专升本计算机基础知识点.pdf
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1、一、计算机发展工、巴贝奇 英国提出通用计算机的设计思想(符号运算),编写第1部关于计算机的著作。2、香农美国人信息论的创始人。信息技术:1T信息进行符号化处理。数据是信息的载体。计算机理论的提出早于实现。计算机并没有全部实现计算机理论中所有功能。3、艾兰图灵:英国数学家,计算机基本思想的创始人和人工智能理论基础的奠基人。(AI)图灵机:希望将数学中的数学问题求解过程,用计算机来完成(模拟人来完成数学问题求解过程的书写。)人工智能的计算机:理想中能够实现人脑可以做到所有的事情。(阿尔法狗)在现在的人工智能的计算机上,并没有完成实现我们理想化(曾经设置过的一些问题的求解)。为了纪念他,图灵奖:计算
2、机界的诺贝尔奖。4、冯诺依曼匈牙利的美籍,数学家计算机之父,(他没有直接参与世界上第1台电子式计算机的发明与创造。)101页报告。1提出:0)大部件组成:运算器、控制器、存储器、输 入 设 备 和 输出设备。运算器:主要是实现逻辑运算和算术运算。(ALU:算术逻辑运算单元)。运算器的组成:算术逻辑运算单元,累加器,状态寄存器,通用寄存器等组成。Register控制器:存储器:内存和外存程序和数据在计算机中采用二进制进行表示。为什么提出二进制:因为计算机的物理元器件,比如:电流导通和断开、电压有高低、功率大小 运算法则简单(少):将理论用于实际计算机:EDVAC 存 储 程 序、程 序 控 制(
3、核心)新:华 为 手 机 计 算 机 等 设 备。云操作系统。二、发展的计算机世 界 上 第1台机械式计算机:帕 斯 卡,6位以内加减,8位2工、世界上的第1台电子式计算机1946.2.14美国宾夕法尼亚大学莫克利,埃 克 特ENIAC关于其参数:ENIAC长30.48米,宽6米,高24米,占地面积约170平方米,30个操作台,重达30英吨,耗电量150千瓦,造价4 8万美元。它包含了 17,468根真空管(电子管)7,200根晶体二极管,1,500个中转,70,000个电阻器,10,000个电容器,1500个继电器,6000多个开关,计算速度是每秒5000次加法或400瘦,是使用继电器运转的
4、机电式计算机的1 0 0 0倍、手工计算的2 0万倍。(没有实现存储程序,采用的是十进制进世界上第1台采用二进制进行数据表示的计算机是EDVAC.2、世界上第1台采用按照存储程序和程序控制设计的计算机EDVAC 1946-1950,美国。3、世界上第1台实现了存储程序和程序控制的计算机EDS AC1947-1949,英国。在中国计算机的发展:1、1956,计算机理论2、1958,第1台电子管计算机(真空管计算机)名:DJS-13、1964,第1台晶体管计算机4、1971,第1台集成电路计算机5、2014,亿亿次每秒运算能力的计算机,天 河2号(当时世3界上运算速度排名第1,内 存14PB)20
5、16.6神威太湖之光 和 天 河2号是世界上首台峰值计算速度超过十亿亿次的超级计算机,其峰值计算速度达每秒12.54亿亿次。计算机名称研制成功时间运行速度备注银河-I1983 年每 秒 1 亿次银河-n1994 年每 秒 10亿次银河-m1997 年每 秒 130亿次银河-IV2000 年每 秒 1 万亿次银河-V未知未知军用天河一号2009 年每 秒 1206万亿次(2009年)每 秒 2566亿万次(2010年及以后)8天河二号2014 年每 秒 3.39亿亿次曙光一号1992 年每 秒 6.4亿次曙光-10001995 年每 秒 25亿次曙光-1000A1996 年每 秒 40亿次曙光-
6、2000 I1998 年每 秒 200亿次曙光-200。n1999 年每 秒 1117亿次曙光-30002000 年每 秒 4032亿次曙光-4000L2003 年每 秒 4.2万亿次曙光-4000A2004 年每 秒 11万亿次曙光-5000A2008 年每 秒 230万亿次曙光-星云2010 年每 秒 1271万亿次曙光-60002011 年每 秒 1271万亿次采用曙光星云系统神威-I1999 年每 秒 3840亿次神 威 3000A2007 年每 秒 18万亿次神威-II在研每 秒 300万亿次军用神威太湖之光2016 年每 秒 9.3亿亿次目前世界第一深 腾 18002002 年每
7、秒 1 万亿次深 腾 68002003 年每 秒 5.3万亿次4深 腾7000 2008年 每 秒106.5万亿次深 腾X 在研 每 秒1000万亿次2 0 1 9 年 全世界超级计算机 排名第一 s u m m i t 美国。排名第二si e rra排名第三神威太湖之光排名第四天河2 A机器语言:计算机可以直接识别,因为它只有。和工汇编语言:要通过编译之后才能计算机识别高级语言:JAVA C+C#C VBVF BASIC PASCALH T M L P H P J S P A S P 等必 须 通 过 编 译 或 者 解 释C JAVA编译:将程序全部翻译成。或 者 1 之后才执行解释:逐字
8、逐行的翻译,并 执 行(边翻译边执行)按照计算机的基本电子元器件分类:(1)第 1 代(1949-1957)电 子 管(真空管),机器语言、汇编语言(低级语言),没有操作系统,主要应用在科学计算、军事领域5 第 2 代(工 9 5 8 T 9 6 4)晶体管,出现了高级程序设计语言,主要应用在数据处理和实时控制。(3)第 3 代(9 6 4 T 9 6 9)小规模、中规模集成电路(SSI,MSI)出现了操作系统(D O S 系统,内存采用的半导体)第 4 代(1 9 7 0 至今)大规模、超大规模集成电路(LSI,VLSI)(应用:网络技术、多媒体技术)。个人计算机P C 微机。世界上第1 台
9、P C 生产于美国I B M 公 司 1 B M 3 6 0未来计算机的发展 硬件方向:生物计算机、量子计算机、光学计算机等(2)技术:巨型化、微型化、网络化、智能化。计算机分类:按照信息形式:数字计算机、模拟计算机(VR)、数字模拟混合计算机 按照用途:通用式计算机、专用计算机。按 照 功 能:a)个人计算机b)小 型机(终端:P O S 机、A T M 机 输入与输出)c)中型机d)大型机e)巨型机(超级计算机)6f)工作站:比 P C 机功能更强大。(图形、图像、视频等处理)三、计算机的特点和应用工、特点:运算速度快、处理速度快(与 C P U 相关)计 算 机 精 度 高(与 字 长
10、6 4 位:每次计算机可以识别和处理的数据二进制位数)存储能力强(内存、外存,区别于其他计算机器)(4)具有逻辑判断能力(借助:软件)支持人机交互(借助:软件)(6)运行自动化(借助:软件。游戏中使用外挂。)扩展:w i n d o w s 。系统加入了功能:防作弊。处理信息的工具2、应用:科学计算:应用最早。地震预测、天气预报、航天技术、工业设计、导弹等。数据处理:信息处理,应用最广。财务管理系统、O A办公自动化、信息检索(论文查询:知网)、电子商务系统(淘宝、京东等)、企业内部管理系统(人事管理系统)辅 助 工 程C A D:计算机辅助设计C A I:计算机辅助教学C A M:计算机辅助
11、制造7C A T:计算机辅助测试C B E:计算机辅助教育C M I:计算机辅助教学管理CIMS:计算机辅助集成制造(4)人工智能AI模拟人类的感知、推理、学习和理解。应用:机器人、模式识别(语音识别、人脸识别等)、智能学习系统等。网络应用云计算、物 联 网(智能家居、智能家电:空调)。RF ID(6)过程控制(7)多媒体应用视频、音频、图像等方面。补充:单片机:将 C P U、存储器、输入设备、输出设备等集成在一个芯片上或者一个主板上。(例如:电子手表、手机,G P S导航系统,a b s 防抱死系统,制动系统,电饭煲、洗衣机、电冰箱、空调机、彩电功率计,示波器,各种分析仪等)四、信息的表示
12、和存储工、计算机中所有数据和程序都是采用二进制进行表示(采用二进制的原因:物理元器件、计算简单)2 个个位数的十进制数据进行+运 算 是 1 0 0 种82个 个位数的二进制数据进行+运算 是4种2、分类二 进 制(有 效 数 值:0和 工)基 数 是2,位 权 N十进制(有效值:0 1 29)基数是1 0,位 权10i例如:123 等价于 1*100+2*10+3*1等价于 1*102+2*101+3*10八进制(有效值0 1 2 7)基 数 是8,位 权8s十六进制(有效值01 9ABCDEF)基数是16,位 权16,注意:在实际表示中二fflM:(101101)2AiS制:(7135)8
13、,或者是 71350十进制:1 2 3或 者(123)1 0或 者123D十六进制:(12ff7c)16 或者 12ff7cH 或者 0 xl2ff7c3、进制转换4、信息存储 存 储 单 位:位bit:计算机中信息表示和存储的最小 单 位bps或 者b/s字 节Byte:计算机中信息表示和存储的基本 单 位KB/s,MB/s字长:计算机中一次性传输、运算或者处理的二进制位数。2bit,4bit,8bit,16bit,32bit,64bit由处理器对外同路的数据总线决定。存 储 单 位 的 转 换91 Byte(B)=8 bit1 Kilo Byte(KB)=1024BIMega Byte(M
14、B)=1024KBIGigaByte(GB)=1024MBITeraByte(TB)=1024GB1 Peta Byte(PB)=1024 TBlExaByte(EB)=1024PBIZettaByte(ZB)=1024EBlYottaByte(YB)=1024ZBIBrontoByte(BB)=1024YBINonaByte(NB)=1024BB1 DoggaByte(DB)=1024NB1 Corydon Byte(CB)=1024DBIXeroByte(XB)=1024CB说明:在实际生活中,按约等于工OOO来计算。5、信息编码 概 念:信息编码(Information Coding)是
15、为了方便信息的存储、检索和使用,在进行信息处理时赋予信息元素以代码的过程。即用不同的代码与各种信息中的基本单位组成部分建立一一对应的关系。信息编码必须标准、系统化,设计合理的编码系统是关系信息管理系统生命力的重要因素。数 字 编 码10BCD码(Binary-Coded Decimal)亦称二进码十进数或二十进制代码。用4位二进制数来表示1位十进制数中的0-9这10 个数码。是一种二进制的数字编码形式,用二进制编码的十进制代码。BCD 码这种编码形式利用了四个位元来储存一个十进制的数码,使二进制和十进制之间的转换得以快捷的进行。8421 BCD码是最基本和最常用的BCD码,它和四位自然二进制码
16、相似,各位的权值为8、4、2、1,故称为有权BCD码。和四位自然二进制码不同的是,它只选用了四位二进制码中前1 0组代码,即 用00001001分别代表它所对应的十进制数,余下的六组代码不用。有权BCD码,如:8421(最常用)、2421、5421无 权BCD码,如:余3码、格雷码(注意:格雷码并不是BCD码)十进数 8421-BCD 码余 3-BCD 码 2421-AK(M IO)DCBA0-0 0 001-00012-0 0103-00114-0 1 005-01016-01 107-01 11C3C2C1C0 a3a2ala0/0 0 1 1/0 1 0 0/0 1 0 1/0 1 1
17、0/0 1 1 1/1 0 0 0/100 1/10 1 0/0 0 0 0000 10 0 1 000 110 1 0 010 110 1 1 00 111118-1 0009-1001 字符编码/1 0 1 1/1 1 0 0/11101111ASCII(American Standard Code for Information Interchange.美国信息交换标准代码)是基于拉丁字母的一套电脑编码系统,主要用于显示现代英语和其他西欧语言。它是现今最通用的单字节编码系统,并等同于国际标准IS O/IE C 6 4 6。A S C II码使用指定的7位或8位二进制数组合来表示128或2
18、 5 6种可能的字符。标准A S C II码也叫基础A S C II码,使用7位二进制数(剩下的1位二进制为0)来表示所有的大写和小写字母,数 字0到9、标点符号,以及在美式英语中使用的特殊控制字符。其中:03 1及127(共3 3个)是控制字符或通信专用字符(其余为可显示字符),如控制符:U=(换行)、CR(回车)、FF(换页)、DEL(删除)、BS(退格)、BEL(响铃)等;通信专用字符:SOH(文头)、EOT(文尾)、ACK(确认)等;ASCII值为8、9、10和1 3分别转换为退格、制表、换行和回车字符。它们并没有特定的图形显示,但会依不同的应用程序,而对文本显示有不同的影响。3212
19、6(共9 5个)是字符(32是空格),其 中485 7为0到9十个阿拉伯数字。6590为26个大写英文字母,97122号为26个小写英文字母,其余为一些标点符号、运算符号等。12后 1 2 8 个称为扩展A S C II码。许多基于X 8 6 的系统都支持 使 用 扩 展(或“高”)ASCIL扩 展 ASCII码允许将每个字符的 第 8位用于确定附加的1 2 8 个特殊符号字符、外来语字母和图形符号。a.标准表Bin(二进制)Oct(八进制)Dec(十进制)Hex(十六进制)缩写/字符解释0000 00000000NUL(null)空字符0000 00011101SOH(start of he
20、adline)标题开始0000 00102202STX(start of text)正文开始0000 00113303ETX(end of text)正文结束0000 01004404EOT(end of transmission)传输结束0000 01015505ENQ(enquiry)请求0000 01106606ACK(acknowledge)收到通知0000 01117707BEL(bell)响铃0000 100010808BS(backspace)退格0000 100111909HT(horizontal tab)水平制表符0000 101012100ALF(NL line feed
21、,new line)换行键0000 101113110BVT(vertical tab)垂直制表符0000 110014120CFF(NP form feed,new page)换页键0000 110115130DCR(carriage return)回车键0000 111016140ESO(shift out)不用切换0000 111117150FSI(shift in)启用切换0001 0000201610DLE(data link escape)数据链路转义0001 0001211711DC1(device control 1)设备控制10001 0010221812DC2(device
22、 control 2)设备控制20001 0011231913DC3(device control 3)设备控制30001 0100242014DC4(device control 4)设备控制4130001 0101252115NAK(negative acknowledge)拒绝接收0001 0110262216SYN(synchronous idle)同步空闲0001 0111272317ETB(end of trans,block)结束传输块0001 1000302418CAN(cancel)取消0001 1001312519EM(end of medium)媒介结束0001 1010
23、32261ASUB(substitute)代替0001 101133271BESC(escape)换码(溢出)0001 110034281CFS(file separator)文件分隔符0001 110135291DGS(group separator)分组符0001 111036301ERS(record separator)记录分隔符0001 111137311FUS(unit separator)单元分隔符0010 0000403220(space)空格0010 0001413321!叹号0010 0010423422双引号0010 0011433523#井号0010 010044362
24、4$美元符0010 0101453725%百分号0010 0110463826&和号0010 0111473927闭单引号0010 1000504028(开括号0010 1001514129)闭括号0010 101052422A*星号0010 101153432B+加号0010 110054442C逗号0010 110155452D-减号/破折号0010 111056462E句号0010111157472F/斜杠001100006048300数 字 0001100016149311数 字 1001100106250322数 字 2001100116351333数 字 3001101006452
25、344数 字 414001101016553355数 字 5001101106654366数 字 6001101116755377数 字 7001110007056388数 字 8001110017157399数 字 90011101072583A冒号0011101173593B分号0011110074603C大于0011111177633F?问号010000001006440电子邮件符号010000011016541A大写字母A010000101026642B大写字母B010000111036743C大写字母C010001001046844D大写字母D010001011056945E大写字母
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