模集成電路計算機第三代計算機<1965~1970>,計算機采用的主要元件是小規(guī)模集成電路,也稱集成電路數(shù)字計算機。這代計算機的主要特征為：<1>采用小規(guī)模集成電路元件,體積更小,耗電降低,性能進一步提高。<2>采用半導體作存儲器,外存儲器容量進一步增大,而且存儲器體積變小。<3>開始使用操作系統(tǒng),并出現(xiàn)了分時操作系統(tǒng)和結構化、模塊化程序設計語言PASCAL,C等,實現(xiàn)了時處理數(shù)據(jù)系統(tǒng)。速度加快,一般在數(shù)幾百萬~幾千萬次/秒造價進一步降低,使用成本降低,壽命更長。<6>應用領域擴大到工業(yè)數(shù)據(jù)管理和計算機輔助設計等領域。第四代——大規(guī)模集成電路計算機第四代計算機<1970~今>,計算機采用的主要元件是大規(guī)?；虺笠?guī)模集成電路,也稱集成電路數(shù)字計算機。這代計算機的主要特征為：<1>采用超大規(guī)模集成電路元件,體積進一步變小、耗電降低,性能進大大提高。<2>采用了許多新的存儲技術,出現(xiàn)大容量存儲設備,而且存儲器體積進一步小。<3>出現(xiàn)了微型機和微機操作系統(tǒng),應用軟件、工具軟件數(shù)據(jù)庫軟件豐富,實現(xiàn)了并行處理技術和多機系統(tǒng)<4>速度加快,一般在數(shù)幾千萬~幾十億次/秒。<5>造價更低,使用成本低,普通家庭也用得起。<6>應用領域擴大社會各個方面,如辦公自動化、圖像處理、數(shù)據(jù)庫、多媒體、語言識別和網(wǎng)絡等。一般每個芯片的元件數(shù)在1000--10000個時稱為大規(guī)模集成電路,而超大規(guī)模集成電路每個芯片的元件數(shù)為10000個以上。采用大規(guī)模集成電路作為計算機的邏輯部件的存儲器,使得計算機的體積更小,功耗更低,可靠性提高,軟件技術更趨完善。練習題：1、世界上的第一臺電子計算機使用的邏輯元件是____________。A、晶體管B、電子管 C、集成電路 D、以上都不是2.

電子計算機主要是以[

]劃分發(fā)展階段的。

A>

集成電路

B>

電子元件

C>

電子管

D>

晶件管

3、第一代計算機主要應用領域為〔

。A、數(shù)據(jù)處理

B、人工智能

C、科學計算

D、過程控制4、第二代計算機主要應用領域轉為〔

。A、數(shù)據(jù)處理

B、財務管理

C、科學計算

D、過程控制5、第二代計算機開始使用〔

。A、機器語言

B、匯編語言

C、數(shù)據(jù)庫系統(tǒng)

D、操作系統(tǒng)6、微型計算機屬于〔

計算機。A、第一代

B、第二代

C、第三代

D、第四代7、第一代計算機采用的邏輯元件是_______。8、第二代計算機邏輯元件采用的是_______。9、第三代計算機邏輯元件采用的是_______。10、第四代計算機邏輯元件開始采用的是_______。11.

計算機的發(fā)展經(jīng)歷了哪幾個階段？各階段使用何種電子邏輯器件？

1、世界上第一臺電子計算機誕生于_______年。<2010考題>2、第二代計算機采用的邏輯元件是_______。<2010考題>3、電子計算機主要是以[

]劃分發(fā)展階段的。<2010考題>A、集成電路

B、電子元件

C、電子管

D、晶件管

答案：B,B,C,A,B,D電子管,晶體管,小規(guī)模集成電路,大規(guī)模集成電路1946,晶體管,B,計算機的特點1.運算速度快2.計算精度高3.存儲容量大4.具有邏輯判斷能力計算機除了進行算術運算外,還可以對處理信息進行各種邏輯判斷、邏輯推理等功能。5．能自動完成各種操作計算機是由部控制和操作的,只要將事先編制好的應用程序輸入計算機,計算機就能自動按照程序規(guī)定的步驟完成預定的處理任務。計算機的分類依據(jù)IEEE〔美國電氣和電子工程師協(xié)會的劃分標準,計算機分為：巨型機、大型機、小型機、工作站、微型機。這些類型之間的基本區(qū)別通常在于其體積大小、結構復雜程度、功率消耗、性能指標、數(shù)據(jù)存儲容量、指令系統(tǒng)和設備、軟件配置等的不同。1．巨型計算機巨型機也稱超級計算機。其主要特點是運算速度很高,可達每秒執(zhí)行幾億條指令,數(shù)據(jù)存儲容量很大,規(guī)模大結構復雜,功能強,價格昂貴,通常要幾千萬元。主要用于大型科學計算、破譯密碼、建立全球氣候模型系統(tǒng)和模擬核爆炸等大規(guī)模運算。2．大型計算機大型計算機〔mainframecomputer〔簡稱為大型機是一種體積龐大、價格昂貴的計算機,它能夠同時為成千上萬的用戶處理數(shù)據(jù)。大型機常被企業(yè)或政府機構作數(shù)據(jù)的集中存儲、處理和大量數(shù)據(jù)的管理之用。在可靠性、數(shù)據(jù)安全性要求高或需要集中控制的地方也可以選用大型機。3．小型計算機小型計算機處理能力強,可靠性好,體積較小、價格適中。適合大、中型企業(yè)、科研部門和學校等單位充當主機使用。4．微型計算機微型機也稱個人計算機<PersonComputer>,簡稱為"PC",是由IBMPC機演變而來的。微型計算機體積小,功能強。它能夠提供各種各樣的計算功能,典型的功能有：字處理、照片編輯、收發(fā)電子和登錄因特網(wǎng)。個人計算機包括臺式計算機、便攜式計算機、筆記本式計算機、掌上型計算機幾種。計算機的應用歸納起來,計算機的應用主要有以下幾方面：1．科學計算也稱數(shù)值計算,是計算機最早的應用領域,也是計算機最基本的應用之一。科學計算是指用計算機來解決科學研究和工程技術中所提出的復雜的數(shù)學問題。2．數(shù)據(jù)處理也稱信息處理,是計算機應用最廣泛的功能,人們利用計算機對所獲取的信息進行記錄、整理、加工、存儲和傳輸?shù)取?．人工智能利用計算機來模仿人類的智力活動。目前的計算機能象人哪樣可以感應、判斷、推理、學習等。如我們常見的專家系統(tǒng),機器人,手寫識別系統(tǒng),聲音識別系統(tǒng)等。人工智能是計算機應用的一個嶄新領域。4．自動控制計算機是由部控制和操作的,只要將事先編制好的應用程序輸入計算機,計算機就能自動按照程序規(guī)定的步驟完成預定的處理任務。因此可以利用計算機對動態(tài)的過程進行控制、指揮和協(xié)調。5．輔助功能輔助功能是指利用計算機來輔助人們完成某些方面的工作或事務。最常見的有：輔助設計、輔助制造、輔助教學、輔助測試等。<1>計算機輔助設計〔CAD：利用計算機幫助人們進行工程設計、工程制圖,提高工作效率。廣泛應用于機械、建筑、服裝和電路行業(yè)。<2>計算機輔助制造〔CAM：利用計算機幫助人們制造、生產(chǎn)設備,提高產(chǎn)品質量。<3>計算機輔助教學〔CAI：利用計算機幫助人們學習與掌握知識。<4>計算機輔助測試〔CAT：利用計算機幫助人們完成一些復雜、繁重的測試工作。6．通信與網(wǎng)絡習題：1.

計算機的主要應用領域有哪些？2、計算機的應用領域主要包括：〔

、數(shù)據(jù)處理、自動控制、計算機輔助系統(tǒng)和人工智能。A、CAD

B、CAM

C、科學計算

D、CAL3.英文縮寫CAI的中文意思是_____A計算機輔助設計B計算機輔助制造C計算機輔助教學D計算機輔助測試4、CAT的中文含義_______。<2010考題>5、PC機中"PC"的含義是[

]。<2010考題>A、計算機的型號B、個人計算機C、小型計算機D、兼容機6、依據(jù)IEEE〔美國電氣和電子工程師協(xié)會的劃分標準,計算機分為五大類,下面不屬于IEEE標準中的類型的是[

]。<2010考題>A、巨型機B、小型機C、工作站D、兼容機答案：1.略〔見22.C3.C4.計算機輔助測試5.B6.D1.2計算機信息的表示其實在計算機部,一切信息包括數(shù)值、字符、指令等的存放、處理的傳輸均采用二進制編碼的形式表示。習題1、計算機中所有信息的存儲都采用______

A二進制B八進制C十進制D十六進制2.無論是西文字符還是中文字符,在機一律用__________編碼來表示。進位計數(shù)制1．十進制日常生活中最常見的是十進制數(shù)。十進制計數(shù)的特點是"逢十進一",用十個不同的符號來表示：0、1、2、3、4、5、6、7、8、9,稱為代碼。2．八進制八進制計數(shù)的特點是"逢八進一",八進制數(shù)采用八個不同的符號表示：0、1、2、3、4、5、6、7。八進制的8因要進位變成10,因此在八進制數(shù)中沒有8這個數(shù)。3．十六進制十六進制特點是"逢十六進一",十六進制數(shù)采用0~15十六個符號表示。為方便起見,十六進制的10、11、12、13、14、15分別可用A、B、C、D、E、F六個英文字母來表示。4．二進制二進制特點是"逢二進一",二進制數(shù)只有兩個代碼"0"和"1",也就說二進制中所有的數(shù)據(jù)都由0、1兩個的組合來實現(xiàn)。數(shù)制之間的轉換1．十進制轉換成二進制整數(shù)〔1十進制整數(shù)轉換成二進制整數(shù)十進制整數(shù)轉換成二進制整數(shù)采用除2取余法。具體方法為：將十進制數(shù)除以2,得到一個商數(shù)和余數(shù)；再用商數(shù)除以2,又得到一個商數(shù)的余數(shù)；繼續(xù)這個過程,直到商數(shù)等于零為止。每次所得的余數(shù)〔必定是0或1就是對應二進制數(shù)的各位數(shù)字,第一次得到的余數(shù)為二進制數(shù)的最低位,最后一次得到的余數(shù)為二進制數(shù)的最高位。例如,將十進制數(shù)58轉換成二進制數(shù),其轉換過程如下：從下向上書寫2|58………………余數(shù)為0,即a0=0從下向上書寫2|29………………余數(shù)為1,即a1=12|14………………余數(shù)為0,即a2=02|7………………余數(shù)為1,即a3=12|3………………余數(shù)為1,即a4=12|1………………余數(shù)為1,即a5=1商為0,結束最后結果為：〔5810=〔a5a4a3a2〔2十進制小數(shù)轉換成二進制小數(shù)十進制小數(shù)轉換成二進制小數(shù)采用乘2取整法。具體方法為：用2乘十進制純小數(shù),去掉整數(shù)部分；再用2乘余下的純小數(shù)部分,再去掉整數(shù)部分；繼續(xù)這個過程,直到余下的純小數(shù)為0或滿足所要求的精度為止。最后將每次得到的整數(shù)部分〔必定是0或1從左到右排列即得到所對應的二進制小數(shù)。例如,將十進制小數(shù)0.6875轉換成二進制小數(shù),其轉換過程如下：0.6875×2從上向上書寫整數(shù)為1,即a-1=1從上向上書寫0.3750×2整數(shù)為0,即a-2=00.7500×2整數(shù)為1,即a-3=10.5000×21.0000整數(shù)為1,即a-4=10.0000余下的純小數(shù)為0,結束最后結果為：〔0.687510=〔0.a-1a-2a-3a-4必須指出,一個二進制小數(shù)能夠完全準確地轉換成十進制小數(shù),但一個十進制小數(shù)不一定能完全準確地轉換成二進制小數(shù)。例如,十進制小數(shù)0.713事實上就不能完全準確地轉換成二進制小數(shù)。在這種情況下,可以根據(jù)精度要求只轉換到小數(shù)點后某一位為止。對于一般的十進制數(shù),可以將其整數(shù)部分與小數(shù)部分分別轉換,然后再組合起來。例如：〔58.687510=<111010.1011>22．十進制轉換成八進制整數(shù)〔1十進制整數(shù)轉換為八進制整數(shù)十進制整數(shù)轉換為八進制整數(shù)的方法與轉換成二進制整數(shù)的方法相似,只是將基數(shù)改為８就行了,即除８取余法。例如,將十進制整數(shù)58轉換為八進制數(shù)的過程如下：從下向上書寫8|58………………余數(shù)為2,即a0=2從下向上書寫8|7………………余數(shù)為7,即a1=7商為0,結束即：〔5810=〔a1a08=<72>〔2十進制小數(shù)轉換為八進制小數(shù)十進制小數(shù)轉換為八進制小數(shù)方法是乘８取整法。例如,將十進制小數(shù)0.6875轉換為八進制小數(shù)的過程如下：0.6875×8從上向下書寫整數(shù)為5,即a-1=5從上向下書寫0.5000×84.0000整數(shù)為4,即a-2=40.0000余下的純小數(shù)為0,結束即〔0.687510=〔0.a-1a-28=<0.54>根據(jù)以上的說明就不難理解〔58.678510=<72.54>83．十進制轉換成十六進制整數(shù)十進制整數(shù)轉換為十六進制整數(shù)采用除16取余法。十進制小數(shù)轉換為十六進制小數(shù)采用乘16取整法。例如,十進制數(shù)58.75轉換為十六進制的過程如下：先轉換整數(shù)部分從下向上書寫16|58……………余數(shù)為10,即a0=A從下向上書寫16|3……………余數(shù)為3,即a1=30商為0,結束再轉換小數(shù)部分0.75×16450從上向下書寫+75從上向下書寫12.00整數(shù)為12,即a-1=C0.00余下的純小數(shù)為0,結束最后結果為：〔58.7510=〔a1a0.a-116=<3A.C>4.其它進制轉換成十進制非十進制轉換成十進制的方法非常簡單,只要把各個非十進制數(shù)按位權展開求和即可。二進制數(shù)據(jù)寫成2,八進制寫成8,十六進制寫成16的各次冪之和的形式。然后計算出其結果即可?！?二進制轉換成十進制例1：把二進數(shù)<101112轉換成十進制<101112=1×24+0×23+1×22+1×21+1×20=16+0+4+2+1=<23>10例2：把二進數(shù)〔101.1012轉換成十進制<101.101>2=1×22+0×21+1×20+1×2-1+0×2-2+1×2-3=<5.625>10〔2八進制轉換成十進制例1：把八進數(shù)〔3058數(shù)轉換成十進制〔3058=3×82+0×81+5×80=192+5=<197>10例2：把八進數(shù)〔2533.428轉換成十進制〔2533.428=2×83+5×82+3×81+3×80+4×8-1+4×8-1+2×8-2=<1371.53125>10〔3十六進制轉換成十進制例1：把十六進數(shù)<2A4E16轉換成十進制<2A4E16=2×163+A×162+4×161+E×160=8192+2560+64+14=<1083010例2：把十六進數(shù)<1CB.D816轉換成十進制<1CB.D816=1×162+12×161+11×160+13×16-1+8×16-2=〔459.84375105.二進制、八進制、十六進制之間的轉換〔1二進制與十六進制之間的轉換由于16=24,即一位十六進制數(shù)正好相當于四位二進制數(shù)。因此二進制轉換成十六進制時,可以將每四位二進制數(shù)劃為一組,用一位十六進制數(shù)代替,也稱為"以四換一"。將給定的二進制數(shù)以小數(shù)點為界,分別向左、向右每4位分成一組,若不足4位,要分別前補0〔整數(shù)部分或后補0〔小數(shù)部分。然后將每4位一組的數(shù)分別用對應的十六進制數(shù)來書寫。例如：把二進制數(shù)<101101011.01101>2轉成十六進制數(shù)。先把二進制數(shù)按上述方法每四位分組：000101101011.01101000對照表2-1,對應的十六進制數(shù)為：16B.68即<101101011.01101>2=<16B.68>16將十六進制數(shù)轉換成二進制數(shù)剛好與上述過程相反,采用"以一換四"的方法,即將1個十六進制數(shù)轉換成4個二進制數(shù)。例如：把十六進制數(shù)<183.5B>16轉換成二進制數(shù)十六進進制數(shù)：186.5B對照表2-1,對應的二進制數(shù)為：000110000110.01011011即<183.5B>16=<0.01011011>2=<110000110.01011011>2〔2二進制與八進制之間的轉換由于8=23,即一位八進制數(shù)正好相當于三位二進制數(shù)。因此二進制轉換成八進制時,可以將每三位二進制數(shù)劃為一組,用一位八進制數(shù)代替,也稱為"以三換一"；將給定的二進制數(shù)以小數(shù)點為界,分別向左、向右每3位分成一組,若不足3位,要分別前補0〔整數(shù)部分或后補0〔小數(shù)部分。然后將每3位一組的數(shù)分別用對應的八進制數(shù)來書寫。例如:把二進制數(shù)<1101011.1101>2轉換成八進制數(shù)先把二進制數(shù)按上述方法每三位分組：001101011.110100對照表2-1,對應的八進制數(shù)為：153.64即<1101011.1101>2=<153.64>8類似地,將八進制數(shù)轉換成二進制數(shù),采用"以一換三"的方法,即將1個八進制數(shù)轉換成3個二進制數(shù)。例如:把八進制數(shù)〔34.618轉換成二進制數(shù)八進制數(shù)：34.61對照表2-1,對應的二進制數(shù)為:011100.110001即〔34.618=<011100.110001>2=<11100.110001>2八進制或十六進制與二進制之間的轉換極為方便,而且用八進制或十六進制書寫要比用二進制書寫簡短,口讀也方便。因此,八進制或十六進制常用于指令的書寫、手編程序或目標程序的輸入與輸出。特別是,計算機存儲器以字節(jié)為單位,一個字節(jié)包含八個二進制單位,正好用兩個十六進制單位表示,十六進制用得更多些。習題1、6個二進制位最大能表示的十進制整數(shù)是______A64B32C63D312.

將二進制數(shù)11101轉換成十進制數(shù)是[

]。

A>

31

B>

29

C>

58

D>

59

３、下列數(shù)據(jù)中,值最大的數(shù)是〔A二進制數(shù)1001B二進制數(shù)1010C二進制數(shù)1000D二進制數(shù)11004.

〔10111112=〔

10=〔

8=〔

16

5.

十進制的0.625轉換成二進制為___________。

6.

與十進制數(shù)97等價的八進制數(shù)是[

]。

A>

1100001

B>

141

C>

61

D>

111

7.

十進制數(shù)"0.7109375”所對應的二進制數(shù)是[

]。

A>

0.1011001

B>

0.0100111

C.>

0.1011011

D>

0.1010011

8.

將二進制數(shù)101111101.0101轉換成八進制數(shù)是[

]。

A>

155.11

B>

555.21

C>

575.24

D>

155.21

9．下列不同進制的４個數(shù)中,最小的一個數(shù)是<>A、<45>10

B、<57>8

C、<3B>16

D、<110011>210、已知十進制整數(shù)-57,計算其原碼、反碼和補碼?！?010考題11、將十進制數(shù)78.6875轉換為二進制、八進制和十六進制。〔2010考題5．原碼：〔10111001>2反碼：<11000110>2補碼：<11000111>26．<1001110.1011>2<116.54>8<4E.B>16信息的單位計算機息的單位常用"位"、"字節(jié)"幾種。1.位〔bit計算機中最小的數(shù)據(jù)單位是二進制的一個數(shù)位,簡稱位〔英文名稱為bit,讀為比特。如二進制101010的"1"、"0"就是二進制的位。計算機中最直接最基本的操作就是對二進制位進行操作。2.字節(jié)〔byte字節(jié)是計算機中用來表示存儲空間的基本容量單位,簡寫為B。一個字節(jié)由8位二進制數(shù)字組成。計算機的存儲器〔包括存與外存通常也是以多少字節(jié)來表示它的容量。更大的單位有：KB,MB,GB、TB。它們之間的換算關系如下：1B=8bit1KB=1024B=210BK的意思為"千"1MB=1024KB=210KBM讀為"兆"1GB=1024MB=210MBG讀為"吉"1TB=1024GB=210GBT讀為"太"習題1.

1GB=

MB=

KB=

B=

bit。

2、計算機中最小的數(shù)據(jù)單位是_________3、________是計算機中用來表示存儲空間的基本容量單位。4.

在微型計算機中,存儲數(shù)據(jù)是以[

]。

A>

KB為單位

B>

位為單位

C>

字長為單位

D>

字節(jié)為單位

5、_______是計算機中用來表示存儲空間的基本容量單位。〔2010考題數(shù)值數(shù)據(jù)的編碼表示計算機中數(shù)的表示包括以下兩個方面：正數(shù)、負數(shù)的表示和一般數(shù)的表示。1.正、負數(shù)的表示計算機中所有的信息都是以二進制形式存放的。因此數(shù)的正、負號也是用一個二進制位來表示,這個二進制位一般在數(shù)的最高位,稱為符號位。符號位為"0"表示正數(shù),為"1"表示負數(shù)。如果用8個二進制位表示一個有符號的整數(shù),則最高位為符號位,具體表示數(shù)值的只有7位。如果用16個二進制位表示一個有符號的整數(shù),除去最高位的符號位,具體表示數(shù)值的只有15位。顯然,在表示一個數(shù)時,使用的二進制位數(shù)越多,其表示數(shù)值的圍就越大。例如：用8位二進制表示,則十進制+50與-50的二進制表示分別為：〔+5010=<00110010>2〔-5010=<10110010>2其中最左邊的位<即最高位>為符號位,"0"表示正數(shù)；"1"表示負數(shù)。又例如,用十六位二進制數(shù)表示,則十進制數(shù)+513與-513的二進制數(shù)表示分別為：〔+51310=<00001>2〔-51310=<00001>2顯然,用八位二進制無法表示這兩個數(shù)。其中最左邊的位<即最高位>為符號位,"0"表示正數(shù)；"1"表示負數(shù)。2.定點數(shù)與浮點數(shù)計算機中運算的數(shù)有整數(shù),也有小數(shù),如何確定小數(shù)點位置呢？通常有兩種規(guī)則：一種是規(guī)定小數(shù)點的位置不變,稱為定點數(shù)。另一種是小數(shù)點的位置可以浮動,稱為浮點數(shù)。無論是定點數(shù)還是浮點數(shù),在實際存儲時,小數(shù)點是不占用數(shù)據(jù)位的?！?定點數(shù)如果小數(shù)點固定在符號位之后,這時的數(shù)就是一個純小數(shù)。用這種方式表示的數(shù)稱為定點小數(shù)。如1.0010101和0.1010101都是定點小數(shù),即小數(shù)點是符號位于之后。這里的"1"與"0"是符號位。如果小數(shù)點固定在在整個二進制數(shù)的最后,這時的數(shù)是一個純正數(shù)。在這種方式表示的數(shù)為定點整數(shù)。如10001.和011110.都是定點整數(shù),即小數(shù)點后面沒有其二進制數(shù)了。〔2浮點數(shù)對只有純小數(shù)或整數(shù)用定點數(shù)來表示。對于既有整數(shù)部分又有小數(shù)部分的數(shù),由于其小數(shù)點位置不固定,是用浮點數(shù)表示。浮點數(shù)是小數(shù)點位置不固定的數(shù),通常它既有整數(shù)部分又有小數(shù)部分。大家知道：一個十進制數(shù)R可以表示成如下形式：R=±Q×10±n其中Q為一個純小數(shù)。例如：234.6可以表示為：234.6=+2.34×102同樣,一個二進制數(shù)P也可以表示成如下形式：P=±S×2±n其中P,S,n均為二進制數(shù)。S稱為P的尾數(shù),是一個定點小數(shù),n稱為P的階碼,是一個定點整數(shù),指明了二進制數(shù)P的小數(shù)點的實際位置。由此可以看出,在計算機中表示一個浮點數(shù),其結構如下：尾數(shù)部分〔定點小數(shù)階碼部分〔定點整數(shù)數(shù)符±尾數(shù)Ｓ階符±階碼Ｎ其中尾數(shù)部分與階碼部分分別占若干個二進制位,究竟需要占多少個二進制位,可以根據(jù)實際的需要以及數(shù)值的圍來確定。例如：1110010.110可以表示成：1110010.110=0.1110010110×21113.數(shù)值數(shù)據(jù)在計算機中的編碼表示在計算機中,數(shù)值與符號全部數(shù)字化,通常用"0”表示正號,用"1〔1原碼編碼表示最高位表示符號位,即"0"表示正號,"1"表示負號,其余位表示數(shù)值,這種表示帶符號數(shù)的方法為原碼表示法。例如用一個字節(jié)表示+50的原碼為：<+50>10=<00110010>2-50的原碼為：<-50>10=<10110010>2〔2反碼編碼表示反碼是另一種表示有符號數(shù)的方法。對于正數(shù),其反碼與原碼相同；對于負數(shù),在求反碼的時候,除了符號位外,其余各位按位取反,即"1"都換成"0","0"都換成"1"。例如用一個字節(jié)表示+50的反碼為：<+50>10=<00110010>2正數(shù)的反碼與原碼-50的反碼為：<-50>10=<11001101>2符號位不變,其它位取反〔3補碼編碼表示補碼是表示帶符號數(shù)的最直接方法,對于正數(shù)其補碼與原碼相同,對于負數(shù),先把該數(shù)表示成反碼,然后反碼加1就成了補碼。例如用一個字節(jié)表示+50的補碼為：<+50>10=<00110010>2正數(shù)的補碼與原碼-50的補碼為：<-50>10=<11001110>2符號位不變,取反加14．BCD編碼人們通常采用把十進制數(shù)的每一位分別寫成二進數(shù)形式的編碼,稱二─十進制編碼或BCD〔Binary─CodedDecimal編碼。最常用BCD編碼采用的是8421編碼。這種編碼最自然、最簡單、書寫方便、直觀、容易識別。其方法是用四位二進制數(shù)表示一位十進數(shù),自左至右對應的權是8、4、2、1。四位二進制有十六種不同的排列組合,即可以表示十六種狀態(tài)。只取0000~1001分別對應0、1、2、3、4、5、6、7、8、9十個十進制,而1010~1111沒有意義。例如568的BCD編碼為010101101000。十進制數(shù)的8421BCD編碼對照表,如表1-2所示。表1-2十進制數(shù)與8421BCD編碼對照表十進數(shù)8421BCD碼十進制數(shù)8421BCD碼10000810002000191001300101000010000400111100010001501001200010010601101300010100701111400010101計算機中非數(shù)值數(shù)據(jù)的表示1．字符的編碼表示目前,國際上廣泛使用的字符編碼是美國標準信息交換碼〔AmericanStandardCodeforInformationInterchange,簡稱ASCII碼。雖然ASCII碼是美國國家標準,但已被國際標準組織〔ISO確定為國際標準,為全球通用。ASCII碼有兩種版本,一種用7位版本,另一種是8位版本。在存儲時,一個ASCII碼字符用1個字節(jié)存儲。目前國際上通用的是7位版本。7位版本的ASCII碼是用7位二進制代碼來表示一個字符的編碼,共能表示27=128個字符,見表1-3。其中包含52個大、小寫英文字母字符,10個數(shù)碼0~9,34個控制碼,32個標點符號和運算符號。ASCII碼只占用一個字節(jié)的后7位,最高位為0。A的ASCII是65A的ASCII是970的ASCII是482．漢字的編碼表示我國于1980年制定的國家標準：GB2312-80,代號為國標碼,是國家用于規(guī)定漢字信息處理使用的代碼依據(jù)。由于GB2312-80是中文信息處理的國家標準,稱國標碼,也稱為漢字交換碼。GB2312-80編碼采用兩個字節(jié)進行編碼,也就是我們常說的一個漢字占兩個字節(jié),即用十六位二進制來表示一個漢字。如表示"中"字的國標碼為"0101011001010000”GB2312-80中共收集了漢字和圖形符號共7445個,其中漢字有6763個,符號682個。在6763個漢字中按其使用的頻率和用途大小分成一級常用漢字3755個和二級常用漢字3008個。漢字只有輸入到計算機中才能對應國標碼,讓計算機進行處理。這就要解決漢字輸入碼的問題。漢字輸入碼又稱漢字外碼,是指從鍵盤輸入漢字時采用的編碼。不同的漢字輸入方法就有不同的外碼,即漢字的外碼可以有很多,但國標碼只能有一個。常用的漢字輸入法有:<1>數(shù)字編碼：如區(qū)位輸入法。<2>拼音碼：如各種拼音輸入法。<3>字形編碼：如五筆字型碼、表形碼、五筆畫等。習題1、下列字符中,ASCII碼值最小的是______

AaBBCxDY2、在微型計算機中,應用最普遍的字符編碼是______A>BCD碼B>ASCII碼C>漢字編碼D>補碼GB2312編碼的字符集中的漢字,其機碼長度是A32位B>24位C>16位D>8位3.

現(xiàn)有1000個漢字,每個漢字用24×24點陣存儲,則存儲這些漢字至少需要_______

KB的存儲容量。

4.無論是西文字符還是中文字符,在機一律用__________編碼來表示。

5、五筆字形屬于漢字的_______碼。6、在漢字的顯示或打印中使用的是漢字____________碼。7．通常所說的區(qū)位、全拼雙音、雙拼雙音、智能全拼、五筆字型和自然碼是不同的<>A、漢字字庫B、漢字輸入法C、漢字代碼D、漢字程序8．在ASCII碼字符集中,每個西文字符都對應一個ASCII碼,字母’A’的ASCII碼為<>A、48B、65C、32D、979．

在微機系統(tǒng)中,字符的比較就是對它們的____碼值進行比較。10．

計算機系統(tǒng)中,1個西文字符由____個字節(jié)組成。11．

在計算機中表示數(shù)時,小數(shù)點固定的數(shù)稱為____,小數(shù)點不固定的數(shù)稱為

____。12、計算機中,一個浮點數(shù)由兩部分組成,它們是。A．階碼和尾數(shù) B．基數(shù)和尾數(shù)C．階碼和基數(shù)D．整數(shù)和小數(shù)13、數(shù)值信息在計算機的表示中,-57的補碼是。A．10111001 B．11000110C．00111001 D．1100011114、現(xiàn)有2000個漢字,每個漢字用48×48點陣存儲,則存儲這些漢字至少需要_______

KB的存儲容量?！?010考題15、計算機中,一個浮點數(shù)由兩部分組成,它們是[

]。〔2010考題A、階碼和尾數(shù) B、基數(shù)和尾數(shù)C、階碼和基數(shù)D、整數(shù)和小數(shù)1.3計算機系統(tǒng)概述計算機系統(tǒng)的基本組成目前計算機的基本體系結構和基本作用機制仍然沿襲著·諾伊曼的最初構思和設計,我們把這種計算機統(tǒng)稱為氏機<VonNeumannComputer>：〔1把計算機要執(zhí)行的指令和要處理的數(shù)據(jù)都采用二進制表示〔2把要執(zhí)行的指令和要處理的數(shù)據(jù)按照順序編成程序存儲到計算機部讓它自動執(zhí)行。<存儲程序控制原理>存儲程序控制原理是現(xiàn)代計算機運行的基本基礎。按照·諾伊曼的計算機設計原理,一個完整的計算機系統(tǒng)總的來說包括硬件系統(tǒng)及軟件系統(tǒng)兩部分,簡稱為硬件和軟件。計算機的硬件系統(tǒng)計算機的硬件系統(tǒng)從表面上是由哪些看得見,摸得著的東西,如顯示器、鍵盤、鼠標、機箱等。從理論上來看,計算機是由運算器、存儲器、控制器、輸入設備和輸出設備等五個基本部分組成。通常把沒有軟件的計算機稱為"裸機"。計算機的硬件組成示意圖如圖所示。運算器輸入命令運算器輸入命令存數(shù)程序控制器輸入設備輸出設備存儲器原始數(shù)據(jù)運行結果存取命令輸出命令取數(shù)指令計算機硬件組成原理計算機各部件之間是用總線〔BUS連接?？偩€是傳送數(shù)據(jù),指令及控制信息的公共傳輸通道?？偩€由三部分組成：地址總線〔AddressBus,簡稱AB總線,數(shù)據(jù)總線〔DataBus,簡稱DB總線,控制總線<ControlBus,簡稱CB總線>。運算器〔AricthemticLogicUnit,ALU是對信息進行加工和處理〔主要是算術和邏輯運算的部件。運算器是由能進行簡單算術運算〔如加、減等和邏輯運算〔如與、或、非運算等的運算部件及若干用來暫時寄存少量數(shù)據(jù)的寄存器、累加器等組成。控制器〔Controller是計算機的神經(jīng)中樞和指揮中心。它要根據(jù)用戶通過程序所下達的加工處理任務,按時間的先后順序,負責向其他各部件發(fā)出控制信號,并保證各部件協(xié)調一致地工作。它主要由指令寄存器、譯碼器、程序計數(shù)器、操作控制器等組成。控制器從存儲器取出指令,進行譯碼,分析指令,再根據(jù)指令功能發(fā)出控制命令,控制各部件去執(zhí)行指令中規(guī)定的任務。需要指出的是,運算器和控制器是集成在一塊物理芯片上,一般稱為中央處理單元〔CentralProcessingUnit,簡稱CPU。CPU是計算機的核心部件。存儲器<Memory>是計算機中具有記憶功能的部件,它的職能是存儲程序和數(shù)據(jù),并能根據(jù)指令來完成數(shù)據(jù)的存取。經(jīng)計算機初步加工后的中間信息和最后處理的結果信息都記憶或存儲在存儲器中。除這些信息外,還存放著如何對輸入的數(shù)據(jù)信息進行加工處理的一系列指令所構成的程序。根據(jù)存儲數(shù)據(jù)的介質不同,存儲器可分為存儲器<MainMemory>和外存儲器<AuxiliaryMemory>兩大類。存儲器簡稱存,也稱主存儲器。存一般容量較小,但存取速度快。存又包括只讀存儲器<ROM>、隨機存儲器<ROM>和高速緩存<Cache>。凡要執(zhí)行的程序和參加運算的數(shù)據(jù)都必須先調入存〔RAM和Cache。外存儲器簡稱外存,也稱輔助存儲器。外存容量大,但存取速度較慢,常用的外存有磁盤、磁帶、光盤等。它用來存放暫時不用的而又需長期保存的數(shù)據(jù),需要時可調入存使用。計算機的輸入〔input可以包括鍵入、提交和傳送給計算機的任何數(shù)據(jù)。輸入者可以是人,環(huán)境或另一臺計算機。計算機可輸入的數(shù)據(jù)類型包括文檔中的字、符號,用于計算的數(shù)字、圖像,來自于自動調溫器的溫度,由麥克風輸入的聲音信號和計算機的指令等等。由于信息的載體不同,所需信息的轉換并輸入給計算機的設備也不同,可供使用的輸入設備很多,如鍵盤、鼠標器、掃描儀、磁盤機等。輸出〔output指的是計算機產(chǎn)生的結果。計算機的輸出包括報表、文檔、音樂、圖表和圖像等。輸出設備用于顯示、打印和傳輸處理的結果,對于不同的信息由計算機輸出的設備也不盡相同,常見的輸出設備有很多,如顯示器、打印機、音箱、繪圖儀等。習題1、計算機硬件的五大基本構件包括：運算器、存儲器、輸入設備、輸出設備和______

A顯示器B控制器C磁盤驅動器D鼠標器2、計算機最主要的工作特點是______。A>存儲程序與自動控制

B>高速度與高精度C>可靠性與可用性

D>有記憶能力3.

存儲器通常分為__________和__________。4.

一個完整的計算機系統(tǒng)由__________和____________兩部分組成。5、_________和____________集成在一塊芯片上,稱為微處理器〔CPU。6.

所謂"裸機"是指[

]。

A>

單片機

B>

單板機

C>

不裝備任何軟件的計算機

D>

只裝備操作系統(tǒng)的計算機

7、一個完整的計算機系統(tǒng)應當包括〔

。A、主機與外設

B、硬件與軟件

C、主機鍵盤與顯示器

D、硬件系統(tǒng)8、構成計算機的物理實體稱為〔

。A、計算機系統(tǒng)

B、計算機硬件

C、計算機軟件

D、計算機程序9、計算機是一種____________________________________的自動電子設備。10．基于?諾依曼思想而設計的計算機硬件由運算器、、、和輸出設備等5部分組成。11．CPU的中文含義是<>A．主機B.中央處理器C.運算器D.控制器12、計算機硬件系統(tǒng)采用的是·諾依曼結構,即由組成。A．顯示器和主機B．顯示器、主機、鍵盤和鼠標C．運算器、控制器、存儲器、輸出設備和輸入設備D．顯示器和CPU13、從硬件體系結構來看,計算機硬件系統(tǒng)采用的經(jīng)典的計算機結構是_________。14、請圖示計算機硬件的體系結構。15、存儲器通常分為__________和__________。〔2010考題16、計算機硬件的五大基本構件包括：運算器、存儲器、輸入設備、輸出設備和______。〔2010考題計算機的軟件系統(tǒng)軟件是計算機的靈魂。沒有安裝軟件的計算機稱為"裸機",無法完成任何工作。硬件為軟件提供運行平臺。軟件和硬件相互關聯(lián),兩者之間可以相互轉化,互為補充。計算機的軟件分成系統(tǒng)軟件和應用軟件兩大類。1．系統(tǒng)軟件系統(tǒng)軟件是向用戶提供的一系列程序和文檔資料的統(tǒng)稱。它面向計算機的硬件,與計算機的硬件結構、邏輯功能有密切關系。它的主要功能是對整個計算機系統(tǒng)進行調度、管理、監(jiān)視及服務等。系統(tǒng)軟件分為操作系統(tǒng)、語言處理程序、系統(tǒng)管理與服務軟件等。〔1操作系統(tǒng)操作系統(tǒng)是控制和管理計算機軟硬件資源,以盡量合理有效的方法組織多個用戶共享多種資源的程序集合。它是計算機系統(tǒng)中最基本的系統(tǒng)軟件,是用戶和計算機硬件之間的接口。操作系統(tǒng)的主要功能有：處理機管理、存儲器管理、設備管理、文件管理和用戶接口管理。操作系統(tǒng)的主要特征為：并發(fā)性、共享性、不確定性、虛擬性。常用的操作系統(tǒng)有：MS-DOS、Windows95、Windows98、Windows2000、UNIX、Linux等。〔2語言處理程序程序就是一系列的操作步驟,計算機程序就是由人事先規(guī)定的計算機完成某項工作的操作步驟。每一步驟的具體容由計算機能夠理解的指令來描述,這些指令告訴計算機"做什么"和"怎樣做"。編寫計算機程序所使用的語言稱為程序設計語言。①機器語言計算機最早的語言處理程序是機器語言,它是計算機能直接識別的語言,而且速度快。機器語言是用二進制代碼來編寫計算機程序,因此又稱二進制語言。例如用機器語言來表示"8+4"這個算式,是一串二進制碼"000010000000010000000100”②匯編語言由于機器語言的缺陷,人們開始用助記符編寫程序,用一些符號代替機器指令所產(chǎn)生的語言稱為匯編語言。但是用匯編語言編寫的源程序不能被計算機直接識別,必須使用某種特殊的軟件將用匯編語言寫的源程序翻譯和連接成能被計算機直接識別的二進制代碼。其示意圖如圖1-9所示。匯編源程序匯編源程序目標程序翻譯程序連接程序可執(zhí)行程序圖1-9匯編源程序翻譯連接過程匯編語言雖然采用了助記符來編寫程序,比機器語言簡單,但是匯編語言仍屬于低級語言,它與計算機的體系結構有關,在編寫程序前要花費相當多的時間和精力去熟悉機器的結構。因此工作量大、繁瑣,而且程序可移植性差。③高級語言為了克服機器語言和匯編語言的缺陷,使普通人都能使用計算機語言來編寫程序,人們開始研究一種既接近自然語言又簡單易懂的語言。經(jīng)過長時間的實踐,產(chǎn)生了我們今天的高級語言。如Pascal、Basic、VisualBasic、C、C++、VisualC++、Java等。與匯編語言一樣,計算機也不能識別用高級語言編寫的源程序,它也必須用某種特殊的軟件將用高級語言寫的源程序翻譯和連接成能被計算機高級語言源程序解釋程序可執(zhí)行程序高級語言源程序解釋程序可執(zhí)行程序圖1-10高級語言解釋過程程序有兩種工作方式：解釋方式和編譯方式。解釋方式的翻譯工作由"解釋程序"來完成,它對源程序的語句解釋一條,執(zhí)行一條,不產(chǎn)生目標程序。其示意圖如圖1-10所示。這種方式程序執(zhí)行速度,而且可以隨時發(fā)現(xiàn)和修改源程序在解釋過程中出現(xiàn)的問題,非常適初學者使用。常用的解釋語言有BASIC,PHP等。編譯方式的翻譯工作由"編譯程序"來完成,它是先將整個源程序都轉換成二進制代碼,生成目標程序,然后把目標程序連接成可執(zhí)行的程序。其示意圖如圖1-11所示高級語言源程序高級語言源程序目標程序編譯程序連接程序可執(zhí)行程序圖1-11高級語言編譯過程使用編譯語言程序將整個源程序編譯連接可執(zhí)行的文件,這種方式效率高、可靠性高、可以移植性好。不過當源程序修改后,必需重新編譯。常用的編譯型語言有C,FORTRAN,PASCAL等?！?系統(tǒng)管理與服務軟件系統(tǒng)管理與服務軟件包括數(shù)據(jù)庫管理系統(tǒng)、實用工具服務軟件等。數(shù)據(jù)庫和數(shù)據(jù)管理軟件一起組成數(shù)據(jù)庫管理系統(tǒng)。實用工具服務軟件是由診斷軟件、調試開發(fā)工具、文件管理專用工具、網(wǎng)絡服務程序等組成。2．應用軟件應用軟件是用戶為了解決各自的應用領域里的具體任務而編寫的各種應用程序和有關文檔資料的統(tǒng)稱。這類軟件能解決特定問題。應用軟件與系統(tǒng)軟件的關系是：系統(tǒng)軟件為應用軟件提供基礎和平臺,沒有系統(tǒng)軟件應軟件是無源之本,反過來應用軟件又為系統(tǒng)服務。常用的應用軟件有以下幾類：〔1字處理軟件〔2電子制表軟件〔3計算機輔助設計軟件〔4圖形軟件〔5教育軟件〔6電子游戲軟件用戶用戶應用軟件實用系統(tǒng)軟件操作系統(tǒng)硬件圖1-12系統(tǒng)軟件與應用軟件關系習題：1、Office軟件是____。A．應用軟件B．系統(tǒng)軟件C．計算軟件D．繪圖軟件2、計算機軟件系統(tǒng)包括〔。A系統(tǒng)軟件和應用軟件B編譯系統(tǒng)和應用系統(tǒng)C數(shù)據(jù)庫管理系統(tǒng)和數(shù)據(jù)庫D程序、相應的數(shù)據(jù)和文檔3、下列四種軟件中屬于應用軟件的是________。A、財務管理系統(tǒng) B、DOSC、Windows98 D、Windows20004、計算機能夠直接執(zhí)行的計算機語言是______。A匯編語言

B機器語言

C高級語言D自然語言5.系統(tǒng)軟件中的核心軟件是[]。A>操作系統(tǒng)B>語言處理程序C>工具軟件D>數(shù)據(jù)庫管理系統(tǒng)6.操作系統(tǒng)的作用是[]。A>軟硬件的接口B>行編碼轉換C>把源程序翻譯成機器語言程序D>控制和管理系統(tǒng)資源的使用7.

用BASIC語言編寫的程序要通過_________翻譯成機器語言程序后才能被計算機執(zhí)行。8.把高級語言編寫的源程序轉換成機器語言的目標程序的軟件稱為[]。A>匯編程序B>源程序C>數(shù)據(jù)庫應用系統(tǒng)D>編譯程序9.下面屬于高級語言的是[]。A>匯編、C、PASCALB>匯編、FORTRAN、CC>BASIC、PASCAL、CD>BASIC、FORTRAN、機器語言10.系統(tǒng)軟件包括操作系統(tǒng)、___________、數(shù)據(jù)庫管理系統(tǒng)、一些實用程序。11.高級語言程序要成為計算機能執(zhí)行的程序,必須通過的兩個步驟[]。A>編譯、連接B>編輯、調試C>生成文件、排錯D>翻譯、調入存12、計算機系統(tǒng)中,最貼近硬件的系統(tǒng)軟件是______A語言處理程序 B數(shù)據(jù)庫管理系統(tǒng)C服務性程序 D操作系統(tǒng)13、計算機能夠直接執(zhí)行的程序語言是______。〔2010考題計算機的工作原理計算機是在硬件系統(tǒng)與軟件系統(tǒng)相互合作下才能工作。計算機要完成某項任務,是通過在存儲器中取出程序并執(zhí)行程序來實現(xiàn)的,而程序實質上是由一個一個的指令序列組成。因此,計算機的工作過程就是取指令,執(zhí)行指令的不斷循環(huán)的過程。1.計算機指令系統(tǒng)指令是能被計算機直接識別并執(zhí)行的二進制代碼,每個一個指令規(guī)定計算機執(zhí)行一個基本操作。在微機的指令系統(tǒng)中,一條指令由兩部分組成,第1個字節(jié)是操作碼：規(guī)定計算機要執(zhí)行的基本操作,如加、減、乘、除、傳送、移位、比較等。第2個字節(jié)是操作數(shù)：用來指定操作的對象,其容可以是操作數(shù)本身,也可以是操作數(shù)的地址。操作碼操作碼操作數(shù)一種計算機所能識別的一組不同指令的集合,稱為該種計算機的指令集合或指令系統(tǒng)。計算機執(zhí)行程序就是執(zhí)行一串指令序列,通過指令序列完成一個完整的工作任務。不同類型的計算機指令系統(tǒng)的指令數(shù)不一定相同。但所有的計算機指令系統(tǒng)應具有這些功能指令類型：<1>數(shù)據(jù)傳送指令。<2>算術、邏輯運算指令。<3>程序控制指令<4>輸入、輸出指令<5>狀態(tài)管理指令?！?其它指令等。2.計算機的工作過程計算機在任何一個時刻中能進行一種操作。為了完成某種工作任務,需要把任務分解成若分個基本操作,確定完成工作任務的基本操作的先后順序,然后用計算機可以識別的指令來編排完成工作任務的操作順序。計算機按照事先設計好的操作步驟,每一步操作都是由特定的指令完成,一步一步的地進行,從而完成一個完整的工作任務。歸納起來,計算機指令的執(zhí)行過程分為四個階段：<1>取指令。<2>分析指令。<3>執(zhí)行指令。<4>一條指令執(zhí)行完成,程序執(zhí)行的指針指到下一條指令,然后取第二條指令。是一個循環(huán)的過程。其示意如圖1-13所示。取指令取指令分析指令執(zhí)行指令取下一指令圖1-13計算機工作過程習題簡述計算機的基本工作原理?！?010考題分為四個階段：<1>取指令。<2>分析指令。<3>執(zhí)行指令。<4>一條指令執(zhí)行完成,程序執(zhí)行的指針指到下一條指令,然后取第二條指令。是一個循環(huán)的過程?；蛘弋媹D：取指令取指令分析指令執(zhí)行指令取下一指令微型計算機硬件系統(tǒng)微機計算機硬件系統(tǒng)結構相對簡單,通常是由部設備和外部設備組成。這些設備主要包括下列部件：1．主板主板是是一切部件的基礎,它將CPU、存及外部設備連成一體的橋梁,是一塊四層或六層的電路板。主板上提供了各種設備的接口或插槽,主要包括：CPU插槽、PCI插、槽、PCIe插槽、串口插槽、存插槽、聲卡芯片、網(wǎng)卡芯片、南橋芯片、北橋芯片、I/O接口、電源接口、BIOS芯片和CMOS電池等。由南橋芯片和北橋芯片組成的芯片組,決定了主板的性能和主板所支持的其它設備的類型。南橋芯片管理IDE、PCI總線與硬件監(jiān)控等低速設備,北橋芯片管理CPU、AGP總線、PCIe以及存間的數(shù)據(jù)交流等高速設備。目前,中低檔主板的芯片組主要是采用Intell的ICH5芯片組和ICH6芯片組,中高檔主板的芯片組主要是采用Intell的ICH7芯片組和ICH8芯片組。當然也有些主板采用VIA和SIS芯片組。2．CPUCPU〔中央處理單元是微機的核心部件,它是決定微機性能的關鍵部件。20世紀70年代微型機的CPU問世,微型計算機的核心部件微處理器從Intel4004,80286,80386,80486發(fā)展到PentiumII/Ill和Pentium4,數(shù)位從4位、8位、16位、32位發(fā)展到64位,主頻從幾MHZ到今天的數(shù)GHZ以上〔1GHZ＝1000MHZ,CPU芯片里集成的晶體管數(shù)由2萬個躍升到1000萬個以上。CPU的發(fā)展和技術的進展直接推動了微型計算機的發(fā)展,也是微機各個發(fā)展階段的主要標志。從原理上看,CPU的部結構分控制單元、邏輯單元、存儲單元三部分。從組成器件上看,CPU的部是由成千上萬個晶體管組成,晶體管實質上就是一雙位開關：即"開"和"關"。圖1-15所示的是幾種常見的CPU。CPU的主要性能指標包括時主頻、字長、高速緩存容量、指令集合和動態(tài)處理技術、制造工藝、封裝方式和工作電壓等。主頻是指CPU的工作時鐘頻率,是CPU核電路的實際運行頻率。一般說主頻越高,一個時鐘周期里面完成的指令數(shù)也越多,速度也越快。主頻的單位為兆赫茲〔MHz和吉赫茲〔GHz。我們通常所說的2..8GHz,3.0GHz就是指CPU的主頻。字長〔wordsize指的是微處理器能夠同時處理的位的個數(shù)。字長的大小取決于ALU中寄存器的容量和連接著這些寄存器的電路性能。例如,8位字長的微處理器有8位的寄存器,每次能處理8位的數(shù)據(jù),因此被稱為"8位處理器"。有更大字長的處理器能夠在每個處理器周期處理更大的數(shù)據(jù),因此字長越長計算機性能越好。目前的個人計算機通常都帶有32位或64位的處理器。高速緩存〔cache有時也稱為"RAM緩存"或"緩沖存儲器"。它是一種具有很高速度的特殊部存儲器,與安裝在主板上其他位置的存相比,它能夠使微處理器更快的獲得數(shù)據(jù)。一些計算機廣告中對緩存的類型和容量進行了詳細說明。緩存分為兩個等級：早期的一級緩存〔Level1cache,L1被安裝在處理器芯片部,而二級緩存〔Level2cache,L2則存在于另一個芯片中,需要處理器花長一點時間才能獲得數(shù)據(jù)?，F(xiàn)在的一、二級都安裝在處理器芯片部,緩存的容量通常用KB來描述。理論上講,緩存容量越大處理速度就越快。然而,在目前的計算機中,緩存的容量通常與某種處理器的型號密切相關。對于用戶來說,是否知道緩存容量并不重要,因為緩存是不能被配置的。例如,不更換微處理器,你就不可能給你的計算機添加更大的一級緩存。3．存儲器存儲器是計算機存儲數(shù)據(jù)和運行程序的部件。按照用途的不同分為主存儲器和輔助存儲器,主存儲器也稱為存,輔助存儲器也稱為外存。存安裝在主板上,可以與CPU直交換信息。外存也必須與主板連接,但不能和CPU直接交換信息。〔1存儲器存儲器是由RAM〔RandomAccessMemory和ROM〔Rdad-OnlyMemory組成。①RAMRAM也稱為可讀寫存儲器或隨機存儲器,它是一塊能夠暫時存儲數(shù)據(jù)、應用程序指令和操作系統(tǒng)的固定區(qū)域。在個人計算機中,RAM通常由幾塊芯片或幾個小電路板組成,一般都插在計算機系統(tǒng)單元中的主板上。RAM特點是容量小,存儲速度快,斷電后數(shù)據(jù)會消失。RAM把數(shù)據(jù)保存在電路中,而硬盤存儲器把數(shù)據(jù)保存到磁性介質上；RAM是暫時性存儲器,如果計算機被關機,或是電源斷電的話,所有存儲在RAM中的數(shù)據(jù)都會立刻并永遠地消失,而硬盤保存數(shù)據(jù)更長久一些。此外,RAM在存儲容量通常比硬盤的要小。RAM的容量通常以MB或是GB為單位。目前的個人計算機通常都帶有128MB至2GB的RAM。計算機所需RAM的容量取決于所用的軟件。按照慣例,軟件的外包裝上都標有所需RAM的容量。如果需要更大的RAM,可以購買并安裝更多的存,但是不能超過計算機生產(chǎn)商規(guī)定的上限。不同的RAM在速度、生產(chǎn)技術和構造上都有很大差異。許多計算機廣告都提供了關于RAM的這三方面的信息,但是消費者們必須費力讀懂其中的首字母縮拼詞或技術術語,才能弄清楚意思,如"1GB8nsRDRAM〔max.2GB"。RAM的速度常常以納秒來表示。一納秒〔nanosecond,ns是一秒的十億分之一。就RAM的速度而言,較小的數(shù)字更好一些,因為它意味著RAM電路能夠更快地更新其中存儲的數(shù)據(jù)。例如,8ns的RA10ns的RAM速度更快?，F(xiàn)在來說明一臺計算機廣告中"1GB8nsRDRAM〔max.2GB"的意思：該計算機的RAM容量為1GB,它以8ns的速度運行,它使用RDRAM〔比SDRAM快一些,但價格更高,這臺計算機能夠安裝的RAM的最大容量為2GB。②ROMROM也稱只讀存儲器,是一種用于存儲計算機的開機例行程序的存電路。它被安裝在一塊插在主板上的獨立的集成電路中——通常具有很大的、毛蟲狀DIP封裝。ROM存儲的數(shù)據(jù)是長久的、不易丟失的。ROM電路存儲著"被固化了的"指令。這些指令是電路的永久的組成部分,即使在計算機斷電時,它們也保存在原位而不會丟失。ROM里的這些指令是長久性的,改變指令的惟一方法就是把ROM芯片換掉。計算機里有了RAM,為什么還需要ROM？當打開計算機時,微處理器有了供電就開始準備執(zhí)行指令。但是,在電源被切斷時RAM是空的,其中不能保存任何用于讓微處理器執(zhí)行的指令。此時,ROM就起作用了,ROM中存儲著一套稱為基本輸入/輸出系統(tǒng)〔BIOS的指令集合。這些指令告訴計算機如何讀寫硬盤,如何在硬盤上找到操作系統(tǒng)并把它裝載到RAM中,一旦操作系統(tǒng)被裝入,計算機就能輸入,就能顯示輸出、運行軟件和存取數(shù)據(jù)了?！?外存儲器外存儲器主要有：硬盤、可移動硬盤、軟盤、光盤、磁帶等。①硬盤硬盤是存儲用戶數(shù)據(jù)的主要設備。硬盤的存儲速度相對存要慢,但是外存器中,是存儲速度較快的設備。硬盤的主要特點是存儲速快,容量大。目前的硬盤容量在60GB~200GB。硬盤的類型按盤徑尺寸分有：5.25、3.5、2.5、1.8英寸四種；按接口類型分：硬盤有IDE、SATA〔串口、SCSI三種。目前市場上主流的微機硬盤是3.5英寸的IDE、SATA硬盤。數(shù)據(jù)是存儲在硬盤的盤片上,盤片是由柱面、扇區(qū)和磁道構成?！舸诺溃好總€盤片的每一面都要劃分成若干形如同心圓的磁道,這些磁道就是磁頭讀寫數(shù)據(jù)的路徑。磁盤的最外層是第0道,最層是第n道。◆柱面：一個硬盤由幾個盤片組成,每個盤片又有兩個盤面,每個盤面都有相同數(shù)目的磁道。所有盤面上相同半徑的磁道組合在一起,叫做一個柱面。◆扇區(qū)：為了存取數(shù)據(jù)的方便,每個磁道又分為許多稱之為扇區(qū)的小區(qū)段。每個磁道〔不管是里圈還是外圈上的扇區(qū)數(shù)是一樣的,每個磁道記錄的數(shù)據(jù)也是一樣多。所以圈磁道上的記錄密度要大于外圈磁道上的記錄密度。例如,3.5英寸軟盤有80個磁道,每道分18個扇區(qū),每扇區(qū)可存512個字節(jié),且磁盤正反面都可以存儲數(shù)據(jù),所以,軟盤的容量是512B×18×80×2=1.44MB。為了存取磁盤上的數(shù)據(jù),系統(tǒng)最終要給出如下的地址格式：驅動器號.盤面號.柱面號影響硬盤的主要性能參數(shù)有：轉速、緩存、平均尋道時間、數(shù)據(jù)傳輸率、連續(xù)無故障時間<MTBF>、硬盤表面溫度等。一般硬盤轉速越快、緩存越大性能就越好,目前的硬盤的轉速一般在5400轉/秒-10000轉/秒；緩存在512KB—10MB。②U盤和可移動硬盤U盤和可移動硬盤是一種便攜式的大容量存儲設備。③光盤存儲器光盤有三種類型,即：只讀型、一次性寫入型和可擦寫型?！糁蛔x光盤〔CD-ROM：CD-ROM上的容在光盤生產(chǎn)時就已經(jīng)確定,盤片一旦制成,其容不可改變,只能讀取。這種光盤的容量一盤為650MB~700MB。在計算機領域,CD-ROM主要用于視頻盤和數(shù)字化唱盤以及各種多媒體出版物。目前,各種軟件也都是以此種光盤為介質來提供。◆一次寫入型光盤<CD-R>：這種光盤買來時為空白盤,可以分一次或幾次對它寫入數(shù)據(jù),但寫入的容不可以修改而只能讀,一般可用于資料的永久性保存,也可用于自制多媒體光盤或光盤拷貝。容量一盤為650MB~700MB◆可擦寫光盤〔CD-RW：這種光盤可以反得讀寫。它的容量在幾百MB至幾GB。4．顯示卡顯示卡是連接主板與顯示器的部件,其輸出口包含15個插孔,與顯示器的D形插頭針相連。顯卡的主要性能參數(shù)有：顯存容量、分辨率、顏色數(shù)、刷新頻率、總線速度、顯示芯片等。一般來說,顯卡的顯存容量越大,分辨率越高,顏色數(shù)越多顯卡性能越好。目前顯卡采用的顯示芯片主要有Nvidia公司的TNT2、GF2、GF4,S3公司的Savage系列,Matrox公司的MGA系列等。5．聲卡、網(wǎng)卡聲卡是多媒體計算機的必不可少的部件。聲卡不僅可以用來播放音樂,還可以將自已的創(chuàng)作編輯錄制成數(shù)字音頻。網(wǎng)卡是計算機連網(wǎng)的必備設備。目前大多數(shù)廠商把聲卡與網(wǎng)卡集成在主板。6．輸出設備計算機對數(shù)據(jù)處理后,是通過輸設備將結果輸出顯示、打印出來的。主要包括顯示器、打印機、繪圖儀等。①顯示器顯示器按其工作原理可分為許多類型,較常見的有有：CRT<陰極射線>、LCD<液晶>、PDP<等離子>、VFD〔真空熒光,其中最常用的是CRT和LCD顯示器。影響顯示器性能參數(shù)主要有：分辨率、帶寬、刷新頻率、掃描方式、點距、輻射等。帶寬是指顯示器特定電子裝置能處理的頻率圍,頻率越高,圖像越清晰；刷新頻率是指顯示器對整個畫面重復的次數(shù),刷新頻率越高,閃爍就越小。常見刷新頻率有65MHZ、70、85MHZ、100MHZ等,為消除顯示器的閃爍感和使人的眼睛不易疲勞,顯示器的刷新頻率要在70MHZ以上。②打印機打印機是計算機最常見的輸出設備,能夠把計算機產(chǎn)生的文本或圖形圖像輸出到紙上。目前打印機在類型主要有針式打印機、激光打印機和噴黑打印機等。針式打印機是通過打印針頭擊打色帶,把色帶上的黑水打印在紙上形成字符或圖形。針式針式打印機的特點是耗材便宜、可以打印票據(jù),但打印速度慢,噪聲較大、打印質量低。噴黑打印機是通過噴黑頭的噴嘴噴射黑水來描繪圖像。噴黑打印機的特點是噪聲小、打印質量高、可以打印彩色,但耗材成本高、黑水容易干涸。激光打印機是通過激光掃描把字符或圖形印在紙上。與前兩者相比激光打印機特點是噪聲最低、速度快、打印質量高,耗材成本適中,是目前用戶使用最廣泛的打印機。③繪圖儀繪圖儀是一種精密的圖形輸出設備。常用的繪圖儀有平板型和滾筒型兩種類型。繪圖儀主要用于CAD工程制圖或其專業(yè)形圖設計軟件的圖紙輸出。7．輸入設備輸入設備是將數(shù)據(jù)輸入到計算機的部件。輸入設備有很多,常用的有鍵盤、鼠標、觸摸屏、光電手寫筆、掃描儀、數(shù)碼相機和攝像頭等。①鍵盤目前用于計算機的鍵盤有多種規(guī)格,這里只介紹通用鍵盤的布局,請讀者對照自己的鍵盤閱讀下面的容。標準鍵盤的布局如圖1-27所示。圖1-27標準鍵盤的布局示意圖在鍵盤上分成幾個區(qū)：左區(qū)稱之為大鍵盤,是標準的打字機鍵盤、數(shù)字鍵、專用符號鍵〔如！,,#,$,以及一些特殊的功能鍵<如Shift,Enter等>。有些字鍵上標有兩個字符,稱為雙字符鍵。大鍵盤的最上一排是F1~F12這12個功能鍵,它們的作用在不同的軟件系統(tǒng)中有不同的定義。使用功能鍵的優(yōu)點是操作簡便,節(jié)省鍵盤輸入時間。右區(qū)是一個17鍵的小鍵盤〔英文中稱為DEYPAD,它的結構與計算器的鍵盤類似。在大、小鍵盤中間部分〔中區(qū)分上中下3個鍵位組,上面一組包括3個功能鍵,中間為6個編輯鍵,下面一組是光標控制鍵,控制光標在屏幕上的移動。下面對鍵盤上的一些常用鍵和常用操作方式作一說明。Enter回車鍵,表示輸入的命令行或信息行的結束。Backspace刪除光標前〔左的一個字符,光標左移一格,故又稱退格鍵。在進行鍵盤輸入時,如果輸入有誤,可按退格鍵刪除若干字符,并從某處重新輸入。SpaceBar空格鍵,按一次輸入一個空格,光標右移一格。Esc在DOS狀態(tài)下可取消剛剛輸入的行,在應用程序中常用來取消某個操作、退出某種狀態(tài)〔如退到上一級菜單或進入某種狀態(tài)等。Tab制表定位鍵,用來定位移動光標。每按一次Tab鍵,光標就跳到下一個位置。系統(tǒng)隱含定的位置是1,8,15…在很多編輯軟件里,用戶可以根據(jù)需要定義自己的Tab位置。PrintScreen打印屏幕鍵,將屏幕上顯示的容保存到剪貼板上；然后通過剪貼板可以將屏幕畫面插入到文檔中。如果只按該鍵,則將整屏拷貝到剪貼板上,如果按下Alt鍵時再按該鍵,則只將當前活動窗口畫面拷貝到剪貼板。編輯鍵在大、小鍵盤之間。這些鍵在編輯工作中〔包括行編輯和屏幕編輯被頻繁使用。它們的基本含義如下：Insert插入/改寫狀態(tài)轉換鍵。在插入狀態(tài)下,輸入的字符插在光標之前,光標后的字符后移讓位。在改寫狀態(tài)下,輸入的字符將覆蓋原有字符。Delete刪除鍵,刪除光標所在的字符或光標后〔右的一個字符。刪除字符后光標位置不動。Home將光標回到起始位置,如行首。End將光標放到末尾位置,如行尾。PageUp往前翻一頁〔一屏。PageDown往后翻一頁〔一屏。翻頁鍵一般用于全屏幕編輯。Shift實現(xiàn)雙字符鍵的輸入。有些鍵代表兩個字符,如數(shù)字"1”鍵上刻有"1”和"！",如果只按該鍵,則輸入"1”；若在按住ShiftShift鍵與字母鍵配合使用,可實現(xiàn)字母的大小寫輸入。如按下字母鍵是小寫字母時,按下Shift鍵再按字母鍵就是大寫；而當按下字母鍵為大寫字母時〔大寫鎖定,Shift+字母鍵即為小寫字母輸入。Shift鍵在某些軟件中還有其他含義。一些鍵我們稱為控制鍵,如：Crtl與其他鍵聯(lián)用,完成各種控制功能。Alt與其