计算机数据存储的基本概念
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计算机基本概念与基础知识计算机是当今社会中不可或缺的重要工具,它的存在和应用为我们的生活带来了便利和创新。
要充分利用计算机的功能和优势,我们需要了解并掌握一些基本概念和基础知识。
本文将介绍计算机的基本概念、计算机组成部分、计算机网络、数据存储和计算机编程等方面的知识。
一、计算机的基本概念计算机是一种能够按照程序操作数据并进行各种数学和逻辑运算的电子设备。
它可以被看作是一种用于处理信息的工具,通过输入、处理和输出这些信息来完成各种任务。
计算机的基本概念包括硬件和软件两部分。
硬件指的是计算机的实体部分,包括主机、显示器、键盘、鼠标等;软件则是指控制计算机运行的程序和数据。
二、计算机的组成部分1. 主机:主机是计算机的核心部分,通常由中央处理器(CPU)、内存(RAM)和硬盘组成。
CPU负责执行指令和进行运算,内存用于存储数据和程序,而硬盘则是永久存储数据的地方。
2. 输入设备:输入设备是用来将外部信息(如文字、图像等)输入到计算机中的工具,常见的输入设备包括键盘、鼠标、扫描仪等。
3. 输出设备:输出设备是用来向外部显示计算机处理结果的工具,常见的输出设备包括显示器、打印机、投影仪等。
4. 存储设备:存储设备用于永久性地保存数据和程序,常见的存储设备包括硬盘、固态硬盘、光盘等。
5. 运算器和控制器:运算器负责进行各种数学和逻辑运算,而控制器则负责指导和控制计算机的工作流程。
三、计算机网络计算机网络是将多台计算机相互连接起来并通过通信线路交换数据的系统。
它的出现使得信息共享、资源共享和通信变得更加方便和高效。
1. 局域网(LAN):局域网指的是在一个相对较小的范围内进行计算机互联的网络,如家庭、办公室或校园网等。
2. 广域网(WAN):广域网是通过长距离通信线路连接起来的计算机网络,可跨越城市、国家甚至是全球。
互联网就是一个典型的广域网。
3. 无线网络:无线网络利用无线通信技术实现计算机之间的互联,如Wi-Fi(无线局域网)和蜂窝网络等。
数据储存的基本方法数据储存是计算机科学中的一个重要领域,它涉及到如何将数据存储在计算机内存或硬盘等储存设备中。
数据储存的基本方法包括内存储存、硬盘储存、数据库储存等。
内存储存是计算机中最快速的数据储存方式,它可以快速读取和写入数据。
内存储存通常用于存储程序运行时需要的数据,例如变量、数组等。
内存储存的缺点是数据不稳定,一旦计算机断电或重启,内存中的数据就会丢失。
因此,内存储存通常用于临时存储数据,而不是长期储存数据。
硬盘储存是计算机中最常用的数据储存方式,它可以长期储存大量的数据。
硬盘储存通常用于存储文件、图片、视频等数据。
硬盘储存的优点是数据稳定,即使计算机断电或重启,硬盘中的数据也不会丢失。
硬盘储存的缺点是读写速度相对较慢,而且容易受到磁盘损坏等因素的影响。
数据库储存是一种专门用于储存和管理数据的软件系统。
数据库储存通常用于存储大量的结构化数据,例如客户信息、订单信息等。
数据库储存的优点是可以高效地管理和查询数据,而且可以保证数据的一致性和安全性。
数据库储存的缺点是需要专门的软件和硬件支持,而且相对于硬盘储存来说,成本较高。
除了上述基本方法外,还有一些其他的数据储存方式,例如云存储、闪存储存等。
云存储是一种将数据存储在互联网上的方式,它可以实现数据的远程访问和共享。
闪存储存是一种基于闪存技术的数据储存方式,它具有读写速度快、体积小、耐用等优点,常用于移动设备和嵌入式系统中。
总之,数据储存是计算机科学中的一个重要领域,不同的储存方式适用于不同的数据类型和应用场景。
在实际应用中,需要根据具体情况选择合适的储存方式,并注意数据的稳定性、安全性和可靠性。
计算机数据传输与存储的基本原理计算机数据的传输与存储是计算机系统中的重要环节,它涉及到数据的输入、输出以及在计算机内部的存储和管理。
本文将介绍计算机数据传输与存储的基本原理。
一、数据传输的基本原理计算机的数据传输是指将数据从一个地方传输到另一个地方,常见的数据传输方式包括串行传输和并行传输。
串行传输是指数据的位逐位地传送,一位接着一位地传输。
在串行传输中,数据通过一个线路按照顺序逐位传输,传输速度较慢,但传输线路简单,适用于远距离传输。
例如,串口通信就是一种串行传输方式。
并行传输是指数据的位同时传送,多位同时传输。
在并行传输中,每一位数据占用一个传输线路,可以同时传输多个数据位,传输速度较快,但传输线路复杂,适用于近距离传输。
例如,计算机内部的总线传输就是一种并行传输方式。
二、数据的存储原理计算机内部的数据存储是指将数据保存在计算机的存储器中,存储器包括主存储器和辅助存储器。
主存储器是计算机中最重要的存储设备,它用来存储正在运行的程序和数据。
主存储器的基本单元是存储单元,每个存储单元可以存储一个固定长度的二进制数,也就是一个存储单元存储一个比特(bit)的数据。
主存储器以字节(Byte)为单位进行寻址,每个字节由若干个比特组成。
根据字节的地址,可以访问和存储数据。
辅助存储器是主存储器之外的存储设备,它用来存储大量的数据和程序。
常见的辅助存储器包括硬盘、光盘和闪存等。
辅助存储器的特点是容量大、存储速度相对较慢。
计算机在进行数据存储时,会将数据从主存储器复制到辅助存储器中,在需要时再将数据从辅助存储器读取回主存储器。
三、数据传输与存储的基本流程计算机数据的传输与存储可以分为以下基本流程:1. 数据输入:用户通过输入设备将数据输入计算机系统。
例如,键盘输入文字、鼠标输入指令等。
2. 数据传输:计算机将输入的数据进行传输,可以通过串行传输或并行传输方式。
传输的数据可以经过网络,在计算机系统内部传输,或者从辅助存储器中读取。
了解计算机的数据存储方式在计算机科学领域中,数据存储是一个至关重要的概念。
计算机存储数据的方式直接影响到计算机的性能和功能。
了解计算机的数据存储方式有助于我们更好地理解计算机的工作原理并且可以帮助我们进行更高效的编程和数据处理。
本文将介绍计算机的几种常见的数据存储方式。
一、内存存储内存(Memory)是计算机中最常见的数据存储方式之一。
内存是一种易失性的存储介质,也就是说,当计算机断电时,内存中的数据将会丢失。
内存存储是计算机中最快速的一种存储方式,因此被广泛用于缓存数据和临时数据的存储。
内存主要分为两种:随机访问存储器(RAM)和只读存储器(ROM)。
RAM可以随机访问并且可以读取和写入数据,而ROM只能读取数据。
RAM是计算机存储程序和数据的主要区域,而ROM存储了计算机的基本输入/输出系统(BIOS)和其他固化的数据。
二、硬盘存储硬盘(Hard Disk Drive)是计算机中常见的长期数据存储方式之一。
与内存不同,硬盘是一种非易失性的存储介质,因此即使计算机断电,硬盘中的数据也可以长期保存。
硬盘的容量较大,可以存储大量的数据和文件。
硬盘以盘片(Platter)为基础,其中包含了磁道(Track)和扇区(Sector)。
数据通过读写磁头(Read/Write Head)进行读写操作。
硬盘的读写速度相对较慢,但存储容量大,适用于长期存储大量数据和文件的场景。
三、固态硬盘存储固态硬盘(Solid State Drive,简称SSD)是近年来快速发展的一种数据存储方式。
与传统硬盘相比,固态硬盘没有移动部件,而是使用了闪存芯片进行数据存储。
固态硬盘的特点是读写速度非常快,且耐用而稳定。
固态硬盘相对于传统硬盘而言,价格较高,容量较小。
然而,随着技术的不断发展,固态硬盘已经广泛应用于高性能计算机和服务器等领域。
四、光盘存储光盘(Compact Disc,简称CD)是一种使用激光技术进行数据读写的存储介质。
计算机数据存储的基本概念
计算机数据存储是指计算机系统中的存储主要包括寄存器,内存,外
存等,它包括了一系列的存储设备用于存储计算机中的信息,并且它是保
证计算机系统运行的基础。
数据存储分为内存和外存两部分,它们之间有
很多差异,但二者都可以存放计算机数据。
首先是寄存器。
寄存器也叫寄存器存储器,是计算机中的高速存储器,它由多个计算机指令和数据组成,对指令和数据的存取速度非常快,但它
的存储量非常少,一般只有几十个字节。
其次是内存。
内存是计算机操作系统中的一部分,是计算机的主存储器,也叫主存,它是指用于存储计算机系统中正在运行的程序和运行所需
要的内容的计算机存储器。
内存的存储容量一般介于几百兆到几十兆,它
在计算机运行中是十分重要的,能够提高计算机的运算速度。
最后是外存。
外存是指与主机相外的、以磁带、磁盘、光盘等形式存
在的存储器,它的存储容量一般在几十兆到几千兆之间,是计算机中最大
的存储设备,外存不仅可以存储程序和数据,而且能够持久保存有用的信息。
计算机数据存储是指将信息或数据保存在计算机系统中的过程和技术。
它涉及以下基
本概念:
1. 位(Bit):位是存储单元,它可以表示二进制数字0或1。
所有计算机数据都是由
比特组成的。
2. 字节(Byte):字节是计算机中最小的可寻址存储单位,通常由8个位组成。
大多
数计算机以字节为基本单位进行数据存储和处理。
3. 存储介质:存储介质是用于存储数据的物理设备或介质。
常见的存储介质包括硬盘
驱动器(HDD)、固态硬盘(SSD)、内存(RAM)和光盘等。
4. 存储层次结构:存储层次结构指的是按照速度和容量进行划分的多层次存储系统。
其中,高层次的存储设备通常速度更快但容量较小,而底层次的存储设备则速度较慢
但容量更大。
常见的存储层次结构包括寄存器、缓存、主存和辅助存储设备等。
5. 数据类型:数据类型指的是数据在计算机中的表示方式。
常见的数据类型包括整数、浮点数、字符和布尔值等。
不同的数据类型占用不同的存储空间。
6. 存储单位:存储单位用于表示计算机中存储容量的大小。
常见的存储单位包括字节(Byte)、千字节(KB)、兆字节(MB)、吉字节(GB)和太字节(TB)等。
这些基本概念共同构成了计算机数据存储的基础,通过它们,计算机可以有效地存储
和处理各种类型的数据。
小学信息技术教案第一课计算机的存储器计算机的存储器是小学信息技术教学中的重要内容之一。
通过了解计算机的存储器,学生可以更好地理解计算机的工作原理,并能够运用所学知识解决实际问题。
本文将以小学信息技术教案第一课计算机的存储器为题,详细介绍存储器的基本概念、类型以及使用方法,帮助学生全面了解计算机的存储器。
一、引入计算机在我们日常生活中无处不在,我们使用计算机的时间越来越多。
你知道计算机是如何工作的吗?除了硬件设备和软件程序外,计算机的存储器也是非常重要的一部分。
今天,我们就来学习一下计算机的存储器是什么,以及它在计算机中的作用。
二、学习目标1.了解计算机的存储器的基本概念。
2.掌握计算机存储器的种类和特点。
3.能够灵活运用存储器解决实际问题。
三、知识点讲解1.什么是存储器?存储器是计算机用来存储和读取数据的设备,类似于人类的记忆功能。
无论是文档、图片、音视频文件,还是我们平时玩的游戏,都需要存储器来保存。
可以说,存储器是计算机的“大脑”。
2.计算机存储器的种类计算机的存储器种类有很多,常见的有内存、硬盘、U盘等。
(1)内存内存是计算机中最常见和最重要的存储器,也称为主存。
它用来暂时存储计算机正在运行的程序和数据。
内存分为读写存储器和只读存储器两种类型。
其中,读写存储器用来存储程序和数据,而只读存储器则用来存储计算机的固定程序和数据。
(2)硬盘硬盘是计算机的永久性存储器,用来存储长期保留的数据和程序。
与内存不同的是,硬盘上的数据不会因为计算机关闭或断电而丢失。
硬盘的容量通常比内存大很多,可以存储更多的数据和文件。
(3)U盘U盘是一种便携式存储设备,也是一种外部存储器。
它的体积小,可以随时插入和拔出计算机,方便携带和传输数据。
U盘的容量不同,可以根据实际需求选择合适的大小。
除了这些常见的存储器外,还有一些新的存储技术正在不断发展中,如固态硬盘(SSD)、云存储等。
四、教学重点和难点教学重点:掌握计算机存储器的种类和特点。
存储器的基本概念及分类
存储器(Memory)是计算机中用于存储和读取数据的一种硬件设备,是数据和程序的载体。
存储器分为内存和外存,其中内存又可分为读写存储器和只读存储器。
1. 读写存储器(RAM)
读写存储器(Random Access Memory,RAM)是计算机中内存的一种,能够进行随机读写操作,数据可被任意读取。
RAM分为静态随机存取存储器(SRAM)和动态随机存取存储器(DRAM)两类。
- 静态随机存取存储器(SRAM):采用Flip-Flop触发器存储数据,速度快,但容量小。
- 动态随机存取存储器(DRAM):采用电容存储数据,速度慢,但容量大,常用于主存储器。
2. 只读存储器(ROM)
只读存储器(Read-Only Memory,ROM)是计算机中用于存放固定数据和程序的一种存储器,数据无法被改变。
ROM分为可编程只读存储器(PROM)、擦除可编程只读存储器(EPROM)、电可擦除可编程只读存储器(EEPROM)和闪存等。
- 可编程只读存储器(PROM):可以根据需要编程,但只能进行一次,不可擦除重写。
- 擦除可编程只读存储器(EPROM):需要使用紫外线灯进行擦除,可以被重新编程,但擦除次数有限。
- 电可擦除可编程只读存储器(EEPROM):可以通过电信号进行擦除,可重复擦写。
- 闪存:一种快速可擦写非易失性存储器,常用于存储固件和操作系统。
3. 外部存储器
外部存储器(External Storage)用于长时间存放数据,分为磁盘存储器、光盘存储器、固态硬盘等。
它们的特点是容量大,但读写速度较内存慢。
常用于备份数据、扩展存储等方面。
第一章 计算机基础知识
一、计算机的基本概念
1.计算机的发展与分类
发展阶段:4 代(按使用的电子器件或构成元件划分)
第一代:电子管 ( 1946-1957 )
第一台计算机:1946 年、ENIAC
第二代:晶体管 ( 1958-1964 )
第三代:小规模集成电路 ( 1965-1970 )
第四代:大规模和超大规模集成电路 ( 1971- 至今 )
典型代表:微型计算机
分类:
① 分为数字电子计算机
数字电子计算机分类:
用途:科学计算工程、工业控制、数据计算机
大小:巨型、小型、微型
② 模拟电子计算机 2.计算机的主要用途 科学计算、数据处理、自动控制、计算机辅助系统、人工智能 其中,科学计算是最早的应用领域,计算机早期主要用于军事
要点:理解每个应用领域的适用范围
3.计算机的主要特点
自动控制能力、高速运算能力、记忆能力、计算精度高、逻辑判断能力、通用性强
其中自动控制能力的基础是存储程序
另,计算机的可编程性
要点:重在理解
4.信息的基本概念
信息和数据
信息是人们由客观事物得到的,使人们能够认知客观事物的各种消息、情报、数字、信号、图形、图像、语音等所包括的内容。
数据是客观事物的属性的表示,可以是数值数据和各种非数值数据。
对计算机而言,数据是指能够为其处理的经过数字化的信息。
二、计算机系统的组成
1.计算机系统的基本组成
计算机系统由计算机硬件系统和计算机软件系统两大部分组成
ENIAC
大型向量计算机757
图1-1 计算机系统的组成
中央处理器(CPU ):运算器+控制器
主机:中央处理器+内存储器
外部设备:输入设备、输出设备、外存储器
注:CPU 只能直接读写内存,不能直接读写外存,存储在外存上的数据和程序需先读到内存,才能进行处理
2.硬件系统的组成及各个部件的主要功能
冯·诺依曼提出了存储程序原理,奠定了计算机的基本结构和工作原理,我们今天所使用的计算机都是属于冯·诺依曼结构计算机
冯·诺依曼结构计算机包括运算器、控制器、存储器、输入设备、输出设备五大部分:运算器:算术运算和逻辑运算的主要部件
控制器:指挥中心
存储器:用来保存程序和数据
内部存储器(内存或主存储器)
外部存储器(外存或辅助存储器)
输入设备
键盘、鼠标、扫描仪、磁盘驱动器、触摸屏输出设备
显示器、打印机、绘图仪、磁盘驱动器冯·诺依曼结构的主要特点:
● 存储程序控制
● 程序由指令构成
● 指令由操作码和地址码构成
● 机器以CPU 为中心
冯·诺依曼鼠标
图1-2 冯·诺依曼结构计算机
3.计算机数据存储的基本概念
存储器分为内存储器(内存)和外存储器(外存)。
内存速度快,但容量有限,CPU 可直接访问。
外存存储容量大,存取速度比内存低,外存中存放的程序或数
内存
据必须调入内存后,才能被计算机执行和处理。
存储单位:
位(bit,比特):计算机中最小存储单位,即一个二进制位(0或1),通常用“b ”表示。
字节(Byte):8位组成一个字节,常用 B 表示,计算机中用来表示内存储器容量大小的基本单位。
字(Word):由若干个字节组成,通常把计算机一次所能处理的数据的最大位数称为该机器的字长。
字长越长,一次所处理的信息越多,计算精度越高。
1B =8b
1KB (千字节)=1024B
1MB (兆字节)=1024KB
1GB (吉字节)=1024MB
4.指令、程序、软件的概念以及软件的分类
指令:含有操作码和地址码的一串二进制代码
程序:为解决某一问题而设计的一系列有序的指令或语句集合
软件:程序、程序运行时所需的数据以及文档
裸机:仅有硬件系统,没有安装任何软件
软件的分类
系统软件
包括:操作系统、各种语言处理程序、系统支持和服务程序、数据库管理系统
应用软件
包括:用户程序、应用软件包
程序设计语言的种类
机器语言:二进制语言
能直接执行
汇编语言:采用助记符
源程序需翻译成机器语言
高级语言:面向程序
三 信息编码
1.数值在计算机中的表示形式
数值在计算机中以二进制表示,这是由计算机所使用的逻辑器件所决定,其好处是:运算简单、实现方便、成本低。
十进制:
“逢十进一”,使用 0,1,2,3,4,5,6,7,8,9 共 10 个数字
二进制:
“逢二进一”,使用 0,1 共 2 个数字
八进制:
“逢八进一”,使用 0,1,2,3,4,5,6,7 共 8 个数字
十六进制:
“逢十六进一”,使用 0,1,2,3,4,5,6,7,8,9,A,B,C,D,E,F 共 16 个数字
二进制与十进制之间的转换(尤其需要掌握 1 字节内二进制到十进制的换算):
表 1-1 二进制与十进制的对应关系
1 位 8 进制可以转换成3位二进制,
1 位 16 进制可以转换成4位二进制
2.理解字符编码
计算机除了能处理数字数据外,还能处理非数值的各种字符数据:如英文字母、汉字、运算符等。
但在计算机中数据是用二进制表示的,所以那些数据在输入计算机之前必须进行编码。
编码有很多种方法,但采用相同的编码方式,才能使全国乃至全世界的计算机用户在信息的表示、交换、处理、传输和存储等基本问题上达成一致。
1) 字符编码
ASCII (美国信息交换标准码),是常用的字符编码。
采用 7 位二进制编码,可以表示 128 个字符(27 =128),最高位为 0。
表 1-2 ASCII 代码表
Windows2000操作系统
0~9 对应ASCII 码为48~57 ,A~Z 为65~90 ,a~z 为97~122 。
2) 汉字编码
针对汉字的计算机输入及机内表示内码,用连续的两个字节表示,每字节最高位为“1”。
四、微型计算机的硬件组成
1.CPU、内存、接口和总线的概念
主板
主板是固定在主机箱箱体上的一块电路板,是计算机各种部件
相互连接的纽带和桥梁。
CPU(中央处理器),是计算机的核心,所有的算术和逻辑运
算都是由它完成的,是决定计算速度、处理能力、档次的关键部件。
存储器:分内存和外存。
CPU 内存:是计算机的主要工作存储器,内储速度快,但容量有限。
内存又分RAM和ROM。
ROM(只读存储器),只读而不能写入信息,常固化在芯片上,不会因断电而消失。
RAM(随机存储器),可以进行任意的计或写操作,断电内容消失,不能永久保存。
外存:软盘、硬盘、光盘、磁带以及目前极为流行的U 盘等都属于外存,是外部设备。
外存的容量大,价格低廉,但存取速度慢,用于存放暂时不用的程序和数据。
还有一种特殊的存储器是高速缓冲存储器(Cache)。
接口:串行接口(COM1、COM2)、并行接口(打印机接口LPT1)、键盘接口、硬盘驱动器接口
总线:分芯片总线、系统总线(ISA、EISA、PCI)、外总线(SCSI、IDE、USB)2.微处理器、微型计算机和微型计算机系统的概念
微处理器:CPU
微型计算机:CPU +存储器+输入输出接口电路+系统总线
微型计算机系统:微型计算机+外围设备+电源+辅助电路+系统软件
3.常用外部设备的性能指标
键盘:101键、103键、105键。
鼠标:机械式和光电式,左、中、右三键或左、右二键。
显示器:
分辨率:800 × 600、1024 × 768、1028 × 1024
显示器适配器(显示卡):CGA、EGA、VGA、SVGA、TVGA等
打印机:点阵、喷墨、激光
4.微型计算机的主要性能指标及配置
运算速度:是衡量CPU 工作快慢的指标,一般以每秒完成多少次完成多少次运算来度量,常用主频来表示,如1GHz。
字长:CPU 一次可处理二进制位数。
字长主要影响计算机的精度和速度。
字长有8、16、32和64位。
字长越长,表示一次读写和处理的数的范围越大,处理数据的速度越快、计算精度越高。
主存容量:64M、128M。