计算机基础知识一.计算机发展史略世界上第一台电子数字式计算机于1946年2月15日在美国宾夕法尼亚大学正式投入运行，它的名称叫ENIAC(埃尼阿克)，是电子数值积分计算机(The Electronic Numberical Intergrator and Computer)的缩写。

它使用了17468个真空电子管，耗电174千瓦，占地170平方米，重达30吨，每秒钟可进行5000次加法运算。

虽然它的功能还比不上今天最普通的一台微型计算机，但在当时它已是运算速度的绝对冠军，并且其运算的精确度和准确度也是史无前例的。

以圆周率(π)的计算为例，中国的古代科学家祖冲之利用算筹，耗费15年心血，才把圆周率计算到小数点后7位数。

一千多年后，英国人香克斯以毕生精力计算圆周率，才计算到小数点后707位。

而使用ENIAC进行计算，仅用了40秒就达到了这个记录，还发现香克斯的计算中，第528位是错误的。

ENIAC奠定了电子计算机的发展基础，开辟了一个计算机科学技术的新纪元。

有人将其称为人类第三次产业革命开始的标志。

ENIAC诞生后，数学家冯·诺依曼提出了重大的改进理论，主要有两点：其一是电子计算机应该以二进制为运算基础，其二是电子计算机应采用"存储程序"方式工作，并且进一步明确指出了整个计算机的结构应由五个部分组成：运算器、控制器、存储器、输入装置和输出装置。

冯·诺依曼的这些理论的提出，解决了计算机的运算自动化的问题和速度配合问题，对后来计算机的发展起到了决定性的作用。

直至今天，绝大部分的计算机还是采用冯·诺依曼方式工作。

ENIAC诞生后短短的几十年间，计算机的发展突飞猛进。

主要电子器件相继使用了真空电子管，晶体管，中、小规模集成电路和大规模、超大规模集成电路，引起计算机的几次更新换代。

每一次更新换代都使计算机的体积和耗电量大大减小，功能大大增强，应用领域进一步拓宽。

特别是体积小、价格低、功能强的微型计算机的出现，使得计算机迅速普及，进入了办公室和家庭，在办公室自动化和多媒体应用方面发挥了很大的作用。

目前，计算机的应用已扩展到社会的各个领域。

电子计算机还在向以下四个方面发展：巨型化天文、军事、仿真等领域需要进行大量的计算，要求计算机有更高的运算速度、更大的存储量，这就需要研制功能更强的巨型计算机。

微型化专用微型机已经大量应用于仪器、仪表和家用电器中。

通用微型机已经大量进入办公室和家庭，但人们需要体积更小、更轻便、易于携带的微型机，以便出门在外或在旅途中均可使用计算机。

应运而生的便携式微型机(笔记本型)和掌上型微型机正在不断涌现，迅速普及。

网络化将地理位置分散的计算机通过专用的电缆或通信线路互相连接，就组成了计算机网络。

网络可以使分散的各种资源得到共享，使计算机的实际效用提高了很多。

计算机联网不再是可有可无的事，而是计算机应用中一个很重要的部分。

人们常说的因特网(INTERNET，也译为国际互联网)就是一个通过通信线路联接、覆盖全球的计算机网络。

通过因特网，人们足不出户就可获取大量的信息，与世界各地的亲友快捷通信，进行网上贸易等等。

智能化目前的计算机已能够部分地代替人的脑力劳动，因此也常称为"电脑"。

但是人们希望计算机具有更多的类似人的智能，比如：能听懂人类的语言，能识别图形，会自行学习等等，这就需要进一步进行研究。

二.计算机的应用(1) 科学计算如：计算量大、数值变化范围大的天文学、量子化学、空气动力学、核物理学和天气预报等领域中的复杂运算。

(2) 数据处理是计算机应用的一个重要方面，如：办公自动化、企业管理、事务管理、情报检索等非数值计算的领域。

(3) 过程控制如：冶金、石油、化工、纺织、水电、机械、航天等现代工业生产过程中的自动化控制。

(4) 计算机辅助系统计算机辅助设计 CAD：如飞机、船舶、建筑、机械、大规模集成电路等的设计。

计算机辅助制造 CAM：用计算机进行生产设备的管理、控制和操作。

计算机辅助教育 CBE：如计算机辅助教学CAI、计算机辅助测试 CAT、计算机管理教学 CMI(5) 人工智能 AI 是计算机应用研究的前沿学科。

(6) 信息高速公路(此即“国家信息基础设施” NII 的俗称)我国已建立的大型计算机应用工程-"金"字工程：金桥工程(全国经济信息网) 金卡工程(金融信息网) 金关工程(外贸海关信息网) 金智工程(教育科研信息网)(7)电子商务利用国际互联网Internet 进行网上商务活动，始于1996年，现已发展迅速，全球已有许多企业先后开展了“电子商务”活动。

三.计算机系统的组成1.计算机的基本结构冯·诺依曼(美籍匈牙利数学家)对计算机结构提出的设计思想：(1)计算机应由五个基本部分组成：运算器、控制器、存储器、输入设备和输出设备;(2) 采用存储程序的方式，程序和数据存放在同一个存储器中;(3) 指令在存储器中按执行顺序存放，由指令计数器指明要执行的指令所在的单元地址，一般按顺序递增，但可按运算结果或外界条件而改变;(4) 机器以运算器为中心，输入/输出设备与存储器间的数据传送都通过运算器。

2.计算机工作原理计算机的工作过程其实就是一个执行指令和程序的过程。

指令的执行过程：第一阶段，计算机将要执行的指令从内存取到CPU，此阶段称之为取指周期;第二阶段，CPU对取入的指令进行分析译码，判断该指令要完成的操作，然后向各部件发出完成该操作的控制信号，完成该指令的功能，此阶段称之为执行周期。

程序的执行过程：就是逐条执行指令的过程。

取指令→执行指令→取指令→执行指令……指令：就是让计算机完成某个操作所发出的命令，是计算机完成某个操作的依据。

它包括操作码和操作数两部分。

操作码：指明该指令要完成的操作。

操作数：是指参加运算的数或者数所在的单元地址。

指令的分类：包括：数据传送指令、算术运算指令、逻辑运算指令、移位运算指令、位与位串操作指令、控制转移指令、输入/输出指令、其他指令。

指令系统：指一台计算机的所有指令的集合。

不同的计算机其指令系统不一定相同。

程序：是由一系列指令构成的有序集合。

3. 计算机的硬件系统计算机硬件主要由中央处理器、主存储器、辅助存储器、输入/输出设备和总线等组成。

其中：中央处理器、主存储器和总线构成“主机” ，辅助存储器和输入/输出设备构成“外设”。

微机的主机箱内主要有下列部件：(1) 系统主板是一块集成电路板，是微机最主要的部件，它包括微处理器模块、内存模块、基本I/O接口、中断控制器、DMA(直接存取存储器)控制器及连接其他部件的总线。

(3)系统软件的基本概念源程序：用高级语言编写出来的程序。

目标程序：由源程序翻译出来的机器语言程序或汇编语言程序。

编译程序：将高级语言源程序翻译成机器语言或汇编语言的程序，如：FL.EXE 翻译有“编译”和“解释”两种方式。

编译方式：首先将源程序翻译成等价的目标程序，然后再执行此程序，运行速度较快。

如：C 、FORTRAN解释方式：是把源程序逐句翻译，翻译一句执行一句，边翻译边执行，运行速度较慢。

解释程序不产生将被执行的目标程序，而是借助解释程序直接执行源程序本身。

如：BASIC 、 LISP 联接程序：把目标程序变成可执行的程序。

也称组合编译程序或联接编译程序。

将源程序转换成可执行的目标程序一般分为两个阶段：翻译阶段和联接阶段。

翻译阶段的目标模块由于没有分配存储器的绝对地址，仍然不能执行，只有经过联接阶段，把目标程序以及所需要的功能库转换成一个可执行的装入程序，该装入程序分配有地址，故可以执行。

四计算机网络基础知识计算机网络就是计算机之间通过连接介质互联起来，按照网络协议进行数据通信，实现资源共享的一种组织形式。

什么是连接介质呢?连接介质和通信网中的传输线路一样，起到信息的输送和设备的连接作用计算机网络的连接介质种类很多，可以是电缆、光缆、双绞线等“有线”的介质，也可以是卫星微波等“无线”介质，这和通信网中所采用的传输介质基本上是一样的。

在连接介质基础上，计算机网络必须实现计算机间的通信和计算机资源的共享，因此它的结构，按照其功能可以划分成通信子网和资源子网两部分。

当然，根据硬件的不同，将它分成主机和通信子网两部分也是正确的。

主机的概念很重要，所为主机就是组成网络的各个独立的计算机。

在网络中，主机运行应用程序。

这里请注意区别主机与终端两个要领终端指人与网络打交道时所必需的设备，一个键盘加一个显示器即可构成一个终端，显然，主机由于要运行应用程序，只有一个键盘和显示器是不够的，还要有相应的软件和硬件才行。

因此，不能把终端看成主机，但有时把主机看成一台终端是可以的。

协议是什么?拿电报来做比较，在拍电报时，必须首先规定好报文的传输格式，多少位的码长，什么样的码字表示启动，什么样的码字又表示结束，出了错误怎么办，怎地方发报人的名字和地址等，这种预先定好的格式及约定就是协议。

这样就也网络协议的定义：为了使网络中的不同设备能进行下沉的数据通信而预先制定一整套通信双方相互了解和共同遵守的格式和约定。

协议对于计算机网络而言是非常重要的，可以说没有协议，就不可能有计算机网。

每一种计算机网络，都有一套协议支持着。

由于现在在计算机网种类很多，所以现有的网络通信协议的种类也很多。

典型的网络通信协议有开放系统互连(OSI)协议1、X.25协议等。

TCP/IP则是为Internet互联的各种网络之间能互相通信而专门设计的通信协议。

可见，由于连接介质的不同，通信协议的不同，计算机网络的种类名目繁多。

但一般来讲，计算机网络可以按照它覆盖的地理范围，划分成局域网和广域网。

局域网一般指分布于几公里范围内的网络，常见的局域中校园网、大楼网等;广域网则在分范围很区域内提供数据通信服务，前面提到的NSFnet，国内的如中国公用分组交换网(CHINAPAC)、中国公用数字数据网(CHINADDA),以及建议中的国家教育和科研网(CERnet)等都属于广域网，建设好的CHINANET也将是一个广域网。

1. 网络定义计算机网络是利用通信设备和线路将地理位置不同的、功能独立的多个计算机系统互联起来，以功能完善的网络软件(包括网络通信协议、信息交换方式及网络操作系统等)实现网络中资源共享和信息交换的系统。

2. 网络组成若干主机、一个通信子网、一系列通信协议3. 网络功能1)信息交换如：传送电子邮件、发布新闻、电子购物、远程教育等2)资源共享如：计算处理能力、磁盘、打印机、绘图仪、数据库、文件等3)分布式处理：由网络内多台计算机分别完成一项复杂任务的各部分4)提高计算机系统的可靠性和可用性：网络中的计算机可互为备用4. 网络分类按规模和距离分为：广域网WAN(Wide Area Network)、局域网LAN(Local Area Network)5. 网络设备网络传输介质：有双绞线电缆、同轴电缆、光导纤维、激光、红外线、微波和卫星通信等。