计算机基础知识笔记

CPU





Cpu由运算器和控制器两部分组成。 计算机之所以能完成各种复杂的操作，最根本原因在于运算器 的运行。 运算器是处理数据的地方。主要对二进制数据进行算术运算和 逻辑运算。 运算器中最核心的部分是加法器，另外还有寄存器和累加器。 运算器的性能指标是衡量整个计算机性能的重要因素之一，与 运算器相关的性能指标有字长和运算速度。 字长：指CPU一次能同时（并行）处理的二进制数据的位数。 计算机史上经典的Pentium机就是32位的；现在市面上常见的 计算机有32位的，也有64位的。 运算速度：是运算器每秒钟所能执行的加法指令的次数。单位 为百万次/秒（MIPS）。
不同数制之间的相互转换
2. 十进制转换成各进制：除以基数倒取余 例：十进制转换为二进制，采用“除以2倒取 余”的方法，即拿十进数除以2，得到一个商 和一个余数，用商再除以2，得到一个新的商 和新的余数，再用新的商除以2…… 一直这样 进行下去，直到商为零为止，将每次所得到 的余数，以最后的余数为最高位，最先得到 的余数为最低位，依次排序所得到的数就是 要求的二进制数。
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基础知识
目录



计算机概述 信息表示与存储 计算机的硬件系统 计算机的软件系统 计算机病毒及其防治 Internet基础及应用
计算机概述


1946年，世界公认的第一台电子计算机ENIAC 诞生于美国。ENVIC，电子数字计算机，主要 用于军事研究，用来测量和计算大量的数据： 弹道计算、火炮弹道和弹着点的计算； 1946年，冯· 诺伊曼等研制出EDVIC，相对于 ENVIC，冯· 诺伊曼提出了两点改进：

CAD：计算机辅助设计 CAM：计算机辅助制造 CIMS：计算机集成制造系统 CAI：计算机辅助教育 CAT：计算机辅助技术 计算机仿真模拟

网络通信 人工智能 多媒体应用 嵌入式系统
信息的表示与存储


所以的计算机内部都采用二进制数来表示 各种信息；但计算机与外部交往时，仍采 用人类所熟悉的形式，如十进制、文字、 声音等等。 存储容量单位：计算机中最小的存储单位 是位（bit，b），基本存储单位是字节 （Byte，B），字节也是计算机体系结构的 基本单位。1位就是存放一个二进制数字的 物理单位。1B=8b。
• 用点阵表示时，一个汉字最少 需要16 × 16点阵才可表示其 字形，占用16×16÷8=32字 节。
计算机硬件

一个完整的计算机系统由计算机硬件和计算机软件 组成，计算机硬件包括五大部分：控制器、运算器、 存储器、输入设备和输出设备；到计算机的第四代， 控制器和运算器集成到一块，称为CPU。CPU和存储 器一起构成计算机的主机，注意，这里的存储器指 的是内部存储器。所以可以说计算机由CPU、存储 器、输入设备、输出设备四部分组成；也可以说计 算机是由主机、输入设备、输出设备三部分组成的。
“除以16倒取余”， 例4：(29)10=( ? )16
16 2 9 16 1 D 1
0
( 29 )10 = ( 1D )16
二进制与八进制的互相转换
二进制转换为八进制：三位一并。具体做法是： 从右往左以三位为一组进行转换，当最后一组不 足三位是，可在左边加零以补足三位。 例： ( 111010) = (001 111 010) =(172)
个位的 数码
个位的 权值
二进制（B）
① 有两个不同的数码符号，即0、1。 ② 进位规则：逢二进一 基数：2 记录：(1010)2 或 1010B 每个二进制数都可按权展开成一个多项式： （11011)2=1×24+1×23+0×22+1×21+1×20 =(27)10 注意：按权展开后的结果为十进制数。
计算机采用二进制的原因

计算机中数的存储和运算都使用二进制的形式，主 要有以下原因： 1. 二进制数在物理上容易实现。例如，可以只用高、 低两个电平表示0和1，也可以用脉冲的有无或者 脉冲的正负表示它们。 2. 可以用二进制数来实现数据的编码、运算等简单 规则。 3. 易于采用逻辑代数。采用二进制数，就可以在分 析和设计计算机时采用逻辑代数，有利于节省设 备、提高速度、提高可靠性；可以使计算机具有 逻辑判断的能力解决复杂的实际问题，进而实现 人工智能的高级应用。
第一阶段 第二阶段 第三阶段 第四阶段 （1946-1959） （1959-1964） （1964-1972） （1972-今）
主要电子元器 件 内存
电子管 汞延迟线
晶体管 磁芯存储器
中小规模基础 电路 半导体存储器
大规模、超大 规模集成电路 半导体存储器
计算机应用

科学计算：人类基因序列分析计划、人造卫星的轨道测算、天 气预测； 数据/信息处理 过程控制：也称实时控制 计算机辅助：
0
a7 a6 a5 a4 a3 a2 a1 a0


ASCII码表
ASCII码表规律


空格 ASCII码值最小 ； ASCII 码 数字 值 逐 大写英文字母 渐 增 小写英文字母 大
数字ASCII、大写英文字母、小写英文母所 对应的ASCII码值都是等差数列，差值为1； 大写英文字母ASCII码值+32=对应小写英文 字母的ASCII码值
区位码、国标码、机内码的关系
区位码+2020H=国标码 国标码+8080H=机内码 区位码+A0A0H=机内码 国标码 1 机内码 1

小结：西文字符机内码占1字节，最高位为0； 汉字机内码占2字节，每字节最高位为1。


汉字输入码：输入汉字时，所用的编码，也叫外 码。如用拼音输入“中”输入码为“zhong”。 外码又分为：形码（五笔输入法）、音码（拼音 输入法）、语音输入、手写输入或扫描输入等； 汉字字型码：用于汉字在显示屏或打印机输出， 常有两种表示方式：点阵方式和矢量方式。
十六进制（H）
（4）十六进制（H） ① 有十六个不同的数码符号，即0、1、2、3、4、 5、6、7、8、9、A、B、D、E、F。 ② 进位规则：逢十六进一 基数：16 记录：(123)16 或126H 每个八进制数都可按权展开成一个多项式： 例：（123)16=1×162+2×161+3×160 =(291)10 注意：按权展开后的结果为十进制数。
控制器


控制器的功能：指挥计算机各个部件自动、协调地工作，具 体来说就是：根据程序计数器中指定的地址从内存中取出一 条指令（这条指令是即将要执行的下一条指令），对该指令 的操作码进行译码，再由操作控制部件有序地控制各部件完 成相应的操作。 指令：有操作码和操作数两部分组成，操作码指明指令所要 完成的操作的性质和功能；操作数指明操作码指形式的操作 对象，操作数可以是数据本身，也可以是存放数据的内存单 元地址或寄存器名称。操作数又分为原操作数和目的操作数。标准交换编码：GB2312-1980，简称 为GB码或国标码，统计的字符有：6763个汉字和 682个图形符号，共7445个符号。其中汉字分两级： 一级汉字3775个，按汉语拼音字母的次序排列；二 级汉字3008个，按偏旁部首排列。一个汉字的国标 码用两个7位二进制数字来表示。 机内码：汉字在计算机内的编码为机内码。 区位码：由区号（行号）和位号（列号）组成，由 十进制数表示，区号的表示范围1-94，位号的表示 范围1-94，故区位码最多可以表示94*94个汉字。

其他常用的容量单位还有：
1KB=210B=1024B 1MB =210KB =220B 1GB =210MB=220kB=230B 1TB =210GB=220MB=230KB=240B

字长：计算机的CPU一次能够并行（同时） 处理的二进制数据的位数。如8位。

奔腾(pentium)机字长32位 现在流行的微机64位，大型机已达128位
①
②
计算机所需要的所有数据都以二进制形式存放在 计算机的存储器中； 程序和数据存放在存储器中，即存储程序的概念， 计算机执行程序时，无需人工干预，能自动、连 续地执行程序。


“存储程序，自动执行”就是计算机的工 作原理；从1946年EDVAC诞生至今，所以 的计算机都是采用这一原理的。采用这一 工作原理的计算机，由五大部分组成：控 制器、运算器、存储器、输入设备、输出 设备； 1946年至今，根据计算机所使用的电子元 器件，划分成4个阶段
十进制数
二进制数 0 1 10 11 100 101 110 111 1000 1001 1010 1011 1100 1101 1110 1111 10000
八进制数 0 1 2 3 4 5 6 7 10 11 12 13 14 15 16 17 20
十六进制数 0 1 2 3 4 5 6 7 8 9 A B C D E F 10
数制

用进位的制度来记录数据的方法。
常用的数制有：十进制（D）、二进制（B）、八进 制（O）、十六进制（H）。

不管采用哪种进位制来记录数据，一个数字表示的 实际大小都是不变的，只是记录形式不同而已。
基数：进制中不重复的字符的个数，N进制基数为N。 如十进制中的字符：0、1、2、3…… 9，共10个； 进位规则：N进制逢N进一； 位权：某个位置上的数代表的数量大小。如 1 1 1
例： (29)10=( ? )2
2 2 2 2 2 29 14 7 3 1 0 1 0 1 1 1
( 29 )10 = ( 11101 )2
十进制数转换为八进制数
“除以八倒取余”。 例3： (29)10=( ? )8
8 8
29
3 5 3
0
( 29 )10 = ( 35 )8
十进制数转换为十六进制数