2023年大学计算机基础知识点高手总结免费.docx
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1、第一章 计算机及信息技术概述1. 电子计算机进展历程1946 年 2 月由宾夕法尼亚大学研制成功ENIAC 是世界上第一台电子数字计算机。“诞生了一种电子大脑” 致命缺陷:没有存储程序。电子技术进展增进了电子计算机更换代:电子管、晶体管、集成电路、大规模及超大规模集成电路电子计算机进展时间: 第一代1946-1958电子管计算机,重要应用科学计算和军事计算 其次代1958-1964晶体管计算机,重要应用于数据解决领域 第三代领域1964-1971集成电路计算机,重要应用于可科学计算,数据解决,工业把握等 第四代 1971 年以来 超大规模集成电路,进一步到各行各业,家庭和个人开头使用计算机2.
2、 计算机类型按计算机用途分类:通用计算机和专用计算机按计算机规模分类:巨型机、大型机、小型机、微型机、工作站、效劳器、嵌入式计算机按计算机解决数据分类:数字计算机、仿照计算机、数字仿照混共计算机3. 计算机特点及应用领域计算机是一种能依据事先存储程序,自动、高速地进展大量数值计算和各种信息解决当代化智能电子设备。含义A. 运算速度快运算速度用MIPS(百万条指令每秒)来衡量,是计算机性能指标之一B. 计算精度高应用于数值计算C. 具备规律推断力气 信息检索、图形识别D. 记忆性强E. 牢靠性高、通用性强 应用于数据解决、工业把握、关心设计CAD、关心制造CAM办公自动化。应用领域:1数值计算
3、重要是科学争论等数学计算问题 2数据及事务解决 非科技方面数据治理和计算解决3) 自动把握与人工智能 多用于航空航天领域4) 计算机关心设计CAD、计算机关心制造CAM、计算机关心教学CAI5) 通信与网络4. 计算机进展趋势:巨型化、微型化、网络化、智能化 1、光计算机2、生物计算机3、量子计算机5. 惯用数制进位制进位规章基数所用数码位权表达符号二进制逢二进一R=2O,12iBBinary八进制逢八进一R=80,1,78iOOctal十进制逢十进一R=100,1,910iD(Decimal)十六进制逢十六进一R=160,1,9,A,.F16iH(Hexadecimal)基数:R 进制基数=
4、R位权:在数制中,各位数字所示值大小不但与该数字自身大小关于,还与该数字所在位置关于,咱们称这关系为数位权。位权:一种与数字位置关于常数,位权=Rn6. 数据、信息和信息编码概念数据不但指数字、字母、文字和其她特别字符。并且还涉及图形、图像、动画、影像、声音等多媒体数据。信息是人们依据预先目,通过从各种不同渠道、不同角度观测记录反映客观事物状态和特性某种概念或通过加工后数据。信息强调是对人有用数据,这些数据将或许影响到人们行为与决策。数据是客观存在事实、概念等,是一种可供加工特别表达形式。信息编码根本元素是 0 和 1 两个数码,称为二进制。7. 计算机仍承受二进制位数表达信息因素:1) 物理
5、上简洁实现 2运算规章简朴 3牢靠性高 4易于实现规律运算和规律推断8. 二进制和其他进制转换十进制转二进制:整数某些除以2 取余,直至商为0;小数某些乘以2 取整,直至小数某些为 0 或到达所需精度为止。十进制转八进制:方法同上。整数某些除以8,小数某些乘以 8。十进制转十六进制:方法同上。整数某些除以16,小数某些乘以 16。9. 计算机中数据单位位(bit):计算机存储数据最小单元(0、1) 字节(Byte):解决数据根本单位(8bit/Byte) 惯用字节计数单位:1KB1024 Byte (210B)1MB1024 KB (220B)1GB1024 MB(230B)1TB1024 G
6、B(240B)字长:CPU 一次解决数据二进制位数。10. 信息表达与编码所谓编码,就是运用数字串来标记所解决对象不同个体。 在数学中,数值是用“”和“”表达正数和负数,而在计算机中只有 0 和 1,因此正负号也用 0 和 1 表达,即数值符号数字化。 “模”是指一种系统所能表达数据个数。按模运算是指运算成果超过模时,模或模整数倍将溢出而只剩余余数。假设M 为模,假设数a,b 满足abM,则称a,b 互为补数。在有模运算中,减去一种数等于加上这个数对模补数。 原码 用 0 表达正号 1 表达负号 例如:+4510原码为001011012,-45原码为101011012 反码 对于正数,其反码与
7、其原码相像;对于负数,用相应正数原码各位取反来表达, 涉及将符号位取反。 补码 正数补码与原码和反码相像;负数补码为该负数反码末位加1.11. 实数表达定点数:小数点位置固定数称为定点数。浮点数:小数点位置不固定数称为浮点数 BCD 码 即用二进制位表达十进制,最常用是842BCD 码承受四位二进制表达一位十进制。 ASCII 码 承受 7 位二进制表达一种字符,一种字节占 8 位二进制,一种 ASSII 码占最低 7 位,最高位一般定位 0.可以有 27中状态,即 128 种状态。 中文编码输入码a) 输入码b) 国标码和区位码:每个中文占两个字节编码,且每个字节最高位均为 0。全部中文分
8、94 个区,每个区 94 个中文。由此构成区位码。而区位码区码和位码各加 32 就得到国标码。c) 机内码d) 字型码:中文存储在计算机内承受机内码,但输出时必要转换成字形码,再依照字形码 输出中文。字形码又称中文字模,用于在显示屏或打印机上输出各种文字和符号。点阵 中文:每一种中文以点阵形式存储,有点地方为“1”,空白地方为“0”。有 1616、2424、4848 点阵等。点阵越大,字形区分率越好,字形也越美观,但中文存储字节数就多,字库也就越浩大。其次章 计算机系统1. 计算机系统构成一种完整计算机系统是由硬件和软件构成。硬件是由运算器、把握器、存储器、输入设备、输出设备五某些构成。其中:
9、 中心解决器(简称CPU)=运算器+把握器主机=中心解决器+主存储器软件是指各类程序和数据,计算机软件涉及计算机自身运营所需要系统软件和顾客完毕任务所需要应用软件。2. 冯诺依曼型计算机构造冯诺依曼型计算机是将程序和数据事先存储在外存储器中,在执行时将程序和数据先从外存装入内存中,然后使计算机在工作时自动地从内存中取出指令并加以执行,这就是存储程序概念根本原理。冯诺依曼计算机体系构造重要特点是:(1) 承受二进制形式表达程序和数据。(2) 计算机硬件是由运算器、把握器、存储器、输入设备和输出设备五大某些构成 。(3) 程序和数据以二进制形式存储在存储器中。(4) 把握器依照存储在存储器中指令
10、(程序) 工作。3. 中心解决器 CPU CPU:运算器部件、存放器部件和把握器部件。CPU 从存储器取出指令,放入CPU 内部指令存放器,并对指令译码。它把指令分解成一系列微操作,然后发出各种把握命令,执行微操作系列,从而完毕一条指令执行。CPU 重要性能指标 :(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 传播数据位数(3) 地址总线宽度打算了CPU 可访问地址空间(4) 工作电压低电压可削减CPU 过热,削减功耗(5) 高速缓存Cache加速CPU 与其他设备间数据互换(6) 运算速度CPU 每秒能解决指令数 运算器运算器是完毕算术和规律运算部
11、件,又称算术和规律运算单元。计算机所完毕全部运算都是在运算器中进展。运算器核心部件是:(1) 运算规律部件(2) 存放器部件 把握器把握器负责从存储器中取出指令,并对指令进展译码,并依照指令译码成果,按指令先后挨次,负责向其他各部件发出把握信号,保证各部件协调全都地完毕各种操作。 把握器重要由如下部件构成: 程序计数器。存储下一条将要执行指令在内存中地址; 指令存放器。保存当前正在执行指令; 指令译码器。用来识别指令功能,分析指令操作规定; 时序部件。产生计算机工作中所需各种定期把握信号,对各种微操作把握信号进展定期把握。以协调各部件工作挨次; 微操作把握电路。一条指令执行可以分解为一系列不行
12、再分微操作命令信号, 即微命令,以指挥整个计算机有条不紊地工作。4. 主板主板是电脑中各种设备连接载体。它供给CPU、各种接口卡、内存条和硬盘、软驱、光驱插 槽,其他外部设备也会通过主板上I/O 接口连接到计算机上。初期PC 机主板是将快速CPU、中速内存、慢速外设都连接在一条总线上,使系统总体性能得不到优化。5. 主存储器主存储器,简称主存,也叫内存储器 (简称内存),由半导体材料构成。内存分为只读存储器和随机读写存储器。 只读存储器ROM 特点:存储信息只能读出,不能随机改写或存入,断电后信息不会丧失,牢靠性高。 ROM 分类(1)掩膜式ROM(Mask ROM)(2)可编程PROM(Pr
13、ogrammable ROM)(3)可擦除EPROM (Erasable PROM)(4)电可擦EEPROM(Electrically EPROM)(5) 快擦写 ROM(Flash ROM) 随机存储器RAM特点:用于存储原始数据、中间成果、最终成果。开机前是空,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,本钱高且集成低,一般做高速缓冲存储器。(2) DRAM:动态 RAM。需要定期充电来保持数据完整性,一般所说“内存”重要由它构成。一般指如下两种类型: SDRAM-同步动态存储器 DDR-双倍速率内存(DDR2-四倍速率内存DDR3) Cache(高速
14、缓存 )Cache 是一种高速缓冲存储器,是为理解决 CPU 与主存之间速度不匹配而承受一种重要技术。其中片内 Cache 是集成在CPU 芯片中,片外 Cache 是安插在主板上。高速缓冲存储器存取速度比主存要快一种数量级,大体与CPU 解决速度相称。 多级缓存最早CPU 缓存容量很低。当集成在 CPU 内核中缓存已不能满足CPU 需求,而制造工艺上限制又不能大幅度提高缓存容量时,消灭了集成在与 CPU 同一块主板上缓存,此时把CPU 内核集成缓存称为一级缓存,而外部称为二级缓存。当前多数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。较高品位CPU 中还会带有三级
15、缓存 。6. 总线总线:是一组连接各个部件公共通信线路,是计算机内部传播指令、数据和各种把握信息高速通道,是计算机硬件一种重要构成某些。 地址总线。传播是地址信号,一般是单向传播。当CPU 需要访问某个外设时,它向地址总线发出相应外设地址信号,以选取某个外设。 数据总线。传播是数据,一般是双向传播。CPU 进展“读”时,数据由外设流向CPU,当CPU 进展“写”时,数据由CPU 流向外设。 把握总线。有是 CPU 向内存或外部设备发出信号;有是内存或外部设备向 CPU 发出信号。对每条把握线而言信号是单向传送,但作为整体是双向。系统总线原则大体可分为ISA 总线、PCI 总线、PCI Expr
16、ess 三个阶段。 ISA 总线。是最早 8 位系统总线。日后扩展到 16 位。ISA 是当代个人计算机根本。 PCI 总线。重要特点是传播速度高,广泛应用于当代微机中。 AGP 总线。专为系统中一块图形显示卡设计总线。 PCI Express 总线。是一代总线接口。7. 接口I/O 接口是连接主机和外部设备之间规律部件,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)构成。依照 I/O 接口与否内嵌在主板中,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,由主板供给外设接口电路插座,如键盘接口、鼠标
17、接口、USB 接口、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电路板(接口卡)上,接口卡必要插在总线扩展插槽上(如PCI、PCI Express 插槽等) 。非存储设备 常用非存储设备有;键盘、鼠标和显示屏、打印机。存储设备 也叫外存。存储设备一般分为磁介质、光介质、半导体介质。8. 输入/输出子系统 简称外设1) 磁介质 磁介质存储设备使用磁性来存储数据位。最常用磁介质存储设备是磁盘和磁带。软盘、硬盘都是属于磁介质存储设备。软盘由于在读写速度、存储稳定性、存储容量上不能满足顾客需要而几乎被裁减了。2) 光介质 光存储设备是使用激光技术来存储和读写数据。C
18、D-ROM/CD-R/DVD3) 半导体存储设备 半导体设备一般承受一种叫做“Flash Memory”技术,即闪存技术。重要代表物是U 盘9. 光盘存储器光盘简称 CD(Compact Disc)是运用塑料盘片外表凹凸不平特性,通过光反射来记录和识别二进制 0、1 信息。光盘分类: 只读型光盘只读光盘中数据是在制作时写入,顾客只能读数据,而不能写入或修改光盘中数据。音频光盘CD-DA、数据光盘 CD-ROM、VCD、DVD 等都属于只读光盘。 一次写入光盘这种光盘容许一次写入数据,但不能修改和擦除数据, 如 CD-R。 可擦写光盘这种光盘可屡次写入或修改数据,如CD-RW。10. 硬盘硬盘是
19、微机最重要外部存储器,惯用于安装微机运营所需系统软件和应用软件,以及存储大量数据。 硬盘存储格式硬盘是由各种涂有磁性物质金属圆盘盘片构成,盘片每一面均有一种读写磁头,在 对硬盘进展格式化时,将对盘片进展划分磁道和扇区,对于大容量硬盘还将各种扇区组织起 来成为一种块“簇”,簇成为磁盘读写根本单位。有簇是一种扇区,有有好几种扇区, 可以在格式化参数中给定。 硬盘性能指标 硬盘容量。当前微机上所配备硬盘一般在200GB 以上。 硬盘转速。硬盘转速越快,硬盘查找文献速度也就越快。当前主流硬盘转速一般为 7200rpm 以上。 缓存。硬盘自带缓存,缓存越多,越能提高硬盘访问速度。 硬盘接口硬盘接口分为
20、IDE、SATA、SCSI 和光纤通道四种,IDE 接口硬盘多用于家用产品中,SATA 是种生硬盘接口类型。 硬盘格式化 硬盘低档格式化。重要是对一种硬盘划分磁道和扇区。 硬盘分区。把硬盘划分为成假设干个相对独立规律分区 。 硬盘高档格式化。高档格式化重要是对指定硬盘分区进展初始化,建立文献分派表以便系统按指定格式存储文献。11. 打印机惯用有针式打印机、喷墨打印机和激光打印机等。 针式打印机特点。运用钢针击打色带把色带上墨打印在纸上形成文本或图形。缺陷是打印质量差、速度慢、噪声大;特长是可以打多联纸,耗材相对较廉价。 喷墨打印机特点。打印头上有假设干个喷头,打印时,墨水以每秒近万次频率喷射到
21、纸上。与其他两类打印机相比,在打印质量、速度、噪声及本钱方面处在中档层次。 激光打印机特点。运用激光可以形成很细光点,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。特长是打印速度快、噪音低、质量好,缺陷是价格及打印本钱较高。对三种打印机打印效果比照来说,激光最正确,喷墨另一方面,而针式相对较差。12. 计算机指令系统指令:是指计算机执行特定操作命令。是程序设计最小语言单位。指令构成:操作码+地址码操作码和操作数指令系统:是指一台计算机所能执行全部指令集合。不同型号计算机有不同指令系统。它反映了计算机解决力气。可分为如下四个环节:开头执行程序时,先给程序计数器PC 赋以第一条指令首
22、地址 0100H。取指令 依据计数器中地址从内存中取出指令(070270H),并送往指令存放器。然后计数器PC 自动加 1 指向下一指令地址。分析指令 对指令存放器中存储指令(070270H)进展分析,由译码器对操作码 (07H)进展译码,由地址码(0270H)拟定操作数地址。执行指令 取出操作数,去完毕该指令所规定操作。例如做加法指令,取内存单元(0270H) 值和累加器值相加,成果还是放在累加器。一条指令执行完毕,再回到取指令阶段开头下一指令执行。13. 计算机硬件系统性能指标(1) CPU 主频。主频越高,单位时间内完毕指令数也越多,CPU 工作速度也就越快。(2) 字长。字长越长,计算
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