计算机基础①

目录

一、计算机基础

1.信息和数据

1.1概念

1.2信息与数据的区别与联系

2.信息技术

3.计算机中的信息表示(进制)

3.1数制及转换

3.2进制总结

3.3数制的转换

3.3.1非十进制转化为十进制数

3.3.2十进制转换为非十进制

3.3.3二进制与八进制互相转换

3.3.4二进制与十六进制互相转换

3.4进制转换口诀

3.5进制练习题

3.6二进制的运算规则

3.6.1算术运算规则

3.6.2逻辑运算

3.7信息的编码

3.7.1数值的表示

3.7.2BCD码

3.8文字信息的表示

3.8.1字符编码

3.8.2汉字编码(所有汉字编码都采用2字节16位)

4.计算机文化

5.计算机技术概论

5.1计算机的起源与发展

5.2计算机的特点及分类

5.2.1计算机的特点

5.2.2计算机的分类

5.3计算机的应用领域

5.4计算机的发展趋势

6.练习题

7.计算机系统

7.1计算机工作原理

7.1.1指令

7.1.2指令格式:

7.1.3指令分类

7.1.4指令和程序的关系

7.1.5存储程序工作原理

7.2计算机硬件系统

7.2.1概念

7.2.2硬件区分说明

7.2.3衡量存储容量的单位

7.3计算机软件系统

7.3.1系统软件(由厂商提供)

7.3.2应用软件(是为解决某一问题由用户或软件公司开发的,常用软件、专用软件)

7.3.3程序设计语言

7.4微机的主要性能指标

7.5常见为微型计算机的硬件设备

7.6微机的总线结构

7.7主板

7.8输入设备

7.9输出设备


一、计算机基础

1.信息和数据

1.1概念

信息概念:信息是在自然界、人类社会和人类思维活动中普遍存在的一切事物和物质的属性

数据概念:数据是指存储在某种媒体上可以加以鉴别的符号资料

信息创始人:香农

提出信息的目的:消除事物的不确定性

1.2信息与数据的区别与联系

  • 信息的符号化(计算机能识别的符号)就是数据。
  • 数据是信息的具体表现形式,是信息的载体。
  • 信息是对数据进行加工得到的结果。
  • 信息是具体的物理形式抽象出来的逻辑意义,而数据是信息的物理表示

信息必须依附载体而存在,是可传递的,是可共享的,具有真伪性,有一定的价值性。

同一信息可以有不同数据表示

2.信息技术

信息技术:是人们获取、存储、传递、处理、开发和利用信息资源的相关技术。

例如:传感技术、计算机技术、通信技术、和网络技术等。

3.计算机中的信息表示(进制)

3.1数制及转换

3.2进制总结

八进制没有10,可以有1和0。

3.3数制的转换

3.3.1非十进制转化为十进制数

方法:位权展开求和

 答案:1.AC  2.C

3.3.2十进制转换为非十进制

整数部分:转几除几,倒取余

小数部分:转几乘几,顺取整

3.3.3二进制与八进制互相转换

方法:421,三位一组,不足补0,倒取余。

3.3.4二进制与十六进制互相转换

方法:8421,三位一组,不足补0,倒取余。

3.4进制转换口诀

非十进制—十进制:次幂相加

十进制—非十进制:整数转几除几(倒区余),小数转几乘几(顺取余)

二进制—八进制:421,三位一组,不足3位补0,组内求和。

八进制—二进制:421,三位一组,不足3位补0,组内求和。

二进制—十六进制:8421,四位一组,不足4位补0,组内求和。

十六进制—二进制:8421,四位一组,不足4位补0,组内求和。

3.5进制练习题

3.6二进制的运算规则

3.6.1算术运算规则

3.6.2逻辑运算

非运算:取反

与运算:有0为0,全1为1。

或运算:有1为1,全0为0。

异或运算:相同为0,不同为1。

 前方的0不能省略

 答案:1.C  2.D  3.D  4. A

例题:

基本方法:末地址-首地址+1=存储单元数量(空间大小)

解题思路:1.公式,设x

2.将存储容量32kb转乘二进制,32kb=32*1024=2的5次方*2的十次方,得出x=2的15次方-1B。

3.将2的15次方转换成二进制,得出:2的15次方=1000000000000000。

4.将转出来的二进制转化为十六进制(8421方法),得出8000H-1。

5.计算减法8000H-1。

注意:在8000H-1的时候,注意减法的时候借一,借过来是16(因为是16进制的减法,借一当16)。

小技巧:         2ⁿ=1+n个0,例如:2³=1000。

各种进制中的1和0都是相同的。

 例题:

3.7信息的编码

3.7.1数值的表示

在计算机中,所有数据都以二进制表示,通常规定一个数的最高位(最左边)作为符号位,0表示正,1表示负。比如:0101(正),11101(负)。

数值分为原码、反码、补码。数值分为有符号数(有符号位)和无符号数(无符号位,比如:8位二进制的无符号数能表示的十进制范围是0-255,。)。

3.7.2BCD码

十进制的每一位用二进制(4位)表示,不足4位补0。

 BCD码不属于进制转换。

3.8文字信息的表示

3.8.1字符编码

必考点

ASCII码:是目前主要的字符编码,是一种西文字符,叫美国标准信息交换代码,分为7位和8位两种。7位1字节ASCII是标准编码,8位ASCII码是扩展。

2的7次方(7位)=128

 ASCII码表(背过):

小技巧:大写字母与小写字母相差32,32属于十进制,所有ASCII码都是十进制。

判断题:所有的大写ASCII码都大于小写ASCII码(x)

详解:大写ASCII值<小写ASCII值

答案:1.C  2.7  3.B  4.D

 例题:a与C的十六进制ASCII码相差多少H?

3.8.2汉字编码(所有汉字编码都采用2字节16位)

①汉字交换码:1980年颁布的汉字编码字符集标准,即GB2312-80,简称国标码。国标码=汉字交换码

国标码(汉字交换码)中有汉字、图形、符号

汉字根据使用频率分为一级(常用)二级(不常用)两类:

  • 一级汉字的排序方法是:拼音字母
  • 二级汉字的排序方法是:部首

汉字机内码:是计算机内部处理汉字信息所用的地汉字代码,简称内码。内码是真正进行内部处理信息的编码,一个汉字2个字节

汉字编码进行收集,机内码进行处理

③汉字区位码:为方便查询使用,把国标码排列在一张94行(区)、94列(位)的二维表中。4位十进制。比如:1231,代表12行31列。

三码转换(统一为十六进制):

 注意:需要将三码权全转换为十六进制,区位码转十六进制时,应把行和列分开进行转换。

④汉字字形码(输出码):将汉字显示到屏幕上所需要的图形数据。

点阵法:用点组成,点越多越清晰。

矢量法:用字形组成。

字形码计算:

存储一个汉字字形所占存储空间字节计算方法:行点数*列点数/8

例如:一个16*16点阵的汉字所占空间为:16*16/8=32B

⑤汉字输入码:

分为流水码(数字码、电报码、区位码)、音码(全拼、双拼)、形码(五笔码)、音形码(自然码)

答案:1.2  2.B  3.B  4.D  5.C  6.B  7.C

4.计算机文化

  • 20世纪80年代初(一九八几年)提出概念
  • 计算机文化概念:就是以计算机为核心,集网络文化、信息文化、多媒体文化为一体,对社会生活和人类行为产生深远影响的新型文化。
  • 计算机文化的真正内涵是具有计算机信息处理能力。

文化是只有人类社会特有的现象。

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答案:1.C  2.B  3.B  4.A  5.A  6.B  7.C  8.A

5.计算机技术概论

5.1计算机的起源与发展

①计算机的起源

  • 姓名(第一台真正意义上的计算机,无存储程序,十进制):ENIAC
  • 父母(创始人、发明人):艾兰·图灵和冯·诺依曼
  • 诞生时间:1946年2月在美国的宾夕法尼亚大学,采用十进制
  • 图灵:图灵机,可计算机性理论
  • 冯·诺依曼:存储程序的工作原理,采用二进制0和1,也叫冯·诺依曼结构
  • EDSAC:第一台实现存储程序工作原理的计算机电脑

根据电子元件(器件、物理)划分四个计算机发展时代

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 中国计算机发展史:

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5.2计算机的特点及分类

5.2.1计算机的特点

  • 运算速度:电子器件
  • 计算精度:可靠性高,差错率极低。一般来讲,只在那些人工介入的地方才会出错。
  • 存储容量:计算机的存储性是区别于其他计算设备的重大区别。
  • 具有逻辑判断能力:分析命题是否成立,并根据命题采取相应对策。
  • 工作自动化:根据人们预先编制的程序自动控制执行的。
  • 通用性强:应用于各种领域。

存储程序和程序控制的工作原理是冯诺依曼提出的

5.2.2计算机的分类

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日常使用的计算机为微型机

 计算机未来发展的两极化:巨型化和微型化

5.3计算机的应用领域

最早的是科学计算,最广泛的是信息处理

 OA属于信息处理

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 计算机辅助系统

计算机辅助设计CAD计算机辅助测试CAT
计算机辅助制造CAM计算机辅助教学CAI
计算机辅助教育CBE计算机辅助工艺设计CAPP
计算机管理教学CMI计算机集成制造系统CIMS
计算机辅助学习CAL

5.4计算机的发展趋势

巨型化、微型化、网络化(网格化)、智能化

巨型化微型化是计算机未来发展的两极化格局

6.练习题

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 参考答案:

1.ENIAC  1946

2.B  3.B  4.BD  5.AC  6.B  7.D

7.计算机系统

7.1计算机工作原理

7.1.1指令

概念:指令是指示计算机执行某种操作的命令,由一串二进制数码组成。

所有的指令集和成为计算机的指令系统

计算机的系统不同,则指令系统也不同。

  • 复杂指令系统:CISC
  • 精简指令系统:RISC

7.1.2指令格式:

指令分为操作码地址码(操作数)组成。

操作码意义为机器执行什么操作,地址码意义为执行的对象(具体数、存放位置)。

7.1.3指令分类

指令根据操作数(地址码)的个数分为三类:单地址指令、双地址指令、三地址指令

操作码有且仅有1个,地址码最多有3个。

7.1.4指令和程序的关系

程序:是为解决某一问题而设计的有序指令的集合。(一堆代码的集合)

程序=算法+数据结构

7.1.5存储程序工作原理

存储程序工作原理是由冯·诺依曼提出的。

  • 计算机基本结构:控制器、运算器、存储器、I/O设备(输入、输出)构成
  • 采用二进制
  • 工作原理:存储程序和程序控制是计算机能够自动完成运算或处理过程的基础。

工作过程:

  • 取指令:从内存储器中取出指令
  • 分析指令:确定执行什么操作
  • 执行指令:完成该指令的操作

 答案:1.B  2.D  3.程序  4.冯·诺依曼

7.2计算机硬件系统

7.2.1概念

 未配置任何软件的计算机叫裸机(无OS操作系统),它是计算机完成工作的基础。

计算机系统也叫OS

7.2.2硬件区分说明

算术运算:+、-、*、÷

逻辑运算:与、或、非、异或

  • 最核心的硬件:CPU(中央处理器)
  • 最·······的软件是:OS(操作系统)

多核:多个运算器,一台计算机最多只有一个cpu

答案:

1.硬件系统  软件系统  2.控制器  存储器  3.A  4.裸机  5.ABC

3.存储器

 存储器分为内存外存,内存又称主存储器,外存又称辅助存储器。

(1)内存:内存是CPU可直接访问的存储器。CPU+内存=主机

 ①只读存储器(ROM)

  • 只能读取,不能改写
  • 断电后不消失,长久保留,可靠性高
  • 主要存放BIOS(基本输入输出系统)

②随机存储器(RAM)

  • 信息可读可写
  • 断电消失
  • 微机内存(运行内存),一般指的RAM。
  • RAM分为静态随机存储器(SRAM)动态随机存储器(DRAM)。

③高速缓冲存储器(Cache)

内存的存取速度比CPU慢,所以为协调二者之间的速度差,在中间设置一个高速的、容量相对较小的存储器—Cache,缓存在性质上仍属于RAM。

 (2)外存:

判断题:内存既可以和CPU交换数据,也可以和外存交换数据( )

答案:X  外存先调入内存,再调入cpu。

 绘图仪是输出设备

答案:1.√  2.AC  3.B 4.×  5.C

7.2.3衡量存储容量的单位

① 位(bit),简记为b,也成称为比特,是计算机表示数据的最小单位。一个二进制位只能是0或1,表示两种不同状态。n个二进制位最多能表示2的n次方种状态。

1B=8b

答案:4

详解:2的n次方=10,2³=8,2的四次方=16,所以8<10<16,n的值比3大比4小,取大不取小,故为4.

 ② 字节(Byte),简记为B,字节是存储信息的基本单位。

答案:1.D  2.字节  3.10

7.3计算机软件系统

输入计算机的信息有两类:数据、程序,软件分为系统软件应用软件两大类

软件=程序+数据+有关文档

7.3.1系统软件(由厂商提供)

A 操作系统(OS) :是计算机通信的接口,是对硬件软件资源进行控制和管理的各种程序的集合。操作系统是直接运行在裸机上的基本系统软件任何其他软件必须在操作系统的支持下才能运行。

判断题:如果没有操作系统,则人不能使用计算机()

答案:√

B语言处理程序:用各种程序语言编写的源程序,计算机不能直接执行,必须先编译(翻译),这些编译的程序就是语言处理程序。基本功能是吧源程序翻译成二进制语言程序。

C系统志成和服务程序::又称为工具软件,如查杀病毒程序等等,是为维护计算机系统的正常运行或支持系统开发配置的软件系统。

D数据库管理系统:用于简历存储各种数据资料的数据库,并进行维护和操作。常用的数据库有:Visual  FoxPro、Access、Oracle、SQL Server等。

7.3.2应用软件(是为解决某一问题由用户或软件公司开发的,常用软件、专用软件)

应用软件也是只为完成某一特定专业的任务,针对某行业某用户的特定需求二专门开发的软件

答案:1.B  2.AB  3.ABC  4.AD  5.CD  6.软件系统  7.操作系统(OS)  8.A

7.3.3程序设计语言

①程序设计基础:

  • 程序=算法+数据结构
  • 算法的性质:有穷性、确定性、可行性
  • 典型的数据结构包括线性表、堆栈、队列

②设计语言:

 答案:1.C  2.AD  3.确定性  4.B  5.D

7.4微机的主要性能指标

主频:即时钟(工作)频率,指计算机cpu在单位时间内发出的脉冲数,很大程度上决定计算机的运行速度,单位是赫兹(Hz)。

字长:指CPU一次处理二进制数据的位数字长越长,处理信息效率越高

内核数

 ④内存容量:指内存中存储信息的总字节数。内存越大,处理速度越快

⑤运算速度:单位时间内执行的计算机指令条数。单位有MIPS(每秒10的6次方)、BIPS(每秒10的9次方)

 答案:1.D  2.AD  3.√   4.D  5.主频  6.X

7.5常见为微型计算机的硬件设备

微处理器(CPU):运算器、控制器和高速缓存是计算机中最重要的核心部件

注:计算机中最核心的是CPU(控制器、运算器),微机中的CPU(微处理器)是运算器、控制器、高速缓存。

 ②存储器:

内存:微机中的内存一般指随机存储器(RAM),常用的内存有SDRAM(同步动态)和DDR  SDRAM(双倍速率)。

外存:软盘、硬盘、U盘(闪存)、光盘。

        软盘:磁性物质、容量1.44MB、写保护(只读不写)。

        硬盘:磁性材料、最常见的外存、不是主机必备。主机包括cpu+内存。

        U盘(闪存):热插拔(带点插拔)、方便、即插即用、半导体。

        光盘:激光技术、分为只读光盘、追记型光盘、可改写光盘。

7.6微机的总线结构

总线:是计算机功能部件之间传送信息的公共通信干线

从功能上分为三类:数据总线、地址总线、控制总线。

 ①数据总线:传送CPU与内存外设之间的数据信息。数据总线宽度决定了字长。

 ②地址总线:传送内存与外设的地址信息。决定可寻址的内存容量

内存容量:一根地址线,代表一根位,n位宽度的地址总线可寻址范围为2ⁿ个地址单元

控制 总线:传送各种控制信息

 答案:

 常用的总线标准:PCI总线、AGP总线(加速图形接口)、USB总线(通用串行总线)、IEEE 1394总线

7.7主板

是电路板(母版或系统板),是一块带有各种插口的大型印刷电路板。

7.8输入设备

包括鼠标、键盘、扫描仪、数字化仪、数码摄像机、条形码阅读器、相机。

7.9输出设备

包括显示器、打印机、绘图仪、音箱等。

显示系统:包括显示器、显示适配器(显示卡)

分辨率:像素点,越大越好。

CRT(阴极射线管显示器):辐射大

LCD(液晶显示器):辐射小

②打印机:

分为点阵(针式)打印机(精度低、速度慢、噪音大)、喷墨打印机、激光打印机(精度高、速度快、噪音小)、热敏打印机。

点阵式是击打式打印机,其他三个是非击打。

 答案:1.AC  2.控制总线  3.√   4.4  

            5.B   6.ABD  7.B   8.A  9.A

8.补充练习题

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