| 1．2 知识要点
1．2．1 计算机的基本概念
1．计算机的发展与分类
(1) 计算机的发展过程
1946 年第一台电子数字计算机 ENIAC(electronic numerical integrator and calculator) 由美国宾夕法尼亚大学研制成功。
①第一代计算机 (1946-1958 年 ) 使用电子管作为主要电子器件。
②第二代计算机 (1958-1964年)使用晶体管作为主要电子器件。
③第三代计算机 (1965-1971年)使用小规模集成电路SSI。
④第四代计算机 (20世纪70年代初至今)使用大规模集成电路LSI。
(2) 计算机的分类
①数字电子计算机
②模拟电子计算机
2．计算机的主要特点
(1)计算机具有自动控制能力。
(2) 计算机具有高速运算的能力。
(3) 计算机具有记忆能力。
(4) 计算机具有很高的计算精度。
(5) 计算机具有逻辑判断能力。
(6) 通用性强。
3．计算机的主要用途
(1) 科学计算 ( 数值计算 ) 。
(2) 数据处理 ( 信息处理 ) 。
(3) 自动控制。
(4) 计算机辅助系统。
计算机辅助设计 CAD(computer aided design) 、计算机辅助制造 CAM(computer aided manufacturing) 、计算机辅助工程 CAE(computer aided engineering) 、计算机集成制造系统 CIMS(computer integrated manufacturing system) 、计算机辅助教学 CAI(computer aided instruction) 等。
(5) 人工智能。
1．2．2 计算机系统的组成
1．计算机系统的基本组成如图 1-1 所示。
2．硬件系统的组成及各个部件的主要功能
存储程序原理的主要思想是：将程序和数据存放到计算机内部的存储器中，计算机在程序的控制下一步一步进行处理，直到得出结果。按此原理设计的计算机称为存储程序计算机，或称为冯·诺依曼结构计算机。
冯·诺依曼结构计算机由五大部分构成，如图 1-2 所示
①运算器
②控制器
③存储器
④输入设备
⑤输出设备
3．指令、程序、软件的概念以及软件的分类
(1)指令：包含有操作码和地址码的一串二进制代码。其中操作码规定了操作的性质（什么样的操作），地址码表示了操作数和操作结果的存放地址。
(2) 程序：为解决某一问题而设计的一系列有序的指令或语名的集合。
(3) 软件：能够指挥计算机工作的程序与程序运行时所需要的数据。
裸机的概念：不装备任何软件计算机称为硬件计算机或裸机。
(4) 软件的分类
①系统软件
②应用软件
(5)程序设计语言的种类
①机器语言
②汇编语言
用汇编语言编写的程序称为汇编语言源程序，需要汇编程序将源程序汇编 (即“翻译”)成机器语言的源程序，计算机才能执行。
③高级语言
高级语言与具体的计算机指令系统无关，使用高级语言编写的程序为“源程序”，必须编译成目标程序，再与有关的“库程序”连接成可执行程序，才能在计算机上运行。 1．2．3信息编码
1．数值在计算机中的表示形式
计算机采用二进制进行运算，并可通过进制的转换将二进制数转换成人们熟悉的十进制数。
计算机采用二进制主要有下列原因：
●二进制只有 0 和 1 两个状态，技术上容易实现
●二进制数运算规则简单；
●二进制数的 0和1与逻辑代数的“真”和“假”相吻合，适合于计算机进行逻辑运算；
●二进制数与十进制数之间转换不复杂，容易实现。
2．字符编码
(1) 字符编码
在计算机中不能直接存储英文字母或专用字符。如果想把一个字符存到计算机内存中，就必须用二进制代码来表示。
大多数计算机采用“ ASCII ”码作为字符编码。 ASCII(American Standard Code for Information Interchange) 码，即“美国信息交换标准码”。 ASCII 码采用 7 位二进制编码，可以表示 128 种信息： 10 个阿拉伯数字 0 ～ 9 、 52 个大小写英文字母、 32 个标点符号和运算符以及 34 个控制符。其中 0 ～ 9 的 ASCII 码为 48 ～ 57 ， A ～ Z 为 65 ～ 90 ， a ～ z 为 97 ～ 122 。
ASCII 码可以用 7 位 (2 7 =128) 来表示， ASCII 码只占 7 位，最高位置 0( 或置为校验码 ) 。
(2) 汉字编码
是针对汉字的计算机输入及机内表示设计的内码用连续的两个字节表示，且规定每个字节的最高位为“ 1 ”，这是中国国家标准，是人们掌握汉字输入方法的依据。
1．2．4 微型计算机的硬件组成
1．CPU 、内存、接口和总线的概念
(1) 主板：主板是固定在主机箱箱体上的一块电路板，主板上装有大量的有源电子元件。
(2) 中央处理器：中央处理器 (CPU) 是计算机的核心，把有的算术和逻辑运算都是由它完成的， CPU 是决定计算机速度、处理能力、档次的关键部件。
(3) 内存储器：存储器分为内存储器和外存储器，通常简称为内存和外存。内存的速度快，但容量有限，主要用来存放计算机正在使用的程序和数据。外存具有存储容量大、存取速度比内存低的特点，所以它用于存放备用的程序和数据等。
存储单位使用下列术语：
●位 (bit) 是二进制数的最小单位，通常用“ b ”表示。
●字节 (byte) 以 8 位二进制数组成 1 个字节，通常用“ B ”表示。
●字 (word) 由若干字节组成。它也是表示存储容量的一单位，通常我们把计算机一次所能处理的数据的最大位数称为该机器的字长，显然字长越长，一次所处理的信息越多，计算精度越高。因此，“字长”是计算机功能的一个重要标志。
●存储容量 计算机内外存储器的容量是用字节 (B) 来计算和表示的，除 B 外，还常用 KB 、 MB 、 GB 作为存储容量的单位。
B( 字节 ) 1B ＝ 8b
KB( 千字节 ) 1KB ＝ 1024B
MB( 兆字节 ) 1MB ＝ 1024KB
GB( 吉字节 ) 1GB ＝ 1024MB
①内存
从存储器取出信息称为读出；将信息存入存储器称为写入。向存储器写入信息，则原内容被新内容所代替。
●只读存储器 ROM(read only memory)
●随机存取存储器 RAM(random access memory)
② 外存
外部存储器包括软盘、硬盘、光盘和磁带等。外存的信息存储量大，所以存取速度要比内存慢得多。
(4) 微型计算机系统总线
微型计算机总线可以分为芯片总线 ( 局部总线 ) 、系统总线 ( 又称板总线 ) 、外总线 ( 又称通信总线 ) 。系统总线是用来连接各种插件板，以扩展系统功能的总线。外总线是用来连接外部设备的总线，如 SCSI 、 IDE 、 USB 等。
2．常用外部设备的性能指标
(1) 键盘：主要输入设备
(2) 鼠标：鼠标是快速输入设备
(3) 扫描仪：扫描仪是一种用来输入图片资料的输入装置，有彩色和黑白两种。
(4) 显示器 ：输出设备，显示器的分辨率一般用整个屏幕上光栅的列数与行数和乘积来表示。这个乘积越大，分辨率就越大，图像越清晰。
(5) 打印机：打印机是计算机重要的输出设备，由一根打印电缆与计算机上的并行口相连接。
3．微处理器、微型计算机和微型计算机系统的概念
(1) 微处理器 微型计算机的核心部分是指由一片或几片大规模集成电路组成的，具有运算器和控制器功能的中央处理器 (CPU) 。
(2) 微型计算机 以微处理器为核心，配上由大规模集成电路制成的存储器、输入输出接口电路及系统总线所组成的计算机，简称微型计算机。
(3) 微型计算机系统 以微型计算机为中心，配以相应的外围设备、电源和辅助电路，以及指挥微型计算机工作的系统软件，就构成了微型计算机系统。
4．微型计算机的主要性能指标及配置
(1) 运算速度：
计算机的运算速度与主频有关，还与内存、硬盘：等工作速度及字长有关。
(2) 字长：字长是 CPU 一次可以处理的二进制位数，字长主要影响计算机的精度和速度。字长有 8 位、 16 位、 32 位和 64 位等。字长越长，表示一次读写和处理的数的范围越大，处理数据的速度越快，计算精度越高。
(3) 主存容量：主存容量是衡量计算机记忆能力的指标。计算机的解题能力和规模就大。
(4) 输入输出数据传输速率：输入输出传输速率可以提高计算机的整体速度。
(5) 可靠性
(6) 兼容性 |
