计算机文化基础：第4章 cpu的信息处理
计算机应用基础各章重点知识点
《计算机应用基础》各章知识点【第一章计算机的基础知识】1.计算机产生：1946年美国 ENIAC2.计算机发展：四代，电子元件，分别是：电子管、晶体管、中小规模集成电路、大超大规模集成电路3.计算机应用：科学计算；数据处理；过程控制；计算机辅助；人工智能计算机辅助设计（CAD）计算机辅助制造（CAM）计算机辅助教学（CAI）计算机辅助测试（CAT）计算机的特点：计算机运算速度快、计算精度高、具有自动控制能力、有记忆功能、通用性强4.计算机信息处理：计算机中的一切信息均采用二进制。
（十六进制H，八进制O，十进制D，二进制B）二进制的特点：逻辑性强、工作可靠、简化了运算字符普遍采用的编码是ASCII码，一个字节，8位；汉字使用的编码是GB2312-80，两个字节，16位5.计算机系统组成：硬件系统和软件系统五大硬件：运算器、存储器、控制器、输入设备和输出设备（裸机）CPU的组成：运算器和控制器（1）运算器：完成算术运算和逻辑运算（2）存储器①分类被CPU直接访问，存储容量小、速度快、价格贵用时才调入内存，存储容量大、速度慢、价格便宜②内存 ROM（只读存储器）能读不能写，断电后信息保留RAM（随机存储器）能读能写，断电后信息丢失③Cache高速缓冲存储器④存储容量：字节（B）、KB、MB、GB （1字节=8位）换算：1KB=1024B 1MB=1024KB 1GB=1024MB (210=1024)一个英文字母占用1个字节存储单元，一个汉字占用2个字节存储单元。
（3）输入设备：键盘、鼠标、扫描仪等（4）输出设备：显示器、打印机、绘图仪等软件系统分类：系统软件和应用软件计算机语言分为：机器语言（可直接执行）、汇编语言和高级语言三种。
6.计算机的工作原理：存储程序冯·诺依曼7.计算机的主要性能指标：字长、主频、存储容量8.计算机病毒（1）定义：人为编制的一种程序，破坏（破坏的计算机软件和数据）（2）特征：破坏性、隐蔽性、传染性、潜伏性、灵活性和触发性。
计算机应用基础第四章
计算机应用基础第四章计算机应用基础课程的第四章主要介绍计算机的操作系统、文件管理和数据安全等相关内容。
本章将为读者详细阐述这些概念和技术，并提供相应的案例和实践操作，以帮助读者更好地理解和应用这些知识。
一、操作系统的作用与分类操作系统是计算机系统中的核心软件之一，它负责管理和控制计算机硬件资源，为用户和应用程序提供一个可靠、高效的工作环境。
操作系统的分类主要有批处理系统、分时系统、实时系统和网络操作系统等。
1. 批处理系统批处理系统是一种执行预先定义的一系列任务的操作系统。
它可以按照用户事先编写好的脚本或命令文件，自动完成一系列程序的执行。
这种系统适用于不需要用户交互的大规模计算任务，能够提高计算机的工作效率和资源利用率。
2. 分时系统分时系统是一种可以同时为多个用户提供服务的操作系统。
它通过交替地为每个用户分配任务的时间片，使得每个用户都感觉到自己在独占计算机。
这种系统适用于多用户同时访问的场景，如大型服务器、超级计算机等。
3. 实时系统实时系统是一种对时间敏感的操作系统。
它要求任务能够按照预定的时间要求完成，并能够保证任务的可靠性和准确性。
实时系统广泛应用于航空航天、军事控制、医疗设备等领域，对任务的响应速度和可靠性要求非常高。
4. 网络操作系统网络操作系统是一种在计算机网络环境下使用的操作系统。
它支持多台计算机之间的数据传输、资源共享和通信等功能。
网络操作系统能够有效地协调和管理网络中的各个节点，提供高效可靠的网络服务。
二、文件管理与存储结构文件管理是操作系统的重要功能之一，它负责对文件进行创建、读取、写入、删除等操作，并管理文件的组织结构和存储空间的分配。
文件存储结构主要包括顺序文件、索引文件和散列文件等。
1. 顺序文件顺序文件是将数据按照顺序存放在存储介质上的文件。
它的读写操作是按照存放顺序依次进行的，适用于顺序访问文件中的数据。
顺序文件的特点是存取速度较快，但插入和删除操作较为麻烦。
计算机与信息技术基础(第3版)第四章
THANKS FOR WATCHING
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多媒体播放软件
多媒体播放软件是用于播放音频、 视频文件的软件，如 VLC Media Player、Windows Media Player 等。
软件开发与维护
软件开发流程
软件开发需要经过需求分 析、设计、编码、测试和 维护等阶段。
软件工程
软件工程是指导软件开发 和维护的学科，强调使用 工程化的方法来管理和维 护软件。
机和平板电脑。
04 计算机网络基础
计算机网络概述
01
计算机网络定义
计算机网络是利用通信设备和线路，将地理位置分散的、功能独立的多
个计算机系统连接起来，以实现数据传输、资源共享和信息交换的系统。
02
计算机网络的发展历程
计算机网络经历了从单机时代、ARPANET、局域网、互联网到物联网
的发展历程。
03
软件的分类
根据用途和功能，软件可 以分为系统软件和应用软 件两大类。
软件的重要性
软件是计算机系统的灵魂， 是实现计算机功能的关键， 也是信息时代的核心要素。
系统软件
操作系统
操作系统是计算机系统的核心软 件，负责管理计算机系统的硬件 和应用程序，提供人机交互界面。
数据库管理系统
数据库管理系统是用于存储、检索 和管理大量数据的关键软件，如 MySQL、Oracle 等。
网络安全定义
网络安全是指保护网络系统免受 未经授权的访问、使用、泄露、 破坏、修改或者销毁。
常见的网络安全威
胁
常见的网络安全威胁包括病毒、 木马、蠕虫、勒索软件等恶意软 件的威胁，以及拒绝服务攻击、 网络钓鱼等网络攻击威胁。
网络安全防护措施
《计算机文化基础(第二版)》各章习题答案
侯殿有主编
清华大学出版社
2011-9
第一章习题答案
1．微型计算机由哪些主要部件组成?
答：由主机、显示器、键盘、鼠标等组成。
2．衡量CPU性能的主要技术指标有哪些?
答：CPU字长、CPU主频、运算速度、地址总线宽度、数据总线宽度、内部缓存
3．Intel CPU代表产品有几种，每种技术指标有哪些?
答：工控机模板采用工业级集成芯片，它的无故障工作时间是很长的，一般可保证十年以上。机箱采用特殊材料并密封，抗灰尘、抗震动、抗电磁干扰。
12．Windows 2000以上操作系统如何实现底层设备驱动？
答：要进行底层设备操作必须使用专门的底层设备驱动程序，Windows98及以下操作系统可以使用叫VxD的驱动程序，Windows98和Windows2000使用叫WDM的驱动程序。
4
F=-1<0
+y
F=-1+5=4
X=2,Y=1+1=2
G=5-1=4
5
F=4>0
+x
F=4-3=1
X=2+1=3,Y=2
G=4-1=3
6
F=1
+X
F=1-3=-2
X=3+1=4,Y=2
G=3-1=2
7
F=-பைடு நூலகம்<0
+Y
F=-2+5=3
X=4,Y=2+1=3
G=2-1=1
8
F=3>0
+X
F=3-3=0
7．什么是嵌入式操作系统？最主要的嵌入式操作系统有哪些？
答：人们在“目标机”上和“嵌入式控制器”一同嵌入某种功能较强且占用内存较少的操作系统，该操作系统对用户程序提供内存管理、多线程、复杂的数据处理等技术支持。
国开形成性考核00811《计算机文化基础》形考作业(1-6)试题及答案
国开形成性考核《计算机文化基础》形考作业(1-6)试题及答案（课程ID：00053，整套相同，如遇顺序不同，Ctrl+F查找，祝同学们取得优异成绩！）第一章形考作业客观题题目：1、第三代电子计算机使用的电子元件是______。
（）【A】：大规模和超大规模集成电路【B】：电子管【C】：晶体管【D】：中、小规模集成电路答案：中、小规模集成电路题目：2、ROM 是计算机的____。
（）【A】：只读存储器【B】：高速存储器【C】：.随机存储器【D】：外部存储器答案：只读存储器题目：3、在下面的描述中，正确的是________。
（）【A】：计算机中使用的汉字编码和ASCII码是一样的【B】：操作系统是一种很重要的应用软件【C】：键盘是输入设备，显示器是输出设备【D】：外存中的信息可直接被CPU处理答案：键盘是输入设备，显示器是输出设备题目：4、根据软件的用途，计算机软件一般可分为____。
（）【A】：系统软件和应用软件【B】：系统软件和编译软件【C】：系统软件和管理软件【D】：应用软件和管理软件答案：系统软件和应用软件题目：5、一个完整的微型计算机系统应由____两部分构成。
（）【A】：操作系统和应用系统【B】：MSDos和Windows【C】：软件系统和硬件系统【D】：系统软件和应用软件答案：软件系统和硬件系统题目：6、1M字节等于___K字节。
（）【A】：1000【B】：1024【C】：10X10【D】：10答案：1024题目：7、“64位微型计算机”中的64指的是______。
（）【A】：存储单位【B】：机器字长【C】：微机型号【D】：内存容量答案：机器字长题目：8、下列哪个是平板电脑的主要特征之一_____。
（）【A】：触摸屏幕【B】：扩展卡【C】：语音识别【D】：无线鼠标答案：触摸屏幕题目：9、计算机辅助教学，简称是____。
（）【A】：CAS【B】：CAI【C】：CAM【D】：CAD答案：CAI题目：10、一般软件中，放弃当前操作的命令键是____。
计算机文化基础书后习题答案
计算机文化基础书后习题答案内部资料禁止外传拷贝1<<计算机文化基础>>书后习题参考答案本资料是同学做的书后习题答案，希望同学们在复习时能够进行参考。
同时本套资料也是同学一学期的辛苦劳动成果，所以请同学们不要外传及拷贝，仅作为内部资料即可。
此外由于整理时间较短，本套资料中可能会存在一些错误没有被发现，因此，如果同学在复习过程中发现有错误或存在疑问，请及时告诉我。
第一章书后习题字长是衡量计算机精度和运算速度的主要技术指标。
F计算机指令是CPU 进行操作的命令。
T高级语言是计算机能够直接识别和执行的语言。
F机器语言是计算机能够直接识别和执行的语言。
T对软盘进行完全格式化也不一定能够消除软件上的所有计算机病毒。
T对软盘进行完全格式化，不会删除软盘上原来保存的数据。
F计算机病毒只会破坏软盘上数据和文件。
F8. 外存储器的信息可以直接进入CPU 处理。
F （先调入内存，再调入高速缓存，然后才能被CPU 处理）9. 某计算机的字长为16 位，说明该计算机能直接处理16 位十进制数。
F10. CD-ROM 是一种可读可写的外存储器。
F11. 操作系统是一种只对所有硬件进行控制和管理的系统软件。
F12. 随机存取存储器能从它所管理的任意存储地址存储内容，而且存储时间基本是一定的。
T13. 开机时先开外设电源后开主机电源，关机时先关主机后关外设电源。
T14. 40 倍速光驱的含义是指光驱的速度是软盘驱动器速度的40 倍。
F15．操作系统是计算机专家为提高计算机精度而研制的。
F16.计算机指令由源操作数据和目标操作数两部分组成。
T单选题：第一台电子计算机使用的电子器件是（D）（P2 第七行最后）集成电路B.晶体管C.大规模集成电路D.电子管计算机的发展阶段是按计算机所采用的（C）来划分的。
(P4 表1.1)操作系统B.程序设计语言C.电子器件D.内存容量目前，大多数计算机，其工作原理采用的是科学家（A）提出的存储程序和程序控制原理。
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包括ASCII码、Unicode码等字符编码方式，以及原码、反码、 补码等数值编码方式的介绍。
CHAPTER 02
操作系统基础
操作系统的概念与功能
操作系统的定义
操作系统是一组控制和管理计算机软硬件资源，合理组织计算机工作流程以及方便 用户使用的程序的集合。
操作系统的功能
处理机管理、存储器管理、设备管理、文件管理以及用户接口管理。
巧，使文档更加美观易读。
排版与页面设置
掌握在Word中创建和编辑表格的 方法，学习插入和编辑图片、形状、 SmartArt图形等对象的技巧。
表格与图形处理
学习使用样式、目录、索引el电子表格软件
工作簿与工作表
了解Excel工作簿和工作表的概念，掌 握新建、打开、保存等基本操作。
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目 录
• 计算机基础知识 • 操作系统基础 • 办公软件应用基础 • 计算机网络基础 • 多媒体技术基础 • 数据库技术基础
CHAPTER 01
计算机基础知识
计算机的发展与应用
计算机的起源与历史
从机械计算到电子计算的演变过程，以及计算机历史上的重要里程碑，如第一 台电子计算机的诞生等。
02 03
数据库设计的规范化理论
规范化理论是数据库设计的重要指导原则，它通过消除数据 冗余和保持数据完整性来提高数据库的性能和维护性。规范 化理论包括第一范式（1NF）、第二范式（2NF）、第三范 式（3NF）等不同的级别。
数据库应用实例
以某个具体的应用系统为例，介绍数据库的设计和实现过程， 包括数据库的创建、表的设计、数据的输入和输出、查询和 报表的生成等。通过实例的讲解，使读者更加深入地理解数 据库技术的应用和实践。
计算机文化基础题库及参考答案
计算机文化基础题库及参考答案一、单选题（共78题，每题1分，共78分）1. C语言是一种（）的程序设计语言。
A、面向机器B、面向过程C、面向事件D、面向对象正确答案：B2.十进制数 67 转换成二进制数是______。
A、1000011B、1100001C、1000001D、1100011正确答案：A答案解析：数制也称计数制，是指用同一组固定的字符和统一的规则来表示数值的方法。
十进制（自然语言中）通常用0到9来表示，二进制（计算机中）用0和1表示，八进制用0到7表示，十六进制用0到F 表示。
十进制整数转换成二进制（八进制、十六进制），转换方法：用十进制余数除以二（八、十六）进制数，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。
二（八、十六）进制整数转换成十进制整数，转换方法：将二（八、十六）进制数按权展开，求累加和便可得到相应的十进制数。
二进制与八进制或十六进制数之间的转换二进制与八进制之间的转换方法：3位二进制可转换为1位八进制，1位八进制数可以转换为3位二进制数。
二进制数与十六进制之间的转换方法：4位二进制可转换为1位十六进制数，1位十六进制数中转换为4位二进制数。
因此：67/2=33......1 33/2=16......1 16/2=8 08/2=4……0 4/2=2……0 2/2=1……0 1/2=0……1 所以转换后的二进制数为1000011。
3.构成CPU的主要部件是______。
A、内存和控制器B、内存、控制器和运算器C、高速缓存和运算器D、控制器和运算器正确答案：D答案解析：中央处理器（CPU）主要包括运算器和控制器两大部件。
它是计算机的核心部件。
CPU是一体积不大而元件的集成度非常高、功能强大的芯片。
计算机的所有操作都受CPU控制，所以它的品质直接影响着整个计算机系统的性能。
4. 常见的3.5HD与5.25HD软盘相比，（）参数是不相同的。
A、每面磁道数B、每磁道扇区数C、每扇区字节数D、构成材料正确答案：B5.用8个二进制位能表示的最大的无符号整数等于十进制整数______。
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英国数学家图灵（Alan Turing） 是计算机科学理论的奠基人。
Alan Turing
（1912.6.23-1954.6.7)
1912-1954
图灵的生平
图灵Alan Mathison Turing 1912年6月23日出生于英国伦敦近郊。
图灵机器就是为此提出的一个概念。论文发表后引起美 国科学家的重视，应邀到美国普林斯顿大学，1938取得博士 学位。
破译了德军密码光荣受勋
1938年回英国剑桥大学。1939年进入 英国政府的一研究机构，破译了德军密 码，战后光荣受勋。
战后进入英国国家物理实验室，开始 了设计和建造英国的电子计算机工程（ ACE）。1951被选为英国皇家学会院士。
图灵机的工作过程
注意：指令和数据均可用二进制表示！
图灵机意义
为设计计算机（硬件）指明了方向 为算法和程序设计（软件）提供了理论依据
图灵机--计算机学科最重要的理论基础 。
2、中央处理器（CPU）
2、中央处理器CPU
中央处理器（CPU）的任务是执 行“程序”
CPU（Central Processing Unit ），计算机的核心
微型计算机使用的CPU通常称 为 MPU（Micro Processor Unit）
其他部件与CPU协同工作
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中央处理器
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2.1 CPU的组成及程序控制原理
CPU内部结构 寄存器组、算术逻辑运算部件、程序控制部件、中断 处理部件
ALU
算术逻辑运算
中断处理 程序控制
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程序控制部件（Program Control Unit）
程序控制部件：CPU的控制中心，负责解释指令，根据指 令的解释去发出命令，控制计算机其他各部分的活动，并 对CPU的工作进度和工作方式进行控制：
CPU依据输入的指令进行工作 当一条指令进入 CPU 后，程序控制部件分析解释该指令的编码内容，
图灵机
图灵机装置
➢ 一套控制程序(状态转移表TABLE)
它根据当前机器所处的状态 以及当前读写头所指的格子上的 符号来确定读写头下一步的动作， 并改变状态寄存器的值，令机器 进入一个新的状态。
图灵机
图灵机装置
➢ 一个状态寄存器
它用来保存图灵机当前所处 的状态。图灵机的所有可能状态 的数目是有限的，并且有一个特 殊的状态，称为停机状态。
父亲是英国驻印度的官员。寄养 在别人家中。
1926年后中学寄宿，喜欢赛跑。
剑桥大学King's College
1930年图灵进入剑桥大学King‘s College攻读数学。1934年他22岁时， 完成了学位论文。
图灵机器概念的提出
1935年图灵对数理逻辑发生兴趣。 1936年发表“论可计算数及其在判定 问题中的应用”一文。
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程序控制
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算术逻辑运算部件ALU
算术逻辑运算部件：执行算术运算和逻辑运算的部件
加法的例子：
一条加法指令（连带指出参与运算的两个 被加数的地址）进入CPU
程序控制部件分析该指令，判断操作数在
寄存器还是内存中
程序控制
如果在内存，从内存读入操作数 提交加法运算让ALU进行计算 指示把计算结果存放到寄存器或内存中
第4章 CPU的信息处理
本章内容
重点： CPU的工作原理、指令及指令周期的概念；CPU 访问主存储器的工作原理。
要求： 了解图灵机计算的原理； 掌握CPU的内部组成,及指令在CPU中执行的过程 掌握CPU访问主存储器的工作原理；
了解指令系统及各种类型的指令
1、图灵与图灵机
图灵和图灵机
就如同文学院的学生都熟悉曹雪芹 和红楼梦，物理系的学生都熟悉爱因斯 坦和相对论一样，
1954年6 月7日因吃了含氰化物的苹 果，在家中死亡，享年不足42岁。死因 成不解之谜。自杀或意外？2008年英国 首相戈登·布朗代表政府道歉。
1. 图灵机-计算机的理论模型
“图灵机”不是一种具体的机器，而 是一种抽象的理论模型，人们根据该 模型可制造出一种结构简单但运算能 力却极强的计算装置，即计算机。
图灵机
图灵机装置
➢ 一条无限长纸带TAPE
纸带被划分为一个接一个 的小格子，每个格子上包含一 个来自有限字母表的符号，字 母表中有一个特殊的符号,表 示空白。纸带上的格子从左到 右依此被编号为 0,1,2,... ， 纸带的可以无限伸展。
图灵机
图灵机装置
➢ 一个读写头 HEAD
该读写头可以在纸带上左 右移动，它能读出当前所指的 格子上的符号，并能改变当前 格子上的符号。
确定每一种指令应该完成的动作，及其连带的指令有关参数。
• 如“加法指令”连带的2个被加数的地址
指挥主存储器将数据送到CPU中来。 将结果数据存入寄存器或内存中。
程序控制
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寄存器组
由多个高速寄存器组成的高速存储单元 用于暂时存储运算数据或其他类型的信息
整数操作数或结果 浮点数操作数或结果 跳转地址 程序代码地址 内部各种标志信息 .......
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中断控制器
中断控制器，用于处理意外情况。
问题背景：处理临时出现的紧急事件，如鼠标移动。
中断的处理：发现中断信号，程序控制部件暂停正在运行的程序， 保存该程序的运行现场（当前所有执行状态信息），以便其恢复执 行；根据中断信号从特定位置启动中断处理程序（操作系统提供） 处理中断。中断处理完毕后，回到原来的程序工作轨道继续工作。
图”。
图灵机
图灵机:是指一个抽象的机器。它有一条无
限长的纸带，纸带分成了一个一个的小方格， 每个方格有不同的颜色。有一个机器头在纸 带上移来移去。机器头有一组内部状态，还 有一些固定的程序。在每个时刻，机器头都 要从当前纸带上读入一个方格信息，然后结 合自己的内部状态查找程序表，根据程序输 出信息到纸带方格上，并转换自己的内部状 态，然后进行移动。
中断的产生：各种软硬件；中断信号（中断的详细信息）。 中断的接收：CPU中的中断处理部件接收；
中断信号的编码、中断处理程序起始地址。
中断的检测：程序控制部件在每次指令执行后，