大学计算机基础读书笔记

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1、计算机计算机的应用 :数值计算，数据处理，自动控制，计算机辅助系统(CAD,CAM,CBE,CAT,CAI)，人工智能，通信 和电子商务 （数值计算又称科学计算；数据处理又称信息处理；自动控制又称过程控制，包括检测过程和控制过程;计 算机辅助设计 CAD(Computer Aided Design) ，降低了设计人员的工作质量，提高了设计的效率和质量，节约 了设计成本；计算机辅助制造 CAM(Computer Aided Manufacturing)提高产品质量，降低生产成本和劳动强度， 缩短生产周期 ;计算机辅助教育 CBE(Computer Based Education) 包括计算机辅助

2、测试CAT(Computer Aided Test) 和计算机辅助教学 CAI(Computer Assisted Instruction)，提高了教学质量；人工智能AI(Artificial Intelligence), 如专家系统等，可以对原始数据进行分析决策；计算机网络是计算机技术与通讯技术相结合的产物，提高 了通信的速度与效率，降低了软件与硬件的使用费用，提高了计算机系统的可靠性） 计算机的特点：运算速度快，计算精度高，记忆力强，具有逻辑判断能力，自动化程度高 1946年 2 月，世界上第一台电子计算机ENIAC诞生于美国宾州大学。计算机代别划分依据： 逻辑元器件。 第一代计算机： 1

3、9461958 电子管。第二代计算机：19581964 晶体管。第三代计算机：19651971 中， 小规模集成电路。 第四代计算机： 1972至今大规模和超大规模集成电路。英国科学家： 阿伦图灵： 图灵机，建立计算机理论模型。匈牙利科学家：冯诺依曼：计算机之父。根据计算机的应用范围分 类：专用计算机和通用计算机。根据数据的处理方式分类：数字计算机，模拟计算机，数字模拟混合计 算机。根据计算机的规模和功能强弱分类：巨型机，小巨型机，大型主机，小型机，工作站，个人计算 机 计算机系统：硬件系统和软件系统。硬件系统：运算器，控制器，存储器，输入设备，输出设备。软件系 统：系统软件，应用软件。 计算

4、机系统层次结构：应用软件层实用软件层操作系统层硬件层 数制：按进位的原则进行计数，进位计数制 位权：一种进制中某个位置上的单位值 十进制： 0，1， ,9,逢十进一 ,基数为 10。二进制： 0，1，逢二进一，基数为2。二进制的优点：便于实 现、运算简单、工作可靠、方便逻辑运算、物理元器件容易制造、运算规则少。八进制： 0，1，2， ,7, 逢八进一，基数为 8。十六进制： 0，1， ,9,A,B,C,D,E,F ,逢十六进一，基数为16。 二进制八进制十进制十 六 进 制二进制八进制十进制十 六 进 制0000 0 0 0 1000 10 8 8 0001 1 1 1 1001 11 9 9

5、 0010 2 2 2 1010 12 10 A 0011 3 3 3 1011 13 11 B 0100 4 4 4 1100 14 12 C 0101 5 5 5 1101 15 13 D 0110 6 6 6 1110 16 14 E 0111 7 7 7 1111 17 15 F N 进制转换为十进制：展开多项式，各项相加。（注意位权比位数少一） 。 十进制转换为 N 进制：整数：将十进制整数连续的除以N，记下每次的余数，直到商为0，倒排余数。小 数：将十进制小数连续的乘以N，记下每次的整数，直到十进制小数为0 或满足进度为止，正排整数。 二进制转换为八进制的方法：从小数点开始，每3

6、位一组，不足 3 位的用 0 补齐，每一组用一个八进制数 表示。 二进制转换为十六进制方法：从小数点开始，每4 位一组，不足 4 位的用 0 补齐，每一组用一个十六进制 数表示。 八进制（十六进制）数转换为二进制数方法：每位八进制数（十六进制数）用3（4）位二进制数表示，删 除两端无意义的 0。 机器数：正负号用数字表示的数。0 为正， 1 为负。真值：与机器数对应的数学中的数。 定点整数：将小数点的位置约定在机器数的末端。补0 为符号位后面。定点小数：将小数点的位置约定 在符号位的右侧。补0 为数值后面。 浮点数：将一个数表示为尾数和阶码。阶码用定点整数，尾数用定点小数。与科学计数法类似。原

7、码：整数含 0 的符号位为 0，负数含 0 的符号位为 1.数值部分为对应数的绝对值。0 的原码有两种编码，00000000（0.0000000） ，10000000（1.0000000） 。优点：与真值转换简单。缺点：运算不方便且有错误。8 位定点整数原码的表示范围：-127-+127 反码：正数含 0 的反码与原码一样； 将负数含 0 原码除符号位外， 每位变反。0 的反码有两种编码00000000 （0.0000000 ） ，11111111（1.1111111）反码的反码为原码。 补码： 正数含 0的补码与原码一样；将负数的反码末位加1， 注意进位。0的补码只有 1种。 0000000

8、0 （0.0000000） 正数的原码、反码、补码均相同。补码的补码为原码。先原码再反码后补码。 求补：包括符号位在内，每位变反，末位加1。对某个数的补码求补即可得到该数相反数的补码。 规格化浮点数：提高了存储的精度。阶码采用定点整数补码，尾数采用定点小数补码。对于整数，规格化 就是将小数点移到数值部分第一个1 的左侧，对于负数而言就是将小数点移到第一个0 的右侧。 ASCII美国国家标准信息交换码。7 位 ASCII码又称基本 ASCII码，用 7 位二进制表示 128个字符编码，包括 33个控制字符。 常用字符代码由小到大：空格（32） 、数字（ 0 的代码为 48） 、大写字母（ A的代

9、码为 65） 、小写字母（ a 的 代码为 97） 。小写字母的代码比对应大写字母的代码大32。8 位 ASCII码又称扩展 ASCII码，用 8 位二进制 表示 256 种，其中 0-127即为前面的 128 个基本 ASCII码，特点是最高位为0；128255 是扩展部分，特 点是最高位为 1。 汉字编码：国标码：中国制定的用于计算机系统间交换汉字信息时使用的编码。输入码：利用键盘输入 汉字的编码。机内码：计算机内部存储、处理和传输汉字的编码。字型码：表示汉字形状的编码。 （点 阵字型：将一个汉字均匀的分成若干行、若干列，形成一个点阵。） CPU与内存构成主机。主机与外部设备股票拟共同构成

10、了计算机硬件系统。外存既是输入设备又是输出设 备。存储器包括内存与外存。控制器与运算器构成了中央处理器CPU 。计算机的主机和外部设备之间通过 接口电路（简称接口）连接。 运算器：算数运算、逻辑运算。控制器：控制各部件协调工作。存储器：保存程序和数据，分为内存和外 存。内存：可以与 CPU （运算器 +控制器）直接交换信息，保存正在处理的数据和正在执行的程序。内存主 要包括随机存储器 RAM(Random Access Memory) 和只读存储器 ROM（Read Only Memory ）两类。 RAM可以 进行读取和写保存两种操作，但断电时信息丢失。ROM只能进行读操作，不能执行写操作，

11、但是断电时信 息不丢失。ROM主要保存最基本的固定不变的程序和数据。ROM容量 RAM。 通常所说的内存容量指RAM 。 RAM分为动态随机存储器DRAM 和静态随机存储器SRAM 。DRAM 存储密度高、存取速度慢、需要定期刷 新。SRAM存储密度低、存取速度快、不需要刷新。存储单位有：位（bit） 、字节（ Byte） 、字（ Word） 。位 是存储设备的最小存储单位存储一位二进制的存储设备。字节是内存的最小编址单位，即每个字节都有唯 一的一个地址，一般由连续的 8 位构成。CPU一次能够处理的连续字节称为字。字长有 8 位，16 位，32 位， 64位。字长越长， CPU的处理速度越快

12、。 存储容量：单位：，。， ，外存的功能：保存需要长期存储的内容和扩充内存容量。断电时， 外存中内容不丢失。 CPU 不能直接访问外存。常用外存：软盘存储器、硬盘存储器、光盘存储器、移动存 储器（U盘） 、Cache高速缓存 L1，L2、指令存储器、 寄存器等。软盘存储器： 磁道：每个同心圆。 扇区： 每个磁道被分成相同数目的区段，每个区段就是扇区。一个扇区的容量为512B，即 0.5KB 。面数 *每面磁 道数*每磁道扇区数 *512B。硬盘存储器：分为固定式和可移动式两种。容量=柱面数 *每柱面容量 =柱面数 *盘面数 *每磁道容量 =柱面数 *盘面数 *每磁道扇区数 *512B 。 光盘

13、存储器：光盘主要包括 CD和 DVD两种， CD的容量通常为 600MB 左右，而 DVD的容量通常都在4.7GB以上。 CD紧凑光盘， CD有 CD ROM 、CD R、CDRW。DVD是数字多功能光盘或数字激光视盘的简称，包括 DVDROM、DVDR、DVD RW等。U 盘存储器特点：不使用驱动器，节省开支；使用的是USB接口，无需外接电源，支持即插即用和热插拔； 存取速度比软盘快得多； 体积非常小且很轻， 便于携带；防震性能好。为了满足用户对存储系统速度快、 价格低和容量大的需求，存储系统采用了层次结构。Cache 是与 CPU和内存直接交换信息的高速缓冲存储 器（简称高速缓存），其读写

14、速度远高于内存。Cache存储系统由 Cache和内存构成，目的：提高CPU访问 内存的速度。虚拟存储系统由内存和外存（通常使用硬盘存储器）构成，目的：扩大内存的容量。输 入设备：负责将计算机外部的信息转换为计算机能够识别的二进制形式并保存到计算机的内存中。常见的 输入设备：键盘、鼠标器、扫描仪、数码相机（DC） 、数码摄像机（ DV） 、麦克、光笔、条形码阅读机和触 摸屏等。键盘：字符输入设备。 输出设备：负责将计算机内部的二进制信息转换为人或其他设备能够识别的形式并输出。常见的输出设备： 显示器、打印机、音箱、绘图仪等。外存既是输入设备又是输出设备。计算机硬件的各部分之间通过总线相互传输信

15、号。总线：计算机中实现各部分之间通信的公共通道。根据传输信号功能的不同， 总线分为数据总线、地址总线和控制总线3 种。 数据总线 DB：传输数据信息的双向总线。地址总线AB： 传输地址信息的单项总线。 控制总线 CB：传输 CPU发往其他部件的控制信息， 或传输其他部件发给CPU的 状态和请求等信息。控制总线中某个线是单向的，但总体是双向的。根据层次的不同，常见的：片内总 线、系统总线和外部总线3 种。接口：输入输出设备接口的简称。也称为输入输出适配器，功能：连接 主机和外设并实现两者之间数据的传输。用接口的目的：解决主机和外设的差异并使两者协调工作的功能。 软件分为系统软件和应用软件。系统软

16、件：用于管理计算机系统的软、 硬件资源、控制计算机系统运行、 维护计算机系统的软件的集合。主要包括： 操作系统、 计算机语言处理程序、 数据库管理系统和服务程序4 类。操作系统（ OS ）计算机语言处理程序：计算机语言包括：低级语言和高级语言。低级语言：包 括机器语言和汇编语言。机器语言：能直接执行、执行速度快、编程效率低和不通用的特点。汇编语言： 执行速度快、不能直接执行、编程效率低（但比机器语言效率高）和不通用的特点。高级语言：编程效率 高、通用、不能直接执行和执行速度慢的特点。数据库管理系统服务程序 计算机犯罪：利用计算机进行的犯罪。特点：智能性、隐蔽性、危害性、广域性、低龄化、诉讼困难性、 司法滞后性。 计算机病毒是程序。 黑客是人。 防火墙防黑客。 杀毒针对程序。计算机病毒特点：传染性、 潜伏性、隐蔽性、破坏性、寄生性、针对性、不可预见性。预防计算机病毒应从管理制度和技术手段入 手。在技术上可以安装防毒卡和防毒软