计算机基础知识

计算机基础知识的思维导图，分享了计算机的产生、计算机的发展、计算机的特点、计算机的分类、计算机的应用、数制及其转换、数值信息的表示。

计算机基础知识

• 计算机的产生
  • ENIAC
    • 世界上第一台电子数字计算机在1946年2月14日在美国宾夕法尼亚大学研发出来
  • 冯•诺伊曼与EDVAN方案
    • “冯•诺伊曼原理”即著名的“存储程序控制原理”
    • ENIAC还没有很明晰的CPU概念，甚至完全没有内存概念
    • 计算机应由5个部分组成
      • 运算器
      • 控制器
      • 存储器
      • 输入设备
      • 输出设备
    • 采用二进制
      • 采用二进制机器码进行存储和计算
    • 存储程序控制
      • 把数据和运算指令存放在同一存储器中，计算机按照程序事先编排好的顺序一步一步地取出运算指令，实现自动计算，即存储程序控制方式。
    • EDVAC
      • 1952年1月，EDVAC在宾夕法尼亚大学研制成功 与ENIAC相比EDVAC体积小许多，运算速度提高了10倍
• 计算机的发展：
  • 电子计算机发展的4个阶段
    • 第一代（1946~1958年）：电子管计算机
      • 第一代电子计算机体积庞大、运算速度低、造价昂贵、可靠性差、内存容量小，主要用于军事和科学计算。
    • 第二代（1959~1964年）：晶体管计算机
      • 其基本特征是采用晶体管作为计算机的逻辑元器件，使用磁性材料制造主存储器（磁芯存储器），利用磁鼓和磁盘作为辅助存储器。 出现了FORTRAN、COBOL、ALGOL等高级语言。
    • 第三代（1965~1970年）：中、小规模集成电路计算机
      • 采用中、小规模集成电路作为计算机的逻辑元器件 出现了操作系统、高级语言、数据库管理系统 系统化、通用化和标准化是这一时期计算机设计的基本思想。
    • 第四代（1971年至今）：大规模、超大规模集成电路计算机
      • 采用大规模集成电路（LSI）、超大规模集成电路(VLSI)技术。 1981年8月12日，IBM公司的唐•埃斯特奇（被IBM公司内部尊称为“PC之父”）领导13人团队开发完成了世界上首款个人电脑——IBM PC5150
  • 下一代计算机
    • 量子计算机
    • 神经网络计算机
    • 生化计算机
  • 摩尔定律
    • 1965年，英特尔（Inter）公司共同创始人之一戈登•摩尔在整理并描绘一份观察数据时发现了一个惊人的趋势：集成电路上可容纳的晶体管数每隔18个月左右就会增加一倍，性能提高一倍，价格同比下降一倍。
  • 计算机的未来
    • 多极化
    • 智能化
    • 网络化
    • 虚拟化
• 计算机的特点
  • 高度自动化
  • 运算速度快
  • 计算精度高
  • 存储能力强
  • 逻辑判断能力强
  • 人机交互性好
  • 通用性好
• 计算机的分类
  • 巨型计算机
  • 大、中型计算机
  • 小型计算机
  • 个人计算机
  • 工作站
  • 嵌入式计算机
• 计算机的应用
  • 科学计算
  • 信息管理
  • 过程控制
  • 辅助技术
  • 人工智能
  • 多媒体应用
  • 网络通信
• 数制及其转换
  • 数字体系
    • 位置化数字体系
      • 位置化数字体系使用相同的数码符号且数值大小与位置有关（数符依据位置的不同，代表不同的数量）
    • 非位置化数字体系
      • 非位置化数字体系使用相同的数码符号且数值大小与位置无关（每个数符都代表固定的数量）
  • 数制及其属性
    • 数制
      • 数制是一种表示和计算数的方法，在计算机中表示和处理数据常用二进制、八进制、和十六进制。
    • 数制的3个属性
      • 基数
        • 指数制中所用到的数码符号的个数
      • 计数规则
        • 指数制的进位和借位规则 例十进制“逢十进一”“借一当十” 二进制 “逢二进一”“借一当二”
      • 位权
        • 不同位置上的1所表示的数值大小即为该位的位权 任何一种数制的数都可以按位权进行展开，且展开之后的结果为十进制数，这种方法称为“位权展开法”也称“幂级数展开法”
  • 常用数制介绍
    • 十进制数
      • 基数为10，由0、1、2、3、4、5、6、7、8、9这10个不同的基本数码符号构成。 计数规则：逢十进一；借一当十 位权：整数部分第i位的位权为10^(i-1)；小数部分第j位的位权为10^（-j） 字母表示：在十进制数的后面由大写字母D标示。
    • 二进制数
      • 基数及数码：基数为2，由0和1这两个不同的基本数码符号构成。 计数规则：逢二进一；借一当二。 位权：整数部分第i位的位权为2^（i-1）；小数部分第j位的位权为2^（-j） 字母表示：在二进制数的后面用大写字母B标示
    • 八进制数
      • 基数及数码：基数为8，由0、1、2、3、4、5、6、7这8个不同的基本数码构成 计数规则：逢八进一；借一当八 位权：整数部分第i位的位权为8^（i-1）；小数部分第j位的位权为8^（-j） 字母表示：在八进制数的后面用大写字母O或（Q）标示
    • 十六进制数
      • 基数及数码：基数为16，由0、1、2、3、4、5、6、7、8、9、A（10）、B（11）、C（12）、D（13）、E（14）、F（15）这16个不同的基本数码符号构成 进位规则：逢16进一；借一当16 位权：整数部分第i位的位权为16^（i-1）；小数部分第j位的位权为16^（-j） 字母表示：在十六进制数的后面用大写字母H标示
  • 常用数制间的转换
    • R进制转换为十进制数
      • 通过“位权展开法“可以将R进制数转换为等值十进制数。
    • 十进制转换为R进制
      • 整数部分 1，除基数取余数（除基取余法） 2，除到商为零 3，向上取余（将余数倒序排列）
      • 小数部分 1，乘基数取整数（乘基取整法） 2，乘到小数部分为零或按要求取够指定位数 3，将各步计算的整数部分从上向下排列
    • 二进制数与八进制数、十六进制数的转换
      • 二进制数与八进制数的转换 每1位八进制数可转换为等值的3位二进制数，相反，三位二进制数可以转换为等值的1位八进制数， 二进制数与十六进制数的转换 每1位十六进制苏可转换为等值的4位二进制数，相反，四位二进制数可以转换为等值的1位十六进制数
• 数值信息的表示
  • 机器数
• 信息单位
• 非数值信息的表示