大学计算机基础总结与复习

大学计算机基础总结与复习

第1章 计算机的基本概念

1.1 计算机概述

1、 电子计算机={电子模拟计算机，电子数字计算机}

2、 计算机之父——冯·诺依曼(J. Von Neumann)，奠定现代计算机的体系结构。

3、 冯·诺依曼在EDVAC设计方案中提出了“存储程序”原理

4、 计算机的三个特征：①基本器件由电子器件组成②具有内部存储信息的能力，内部信息以二进制数表示③运算过程由程序自动控制

5、 计算机的工作方式IPSO：I（input，输入）、P（process，处理）、S（store，存储）、O（output，输出）

6、 计算机的特点：①指令周期快②运算精度高③可靠性高④具有逻辑判断能力⑤通用性强 (P3)

7、 计算机的分类：①巨型计算机②大中型计算机③小型计算机④微型计算机⑤工作站(P4)

8、 巨型计算机：通常有多个处理器、指令周期达万亿次、代表型计算机（我国银河系列、曙光系列、国外的Cray系列）、机构复杂、价格昂贵、主要用于军事、天气预报、地质勘探以及大型科学计算等。

9、 微型计算机：以微处理器为核心构造的计算机，体积小、价格低、使用方便，代表型计算机（IBM PC系列、目前所使用的计算机）

10、 计算机的应用领域：①科学计算②信息处理③自动控制④计算机辅助工程⑤人工智能⑥计算机网络(P6)

11、 科学计算：也称数值计算，用计算机来解决科学研究和工程技术中的复杂计算问题。 12、 信息处理：也称数据处理，用计算机对各种信息进行收集、存储、整理、分类、统计、加工、利用以及传播等。信息处理是计算机应用最广泛的领域。实例：学籍管理、工资管理、图书管理等

13、 自动控制：也称实时控制或过程控制，用计算机控制生产或工作过程。实例：数控机床、飞机自动驾驶

14、 计算机辅助工程：CAD（计算机辅助设计）、CAM（计算机辅助制造）、CAI（计算机辅助教学）、CAT（计算机辅助测试）

15、 人工智能（AI）:用计算机模拟人的智能活动，如感知、记忆、联想、推理、学习、理解等。实例：计算机翻译、智能机器人、计算机下棋、专家系统、计算机定理证明等(P7)

16、 计算机网络：计算机技术和通信技术相结合，把发布在不同地点的计算机连接在一起，组成计算机网络，以共享资源（硬件、软件和信息）。(P8)

1.2 计算机的发展简史

1、 加法机：由帕斯卡（Pascal）设计制造 (P8)

2、 乘法机：由莱布尼兹（Leibniz）设计制造 (P8)

3、 差分机、分析机: 由巴贝奇（babbage）设计。分析机具有现代计算机的若干特征 (P9)

4、 Mark-I：由艾肯（Aiken）设计，IBM公司制造，是分析机的翻版。(P9)

5、 现代计算机：ENIAC、EDVAC等 (P10)

6、 ENIAC：第一台电子计算机，诞生于1946年，由莫奇里（Mauchly）和埃克特（Eckert）在宾夕法尼亚大学的穆尔学院设计制造，用了18000多个电子管，30吨重，每秒可做5000次加法。ENIAC的工作原理不是“存储程序”原理，是“接线控制”原理。(P10)

7、 EDVAC：冯·诺依曼在ENIAC即将竣工时来到宾夕法尼亚大学的穆尔学院，针对ENIAC的不足，提出EDVAC了设计方案，方案中提出了“存储程序”原理，现在的计算机一直采用该工作原理。(P10)

8、 现代计算机发展的四个阶段：第一代计算机、第二代计算机、第三代计算机、第四代计算机。(P11)

9、 第一代计算机（1945-1958）：采用电子管作为基本元器件，使用机器语言和汇编语言进行程序设计。 10、 第二代计算机（1959-1964）：采用晶体管作为基本元器件，使用汇编语言和高级语言进行程序设计。

11、 第三代计算机（1965-1970）：采用中小规模集成电路作为基本元器件，出现了操作系统。

12、 第四代计算机（1970-今）：采用大规模、超大规模集成电路作为基本元器件，出现了数据库管理系统和微型计算机。

13、 微型计算机的发展以微处理器的换代（主要是微处理器的字长）为标志，经历了5个阶段。(P13)

14、 第一代微型计算机：1981年8月，IBM 公司的IBM-PC诞生，微处理器是Intel 8008，字长8位。后来又设计生产了IBM-XT，微处理器是Intel 8086，字长8位。

15、 第二代微型计算机：1984年8月，IBM 公司的IBM-PC/AT诞生，微处理器是Intel 80286，字长16位。

16、 第三代微型计算机：1986年，Compaq公司率先采用Intel 80386微处理器的计算机诞生，字长32位。

17、 第四代微型计算机：1989年，Intel 公司的Intel 80486微处理器诞生，字长32位，随后出现了基于Intel 80486微处理器的计算机。

18、 第五代微型计算机：1993年，Intel 公司的Pentium微处理器诞生，字长64位，随后出现了基于Pentium微处理器的计算机。

1.3 计算机系统的组成

1、 计算机系统={硬件系统，软件系统}(P13)

2、 硬件系统={运算器，控制器，内存，输入设备，输出设备} (P14)

3、 计算机软件是指计算机所运行的程序及其相关的文文件数据。(P14)

4、 软件系统={系统软件，应用软件}

5、 计算机软硬件的关系：①相互依赖②相互配合③相互推动

6、 运算器：负责完成算术运算和逻辑运算。（P15）

7、 控制器：控制计算机的其他各部件，并协调它们之间的工作

8、 内存：存储计算机中的数据和程序 9、 输入设备：向计算机输入程序和数据

10、 输出设备：向计算机用户输出中间结果和最终结果

11、 计算机中是三种信息流={数据流，指令流，控制流}。(P15)

12、 数据流：输入设备->内存，内存->输出设备，运算器->内存，内存->运算器

13、 指令流：内存->控制器

14、 控制流：控制器->输入设备，控制器->输出设备，控制器->内存，控制器->运算器

15、 总线={数据总线，地址总线，控制总线}(P15)

16、 一条指令的执行分为三个步骤：取指令、分析指令和执行指令。(P16)

17、 取指令：从内存某个地址中取出要执行的指令，送到CPU的指令寄存器中

18、 分析指令：将指令寄存器中的指令送到指令译码器中，指令译码器翻译出对应的操作

19、 执行指令：根据指令的译码，控制相应部件，完成相应操作。

1.4 计算机的硬件系统

1、 CPU（中央处理器）={运算器，控制器} (P16)

2、 运算器又称算术逻辑单元，简称ALU，主要完成算术运算和逻辑运算, 包含有寄存器、累加器等部件。寄存器、累加器：暂存进行运算的数据或结果(P17)

3、 控制器中包含指令寄存器、状态寄存器、译码器、程序计数器等部件

4、 指令寄存器：存储当前要执行的指令

5、 程序计数器：存储下一条指令在内存中的地址

6、 字长是CPU的一个重要指标

7、 计算机中的内存被划分成若干个单元，每个单元通常存放一个字节的信息。(P17)

8、 为了区分各存储单元，对每个存储单元指定唯一一个编号，这个编号称为存储单元的地址。(P17)

9、 内存中所有存储单元的总和称为存储容量。 10、 内存={主存储器（内存），辅助存储器（外存）} (P18)

11、 内存直接和运算器、控制器、输入设备、输出设备联系，容量小（与外存相比），访问速度快（与外存相比）。

12、 内存={ROM，RAM}

13、 ROM：只读存储器，生产时把信息固化在其中，计算机不能修改和写入其中的信息，断电后，其中的信息不丢失。

14、 RAM：读写内存，计算机能修改也能写入信息，断电后，其中的信息丢失。

15、 一台计算机中通常ROM的容量小与RAM的容量。

16、 外存={硬盘，软盘，光盘，U盘，……} (P18)

17、 软盘和硬盘都是磁介质内存。都是通过磁头读写其中的信息。

18、 软盘有一个写保护口或滑块，处于写保护时，不能对软盘写入信息，这种方法可防止病毒传染到软盘中。(P19)

19、 输入设备={键盘，鼠标，光笔，触摸屏，条形码扫描仪，扫描仪，话筒，……}

（P19）

20、 输出设备={显示器，打印机，绘图仪，音箱，……} (P19)

21、 显示器的一个重要指针是分辨率，即可显示多少个像素，用列数×行数表示。(P20)

22、 显示器与主机之间通过显示器适配卡（简称显卡）连接。(P20)

23、 显示器={CRT显示器，LED显示器}

24、 打印机={针式打印机，喷墨打印机，激光打印机} (P20)

25、 针式打印机：通过打印头中的打印针撞击打印头前的色带进行打印的。噪音大、速度慢、质量差，但成本低。

26、 喷墨打印机：通过喷墨管把墨盒中的墨水喷到打印纸上进行打印的。噪音小、速度中、质量中、成本中。

27、 激光打印机：通过激光和电子照相技术进行打印的。噪音小、速度快、质量高、成本高。

1.5 计算机软件系统 1、 软件系统={系统软件，应用软件} (P21)

2、 系统软件={操作系统(OS)、语言处理程序、数据库管理系统，实用工具软件}，最重要的系统软件是操作系统。

3、 应用软件：为某一具体应用编写的软件。如：……

4、 操作系统：综合管理计算机的软硬件资源，合理组织计算机的工作流程，方便用户使用的一组程序的集合。

5、 用户只有通过操作系统才能和计算机打交道。(P22)

6、 操作系统的重要作用：①提高系统资源的利用率②提供方便友好的用户接口③提供软件开发和运行的环境

7、 操作系统五大概念模块：①作业管理②进程管理③存储管理④设备管理⑤檔管理 (P23)

8、 操作系统分类：①按使用环境分为：批处理操作系统、分时操作系统、实时操作系统②按用户数分为：单用户操作系统、多用户操作系统③按硬件结构分为：网络操作系统、分布式操作系统、多媒体操作系统 (P23)

9、 计算机指令：在设计计算机CPU时规定的计算机所能完成的基本操作。

10、 指令=操作码＋操作数 (P23)

11、 操作码：表示操作的性质

12、 地址码：表示操作数的数据或操作的数据在内存中的位置

13、 指令={数据处理指令，数据传送指令，程控指令，状态管理指令}

14、 指令系统：计算机中所有指令的集合。

15、 指令系统有两类：复杂指令系统和精简指令系统。对应的计算机有两类复杂指令系统计算机(CISC)和精简指令系统计算机(RISC)

16、 计算机语言={机器语言，汇编语言，高级语言} （P24）

17、 低级语言={机器语言，汇编语言}，面向机器的语言。

18、 机器语言：就是计算机的指令系统。计算机可直接执行机器语言编写的程序。

19、 汇编语言：符号化了的机器语言。计算机不能直接执行汇编语言编写的程序，需要用汇编程序把它翻译成机器语言程序（目标程序）后，才能执行。