大学计算机基础知识整理1

第一周 引言 （持续更新） （参考：中国大学MOOC网课） （请支持一下作者吧）

第一周 引言

• 主机板
  • 芯片
    • CPU
    • BIOS
      • 基本输入输出系统。功能：自检，初始化，系统设置
    • 控制芯片组
      • 控制和协调计算机系统各部件的运行
  • 扩展插槽
    • 内存插槽
    • 总扩展插槽
  • 接口
• 图灵模型与计算
  • 图灵机模型
    • 组成
      • 一条无限长的纸带Type
      • 一个读写头Head
      • 内部状态
      • 一套控制规则Table
    • 三个动作
      • 改写当前格
      • 左移1格
      • 右移1格
    • 工作条件
      • 工作状态取决于规则和内部状态
      • 输入带符的集合
      • 内部状态的集合
      • 一组控制规则
    • 工作状态
      • 读写头从纸带上读出一个方格中的信息
      • 根据内部状态查规则表Table（程序）
      • 确定输出动作
      • 说明下一时刻内部状态的变化
        • 规则表
    • 输入集合，输出集合，内部状态，一套规则
  • 计算
    • 计算是对信息的变换
    • 计算是一个系统完成了一次从输入到输出的转换
    • 按确定的，有限的规则和步骤，将输入转换为输出的过程
      • 算法
  • 图灵机
    • 一个按照确定，有限的规则和步骤，将输入信息进行变换后给出输出信息，并在遇到停止状态就结束工作的系统
    • 图灵证明了：任何能够被图灵机完成的工作都是可以计算的
      • 任何不能被图灵不可计算问题机解决的问题都是不可计算问题
        • 1，不能解决在有限步骤内无法被解决的问题；2，虽然有可能解决，但因过于复杂不能在可接受时间内解决的问题
    • 可以用一个五元组表示
    • 计算机的理论模型
      • 纸带对应于计算机中的存储器
      • 读写头对应于计算机中的运算器
      • 规则对应于程序
      • 图灵机与计算机都只有内部状态
• 主机系统
  • 能够与CPU直接进行信息交换的部件属于主机系统，反之属于外部设备
  • CPU
    • 提供运算和控制内容
    • 组成
      • 运算器（ALU）
        • 算术逻辑单元
      • 控制器（CU）
      • 寄存器组（Registers）
        • 程序计数器
  • 存储器
    • 内存储器
      • 特点
        • 存储速度较快，容量相对较小
      • 内存按单元组织
      • 每个内存单元中存放1Byte数据
      • 内存单元个数称为内存容量
    • 外存储器
      • 联机外存
        • 硬磁盘
          • 主要用于长期储存
          • 特点（相对内存）
            • 存储容量大
            • 存取速度慢
            • 价格较低
            • 不能与CPU直接进行信息交换
            • 无需后备电源
      • 脱机外存
        • 光盘，优盘，移动硬盘等
  • 输入输出接口
    • I/O接口是CPU与外部设备间的桥梁
    • 主要功能
      • 实现主机与外设间的运行匹配
      • 对外设的控制管理
  • 总线
    • 是一组导线和相关控制，驱动电路的集合。是计算机系统各部件之间传输地址，数据和控制信息的通道
    • 按照层次结构分为
      • CPU总线
      • 系统总线
      • 外设总线
    • 总线带宽
      • 单位时间内总线上可传输的数据量（B/S）=（位宽/8）X 工作频率
• 计算机求解问题的一般步骤
  • 需求分析：弄清楚要做什么，能否做成
  • 系统设计：研究怎么做。包括设计出算法
  • 实现：程序设计（编写，调试）
  • 测试：找存在的问题