《计算机应用基础》计算机基础知识的辅导资料(一)

发布时间:2024-05-16 15:05:09浏览次数:11
计算机应用基础辅导资料二主 题:第 2 章 计算机基础知识的辅导资料(一)基本要求:一、掌握计算机系统的组成;二、掌握计算机的基本工作原理;三、掌握计算机中常用数制的表示及转换方法;四、了解字符编码;五、了解指令、程序、软件的概念以及软件的分类。五、理解微型机的硬件组成,主要部件的性能指标。重点掌握内容:重点:计算机系统组成、计算机基本工作原理、数据在计算机中的表示及数制转换。难点:数据在计算机中的表示及数制转换。课前思考:今天,在我们的生活和工作中,我们几乎每天都要与计 算机打交道。计算机不仅能够完成各种复杂的数值计算,还能模拟人脑进行分析 和处理各种事物,在社会的各个领域发挥作用。计算机是如何实现按高效运算的? 计算机都由哪几部分构成?计算机的运行原理是什么?为了更好地使用计算机, 必须对计算机有个全面的了解。引入:人是如何处理事务的呢?计算机也是模仿人来处理事务的,也要有控制的装置、记忆的装置、接收的装置、计算的装置以及输出的装置。一、计算机硬件组成通常,我们称一套能够高效、便捷供我们使用的计算机为计算机系统。一个完整的计算机系统由硬件系统和软件系统构成。硬件是指计算机系统中由电子线路和各种机电设备组成的设备实体。它们是构成计算机的物质设备,如主机、输入和输出设备等。软件是指为运行、维护、管理、应用计算机所编制的所有程序以及一些说明这些程序的相关资料的总和。软件是为运行、维护管理、应用计算机所编制的计算机程序。1.计算机硬件系统(1)图灵机——计算机的理论模型20 世纪 30 年代,图灵提出了算法的定义,建立了图灵机模型。由于图灵提出的图灵机模型直观形象,用图灵机模型能够解释算法的概念,很快得到了人们的认同。图灵机的概念是现代可计算理论的基础,这也是图灵一生中最大的贡献。为纪念图灵对计算机科学的贡献,美国计算机协会(ACM)于 1966 年创立了图灵奖,每年奖给在计 算机科学领域中作出贡献的研究人员。被誉为计算机业界和科学界的诺贝尔奖。(2)冯·诺依曼计算机数学家冯·诺依曼根据图灵机的设想提出设计计算机的体系结构。这一结构也称为冯诺依曼体系结构。冯·诺依曼计算机主要有三个特点:① 计算机由五大部分组成:运算器、控制器、存储器、输入设备和输出设备。② 指令和数据以同等地位存储在主存储器中,并按地址访问、以顺序的方式执行。③ 程序和数据以二进制表示。 2. 计算机硬件系统组成3. 计算机组成结构根据冯·诺依曼体系,计算机组成结构主要由运算器、控制器、存储器和输入、输出设备五大部分组成。4. 现代计算机组成 二、计算机软件系统1. 计算机软件系统组成2. 系统软件系统软件是为了有效地运行和管理计算机硬件、为应用软件开发与运行提供支持、以及为用户管理与使用计算机提供方便的一类软件。主要有: -操作系统 -计算机语言编译程序:把高级语言编写的程序翻译成可执行的机器语言程序。 -实用工具:系统软件中的常用工具软件。 -设备驱动程序:可以使计算机和设备通信的特殊程序。 -数据库系统:用于建立、使用和维护数据库的系统软件。操作系统是最重要的系统软件,是计算机系统软件的核心,是对计算机硬件、软件资源进行管理、调度、控制和运行的一组程序,它也是用户与计算机之间的接口。3.语言机器语言:用二进制代码编写,机器能直接执行。为了应用存储程序概念,CPU 被设计成可以识别二进制模式编码的指令。这组指令以及编码系统称为机器语言。 汇编语言:用符号表示指令代码,需要汇编程序将其翻译成机器指令后才能运行。如:用 ADD 表示加、SUB 表示减、HLT 表示停机高级语言:采用接近自然语言的字符或表达式、按照一定的语法规则编写程序,需要高级语言编译程序将源程序编译生成目标程序后才能运行。 程序设计语言分为面向过程和面向对象两类。面向过程语言特点:强调用计算机能够理解的逻辑来描述解决问题的方法和步骤,不仅要说明做什么,还要说明如何做。过分强调求解过程的描述,程序难以重复使用。面向对象语言特点:能够直接描述客观世界的事物,将一切事物都看成具有属性和行为的对象。通过抽象找出同一类对象的共同属性和行为,并抽象成类。通过类的继承实现代码重用,编程效率高。4. 应用软件应用软件是专门用于解决各种不同具体应用问题的软件。它是用户利用计算机及其提供的系统软件为解决各种实际问题而编制的计算机程序。应用软件包括:通用应用软件:科学计算的软件包、办公自动化软件、计算机辅助设计、辅助制造、辅助教学软件、MATLAB、图形处理软件、压缩工具软件等。专用应用软件:用户为了解决自己特定的具体问题开发的用户程序,如财务管理软件、图书管理系统等。三、计算机的基本工作原理1. 指令和程序的概念 2. 计算机的指令系统一台计算机所有指令的集合称为该计算机的指令系统,不同种类计算机指令系统所包含的指令数目与格式也不相同。指令系统不仅是硬件设计的依据,而且是软件设计的基础①数据传送指令:将数据在内存与 CPU 之间进行传送。②数据处理指令:对数据进行算术、逻辑或关系运算。 如+ - × ÷ And Or 等③程序控制指令:控制程序中指令的执行顺序。如条件转移、无条件转移、子程序调用、返回、停机等。 如 If Goto 等④输入/输出指令:实现外部设备与主机之间的数据传输。⑤其它指令: 对计算机硬件进行管理等。3. 计算机执行指令的过程存储程序控制原理是计算机结构设计和自动连续工作的基础。计算机依靠硬件和软件的配合进行工作,计算机的工作过程就是执行指令的过程(三个阶段)。取指令: 控制器据程序计数器 PC 的内容,将要执行的指令从内存单元中取出,并送到 CPU 的指定寄存器中。 分析指令:CPU 对取出的指令通过译码器进行分析,判断指令要完成的操作。如果需要操作数,则到内存中取操作数,如果需要运算,则通知运算器进行计算,计算结果再保存到内存中。执行指令: CPU 根据指令分析的结果,向各部件发出完成该操作的控制信号,相关部件进行执行指令工作,完成指令规定的操作,并为执行下一条指令做好准备。重要考点一、单选题1.冯•诺依曼结构计算机的五大基本构件包括:运算器、存储器、输入设备、输出设备和()。A) 显示器 B) 控制器 C) 磁盘驱动器 D) 鼠标器答:B注:冯诺依曼结构的五大基本构件一定要牢记,它们分别是:运算器、存储器、输入设备、输出设备和控制器。这个知识点经常出现在单选题、多选题等客观题目中。2.计算机中对数据加工与处理的部件,通常称为( )。A. 运算器 B. 控制器C. 显示器 D. 存储器答:A注:运算器的功能是逻辑运算以及算术运算功能。二、判断题1.U 盘具有存储功能,因此主存就是 U 盘。 答:错注:尽管 U 盘上包含存储功能,但是 U 盘是外存储器的一种,与主存无关。2.键盘上 Caps Lock 键是回车键。 答:错注:这个知识点考察学生对键盘的了解程序,Caps Lock 是大小写切换的按键。
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