计算机系统基础知识课程（计算机系统应用知识精讲）

远古--计数工具：手、石子 ；

东方文明--算盘，

西方文明--帕氏加法器 ；

现代计算机先驱--英.巴贝奇：

微分分析机 第一台电子计算机：ENIAC

第一代：真空电子管计算机 【1951-1958】

第二代：晶体管电子计算机 【1959-1963】

第三代：集成电路电子计算机 【1964-1979】 （SSI，small-scale integration,小规模集成电路）

第四代：大规模集成电路电子计算机 【1979-now】 （LSI，large-scale integration ,大规模集成电路 ；VLSI,very large-scale integration ,超大规模集成电路）

第四代标志：计算机网络

2.计算机分类：

1.微型计算机--CAD--

1.个人计算机PC-多媒体计算机[multimedia personal computer,MPC]

2.移动式计算机:笔记本

3.网络计算机[network computers,NCs]

4.超级计算机[super computer,SC]）-并行处理模式(parallel processing)

2.小型计算机--CAM,conputer aided manufacturing -计算机辅助制造

3.主干计算机--用于大的跨国企业集团和政府部门，分布式处理网络的主机

3.计算机结构思想：美籍匈牙利人--冯.诺依曼的存储程序和二进制思想。

4.数值型数据表示：位bit;字节byte；字符char;计算机字word;字长word length ;

1char=1byte=8bit=8 word length

1字符=1字节=8位=8字长 [一般英文字符]

32位计算机 --字长为32，即32bit,在运算器中并行运算，在总线中并行传送。

5.字符型数据的表示：

奇偶校验位--字符编码中的1的总个数是奇还是偶，用首位填补。 奇校验：7bit中2个1，首位填充1，共3个1，为奇数个。

1.ASCII码：[American standard code for information interchange,美国标准信息交换码] --7bit字符[0*******]--组合为：128种基本字符。首位：奇偶校验位

2.BCD码：10进制码--【二--十转换机制】

3.EBCDIC码：extend binary coded decimal interchange code --8bit表示256种基本字符。

6.汉字表示：1char=2byte=16bit [一般中文字符]

1.汉字交换码（国标码） ----[2byte=1ASCII 1ASCII]可表示：128*128=16384个汉字。

2.汉字机内码

3.汉字输入码

4.汉字字形码

5.汉字通用码：Unicode

7.音频和视频信息在计算机中的表示

1.声卡--音频模拟信号与脉冲数字信号--二进制数据之间的转换

2.显卡--视频模拟信号与脉冲数字信号--二进制数据之间的转换

8.计算机指令执行：

要素：操作码 操作数--

指令执行：指令周期和执行周期

执行顺序：顺序执行，自动向下寻址。 【条件分支指令--指定条件，可改变指令寻址位置】

9.网路计算机模式： 分散式处理运算方式

1.C/S结构：3层架构：UI层，逻辑层，数据层--趋势：将逻辑运算网UI层拓展，增强自处理功能。

2.B/S结构：接入方式[LAN、WAN、Internet/Intranet等]；通信：HTTP(s)===客户机（Windows--Internet Explorer;Linux--Netscape Navigator ;UNIX--Netscape Navigator ）服务器（ Windows服务器[Web--IIS5 、数据库为SQL Server/Access，脚本语言ASP，例:http://ww.dangdang.com]；UNIX[Web服务为Apache，数据库为MYSQL，脚本语言PHP，例;http://travel.21cn.com] ）

3.网格计算[grid computing]：临时集中利用网络中的空闲资源，例计算机网格、数据网格、设备网格、信息网格、知识网格、服务网格等。

4.云计算：[cloud computing]:通过计算机网络按需提供计算资源[计算能力、存储、应用、服务等]的模式。

1.基础设施级服务（IaaS）

2.平台级服务（PaaS,Platform as a Service）

3.软件级服务（SaaS）

5.云服务：1.公有云 2.私有云 3.社区云：面向一个行业或一个企业联盟提供服务的云计算方式。

10计算机硬件：物理设备

1.CPU[central processing unit,中央处理器] ： ALU[arithmetic logic unit,算术逻辑单元]；[accumulator,累加器]；[状态寄存器、寄存器阵列]

2.控制器：按主频的节拍产生各种控制信息，指挥计算机工作

3.主存储器[primary storage]:ROM[read only memory ,只读存储器]、RAM[read access memory,随机存取存储器] 、

RAM：RWM[read and write memory,读写存储器]、cache[高速缓冲存储器]

ROM：PROM[programmable read only memory，只能一次写入程序] 、 EPROM[eraseable programmable read only memory,可多次写入程序]

辅助储存介质：

1.磁介质存储：1.磁带[银行、医疗、广播、教育]

2.磁盘[阵列磁盘，redundant array of inexpensive disks ,RAID--小型阵列：10-20TB；大型阵列：PB级；磁盘阵列组别：0、1、5、6等] 3.光盘：只读CD-ROM。

2.光存储介质：只读型光盘CD和可记录光盘CD-R ---存储容量影响因素：光学技术和信息密度 --用于影像处理，档案馆、博物馆、图书馆等

700MB（CD-ROM）、4.7GB（DVDROM）、25GB（Blu-RayDisk）、50GB（双层Blu-RayDisk）等。

3.闪存[flash memory] 是非遗实行存储器[non-volatilememory ,NVM]：基于NAND Flash 的闪存存储器[solid state drive，SSD]--低功耗、无噪音、抗震动、低热量，已为随机读写要求较高或者对便携性要求较高的系统首选。

4.计算机显示终端（外围设备）：趋势：由没有处理能力的哑终端向自身拥有处理器和存储线路的智能终端（数据处理终端、事务处理终端）转化。

1.计算机事务处理终端和通信终端；事务终端-ATM[automated teller machines,自动取款机] 、POS终端[point-of-sale]

2.点触式设备[pointing devices]： 电子鼠标器[computer mouse]、轨迹球[trackball]、触碰版[touch pads]、操纵杆和触摸感应屏幕[电容式、电阻式、表面声波式]等

3.计算机笔：激光笔等--光敏感线路、压敏感线路等

4.视频输入/输出：DVI技术[digital video interaction] 、CRT[cathocle ray tube,阴极射线管]、LCD[liquid crystal displays,液晶显示]

5.打印输出：机打式[一次可打印多份，有噪音，慢:1-9百字符/s]、非击打式打印机[激光打印机（laser printers）、喷墨打印机(ink jet printers)、热转印打印机 --无噪音，一次只能打一份，质量高，速度快；5-200页/min]

6.声音识别：讲话系统和发声系统，用于操作者不便输入数据或者更快更准输入数据的工作，如制造成的生产质量控制。

7.体感设备：微软的Kinect 、索尼的PS move

8.光和磁识别：光扫描设备：OCR[optical character recognition,光字符识别仪] 、 磁性数据输入：MICR[magnetic ink character recognition,磁性墨水字符识别]--支票--趋势：光磁技术结合 ；磁条技术[铁氧化磁带]--信用卡、电话卡

9.无线射频识别[radio frequency identification ,RFID ] --感应式电子晶片、近接卡、感应卡、电子条码、电子标签、非接触卡等，防水、防磁、防高温使用寿命长、读取距离大，存储信息更改自如等优点。

11.影响计算机运行速度的3大因素：

1.CPU：机器字长度越长，计算机运行速度越快

2.决定机器时序周期长短的晶片振荡频率（又叫时序速度），时序速度越高，机器运行速度越快。

3.数据总线的宽度：并行传送位数越多，总线宽度越宽，运行速度越快。 【并行总线正在被串行总线取代】

提升运行速度方法：1.提高缓存容量 2.增加核心数量

12.多处理机系统特点

1. 1.辅助处理器
2. 2.对偶处理器
3. 3.并行处理器设计
4. 4.双核处理器和多核处理器--功耗和散热难题为提升处理器主频的瓶颈。

13.物联网[the Internet of things ,IOT] 将来的信息传感设备

RFID、体感设备、光磁识别设备等技术。

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