§1 计算机概述
1． 发展史
（1）计算机发展代别划分：以电子元器件来划分 代别 *年代 逻辑元件 第一代 1946－1958 电子管 第二代 1959－1964 晶体管 第三代 1965－1970 集成电路 第四代 1971－？ 大规模集成电路 （2）1946年2月，在美国宾夕法尼亚大学诞生了世界上第一台电子计算机ENIAC“埃尼阿克”（Electronic Numerical Integrator And Computer），这台计算机占地170平方米，重30吨，用了18000多个电子管，每秒能进行5000次加法运算。主要用于军事领域， （3）冯·诺依曼理论
1945年美籍数学家冯·诺依曼（电脑之父）采用二进制，提出了“存储程序”的设计思想。当今的计算机仍属于冯·诺依曼架构。 其理论要点如下：
·计算机硬件设备由存储器、运算器、控制器、输入设备和输出设备5部分组成。
·存储程序思想——把计算过程描述为由许多命令按一定顺序组成的程序，然后把程序和数据一起输入计算机，计算机对已存入的程序和数据处理后，输出结果。 （4）我国的计算机发展情况
·我国从1956年开始计算机的科研和教学工作；
1958年研制了第一台电子管计算机，速度每二千次。
1983年每秒运行1亿次的银河巨型计算机在国防科技大学诞生； 1992年研制成功每秒运行10亿次的“银河Ⅱ”巨型计算机； 1997年又研制成功每秒运行130亿次的“银河Ⅲ”巨型计算机； ·我国较有名的微型计算机品牌有：“联想”、“长城”、“方正”等； （5）、计算机的发展： ①按用途分类：
可分为专用机和通用机（如pc机）； ②以\代\分类：
第一代,1946～1957年电子管计算机; 第二代,1958～1964年晶体管计算机; 第三代,1965～1971年集成电路 第四代,1972年以来大规模集成电路 第五代，正在研制人工智能 ③以相对功能规模分类:
巨型机(如CYBER205机,中国银河II机) 大型机 中型机(IBM360,370)
小型机(DEC公司的VAX-11,Alpha系列机)
微型机(如pc机) 单片机 ④按结构模式分类:
集中式
集中式系统是一个或多个用户同时使用一台计算机。它又分为：单用户机(pc机)和多用户机(DEC公司的ALPHA系列机,IBM360机).
⑤按处理方式分：模拟计算机、数字计算机以及数字模拟混合计算机
⑥照其工作模式分：服务器、工作站
（6）微机发展：
·1982年Intel公司发布80286个人计算机微处理器芯片； ·1985年－80386 ·1989年－80486
·1993年，Pentium，主频60－66 MHz； ·1997年，PentiumⅡ，主频233 MHz；
·1999年，Pentium Ⅲ，主频 450MHz以上； ·2000年，P4，主频1.4G以上； 2． 计算机的特点：
运算速度快，运算精度高，具有记忆能力，具有逻辑判断能力，具有自动控制能力； ３.计算机在现代社会中应用
按其性质和类型，一般分为如下十个方面：
①科学计算(数值计算)方面 ②数据处理方面 ③自动控制(过程控制)方面 ④办公自动化(OA)方面 ⑤计算机辅助设计(CAD)和辅助制造(CAM)方面 ⑥计算机辅助教学CAI(CmputerAssistedInstructin)方面
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⑦计算机在智能模拟方面的应用 ⑧计算机在通信方面的应用
⑨计算机在信息高速公路方面的应用 ⑩计算机在文字处理方面的应用 4．发展趋势：微型化、多媒体化、网络化、多媒体化
§2 计算机系统的基本组成
计算机系统由硬件和软件两部分组成。 （一）计算机硬件
计算机硬件由五大部分组成：（运算器、控制器）合称 中央处理器、存储器、输入设备、输出设备。
1． 中央处理器（CPU——Central Processing Unit）
由运算器、控制器和一些寄存器组成；运算器进行各种算术运算和逻辑运算运算器；对信息进行加工处理的部件。
它在控制器的控制下与内存交换信息，负责进行各类基本的算术运算和与、或、非、比较、移位等各种逻辑判断和操作。此外，在运算器中还有能暂时存放数据或结果的寄存器。控制器：是整个计算机的指挥中心。它对指令进行分析、判断，发出控制信号，使计算机的有关设备协调工作，确保系统自动运行。
CPU的主要性能指标是主频和字长。CPU是微型计算机的核心，它是衡量计算机性能的最主要标志，我们习惯上用CPU来表示计算机的档次。这里主要有两个参数标准：一个CPU本身的型号，即“代”数，如80486比80586速度快；另一个是CPU的“时钟频率”即主频，主频越高，速度越快。如PentiumIII 450和PentiumIII 733，虽是同一代，但主频前者是450MHz，后者是733MHz，显然后者快。注：Pentium：称“奔腾”，表示的是 CPU的型号；CPU的字长：指它可以同时处理的数据位数。字长越长，处理精度越高； Pentium MMX,增加了多媒体扩展指令，是CPU发展史上的个里程碑。 2． 存储器
（1）内部存储器
中央处理器能直接访问的存储器称为内部存储器，它包括快速缓冲存储器和主存储器，中央处理器不能直接访问的存储器称为外部存储器，外部存储器中的信息必须调入内存后才能为中央处理器处理。
主存储器：内存也常泛称主存，但严格上说，只有当内存中只有主存，而没有快速缓冲存储器时，才能称为主存。
主存储器按读写功能，可分只读存储器（ROM）和随机存储器（RAM）两种。 特 点 只读存储只能读出信息，不能写入当计算机断电后，ROM器 信息 中存储的信息不会丢失 ROM 随机存储计算机一旦断电，RAM器 可读、可写 中的信息将消失 RAM （2）外部存储器 外存储器：也称为辅助存储器，一般容量较大，速度比主存较慢。磁盘（软盘和硬盘）和光盘 ·硬盘（Hard disk）：目前的硬盘大多采用了温彻斯特技术，所以又称为“温盘”；存储量大（目前常用的容量达几十个GB）
* 温氏技术的特点是：将盘片、读写磁头及驱动装置精密地组装在一个密封盒里；采用接触式起停，非接触式读写的方式（磁盘不工作时，磁头停在磁盘表面的起停区，一旦加电后，磁头随着盘片旋转的气流“飞”起来，悬浮在磁盘表面，进行读写）。 ·软盘（Floppy Disk）：目前常见的是3.5英寸，1.44 MB的软盘。软盘表示为A：盘（软盘的写保护：将写保护口打开，则此盘只能读取，不能写入。这样做往往有两个好处：一是保护数据（或文件）不被破坏；防止计算机病毒。
·光盘存储器（CD-ROM）Compact Disc-Read Only Memory：普通的CD-ROM，只能读，不能写； CD盘片的存储量大约是650 MB。 * 可读写光驱：能读又能写。
比较： 存储容量：由大到小一般硬盘>光盘>软盘 读写（或存取）速度：由快到慢一般是：内存>硬盘>光盘>软盘 稳定性：由好到差：硬盘>光盘>软盘 （3）、关于存储容量： a. 存储容量的基本单位：“字节”（byte，简称B），它是由8位（bit）的二进制数组成。 注：表示信息的最小单位是“位”（bit）。
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b. 存储容量的其它单位：千字节（KB）、兆字节（MB）、G字节（GB）等。换算关系是：以1024为换算单位：1KB=1024B 1MB=1024KB 1GB=1024MB 1MB=1024＊1024B 1个汉字占2个字节，1个数字或字母占1个字节 3． 输入设备 ·键盘（Keyboard）：目前大多使用104或107键盘 ·鼠标（Mouse）：主要有机械型鼠标和光电型鼠标两种 ·手写笔·触摸屏·麦克风·扫描仪（Scanner）·数码摄像机（数码照相机）·条形码扫描器 4． 输出设备
·显示器（Monitor）：目前主要有CRT（阴极射线管）显示器和LCD液晶显示器。 ·打印机（Printer）：主要有针式打印机、喷墨打印机、激光打印机。 ·绘图仪·音箱 （二）计算机软件 （1）、计算机语言：分为机器语言、汇编语言、高级语言和甚高级语言4代。甚高级语言是第四代语言，这是一种面向对象的语言。高级语言是面向过程的语言，属于第三代语言，包括Pascal、C、BASIC语言等。汇编语言是一种用字母和符号表示的面向机器的语言，是第二代语言。机器语言是以二进制代码表示的面向机器的语言，是第一代语言，也是微机唯一能够直接识别和处理的语言。 （2）、计算机软件可分为系统软件和应用软件两大类。 系统软件是是为方便使用和管理计算机提供的软件。应用软件是为某一应用目的而编制的软件。 系统软件包括操作系统、语言处理程序和各种工具软件；应用软件包括应用软件包和面向问题的应用程序。编译软件、连接程序和管理软件属于系统软件范畴；数据库软件包括数据库管理系统和数据库应用系统，前者属于系统软件，后者属于应用软件。 系统软件有以下几种：
A、操作系统(OS)：管理计算机软件和硬件资源，让我们方便地使用计算机。是用户与计算机硬件间的接口。最常见的系统软件。DOS、UNIX、WINDOWS、 Linux、Solaris（是UNIX操作系统的衍生版本之一）
注：我们平时所用的个人计算机（personal computer 简称PC）称为微型机。所用的操作系统一般为微型机操作系统。DOS是一个单用户 单任务操作系统；windows98是一个单用户多任务操作系统；
网络操作系统是多用户，多任务的操作系统。常见的有：Unix、Netware、Windwos NT 、Linux.
6. 在以下各项中（ ）不是操作系统软件。
A. Solaris B. Linux C. Windows Vista D. Sybase
8．下列哪个软件不是操作系统软件的名字( )。
A)Windows XP B)DOS C)Linux D)OS／2 E)Arch／Info
4．Linux是一种( )。
A. 绘图软件 B. 程序设计语言 C. 操作系统 D. 网络浏览器
5、下列哪个软件属于操作系统软件（ ）
A、Microsoft Word B、金山词霸 C、Foxmail D、WinRAR E、Red Hat Linux
B、数据库管理系统
FoxBASE、Foxpro、Access等。
C、计算机高级语言系统。如：C++ 、 Visual Basic 、JAVA等。
程序设计语言分为低级语言和高级语言。机器语言和汇编语言也都被称为低级语言。只有机器语言可以被计算机直接执行。 （4）应用软件经常使用的有：
计算机辅助教学(CAI)，计算机辅助设计(CAD) 、OFFICE系列中的WORD 、EXCEL (电子表格软件)、
Frontpage (一个制作网页的工具) 信息管理软件：如仓库管理软件 成绩管理软件；网络软件：如Internet Exporler (浏览器，上网用)，Outlook（一个专门用来收发EMAIL的软件），
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§3 信息数字化
（一）、数制转换：见以前资料 （二）ASCII码 ( American Standard Code for Information Interchange ) 美国的标准信息交换代码
将每个字符用7位的二进制数来表示，共有128种状态 大小字母、0?9、其它符号、控制符
‘ 0 ’ ―― 48 ‘ A ’ ―― 65 ‘ a ’ ―― 97 （三）汉字信息编码 1． 汉字输入码
汉字输入方法大体可分为：区位码（数字码）、音码、形码、音形码。 · 区位码：优点是无重码或重码率低，缺点是难于记忆；
· 音码：优点是大多数人都易于掌握，但同音字多，重码率高，影响输入的速度；
· 形码：根据汉字的字型进行编码，编码的规则较多，难于记忆，必须经过训练才能较好地掌握；重码率低
· 音形码：将音码和形码结合起来，输入汉字，减少重码率，提高汉字输入速度； 2．汉字交换码
汉字交换码是指不同的具有汉字处理功能的计算机系统之间在交换汉字信息时所使用的代码标准。自国家标准GB2312－80公布以来，我国一直延用该标准所规定的国标码作为统一的汉字信息交换码。
GB2312－80标准包括了6763个汉字，按其使用频度分为一级汉字3755个和二级汉字3008个。一级汉字按拼音排序，二级汉字按部首排序。此外，该标准还包括标点符号、数种西文字母、图形、数码等符号682个。
区位码的区码和位码均采用从01到94的十进制，国标码采用十六进制的21H到73H（数字后加H表示其为十六进制数）。区位码和国标码的换算关系是：区码和位码分别加上十进制数32。如“国”字在表中的25行90列，其区位码为2590，国标码是397AH。
* 由于GB2312－80是80年代制定的标准，在实际应用时常常感到不够，所以，建议处理文字信息的产品采用新颁布的GB18030信息交换用汉字编码字符集，这个标准繁、简字均处同一平台，可解决两岸三地间GB码与BIG5码间的字码转换不便的问题。 3．字形存储码
字形存储码是指供计算机输出汉字（显示或打印）用的二进制信息，也称字模。通常，采用的是数字化点阵字模。
一般的点阵规模有16×16，24×24，64×64等，每一个点在存储器中用一个二进制位（bit）存储。例如，在16×16的点阵中，需8×32 bit 的存储空间，每8 bit为1字节，所以，需32字节的存储空间。在相同点阵中，不管其笔划繁简，每个汉字所占的字节数相等。为了节省存储空间，普遍采用了字形数据压缩技术。所谓的矢量汉字是指用矢量方法将汉字点阵字模进行压缩后得到的汉字字形的数字化信息。
16、在24*24点阵的字库中，汉字“一”与“编”的字模占用字节数分别是( ) A. 72, 72 B. 32, 32 C. 32, 72 D. 72, 32
17. 在32*32点阵的“字库”中，汉字“北”与“京”的字模占用字节数之和是（ ）。 A. 512 B. 256 C. 384 D. 128
（四）、原码反码补码
数值在计算机中表示形式为机器数,计算机只能识别0和1,使用的是二进制,而在日常生活中人们使用的是十进制,\正如亚里士多德早就指出的那样,今天十进制的广泛采用,只不过我们绝大多数人生来具有10个手指头这个解剖学事实的结果.尽管在历史上手指计数(5,10进制)的实践要比二或三进制计数出现的晚.\摘自<<数学发展史>>有空大家可以看看哦~,很有意思的).为了能方便的与二进制转换,就使用了十六进制(2 4)和八进制(23).下面进入正题.
数值有正负之分,计算机就用一个数的最高位存放符号(0为正,1为负).这就是机器数的原码了.假设机器能处理的位数为8.即字长为1byte,原码能表示数值的范围为(-127~-0 +0~127)共256个. 有了数值的表示方法就可以对数进行算术运算.但是很快就发现用带符号位的原码进行乘除运算时结果正确,而在加减运算的时候就出现了问题,如下: 假设字长为8bits ( 1 ) 10- ( 1 )10 = ( 1 )10 + ( -1 )10 = ( 0 )10
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(00000001)原 + (10000001)原 = (10000010)原 = ( -2 ) 显然不正确.
因为在两个整数的加法运算中是没有问题的,于是就发现问题出现在带符号位的负数身上,对除符号位外的其余各位逐位取反就产生了反码.反码的取值空间和原码相同且一一对应. 下面是反码的减法运算:
( 1 )10 - ( 1 ) 10= ( 1 ) 10+ ( -1 ) 10= ( 0 )10
(00000001) 反+ (11111110)反 = (11111111)反 = ( -0 ) 有问题. ( 1 )10 - ( 2)10 = ( 1 )10 + ( -2 )10 = ( -1 )10
(00000001) 反+ (11111101)反 = (11111110)反 = ( -1 ) 正确
问题出现在(+0)和(-0)上,在人们的计算概念中零是没有正负之分的.于是就引入了补码概念. 负数的补码就是对反码加一,而正数不变,正数的原码反码补码是一样的.在补码中用(-128)代替了(-0),所以补码的表示范围为:(-128~0~127)共256个.注意:(-128)没有相对应的原码和反码, (-128) = (10000000) 补码的加减运算如下:
( 1 ) 10- ( 1 ) 10= ( 1 )10 + ( -1 )10 = ( 0 )10 (00000001)补 + (11111111)补 = (00000000)补 = ( 0 ) 正确
( 1 ) 10- ( 2) 10= ( 1 )10 + ( -2 )10 = ( -1 )10 (00000001) 补+ (11111110) 补= (11111111)补 = ( -1 ) 正确
一：对于正数，原码和反码，补码都是一样的，都是正数本身。 对于负数，原码是符号位为1,数值部分取X绝对值的二进制。 反码是符号位为1,其它位是原码取反。
补码是符号位为1，其它位是原码取反，未位加1。 也就是说，负数的补码是其反码未位加1。
二：在计算机中，实际上只有加法运算，减法运算也要转换为加法运算， 乘法转换为加法运算，除法转换为减法运算。
三：在计算机中，对任意一个带有符号的二进制，都是按其补码的形式进行运算和存储的。 之所以是以补码方式进行处理，而不按原码和反码方式进行处理，是因为在对带有符号位的
原码和反码进行运算时，计算机处理起来有问题。(具体原因见理解原码,反码与补码) 所以补码的设计目的是: ?使符号位能与有效值部分一起参加运算,从而简化运算规则.?使减法运算转换为加法运算,进一步简化计算机中运算器的线路设计
2、下列关于十进制数100的不正确说法是（ ）.
A)原码为01100100B B)反码为64H C)反码为9BH D)补码为64H
（五）逻辑运算：0 V 0＝0；0 V 1＝1；1 V 0＝1；1 V 1＝1。（或规则）
0 Λ 0＝0；0 Λ 1＝1；1Λ 0＝1；1 Λ 1＝1。（与规则）
（六）．数值数据的表示 数值数据有大小和正负之分。
通常在微型计算机中，用两个字节表示一个整数，用四个字节表示一个实数。在二进制数的最前面规定一个符号位： “ 0”表示正数， “ 1”表示负数。 数据表示方法通常有定点数表示和浮点数表示两种。 （ 1）定点数的表示
① 定点整数：小数点的位置在最低数值位的后面，用于表示整数 （如图 1所示）
数符 数值 ② 定点小数：小数点的位置约定在最高数值位的前面，用于 表示小于 1的纯小数 （如图 2所示）。 （ 2）浮点数的表示 浮点数的表示来源于数学中的指数形式： N＝ M×Rc 式中 R表示进制数的基数。 N可以用下面两个部分表示。 ①尾数 M。尾数为小于 1的小数。尾数的长度影响数据的精度。
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