计算机知识复习

编程语言

完成特定功能的代码

机器语言(Machine Language) 1 和 0 组成
汇编语言(Assembly Language) 用一代码编写固定 1 和 0
高级语言 c c++ c# java python(蟒蛇) javascript (动态脚本语言)

程序的链接

c 源文件.cpp—->目标文件.obj——(c 函数库)—可执行文件.exe

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int main() {
    printf(“hello world!!.\n”);
}

计算机组成

五大基本组成部件

输入 :键盘鼠标麦 dvd 驱动
输出 io (input:ouput) :显示器音响
存储器 memory : 硬盘 ram(可读可改) rom (只读不能更改)
运算器 (算术运算和逻辑运算) : cpu
控制器 controll : cpu !(./a.png)[cpu]

_ 有开始就有结尾 _ 输入—(文字 1+1 )—->控制——–>储存器(ram)(存储 1+1)——>运算(2=1+1)—–….或者储存一下…—–>输出(显示器 2)

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int main()       /*求两个数之和*/
{   int a,b,sum;   /*定义变量*/
    a=123;b=456; sum=a+b;
    printf("sum is %d\n",sum);
}

源程序以 .cpp 作为扩展名（.cpp） C 程序由若干函数构成函数由说明部分和函数体构成一个 C 程序总是从 main()函数开始的 C 程序书写自由，一行可以写多个语句，一个语句也可以分为多行来写语句以及数据定义后面必须有一个分号“；”  可用/….*/对程序进行注释

源程序: 用户可读的程序文本，即程序本身。

目标代码:由源程序翻译而成的机器码，计算机能读并能直接运行。

连接程序:将各自分别编译后的程序连接为一个可运行程序的程序。（它将 C 语言的标准库函数与用户所编的程序联合在一起）

库:包含标准函数的文件，这些函数可用在用户的程序中。（包括所有的输入输出函数及其它有用的例行函数）

编译状态:在程序编译过程中所出现的事件。

运行状态：在程序运行过程中所发生的事件。

下载 eclipse for C/C++版下载地址：http://eclipse.org/downloads/ (代码提示软件)

安装 MinGW  下载地址：http://www.mingw.org/download.shtml

二进制

用 0 和 1 表示一切数

两仪生四象：太阴、少阳、少阴、太阳；四象生八卦：乾、兑、离、震、巽、坎、艮、坤

111 011 101 001 110 010 100 000 7 3 5 1 6 2 4 0 乾兑离震巽坎艮坤

计算机能够直接识别的信息只有二进制。所有需要计算机存储、处理的信息都必须转换为二进制

文字,图片—–>编码——>二进制

标准 ASCII 0:0110000 a:1100001 空格:0100000 A:1000001
Unicode 码汉字通常是 2 个字节十六进制
UTF-8 汉字通常是 3 个字节

图片文件格式

BMP 位图文件
GIF 动态图
JPEG 兼容性好的图片文件格式
png 网络常用图片格式

IT 的英文是 Information Technology

信息采集和表示 文字、数值信息、多媒体信息 ——->编码技术

信息存储 存储器的分类、管理、访问等 ——>软、硬件系统构成

信息管理 采集、处理、输出 ————>程序设计

信息组织 ——->数据库技术

信息传输 ——-> 网络技术

信息检索 ——-> 网络技术

数的进制

二进制 B 八进制 O 十六进制 H 十进制 D

算术运算

加减逢二进一逢二减一乘法 1100×1001=1101100

乘法运算可以转换为加法和移位运算每乘以 2,相当于将被乘数向左移动一位。

除法 00001011÷0100=00000010B (余数=11B)

除法运算可以转换为减法和移位的运算
每除以 2,相当于将被除数向右移动一位。

机器数的表示与运算

机器数

计算机中的数称为机器数符号位 + 真值
“0” 表示正 “1” 表示负

+52 = +0110100 = 0 0110100 符号位真值

机器数的表示方法

原码反码补码

8 位数 0 的原码： +0=0 0000000 -0=1 0000000

反码

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对一个机器数X
 若X>0   [X]反=[X]原
 若X<0   [X]反= 对应原码的符号位不变，数值部分按位求

 [+0]反 =00000000 [-0]反 =11111111

补码

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 若X>0   [X]补 = [X]反= [X]原

 若X<0   [X]补= [X]反+1

 X=-52= -0110100

 [X]原=10110100

 [X]反=11001011

 [X]补= [X]反+1=11001100

原码变为补码之后不存在正负之分

![](./img/fanma.jpg)

0 的补码

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[+0]补= [+0]原=00000000

[-0]补= [-0]反+1=11111111+1 =1 00000000

补码数的运算

通过引进补码，可将减法运算转换为加法运算。

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[X+Y]补 = [X]补+[Y]补

[X-Y]补 = [X+(-Y)]补
        = [X]补+[-Y]补

栗子:

66-51=66+（-51）=15

所以数学算数运算都可以用计算机二进制的加法运算(也就是补码加法运算)

“模”是指一个计量系统的计数范围.

已知一个数的补码，求原码的操作其实就是对该补码再求补码

⑴ 如果补码的符号位为“0”，表示是一个正数，其原码就是补码。 ⑵ 如果补码的符号位为“1”，表示是一个负数，那么求给定的这个补码的补码就是要求的原码。

补码的绝对值

若要得到一个负二进制补码的数值，只要对补码全部取反并加 1，就可得到其数值。(将补码求补码把符号位归 0)

小数补码求法

一种简单的方式，符号位保持 1 不变，数值位从右边数第一个 1 及其右边的 0 保持不变，左边按位取反。

补码乘法

补码的乘法不具备【XY】补=【X】补 ×【Y】补的性质。但是【XY】补==【X】补 ×Y,所得结果再取补码，如 x=101,y=011,[x*y]补=-[(-101)011]=-[011011]=-01001=10111

逻辑

逻辑是思维规律，事物因果之间所遵循的规律。逻辑的基本表现形式是命题和推理

命题能判断真假的陈述语句

推理

从前提推出结论的思维过程
前题是已知的命题，结论是通过推理规则得出的命题

命题的“真”和“假”可以对应为

在物理上：开关的“断开”和“闭合”,电平的“高”和“低”，。。。

数学上：二进制的“1”和“0”

“0”对应“假”

“1”对应“真” 基本逻辑运算 (或 or :与 and :非 not)命题 =======»»» (真 1 : 假 0) 是与否

与 and ^ &

同真为真有假为负假 1^1=1 1^0=0

或 or v |

有真则真全假为假 1V0 =1 0v0= 0

非 not - !

真为假假为真

逻辑运算与数学运算的区别：

算术运算是两个数之间的运算，低位运算结果将对高位运算产生影响

逻辑运算是按位进行的运算，低位运算结果对高位运算不产生影响

“与非”逻辑先与后非 1 与非 0 ====»1
“或非”逻辑先或后非 1 或非 0 ====»0

栗子: A=11001010，B=10101001 A and B ==» 10001000 A or B ==» 11101011 A not ==» 00110101

rs 触发器

S’=0，R’=1：无论触发器原来处于何种状态，由于 S=0，则 Q=1，Q 非=0，触发器处于“1”态（或称置位状态）。触发器的状态是由 S 所决定的，称 S 为直接置位端。 S’=1，R’=0：无论触发器原来处于何种状态，由于 R=0，则 Q=0，Q 非=1，触发器处于“0”态（或称复位状态）。触发器的状态是由 R 所决定的，称 R 为直接复位端。 S’=1，R’=1：触发器维持原来状态不变。 S’=0，R’=0：此时无法确定触发器的状态。一般这是不允许的，因此触发器的输入端 S、R 不能同时为 0。

微处理器主要由控制器、运算器和寄存器组等三部分构成 (cpu 的组成) 运算的核心是算术逻辑单元(ALU) arithmetic logic unit ALU 的基本功能部件是加法器半加器实现两个 1 位二进制数相加，不考虑来自低位的进位

输入：加数，被加数

输出：和，进位

全加器

实现两个 1 位二进制数相加，考虑来自低位进位的加法器输入：加数，被加数，低位的进位输出：和，进位

另外一种全加器电路——相同逻辑功能，可以有不同的电路实现全加器是具有完整功能的逻辑部件。

从逻辑门到运算器 ——抽象与构造

运算器

运算器算术、逻辑运算，移位、求补等其它操作
暂时存放参加运算的数据和中间运算结果等 —算术逻辑单元（ALU）各种寄存器

算术逻辑单元

ALU 的基本功能之一是算术运算加法运算是算术运算的基础

寄存器

CPU 中用于存放中间运算结果或其它二进制信息的部件由触发器和门电路组成 **一个触发器可以存放 1 位二进制码 ** **N 个触发器可以存放 N 位二进制码 **

组合与抽象

系统构造的基本思路 任何复杂的逻辑电路都可以由基本逻辑门组合构成

硬件系统构造的基本方式: 自底向上，逐层封装、抽象

系统设计的基本过程 自顶向下，分析和分解问题自底向上，构造和设计

总结: 计算机内部的信息都以二进制表示

将“0”和“1”赋予逻辑属性，就成为逻辑变量

实现逻辑变量间关系的电路称为逻辑电路

构成各种逻辑电路的基本元素是基本逻辑门

基本逻辑门的不同的连接方法构成了计算机

0:1 —-> 逻辑变量—–>逻辑关系—->逻辑电路—->逻辑门(抽象的)—-(连接)—>计算机

指令和程序

** 指令： ** 控制计算机完成某项操作的、能够被计算机识别的“命令”

**计算机硬件能够直接识别的指令 ** 二进制形式描述的机器指令

** 指令系统： ** 计算机能够识别的所有指令的集合。

** 程序： ** 按一定顺序组织在一起的指令序列。

指令格式

指令码 + 操作数 ===»说明指令的功能 + 说明指令操作的对象

指令的执行过程

计算机的工作过程就是执行程序的过程

计算机的工作过程就是执行指令的过程

指令的执行过程

顺序执行：一条指令执行完了再执行下一条指令。并行执行：同时执行两条或多条指令。

冯•诺依曼结构 John Von Neumann

**冯•诺依曼计算机结构特点 **

采用二进制计算机中所有信息（数据和指令）统一用二进制表示
设计计算机硬件由五个部分构成

a. 运算器 b. 控制器 c. 存储器 d. 输入和输出设备

提出存储程序原理以运算器为核心，所有信息的输入和输出都需要通过运算器

** 冯 • 诺依曼计算机基本原理** 基本原理 : 存储程序原理

将计算过程描述为由多条指令按一定顺序组成的程序，并放入存储器保存。指令按其在存储器中存放的顺序执行；由控制器控制整个程序和数据的存取以及程序的执行。

程序计数器 PC

PC 用来产生和存放下一条将要读取的指令的地址。

在程序开始执行前，须将程序第一条指令在内存中的存放地址送入 PC

PC 每输出一次地址，就指向内存的一个单元，CPU 将该单元的指令自动取出。

之后，PC 中内容自动加 1，准备读取下一条指令。

如果每取走一条指令，PC 都只做简单的加 1 操作，则程序将会顺序执行

PC 是程序执行的“指挥棒”。PC 指向哪里，CPU 就到哪里取指令 (指哪打哪)

PC 是"指令指针"

哈佛结构

指令和数据分别存放在两个独立的存储器模块中.

CPU 与存储器间指令和数据的传送分别采用两组独立的总线。

哈弗结构

_复杂的计算机是由成千上万的基本逻辑门及其辅助电路构成的。 _

操作系统 os

操作系统是一组控制和管理计算机软、硬件资源、为用户提供便捷使用计算机的程序集合。

是用户和计算机之间进行“交流”的界面

操作系统的功能

管理系统资源为用户使用计算机提供友好界面

windows 10 android ios liunx unix

处理器

对处理器进行分配，并对其运行进行有效的控制和管理。现代计算机采用多道程序“并发”执行的工作方式。

多道程序在计算机中的执行方式有两种：

顺序执行

并发执行并发执行的特点：结果不可再现

计算结果与程序段的执行速度（顺序）有关

多道程序在宏观上可“同时”执行

系统资源为多道程序共享

进程

进程是程序的一次执行过程。是“活着”的程序。一个程序可以对应多个进程，一个进程也可以对应多个程序

在多道程序环境中，对系统内部资源的分配和管理都是以进程为基本单位。

任何程序要运行，都必须为它创建进程。

进程的基本状态

受资源的制约，进程在其生命周期中的执行过程是间断性的。有三种基本状态：

就绪状态  已经获得了除 CPU 之外所必需的一切资源，一旦分配到 CPU，就可立即执行。

运行状态  已获得 CPU 及其它一切所需资源，正在运行。

等待状态  由于某种资源得不到满足，进程运行受阻，处于暂停状态，等待分配到所需资源后，再投入运行。

存储器管理

**存储器管理的主要功能 ** 负责将程序从联机外存储器（硬盘）调入内存地址变换。将程序中的地址对应到内存中的地址存储分配。为程序分配相应的内存空间将硬盘和内存实行统一管理（存储器系统）存储扩充：解决在小的存储空间中运行大程序的问题存储保护保护各类程序及数据区免遭破坏

.doc： WORD 文件 .jpg：图形文件 .txt：文本文件 .rar：压缩文件 .exe：可执行文件 .com：进程文件 .obj：目标程序文件 .dll：动态链接库文件

计算机网络

osi

tcp/ip

网络协议是通信双方对所传输信息的格式、控制信息的含义以及在信息传输过程中应如何操作的约定。

网络层次结构模型与各层协议的集合称为计算机网络体系结构。

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