大学计算机基础总结与复习

大学计算机基础总结与复习第1章计算机的基本概念1.1计算机概述1、电子计算机={电子模拟计算机，电子数字计算机}2、计算机之父——冯·诺依曼(J.VonNeumann)，奠定现代计算机的体系结构。3、冯·诺依曼在EDVAC设计方案中提出了“存储程序”原理4、计算机的三个特征：①基本器件由电子器件组成②具有内部存储信息的能力，内部信息以二进制数表示③运算过程由程序自动控制5、计算机的工作方式IPSO：I（input，输入）、P（process，处理）、S（store，存储）、O（output，输出）6、计算机的特点：①指令周期快②运算精度高③可靠性高④具有逻辑判断能力⑤通用性强(P3)7、计算机的分类：①巨型计算机②大中型计算机③小型计算机④微型计算机⑤工作站(P4)8、巨型计算机：通常有多个处理器、指令周期达万亿次、代表型计算机（我国银河系列、曙光系列、国外的Cray系列）、机构复杂、价格昂贵、主要用于军事、天气预报、地质勘探以及大型科学计算等。9、微型计算机：以微处理器为核心构造的计算机，体积小、价格低、使用方便，代表型计算机（IBMPC系列、目前所使用的计算机）10、计算机的应用领域：①科学计算②信息处理③自动控制④计算机辅助工程⑤人工智能⑥计算机网络(P6)11、科学计算：也称数值计算，用计算机来解决科学研究和工程技术中的复杂计算问题。12、信息处理：也称数据处理，用计算机对各种信息进行收集、存储、整理、分类、统计、加工、利用以及传播等。信息处理是计算机应用最广泛的领域。实例：学籍管理、工资管理、图书管理等13、自动控制：也称实时控制或过程控制，用计算机控制生产或工作过程。实例：数控机床、飞机自动驾驶14、计算机辅助工程：CAD（计算机辅助设计）、CAM（计算机辅助制造）、CAI（计算机辅助教学）、CAT（计算机辅助测试）15、人工智能（AI）:用计算机模拟人的智能活动，如感知、记忆、联想、推理、学习、理解等。实例：计算机翻译、智能机器人、计算机下棋、专家系统、计算机定理证明等(P7)16、计算机网络：计算机技术和通信技术相结合，把发布在不同地点的计算机连接在一起，组成计算机网络，以共享资源（硬件、软件和信息）。(P8)1.2计算机的发展简史1、加法机：由帕斯卡（Pascal）设计制造(P8)2、乘法机：由莱布尼兹（Leibniz）设计制造(P8)3、差分机、分析机:由巴贝奇（babbage）设计。分析机具有现代计算机的若干特征(P9)4、Mark-I：由艾肯（Aiken）设计，IBM公司制造，是分析机的翻版。(P9)5、现代计算机：ENIAC、EDVAC等(P10)6、ENIAC：第一台电子计算机，诞生于1946年，由莫奇里（Mauchly）和埃克特（Eckert）在宾夕法尼亚大学的穆尔学院设计制造，用了18000多个电子管，30吨重，每秒可做5000次加法。ENIAC的工作原理不是“存储程序”原理，是“接线控制”原理。(P10)7、EDVAC：冯·诺依曼在ENIAC即将竣工时来到宾夕法尼亚大学的穆尔学院，针对ENIAC的不足，提出EDVAC了设计方案，方案中提出了“存储程序”原理，现在的计算机一直采用该工作原理。(P10)8、现代计算机发展的四个阶段：第一代计算机、第二代计算机、第三代计算机、第四代计算机。(P11)9、第一代计算机（1945-1958）：采用电子管作为基本元器件，使用机器语言和汇编语言进行程序设计。10、第二代计算机（1959-1964）：采用晶体管作为基本元器件，使用汇编语言和高级语言进行程序设计。11、第三代计算机（1965-1970）：采用中小规模集成电路作为基本元器件，出现了操作系统。12、第四代计算机（1970-今）：采用大规模、超大规模集成电路作为基本元器件，出现了数据库管理系统和微型计算机。13、微型计算机的发展以微处理器的换代（主要是微处理器的字长）为标志，经历了5个阶段。(P13)14、第一代微型计算机：1981年8月，IBM公司的IBM-PC诞生，微处理器是Intel8008，字长8位。后来又设计生产了IBM-XT，微处理器是Intel8086，字长8位。15、第二代微型计算机：1984年8月，IBM公司的IBM-PC/AT诞生，微处理器是Intel80286，字长16位。16、第三代微型计算机：1986年，Compaq公司率先采用Intel80386微处理器的计算机诞生，字长32位。17、第四代微型计算机：1989年，Intel公司的Intel80486微处理器诞生，字长32位，随后出现了基于Intel80486微处理器的计算机。18、第五代微型计算机：1993年，Intel公司的Pentium微处理器诞生，字长64位，随后出现了基于Pentium微处理器的计算机。1.3计算机系统的组成1、计算机系统={硬件系统，软件系统}(P13)2、硬件系统={运算器，控制器，内存，输入设备，输出设备}(P14)3、计算机软件是指计算机所运行的程序及其相关的文文件数据。(P14)4、软件系统={系统软件，应用软件}5、计算机软硬件的关系：①相互依赖②相互配合③相互推动6、运算器：负责完成算术运算和逻辑运算。（P15）7、控制器：控制计算机的其他各部件，并协调它们之间的工作8、内存：存储计算机中的数据和程序9、输入设备：向计算机输入程序和数据10、输出设备：向计算机用户输出中间结果和最终结果11、计算机中是三种信息流={数据流，指令流，控制流}。(P15)12、数据流：输入设备-内存，内存-输出设备，运算器-内存，内存-运算器13、指令流：内存-控制器14、控制流：控制器-输入设备，控制器-输出设备，控制器-内存，控制器-运算器15、总线={数据总线，地址总线，控制总线}(P15)16、一条指令的执行分为三个步骤：取指令、分析指令和执行指令。(P16)17、取指令：从内存某个地址中取出要执行的指令，送到CPU的指令寄存器中18、分析指令：将指令寄存器中的指令送到指令译码器中，指令译码器翻译出对应的操作19、执行指令：根据指令的译码，控制相应部件，完成相应操作。1.4计算机的硬件系统1、CPU（中央处理器）={运算器，控制器}(P16)2、运算器又称算术逻辑单元，简称ALU，主要完成算术运算和逻辑运算,包含有寄存器、累加器等部件。寄存器、累加器：暂存进行运算的数据或结果(P17)3、控制器中包含指令寄存器、状态寄存器、译码器、程序计数器等部件4、指令寄存器：存储当前要执行的指令5、程序计数器：存储下一条指令在内存中的地址6、字长是CPU的一个重要指标7、计算机中的内存被划分成若干个单元，每个单元通常存放一个字节的信息。(P17)8、为了区分各存储单元，对每个存储单元指定唯一一个编号，这个编号称为存储单元的地址。(P17)9、内存中所有存储单元的总和称为存储容量。10、内存={主存储器（内存），辅助存储器（外存）}(P18)11、内存直接和运算器、控制器、输入设备、输出设备联系，容量小（与外存相比），访问速度快（与外存相比）。12、内存={ROM，RAM}13、ROM：只读存储器，生产时把信息固化在其中，计算机不能修改和写入其中的信息，断电后，其中的信息不丢失。14、RAM：读写内存，计算机能修改也能写入信息，断电后，其中的信息丢失。15、一台计算机中通常ROM的容量小与RAM的容量。16、外存={硬盘，软盘，光盘，U盘，……}(P18)17、软盘和硬盘都是磁介质内存。都是通过磁头读写其中的信息。18、软盘有一个写保护口或滑块，处于写保护时，不能对软盘写入信息，这种方法可防止病毒传染到软盘中。(P19)19、输入设备={键盘，鼠标，光笔，触摸屏，条形码扫描仪，扫描仪，话筒，……}（P19）20、输出设备={显示器，打印机，绘图仪，音箱，……}(P19)21、显示器的一个重要指针是分辨率，即可显示多少个像素，用列数×行数表示。(P20)22、显示器与主机之间通过显示器适配卡（简称显卡）连接。(P20)23、显示器={CRT显示器，LED显示器}24、打印机={针式打印机，喷墨打印机，激光打印机}(P20)25、针式打印机：通过打印头中的打印针撞击打印头前的色带进行打印的。噪音大、速度慢、质量差，但成本低。26、喷墨打印机：通过喷墨管把墨盒中的墨水喷到打印纸上进行打印的。噪音小、速度中、质量中、成本中。27、激光打印机：通过激光和电子照相技术进行打印的。噪音小、速度快、质量高、成本高。1.5计算机软件系统1、软件系统={系统软件，应用软件}(P21)2、系统软件={操作系统(OS)、语言处理程序、数据库管理系统，实用工具软件}，最重要的系统软件是操作系统。3、应用软件：为某一具体应用编写的软件。如：……4、操作系统：综合管理计算机的软硬件资源，合理组织计算机的工作流程，方便用户使用的一组程序的集合。5、用户只有通过操作系统才能和计算机打交道。(P22)6、操作系统的重要作用：①提高系统资源的利用率②提供方便友好的用户接口③提供软件开发和运行的环境7、操作系统五大概念模块：①作业管理②进程管理③存储管理④设备管理⑤檔管理(P23)8、操作系统分类：①按使用环境分为：批处理操作系统、分时操作系统、实时操作系统②按用户数分为：单用户操作系统、多用户操作系统③按硬件结构分为：网络操作系统、分布式操作系统、多媒体操作系统(P23)9、计算机指令：在设计计算机CPU时规定的计算机所能完成的基本操作。10、指令=操作码＋操作数(P23)11、操作码：表示操作的性质12、地址码：表示操作数的数据或操作的数据在内存中的位置13、指令={数据处理指令，数据传送指令，程控指令，状态管理指令}14、指令系统：计算机中所有指令的集合。15、指令系统有两类：复杂指令系统和精简指令系统。对应的计算机有两类复杂指令系统计算机(CISC)和精简指令系统计算机(RISC)16、计算机语言={机器语言，汇编语言，高级语言}（P24）17、低级语言={机器语言，汇编语言}，面向机器的语言。18、机器语言：就是计算机的指令系统。计算机可直接执行机器语言编写的程序。19、汇编语言：符号化了的机器语言。计算机不能直接执行汇编语言编写的程序，需要用汇编程序把它翻译成机器语言程序（目标程序）后，才能执行。20、高级语言：独立于机器的语言。计算机不能直接执行高级语言编写的程序，需要翻译处理程序。(P25)21、高级语言的翻译处理程序有两种工作方式：①解释方式（解释程序）②编译方式（编译程序）22、解释程序：对高级语言程序逐句解释并执行，不产生目标程序，并立即得到程序的结果。早期的BASIC语言就是采用解释方式处理的。23、编译程序：把高级语言程序翻译成等价的机器语言程序（目标程序），运行目标程序后才能得到程序的结果。FORTRAN、PASCAL、C等采用编译方式处理的。24、数据库管理系统(DBMS)，对数据进行统一管理的软件。完成数据库的定义和建立、数据苦的操作、数据库的运行控制等功能。(P26)25、常见的DBMS有：FosBASE、FosPro、INFORMIX、ORACLE、SQLserver等。26、实用工具软件={计算机管理程序，错误诊断和检查程序、测试程序、调试程序、杀病毒软件}第3章计算机中信息的表示3.1计算机科学中常用的数制1、数制={进位计数制，非进位计数制}(P52)2、进位计数制：十进制、12进制、60进制等。3、非进位计数制：罗马数。4、进位计数制的两个要素：①基数②位权5、基数：基数制中所用到的数字符号的个数。6、位权（权）：某一位上的数字1所代表的大小。7、计算机科学中常用的数制：十进制、二进制、八进制、十六进制。8、十进制：①数码={0，1，2，3，4，5，6，7，8，9}，②基数=10③位权=10n，小数点往左依次0,1,2…，小数点往右依次-1,-2,-3…9、二进制：①数码={0，1}，②基数=2③位权=2n，小数点往左依次0,1,2…，小数点往右依次-1,-2,-3…10、