第1章 计算机基础知识
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第一章计算机基础知识1.1 计算机系统的组成硬件系统和软件系统1.11计算机的发展阶段1946-1957年电子管计算机1958-1964年晶体管计算机1965-1970年集成电路计算机1971年以后大规模集成电路计算机1.12“储存程序”工作原理计算机使用储存程序工作原理1.13 计算机指令系统(1)计算机指令系统的发展系列计算机复杂指令系统计算机精简指令系统计算机(2)指令的类型数据传送类指令MOV算术逻辑类指令ADD判定控制类指令CMP(3)指令的寻址方式立即寻址指令中带操作数寄存器寻址指令中带寄存器编号,寄存器中存操作数直接寻址指令中带操作数的地址寄存器间接寻址指令中带寄存器的编号,寄存器中带操作数的地址寄存器相对寻址基址寄存器中的地址加上指令中的地址为操作数的地址1.14 计算机的硬件组成运算器控制器存储器输入设备输出设备运算器和控制器成为中央处理器1.15 微处理器具有中央处理器功能的大规模集成电路分为:通用微处理器嵌入式微处理器数字信号处理器1.16 总线Cpu-内存总线i/o总线有:PCI总线usb 通用串行总线1394 高速串行总线Firewire1.17 计算机的软件组成A : 系统软件包括:程序设计语言处理;操作系统;数据库管理软件;服务性程序机器语言汇编语言翻译为机器语言(目标程序)执行高级语言高级语言(源程序) 编译为机器语言(目标程序)执行或者边解释边执行B: 应用软件1.18 计算机的配置和技术指标运算速度与主频存取周期以及何种指令系统有关主频字长决定了可处理的指令的长度存储容量数据传输率1.19 计算机的应用领域科学和工程计算数据和信息处理过程控制计算机辅助系统工程辅助设计(CAD)辅助制造(CAM)辅助测试(CAT)辅助教学(CAI)人工智能逻辑推理;理解自然语言,辅助疾病诊断等网络应用1.2 计算机中的信息表示1.21 计算机中的信息单位二进制1.22 基本的二进制运算1.23 数据在计算机中的表达方式原码反码补码1.24 计算机中的非数值信息一个字节的ASCII码1.3 计算机网络基础1.31 网络的基本概念(1)网络的形成与发展(2)计算机网络的主要特征计算机网络建立的主要目的是实现计算机资源的共享(资源共享)互联的计算机是分布在不同地理位置的多台独立的“自治计算机”联网计算机之间的通信必须遵循共同的网络协议网络协议三要素:语法,语义,时序语法:规定了用户数据与控制信息的结构与格式语义:规定了用户控制信息的意义以及完成控制的动作与相应时序:是对事件实现顺序的详细说明1.32 网络的分类根据传输技术分为:广播式网络点—点式网络需要通过路由选择算法根据覆盖范围分为:局域网,城域网,广域网广域网(远程网):主要使用分组交换技术X.25网:建立在速率较低,误码率较高的电缆传输介质上,包括了差错控制,流量控制,阻塞控制等功能。
第1章计算机基础知识1.1 思考题1.计算机的定义与特点是什么?计算机自1946年诞生以来,哪几件事情对它的普及影响最大?为什么?【答】计算机的定义:现代计算机通常指电子计算机,这是一种能够存储程序和数据、自动执行程序,快速而高效地完成对各种数字化信息处理的电子设备。
它能部分地代替人的脑力劳动,因此也俗称为电脑。
计算机的特点:运行速度快,计算精确度高,可靠性好,记忆和逻辑判断能力强,存储容量大而且不易损失,具有多媒体以及网络功能等。
计算机自1946年诞生以来,以下几个方面的发展对它的普及影响最大:(1)组成计算机的主要电子器件,由电子管到中小规模、大规模和超大规模集成电路的变化,使得计算机的成本不断下降,体积不断缩小,功能不断增强,特别是微型计算机的出现,使得计算机广泛普及进而走进寻常百姓家成为可能。
(2)多媒体技术的快速发展,使得多媒体计算机成为学习、办公和家庭电脑的主流。
(3)网络技术特别是1995年以后网络技术的迅速发展,并进入普通家庭,使计算机的发展进入了网络、微机、多媒体时代,或简称为进入了计算机网络时代,更进一步推动了计算机的普及。
2.什么是计算机的主要应用领域?试分别举例说明。
【答】计算机的主要应用领域有科学计算(也称数值运算)、数据处理(也信息处理)、自动控制(也称是实时控制或过程控制)、人工智能、网络应用、计算机模拟、计算机辅助设计、计算机辅助制造、计算机辅助教育等。
计算机的应用实例随处可见,读者可自行列举生活、工作中的许多例子。
3.计算机的主要类型有哪些?自从1975年到现在的这些年中,PC发生了哪些巨大的变化试用几句话概括这些变化的特点。
【答】计算机的主要类型有巨型机、大型主机(也称大型机)、小巨型机、小型机、工作站和微型机6类。
20世纪70年代中期出现的苹果机和20世纪80年代初期出现的IBM PC,均属卫星计算机(简称微型机或微机)。
IBM PC及其兼容机又简称为PC。
1.第一台电子计算机是1946年在美国诞生的,该机的英文缩写是ENIAC。
2. 第一台电子数字计算机使用的主要元器件是电子管。
3.人们习惯于将计算机的发展划分为四代,划分的主要依据是计算机所使用的主要元器件。
4.第一台电子数字计算机的运算速度为每秒5000次。
5.第一代计算机的主要应用领域是军事和国防。
6.形成冯.诺伊曼计算机基本结构是在第一代计算机时代,编程采用机器语言和汇编语言。
7.第一代计算机体积大、耗电多、性能低,其主要原因是制约于元器件。
8. 第二代电子计算机的主要元件是晶体管。
9.第二代计算机的运算速度大约为每秒几十万次。
10.计算机发展过程中,提出操作系统概念和开始出现鼠标,并作为输入设备是在第二代计算机的时代。
11.开创计算机处理文字和图形的新阶段是在第二代计算机的时代。
12. 第三代计算机采用的主要电子器件为小规模集成电路。
13. 以集成电路为基本元件的第三代计算机出现的时间为1965-1970。
14. 出现分时操作系统和出现结构化程序设计方法是在第三代计算机的时代。
15. 第三代计算机的运算速度大约是每秒100万次。
16.当前的计算机一般被认为是第四代计算机,它所采用的逻辑元件是大规模、超大规模集成电路。
17.以微处理器为核心组成的微型计算机属于计算机的第四代。
18.LSI的含义是大规模集成电路,VLSI的含义是超大规模集成电路。
19.现代计算机之所以能够自动、连续地进行数据处理,主要是因为具有存储程序的功能。
20.第四代计算机问世的标志是1971年,Intel推出微处理器4004。
21.计算机可分为数字计算机、模拟计算机和混合计算机,这种分类是依据处理数据的方式。
22.以数字量作为运算对象的计算机称为电子数字计算机。
23.用连续变化的模拟量作为运算量的计算机是电子模拟计算机。
24.既可以接收、处理和输出模拟量,也可以接收、处理和输出数字量的计算机是数模混合计算机。
25.将计算机分为通用计算机、专用计算机两类的分类标准是计算机使用范围。