第一章计算机基础知识1．1 计算机概述第一台电子计算机ENIAC于是1946年在美国研制成功。
这台计算机非常庞大，而且不具有存储功能。
但它标志着第二次工业革命的开始。
1．1．1计算机的发展简史1．1．1．1计算机的分代电子计算机的发展可以划分为以下四代历史：第一代：1946——1958年，电子管计算机；第二代：1959——1964年，晶体管计算机；第三代：1965——1970年，中、小规模集成电路计算机（MSIC、SSIC）；第四代：1971——现在，大规模、超大规模集成电路计算机（LSIC、VLSIC）。
1．1．1．2微型计算机的发展简史第一代：1971年推出第一台微机MCS－4，4位机（微处理器为4004）第二代：1972——1977年，8位机（8080）第三代：1978——1984年，16位机（8086，80286）第四代：1985——现在，32位机（80386，80486，Pentium，PentiumⅡ，PentiumⅢ等）说明：⑴微型计算机属于第四代电子计算机。
⑵微处理器(PC机的核心)是采用大规模集成电路工艺把运算器和控制器制作在一块半导体芯片上。
⑶微处理器于1971年研制成功。
⑷到目前为止，各种计算机（巨、大、中、小、微）都满足冯·诺依曼计算机模型，即：①由五大功能部件组成（类似人脑的五大功能部件）；②采用二进制形式表示指令和数据；③按“存储程序的原理”工作。
1．1．2计算机的特点1、运算速度快；2、精确度高；3、具有存储和逻辑判断能力；4、自动完成各种操作和运算。
1．1．3计算机的用途1.数值计算（也称科学计算）它是指解决科学研究和工程技术中所提出的数学问题，其特点是计算量大、复杂，要求精确度高。
2.数据处理（也称信息处理）数据处理的特点是计算公式比较简单，数据量大、但时间性强。
⑴数据：指数字、符号、文本、图形、图像、声音等。
⑵数据处理：指利用计算机对原始数据进行分类、排序、合并、统计、打印、存储等操作。
3.过程控制（也称实时控制）过程控制是指计算机应用于各部门的生产过程控制。
4.计算机辅助设计、辅助制造和辅助教学（CAD、CAM、CAI）5.人工智能和办公自动化（AI、OA）6.计算机网络通讯人们利用计算机网络，使不同地区的计算机之间实现软、硬件的资源共享。
1．1．4计算机与信息化社会从20世纪60年代，信息技术IT（Information Technology）把人类带入信息化社会。
信息技术的核心是：计算机技术、通信技术和网络技术。
1．2 计算机的数制1．2．1 计算机采用二进制的原因1、可行性；2、可靠性；3、简易性；4、逻辑性1．2．2不同进制数的特点1．十进制数的特点⑴十个数码：0，1，2，…,9⑵加减法则：逢十进一，退一当十⑶表示通式(也称按权展开式)：(D)10 =ｄnｄn-1…ｄ0·ｄ-1ｄ-2…ｄ-m=ｄn ×10n +ｄn-1×10n-1+…+ｄ0×100+ｄ-1×10-1+…+ｄ-m ×10-m对十进制数(D)10可简写为D ，即不用写下标。
2．二进制数的特点⑴ 二个数码：0，1⑵ 加减法则：逢二进一，退一当二⑶ 表示通式：(D)2 =ｄn ｄn-1…ｄ0·ｄ-1ｄ-2…ｄ-m=ｄn ×2n +ｄn-1×2n-1+…+ｄ0×20+ｄ-1×2-1+…+ｄ-m ×2-m3．八进制数的特点⑴ 八个数码：0，1，2，…,7⑵ 加减法则：逢八进一，退一当八⑶ 表示通式：(D)8 =ｄn ｄn-1…ｄ0·ｄ-1ｄ-2…ｄ-m=ｄn ×8n+ｄn-1×8n-1+…+ｄ0×80+ｄ-1×8-1+…+ｄ-m ×8-m4．十六进制数特点⑴ 十六个数码：0，1，2，…,9，A ，B ，C ，D ，E ，F⑵ 加减法则：逢十六进一，退一当十六⑶ 表示通式：(D)16 =ｄn ｄn-1…ｄ0·ｄ-1ｄ-2…ｄ-m=ｄn ×16n +ｄn-1×16n-1+…+ｄ0×160+ｄ-1×16-1+…+ｄ-m ×16-m1．2．3 不同进制数之间的转换1．十<==> 二⑴十进制整数：采用除2取余法⑵十进制小数：采用乘2取整法⑶带小数整数：以上两方法的结合⑷二==> 十：采用按权展开法2．二<===> 八⑴二==> 八：采用三位分组法⑵八==> 二：采用扩展三位法⑶三位二进制数和八进制数码对照表二八000 ０001 １010 ２011 ３100 ４101 ５110 ６111 ７3．二<==> 十六⑴二==> 十六：采用四位分组法⑵十六==> 二：采用扩展四位法4．二、八、十六==> 十采用按权展法5．几种不同进制数对照表十二八十六０0000 ００１0001 １１２0010 ２２３0011 ３３４0100 ４４５0101 ５５６0110 ６６７0111 ７７８1000 10 ８９1001 11 ９10 1010 12 Ａ11 1011 13 Ｂ12 1100 14 Ｃ13 1101 15 Ｄ14 1110 16 Ｅ15 1111 17 Ｆ6．数制转换总结1．3 计算机中的数据及其编码1．3．1 信息和数据数据：是指能够输入到计算机并由计算机处理的对象，如数字、字母、图表、声音及各种符号等。
信息：是数据所表达的具体含义。
1．3．2 计算机的数据单位1．位：存储一位二进制数的存储空间（计算机内数据的最小单位）。
2．字节：存储八位二进制数的存储空间(计算机内数据处理的基本单位)。
一个字节表示为1B，1B=8b。
3．字：数据存储和传输的最小单位，也称为1个存储单元。
4．字长：组成一个字所包含的位数，即一个存储单元所含的位数。
现代计算机的字长通常是8的整数倍。
5．存储容量：反映在存储器的存储容量。
存储器的存储容量通常以字节为单位。
6．存储容量的换算1B=8b1KB=1024B=210B1MB=1024KB=220B1GB=1024MB=230B1TB=1024GB=240B1．3．3 ASCII码几点说明：1．ASCII码由7位二进制数组成，可表示27=128个字符。
见课本P10的表1.5。
2．IBM—PC机（及兼容机）采用8位ASCII码，可表示28=256个字符，0~127表示标准字符，128~255表示扩充字符。
3．记住常用字符的ASCII码（具有顺序性）字符…0 1 …9 … A Ｂ…Ｚ…ａ…ｚASCII码十...48 49 ...57 ...65 66 ...90 ...97 (122)十六…30 31 …39 …41 42 …5A …61 …7A1．3．4 汉字编码1．3．4．1 区位码和国标码区位码是根据中国标准信息交换（GB2312-80）所规定的汉字编码。
区位码采用4位十进制数，是输入码。
其中汉字共6763个，分为两级，一级汉字（按拼音排序）从16区到55区：二级汉字（按偏旁部首排序）从55区到87区。
一级汉字共3755个，二级汉字共3008个。
每个汉字及符号的区位码均由四位十进制数构成，高二位数字为区号，低二位数字为位号。
区号、位号的取值均为01~94。
输入区位码时，若区号或位号为1~9，应输入01~09，即补足2位。
中国标准汉字编码（GB2312--80）所规定的机器内部编码。
国标码也采用两个字节的二进制编码，每个字节最高位置0，其余7位表示汉字信息。
它用于汉字信息处理系统之间或通信系统间交换信息，也称交换码。
1.3．4．2 汉字输入码是计算机输入汉字的代码，也称外部码，或外码。
1．3．4．3 汉字机内码汉字机内码是计算机内处理汉字（存储、运算）所用的编码，也称汉字内码或内码，每个汉字的内码是唯一的。
汉字机内码用两个字节表示，每个字节的最高位置1（用以区别ASCII码）。
对英文DOS而言，机内码就是ASCII码。
1．3．4． 4 汉字字形码在计算机上输出汉字时所用的编码，即汉字字形码。
1．3．4．5国标码、区位码与内码的转换（国标码）16 =（区位码）16+（2020）16（机内码）16 =（国标码）16+（8080）16=（区位码）16+（A0A0）161．4 计算机系统1．4．1计算机系统的基本组成1． 计算机系统 = 硬件系统 + 软件系统。
2． 软件系统：即程序系统，指程序和运行程序时所需的数据及文档资料。
软件系统 = 系统软件 + 应用软件(1) 系统软件：用来简化程序设计，简化使用方法，提高计算机的使用效率，发挥和扩大计算机的功能和用途的软件。
它包括四类： ① 各种服务性程序，如诊断程序、排错程序等。
② 各种语言程序，如汇编程序、编绎程序、解释程序等。
③ 各种操作系统，如DOS 、WINDOWS 等。
④ 数据库管理系统。
(2) 应用软件：是指用户利用计算机来解决某些问题而编写的程序，如工资管理程序、自动控制程序、档案管理程序等。
3． 硬件系统：即机器系统，指计算机主机及其外部设备计算机系统组成图：运算器中央处理机(CPU) 控制器ROM主(内)存储器RAM硬件系统外(辅助)存储器外围设备 输 入 设 备输 出 设 备计算机系统 操作系统程序设计语言处理程序软件系统 高级语言系统等-----各种专用软件包1．4．2 硬件系统1．4．2．1 计算机的硬件组成和工作原理其中： 为数据流， 为控制信息流1．4．2．2 微处理器微处理器主要由运算器和控制器两大部件组成。
在微型计算机中，通常把运算器和控制器（合称中央处理机CPU ）制作在一块大规模集成电路芯片上，称为微处理器（MPU ）。
微处理器是计算机的运算和控制中心。
微处理器(下图虚框内)的工作示意图如下：1、运算器运算器也称算术逻辑单元ALU （Arithmetic Logic Unit ），主要完成运算器 + 控制器 = CPU （中央处理机）2、控制器控制器是计算机的控制中心。
控制器根据程序中的指令向各部件发出各种信息，使计算机的各部件能有条不紊地工作。
控制器主要由寄存器、程序计数器、译码器、时序信号发生器等组成。
控制器完成指令给定的任务，大致经历取指令、分析指令和执行指令这三个阶段。
详细的工作过程请见课本P14。
3、微处理器的主要性能微处理器的主要性能指标包括字长和主频，而微处理器的性能又决定了微型机的性能。
在同类微处理器中，通常主频越高，微处理器的速度就越快。
主频以兆赫（MHz ）为单位。
1．4．2．3 内存储器内存储器又称主存储器，简称内存或主存。