第一章：计算机基础知识——知识点整理

第一章：计算机基础知识

知识梳理

高频考点

高频考点	重要程度
信息技术	⭐️⭐️
ENIAC	⭐️⭐️⭐️
计算机的应用	⭐️⭐️
进制转换	⭐️⭐️⭐️⭐️⭐️
冯·诺依曼原理	⭐️⭐️⭐️
计算机性能指标	⭐️⭐️⭐️⭐️⭐️
存储器	⭐️⭐️⭐️⭐️
计算机硬件系统	⭐️⭐️⭐️⭐️
计算机软件系统	⭐️⭐️⭐️⭐️
ASCII码	⭐️⭐️⭐️
存储容量单位转换	⭐️⭐️⭐️
CPU	⭐️⭐️
总线	⭐️⭐️

1.1 信息与信息技术

1.1.1 信息与数据 ⭐️⭐️

1、信息是在自然界、人类社会和人类思维活动中普遍存在的一切物质和事物的属性。

2、数据是指存储在某种媒体上可以加以鉴别的符号资料。(符号不仅仅是文字、数字、字母，还包括了图形、图像、音频、视频等多媒体数据)

3、信息和数据是不等同的，同一信息可以用不同形式的数据表示。

4、数据是信息的具体表现形式，是信息的载体，信息的符号化就是数据。信息是对数据进行加工得到的结果，信息可以影响到人们的行为、决策，或对客观事物的认知。

补充： 信息的特性:
■依附性: 信息必须依附一定的媒体介质表现出来。
■价值性: 信息能够满足人们某些方面的需要。
■时效性: 信息会随着客观事物的变化而变化。
■共享性: 一个信息可以由多分进行分享。
■传递性: (信息的传递性打破 了时间和空间的限制)

1.1.2 信息社会

1、信息社会，又称信息化社会，是继工业化社会以后，以信息活动为社会发展的基本活动的新型社会形态。

2、以信息的收集、加工、传播为主要经济形式的信息经济在国民经济中占主导地位，并构成社会信息化的物质基础。

1.1.3 信息技术

1、信息技术是指人们获取、存储、传递、处理、开发和利用信息资源的相关技术，是可以扩展人类信息功能的技术。

2、信息处理的每一个环节都是由计算机直接或者间接参与完成的。

补充：
■衡量一个国家科技实力和综合国力的关键技术之一。
■在现代信息处理技术中，传感技术、计算机技术、通信技术和网络
技术是主导技术。
■信息技术的核心是计算机技术。

使用计算机处理信息时，必须先将信息转换为计算机能够识别的符号。
■信息符号化之后，只有计算机能识别的符号，才能称为数据。

信息技术的五次技术革命:
■语言的产生、 文字的使用、造纸印刷术的应用、 广播电视的发明、全球性电话网络及计算机、通信技术的应用于普及
■信息传递的"高速信息公路”(1993年)

1.1.4 “计算机文化”的内涵

1、文化的定义：文化是一个历史范畴，是人类社会特有的现象，是人类行为的社会化，是人类创造功能和创造成果的最高和最普遍的社会形式。

2、文化的核心:观念和价值。文化不是一个空洞的概念，同时经济基础、上层建筑和意识形态的复合体。

3、文化具有的基本属性：广泛性、传递性、教育性、深刻性。

4、文化的发展：语言->文字->印刷术->计算机文化

5、计算机文化就是以计算机为核心，以网络文化，信息文化，多媒体文化于一体，对社会生活和人类行为产生广泛深远影响的精神文化。

6、概念的提出：
■最早出现在上世纪80年代的瑞上洛桑召开第三次世界计算机教育大会上。

7、计算机文化的内涵
■一个人经过文化教育后，所具有的能力由传统的读、写、算上升到具有计算机信息处理能力。

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1.2 计算机技术概论

计算机的定义：
■电子计算机，是一-种具有计算功能、记忆功能和逻辑判断功能的机器设备，它能够按照预先存储好的程序对数据进行处理，并提供和保存处理结果。
■从本质上将，计算机的主要功能是信息处理。

1.2.1 计算机的起源与发展 ⭐️⭐️⭐️

计算机的起源：
1、算筹是在算盘发明之前我国独创的计算工具。
2、算盘是我国人民独特的创造，采用十进制的计算工具。
3、 纳皮尔计算尺(1620)
4、帕斯卡机械计算机(1642)
5、巴贝奇，首先提出通用计算机的基本设计思想和近乎完整的计算机设计方案，因此被
称为“计算机之父”。
6、布尔
■1854年，英国数学家布尔创立了布尔代数,提出了"符号逻辑”的思想，就是用一套符号来进行逻辑演
■布尔使用数学方法研究逻辑问题，成功地建立了第一个逻辑演算。
7、图灵。1937年，建立图灵机模型，奠定了可计算理论的基础;
8、冯诺依曼
■冯.诺依曼对计算机的主要贡献：提出了“二进制和存储程序”工作原理为基础的现代计算机的体系结构。
■现代电子计算机之父。
9、第一台电子计算机ENIAC
10、第一台使用二进制和存储程序的电子计算机EDSAC
11、生不逢时的EDVAC

（1）、ENIAC

1、第一台真正意义上的电子计算机(ENIAC)于1946年2月在美国的宾夕法尼亚大学正式投入运行。使用十进制计算

（2）、冯·诺依曼体系结构计算机

1、EDVAC，即离散变量自动电子计算机。在EDVAC中采用了“存储程序”的思想， 以此思想为基础的各类计算机统称为冯·诺依曼机

2、冯·诺依曼机的特点：
①： 采用二进制表示数据。
②：“存储程序”， 其程序和数据一起存储在内存中，计算机按照程序顺序执行。
③： 计算机有五个部分组成：运算器、控制器、存贮器、输入设备和输出设备。

3、ENIAC没有采用二进制表示数据，也没有采用“存储程序”工作原理

（3）、计算机的发展

1、 人们根据计算机采用的主要元器件的不同将电子计算机的发展分为四代：

年代	电子元器件	运算速度(每秒)	软件	应用
第一代 (1946~1956年)	电子管	几千次	机器语言、汇编语言	军事领域、科学计算
第二代 (1956~1964年)	晶体管	几十万次	高级语言	数据处理、工业控制
第三代 (1964~1971年)	中小规模集成电路	几百万次	操作系统、 会话式语言	文字处理、图形处理
第四代 (1971~至今) 微型计算机	大规模、 超大 规模集成电路	上亿次甚至亿亿次	数据库、 计算机网络	社会的各个方面
第五代 (未来计算机)	光子、量子、分子、生物、超导等

以微处理器为核心的微型计算机属于第四代计算机， 微处理器是大规模和超大规模集成电路的产物， 通常人们以微处理器为标志来划分微型机算机。

我国计算机的发展
■1958年，第一台电子管计算机
■1965年，第一台晶体管计算机
■1973年，第一台百万次集成电路计算机
■1983年，每秒1亿次运算的”银河-I” 巨型机
■银河、曙光、深腾、神威系列巨型机

1.2.2 计算机的特点及分类

1、计算机的特点：运算速度快、 计算精度高、 存储容量大、 具有逻辑判断能力、 工作自动化、 通用性强。

2、

3、 按用途划分， 普通用户的计算机属于通用计算机； 按规模划分， 普通用户的计算机属于 微型机。

4、 我国排名第一的超级计算机是“神威·太湖之光”

1.2.3 计算机的应用

科学计算、 信息管理、 过程控制、 计算机辅助功能、 人工智能、 计算机网络与通信、 多媒体、 嵌入式开发。

计算机的应用领域
■科学计算:最初研制计算机的主要应用领域
■信息管理(数据处理) :非数值型的数据处理
■过程控制(实时控制) : 是对时间要求比较严格的计算机的应用。
■计算机辅助系统: CAD、CAM、CAI、CBE、 CMI、 CAT
■人工智能:是一种研究如何让计算机做- -些通常认为需要人类智能才能做的事情。
■计算机网络与通信
■多媒体技术应用系统
■嵌入式系统

1、 科学计算又叫做数值计算， 只计算机用于完成和解决科学研究及工程技术中的数学计算问题。

2、科学计算是计算机最早的应用领域，ENIAC 就是为了计算弹道轨迹而研制的。

3、 信息管理即数据处理， 信息处理是目前计算机应用最广泛的一个领域

4、 科学计算和数据处理都是对数值数据进行处理， 两者有什么区别？
答： 科学计算和数据处理的区别在于： 科学计算的数据计算工作量大，数值变化范围大， 如高能物理、 地震预测、气象预报、航天技术等。 数据处理的数据输入输出量大， 但计算方法比较简单， 如企业管理、事务处理、物资管理、账目计算、信息情报检索、知识系统等。

5、 计算机辅助系统：

类别	简写
计算机辅助设计 (Computer Aided Design)	CAD
计算机辅助制造(Computer Aided Make)	CAM
计算机辅助测试(Computer Aided Test)	CAT
计算机辅助教学 (Computer Aided Instruction)	CAI
计算机辅助教育(Computer Based Education)	CBE
计算机管理教学 (Computer Managed Instruction)	CMI
计算机集成制造系统(Computer Integrated Manufacturing System)	CIMS

6、 人工智能主要有机器人、智能检索、专业系统等

1.2.4 计算机的发展趋势

1、巨型化、微型化、网络化、智能化

■巨型化
◆巨型机=超级计算机=高性能计算机
◆巨型机是衡量一个国家科学技术和工业发展水平的重要标志。
◆我国先后自主开发银河、曙光、深腾和神威等系列高性能计算机。

■微型化
◆微型化主要是从应用上考虑。将计算机的体积进一 步的缩小，以
便于携带和方便使用。
◆微型计算机=微机=个人计算机(PC)

■网络化(网格化)
◆实现硬件、软件和数据的分享

■智能化
◆智能化的研究包括模式识别、物形分析、自然语言的
生成和理解、博弈、自动定理证明、自动程序设计、专
家系统、学习系统等

2、 尽管计算机还将朝着巨型化、微型化、网络化和智能化方向发展，但是在体系结构方面没有什么大的突破，因此仍然被称为冯·诺依曼计算机。

3、 未来新型计算机有可能是：光计算机、生物计算机（分子计算机）、量子计算机

注意:
1、当前计算机正朝两极方向发展，即:微型化和巨型化
2、计算机最基本的元器件是芯片。
3、计算机的存储性是其它计算工具最主要的区别
4、现在流行的计算机是大规模和超大规模集成电路计算机。

1.3 计算机中信息的表示

1、 在计算机内，不管是什么样的数据，都采用二进制编码形式表示和处理 ， 任何形式的数据输入到计算机中都必须进行0和1的二进制编码转换。

2、 计算机内部采用二进制的原因：
①： 易于表示，技术实现简单
②： 运算简单，运算规则简单
③： 适于逻辑运算
④： 可靠性高，不易出错。

1.3.1 数据及其转换 ⭐️⭐️⭐️⭐️⭐️

1、 进位计数制的概念 ：
用进位的原则进行计数称为进位计数制，简称数制。有一组固定的符号和统一的规则来表示数值。进位计数制的特点是表示数值大小的数码与它所处的位置有关，每种数制 都包含两个基本要素：“基数”和“位权”

2、基数：
数码是一组用来表示某种数值的符号，数制所使用的数码个数就称为“基数”或“基”。
一个 r 进制数具有 r 个数码：0、1、2 ……、r-1，基数为 r。比如十进制数，由0、1、2、3、4、5、6、7、8、9十个数码组成，基数为10。

3、位权：
数码在不同位置上的权值称为位权，位权是个乘方值， 底数为进位计数制的奇数，而指数由各数字所在数中的位置决定。

例如：一个十进制数 3643.76可以表示为：
3643.76=3×10³+6×10²+4×10¹+3×10⁰+7×10^-1+6×10^-2

任意进位计数制的一个数都可以表示为它的各位数字与位权的乘积之和

4、数值的按权展开：
对于任意一种进位计数制表示的数都可以写出其权值展开的多项式之和，如下所示：
一个 r 进制数N 可以表示为：
(N)_r = a_n-1a_n-2···a₁a₀···a_-m
   =a_n-1×r^n-1 + a_n-2×r^n-2 + ··· + a₁×r¹ + a₀×r⁰ + ··· +a_-m×r^-m
   =∑(i=-m, i<=n-1) a_i×rⁱ

其中，a_i是数码，r 是基数，rⁱ 是权。不同的基数可以表示不同的进制数。

5、 如果删除一个非零无符号 r 进制整数末尾的 n 个零，则此数变为原数的 1/ rⁿ。
如果在一个非零无符号 r 进制整数末尾添加n个零，则此数变为原数的 rⁿ 倍。
对于一个非零无符号 r 进制小数，若小数点向左移动 n 位，那么数值会变为原数的 1/ rⁿ，若小数点向右移动 n 位，数值将会变为原数的 rⁿ 倍。

6、 常见的几种进位计数制：
①：十进制(D)
由0、1、2、···、9这十个数码组成，基数是10。
特点：逢十进一，借一当十。

②：二进制(B)
由0和1这两个数码组成，基数为2。
特点：逢二进一，借一当二。

③：八进制(O)
由0、1、2、3、4、5、6、7这八个数字组成，基数为8.
特点：逢八进一，借一当八。

④：十六机制(H)
由0、1、2、···、9、A、B、C、D、E、F这16个数码组成，基数是16.
特点：逢十六进一，借一当十六。

7、四种进制的对应关系：

十进制	二进制	八进制	十六进制
0	0	0	0
1	1	1	1
2	10	2	2
3	11	3	3
4	100	4	4
5	101	5	5
6	110	6	6
7	111	7	7
8	1000	10	8
9	1001	11	9
10	1010	12	A
11	1011	13	B
12	1100	14	C
13	1101	15	D
14	1110	16	E
15	1111	17	F

8、书写时一般用以下两种数制表示方法：
①：形如(12)₈，(1001)₂，(502)₁₆ ，数字用括号括起来，再加上数制的下标。

②：用进位制的字母符号B(二进制)、O(八进制)、D(十进制)、H(十六进制)来表示，如1001B就表示二进制数1001。

9、二进制的运算规则：

①：算术运算规则
加法规则：0+0=0；0+1=1；1+0=1；1+1=10(向高位有进位)。
减法规则：0-0=0；10-1=1(向高位有借位)；1-0=1；1-1=0。
乘法规则：0×0=0；0×1=0；1×0=0；1×1=1。
除法规则：0/1=0；1/1=1。

例：

上面的运算运用了借一当二

②：逻辑运算规则
逻辑与运算(AND)：0Λ0=0；0Λ1=0；1Λ0=0；1Λ1=1；
逻辑或运算(OR)：0V0=0；0V1=1；1V0=1；1V1=1；
逻辑非运算(NOT)：1(上面有一个横线)=0；0(上面有一个横线)=1；
逻辑异或运算(XOR)：0⊕0=0；0⊕1=1；1⊕0=1；1⊕1=0；

例：

10、r 进制(二进制、八进制、十六进制)数与十进制数的相互转换

①：r 进制数转换为十进制数：
方法：“位权展开求和”。
按位权展开求和所得结果就是十进制的结果。

在不至于产生歧义的时候，可以不注明十进制数的进制。 若题中未明确说明，默认数字为十进制数。

例：根据r进制运算等价公式，求r

②：十进制数转换为二进制数：
整数部分采用除 2 取余法，即逐次除以2，直到商为0，得出的余数倒排，即为二进制各位的数码。小数部分采用乘2取整法，即逐次乘以2，从每次乘积的整数部分得到二进制数各位的数码，直至小数部分为0，或者满足转换精度要求为止。

例：将十进制数117.3125转换为二进制数

并不是所有的十进制数都能精确的转换为二进制数：
因为十进制整数转换为二进制整数采用除2取余法，所有的十进制整数都能精确的转换为二进制整数。十进制小数转换为二进制小数采用乘2取余法可能会出现循环，无法精确转换。例如十进制小数0.1、0.15、0.2。

③：十进制数转换为八进制数
整数部分采用除 8 取余法，即逐次除以8，直到商为0，得出的余数倒排，即为八进制各位的数码。小数部分采用乘8取整法，即逐次乘以8，从每次乘积的整数部分得到八进制数各位的数码，直至小数部分为0，或者满足转换精度要求为止。

例：将十进制数117.3125转换为八进制数

④：十进制数转换为十六进制
整数部分采用除 16 取余法，即逐次除以16，直到商为0，得出的余数倒排，即为十六进制各位的数码。小数部分采用乘16取整法，即逐次乘以16，从每次乘积的整数部分得到十六进制数各位的数码，直至小数部分为0，或者满足转换精度要求为止。

例：将十进制数117.3125转换为十六进制数

⑤：二进制数与八进制数的相互转换：
由于2³=8¹，2⁴=16¹，即1位八进制数相当于3位二进制数，1位十六进制数相当于4位二进制数。

二进制数转换为八进制数的方法是：将二进制数从小数点开始，对二进制整数部分向左每3位分为一组，不足3位的向高位补零凑成3位，对二进制小数部分向右每3位分为一组，不足3位的向低位补零凑成3位。 每一组有3位二进制数，分别转换成八进制数码中的一个数字，全部连接起来即可。

例：将二进制数11111101.101转换为八进制数

将八进制数转换成二进制数，只要将每一位八进制数转换成相应的3位二进制数，然后依次连接起来即可。

例：将八进制数52.3转换为二进制数

规律：421

⑥：二进制数与十六进制数的相互转换
二进制数转换成十六进制数与二进制数转换成八进制数类似，只要把二进制数每4位分为一组，再分别转换成十六进制数码中的一个数字，不足4位的分别向高位或低位补0凑成四位，全部连接起来即可。

例：将10110001.101B转换为十六进制数

十六进制数转换成二进制数，只要将每一位十六进制数转换成4位二进制数，然后依次连接起来即可。

例：将十六进制数A2C.8转换为二进制数

规律：8421

八进制数与十六进制数之间不能直接转换，只能借助于二进制数或十进制数作为桥梁来转换。

11、利用“8421”法快速的将十进制数、八进制数、十六进制数转换为二进制数。

对于十进制数转换为二进制数的时候，如果想使用“8421”方法的话，十进制数必须是在15(包括15)之内的，大于15的十进制数不能通过“8421”方法转换为二进制数。

12、真题回顾：

1.3.2 计算机中数值的表示 ⭐️⭐️⭐️

1、 通常把一个数的最高位定义为符号位，用“0”表示，“1”表示负，称为数符，其余位仍表示数值。

2、整数X的原码指其数符位0表示正，1表示负；其数值部分就是X绝对值的二进制表示。通常用 [X]_原表示X的原码。
例如：[+1]_原=00000001；[-1]_原=10000001；[+127]_原=01111111；[-127]_原=11111111；

8位原码所能表示的数的范围为：[-127，127]

在原码的表示中，0有两种表示形式：[+0]_原=00000000；[-0]_原=10000000；所以零的二义性给计算机判断带来了麻烦。

原码进行四则运算时，符号位需要单独处理，增加了运算规则的复杂性。

3、 整数X的反码指对于正数，与原码相同；对于负数，数符位为1，其数值位是X的绝对值取反。通常用 [X]_反表示X的反码。
例如：[+1]_反=00000001；[-1]_反=11111110；[+127]_反=01111111；[-127]_反=10000000；

8位反码所能表示的数的范围为：[-127，127]

反码运算很不方便，很少使用，一般用作求补码的中间码。

4、 整数X的补码指对于正数，与原码、反码相同；对于负数，数符位为1，其数值位是X的绝对值取反后再加1，即为反码加1。通常用 [X]_补 表示X的补码。
例如： [+1]_补=00000001； [-1]_补=11111111； [+127]_补=01111111； [-127]_补=10000001；

在补码中，0有唯一的编码，即 [+0]_补= [-0]_补=00000000；

8位补码所能表示的数的范围为：[-128，127]

这里的最高位“1”既可看作符号位负数，又可表示为数值位，其值为-128。

5、利用补码进行运算

例：(-5)+4的加法运算。

说明：如果通过运算所求的补码的最高位是0，则表示运算结果是一个正数，而且该补码值就是原码值。如果通过运算所求的补码的最高位是1，则表示运算结果是一个负数，通过补码求反码，再通过反码求原码，求得的原码最高位一定是1，用来表示是一个负数。

6、 字长为N位的计算机，它能表示的无符号整数的范围是 [0, 2ⁿ-1] , 它能表示的有符号整数的范围是 [-2^n-1 , 2^n-1-1 ]。

1.3.3 字符的编码表示 ⭐️⭐️⭐️

1、计算机处理数据中，除了数值型数据以外，还有字符、图形等的非数值型数据。非数值型数据还包括英文字母、符号、汉字等。

2、西文字符编码最常用的是ASCII字符编码

3、计算机的内部存储与操作常以字节为单位，即8个二进制位为单位,因此一个ASCII码在计算机内实际是用一个字节(8位)表示。 正常情况下，最高位为0, 在需要奇偶校验时，这一位可用于存放奇偶校验的值，此时称这一位为校验位。

d₆d₅d₄d₃d₂d₁d₀表示一个字符的编码
表里的128个字符中,十进制码值0~32和127(即NUL~SP和DEL)共34个字符，称为非图形字符(又称为控制字符),其余94个字符称为图形字符(又称为普通字符),在这些字符中，从0~9、从A~Z、从a~z都是顺序排放的，有利于计算得出ASCII码值。

小写字母比对应的大写字母的码值大32

A字符的编码为1000001B,对应的十进制数是65D,十六进制数为41H;
a字符的编码为1100001B,对应的十进制数是97D,十六进制数为61H;
0数字字符的编码为0110000B,对应的十进制数是48D,十六进制数为30H。

小写字母的ASCII码值>大写字母的ASCII码值>数字的ASCII码值>空格的ASCII码值

4、汉字字符编码：
中文在计算机中也使用特定的二进制符号系统来表示。
通过键盘输入汉字时实际上是输入汉字的编码信息，这种编码称为汉字的输入码。
计算机为了存储、处理汉字，必须将汉字的外部码转换成内部码。
为了将汉字以点阵的形式输出，还要将汉字的内部码转换为汉字的字形码。
此外，在计算机和其他系统或者设备进行信息、数据交流时还要用到国标码(交换码)。

5、汉字输入码又称为汉字的外部码(外码)，目前常用的汉字编码主要分为一下三类：

①：音码：主要以汉语拼音为基础的编码方案，比较流行的由搜狗拼音、百度拼音。
音码的重码率高，单字输入速度慢，但容易掌握。

②：形码：按汉字固有的形状，将汉字先拆分成部首，再进行组合，代表有五笔字型法。
形码重码较少，单字输入速度快，但学习和掌握比较困难。

③：数字编码：常见的是区位码，用数字串输入一个汉字。实际上把汉字集排列成二维数组的形式，行为区，列为位，每个汉字在数组中的下标就是区位码。区码和位码各用两位十进制数字表示，因此输入一个汉字需要按键4次。
数字编码输入的优点是无重码，与内部编码的转换比较方便，缺点是难以记忆。

6、输入法现已走向了智能化，智能化是基于模式识别的语音识别输入、手写输入或扫描输入。

7、汉字国标码：

①：国标码是我国1980年发布的《信息交换用汉字编码字符集——基本集》(代号为：GB2313-80)，是中文信息处理的国家标准，也称汉字交换码，简称GB码。

②：区位码和国际码之间的转换方法是将一个汉字的十进制区号和十进制位号分别转换成十六进制数，然后再分别加上20H，这就成为此汉字的国标码。
具体的计算公式为：汉字国标码=汉字区位码+2020H

8、汉字机内码：

①：汉字在计算机内部使用的编码就是内码，也称机内码。每个汉字的机内码占用两个字节，并且每个字节的最高位为1，这是为了避免汉字的内码与英文字符编码(ASCII码)发生冲突，同时为了尽可能用少的空间表示尽可能多的汉字。

②：汉字机内码=汉字国标码+8080H = 汉字区位码+A0A0H

9、不同编码比较

编码类型	一个编码所占的字节数	每个字节的最高位
ASCII码	1	0
国标码	2	0
机内码	2	1

10、ASCII码的最高位为0，因此ASCII码的码值均小于80H ( 10000000B )。机内码每个字节的最高位为1，且机内码=区位码+A0A0H，因此汉字机内码的码值均大于A0H (10100000B)。根据码值大小，可以判断编码类型。

80H对应的十进制数是128.
A0H对应的十进制数是160.

11、汉字字形码

①：汉字字形码也叫做汉字字模或汉字输出码，用于汉字在显示屏或打印机输出。汉字字形码通常有两种表示方式：点阵式和矢量式。

②：点阵式表示字形时，点阵越大，描述的字形越细致美观，质量越高，所占存储空间也越大。在计算机中,8个二进制位组成一个字节,它是度量空间的基本单位。因此，一个16X16点阵的字形码需要16X16/8= 32字节的存储空间，由此可得：
点阵字形码所占字节数=点阵行数X点阵列数/8

③：矢量式是描述汉字字形的轮廓特征，

④：所有汉字的输出码构成了汉字字形库，简称汉字库。

12、例：已知某汉字的区位码是1551,求该汉字的国标码和机内码(结果用十六进制数表示)。

将十进制区位码转换为十六进制形式时，必须将区码和位码分开转换。

13、在计算机中，英文字符编码形式主要采用ASCII字符编码，即美国标准信息交换代码。

14、1980年，我国颁布了第一个汉字编码字符集标准，即GB2312-80《信息交换用汉字编码字符集一基本集》，该标准编码简称国标码。

1.3.4 信息存储单位

1、信息存储单位分为：位(bit,b)、字节(Byte,B)、字(Word)。

2、位是计算机存储信息的最小单位，指二进制数中的一个数位,用小写字母b表示。其值为0或1，表示两种状态。

3、在计算机中，通常将8个二进制位组成一个存储单元称为字节，用大写字母B表示。字节是计算机中用来表示存储空间大小的最基本单位。计算机的主存储器容量、磁盘容量都是以字节为单位表示的。

4、存储器可容纳的二进制信息量称为存储容量。目前度量存储容量的基本单位是字节。此外，常用的存储容量单位还有KB(千字节)、MB(兆字节)、GB(吉字节)和TB(太字节)。存储容量计量单位之间的换算关系如下:
1B=8b；1KB=1024B= 2¹⁰B；1MB=1024KB=2²⁰B；1GB= 1024MB=2³⁰B；1TB=1024GB=2⁴⁰B.

5、存储器是由一个个存储单元构成的，为了对存储器进行有效的管理，就需要对各个存储单元编上号，即给每个单元赋予一个地址码，这叫编址。在计算机中，可以根据存储器的地址编号计算存储器的容量，计算公式为:
存储容量=末位地址一起始地址+1(单位为B)

例：例:用十六进制给存储器中的字节进行编址，若地址编号从000~FFF，则该存储器的容量为多少KB?

6、字通常取字节的整倍数,是计算机进行数据存储和处理的运算单位。字长是指计算机同时处理信息的二进制的位数，具有这一长度的二进制数则被称为计算机中的一个字。

7、计算机按照字长可以分为8位、16位、32位和64位机。例如在64位机中,一个字则含有64个二进制位。

1.4计算机系统

1.4.1 计算机工作原理 ⭐️⭐️⭐️

1、指令是指示计算机执行某种操作的命令,它由一串二进制数码组成,这串二进制数码包括操作码和地址码两部分。

2、一台计算机有许多指令，作用也各不相同。所有指令的集合称为计算机指令系统。

3、计算机能够自动完成运算或处理过程的基础是“存储程序”工作原理。“存储程序"工作原理是美籍匈牙利科学家冯·诺依曼提出来的，故称为冯·诺依曼原理其基本思想是存储程序写程序控制。

4、计算机的工作过程：
①：取指令
②：分析指令
③：执行指令
④：上述步骤完成后，指令计数器加1,为执行下一条指令做好准备。

5、冯·诺依曼原理的基本思想是存储程序和程序控制，存储程序是指人们必须事先把计算机的执行步骤序列(即程序)及运行中的数据，通过一定的方式输入并存储在计算机的存储器中;程序控制是指计算机运行时能自动地逐一取出程序中的一条条指令，加以分析并执行规定的操作。

1.4.2 计算机硬件系统 ⭐️⭐️⭐️⭐️

1、硬件指的是计算机系统中由电子、机械和光电元件等组成的各种计算机部件和计算机设备。这些部件和设备依据计算机系统结构的要求，构成一个有机整体，称为计算机硬件系统。未配置任何软件的计算机叫裸机，它是计算机完成工作的物质基础。冯.诺依曼提出的存储程序工作原理决定了计算机硬件系统由以下五个基本部分组成：

2、运算器负责对信息进行加工和运算，它的速度决定了计算机的运算速度。运算器除了能对二进制编码进行算术运算、逻辑运算外，还可以进行数据的比较、移位等操作。

3、控制器是整个计算机系统的控制中心它指挥计算机各部分协调工作，保证计算机按照预先规定的目标和步骤有条不紊地进行操作及处理。控制器从内存储器中顺序取出指令，并对指令代码进行翻译,然后向各个部件发出相应的命令,完成指令规定的操作。这样逐一执行一系列的指令，就使计算机能够按照这一系列的指令组成的程序的要求自动完成各项任务。因此，控制器是指挥和控制计算机各个部件进行工作的“神经中枢”。

4、通常把控制器和运算器合称为中央处理器(CPU),它是计算机的核心部件。

5、存储器分为两大类:内存储器和外存储器,简称内存和外存。内存储器又称为主存储器，外存储器又称为辅助存储器。

①只读存储器(ROM):ROM中的数据或程序一般是在将ROM装人计算机前事先写好的。一般情况下，计算机工作过程中只能从ROM中读出事先存储的数据，而不能改写。ROM常用于存放固定的程序和数据，并且断电能仍能长期保存。ROM的容量较小，一般存放系统的基本输人输出系统(BIOS)等。

②：随机存储器(RAM)：CPU从RAM中既可读出信息又可写入信息，但断电后所存的信息就会丢失。

③：微机中的内存一般指的是随机存储器(RAM)。

④：RAM可以分为静态随机存储器(SRAM)和动态随机存储器(DRAM)。SRAM存储单元的电路工作状态稳定,速度快，不需要刷新，只要不断电，数据就不会丢失。SRAM一般应用在CPU内部作为Cache。

⑤：高速缓冲存储器(Cache):高速缓冲存储器是介于CPU和内存之间的一种可高速存取信息的芯片，是CPU和RAM之间的桥梁,用于解决它们之间的速度冲突问题。

⑥：Cache的速度>RAM的速度>外存的速度。

⑦：外存是内存储器的后备和补充，不能和CPU直接交换数据:

6、输入设备通过输入接口输入倒计算机的存储器中，供CPU调用和处理。
常用的输入设备有：鼠标、键盘、扫描仪、手写板、麦克风、数字化仪、数码摄像机、 条形码阅读器、数码相机和模数转换器(A/D)转换器等。

7、输出设备将内部信息转换为人们习惯接受的信息形式(字符、图形、声音等)。
常用的输出设备有：显示器、打印机、 音箱、投影仪、绘图仪、模数转换器(D/A)转换器等。

8、从信息的输入输出角度来说磁盘驱动器和磁带机既可以看作输入设备又可以看作输出设备。

9、 内存储器和CPU构成了计算机的主机部分，外存储器、输入设备、输出设备构成了计算机的外部设备(外设)。

10、硬盘(外存)属于存储设备，不属于输入设备。

11、 相比于外存，内存具有存取速度快、容量相对小、价格较贵等特点，存放在RAM中的信息断电后就会丢失，无法永久性存储。

1.4.3 计算机软件系统 ⭐️⭐️⭐️

1、输人计算机的信息一般有两类，一类称为数据，一类称为程序。计算机是通过执行程序所规定的各种指令来处理各种数据的。

2、软件是指计算机运行所需的程序数据和有关文档的总和。解决某一具体问题的指令序列称为程序。 数据是程序的处理对象，文档是与程序的研制维护和使用有关的资料。

3、计算机软件系统的分类：

①：系统软件是管理、监控和维护计算机资源(包括硬件和软件)、开发应用软件的软件。 系统软件主要包括操作系统、语言处理程序、数据库管理系统、支撑服务软件等

②：操作系统(OS)：用户和计算机硬件系统之间的接口，常见的操作系统有：Windows、Linux、Mac OS、UNIX、DOS等。

③： 操作系统是直接运行在裸机上的最基本的系统软件，任何其他软件必须在操作系统的支持下才能运行。

④： 语言处理程序的基本功能是把用面向用户的高级语言或汇编语言编写的源程序翻译成机器可执行的二进制语言程序。

⑤： 数据库管理系统主要用来建立存储各种数据资料的数据库，并进行操作和维护。

4、 应用软件是为解决计算机各类应用问题而编写的软件。如：WPS Office、QQ、3DS MAX、Maya等。

5、 为了完成某一特定专业的任务，针对某行业、某用户的特定需求而专门开发的软件，如某个公司的管理系统等，都是应用软件。

1.5 微型计算机系统

1.5.1 微型计算机的分类

①：分为： 单片机、单板机、PC(个人计算机)、便携式微机。

②：PC是目前使用最多的一种微机。

③： 笔记本计算机属于便携式微机。

1.5.2 微机计算机的主要性能指标 ⭐️⭐️⭐️

1、主要性能指标分为：主频、字长、内核数、内存容量、运算速度。

2、 主频即时钟频率，是指计算机CPU在单位时间内发出的脉冲数，主频的单位是赫兹(Hz)。

3、 字长是指计算机的运算部件能同时处理的二进制数据的位数。字长越长，计算精度越高，计算机处理信息的效率高。

4、 一般来说，内存容量越大，计算机的处理速度越快。

5、 运算速度是一项综合性的性能指标，其单位有MIPS(每秒10⁶条指令)和BIPS(每秒10⁹条指令)。一般来说，主频越高，运算速度越快，字长越长，运算速度越快，内存容量越大，运算速度越快。

6、 除了上面的主要性能指标以外，还应该考虑机器的兼容性、系统的可靠性和可维护性等。

1.5.3 常见微型计算机的硬件设备

1、常见微型计算机的硬件设备包括： 微处理器、存储器、总线、主板、输入设备、输出设备。

2、微型计算机的CPU也称为微处理器，是计算机的核心部件。

3、存储器：
①：内存储器：
微机中的内存一般指随机存储器(RAM)， 将内存储器插入主板的插槽中，就与CPU一起构成了计算机的主机。

②：外存储器：
外存具有存储容量大，可靠性高，价格低，断电后可以永久保存信息等特点。

常见的外存包括软盘、硬盘、闪存(半导体存储器)、光盘存储器等。

(1)软盘上有写保护口，当写保护口打开时，只能读取软盘中的信息，而不能写入。
(2) 硬盘是目前存储速度最快的外存。
(3) 对于闪存，电子盘又称“U盘”，可反复存取数据。
(4)对于光盘存储器，光盘存储介质具有价格低、保存时间长、存储量大等特点，已成为微机的标准配置。

4、总线：
①：总线(Bus)是计算机个功能部件之间传送信息的公共通信干线。 微机中的总线一般分为数据总线、地址总线和控制总线，分别用来传输数据、数据地质及控制信号。

②：微机的总线标准主要有PCI、AGP、USB和IEEE 1394总线等。

③： USB总线连接外设简单快捷，支持热拔插，成本低、速度快、连接设备数量多。

5、主板是微型计算机系统中最大的一块电路板，有时又称为母版或系统板。

6、 输入设备主要有键盘、鼠标、扫描仪。

7、 输出设备主要有显示器、打印机。
①：显示器：
显示系统是微型机最基本的，也是必备的输出设备，他包括显示器和显示适配器(又称显示卡)。

液晶显示器主要的参数有分辨率、颜色质量、响应时间。分辨率越高，显示器上的像素就越多。颜色质量的单位是位，颜色位数越多，颜色数量越多。

②：打印机：
打印机的主要性能指标中有打印速度和分辨率。 分辨率单位是dpi，即每英寸的点数，分辨率越高，打印质量越高。

打印机类型	原理	优点	缺点
点阵打印机	利用机械和电路驱动原理，使打印针撞击色带和打印介质，从而打印出点阵，再由点阵组成字符或图形来完成打印任务。	结构简单、技术成熟、性价比好、消耗材料费用低、对纸张质量的要求低、可以利用压感纸或复写纸一次打印多份。	噪声大、速度慢、精度低、不适合打印图形。
喷墨打印机	带电的喷墨雾点经过电击的偏转后直接在纸上形成文字或图形，打印的详细程度依赖于喷头在纸上打印的墨点的密度和精确度。	噪声小、打印质量高、打印速度比点阵打印机快。	打印成本较高、喷墨口不容易保养。
激光打印机	是激光扫描技术和电子照相技术结合的产物，利用了激光的定向性和能量集中性。	技术成熟、可靠性高、快速安全、分辨率高。	购置费用和消耗材料的份额都比较高。

同步特训知识点：

1、 显示或打印汉字时系统使用的是汉字的字形码。

2、 同一个汉字的输入码的长度随输入方法的不同而不同。

3、 不同汉字的机内码的长度是相同的，因为一个汉字机内码的长度均为2个字节。

4、 计算机的技术性能指标主要是指：字长、运算速度、内存容量和CPU的时钟频率。

5、 计算机根据规模可以分为巨型计算机、大型计算机、小型计算机、微型计算机和工作站。

6、 在计算机的硬件技术中，构成存储器的基本单位是字节(Byte)。

7、 计算机最主要的工作特点是存储程序和程序控制。

8、 在计算机中，若某个字节中存放有文本信息，用十六进制数表示为A7 E2，则这个信息可能为：（B）
A. 2个数字的ASCII码
B. 1个汉字机内码
C. 1个汉字国标码
D. 2个英文字母的ASCII码

解析：A7：10100111     E2：11100010
因为这是2个字节，而且最高位都是1，所以这就是机内码。

9、ROM中的信息可以被CPU直接读取。而外存不能和CPU直接交换数据。

10、 内存储器RAM中主要存储当前正在运行的程序和数据。

11、SRAM一般应用在CPU内部作为Cache。

12、 外部存储器(如硬盘)用来存储暂时不参加运算的程序和数据。

13、 在计算机中一个汉字用两个字节表示。

14、 高级语言程序可以编译成目标程序。

15、 ASCII码值的最高位可用作奇偶校验位。

16、 激光打印机是目前应用广泛的高速度、高精度、 低噪声的非打击式打印机。

17、 在数制中， 数码在不同位置的权值成为位权。

18、对计算机RAM中的信息进行读、写操作时，主机必须通电。

19、 计算机内存储器分为ROM和RAM，其中存放在RAM上的信息将随着断电而消失，因此在关机前，应把信息先存放于外存。

20、 有安装任何软件的计算机称为裸机。

21、冯·诺依曼将一台计算机描述为由哪五部分组成？、

答： 运算器、存储器、控制器、输入设备、输出设备。

22、已知汉字“阿”的区位码是1602，则其国标码和机内码分别为多少？(用十六进制表示)

解答：
区码：16    位码：02    （区码和位码都是十进制的）
将区位码转换为十六进制：
区码：10H    位码：02H    (现在的区码和位码都是十六进制的)
国标码 = 区位码+2020H = 1002H + 2020H = 3022H
机内码 = 国标码+8080H = 3022H + 8080H = B0A2H