计算机导论重点

第0章

计算机的发展史 &第一代电子管计算机，使用的软件程序主要为机器语言 &第二代以晶体管为逻辑元件的计算机，软件程序使用了汇编语言且高级程序设计语言诞生 &第三代由中小规模集成电路组成的计算机 操作系统和结构化程序设计语言诞生使用

&.第四代由大规模或超大规模集成电路组成的计算机 网络操作系统，面向对象程序设计使用了

计算机发展趋势：网络化，小型化，智能化

第一章 数据的表示与编码

1，数字系统基本概念包括：数据、信息、媒体

2，数据：是对事实、概念或指令的一种特殊表达形式，可以用人工方式或自动化装置进行 通信、翻译转换或加工处理。

3，信息：指对于使用者有用的数据。

计算机本质上就是进行信息存储与处理的工具。

信息处理：通过数据的采集和输入，有效地把数据组织到计算机中，由计算机系统对数据进行相应的处理加工 ，最后向人们提供有用的信息的全过程。 4，媒体：承载信息的载体

表示媒体，感觉媒体，存储媒体，表现媒体，传输媒体

5，数字化编码：用少量最简单的基本符号，对大量复杂多样的信息进行一定规律的组合。 6，进制的表示和进制之间的转换统称为进位计数制。 7，基数：计数制中用到的数码的个数，用R表示。

位权：以基数为底的指数，指数的幂是数位的序号。对一个数S，其基数为R

8，数的表示单位和机器字长： 数的表示单位： 位（Bit）：表示数的最基本单位，对二进制只有“0”和“1” 字节（Byte）：8位二进制数 字（Word）：16位二进制数

机器字长：参加运算的寄存器所含的二进制位数，代表机器的精度（固定长度，可变字长） 9， 整数是没有小数部分的整型数字 无符号整数：不区分正负的正整数。 有符号整数：最高位表示正负的整数。 10，我们在使用程序设计语言设计程序中使用的是数据的原码，而数据在计算机中是以补码 的形式存在的。

11，实数是带有整数部分和小数部分的数字

实数小数点位置不固定，所以称浮点数。它是既有整数又有小数的数，纯小数可以看作 实数的特例。在计算机中采用浮点表示法来表示实数：

12，编码（或代码）通常指一种在人和机器之间进行信息转换的系统（体系）。 13，计算机中动态信息按表达形式可以归纳为两类：音频信息 视频信息

第

2章 计算机体系结构

1，翻译高级语言的主要方法：

*编译法：给计算机高级语言编制一套用机器语言编写的编译程序，它先把源程序全部翻译成目的程序，再提供给机器执行。

* 解释法：与编译法不同，它不是先把源程序全部编译为目的程序后再执行，而是把程序的语句逐条翻译成为目的程序并且立即逐条执行。即解释一条执行一条

2，主要特点：不同级别的计算机使用者所看到的计算机具有不同的体系结构

3，计算机实现，是计算机组成的物理实现。包括中央处理机、主存储器、输入输出接口和设备的物理结构.一句话，就是把完成逻辑设计的计算机组成方案转换为真实的计算机，也就是把满足设计和运行、价格等各项要求的计算机系统真正地制作并调试出来。

4，体系结构在整个计算机系统中占据核心地位

5，冯?诺依曼计算机 ：运算器 控制器 存储器 输入设备 输出设备

哈佛结构 程序指令存储和数据存储分开的存储器结构

6，指令是指控制计算机执行某种操作的命令，也称为机器指令。 一台计算机中所有机器指令的集合，称为这台计算机的指令集，或者指令系统。

程序是若干指令或命令的集合 7， 根据指令系统功能结构的不同，计算机体系结构发展趋势呈现两种截然不同的方向： 复杂指令集计算技术 精简指令集计算技术

8，流水线技术允许计算机在一个机器周期内的各步骤操作重叠进行。

9，为了超越单处理器的性能，一种合乎逻辑的方法就是把多个微处理器联结起来,形成并行计算机。

10，计算机系统是将地理位置分散的独立功能的计算机系统用通信设备，通信线路物理连接，并在网络协议，网络软件支持下实现通讯与资源共享的系统集合。

并行计算机是由一组处理单元组成的。这组处理单元通过相互之间的通信与协作，以更快的速度共同完成一项大规模的计算任务

并行计算机两个主要的组成部分： (1) 计算节 (2) 节点间的通信与协作机制 10，在同一时刻或是在同一时间间隔内完成两种或两种以上性质相同或不同的工作，它们在时间上能互相重叠，就称为并行处理。

并行处理有两个不同特征： 同时性 并发性

11，并行处理计算机：流水线计算机 阵列处理机 多处理器系统 12，计算机软件系统

计算机系统包括硬件和软件两个组成部分

软件是计算机系统的重要组成部分，它是计算机程序以及与程序有关的各种文档 的总称。

硬件是所有软件运行的物质基础，软件扩充了硬件的功能 13两种重要的软件：计算机操作系统 数据库系统

14，操作系统是最低层的系统软件，它是对硬件系统功能的首次扩充。

操作系统是指用来控制和管理计算机硬件资源和软件资源的程序集合。

操作系统的功能： CPU管理 存储管理 设备管理 文件管理 作业管理 15.操作系统的分类：

按同一时刻所容纳服务对象的数量可分为：

单用户{单任务系统 和多任务系统 } 多用户操作系统 或单机系统 多机系统 按用户的使用方式可分为：

批处理系统 分时系统 实时系统 按硬件结构可分为：

网络操作系统 分布式操作系统 多媒体系统

16.什么是数据库系统 ： 是由数据库 、数据库管理系统 、数据库管理员 、数据库应用程

序以及用户5个部分组成的系统。

17.数据库种类：

根据所采用的模型不同，数据库分为3类；

数据模型分为：层次模型、网状模型和关系模型；对应的数据库有层次数据库、网状数据库和关系数据库。

微机中数据库主要为关系模型数据库。 18.关系模型的数据库称为关系数据库。

关系的基本运算有两类：一类是传统的集合运算（并、差、交等）；另一类是专门的关系运算（选择、投影、联接）。

第三章

1,计算机硬件系统组成：

存储器：存储器是用来存放数据和程序的部件。

运算器：对信息进行运算处理的部件。主要功能是对二进制数码进行 算术（加减乘 除）和逻辑（与或非）运算。

控制器：整个计算机的控制核心。主要功能是读取指令、翻译指令、并向计算机各部分发出控制信号，以便执行指令。

输入设备：将数据和程序转换成计算机能够识别和接受的信息，并顺序地把它们送入存储器中。输入设备有许多种，例如键盘、鼠标、扫描仪、光电输入机等。

输出设备：输出设备将计算机处理的结果以人们能接受的或其它机器能接受的形式送出。输出设备有许多种类，例如显示器、打印机、绘图仪等。 2.中央处理器（CPU）

处理器也叫中央处理单元（Central Processing Unit，简称CPU），是计算机的核心部件。从体系结构上看，CPU包含了运算器和控制器，以及为保证它们高速运行所需的寄存 3.控制器中央处理器的重要组成部分

控制器是整个系统的指挥中心，在控制器的控制之下，运算器、存储器和输入输出设备等部件构成了一个有机的整体

4.集成电路（integrated circuit）是一种微型电子器件或部件。 5.半导体芯片的历史

第一代：以硅材料为代表的第一代半导体材料

第二代： 以砷化镓(GaAs)和磷化铟(InP)为代表的第二代半导体材料 第三代：第三代半导体材料的兴起， 以GaN(氮化镓)材料

6.存储器，是计算机系统中的记忆设备，用来存放程序和数据，是冯?诺依曼结构计算机的重要组成部分。计算机中的全部信息，包括输入的数据、运行的程序、运算的中间结果和最终结果都保存在存储器中。 存储器的特性：

（1）存储器是计算机中信息存储的核心。程序存储功能由存储器来承担； （2）内存是CPU与外界进行数据交换的窗口，CPU所执行的程序和所涉及的数据都由内存直接提供。CPU可以对内存进行直接都操作和写操作； （3）外存可以保存大量的程序和数据。

22.机器人的发展

根据机器人的发展进程，通常把它分为三代： 第一代的机器人是一种“遥控操作器”。

第二代的机器人是一种按人事先编好的程序对机器人进行控制，使其自动重复完成某种操作的方式。（编程机器人）

第三代机器人是智能机器人，它是利用通过各种传感器、测量器等来获取环境的信息，然后利用智能技术进行识别、理解、推理并最后作出规划决策，能自主行动实现预定目标的高级机器人。

23机器人的发展阶段 1. 第一阶段

第一代机器人，也叫示教再现型机器人，它是通过一个计算机，来控制一个多自由度的一个机械，通过示教存储程序和信息，工作时把信息读取出来，然后发出指令，这样的话机器人可以重复的根据人当时示教的结果，再现出这种动作 2. 第二阶段

在20世纪70年代后期，人们开始研究第二代机器人，叫带感觉的机器人，这种带感觉的机器人是类似人在某种功能的感觉 3. 第三阶段

第三代机器人，也是我们机器人学中一个理想的所追求的最高级的阶段，叫智能机器人，那么只要告诉它做什么，不用告诉它怎么去做，它就能完成运动，感知思维和人机通讯的这种功能和机能 24.现代机器人发展

现在科技界研究机器人大体上是沿着三个方向前进：一是让机器人具有更强的智能