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计算机基础知识
第1章 计算机基础知识
重要考点
计算机发展简史
二进制整数与十进制整数之间的转换
常用的字符编码及汉字编码
关于计算机的3类程序设计语言
计算机病毒的概念及防治
计算机硬件系统的组成,各组成部分的功能和简单的原理
计算机软件系统的组成、系统软件和应用软件的含义
多媒体计算机的概念
1.1计算机的发展
考点1 计算机发展与信息社会
1946年2月15日,世界上第一台电子计算机ENIAC在美国宾夕法尼亚大学诞生,它的出现具有划时代的伟大意义。
在ENIAC的研制过程中,美籍匈牙利数学家冯·诺依曼总结归纳了以下3点:
(1)采用二进制。
(2)存储程序控制。
(3)计算机具有运算器、控制器、存储器、输入设备和输出设备5个基本功能部件。
从第一台计算机的诞生到现在,计算机技术经历了大型机、微型机及网络阶段。
对于传统的大型机,根据计算机所采用电子元件的不同而划分为电子管、晶体管、小规模和中规模集成电路、大规模和超大规模集成电路共四代,如表1-1所示。
表1-1 计算机发展史
类别时间段基本元件特点应用
第一代计算机1946—1958 电子管 体积庞大、造价昂贵、速度低、存储量小、可靠性差军事应用和科学研究
第二代计算机1958—1964 晶体管 相对体积小、重量轻、开关速度快、工作温度低 数据处理和事务管理
第三代计算机1964—1971 小规模和中规模集成电路 体积、重量、功耗进一步减少 应用更加广泛
第四代计算机1971至今 大规模和超大规模集成电路 性能飞跃性地上升 应用到各个领域
我国在微型计算机方面,研制开发了长城、方正、同方、紫光、联想等系列微型计算机,在巨型机领域,研制开发了银河、曙光和神威等系列巨型机。
考点2 计算机的特点
现代计算机一般具有以下几个重要特点。
(1)高速、精确的运算能力。
(2)准确的逻辑判断能力。
(3)强大的存储能力。
(4)自动功能。
(5)网络与通信功能。
考点3 计算机的应用
计算机具有存储容量大,处理速度快,逻辑推理和判断能力强等许多特点,因此已被广泛应用于各种科学领域,并迅速渗透到人类社会的各个方面,同时也进入了家庭。
计算机主要有以下几个方面的应用。
(1)科学计算(数值计算)。
(2)数据处理。
(3)实时控制。
(4)计算机辅助。
(5)网络与通信。
(6)人工智能。
(7)数字娱乐。
(8)嵌入式系统。
考点4 计算机的分类
计算机品种众多,可从不同角度对它们进行分类。
计算机分类
按处理数据的形态数字计算机模拟计算机混合计算机
按使用范围通用计算机专用计算机
按本身性能超级计算机大型计算机小型计算机微型计算机工作站
考点5 计算机的新技术及发展趋势
计算机的技术在日新月异地发展。
从现在的技术角度来说,在21世纪初将得到快速发展并具有重要影响的新技术有嵌入式计算机、网络计算和中间件技术等。
计算机的发展趋势表现为4种,即巨型化、微型化、网络化和智能化。
未来新一代的计算机可分为模糊、量子、超导、光子和DNA5种类型。
考点6 信息技术的发展
1 数据与信息
数值、文字、语言、图形、图像等都是不同形式的数据,数据是信息的载体。
信息既是对各种事物的变化和特征的反映,又是事物之间相互作用和联系的表现。
数据与信息的区别:
数据处理之后产生的结果为信息,信息具有针对性、时效性。
人们在许多场合可以把这两个词互换使用。
2 信息技术
信息技术的定义是:
应用在信息加工和处理中的科学、技术与工程的训练方法和管理技巧;上述方面的技巧和应用;计算机及其与人、机的相互作用;与之相应的社会、经济和文化等诸多事物。
目前,在世界范围内较为统一的定义是:
信息技术一般是指一系列与计算机等相关的技术。
该定义侧重于信息技术的应用,对信息技术可能对社会、科技、人们的日常生活产生的影响及其相互作用进行了广泛的研究。
3 现代信息技术的内容
一般来说,信息技术(InformationTechnology,IT)包含3个层次的内容:
信息基础技术、信息系统技术和信息应用技术。
1)信息基础技术
信息基础技术是信息技术的基础,包括新材料、新能源、新器件的开发和制造技术。
近几十年来,发展最快、应用最广泛、对信息技术及整个高科技领域的发展影响最大的是微电子技术和光电子技术。
2)信息系统技术
信息系统技术是指有关信息的获取、传输、处理、控制的设备和系统的技术。
感测技术、通信技术、计算机智能技术和控制技术是它的核心和支撑技术。
3)信息应用技术
信息应用技术是针对种种实用目的的,如由信息管理、信息控制、信息决策发展起来的具体的技术群类,如工厂的自动化、办公自动化、家庭自动化、人工智能和互联通信技术等。
它们是信息技术开发的根本目的所在。
4 现代信息技术的特点
展望未来,在社会生产力发展、人类认识和实践活动的推动下,信息技术将得到更深、更广、更快的发展,其发展趋势可以概括为数字化、高速度、网络化、宽频带、智能化等。
1.2数据在计算机中的表示
考点7 数制的基本概念
1 十进制计数制
其规则是“逢十进一”,任意一个十进制数值都可用0,1,2,3,4,5,6,7,8,9共10个数字符号组成的字符串来表示,这些数字符号称为数码。
数码处于不同的位置代表不同的数值。
例如720.30可写成:
720.30=7×102+2×101+0×100+3×10-1+0×10-2,此式称为按权展开表示式。
2 R进制计数制
从十进制计数制的分析得出,任意R进制计数制同样有基数R、权Ri和按权展开的表示式。
R可以是任意正整数,如二进制R为2。
1)基数(Radix)
一个计数制所包含的数字符号的个数称为该数制的基数,用R表示。
例如,对于二进制来说,任意一个二进制数可用0,1两个数字符号表示,其基数R等于2。
2)位值(权)
任何一个R进制数都是由一串数码表示的,其中每一位数码所表示的实际值大小,除数码本身的数值外,还与它所处的位置有关,由位置决定的值就称为位值(或位权)。
位值用基数R的i次幂Ri表示。
假设一个R进制数具有n位整数,m位小数,那么其位权为Ri,其中i=-m~n-1。
3)数值的按权展开
任一R进制数的数值都可以表示为:
各位数码本身的值与其权的乘积之和。
例如,二进制数101.01的按权展开为:
101.01B=1×22+0×21+1×20+0×2-1+1×2-2=5.25D
任意一个具有n位整数和m位小数的R进制数N的按权展开为:
(N)R=dn-1×Rn-1+dn-2×Rn-2+…+d2×R2+d1×R1+d0×R0+d-1×R-1+…+d-m×R-m其中di为R进制数的数码。
为区分不同数制的数,R进制的数N一般有两种表示方法:
一是记做(N)R,如(302)2、(707.6)8;另一种方法是在一个数后面加上字母:
D(十进制)、B(二进制)、O(八进制)、H(十六进制)。
考点8 二、十、十六进制数及其之间的转换
(1)十进制和二进制的基数分别为10和2,即“逢十进一”和“逢二进一”。
它们依次含有10个数码(0,1,2,3,4,5,6,7,8,9)和两个数码(0,1)。
位权分别为10i和2i(i=-m~n-1,m、n为自然数)。
二进制是计算机所采用的数制,它具有简单可行、运算规则简单、适合逻辑运算的特点。
(2)十六进制基数为16,即含有16个数字符号:
0,1,2,3,4,5,6,7,8,9,A,B,C,D,E,F。
其中A,B,C,D,E,F分别表示数码10,11,12,13,14,15。
位权为16i(i=-m~n-1,其中m、n为自然数)。
运算规则为“逢十六进一”。
如表1-2所示列出了0~15这16个十进制数与其他3种进制数的对应表示。
表1-2 常用计数制表示
十进制二进制十六进制
000000
100011
200102
300113
401004
501015
601106
701117
810008
910019
101010A
111011B
121100C
131101D
141110E
151111F
通过这个表,用户可以快速地对3种常用数制进行等值转换,这点在二进制和十六进制的转换中会常常用到。
这里介绍一个窍门:
记忆十进制与十六进制时,注意前10位是相同的,十进制的“10”~“15”分别对应十六进制的“A”~“F”;记忆二进制与十进制时,从“0”开始,二进制由“0000”开始逐步加“1”。
(3)非十进制数转换成十进制数。
利用按权展开的方法,可以把任一进制数转换成十进制数。
例如:
1010.101B=1×23+0×22+1×21+0×20+1×2-1+0×2-2+1×2-3
只要掌握了数制的概念,那么将任一R进制数转换成十进制数的方法都是一样的。
(4)十进制整数转换成二进制整数。
把十进制整数转换成二进制整数,其方法是采用“除二取余逆读取”法。
具体步骤是:
把十进制整数除以2得一商数和一余数;再将所得的商除以2,又得到一个新的商数和余数;这样不断地用2去除所得的商数,直到商等于0为止。
每次相除所得的余数便是对应的二进制整数的各位数码。
第一次得到的余数为最低有效位,最后一次得到的余数为最高有效位。
把十进制小数转换成二进制小数,方法是“乘2取整正读取”,其结果通常是近似表示。
上述方法同样适用于十进制数与十六进制数的转换,只是使用的基数不同罢了。
(5)二进制数与十六进制数间的转换。
二进制数转换成十六进制数的方法是从个位数开始向左按每4位一组划分,不足4位的组以0补足,然后将每组4位二进制数代之以一位十六进制数字即可。
十六进制数转换成二进制数的方法相反。
考生必须掌握十进制整数与二进制整数之间的转换,这是每次考试的“热门”试题。
考点9 计算机中的信息单位
1 位(bit)位是度量数据的最小单位,在数字电路和电脑技术中采用二进制,代码只有0和1,其中无论0还是1在CPU中都是1位。
2 字节(Byte)字节是信息组织和存储的基本单位,也是计算机体系结构的基本单位。
一个字节由8位二进制数字组成(1Byte=8bit)。
为了便于衡量存储器的大小,统一以字节(Byte,B)为单位。
常用的是:
K字节 1KB=1024BM字节 1MB=1024KB
G字节 1GB=1024MBT字节 1TB=1024GB
考点10 西文字符的编码
计算机中常用的字符编码有EBCDIC码和ASCII码。
IBM系列大型机采用EBCDIC码,微型机采用ASCII码。
ASCII码是美国标准信息交换码,被国际化组织指定为国际标准。
它有位码和8位码两种版本。
国际的7位ASCII码是用7位二进制数表示一个字符的编码,其编码范围为0000000B~1111111B,共有27=128个不同的编码值,可以相应表示128个不同的编码,如表1-3所示。
表1-3 7位ASCII码表
十进制十六进制字符十进制十六进制字符十进制十六进制字符十进制十六进制字符
000NUL3220SP6440@96
- 配套讲稿:
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