计算机基础知识

一、计算机基础知识

1 计算机的几个重要概念

1.1 位：表示信息的最小单位，是存储信息的最小单位，用来表示一位二进制信息(0,1)，b—>bit(比特)。
1.2 字节：八位二进制信息称为一个字节，字节是计算机处理信息的最小单位，计算机中以字节为单位存储和解释信息，以B（Byte）表示。
1.3 字长：一个字所包含二进制数的位数，例：10000111字长位8。
1.4 存储单位的转换：
1KB=1024B 1MB=1024KB 1GB=1024MB

2 计算机系统概述

计算机系统分为：
硬件系统：组成计算机的各种物理设备的总称（看得见摸得着）。
软件系统：在计算机上运行的所有软件的总称（看 得见摸不着）。

2.1 计 算机硬件系统

计算机硬件系统的五大基本构成：运算器，控制器，存储器，输入设备和输出设备。
CPU（中央处理器）：包括运算器和控制器，是计算机的核心。
指令集：

  1. CPU用来计算和 控制计算机系统的一套指令的集合。
  2. 每一种新型的CPU在设计时就规定了一系列与其他硬件电 路相配合的指令系统。
  3. 指令集的先进与否也关系到CPU的性能发挥，它也是CPU性能体现的一个重要标志。  

指令集的分类：

  1.RISC(精简指令集):特点 ：指令数目少，每条指令都采用标准字长，执行时间短，中央处理器的实现细节对于机器级程序是可见的。
  2.CISC（复杂指令集）：程序的各条指令是按顺序执行的，每条指令中的各个 操作 也是按顺序执行的。顺序执行的优点是控制简单，但计算机各部分的利用率不高，执行速度慢。     

内存：RAM、ROM、Cache高速缓冲存储器。
主板—芯片组：北桥芯片：CPU、内存，南桥芯片：USB、网卡。
总线：计算机各种功能部件之间传送信息的 公共通信干线。

  a. 数据总线:
      （1）是CPU与内存或其他器件之间数据传送的通道。
      （2）每条传输线一次只能传输1位二进制数据。eg：8根数据线一次可传送8为二进制数据（即一个字节）。
      （3）数据总线是数据数量之和。
      （4）数据总线的宽度决定了CPU和外界的数据传送速度。
  b.地址 总线：
      （1）CPU是通过地址总线来指定存储单元的。
      （2）地址总线决定了CPU所能访问的最大内存空间的大小。
  c.控制总线：
      （1）CPU是通过控制总线对外部器件进行控制。
      （2）控制总线的宽度决定了CPU对外部器件的控制能力。

BIOS（基本输入输出系统）：用于计算机开机过程中各种硬件设备的初始化和检测的芯片。
—作用：

    （1）硬件自检。
    （2）硬件信息初始化。
    （3）引导系统。
    （4）控制输入输出设备的数据传递。

硬件自检过程：通电自检——显卡自检——CPU自检——内存自检——硬盘自检——其他输入输出设备自检。自检完成后，将引导权交给操作系统。
摩尔定律：芯片上晶体管的数目每隔18—24个月就会翻一翻或成本降一半，性能也将提升一倍，这一定律揭示了信息技术进步的速度。

2.2 计 算机软件系统

软件是指程序、程序运行所需要的的数据以及开发、使用和维护这些程序所需要的文档的集合。
软件=程序+数据+文档。
软件的分类：
1.系统软件：是指控制计算机的运行、管理计算机的各种资源、并为应用软件提供支持和服务的一类软件。
系统软件包括：

    （1）操作系统：
             a.是系统软件中最重要的一种，是系统软件的核心。
             b.是用户和计算机之间的接口，它提供了软件的开发环境和运行环境。
             c.常用的操作系统有：DOS、Windows、Unix、Linux等。
    （2）语言处理系统：
             他的作用是把我们所写的源程序转换成计算机能识别并执行的程序。
    （3）数据库管理系统：
             有效地实现数据信息的存储、更新、查询、检索等，有组织的动态的存贮大量数据，人们可以方便、高效的使用数据。
    （4）网络管理系统：
             a.通过某种方式对网络状态进行调整，使网络能正常、高效地运行。
             b.使各种资源得到更加有效地利用，及时报告和处理网络出现的故障。

2. 应用软件：应用软件是为了解决各种实际问题而设计的计算机程序，通常有计算机用户或专门的软件公司开发。是计算机的第二层扩充，计算机的第一层扩充是操作系统。

应用软件的分类：办公软件、杀毒软件、聊天软件、开发软件、影音娱乐。
计算机体系结构 （冯诺依曼体系结构）：1945年冯诺依曼提出了一个“存储程序”的计算机方案。

（1）采用二进制数的形式表示数据和指令。
（2）经指令和数据同时存放在存储器中。
（3）内存采用一维线性方式存储。
（4）由控制器、运算器、存储器、输入设备、输出设备五大部分组成计算机。

工作原理的核心：“存储程序” 和 “程序控制”。

3 信息的定义和分类

信息：是客观事物经过感知或认识后的再现。
信息的特征：可度量、可识别、可转换、可存储、可处理、可传递、可再生、可利用、可共享。
在现实世界中，信息主要以：数值、文字、语音、图形和图像等形式表示。
在计算机中，信息已二进制形式存储和传输。
信息必须经过数字编码。才能在计算机中存储、传送和处理。

4 进制转换

4.1 二进制和十进制

基数：指得就是进制中所包含的数字。
权值：a^ n ， a的取值来源于进制前面的数字；例：二进制2^ n,八进制8^ n,n=0，1，2，3，4…。
二进制：0，1；
十进制：阿拉伯数字 0,1，2，3，4…;
十进制转二进制：拿上十进制数，一直除以2，直到除不尽为止，拿上最后的商和余数倒着做拼接。
二进制转十进制：从右向左开始，拿上每一位上面的基数，乘以权值。最后相加。

4.2 八进制和十进制

八进制：基数：0—7，权值：8^ n。
十进制转八进制：拿上十进制数字，一直除以8，直到除不尽为止，拿上最后的商和余数，倒着做拼接。

八进制转十进制：从右向左开始，拿上每一位上面的基数，乘以权值，最后相加。

4.3十进制和十六进制

十六进制：基数：0，1，2，3，4 ，5，6，7， 8 ，9， A，B，C，D，E，F。权值：19^ n。
十进制转十六进制：拿上十进制数字，一直除以16，直到除不尽为止，拿上最后的商和余数倒着做拼接。例如当前十进制数字在做除法时，余数假如是11，最后整理的时候，11——>B。

十六进制转十进制：从右向左开始，拿上每一位上面的基数，乘以权值，最后相加。

4.4 二进制和八进制

二进制转八进制 ：三合一，从右向左开始，每三位数看成一组，然后转换成十进制数据，最后做拼接。假如拆分出来不够三维=位，最前方补0。

八进制转二进制：一拆三，从右向左开始，把每一位上面的基数，转换成二进制数，最后做拼接。

4.5 二进制和十六进制

二进制转十六进制：四合一，从右向左开始，每四位数看成一组，然后转换成十进制，最后做拼接。

十六进制转二进制：一拆四，从右向左开始把每一位上面的基数转换成二进制，最后做拼接。

负数的二进制表示

正负数的加减