计算机基础知识第一章信息技术概述1.1信息与信息技术1.信息是指“事物运动的状态及状态变化的方式”（客观）“认识主体所感知或所表述的事物运动及其变化方式的形式、内容和效用”(主观)；2.信息、物质和能量是客观世界的三大构成要素；3.信息收集→信息加工→信息存储→信息传递→信息施用;4.信息技术(简称IT)指的是用来扩展人们信息器官功能，协助人们更有效地进行信息处理的一门技术；5.人们的信息器官主要有感觉器官、神经网络、大脑及效应器官，它们分别用于获取信息、传递信息、加工与存储信息，以及施用信息产生实际效用；6.现代信息技术的主要特征是:以数字技术为基础、以计算机及其软件为核心、采用电子技术(包括激光技术)进行信息的收集、传递、加工、存储、显示与控制。
7.信息产业是指生产制造信息设备，以及利用这些设备进行信息采集、储存、传递、处理、制作与服务的所有行业与部门的总和；8.为了推进信息化建设，我国政府于2006年发布了“国家信息化发展战略(2006--2020)”，发展战略中制定了2020年我国信息化发展的总目标是：（1）综合信息基础设施基本普及；（2）信息技术自主创新能力显著增强，信息产业结构全面优化；（3）国民经济和社会信息化取得明显成效，新型工业化发展模式初步确立；（4）国家信息化发展的制度环境和政策体系基本完善，国民信息能力显著提高；9.信息化是我国产业结构优化与升级、实现工业化和现代化、增强国际竞争力与提高综合国力的关键；10.我国目前处在工业化的中期阶段；1.2 数字技术基础1.比特(bit)既没有颜色，也没有大小和重量，比特是组成数字信息的最小单位，8个比特构成一个字节(byte)，即B=8b；2.寄存器和半导体存储器在电源切断以后所存储的信息将会丢失，它们成为易失性存储器；而磁盘和光盘即使断点以后也能保持所存储的信息不变，属于非易失性存储器，可用来长期存储信息；3．计算机的内存储器容量通常使用2的幂次作为单位，因为这有助于内存储器的设计，经常使用的单位由小到大分别为:字节(B)、千字节(KB)、兆字节(MB)、吉字节(GB)、太字节(TB)；但是计算的的外存储器容量可能是用10的幂次来计算的，要注意区分；4.传输速率的度量单位是每秒多少比特，经常使用的传输速率单位如下:比特/秒(b/s)、千比特/秒(kb/s 1kb/s=10^3b/s)、兆比特/秒(Mb/s 1Mb/s=10^6比特/秒)、吉比特/秒(Gb/s)、太比特/秒(Tb/s)；5.二进制数转化为十进制数、十进制数转化为二进制数(除以2逆序取余法)、十进制小数转化为二进制小数(乘以2顺序取整法)；6.二进制数的加减乘除运算；7.八进制数与十六进制数之间的相互转化(要注意二进制数与八进制数，以及二进制数与十六进制数转化时的简便方法)；8.计算机中的整数分为两类:不带符号的整数(也称为无符号整数)，此类整数一定是正整数；带符号位的整数(有符号整数)，此类整数既可表示正整数，又可以表示负整数；9.无符号整数常常用于地址索引等正整数，n个二进制位表示的正整数的取值范围是0—(2^n-1);10.带符号的整数一般总是用最高位作为其符号位，其中“0”表示正，“1”表示负，其余各位用来表示数值的大小；(例00101011=+43,10101011=-43)；n个二进位表示的带符号整数其取值范围是-2^(n-1)+1--+2^(n-1)-1;11.正数的补码和原码相同，负数的补码是保留符号位，剩下的各位取反后加1；12.因为原码中0的表示方法有两种，而补码中0的表示方法却是唯一的，所以，相同位数的二进制补码可表示的数的个数原码多一个(-2^n—2^n-1);13.基本的ASCII字符集共有128个字符集，包括96个可打印字符和32个控制字符，每个字符使用7个二进位进行编码，但是一般占用8个二进制位，多出的一位通常为0；14.为了显示一幅图像，将其分为M列N行，形成M*N个取样点，每一个取样点称为一个像素。
彩色图像的像素通常由红绿蓝三个基色组成，像素的每个分量均采用无符号整数来表示；15.逻辑代数中最基本的逻辑运算有三种:逻辑加、逻辑乘和取反；16.微电子技术是实现电子电路和电子系统超小型化及微型化的技术，它以集成电路为核心；17.真空电子管(早期)→晶体管(1948)→小规模集成电路、超大规模集成电路(20世纪50年代)；18.小规模集成电路(SSI):集成度(单个集成电路所含电子元件个数)小于100；中规模集成电路(MSI):集成度在100到3000个电子元件之间；大规模集成电路(LSI):集成度在3000到10万之间；超大规模集成电路(VLSI):集成度在10万到199万之间；极大规模集成电路(ULSI):集成度超过100万；19.按照集成电路的功能来分，可分为数字集成电路和模拟集成电路；按照用途可分为通用集成电路与专业集成电路；20.集成电路的特点是体积小、重量轻、可靠性高。
集成电路的工作速度主要取决于组成逻辑门电路的晶体管的尺寸，晶体管的尺寸约小，其极限工作频率越高，门电路的开关速度就越快；21.IC卡按卡中所镶嵌的集成电路芯片可分为两大类:存储器卡(公交卡、医疗卡等)和CPU卡(又叫智能卡，SIM卡就是一种特殊的CPU卡)；22.IC卡按使用方式可分为两种:接触式IC卡(多用于存储信息量大、读写操作比较复杂的场合)和非接触式IC卡(记录的信息简单，读写的数据不多，常用于身份验证等场合)；第一章总结遗漏1.信息是一种资源。
信息不是物质，也不是能量，也不同于知识。
信息所表达的是个体的、具体的事物的运动状态和变化方式；知识来源于信息，对信息的必要处理可以达到认知的目的；2.信息化是利用现代信息技术对人类社会的信息和知识的生产与传播进行全面的改造，使人类社会生产体系的组织结构和经济结构发生全面变革的一个过程；3.通信技术主要扩展了人的神经网络系统传递信息的功能；4.数据是信息的载体，信息是数据的内涵，所以不是所有的信息都是数据，也不是所有的数据都是信息；5．信息处理的本质是数据处理；6.在一个非零无符号二进制整数右边加两个零的数是原来的4倍；7.十进制整数128使用带符号整数表示时，在PC机中使用16位二进制数表示最合适；8.若1000000是采用补码表示的一个带符号整数，它的原码是110000000，则该整数的十进制数值是-128；9.中小规模集成电路一般以简单的门电路或单级放大器为集成对象，大规模集成电路则以功能部件、子系统为集成对象；10.Moore定律指出，单块集成电路的集成度平均每18—24个月翻一番；11.IC芯片是个人计算机的核心器件；12.微电子技术以集成电路为核心；第二章计算机组成原理2.1计算机的组成与分类1.人们正在研究开发的计算机系统，主要着力于计算机的智能化，它以知识处理为核心，可以模拟或部分代替人的智能活动，具有自然的人机通信能力；2.计算机得以飞速发展的根本原因，除了微电子技术等相关科学的发展之外，还归功于计算机作为信息处理工具的通用性以及由此带来的计算机应用的广泛性；3.第一代计算机主要应用于科学计算领域；第二代计算机主要应用于数据处理领域；第三代计算机主要应用于科学计算、数据处理、工业控制等领域；第四代计算机深入各行各业；4.计算机系统由硬件和软件两部分组成。
计算机硬件是计算机系统中所有实际物理装置的总称；计算机软件是指在计算机中运行的各种程序及其处理的数据和相关的文档。
5.程序用来指挥计算机硬件一步步地进行规定的操作，数据则为程序处理的对象。
6.从逻辑上(功能上)来讲，计算机硬件只要包括中央处理器(CPU)、内存储器、外存储器、输入设备和输出设备等，它们通过总线相互连接；7. 中央处理器(CPU)、内存储器、总线构成了计算机的“主机”；输入设备和输出设备、外存储器等通常称为计算机的“外围设备”，简称“外设”；8.微处理器中包含的晶体管越来越多，功能越来越强大，微处理器中的Cache越来越大，指令系统越来越复杂，性价比越来越高；9.负责对输入信息进行各种处理(例如计算、排序、分类、检索等)的部件称为“处理器”。
处理器能高速执行指令完成二进制数据的算术、逻辑运算和数据传送等操作。
体积很小的处理器叫做“微处理器”。
10.一台计算机中往往有多个处理器，它们各有其不同的任务，其中承担系统软件和应用软件运行任务的处理器称为“中央处理器”(CPU),它是任何一台计算机必不可少的核心组成部件；11.使用多个CPU实现超高速计算的技术称为“并行处理”；12.计算机能够把程序和数据储存起来，具有这种功能的部件就是存储器；13.储存器分为内存储器(简称内存或主存)和外存储器(简称外存或辅存)两大类；内存存取速度快而容量相对较小(成本较高)，外存存取速度较慢而容量相对很大；14.内存储器与CPU高速连接，它用来存放已经启动运行的程序和需要立即处理的数据。
15.外存储器也称为辅助储存器，它能长期存放计算机系统中几乎所有的信息；16.CPU工作时，它所执行的指令即处理的数据都是从内存中取出的，产生的结果一般也存放在内存中；计算机执行程序时，外存中的程序及相关的数据必须先传送到内存，然后才能被CPU存取和使用；17.微处理器不仅具有运算和控制功能，而且具有数据存储功能；18.输入和输出设备通称I/O设备；19.总线是用于在CPU、内存、外存和各种输入输出设备之间传输信息并协调它们工作的一种部件；有些计算机把用于连接CPU和内存的总线成为CPU总线(或前端总线)，把连接内存和I/O设备(包括外存)的总线称为I/O总线；20.按其内部逻辑结构进行分类:如16位机、32位机或64位机等；按计算机的性能和用途进行分类:巨型计算机、大型计算机、服务器、个人计算机和嵌入式计算机；21.个人计算机分为台式机和便携机两大类；嵌入式计算机是内嵌在其他设备中的专用计算机，执行着特定的任务，嵌入式计算机的核心是片上系统(SoC)；2.2 CPU的结构与原理1.计算机的原理:匈牙利数学家冯诺依曼提出的“存储程序控制”；计算机工作时CPU是从内存中取出指令来执行的；2.CPU的具体任务是执行指令，它按照指令的要求完成对数据的基本操作和处理；3.CPU原理上有三个部分组成:(1)寄存器组:寄存器的速度很快，它们用来临时存放参加运算的数据和运算得到的中间(或最后)的结果；(2)运算器:也称算术逻辑部件(ALU)；(3)控制器:CPU的指挥中心，它有一个指令计数器，用来存放CPU 正在执行的指令的地址，CPU将按照该地址从内存读取所要执行的指令；控制器还有一个指令寄存器，它用来保存当前正在执行的指令，通过译码器解释该指令的含义，控制运算器的操作，记录CPU的内部状态等；4.指令是构成程序的基本单位。