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专升本-计算机公共课考点分析
- 信息技术与计算机文化
- 1.信息与数据
- 2.信息技术
- 3.信息高速公路
- 4.文化的基本属性
- 5.计算机文化
- 6.计算机的起源
- 7.计算机的发展
- 8.计算机的特点
- 9.计算机的分类
- 10.计算机的应用
- 11.计算机的发展趋势
- 12.数制的定义
- 13.常用的进位计数制
- 14.数制的转换
- 15.算数运算和逻辑运算
- 16.计算机中数据的单位
- 17.数值的表示
- 18.文字信息的表示
- 19.计算机系统的定义
- 20.计算机硬件系统
- 21.计算机软件系统
- 22.程序设计语言
- 23.微型计算机的分类
- 24. 微型计算机的主要性能指标
- 25.常见的微型计算机硬件设备
- 补充
信息技术与计算机文化
1.信息与数据
- 信息的功能是消除事物的不确定性
- 信息是自然界中普遍存在的一切物质和事物的属性
- 数据是指存储在某种媒体上可以加以鉴别的符号资料
- 数据是信息的 具体表现形式 ,是信息的载体。
- 信息是数据的逻辑意义
- 信息在计算机内部以 二进制形式 存储
2.信息技术
-
信息技术是指人们获取、存储、传递、处理、开发和利用信息资源 的相关技术
-
信息技术是可以扩展人类信息功能的技术
3.信息高速公路
- 高速度、大容量、多媒体的信息传输干线,称为“信息高速公路”
- 信息高速公路是指 国家信息基础设施
4.文化的基本属性
- 文化的基本属性:广泛性、传递性、教育性、深刻性
5.计算机文化
- 计算机文化:以计算机为核心,集网络文化、信息文化、多媒体文化于一体,对社会生活和人类行为产生广泛、深远影响的新型文化
- 人类文化发展的四个里程碑:
- 语言的产生
- 文字的使用
- 印刷术的发明
- 计算机文化(内容更深刻,影响更广泛)
6.计算机的起源
- 英国数学家 查尔斯·巴贝奇 被称为计算机之父
- 1946年美国 宾夕法尼亚大学 正式运行第一台电子计算机 ENIAC
7.计算机的发展
- 根据计算机采用的主要 元器件 不同,将电子计算机的发展分为四代
- 第一代(1946~1956年):电子管计算机,也叫“真空管计算机”,采用机器语言和汇编语言,主要用于科学计算
- 第二代(1956~1964年):晶体管计算机,主要用于数据处理
- 第三代(1964~1971年):集成电路计算机:高级语言得到发展出现操作系统和会话式语言
- 第四代(1971年至今):超大规模集成电路计算机:开始了计算机网络时代
- 对于新一代计算机来说,最基本的元件是芯片。芯片制造技术的不断进步,是推动计算机技术发展的最基本的动力之一
- 我国从1956年开始研制计算机,1958年第一台电子管计算机,1964年,晶体管计算机,1971年集成电路计算机,1983年巨型计算机
- ENIAC不是存储程序控制的计算机
- 第一台投入运行的由 存储程序控制 的计算机是英国人设计并制造的 EDSAC
8.计算机的特点
计算机具有运算速度快、计算精度高、存储容量大、工作自动化、通用性强和具有逻辑判断能力等特点
9.计算机的分类
根据处理的对象、用途和规模不同,可有不同的分类方法
- 根据处理的对象划分:模拟计算机、数字计算机、混合计算机
- 根据计算机的用途划分:专用计算机、通用计算机。
- 根据计算机的规模化分:举行计算机、大型计算机、小型机、微型机、工作站等
衡量计算机规模的主要技术指标:
字节、运算速度、存储容量、输入和输出能力、价格高低。
10.计算机的应用
- 科学计算:科学和工程中的数值计算,是计算机最早的应用领域(天气预报)。
- 信息管理:以计算机技术为基础,对大量数据进行加工处理,形成有用信息。应用于 办公自动化、事务处理、情报检索、企业管理和知识系统等领域,是计算机应用最广泛的领域。
- 过程控制:又称“实时控制”,用计算机及时采集检测数据,按最佳值对控制对象进行自动控制或自动调节,在冶金、石油、化工、纺织、水电、机械和航空等部门得到广泛应用。
- 人工智能:可以代替人脑的部分功能。
- 计算机网络与通信:利用通信技术,将不同地理位置的计算机互联,实现世界范围内的信息资源共享,并能交互式的交流信息
- 多媒体技术应用系统:利用计算机、通信等技术将文本、图像、声音、动画、视频等多种形式的信息综合起来,使之建立逻辑关系,并对其进行加工处理的技术。
- 嵌入式系统。
- 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(CAE)
- 计算机辅助教学(CAI)
- 计算机辅助测试(CAT)
- 计算机管理教学(CMI)
- 计算机集成制造系统(CIMS)
11.计算机的发展趋势
- 巨型化:向着计算速度更快、存储量更大、功能更强大的方向发展。是一个国家科学技术和工业发展水平的重要标志。
- 微型化:利用微电子技术和超大规模集成电路技术,体积缩小,价格降低。微型化成为发展的重要方向
- 网络化。
- 智能化:具有模拟人的感觉和思维过程的能力。
12.数制的定义
- 用进位的原则进行计数称为“进位计数制”,简称“数制”
- 数码:一组用来表示某种数制的符号
- 基数:数值所使用的 数码个数 称为“基数”或“基”,常用“R”表示,称为“R进制”
- 位权:指数码在不同位置上的权值。
13.常用的进位计数制
- 十进制、二进制、八进制、十六进制
- 对应关系
十进制 | 二进制 | 八进制 | 十六进制 | 十进制 | 二进制 | 八进制 | 十六进制 |
---|---|---|---|---|---|---|---|
0 | 0 | 0 | 0 | 9 | 1001 | 11 | 9 |
1 | 1 | 1 | 1 | 10 | 1010 | 12 | A |
2 | 10 | 2 | 2 | 11 | 1011 | 13 | B |
3 | 11 | 3 | 3 | 12 | 1100 | 14 | C |
4 | 100 | 4 | 4 | 13 | 1101 | 15 | D |
5 | 101 | 5 | 5 | 14 | 1110 | 16 | E |
6 | 110 | 6 | 6 | 15 | 1111 | 17 | F |
7 | 111 | 7 | 7 | 16 | 10000 | 18 | 10 |
8 | 1000 | 10 | 8 | 17 | 10001 | 19 | 11 |
两种数制表示方法:
- 把数子用括号括起来,加数制的下标。如(10) 16
- 用进位制的字母符号表示:B(二进制)、O(八进制)、D(十进制)、H(十六进制)
14.数制的转换
15.算数运算和逻辑运算
- 算数运算
- 加法
- 减法
- 乘法
- 除法
- 逻辑运算(二进制)--------0(假)1(真)
- 与(∧):有假为假
- 或(∨):有真为真
- 非:真为假,假为真
- 异或:有假有真才为真
16.计算机中数据的单位
- 位(bit):也称 “比特” ,简记为b,是计算机存储数据的最小单位。
- 字节(byte):简记为B 规定 1 B = 8 bit。字节是存储信息的基本单位。
- 字(Word):计算机处理数据时,CPU通过数据总线一次存取、加工和传送的数据称为 “字”,计算机的运算部件能同时处理的二进制数据的位数称为 “字长”,字长是衡量计算机性能的一个重要指标。字长越长,速度越快,精度越高。不同微处理器的字长是不同的,常见的微处理器字长有8位、16位、32位和64位。
- 当地址码长度为二进制24位的时候,就意味着地址总线可以有224 种状态,这也意味着存储器的寻址范围是224 个单元。至于每个单元的大小,则要看存储器的具体设计了。如果每个单元只有一个bit,则可以寻址224 个bit;如果每个单元的长度为一个Byte,则可以寻址224个字节;如果每个单元的长度为32位二进制码,则可以寻址(224)*4个字节。寻址范围是16MB
17.数值的表示
- 在计算机中,所有数据都以二进制的形式表示。
- 正负号也用“0”和“1”表示。
- 规定一个数的最高位为符号位,“0”表示正,“1”表示负。这种采用二进制表示形式的连同正负号一起代码化了的数据,在计算机中统称为“机器数”或“机器码”。
- 与机器数对应的用正、负符号加绝对值来表示的实际数值称为“真值”。
18.文字信息的表示
- 计算机处理的对象必须是二进制表示的数据。计算机内部以二进制形式表示和存储数据。
- 数值数据:具有数值大小和正负特征的数据。
- 非数值数据:无数值大小和正负特征的数据。
- 字符编码:ASCII码(美国标准信息交换代码),国际通用信息交换标准代码。ASCII是一种西文机内码,有7位和8位两种,7位称为“标准ASCII码”,8位称为“扩展ASCII码”,7位ASCII码用**一个字节(8位)**表示,规定最高位为0,可表示128个不同的字符。
- 汉字编码:
- 汉字交换码:以国标码为标准。
- 汉字机内码:是计算机内处理文字信息是所使用的汉字代码。对汉字信息的采集、传输、存储、加工运算等各个过程都要用汉字机内码。汉字机内码是计算机内部真正用来存储和处理汉字信息的代码。
- 汉字字形码:将汉字显示到屏幕上或打印到纸上时所需要的图形数据。
- 汉字字形码记录汉字的外形,是汉字的输出形式。记录汉字字形通常有点阵法和矢量法,分别对应两种字形编码:点阵码和矢量码,不同字体、字号的所有汉字字形构成汉字库。
- 汉字输入码:将汉字通过键盘输入到计算机中时采用的代码。也称为“汉字外部码“(外码)
- 根据编码的不同(读音还是字形进行编码)汉字输入码可分为流水码、音码、形码和音形结合码四种
19.计算机系统的定义
一个完整的计算机系统由硬件系统和软件系统两大部分组成,并按照“存储程序”的方式工作。
- 指令:指令是指示计算机执行某种操作的命令,包括操作码和地址码两部分。操作码规定了操作的类型,地址码规定了要操作的数据(操作对象)以及操作结果的存放地址。
- 一台计算机需要用到许多指令,这些指令的作用各不相同,所有指令的集合称为“计算机指令系统”,计算机系统不同,其指令系统也不同,常见的指令系统由复杂指令系统(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。存储程序工作原理是冯·诺依曼提出来的,故称“ 冯·诺依曼原理”,基本思想是存储程序与程序控制
- 计算机的工作过程:计算机系统的各个部件之所以能够有条不紊地进行协调的工作,都依赖于控制器的控制,计算机的工作过程可以归结为一下几步:取指令、分析指令、执行指令。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。
- 计算机执行一条指令需要的时间称为指令周期
- 为解决某一特定问题而设计的指令序列称为程序
20.计算机硬件系统
冯诺依曼提出的存储程序工作原理决定了计算机硬件系统由五个基本组成部分组成,即运算器、控制器、存储器、输入设备和输出设备。
- 输入设备:常见的输入设备有 鼠标、键盘、扫描仪、数字化仪、数码摄像机、条形码阅读器、数码相机和A/D转换器。
- 运算器:运算器由算术逻辑运算单元和寄存器组成。运算器是计算机中执行数据处理指令的器件。
- 控制器:控制器是整个计算机系统的控制中心,指挥计算机各部分协调工作,保证计算机按照预先规定的目标和步骤有条不紊地进行操作及处理。
- 控制器从内存储器中顺序取出指令,并对指令代码进行翻译,然后向各个部件发出相应的命令,完成指令规定的操作。控制器是指挥和控制计算机各个部件进行工作的“神经中枢”。通常把控制器和运算器合称为“中央处理器”(CPU),是计算机的核心部件。
- 存储器:存储器是计算机中用于存放程序和数据的部件,它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。
- 存储器是具有记忆功能的设备,由具有两种稳定状态的物理器件(也称“记忆元件”)存储信息。记忆元件的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(微机上为8位)的二进制数,每个存储单元都有唯一的编号,称为“存储单元的地址”。存储单元是基本的存储单元,不同的存储单元是用不同的地址来区分的。
- 存储器分为内存储器和外存储器两大类,简称“内存”和外存”。内存又称“主存储器”,外村又称“辅助存储器”
- 内存包括只读存储器(ROM)、随机存储器(RAM)和高速缓存(Cache)。
- 只读存储器(ROM):一般情况下,计算机在工作过程中只能从ROM中读出事先存储的数据而不能改写,ROM中存储的数据在计算机断电后仍能长期保存。ROM的容量较小,一般存放系统的基本输入输出系统(BIOS)
- 随机存储器(RAM):既可读出信息又可写入信息,但断电后RAM中所存的信息就会丢失。微机中的内存一般指RAM
- 高速缓存(Cache):Cache是介于内存和CPU之间的高速小容量存储器,全称为“高速缓冲存储器”,简称“缓存”。
- 外存:包括磁盘(硬盘、软盘)、光盘、磁带、闪存等。
- 输出设备:最常用的输出设备是显示器、打印机和音箱,还有绘图仪及各种数/模(D/A)转换器等
- 从信息的输入输出角度来说,磁盘驱动器和磁带机可以看作输入设备,也可以看作输出设备。
21.计算机软件系统
计算机软件通常分为系统软件和应用软件两大类。其中,系统软件一般由软件厂商提供,应用软件是为解决某一为题而由客户或软件公司开发的。
- 系统软件
- 操作系统(核心):操作系统(OS)是一组对计算机资源进行控制与管理的系统化程序集合,它是用户和计算机硬件系统之间的接口,为用户和应用软件提供了访问和控制计算机的桥梁。
- 语言处理程序:用各种程序设计语言编写的源程序,计算机时不能直接执行的,必须经过翻译程序的处理才能执行,这些翻译程序就是语言处理程序,包括汇编程序、编译程序和解释程序等。
- 系统支撑和服务程序:这些程序又称为“工具软件”,如系统诊断程序、调试程序、排错程序、编辑程序、查杀病毒程序等,都是为维护计算机系统的正常运行或支持系统开发所配置的软件系统。
- 数据库管理系统:数据库管理系统主要用来建立存储各种数据资料的数据库,并进行操作和维护。
- 应用软件:为解决计算机各类应用问题而编写的软件称为“应用软件”。
- 计算机软件由文档和程序【数据】组成
22.程序设计语言
程序设计语言主要经历了机器语言、汇编语言和高级语言三个发展阶段。
- 机器语言:机器语言是计算机系统唯一能识别的、不需要翻译直接就可供机器使用的程序设计语言
- 汇编语言:汇编语言是“符号化”的机器语言。汇编语言和机器语言基本上是一一对应的,但在表示方法上做了改进,他用一种助记符来代替操作码,用符号来表示操作数地址(地址码)
- 高级语言:可以分为两类,解释型和编译型
23.微型计算机的分类
微型计算机可分为:单片机、单板机、PC(个人计算机)和便携式微机
24. 微型计算机的主要性能指标
- 主频:即时钟频率,是计算机CPU在单位时间内发出的脉冲数,在很大程度上决定了计算机的运算速度。主频的单位是赫兹(Hz)
- 字长:字长是计算机的运算部件能同时处理的二进制数据的位数,与计算机的功能和用途有很大的关系。计算机的字长越长,计算机处理信息的效率越高,计算机内部所存储的数值精度也越高,计算机所能识别的指令数量就越多,功能也就越强。
- 内核数:随着人类社会对CPU处理效率要求的提高,尤其是对多任务处理的要求的提高,Intel(英特尔)和AMD(超威半导体公司)分别推出了多核心处理器。所谓多核心处理器,简单地说就是在一块CPU、基板上集成两个或两个以上的处理器核心,并通过并行总线将各处理器核心连接起来。
- 内核数:
- 内存容量:内存容量是指内存储器中能存储信息的总字节数。一般来说,内存容量越大,计算机的处理速度越快。
- 运算速度:运算速度是一项综合性的性能指标,其单位是MIPS(每秒106条指令)和BIPS(每秒109条指令)。一般来说,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,运算速度越快,存取周期越小,运算速度越快。
25.常见的微型计算机硬件设备
- 微处理器:微型计算机的CPU也成为“微处理器”,是将运算器、控制器和高速缓存集成在一起的超大规模集成电路芯片,是计算机的核心部件。
- 微型计算机常见总线标准**: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,有导线组成的传输线束。微型计算机中的总线一般分为数据总线、地址总线和控制总线。分别用来传输数据、数据地址及控制信号。
- 主板:主板是微型计算机系统中最大的一块电路板,有时又称为“母板”或“系统板”,是一块带有各种插口的大型印刷电路板(PCB),集成有电源接口、控制信号传输线路(控制总线)和数据传输线路(数据总线)以及相关控制芯片等。
- 主板中最重要的部件之一是芯片组,芯片组是主板的灵魂,它决定了主板所能够支持的功能。
- CMOS芯片:主要用途是储存时间、日期、硬盘参数与计算机配置信息。
补充
- 计算机中使用二进制数的优点:方便计算、易用电器元件实现、可用逻辑代数作为分析设计的工具
- 在计算机中,用来解释、执行程序中指令的部件是控制器
- 计算机的算法具有 可行性、有穷性、确定性和输入/输出。
- 语言翻译软件按分类来看是 系统软件。
- 内存中的每一个存储单元都被赋予一个唯一的序号,该序号称为 存储单元的地址
- 磁盘和硬盘在使用前,都需要格式化。(X)
- 软件就是计算机运行时所需的程序。(X)
- 进制小数的转换
- 十进制转其他进制:小数位 乘 进制(转换后)取整数位 依次排列
- 如:0.25转二进制
- 0.25 x 2 = 0.5 取 0
- 0.5 x 2 = 1 取 1
- 结果为 :0.01
- 其他进制转十进制:小数位 乘 进制的负次方 相加
- 如: (0.10101)2 转十进制
- 1 x 2-1+0 x 2-2+1 x 2-3+0 x 2-4+1 x 2-5 = 0.65625
- 结果为 0.65625
- 十进制转其他进制:小数位 乘 进制(转换后)取整数位 依次排列
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