第一章計算機基本概念和基礎知識

2021-03-04 09:36:40 字數 3831 閱讀 6726

資訊的定義、資訊處理、資訊與資料

圖靈機是研究用機器實現計算過程的理論。

現代電子計算機是根據圖靈機的原理製造出來的。

2023年,美國賓夕法尼亞大學研製成功了世界上第一台電子數字計算機eniac,它標誌著人類從此進入了電子計算機時代。

從第一台計算機誕生到現在的短短50多年中,根據計算機所採用的邏輯元件通常可劃分為:電子管、電晶體、積體電路和大規模積體電路四代。

第一代計算機(1946~2023年)以電子管為邏輯開關元件。

第二代計算機(1958~2023年)以半導體電晶體為邏輯開關元件。

第三代計算機(1965~2023年)採用小、中規模積體電路作為邏輯開關元件。

***計算機(2023年~)使用大規模和超大規模積體電路為邏輯開關元件。

美籍匈牙利數學家馮·諾依曼提出了乙個通用的計算機設計方案的三個重要的思想:

(1)計算機至少應由運算器、控制器、儲存器、輸入裝置、輸出裝置五個基本功能部分組成。

(2)採用二進位制數形式表示計算機的指令和資料。

(3)將程式(一系列指令的集合)和資料放在儲存器中,由程式控制計算機自動執行,即「儲存程式控制」。

未來的計算機將朝著巨型化、微型化、網路化、多**化和智慧型化方向發展。

電子計算機在各個領域的應用可概括為以下幾個方面。

當今大多數計算機不是用於數值計算,而是用於資料處理。例如:計算機應用於企事業的人事管理、工資管理、檔案管理、情報資料管理、人口管理和圖書管理等。

計算機加上感應檢測裝置及模/數轉換器,就構成了自動控制系統。它通過檢測裝置實時地測量某物理量,經過模/數轉換後送入計算機,計算機根據預置的程式對資料進行分析,並採取相應的控制操作,從而實現由計算機控制的自動化的、實時的過程控制。

利用計算機軟體作為輔助工具的計算機系統叫做輔助系統。它包括計算機輔助設計(cad,***puter aided design),計算機輔助製造(cam,***puter aided manufacturing),計算機輔助教學(cai,***puter aided instruction)等。

(1)辦公自動化

(2)電子商務

(3)人工智慧

乙個完整的微型計算機系統是由硬體系統和軟體系統兩個部分組成,如圖1-1所示。

圖1-1 微型計算機系統組成

微型計算機硬體的基本配置由五個部分組成,它們分別是控制器、運算器、儲存器、輸入裝置和輸出裝置。

運算器是對資料進行加工的部件。它在控制器的指揮下對資料進行算術運算和邏輯運算。

控制器是分析指令並發出控制訊號的部件,指揮和控制計算機各部件按時序協調地工作。控制器是計算機的指揮控制中心。

(1)cpu

運算器、控制器和儲存器組成了計算機的主機。人們將運算器和控制器做在乙個半導體晶元上,稱為**處理器(cpu)或微處理器。

1)cpu的型別

8088,80286,80386dx,80486dx;

pentium ⅱ,pentium ⅲ,pentium 4。

2)cpu的效能指標

cpu的主要效能指標有:主頻,記憶體匯流排頻率(cpu與記憶體之間的通訊速度),資料匯流排寬度(決定cpu與二級快取記憶體、記憶體以及輸入/輸出裝置之間一次資料傳輸的資訊量),位址匯流排寬度(決定cpu可以訪問的儲存器的實體地址空間),快取記憶體數目和容量。

人們通常常稱486微機、586微機、pentium ⅲ微機或pentium 4微機,主要根據其所採用的cpu的型號來決定。cpu品質的高低決定了一台計算機的檔次。

(2)主機板

主機板是計算機最基本、最重要的部件之一。計算機的多種部件都安裝在主機板上或通過資料線與cpu聯結,人們把主機板看作計算機硬體系統的「軀幹」。主機板的效能影響著整個計算機系統的速度和穩定性。

主機板上有組成如圖1-4所示:

圖1-4 主機板

1)cpu插座

圖1-5 socket與slot插座

2)晶元組

晶元組的作用是控制和協調計算機的各部件選型。晶元組決定了計算機所支援的cpu型別、記憶體型別、匯流排速度、硬碟介面等關鍵技術配置。晶元組決定了主機板的效能。

3)記憶體插槽

記憶體插槽有simm插槽(已淘汰)和dimm插槽兩種,dimm插槽每邊84線,共有168線,用於安裝同步動態記憶體sdram。

4)外部快取記憶體

設定在主機板上的快取記憶體為外部快取記憶體,容量大約256k~1m,用於緩解cpu與記憶體之間資料傳輸率的差異。

5)bios晶元

bios存放固化的基本輸入/輸出程式、系統設定資訊、通電自檢程式、啟動自舉程式。

6)cmos晶元

cmos晶元中存放系統配置資訊,如系統日期、時間、cpu的型別、硬碟的大小和工作模式、串並口設定等。

7)匯流排擴充套件插槽

匯流排擴充套件插槽用於擴充套件主機板的功能,是主機板匯流排的延伸,用以插接顯示卡、音效卡、網絡卡、modem卡等。主機板通常有4~6個擴充套件插槽。

目前匯流排擴充套件插槽常見的型別有:isa,pci和agp。isa插槽為黑色,pci插槽是白色的短槽,agp是顯示卡插槽。

8)外設介面插座

①軟碟機介面(floppy介面)

②ide介面或eide介面

它們用於連線硬碟驅動器。eide為增強ide介面,是pentium主機板的標準介面,用於連線eide裝置,如硬碟驅動器和光碟驅動器等。

9)序列介面和並行介面

並行埠(lpt)為25針的雙排插座,標註為lpt,通常用於連線印表機。

序列介面(***1和***2)為9針的雙排插座,通常用於連線滑鼠和數據機。

10)usb介面和ps/2介面

圖1-6 ***、lpt、usb、ps/2介面

①usb介面

usb介面又稱為通用序列匯流排。它不是一種新的匯流排標準,而是計算機系統連線外圍裝置(如鍵盤、滑鼠、印表機等)的輸入/輸出介面標準。

乙個usb介面最多可以連線127個裝置,並以極高的速率傳輸資料。usb介面將逐漸取代pc上的串列埠和並口。

②ps/2介面

ps/2是6針圓型介面,它是鍵盤和滑鼠專用的介面。通常在主機板上會有2個ps/2接頭,乙個用來連線鍵盤,另乙個則用於連線滑鼠。

儲存器是計算機的記憶部件,用於存放程式和資料。儲存器分為記憶體儲器和外儲存器兩種。記憶體儲器簡稱記憶體,它位於主機板上。

**處理器(cpu)可以直接訪問記憶體中的資料,而外存中的資料要先讀入記憶體後才能為cpu訪問。

(1)內部儲存器

1)記憶體分類

①按讀寫特性分類

按讀寫特性記憶體儲器通常分為隨機儲存器ram(random access memory)和唯讀儲存器rom(read only memory)。

隨機儲存器ram是一種既可寫入又可讀出資料的儲存器,通常用於存放程式、資料和中間結果。它的特點是計算機剛啟動時沒有資料,一旦寫入資料,只要電源不斷且計算機工作正常,資料就可以保持,斷電後其中的資訊全部消失。ram是使用者可使用的儲存空間。

唯讀儲存器rom是一種只能從中讀取**,而不能以一般方式向其寫入**的儲存器。只要接通電源,rom中固化的資訊就建立好了。rom常用來存放基本輸入輸出程式、系統設定資訊、開機自檢程式和系統啟動自舉程式等。

②按儲存原理分類

按儲存原理ram又分為靜態ram(sram)和動態ram(dram)。

(2)外儲存器

在主機的外部可配置外儲存器,外儲存器屬於外部裝置,外儲存器的特點是容量大、**低,且不受斷電影響,常用於長期儲存大量的資料和程式。常用的外儲存器有軟盤、硬碟、優盤、光碟等。

1)軟盤系統

①軟盤軟盤系統主要由軟盤、軟盤驅動器(軟碟機)、軟碟機訊號線等組成。

當3.5英吋軟盤封口的滑塊開啟,寫保護孔可透光時,處於寫保護狀態,只能讀不能寫。

②軟盤的資料組織

磁軌:磁軌即磁碟上一組同心圓環形的資訊記錄道,它們由外向內編號,高密度盤每面有0~79道。

扇區:每個磁軌又劃分成相等的若干個區域,稱為扇區。每個扇區儲存512個位元組。

③軟盤的儲存容量

第一章計算機基礎知識

一 計算機的基本組成 1 世界上第一台電子計算機 a 時間 1946年 b 名稱 eniac 埃尼阿克 2 計算機的發展 第一代 1946 1958年 電子管 第二代 1959 1964年 電晶體 第三代 1965 1970年 中小規模積體電路 1971年 今 大規模積體電路 微型計算機誕生於197...

第一章計算機基礎知識

主要內容 計算機發展簡介 計算機的特點與應用領域 計算機系統的組成 計算機中資訊的表示 數制間的轉換 計算機病毒 知識要點 一 計算機發展簡介 計算機 puter 俗稱電腦,世界上第一台計算機eniac誕生於1946年在美國的賓夕法尼亞大學。計算機從誕生到現在,根據構成計算機的主要電子元件的不同,可...

第一章 計算機基礎知識

07年4月一級b考點分析第一章.計算機基礎知識 1.1計算機概述 考點1計算機發展簡史 1946年2月日,世界上第一台電子計算機emac在美國賓夕法尼亞大學誕生,它的出現具有劃時代的偉大意義。從第一台計算機的誕生到現在,計算機技術經歷了大型機 微型機及網路階段。對於傳統的大型機,根據計算機所採用電子...