1计算机基础知识

计算机的发展史、计算机的特点和应用领域一、 计算机的发展史1计算机的诞生：1946年，世界第一台计算机在美国宾夕法尼亚大学诞生，取名为“ENIAC”美科学家冯.诺依曼提出计算机方案一EDVAC方案2计算机的分代计算机的发展是随着世界电子工业的发展而发展，传统上按主要元件将计算机的发展分成四个阶段：电子管（1946—1958）晶体管（1959—1964）小规模集成电路（1965—1970）超大规模集成电路（1971—现在）②1971年美国研制成功世界第一台微型机MCS-4现代计算机发展呈两极分化，即向微型机和巨型机发展二、 计算机的特点（1） 运算速度快计算机的运算速度指计算机在单位时间内执行的平均速度，可以用每秒钟能完成多少次操作（如加法运算）或每秒钟能执行多少条指令来描述。随着半导体技术和计算机技术的发展，计算机的运算速度已经从最初的每秒几百万次，几千万次，甚至每秒几万亿次。计算机的速度是传统的计算工具所不能比拟的。（2） 精确度高计算机中的精确度主要表现为数据表示的位数，一般称为字长，字长越长精度越高。微型计算机字长一般有8位、16位、32位、64位等。计算机一般都可以有十几位有效数字，因此能满足一般情况下对计算精度的要求。（3） 具有''记忆”和逻辑判断能力计算机不仅能进行计算，而且还可以把原始数据、中间结果、运算指令等信息存储起来，供使用者调用。这是电子计算机与其他计算装置的一个重要区别。计算机还能在运算过程中随时进行各种逻辑判断，并根据判断的结果自动决定下一步执行的命令。（4） 程序运行自动化由于计算机具有''记忆”能力和逻辑判断能力，所以计算机内部的操作运算都是自动控制进行的。使用者在把程序送入计算机后，计算机就在程序的控制下自动完成全部运算并输出运算结果，不需要人的干预。三、 计算机的应用领域计算机的应用，从最初的数值计算到非数值性的数据处理，它的应用已渗透到科学技术的各个领域社会生活的各个方面。（1） 科学计算，或称数值计算，是指解决科学研究和工程技术中所提出的数学问题（2） 信息管理。如办公自动化（OA）及管理信息系统（MIS）、各种决策支持系统（DSS），这些工作的核心是数据处理。信息管理所采用的计算方法比较简单，但数据处理量大，输入输出操作频繁（3） 过程控制。计算机广泛应用于石油化工、电力、冶金、机械加工、通信及轻工业部门中的生产过程控制，如计算机数控车床（4） 辅助工程。利用计算机辅助人们完成某一个系统的任务。目前主要有以下几种计算机辅助系统：CAD:计算机辅助设计。利用计算机辅助人们进行设计工作，使设计过程实现半自动化或自动化。如设计飞机、服装、集成电路等CAM:计算机辅助制造。利用计算机直接控制零件的加工，实现无图纸加工。CAI：计算机辅助教学。利用计算机来辅助进行教学。它可以使教学过程形象化。也可以把课程内容编成计算机软件（称为课件）。此外，还有CAT（计算机辅助测试）等（5） 人工智能（AI）。是指使用计算机来模拟人的某些智能，使计算机能像人一样具有识别文字、图像、语音和''推理”及学习

国际间的通信（6）计算机网络通信。利用计算机网络，使不同地区的计算机之间实现软、硬件共享，这样可以大大促进和发展地区间、和各种数据的传输及处理。计算机网络已经深入到我们的生活当中，如网上购买飞机、火车票、上互联网、银行服务等国际间的通信计算机系统的组成计算机系统计算机系统包括硬件系统和软件系统两大部分计算机系统组成图控制器外部设备瓯用软件外存储器输入设备输出设备语言处理程序数据库管理系统应用软件包用户程序控制器外部设备瓯用软件外存储器输入设备输出设备语言处理程序数据库管理系统应用软件包用户程序产算器中央赴理器＜一＞计算机硬件系统计算机的硬件系统由运算器、控制器、存储器、输入设备和输出设备五大部分组成。1、 控制器：统一指挥和管辖计算机各部分的工作，以完成计算机程序所规定的各种操作。2、 运算器：完成各种算术运算和逻辑运算运算器和控制器合称为中央处理器CPU，工业上把它制成一块芯片。CPU的性能指标：字长：（字长是计算机处理数据采用的形式）字长越长计算机的精度越高。有4、8、16、32、64位。主频：计算机的时钟脉冲频率，也是计算机的工作时序，它在很大程度上决定CPU的处理速度。3、 存储器：（1） 操作方式：''读"一从存储器取数据，''写”一向存储器存数据（2） 容量：基本单位：字节B、常用单位：KB、MB、GB、TB1KB=1024B，1MB=1024KB=1024*1024B（3） 分类：存储器分为内存和外存①内存：存放当前运行的程序，待处理的数据及运算结果。了解三种内存分类：RAM、ROM、CACHERAM：随机存储器，暂存用户的数据和程序，关机后信息全部丢失。ROM：只读存储器，永久保存厂家一次性写入的监控程序等信息。CACHE：高速缓冲存储器，起协调RAM与CPU之间的速度差的作用。外存：存放用户数据、程序等。a.软磁盘：简称软盘，有3.5英寸5.25英寸两种，其中5.25英寸软盘已少人用。l存储规格：对双面3.5英寸软盘而言，它有80个磁道，18个扇区，每个扇区的容量为512个字节，故容量为：2x80x18x512=1.44MBl写保护口：软盘上有一个小窗口，称为写保护口，当滑块向上推，小窗口透光，称软盘处于写保护状态，此时对软盘只能读不能写；当滑块向下推，小窗口关上不透光，称软盘不处于写保护状态，此时对软盘既能读又能写。硬盘：了解硬盘容量和转速硬盘的存储容量要比软盘大得多，如一个硬盘的容量可以达40G以上，因此硬盘是用户永久保存数据的主要设备，且硬盘的读写速度要比软盘快。为了防止硬盘受撞击或磁场干扰，一般把硬盘固定在主机箱里面，不随意搬动。光盘：50倍速等，这个倍数是以基准数据传输率150KBPS（即每秒传输150千位）来计算的目前，一个光盘的容量为650MB，光盘的读写是通过光驱来实现的，光驱的一个重要技术指标是光驱的''倍速''50倍速等，这个倍数是以基准数据传输率150KBPS（即每秒传输150千位）来计算的CD光盘分为以下三种类型:只读型光盘（CD-ROM）：只能读出，不能写入一次写入型光盘（WORM）：只能写入一次，可以反复读出可擦写型光盘（MO）：可重写的光盘，就象一般的硬盘一样4、输入设备（1）键盘：最常用、最基本的一种输入设备，目前普遍使用101/102、104/105键盘

鼠标：机械式和光电式两种，一般有二个或三个按键。5、输出设备显示器：显示器是最常用的输出设备之一l显示器的性能指标分辩率：分辩率越高，显示的图象越清晰扫描方式：逐行扫描和隔行扫描刷新率l显示器要在显示卡的支持下才能工作打印机：针式打印机(9针和24针)喷墨打印机激光打印机。＜二＞软件系统软件系统分为系统软件和应用软件两大类系统软件：管理、监控和维护计算机资源的软件包括操作系统、语言处理程序、数据库管理系统、网络通信管理软件。2、 应用软件：用户为了解决实际问题而编制的各种程序。例：word2000、Excel2000等。操作系统的基本概念和功能操作系统是计算机的系统软件，是计算机中不可缺少的，其它所有的软件都是基于操作系统运行的，常用的操作系统有：Windows.DOS、UNIX、Linux、OS/2、AIX等。1、操作系统的基本概念：用来控制及指挥电脑系统运作的软件程序。操作系统管理和控制系统资源。计算机的硬件、软件、数据等都需要操作系统的管理。操作系统通过许多的数据结构，对系统的信息进行记录，根据不同的系统要求，对系统数据进行修改，达到对资源进行控制的目的。操作系统提供了方便用户使用计算机的用户界面。在介绍操作系统的时候我们就已经看到，用户需要通过鼠标点击相应的图标就可以做他想要做的事情，桌面以及其上的图标就是操作系统提供给用户使用的界面，有了这种用户界面，对计算机的操作就比较容易了。用户界面又称为操作系统的前台表现形式，Windows98采用的是窗口和图标，DOS系统采用的是命令，Linux系统既采用命令形式也配备有窗口形式。不管是何种形式的用户界面，其目的只有一个，那就是方便用户的使用。操作系统的发展方向是简单、直观、方便使用。操作系统优化系统功能的实现。由于系统中配备了大量的硬件、软件，因而它们可以实现各种各样的功能，这些功能之间必然免不了发生冲突，导致系统性能的下降。操作系统要使计算机的资源得到最大的利用，使系统处于良好的运行状态，还要采用最优的实现功能的方式。(4)操作系统协调计算机的各种功作。计算机的运行实际上是各种硬件的同时动作，是许多动态过程的组合，通过操作系统的介入,(4)使各种动作和动态过程达到完美的配合和协调，以最终对用户提出的要求反馈满意的结果。如果没有操作系统的协调和指挥，计算机就会处于瘫痪状态，更谈不上完成用户所提出的任务。因此，可以定义操作系统为：对计算机系统资源进行直接控制和管理，协调计算机的各种动作，为用户提供便于操作的人一机界面，存在于计算机软件系统最底层核心位置的程序的集合。2、操作系统的功能：可以根据计算机系统资源的分类来对操作系统的功能进行划分。一般说来，计算机系统资源包括硬件和软件两大部分，硬件指处理机、存储器、标准输入/输出设备和其他外围设备；软件指各种文件和数据、各种类型的程序。由于操作系统是对计算机系统进行管理、控制、协调的程序的集合，我们按这些程序所要管理的资源来确定操作系统的功能，共分为八个部分：（1） 处理机管理。处理机是计算机中的核心资源，所有程序的运行都要靠它来实现。如何协调不程序之间的运行关系，如何及时反应不同用户的不同要求，如何让众多用户能够公平地得到计算机的资源等都是处理机管理要关心的问题。具体地说处理机管理要做如下事情：对处理机的时间进行分配，对不同程序的运行进行记录和调度，实现用户和程序之间的相互联系，解决不同程序在运行时相互发生的冲突。处理机管理是操作系统的最核心部分，它的管理方法决定了整个系统的运行能力和质量，代表着操作系统设计者的设计观念。（2） 存储器管理。存储器用来存放用户的程序和数据，存储器越大，存放的数据越多，硬件制造者不断地扩大存储的容量，还是无法跟上用户对存储容量的需求，再说存储器容量也不可能无限制的增长，但用户需求的增长是无限的。在从多用户或者程序共用一个存储器的时候，自然而然会带来许多管理上的要求，这就是存储器管理要做的。存储器的管理要进行始下工作：以最合适的方案为不同的用户和不同的任务划分出分离的存储器区域，保障各存储器区域不受别的程序的干扰；在主存储器区域不够大的情况下，使用硬盘等其他辅助存储器来替代主存储器的空间，自行对存储器空间进行整理等。（3） 作来管理。当用户开始与计算机打交道时，第一个接触的就是作业管理部分，用户通过作业管理所提供的界面对计算机进行操作。因此作业管理担负着两方面的工作：向计算机通知用户的到来，对用户要求计算机完成的任务进行记录和安排；向用户提供操作计算机的界面和对应的提示信息，接受用户输入的程序、数据及要求，同时将计算机运行的结果反馈给用户。更具体地说，作业管理要提供：安全的用户登录方法，方便的用户使用界面，直观的用户信息记录形式，公平的作业调度策略等。（4） 信息管理。计算机中存放的、处理的、流动的都是信息。信息有不同的表现形态：可以是数据项、记录、文件、文件的集合等；有不同的存储方式：可以连续存放也可以分开存放；还有不同的存储位置：可以存放在主存储器上，也可以存放在辅助存储器上，甚至可以停留在某些设备上。不同用户的不同信息共存于有限的媒体上，如何对这些文件进行分类，如何保障不同信息之间的安全，如何将各种信息与用户进行联系，如何使信息不同的逻辑结构与辅助存储器上的存储结构进行对应，这些都是信息管理要做的事情。（5） 设备管理。计算机主机连接着许多设备，有专门用于输入/输出数据的设备，也有用于存储数据的设备，还有用于某些特殊要求的设备。而这些设备又来自于不同的生产厂家，型号更是五花八门，如果没有设备管理，用户一定会茫然不知所措。设备管理的任务就是:为用户提供设备的独立性，使用户不管是通过程序逻辑还是命令来操作设备时都不需要了解设备的具体操作，设备管理在接到用户的要求以后，将用户提供的设备各与具体的物理设备进行连接，再将用户要处理的数据送到物理设备上；对各种设备信息的记录、修改；对设备行为的控制。除了以上五大管理以外，操作系统还必须实现一些标准的技术处理:（1） 标准输入/输出。用户通过键盘输入他对计算机的要求和要处理的数据，计算机通过显示器向用户反馈信息同时输出运行结果，这似乎是天经地义的事。其实不然，如果不指定键盘为标准输入设备及显示器为标准输出设备，我们是无法直接通过这两种设备进行输入/输出的。当系统开始运行的时候，操作系统已指定了标准的输入/输出设备，因此，用户使用的时候感觉很方便。如果我们想用其他的设备来作来标准输入/输出设备也是可以的，因为操作系统提供了这种功能。它帮助用户将指定设备的名称与具体的设备进行连接，然后自动的从标准输入设备上读取信息再将结果输出到标准输出设备上。（2） 中断处理。在系统的运行过程中可能发生各种各样的异常情况，如硬件故障、电源故障、软件本身的错误，以及程序设计者所设定的意外事件。这些异常一旦发生都会影响系统的运行，因此，操作系统必须对这些异常先有所准备，这就是中断处理的任务。中断处理功能针对可预见的异常配备好了中断处理程序及调用路径，当中断发生时暂停正在运行的程序而转去处理中断处理程序，它可对当前程序的现场进行保护、执行中断处理程序逻辑，在返回当前程序之前进行现场恢复直到当前程序再次运行。（3） 错误处理。当用户程序在运行过程中发生错误的时候，操作系统的错误处理功能既要保证错误不影响整个系统的运行，又要向用户提示发现错误的信息。因此，我们常常可以看到这样的情况：显示器上给出了发生错误的类型及名称，并提示用户如何进行改正，错误改正后用户程序又可以顺利运行。错误处理功能首先将可能出现我错误进行分类，并配备对应我错误处理程序，一旦错误发生，它就自动实现自己的纠错功能。错误处理一方面找出问题所在，另一方面又自动保障系统的安全，正是有了错误处理功能，系统才表现出一定的坚固性。3、文件的管理：是指操作系统对信息资源的管理，文件是一个在逻辑上具有完整意义的一组相关信息怕有序集合，每个文件都有一个文件名。文件：是一组相关信息的集合，任何程序和数据都是以文件的形式存放在计算机的外存储器上，文件是数据组织的最小单位。文件名：任何一个文件都有一个名称，文件的操作依据文件名进行。文件名一般由文件主名和扩展名两部分组成，文件主名往往是代表文件内容的标识，而扩展名表示文件的类型。需要操作某种类