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信息技术与计算机文化
这是一篇关于信息技术与计算机文化的思维导图，包括信息与信息技术、计算机技术概论、计算机中的信息表示等内容。
编辑于2021-08-28 18:23:37
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信息技术与计算机文化
信息与信息技术
信息与数据
信息
控制论创始人美国数学家维纳认为：信息是我们在适应外部世界，感知外部世界的过程中与外部世界交换的内容
信息论的创始人美国数学家香农认为：信息能够用来消除不确定性的东西。
信息的功能是消除事物的不确定性，把不确定性变为确定性
一般认为，信息是自然界，人类社会和人类思维活动中普遍存在的一切事物和物质的属性
数据
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
同一个信息可以用不同形式的数据表示
从信息科学的角度来看，信息与数据是不等同的，数据是信息的具体表现形式，是信息的载体，而信息是对数据加工后得来的结果。
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
此现代信息处理技术中，传感技术，计算机技术，通信技术和网络技术是主导技术，计算机技术起到了关键作用。
信息处理的每一个过程都是由计算机直接或间接参与完成的
在使用计算处理信息时，必须将要处理的有关信息转换成计算机能识别的符号。
信息的符号化就是数据，所以数据是信息的具体表现形式
信息社会
四次信息革命
语言的产生
造纸和印刷术的应用
广播和电视的发明
全球性电话网络普及
信息高速公路
高速度，大容量，多媒体的信息传输干线
高速数据网
以光缆为信息传输干线，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，信息资源已成为与物质和能源同等重要的第三资源
计算机文化内涵
文化
观念和价值是文化的核心
是经济基础，上层建筑和意识形态的复合体，所以文化是人类在物质和精神量两方面具有整体性的创造力的表现，是人类创造一切物质和精神的总和，也是人类进步的标志
基本属性
广泛性
涉及全社会每一个人，每一个家庭，又涉及全社会的每一个行业和每一个应用领域
传递性
这种事物具有传递信息和交流思想的功能
教育性
这种事物成为存储知识和获取知识的手段
深刻性
这种事物的普及给社会带来深刻的影响
计算机文化
20世纪80年代，在瑞士洛桑召开的第三届世界计算机教育大会提出
所谓计算机文化，就是集网络文化，信息文化，多媒体文化于一体，对社会和人类行为产生广泛深远影响的新型文化
计算机文化是人类文化进展的四个里程碑之一
语言的产生
文字的
印刷术的发明
计算机文化
计算机文化的真正内涵是具有计算机信息处理能力
计算机技术概论
计算机的起源和发展
起源
1642年，布莱斯•帕斯卡发明机械计算机
英国数学家布尔天天符号逻辑思想
英国数学家查尔斯•巴贝奇
最先提出通用数字计算机的基本设计思想
于1822年设计了一台差分机
于1832年设计了一种基于计算自动化的程序控制分析机，在该机的设计中，提出了几乎完整的计算机设计方案，被称为计算机之父
第一台真正意义上的电子计算ENIAC于1946年在美国宾夕法尼亚大学投入运行其研制者是莫克莱和埃克特
发展（人们根据计算机所采用的主要元器件不同，将计算机分为四代）
第一代：电子管计算机（真空管计算机），其主要逻辑元件是电子管，程序设计语言采用机器语言和汇编语言，这个时候计算机主要用于科学计算，代表机型：ENVAC.UNIVAC.IBM701
第二代：晶体管计算机，主要逻辑元件是晶体管，出现了ALGOL.FORTRAN和COBOL等高级程序设计语言，应用领域增至数据处理，出现了程序员，整个软件行业由此诞生，代表机型：IBM7094.Honeywell800
第三代：集成电路计算机，主要逻辑元件是中小规模集成电路，计算机开始应用到各个领域，代表机型：IBM360系列，DEC公司的PDP系列小型机
第四代：超大规模集成电路计算机，主要逻辑元件是大规模或超大规模集成电路，第四代机操作系统不断完善，微型机在家庭中得到普及，开始了计算机网络时代
新一代计算机
（计算机中最基本的元件是芯片）
量子计算机
分子计算机
生物计算机
超导计算机
光计算机
我国计算机发展历程
1956年开始研制计算机
1958年研制出第一台电子管计算机
1964年研制出晶体管计算机
1971年研制称集成电路计算机
1983年研制成每秒运算1亿次的银河-1系列，并先后开发了银河，曙光，深腾和神威系列高性能计算机
计算机的特点
运算速度快
计算机的运算部件采用的是电子元件，其运算速度是其他计算工具所不能比拟的
计算机精度高
计算机的计算精度取决于计算机的字长，而非取决于它所用的电子元件的精度。计算机的计算精度理论上不受限制，一般能达到15位有效数字
存储容量大
计算机的存储性是计算机区别于其他计算工具的重要特征
具有逻辑判断能力
借助逻辑运算，可以让计算机作出逻辑判断，分析命题是否成立，可根据命题成立与否采取相应的对策
工作自动化
计算机内部的操作运算是根据人们预先编制的程序自动执行的
通用性强
通用性是计算机能应用于各种领域的基础
计算机的分类
根据处理对象分为
模拟计算机）
专用于处理监狱的电压，温度，速度等模拟数据的计算机，特点是参与运算的数值用不间断的连续量表示，其运算过程是连续的。由于受元器件质量影响，其计算精度较低，应用范围较窄。
数字计算机
用于处理数字数据的计算机，特点是数据处理的输入和输出都是数字量，参与运算的数值用非连续的数字量表示，具有逻辑判断等功能
根据计算机用途划分
通用计算机
适用于解决一般问题，适应性强，应用面光，如科学计算，数据处理和过程控制，但其运行效率，速度和经济型依据不同的应用对象会受到不同程度的影响
专用计算机
用于解决某一特定方面的问题，配有解决某一特定问题而专门开发的软件和硬件，应用于如自动化，工业仪表和军事等领域，专用计算机以应用为中心，对功能，可靠性，成本，体积和功耗等综合性严格控制，具有软件代码小，高度自动化，响应速度快等特点特别适合与要求实时的体系，但它的适应性差，不适用于其他方面。（嵌入式系统就是一种典型的专用计算机，一般采用非pc系统，是有计算机功能但不称为计算机的设备或器材）
韩根据计算机规模划分 用计算机的一些主要技术指标来衡量 如：字长，运算速度，存储容量，输入和输出能力，价格高低
巨型机
又称超级计算机，在一定时期内运算速度最快，存储容量最大，体积最大，造价最高，主要应用于国防领域，如模拟核爆炸，密码破译，天气预报，核能探索，地震探测及洲际导弹和宇宙飞船的研究
大型机
硬件配置高档，性能优越，可靠性好，具有较快的运算速度和较大的存储容量，但是价格高昂，主要用于金融证券等大中型企业数据处理或用作网络服务器
小型机
面向中小企业，适合用作中小企业或学校等单位的服务器
工作站
面向专业应用领域，具备强大的数据运算与图形，图像处理能力的高性能计算机。主要用于：工程设计，动画制作，科学研究，软件开发，金融管理，信息服务和模拟仿真等专业领悟
计算机的应用
科学计算
计算机应用最早的领域，如混沌系统，孤粒子
信息管理
以计算机技术为基础，对大量数据进行加工处理，形成有用的信息。信息管理是对非数值形式的数据处理。信息管理是计算机应用最广泛的领域
过程控制（实时控制）
指计算机及时采集检测数据，按最佳值迅速对控制对象进行自动控制或自动调节。主要应用于冶金，石油，化工，纺织，水电，机械和航天等部门得到广泛应用
计算机辅助系统
CAD-计算机辅助设计
CAM-计算机辅助制造
CBE-计算机辅助教育
CAI-计算机辅助教学
CMI-计算机管理教学
CAT-计算机辅助测试
CIMS-计算机集成制造系统
人工智能
专家系统，自然语言理解，博弈和机器人
计算机网络通信
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，并能交互式地交流信息，一线连五洲（目前，基于internet的物联网技术是新一代信息技术的重要组成部分，目的是实现物与物，物与人，所有物品与网络的连接，方便识别，管理和控制）
多媒体应用技术
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，是之建立逻辑关系并进行加工处理的技术
嵌入式系统
以应用为中心，以计算机技术为基础，软硬件能灵活变动以适应所嵌入的应用系统，对功能，可靠性，成本体积和功耗等有严格的要求的专用计算机系统
计算机的发展趋势
巨型化
微型化
微型计算机也进入了大量的仪器，仪表，家用电器等小型仪器设备中
网络化（网格化）
网格计算（分布式计算）
把整个互联网虚拟成一台空前强大的一体化信息系统，犹如一台巨型机，在这个动态变化的网络环境中，实现计算资源，存储资源，数据资源，信息资源，知识资源，专家资源的全面共享
云计算
一种基于计算机网络的计算技术通过网络把多个成本较低的计算实体整合成一个具有强大计算能力的完美系统，并借助先进的商业模式把这个强大的计算能力提交给终端用户
普适计算
无所不在，随时随地，可以进行计算的一种方式，无论何时何地，只要需要，就可以通过某种设备访问所需的信息
智能化
使计算机具模拟人的感觉和思维过程的能力，如模拟识别，物型分析，自然语言的生成和理解，博弈和定理自动证明，自动程序设计，专家系统，学习系和智能机器人（机器人是下一个普及到家庭的电器产品）
计算机中信息的表示
信息表示
三个基本的特点
存一个基本的有限符号集
不同符号有明显差别
存一组规则，按照规则可以将基本符号组成更复杂的结构
同一种信息可以用不同的符号系统的符号来表示
数制及其转换
数制：用进位原则统计数的方法
数码：表示某种数制的符号
基数：数制中数码的个数
位权：数码在不同位置上的权值
二进制逻辑运算
与运算
遇0则0，都是1才为1
或运算
遇1则1，都是0才为0
非运算
取反运算
异或运算
相同为0，不同为1
信息的编码
计算机中数据的单位
位（bit）简记为b，是计算机存储数据 最小单位
字节（byte）简记为B，计算机存储数据的基本单位，1B=8bit，微机中的存储器是由一个个存储单元构成，每个存储单元就是一个字节，其存储器的容量也是用字节数来度量
1kb=2十次方b 1mb=2的二十次方b 1gb=2三十次方b 1tb=2四十次方b
字（word） 计算机处理数据时，cpu通过数据总线一次存取，加工和传送的数据叫字。
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。一个字长通常由一个字节或若干个字节组成。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。不同的微机处理器的字长是不同的，常见的微机处理器字长由8为，16位，32位和64位
数值的表示
计算机中，所有的数据都以二进制形式表示，数的正负号用0或1表示
通常规定一个数的最高位作为符号位，0表示正，1表示负
这种采用二进制表示形式的连同数符一起代码化的数据，在计算机中称为机器数或者机器码，而与级气球对应的用正负号+绝对值来表示的实际数值称为真值
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 具有数值大小和正负特征的数据称为数值数据 文字，声音，图形等数据等无数值大小和符号特征叫非数值数据（又叫字符或符号数据）
字符编码
目前采用的主要是ASCII码，即美国标准信息代码（American standard code for information interchange）ASCII码是一种西文机内码，有7位ASCII码和8位ASCII码，用一个字节表示一个字符，并规定其最高位是0，实际只用到7位，因此可以表示128个不同的字符，对于同一个字母的ASCII码值，小写字母比大写字母大32。
汉字编码
汉字交换码
由于汉字数量极多，一般用两个连续的字节表示一个汉字
1980年，我国颁布第一个汉字编码字符集，即《信息交换汉字编码字符集基本集》（GB2312-80），简称国标码
2000年，GBK2312-80取代GBK1.0成为正式的国家标准，总共收录了27484个汉字
汉字机内码 机内码是计算机处理汉字信息时所用的汉字代码 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
国标码不能直接在计算机中使用，因为他没有考虑与基本的信息交换代码ASCII码的冲突
为了区分汉字与ASCII码，在计算机内部表示汉字时，把交换码的两个字节最高位改为1，称为汉字机内码，房某字节最高位是1时，必须和下一个最高位同样是1的字节合起来表示一个汉字，而某字节最高位是0时，代表一个ASCII码字符
汉字字形码 汉字字字形码是用来将汉字显示到屏幕或打印到纸上所需要的图形数据，是汉字的输出形式
点阵码
用点阵来表示汉字字形的编码 特点：字形点阵构成和输出简单，但是信息量很大，占用的存储空间非常大 一个16×16点阵的汉字要占用32个字节，一个32×32点阵的汉字要占用128个字节 另外点阵码缩放困难，且容易失真
矢量码
这种字体容易放大缩小且不会出现锯齿边缘，可以任意放大缩小甚至变形，屏幕上看到的字形和打印输出的效果完全一致，且节省空间
汉字输入码 将汉字通过键盘输入到计算机中采用的代码称为汉字输入码（汉字外部码） 键盘是主要的汉字输入方法 汉字输入码的编写原则应该是易武于接受，学习，记忆和掌握，重码少，码长尽可能短
流水码
音码
智能abc，微软拼音，搜狗拼音，谷歌拼音
音码借助汉语拼音编码，重码多，单字输入慢，但容易掌握
形码
五笔字形
重码少，单字输入速度快，学习和掌握较困难
音形结合码
计算机系统(硬件系统和软件系统组成)
计算机工作原理
指令 （指示计算机某种操作的命令，由一串二进制数码组成）
操作码 （规定了操作的类型，进行什么操作）
地址码（规定要操作的数据存放在什么地址以及操作结果存放到哪个地址）
计算机指令和数据都是由二进制形式编码，只需要两个状态，即0和1，系统简单稳定，物理容易实现
所有指令的集合称为计算机指令系统
复杂指令系统（CISC）
X86系列的cpu
精简指令系统（RISC）
指令格式统一，种类较少寻址方式也少，处理速度提高 一般中高档服务器，工作站采用RISC
存储程序工作原理（计算机能自动完成运算或处理过程的基础）
程序控制（指计算机运行时能自动地逐一取出程序中的一条条指令，并加以分析和执行规定的操作）
存储程序（人们事先把计算机的执行步骤序列（程序）和运行所需的数据通过一定的方式输入并存储在计算机的存储器中
补充1：计算机发展到第四代，其工作原理没有改变。
补充2：计算机在运行过程中，有两种信息在流
数据流（在程序运行前已经预先送至内存中，在运行程序时数据被送往运算器参与运算，指令被送往控制器）
原始数据
指令
控制信号（由控制器根据指令的内容发出，指挥计算机各部件执行指令规定的各种操作或运算，并对控制流程进行控制）
计算机的工作过程（计算机能有条不紊的协调工作，都是在控制器的控制下完成的）
1.取指令
按照指令计数器中的地址从内存储器中取出指令，并送到寄存器中
2.分析指令
对寄存器中的指令进行分析，确定执行什么操作，并有地址码确定操作数的地址
3.执行指令
根据分析的结果由控制器发出完成该操作所需的一系列控制信号，去完成该指令要求的操作
4.上述步骤完成后，指令计数器+1为执行下一条指令做准备
计算机硬件系统 （由电子，机械，光电元件等组成的各种计算机部件和计算机设备） 未配置任何软件的计算机叫裸机，是计算机完成工作的物质基础
输入设备
功能：把原始数据和处理数据的程序转换为计算机能识别的二进制代码，通过借口输入到计算机存储器中，供cpu调用和处理
常用的输入设备：鼠标，键盘，扫描仪，数字化仪，数码摄像机，条形阅读器，数码相机，A/D转换器
运算器
由算数逻辑单元（ALU）和寄存器组成，算术逻辑运算部件完成加减乘除等四则运算和与或非。寄存器用来提供参与运算的操作数，并存放运算的结果 运算器是计算机用来执行数据处理指令的器件，运算器负责对信息加工和运算，它的速度决定了计算机的运算速度
控制器
整个计算机系统的控制中心，指挥计算机各部件协调工作，保证计算机按预先规定的目标和步骤进行操作和处理
控制器从内存储器中顺序的取出指令，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。一方面向各个部件发出执行指令的命令，另一方面又接受执行指令部件想控制器发回的有关指令执行情况的反馈信息，根据这些信息决定下一步发出哪些操作命令
控制器是指挥和控制计算机各部件进行工作的神经中枢
通常把控制器和运算器合成为CPU，工业生产中采用先进的超大规模集成电路技术来制造中央处理器，机cpu芯片，它是计算机的核心部件，它的工作速度等性能对计算机的整体性能有决定性影响
存储器
计算机用于存放程序和数据的部件，并在计算机运行过程中高速自动的完成程序或者数据的存取
存储器是具有记忆功能的由具有两种稳定状态的物理器件存储信息，两种状态分别是0和1。
存储器由成千上万个存储单做构成，每个存储单元存放一定的位数的二进制数，每个存储单元有唯一的编号，称为存储单元的地址。
存储单元是最基本的存单单位，不同的存储单元是用不同的地址来区分的
计算机采用按地址访问的方式到存储器中存数据和取数据
存储器的存取速度是计算机系统的一个非常重要的性能指标
分类
内存储器（主储存器）
内存是cpu可以直接访问的存储器，是计算机的工作存储器，当前正在运行的程序和数据都必须存在在内存中 （内存和cpu一起构成了计算机的主机）
只读存储器（ROM）ROM中的数据或程序一般是在将ROM装入计算机前事先写好的。 一般情况下，计算机工作过程中只能从ROM中读出事先存储的数据，而不能改写。 ROM常用于存放系统基本输入输出系统（BIOS）
随机储存器（RAM）RAM的容量比ROM要多，cpu从RAM中即可以读出信息又可以写入信息，但断电后所存信息会丢失
微机中的内存一般指RAM，常见的内存：SD RAM. DDR SD RAM
高速缓存（cache）协调cpu和RAM的速度差，cache介于内存和cpu之间，高速小容量，一般称之为缓存
外存 外存是主机的外部设备，存取速度比内存慢的多，用来存储大量的暂时不参加运算或处理的数据和程序，一旦需要，可以成批的与内存交换信息，外存是内存储器的后备和补充，不能和cpy直接交换数据
外储存器（辅助储存器
输出设备
指从计算机中输出信息的设备，功能是将计算机处理的数据，计算结果等内部信息转换成人习惯接受的信息形式，然后输出。
最常用的输出设备是显示器，打印机，音箱，绘图仪，磁带机，数模转换器（D/A)
从信息的输入输出角度来说，磁盘驱动器和磁带机，即可以看做输入设备，也可以看做输出设备。
计算机软件系统 （输入计算机的信息有两种，一类称为数据，一类称为程序） 计算机通过执行程序规定的各种指令来处理各种数据的
软件是计算机运行所需要的程序，数据和有关文档的总和。
计算机软件基础 软件的作用：对计算机硬件资源的有效控制与管理，提高计算机资源的使用效率，协调计算机各组成部分的工作，并在硬件提供的基本功能的基础上扩展计算机的功能，提高计算机实现和运行各类应用任务的能力。
系统软件（一般由软件厂商提供，是管理，监控和维护计算机资源，开发应用软件的软件，居于计算机系统中最靠近硬件的一层）
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的集合，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硬件的桥梁
操作系统是直接运行在裸机上最基本的系统软件，任何其他软件必须在操作系统的支持下才能运行
主要作用；管理计算机和使用计算机，所以操作系统一方面管理，控制和分配计算机的软硬件资源，另一方面组织计算机的工作流程
语言处理程序
例如:汇编语言，Fortran.Delphi.c++.VB.和Java等编写的源程序，计算机无法直接执行，必须经过翻译，这些翻译程序就是语言处理程序，其基本功能就是把面相用户的高级语言或汇编语言编写的源程序翻译成机器可以执行的二进制语言程序
汇编：对汇编语言程序
编译或解释：对高级语言
包括：汇编程序，编译程序，解释程序
系统支撑和服务程序（工具程序）
如：系统诊断程序，调试程序，拍错程序，编辑程序，查杀病毒程序
为维护计算机系统的正常运行或系统开发所配置的软件系统
数据库管理系统
用来建立存储各种数据资料的数据库，并进行操作和维护。
常见的：微机上的Foxbase+.foxpro.access.和大型数据库管理系统Oracle.db2.sybase.SQL server.他们都是关系型数据库管理系统
应用软件 （为解决计算机各类应用问题而编写的软件，有很强的实用性）
办公类：office.wps.谷歌.Photoshop.illustrator
三维动画软件：3Dsmax.Maya.
即时通讯软件：qq.UC.skyep.
为完成某一特定任务，针对某行业，某用户的特定需求而专门开发的软件，如某个公司的管理系统
程序设计语言
程序（程序=算法+数据结构）
程序设计基础
算法（有限个步骤组成的用来解决问题的具体过程，实质是反应解决问题的思路） 算法包括数值运算和非数值运算 非数值运算：检索信息，表格处理，判断和决策，逻辑演绎
算法的特点
1.有穷性：算法必须在执行有限个步骤后结束
2.确定性：算法的每个步骤都必须明确的定义，不应该产生二义性
3.可行性：每个算法都可以有效的执行，并能得到确定的结果
数据结构 （是从问题中抽象出来的数据之间的关系，代表信息的一种组织方式，反应一个数据的内部结构） 数据结构有逻辑上的数据结构和物理上的数据结构之分
逻辑上：反映各数据项之间的逻辑关系
物理上：反映在计算机内部的存储安排
求解简单的数值问题时，涉及的数据量少，数据逻辑简单，可以很少考虑数据结构的问题，但当涉及图表的复杂信息结构或涉及大量数据处理时，就必须考虑数据结构的问题。 所以数据结构是信息的一种组织方式，目的是提高算法的效率
典型的数据结构
线性表
堆栈
队列
程序设计语言
程序设计语言的三个阶段
机器语言
1.利用硬件提供的机器指令编写程序，用这种机器指令编写的程序是由0和1组成的指令序列，计算机能直接执行 2.机器语言是计算机系统唯一能识别的不需要翻译直接供机器使用的程序设计语言。 3.特点：难度大，直观性差，容易出错，修改和调试不方便，但是能充分发挥硬件功能，程序编写紧凑，程序运行速度快 4.由于不同计算机的指令系统不同，针对某一型号的计算机编写的程序不能在另一台计算机上运行，所以机器语言的通用性和移植性较。
汇编语言
1.汇编语言是机器语言的符号化，基本上和机器语言是一一对应的，但是在表示方式上做了改进，用一种助记符号表示操作数地址（地址码） 2.汇编语言比机器语言哼直观，执行速度快，占用内存空间少，常用语编写系统软件，实时控制程序，经常使用的标准子程序和用于直接控制计算机的外部设备或端口数据输入输出程序 3.汇编语言仍属于面向机器的语言，依赖具体的机器，很难在系统间移植，因此这样的程序编写仍比较困难，可读性也比较差
高级语言
1.用高级语言编写的程序由一系列语句组成，每一条语句可以对应几条机器指令 2.高级语言的书写方式更接近人们的思维习惯，便于阅读和理解，出错时容易检查和修改，给程序调试带来很大的方便 3.高级语言分两类，一类是解释型，一类是编译型
解释程序
用于接受某种程序设计语言编写的源程序，然后对源程序的每天语句逐句进行解释并执行，最后得出结果，所以解释程序对源程序是一边翻译一边执行，是直接执行源程序或源程序的内部形式，并不产生目标程序
编译程序（翻译程序）
将用高级语言编写的源程序翻译成与之等价的用机器语言表示的目标程序，其翻译的过程称为编译
两者的区别
翻译程序将源程序翻译成目标代码，计算机再执行由此产生的目标程序。 解释程序是检查高级语言书写的源程序，然后直接执行源程序所指定的动作。 多数情况下，建立在编译基础上的系统在执行速度上都优于建立在解释基础上的系统。 但是编译程序比较复杂，开发和维护费用较高，但是解释程序比较简单，可移植性好缺点是执行速度慢
计算机按照一定的指令工作，通常一条指令对应一种基本操作。
指令系统：计算机所能实现的全部指令的集合
程序：解决某一具体问题的指令序列
数据：程序处理的对象
文档：与程序的研制，维护和使用有关的资料
微型计算机系统
微型计算机的分类（按性能，结构，技术特点划分）
单片机
将微处理器（cpu），一定容量的储存器，I/O接口电路 集成在一个芯片上
特点：体积小，功耗低，使用方便，但存储容量小
一般用于：专用机器，控制仪表，家用电器
单板机
将cou存储器，I/O接口电路安装在印刷电路板上 这块板上还有键盘，液晶显示器
特点：价格低廉且易于扩展
一般用于：工业控制，计算机终端，电子秤
PC机
使用最多的一种微机
便携式微机
包括笔记本计算机和个人数字助理（PDA）
微机的主要性能指标
主频
时钟频率，计算机cpu在单位时间内发出的脉冲数，决定了计算机运算速度，单位是：Hz
字长
计算机运算部件能同时处理的二进制数据的位数，字长越长，精度越高，速度越快，指令越多，功能越强
内核数
多核就是在一块cpu基板上集成两个或两个以上的处理器核心，通过并行总线将各处理器核心连接起来 多核心处理技术的推出，提高了cpu的多任务处理性能，成为市场主流
内存容量
内存储器（PAM）能存储信息的总字节数，一般能存容量越大，计算机处理速度越快
运算速度
一般，主频越高，运算速度越快，字长越长，内存容量越大，存取周期越小，其运算速度越快 单位有两个
BIPS 10的9次方
MIPS 10六次方
微型计算机的硬件设备
微处理器（CPU）
将运算器，控制器和cache集成在一起的超大规模集成电路芯片 在计算机系统中，cpu发展最快，其芯片上电路数目每18个月翻一番，这就是摩尔定律
存储器
内存（提高了计算机的运行效能，内存与cpu构成主机） 特点：（容量小，可靠性低，价格高，断电后信息丢失）
SDRAM 同步动态随机存储器
DDR SORAM（简称：DDR）双倍数据传输速率同步动态随机存储器
外存 特点：容量大，可靠性高，价格低，断电后信息永久保存
按存储介质的不同氛围
磁表面存储器
磁盘
软盘： 软盘上有写保护口，写保护口处于保护状态时，只能读取信息，不能写入 防止擦除和重写数据，也能防止病毒入侵
硬盘 ：微机上最重要的外存储器
固态硬盘：采用闪存颗粒，读写速度有优势
机械硬盘：磁性碟片，价格上有优势
混合硬盘：用的较少
磁带
光存储器
半导体存储器（闪存）
闪存：作为存储介质的半导体集成电路制成的电子盘成为主流可移动外存（U盘）数据读取速度快，重量轻，体积小，可靠性高
光盘存储器：
只读光盘（CO–ROM,DVD）
追记型光盘（CD–R,WORM）
可改写型光盘（CD-RW,MO）
总线（Bus：计算机各功能部件之间传送信息的公共通信干线）
数据总线（传输数据）
地址总线（传输数据地址）
控制总线（传输控制信号）
PCI总线：PCI总线与cpu之间没有直接连接，而是通过桥接芯片组电路连接，最大传输速率：132MB/s
AGP总线：即加速图形端口，显卡专用的局部总线，使图形加速硬件与cpu和系统存储器之间直接连接，无须灵魂PCI总线，提高了实际数据传输速率，和随机访问内存时的性能
USB总线：即通用串行总线，连接外设简单，支持热拨插，成本低，速度快，连接设备多
PCI–EXPRESS总线：采用点对点串行连接，优势是数据传输速率快，最快到10GB/s
主板
微型计算机中最大的一块电路板，又称：母版或系统板
将主机的cpu芯片，存储器芯片，控制芯片，ROMBIOS芯片等各个部分有机组合在一起
主板的灵魂是芯片组，塔决定了主板群能够支持的功能
输入设备
输入输出设备是计算机系统与外界进行信息交流的工具 将原始信息转化成二进制数，以便计算机能处理的设备
键盘和鼠标：最基本的输入设
数码相机：采用光电子技术摄取静止图像，摄取的光信号由电荷耦合器（CCD）变换成电信号，分辨率是数码相机最重要的性能指标，相机内CCD芯片上的光敏元件数量越多，分辨率越高（太空照相采用CMOS管）
输出设备
将计算机内部的信息人们易于接受的形式传送出来的设备， 外部设备与总线和微处理器连接的接口电路称为适配器例如：网卡，显卡，声卡
显示系统
微机最基本的也是必备的输出设备，包括显示器和显示适配器
阴极射线管显示器
液晶显示器：无辐射，体积小，耗电量低，美观
等离子显示器
显示系统的性能指标（最主要的是颜色质量和分辨率）
显示分辨率
颜色质量：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bit
刷新速度
打印机
根据工作原理可分为
点阵打印机
优点：成本低，对纸张质量要求低 缺点：噪声大，速度慢，精度低，不适合打印纸张
喷墨打字机
优点：打印质量高，速度比点阵机快，噪声小 缺点：耗材费用高，对纸张要求较高，喷墨口不容易保养
激光打印机
高精度，高速度，低噪声的非击打式打印机，具有最高的打印质量和最快的打印速度
声音系统
计算机要处理音频信号，必须将模拟信号转换成数字信号（A/D转换） 这个转换过程就是对音频信号的采样和量化，采样精度越高，数字声音越逼真。
采样位数：信号幅度的方向的采样精度
采样频率：时间方向的采样精度
采样频率是指每秒钟对音频信号的采样次数，单位时间内采样次数越多，采样频率越高，数字信号越接近原声
一般来说，采样频率达到40kHz，就可以满足人呢的要求