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计算机基础知识1.1 计算机发展的知识计算机发展与信息社会计算机是为科学计算的需要而发明的。科学计算所解决的大都是从科学研究和工程技术中所提出的一些复杂数学问题，计算量大而且精度要求高，只有具有高速运算和存储量大的计算机系统才能完成。1946年，美国宾夕法尼亚大学研制出世界上第一台电子计算机ENIAC（Electronic Numerical Integrator And Computer，电子数字积分分析器和计算机）。计算机之所以能够实现连续运算，是因为计算机将指令和数据存储起来，由程序控制计算机自动执行。计算机中都是采用二进制数进行运算，这主要是因为，相对十进制而言，采用二进制表示不但运算简单、易于物理实现、通用性强，更重要的优点是所占用的空间和所消耗的能量小得多，机器可靠性高。冯·诺伊曼计算机的一个特点就是计算机中的数据采用二进制形式表示。通常根据计算机所采用的电子元件不同而将计算机划分为四代：第一代计算机的主要元件是电子管；第二代计算机的主要元件是晶体管；第三代计算机的主要元件是采用中小规模集成电路；现代微机属于第四代计算机，采用的主要元件是大规模、超大规模集成电路。2008年8月我国自主研发制造的百万亿次超级计算机曙光5000，系统峰值运算速度达到每秒230万亿次浮点运算，LINPACK运算速度超过每秒160万亿次浮点运算，是目前国内速度最快的商用高性能计算机系统。除了超强计算能力，它还拥有全自主、超高密度、超高性价比、超低功耗以及超广泛应用等特点。中国超级计算机研制挤入世界前列，成为具备独立研制高性能巨型计算机能力的国家之一。计算机的特点、用途和分类1）计算机的特点计算机的主要特性有：处理速度快，计算精度高，存储容量大，可靠性高，逻辑判断能力准确，工作全自动，适用范围广，通用性强。计算机最主要的工作特点是存储程序并由程序控制计算机自动执行。2）计算机用途计算机应用领域之一的计算机辅助制造（Computer Aided Manufacturing），简称为CAM。计算机应用领域之一的计算机辅助设计（Computer Aided Design），简称为CAD。计算机辅助教育（Computer-Assisted （Aided）Instruction）的英文缩写是CAI。将计算机应用于办公自动化，主要是对各种形式的信息进行收集、存储、加工、分析和传送，即进行信息处理。计算机模拟和仿真是计算机辅助的重要方面。核爆炸和地震灾害的模拟，通过计算机实现，能够帮助科学家进一步认识被模拟对象的特性。气象中心使用计算机，不但能够快速、及时地对气象卫星云图数据进行处理，而且可以根据对大量历史气象数据的计算进行天气预测报告。也就是说，利用计算机预测天气情况主要是使用计算机进行科学计算。计算机在实现工业生产自动化方面主要用来进行实时控制。3）计算机分类计算机按使用范围分类可分为通用计算机和专用计算机。专用计算机是为适应某种特殊应用需要而设计的计算机。根据计算机的性能将计算机分为超级计算机、大型计算机、小型计算机、微型计算机、工作站、服务器。个人计算机属于微型计算机。衡量计算机性能的主要技术指标有：字长、存储容量、存取周期、运算速度、时钟主频。计算机的运算速度通常是指每秒钟所能执行加法指令数目。常用百万次/秒（MIPS, Million Instructions Per Second）来表示。这个指标更能直观地反映机器的速度。未来计算机的发展趋势计算机的发展趋势是巨型化、微型化、网络化和智能化。计算机的新技术网格计算技术能够提供资源共享，实现应用程序的互连互通，但是，网格与计算机网络不同，计算机网络实现的是一种硬件的连通，而网格能实现应用层面的连通。1.2 数据在计算机的表示一. 计算机采用二进制编码计算机中的信息都是用二进制编码表示的，用以表示字符的二进制编码称为字符编码。计算机中最常用的字符编码是ASCII（American Standard Code for Information Interchange，美国信息交换标准交换代码），被国际标准化组织指定为国际标准。它不是汉字编码。二.数制的转换B表示二进制数，O表示八进制数，H表示十六进制数，D表示十进制数。二进制数转换成十六进制数的方法是从低位开始向左每四位二进数划分为一组，不足四位的在前面以0补足，然后将每组的四位二进数位代之以一位十六进制数字即可。第一步：将二进制数110000分组为0011 0000。第二步：将二进数0011代之以十六进制数字3，二进数0000代之以十六进制数字0。二进制数110000转换成十六进制数是30。若在一个非0无符号二进制整数右边加两个0，相当于将原数右移两位，即将原数扩大四倍。将十进制数转换为十六进制数，可以先将十进制数转换为二进数，再将二进数转换为十