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计算机基础知识笔记


CPU





Cpu由运算器和控制器两部分组成。 计算机之所以能完成各种复杂的操作,最根本原因在于运算器 的运行。 运算器是处理数据的地方。主要对二进制数据进行算术运算和 逻辑运算。 运算器中最核心的部分是加法器,另外还有寄存器和累加器。 运算器的性能指标是衡量整个计算机性能的重要因素之一,与 运算器相关的性能指标有字长和运算速度。 字长:指CPU一次能同时(并行)处理的二进制数据的位数。 计算机史上经典的Pentium机就是32位的;现在市面上常见的 计算机有32位的,也有64位的。 运算速度:是运算器每秒钟所能执行的加法指令的次数。单位 为百万次/秒(MIPS)。
不同数制之间的相互转换
2. 十进制转换成各进制:除以基数倒取余 例:十进制转换为二进制,采用“除以2倒取 余”的方法,即拿十进数除以2,得到一个商 和一个余数,用商再除以2,得到一个新的商 和新的余数,再用新的商除以2…… 一直这样 进行下去,直到商为零为止,将每次所得到 的余数,以最后的余数为最高位,最先得到 的余数为最低位,依次排序所得到的数就是 要求的二进制数。
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基础知识
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计算机概述 信息表示与存储 计算机的硬件系统 计算机的软件系统 计算机病毒及其防治 Internet基础及应用
计算机概述


1946年,世界公认的第一台电子计算机ENIAC 诞生于美国。ENVIC,电子数字计算机,主要 用于军事研究,用来测量和计算大量的数据: 弹道计算、火炮弹道和弹着点的计算; 1946年,冯· 诺伊曼等研制出EDVIC,相对于 ENVIC,冯· 诺伊曼提出了两点改进:

CAD:计算机辅助设计 CAM:计算机辅助制造 CIMS:计算机集成制造系统 CAI:计算机辅助教育 CAT:计算机辅助技术 计算机仿真模拟

网络通信 人工智能 多媒体应用 嵌入式系统
信息的表示与存储


所以的计算机内部都采用二进制数来表示 各种信息;但计算机与外部交往时,仍采 用人类所熟悉的形式,如十进制、文字、 声音等等。 存储容量单位:计算机中最小的存储单位 是位(bit,b),基本存储单位是字节 (Byte,B),字节也是计算机体系结构的 基本单位。1位就是存放一个二进制数字的 物理单位。1B=8b。
• 用点阵表示时,一个汉字最少 需要16 × 16点阵才可表示其 字形,占用16×16÷8=32字 节。
计算机硬件

一个完整的计算机系统由计算机硬件和计算机软件 组成,计算机硬件包括五大部分:控制器、运算器、 存储器、输入设备和输出设备;到计算机的第四代, 控制器和运算器集成到一块,称为CPU。CPU和存储 器一起构成计算机的主机,注意,这里的存储器指 的是内部存储器。所以可以说计算机由CPU、存储 器、输入设备、输出设备四部分组成;也可以说计 算机是由主机、输入设备、输出设备三部分组成的。
“除以16倒取余”, 例4:(29)10=( ? )16
16 2 9 16 1 D 1
0
( 29 )10 = ( 1D )16
二进制与八进制的互相转换
二进制转换为八进制:三位一并。具体做法是: 从右往左以三位为一组进行转换,当最后一组不 足三位是,可在左边加零以补足三位。 例: ( 111010) = (001 111 010) =(172)
个位的 数码
个位的 权值
二进制(B)
① 有两个不同的数码符号,即0、1。 ② 进位规则:逢二进一 基数:2 记录:(1010)2 或 1010B 每个二进制数都可按权展开成一个多项式: (11011)2=1×24+1×23+0×22+1×21+1×20 =(27)10 注意:按权展开后的结果为十进制数。
计算机采用二进制的原因

计算机中数的存储和运算都使用二进制的形式,主 要有以下原因: 1. 二进制数在物理上容易实现。例如,可以只用高、 低两个电平表示0和1,也可以用脉冲的有无或者 脉冲的正负表示它们。 2. 可以用二进制数来实现数据的编码、运算等简单 规则。 3. 易于采用逻辑代数。采用二进制数,就可以在分 析和设计计算机时采用逻辑代数,有利于节省设 备、提高速度、提高可靠性;可以使计算机具有 逻辑判断的能力解决复杂的实际问题,进而实现 人工智能的高级应用。
第一阶段 第二阶段 第三阶段 第四阶段 (1946-1959) (1959-1964) (1964-1972) (1972-今)
主要电子元器 件 内存
电子管 汞延迟线
晶体管 磁芯存储器
中小规模基础 电路 半导体存储器
大规模、超大 规模集成电路 半导体存储器
计算机应用

科学计算:人类基因序列分析计划、人造卫星的轨道测算、天 气预测; 数据/信息处理 过程控制:也称实时控制 计算机辅助:
0
a7 a6 a5 a4 a3 a2 a1 a0


ASCII码表
ASCII码表规律


空格 ASCII码值最小 ; ASCII 码 数字 值 逐 大写英文字母 渐 增 小写英文字母 大
数字ASCII、大写英文字母、小写英文母所 对应的ASCII码值都是等差数列,差值为1; 大写英文字母ASCII码值+32=对应小写英文 字母的ASCII码值
区位码、国标码、机内码的关系
区位码+2020H=国标码 国标码+8080H=机内码 区位码+A0A0H=机内码 国标码 1 机内码 1

小结:西文字符机内码占1字节,最高位为0; 汉字机内码占2字节,每字节最高位为1。


汉字输入码:输入汉字时,所用的编码,也叫外 码。如用拼音输入“中”输入码为“zhong”。 外码又分为:形码(五笔输入法)、音码(拼音 输入法)、语音输入、手写输入或扫描输入等; 汉字字型码:用于汉字在显示屏或打印机输出, 常有两种表示方式:点阵方式和矢量方式。
十六进制(H)
(4)十六进制(H) ① 有十六个不同的数码符号,即0、1、2、3、4、 5、6、7、8、9、A、B、D、E、F。 ② 进位规则:逢十六进一 基数:16 记录:(123)16 或126H 每个八进制数都可按权展开成一个多项式: 例:(123)16=1×162+2×161+3×160 =(291)10 注意:按权展开后的结果为十进制数。
控制器


控制器的功能:指挥计算机各个部件自动、协调地工作,具 体来说就是:根据程序计数器中指定的地址从内存中取出一 条指令(这条指令是即将要执行的下一条指令),对该指令 的操作码进行译码,再由操作控制部件有序地控制各部件完 成相应的操作。 指令:有操作码和操作数两部分组成,操作码指明指令所要 完成的操作的性质和功能;操作数指明操作码指形式的操作 对象,操作数可以是数据本身,也可以是存放数据的内存单 元地址或寄存器名称。操作数又分为原操作数和目的操作数。标准交换编码:GB2312-1980,简称 为GB码或国标码,统计的字符有:6763个汉字和 682个图形符号,共7445个符号。其中汉字分两级: 一级汉字3775个,按汉语拼音字母的次序排列;二 级汉字3008个,按偏旁部首排列。一个汉字的国标 码用两个7位二进制数字来表示。 机内码:汉字在计算机内的编码为机内码。 区位码:由区号(行号)和位号(列号)组成,由 十进制数表示,区号的表示范围1-94,位号的表示 范围1-94,故区位码最多可以表示94*94个汉字。

其他常用的容量单位还有:
1KB=210B=1024B 1MB =210KB =220B 1GB =210MB=220kB=230B 1TB =210GB=220MB=230KB=240B

字长:计算机的CPU一次能够并行(同时) 处理的二进制数据的位数。如8位。

奔腾(pentium)机字长32位 现在流行的微机64位,大型机已达128位


计算机所需要的所有数据都以二进制形式存放在 计算机的存储器中; 程序和数据存放在存储器中,即存储程序的概念, 计算机执行程序时,无需人工干预,能自动、连 续地执行程序。


“存储程序,自动执行”就是计算机的工 作原理;从1946年EDVAC诞生至今,所以 的计算机都是采用这一原理的。采用这一 工作原理的计算机,由五大部分组成:控 制器、运算器、存储器、输入设备、输出 设备; 1946年至今,根据计算机所使用的电子元 器件,划分成4个阶段
十进制数
二进制数 0 1 10 11 100 101 110 111 1000 1001 1010 1011 1100 1101 1110 1111 10000
八进制数 0 1 2 3 4 5 6 7 10 11 12 13 14 15 16 17 20
十六进制数 0 1 2 3 4 5 6 7 8 9 A B C D E F 10
数制

用进位的制度来记录数据的方法。
常用的数制有:十进制(D)、二进制(B)、八进 制(O)、十六进制(H)。

不管采用哪种进位制来记录数据,一个数字表示的 实际大小都是不变的,只是记录形式不同而已。
基数:进制中不重复的字符的个数,N进制基数为N。 如十进制中的字符:0、1、2、3…… 9,共10个; 进位规则:N进制逢N进一; 位权:某个位置上的数代表的数量大小。如 1 1 1
例: (29)10=( ? )2
2 2 2 2 2 29 14 7 3 1 0 1 0 1 1 1
( 29 )10 = ( 11101 )2
十进制数转换为八进制数
“除以八倒取余”。 例3: (29)10=( ? )8
8 8
29
3 5 3
0
( 29 )10 = ( 35 )8
十进制数转换为十六进制数
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