计算机专业事业单位考试重点专业知识整理.docx
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1、计算机根底第一章 计算机根底知识一.计算机及信息技术概述计算机的产生和开展1.巴贝奇被国际计算机界公认为“计算机之父。2.现代计算机的开展 艾兰图灵在计算机科学方面的主要奉献有两个:一是建立了图灵机的理论模型,奠定了可计算理论的根底;二是提出了定义机器智能的图灵测试,奠定了人工智能的理论根底。 冯诺依曼被称为“计算机之父,他提出了“存储程序的概念,并以此概念为根底确定了计算机硬件系统的根本构造。“存储程序的工作原理也因此被称为冯诺依曼。 世界第一台电子计算机是1946年投入使用的ENIAC,即数字积分计算机。3.计算机的分代 第一代计算机1946-1957电子管计算机时代。主要用于军事领域和科
2、学研究工作中的科学计算。 第二代计算机1958-1964晶体管计算机时代。数据处理和事务处理 第三代计算机1964-1970集成电路计算机时代。 第四代计算机1971-至今大规模、超大规模集成电路计算机时代。 未来新型计算机:光子计算机、量子计算机、生物计算机。计算机的开展趋势是进一步的“四化:巨型化、微型化、网络化和智能化。4.计算机新技术的开展嵌入式、网格计算、中间件技术计算机的特点和分类1.计算机的特点:运算速度快;运算精度高;具有记忆能力;具有逻辑判断能力;运行过程自动化;可靠性高;通用性好。2.分类:一般的,常将电子计算机分为数字计算机Digital Computer和模拟计算机An
3、alogue Computer两大类。数字计算机,是通过电信号的有无来表示数,并利用算术和逻辑运算法那么进展计算的。它具有运算速度快、精度高、灵活性大和便于存储等优点,因此适合于科学计算、信息处理、实时控制和人工智能等应用。我们通常所用的计算机,一般都是指的数字计算机。模拟计算机,是通过电压的大小来表示数,即通过电的物理变化过程来进展数值计算的。其优点是速度快,适合于解高阶的微分方程。在模拟计算和控制系统中应用较多,但通用性不强,信息不易存储,且计算机的精度受到了设备的限制。因此,不如数字计算机的应用普遍。 按照计算机的用途可将其划分为专用计算机Special Purpose Computer
4、和通用计算机General Purpose Computer。在通用计算机中,人们又按照计算机的运算速度、字长、存储容量、软件配置等多方面的综合性能指标将计算机分为巨型机、大型机、小型机、工作站、微型机等几类。考点:计算机根据运算速度、存储能力、功能强弱、配套设备等因素可划分为:巨型机、大型机、中型机、小型机和微型机。随着超大规模集成电路技术的开展,微型计算机进入快速开展时期,计算机技术和应用进一步普及。微型计算机按字长划分,可分为:8位机、16位机、32位机、64位机,而微型计算机按体积大小划分,又可分为:台式计算机、便携式计算机、膝上型计算机。计算机的应用1.科学计算;2.信息处理;3.过
5、程控制;4.计算机辅助工程;5.人工智能;6.计算机网络;7.电子商务信息技术概述1.信息及数据数据:指的是人们用于表达、描述、记录客观世界事物及现象属性的某种物理符号。 注:数据不仅包括数字、文字、字母和各种特殊符号等文字数据,还包括图形、图像、动画、影像、声音等各种多媒体数据。但使用最多、最根本的仍然是文字数据。信息:是客观世界事物及现象属性的反映,是经过加工处理,并对人类的客观行为产生影响的具有知识性的有用数据。信息处理:为了产生信息而对原始数据进展的加工处理。信息处理通常包括数据的采集、接收、转换、传递、存储、整理、分类、排序、索引、统计、计算、检索等一系列的活动过程。2.信息技术人类
6、经历的信息革命:第一次是语言的产生;第二次是文字的使用;第三次是印刷术的创造;第四次是播送、 、电视的应用。第五次是计算机技术和现代通信技术的应用及开展。现代信息技术包括:信息感测技术,即获取信息的技术;信息传输技术,就是通信技术;信息控制技术;信息存储技术;信息处理技术。3.现代信息技术的特点 数字化;多媒体化;网络化;智能化。二.计算机中信息的表示及存储 计算机的主要功能是进展数值运算、信息处理和信息存储。进位计数制1.数制的概念 数制又称为计数制,是指用一组固定的数字或者文字符号称为数码,和一套统一的规那么来表示数值大小的方法。数制可以分为非进位数制和进位计数制两类。 非进位计数制:表示
7、数值大小的数码及它在数中的位置无关的计数体制称为非进位计数制。罗马数字 进位计数制:表示数值大小的数码及它在数中的位置有关,采用进位原那么的计数体制称为进位计数制。2.进位计数制构成进位计数制的三个要素,它们是:基数:进位计数制使用固定的R个数码,R称为该计数制的基数,并逢R进一。R等于几,即为几进制,逢几进一。数位:指的是数码在一个数中所处的位置。数位以小数点为基准进展确定。位权:位权的大小等于以基数为底、数位序号为指数的整数次幂的值。常用进位计数制间的相互转换任何有理数都可以写成某种进位计数值的按权展开表达式。1.二十进制数间的相互转换 将十进制数转换成二进制数时,需要对整数局部和小数局部
8、分别进展,然后将各自得到的结果组合,以获得最后结果。步骤如下:整数的转换:采用除2取余法,得到的余数,其上下位顺序由后下向前上取;小数的转换:采用乘2取余法,得到的余数,其上下位顺序由后下向前上取;将转换获得的整数和小数局部组合起来,即得转换为二进制数。二进制转换为十进制二进制数转换成十进制数只需采用按权展开乘幂求和的方法即可。2.二八进制数、十六进制数间的相互转换二进制数转换成八进制数、十六进制数1位八进制数可以用3位二进制数表示,1位十六进制数可以用4位二进制数表示。二进制数转换成八进制数方法是:以小数点为界,整数局部向左,小数局部向右,每三位一组,用相应的八进制数表示,到左端最高位或右端
9、最低位缺乏三位时,用0补足。二进制数转换成十六进制数方法是:以小数点为界,整数局部向左,小数局部向右,每四位一组,用相应的八进制数表示,到左端最高位或右端最低位缺乏四位时,用0补足。八进制数、十六进制数转换成二进制数将八进制数、十六进制数转换成二进制数的方法是将上述转换方法的逆操作。只要将每位八进制数或十六进制数分别用相应的三位或四位二进制数表示即可。3.十进制及其他进制间的相互转换十进制转换成八进制方法及转换成二进制数的方法相似,整数、小数分别转换。整数局部采用除8取余法,小数局部采用乘8取整法,最后将转换结果组合起来。八进制数转换为十进制数 将八进制数转换成十进制数同样只需采用按权展开乘幂
10、求和的方法即可。十进制及任意进制间的转换方法:十进制数转换成任意进制数 将十进制数的整数、小数分别转换。整数局部采用除基数取余法,小数局部采用乘基数取整法,最后将转换结果组合起来即可。任意进制数转换成十进制数 写出以该进制数的基数为底的按权展开式,乘幂求和算出该多项式的结果即可。4.计算机技术中使用的数制常用的进位计数制计算机及二进制二进制的优点为什么计算机中采用二进制数表示各种信息数据:表示方便 二进制数只有0和1两个数码,在计算机中非常容易用电子元器件、电子线路、磁芯等物理部件的两种不同的物理状态来表示。如晶体管的导通及截止,开关的接通及断开等。运算简单逻辑运算:既便于使用逻辑代数的方法去
11、设计和简化计算机的各种逻辑电路,也可以在计算机中根据二值逻辑运算。可靠性高:二进制数只有0和1两个根本数码,在存储、传输和处理时不容易出错,可靠性高。转换方便:计算机使用二进制,人们习惯于使用十进制。而二进制及十进制间的转换很方便,因此使人及计算机间的信息交流既简便又容易。二进制数的运算1.算术运算加法运算 0+0=0 0+1=1 0+1=1 1+1=10减法运算 0-0=0 0-1=1 1-0=1 1-1=0乘法运算0*0=0 0*1=0 1*0=0 1*1=1除法运算0/0=0 0/1=0 1*0无意义 1/1=12.二进制的逻辑运算逻辑及运算逻辑或运算逻辑非运算数值型数据在计算机中的表示
12、1.真值及机器数机器数:将计算机使用的二进制数的最高位作为符号位,用“0表示正号,“1表示负号,用其余位表示数值的大小。在计算机内部将正、负号数字化后得到的数称为机器数,而在计算机外部用正、负号表示的实际数值,称为该机器数所表示的真值。2.定点数及浮点数在计算机中小数点并不占用二进制位。根据对小数点位置的规定,机器数有整数、定点小数和浮点小数之分,整数和定点小数都是定点数。定点数在机器数中,小数点的位置固定不变的数称为定点数。假设将小数点的位置固定在机器数最低位之后,此时的机器数表示的就是一个纯整数。 对于n位带符号的二进制整数,可表示数值的位数为n-1位,其取值范围是:假设将小数点的位置固定
13、在符号位之后,数值最高位之前,此时的机器数表示的就是一个纯小数,又称定点小数。对于n位带符号的二进制定点小数,可表示数值的位数为n-1位,其取值范围是:浮点数小数点的位置在数中是可以变动的,这种数值表示法称为浮点表示法。浮点表示法将任意一个二进制数表示成阶码和尾数两局部。其中:E是N的阶码又称指数,E前的正负号称为阶符; M是N的尾数,为数值的有效数字局部,M前的正负号称为数符;2是二进制数的基数。注:小数点的位置隐含在数符及尾数之间,即尾数总是一个小于1的数。数符占一位,用于确定该浮点数的正负。阶码总为整数,用于确定小数点浮动的位数。阶符也占一位,用于确定小数点浮动的方向。假设阶符为正,小数
14、点向左浮动;假设阶符为负,小数点向右浮动。3.原码、反码和补码原码原码是机器数的一种简单表示法。用n位二进制数的最高位作为符号位,符号位的“0表示正号,“1表示负号,其余位表示二进制数的数值。n位原码能够表示的数值范围是:-2n-1-12n-1-1反码机器数的反码表示可以很容易地从原码得到。当机器数为正时,其反码及原码一样;当机器数为负时,符号位保持不变仍为“1,其余数值位全部按位取反,得到的就是反码。反码通常作为求补码的中间过程。补码机器数的补码表示也同样可以通过原码得到。当机器数为正数时,其补码及原码一样;当机器数为负数时,符号位保持不变仍为“1,其余数值位全部按位取反后再加1,得到的就是
15、补码。简单地说,负数的补码就等于该数的反码加1.非数值型数据在计算机中的表示编码,指的是使用某种符号的组合,表示特定对象信息的过程。例如邮电部门使用的电报明码、邮政编码,以及车辆牌号,路牌号码。1.二十进制数字编码BCD所谓二十进制编码指的是将每一位十进制数用四位二进制数来表示。例如,最常用的是8421码。8421BCD码的编码方式最简单,每一位十进制数用四位二进制数表示,自左向右每一位二进制数对应的位权分别是8、4、2、1,故称之为8421码。II字符编码ASCII的全称是american standard code for information interchange(美国信息交换标准代
16、码)。ASCII码现在已经成为西文字符编码的国际通用标准。 标准ASCII码用7位二进制数表示一个字符。因为27=128,所以可以表示128个不同的字符。 在计算机中,因为每个ASCII码字符占用一个字节,故称之为单字节字符。标准ASCII码字符只使用低7位,最高位为0.有时最高位可以用来存放奇偶校验的值,因此该位也可以称为校验位。3.中文字符编码 汉字的编码主要分为四类:汉字交换码、汉字机内码、汉字输入码和汉字字形码。汉字交换码:简称国标码GB。它是由国家制定的用于汉字信息交换的标准汉字编码。每个汉字字符采用两个字节表示,故称之为双字节字符。汉字机内码汉字机内码就是汉字字符在计算机内部存储、
17、处理时表示代码。汉字机内码将各字节的最高位设置为1。汉字输入码输入码常称为外码。根据汉字输入编码方法的不同,可以分为四大类:数字码、拼音码、字形码和音形码。汉字字型码:是用于表示汉字字体形态的字模数据代码,用于汉字符的显示和打印。通常用字形点阵或者矢量函数表示。 汉字的输入,计算机内部的处理,再到汉字的输出,需要多种汉字编码的支持和相互转换才能完成。如以下图所示数据在计算机中的存储1.名词术语位bit:是二进制数字的缩写。位是存储在计算机中的最小的数据单位,也就是二进制数的最小单位:有0和1两个值得一位二进制数。在计算机网络通信中,常用(bps,每秒多少位)来衡量数据传输速率的快慢。位模式:指
18、的是由假设干位组成的一个序列。位模式的长度取决于要表示的数据的数量。字节Byte:通常将长度为8的位模式称之为字节。即1B=1b。字及字长字长取决于CPU中存放器存储单元的长度,即CPU一次能够直接处理的二进制数据的位数。微处理器的字长已从早期的4位、8位,开展到了16位、32位,目前已到达64位。内存地址指的是内存储器中用于区分、识别各个存储单元的标示符。内存地址使用无符号的二进制整数表示。 2.数据存储数据在内存储器中是以字节为单位存储的。三.计算机系统的组成及工作原理冯诺依曼计算机体系构造设计思想主要有三点:采用二进制数制;程序和数据都存放在存储器中,将程序指令作为数据进展处理;为实现存
19、储程序的工作原理,计算机的硬件应由控制器、运算器、存储器、输入设备和输出设备五个局部组成。计算机硬件系统根据冯诺依曼提出的计算机设计思想,计算机的硬件构造主要由五局部构成。1.控制器UC,是计算机系统的神经中枢和指挥中心,用于控制、指挥计算机系统的各个局部协调工作。其根本功能是从内存中取出指令,对指令进展分析,然后根据该指令的功能向有关部件发出控制命令,以完成该指令所规定的任务。 控制器主要由程序计数器、指令存放器、指令译码器、操作控制电路和时序控制电路等组成,它们的主要功能是:程序计数器PC:用来对程序中的指令进展计数,使控制器能够按照一定的顺序依次读取指令;指令存放器IR:保存从内存中读取
20、出来的指令;指令译码器IE:用于识别、分析指令的功能,确定指令的操作要求;操作控制电路:根据指令译码,产生各种控制操作命令;时序控制电路:生成脉冲时序信号,以协调、控制计算机各部件的工作。2.运算器ALU:又称算术逻辑单元,是对信息进展加工处理的部件,主要由算术逻辑运算器、累加器、存放器等组成。控制器和运算器组成中央处理器CPU。3.存储器:是具有记忆能力的电子装置或机电设备。存储器通常分为内存储器和外存储器两大类。内存储器:又称主存储器,主要功能是存放CPU要执行的程序、要处理的原始数据、处理后的中间结果和最终结果。内存储器的特点是工作速度快、容量较小、价格较高。根据信息保存和工作特点的不同
21、,内存储器又分为三类:只读存储器、随机存储器、高速缓冲存储器。CPU和内存储器构成计算机的主机。外存储器:又称为辅助存储器,是内存储器的补充和后援,主要用于存放计算机当前不处理的程序和大量的数据。常用的外存储器主要有软/硬盘、光盘、磁带、闪存盘等。外存储器的特点是容量很大,信息可长期保存,但数据的读/写速度较慢。4.输入设备:是向计算机内存输入程序、数据等各种信息的设备。如键盘、鼠标、扫描仪、光笔等。5.输出设备:是将计算机的处理结果从内存中输出,并以用户能够承受的形式表示出来的设备,如显示器、打印机、绘图仪等。输入设备、输出设备和外存储器等统称为计算机外部设备。计算机软件系统计算机软件指的是
22、操作、运行、管理、维护计算机所需的各种应用程序及其相关的数据和技术文档资料。计算机软件系统通常将软件分为两大类:系统软件和应用软件。1.系统软件:指的是管理、监控、维护计算机的软、硬件资源,使计算机系统能够高效率工作的一组程序及文档资料。主要包括操作系统、各种语言处理系统、数据库管理系统,效劳性程序等。操作系统:是管理、控制计算机系统的所有软、硬件资源,提供用户及计算机交流信息的界面,方便用户操作、使用计算机系统的各种资源和功能,以最大限度地发挥计算机的作用和效能的一组庞大的管理控制程序。 操作系统通常包括四个方面的管理功能:处理器管理、存储器管理、设备管理和文件管理。语言处理系统程序设计语言
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