大学计算机基础知识

时间:2018-05-04 12:03:49 大学计算机基础 我要投稿

大学计算机基础知识

  计算机(computer)俗称电脑,是现代一种用于高速计算的电子计算机器,可以进行数值计算,又可以进行逻辑计算,还具有存储记忆功能。

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  第一章 计算机及信息技术概述(了解)

  1、计算机发展历史上的重要人物和思想

  1、 法国物理学家帕斯卡(1623-1662):在 1642年发明了第一台机械式加法机。该机由齿轮组成,靠发条驱动,用专用的铁笔来拨动转轮以输入数字。

  2、 德国数学家莱布尼茨:在1673年发明了机械式乘除法器。基本原理继承于帕斯卡的加法机,也是由一系列齿轮组成,但它能够连续重复地做加减法,从而实现了乘除运算。

  3、英国数学家巴贝奇:1822年,在历经10年努力终于发明了“差分机”。它有3个齿轮式寄存器,可以保存3个5位数字,计算精度可以达到6位小数。 巴贝奇是现代计算机设计思想的奠基人。

  英国科学家阿兰?图灵(理论计算机的奠基人)

  图灵机:这个在当时看来是纸上谈兵的简单机器,隐含了现代计算机中“存储程序”的基本思想。半个世纪以来,数学家们提出的各种各样的计算模型都被证明是和图灵机等价的。

  美籍匈牙利数学家冯?诺依曼(计算机鼻祖)

  计算机应由运算器、控制器、存储器、

  输入设备和输出设备五大部件组成;

  应采用二进制简化机器的电路设计;

  采用“存储程序”技术,以便计算机能保存和自动依次执行指令。

  七十多年来,现代计算机基本结构仍然是“冯·诺依曼计算机”。

  2、电子计算机的发展历程

  1、 1946年2月由宾夕法尼亚大学研制成功的ENIAC是世界上第一台电子数字计算机。“诞生了一个电子的大脑”致命缺陷:没有存储程序。

  2、 电子技术的发展促进了电子计算机的更新换代:电子管、晶体管、集成电路、大规模及超大规模集成电路

  3、计算机的类型

  按计算机用途分类:通用计算机和专用计算机

  按计算机规模分类:巨型机、大型机、小型机、微型机、工作站、服务器、嵌入式计算机

  按计算机处理的数据分类:数字计算机、模拟计算机、数字模拟混合计算机

  1.1.4 计算机的特点及应用领域

  计算机是一种能按照事先存储的程序,自动、高速地进行大量数值计算和各种信息处理的现代化智能电子设备。(含义)

  1、运算速度快

  2、计算精度高

  3、存储容量大

  4、具有逻辑判断能力

  5、按照程序自动运行

  应用领域:科学计算、数据处理、过程与实时控制、人工智能、计算机辅助设计与制造、远程通讯与网络应用、多媒体与虚拟现实

  1.1.5 计算机发展趋势:巨型化、微型化、网络化、智能化

  1、光计算机 2、生物计算机 3、量子计算机

  1.2 计算机系统构成

  · 一个完整的计算机系统有硬件系统和软件系统两大部分组成

  · 硬件系统是指能够收集、加工、处理数据以及输出数据所需的设备实体,是看得见、摸得着的部件总和。

  · 软件系统是指为了充分发挥硬件系统性能和方便人们使用硬件系统,以及解决各类应用问题而设计的程序、数据、文档总和,它们在计算机中体现为一些触摸不到的二进制状态,存储在内存、磁盘、闪存盘、光盘等硬件设备上。

  1.3.1 信息技术概念

  信息是一种知识,是接受者事先不知道不了解的知识。

  数据是信息的载体。数值、文字、语言、图形、图像等都是不同形式的数据。 4次信息革命:文字、造纸和印刷术、电报电话广播电视、计算机与网络 现代信息技术:计算机技术+微电子技术+通信技术

  1.3.1 信息技术产业与人才

  信息产业是信息社会的支柱,主要包括:计算机硬件制造业、计算机软件业、信息服务业以及国民经济中传统行业的信息化

  信息产业属资本密集型、知识密集型、人才密集型的产业。

  信息技术教育包括:

  · 对信息科学的理解

  · 对信息应用的实践能力

  · 对信息社会的认识和态度

  第二章 计算机信息基础

  2.1.1 数制的概念

  位权:在数制中,各位数字所表示值的大小不仅与该数字本身的大小有关,还与该数字所在的位置有关,我们称这关系为数的位权。

  位权:一个与数字位置有关的常数,位权=Rn

  2.1.3 二进制和其它进制的转换

  十进制转二进制:整数部分除以2取余,直至商为0;小数部分乘以2取整,直至小数部分为0或达到所需精度为止。

  十进制转八进制:方法同上。整数部分除以8,小数部分乘以8。

  十进制转十六进制:方法同上。整数部分除以16,小数部分乘以16。

  2.2 计算机中的数据单位

  位(bit):计算机存储数据的最小单元(0、1)

  字节(Byte):处理数据的基本单位(8bit/Byte)

  常用的字节计数单位:

  1KB=1024 Byte (210B) 1MB=1024 KB (220B) 1GB=1024 MB (230B) 1TB=1024 GB (240B)

  字长:CPU一次处理数据的二进制位数。

  2.3 信息表示与编码

  所谓编码,就是利用数字串来标识所处理对象的不同个体。

  2.3.1 整数的表示

  在数学中,数值是用“+”和“-”表示正数和负数的,而在计算机中只有0和1,所以正负号也用0和1表示,即数值符号数字化。

  补码的概念是怎么来的?

  “模”是指一个系统所能表示的.数据个数。按模运算是指运算结果超过模时,模(或模的整数倍)将溢出而只剩下余数。

  假设M为模,若数a,b满足a+b=M,则称a,b互为补数。 在有模运算中,减去一个数等于加上这个数对模的补数。

  2.3.2 实数的表示 定点数:小数点位置固定的数称为定点数。 浮点数:小数点位置不固定的数称为浮点数

  与汉字有关的编码:

  (1)、输入码

  (2) 国标码和区位码:每个汉字占两个字节的编码,且每个字节最高位均为0。所有汉字分94个区,每个区94个汉字。由此构成区位码。而区位码的区码和位码各加32就得到国标码。

  (3)机内码

  (4)字型码:汉字存储在计算机内采用机内码,但输出时必须转换成字形码,再根据字形码输出汉字。字形码又称汉字字模,用于在显示器或打印机上输出各种文字和符号。点阵汉字:每一个汉字以点阵形式存储,有点的地方为“1”,空白的地方为“0”。有16×16、24×24、48×48点阵等。点阵越大,字形分辨率越好,字形也越美观,但汉字存储的字节数就多,字库也就越庞大。

  2.3.6 多媒体信息的数字化

  数字化就是对模拟世界的一种量化,表示信息的最小单位是位(bit)——“0”或“1”。多媒体信息在计算机中也要转换为0和1,因此也需要进行编码。

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