计算机绪论

计算机基础绪论的思维导图，主要包括计算机概述、发展历程、特点、分类、应用、发展趋势、计算机系统的组成等内容。

第一章绪论

1.1计算机概述

1.1.1发展历程

一、电子器件四阶段

1、第一代：电子管计算机

2、第二代：晶体管计算机

3、第三代：集成电路计算机（中小集成电路）

4、第四代：集成电路计算机（大规模和超大规模集成电路）——现今常使用

二、发展方向

巨型化、微型化、网络化、智能化、多媒体化

1.1.2特点

一、运算速度快

二、计算精确高

采用二进制

三、具有存储和逻辑判断能力

四、具有自控能力

五、采用二进制表示数据

1.1.3分类

一、按工作原理

1、电子数据计算机

2、电子模拟计算机

二、按用途

1、通用计算机

2、专用计算机

三、按规模

巨型机、小巨型机、大型主机、小型机、工作站、个人计算机

1.1.4应用

一、计算科学

二、数据处理和信息管理

三、自动控制

四、计算机辅助功能

五、人工智能

六、计算机通信与网络应用

1.1.5发展趋势

巨型化、微型化、网络化、智能化、多媒体化

1.2计算机系统的组成

1.2.1概述

一、组成：硬件+软件

二、关系：硬件是基础，软件是灵魂

三、划时代标志：元器件

1.2.2硬件和1.2.3软件

一、工作原理：存储程序和程序控制（冯诺 依曼）

二、基本结构：运算器、控制器、存储器、输入设备、输出设备

三、连接方式：总线

按信号分类

1、数据总线

2、地址总线

3、控制总线

四、硬件系统

1、主机

（1）中央处理器（CPU)—核心

运算器

控制器

（2）存储器

内存储器

内存条

只读存储器（ROM)

随机存取存储器（RAM)

外存储器

硬盘、软盘、光盘、U盘等

(3)主机

CPU

内存储器

总线

2、外部设备

（1）IO设备

输入设备

（键盘、鼠标器、数码相机、扫描仪等）

输出设备

（显示器、打印机、音箱等）

（2）外存储器

（硬磁盘、U盘、光盘等）

五、软件系统

1、定义：是程序及其相关数据和文档的集合

2、分类

（1）按应用角度

系统软件

操作系统

如Windows

（程序设计）语言处理程序

编译程序

解释程序

汇编程序

系统服务程序

监控程序

编辑程序

调试程序

装配程序

数据库管理系统

基本输入输出系统（BIOS)

应用软件

文字处理软件、电子格软件、演示软件

图形图像处理软件

辅助设计软件

实时控制软件

网络通信软件

媒体播放软件

按软件权益分类

商品软件：付费后使用

共享软件：不可修改源代码、买钱免费试用

自由软件：源码公开，可随意拷贝、修改、传播等，大多为免费软件

1.2计算机的组成

1.3信息与信息技术

1.3.1什么是信息

一、定义：指事物运动的状态及状态变化的方式。

二、信息处理：是指信息的收集、加工、存储、传递和施用。

1.3.2什么是信息技术

一、定义：用来拓展人们信息器官功能、协助人们进行信息处理的一类技术。

二、包括：感测与识别技术、通信和存储技术、计算处理技术和控制与显示技术。

三、主要特征：以数字技术为基础，以计算机为核心，采用电子技术和激光技术进行信息处理。

四、数字技术:用0和1两个数字来表示、处理、存储、传输一切信息的技术

1.3.3信息的基本单位和存储容量的度量

一、基本单位单位

1、（b）就是二进位或二进位数字

（1）换算是10的3次方

千比特/秒（kb/s)

兆比特/秒（Mb/s)

吉比特/秒（Gb/s)

（2）传输速率的基本单位比特/秒

2、比特是计算机系统处理、存储和传输信息的最小单位

（1）每个西文字符需要用8比特表示

（2）每个汉字至少需要16比特表示

（3）1B=8b

二、度量单位

1、常用单位

千字节KB,1KB=2的10次方B=1024B

兆字节MB

吉字节GB

太字节TB

硬盘厂家：1TB=1000GB, 1GB=1000MB, 1MB=1000KB

1.3.4计算机中信息的表示

一、进制

1、二进制、八进制、十六进制、十进制之间的转换

整数：除以2逆序取余

小数：乘以2顺序取整

2、B表示二进制，D表示十进制，O表示八进制，H表示十六进制（10~15用A~F表示）

二、数值的表示

1、整数也称定点数，实数也称浮点数

2、无符号整数（正整数）

（1）n个二进制表示正整数取值范围：0~2的n次方-1

（2）8个二进制：0·~255；16个二进制：0~65535

3、带符号整数（正/负整数）

（1）符号位：最高位，“0”表示正数，“1”表示负数

（2）原码

取值范围：-2n次方+1~2的n次方-1

如：8位原码：-2的7次方+1~2的7次方-1（-127~127）

（3）补码

方法：先表示为自然码，将自然码的每一位取反，在最低位加1

取值范围：-2的n-1次方~2的n-1次方-1

（4）常用：带符号整数在计算机内不采用原码，而采用补码的形式

4、西文字符的编码

（1）目前计算机普遍采用的是ASCII码

（2)数字0的ASCII码为48，A的是65，空格是32，a是97

（3）一个字节（八位二进制）表示一个字符，一般使用一个字节存放一个ASCII码，其最高为为“0”

5、汉字编码

（1）GB2313汉字编码

概况：6763个常用汉字

一级汉字3755个：按字母拼音排列

二级汉字3008个：按偏旁部首排列

机内码：采用2字节（16个二进制位表示），最高位均为1

汉字：十六进制中要大于8080

缺点：无繁体字、编码效率不高、与ASCII码不兼容2

（2）GBK汉字

概况：包括GB2312中全部汉字和符号，收录大量繁体字

采用双字节表示，与GB2312向下兼容，最高位为1

（3）UCS/Unicode

概况：国际通用

与GB2312不兼容

（4）汉字的字形码

分类

点阵字库

矢量字库：无极放大，放大后不会模糊

1.3.5二进制的基本运算

一、算术运算

1、逢二进一，借一当二

2、逻辑运算

（1）逻辑加（或）：OR或V

没有进位和借位，有1为1，无1为0

（2）逻辑乘（与）：AND或

有0为0，同1为1

3、取反

1.4大数据与云计算技术

一、大数据

1、发展趋势

2、技术架构

二、云计算

1、特点

（1） 超大规模

（2） 虚拟化

（3） 高可靠性

（4） 通用性

（5） 按需服务

（6） 高扩展性

（7） 低成本优势