计算机概论九讲第二版考试知识复习

Jsj发展经历阶段（特征）电子管时代1946年~20c50t中末期，运行时产热多，元器件磨损率高，可靠性较差，运算速度不快，价格昂贵，体积庞大，是jsj发展受限。晶体管时代 ~20c60t中期，不仅能实现电子管的功能，尺寸小，重量轻，寿命长，效率高，发热少，功耗低，电子线路结构大大改观，制造高速电子jsj的设想更容易实现。集成电路时代 ~20c70t初期，重量，体积，功耗大大减少，运算精度和可靠性等指标大为改善。大规模和超大规模集成电路时代 ~至今，存储容量，运算速度，可靠性及性能，价格比方面均比上一代有较大突破。存储器容量单位：基本单位字节，KB（千字节）,MB （兆字节）和GB（千兆字节)1字节（Byte）＝8个二进制位（bits);1 KB二1024 B；1MB＝1024KB；1GB二1024MB。现代jsj与以往jsj工具的区别手工到机械自动，机械计算到电动计算，机电全自动到电子数字。Jsj思维的定义它是运用jsj科学的基础概念进行问题求解，系统设计以及人类行为理解等涵盖jsj科学之广度的一系列思维活动。Jsj思维能力培养的重要性有助于我们在学习专业的依始就站在计算思维的高度来看待专业的学习，注意培养自己严谨的抽象思维能力，使计算思维的精髓融入分析问题和解决问题的学习和实践过程中。Jsj系统硬件系统和软件系统，硬件系统分主机和外设，主机包括cpu（控制器运算器）和总线系统和内存储器（随机存储器RAM只读ROM），外设包括外存储器（软硬优光盘）输入设备（键盘鼠标光笔扫描仪）输入设备（显示器投影仪打印机绘图仪音箱）;软件系统分系统软件（操作系统语言处理程序数据库管理系统网络通信管理系统）和应用软件（引用软件包用户程序）简述我国在jsj领域成就我国在微型计算机方面，研制开发了长城、方正、同方、紫光、联想等系列微型计算机我国在巨型机技术领域中研制开发了“银河”、“曙光”、“神威”等系列巨型机。1958年，中科院计算所研制成功我国第一台小型电子管通用计算机103机(八一型),标志着我国第一台电子计算机的诞生。1965年，中科院计算所研制成功第一台大型晶体管计算机109乙，之后推出109丙机，该机为两弹试验中发挥了重要作用；1974年，清华大学等单位联合设计、研制成功采用集成电路的DJS-130小型计算机。1983年，国防科技大学研制成功运算速度每秒上亿次的银河-I巨型机，这是我国高速计算机研制的一个重要里程碑；1985年，电子工业部计算机管理局研制成功与IBM PC机兼容的长城0520CH微机。1992年，国防科技大学研究出银河-II通用并行巨型机，峰值速度达每秒4亿次浮点运算(相当于每秒10亿次基本运算操作)，为共享主存储器的四处理机向量机，其向量中央处理机是采用中小规模集成电路自行设计的，总体上达到80年代中后期国际先进水平。它主要用于中期天气预报；1993年，国家智能计算机研究开发中心（后成立北京市曙光计算机公司）研制成功曙光一号全对称共享存储多处理机，这是国内首次以基于超大规模集成电路的通用微处理器芯片和标准UNIX操作系统设计开发的并行计算机；1995年，曙光公司又推出了国内第一台具有大规模并行处理机(MPP)结构的并行机曙光1000(含36个处理机)。曙光1000与美国Intel公司1990年推出的大规模并行机体系结构与实现技术相近，与国外的差距缩小到5年左右。1997年，国防科大研制成功银河-III百亿次并行巨型计算机系统。1997至1999年，曙光公司先后在市场上推出具有机群结构(Cluster)的曙光1000A，曙光2000-I，曙光2000-II超级服务器。2000年，曙光公司推出每秒3000亿次浮点运算的曙光3000超级服务器。2001年，中科院计算所研制成功我国第一款通用CPU——“龙芯”芯片。2002年，曙光公司推出完全自主知识产权的“龙腾”服务器，龙腾服务器采用了“龙芯-1”CPU，该服务器是国内第一台完全实现自有产权的产品。2009年“天河一号”的计算机位居同日公布的中国超级计算机前100强之首，使中国成为继美国之后世界上第二个能够研制千万亿次超级计算机的国家。Jsj在现代社会中的地位和作用jsj以广泛用于军事科研经济文化等各领域，并渗透到人们的日常生活中。一个汉字机内码占2个字节，在16*16点阵字库中，一个汉字的字模占32个字节；24*24中占72个；40*40中占200个。汉字机内码又称“汉字ASCII码”简称“内码”，指计算机内部存储，处理加工和传输汉字时所用的由0和1符号组成的代码。输入码被接受后就由汉字操作系统的“输入码转换模块”转换为机内码，与采用的键盘输入法无关。机内码是汉字最基本的编码，不管是什么汉字系统和汉字输入法，输入的汉字外码到机器内部都要转换成机内码，才能被存储和进行各种处理。字节数=图像水平分辨率*图像垂直分辨率*颜色深度（位数）÷8 每秒钟储存声音采样频率*采样精度*声道数/8=字节数图像声音信息数字化步骤采样，量化，编码视频信息中数字图像的冗余主要表现空间冗余时间冗余视觉冗余信息冗余结构冗余知识冗余冯诺依曼jsj基本思想1.jsj的基本结构2.采用二进制3.储存程序。jsj由哪几个部分组成（各部件的作用）运算器，控制器，存储器，输入设备和输出设备，运算器和控制器统称为处理器，也就是CPU存储器就是内存和硬盘。输入设备和输出设备就是键盘和鼠标和显示器。①存储器。主要功能是存放程序和数据，程序是计算机操作的依据，数据是计算机操作的对象。存储器是由存储体、地址译码器、读写控制电路、地址总线和数据总线组成。能由中央处理器直接随机存取指令和数据的存储器称为主存储器，磁盘、磁带、光盘等大容量存储器称为外存储器（或辅助存储器）。由主存储器、外部存储器和相应的软件，组成计算机的存储系统。②中央处理器的主要功能是按存在存储器内的程序，逐条地执行程序所指定的操作。中央处理器的主要组成部分是：数据寄存器、指令寄存器、指令译码器、算术逻辑部件、操作控制器、程序计数器（指令地址计数器 )、地址寄存器等。③外部设备是用户与机器之间的桥梁。输入设备的任务是把用户要求计算机处理的数据、字符、文字、图形和程序等各种形式的信息转换为计算机所能接受的编码形式存入到计算机内。输出设备的任务是把计算机的处理结果以用户需要的形式(如屏幕显示、文字打印、图形图表、语言音响等）输出。输入输出接口是外部设备与中央处理器之间的缓冲装置，负责电气性能的匹配和信息格式的转换。Jsj系统的工作原理按照冯诺依曼jsj体系结构，数据和程序以二进制的形式存放在储存器中，jsj在执行程序时，在控制器的控制下，逐条从存储器中取出指令，分析指令，完成指令相应的操作，直到程序执行完毕。指令和指令系统的定义指令至能被jsj识别并执行的二进制代码，他规定了jsj能完成的某一项操作。一台jsj所能执行的全部指令的集合，称为这台jsj的指令系统（一条指令必须包括操作码和地址码两部分。一）jsj硬件的基本结构运算器控制器存储器输入设备输出设备。微型jsj系统主板主要有的部件cpu插座，基本输入/输出系统芯片，芯片组，拓展槽和接口部分。Cpu结构和衡量其性能的主要指标中央处理器（CPU）主要包括运算器（ALU）和控制器（CU）两大部件。此外，还包括若干个寄存器和高速缓冲存储器。它是计算机的核心部件。又称微处理器。计算机的所有操作都受CPU 控制，CPU和内存储器构成了计算机的主机，是计算机系统的主体。CPU的性能指标直接决定了由它构成的微型计算机系统性能指标。CPU的性能指标主要有字长和时钟主频。存储器的层次体系结构按照与CPU的接近程度，存储器分为内存储器与外存储器，简称内存与外存。内存储器又常称为主存储器（简称主存），属于主机的组成部分；外存储器又常称为辅助存储器（简称辅存），属于外部设备。CPU 不能像访问内存那样，直接访问外存，外存要与CPU或I/O设备进行数据传输，必须通过内存进行。在80386以上的高档微机中，还配置了高速缓冲存储器（cache），这时内存包括主存与高速缓存两部分。对于低档微机，主存即为内存。内存储器按功能特征可分几类，各自区别内存储器分为随机存储器（RAM）和只读存储器（ROM）两类.（1）随机存储器（RAM）。随机存储器也叫读写存储器.其特点是:存储的信息既可以读出,又可以向内写入信息，断电后信息全部丢失。随机存储器又可以分为静态RAM和动态RAM两种.静态RAM的特点是只要不断电，信息就可长时间的保存.其优点是速度快,不需要刷新,工作状态稳定;缺点是功耗大，集成度低，成本高.动态RAM的优点是使用组件少，功耗低，集成度高:缺点是存取速度较慢且需要刷新.（2）只读存储器（ROM）.只读存储器的特点：存储的信息只能读出,不能写入,断电后信息也不丢失。只读存储器大致可分成3类：掩膜型只读存储器（MROM）可编程只读存储器（PROM）和可擦写的可编程只读存储器（EPROM），内存分为DRAM和ROM两种，前者又叫动态随机存储器，它的一个主要特征是断电后数据会丢失，我们平时说的内存就是指这一种；只读存储器是平时开机首先启动的是存于主板上ROM中的BIOS程序，然后再由它去调用硬盘中的Windows，ROM的一个主要特征是断电后数据不会丢失。常见外存储器，各自特点磁带，使用非常广泛单价很便宜速度慢。可靠性差，存储量小。软盘，驱动器结构简单，价格低，采用随机存取的工作方式，体积小、重量轻、便于携带，良好的互换性并适于脱机存储，数据可以写入，抹除，再写入，使用寿命比较长，虽然软磁盘介质材料和磁带相近，但软磁盘在工作状态下不像磁带那样反复拉伸运动，所以使用寿命比磁带长，记录的数据可以长期保存，这一点优于半导体随机存储器件(RAM)。硬盘，使用方便，可靠性高，精密度高，存储容量大，存储速度快。光存储设备，记录密度高，存储容量大，信息保存寿命长，工作稳定可靠。U盘，体积小容量大，价格便宜，携带方便，非常适合文件和数据的交换等应用内存和外存的区别，作用内存条又称“主存储器”，它的作用是暂时存储计算机运行时的数据，中央处理器能够直接访问内存，而外存的数据是中央处理器无法直接访问的。内存条直接插在主机板上，软盘、U盘、硬盘、光盘、存储卡等等存储器都称为“外部存储器”，一个磁盘上的文件如果需要被中央处理器访问，先要从磁盘中调入内存。区别：1.计算机关机后掉电，内存中数据丢失，而外存数据能够保存2.内存价格昂贵，外存便宜，内存容量通常比较小，外存容量非常大

3.内存的访问速度非常快，通常每秒数G，外存访问速度较慢

4.外存的数据通常是以文件为单位的，而内存没有这个概念

5.内存的速度（频率）和容量是决定计算机性能的重要参数，而外存对运算速度

影响不是很大总线定义，衡量其性能的重要指标总线是连接两个或多个设备的信息传输线，是各部件共享信息的媒介，在计算机系统中起着至关重要的作用。指标：总线带宽，总线宽度，总线的时钟频率，总线的负载能力。输入/输出设备的常用信息交换方式程序查询方式，程序中断方式，直接内存访问方式（DAM方式），通道方式，外围处理机方式。操作系统如何分类1.批量处理操作系统2.分时操作系统3.实时操作系统4.网络操作系统5.嵌入式操作系统简述现代jsj系统的组成及其层次结构处理器管理，存储管理，设备管理和文件管理。结构层次：用户，用户接口，内核层。操作系统定义操作系统是管理计算机硬件资源，控制其他程序运行并为用户提供交互操作界面的系统软件的集合。操作系统的Kernel和Shell的定义后者是一个命令集，通过基本命令完成基本的控制操作。前者是

内核，是操作系统的核心程序，位于操作系统的核心层，其包含一些完成jsj安装所要求的基本功能的核心程序。BLOS和CMOS的区别和作用BIOS，实际上就是微机的基本输入输出系统（Basic Input －Output System），其内容集成在微机主板上的一个ROM芯片上，主要保存着有关微机系统最重要的基本输入输出程序，系统信息设置、开机上电自检程序和系统启动自举程序等。CMOS(本意是指互补金属氧化物半导体存储嚣，是一种大规模应用于集成电路芯片制造的原料)是微机主板上的一块可读写的RAM芯片，主要用来保存当前系统的硬件配置和操作人员对某些参数的设定。CMOS RAM芯片由系统通过一块后备电池供电，因此无论是在关机状态中，还是遇到系统掉电情况，CMOS信息都不会丢失。区别:BIOS中的系统设置程序是完成CMOS参数设置的手段；CMOS RAM既是BIOS设定系统参数的存放场所，又是 BIOS设定系统参数的结果。操作系统有哪些功能主要体现在对jsj资源管理处理器管理，存储管理，设备管理，文件管理。常见操作系统MS-DOS,Windows，unix，linux，Mac OS,嵌入式操作系统Symbian Windows Mobile.Palm,Linux.软件，由什么组成？是jsj系统中的程序、数据及其相关文档的总称；由jsj程序、数据和文档组成信息处理的环节：信息输入、..加工、..输出UML语言:是一种面向对象的建模语言，它是运用统一的、标准化的标记和定义实现对软件系统进行面向对象的描述和建模中间件技术？使用其好处？是一种独立的系统软件或服务程序，分布式应用软件借助这种软件在不同的技术之间共享资源，中间件位于客户机服务器的操作系统之上，管理jsj资源和网络通信。1.在软件的模型、结构、互操作以及开发软件方法等4个方面提供了更强的应用支撑能力2.有利于提高软件研发和运营效率。嵌入式系统？举生活中的例子：指用于执行独立功能的专用jsj系统；车辆导航、手机上网、自动售货机、电视机顶盒云计算及特点：是透过网络将庞大的计算处理程序自动分拆成无数个较小的子程序，再交由多个服务器所组成的庞大系统，经搜索、计算之后，将处理结果回传给用户。特点：超大规模、虚拟化、高可靠性、通用性、高可扩展性、按需服务、极其廉价。手机软件与jsj软件的不同及联系？手机软件是通过计算机的虚拟机软件制作出来的，他们可以用相同的编程语言，例如java数据库系统的组成如何，数据库管理系统的功能：由数据库、数据库管理系统（及其开发工具）、应用系统、数据库管理员和用户构成；数据库定义功能；数据存取功能；数据库运行管理；数据库的建立和维护功能。常用的数据库的数据模型以及数据库管理系统名称：有层次模型、网状模型、关系模型；Access、M ySQL、Oracle、Informix程序：按一定的顺序安排的工作即操作序列JSJ程序;按照实际工作步骤而事先编制好的、具有特殊功能的指令序列简述机器语言、汇编语言高级语言的特点*运行效率较高；程序繁琐，容易出错；通用性很差*要“翻译”为机器语言程序后才能被硬件执行；通用性较差；程序仍很繁琐*通用性好；要“翻译”为机器语言程序后才能被jsj执行；编译程序运行速度和效率一般比不上机器yy和汇编yy。简述讲高级语言源程序编译成可执行的应用程序过程：先由编译程序编译成汇编语言或机器语言,再由连接程序连接成目标程序代码结构化程序设计的基本结构：顺序、分支、循环结构常用的高级程序设计语言及特点*Java语言：简单、面向对象、分布式、解释性和系统无关，可移植、高性能、多线程*Basic..：简单易学、会话功能、环境特点*Fortran..：接近数学公式的自然描述，在计算机里具有很高的执行效率；易学，语法严谨*C..：适合于多种操作系统；运算符丰富；数据结构丰富；C语法限制不太严格、程序设计自由度大；C语言程序生成代码质量高，程序执行效率高；使用范围大，可移植性好；简洁紧凑、灵活方便；Jsj网络定义、分类、主要功能*指利用网络连接设备和通信介质将地理位置分散、具有独立功能的多台jsj连接起来，并在网络软件的支持下实现数据通信、资源共享的系统。*按地域范围分类：局域网，广域网，城域网按拓扑结构划分：总线型tp，星型，环型，树型*资源共享；数据通信；分布式处理；提高jsj系统的可靠性；综合信息服务连接Internet的主要方式：调制解调器（模拟线路）拨入、ISDN（综合业务数字网）、线缆调制解调器（Cable Modem）、ADSL以及DirectPC,ADSL PPPoE, LAN to LAN等方式IP地址类型及特点：A类地址第1字节为网络地址，其它3个字节为主机地址。B类地址第1字节和第2字节为网络地址，其它2个字节为主机地址。C类地址第1字节、第2字节和第3个字节为网络地址，第4个字节为主机地址。D类地址不分网络地址和主机地址，它的第1个字节的前四位固定为1110。E类地址不分网络地址和主机地址，它的第1个字节的前五位固定为11110。HTTP：超文本传输协议LA N：局域网TCP传输控制协议DNS：域名服务器SMTP：简单邮件传输协议FTP：文件传输协议T elne t：远程登录协议A DSL：不对称数字用户环路M odem：调制解调器ISO/OSI：国际标准化组织/开放系统互联IIS：互联网信息服务简述局域网中不同网络连接设备的特征：中继器，它仅工作于物理层，是网络连接最简单的设备是中继器，其作用是对弱信号再生，并将再生信号发送到网络的其他分支上，提供电流以实现较长距离的传输。网桥，是一种在数据链路层实现的连接LAN的存储转发设备，它独立于高层协议。路由器，是一种多端口设备，它可以连接不同传输速率并运行于各种环境的局域网和广域网，也可以采用不同的协议。集线器，它有一个端口与主干网相连，并有多个端口连接一组工作站。交换机，属于OSI模型的数据链路层（第二层），并且，它还能够解析出MAC地址信息。网关，其作用是使处于通信网上采用不同高层协议的主机仍然互相合作，完成各种分布式应用。1.十进制计欺制其加法规则是“逢十进一”，任意一个十进制数值都可用0. 1. 2 .3 .4 .5 .6 .7 .8.9共10个数字符号组成的字符串来表示，这些数字符号称为数码；数码处于不同的位置代表不的数值。例如720.30可以写成7x102＋2x101＋0x100＋3 x10 1＋0x10 2，此式称为按权展开表示式2. R进制计数制从十进制计数制的分析得出，任意R进制计数制同样有基数N、和Ri按权展开的表示式。R可以是任意正整数如二进制R为2。（1）基数（Radix）一个计数所包含的数字符号的个数称为该数的基，．用R表示。例如，对二进制来说，任意一个二进制数可以用0，1两个数字符表示，其基数R等于2。（2）位值（权）任何一个R进制数都是由一串数码表示的，其中每一位数码所表示的实际值都大小，除数码本身的数值外，还与它所处的位置有关，由位置决定的值就称为位置（或位权）。位置用基数R的I次幂Ri表示。假设一个R进制数具有n 为整数，m位小数，那么其位权为Ri，其中i=-m~n-1。（3）数值的按权展开任一R进制数的数值都可以表示为：各个数码本身的值与其权的乘积之和。例如，二进制数101.01的按权展开为：101.01B=1×22+0×21+1×20+0×2－1+1×2－2=5.25D任意一个具有n位整数和m位小数的、、、、R进、制数的按权展开为：（N）R=dn-1×RN-1+dn-2×RN-2+…+d2×R2+d1×R1+d0×R0+d-1×R-1+…+d-M×R-M其中di为R进制的数码考点6二、十、十六进制数的数码（1）十进制和二进制的基数分别为10和2，即“逢十进一”和“逢二进一”。它们分别含有10个数码（0，1,2，3,4,5,6,7,8,9）和两个数码（0,1）。位权分别为10i和2i（i＝-m-n-1，m,n为自然数）。二进制是计算机中采用的数制，它具有简单可行、运算规则简单、适合逻辑运算的特点。（2）十六进制基数为16，即含有16个数字符号：0，1，2，3，4，5，6，7，8，9，A，B，C，D，E，F。其中A，B，C，D，E，F分别表示数码10,11，12,13,14,15，权为16i（i＝－m～n一1，其中m、n为自然数）。加法运算规则为“逢十六进一”。如表1-3所示列出了0~15这16个十进制数与其他3种数制的对应表示。（3）非十进制数转换成十进制数。利用按权展开的方法，可以把任一数制转换成十进制数.（4）十进制整数转换成二进制整数。把十进制整数转换成二进制整数，其方法是采用“除二取余”法。具体步骤是：把十进制整数除以2得一商数和一余数；再将所得的商除以2，又得到一个新的商数和余数；这样不断地用2去除所得的商数，直到商等于0为止。每次相除所得的余数便是对应的二进制整数的各位数码。第一次得到的余数为最低有效位，最后一次得到的余数为最高有效位。把十进制小数转换成二进制小数，方法是“乘2取整”，其结果通常是近似表示。转换成二进制小数，方法是“乘2取整”，其结果通常是近似表示。上述的方法同样适用于十进制数对十六进制数的转换，只是使用的基数不同。（5）二进制数与十六进制数间的转换。二进制数转换成十六进制数的方法是从个位数开始向左按每4位的组划分，不足4位的组以0补足，然后将每组4位二进制数代之以一位十六进制数字即可。十六进制数字即可1.3 计算机中字符的编码考点7 西文字符的编码计算机中常用的字符编码有EBCDIC码和ASCII码。IBM系列大型机采用EBCDIC码，微型机采用ASCII码是美国标准信息交换码，被国际化组织指定为国际标准。它有7位码和8位码两种版.国际的7位ASCII码是用7位二进制数表示一个字符的编码，其编码范围从0000000B一1111111B，共有7＝128个不同的编码值，相应可以表示128个不同的编码。7位ASCII码表如表14所示。表1-4 7位ASCII码表考点8汉字的编码1.汉字信息的交换码汉字信息交换码简称交换码，也叫国标码。规定了7 445个字符编码，其中有682个非汉字图形符和6763个汉字的代码。有一级常用字3755个，二级常用字3 008个。两个字节存储一个国标码。国标码的编码范围是2121H一7E7EH。区位码和国标码之间的转换方法是将一个汉字的十进制区号和十进制位号分别转换成十六进制数，然后再分别加上20H，就成为此汉字的国标码：汉字国标码=区号（十六进制数）+20H位号（十六进制数）+ 20H而得到汉字的国标码之后，我们就可以使用以下公式计算汉字的机内码：汉字机内码＝汉字国标码＋8080H.汉字偷入码汉字输人码也叫外码，都是由键盘上的字符和数字组成的。目前流行的编码方案有全拼输人法、双拼输入法、自然码输人法和五笔输人法等。3汉字内码是在计算机内部对汉字进行存储、处理的汉字代码，它应能满足存储、处理和传输的要求。一个汉字输人计算机后就转换为内码。内码需要两个字节存储，每个字节1作为内码的标识。4汉字字型码也叫字模或汉字输出码。在计算机中，8个二进制位组成一个字节，它是度量空间的基本单可见一个16 x 16点阵的字型码需要16 x 16/8=32字节存储空间。汉字字型通常分为通用型和精密型两类。5.汉字地址码汉字地址码是指汉字库中存储汉字字型信息的逻辑地址码。它与汉字内码有着简单的对应关系，以简化内码到地址码的转换。6.各种汉字代码之间的关系汉字的输人、处理和输出的过程，实际上是汉字的各种代码之间的转换过程。如图1- 1表示了这些汉字代码在汉字信息处理系统中的位置及它们之间的关系