CSP初试精讲精练 第一节 计算机基础知识

CSP-J/S初赛知识点精讲精练第一讲

计算机基础知识04九月2024计算机发展历史电子计算机的发展通常以构成计算机的电子元器件作为划分依据。SSI(SmallScaleIntegratedcircuites)小规模集成电路MSI(MediumScaleIntegratedcircuites)中规模集成电路LSI(LargeScaleIntegratedcircuites)大规模集成电路VLSI(VeryLargeScaleIntegratedcircuites)超大规模集成电路代别年代使用的元器件使用的软件类型主要应用领域第一代20世纪40年代中期至40年代末期CPU：电子管使用机器语言和汇编语言编写程序科学和工程计算内存：磁鼓第二代20世纪50年代中后期至60年代中期CPU：晶体管使用FORTRAN等高级程序设计语言广泛应用于数据处理领域内存：磁芯第三代20世纪60年代中期至70年代初期CPU：SSI、MSI操作系统、数据库管理系统等开始使用科学计算、数据处理、工业控制等领域内存：SSI、MSI的半导体存储器第四代20世纪70年代中期至今CPU：LSI、VLSI软件开发工具和平台、分布式计算、网络软件等各行各业内存：LSI、VLSI的半导体存储器计算机发展历史艾伦·图灵莫西里和埃克特冯·诺依曼1936年提出了图灵机的概念，证明了通用计算理论，给出了计算机应有的主要框架并提出了关于机器思维的问题。计算机界的最高奖项“图灵奖”以他命名，被称为“计算机界的诺贝尔奖”。1946年2月，在宾夕法尼亚大学成功研制出第一台通用计算机“ENIAC”1945年3月起草了“存储程序通用电子计算机方案”，即EDVAC。三个主要思想：计算机系统的冯诺依曼结构、利用存储程序运行计算机、采用二进制编码替代十进制。被称为计算机之父。约翰·冯诺依曼奖，目的是表扬在计算机科学和技术上具有杰出成就的科学家。例题一以下哪个奖项是计算机科学领域的最高奖？(

)A.图灵奖B.冯诺依曼奖C.诺贝尔奖D.普利策奖A计算机结构计算机必须由运算器、存储器、控制器、输入设备、输出设备构成，即为“冯·诺依曼结构”。CPU(CentralProcessingUnit)：中央处理器，由运算器(计算)+控制器(指挥)+寄存器组成。计算机的核心部件，被称为计算机的“大脑”，又称“微处理器”。内存储器：简称“内存”，用于电脑内部的存储。相对外存而言，读写速度快，但是存储空间小，并且存储在RAM里的数据断电后会丢失。注意与“外存(硬盘等)”区分开。RAM(RandomAccessMemory)：随机存取存储器，与CPU直接交互数据，可随时读写，断电数据全部丢失。ROM(Read-OnlyMemory)：只读存储器，只能读出无法写入信息。信息一旦写入后就固定下来，断电数据不会丢失，故又称为固定存储器。计算机结构外存储器：简称“外存”，用于处置长期保存的数据，一般处于电脑外部，断电后数据不会丢失。相对内存而言，外存读写速度慢，但存储容量大。主要包括硬盘、光盘、U盘(USB闪存盘)等类型。输入设备：在计算机与人交互时，接受外部命令或者需要加工的数据。常用的输入数据包括键盘、鼠标、麦克风、摄像头等。输出设备：在计算机与人交互时，将处理结果以人类能够识别/感受的方式呈现出来的设备。常有的输出设备包括显示器、音响、打印机等。输入设备输出设备统称：I/O设备计算机结构CPU的寻址：寻址范围是指计算机能够找到的最小地址和最大地址，32位所能表示的范围是2^32=4294967296=4GBytePs:这个吧，解释起来比较麻烦，就这么记吧，64位就是2^64计算机结构BIOS是英文"BasicInputOutputSystem"的缩略语，直译过来后中文名称就是"基本输入输出系统"。它的全称应该是ROM－BIOS，意思是只读存储器基本输入输出系统。其实，它是一组固化到计算机内主板上一个ROM芯片上的程序，它保存着计算机最重要的基本输入输出的程序、系统设置信息、开机上电自检程序和系统启动自举程序。有人认为既然BIOS是"程序"，那它就应该是属于软件，感觉就像自己常用的Word或Excel。但也很多人不这么认为，因为它与一般的软件还是有一些区别，而且它与硬件的联系也是相当地紧密。形象地说，BIOS应该是连接软件程序与硬件设备的一座"桥梁"，负责解决硬件的即时要求。一块主板性能优越与否，很大程度上就取决于BIOS程序的管理功能是否合理、先进。主板上的BIOS芯片或许是主板上唯一贴有标签的芯片，一般它是一块32针的双列直插式的集成电路，上面印有"BIOS"字样。586以前的BIOS多为可重写EPROM芯片，上面的标签起着保护BIOS内容的作用(紫外线照射会使EPROM内容丢失)，不能随便撕下。586以后的ROMBIOS多采用EEPROM(电可擦写只读ROM)，通过跳线开关和系统配带的驱动程序盘，可以对EEPROM进行重写，方便地实现BIOS升级。常见的BIOS芯片有Award、AMI、Phoenix、MR等，在芯片上都能见到厂商的标记。存储单位计算机的存储单位有以下几种：bit，B，KB，MB，GB，TB1024=2e10数据表示与计算在计算机中，一切的数据都是由二进制进行存储和表示。十进制：28(10)二进制：11100(2)进制转换计算机语言机器语言/机器码：最早的语言，计算机能识别的语言，由二进制数字0/1组成，速度快，人类编码难度高，一般由计算机自动转换。汇编语言：用符号代替二进制数，计算机不能直接识别，需要用编译器进行编译，难度依然很大，目前除了对性能要求极高的需求以外不被使用。高级语言：如今的编程语言(C++，JAVA等)，需要用编译器，难度小，分为编译语言和解释语言两种编译方式。编译语言(C++)：先对整个程序进行编译(会进行多次分析)，再执行程序。速度快(进行多次编译对程序进行优化)。解释语言Python/PHP)：扫描一行解释一行，速度慢(无法进行优化)。例题二编译器的主要功能是(

)A.将源程序翻译成机器指令代码B.将源程序重新组合C.将低级语言翻译成高级语言D.将一种高级语言翻译成另一种高级语言A信息编码英文字符编码方案的国际标准为ASCII码。ASCII码利用七位二进制表示，共有128个元素。1字节(8位)是计算机中的常用的单位，ASCII码字符将字节最高位取0.原码补码反码1、机器数和符号位一个数在计算机中的二进制表示形式，叫做这个数的机器数。机器数是带符号的，在计算机中用一个数的最高位存放符号正数为0负数为1。2、真值因为第一位是符号位所以机器数的形式值不等于真正的数值。例如有符号数1000

0101，其最高位1代表负，其真正的数值是-5，而不是形式值133(10000101转换成十进制是133)。所以，为区别起见，将带符号位的机器数对应的真正数值称为机器数的真值。3、原码、反码、补码、移码为了便于运算，带符号的机器数可采用原码、反码、补码、移码等不同的编码方法，机器上的这些编码方法称为码制。原码补码反码原码原码就是符号位加上真值的绝对值即用第一位表示符号其余位表示值。比如如果是8位二进制:+1=0000

0001反码正数的反码是其本身，负数的反码是在其原码的基础上符号位不变，其余各个位取反。补码正数的补码就是其本身，负数的补码是在其反码的基础上+1逻辑运算逻辑运算一共有三种，每种都有两种写法：逻辑非：！或┐逻辑与：&&或∧逻辑或：||或∨逻辑运算的优先级非>与>或例题三在C++语言中，如果a=1;b=0;c=1;那么以下表达式中为1的是：(

)A.a&&b||b&&cB.a+b>c||bC.!(!c&&(!a||b)D.a+b+cC位运算与运算(&)：两个二进制数进行与&运算，如果对应位都为1则结果为1，否则为0。或运算(|)：两个二进制数进行或|运算，如果对应位有一个为1，结果就为1。只有在两个数的对应位置都是0的时候，结果才为0。异或运算(^)(xor)：两个二进制数进行异或(^)运算，如果对应位不相同返回1，反之返回0。非运算(~)：把给定二进制数全部取反。左移运算(<<)：a<<b表示把a的二进制位向左移动b位