计算机应用基础

自考之计算机应用基础，总结了计算机的历史、 基本概念、计算机系统、性能指标、信息在计算机中的表示等。

计算机应用基础

• 计算机的历史
  • 发展：算盘-加法器-乘法自动计算机-可进行完整四则运算的通用计算机-差分机-分析机-系列计算机-电式计算机-MARK
    • 记数（手工阶段），计数（机械阶段），计算（电子阶段），算筹（春秋时期，木条），算盘（计算尺）
  • 起源：1642年，机械加法器。1673年，增加“加减乘除”。1822年，“巴贝其差分机”
  • 诞生：1946年2月，美国宾夕法尼亚大学。ENIAC，为军方开发，用于火炮，炮弹。
  • 奠基人
    • 阿兰·图灵。计算机科学之父“图灵机”模型，奠定理论基础。
    • 冯·诺依曼。”计算机之父“采用二进制进行计算，并采用存储程序的工作方式
      • 冯·诺依曼原理：存储程序控制
    • 乔布斯:苹果集团创始人，IMac,Iphone
    • 比尔盖茨：微软创始人
  • 计算机发展的四个阶段
    • 第一代1946-1957年 电子管—体积大，造价高。用于军事，科学研究。
    • 第二代1958-1964年 晶体管—体积小，成本低。科学计算，数据处理
    • 第三代1965-1970年 中，小规模集成电路—操作系统和会话式语言
    • 第四代1971-至今 （超）大规模集成电路—标准化，多样化，通用化
• 基本概念
  • 特点：运算速度快，计算精度高，存储容量大，具有逻辑判断功能，自动化程度高，通用性强。能按照事先存储的程序，自动、高速进行大量数值计算和各种信息处理的现代化智能电子装置
  • 分类
    • 按规模：巨型机，大型机，中型机，小型机，微型机，单片机
    • 按构成器件：电子，光子，量子，生物计算机
    • 按用途：专用计算机，通用计算机
    • 按内部使用电信号：模拟计算机，数字计算机
  • 应用
    • 科学计算：数值计算，最基本的应用领域之一
    • 数据处理：大数据中杂乱无章难以理解的内容中抽取出有价值的数据
    • 实时控制：及时处理，自动控制
    • 计算机辅助设计（CAD）辅助制造（CAM）辅助教育（CBE）辅助教学（CAI)辅助测试（CAT）
    • 人工智能:AI 模拟人类的智能活动
    • 电子商务（EC/EB）：企业与消费者之间：B2C；企业与企业：B2B；消费者与消费者：C2C；线下商务与互联网：O2O；
    • 应用软件
      • 字处理软件:Word,WPS,Microsoft等
      • 电子表格处理：Excel
      • 辅助设计：Autocard,Photoshop,3Dmax等
  • 发展趋势
    • 巨型化，微型化，网络化，智能化
    • 新应用—智能手机，平板电脑，智能家电，云计算，云存储，大数据等
    • 未来计算机—超导计算机，DNA计算机，量子计算机，光计算机，纳米计算机等
• 计算机系统
  • 硬件系统
    • 由运算器，控制器，存储器，输入设备，输出设备五个部分组成
    • 控制器由“程序计数器PC”“指令寄存器IR"“指令译码器ID"”操作控制器OC"时序信号产生器“等组成
    • 裸机
    • 主机
      • 中央处理器（CPU）
        • 运算器ALU
        • 控制器CU
      • 内存储器
        • 主存储器
        • 按读取功能：只读，随机读取；按介质：半导体和磁表面；存储方式：随机和按顺序；按所处位置：内部和外部；按信息的可保存性：非永久记忆和永久记忆；
        • ROM（只读存储器，CPU对它们只读不写，无法修改，断电不丢失）
        • RAM（随机存取存储器，CPU对它们可读可写入数据，断电全部消失）
      • 主板（主机板，系统板和母版）
        • 芯片组：辅助CPU工作的超大规模集成电路
        • 传递信息：总线：控制总线；地址总线；数据总线
        • 传输方式：串行传输；并行传输
    • 外设
      • 外存储器:U盘，光盘，硬盘，软盘
        • USB优点：可以热插拔；携带方便；标准统一；可以连接多个设备
        • 高速缓冲存储器Cache：保存CPU正在运行的程序
        • 主存储器：保存运行和将要运行的程序和数据
        • 外存储器：存放不参与的程序和数据以及长久保存的信息
      • 输入设备：键盘，鼠标，摄像头，扫描仪，麦克风，录音机，光笔
      • 输出设备：显示器，音箱，耳机，打印机
      • 其他设备
  • 软件系统
    • 软件由程序和文档两部分组成。程序是最基本的指令，是软件的主体；文档是对程序的解释和说明；
    • 应用软件
      • 通用：办公软件包，数据库管理系统，计算机辅助设计
      • 专用：各企业的管理信息系统等
    • 系统软件OS
      • 操作系统：DOS,Windows,UNIX,LINUX,OS/2
        • 指令集（指令系统）：指令格式（二进制表示，包括操作码和地址码），指令类型，指令功能。寻址方式等
      • 语言处理程序：C,C++,JAVA,BASIC
        • 程序设计语言：机器语言-汇编语言-高级语言（编译和解释）
      • 实用程序：诊断，排错程序
• 性能指标
  • 简答：1.CPU的性能指标。2.内存容量。3.输入输出数据传输效率
  • 主频：CPU的工作频率（内部时钟频率，微机速度的指标）
  • 外频：系统总线的工作频率（CPU基准频率）
  • 字长：CPU在单位时间内能一次处理二进制数的位数
  • 前端总线FSB频率：影响CPU与内存交换速度
  • 运算速度：微机每秒钟能执行多少条指令
  • 内存容量：内存大小，微机配置的RAM存储器的总字节数
  • 存取周期：对存储器进行一次完整的存取（读/写）操作所需的时间。存取周期越短，存取速度越快
• 信息在计算机中的表示
  • 数制：基本要素-基数和数权
  • 一个二进制数0或1称为bit（比特简写b）—由八位二进制数构成一个Byte（字节，简写B）
    • 1KB=1024B;1MB=1024KB;1GB=1024MB;1TB=1024GB(2的十次方）
  • 字符用七位二进制编码表示—ASCⅡ码，能表示128个不同字符
• 网络地理分类
  • 局域网：地理覆盖范围10KM内，（以太网）
  • 城域网：10-100KM
  • 广域网：100KM以上，城市国家甚至全球
• 运算器，控制器，存储器，输入设备，输出设备五部分组成