大学计算机基础 知识整理.docx

1、大学计算机基础 知识整理模块一 计算机概论（第一章）1计算机发展情况： 计算机发展经历四代： 电子管计算机（4657） 晶体管计算机（58-64） 中小规模集成电路计算机（6571） 大规模和超大规模集成电路计算机（72现在）第一台计算机ENIAC 1946年诞生在美国2计算机特点：速度快，精度高，存储容量大，自动控制，可靠性高，应用范围广。3计算机应用 科技计算，过程控制，计算机辅助系统（CAD，CAM，CAI等），信息处理模块二 计算机基本理论（第二、第三、第六章）1数制2进制：基数为2（0，1），逢2进1。0，1，10，11，100，101，110，111，。8进制：基数为8（0，1，2

2、，3，4，5，6，7），逢8进1。 0，1，2，3，4，5，6，7，10，11，12，。16进制：基数为16（0,1,2,3,4,5,6,7,8,9,A，B，C，D，E，F）逢16进1。 0,1,2,3,4,5,6,7,8,9,A，B，C，D，E，F，10，11，12。22进制计算110101 110101 + 10110 - 10110 - - 1001011 111113数制转换 210 210 按权展开(101011.11)2 =1*25+1*23+1*21+1*20+1*2-1+1*2-2 =32+8+2+1+0.5+0.25=43.75 102 整数:除2取余,倒排; 小数:乘2取整

3、,顺排 43.75=(101011.11)2 2 43 0.75 2 21 1 2 2 10 1 1.50 2 5 0 2 2 2 1 1.00 2 1 00 1 8、16 10方法同上 28 3位2进制数对应1位8进制数 (101011.110)2 (53.6)8 216 4位2进制数对应1位16进制数 (00101011.1100)2 (2B.C)16 8 16 8 2 16 (53.6)8 (101011.1100)2 (2B.C)16 4原码和补码原码： X XXXXXXX符号位 数的绝对值如：00000111 +7 10000111 -7求补码的方法：正数的补码与原码相同负数的补码：

4、除符号位外各位变反，再加1；如10101110-11010010 原码 补码15 00001111 00001111-15 10001111 111100010 00000000 0000000010000000 -1 10000001 11111111-128 10000000 10000。00 -2n-1 n-1个05. 数据的定点表示与浮点表示 定点表示 定点整数，小数点在末尾，不占2进制位定点小数，小数点紧跟在符号位后面，但不占2进制位 浮点表示 （字长：32位） 阶符 阶码 数符 尾数 1位 7位 1位 23位 如：000000110011000。00 20个0 (0.011)2 *

5、23 =(0.25+0.125)*8=3.0 规格化浮点表示 尾数的首位必须是1。000000110011000。00 非规格化表示000000110110000。00 规格化表示设字长16位，其中4位表示阶（含一位阶符），12位表示尾数（含一位数符） 能表示数的范围、非零的最小绝对值 图示0.00011001在该字中的规格化表示形式最大数： 01110111111111111 （1-2-11）* 27 27 0111-7-27 0111111111111-（1-2-11）1最小数： 01111111111111111 -（1-2-11）* 27 -27 最小绝对值： 111100000000

6、0001 2-11 * 2-7 = 2-18 因为0.00011001=0.11001*2-3所以0.00011001的规格化表示形式：10110110010000006字符编码 ASCII码标准ASCII码由7个2进制位组成，可以表示27=128个不同的字符。扩展ASCII码由8个2进制位组成，可以表示28=256个不同的字符。微机上常使用ASCII码表示字符，例如，A的ASCII码为65。7. 各种数、字符比较 各种数比较大小不同数值比较大小，一般将它们转换成同一种数制，再比较大小。如：(75)10 (2A)16 (37)8 (11011)2 1001011 101010 11111 11

7、011 字符比较大小实际上是比较它们的ASCII码，例如：AB 因为A,B的ASCII码分别为65和66字符ASCII码排列规律:空格0,1,9 A, B,Y, Z a, b,y, z324849.576566899097981211228 逻辑运算 逻辑表达式的值: 真(1)和假(0) 逻辑运算符: 非()、与（）、异或（）和或（+） 逻辑运算符运算优先级：非()与（）异或（）或（+）设R表示”学习好”,S表示”身体好”,T表示”品德好”,”三好学生”可以表示为：RST设A=0，B=1，C=0，D=1，求下列逻辑表达式的值(红色表示非运算)： F=AB+C；=00+0=0 F=AB+CD+C

8、D;=00+00+01=0+0+0=0 F=AB(A+B+CD)+BD;=11(0+0+11)+01=11+0=19汉字编码，汉字分级 汉字编码输入码：对汉字的编码。又称外码，用于输入汉字。如拼音、五笔等字型码：汉字由点阵组成，有16r16点阵、24r24点阵等。交换码（国标码）：用于不同汉字处理系统之间或与通信系统之间交换汉字信息的代码。汉字交换码是统一的。机内码：由2个字节组成。内码用于计算机内部处理、存储和传输。 国标汉字的分级；各级汉字的排列方式；通讯用汉字字符集及其交换码标准(GB2312-80) 中 共有6763个汉字，分为两个等级：一级汉字-常用汉字3755个，按汉语拼音顺序排列

9、二级汉字-次常用汉字3008个，按部首顺序排列 点阵汉字存储量的计算点阵汉字存储量的计算16r16点阵：16/8r16=2r16=32B48r48点阵：48/8r16=6r48=288B10、多媒体数据表示 多媒体的概念把文本、声音、图形等各种媒体信息数字化并综合成的一种全新媒体。 多媒体与传统媒体的比较传统媒体处理的是模拟信号，多媒体处理的是数字信号。传统媒体只能让人们被动接受，而多媒体则利用计算机的交互功能可使人们主动交互。 多媒体的基本元素 文本 图形 图像 动画 音频 视频 多媒体的特点 多样性：数据类型多（文本、图形、声音、视屏等） 集成性：集成多种不同媒体信息，构成完整的多媒体信息

10、，综合地表达事物。 交互性：多媒体信息可以编辑、控制和传递。使人接受和使用信息方式变被动为主动。 协同性：多媒体中的各种媒体之间必须有机配合、协调一致。例如播放时声音与图像不能出现不同步现象 图像数据表示彩色三要素：亮度、色调和饱和度。图像分类：静态图像分为位图、和矢量图。位图：由数字点阵组成。矢量图：一组描述点、线、面等几何图形的大小、形状及位置、维数的指令集合。图形文件中只记录生成图的算法和图上某些点的特征。 音频、视频数据表示模拟信号数字化：包括采样、量化和编码。 音频、视频数据的压缩音频或视频信息通过采样得到的数据量很大，所以要压缩存储，播放时要解压缩。数据压缩编码：无损压缩编码和有损

11、压缩编码无损压缩编码，压缩后的数据还原时与原数据完全相同。有损压缩编码，压缩后的数据还原存在与原数据不同的地方，即存在数据丢失，是不可逆的编码。11计算机系统组成计算机系统由硬件系统和软件系统组成。12硬件系统组成，诺依曼3条思想、CPU、主机、外设 控制器 运算器 CPU 主机 硬件系统 存储器 内存储器计算机 外存储器系统 输入设备 外部设备 输出设备 软件系统 系统软件 （操作系统、编译或解释程序、支持软件） 应用软件 （应用于某领域的软件，如工资管理）系统软件：由一组控制计算机系统并管理其资源的程序组成。是用户与硬件系统的接口。如：操作系统、编译或解释程序、支持软件应用软件：为解决某一

12、类问题而设计的软件。如工资管理、建筑设计等。冯。诺依曼的3个重要思想： 计算机由5大部分组成、采用二进制和 存储程序原理13存储器分类、内存、地址、字节、字；B、KB、MB、GB、TB及换算 存储器；内存分类及特点； 内存储器（ROM 、RAM）存储器 外存储器 (磁盘、光盘)构成 容量 存取速度 价格 关机后信息内存 集成电路 小 快 贵 RAM丢失外存 磁介质 大 慢 便宜 永久保存内存有只读存储器（ROM）和随机存储器（RAM）两种，ROM-只能读不能写，所存内容不会丢失。BIOS存放在ROMRAM-可读可写，断电后所存内容全部丢失。RAM用来存储当前正在运行的程序指令和数据内存地址：内

13、存中按顺序给每个字节编号，称为内存地址bit -2进制位 byte-字节（B）,由8个2进制位组成word-字，CPU能同时处理和传送的一串2进制位，其位数称为字长1KB=1024B， 1MB=1024KB， 1GB=1024MB，1TB=1024GB14外存（磁盘、光盘、优盘）外存主要有：磁盘、磁带、光盘、优盘等 外存的特点外存用来存放暂时不参与运行的程序和数据。CPU不能直接访问辅助存储器，需要时将信息先传送到主存。 磁盘的磁道（柱面）、扇区（扇段）概念硬盘是由一张一张的盘片叠加而成的，硬盘实际上是磁盘组。表面结构：每个盘面都被划分成磁道，每个磁道又被分成为若干扇区，最小存储区域只能是一个

14、扇区。 光盘光盘驱动器的速度：以150KB/秒为标准速度，32倍速驱动器是指32 150= 4,800KB/秒。 光盘分类：CD-ROM，CD-R， CD-RW，DVD15输入/出设备、总线输入设备：键盘、鼠标、扫描仪等输出设备：显示器、打印机、绘图仪等总线就是连接CPU和内存、缓存、外部控制芯片之间的数据通道。总线分为：内部总线（片内总线）、系统总线和扩展总线系统总线按信号的作用分为三类：地址总线、数据总线、控制总线 16软件系统组成、系统软件与应用软件软件系统由系统软件与应用软件组成系统软件（操作系统、翻译系统 和支持软件）：由一组控制计算机系统并管理其资源的程序组成。是用户与硬件系统的接

15、口。应用软件：为解决某一类问题而设计的软件。如工资管理、建筑设计等。17操作系统操作系统是管理、控制和监督计算机软硬件资源和数据存储的一系列程序的总称。是系统软件的核心。18指令、程序、程序设计语言指令、程序 指令是计算机操作的命令，用二进制编码表示指令的集合称为指令系统；有序指令的集合称为程序指令由操作码和地址码两部分组成。操作码代表操作类型，地址码代表操作对象 指令组成： 操作码 操作数/地址码 程序设计语言程序设计语言：编写计算机程序的语言。如机器语言（指令）、汇编语言、高级语言等其中只有机器语言能被计算机直接识别和执行，其他语言必须翻译成机器语言才能执行19源程序、目标程序、可执行程序

16、、编译、解释程序语言翻译系统： 将高级语言(汇编语言)翻译成机器语言的系统。有编译程序和解释程序两种。 源程序：用高级语言编写的程序。 从源程序到可执行程序的转换过程：编译程序：全部翻译完毕后，形成可执行文件，以后可反复执行。解释程序：翻译一句执行一句，每次执行都要重新翻译连接程序 高级语言 源程序 可执行程序(.exe) 编译程序 机器语言 目标程序（.obj) 高级语言源程序 解释程序 执行结果 20微机性能指标 字长-微处理器能一次处理的2进制位数。它表示微处理器处理数据的能力。字长越长，性能越好。 主频-微处理器的时钟频率（MHz）。主频越高， 微处理器的速度就越快。 内存容量 外部设

17、备的配置：如硬盘、显示器与显示卡、打印机等P 2.8G/256M/80G/1.44M/16XDVDCPU: P, 主频: 2.8GHZ,内存:256MB,1.44MB软驱，16倍速DVD模块3 微机操作环境 （第四章）1、操作系统功能(1) CPU管理：完成CPU资源的分配调度等功能(2) 存储管理：合理分配存储。(3) 设备管理：合理分配设备、提高CPU与I/O设备利用率。(4) 信息管理：解决软件资源的存储、共享、保密和保护。文件存储空间管理、读写管理和存取控制。(5) 用户接口：提供友好的用户操作的接口。2、常用的个人计算机操作系统v单用户单任务，字符界面：MS-DOSv单用户多任务，图

18、形界面： Windows，OS/2v多用户多任务，字符/图形界面：UNIX，Linux3、完整的文件描述（盘符、路 径、文件名）：盘符 路 径 文件名C：K1K2K3F1.DATU1文件夹C盘根文件夹U2文件夹F3S1文件夹S2文件夹F2F1C:U1S1S2F1C:U2F2C:F34、图形界面基本元素:窗口、菜单、对话框、图标、帮助C:U2F2C:F3菜单中各种符号的含义：灰色菜单项： 表示无效命令，暂时不能使用菜单项后有记号， 表示还有子菜单；菜单项后有记号 。， 表示 将出现对话框菜单项前有记号、，表示该项处于选中状态菜单项后有快捷键 表示用该快捷键也能调用此命令模块四 计算机网络与Int

19、ernet（第八章）1、计算机网络的概念及其功能用通信设备和线路把分散在不同地点并具有独立功能的计算机连接起来，按网络通信协议进行数据通信，实现资源共享。2通信知识 数字信号、模拟信号及其转换；数据传输速率、带宽数字信号 数字信号 模拟信号 计算机-MODEM-（电话线）-MODEM-计算机数据传输速率：每秒传送的2进制位数，用bps（bits per second）度量。如双绞线：Mbps，光缆：Gbps。带宽：信号通过线路且不发生畸变的频率范围。带宽越大，信号通过能力越强数字信号的传输能力用传输速率（bps）度量；模拟信号的传输能力用带宽（HZ)度量。 数据通信技术 串行通信与并行通信；同

20、步传输：以数据块为单位传送，数据块有开始标志和结束标志异步传输：以字节为单位传送，每个字节均有开始标志和结束标志 数据交换技术 线路交换：建立专用线路,无延迟但线路利用率低 报文交换：以报文为单位，报文附目的地址，传送到中间结点要根据线路情况决定发送的方向。线路利用率高，报文可发到多个目的地址，但线路延迟大；同时，结点须有路径选择功能。 分组交换：以固定长度的数据单元（分组）传送数据，报文被分解成若干分组，这些分组可以经过不同的路径传送到目的地址，然后再组装成完整数据。3计算机网络硬件计算机（客户机、服务器）连结设备（MODEM、网卡、网桥、网关、路由器、多路复用器） 调制解调器（MODEM）

21、：数字信号与模拟信号相互转换的设备 网卡：用于连接计算机和局域网通信电缆之间的连接。集线器（HUB）：网络中电缆的中心节点，星型连接多个客户机，放大信号、扩展网络。 网桥：用于相同协议网络的连接网关：用于不同协议网络的连接 路由器：用于多个网络之间的互联，能根据线路情况按最近路径转发数据。 传输介质；（双绞线、同轴电缆、光缆和无线介质） 介质 通信距离 传输速率 抗干扰能力 连接 价格双绞线 几百米 几公里 几千Mbps 不受干扰 较复杂 贵无线介质：波长为1M-3GHz的电磁波。4计算机网络软件：网络操作系统，网络协议(ISO、TCP/IP) 网络操作系统：对网络中所有软硬件资源进行统一调度

22、和管理，为网络用户提供使用网络资源的有效手段的程序集合。（ Windows NT， Unix， Linux，Netware）网络协议ISO由国际标准化协会（ISO）制订，共包含七层通信协议：物理层、数据链路层、网络层、传输层、会话层、表示层、应用层；TCP/IPTCP（Transmission Control Protocol）传输控制协议IP（Internet Protocol） 网际协议Internet 采用 TCP/IP协议。TCP/IP是Internet通信基础5计算机网络拓朴结构（总线型、星型、环型和网状型）6计算机网络分类（局域网、城域网、广域网）；7IP地址与域名 IP地址由32

23、个bit表示,每8位为一段,用0-255之间的数表示,段间用.分隔。如:202.204.80.3 202.312.9.16 域名的概念与组成主机域名由.分隔的若干个字符串组成如：mail ，（mail 为主机名）与202.204.80.3对应由DNS(域名服务器)将主机域名翻译成IP地址8统一资源定位器（URL）用URL表示信息源的地址和所用协议。协议:/主机地址(域名)/子目录/文档名例如： ftp:/9电子信箱的地址；lgs 用户名 信箱所在的计算机地址（域名）模块5 程序设计基础（第九章）一、基本概念1程序概念 有序指令的集合称为程序计算机程序中规定了计算机完成某项工作的操作步骤，每一步

24、骤均由计算机能理解的指令或语句描述。 程序 = 数据结构 + 算法数据结构：对数据的描述算法：对操作的描述2程序设计程序设计数据结构算法方法工具数据结构：对数据的描述算法：对操作的描述方法：能编写“好”程序的方法，如结构化程序设计方法工具：改善设计环境，方便和加快程序开发过程的开发工具3计算机语言分类面向过程语言（如C、BASIC）和面向对象语言（如C+）4设计高级语言程序的一般步骤 分析问题、建立模型 确定数据结构和算法 选择语言编制程序 上机调试运行程序 分析结果5执行高级语言程序的两种方式 解释器针对解释式程序设计语言，使用边解释边执行的方式。 编译器将源程序代码全部转换成计算机能识别的

25、目标代码，连接成可执行程序后，可反复执行。二、算法1算法的概念 算法：为解决问题而采取的方法和步骤。 2算法的基本特征 有穷性：算法必须在执行有限个操作步骤后终止 确定性：算法中每一步是确切的,不可出现二义性 可行性：算法中每一步操作都能有效执行 有零个或多个输入 有一个或多个输出3算法的分类数值算法和非数值算法4评价算法的标准 正确性：对于一切合法的输入数据都能得出满足要求的结果。 可读性：算法应该易理解，便于交流 健壮性：当输入非法数据时，算法应恰当地作出反应或进行相应处理 高效率与低存储量需求：算法执行时间较少，算法执行所需存储空间较小5算法的表示流程图、NS流程图、伪代码、计算机语言 流程图判断框 处理框 输入/输出框 注释框 流向线 连接点 起止框 NS流程图S1S2