计算机基础及计算机基础和数字电路基础知识

第一章计算机基础知识1、人类历史上的第一台电子计算机是由美国宾夕法尼亚大学莫克利教授和他的学生埃克特设计，并在1946 年 2 月15 日投入运行，他的名称叫ENIAC（埃尼阿克），是一台电子数值积分式计算机。

2、计算机的发展：第一代到第四代计算机使用的基本元件分别是电子管、晶体管、中小规模的集成电路、大规模和超大规模的集成电路。

3、计算机按处理数据的方式分为：数字计算机（一般所用的计算机指的是数字计算机）模拟计算机（不如数字计算机精确，但解题速度快，主要运用于远程控制和模拟仿真）数模混合计算机（既能接收、输出和处理模拟量，又能接收、输出和处理数字量）。

按计算机的使用用途分：专用计算机（模拟计算机通常都是专用计算机）通用计算机（一般我们使用的个人计算机都是通用计算机）按计算机的处理能力分：巨型机、大型机、小型机、工作站。

微型机（个人计算机）。

4、生物计算机又称为仿生计算机，它的主要原材料是生物工程技术产生的蛋白质分子，并以此作为生物芯片。

5、计算机的发展：我国从1956年开始研制计算机。

1958年研制成功第一台电子管计算机103机。

1959年研制成功运行速度为每秒1万次的104机，是我国研制的第一台大型通用电子数字计算机。

1964年研制成功晶体管计算机，1983年我国第一台被命名为“银河”的亿次巨型电子计算机诞生。

1992年10亿次巨型计算机银河-II研制成功。

1995年5月曙光1000研制成功，这是我国独立研制的第一套大规模并行机系统。

2009年10月29日，我国国防科技大学自主研制的首台千万亿次超级计算机“天河一号”问世，在2010年11月发布的第36届世界超级计算机500强排行榜上，“天河一号”超级计算机系统，以峰值速度每秒4700万亿次，持续速度每秒2566万亿次，首次位居世界第一。

6、计算机的特点：处理速度快、计算精度高、记忆存储能力强、具有自动运行能力、具有逻辑判断能力、支持人机交互。

第一章计算机与计算思维考纲：科学方法、信息素养、计算思维等跨学科范畴的通用性知识、计算学科在科学研究和知识创新中的重要性认识、计算机技术在问题求解中的重要性认识；了解计算机科学史以及计算机科技史对我们知识创新、科技创新、科学研究方法等方面的启发。

说明：★★代表历年考过的真题；★代表考纲中出现的知识点但还未考过的和与考过的真题类似的但还未考过的知识点；无★代表书上有的知识点，需要了解的知识点，以防万一考到。

后期背诵时可以不看。

★科学：是反映自然、社会、思维等客观规律的分科知识体系。

★科学方法：人们在科学研究过程中遵循或运用的、符合科学一般原则的各种手段和途径。

包括在理论研究、应用研究等科学活动过程中采用的思路、程序、方法和模式等。

★★信息素养：是指人们利用网络和各种软件工具通过确定、查找、评估、组织和有效地生产、使用、交流信息，来解决实际问题或进行信息创造的能力。

可以从以下4个方面来理解信息素养：信息意识：就是指人的信息敏感程度，是人们在生产和生活中自觉和自发的识别、获取和利用信息的一种心理状态信息知识：是指人们为了获取信息和利用信息而应该掌握的与信息技术相关的知识信息能力：是指利用信息技术来解决领域实际问题或进行信息创造的能力。

信息道德：指信息伦理道德、法律、文化等许多社会人文因素。

★★计算思维：是运用计算机科学的基础概念进行问题求解、系统设计以及人类行为理解等涵盖计算机科学之广度的一系列思维活动。

计算思维的本质是抽象和自动化。

抽象强调的是问题的形式化定义以及建立逻辑模型，而自动化则是逻辑的物理实现，即构建计算机应用系统。

★思维：是人类的高级心理活动，是人的大脑利用已有知识和经验对具体事物进行分析、综合、判断、推理等认识活动的过程。

★★智慧：（狭义的）是高等生物所具有的基于神经器官（物质基础）一种高级的综合能力。

★智慧：从心理学上讲，一般认为从感觉到记忆再到思维这一过程。

★★知识：是符合文明方向的，人类对物质世界以及精神世界探索的结果综合。

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。

计算机基础知识1.1计算机概述考点 1 计算机发展简史1946年2月日，世界上第一台电子计算机 Eniac 在美国宾夕法尼亚大学诞生，它的出现具有划时代的伟大意义。

从第一台计算机的诞生到现在，计算机技术经历了大型机、微型机及网络阶段。

对于传统的大型机，根据计算机所采用电子元件的不同而划分为电子管、晶体管、集成电路和大规模、超大规模集成电路等四代。

我国在微型计算机方面，研制开发了长城、方正、同方、紫光、联想等系列微型计算机我国在巨型机技术领域中研制开发了“银河”、“曙光”、“神威”等系列巨型机。

考点 2 计算机的特点现代计算机算一般具有以下几个重要特点。

（ 1 ）处理速度快（ 2 ）存储容量大。

（ 3 ）计算精度高。

（ 4 ）工作全自动。

（ 5 ）适用范围广，通用性强。

考点 3 计算机的应用◎ 1.科学计算◎ 2.数据处理数据处理是计算机应用中最广泛的领域，是计算机应用的主流，据不完全统计，全球80%的计算机用于数据处理。

◎ 3.自动控制◎ 4.计算机辅助系统CAD, Computer Aided Design，计算机辅助设计CAM, Computer Aided Manage，计算机辅助制造CAE, Computer Aided Engineering，计算机辅助工程CIMS, Computer Integrated Manufacturing System，计算机集成制造系统CAI, Computer Aided Instruction，计算机辅助教学CAD/CAM是工程设计和工业制造部门计算机应用的重要领域。

◎ 5.人工智能人工智能（Artificial Intelligence，简称AI）是研究如何利用计算机模仿人的智能，并在计算机与控制论学科上发展起来的边缘学科。

考点 4 计算机的分类按照国际惯例，现在使用的最多的分类方法还是以计算机的规模和性能来进行分类，这样就可以把计算机分为巨型机、大中型机、小型机、工作站、微型机五大类。

数字电路设计大学计算机基础知识逻辑构建数字电路设计是大学计算机基础课程中的重要内容，它涉及到逻辑构建的各个方面。

本文将从数字电路设计的概念开始，逐步介绍数字电路的基本模块、逻辑门电路、时序逻辑电路、多路选择器和译码器等内容，旨在帮助读者深入了解数字电路设计的基本知识和逻辑构建的过程。

一、数字电路设计的概念数字电路设计是指利用逻辑门电路和其他数字电子元件来设计和实现各种数字电路的过程。

数字电路设计的目标是根据特定的功能需求，设计出满足要求的逻辑电路，并通过电子元器件的连接和组合，使其能够按照预定的逻辑运算规则和时序要求进行工作。

二、数字电路的基本模块数字电路由多个基本模块组成，其中包括逻辑门、触发器、多路选择器、加法器等。

这些基本模块是数字电路设计的基础，通过它们的组合和连接实现各种复杂的数字电路功能。

1. 逻辑门逻辑门是数字电路中最基本的元件，它能够对输入信号进行逻辑运算，并输出运算结果。

常见的逻辑门包括与门、或门、非门、异或门等。

通过逻辑门的组合和连接，可以构建出各种逻辑电路，如加法器、减法器、多路选择器等。

2. 触发器触发器是一种时序逻辑电路，在数字电路设计中起着重要的作用。

它可以存储和传递信息，并根据时钟信号进行状态变化。

常见的触发器包括RS触发器、D触发器、JK触发器等。

触发器的使用可以实现时序逻辑电路的设计，如时序计数器、时序比较器等。

3. 多路选择器和译码器多路选择器是一种能够按照控制信号选择输入信号的元件，它具有多个输入和一个输出。

译码器是一种数字电路，用于将输入的二进制数转换为相应的输出信号。

多路选择器和译码器在数字电路设计中具有重要的作用，它们能够完成各种信号的选择、转换和解码任务。

三、逻辑构建的基本原则在数字电路设计中，逻辑构建是一个重要的步骤，它要求设计者按照一定的规则和原则来完成。

以下是逻辑构建的一些基本原则：1. 模块化设计模块化设计是指将一个大的逻辑电路划分为若干个小模块，并对每个模块进行独立设计和测试。

计算机数字电路基础知识概述计算机数字电路是构成计算机的重要组成部分，它在计算机中负责数字信号的处理和运算。

在本文中，我们将对计算机数字电路的基础知识进行概述，以帮助读者对该领域有一个整体的了解。

一、数字电路的概念和分类数字电路是利用逻辑门和触发器等基本电子元件组成的电路，能够对离散信号进行处理和运算。

按照功能和结构的不同，数字电路可以分为组合逻辑电路和时序逻辑电路。

组合逻辑电路的输出仅由当前的输入决定，而时序逻辑电路的输出还受到电路的状态和先前的输入信号的影响。

二、逻辑门的实现及功能逻辑门是数字电路的基本单元，常见的逻辑门有与门、或门、非门、与非门、或非门和异或门等。

逻辑门能够完成各种逻辑运算，如与、或、非、异或等。

在数字电路中，通过逻辑门的组合及连接可以构建出各种复杂的逻辑电路，实现不同的功能。

三、Karnaugh图和布尔代数Karnaugh图是一种图形化的逻辑运算工具，它能够对逻辑函数进行可视化的分析和简化。

在Karnaugh图中，每个格子代表一个变量组合的取值，通过对格子的合并和消减，可以简化逻辑函数，并找到最简形式的逻辑表达式。

布尔代数是一种数学工具，用于描述逻辑函数和逻辑运算的基本规则，它提供了一种抽象和符号化的方法来处理逻辑问题。

四、触发器和寄存器触发器是一种存储器件，用于存储和传递数字信号。

常见的触发器有RS触发器、D触发器、JK触发器和T触发器等。

触发器可以用于存储和处理数字信号，并完成时序逻辑电路中的时序控制功能。

寄存器是由多个触发器组成的存储器件，用于存储和传递多位二进制数值。

五、计算机的基本组成计算机是由中央处理器（CPU）、存储器和输入输出设备等组成的。

其中，中央处理器是计算机的核心部件，负责执行程序和进行数据处理。

存储器用于存储程序和数据，包括主存储器和辅助存储器。

输入输出设备用于与外部环境进行信息交互。

六、计算机算术逻辑单元(ALU)计算机算术逻辑单元（ALU）是计算机中的重要组成部分，用于进行算术和逻辑运算。

1、计算机工作原理：1)什么是计算机计算机(Computer)是一种能接收和存储信息，并按照存储在其内部的程序(这些程序是人 们意志的体现)对输入的信息进行加工、处理，然后把处理结果输出的高度自动化的电子设备。

2)计算机工作原理——冯 ·诺依曼原理(又称为存储程序原理)(1)组成计算机的物理设备(硬件)包括运算器、控制器、存储器、输入设备和输出设备五 部分；(2)所有程序和数据都以二进制形式存储在存储器中； (3)计算机系统在程序控制下自动运行。

2、计算机的发展： 1)计算机的发展：计算机从诞生发展到今天，已经经历了四个阶段，现正向第五代过渡。

见下表。

计算机发展的四个阶段运算速度几千~几万次/秒几万~几十万次/秒几十万~几百万次/应用领域国防及高科技 工程设计、数据处理工业控制、数据处理所用电子元器件 数据处理方式电子管(真空管) 汇编语言、代码程序 晶体管 高级程序设计语言中、小规模集成电 结构化、模块化程序 路 设计，实时控制 在规模、超大规模 分时、实时数据处 起止年份 1946~1957 1958~1964 1965~1970 代次第一代 第二代第三代2)微型计算机的发展：上世纪 70 年代初， 美国 Intel 公司等采用先进的微电子技术将运算器和控制器集成到一块芯 片中，称之为微处理器(MPU)。

其发展大约经历了六个阶段，如下表。

微机的六个发展阶段 主频 4 位、 8 位 8 位 1975~1978 1978~1981 1981~1993 1993~今典型 CPUIntel 4004 、8008 Intel 8080 Intel 8085Intel 8086Intel 80386 、80486 Pentium 系列1MHz 2MHz 2~5MHz >5MHz >25MHz 60MHz~2GHz代次 第一代 第二代 第三代 第四代 第五代16 位 32 位 64 位 1971~1973 1973~1975起止年份 数据位数我国的计算机事业始于 20 世纪 50 年代。

计算机基础知识有哪些
《计算机基础知识》
计算机基础知识是指对计算机的基本工作原理、硬件和软件结构、操作系统、网络和安全等相关知识的理解和掌握。

在当今信息化社会，计算机已经成为人们生活和工作中不可或缺的重要工具，因此对计算机基础知识的了解和掌握显得尤为重要。

首先，了解计算机的工作原理是计算机基础知识的核心。

计算机是一台能够执行程序的自动化电子设备，其工作原理包括运算、存储和控制三个基本要素。

理解计算机是如何通过二进制逻辑运算来完成各种计算和处理任务，以及如何通过存储器来保存数据和程序，都是对计算机工作原理的基本认识。

其次，了解计算机的硬件和软件结构也是计算机基础知识的重要组成部分。

计算机硬件包括中央处理器、内存、硬盘、显卡、主板等各种物理部件，而软件则包括操作系统、应用软件和系统软件等各种程序。

理解这些硬件和软件之间的相互关系以及各自的功能和作用，可以帮助我们更好地使用计算机，并且有助于日常维护和故障排除。

另外，对操作系统、网络和安全等方面的基础知识也是必不可少的。

操作系统是计算机系统的核心，它负责管理计算机的资源和提供用户界面，了解各种操作系统的特点和使用方法可以提高我们的计算机使用效率。

网络和安全则关乎到我们在互联网上的信息交流和数据传输安全，需要了解网络结构和协议、以及网络安全的基本原则和方法。

总的来说，对计算机基础知识的深入了解可以帮助我们更好地使用计算机，提高工作效率，同时也有助于我们更好地保护自己在互联网上的信息安全。

因此，学习和掌握《计算机基础知识》是非常重要的。

计算机基础知识范文计算机基础知识涵盖了计算机的基本原理、组成部分、工作原理、数据表示和存储、操作系统等方面的知识。

了解计算机的基础知识对于现代社会日益普及的计算机技术至关重要。

下面是一份计算机基础知识的概述，包括计算机的四个基本组成部分、计算机的工作原理、数据的表示和存储以及操作系统。

计算机的四个基本组成部分：1.中央处理器（CPU）：中央处理器是计算机的核心部件，用于执行指令、处理数据和控制计算机的运行。

它包括算术逻辑单元（ALU）和控制单元（CU）。

ALU负责算术和逻辑运算，而CU负责指令的执行和控制信息的传输。

2.存储器：存储器用于存储计算机运行所需的数据和指令。

常见的存储器有随机存取存储器（RAM）和只读存储器（ROM）。

RAM是易失性存储器，用于临时存储数据和指令。

ROM是非易失性存储器，用于存储固定的数据和指令。

3.输入设备：输入设备用于将外部数据输入计算机。

常见的输入设备包括键盘、鼠标、扫描仪和摄像头等。

4.输出设备：输出设备用于将计算机处理后的结果展示给用户。

常见的输出设备包括显示器、打印机和音频设备等。

计算机的工作原理：计算机的工作原理可以简单概括为输入、处理和输出。

用户通过输入设备将数据输入计算机，中央处理器对输入的数据进行处理，然后将处理结果通过输出设备展示给用户。

具体而言，计算机的工作原理包括以下几个步骤：1.取指令（IF）：从内存中获取下一条待执行的指令。

2.执行指令（ID）：解析指令并执行相应的操作，可能涉及算术运算、逻辑运算、数据传输等。

3.访问存储器（MEM）：将需要的数据从内存中读取出来或写入内存。

4.写回结果（WB）：将执行结果写入寄存器或存储器。

数据的表示和存储：计算机中的数据是以二进制形式存储和表示的。

二进制由0和1两个数字组成，可以表示计算机中的所有数据。

按照不同的数据类型和存储需求，计算机中的数据可以采用不同的表示方式，比如整数和浮点数等。

计算机中数据的存储是通过存储器实现的，常见的存储器包括RAM和ROM。

数字电路基本理论及分析方法数字电路是计算机硬件中的基本组成部分，它们负责处理和操控数字信号。

本文将介绍数字电路的基本理论和分析方法，帮助读者更好地理解和运用数字电路。

一、数字电路基础知识数字电路是由逻辑门（与门、或门、非门等）和触发器组成的电路系统。

逻辑门负责对输入信号进行逻辑运算，输出相应的结果。

而触发器则用于存储和传递信息。

数字电路的基本元件有两种状态，即高电平和低电平，分别表示逻辑“1”和逻辑“0”。

这两种状态之间的切换，是通过逻辑门和触发器之间的组合和联结来实现的。

二、数字电路分析方法1. 真值表真值表是对数字电路中逻辑门的真实输出情况进行列举和分析的方法。

通过列出各个输入变量的所有可能取值，以及对应的输出结果，可以快速判断数字电路的功能和特性。

以与门为例，当两个输入变量都为逻辑“1”时，输出结果为逻辑“1”；否则，输出为逻辑“0”。

通过真值表可以清楚地展示这个逻辑关系。

2. 状态图状态图是对数字电路中触发器的状态转换过程进行描述和分析的方法。

它将每个状态通过箭头连接起来，箭头上标注的是状态转换的条件。

通过状态图可以详细地了解数字电路中各个触发器状态之间的转换规律。

3. 时序图时序图是对数字电路中各个部件之间时序关系进行描述和分析的方法。

它通过图形化的形式展示了数字电路中信号的传递和处理过程，帮助读者更好地理解和分析数字电路的时序性质。

时序图通常包括时钟信号的波形图和各个部件的输入输出波形图。

通过观察波形图，可以判断数字电路中信号的传递顺序和时间延迟。

三、数字电路的设计和优化数字电路的设计和优化是为了实现特定功能和提高性能而进行的过程。

在设计数字电路时，需要根据实际需求选择适当的逻辑门和触发器，合理地进行组合和联结。

在数字电路的优化过程中，我们常常使用的方法有：化简逻辑函数、进行逻辑合并、减少时钟延迟、提高工作频率等。

这些方法可以帮助我们改善数字电路的功能和性能，提高计算机系统的整体效率。

计算机工程与应用概述：计算机工程与应用是一门涵盖计算机科学和工程学的交叉学科，旨在培养学生在计算机领域的技术能力和应用能力。

本文将介绍计算机工程与应用的基本知识、学科发展动态以及未来的发展趋势。

一、计算机工程与应用的基本知识1.1 计算机科学的基础计算机科学是计算机工程与应用的基础。

它涉及计算机硬件、软件以及它们之间的交互。

计算机科学的核心概念包括数据结构与算法、编程语言、计算理论、操作系统等。

1.2 计算机工程的基础计算机工程是计算机工程与应用的重要组成部分。

它涉及计算机硬件的设计、开发和维护。

计算机工程师需要掌握电子电路、数字电路、计算机网络、嵌入式系统等方面的知识。

1.3 计算机应用的基础计算机应用是计算机工程与应用的关键部分。

它涉及将计算机技术应用于实际问题的解决。

计算机应用的领域非常广泛，包括人工智能、大数据、云计算、物联网等。

二、计算机工程与应用的学科发展动态2.1 人工智能的发展人工智能是计算机工程与应用领域非常重要的一个方向。

随着算法和硬件技术的不断进步，人工智能在图像识别、自然语言处理、智能推荐等领域取得了巨大的突破。

2.2 大数据的应用随着互联网技术的快速发展，产生了海量的数据。

大数据的应用成为了计算机工程与应用的热门领域。

通过对大数据的分析和挖掘，可以获得有价值的信息，为决策提供支持。

2.3 云计算的兴起云计算是将计算资源通过网络进行交付的一种计算模式。

它具有高可靠性、可扩展性和灵活性的优势，成为了计算机工程与应用的重要技术。

云计算不仅可以提供计算资源，还能提供存储、网络和软件等服务。

2.4 物联网的发展物联网是将传感器、设备和物体通过网络互联起来的一种技术。

它使得人们能够更好地使用和管理物体，并实现智能化的信息交互。

物联网的发展给计算机工程与应用带来了新的挑战和机遇。

三、计算机工程与应用的未来发展趋势3.1 边缘计算的兴起边缘计算是将计算资源和数据处理放置在距离数据来源更近的地方，从而加快数据的处理速度和减少对网络的依赖。