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算机应用基础”，首页不显示页眉页脚

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样本如下：

计算机基础知识

本篇首先从电子计算机的特点、计算机的组成和工作原理、它的产生和发展历史及其在不同领域中的应用和与社会发展的关系等方面，给出了简要的说明，力求使读者对计算机有一个概括的第一章计算机的基本概念

1.1什么是计算机

在人类历史上，计算工具的发明和创造走过了漫长的道路。在原始社会，人们曾使用绳结、垒石或枝条作为计数和计算的工具。我国在春秋战国时期有了筹算法的记载，到了唐朝已经有了至今仍在使用的计算工具——算盘。欧洲16世纪出现了对数计算尺和机械计算机。

1．第一台计算机的诞生

1946年2月，正式交付使用的、由美国宾夕法尼亚大学研制的ENIAC（Electronic Numerical Integrator And Calculator即电子积分计算机）标志着第一代电子计算机的诞生。它是为了解决新武器弹道问题中的许多复杂计算而研制的。它采用电子管作为计算机的基本元

2．计算机的特点

计算机不同于以往任何计算工具，其主要特点如下：

第一，在处理对象上，它已不再局限于数值信息，而是可以处理包括数字、文字、符号、图形、图像乃至声音等一切可以用数字加以表示的信息。1.2 计算机的组成和工作原理

1.2计算机的发展

第二代计算机用晶体管代替了电子管，主存储器均采用磁芯存储器，磁鼓和磁盘开始用作主要的外存储器，程序设计使用了更接近于人类自然语言的高级程序设计语言，计算机的应用领域也从科学计算扩展到了事务处理、工程设计等多个方面。

1.3计算机与社会

在人类历史上，以生产工具为标志的技术进步已经经历了手工工具和大机器生产两个时期。自从能源代替人成为机器动力以后，人类的体力劳动得到了解放。电子计算机的出现不但使人类的技术进步开始向自动化过渡，扩大了人类的智力，而且使用机器代替人的部分脑力劳第二章计算机中的信息表示

2.1 进位计数制

2.1.1数制的概念

什么是数制？数制是用一组固定的数字和一套统一的规则来表示数目的方法。

按照进位方式计数的数制叫进位计数制。十进制即逢十进一，生活中也常常遇到其它进制，如六十进制（每分钟60秒、每小时60分钟，即逢60进1），十二进制，十六进制等。

2.1.2 基数

基数是指该进制中允许选用的基本数码的个数。

每一种进制都有固定数目的计数符号。

2.1.3 位权

一个数码处在不同位置上所代表的值不同，如数字6在十位数位置上表示60，在百位数上表示600，而在小数点后1位表示0.6，可见每个数码所表示的数值等于该数码乘以一个与数码所在位置相关的常数，这个常数叫做位权。位权的大小是以基数为底、数码所在位置的序号为指数的整数次幂。十进制的个位数位置的位权是100，十位数位置上的位权为101，小数点后1位的位权为10-1 。

2.2 二进制代码和二进制数码

2.2.1 二进制的特点

十进制应用在计算机上遇到表示上的困难，10个不同符号表示和运算很复杂，在计算机中为什么要采用二进制表示？原因如下：

2.2.2 二进制代码和二进制数码

我们从二进制代码和二进制数码开始讲述计算机基础知识，是因为二进制代码和二进制数码是计算机信息表示和信息处理的基础。

代码是事先约定好的信息表示的形式。二进制代码是把0和l两个符号按不同顺序排列起来的一串符号。

在计算机中数据的最小单位是1位二进制代码，简称为位(bit)。8个连续的bit称为一个字节(byte)。

2.2.3 数的二进制表示和二进制运算

1. 数的二进制表示

客观世界中，事物的数量是一个客观存在，但表示的方法可以多种多样。

例2.1 345用十进制数码可以表示为(345)10=3×102十4×101十5×100

这里每个固定位置上的计数单位称为位权。十进制计数中个位上的计数单位为100＝1，是1，即20＝l，个位向左依次为21，22，23，…；向右依次为2-1，2-2，…。

2．计算机中的算术运算

二进制数的算术运算与十进制的算术运算类似, 但其运算规则更为简单，其规则见表2-1。3．计算机中的逻辑运算

计算机中的逻辑关系是一种二值逻辑，逻辑运算的结果只有“真”或“假”两个值。二值逻辑很容易用二进制的“0”和“1”来表示，一般用“1”表示真，用“0”表示假。逻辑值的每一位表示一个逻辑值，逻辑运算是按对应位进行的，每位之间相互独立，不存在进位和借位关系，运算结果也是逻辑值。

三种基本的逻辑运算

逻辑运算有“或”、“与”和“非”三种。其它复杂的逻辑关系都可以由这三个基本逻辑关系组合而成。

2.3不同数制间的转换

在计算机内部，数据程序都用二进制表示和处理，人们的输入与计算机的输出还是十进制表示，这就存在数制间转换工作，转换过程是通过机器完成，但我们应当懂得数制转换的原理。

不同数制间的转换采用基数乘除法

2.3.1十进制数转换为二进制数

2.3.2 十进制数转换为八进制数

八进制数码的基本特征是：用8个不同符号0，1，2，3，4，5，6，7组成的符号串表示数量，相邻两个符号之间遵循“逢8进1”原则，也就是说各位上的位权是基数8的若干次幂。

例2.3 将十进制数（1725.32）10转换成八进制数(转换结果取3位小数)。

2.3.3.十进制数转换为十六进制数

十六进制数码的基本特征是：用16个不同符号0—9和A，B，C，D，E，F组成的符号串表示数量，相邻两个符号之间遵循“逢16进1”的原则，也就是各位上的位权是基数16的若干次幂。

得(237.45)10=（ED.733）16

2.3.4 二进制数转换为八、十六进制数

二进制、八进制、十六进制数码间的关系:

将二进制数以小数点为中心分别向两边分组，转换成八（或十六）进制数每3（或4）位为一组，整数部分向左分组，不足位数左补0。小数部分向右分组，不足部分右边加0补足，然后将每组二进制数转化成八（或十六）进制数即可。

例2.5 将二进制数（11101110.00101011）2转换成八、十六进制数

( 011 101 110 . 001 010 110)2=（356.126）8

2.4 计算机中数据及编码

2.4.1 什么是数据

数据（ data）是表征客观事物的、可以被记录的、能够被识别的各种符号，包括字符、符号、表格、声音和图形、图像等。简而言之，一切可以被计算机加工、处理的对象都可以被称之为数据。数据可在物理介质上记录或传输，并通过外围设备被计算机接收，经过处理而得到结果。

2.4.2 数据的单位

计算机中数据的常用单位有位、字节和字。

1. 位(Bit)

计算机采用二进制，运算器运算的是二进制数，控制器发出的各种指令也表示成二进制数，存储器中存放的数据和程序也是二进制数，在网络上进行数据通信时发送和接收的还是二进制数。显然，在计算机内部到处都是由0和1组成的数据流。

计算机中最小的数据单位是二进制的一个数位，简称为位(英文名称为bit，读音为比特)。计算机中最直接、最基本的操作就是对二进制位的操作。

2. 字节(Byte)

字节简写为B，为了表示人读数据中的所有字符(字母、数字以及各种专用符号，大约有128～256个)，需要7位或8位二进制数。因此，人们采用8位为1个字节。1个字节由8个二进制数位组成。

字节是计算机中用来表示存储空间大小的基本容量单位。例如，计算机内存的存储容量，磁盘的存储容量等都是以字节为单位表示的。除用字节为单位表示存储容量外，还可以用千字节(KB)、兆字节(MB)以及十亿字节(GB)等表示存储容量。它们之间存在下列换算关系：

3. 字（Word）

在计算机中作为一个整体被存取、传送、处理的二进制数字符串叫做一个字或单元，每个字中二进制位数的长度，称为字长。一个字由若干个字节组成，不同的计算机系统的字长是不同的，常见的有8位、16位、32位、64位等，字长越长，计算机一次处理的信息位就越多，

2.4.3 常用的数据编码

信息是包含在数据里面，数据要以规定好的二进制形式表示才能被计算机加以处编码时需要考虑数据的特性和便于计算机的存储和处理，所以也是一件非常重要的工作。下面介绍几种常用的数据编码。

1. BCD码

因为二进制数不直观，在计算机的输入和输出时通常还是用十进制数。但是计算机只能使用二进制数编码，因此另外规定了一种用二进制编码表示十进制数的方式，即每1位十进制数数字

对应4位二进制编码，称BCD码（Binary Coded Decimal—二进制编码的十进制数）。表2-3是十进制数0~9与一种BCD（8421）码的对应关系。

2. ASCII编码

字符是计算机中最多的信息形式之一，是人与计算机进行通信、交互的重要媒介。在计算机中，要为每个字符指定一个确定的编码，作为识别与使用这些字符的依据。

3. 汉字编码

汉字字符要在计算机中处理，要解决汉字的输入输出以及汉字的处理，较为复杂。

汉字集很大，必须解决如下问题：

①键盘上无汉字，不可能直接与键盘对应，需要输入码来对应。

1．计算机中数据的表示

在计算机中只能用数字化信息来表示数的正、负，人们规定用“0”表示正号，用“1”表示负号。例如，在机器中用8位二进制表示一个数+90，其格式为：

2．定点数和浮点数

（1）机器数表示的数的范围受设备限制

在计算机中，一般用若干个二进制位表示一个数或一条指令，把它们作为一个整体来处理、存储和传送。这种作为一个整体来处理的二进制位串，称为计算机字。表示数据的字称为数据字，表示指令的字称为指令字。

3.1 微型计算机基本结构

微型计算机系统(简称微机系统)与传统的计算机系统一样，也是由硬件系统和软件系统两硬件是组成计算机系统的各部件的总称，它是计算机系统快速、可靠、自动工作的物质基础，

3.2 中央处理器

中央处理器（Central Processing Unit）简称CPU，中央处理器包括运算器和控制器两个部件,它是计算机系统的核心。CPU的主要功能是按照程序给出的指令序列分析指令、执行指令，完成对数据的加工处理。计算机所发生的全部动作都受CPU的控制。

控制器是整个计算机的神经中枢，用来协调和指挥整个计算机系统的操作，它本身不具有运算功能，而是通过读取各种指令，并对其进行翻译、分析，而后对各部件作出相应的控制。它主要由指令寄存器、译码器、程序计数器、时序电路等组成。

3.3 输入输出设备

计算机处理的用户信息通常是以数字、文字、符号、图形、图像、声音乃至表示各种物理、化学现象的信息表示出来的，在计算机中所能存储加工的仅是以二进制代码表示的信息，因此要处理这些外部信息就必须把它们转换成二进制代码的内部表示形式。如果这些转换工作由人工去完成，计算机的应用就会受到极大的限制，而且有些转换工作人工也很难完成。计算机的输入设备和输出设备（简称为 I／O设备），就是完成这种转换的工具。

输入设备将要加工处理的外部信息转换成计算机能够识别和处理的内部表示形式即二进制代码，输送到计算机中去。在微型计算机系统中，最常用的输入设备是鼠标和键盘。

3.4微机的存储器

存储器是计算机的记忆和存储部件，用来存放信息。对存储器而言，容量越大，存取速度越快越好。计算机中的操作，大量的是与存储器之间的交换信息，存储器的工作速度相对于那些急需处理的数据或正在运行的程序；另一个是外存储器，它间接和运算器、控制器联系，存取速度慢，但存取容量大，价格低廉，用来存放暂时不用的数据。

3.4.1 内存储器

内存又称为主存，它和CPU一起构成了计算机的主机部分。内存由半导体存储器组成，存取速度较快，由于价格上的原因，一般容量较小。内存中含有很多的存储单元，每个单元可以存放1个8位的二进制数，即一个字节。通常一个字节可以存放0到255之间的1个无符号整数或一个字符的代码，而对于其它大部分数据可以用若干个连续字节按一定规则进行存放。内存中的每个字节各有一个固定的编号，这个编号称为地址。CPU在存储器中存取数据时按地址进行。所谓存储器容量即指存储器中所包含的字节数，通常用KB和MB作为存储器容量的单位。

3.4.2 外存储器

内存由于技术及价格上的原因，容量有限，不可能容纳所有的系统软件及各种用户程序，因此，计算机系统都要配置外存储器。外存储器又称为辅助存储器，它的容量一般都比较大，而且大部分可以移动，便于不同计算机之间进行信息交流。

3.5 微型计算机的总线与接口

3.5.1微型计算机的总线及标准

总线（BUS）是计算机内部传输指令、数据和各种控制信息的高速通道，用于微机中各组成部分中传输信息而共同使用的“公路” 。微处理器送出三组总线：地址总线AB，数据总线DB和控制总线CB。其它电路都可以连接到这三组总线上。

1．内部总线

根据总线功能，总线可以分为传输地址的地址总线，用于传输数据的数据总线，用于传输控制指令的控制总线。这些总线都在CPU内部，统称为CPU内部总线或微处理器总线。

2．外部总线

用于连接CPU、主存和I/O控制器的总线称为外部设备总线或外部总线，简称为总线。常见的总线有ISA（工业标准体系接口）总线、PCI（外部设备互联）总线、SCSI（小型计算机系统接口）总线等，它们的传输速度一个比一个快。早期的微型计算机使用ISA总线，现在ISA总线已被淘汰。SCSI总线原来用于小型计算机中，后来被微机采用，现主要用于服务器中。

PCI（Peripheral Componment Interconnect，外部设备互连）是现代计算机重要的总线接口之一。它不仅用于PC机，在许多数字设备上也使用了PCI技术。PCI在CPU和外设之间提供了一条独立的数据通道，让每种设备都能直接与CPU取得联系，使图形、视频、通信设备都能同时工作。

3.5.2微型计算机的接口及标准

接口就是设备与计算机或其他设备连接的端口。

接口主要用来传送信号。有一部分是数据信号，其余是控制信号，它们都是为传输数据服务的。

3.6微型计算机的性能指标与基本配置

微型机的种类很多，根据计算机处理的字长的不同有32位机和64位机，我们在选购计算机之前，需要了解其各项性能指标，不同用途的计算机，其侧重面也不同。下面列出有关的主要性能指标：