北大文计上总结大纲.doc

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1、文科计算机基础(上)1. 计算机中的信息表示：信息的存储及处理，在计算机中表现为数据。（1） 计算机科学中常见的数制：二进制、八进制、十进制以及十六进制。（2） 数制之间的转换（限于无符号整数）：除余法、二进制十进制、二进制十六进制、二进制八进制、十六进制十进制 1、二、八、十六进制转十进制：每位乘上相应的权，相加即可 2、十进制转二、八、十六进制：连续除2 8 16直至商为0，将余数倒序排列 3、二进制、十六进制互换： 二进制四位一组，用8 4 2 1与16进制相对应4、二进制、八进制互换 二进制三位一组，用4 2 1 与八进制相对应5、十进制小数转成二进制 乘二取整，顺序排列（3） 计算机

2、内采用的数制、为什么计算机采用二进制(优点：可行性、简易、可靠性、逻辑性)。 可行性：二进制数只有两个状态，物理技术容易实现 简易性：二进制数运算法则简单 可靠性：因二进制数只有两个状态，数字转移和处理抗干扰能力强 逻辑性：两个数码分别和逻辑中的真假对应，为计算机逻辑判断提供方便(但对于图灵机来说，二进制是非常不理想的：存储空间大，运算速度慢)（4） 数据在计算机中的组织。位、字节、字的概念。存储容量、KB、MB、GB、TB的含义。字长的概念、字长和计算机性能。 位：比特bite，是最小的信息单位 字节：Byte或B，一个字节有8个二进制位构成 字：w，是信息交换、加工、存储的基本单元（独立的

3、信息单位）。 字长：CPU内每个字所包含的二进制数码的位数或字符数目。字长与计算机性能：基本字长越长，内存可配置容量就越大，运算速度越快，计算精度越高，处理能力越强（5） 整数在计算机中的表示。整数的加法。字长和计算机表数范围。 计算机储存无符号整数时，字长16位计算机中，无符号整数表示为16位二进制数（字长：计算机指令的比特数），最小整数为0，最大整数位65535。计算机储存有符号的整数时，是用该整数的补码进行储存的。（6） 西文文字在计算机中的表示、编码标准、ASCII编码、扩展ASCII编码。西文字串表示举例。 ASCII码：7位二进制字符的编码，包括34种控制字符，52个英文大小写字母

4、，10个数字，32个字符和运算符，它的最高位是0范围为00000000B-01111111B。 扩展ASCII码：8位二进制字符的编码，可以表示256种不同的字符。首位可为0 1.范围为00000000B-11111111B。中国将该码作为汉字的机内码。 （7） 汉字在计算机中的表示、编码标准、GB2312码、内码、外码（输入、输出）、点阵（16*16，24*24，48*48，64*64）。汉字串表示举例。输入码：指键盘输入代表汉字的编码，汉字输入码不统一机内码：由扩充ASCII码组成。输入码被接受后转换为机内码汉字编码：汉字由两个字节（GB2312）编码。机内码是国标码将每个字节的首位变为1

5、得到的（防止与英文冲突）。输出：机内码再向字形码转换。点阵表示法，位图格式。（8） 图形与图像：图形（矢量图）用指令保存，图像（位图）用点阵储存。（9） 音频：波形文件（储存波形），MIDI文件（保存指令）视频：一系列的图像组成。动画：一系列图形组成。2. 计算机基本原理（1） 计算机系统的构成、软件系统和硬件系统概念以及二者间的关系、软硬件系统举例计算机系统由硬件和软件构成。 硬件系统：由输入装置、输出装置、存储器、运算器、控制器组成 软件系统：软件是具有重复使用和多用户使用价值的程序，泛指能在计算机上运行的各种程序，甚至包括各种有关的资料。软件系统分为系统软件和应用软件。 软硬件系统的关系

6、：软件与硬件系统在逻辑上是可以等价的。 （2） 什么是冯诺依曼机，冯 诺依曼机的构成部分。各构成部分之间的关系。A冯诺依曼计算机基本技术内容：a.五大模块：借鉴分析机，给出图灵机各个部分的电子实现方式，包括运算器、控制器、存储器、输入设备和输出设备b.二进制：明确采用二进制作为各个部件工作和交互的基础c.存储程序原理：将数据以及用来处理数据的一系列程序指令同时存入计算机中，让计算机自动地按程序的指令进行一系列操作。（指令包括操作码和地址码，操作码指明该指令要完成的操作，如加、减、乘、除；地址码是指参加运算的数据所在的地址。）B组成结构：存储器、处理器、输入设备、输出设备、总线。 C冯诺依曼计算

7、机基本原理：输入-处理-输出+ 存储n将各种信息变为计算机能识别的数字序列输入：输入设备n将这些数字序列按程序指定的处理方式进行运算处理：中央处理器（控制器+运算器）n将处理结果按一定的方式输出输出：输出设备n存放有关的数据以便进行处理存储：存储设备3. 计算机硬件：处理器、存储器、输出设备、输入设备、总线。（1） 输入设备的功能和典型输入设备举例。输入设备用于从计算机外部将数据、命令输入到计算机的内部，供计算机处理。常用的输入设备有键盘、鼠标器、磁盘驱动器、磁带机、光笔、CD ROM驱动器、扫描仪、数字化仪、摄像机、触摸屏（2） 输出设备的功能和典型输出设备举例。输出设备用以将计算机处理后的

8、结果信息，转换成人们能够识别和使用的数字、文字、图形、声音、电压等信息形式。常用的输出设备有显示器、磁盘驱动器、打印机、绘图仪、音响设备和投影仪等（3） 控制器的功能。 控制器是整个计算机硬件系统的指挥和协调装置，控制器可以在指令的控制下，指挥其他计算机部件协同完成用户交予计算机完成的任务。具体步骤如下：控制器从存储器中逐条取出指令、分析指令，并按指令要求发出相应的控制信号指挥各执行部件工作。（4） 运算器(ALU)的功能。 运算器是计算机系统对信息机型加工和处理的部件。它可以完成算数预算和逻辑运算。运算器的核心部件被称为算术逻辑单元。（5） 存储器的功能(存放数据和程序)。 寄存器：工作速度

9、与运算器和控制器合拍，位于CPU内。高速缓冲存储器（Cache）：逻辑上，高速缓存位于微处理器和内存之间，进行运算时，先把数据预写到其中，需要时直接从它读出，这就缩短了CPU的等待时间。CPU内部的缓存叫内部高速缓存(Internal Cache)或一级高速缓存，主板上的缓存叫外部高速缓存(External Cache)或二级高速缓存。内存储器：又称主存储器，简称内存。它直接与CPU相连；使用大规模集成电路作为主存储器，速度很快；当前运行的程序和数据都存放在主存储器中供CPU调用，处理的结果也存入主存储器中。RAM：掉电则数据丢失。ROM：BIOS芯片（基本输入输出系统）。它保存了基本输入输出

10、程序，自检程序等。它负责开机时对系统各项硬件进行初始化和测试，引导计算机进入“激活”状态，最后把机器交给操作系统管理。CMOS存储器：见上。外存储器：也叫辅助存储器。除了半导体存储（如闪存：SM卡、SD卡、U盘等），外存储器还采用磁存储（如硬盘）和光存储技术（如光盘）。 区分：硬盘、CD-ROM（只读光盘）、U盘。 补充：固态硬盘和普通硬盘：固态硬盘读写速度远快于传统硬盘；噪音低，抗震性好，重量略轻；价格贵，目前还不能完全取代传统硬盘。（6） 计算机各组成部分之间的连接总线。三总线（地址、控制、数据） 总线是计算机各个部件传送、交换信息的公共通道。CPU（控制器和运算器）、输入设备接口、输出设

11、备接口与总线相连。 根据总线上传输的信号类型可以把总线分为数据总线、控制总线、地址总线。现代计算机一般将这三种总线一同使用，称为三总线结构。 物理上，总线由若干条传输线组成，每条传输线在一个时刻可以传输一个二进制位，因此总线所包括的传输线的多少决定了总线的传输能力。（7） 中央处理器的构成和功能。 CPU是控制器和运算器的合成，两者由内部总线相连，内部总线与外部总线相连。负责处理、运算计算机内部的所有数据。（8） 中央处理器的性能指标。时钟频率或称主频，单位Hz，为系统工作的时钟n字长：内部数据总线的位数 8位 16位 32位 64位（1位是1b）n地址总线的位数：CPU访问内存地址空间的能力

12、 （以上都是越大越好）n高速缓冲存储器（快存，CacheMemory）：位于CPU与内存之间的临时存储器，其容量比内存小得多但读写速度却快得多。（9） 衡量计算机硬件性能的指标。a.中央处理器CPU（类型、字长、主频）nb.内存类别（SDRAM、DDR）和容量（512MB, 1GB）nc.硬盘容量和转速d.其他外设配备能力与配置情况（10） 微型(个人)计算机箱内部最核心的一块印刷电路板称为主板，微处理器、存储器、接口卡等都安插在该电路板上。补：关键：地址总线是单向，数据总线存的东西最多。基本框架：4. 计算机的发展简况1946年第一台数字计算机(ENIAC)问世（诞生于美国）第一代（46-5

13、7年）:以电子管为逻辑元件，只能使用0/1进行编程，一般用于科学计算和军事方面。第二代（58-64年）:以晶体管为逻辑元件，用磁芯为主存储器，并开始使用及磁带等外存储器；产生操作系统，产生高级编程语言。第三代（65-71年）:以集成电路为主要功能器件，主存储器采用半导体存储器；C语言产生。第四代（72 ）: 使用超大规模集成电路；第一块微处理器是1972年制造的Intel 4004。5. 计算机软件和操作系统（1）计算机软件：指示计算机完成任务的，以电子格式存储的指令序列和相关数据（只有硬件的计算机叫做裸机）。（2）软件分类：系统软件及应用软件。na. 系统软件：协助计算机执行基本任务，主要包

14、括：l 操作系统：Windows，MacOS，iOS，Linuxl 程序设计语言(机器语言，汇编语言，高级语言)：C语言，Basic语言（以上都是高级语言），汇编语言l 语言处理程序：编译程序、解释程序l 数据库：Access，IBM DB2，Oraclel 网络软件：Internet协议（TCP/IP）、网络共享软件l 系统工具软件：Norton、查杀病毒、磁盘格式化FDISKnb. 应用软件：用户为解决某些具体问题而开发和研制或外购的各种程序。（3）系统软件a. 程序设计语言机器语言：由机器指令构成，可直接执行。汇编语言：为便于记忆，用助记符和符号写成的程序。高级语言（算法语言）：用易于理解的形式，如英文单词、数学公式，按严格的语法规则和一定的逻辑关系写出的程序集合。 b.语言处理程序：将汇编语言和高级语言翻译成机器语言。c.操作系统（背）A定义：操作系统是一个管理计算机系统中各种软件资料和硬件资源的软件；同时，操作系统也为用户使用计算机提供了一个方便、有效、安全、可靠的工作环境。B五大功能：用户界面、文