2022年大学计算机基础详细知识点总结.docx
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1、精品_精品资料_第一章运算机及信息技术概述1. 电子运算机的进展历程1946 年 2 月由宾夕法尼亚高校研制胜利的ENIAC是世界上第一台电子数字运算机.“产生了一个电子的大脑”致命缺陷:没有储备程序.电子技术的进展促进了电子运算机的更新换代:电子管、晶体管、集成电路、大规模及超大规模集成电路电子运算机进展时间:第一代 1946-1958电子管运算机,主要应用科学运算和军事运算其次代 1958-1964晶体管运算机,主要应用于数据处理领域第三代 1964-1971集成电路运算机,主要应用于可科学运算,数据处理,工业掌握等领域第四代 1971年以来 超大规模集成电路,深化到各行各业,家庭和个人开
2、头使用运算机2. 运算机的类型按运算机用途分类:通用运算机和专用运算机按运算机规模分类:巨型机、大型机、小型机、微型机、工作站、服务器、嵌入式运算机按运算机处理的数据分类:数字运算机、模拟运算机、数字模拟混合运算机3. 运算机的特点及应用领域运算机是一种能依据事先储备的程序,自动、高速的进行大量数值运算和各种信息处理的现代化智能电子设备. (含义)A. 运算速度快运算速度用 MIPS 百万条指令每秒 来衡量,是运算机性能的指标之一B. 运算精度高应用于数值运算C. 具有规律判定才能信息检索、图形识别D. 记忆性强E. 牢靠性高、通用性强应用于数据处理、工业掌握、帮助设计(CAD)、帮助制造(
3、CAM)办公自动化.应用领域:1)数值运算 (主要是科学讨论等数学运算问题)2)数据及事务处理(非科技方面的数据治理和运算处理)3)自动掌握与人工智能(多用于航空航天领域)4)运算机帮助设计( CAD)、运算机帮助制造( CAM)、运算机帮助教学(CAI)5)通信与网络4. 运算机进展趋势:巨型化、微型化、网络化、智能化1、光运算机2、生物运算机3、量子运算机5. 常用的数制进位制进位规章基数所用的数码位权表示符号 二进制逢二进一R=2O,12iB( Binary ) 八进制逢八进一R=80,1, ,78iO( Octal ) 十进制逢十进一R=100,1, ,910iDDecimal十六进制
4、逢十六进一R=160,1 ,9,A,.F16iHHexadecimal基数: R 进制的基数 =R位权: 在数制中, 各位数字所表示值的大小不仅与该数字本身的大小有关,仍与该数字所在的位置有关,我们称这关系为数的位权 .位权:一个与数字位置有关的常数,位权=Rn可编辑资料 - - - 欢迎下载精品_精品资料_6. 数据、信息和信息编码的概念数据不仅指数字、字母、文字和其他特殊字符.而且仍包括图形、图像、动画、影像、声音等多媒体数据.信息是人们依据预先的目的,通过从各种不同的渠道、 不同的角度观看记录反映客观事物状态和特点的某种概念或经过加工后的数据.信息强调的是对人有用的数据,这些数据将可能影
5、响到人们的行为与决策.数据是客观存在的事实、概念等,是一种可供加工的特殊表达形式.信息编码的基本元素是0 和 1 两个数码,称为二进制.7. 运算机仍采纳二进制位数表示信息的缘由:1)物理上简洁实现2 )运算规章简洁 3 )牢靠性高 4 )易于实现规律运算和规律判定8. 二进制和其它进制的转换十进制转二进制:整数部分除以2 取余,直至商为 0.小数部分乘以 2 取整,直至小数部分为 0 或达到所需精度为止.十进制转八进制:方法同上.整数部分除以8,小数部分乘以 8.十进制转十六进制:方法同上.整数部分除以16,小数部分乘以 16.9. 运算机中的数据单位位bit :运算机储备数据的最小单元 0
6、 、 1 字节 Byte :处理数据的基本单位 8bit/Byte 常用的字节计数单位:1KB 1024 Byte 210B1MB 1024 KB 220B1GB 1024 MB230B1TB 1024 GB240B字长: CPU一次处理数据的二进制位数.10. 信息表示与编码所谓编码,就是利用数字串来标识所处理对象的不同个体.在数学中,数值是用“”和“”表示正数和负数的,而在运算机中只有0 和 1, 所以正负号也用 0 和 1 表示,即数值符号数字化.“模”是指一个系统所能表示的数据个数.按模运算是指运算结果超过模时,模(或模的整数倍)将溢出而只剩下余数.假设 M为模,如数 a,b 满意 a
7、 b M,就称 a, b 互为补数.在有模运算中,减去一个数等于加上这个数对模的补数.原码 用 0 表示正号 1 表示负号 例如:( +45)10 的原码为( 00101101)2,( -45 )的原码为( 10101101) 2反码 对于正数, 其反码与其原码相同. 对于负数, 用相应正数的原码各位取反来表示, 包括将符号位取反.补码 正数的补码与原码和反码相同.负数的补码为该负数的反码末位加1.11. 实数的表示定点数: 小数点位置固定的数称为定点数.浮点数: 小数点位置不固定的数称为浮点数BCD码 即用二进制位表示十进制,最常见的是 842BCD码采纳四位二进制表示一位十进制.ASCII
8、 码 采纳 7 位二进制表示一个字符,一个字节占8 位二进制,一个 ASSII 码占最低 7 位,最高位通常定位0. 可以有 27 中状态,即 128 种状态.汉字编码输入码a) 输入码可编辑资料 - - - 欢迎下载精品_精品资料_b) 国标码和区位码:每个汉字占两个字节的编码,且每个字节最高位均为0.全部汉字分94 个区,每个区 94 个汉字.由此构成区位码.而区位码的区码和位码各加32 就得到国标码.c) 机内码d) 字型码: 汉字储备在运算机内采纳机内码,但输出时必需转换成字形码,再依据字形码输出汉字. 字形码又称汉字字模, 用于在显示器或打印机上输出各种文字和符号.点阵汉字:每一个汉
9、字以点阵形式储备,有点的的方为“1”,空白的的方为“ 0”.有 16 16、24 24、48 48 点阵等.点阵越大,字形辨论率越好,字形也越美观,但汉字储备的字节数就多,字库也就越巨大.其次章运算机系统1. 运算机系统的构成一个完整的运算机系统是由硬件和软件组成.硬件是由运算器、掌握器、储备器、输入设备、输出设备五部分组成.其中: 中心处理器 简称 CPU=运算器 +掌握器主机 =中心处理器 +主储备器软件是指各类程序和数据, 运算机软件包括运算机本身运行所需要的系统软件和用户完成任务所需要的应用软件.2. 冯诺依曼型运算机的结构冯诺依曼型运算机是将程序和数据事先存放在外储备器中,在执行时将
10、程序和数据先从外存装入内存中, 然后使运算机在工作时自动的从内存中取出指令并加以执行,这就是储备程序概念的基本原理.冯诺依曼运算机体系结构的主要特点是:(1) 采纳二进制形式表示程序和数据.(2) 运算机硬件是由运算器、掌握器、储备器、输入设备和输出设备五大部分组成.(3) 程序和数据以二进制形式存放在储备器中.(4) 掌握器依据存放在储备器中的指令 程序 工作.3. 中心处理器 CPU CPU:运算器部件、寄存器部件和掌握器部件.CPU从储备器取出指令,放入CPU内部的指令寄存器,并对指令译码.它把指令分解成一系列的微操作,然后发出各种掌握命令,执行微操作系列,从而完成一条指令的执行.CPU
11、的主要性能指标:(1) 主频 / 外频(主频 =外频倍频,即 CPU工作频率)(2) 数据总线宽度(即字长,指CPU传输数据的位数)(3) 的址总线宽度(打算了CPU可拜访的的址空间)(4) 工作电压(低电压可削减CPU过热,降低功耗)(5) 高速缓存 Cache(加速 CPU与其它设备间数据交换)(6) 运算速度( CPU每秒能处理的指令数) 运算器运算器是完成算术和规律运算的部件,又称算术和规律运算单元. 运算机所完成的全部运算都是在运算器中进行的.运算器的核心部件是:(1) 运算规律部件(2) 寄存器部件掌握器掌握器负责从储备器中取出指令,并对指令进行译码, 并依据指令译码的结果,按可编
12、辑资料 - - - 欢迎下载精品_精品资料_指令先后次序,负责向其它各部件发出掌握信号,保证各部件和谐一样的完成各种操作.掌握器主要由以下部件组成: 程序计数器.存放下一条将要执行的指令在内存中的的址. 指令寄存器.储存现在正在执行的指令. 指令译码器.用来识别指令的功能,分析指令的操作要求. 时序部件.产生运算机工作中所需的各种定时掌握信号,对各种微操作掌握信号进行定时掌握.以和谐各部件的工作次序. 微操作掌握电路.一条指令的执行可以分解为一系列不行再分的微操作命令信号,即微命令,以指挥整个运算机有条不紊的工作.4. 主板主板是电脑中各种设备的连接载体.它供应CPU、各种接口卡、内存条和硬盘
13、、软驱、光驱 的插槽,其它的外部设备也会通过主板上的I/O 接口连接到运算机上.早期的PC机主板是将快速的 CPU、中速的内存、慢速的外设都连接在一条总线上,使系统的总体性能得不到优化.5. 主储备器主储备器,简称主存,也叫内储备器 简称内存 ,由半导体材料构成.内存分为只读储备器和随机读写储备器.只读储备器 ROM.特点:储备的信息只能读出,不能随机改写或存入,断电后信息不会丢失,牢靠性高.ROM分类(1) 掩膜式 ROMMask ROM(2) 可编程 PROMProgrammable ROM(3) 可擦除 EPROM Erasable PROM(4) 电可擦 EEPROMElectrica
14、lly EPROM(5) 快擦写 ROMFlash ROM随机储备器 RAM特点:用于存放原始数据、 中间结果、 最终结果. 开机前是空的, 断电后数据消逝.RAM分类 :SRAM:静态 RAM.不需要充电来保持数据完整性,成本高且集成低,一般做高速缓冲储备器.2 DRAM:动态 RAM.需要定时充电来保持数据的完整性,通常所说的“内存”主要由它构成.一般指以下两种类型: SDRAM- 同步动态储备器 DDR- 双倍速率内存DDR2-四倍速率内存 DDR3 Cache 高速缓存 Cache是一种高速缓冲储备器, 是为明白决 CPU与主存之间速度不匹配而采纳的一种重要技术. 其中片内 Cache
15、 是集成在 CPU芯片中, 片外 Cache 是安插在主板上. 高速缓冲储备器的存取速度比主存要快一个数量级,大体与CPU的处理速度相当.多级缓存最早的 CPU缓存容量很低. 当集成在 CPU内核中的缓存已不能满意CPU的需求, 而制造工艺上的限制又不能大幅度提高缓存的容量时,显现了集成在与 CPU同一块主板上的缓存,此时把 CPU内核集成的缓存称为一级缓存,而外部的称为二级缓存.可编辑资料 - - - 欢迎下载精品_精品资料_现在多数 CPU内部也有二级缓存, 于是二级缓存又可分为内部二级缓存和外部二级缓存.较高端的 CPU中仍会带有三级缓存.6. 总线总线: 是一组连接各个部件的公共通信线
16、路,是运算机内部传输指令、 数据和各种掌握信息的高速通道,是运算机硬件的一个重要组成部分. 的址总线 .传输的是的址信号,一般是单向传输.当CPU需要拜访某个外设时,它向的址总线发出相应外设的的址信号,以挑选某个外设. 数据总线 .传输的是数据,一般是双向传输.CPU进行“读”时,数据由外设流向CPU, 当 CPU进行“写”时,数据由CPU流向外设. 掌握总线 .有的是 CPU向内存或外部设备发出的信号.有的是内存或外部设备向CPU发出的信号.对每条掌握线而言信号是单向传送,但作为整体是双向的.系统总线标准大致可分为ISA 总线、 PCI 总线、 PCI Express三个阶段. ISA总线.
17、是最早的 8 位系统总线.后来扩展到16 位. ISA 是现代个人运算机的基础. PCI 总线.主要特点是传输速度高,广泛应用于现代微机中. AGP 总线.专为系统中一块图形显示卡设计的总线. PCI Express总线.是新一代的总线接口.7. 接口I/O接口是连接主机和外部设备之间的规律部件,由I/O 接口电路、连接器 一般为连接电缆 和接口软件 即设备驱动程序 组成.依据 I/O 接口是否内嵌在主板中,可将I/O 接口分为内置 I/O 接口和外置 I/O接口两类.(1) 内置 I/O 接口将 I/O 接口电路内嵌在主板中,由主板供应外设接口电路插座,如键盘接口、 鼠标接口、 USB接口、
18、串口、并口及软硬盘接口等.(2) 外置 I/O 接口将 I/O 接口集成到一块独立的电路板 接口卡 上,接口卡必需插在总线扩展插槽上 如PCI、PCI Express插槽等 .8. 输入 / 输出子系统简称外设非储备设备 常见的非储备设备有.键盘、鼠标和显示器、打印机.储备设备 也叫外存.储备设备通常分为磁介质、光介质、半导体介质.1) 磁介质磁介质储备设备使用磁性来储备数据位.最常见的磁介质储备设备是磁盘和磁带.软盘、 硬盘都是属于磁介质的储备设备.软盘由于在读写速度、储备稳固性、储备容量上不能满意用户的需要而几乎被剔除了.2) 光介质 光储备设备是使用激光技术来储备和读写数据.CD-ROM
19、/CD-R/DVD3) 半导体储备设备半导体设备一般采纳一种叫做“Flash Memory ”的技术,即闪存技术.主要代表物是U 盘9. 光盘储备器光盘简称 CDCompact Disc 是利用塑料盘片表面凹凸不平的特点,通过光的反射来记录和识别二进制的0、1 信息.光盘的分类 :只读型光盘只读光盘中的数据是在制作时写入的,用户只能读数据, 而不能写入或修改光盘中的数据.音频光盘CD-DA、数据光盘 CD-ROM、 VCD、DVD等都属于只读光盘.可编辑资料 - - - 欢迎下载精品_精品资料_一次写入光盘这种光盘答应一次写入数据,但不能修改和擦除数据,如 CD-R.可擦写光盘这种光盘可多次写
20、入或修改数据,如CD-RW.10. 硬盘硬盘是微机最重要的外部储备器,常用于安装微机运行所需的系统软件和应用软件,以及储备大量数据.硬盘储备格式硬盘是由多个涂有磁性物质的金属圆盘盘片组成,盘片的每一面都有一个读写磁头, 在对硬盘进行格式化时, 将对盘片进行划分磁道和扇区,对于大容量的硬盘仍将多个扇区组 织起来成为一个块“簇”,簇成为磁盘读写的基本单位.有的簇是一个扇区,有的有好几个扇区,可以在格式化的参数中给定.硬盘性能指标 硬盘的容量.现在微机上所配置的硬盘一般在200GB以上. 硬盘的转速. 硬盘的转速越快, 硬盘查找文件的速度也就越快.现在的主流硬盘转速一般为7200rpm 以上. 缓存
21、.硬盘自带的缓存,缓存越多,越能提高硬盘的拜访速度.硬盘接口硬盘接口分为IDE、 SATA、SCSI 和光纤通道四种,IDE 接口硬盘多用于家用产品中, SATA是种新生的硬盘接口类型.硬盘格式化 硬盘低级格式化.主要是对一个新硬盘划分磁道和扇区. 硬盘分区.把硬盘划分为成如干个相对独立的规律分区. 硬盘高级格式化.高级格式化主要是对指定的硬盘分区进行初始化,建立文件安排表以便系统按指定格式储备文件.11. 打印机常用的有针式打印机、喷墨打印机和激光打印机等. 针式打印机特点. 利用钢针击打色带把色带上的墨打印在纸上形成文本或图形.缺点是打印质量差、速度慢、噪声大.优点是可以打多联纸,耗材相对
22、较廉价. 喷墨打印机特点.打印头上有如干个喷头,打印时,墨水以每秒近万次的频率喷射到纸上.与其它两类打印机相比,在打印质量、速度、噪声及成本方面处于中等层次. 激光打印机特点.利用激光可以形成很细的光点,将碳粉固着在纸上,加热后碳粉固定在纸上,最终印出文字和图片.优点是打印速度快、噪音低、质量好,缺点是价格及打印成本较高.对三种打印机的打印成效对比来说,激光最好,喷墨其次,而针式相对较差.12. 运算机指令系统指令:是指运算机执行特定操作的命令.是程序设计的最小语言单位.指令构成:操作码 +的址码(操作码和操作数)指令系统:是指一台运算机所能执行的全部指令的集合.不同型号的运算机有不同的指令系
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