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第1章 信息技术与计算机 一、信息概述 1．几个概念
（1）数据：将客观事物记录下来的可以鉴别的符号。
（2）信息：经过加工以后并对客观世界产生影响的数据。信息的特征是：不灭性，复制性和时效性。
（3）信息科学：研究信息及其运动规律的科学。
（4）信息技术（IT）：凡是能扩展人的信息功能的技术，都是信息技术。
（5）信息技术的核心：微电子技术，计算机技术，光电子技术，通信技术（微电子技术是基础，计算机技术和通信技术是两大支柱） 二、计算机概述
1．计算机的发展简史
（1） 第一台计算机：ENIAC
（2） 第一台有存储功能的计算机：EDSAC。冯?诺伊曼（现代计算机之父）提出用二进制
存储数据的思想。
（3） 第一台商品化的计算机：UNIVAC （4） 计算机四代的发展：
a) 第一代：逻辑元件：电子管；软件方面：汇编语言和机器语言 b) 第二代：逻辑元件：晶体管；软件方面：出现程序设计语言 c) 第三代：逻辑元件：集成电路；软件方面：出现操作系统
d) 第四代：逻辑元件：大规模和超大规模的集成电路；软件方面：数据库和网络 2．计算机的用途和特点
e) 用途 i. 科学计算：计算机最基本的用途 ii. 信息处理（数据处理）：计算机最广泛的用途 iii. 实时控制（过程控制）：生产自动化 iv. 计算机辅助设计（辅助工程）：CAD（计算机辅助设计）、CAM（计算机辅助制
造）、CAI（计算机辅助教学） v. 人工智能
f) 特点（最主要的特点是：自动控制及存储程序） 3．计算机的分类
1) 按信息表示方式分：数字计算机、模拟计算机、混合式计算机 2) 按用途分：通用计算机、专用计算机
3) 按规模分：巨型机、大型机、小型机、微型计算机、工作站、服务器
4．计算机的新技术：芯片技术、并行处理技术、网络技术、蓝牙技术、嵌入技术、中间件技术等。
第2章 计算机系统的组成 一、计算机基本工作原理 1．指令和程序 （1） 指令
a) 定义：让计算机完成某个操作所发出的命令，是计算机硬件的最大功能，是程序设
计的最小单位，计算机工作的命令。
b) 组成：操作码（规定计算机要执行的基本操作）和操作数（执行对象的存储地址） （2） 程序：完成特定任务的一组指令序列的组合
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（3） 指令系统：计算机所能执行的全部指令。指令系统反映了计算机的基本功能，不同
的计算机其指令系统也不相同。
2．指令的执行过程：读取指令，分析指令，执行指令 3．程序的执行过程
二、计算机的系统组成（硬件系统和软件系统）
1．硬件系统（五大部分：运算器、控制器、存储器、输入设备和输出设备） （1） CPU（Central Processing Unit）中央处理器
a) 组成：运算器、控制器 b) 功能： i. 运算器（ALU）：进行算术运算和逻辑运算 ii. 控制器：从内存中取出指令、分析指令，发出控制信号从而执行指令 （2） 存储器：内部存储器和外部存储器
a) 内存：存储正在执行的程序和数据，可以直接和CPU发生数据交换 b) 外存：不能直接和CPU发生数据交换，必须通过内存进行数据交换 （3） 输入设备：接收用户输入的原始数据和程序
（4） 输出设备：存放在内存中由计算机处理的结果转变为人们所能接受的形式 2．软件系统
（1） 系统软件：用于使用和管理计算机的软件。如：操作系统、程序设计语言、数据库
管理系统等
（2） 应用软件：在硬件和系统软件的支持下，面向具体问题和具体用户的软件 三、微型计算机的硬件组成
1．主机（主板、微处理器、内部存储器） （1） CPU在微型计算机中称为微处理器 （2） 内部存储器
a) RAM：随机存储器，可以进行读写操作，断电以后存储的内容消失
b) ROM：只读存储器，一般情况下只能进行读的操作，断电以后存储的内容不消失 c) 内存按字节编址，按字节存储数据。内存按字节划分单元，每个单元有一个编号，
称为内存单元的地址。
2．外部设备（外部存储器、输入设备、输出设备）
（1） 外部存储器：软盘、硬盘、光盘（既是输入设备又是输出设备的是外部存储器）
光盘的分类：CD-ROM（只读型光盘），CD-R(只写一次型光盘)，CD-RW(可重复读写)
（2） 输入设备：键盘、鼠标等
（3） 输出设备：显示器（分辨率越高图像越清晰）、打印机（针式打印机，喷墨打印机
和激光打印机）等
3．三总线结构
（1） DB（Data Bus）：数据总线，传输数据信号 （2） AB（Address Bus）：地址总线，传输地址信号 （3） CB（Control Bus）：控制总线，传输控制信号 4.接口
在微型计算机系统中，I/O接口位于主机和I/O设备之间，最常用的是USB（通用串行接口），支持热插拔，即插即用。 四、微型计算机的主要性能指标
1. 字长：字长表示参与运算的一个字所含的二进制位数。字长越长计算速度越快，精
度越高，处理能力越强。
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2. 存储容量：主要指内存容量，以字节为单位。主存容量大，可以快速运行程序，对
大量数据进行连续操作，减少对外存的存取次数。
3. 主频：CPU的时钟频率。一般来说，主频决定计算机的运算速度，时钟频率越高，
计算机的运算速度也越高。
4. 运算速度：计算机每秒所能执行的指令条数，其单位为百万次/秒，百万次/秒又称
MIPS。
五、数字化信息编码和数据表示
1．编码的定义：采用少量的基本符号，选用一定的组合原则，以表示出大量复杂多样的信息。
2．计算机中的二进制编码 （1） 组成：0，1 （2） 原因：
a) 物理上容易实现 b) 运算规则简单
c) 与逻辑运算的“真假”、“是否”相对应 3．进制的概念
（1） 基r数制：用r个基本符号0、1、…、r-1表示数值，r称为该数制的基。 （2） 常见的几种进制
a) 十进制（D）：0，1，…，9；r＝10 b) 二进制（B）：0，1；r＝2
c) 八进制（O）：0，1，…，7；r＝8
d) 十六进制（H）：0，1，…，9，A，B，…，F；r＝16 （3） 几种进制之间的转换
a) 十进制与非十进制之间的转换 i. 非十进制转换为十进制：用按权展开式进行计算 ii. 十进制转换为非十进制：整数部分：除以r，取余，倒排；小数部分：乘以
r，取整，顺排
b) 二进制与八进制、十六进制之间的转换 i. 二进制转换为八进制、十六进制
1. 二进制转换为八进制：小数点往左往右，三位为一组，位数不够添0
补足，分别求出每组二进制对应的八进制数。
2. 二进制转换为十六进制：小数点往左往右，四位为一组，位数不够添0
补足，分别求出每组二进制对应的十六进制数。
ii. 八进制、十六进制转换为二进制
1. 八进制转换为二进制：一位八进制数用三位二进制来表示 2. 十六进制转换为二进制：一位十六进制数用四位二进制来表示
4．计算机中数据的表示
（1）整数的表示：带符号数（原码、反码、补码）和不带符号数 （2）浮点数的表示：由阶码和尾数组成 5．常用的信息编码 （1） 字符编码：最常用的字符编码ASCII码（编码原则为7位编码，存储按8位存储），
编码顺序是：空格<数字编码<大写字母<小写字母
（2） 汉字编码：输入码（数字编码：唯一一种没有重码的输入方法；拼音码；字形编
码：常用的五笔输入法）、国标码（两个字节的最高位为0）、内部码（两个字
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