第一章计算机基础知识

第二章数制与编码

第三章计算机的指令和程序设计语言

第四章计算机系统的组成

第五章因特网的的初步知识及应用

1计算机的发展

大型机阶段——微型机阶段——网络阶段

1.1大型计算机阶段

第一代、电子管计算机（1946、2 ENIAC）以cpu为中心，采用机器语言和汇编语言编制程序，主要用于科学计算。（1946——1957）（注：ENIAC采用二进制，将数据和指令存储起来由程序控制计算机自动执行）

第二代、晶体管计算机，以存储为中心，使用汇编语言，操作系统和BASIC等高级程序设计语言，主要用于数据处理、事务管理。1958——19）

第三代、集成电路计算机，高级语言，出现了结构化程序设计语言PASCAL。（1965——1970）

、大规模，超大规模集成电路计算机，开始出现光盘储存器，面向对象程序设计语言。（1971-----今）

1.2微型计算机时代

微机是传统计算机微型化发展的产，1971年第一片微处理器的诞生，属于计算机。

未来计算机的发展趋势：半导体技术，超导技术，光学技术。仿生技术，并在巨型化和微型化上面有更大进展，在应用上，计算机朝着系统化和网络化及智能化方向发展。（注：巨型化是指发展运算速度高，储存容量大，功能强大的计算机。微型化是指计算机体积更小更快。网络化是指计算机互连起来，实现资源共享和协同工作。智能化是指能够模拟人类智能。）

1.3我国计算机发展状况

1958年研制成功第一台计算机

1983年第一台亿次巨型计算机银河诞生

1993年第一台10亿次巨型银河计算机2通过鉴定

1995年曙光1000研制完成，其峰值运算可达25次每秒

1999年曙光2000-2超级服务器诞生，其峰值运算可达1117次每秒

2003年推出的曙光4000L，运算能力达到3万亿次

1.4计算机的特点、用途、分类

特点 自动化工作、处理速度快、计算精度高、存储容量、可靠性高、适用范围广、

用途  科学计算、（计算机是为满足科学计算的需要而发明的）、信息管理、过程控制、计算机辅助系统（计算机辅助设计CAD机辅助工程CAE机辅助制造CAM机辅助测试CAT机辅助教学CAI）人工智能、

现代教育、网络应用、多媒体应用

分类 功能用途——通用计算机、专用计算机

性能规模——超级计算机、大型计算机、中型计算机、小型计算机、微型计算机、单片机

工作原理——数字计算机（处理的都是二进制数字，精度高，存储量大，通用性高）、模拟计算机、（处理的数据时连续的，称为模拟量，速度快）混合计算机（集两者优点于一身）

1.5计算机的新技术

嵌入式技术、网络计算、中间件技术

2数制与编码

2.1数制的概念

计算机表示和使用的数据分为数值数据和字符数据两类。

数制：是用一组固定的字符和一套统一的规则表示数制的

方法。

基数：指这种进位制中允许使用的数字 符号的个数。

权位：指某个固定位置上的计数单位。

进制种类：二进制B  十进制D 十六进制H 八进制O

2.2进制之间的转换

常用进制数间的转换表

1非十进制转换成十进制：“按权位展开

例：将二进制00111101转换成十进制

解：将其权位展开求和 

  （00111101）2=1×25+1×24+1×23+1×22+1×21+1×20=61

2十进制转换成二进制：“除二取余”倒着写

例将十进制220转换成二进制

解：220÷2=110………0

   110÷2=55 ……….0        55÷2=27…….1       27÷2=13…….1

13÷2=6 ……….1          6÷2=3………0          3÷2=1……..1

1÷2=0……..1

(220)10=11011100

3二进制转换成十六进制：将二进制从右到左四位一组（不足四位的，最高位补0）

例：将二进制101010110101转换成十六进制

解：(1010A   1011B   01015)=(AB5)16

4十进制转换成十六进制：先转换成二进制，再转换成十六进制

例：将十进制数291转换成十六进制

解：先转换成二进制方法如例二，得（100100011）2=123

解二：291÷16－18×16=3     18÷16－1×16=2   1÷16×16=1

123

5十六进制转换成十进制：按权位展开

例：将十六进制数2AF5转换成十进制

解：5×160=5  15×161=240  10×162=256  2×163=8192

5＋240＋256＋8192=10997

2.3计算机中的字符编码

计算机中的信息都是用二进制代码表示的，二进制的一位数称为位，英文用bit表示，一位只能表示0和1两个状态，由8位构成一字节，用英文Byte表示，字节是计算机存储和运行的基本单位。

汉字的编码：

输入码：主要有形码、音码、音形码

机内码：是计算机内部对汉字进行存储、处理和传输所使用的编码。

交换吗：是专门用于汉字信息交换的统一编码，1981年我国颁布了GB2312----80为国标码。

区位码与国标码的转换：国标码=区位码的十六进制形式+（2020）16

例：汉字“中”的区位码是5448，求其国标码

解：将5448转换成16进制（注：54  48 分别转换）

54÷16－3×16=6  3÷16×16=3

48÷16=3……..0=30   (5448)16=3630   国标码：（3630）16+(2020)16=（5650）16

国标码与内码的转换：汉字内码=国标码+（8080）16

例：汉字“中”的国标码为（5650）16，求其内码

解：（5650）16+（8080）16=（D6D0）16

字型码：汉字字形码是表示汉字字形的字模数据，通常是点阵、矢量函数等表示方式。常用的字形点阵有16×16点阵 24×24点阵    

48×48点阵

如果是N×N的点阵的字型码，那么每个汉字占用的字节数就是N×N÷8

3计算机指令和程序设计语言

3.1计算机指令

计算机之所以能够按照人们的安排自行运行，是因为采用了存储程序的控制，程序就是一组计算机指令序列，

指令的基本格式：操作码  操作数

操作码：表示指令的操作性质，如加、减

操作数：操作过程中设计的数据来源，一般由目标数据项和源数据项组成，表示两个参与运算的数据。

程序设计语言：机器语言（机器语言是计算机硬件唯一能够识别的，不用翻译的直接供机器使用的程序设计语言）

汇编语言（也叫符号语言，比机器语言更容易读和修改，针对于同一问题所编制的汇编语言程序在不同种类的计算器间是互不相通的）

高级语言，使用某种高级语言编写出来的程序被称为程序源。计算机不能直接识别高级语言，必须将其翻译，翻译的方法有：编译、解释。

一个高级语言必须经过编译和链接装配。

目前流行的高级语言：C  C++  visual++ Java  Delphi  Visual Bsic

4计算机系统的组成

4.1计算机硬件系统的组成

硬件系统包括：运算器、控制器、存储器、输入设备、输出设备。

运算器和控制器统称CPU。

运算器（ALU）：算术逻辑单元、累加器、数据缓冲寄存器、标志寄存器、控制线路。   

运算可以归结为：加法和移位。运算器的核心是加法器。寄存器用于将每次运算的中间结果暂时保存，实现保存本次运算的结果同时参与下次运算。

控制器：指令寄存器、译码器、时序节拍发生器、操作控制部件、指令计数器。

主存储器：具备存数和读数的功能。

CPU只能直接访问存储在内存中的数据，存储在外存中的数据需调入内存。

处理有字长和时钟主频两个性能指标，

内存储器：随机存取存储器（RAM，断电后信息全部丢失，静态SRAM动态DRAN、）只读存储器(ROM只能读出，不能写入，断电后信息不丢失)

输入设备输出设备：I/O

输入设备：键盘、鼠标、光笔、扫描仪、数字化仪

输出设备：显示器、打印机、绘图仪

两者都：软驱、硬盘、磁带机、触摸屏

计算机的结构：直接连接、总线结构（数据总线、地址总线、控制总线）

4.2计算机的软件系统

系统软件：操作系统、语言处理程序、常用服务程序、数据库管理系统

计算机语言：机器语言、汇编语言、高级语言

应用软件：专用软件、通用软件

4．3计算机病毒

计算机病毒是一种认为制造的，隐藏在计算机系统数据资源中，能够通过自我复制进行传播的程序。其实质就是一种特殊的程序，具有破坏计算机软件功能或者数据的能力。

特点：寄生性、破坏性、传染性、潜伏性、隐蔽性

清除计算机病毒的两种方法：手工清除、借助反病毒软件清除。

5英特网的初步知识及应用

5.1计算机网络

计算机网络是把地理上分散的。两台以上的计算机。通过通信设备和线路连接起来，以功能完善的网络软件实现资源共享数据通信的系统，是现代计算机技术和通信技术想结合的产物。

发展过程：具有通信功能的单机系统、具有通信功能的多机系统、以资源共享为目的的计算机网络、以局域网和因特网为支撑环境的分布式计算机系统。

计算机网络的功能:最重要的是数据通信和资源共享、数据传输（最基本）、共享资源、分布式处理、集中管理、综合信息服务   

OSI模型从逻辑上把网络分为7层

物理层，规定了接口的电气和机械特性参数。形成物理通路

数据链路层，控制二进制数据流量，并实现差错控制

网络层，控制通信路由的选择

传输层，实现端点之间数据的可靠传输

会话层，实现不同进程之间的通信控制

表示层，实现不同数据格式的转换

 应用层，提供用户端的服务（注：前三层是应用层，后四层是传输层）

数据通信：数字通信（抗干扰性强，一般应用在局域网和广域网中）和模拟通信（抗干扰性差，主要应用在广域网中）

信道：传输信息的通道，分为物理信道和逻辑信道

数字信号和模拟信号

数字信号时一种离散的脉冲序列，通常用一个脉冲表示一位二进制数。

调制与解调

发送的数字脉冲是模拟信号经过调解，接收变成数字信号，即解调

带宽与数据传输率是通信系统的技术指标之一

误码率要求低于百万分之一（10-6）

通信协议TCP/IP

5.2计算机网络的组成 

资源子网主要包括联网的计算机，终端，外部设备，网络协议，网络软件。主要任务是收集，存储和处理信息，为用户提供网络服务和资源共享的功能。

通信子网：把各站点互相连接起来的数据通信系统主要包括通信线路，网络连接设备，网络协议和通信控制软件，主要任务是连接网络上的各种计算机来完成数据的传输，交换和通信处理。

网络中的计算机设备

主机：用于科学计算与数据处理

节点：数据通信，数据处理的控制处理功能

网络服务器：为用户提供通信控制，管理共享资源

网络连接设备：连接作用

网络软件：是整个网络的核心。

网络的拓扑结构

总线型、环形、星形、树形、混合型

TCP/IP是用于计算机通信的一种协议，IP位于网间层，主要将不同格式的物理地址转换成统一的IP地址，将不同的格式的帧转换成IP数据报，向TCP所在的传输层提供ip数据报，实现无连接报数据传送。以及其实数据报的路由选择。

TCP位于传输层，用于向应用层提供面向连接点的服务，确保网上所发送的数据报可以完整接收，一旦丢失，其要负责重新输入。

TCP/IP由网络接口层，网间层，传输层，应用层组成。网络接口层是最低层，面向硬件，应用层面向用户。

因特网IP地址和域名的工作原理

IP地址由32个二进制数制组成，每8个一组，共4个字符，数字小于等于255

COM表示商业部门  Edu表示教育部门 Gov表示部门  

域名和IP地址是一件事物的不同表示

统一资源定位器，用来描述其用的协议格式如下：//IP地址名或地域名/路径/文件名下载本文