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计算机基础概述
1.世界上第一台电子数字计算机诞生于1946年,名字是ENIAC(电子数字积分计算机),
主要是为了解决弹道计算问题。ENIAC不能存储程序,只能存20个字长为10位的十进制数。ENIAC的问世,宣告了电子计算机时代的到来。
2.1946年,美籍匈牙利科学及冯·诺依曼撰写《关于电子计算机逻辑结构初探》,提出“存
储程序”的概念,奠定了存储程序式计算机的理论基础,,确定了现代电子计算机的基本结构-冯诺依曼体系结构。
3.根据冯·诺依曼的改进方案,科学家研制出了第一台具有存储程序功能的计算机EDVAC。
EDVAC计算机由存储器、运算器、控制器、输入设备和输出设备组成,使用二进制进行运算,将指令和数据存储到计算机里。
4.现代电子计算机仍被称作冯·诺依曼计算机。
5.按照使用的电子元器件种类把计算机发展阶段分成五个阶段:
第一代:1946-1957;电子管;体积巨大,耗电量大,存储容量小;每秒几千次至几万次;机器语言和汇编语言(软件);二进制编码机器语言编写程序;军事与科学计算。
第二代:1958-1964;晶体管;体积缩小,容量扩大;功能增强;可靠性提高;每秒几万次至几十万次;接近于自然语言的高级程序设计语言编写程序;数据处理和事务管理,工业控制;主存储器是磁芯存储器,外存储器开始使用磁盘。
第三代:1965-1970;小规模集成电路和中规模集成电路;体积大大缩小,内存容量进一步增加,耗电量减少,功能更强大;每秒几十万次到几百万次;多种高级程序语言(软件);文字处理,企业管理,自动控制;开始使用操作系统。
第四代:1971-至今;大规模集成电路(LSI)和超大规模集成电路(VLSI);性能大幅度提高;每秒几千万次到千百亿次;出现数据管理系统,网络管理系统,面向对象语言;
计算机往巨型和微型两极发展。微型计算机(PC)在第四阶段出现。
第五代:未来;真正智能化的非冯·诺依曼计算机。
总结:未来计算机向着举巨型化、微型化、网络化、智能化和多媒体化发展。
6.微型计算机(PC或个人电脑)以微处理器为基础,配置内存储器和输入输出(I/0)接
口,遵循冯·诺依曼体系结构,由运算器、控制器、存储器、输入设备和输出设备组成。
运算器和控制器被集成在一个芯片上,称为微处理器(CPU),微处理器的性能决定微型计算机的性能。
7.根据微处理器的字长和功能,可将微型计算机发展划分为六个阶段:
第一阶段:4位和8位微处理器时代;采用PMOS工艺,集成度低,主要采用机器语言和简单的汇编语言。(1971-1972)
第二阶段:8位微处理器时代;采用NMOS工艺,集成度和运算速度提高;具有典型的计算机体系结构和中断、DMA控制功能;除了汇编语言,出现了BASIC、FORTRAN等高级语言和相应的解释程序和编译程序;后期出现了操作系统。(1973-1977)
第三阶段:16位微处理器时代;采用HMOS工艺;采用多级中断、多种寻址方式、段式存储结构;配置了软件系统。(1978-1984)
第四阶段:32位微处理器时代;首次增加了一个内置的数学协处理器,将复杂的数学功能从中央处理器中分离出来,大幅度提高计算速度;采用HMOS或CMOS工艺;具有多任务处理能力。(1985-1992)
第五阶段:64位微处理器时代;支持商务运用和高端商务计算。(1993-2005)
第六阶段:多核微处理器时代;双核/多核技术是目前提升处理器性能的解决方案,此得力于半导体工艺技术的发展。(2005-至今)
总结:微处理器的发展使得微型计算机高度微型化、快速化、大容量化和低成本化。
8.计算机的特点:运算速度快(以每秒完成基本加法指令的数目表示计算机的运算速度);
具有存储和记忆的功能;自动化程度高(计算机能够高度自动化是与其他计算工具的本质区别);计算精度高(内部采用二进制计算);可靠性高;具有逻辑判断能力(这是计算机能处理逻辑推理问题的前提)。
9.计算机的主要技术指标:字长(计算机一次能够处理的二进制数字的位数;关系到计算
机的计算精度、速度和功能;字长越长,处理数据的能力越强),时钟频率(也叫主频,计算机定时信号的一个源;CPU的主频是评价CPU性能的重要指标;一般来说,主频越高,CPU速度越快,但还受内部结构的影响;CPU主频等于倍频系数乘以外频得到),运算速度(计算机每秒钟能够执行的指令条数,常用百万条指令/秒MIPS或百万条浮点指令/秒MFLOPS);内存容量(内存中RAM和ROM的容量总和;以MB为单位;内存容量越大,运算速度越大,处理数据能力就越强)。
10.计算机类型按规模分类:
巨型机:每秒10亿以上浮点运算;尖端科学、战略武器、气象预报、社会经济现象模拟。
大型机:每秒几千万以上浮点计算,足以支持远程终端几百用户同时使用。
微型计算机:以大规模集成电路芯片制作的微处理器为CPU的个人计算机,按功能和外形分为台式计算机、笔记本电脑和平板电脑。
智能手机:具有五大特点(无线接入互联网,具有PDA功能,开放性的操作系统,人性化,功能强大)
11.计算机按照用途分类:
通用计算机:用于科学计算、数据处理和过程控制。
专用计算机:适用于某一特殊运用领域,如智能仪表、生产过程控制、军事装备的自动控制。
12.计算机的传统应用:科学计算、数据处理和过程控制。
计算机的应用有:
科学计算:又名数值计算;用语科学研究和工程技术的数学问题的计算;通信卫星的法神、卫星轨道的计算、高能物理、工程设计、地震预测、天气预报。
信息处理:企业管理、物资管理、信息情报检索、图书管理等。
办公自动化:OA;主要特点是无纸办公。
生产自动化:实时控制(又叫过程控制)、辅助工程(计算机辅助设计CAD、计算机辅助测试CAT、计算机辅助制造CAM)。
(还包括人工智能,以及在生活中的应用)
13.完整计算机系统包括:硬件和软件。
硬件:构成计算机的有形的物理设备,是计算机工作的基础。
软件:在硬件设备上运行的各种程序和文件。
裸机:计算机只有硬件没有软件。
智能控制模块14.计算机系统的层次结构:硬件——软件【系统软件(操作系统-其他系统软件)-用户应
用软件】
15.计算机硬件系统:
运算器:算数逻辑部件;进行算术计算和逻辑运算;由算术逻辑部件、移位器和若干暂存数据的寄存器组成)。
控制器:由程序计数器、指令寄存器、指令译码器和操作控制器组成;是计算机的神经中枢和指挥中心。
存储器:主存储器(内存)和辅助存储器(外寸)组成。
输入设备:扫描仪,光笔等。
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输出设备:显示器、打印机等。
16.计算机软件分为系统软件和应用软件两类。
系统软件:负责管理、监测和维护计算机硬件和软件资源的一种软件;包括操作系统、程序设计语言及其处理程序、数据库管理系统、系统服务程序以及故障诊断程序等。
应用软件:财务管理、人事管理、CAD、CAM、CAT等。
17.程序设计语言及其处理程序:
机器语言:每一条指令都是由0和1组成的二进制代码序列;最底层面向机器硬件的计算机语言;可被计算机直接执行,不需要翻译;所有非机器语言程序最终都要翻译成机器语言程序才能被执行。
汇编语言:将二进制形式的机器指令代码序列用符号(助记符)来表示的计算机语言;液体收集系统
实质是符号化了的机器语言;汇编语言编写的程序必须由配置的汇编程序翻译成机器语言执行;将汇编语言源程序翻译成机器语言目标程序的过程叫做汇编。
高级语言:机器语言和汇编语言都是面向机器的程序语言,高级语言是面向问题的语言;
用高级语言编写的程序成为源程序;高级语言可以通过解释和编译两种方式执行(解释方式是源程序由解释程序边解释边执行,不生成目标程序,速度较慢;编译方式是源程序经过编译程序编译处理产生相应的目标程序,然后再连接和装配成为可执行程序)18.数据库管理系统DBMS:系统软件;提供数据描述语言(DDL)(负责描述和定义数据的
各种特性)和数据操纵语言(DML)(说明对数据的操作);常用的有Access,SQL Server,Oracle,DB2。
19.操作系统的功能:进程管理、存储管理、文件管理、设备管理、作业管理。
20.操作系统的分类:单用户操作系统、批处理操作系统、分时操作系统、实时操作系统、
网络操作系统、分布式操作系统。
21.常用操作系统:Windows(主要单用户操作系统)、Unix(多任务、多用户操作系统)、
Linux(PC机上的免费Unix操作系统)、Andriod(基于Linux平台的开源移动操作系统)。
22.计算机的基本原理是存储程序和程序控制。
23.存储程序原理:所有数据和指令都以二进制形式表示;所有数据和由指令组成的程序必
须事先放在主存储器中,然后按顺序执行;计算机硬件系统都由运算器、控制器、存储器、输入设备和输出设备五部分组成。
计算机工作的时候,两种信息在流动,即数据星系和指令信息。
24.指令系统:是计算机基本功能具体而集中的体现;指令是对计算机进行控制的最小单位;
程序就是计算机指令的有序序列。
砭石祛斑泥25.程序执行过程:P12图1-7和P18。
26.微型计算机的硬件配置:中央处理器(CPU,即控制器和运算器)、主版(影响硬件系统
的稳定性、兼容性和性能;串口主要连接鼠标键盘;并口连接打印机;通用串行总线口即USB接口)、机箱、存储器、输入设备、输出设备、存储器。
27.CPU主要参数:内核数量、运行频率、缓存(进行高速存取的存储器;又称Cache;用
于内存和CPU之间的数据交换;越大越好)、接口方式(主要有插针式和触点式,以触点式为发展方向)、指令集、工作电压(CPU的工作电压分为核心电压和I/0电压;核心电压小于I/0电压)、制造工艺。
28.内存储器:
随机存储器:RAM;静态随机存储器SRAM和动态随机存储器DRAM;SRAM存储速度极快主要用于高速缓存存储器Cache,DRAM用于大容量存储器。
只读存储器:ROM;只能读出不能写入,信息永久写入,不受断电影响。
29.硬盘分为固态硬盘SSD、机械硬盘HDD、混合硬盘HHD;硬盘厂商通常使用的是GB,
1GB=1000MB。
30.数据的存储单位:
位:bit;计算机中最小的数据单位
字节:byte;表示存储空间大小的最基本的容量单位;计算机中最小的信息单位;8个二进制位为一个字节;存储容量是指存储器中能够包含的字节数。
字长:计算机存储、传送、处理数据的信息单位;用计算机一次操作(数据存储、传送、运算)的二进制位最大长度描述。
31.ACSII码(美国信息交换标准代码):
基本ACSII码:每个ACSII码占用一个字节,由八个二进制位组成,每个二进制位是0或1;ACSII码中的二进制数最高位(最左边一位)为数字0的称为基本ACSII码;其范围是0-127;基本ACSII码代表128个不同字符(94个可显示字符和32个控制字符);在各种计算机上都是适用的;10个数字字符是从小到大连续编码的,英文字母是按照a-z 的顺序编码的。
扩充ACSII码:ACSII码中的二进制数最高位(最左边一位)为数字1的称为扩充ACSII 码;扩充部分
的范围是128-255,代表128个扩充字符;扩充部分在不同计算机上可能有不同的含义,通常是每个国家的语言代码。
汉字编码:涉及汉子的交换码、机内码、外码和输出码(也叫字形码,16×16点阵,有为1,无为0);汉字被排成94行94列,行号称为区号,列号成为位号,高字节表示区号,低字节表示位号;区码和位码分别加上32,再转换为二进制数或者十六进制的数就能得到国际码。
udiab32.科学思维必须遵守三个基本原则:逻辑性原则、方法论原则、历史性原则。
33.计算思维:概念化,不是程序化;根本的,不是刻板的技能;是人的,不是计算机的思
维方式;数学和工程思维的互补和融合;是思想,不是人造物;面向所有的人、所有地方。
34.计算机网络定义:按照网络协议,将分散的、独立的计算机相互连接,实现资源共享的
集合;具有相互独立的计算机系统、通信线路、全网统一的网络协议、数据、资源的特征。
35.计算机网络的功能:资源共享(最主要的功能),数据通信(最基本的功能),分布式处
理,提高计算机的可靠性和实用性。
36.计算机网络按覆盖范围和规模的分类:
局域网LAN:覆盖范围不超过几十千米;常在公司、机关、学校、工厂。
广域网WAN:也称远程网;可以覆盖一个地区、国家甚至跨越几个洲;Internet就是跨越全球的广域网。
城域网MAN:范围介于局域网和广域网之间;几十千米到几百千米的范围。
37.计算机网络按照网络通信信道的数据传输速率的分类:低速网络、中速网络、高速网络。
计算机网络按照网络的信道带宽的分类:窄带网、宽带网、超宽带网。
38.局域网的定义:在某一个区域由多台计算机互联起来构成的通信网络;封闭的。
局域网的类型:有线网和无线网(按传输介质分类);总线型、星型、环型、树型、混合型(按网络拓扑结构分类);以太网、令牌环网、FDDI网和无线局域网(按照传输介质所使用的网络访问控制办法分类)。
39.局域网的特点:覆盖范围小;系统灵活性高;通信设备是广义的;数据传输速率高,通
信延迟时间短,可靠性较高;支持多种传输介质。
40.局域网网络拓扑结构的特点:
星型结构:每个结点通过点-点线路与中心结点连接,任何两个结点之间的通信都要通过中心结点;结构简单,建网容易,易于扩展,传输速率较高,便于控制和管理;中央结点出现故障,全网瘫痪。
总线型结构:每个结点设备都与一根总线相连,网络中所有的节点工作站都是通过总线进行信息传输的;工作站节点的数目是有限制的,延长总线长度、加入相同数量的附加转接部件可以使总线容量达到要求;简单灵活,可扩充性能好,可靠性高,网络结点之间的响应速度快,共享资源能力强,某个结点出现问题对整个网络影响小。
树型结构:可以看作星型结构的扩展;扩展性能强,控制和维护方便;企业内部网通常是树形结构。
41.传输介质:双绞线(屏蔽双绞线STP和非屏蔽双绞线UTP,相同部分是外部保护层和多
对双绞线,区别在于有无屏蔽层),同轴线缆(由内导体、外屏蔽层、绝缘层和外部保护层组成;使用范围比双绞线宽,价格贵),光纤线缆(传输速率高、抗干扰性强、误码率低、安全保密性好;分为多模光纤和单模光纤,单模好但贵),无线电。
42.以太网分类:
传统以太网:双绞线;星型结构,集线器Hub是中心连接设备;通过共享传输介质进行数据交换,采用CSMA/CD截至访问控制方法来控制各计算机数据传送;典型是10Base-T 标准以太网。
交换式以太网:将传统以太网的中心结点置换成以太网交换机。
43.高速以太网:
快速以太网:保持10Base-T局域网的体系结构与介质控制方法,设法提高传输速率至100Mbps。
千兆位以太网:数据传输速率在1000Mbps左右,仍保留10Base-T以太网的所有特征。
万兆位以太网:数据传输速率在10000Mbps左右,仍保留10Base-T以太网的帧格式。
44.无线局域网:传输介质有无线电波和红外线;可以有很多种拓扑结构;常用的是无线集
线器接入型拓扑结构。
45.网络操作系统定义:可以管理局域网资源的操作系统,既可以管理网络资源,也可以管
理本机资源。
固定宽带接入速率测试方法46.网络操作系统类型(按照其软件是否平均分布在网中各节点分类):对等结构和非对等
结构。
对等结构网络操作系统:安装在每个连网结点上的操作系统软件相同,局域网中的所有连网结点地位平等,并拥有绝对自主权;任何两个结点之间都可以直接实现通信;效率不高,仅适用于规模较小的网络系统。
非对等网络操作系统:将局域网中的结点分为网络服务器(服务器)和网络工作站(工作站);能够实现网络资源的合理配置和利用。
对等结构和非对等结构的的根本区别是是否设置专用服务器。
47.典型的服务器/客户机模型局域网可以看成是由网络服务器、工作站(客户机)与通信
设备三部分组成的。
48.网络安全策略:物理安全,访问控制(主要策略),数据加密(重要手段),防火墙(包
过滤和代理服务两种技术)。
49.网络管理功能:配置管理模块、故障管理模块、性能管理模块、安全管理模块、计费管
理模块。
50.简单网络管理协议SNMP:不可靠的服务,但是保证了信息的快速传递;由管理进程(核
心)、管理代理(是一种软件)、管理信息库组成。

本文发布于:2024-09-24 06:28:58,感谢您对本站的认可!

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