計算機基礎知識1

計算機基礎知識（1）——計算機硬件、軟件及進制計算機的基本知識

世界上的第一臺計算機（ENIAC）于1946年誕生在美國賓夕法尼亞大學，到目前為止，計算機的發(fā)展大致經(jīng)歷了四代：

年代元件第一代1946－1958電子管第二代1959－1964晶體管第三代1965－1970集成電路第四代1971－至今大規(guī)模集成電路一、計算機的發(fā)展計算機的基本知識二、計算機的工作原理

現(xiàn)在我們所使用的計算機硬件系統(tǒng)的結構一直沿用了由美籍著名數(shù)學家馮?諾依曼提出的模型，它由運算器、控制器、存儲器、輸入設備、輸出設備五大功能部件組成。各種各樣的信息，通過輸入設備，進入計算機的存儲器，然后送到運算器，運算完畢把結果送到存儲器存儲，最后通過輸出設備顯示出來。整個過程由控制器進行控制。

計算機系統(tǒng)概論一臺完整的計算機系統(tǒng)是由硬件系統(tǒng)和軟件系統(tǒng)組成的。（一）計算機硬件1．中央處理器（CPU)中央處理器（CPU——CentralProcessingUnit）CPU的內(nèi)部結構可分為控制單元(控制器)，邏輯單元(運算器)和存儲單元（寄存器）三大部分。如果將CPU集成在一塊芯片上作為一個獨立的部件，該部件稱為微處理器（Microprocessor，簡稱MP）。(1).運算器：是計算機中進行算術運算和邏輯運算的部件，通常由算術邏輯運算部件（ALU）、累加器及通用寄存器組成。(2).控制器：用以控制和協(xié)調(diào)計算機各部件自動、連續(xù)地執(zhí)行各條指令，通常由指令部件、時序部件及操作控制部件組成。

CPU品質(zhì)的高低，直接決定了一個計算機系統(tǒng)的檔次

CPU指標:主頻3.0GHz,3.6GHz

數(shù)據(jù)傳送的位數(shù)16位機,32位機,64位機{CPU運算器控制器通用寄存器計算機系統(tǒng)的硬件組成

2．存儲器（Memory)

計算機的記憶部件內(nèi)存:直接與CPU相連,存取數(shù)據(jù)速度快,容量小

外存(輔存):容量大,信息交換通過內(nèi)存,存取數(shù)據(jù)速度慢存儲器{內(nèi)存外存{{RAMROM軟盤硬盤光盤隨機存儲器只讀存儲器readonlymemory思考：內(nèi)存儲器中，RAM和ROM哪種斷電后依舊可以保存信息或資料？輸入設備o鍵盤（Keyboard）：目前大多使用104或107鍵盤o鼠標（Mouse）：主要有機械型鼠標和光電型鼠標兩種o手寫筆o麥克風o掃描儀（Scanner）o視頻輸入設備o條形碼掃描是計算機接受信息和數(shù)據(jù)的設備，負責把用戶命令包括程序和數(shù)據(jù)輸入到計算機輸出設備顯示器（Monitor）：目前主要有CRT（陰極射線管）顯示器和LCD液晶顯示器。打印機（Printer）：主要有針式打印機、噴墨打印機、激光打印機。繪圖儀音箱負責將計算機中的信息（包括程序和數(shù)據(jù)）傳送到外部媒介供用戶查看或保存注：磁盤驅(qū)動器、刻錄機、觸摸屏既是輸入設備又是輸出設備；但磁盤和刻錄盤只是外存儲器(二)、計算機軟件計算機軟件按用途分為系統(tǒng)軟件和應用軟件計算機系統(tǒng)的軟件組成

操作系統(tǒng):DOS、MacOS、Unix/Xenix、OS/2UnixHP-UXLinuxWindows98/meWindows2000/XPWindowsServer2003WindowsVistaWindows7PalmSourceWindRiverMicriumuClinuxNovellFreeBSDSolarisSUNgoogle新開發(fā)的操作系統(tǒng)計算機語言:機器語言匯編語言高級語言

非過程語言智能性語言

語言處理程序:源程序目標程序可執(zhí)行程序

數(shù)據(jù)庫管理系統(tǒng):關系型數(shù)據(jù)庫(dBASE，F(xiàn)oxPro，Oracle，Access等)

系統(tǒng)服務程序:編輯程序調(diào)試程序裝配和連接程序測試程序應用軟件(應用軟件包和用戶程序)回顧：計算機系統(tǒng)的構成計算機系統(tǒng)硬件系統(tǒng)軟件系統(tǒng)CPU（中央處理器）存儲器輸入設備輸出設備控制器運算器內(nèi)存儲器外存儲器系統(tǒng)軟件應用軟件操作系統(tǒng)數(shù)據(jù)庫管理系統(tǒng)語言處理程序系統(tǒng)服務程序計算機語言的分類1、機器語言機器語言是用二進制代碼表示的計算機能直接識別和執(zhí)行的一種機器指令的集合。優(yōu)點：機器語言具有靈活、直接執(zhí)行和速度快等。缺點：編出的程序全是些0和1的指令代碼,直觀性差,還容易出錯2、匯編語言

匯編語言是一種用助記符表示的仍然面向機器的計算機語言。匯編語言亦稱符號語言用匯編語言等非機器語言書寫好的符號程序稱源程序,運行時匯編程序要將源程序翻譯成目標程序，匯編語言是低級語言，仍然是面向機器的語言優(yōu)點：其目標程序占用內(nèi)存空間少,運行速度快,有著高級語言不可替代的用途。缺點：使用起來還是比較繁瑣費時,通用性也差3、高級語言

不論是機器語言還是匯編語言都是面向硬件的具體操作的，高級語言是面向用戶的語言。無論何種機型的計算機,只要配備上相應的高級語言的編譯或解釋程序。高級語言的通用性強,兼容性好,便于移植

語言處理程序所處理的對象稱為稱為源程序(sourceprogram)，源程序通過語言處理程序進行處理而產(chǎn)生的程序稱為目標程序(objectprogram)；機器不能直接接受和執(zhí)行用高級語言編寫的程序（源程序）。高級語言源程序必須經(jīng)過相應的翻譯程序翻譯成機器指令的程序（目標程序），才能被計算機理解并執(zhí)行。這種翻譯通常有兩種做法：編譯方式是通過一種編譯程序?qū)⒂酶呒壵Z言編寫的源程序整個翻譯成目標程序，然后交由計算機執(zhí)行。采用編譯方式的優(yōu)點是執(zhí)行的速度快，經(jīng)過編譯的目標程序保密性好，可以重復執(zhí)行而不要重復翻譯。現(xiàn)在許多的高級語言都配備有相應的調(diào)試功能，能夠指出源程序中出錯的地方解釋方式是對那些用高級語言編寫的源程序逐句進行分析，邊解釋邊執(zhí)行，不產(chǎn)生目標程序。解釋程序具有跟蹤對話能力，當你按照屏幕上的提示更正了一個語句后，程序又繼續(xù)往下執(zhí)行、直到程序完全成功。但這種方式執(zhí)行的速度慢，花費機器的時間較多，Basic采用解釋方式面向?qū)ο蟪绦蛘Z言中支持的對象具有三個明顯得特征：封裝、繼承、多態(tài)；

信息的表示及存儲計算機中使用二進制的原因：

容易表示、運算簡單、邏輯性（0代表false，1代表true）進位計數(shù)制

十進制數(shù)(Decimalnotation)：由0~9十個數(shù)字組成，基數(shù)是10，逢十進一

二進制數(shù)(Binarynotation)：由0和1兩個數(shù)字組成，基數(shù)是2，逢二進一

八進制數(shù)(Octalnotation)

：由0~7八個數(shù)字組成，基數(shù)是8，逢八進一

十六進制數(shù)(Hexnotation)：由0~9以及A、B、C、D、E、F十六個數(shù)字組成，基數(shù)是16，逢十六進一。信息的表示及存儲權展開式（34958）10=3×104+4×103+9×102+5×101+8×100

100、101

、102

、103

、104分別為右向左，每一位對應的權值。同理：(100101)2=1×25+0×24+0×23+1×22+0×21+1×20這里的基數(shù)為2。不同數(shù)制的相互轉換(1)二、八、十六進制轉換為十進制

按權展開求和，即將每位數(shù)碼乘以各自權值累加。

例(1001.1)2

=1×23+0×22+0×21+1×20+1×2-1=8+1+0.5=(9.5)10

(345.73)8=3×82+4×81+5×80+7×8-1+3×8-2

=192+32+5+0.875+0.046875

=(229.921875)10

（A3B.E5)16=10×162+3×161+11×160+14×16-1+5×16-2

=2560+48+11+0.875+0.01953125

=(2619.89453125)10

不同數(shù)制的相互轉換(2）十進制轉換為二、八、十六進制

整數(shù)部分：除以R取余法，即整數(shù)部分不斷除以R取余數(shù)，直到商為0為止，最先得到的余數(shù)為最低位，最后到得余數(shù)為最高位。

例將(75.453)10轉換成二進制數(shù)（取4位小數(shù)）

得（75.453)10=(1001011.0111)2不同數(shù)制的相互轉換小數(shù)部分：乘R取整法，即小數(shù)部分不斷乘以R取整數(shù)，直到積為0或達到有效精度為止，最先得到的整數(shù)為

最高位（最靠近小數(shù)點），最后得到的整數(shù)為最低位。

例將(237.45)10轉換成十六進制數(shù)（取3位小數(shù)）

得(237.45)10=(ED.733)16

不同數(shù)制的相互轉換(3)二進制轉換為八、十六進制(二、八、十六進制對應關系表如下)

二進制八進制十六進制二進制八進制十六進制00000100010800111100111901022010112A01133101113B10044110014C10155110115D11066111016E11177111117F非十進制之間的轉換——常規(guī)轉換方法：

先將被轉換數(shù)轉換為相應的十進制數(shù)，然后再將十進制數(shù)轉換為其它進制數(shù)。

例如：

(19)16

=(25)10

=(11001)2

(11001)2

=(25)10

=(31)8二進制數(shù)與十六進制數(shù)的轉換

1、把二進制數(shù)轉換成十六進制數(shù)

方法是：只要將二進制數(shù)從小數(shù)點開始，整數(shù)部分從右向左4位一組，小數(shù)部分從左向右4位一組（不足4位補零），根據(jù)表一完成轉換。

例：(1010111)2=（0101

0111）＝(57)16（不足部分用零補足4位）2、把十六進制數(shù)轉換成二進制數(shù)

十六進制數(shù)轉換成二進制數(shù)的方法：每位十六進制數(shù)用4位二進制數(shù)代替。

例：(10A1)16=(0001

0000

1010

0001)2不同數(shù)制的相互轉換二進制數(shù)與八進制數(shù)的轉換

1、二進制轉換到八進制

方法是：只要將二進制數(shù)從小數(shù)點開始，整數(shù)部分從右向左3位一組，小數(shù)部分從左向右3位一組（不足3位補零），根據(jù)表一完成轉換。例：(110110.0011)2＝(110

110.001

100)2＝(66.14)8（不足部分用零補足3位）

2、把八進制數(shù)轉換成二進制數(shù)

八進制數(shù)轉換成二進制數(shù)的方法：每位八進制數(shù)用3位二進制數(shù)代替。

例：(12.34)8=(001

010.011

100)2八進制數(shù)與十六進制的轉換

方法：利用常規(guī)轉換方法，可以先把八進制轉換為十進制或二進制，再轉換成十六進制。

例：

（34.21）8＝（011

100.010

001）2＝（0001

1100.0100

0100）2＝（1C.44）16

（24）8＝（20）10＝（14）16

（3A.52）16＝（0011

1010.0101

0010）2＝（000

111

010.010

100

100