信息技术基础知识(doc16)(1)48685.docx
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1、 信息技术基础知识第一节 计算机系统统概述所谓计算机,是是一种能接收收、存储和处处理数据,并并能在存储指指令程序控制制下产生输出出结果的快速速、精确的符符号加工系统统,这一系统统是在存储指指令程序控制制下工作的。计计算机系统由由硬件和软件件构成。硬件是计算机系系统中的实际际装置,是系系统的基础和和核心(称为为硬核),一一般由中央处处理器(CPPU)、存储储器、输入/输出设备等等组成,它以以机器语言提提供给程序员员使用。软件指的是操作作系统、文本本编辑程序、调调试程序、汇汇编程序、编编译程序、数数据库管理系系统、文字处处理系统、视视窗(Winndows)软件、网络络软件以及其其它各种应用用程序等
2、,其其中较低层次次的程序(如如操作系统、汇汇编程序)与与硬件密切有有关,而用户户在使用高级级语言或第四四代语言编写写程序时,基基本上已与硬硬件的实现无无关,但是硬硬件的结构和和性能对程序序处理的速度度影响极大。计算机软件和硬硬件在逻辑功功能上是等效效的,即某些些操作可以用用软件,也可可以用硬件实实现,因此软软、硬件之间间没有固定不不变的分界面面,而是受实实际应用的需需要以及系统统性能价格比比所支配。从从使用人员来来看,机器的的速度、可靠靠性、可维护护性是主要的的硬件技术指指标。具有相相同功能的计计算机系统,其其软、硬件之之间的功能分分配可以有很很大差异。回顾计算机的发发展历史可以以看出,在早早
3、期,由于硬硬件昂贵,所所以计算机的的硬件比较简简单,尽量让让软件完成更更多的工作。但但是随着组成成计算机的基基本元器件的的发展,其价价格不断下降降,性能不断断提高,因而而硬件成本不不断下降。与与此同时,随随着应用的不不断发展,软软件成本在计计算机系统中中所占的比例例不断上升,这这就造成了软软、硬件之间间的分界面的的推移,即将将某些由软件件完成的工作作交给硬件去去完成,同时时还提高了计计算机实际运运行速度。第二节 计算机硬件件一、计算机的硬硬件组成组成计算机的基基本部件有中中央处理器(CCPU)、存存储器和输入入/输出(II/O)设备备。图2-11是计算机硬硬件的基本组组成。输入设备中央处理器输
4、出设备后备存储器图2-1 计计算机硬件的的基本组成二、输入/输出出设备输入/输出设备备一般由两部部分组成,一一部分是设备备本身,另一一部分是设备备接口,用来来控制并实现现设备与主机机之间的信息息传送。有时时也将输入/输出设备和和辅助储存器器称为外围设设备,这是因因为这些设备备不属于CPPU,但又位位于CPU附附近。(一)输入设备备输入设备用来输输入原始数据据和处理这些些数据的程序序。输入的信息有数数字、字母和和控制符等,人人们常用8位位二进制码来来表示1个数数字(0-99)、1个字字母(A、BB、C、.X、Y、ZZ)或1个控控制符。当前前通用的是AASCII码码,它用7位位二进制码来来表示1个
5、字字符,最高的的1位可用于于奇偶校验或或作为其它用用处。在计算算机中,一般般把8位二进进制码称为11个字节。在在我国使用的的计算机,一一般都要求有有汉字处理能能力,在机内内一般用2个个字节来表示示1个汉字。计算机系统使用用多种输入设设备:1、 联机输入设备这是直接进行人人-机通信的的输入设备。例例如,与计算算机的工作站站直接连接或或在线连接的的键盘。用户户通过敲击键键盘将信息输输入到计算机机。键盘上有有一些特殊的的功能键,根根据所操作软软件的不同,这这些功能键有有着不同的作作用,如存盘盘、帮助等。键键盘上的SHHIFT、CCONTROOL和ALTT键可以和其其他键一起使使用。在图形化用户界界面
6、中,越来来越多地用到到鼠标。鼠标标有一个小球球,还有两到到三个按钮。当当鼠标在桌面面上移动时,小小球跟着滚动动,这些滚动动信息传递到到计算机中,同同时,在屏幕幕上出现相应应的指针。通通过单击或者者双击按钮,用用户进行输入入。跟踪球和鼠标的的工作原理基基本相同,只只是通过手来来操作球。常常常用于便携携式电脑。 2、脱脱机输入设备备 这是读读取以磁化方方式记录在专专门涂敷的塑塑料带或软盘盘上的数据的的输入设备。软软盘和磁带是是计算机中用用来存放数据据和程序的存存储介质,但但有时也可用用于脱机输入入。首先利用用专用设备将将信息录入盘盘或带后,再再将盘或带装装入计算机。3、特殊输入设设备近年来,为了简
7、简化输入方式式,又出现了了一些特殊的的输入设备。(1)光标记阅阅读机光标记阅读机用用来阅读卡片片或者页面上上的图形符号号,根据图形形符号所在的的位置来确定定它的取值。例例如,在英文文考试中,我我们经常通过过在不同的位位置涂圈或者者划线来表示示不同的选项项。(2)光标记识识别光标记识别技术术用来识别打打印字符或者者认真的手写写字符。通过过光线来把握握字符的轮廓廓,然后和已已经保存的字字符库进行比比较,从而识识别出字符来来。(3)磁墨水字字符识别用含有氧化铁的的墨水将高度度规格化的字字符打印在文文档上,然后后将这些文档档通过磁场,再再进行识别。这这种技术大多多用于银行系系统。(4)条形码在超市购物
8、时会会接触到条形形码阅读机。在在每一件商品品上,都会有有黑、白的细细线组成的通通用产品代码码,通过条形形码阅读机将将这些条形码码信息转化为为磁性介质上上的信息,可可以交由计算算机进行处理理。(5)扫描仪使用扫描仪可以以将文本或者者图像输入计计算机。对扫扫描进来的文文件可以进行行编辑和修改改。(6)触摸屏一些医院或者商商场会利用触触摸屏进行导导医或者导购购。用户通过过触摸屏幕,可可以选择屏幕幕上的菜单项项。它的操作作类似于鼠标标。(7)自动语音音识别自动语音识别使使得人们可以以直接和计算算机对话。自自动语音识别别系统,不仅仅要捕获词汇汇,还要辨别别意群以组成成句子。一个个自动语音识识别系统包括括
9、输入装置(话话筒)、识别别单词的软件件、词汇数据据库(在这个个数据库中保保存着与人所所说的词语相相匹配的单词词)。(二)输出设备备输出设备从CPPU中取出机机器代码形式式的结果,然然后将其转换换成人们可读读的形式或另另一处理周期期的机器输入入。输出设备备输出的可以以是数据、文文字、表格、图图形、图象或或语言。最常常用的输出设设备是显示器器和打印机。1、 显示器显示器往往用于于临时性的输输出。处理的的中间结果或或操作提示可可显示在屏幕幕上。为了监监视人工输入入信息的正确确性,在用键键盘输入信息息时,也可将将输入的信息息显示在屏幕幕上,如有错错误,可及时时纠正。2、 打印机打印机一般分为为字符打印
10、机机和激光打印印机。计算机机运行的最终终结果往往需需要打印在纸纸上,如为图图形,可使用用绘图仪画在在纸上。3、脱机输出设设备软盘和磁带有时时也可用于脱脱机输出,即即先在计算机机中将信息写写入磁介质中中,然后取出出磁介质,脱脱机保存。三、存储器 存储器用来存放放程序和数据据,是计算机机中各种信息息的存储和交交流中心。存存储器可与CCPU、输入入/输出设备备交换信息,起起存储、缓冲冲、传递信息息的作用。对存储器的基本本要求是能够够按指定地址址读出/写入入信息。存储储器由许多存存储单元组成成,所有单元元按顺序依次次编号,每个个单元的编号号称为此单元元的地址,每每个单元的地地址是各不相相同的,例如如某
11、存储器有有1024个个单元,则它它的地址编码码从0到10023。如果果一个存储单单元存放一个个字节,称之之为按字节编编址。但一次次读出/写入入过程往往是是读出/写入入一个字,字字长因机器而而异,例如有有的机器以332位二进制制码(即4个个字节)作为为一个字,而而有的机器以以64位二进进制码作为一一个字。存储器中包含的的所有存储单单元之总和称称为存储容量量,读出/写写入一个字的的时间称为读读写时间(或或存取时间),两两次读出/写写入操作之间间的时间间隔隔称为读写周周期(或存取取周期)。存储器又有主存存储器和辅助助存储器之分分,在计算机机上运行的当当前程序和数数据存放在主主存储器中,主主存储器一般
12、般为半导体存存储器,辅助助存储器一般般指的是磁盘盘存储器、磁磁带存储器和和光盘存储器器。四、中央处理器器(CPU)中央处理器(CCPU)是计计算机系统的的核心。CPPU由三部分分组成:主存存储器部分、算算术-逻辑部部分和控制部部分。运算器是对信息息或数据进行行处理和运算算的部件,经经常进行的是是算术运算和和逻辑运算,所所以在其内部部有一个算术术和逻辑运算算部件ALUU。在计算机机中,一些复复杂的运算往往往被分解成成一系列算术术运算和逻辑辑运算。控制器主要用来来实现计算机机本身运行过过程的自动化化,即实现程程序的自动执执行。在控制制器控制之下下,从输入设设备输入程序序和数据,并并自动存放在在存储
13、器中,然然后执行在存存储器中的程程序,最后将将结果打印输输出。程序是是由一系列指指令组成的,执执行程序的过过程实际上是是按一定顺序序执行一串指指令的过程。控控制器产生一一系列控制信信号,控制从从存储器中取取出指令,分分析指令功能能,完成指令令规定的操作作,并确定下下一条指令的的地址,不断断重复,直到到程序执行完完毕。 五、计计算机的类型型 (一)通用和专专用计算机专用计算机是完完成某一专门门任务的计算算机,其指令令程序是固化化或永久存储储在该机器上上的。虽然它它缺乏通用性性,但它执行行其单一任务务时很快,效效率很高。比比如用于监视视家庭设施、控控制燃料、点点火以及汽车车中的仪表系系统等。通用计
14、算机是一一种可存储不不同的程序、应应用范围无可可估量的计算算机。通用计计算机的通用用性只是受人人们创造力的的限制。大多多数情况下所所使用的计算算机是通用计计算机。(二)微型、小小型、大型计计算机和超级级计算机规模最小的叫做做微型计算机机或小型计算算机。微型计计算机或个人人计算机是最最小的通用系系统。小型计计算机也是小小型通用系统统。尽管某些些新的微型计计算机的性能能已超过某些些旧的小型机机,但一般来来讲小型机比比微型计算机机功能更强,价价格更贵。随着规模的增大大,就形成了了大型计算机机,它比一般般的小型机有有更快的处理理速度和更大大的存储容量量。最后是超级计算算机,它用于于处理更复杂杂的科学问
15、题题,这种计算算机规模最大大、速度最快快。 六、计计算机的发展展 (一)第一代计计算机(19946-19959)第一代计算机的的主要特点是是采用电子管管作为基本器器件。第一代代计算机中的的二进制运算算、随机存取取和存储程序序的概念,在在当今的计算算机中仍是普普遍使用的。(二)第二代计计算机(19959-19964)第二代计算机采采用晶体管作作为主要器件件。使用晶体体管可做成功功能更强、更更可靠、更价价廉的计算机机,它与真空空管计算机相相比占地面积积小,功耗小小。需要指出的是,在在第一代、第第二代和第三三代的部分时时间内,计算算机硬件是非非常昂贵的。由由于竞争激烈烈,带来了硬硬件上的重大大革新,
16、结果果使得计算机机效能猛增而而价格却在降降低。这个趋趋势是由第二二代计算机的的出现而形成成的,现在仍仍在继续这种种趋势。(三)第三代计计算机(19964-19971)第三代计算机中中用集成电路路完成了第二二代计算机中中的晶体管所所完成的任务务。第三代计计算机基本上上解决了第二二代计算机中中的兼容性问问题。然而第第三代计算机机与第二代有有本质上的差差别,其变化化是完全的、彻彻底的,而不不是在此基础础上的改良,这这给成千上万万计算机用户户带来惊人的的变化。第三代计算机工工作得很快,它它具备同时运运行多个程序序(多道程序序)的能力。例例如,任何时时刻,一台计计算机既可打打印工资单,同同时又可接收收订
17、单,也可可测试程序。(四)第四代计计算机目前大多数计算算机销售商将将他们的计算算机归作第四四代计算机,少少数则称是属属于第五代。有有些人主张把把推出大规模模集成电路(单单位空间上有有更多的电路路)的19771年作为第第四代计算机机的起点。微处理器是对第第四代计算机机的问世的最最重要的贡献献之一。一个个硅片便可包包容的微处理理器是一种微微型化电子电电路产品。第三节 计算机软件件一、操作系统操作系统是计算算机系统中最最重要的软件件。没有操作作系统,计算算机就无法工工作。操作系系统是从管理理程序发展而而来的,它提提供了实际机机器所没有的的、但在汇编编语言和高级级语言的使用用和实现过程程中所需的某某些
18、基本操作作和数据结构构。操作系统统一般具有如如下功能:作作业管理;资资源管理;II/0操作控控制;错误恢恢复和存储器器管理。操作系统主要朝朝着两个主要要的目标发展展:第一,为为程序的开发发和执行提供供一个方便的的环境;第二二,操作系统统试图通过对对计算任务的的调度以确保保计算系统的的良好性能。二、程序设计语语言 程序设计语言由由所有允许人人机通信的符符号、字符以以及使用规则则组成。 (一)机机器语言计算机的机器语语言由二进制制数字串组成成,并且是唯唯一能被CPPU直接“理解”的语言。任任何机器语言言指令至少由由两部分组成成。第一部分分是命令或操操作,它告诉诉计算机将完完成什么功能能,每一台计计
19、算机都有一一个操作码来来完成其功能能。指令的第第二部分是操操作数,它告告诉计算机在在哪里找到或或存储数据以以及将要操纵纵的其它指令令,它们是计计算机将要操操纵的对象,一一条指令的操操作数的数目目因计算机不不同而异。(二)汇编语言言为了减轻程序员员的负担,550年代初期期开发了助记记符操作码和和符号地址。为为了完善程序序准备过程,首首先要做的工工作之一是用用字母符号(即助记符)去替代数字字化的机器语语言操作码。现现在,每一个个计算机都有有一套助记符符代码,当然然实际的符号号因机器类型型、型号而异异。计算机仍仍使用机器语语言处理数据据,但汇编语语言软件首先先把特定操作作码符号翻译译成对应的机机器语
20、言。在汇编语言中由由程序员书写写的指令程序序被称作源程程序,当该源源程序由汇编编程序转换为为机器码后,则则被称为目标标程序。汇编语言较之机机器语言具有有许多优点,它它能节省时间间,减少细节节,较少出错错,而且产生生的错误也易易于发现。汇汇编语言书写写的程序较之之机器语言程程序更易修改改,但也存在在一些局限,汇汇编语言的编编码(编程)仍然十分耗耗时。汇编语语言的一个最最大的缺陷在在于它是面向向机器的,即即它们是为特特定的处理器器而设计的,程程序在不同机机器上要重新新编码才能执执行。(三)高级语言言助记符技术和宏宏指令的研制制与开发导致致了高级语言言的研制与开开发。高级语语言通常面向向某类特定的的
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