计算机基础知识是IT领域的基石,了解这些知识对于理解计算机工作原理至关重要。本文将深入解析计算机的基础概念,包括其历史、发展阶段、特点、性能指标、应用领域以及数据表示和存储等相关知识。
计算机的诞生可以追溯到20世纪40年代,世界上第一台电子计算机ENIAC于1946年在美国诞生,随后出现了按存储程序控制功能设计的EDVAC和实现存储顺序控制功能的EDSAC。计算机的发展经历了电子管、晶体管、集成电路和超大规模集成电路四个阶段,同时也可以按照大型机、小型机、PC和个人计算机互联网时代划分。
计算机的特点包括高速处理、高精度计算、信息存储、逻辑判断、高可靠性以及广泛的通用性。其中,计算机的性能指标主要包括主频、字长、存储容量、存取周期和运行速度,这些因素直接影响运算速度。例如,MIPS是衡量计算机每秒执行百万条指令的能力。
计算机的应用广泛,涵盖科学计算、信息处理、过程控制、辅助设计和通信等领域。在处理数据时,计算机内部主要使用二进制,这是因为二进制运算简单且适合逻辑器件。我们还需要了解如何在二进制、十进制、八进制和十六进制之间进行转换,以及ASCII码和汉字编码的表示方式。
计算机中的存储器由地址和存储容量组成,地址是每个存储单元的唯一标识,存储容量则是所有存储单元的总和。地址线决定了寻址空间,存储容量和起始地址可以计算出末地址。冯·诺依曼体系结构的存储顺序和程序控制原理是现代计算机运行的基础,它包括按地址顺序执行的指令和程序。
指令是计算机执行操作的二进制代码,由操作码和地址码组成,而程序是一系列有序指令的集合。计算机硬件由运算器、控制器、存储器、输入设备和输出设备组成,其中CPU(中央处理单元)是核心,包括运算器和控制器。微处理器是将这两部分集成在单个芯片上的技术,而微型计算机则以微处理器为基础,结合其他组件构建而成。
内存主要由RAM(随机存取存储器)和ROM(只读存储器)组成,RAM用于临时存储用户数据,而ROM则保存永久性的系统信息。不同型号的计算机往往与其使用的CPU型号相对应,如Intel 80286对应286微机,以此类推。
计算机基础知识是理解信息技术的基础,涵盖了从计算机的历史到其工作原理的各个方面,这些知识对于任何IT专业人员来说都是不可或缺的。