此筆記建議與視頻一起使用（不定期更新）

注意：世界第一臺(tái)電子計(jì)算機(jī)，ENIAC，十進(jìn)制

世界上第一臺(tái)實(shí)現(xiàn)存儲(chǔ)程序的電子計(jì)算機(jī)，EDSAC，二進(jìn)制

計(jì)算機(jī)的生日：你就是6?。?946年2月）

電子器件 又可以稱為 “物理器件”、“邏輯器件”

計(jì)算機(jī)的特點(diǎn)（常考）

1、運(yùn)算速度快：電子器件（摩爾）

2、計(jì)算精度高：可靠性很高，差錯(cuò)率低（一般來說只在那些人工介入的地方才有可能發(fā)生錯(cuò)誤），沒有適應(yīng)性，安全性也不高。

3、存儲(chǔ)容量大：計(jì)算機(jī)的存儲(chǔ)性是計(jì)算機(jī)區(qū)別于其它計(jì)算的重要特征

4、具有邏輯判斷的能力

5、工作自動(dòng)化：根據(jù)人們預(yù)先編制的“程序控制”自動(dòng)“控制”執(zhí)行的。

計(jì)算機(jī)工作原理：“存儲(chǔ)程序”、“程序控制”

計(jì)算機(jī)規(guī)模和體積無關(guān)，與性能有關(guān)

注意：一旦在考試中出現(xiàn)”我國(guó)xx計(jì)算機(jī)“”xx科技大學(xué)自主研發(fā)....“就是巨型機(jī)沒跑了

家用、個(gè)人用（筆記本電腦）的都是微型機(jī)

其余機(jī)型均在企業(yè)或服務(wù)站中比較常見

計(jì)算機(jī)的應(yīng)用領(lǐng)域

科學(xué)計(jì)算，也稱數(shù)值計(jì)算，主要應(yīng)用于尖端科技領(lǐng)域（上天入地，自己做不了的！），是計(jì)算機(jī)最早的應(yīng)用領(lǐng)域

信息處理，也叫“數(shù)據(jù)處理”或”事務(wù)處理”，被廣泛應(yīng)用于辦公自動(dòng)化（OA），事務(wù)處理、情報(bào)檢索、企業(yè)管理和知識(shí)系統(tǒng)等領(lǐng)域（量大但不難，生活領(lǐng)域，自己能干的） 是計(jì)算機(jī)最廣泛的應(yīng)用領(lǐng)域

過程控制，又稱“實(shí)時(shí)控制”或“過程控制”，主要應(yīng)用于工業(yè)領(lǐng)域

計(jì)算機(jī)輔助系統(tǒng)（*代表相當(dāng)重要 +代表重要）

*CAD（計(jì)算機(jī)輔助設(shè)計(jì)）

*CAM（計(jì)算機(jī)輔助制造）

CBE（計(jì)算機(jī)輔助教育）

*CAI（計(jì)算機(jī)輔助教學(xué)）

CMI（計(jì)算機(jī)管理教學(xué)）

+CAT（計(jì)算機(jī)輔助測(cè)試）

+CAL （計(jì)算機(jī)輔助學(xué)習(xí)）

CIMS （計(jì)算機(jī)集成制造系統(tǒng)）

人工智能 計(jì)算機(jī)模擬人腦的思維活動(dòng)

計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)與通信

利用計(jì)算機(jī)技術(shù)和通訊技術(shù)，將不同地理位置的計(jì)算機(jī)互聯(lián)，實(shí)現(xiàn)計(jì)算機(jī)技術(shù)和通訊技術(shù)，將不同地理位置的計(jì)算機(jī)互聯(lián)，可以實(shí)現(xiàn)世界范圍內(nèi)的相互通信及信息資源共享。

嵌入式系統(tǒng)

以應(yīng)用為中心，以計(jì)算機(jī)技術(shù)為基礎(chǔ)，軟硬件能靈活變化以適應(yīng)嵌入的應(yīng)用系統(tǒng)。

計(jì)算機(jī)的發(fā)展趨勢(shì)：巨型化、微型化、網(wǎng)格化、智能化

計(jì)算機(jī)的工作原理

1.指令的概念：指令是指示計(jì)算機(jī)執(zhí)行某種操作的命令，它由一串二進(jìn)制數(shù)碼組成（本質(zhì)）。

所有的指令集合稱為計(jì)算機(jī)的指令系統(tǒng)

不同的計(jì)算機(jī)有不同的指令系統(tǒng)

CISC（復(fù)雜的指令系統(tǒng)）

RISC（精簡(jiǎn)的指令系統(tǒng)）

2.指令的格式

指令由“操作碼”（謂語動(dòng)詞，機(jī)器執(zhí)行什么操作）和“地址碼”（賓語，執(zhí)行對(duì)象，例如具體數(shù)、存放位置）形成

注：地址碼=操作數(shù)，地址碼最多有三個(gè)，不能超過三個(gè)，至少一個(gè)。操作碼有且僅有一個(gè)。

3.指令分類

指令根據(jù)操作數(shù)（地址碼）的個(gè)數(shù)分為三類：

• 單地址指令
• 雙地址指令
• 三地址指令

指令和程序的關(guān)系

程序：為解決某一問題而設(shè)計(jì)的有序指令的集合（代碼的集合）

程序=算法+數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)

“存儲(chǔ)程序”工作原理

1945年美籍科學(xué)家馮·諾依曼對(duì)計(jì)算機(jī)結(jié)構(gòu)做出理論性總結(jié)，提出三個(gè)要點(diǎn)：

• 計(jì)算機(jī)基本結(jié)構(gòu)：由控制器、運(yùn)算器、存儲(chǔ)器、I/O設(shè)備（輸入或輸出）五大部分構(gòu)成（馮·諾依曼結(jié)構(gòu)）
• 計(jì)算機(jī)采用而二進(jìn)制數(shù)
• 工作原理：存儲(chǔ)程序和程序控制是計(jì)算機(jī)能夠自動(dòng)完成運(yùn)算或處理過程的基礎(chǔ)

計(jì)算機(jī)工作過程

• 取指令。從內(nèi)存存儲(chǔ)器中取 出指令
• 分析指令。 確定執(zhí)行什么指令
• 執(zhí)行指令。完成該指令所要求的操作
• 上述步驟完成后，指令計(jì)數(shù)器加1，為執(zhí)行下一條指令做好準(zhǔn)備。

習(xí)題

計(jì)算機(jī)系統(tǒng)

計(jì)算機(jī)硬件系統(tǒng)

硬件指得是計(jì)算機(jī)系統(tǒng)中由電子、機(jī)械和光電元件等組成的各種計(jì)算機(jī)部件和計(jì)算機(jī)設(shè)備。這些部件和設(shè)備依據(jù)計(jì)算機(jī)系統(tǒng)結(jié)構(gòu)的要求，構(gòu)成一個(gè)有機(jī)整體，稱為計(jì)算機(jī)硬件系統(tǒng)。（說白了就是實(shí)物）

未配置任何軟件和操作系統(tǒng)的計(jì)算機(jī)叫裸機(jī)，它是計(jì)算機(jī)完成工作的物質(zhì)基礎(chǔ)。也沒有os（ 第一層軟件 ）

最重要的硬件：CPU

最重要的軟件： OS

多核指的是多個(gè)運(yùn)算器

存儲(chǔ)器

具有“記憶”功能的設(shè)備，由具有兩種穩(wěn)定狀態(tài)的物理器件來存儲(chǔ)信息。

存儲(chǔ)器分為兩大類：內(nèi)存儲(chǔ)器和外存儲(chǔ)器，簡(jiǎn)稱內(nèi)存與外存。內(nèi)存儲(chǔ)器又稱為主存儲(chǔ)器，外存儲(chǔ)器又稱為輔助存儲(chǔ)器。

存儲(chǔ)器分為內(nèi)存和外存；

內(nèi)存是CPU可直接訪問的存儲(chǔ)器，它和CPU一起構(gòu)成了計(jì)算機(jī)的主機(jī)

只讀存儲(chǔ)器（ROM）：

• 其信息只能讀不能改寫
• 斷電后不會(huì)消失，可靠性高（長(zhǎng)久）
• 主要用來存放BIOS（基本輸入輸出系統(tǒng)）

隨機(jī)存儲(chǔ)器（RAM）：

• 其信息可讀可寫
• 其信息會(huì)因?yàn)?strong class="ql-color-#ee230d">斷電而消失
• 微機(jī)內(nèi)存（運(yùn)行內(nèi)存）一般就指RAM（16GB ）
• RAM又分為靜態(tài)隨機(jī)存儲(chǔ)器SRAM和動(dòng)態(tài)隨機(jī)存儲(chǔ)器DRAM;

高速緩沖存儲(chǔ)器（Cache）:

內(nèi)存的存取速度比CPU慢，制約了機(jī)器的速度，為協(xié)調(diào)二者之間的速度差，在內(nèi)存和 CPU之間設(shè)置一個(gè)與CPU速度接近的、高速的、容量相對(duì)較小的存儲(chǔ)器——Cache

緩存在性質(zhì)上仍屬于RAM（斷電全丟，不會(huì)自動(dòng)保存）

外存

• 外存是主機(jī)的外部設(shè)備，存取速度較內(nèi)存慢得多，用來長(zhǎng)期保存程序或數(shù)據(jù)
• 外存是內(nèi)存儲(chǔ)器的后備和補(bǔ)充，不能和CPU直接交換數(shù)據(jù)
• 外存包括：軟盤、硬盤、U盤、光盤

習(xí)題

計(jì)算機(jī)軟件系統(tǒng)

• 計(jì)算機(jī)信息分為兩類：數(shù)據(jù)、程序
• 軟件=程序+數(shù)據(jù)+文檔
• 計(jì)算機(jī)軟件分為系統(tǒng)軟件和應(yīng)用軟件
• 系統(tǒng)軟件一般有軟件廠商提供
• 應(yīng)用軟件是為解決某一問題而由用戶或軟件公司開發(fā)的

計(jì)算機(jī)軟件基礎(chǔ)

1）系統(tǒng)軟件

1. 操作系統(tǒng)（OS）是人與計(jì)算機(jī)進(jìn)行通信都一個(gè)接口，是對(duì)計(jì)算機(jī)硬件資源和軟件資源進(jìn)行控制和管理的各種程序的集合

操作系統(tǒng)是直接運(yùn)行在裸機(jī)上的最基本的系統(tǒng)軟件，任何其他軟件必須在操作系統(tǒng)的支持下才能運(yùn)行

2 .語言處理程序

3.系統(tǒng)支撐和服務(wù)程序

4.數(shù)據(jù)庫管理系統(tǒng)

2）應(yīng)用軟件

習(xí)題

程序設(shè)計(jì)語言

機(jī)器語言

優(yōu)點(diǎn)：

• 由二進(jìn)制0和1組成的指令序列編寫
• 計(jì)算機(jī)系統(tǒng)唯一直接識(shí)別的語言
• 速度快

缺點(diǎn)：

• 難度大，直觀性差，易出錯(cuò)，難調(diào)試
• 通用性和移植性差

匯編語言

• 匯編語言是機(jī)器語言的“符號(hào)化”。用一種助記符來代替操作數(shù)地址（地址碼）
• 機(jī)器語言和匯編語言一般都稱之為低級(jí)語言

高級(jí)語言

高級(jí)語言有兩類，分為解釋性和編譯型

1. 解釋程序：接受源程序（用高級(jí)語言編寫的程序），然后對(duì)源程序的每條語句逐句進(jìn)行解釋并執(zhí)行
2. 編譯程序：將源程序翻譯成與之等價(jià)的用機(jī)器語言表示的目標(biāo)程序（obj）

注：高級(jí)語言又分為“面向?qū)ο笮汀焙汀懊嫦蜻^程型”

微型計(jì)算機(jī)分類

微型計(jì)算機(jī)按其性能、結(jié)構(gòu)、技術(shù)特點(diǎn)等可分為：

1. 單片機(jī)
2. 單板機(jī)
3. PC
4. 便攜式微機(jī)

微機(jī)的主要性能指標(biāo)（重點(diǎn)）

1.主頻 即時(shí)鐘頻率（工作頻率），是指計(jì)算機(jī)CPU在單位時(shí)間內(nèi)發(fā)出的脈沖數(shù)，它在很大程度上決定了計(jì)算機(jī)的運(yùn)算速度，主頻的單位是赫茲（Hz）。

2.字長(zhǎng) 是指CPU一次能夠處理的二進(jìn)制數(shù)據(jù)的位數(shù)。字長(zhǎng)越長(zhǎng)，處理信息的效率就越高。

3.內(nèi)核數(shù)：所謂多核心處理器簡(jiǎn)單地說就是在一塊CPU基板上集成兩個(gè)或兩個(gè)以上的處理器核心，并通過并行總線將各處理器核心連接起來。多核心處理技術(shù)的推出，大大地提高了CPU的多任務(wù)處理功能，并已經(jīng)成為市場(chǎng)的主流。

4.內(nèi)存容量 是指內(nèi)存儲(chǔ)器中能存儲(chǔ)信息的總字節(jié)數(shù)。內(nèi)存容量越大，計(jì)算機(jī)的處理速度越快。

5.運(yùn)算速度 單位時(shí)間內(nèi)執(zhí)行的計(jì)算機(jī)指令數(shù)

（64位計(jì)算機(jī) 就是指一秒一次可以處理64位二進(jìn)制數(shù)據(jù) 高赫茲計(jì)算機(jī)可以一秒進(jìn)行多次運(yùn)算）

微機(jī)的其他性能指標(biāo)

• 兼容性
• 可靠性（平均無故障工作時(shí)間MTBF）
• 可維護(hù)性（故障平均排除時(shí)間MTTR）
• 性能價(jià)格比（性價(jià)比）

常見微型計(jì)算機(jī)的硬件設(shè)備

1.微處理器（中央處理器）

微處理器（CPU）:以運(yùn)算器、控制器和高速緩存為核心部件。

生產(chǎn)廠家有Intel公司、IBM公司、AMD公司和臺(tái)灣的威盛公司

2.存儲(chǔ)器

1）微機(jī)中的內(nèi)存一般指隨機(jī)存儲(chǔ)器（RAM）

目前常用的內(nèi)存有SDRAM（同步動(dòng)態(tài)）和DDR SDRAM（雙倍速率）

2）外存儲(chǔ)器

軟盤 硬盤 U盤 閃存

微機(jī)的總線結(jié)構(gòu)

總線：是計(jì)算機(jī)各個(gè)功能部件之間傳遞信息的公共通信干線（通道）

從功能上，總線分為三類：

• 數(shù)據(jù)總線
• 地址總線
• 控制總線

數(shù)據(jù)總線：用于傳送CPU與內(nèi)存或外設(shè)之間的數(shù)據(jù)信息。數(shù)據(jù)總線的寬度決定了字長(zhǎng)

地址總線：用來傳送內(nèi)存與外設(shè)的地址信息。地址總線決定了可尋址的內(nèi)存容量

控制總線：用來傳送各種控制信息

** 地址總線決定了可尋址的內(nèi)存空間：一根地址線，代表一個(gè)位（bit）,n位寬度的地址總線可尋址范圍是2的n次方個(gè)地址單元（B）

常見的總線標(biāo)準(zhǔn)有：

1. PCI總線
2. AGP總線（加速圖形接口）
3. USB總線（通用串行總線）
4. IEEE 1394總線

習(xí)題

數(shù)制及其轉(zhuǎn)換

（本節(jié)偏計(jì)算，請(qǐng)食用課程視頻）

1.3.3

信息的編碼

1.數(shù)值的表示

• 在計(jì)算機(jī)中，所有數(shù)據(jù)都以二進(jìn)制的形式表示。
• 通常規(guī)定一個(gè)數(shù)的最高位（左)作為符號(hào)位，“0”表示正，“1”表示負(fù)

補(bǔ)充：原碼、反碼、補(bǔ)碼

在計(jì)算機(jī)數(shù)值的表示中分為 ： 有符號(hào)數(shù)和無符號(hào)數(shù)

有符號(hào)數(shù)：0和1（有正負(fù)之分）

無符號(hào)數(shù)：有八位二進(jìn)制組成 十進(jìn)制范圍為（0-255） (無正負(fù)之分)

2.BCD碼 （不是進(jìn)制轉(zhuǎn)換！只是表示方法！）

十進(jìn)制的每一位用4位二進(jìn)制代碼表示，這種編碼方法簡(jiǎn)稱BCD碼

例：239D的BCD編碼為：001000111001

2-0010(十進(jìn)制轉(zhuǎn)二進(jìn)制后補(bǔ)碼成四位)

3-0011

9-1001(本身為四位二進(jìn)制采用原碼即可)

文字信息的表示

1.字符編碼：

（下面這幾張圖重點(diǎn)記憶?。。。?/strong>）

（相對(duì)應(yīng)的大小寫字母相差32位十進(jìn)制）

練習(xí)1

2.漢字編碼

存儲(chǔ)一個(gè)漢字的內(nèi)碼需要2個(gè)字節(jié)

（下圖為重點(diǎn)?。。。?/strong>）

存儲(chǔ)一個(gè)漢字字形所占的存儲(chǔ)空間字節(jié)數(shù)的計(jì)算方法：行點(diǎn)數(shù)*列點(diǎn)數(shù)/8（位/8單位為B）

例如：一個(gè)16*16點(diǎn)陣的漢字所占空間為16*16/8=32B

練習(xí)2

標(biāo)簽：