第一章1.1计算机发展 一、计算机发展 1、计算机概念 2、第一台计算机1946年2月诞生于美国宾夕法尼亚大学：ENIAC(电子数字积分计算机) 冯·诺依曼提出其原理和思想为：（1）采用二进制 （2）存储程序控制 程序和数据存储在存储器中。 （3）计算机五个基本部件构成 运算器、存储器、控制器、输入设备、输出设备 3、计算机发展经历了四个阶段第一阶段第二阶段第三阶段第四阶段重要电子器件电子管晶体管中小规模集成电路大规模超大规模集成电路内存汞延迟线磁芯存储器半导体存储器半导体存储器外存穿孔卡片、纸带磁带磁带、磁盘磁盘、磁带光盘等解决速度5千条至几千条几万条至几十万条几十至几百万条上千万条至亿万条 4、微型计算机 1971年，第一片微解决器诞生，标志进入了微型机阶段。 5、国内计算机发展 1958年国内研制成功第一台计算机103机 银河、曙光、神威是国内研制高性能巨型计算机。 6、将来计算机发展趋势:巨型化微型化网络化 智能化 二、计算机特点、用途和分类 1、计算机特点 （1）高速、精准运算能力 （2）精确逻辑判断能力 （3）强大存储能力（4）自动功能（5）网络与通信功能 2、计算机用途（1）科学计算 （2）数据解决（信息解决） （3）实时控制（4）计算机辅助 计算机辅助设计（CAD）计算机辅助制造（CAM） 计算机辅助教诲（CAI）计算机辅助技术（CAT） （5）网络与通信功能 （6）人工智能 （7）数字娱乐 （8）嵌入式系统第一章1.2数据在计算机中
表
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达 一、计算机采用二进制编码 1、数据 数值数据：表达量大小和正负。 字符数据：用以表达某些符号、标记，如英文字母、数字专用符号、标点符号等，中文、图形、声音等数据。 2、数制 （1）概念 数表达
规则
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。普通按进位原则进行计数。称为进位计数制，简称数制。 （2）基数：某进位制中用到基本符号（数码）个数。 如R进制表达有R个基本符号，其基数就为R。 （3）位权：在某一进位制数中，每一位大小都相应着该位上数码乘上一种固定数，这个固定数就是这一位权数。权数是一种幂。 例：进位制基数基本符号（数码）权表达二进制20、12B八进制80、1、2、3、4、5、6、78O十进制100、1、2、3、4、5、6、7、8、910D十六进制160、1、2、3、4、5、6、7、8、9、A、B、C、D、E、C、F16H 3、二进制编码 （1）运算简朴、易于物理实现 （2）占用空间少、消耗能量小、可靠性高 二、进制之间转换 1、十进制数转换为二进制数 办法：基数连除、连乘法，除二取余 整数某些采用基数连除法，除基取余，先得到余数为低位，后得到余数为高位。 小数某些采用基数连乘法，乘基取整，先得到整数为高位，后得到整数为低位。例
题
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：(44.375)10＝( )22、二进制数与八进制数互相转换 二进制数转换为八进制数：将二进制数由小数点开始，整数某些向左，小数某些向右，每3位提成一组，不够3位补零，则每组二进制数便是一位八进制数。 001 | 101 | 010=(152.2)8 八进制数转换为二进制数：将每位八进制数用3位二进制数表达。 (374.26)8 =011111100.010110 3、二进制数与十六进制数互相转换 二进制数与十六进制数互相转换:按照每4位二进制数相应于一位十六进制数进行转换。 0001 | 1101 | 0100.0110=(1E8.6)16 (AF4.76)16 =101011110100.01110110例2一种非零无符号二进制整数之后添加一种0，则此数值为原数() A)4倍 B)2倍 C)1/2倍 D)1/4倍 解析： 非零无符号二进制整数之后添加一种0，相称于向左移动了一位，也就是扩大了本来数2倍，如在非零无符号二进制整数之后去掉一种0，相称于向右移动了一位。也就变为原数1/2。 二、计算机中信息单位 1、位（bit） 表达数据每个1或者0都被称作一种位，它度量数据最小单位。 2、字节（Byte） 是计算机中组织和存储数据基本单位，1B=8b 3、惯用存储单位 1KB=1024B 1MB=1024KB 1GB=1024MB 1TB=1024GB 三、字符 1、字符分类 西文字符与中文字符 2、编码 用一定位数二进制数来表达十进制数码、字母、符号等信息称为编码 （1）西文字符编码 ASCII码（美国信息互换原则互换代码） 国际通用是7位ASCII码，即用7位二进制数表达一种字符编码。 要记住几种字符编码值： a字符编码为1100001，相应十进制为97，则b编码值为98。 A字符编码为1000001，相应十进制为65，则B编码值为66。 0数字字符编码为0110000，相应十进制为48，则1编码值为49。 注意：计算机内部用一种字节存储一种7位ASCII码，最高位置0。 （2）中文字符 1980年国内颁布了国家中文编码原则 GB2312-80全称是《信息互换用中文编码字符集》简称国标码把惯用6763个中文提成两级，一级中文3755个，二级中文3008个。 用两个字节表达一种中文，每个字节只有7位，与ASCII码相似。 国标码：由4位16进制数构成 区位码：将GB2312－80所有字符集构成一种94×94方阵，每一行称为一种“区”，编号为0l～94；每一列称为一种“位”，编号为0l～94，这样得到GB2312－80区位图，用区位图位置来表达中文编码，称为区位码。 由4位10进制数构成，前两位为区号，后两位为位号。 两者之间关系： 国标码=区位码（转换为16进制）+H。 GBK编码—扩充中文编码共收录21003个中文，也包括BIG5（港奥台）编码中所有中文。 （4）中文解决过程 中文输入→国标码→机内码→地址码→字形码→中文输出 输入码：运用计算机原则键盘上按键不同排列组合来对中文输入进行编码。（也叫外码） 机内码：在计算机内部对中文进行存储、解决中文编码。一种中文内码用2个字节存储。 机内码=国标码+8080H 地址码：指中文库中存储中文字形信息逻辑地址码 字形码：用于在显示屏或打印机输出。也叫中文字模。 中文字形码有两种表达方式：点阵和矢量 用点阵表达字形时：中文字形码就是把中文按图形符号设计成点阵图 简易型中文为16*16点阵 普通型中文为24*24点阵 提高型中文为32*32，48*48点阵 用点阵表达字形时：可计算出存储一种中文站用字节空间 例：用16×16点阵表达一种中文，就是将每个中文用16行，每行16个点表达，一种点需要1位二进制代码，16个点需用16位二进制代码（即2个字节），共16行，因此需要16行×2字节/行=32字节，即16×16点阵表达一种中文，字形码需用32字节。即：字节数=点阵行数×（点阵列数/8） 1、关于概念 媒体：指文字、声音、图象、动画和视频等
内容
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。 多媒体：指可以同步对两种或两种以上媒体进行采集、操作、编辑、存储综合解决技术。 多媒体特性：交互性、集成性。 2、媒体数字化 （1）声音数字化－WAV文献、MIDI文献、VOC文献、AU文献、AIF文献 （2）图象数字化－BMP文献、GIF文献等 3、多媒体数据压缩:无损压缩有损压缩1、概念 为运营、管理和维护计算机而编制各种程序、数据和文档总称。 2、软件系统及其构成 操作系统： 功能：管理计算机上所有资源（硬件资源和软件资源） 1）解决机管理－使程序更有效执行 2）内存管理－内存空间分派、保护和扩充3）信息管理－重要是指组织和管理外存上信息 4）设备管理5）顾客接口 程序级接口－系统调用 作业级接口－顾客界面 分类： 1）按功能和特性： 批解决操作系统、分时操作系统（UNIX）、实时操作系统 2）按管理顾客数：单顾客操作系统（DOS）、多顾客操作系统 3）适合管理网络：网络操作系统 3、计算机语言 （1）概念：人与计算机“沟通”使用语言 （2）种类 机器语言：直接用二进制代码表达指令系统语言 指令：命令 指令系统：指令集合 汇编语言：是一种把机器语言“符号化”语言 汇编语言源程序：用汇编语言写程序 目的程序：翻译后机器语言程序 汇编程序：将源程序翻译成目的程序软件 高档语言（算法语言）：具备严格语法和语义规则。 两种翻译方式： 编译：将源程序一次翻译成目的程序。在通过链接便可执行 解释：将源程序逐句翻译、逐句执行。 4、应用软件 （1）概念：为解决特定问题而开发软件 （2）分类： 办公软件和办公套件 多媒体解决软件 Internet工具软件1、中央解决器 构成：运算器、控制器、若干个寄存器和高速缓存。 性能指标：直接决定了整台机器性能、字长和时钟主频。 2、存储器 分类：主存储器和辅助存储器 （1）主存储器（放在主机内部，用于存储当前运营程序和数据。） 1）内存储器 随机访问存储器（RAM） RAM是PC重要存储区域；它容许读写数据； 它是易失性存储器。 只读存储器（ROM） 它包括可以访问和读取但不能修改程序与数据； 它是非易失性存储器。 2）高速缓存（Cache） 用于暂时存储频繁使用信息以加快访问速度； （2）辅助存储器（外存储器） 1）硬盘 2）移动存储产品：USB移动硬盘 光盘 ·只读型光盘CD-ROM ·一次性写入光盘CD-R ·可擦除型光盘CD-RW ·DVD光盘 3、总线:ISA总线 PCI总线 AGP总线 EISA总线 4、输入设备:鼠标、键盘等 5、输出设备:显示屏 （1）分类：阴极射线管显示屏（CRT）和液晶显示屏（LCD） （2）性能： 像素与点距 辨别率：整个屏幕上像素数目=列*行 显存 显示屏尺寸：用显示屏对角线来衡量 打印机 分类 （1）点阵打印机 （2）喷墨打印机 （3）激光打印机 6、微型计算机重要技术指标 （1）字长：CPU一次能同步解决二进制数据位数。 （2）时钟主频：指CPU时钟频率，单位GHz。 （3）运算速度：指每秒钟所能执行加法指令数目，惯用MIPS表达。 （4）存储容量：重要指内存存储容量。 （5）存取周期：指CPU从内存储器中存取数据所需要时间。五个功能部件：输入设备、运算器、存储器、控制器、输出设备其中运算器和控制器，合称中央解决器，简称CPU。 1、运算器－ALU 功能：对二进制数码进行算术运算或逻辑运算。 构成：由一种加法器、若干个寄存器和某些控制线路构成。 衡量性能指标：字长和速度。 2、控制器－CU 功能：指挥整个机器各个部件自动、协调工作。 构成：指令寄存器、译码器、时序节拍发生器、操作控制部件、指令计数器。 机器指令执行过程： （1）机器指令：计算机可以真正“执行”命令。 机器指令构成：操作码+操作数 操作码、源操作数（或地址）、目操作数 （2）指令执行过程： 1）依照程序计数器里内容到存储器中读取当前要执行指令，同步把她放到指令寄存器中。 2）译码器开始译码 3）控制器依照译码器输出，按一定顺序产生执行该指令所有控制信号。 4）在控制信号作用下，使各个部件完毕相应工作。 3、存储器 功能：用来存储当前要执行程序、数据及成果，具备存数和取数功能。 存数：指向存储器里“写入”数据 取数：指从存储器里“读取”数据 访问：读写操作统称对存储器访问 分类： 内存储器（内存）：CPU可以直接访问其里数据。 外存储器（外存）：CPU不可直接访问其里数据，只有先调入内存方可使用。 4、输入/输入设备（I/0设备） （1）输入设备 功能：向计算机输入命令、程序、数据等信息。把这些信息转换为计算机能辨认二进制代码。 例子：键盘、鼠标、扫描仪、手写板、麦克、照相机、摄像机、游戏操作杆、条形码阅读器、光学字符阅读器、触摸屏、光笔等。 （2）输出设备 功能：将计算机解决后各种内部格式信息转换为人们能辨认形式表达出来。 例子：显示屏、打印机、绘图仪、音响等。 5、计算机构造－各部件连接方式 （1）直接连接 1952年冯·诺依曼IAS（2）总线构造 总线：是一组连接各个部件公共通信线。 三种总线： 数据总线：传播数据信号公共通路 地址总线：传播地址信号公共通路 控制总线：传播控制信号公共通路1、概念 计算机病毒是一种特殊具备破坏性计算机程序 2、特点 寄生性、破坏性、传染性、潜伏性、隐蔽性 3、计算机病毒防治 防止为主 （1）专机专用 （2）运用写保护 （3）慎用网上下载软件 （4）分类管理数据 （5）建立备份 （6）采用防毒软件或防毒卡 （7）定期检查 （8）准备系统盘
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