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一、 计算机的发展、类型及其应用领域。
1. 计算机(computer)是一种能自动、高速进行大量算术运算和逻辑运算的电子设备。 特点为:速度快、精度高、存储容量大、通用性强、具有逻辑判断和自动控制能力。
2. 第一台计算机:ENIAC,美国,1946年 宾夕法尼亚大学 冯 诺依曼 存储程序”和 “程序控制”
3. 冯诺依曼思想的核心要点是:
1)计算机的基本结构应由五大部件组成: 运算器、控制器、存储器、输入设备和输出设 备。
2)计算机中应采用二进制形式表示数据和指令。 3)采用“存储程序”和“程序控制”的工作方式。 4.计算机的发展过程 阶段 第一代 第二代 年份 1946-1959 1959-1964 物理器件 电子管 晶体管 软件特征 机器语言、汇编语言 高级语言 应用范围 科学计算 科学计算、数据处理、工业控制 科学计算、数据处理、工业控制、文字 第三代 1964-1970 小规模集成电路 操作系统 处理、图形处理 第四代 1970-至今 大规模集成电路 数据库网络等 各个领域 其
5.主要特点:运算速度快、精确度高、具有记忆和逻辑判断能力 6. 计算机的主要应用
科学计算:例如:气象预报、海湾战争中伊拉克导弹的监测
数据/信息处理:例如:高考招生中考生录取与统计工作,铁路、飞机客票的预定系统, 银行系统的业务管理 计算机控制
计算机辅助系统:例如:用
CAI演示化学反应
人工智能:例如:代替人类到危险的环境中去工作 办公自动化系统中的应用:例如: CBE:计算机辅助教育 CAI:计算机辅助教学 CMI:计算机管理教学 CAD计算机辅助设计 CAT:计算机辅助翻译 CAM计算机辅助制造 CAE:计算机辅助工程
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7. 计算机的分类:
1) 、根据规模大小分类:巨型机、大型通用机、微型机、工作站、服务器 2) 、根据用途分类:通用计算机、专用计算机
3) 、根据计算机处理数据的类型:模拟计算机、数字计算机、数字与模拟计算机 8. 计算机科学研究与应用
人工智能:研究如何让计算机来完成过去只有人才能做的智能的工作。 网格计算:专门针对复杂科学计算的新型计算模式。 中间件技术:是介于应用软件和操作系统之间的系统软件。
云计算:是分布式计算、网格计算、并行计算、网络存储及虚拟化计算机和网络技术发 展融合的产物,或者说是它们的商业实现,。
二、计算机中数据的表示与存储。
1. 数制
二进制的优点:技术实现简单 各种进制的后缀
B :二进制 D :十进制 H :十六进制 0 :八进制 2?数据的存储
1) 数据:所有能够被计算机接受和处理的符号的集合都称为数据
2) 信息:有意义的数据的内容。指数据经过加工处理后得到的有价值的知识。
3) 位(Bit ) 每一个能代表0和1的电子线路称为一个二进制位,是数据的最小单位。 4) 字节(Byte )
通常每8个二进制位组成一个字节, 字节是最基本的存储单位。 字节的容量一般用 KB、 MB、GB、TB来表示,它们之间的关系如下: 1KB=1024B 1MB=1024KB 1GB=1024MB 1TB=1024GB
5) 字长(Word) 在计算机中作为一个整体被存取、
传送、处理的二进制数字串叫做一个
简化运算规则
适合逻辑运算
易于进行转换
字或单元,每个字中二进制位数的长度, 称为字长。一个字由若干个字节组成,不同的 计算机系统的字长是不同的,常见的有
8位、16位、32位、64位等。字长是计算机的
字长越长,存放数的范围越大,
一个重要指标,直接反映一台计算机的计算能力和精度。 计算机的数据处理速度越快。
6) 地址(Address) 为了便于存取,每个存储单元必须有唯一的编号,这个编号就称为地
址,通过地址可以找到所需的存储单元,取出或存入信息。
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1.4.3 编码 1?字符编码
目前国际上通用的字符编码是
ASCII码,即美国标准信息交换代码。
27共128个字符。包括:32个通用控制符、
ASCII码用七位二进制数表示一个字符,可表示
10个十进制数字、52个大小写英文字母和 34个专用符号。在一个字节(8个Bit)中后七 位用于表示字符的编码,最高位为奇偶校验位,一般作 0看待。 2.
汉字编码
ASCII码只对英文字母、数字和标点符号进行了编码。同样,要想处理汉字,也要对汉字进 行统一编码,给每个汉字一个惟一的编码,我国于
1980年发布了国家汉字编码标准
2个字节。
GB2312-1990。。汉字数量庞大,用一个字节无法区分,故汉字编码采用
厂V常用汉字(3755个)
(按汶辭音宇母III弟扫剑)
广汉字(彷昭个)J
国敗宇字符集丿
(7445 个)
「團形持号\也个〕
一个汉字占用二个字节
一个字符占用一个字节
Uftfc常用汉字:3008-1-3
■(按偏旁部首扫顾」)
N*N点阵的汉字所用的空间是 N*N/8 国标码、机内码、区位码的关系 国标码=区位码+2020H 机内码=国标码+8080H 机内码=区位码+a0a0H
三、计算机软硬件系统的组成及主要技术指标
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运聲器
中央处理器 (CPU)
主机L
內存储
L蔭件系统一
随机存储器(曲M)
厂输入设备
外部设备一一输出设备
一外存储器 低职 磁盘)
计算机系统一 ?
厂撓作系统
系统软件一语言编译程序
L 实用程序
厂专用软件包
应用软件一
1
-用户开发的应用程序
控制器
貝读存储器(ROM)
计算机硬件系统均由运算器、控制器、存储器、输入设备和输出设备五大部分构成 运算器:算术运算和逻辑运行的实际执行部件。
控制器:统一指挥和控制计算机各部件按时序协调操作的部件 中央处理器-CPU=运算器+控制器是计算机的核心部件 内部存储器按其存储信息的方式可以分为只读存储器
ROM(Read Only Memory)、随机存储
器 RAM(Random Access Memory)和高速缓冲存储器 Cache RAM :随机存储器
能读能写,断电后信息丢失
DRAM:动态RAM,相当于 CACHE(高速缓冲存储器) CACHE:CPU与内存之间速度不彼配的问题 SRAM :静态 RAM ROM :只读存储器
能读不能写,断电后信息不丢失
输入设备:键盘、鼠标、扫描仪、光笔 输出设备:显示器、音箱、打印机、绘图仪 总线:数据总线、地址总线、控制总线
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操作系铳:DOS. Windows XPfMe^OOJ, llux. OS/2 等
广系锐软f牛W程序开坂软件:QBask^ Visual 6 C++等
I
数据库管理软件;VFFs如\診Qracte等
'文瞬辑软件:OfTieXP. WPS. Qffce 2003 等
■
(
E)形图像处理软件:Photoshop Faults Fhe^fk等 应用软件W 工惑件:如压纵 解压软件」杀WSW.董毓忧幅件等
互睦岡应朋软件:浏览器软件、邮件软件.接入服貓软件轉
软件:由程序、数据和文档三部分内容组成。 程序:是一系列有序指令的集合。
计算机之所以能够自动而连续地完成预定的操作,就是运行特定程序的结果。计
算机程序通常是由计算机语言来编制,编制程序的工作称为程序设计。 数据:指各种信息集合,数值的与非数值的。
文档:用自然语言(汉语或英语)对程序进行描述的文本称为文档。
1. 系统软件:是指管理、监控和维护计算机资源(包括硬件和软件)的软件。系统软件 主要包括操作系统、各种语言处理程序、数据库管理系统、网络系统及服务性程序。核心是: 操作系统、语言处理程序和各种服务性程序。 (1)操作系统
操作系统是管理、控制计算机的软、硬件和数据资源的大型程序,是用户和计算机之间的 接口,并提供了软件的开发和应用环境。
微机操作系统当前主流是 Microsoft公司的DOS (单用户单任务)操作系统和 Windows (单 用户多任务)操作系统 (2)语言处理程序
机器语言是用二进制代码编写,能够直接被机器识别的程序设计语言。
高级语言编写的程序(称为“源程序” )翻译成机器语言程序(称为“目的程序” ),然后计 算机才能执行。这种翻译过程一般有两种方式:解释方式和编译方式 CPU的主要性能指标有两个:字长和主频。
字长(位): CPU进行运算和数据处理的最基本、最有效的信息位长度。字长越长,性能越 强。PC机的字长,已由 8088的准16位(运算用16位,I/O用8位)发展到现在的32位、 64位。