CSP初試精講精練 第一節(jié) 計算機基礎(chǔ)知識

CSP-J/S初賽知識點精講精練第一講

計算機基礎(chǔ)知識04九月2024計算機發(fā)展歷史電子計算機的發(fā)展通常以構(gòu)成計算機的電子元器件作為劃分依據(jù)。SSI(SmallScaleIntegratedcircuites)小規(guī)模集成電路MSI(MediumScaleIntegratedcircuites)中規(guī)模集成電路LSI(LargeScaleIntegratedcircuites)大規(guī)模集成電路VLSI(VeryLargeScaleIntegratedcircuites)超大規(guī)模集成電路代別年代使用的元器件使用的軟件類型主要應(yīng)用領(lǐng)域第一代20世紀40年代中期至40年代末期CPU：電子管使用機器語言和匯編語言編寫程序科學(xué)和工程計算內(nèi)存：磁鼓第二代20世紀50年代中后期至60年代中期CPU：晶體管使用FORTRAN等高級程序設(shè)計語言廣泛應(yīng)用于數(shù)據(jù)處理領(lǐng)域內(nèi)存：磁芯第三代20世紀60年代中期至70年代初期CPU：SSI、MSI操作系統(tǒng)、數(shù)據(jù)庫管理系統(tǒng)等開始使用科學(xué)計算、數(shù)據(jù)處理、工業(yè)控制等領(lǐng)域內(nèi)存：SSI、MSI的半導(dǎo)體存儲器第四代20世紀70年代中期至今CPU：LSI、VLSI軟件開發(fā)工具和平臺、分布式計算、網(wǎng)絡(luò)軟件等各行各業(yè)內(nèi)存：LSI、VLSI的半導(dǎo)體存儲器計算機發(fā)展歷史艾倫·圖靈莫西里和?？颂伛T·諾依曼1936年提出了圖靈機的概念，證明了通用計算理論，給出了計算機應(yīng)有的主要框架并提出了關(guān)于機器思維的問題。計算機界的最高獎項“圖靈獎”以他命名，被稱為“計算機界的諾貝爾獎”。1946年2月，在賓夕法尼亞大學(xué)成功研制出第一臺通用計算機“ENIAC”1945年3月起草了“存儲程序通用電子計算機方案”，即EDVAC。三個主要思想：計算機系統(tǒng)的馮諾依曼結(jié)構(gòu)、利用存儲程序運行計算機、采用二進制編碼替代十進制。被稱為計算機之父。約翰·馮諾依曼獎，目的是表揚在計算機科學(xué)和技術(shù)上具有杰出成就的科學(xué)家。例題一以下哪個獎項是計算機科學(xué)領(lǐng)域的最高獎？(

)A.圖靈獎B.馮諾依曼獎C.諾貝爾獎D.普利策獎A計算機結(jié)構(gòu)計算機必須由運算器、存儲器、控制器、輸入設(shè)備、輸出設(shè)備構(gòu)成，即為“馮·諾依曼結(jié)構(gòu)”。CPU(CentralProcessingUnit)：中央處理器，由運算器(計算)+控制器(指揮)+寄存器組成。計算機的核心部件，被稱為計算機的“大腦”，又稱“微處理器”。內(nèi)存儲器：簡稱“內(nèi)存”，用于電腦內(nèi)部的存儲。相對外存而言，讀寫速度快，但是存儲空間小，并且存儲在RAM里的數(shù)據(jù)斷電后會丟失。注意與“外存(硬盤等)”區(qū)分開。RAM(RandomAccessMemory)：隨機存取存儲器，與CPU直接交互數(shù)據(jù)，可隨時讀寫，斷電數(shù)據(jù)全部丟失。ROM(Read-OnlyMemory)：只讀存儲器，只能讀出無法寫入信息。信息一旦寫入后就固定下來，斷電數(shù)據(jù)不會丟失，故又稱為固定存儲器。計算機結(jié)構(gòu)外存儲器：簡稱“外存”，用于處置長期保存的數(shù)據(jù)，一般處于電腦外部，斷電后數(shù)據(jù)不會丟失。相對內(nèi)存而言，外存讀寫速度慢，但存儲容量大。主要包括硬盤、光盤、U盤(USB閃存盤)等類型。輸入設(shè)備：在計算機與人交互時，接受外部命令或者需要加工的數(shù)據(jù)。常用的輸入數(shù)據(jù)包括鍵盤、鼠標、麥克風(fēng)、攝像頭等。輸出設(shè)備：在計算機與人交互時，將處理結(jié)果以人類能夠識別/感受的方式呈現(xiàn)出來的設(shè)備。常有的輸出設(shè)備包括顯示器、音響、打印機等。輸入設(shè)備輸出設(shè)備統(tǒng)稱：I/O設(shè)備計算機結(jié)構(gòu)CPU的尋址：尋址范圍是指計算機能夠找到的最小地址和最大地址，32位所能表示的范圍是2^32=4294967296=4GBytePs:這個吧，解釋起來比較麻煩，就這么記吧，64位就是2^64計算機結(jié)構(gòu)BIOS是英文"BasicInputOutputSystem"的縮略語，直譯過來后中文名稱就是"基本輸入輸出系統(tǒng)"。它的全稱應(yīng)該是ROM－BIOS，意思是只讀存儲器基本輸入輸出系統(tǒng)。其實，它是一組固化到計算機內(nèi)主板上一個ROM芯片上的程序，它保存著計算機最重要的基本輸入輸出的程序、系統(tǒng)設(shè)置信息、開機上電自檢程序和系統(tǒng)啟動自舉程序。有人認為既然BIOS是"程序"，那它就應(yīng)該是屬于軟件，感覺就像自己常用的Word或Excel。但也很多人不這么認為，因為它與一般的軟件還是有一些區(qū)別，而且它與硬件的聯(lián)系也是相當(dāng)?shù)鼐o密。形象地說，BIOS應(yīng)該是連接軟件程序與硬件設(shè)備的一座"橋梁"，負責(zé)解決硬件的即時要求。一塊主板性能優(yōu)越與否，很大程度上就取決于BIOS程序的管理功能是否合理、先進。主板上的BIOS芯片或許是主板上唯一貼有標簽的芯片，一般它是一塊32針的雙列直插式的集成電路，上面印有"BIOS"字樣。586以前的BIOS多為可重寫EPROM芯片，上面的標簽起著保護BIOS內(nèi)容的作用(紫外線照射會使EPROM內(nèi)容丟失)，不能隨便撕下。586以后的ROMBIOS多采用EEPROM(電可擦寫只讀ROM)，通過跳線開關(guān)和系統(tǒng)配帶的驅(qū)動程序盤，可以對EEPROM進行重寫，方便地實現(xiàn)BIOS升級。常見的BIOS芯片有Award、AMI、Phoenix、MR等，在芯片上都能見到廠商的標記。存儲單位計算機的存儲單位有以下幾種：bit，B，KB，MB，GB，TB1024=2e10數(shù)據(jù)表示與計算在計算機中，一切的數(shù)據(jù)都是由二進制進行存儲和表示。十進制：28(10)二進制：11100(2)進制轉(zhuǎn)換計算機語言機器語言/機器碼：最早的語言，計算機能識別的語言，由二進制數(shù)字0/1組成，速度快，人類編碼難度高，一般由計算機自動轉(zhuǎn)換。匯編語言：用符號代替二進制數(shù)，計算機不能直接識別，需要用編譯器進行編譯，難度依然很大，目前除了對性能要求極高的需求以外不被使用。高級語言：如今的編程語言(C++，JAVA等)，需要用編譯器，難度小，分為編譯語言和解釋語言兩種編譯方式。編譯語言(C++)：先對整個程序進行編譯(會進行多次分析)，再執(zhí)行程序。速度快(進行多次編譯對程序進行優(yōu)化)。解釋語言Python/PHP)：掃描一行解釋一行，速度慢(無法進行優(yōu)化)。例題二編譯器的主要功能是(

)A.將源程序翻譯成機器指令代碼B.將源程序重新組合C.將低級語言翻譯成高級語言D.將一種高級語言翻譯成另一種高級語言A信息編碼英文字符編碼方案的國際標準為ASCII碼。ASCII碼利用七位二進制表示，共有128個元素。1字節(jié)(8位)是計算機中的常用的單位，ASCII碼字符將字節(jié)最高位取0.原碼補碼反碼1、機器數(shù)和符號位一個數(shù)在計算機中的二進制表示形式，叫做這個數(shù)的機器數(shù)。機器數(shù)是帶符號的，在計算機中用一個數(shù)的最高位存放符號正數(shù)為0負數(shù)為1。2、真值因為第一位是符號位所以機器數(shù)的形式值不等于真正的數(shù)值。例如有符號數(shù)1000

0101，其最高位1代表負，其真正的數(shù)值是-5，而不是形式值133(10000101轉(zhuǎn)換成十進制是133)。所以，為區(qū)別起見，將帶符號位的機器數(shù)對應(yīng)的真正數(shù)值稱為機器數(shù)的真值。3、原碼、反碼、補碼、移碼為了便于運算，帶符號的機器數(shù)可采用原碼、反碼、補碼、移碼等不同的編碼方法，機器上的這些編碼方法稱為碼制。原碼補碼反碼原碼原碼就是符號位加上真值的絕對值即用第一位表示符號其余位表示值。比如如果是8位二進制:+1=0000

0001反碼正數(shù)的反碼是其本身，負數(shù)的反碼是在其原碼的基礎(chǔ)上符號位不變，其余各個位取反。補碼正數(shù)的補碼就是其本身，負數(shù)的補碼是在其反碼的基礎(chǔ)上+1邏輯運算邏輯運算一共有三種，每種都有兩種寫法：邏輯非：！或┐邏輯與：&&或∧邏輯或：||或∨邏輯運算的優(yōu)先級非>與>或例題三在C++語言中，如果a=1;b=0;c=1;那么以下表達式中為1的是：(

)A.a&&b||b&&cB.a+b>c||bC.!(!c&&(!a||b)D.a+b+cC位運算與運算(&)：兩個二進制數(shù)進行與&運算，如果對應(yīng)位都為1則結(jié)果為1，否則為0?；蜻\算(|)：兩個二進制數(shù)進行或|運算，如果對應(yīng)位有一個為1，結(jié)果就為1。只有在兩個數(shù)的對應(yīng)位置都是0的時候，結(jié)果才為0。異或運算(^)(xor)：兩個二進制數(shù)進行異或(^)運算，如果對應(yīng)位不相同返回1，反之返回0。非運算(~)：把給定二進制數(shù)全部取反。左移運算(<<)：a<<b表示把a的二進制位向左移動b位