### 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。