导图社区 专升本信息第一章计算机基础知识
这是一篇关于计算机基础知识的思维导图，主要内容包括：计算机技术概论，计算机系统，计算机中信息的表示，微型计算机系统，程序设计语言，信息存储单元，计算机工作原理。
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计算机组成原理
IMX6UL(A7)
考试学情分析系统
计算机基础知识
计算机技术概论
计算机的起源
第一台电子计算机
ENIAC
为了导弹轨道计算
1946年2月
美国宾夕法尼亚大学
冯诺依曼体系结构计算机EDVAC
主要特点
采用二进制表示数据
计算机由五个部分组成
运算器（计算中心）
是计算机中执行数据处理指令的器件
由算术逻辑运算单元（ALU）和寄存器组成
寄存器：暂时存放运算的中间结果
控制器（神经中枢）
是整个计算机系统的控制中心
控制器一般由指令寄存器，指令译码器，时序电路和控制电路组成
CPU
存储器
内存储器（主存储器）
是CPU可以直接访问的存储器
RAM（随机存储器）
CPU既可读出又可写入信息
断电后所存数据丢失
分为SRAM（静态随机存储器）和DRAM（动态随机存储器）
ROM（只读存储器）
只读不可改写
断电后数据不丢失
Cache（高速缓冲存储器或SRAM）
具有RAM的所有特性，读取速度比RAM快得多
CPU和RAM之间的桥梁，用于解决俩者速度冲突问题
速度：CPU（寄存器）＞内存（Cache＞RAM＞ROM）＞外存（硬盘＞U盘＞光盘＞软盘）
外存储器（辅助存储器）
磁盘
硬盘
软盘
面数
单面软盘
只有一面存储信息
双面软盘
俩面均可以存储信息
磁道
扇区
扇区是软盘的基本存储单位
存储容量
是指软盘所能存储的数据字节总数
光盘
闪存
输入设备
向计算机传入数据
键盘，鼠标，触摸屏，扫描仪等
输出设备
从电脑中传出数据给外界
显示器
分辨率
颜色质量
响应时间
打印机
喷墨打印机
点阵打印机
激光打印机
等等...
存储程序工作原理（冯诺依曼思想的核心)
计算机能够自动完成运算或处理过程的基础
计算机的发展
根据计算机电子元器件的不同，分为四代
电子管
第一代（1946-1956）
机器语言,汇编语言
子主题
晶体管
第二代（1956-1964）
高级应用
中小规模集成电路
第三代（1964-1971）
操作系统,会话式语言
最早使用操作系统
大规模,超大规模集成电路
第四代（1971至今）
以微处理器为核心的微型计算机属于第四代计算机,人们通常以微处理器的标志来划分微型处理器.
数据库,计算机网络
计算机的特点和分类
计算机的特点
运算速度快
计算精度高
存储容量大
工作自动化
通用性强
具有逻辑判断能力
计算机的分类
处理对象
模拟计算机
数字计算机
混合计算机
用途
专用计算机
通用计算机
规模
巨型机
是衡量国家科技综合实力的标准
大型机
微型机（微型计算机）
又叫个人计算机
工作站
计算机的应用
科学计算（数值计算）
最早使用的领域
一般接触不到的
如弹道轨迹
信息处理（数据处理）
应用最广泛的领域
生活中的事务基本都是
如企业管理
过程控制（实时控制）
多用于工业
如石油
计算机辅助系统
计算机辅助设计（CAD）
计算机测试制造（CAM）
计算机辅助测试（CAT）
计算机辅助教学（CAI）
计算机辅助教育（CBE）
计算机管理教学（CMI）
计算机集成制造系统（CIMS）
人工智能
计算机网络与通信
多媒体
嵌入式系统
计算机的发展趋势
巨型化
功能越来越强大
微型化
体积越来越小
网络化
智能化
计算机计算机具有模拟人的感觉和思维过程的能力
多媒体化
计算机系统
计算机硬件系统
裸机:只有硬件系统,未安装任何软件的计算机
主机
控制器
运算器
内存储器
存放计算机运行期间的大量程序和数据
外设（外部设备）
外存储器
计算机软件系统
软件是指计算机运行所需的程序，数据和有关文档的总和
系统软件
操作系统（是系统软件的核心）
是用户和计算机硬件系统之间的接口
任何其他软件必须在操作系统的支持下才能运行
无论是CPU还是操作系统均可对计算机的所有资源进行管理
是计算机硬件基础上的第一次扩充
常见的操作系统有:DOS,Limus，Windows，Mos OS等
数据库管理系统
建立，使用和维护数据库，保证数据库的安全性和完整性
语言处理系统
把高级语言或汇编语言编写的源程序翻译成机器可执行的二进制语言程序
系统支撑和服务系统
服务系统，维护系统的软件
应用软件
计算机中信息的表示
数制及其转换
二进制B
八进制O
十进制D
十六进制H
计算机中数值的表示
原码
反码
对于正数：与原码相同
对于负数：与原码相反
补码
对于正数：与原码，反码相同
对于负数：数符位为1，反码加1
字符的编码表示
西文字符编码
最常用的是ASCII字符编码
采用7位二进制编码，可以表示128个字符
并不是所有的ASCII码都可以被显示和打印
一个ASCII码在计算机内一个字节（8位）表示
第一位为校验位
小写英文字母＞大写英文字母＞数字＞空格
汉字字符编码
汉字输入码（外码，外部码）
音码
形码
数字编码
常用的是区位码
默认情况下区位码为十进制
汉字国标码
汉字机内码
每个汉字的内码占用俩个字节
每个字节的最高位为1
汉字字形码（字模，输出码）
用于汉字在显示器或打印机输出
点阵式
矢量式
微型计算机系统
常见微型计算机的硬件设备
内存
外存
主板（母板）
主板部件
芯片组
板载功能
负责处理，运算计算机内部的所有数据
总线
是计算机各功能部件之间传送信息的公共通信干线
按数据传输方式的不同
串行总线
一次只能发一根
并行总线
一次可以发多根
按传递信息的的不同
数据总线
控制总线
地址总线
决定了cpu可直接寻址的内存空间大小（若地址总线为n位，则其最大可寻址空间为2^n B）
总线的技术指标
总线带宽
总线位宽
工作频率
接口
输入/输出设备
微型计算机的主要性能指标
主频（时钟频率）
CPU内部的工作频率
主频的基本单位为Hz
很大程度上决定了计算机的运行速度
字长
字长决定计算机数据总线的宽度，也就是CPU一次能处理的数据的位数
字长越长，计算精度越高
目前常见的CPU字长有32位，64位
内存容量
外存容量
存取周期
连续俩次独立的读（或写）所需的最短时间
存取时间（访问时间）：内存完成一次读（取）或写（存）操作所需的时间
运算速度
单位有MIPS（每秒百万）和BIPS（每秒十亿）
微型计算机的分类
单片机
单板机
PC（个人计算机）
便携式微机
程序设计语言
机器语言
是计算机唯一能够直接识别的语言
汇编语言（符号语言）
不能直接被机器识别
低级语言
源程序
通过汇编语言或高级语言编写的程序叫源程序
高级语言
最接近人类语言
不能被计算机直接识别
汇编程序
将汇编语言编写的源程序翻译成机器语言程序（也称为目标程序）的工具
目标程序是指源程序经过翻译程序翻译后的二进制目标代码文件
将汇编语言源程序转换成等价的目标程序的过程称为汇编
高级语言翻译程序
将高级语言编写的源程序翻译成目标程序的工具
翻译程序有俩种工作方式
解释方式
解释程序是一边翻译，一边执行，不产生目标程序
运行效率较低
编译方式
编译程序是将高级语言所编写的源程序翻译成等价的用机器语言表示的目标程序
较复杂，但执行效率更高更快
信息存储单元
位（bit，b）
是计算机存储的最小单位
字节（Byte ，B）
是计算机中原来表示存储空间大小的最基本单位
字（Word）
1B=8b，1KB=1024B=2^10B，1MB=1024KB=2^20B，1GB=1024MB=2^30B，1TB=1024GB=2^40B.
计算机工作原理
指令和指令系统
指令由俩部分组成
操作码：告诉CPU应当执行何种操作
地址码（操作数）
指令就是计算机完成某种操作的命令，一条指令就是一个操作
指令集合是指完成某个任务的全部指令
指令系统是指计算机能完成的所有指令
不同的CPU其指令系统不同
指令的执行过程
取指令
分析指令
执行指令
“存储程序”工作原理
流水线技术
提高CPU执行指令的速度
多核技术
在特定的时间内执行更多内容
