计算机的概述

  1. 计算机的发展
    知识要点:
    (1)1946年第一台电子数字计算机是
    ENIAC**(埃尼阿克)由美国宾夕法尼亚大学研制成功,出于军事目的占地约150平方米,其使用电子管作为主要器件。
    (2)计算机的发展按构成元件可划分为4个发展时代:
    在这里插入图片描述
    第一代计算机(1946-1957)
    1)确立了模拟两可变换成数字量进行计算的新时代
    2)形成了电子数字计算机的基本结构,即冯·诺依曼结构
    3)确定了程序设计的基本方法
    4)首次使用阴极射线管CRT作为计算机的字符显示器

    第二代计算机(1958-1964)
    1)开创了计算机处理文字和图形的新阶段
    2)系统软件出现了监控程序,提出了操作系统的概念
    3)高级语言以投入使用
    4)诞生了鼠标作为输入设备

    第三代计算机(1965-1970)
    1)运算速度已达到100万次/s以上
    2)操作系统更完善
    3)出现结构化程序设计方法
    4)序列机的推出,较好的解决了“硬件不断更新,软件相对稳定”的矛盾
    5)机器可根据其性能分成巨型机,大型机,中型机和小型机

    第四代计算机(1971-至今)
    1)计算机发展进入了以计算机网络为特征的时代
    2)微型机是第四代计算机的典型代表
    3)操作系统的不断完善,应用软件的开发成为现代工业的一部分

  2. 计算机的分类
    数据处理方式分为:电子数字计算机,电子模拟计算机,数模混合计算机。
    计算机使用范围分为:通用计算机,专用计算机。
    规模和处理能力分为:巨型机,大中型机,小型机,微型机和工作站等等。

    	例题:
    	1.个人计算机简称PC机,这种计算机属于	**微型计算机**。
    	2.计算机可分为数字计算机,模拟计算机和数模混合计算机,这种分类是依据 **处理数据的方式**。
    
  3. 计算机系统的组成
    在这里插入图片描述

  4. 硬件系统(冯·诺依曼结构)
    1946年,冯·诺依曼提出了存储程序的原理,奠定了计算机的基本结构和工作原理的技术基础。

    主要思想:
    程序和数据存放在计算机内部的存储器中,计算机在程序控制下一步一步处理,直到得到处理结果。
    现在所有的计算机都遵循了冯·诺依曼结构

    计算机硬件系统的主要组成部件:运算器,控制器,存储器,输入设备,输出设备
    运算器:进行算数和逻辑运算。
    控制器:计算器的指挥控制中心,根据指令要求完成相应操作,产生一系列控制命令,使计算机各部件自动,连续协调工作。
    存储器:保存程序,数据,运算的中间结果和最后结果的记忆装置。
    在这里插入图片描述
    运算器和控制器统称为中央处理器(CPU),输入设备和输出设备统称为I/O设备(input/output)。
    计算机的微处理器芯片上集成了控制器和运算器。

  5. 软件系统
    不装备任何软件的计算机称为裸机,只有硬件系统。

    指令
    由操作码(做什么操作,如+,-)和地址码(操作数或操作结果的存放位置)组成。

    程序
    一系列有序指令或语句的结合。
    为解决某一特定的问题而设计的指令序列为程序。

    程序设计语言的分类
    机器语言:计算机能识别并直接执行的计算机语言。
    汇编语言:需要编译成机器语言。(使用“汇编程序”汇编成机器程序)
    高级语言:如JAVA,C等等。(使用“编译程序”编译,并连接为机器语言程序)

    软件的分类
    系统软件:用于管理,监控和维护计算机资源以及开发应用软件。(如操作系统,数据库管理系统,语言处理程序等)
    应用软件:解决各类实际应用问题而编制的软件。

  6. 微型计算机的硬件组成
    CPU
    即中央处理器,是计算机的核心,包括运算器和控制器等等。

    主板
    是计算机各种部件相互连接的纽带和桥梁,包括基本让你输入输出系统(BIOS),高速缓冲存储器(cache),内存插槽,CPU插槽等。

    内存
    存储器分为内存河和外存,内存是计算机可直接存取程序和数据的地方。

    内存又分为ROM和RAM
    ROM:只读存储器,由厂家直接写入,并永久保存,计算机断电之后不会丢失,用来存储固定的系统软件等。
    RAM:随机存储器,可任意进行读写,用来保存运行的程序和数据,断电后即丢失

    接口
    主机和外部设备之间的桥梁,分为并行接口和串行接口。

    系统总线(BUS)
    总线是计算机系统各部件之间相互连接和传输信息的公共通道。
    计算机各部件传输信息的公共通路称为总线。一次传输信息的位数称为总线的宽度。

    总线分类
    总线按传送的信息分为:数据总线,地址总线和控制总线。

常用的外部设备:
外存储器:主要有硬盘,光盘,软盘和U盘。断电后不丢失数据。
其他外设:鼠标,键盘,扫描仪,显示器,打印机(当前输出速度最快的打印机是激光打印机),绘图仪等。

微型计算机的主要性能指标:
1)运算速度
2)主频
3)字长
4)内存容量
5)外部设备的配置和扩展能力
7. 字符编码
目前,大多数计算机采用“ASCII”码作为字符编码。ASCII码即“美国信息交换标准码”。ASCII码采用7位二进制编码,可以表示128(2的7次方)个字符:10个阿拉伯数组0~9,26个英文字母(大写,小写),32个标点符号和运算符以及34个控制符。
一个汉字的国际码占用存储字节2个
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7. 计算机中的存储概念
计算机中所有的数据都是使用二进制数来表示,即0和1表示。
使用二进制的优点:物理原件设计简单,易于实现。

	数据存储单位的术语:
		1)位(bit):二进制最小单位,用小写字母b表示。
		2)字节(byte):1个字节由8位二进制组成,用大写字母B表示,即1B=8b。
		3)字(word):字长越长精度越高,是计算机的重要的性能指标。
		4)存储量
			B(字节),KB(千字节),MB(兆字节),GB(吉字节)
			
			1B=8b,1KB=1024B,1GB=1024MB,1TB=1024GB
	
例题:
		在计算机中,信息的最小单位是位,信息总是熏醋出在计算机的存储器中,而计算机的存储容量的基本单位是字节。
		8个字节含二进制位64个。(1B=8b)
		在计算机配置的内存容量为128MB或128MB以上,其中128MB指的是128*1024*1024个字节。
  1. 数值在计算机中的表现形式
    1)十进制数(D表示)
    有10个数码:0,1,2,3,4,5,6,7,8,9
    满十进一
    2)二进制数(B表示)
    有2个数码:0,1
    满二进一
    3)八进制数(O表示)
    有7个数码:0,1,2,3,4,5,6,7
    满八进一
    4)十六进制数(H表示)
    有16个数码:0,1,2,3,4,5,6,7,8,9,A,B,C,,D,E,F

  2. 计算机的主要用途
    1)科学计算
    计算机最早应用领域就是科学计算(数值计算),当时主要应用于军事领域。
    2)数据处理
    目前应用最广泛的领域,如我们常用的word,excel就是对数据的处理。
    3)自动控制
    4)计算机辅助系统
    CAD(计算机辅助设计),CAM(计算机辅助制造),CAI(计算机辅助教学),CAE(计算机辅助工程)等。
    5)人工智能
    利用计算机来模拟人的高级思维活动,最诱人,难度大,最为活跃的领域之一。
    6)计算机网络
    实现资源共享
    7)多媒体计算机系统

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