山东专升本计算机知识点（上）

一、信息技术与计算机文化

1.1信息与信息技术

1.1.1信息与数据

信息的概念：信息是现代社会中广泛使用的一个概念，一般认为，信息是在自然界、人类社会和人类思维活动中普遍存在的一切物质和事物的属性。
数据的概念：数据是指存储在某种媒体上可以加以鉴别的符号资料。这里的符号不仅指文字、字母和数字，还包括图形、图像、音频、视频等多媒体数据。
数据与信息的关系：数据是信息的具体表现形式，是信息的载体；信息是对数据进行加工后得到的结果。信息的符号化就是数据。

1.1.2信息技术

概念：信息技术是指获取、存储、传递、处理、开发和利用信息资源的相关技术。
现代信息处理技术中，传感技术、计算机技术、通信技术、网络技术是主导技术。计算机在其中起到了关键作用。

1.1.3信息社会

20世纪90年代开始，世界上主要的国家开始建设高速度、大容量、多媒体的信息传输干线，称为”信息高速公路“。目前已经建设了以光缆作为信息传输的主干线，采用支线光纤和多媒体终端，用交互方式传输数据、电视、语音和图像等多种形式信息的数万兆比特的高速数据网。
在信息社会中，信息经济是主导经济形式，信息技术是物质和精神产品生产的技术基础，信息文化导致了人类教育理念和方式的改变。比尔盖茨说：信息科技革命将永恒的改变我们的工作、消费、学习和沟通方式。

1.1.4计算机文化的内涵

计算机文化是以电子计算机这种最新工具为核心而产生的一种新的文化形态。
文化的核心是观念和价值。
文化具有的基本属性：广泛性、传递性、教育性、深刻性。
计算机文化：20世纪80年代初，瑞士洛桑召开的第三届世界计算机教育大会上，科学家提出了要树立计算机教育是文化教育的观念。以计算机为核心，集网络文化、多媒体文化、信息文化为一体的新型文化。

1.2计算机技术概论

1.2.1计算机的起源与发展

英国数学家查尔斯巴贝奇提出通用数字计算机的基本设计思想，被称为计算机之父。
*现代计算机之父：冯诺依曼 计算机科学之父：图灵
第一台电子计算机：ENIAC 于1946年2月在美国的宾夕法尼亚大学正式投入运行。是电子管计算机，采用十进制，没有键盘和鼠标，没有存储程序工作原理。
计算机的发展：
第一代：1946年电子管计算机，主要元件是电子管，采用机器语言和汇编语言，用于科学计算。
第二代：晶体管计算机，主要元件是晶体管，高级程序设计语言。
第三代：集成电路计算机，主要元件是中小规模集成电路，出现了操作系统和会话式语言。
第四代：超大规模集成电路计算机，主要元件是大规模或超大规模集成电路。
新一代计算机：计算机中最基本发元件是芯片。

计算机的特点：
1）运算速度快
2）计算精度高
3）存储容量大
4）具有逻辑判断能力
5）工作自动化
6）通用性强

计算机的分类：
1）根据处理对象划分：模拟计算机、数字计算机、混合计算机
2）根据用途：通用计算机、专用计算机
3）根据计算机的规模：巨型机、大型机、小型机、微型机、工作站。

1.2.3计算机的应用

1、科学计算
2、信息管理
3、过程控制
4、人工智能
5、计算机网络与通信
6、多媒体技术应用系统
7、嵌入式系统
8、计算机辅助系统：计算机辅助设计CAD，计算机辅助制造CAM，计算机辅助教育CBE，计算机辅助教学CAI，计算机辅助测试CAT，计算机集成制造系统CIMS。

1.2.4计算机的发展趋势

巨型化（指速度和功能）、微型化（指体积）、网络化、智能化，（多媒体化）

1.3计算机中信息的表示

1.3.1信息表示：指信息描述过程

1.3.2数制及其转换

数码：一组用来表示某种数制的符号如1、2、3、4、A\B\C\Ⅰ、Ⅱ等
基数：数制所使用的数码个数称为“基数”或“基”，常用“R"表示，称为R进制。如二进制的数码是0，1，基数为2.
位权：指数码在不同位置上的权值。如十进制111：百位上的1的权值为10的2次方，十位上为10的1次方，个位上是10的0次方；二进制111：百位上1的权值为2的2次方，以此类推。小数点右侧为-1次方，-2次方…
常用的进位计数制：
只有十进制的字母D可以省略，其他进制字母不可省
十进制D： 由0~9这10个数码组成，逢十进一，借一当十
二进制B： 由0、1两个数码组成，逢二进一，借一当二
八进制O: 由0~7这8个数码组成，逢八进一，借一当八
十六进制H： 由0、1、2、…、9，A、B、C、D、E、F这16个数码组成，逢十六进一，借一当十六
书写时，一般用以下两种数制表示方法：
1）数字用括号括起来，再加这种数制的下标。对于十进制可以省略
2）用进位制的字母符号B、O、D、H来表示。如十六进制数A2A0C可表示为A2A0CH.
数制的转换：
①二进制、八进制、十六进制转换为十进制：
按位权展开求和。
②十进制转换为二进制：
整数部分：除2取余倒排
小数部分：乘2取整正排
③二进制与八进制相互转换：
二进制转八进制：二进制数从小数点开始，对整数部分向左每3位分成一组，对小数部分向右每3位分成一组，不足3位的分别向高位或低位补0凑成3位。每组有3个二进制数，分别转换成八进制数码中的一个等值数字，连接起来即可。
八进制转二进制：将每一位八进制数转换成相应的3位二进制数，一次连接起来即可。
④二进制与十六进制互相转换：
二进制转十六进制：每4位分成一组，再分别转换成十六进制数码中的一个数字，不足4位的用0补齐，全部连接起来即可。
十六进制转换成二进制：将每一位十六进制转换成4位二进制数，依次连接起来即可。

二进制的运算规则：
1）算术运算规则：
加法：0+0=0；0+1=1；1+0=1；1+1=10
减法：0-0=0；10-1=1；1-0=1；1-1=0；
乘法：00=0；01=0；10=0；11=1；
除法：0/1=0;1/1=1;
2)逻辑运算规则：

1.3.3信息的编码

位(bit)：也称位比特，简记为b，位是计算机存储数据的最小单位。
字节(Byte)：简记为B，字节是存储信息的基本单位。每个存储单元的大小就是一个字节，存储器的大小用字节数来度量，常用其他度量单位还有KB,MB,GB,TB。(2的十次方换算)
1B=8bit，1KB=2^10B…
字word：计算机的运算部件能一次处理的二进制数据的实际位数长度称为字长。一个字通常由一个字节或若干个字节组成，字节是衡量计算机性能的一个重要指标。字长越快速度越快精度越高。不同微处理器的字长是不同的，有8位，16位，32位，64位。字长由CPU决定。
文字信息的表示：
1）字符编码：
字符编码主要是ASCII码，是一种西文机内码，7位ASCII码是标准码用一个字节(8位)表示一个字符并规定其最高位为0 实际只用到7位因此可表示128个不同字符，8位ASCII码是扩展码。
数字0的ASCII码为48 ，小写比大写字母大32
2）汉字编码：
①汉字交换码：
GB2312-80国标码(不能直接在计算机中使用)，汉字扩展内码规范GBK1.0
②汉字机内码：
在计算机内部表示汉字时，把交换码(国标码)两个字节的最高位改为1，称为机内码。机内码是计算机内处理汉字信息时所用的汉字代码。对汉字信息的采集传输存储加工和运算的各个过程都要用到机内码。机内码是真正的计算机内部用来存储和处理汉字信息的代码。
③汉字字形码：
分为两种字形编码：点阵码、矢量码。
点阵码是一种用点阵表示汉字字形的编码，汉字字形点阵构成和输出简单，但是信息量很大，占用的存储空间也大，缩放困难，容易失真。16x16点阵的汉字要占用32个字节（16指的是位，所以2x2x8=32）.
矢量码使用一组数学矢量来记录汉字的外形轮廓，矢量码记录的字体称为矢量字体或轮廓字体。
优点：可任意放大缩小甚至变形，且不会出现锯齿边缘，屏幕上看到的字形和打印输出的效果完全一致，且节省存储空间。 更多用矢量码
④汉字输入码：
分为：流水码、音码、形码、音形结合码。
智能ABC、微软拼音、搜狗和谷歌拼音等汉字输入法为音码，五笔字型为形码。
音码是目前最主要的汉字输入法。

1.4计算机系统

1.4.1计算机工作原理

指令：
指令是指示计算机执行某种操作的命令，它由一串二进制数码组成，这串二进制数码包括操作码和地址码两部分。操作码规定了操作的类型，即进行什么样的操作；地址码规定了要操作的的数据存放在什么地址中，以及操作结果存放到哪个地址中去。
常见的指令系统：复杂指令系统CISC和精简指令系统RISC。
“存储程序工作原理”：
计算机能够自动完成运算或处理过程的基础是“存储程序”工作原理。是由美籍匈牙利科学家冯诺依曼提出来的，故称为冯诺依曼原理，其基本思想是存储程序与程序控制。
计算机的工作的过程：
①取指令②分析指令③执行指令④上述步骤完成后，指令计数器加1，为执行下一条指令做好准备。

1.4.2计算机硬件系统

部件和设备依据计算机系统结构的要求构成一个有机整体，称为计算机硬件系统。
未配置任何软件的计算机叫裸机，装了操作系统的就不是裸机。
硬件系统五大组成部分：输入设备、输出设备、存储器、控制器、运算器。
输入设备：将外部数据导入到计算机中。鼠标、键盘、扫描仪、数字化仪、条形码阅读器、数码相机、A/D转化器等。
输出设备：从计算机中输出信息的设备。显示器、打印机、音箱、绘图仪、各种数/模转换器(D/A)等。
存储器：是计算机中用于存放程序和数据的部件，并能在计算机运行过程中高速、自动地完成程序或数据的存取。存储器由具有两种稳定状态的物理器件（也称为记忆元件）存储信息，两种稳定状态分别表示为0和1.存储器由成千上万个存储单元构成，每个存储单元存放一定位数的二进制数，并且都有唯一的编号，称为存储单元的地址。存储单元是基本的存储单位。存储器分为内存和外存。
内存包括只读存储器ROM、随机存储器RAM、高速缓存cache。ROM用于存放固定的程序和数据，断电后可长期保存，容量较小，一般存放系统的基本输入输出系统；RAM既可读出信息又可写入信息，断电后所存的信息会丢失；cache是介于RAM和CPU之间的高速小容量存储器。
外存存储速度缓慢，存储容量大。
运算器：由算术逻辑运算单元和寄存器组成。算术逻辑运算单元用来完成加减乘除四则运算以及与或非和位移操作。寄存器用来提供参与运算的操作数，并存放运算的结果。
控制器：是整个计算机系统的控制中心。运算器和控制器合称为中央处理器（CPU），用最先进的超大规模集成电路技术来制造中央处理器，即CPU芯片。

1.4.3计算机软件系统

软甲=程序+数据+文档
软件系统包括系统软件和应用软件。系统软件包括操作系统、语言处理程序、系统支撑和服务程序。
程序设计语言：机器语言、汇编语言、高级语言（解释型和编译型）。

1.4微型计算机系统

微型计算机分类：

单片机：
将微处理器、一定容量的存储器以及I/O接口电路等集成在一个芯片上，构成单片机。单片机是具有计算机功能的集成电路芯片。

单板机：
将微处理器、存储器、I/O接电路安装在一个电路板上，构成单板机。

PC（Personal Computer个人计算机）：
PC是目前使用最多的一种微机。PC配置有显示器、键盘、硬磁盘、打印机、光盘驱动器，以及一个紧凑的机箱和一些可以插接各种接口板卡的扩展卡槽。

便携式微机：
包括笔记本计算机和个人数字助理PAD。

微机的主要性能指标：
1）主频
即时钟频率，单位是赫兹Hz。
2）字长
字长是指计算机的运算部件能同时处理的二进制数据的位数，它与计算机的功能和用途有很大的关系。
计算机的字长越长，处理信息的效率就越高。
3）内核数
内核数指CPU内执行指令的运算器和控制器的数量。
4）内存容量
内存储器中能存储信息的总字节数。指RAM的容量。
5）运算速度
单位时间内执行的计算机指令数。

主频越高运算速度越快；字长越长运算速度越快；内存容量越大、存取周期越小、运算速度越快。

常见微型计算机的硬件设备
微处理器、存储器、主板、输入输出设备、微机常见总线标准。

存储器分为内存和外存，内存又分为SDRAM和DDR SDRAM两种。外存包括软盘、硬盘、闪存（U盘）、光盘存储器。

总线（Bus）是计算机各功能部件之间传送信息的公共通信干线。

主板是微型计算机系统中最大的一块电路板，有时又称为母版或系统板，是一块带有各种插口的大型印刷电路板，集成有电源接口、控制信号传输线路、数据传输线路、相关的控制芯片。

输出设备有显示系统、打印机、声音系统、
显示系统：是微型机最基本的输出设备，它包括显示器和显示适配器（又叫显卡）。显示系统的性能指标有显示分辨率、颜色质量和刷新速度等，其中最主要的是分辨率和颜色质量。颜色质量是指在某一分辨率下。每一个像素点可以有多少种色彩来描述，单位是位bit。像素是显示器显示图像的最小单位。
打印机分为点阵打印机、喷墨打印机、激光打印机。点阵打印机是击打式，后两个是非击打式。