计算机基础知识全面总结

考点1　计算机的发展

1946年，世界上第一台计算机ENIAC（Electronic Numerical Integrator And Computer，电子数字积分式计算机）在美国宾夕法尼亚大学研制成功。冯·诺依曼在总结ENIAC的研制过程和制定ENDAC计算机方案时提出了两点意见：

①采用二进制。在计算机内部，程序和数据采集用二进制代码表示。

②存储程序控制。计算机之所以能按人们的意图自动进行工作，最直接的原因是其采用了存储程序控制。

计算机具有运算器、控制器、存储器、输入设备和输出设备5个基本功能部件。人们根据计算机采用电子元件的不同，将计算机发展划分为四个过程：

①第一代计算机，主要元件是电子管。

②第二代计算机，主要元件是晶体管。

③第三代计算机，主要元件采用小规模集成电路（SSI）和中规模集成电路（MSI）。

④第四代计算机，主要元件采用大规模集成电路（LSI）和超大规模集成电路（VLSI）。

考点2　计算机的特点、用途和分类

计算机的特点有处理速度快、计算精度高、存储容量大、可靠性高、全自动工作、适用范围广、通用性强。

计算机的应用主要分为数值计算和非数值计算两大类。信息处理、计算机辅助设计、计算机辅助教学、过程控制等均属于非数值计算，其应用领域远远大于数值计算。

计算机种类众多，可以从不同角度对它们进行分类：

①按性能分类。

按计算机的主要性能（如字长、存储容量、运算速度、外部设备、允许同时使用一台计算机的用户多少），计算机可分为超级计算机、大型计算机、小型计算机、微型计算机、工作站和服务器6类。这是最常用的分类方法。

②按处理数据的类型分类。

按处理数据的类型不同，可将计算机分为数字计算机、模拟计算机和混合计算机。

③按使用范围分类。

按使用范围大小，计算机可以分为专用计算机和通用计算机。

考点3　计算机的新技术

①人工智能。主要内容是研究、开发能以与人类智能相似的方式做出反应的智能机器，包括机器人、指纹识别、人脸识别、自然语言处理等。

②网格计算。主要内容是针对复杂科学进行计算的新型计算模式。这种模式利用互联网，把分散在不同地理位置的电脑组织成一个“虚拟的超级计算机”，其中每一台参与计算的计算机就是一个“结点”，而整个计算是由成千上万的“结点”组成的“一张网格”，所以这种计算方式称为网格计算。

③中间件。主要内容是介于应用软件和操作系统之间的系统软件。中间件抽象了典型的应用模式，应用软件制造者可以基于标准的中间件进行再开发。中间件可分为多种，例如，交易中间件、消息中间件、专用系统中间件、面向对象中间件、数据访问中间件、远程过程调用中间件、Web服务器中间件、安全中间件等。

④云计算。主要内容是基于互联网的相关服务的增加、使用和交付模式。云计算的特点是超大规模、虚拟化、高可靠性、通用性、高可扩展性、按需服务、价廉。

考点4　未来计算机的发展趋势

①未来计算机的发展趋势为巨型化、微型化、网络化、智能化。

②未来新一代的计算机包括模糊计算机、生物计算机、光子计算机、超导计算机、量子计算机。

考点5　信息技术

一般来说，信息技术包括了信息基础技术、信息系统技术和信息应用技术。

①信息基础技术。

信息基础技术是信息技术的基础，包括新材料、新能源、新器件的开发和制造技术。

②信息系统技术。

信息系统技术是指有关信息的获取、传输、处理、控制的设备和系统的技术。感测技术、通信技术、计算机与智能技术和控制技术是它的核心和支撑技术。

③信息应用技术。

信息应用技术是针对各种实用目的的技术。如信息管理、信息控制、信息决策等技术门类。

考点6　数制的转换

①非十进制数转换成十进制数。

非十进制数转换成十进制数的方法是按权展开求和。

(11010)2=1×24+1×23+0×22+1×21+0×20=(26)10

(111.01)2=1×22+1×21+1×20+0×2-1+1×2-2=(7.25)10

转换方法：按照从右到左的顺序用二进制的每个数去乘以2的相应次方（从0开始），小数点后依次为2-1、2-2等。

(117)8=1×82+1×81+7×80=(79)10

(117.2)8=1×82+1×81+7×80+2×8-1=(79.25)10

转换方法：按照从右到左的顺序用八进制的每个数去乘以8的相应次方（从0开始），小数点后依次为8-1、8-2等。

(A2B)16=10×162+2×161+11×160=(2560+32+11)10=(2603)10

(A.A)16=10×160+10×16-1=(10.625)10

转换方法：按照从右到左的顺序用十六进制的每个数去乘以16的相应次方（从0开始），小数点后依次为16-1、16-2等。

②十进制数转换成其他进制数。(www.xing528.com)

将十进制数转换成其他进制数，可将此数分成整数和小数部分分别转换，然后拼接起来即可。

十进制整数转换成二进制整数的方法是“除2取余法”，而小数部分则是“乘2取整法”。

将十进制数125.8125转换为二进制数：

先对整数部分125进行转换，125除以2后得62余1，在余数位写1；继续用62除以2得31余0；依此类推，直到商为0为止。按照箭头所示顺序将余数连起来，因此得到125的二进制表示形式为1111101。

再对小数部分0.8125进行转换，用0.8125乘以2得1.6250，取其整数部分1记在上式中最右列的取整列下；再取1.6250的小数部分0.6250乘以2得1.25，取整数部分1，同样记在取整列下，依此类推。当然，不是所有小数部分的转换最后都能精确转换（即最后一次乘以2后得1），因此，只需满足转换精度后，转换即可停止。

同理，十进制整数转换成八进制整数的方法是“除8取余法”，而小数部分则是“乘8取整法”；十进制整数转换成十六进制整数的方法是“除16取余法”，而小数部分则是“乘16取整法”。

也可以按照以下方法将十进制数先转换为二进制数，再按照二进制数和八进制数及十六进制数的关系进一步转换为八进制数、十六进制数。

③二进制数与十六进制数间的转换。

由于16是2的4次幂，所以可以用4位二进制数来表示1位十六进制数。

十六进制数转换成二进制数：

对每1位十六进制数用与其等值的4位二进制数代替。

二进制数转换成十六进制数：

其方法是从小数点开始，整数部分向左，小数部分向右，每4位分成1节，整数部分最高位不足4位或小数部分最低位不足4位时补“0”，然后将每节依次转换成十六进制数，再把这些十六进制数依次连接即可。

同理，由于8是2的3次幂，所以可以用3位二进制数来表示一位八进制数。

考点7　计算机中数据的单位

①位（bit），是度量数据的最小单位，在数字电路和计算机技术中采用二进制，代码只有0和1，无论0还是1，在CPU中都是1位。

②字节，一个字节（Byte）由8位二进制数组成。字节是信息组织和存储的基本单元，也是计算机体系结构的基本单元。早期的计算机并无字节的概念，20世纪50年代中期，随着计算机逐渐从单纯用于科学计算扩展到数据处理领域，为在体系结构上兼顾表示“数”和“字符”，就出现了“字节”。为了便于衡量存储器的大小，统一以字节为单位。常用的存储单元大小表示为KB、MB、GB、TB。1 KB=1024 B，1 MB=1024 KB，1 GB=1024 MB，1 TB=1024 GB。

考点8　计算机病毒的预防

计算机病毒实质上是一种特殊的计算机程序，它是“能够侵入计算机系统的，并给计算机系统带来故障的一种具有自我复制能力的特殊程序”。计算机病毒一般具有以下重要特点：寄生性、传染性、破坏性、潜伏性和隐蔽性。

计算机病毒主要通过移动存储设备和计算机网络两大途径进行传播。具体的防范措施如下：①专机专用；②利用写保护；③慎用网上下载工具；④分类管理数据；⑤建立备份；⑥采用病毒预警软件或防病毒卡；⑦定期检查；⑧扫描系统漏洞，及时更新系统补丁；⑨不要打开陌生的可疑邮件。

考点9　存储器（Memory）

存储器是存放程序和数据的部件，可存储原始数据、中间计算结果及命令等信息。主存储器（内存）是用来暂时存放处理程序、待处理的数据和运算结果的主要存储器，直接和中央处理器交换信息。主存储器的存储速度最快，其中Cache的存储速度高于DRAM。主存储器包含只读存储器和随机存储器。

①只读存储器（ROM）。

特点：

a.其中的信息只能读出，不能写入，并且只能被CPU随机读取。

b.内容永久性，断电后信息不会丢失，可靠性高。

分类：

a.可编程的只读存储器PROM。

b.可擦除、可编程的只读存储器EPROM。

c.掩膜型只读存储器MROM。

用途：主要用来存放固定不变的控制计算机的系统程序和数据。

②随机存取存储器（RAM）。

特点：

a.CPU可以随时直接对其读/写；当写入时，原来存储的数据被冲掉。

b.加电时信息完好，但断电后数据会消失，且无法恢复。

分类：

a.静态RAM（SRAM）：集成度低、价格高、存取速度快、不需刷新。

b.动态RAM（DRAM）：集成度高、价格低、存取速度较慢、需刷新。

用途：存储当前使用的程序、数据、中间结果与和外存交换的数据。

③辅助存储器。

用于存储暂时不用的程序和数据。目前，常用的辅助存储器有硬盘、磁带和光盘存储器，硬盘也可称为磁盘。操作系统是以扇区为单位对磁盘进行读取操作的，磁盘的磁道是一个个同心圆，最外边的磁道编号为0，次序由外向内增大。磁道存储容量是电磁原理，与圆周、体积等大小无关。把内存中的数据传送到计算机硬盘中去，称为写盘；把硬盘上的数据传送到计算机中内存中去，称为读盘。当前流行的移动硬盘或优盘进行读/写时，用的计算机接口是USB。优盘又称U盘，在断电后还能保持存储的数据不丢失。其优点是质量小、体积小、即插即用。优盘有基本型、增强型和加密型3种，用来度量计算机外部设备传输速率的单位是MB/s。USB 1.1和USB 2.0的区别之一在于传输率不同，USB 1.1的传输率是12 MB/s，USB 2.0的传输率是480 MB/s；CD光盘可以分为只读型光盘CDROM、一次性写入光盘CD-R和可擦除型光盘CD-RW，DVD-ROM为大容量只读外部存储器。

考点10　计算机的主要性能指标

①字长。指计算机CPU一次能够并行处理的二进制数据的位数，字长总是8的倍数，如16位、32位、64位。

②时钟频率。指计算机CPU的时钟频率，主频的单位为兆赫兹（MHz）或吉赫兹（GHz）。

③运算速度。计算机每秒能执行的加法指令数目，通常所说的计算机的运算速度一般用百万次每秒（MIPS）来描述。

④存储容量。分为内存容量与外存容量。这里主要指内存容量，目前微型机主流内存容量已达数GB。

⑤存取周期。指CPU从内存储器中存取数据所需要的时间，存储周期越短，运算速度越快。