第1章 计算机概述
《计算机应用基础》周南岳_第一章
《计算机应用基础》周南岳_第一章
计算机应用基础
周南岳
第一章：计算机概述
1.1 计算机的定义和发展
计算机的定义：计算机是一种能够根据事先编好的指令进行自
动运算处理的设备。
计算机的发展：从早期的机械计算设备到现代的电子计算机，
计算机在发展过程中经历了巨大的变化和突破。
1.2 计算机的组成和工作原理
计算机的组成：计算机由中央处理器（CPU）、内存、输入设备、输出设备和存储设备等组成。
计算机的工作原理：计算机通过执行指令、进行数据运算和存
储数据等方式完成各种任务。
1.3 计算机的分类和应用领域
计算机的分类：计算机根据规模、用途、性能等不同进行分类，包括超级计算机、大型机、小型机、微型机和嵌入式计算机等。
计算机的应用领域：计算机在各个领域都有广泛的应用，包括
科学研究、工程设计、商业管理、教育娱乐等。
1.4 计算机的存储和处理信息能力
计算机的存储能力：计算机能够将大量的数据进行存储，包括
内存和外部存储设备。
计算机的处理能力：计算机通过中央处理器执行指令，进行数
据运算和处理，具有高速和准确的处理能力。
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2：知识产权：指对知识性质的财产权利，包括版权、专利权、商标权等。
计算机概述
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第1章
计算机概述
计算机的基本硬件结构
外（辅助）存储器
参见P8
数据、程序
输入设备
内（主）存储器
输出设备
处理结果
运 算 器
控 制 器
CPU 主机
说明： 表示控制流
表示数据流
图 8 上一页 下一页 返回首页 返本节
第1章
计算机概述
3.计算机的工作过程 通常把运算器和控制器做在一块半导体芯片上，称 为中央处理器(微处理器)，简称 CPU (Center Processing Unit)。 4.计算机的性能指标 1)主频 2)字长 3)内存容量 4)运算速度 5)存取周期
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第1章
计算机概述
天河一号 2009年10月底，由国防科技大学成功研制出峰值性能为每秒１２０６万亿次的“天河一号”超 级计算机。 每秒钟1206万亿次的峰值速度和每秒563．1万亿次的Linpack实测性能，使这台名为“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，也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。 这个速度意味着，如果 用“天河一号”计算一天， 一台当前主流微机得算160年。 “天河一号”的存储量，则相当于 4个国家图书馆藏书量之和。
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第1章
计算机概述
智能化 目前的计算机已能够部分地代替人的脑力劳动因此 也常称为“电脑”。但是人们希望计算机具有更多的类 似人的智能，比如：能听懂人类的语言、能识别图形、 会自行学习等等这就需要进一步进行研究。 近年来通过进一步的深入研究发现，由于电子电路的局 限性，理论上电子计算机的发展也有一定的局限，因此 人们正在研制不使用集成电路的计算机例如：生物计算 机、量子计算机、超导计算机等。
计算机基础知识
1.3.3 控制器
控制器是全机的指挥中心，它控制各部件动作，使 整个机器连续地、有条不紊地运行。控制器工作的 实质就是解释程序。 控制器每次从存储器读取一条指令，经过分析译码， 产生一串操作命令，发向各个部件，进行相应的操 作。接着从存储器取出下一条指令，再执行这条指 令，依次类推。通常把取指令的一段时间叫做取指 周期，而把执行指令的一段时间叫做执行周期。因 此，控制器反复交替地处在取指周期与执行周期之 中，直至程序执行完毕。
CPU
2、控制器 3、存储器： 内存：RAM 外存：硬盘、软盘、光驱 4、输入设备：键盘、鼠标等 5、输出设备：显示器、打印机
显示器
主机
键盘 鼠标 音箱
1.3.1 运算器
运算器是完成二进制编码的算术或逻辑运算的部件。运算 器由累加器（用符号A表示）、通用寄存器（用符号B表 示）和算术逻辑单元（用符号ALU表示）组成 ，其结构 如图1-6所示，其核心是算术逻辑单元。
输出设备是变换计算机输出信息形式的部件。 它将计算机运算结果的二进制信息转换成人 类或其它设备能接收和识别的形式，如字符、 文字、图形、图像、声音等。目前广为使用 的输出设备有激光打印机、绘图仪、显示器 等。
1.3.6 总线
计算机的各个部件通过一组被称为总线(BUS) 的公用信号线联系起来。这些总线按照传送 信息的不同分为地址总线(AB)、数据总线 (DB)和控制总线(CB)，其中地址总线用于传 送地址信息，数据总线用于传输数据或程序， 控制总线用于传输控制信号。
1.2.5 常用的信息编码 2、汉字的编码 汉字是象形文字，因此不能直接将汉字对 应到ASCII 编码的字符集中，需要分别对 输入、存储和输出进行编码。
1.3 计算机的硬件系统 逻辑上可以分为五大类：运算器、控制器、 存储器、输入设备和输出设备。
第1章 计算机概述
计算机概述
第一章 计算机概述
第一章
计算机概述
第一章 计算机概述
1.1 1.2 1.3 1.4 计算机的发展历程 计算机的应用 计算机系统简介 计算机硬件的组成
第一章
计算机概述
第1章 计算机概述 章
1.1 计算机的发展历程
电子计算机又称电脑，是一种能够自动、高 速、精确地完成各种信息存储、数据处理、数值 计算、过程控制和数据传输的电子设备。1946年 2月，世界上第一台电子计算机（如图1-1所示） 在美国宾夕法尼亚大学问世，取名为ENIAC （Electronic Numerical Integrator And Computer）。
第一章
计算机概述
图1-1 第一台电子管计算机
第一章
计算机概述
第一代（1946年—1956年）是电子管计算机 第一代 （如图1-2所示）。这个时期使用的逻辑元件是电 子管，也称电子管时代。主存储器先采用延迟线， 后采用磁鼓磁芯，外存储器使用磁带。软件方面 使用机器语言和汇编语言编写程序。这个时期计 算机的特点是：体积庞大、运算速度低（一般每 秒几千次到几万次）、成本高、可靠性差、内存 容量小。这个时期的计算机主要用于科学计算， 从事军事和科学方面的工作。其代表机型有 ENIAC、IBM650（小型机）、IBM709（大型机） 等。
第一章
计算机概述
1.2 计算机的应用 1.2.1 科学计算 科学计算也称数值计算。计算机最初是为解 决科学研究和工程设计中遇到的大量数学问题的 数值计算而研制的计算工具。随着现代科学技术 的进一步发展，数值计算在现代科学研究中的地 位不断提高。如在自然科学中的数学、物理、化 学、天文、地理等领域；在工程技术的航空、汽 车、造船、建筑等领域，都少不了计算机。特别 是在尖端科学领域中显得尤为重要。例如导弹、 飞船、卫星研究设计，都离不开计算机的精确计 算。
计算机的发展历史
四、计算机应用
随着计算机的高速发展，计算机应用进一步向各行各业渗透，上至高、新的尖端技术，下至家庭生活与各种电器，计算机无处不在，无时不在。
（五） 人工智能
人工智能AI(Artificial Intelligence)一般是指模拟人脑进行演绎推理和采取决策的思维过程。在计算机中存储一些定理和推理规则，然后设计程序让计算机自动探索解题的方法。人工智能可用于机器人、计算机象棋、机器证明定理、专家系统(如医疗诊断专家系统)等。人工智能是计算机应用研究的前沿学科。
第一代计算机体积庞大，造价很高，仅限于军事和科学研究工作。
（二）第二代计算机（1955～1964年）
① 采用半导体晶体管作为逻辑开关元件，体积减小、重量减轻、能耗降低、速度加快，每秒运算速度达几十万次。
② 程序采用汇编、高级语言设计，出现FORTRAN、COBOL、ALGOL等语言。
二、计算机特点
计算机作为一种通用的智能工具，有以下几个特点：
① 运算速度快。现代计算机的系统的运算速度已达到几十亿次乃至几百亿次。大量复杂的科学计算过去需要几年、几十年，而现在用计算机中需要几天或几个小时甚至几分钟就可完成。
② 运算精度高。一般计算器只有二、三位有效数字，而微型机就可达到十几位有效数字。例如圆周率的计算，数学家们经过长期艰苦的努力只算到小数点后500位，而使用计算机很快就算到小数点后200万位。
（一）第一代计算机（1946～1956年）
它的主要特征如下：
① 采用电子管作为逻辑开关元件，体积大、耗电量大、成本高，每秒运算速度仅 为几千次。
第一章计算机基础知识
(2)应用软件 在计算机软硬件基础上为某一专门应用目的而设计开发的软件称为应 用软件.应用软件大致可以分为三大类:通用应用软件,用于专门行业的应 用软件和定制软件. 1.2.4 微型计算机系统的硬件组成 1.CPU(Central Processing Unit) CPU即中央处理单元,又称微处 CPU即中央处理单元,又称微处 理器.是一块集成了运 算器和控制器的半导体芯片,是整个计算机系统的 "大脑". 大脑" 2.系统主板(Main board)系统主板又称为母板是微型计算机中最大的一块集 .系统主板(Main board)系统主板又称为母板是微型计算机中最大的一块集 成电路板.
1.2 计算机系统的基本组成及工作原理
1.2.1 计算机系统的组成 一个完整的计算机系统有硬件系统和软件系统两部分组成.
运算器 CPU 控制器 主 机 内存(主存) 硬件系统 计 算 机 系 统 输入设备:键盘,鼠标,扫描仪 输出设备:显示器,打印机,绘图仪
系统软件:操作体统,语言处理程序
软件系统
CMOS ISA 插槽 主板电池 控制芯片 PCI 插槽 串 行/并 口 插 槽 Socket7 插槽 键盘插座 CACHE 内存插槽
3.内存储器 (1)随机存取存储器(Random Access Memory,简称RAM) )随机存取存储器(Random Memory,简称RAM)
(2)只读存储器(Read Only Memory,简称ROM) )只读存储器(Read Memory,简称ROM) 只读存储器简称ROM.CPU从它们中读取信息,而不能写入信息. 只读存储器简称ROM.CPU从它们中读取信息,而不能写入信息. (3)高速缓冲存储器(Cache) )高速缓冲存储器(Cache)
第1章 计算机基础知识
1.1.3 计算机的分类
1、按规模和综合性能指标分类 1) 巨型机：运算速度快，可达到数百亿次/秒。处理能力最强：航天、
气象等尖端领域。我国的“银河”、“神威”和“曙光” 等
2)大型机：运算速度在100万～几千万次/秒，大型、通用、速度较快、
1.2.1 计算机的基本结构
1．冯·诺依曼型计算机的基本结构 1945年美籍匈牙利科学家冯·诺依曼(Von Neumann)提
出了一个“存储程序”的计算机方案。这个方案包含3个 要点：
⑴采用二进制数的形式表示数据和指令。
⑵将指令和数据存放在存储器中。
⑶计算机硬件由控制器、运算器、存储器、输入设备和输 出设备5大部分组成。
随机存储器 （RAM）
计
内存储器 （内存）
算 机
外存储器（外存）
只读存储器 （ROM） 软盘
硬盘
系
光盘
统
键盘
外设
结
输入
图
显示器、投影机
输出设备（Output）
打印机
微机计算机系统
操作系统
绘图仪
语言处理程序
数据库管理系统
网络通信管理程序
系统软件 应用软件 软件系统
应用软件包 用户程序
几种类型的CPU（奔腾4、赛扬D、AMD）
Pentium 4 506+ 2.66G 接口类型：LGA 775
CPU主频：2.66 针脚数（Pin）：775
CPU外频： 制作工艺：0.09微米 二级缓存容量：1M CPU类型：台式机
64位技术：支持
Celeron D 346 3.06G 接口类型：LGA 775
计算机基础知识
第一章计算机与信息技术§1．1计算机概述一、计算机的发展历程1946年在美国宾夕法尼亚大学诞生第一台计算机ENIAC1．第一代：1946年—50年代中，电子管时代，有机器语言和汇编语言。
2．第二代：50年代中—60年代中，晶体管时代，使用操作系统，出现Fortran、COBOL、ALGOL 高级语言。
3．第三代：60年代中—70年代初：中小规模集成电路时代，用半导体存储器代替了磁芯存储器，使用了磁盘。
4．第四代：70年代初至今：大规模集成电路时代，开始引入光盘、优盘。
二、计算机的特点1．运算速度快2．计算机精确度高3．具有存储和逻辑判断能力4．有自动控制能力5．采用二进制表示数据三、计算机的分类1．按工作原理分类：电子数字计算机、电子模拟计算机2．按用途分类：通用计算机和专用计算机。
3．按规模分类：巨型机、小巨型机、大型主机、小型机、工作站、PC机四、计算机的应用1．科学计算2．数据处理和信息管理3．自动控制4．计算机辅助功能CAD：计算机辅助设计CIMS：计算机集成制造系统CAI：计算机辅助教学5．人工智能五、计算机的发展趋势巨型化、微型化、网络化、智能化和多媒体化。
§1．2信息与信息技术一、什么是信息信息就是收信者事先不知道的报道，数据是信息的具体表示形式，是信息的载体。
二、什么是信息技术信息技术是用于获取信息、传递信息、处理并再生信息的一类技术。
第一次信息革命是文字的使用，第二次信息革命是印刷术的发明，第三次革命是电话、广播、电视的使用，第四次革命是电子计算机与通信相结合的现代信息技术。
三、计算机中信息的表示1．二进制只有0、1逢二进一2．八进制3．十六进制B—二进制D—十进制O—八进制H—十六进制4．不同进制数据之间的转换5．西文字符的编码计算机系统中有两种重要的西文字符编码：ASCII和EBCDIC码（IBM大型机用）普通采用的是ASCII（美国信息交换标准代码），用一个字节表示一个字符，一个字节为8个二进制位，最高位为0，共有128个字符EBCDIC采用8位二进制表示256个字符6．汉字编码（1）国标码GB2312-80国标码收录了6763个汉字和682个字符，其中一级汉字3755个，按拼音顺序排列，二级汉字3008个，按部首顺序排列，所有汉字和字符组成一个94行（区号）和94列（位）的矩阵，第一个字对应的行号和列号合起来叫区位码。
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1.有关第一台电子计算机ENIAC的说法，下面正确的是（C ）。
A.ENIAC是在20世纪50年代问世的
B.ENIAC的耗电太少了，所以它的功能也有限
C.ENIAC的中文含义是电子数字积分计算机
D.ENIAC是由牛顿等人研制成功的
2.我们所说的裸机是指（D ）。
A.无硬盘的计算机系统
B.无键盘的计算机系统
C.无硬件系统的计算机系统
D.没有配备软件的计算机系统
3.计算机应用范围广，自动化程度高是因为计算机（B ）。
A.内部采用二进制存储数据
B.采用程序控制工作方式
C.运算器速度快
D.价格便宜，设计先进
4.下列说法正确的是（B ）|
A.微型计算机最早出现于第一代计算机中
B.冯·诺依曼提出的计算机体系结构奠定了现代计算机的结构理
论基础
C.世界上第一台电子计算机ENIAC是1950年诞生的
D.按照计算机的速度，人们把计算机的发展过程分为4个时代
5.虽然计算机的功能越来越强大，但它不可能（A ）
A.取代人类的智力活动
B.对事件做出决策分析、
C.具有记忆（存储）的能力
D.自动地运行程序，实现操作自动化
6.第一代计算机使用的逻辑原件是（A ）
A.电子管
B.集成电路
C.晶体管
D.大规模集成电路
7.（A）是电子计算机工作最重要的特称。
A.存储程序与自动控制
B.高速度
C.存储能力强
D.高精度
8.现代的计算机的“存储程序，逐条执行”的设计思想是由（C ）
提出来的
A.图灵
B.霍勒瑞斯
C.冯·诺依曼
D.帕斯卡
9. 计算机辅助设计的英文简写是（B ）
A. CAT
B. CAD
C. CAI
D. CAM
10.计算机辅助教学的英文简写是（B ）
A. CAM
B.CAI
C.CAT
D.CAD
11. 计算机辅助制造的英文简写是（D ）
A. CAI
B. CAD
C. CAT
D. CAM
12. 财务软件属于（A ）
A. 数据处理
B. 自动控制
C. 数据计算
D. 人工智能
13. （B ）是巨型计算机的主要特征。
A. 重量大
B. 功能强
C. 体积大
D. 功耗大
14. 使用方便，价格便宜，装机量最大的计算机是（D ）
A. 巨型计算机
B. 中，小型计算机
C. 智能计算机
D. 微型计算机
15. 对飞机，汽车，电视，自行车进行设计，绘图属于计算机在（D ）中的应用。
A. 计算机辅助制造
B. 计算机科学计算
C. 计算机教学和训练
D. 计算机辅助设计
16. 汽车加工中心，数控机床和仪器制造系统属于（A ）。
A. CAM
B. CIMS
C. CAD
D. CAPP
17. 用计算机控制人造微型，无人驾驶飞机和导弹的发射属于计算机在（B ）中的应用。
A. 辅助教学
B. 实时控制
C. 辅助设计
D. 数据处理
18. 有关计算机的叙述，下面正确的是（A ）
A 模拟计算机是指处理用连续模拟量表示数据的计算机
B 小型计算机是指用于原子探测的计算机
C 巨型计算机是指处理大型事物的计算机
D 超级计算机是指专用于处理数据信息的计算机
19. 下面有关计算机应用领域中的人工智能，不正确的是（A ）。
A 人工智能即要计算机做人所做的事情
B 计算机博弈属于人工智能的范畴
C AI与人工智能有关
D 人工智能与机器智能相同
20. PC属于（A ）。
A. 微型计算机
B.智能计算机
C. 中型计算机
D.巨型机
21. 下面有关计算机的描述，不正确的是（C ）。
A. 计算机是一种具有逻辑判断功能的电子装置
B. 计算机是一种具有信息处理功能的电子装置
C. 计算机是一种可自动产生操作步骤的电子装置
D. 计算机是一种高度自动化的电子装置
22. 最能准确反映计算机主要功能的描述是（B ）
A 计算机是一种信息处理器
B 计算机可以实现自动化
C 计算机可以实现大量运算
D 计算机可以代替人
23. 目前许多企事业单位都使用计算机计算，管理职工工资，这属于（ D ）。
A. CAI
B. CAD
C. 人工智能
D. 数据处理
24. 计算机中的数据是指（D ）。
A . 程序，数字 B. 声音，图形
C. 人工智能
D. 程序，数字，声音，图形等信息
25. 重码是指相同的一个编码可对应（D ）个汉字
A 1 B. 2
C. 3
D.多
26. “全角”方式下，一个ASCII字符的显示位置等于（A ）个汉字的宽度。
A 1
B 2
C 3
D 半
27. 在汉字字模库中，32*32点阵字形码用（D ）字节存储一个汉字。
A 16
B 32
C 72
D 128
28. 下列数据中有可能是八进制数的是（B）
A 582
B 562
C 943
D 822
29. 人们使用的微型计算机属于（A ）
A 数字计算机
B 专用计算机
C 模拟计算机
D 模拟混合计算机
30. 下列4个数中一定不是八进制的是（C）
A 2102
B 10000111
B 8851
C 73265
31. 下列4个数中不可能是二进制数的是（A ）
A 2102
B 10000111
C 11110
D 10011
32. 以二进制和程序控制为基础的计算机体系结构是由（D ）最早提出来的。
A 莱布尼兹
B 图灵
C 帕斯卡
D 冯·诺依曼
33. ASCII码是（C ）
A 输入码
B 国际标码
C 美国标准信息交换码
D 区位码
34. 在微型计算机中，字符的比较是比较它们的（A ）。
A ASCII码值
B 国际标码
C 区位码值
D 大小写值
35. ASCII码是用（D ）位0，1代码串编码的。
A 30
B 14
C 20
D 7
36. 关于ASCII码在计算机中的表示方法，准确的描述是（B）。
A 使用8位二进制，最左边的一位是1
B 使用8位二进制，最左边的一位是0
C 使用8位二进制，最右边的一位是0
D 使用8位二进制，最右边的一位是1
37. 下列字符中，ASCII码值最大的是（C ）。
A. b
B. B
C. z
D. Z
38.把英文大写字母B的ASCII码当做二进制数转换成十进制数，其值是66，英文大写字母是G的ASCII码如转换成十进制数，其值是（B ）。
A 69
B 71
C 70
D 72
39. 下列字符中，ASCII码值最大的是（C ）。
A. 空格
B. 5
C. k
D. G
40.按对应的ASCII码值来进行比较，下列不正确的是（C）。
A. c比b大
B. t比R大
C. A比a大D。
逗号比空格大
41.计算机内部采用（D ）进行运算。
A. 十六进制
B. 八进制
C. 十进制
D. 二进制
42. 将十进制数108转换成二进制数是（C）。
A 11111000
B 1101111
B 1101100 D 1000111
43. 将二进制数100101110转换成十进制数（D ）。
A 207
B 200
C 218
D 302
44. 十进制数168转换成二进制数是（B ）。
A 1011000
B 10101000
C 101010
D 110100
45. 将二进制数11010111转换成十进制数是（A ）。
A 215
B 211
C 256
D 316
46.现代计算机在性能等方面发展迅速，但是（D）并没有发生变化。
A.耗电量
B.体积
C.运算速度
D.基本工作原理
47.计算机采用了两项重要的技术（A），因而能高效、自动地连续进行数据处理。
A.二进制和存储程序控制
B.半导体器件和机器语言
C.引入了CPU和内存储器
D.ASCII编辑码和高级语言
48计算机硬件能够直接识别和执行的语言是（A）。
A. 机器语言
B.汇编语言
C.高级语言
D.低级语言
49.C/C++属于（C）。
A. 机器语言
B.汇编语言
C.高级语言
D.低级语言
50.计算机的发展阶段通常是计算机采用的（B）来划分的。
A.内存容量
B.电子器件
C.程序设计语言
D.操作系统。