计算机基础笔记(转专业)

大计 - 计算机基础笔记

1.1 计算机发展阶段、特点、分类

计算机定义

按照事先储存的程序，自动、高速、精确地输入、处理、输出、存储数据的设备。

重要人物与里程碑

• 人工智能之父：英国 艾伦·图灵，首先提出电子计算机的理论模型
• 第一台通用计算机：ENIAC (1946) 美国宾夕法尼亚大学，按十进制运算
• 第一台冯·诺依曼结构计算机：EDVAC，采用二进制

计算机发展阶段

代数	时间	元器件	特点
第一代	1946-1958	电子管	体积大、功耗高、可靠性低
第二代	1958-1964	晶体管	体积缩小、性能提升
第三代	1964-1971	中小规模集成电路	集成度提高
第四代	1971至今	大/超大规模集成电路	微型化、高性能

计算机分类

按处理方式：

• 数字计算机（0101）
• 模拟计算机（电信号）
• 数字模拟混合计算机

按用途：

• 专用计算机
• 通用计算机

计算机特点

1. 高速精确运算
2. 准确逻辑判断
3. 强大存储能力
4. 自动功能
5. 网络与通信能力

主要应用领域

• 科学计算：复杂数学运算
• 数据和信息处理：办公自动化、数据库
• 过程处理：工业控制、实时监控
• 计算机辅助：
  • CAD - 计算机辅助设计
  • CAI - 计算机辅助教学
  • CAM - 计算机辅助制造
  • CAT - 计算机辅助测试
• 人工智能：机器学习、专家系统
• 多媒体应用：图像、音频、视频处理
• 嵌入式系统：智能设备、物联网

发展趋势

• 巨型化：超级计算机
• 微型化：便携设备
• 网络化：互联网、云计算
• 智能化：AI 应用

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1.2系统组成

冯·诺依曼体系结构

五大基本部件：

• 运算器：执行算术和逻辑运算
• 存储器：存储程序和数据
• 控制器：控制各部件协调工作
• 输入设备：将外部信息送入计算机
• 输出设备：将结果送出计算机

计算机系统组成

计算机系统
├── 硬件
│   ├── 主机
│   │   ├── CPU（中央处理器）
│   │   │   ├── 运算器
│   │   │   └── 控制器
│   │   └── 内存（主存）
│   └── 外部设备
│       ├── 外部存储器（外存）
│       ├── 输入设备（Input Device）
│       └── 输出设备（Output Device）
└── 软件
    ├── 系统软件
    │   └── 操作系统
    └── 应用软件
        ├── 字处理软件
        ├── CAD
        └── CAI 等

软件系统

系统软件：

• 操作系统：UNIX / Linux / Windows
• 语言处理程序：汇编程序，解释程序，编译程序
• 程序设计语言：机器语言（0101），汇编语言（比机器语言多了助记符），高级语言（c++)

应用软件：解决各类具体问题（ps、Word 等）

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性能指标

指标	说明
字长	CPU 一次能处理的二进制位数，常见有 8/16/32/64 位
运算速度	每秒执行指令条数，单位：MIPS（百万条指令/秒）
主频	时钟脉冲信号频率，单位 MHz / GHz
内存容量	基本单位 Byte（B）
存储容量换算	8 bit = 1 B，1 K = 1024 B，1 M = 1024 K，1 G = 1024 M，1 T = 1024 G
内存储器工作频率	内存最高工作频率，单位 MT/s
总线带宽	总线每秒能传输的数据量 = (总线频率 × 数据宽度) / 8
核心数	计算核心数，有单核 / 双核 / 4 核 / 8 核 / 12 核心等
网络带宽	数据传输速率单位 bit/s，有 Kbits、Kbits/s、Mbits/s 等

度量 CPU 性能时，主时钟频率单位为 GHz。

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笔记图片

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2026年4月19日整理