初中计算机基础知识资料

第一章第一章计算机基础知识计算机基础知识 第一节第一节计算机的基本常识计算机的基本常识 1.11.1 计算机的产生与发展计算机的产生与发展 计算机的产生是 20 世纪最重要的科学技术大事件之一。世界上的第一台计算机（ENIAC）于 1946 年诞生在美国宾夕法 尼亚大学，到目前为止，计算机的发展大致经历了四代： ①第一代电子管计算机，始于 1946 年，结构上以 CPU 为中心，使用计算机语言，速度慢， 存储量小，主要用于数值计算； ②第二代晶体管计算机，始于 1958 年，结构上以存储器为中心，使用高级语言，应用范围 扩大到数据处理和工业控制； ③第三代中小规模集成电路计算机，始于 1964 年，结构上仍以存储器为中心，增加了多种 外部设备，软件得到了一定的发展，文字图象处理功能加强； ④第四代大规模和超大规模集成电路计算机，始于 1971 年，应用更广泛，很多核心部件可 集成在一个或多个芯片上，从而出现了微型计算机。 我国从 1956 年开始电子计算机的科研和教学工作， 1983 年研制成功 1 亿/秒运算速度的 “银河” 巨型计算机，1992 年 11 月研制成功 10 亿/秒运算速度的“银河 II”巨型计算机，1997 年研制了 每秒 130 亿运算速度的“银河 III”巨型计算机。 目前计算机的发展向微型化和巨型化、多媒体化和网络化方向发展。计算机的通信产业已经 成为新型的高科技产业。计算机网络的出现， 改变了人们的工作方式、学习方式、思维方式和生活 方式。 1.21.2 计算机系统及工作原理计算机系统及工作原理 1.计算机的系统组成 计算机系统由软件和硬件两部分组成。硬件即构成计算机的电子元器件；软件即程序和有关文档资料。 (1） 计算机的主要硬件 输入设备：键盘、鼠标、扫描仪等。 输出设备：显示器、打印机、绘图仪等。 中央处理器（CPU）：包括控制器和运算器运算器，可以进行算术运算和逻辑运算；控制器是计算机的指挥系统，它的 操作过程是取指令——分析指令——执行指令。 存储器：具有记忆功能的物理器件，用于存储信息。存储器分为内存和外存 ①内存是半导体存储器(主存）： 它分为只读存储器(ROM)和随机存储器(RAM)和高速缓冲存储器（Cache)； ROM:只能读，不能用普通方法写入，通常由厂家生产时写入，写入后数据不容易丢失，也可以用特殊方法（如紫外 线擦除（EPROM)或电擦除(EEPROM_)存储器)； RAM:可读可写，断电后内容全部丢失； Cache:因为 CPU 读写 RAM 的时间需要等待，为了减少等待时间，在RAM 和 CPU 间需要设置高速缓存 Cache,断电后其 内容丢失。 ②外存：磁性存储器——软盘和硬盘；光电存储器——光盘，它们可以作为永久存器； ③存储器的两个重要技术指标：存取速度和存储容量。内存的存取速度最快(与 CPU 速 度相匹配)，软盘存取速度最 慢。存储容量是指存储的信息量，它用字节(Byte)作为基本单位， 1 字节用 8 位二进制数表示，1KB=1024B，1MB=1024KB，lGB=1024MB (2)计算机的软件 计算机的软件主要分为系统软件和应用软件两类： ①系统软件：为了使用和管理计算机的软件，主要有操作系统软件如，WINDOWS 95／98／ 2000／NT4．0、DOS 6．0、 UNIX 等；WINDOWS 95／98／2000／NT4．0 是多任务可视化图形 界面，而 DOS 是字符命令形式的单任务的操作系统。 ②应用软件：为了某个应用目的而编写的软件，主要有辅助教学软件(CAI)、辅助设计软件(CAD)、文 字处理软件、 工具软件以及其他的应用软件。 2.计算机的工作原理 到目前为止,电子计算机的工作原理均采用冯.若依曼的存储程序方式,即把程序存储在计算机内,由计算机自动存取指 令（计算机可执行的命令=操作码+操作数）并执行它。工作原理图如下： 1.31.3 计算机中有关数及编码的知识计算机中有关数及编码的知识 1.计算机是智能化的电器设备 计算机就其本身来说是一个电器设备，为了能够快速存储、处理、传递信息，其内部采用了 大量的电子元件，在这些电子元件中，电路的通和断、电压高低，这两种状态最容易实现， 也最稳定、也最容易实现对电路本身的控制。我们将计算机所能表示这样的状态，用 0，1 来 表示、即用二进制数表示计算机内部的所有运算和操作。 2.二进制数的运算法则 二进制数运算非常简单，计算机很容易实现，其主要法则是： 0+0=0 0+1=1 1+0=1 1+1=0 0*0=0 0*1=0 1*0=0 1*1=1 由于运算简单，电器元件容易实现，所以计算机内部都用二进制编码进行数据的传送和计算。 3.十进制与二进制、八进制、十六进制数之间的相互转换 (1)数的进制与基数 计数的进制不同，则它们的基数也不相同，如表 1-1 所示。 进制 二进制 八进制 十六进制 （2）数的权 不同进制的数，基数不同，每位上代表的值的大小（权）也不相同。 如：（219) 10=2*10 +1*10 +9*10 （11010) 2=1*2 +1*2 +0*2 +1*2 +1*2 （273) 8=2*8 +7*8 +3*8 21 2 0 43210 210 基数 0 ,1 0,1,2,3,4,5,6,7 0,1,2,.,9,A,B,C,D,E,F 特点 逢二进一 逢八进一 逢十六进一 (27AF) 16=2*16 +7*16 +10*16 +15*16 310 (3)十进制数转换任意进制 1) 将十进制整数除以所定的进制数,取余逆序。 （39) 10=(100111)2 (245) 10=(365)8 2)将十进制小数的小数部分乘以进制数取整,作为转换后的小数部分,直到为零或精确到小数点后几位。 如：（0.35) 10=(0.01011)2 (0.125) 10=(0.001)2 (4)任意进制的数转换十进制 按权值展开: 如:（219) 10=2*10 +1*10 +9*10 （11010) 2=1*2 +1*2 +0*2 +1*2 +1*2 =26 4 2 3 1 1 2 0 10 210 （273) 8=2*8 +7*8 +3*8 =187 (7AF) 16=7*16 +10*16 +15*16 =1867 20 4.定点数与浮点数 定点数是指数据中的小数点位置固定不变。由于它受到字长范围的限制，所能表示的数的范围有限，计算结果容易溢 出。 浮点数的形式可写成：N=M*2 (其中 M 代表尾数,E 代表阶码）其形式如下： 阶码尾数（包括符号位） E 5.ASCII 编码 由于计算机是电器设备,计算机内部用二进制数,这样对于从外部输入给计算机的所有信息必须用 二进制数表示,并且对于各种命令、字符等都需要转换二进制数，这样就牵涉到信息符号转换成二 进制数所采用的编码的问题，国际上统一用美国标准信息编码（ASCII）它可用 7 位二进制数表示， 存储时用一个字节，它的最高位为 0。因此基本的 ASCII 字符集有 128 个如: 0-9：48-57:00110000-. A-Z:65-90 :01000001-. a-z:97-122:011