计算机基础知识
计算机应用基础
二.计 算 机 的 应 用
(1) 科学计算如：计算量大、数值变化范围大的天文学、量子化学、空气动力学、核物理学和天气预报等领域中的复杂运算。
(2) 数据处理是计算机应用的一个重要方面，如：办公自动化、企业管理、事务管理、情报检索等非数值计算的领域。
(3) 过程控制如：冶金、石油、化工、纺织、水电、机械、航天等现代工业生产过程中的自动化控制。
(4) 计算机辅助系统
计算机辅助设计 CAD：如飞机、船舶、建筑、机械、大规模集成电路等的设计。
计算机辅助制造 CAM：用计算机进行生产设备的管理、控制和操作。
计算机辅助教育 CBE：如计算机辅助教学CAI、计算机辅助测试 CAT、计算机管理教学 CMI
(5) 人工智能 AI 是计算机应用研究的前沿学科。
(6) 信息高速公路(此即 “国家信息基础设施” NII 的俗称)
我国已建立的大型计算机应用工程-"金"字工程： 金桥工程(全国经济信息网) 金卡工程(金融信息网) 金关工程(外贸海关信息网) 金智工程(教育科研信息网)
(7)电子商务利用国际互联网Internet 进行网上商务活动，始于1996年，现已发展迅速，全球已有许多企业先后开展了“电子商务”活动。
三.计算机系统的组成
1.计算机的基本结构
冯・诺依曼(美籍匈牙利数学家)对计算机结构提出的设计思想：
(1)计算机应由五个基本部分组成：运算器、控制器、存储器、输入设备和输出设备;
(2) 采用存储程序的方式，程序和数据存放在同一个存储器中;
(3) 指令在存储器中按执行顺序存放，由指令计数器指明要执行的指令所在的单元地址，一般按顺序递增，但可按运算结果或外界条件而改变;
(4) 机器以运算器为中心，输入/输出设备与存储器间的数据传送都通过运算器。
2.计算机工作原理计算机的工作过程其实就是一个执行指令和程序的过程。
指令的执行过程：
第一阶段，计算机将要执行的指令从内存取到CPU，此阶段称之为取指周期;
第二阶段，CPU对取入的指令进行分析译码，判断该指令要完成的操作，然后向各部件发出完成该操作的控制信号，完成该指令的功能，此阶段称之为执行周期。
程序的执行过程：就是逐条执行指令的过程。取指令→执行指令→取指令→执行指令……
指 令：就是让计算机完成某个操作所发出的命令，是计算机完成某个操作的依据。它包括操作码和操作数两部分。
操作码：指明该指令要完成的操作。
操作数：是指参加运算的数或者数所在的单元地址。
指令的分类：包括： 数据传送指令、算术运算指令、逻辑运算指令、移位运算指令、位与位串操作指令、控制转移指令、输入/输出指令、其他指令。
指令系统：指一台计算机的所有指令的集合。不同的计算机其指令系统不一定相同。
程 序：是由一系列指令构成的有序集合。
3. 计算机的硬件系统 计算机硬件主要由中央处理器、主存储器、辅助存储器、输入/输出设备和总线等组成。
其中：中央处理器、主存储器和总线构成“主机” ， 辅助存储器和输入/输出设备构成“外设”。
微机的主机箱内主要有下列部件：
(1) 系统主板 是一块集成电路板，是微机最主要的部件，它包括微处理器模块、内存模块、基本I/O接口、中断控制器、DMA(直接存取存储器)控制器及连接其他部件的总线。
微处理器 CPU ：是微机的核心部件，控制计算机的各项工作。 Pentium 处理器主要由执行单元、指令预取部件、指令译码部件、地址转换与管理部件、指令快存(cache)和数据快存(cache)、总线接口部件和控制器等组成。其核心是执行单元(即运算器)，它的任务是高速完成各种算术和逻辑运算。
CMOS存储器： 用来存放用户对计算机的配置参数。存放在其中的信息可以在计算机开机时进行修改，关机后可保持设置不变。其中的信息要依靠小电池来维持，电池放电后，会使其中的信息全部丢失。
I/O总线： 包括传送数据信号的数据总线DB(是双向的)、传送地址信号的地址总线AB(是单向的)、传送控制信号的控制总线CB 。常用的有PCI(外围设备接口)总线、 ISA(工业标准体系结构)总线、EISA(扩展的工业标准体系结构)总线. 通用串行总线(USB)：可以连接几乎所有外部设备。
输入/输出接口电路：并行接口、 串行接口、软盘接口、IDE(智能设备电子接口)硬盘接口、键盘接口 等
中断控制器、DMA控制器 (2) 硬盘驱动器 (3) 软盘驱动器 (4) 光盘驱动器 (5) 电源 (6) 显示卡 (7) 其他卡(声卡、视卡、网卡、…)
计算机常用的外部设备有：
(1) 输出设备：
显示器：常见的有单色CRT(阴极射线管)显示器、彩色CRT显示器、平板显示器。 主要技术指标是：分辨率、彩色数目、屏幕尺寸
打印机：常见的有针式打印机、喷墨打印机、激光打印机 绘图仪：常见的有平板式绘图仪 、滚筒式绘图仪
音箱
(2) 输入设备：
鼠标： 常见的有机械式、光电式和光机式三类鼠标。笔记本电脑上用跟踪球代替鼠标。
键盘： 常见的有101键盘、 104键盘。 扫描仪：常见的有手持式扫描仪、平板式扫描仪。
其他输入设备：数字化仪、条形码读入器、磁卡阅读机、话筒、摄象机等
(3)计算机通讯设备 ―― 调制解调器(Modem)： 在Internet 中，微机之间常通过电话线来传送数据，通过电话线传送的信号是模拟信号，而计算机中的信号是数字信号，Modem的作用就是实现这两种信号的转换。
调制：将数字信号转换成模拟信号的过程
解调：将模拟信号转换成数字信号的过程
Modem有外置式、内置式、PC卡式(是专为笔记本电脑设计的)三种。
4.计算机软件系统
软件：是利用计算机本身提供的逻辑功能，合理地组织计算机的工作，简化或代替人们在使用计算机过程中的各个环节，提供给用户的一个便于掌握操作的工作环境。 不论是支持计算机工作还是支持用户应用的程序都是软件。
(1) 计算机软件的发展 机器语言 → 汇编语言 →高级语言 → 操作系统 → 网络软件 → 数据库软件
(2)软件分类与简介
几个基本概念：
系统软件：指那些为整个计算机系统所配置的、不依耐于特定应用的通用软件。系统软件可供所有用户使用。
应用软件：指用于解决各种不同具体应用问题的专门软件。它包括定制软件(特定用户使用)和通用应用软件。
裸机：没装任何软件的计算机
虚拟计算机：具有操作系统的计算机
(3)系统软件的基本概念
源程序：用高级语言编写出来的程序。
目标程序：由源程序翻译出来的机器语言程序或汇编语言程序。
编译程序：将高级语言源程序翻译成机器语言或汇编语言的程序，如：FL.EXE 翻译有“编译”和“解释”两种方式。
编译方式： 首先将源程序翻译成等价的目标程序，然后再执行此程序，运行速度较快。如：C 、FORTRAN
解释方式：是把源程序逐句翻译，翻译一句执行一句，边翻译边执行，运行速度较慢。解释程序不产生将被执行的目标程序，而是借助解释程序直接执行源程序本身。如：BASIC 、 LISP
联接程序：把目标程序变成可执行的程序。也称组合编译程序或联接编译程序。
将源程序转换成可执行的目标程序一般分为两个阶段：翻译阶段和联接阶段。翻译阶段的目标模块由于没有分配存储器的绝对地址，仍然不能执行，只有经过联接阶段，把目标程序以及所需要的功能库转换成一个可执行的装入程序，该装入程序分配有地址，故可以执行。