计算机概述

### 计算机概述知识点详述 #### 一、计算机的发展历史 计算机作为一种电子设备，其功能涵盖了算术运算、逻辑运算以及信息处理等多个方面。自问世以来，它的发展历程经历了多个重要的阶段。 1. **第一代计算机（1946-1956年）**：这一时期的计算机主要采用电子管作为基本元件，因此被称为“电子管时代”。这一代计算机体积庞大、功耗高且可靠性较低。 2. **第二代计算机（1956-1962年）**：随着晶体管技术的出现，计算机进入了“晶体管时代”。相比电子管，晶体管不仅体积更小，而且更加可靠，使得计算机的整体性能得到了显著提升。 3. **第三代计算机（1962-1970年）**：集成电路的发明标志着计算机进入了“集成电路时代”。这一时期，计算机不仅体积进一步缩小，功耗降低，而且计算速度也有了质的飞跃。 4. **第四代计算机（1970-1992年）**：随着大规模和超大规模集成电路技术的应用，计算机进入了“超大规模集成电路时代”。这一时期计算机的性能大幅度提高，成本显著下降，应用范围也变得更加广泛。 5. **未来发展方向**：计算机的发展趋势正朝着智能化方向前进，即人工智能计算机。这类计算机不仅能执行复杂的计算任务，还能模拟人类智能，实现自主学习与决策。 #### 二、计算机中的数制和编码 计算机中的数制主要包括十进制、二进制、八进制和十六进制。 1. **十进制**：是日常生活中最常用的计数方式，基于10个数字（0-9）进行计算。 - 特点：基数为10，每个数位的权值为10的幂次方。 - 示例：1992.5可以分解为1×10^3 + 9×10^2 + 9×10^1 + 2×10^0 + 5×10^-1。 2. **二进制**：是计算机内部使用的计数方式，仅使用两个数字（0和1）。 - 特点：基数为2，每个数位的权值为2的幂次方。 - 示例：10101.1101B可以转换为1×2^4 + 0×2^3 + 1×2^2 + 0×2^1 + 1×2^0 + 1×2^-1 + 1×2^-2 + 0×2^-3 + 1×2^-4 = 21.8125D。 3. **十六进制**：用于简化二进制数的表示，使用16个数字（0-9、A-F）。 - 特点：基数为16，每个数位的权值为16的幂次方。 - 示例：9AC6H可以转换为9×16^3 + 10×16^2 + 12×16^1 + 6×16^0 = 39622D。 4. **数制之间的转换**： - 十进制与二进制之间的转换方法包括整数部分采用除2取余法，小数部分采用乘2取整法。 - 十进制与十六进制之间的转换方法类似，但整数部分采用除16取余法，小数部分采用乘16取整法。 - 二进制与十六进制之间的转换更为简便，通常采用“四位一并”法或“一分为四”法。 #### 三、符号的二进制编码 1. **ASCII码**：是美国信息交换标准代码，采用7位二进制数来表示符号，共能表示128种不同的符号。每个字符在内存中占用一个字节（8位），其中最左侧的一位通常作为奇偶校验位使用。 2. **汉字编码**：汉字在计算机中通常采用GB2312-80标准，使用16位二进制数进行编码，占据内存中的两个字节空间。 #### 四、计算机的硬件组成与软件系统 1. **硬件组成**：计算机硬件主要由运算器、控制器、存储器（包括内部存储器和外部存储器）、输入设备和输出设备五大部分组成。 - 运算器：负责执行算术和逻辑运算。 - 控制器：管理整个计算机系统的运行，负责发出控制指令。 - 存储器：分为内部存储器（内存）和外部存储器（如硬盘）。存储器的容量是衡量计算机性能的关键指标之一。 - 输入设备：如键盘、鼠标等，用于用户向计算机输入数据。 - 输出设备：如显示器、打印机等，用于显示或打印计算机处理后的结果。 2. **软件系统**：计算机软件系统包括系统软件和应用软件两大类。 - 系统软件：如操作系统、编译器等，主要用于管理计算机硬件资源、提供应用程序运行环境。 - 应用软件：如办公软件、游戏软件等，面向最终用户，满足用户的特定需求。 从计算机的发展历程到其内部的数制和编码方式，再到硬件和软件系统的组成，这些知识点共同构成了对计算机这一现代信息技术基石的全面理解。