计算机基本常识

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2024年2月3日发(作者：)

计算机基本常识

一、计算机的概念：

是一种能迅速而高效的自动完成信息处理的电子设备，它能按照程序对信息进行加工、处理、存储。

二、计算机的诞生与发展

1、诞生：1946年，美国为计算弹道轨迹而研制成功了世界第一台计算机。

2、发展：

阶段 时间 逻辑器件 应用范围

第一代 1946——1958 真空电子管 科学计算、军事研究

第二代 1959——1964 晶体管 数据处理、事物处理

第三代 1965——1970 集成电路 包括工业控制的各个领域

第四代 1971——至 今 大规模集成电路 应用到了各个领域

三、计算机的主要应用：

1、数值计算：弹道轨迹、天气预报、高能物理等等

2、信息管理：企业管理、物资管理、电算化等

3、过程控制：工业自动化控制，卫星飞行方向控制

4、辅助工程：CAD、CAM、CAT、CAI等

四、计算机分类：

1、按规模分：巨、中、小、微

2、按用途分：专用机、通用机

五、微型机的主要技术指标

1、字长：知己算计能够直接处理的二进制数据的位数。单位为位（BIT）

2、主频：指计算机主时钟在一秒钟内发出的脉冲数，在很大程度上决定了计算机的运算速度。

3、内存容量：是标志计算机处理信息能力强弱的一向技术指标。单位为字节（BYTE）。

8BIT=1BYTE 1024B=1KB 1024KB=1MB

4、外存容量：一般指软盘、硬盘、光盘。

六、计算机的特点

计算机的运算速度快、计算精度高、存储功能强、具有逻辑判断能力和自动运行能力。

计算机在现代社会中的应用

在现代社会，计算机已广泛应用到军事、科研、经济、文化等各个领域，成为人们一个不可缺少的好帮手。

在科研领域，人们使用计算机进行各种复杂的运算及大量数据的处理，如卫星飞行的轨迹、天气预报中的数据处理等。由于计算机能高速、准确地进行运算，因此，人们往往需要花费数天、数年时间甚至一辈子才能完成的计算任务，计算机只需很短时间就能完成。 在学校和政府机关，每天都涉及大量数据的统计与分析，有了计算机，工作效率就大大提高了。

在工厂，计算机为工程师们在设计产品时，提供了有效的辅助手段，现在，人们在进行建筑设计时，只要输入有关的原始数据，计算机就能自动处理并绘出各种设计图纸。

在生产中，用计算机控制生产过程的自动化操作，如温度控制、电压电流控制等，从而实现自动进料、自动加工产品以及自 动包装产品等等。

计算机广泛应用于工业生产中，加速了工厂生产的自动化。在国外，有人形象地将工厂自动化（可简称为FA）解释为：

FA=数控自动机床+自动装置+计算机辅助设计（简称CAD）+计算机辅助制造（简称CAM）+计算机辅助测试（简称CAT）

在企业，计算机为管理人员提供了办公自动化系统，通过它，企业人员能及时了解每一天的运作情况，并由此调整及制定工作计划。在国外，有人形象地将办公室自动化（英文缩写为OA）解释为：

OA=微电子信息处理机+计算机通信系统+其他电子办公设备

具体地说，所谓OA，就是包括以个人计算机为核心的办公室事务处理机、传真机、复印机、智能电话、图象文字处理机等，能使办公室处理实现自动化作业。

在许多行业，由计算机控制的机器人代替人类进行劳动，大大减轻了人类的劳动强度，提高了生产效率。

计算机正广泛应用于教学领域，计算机辅助教学（简称CAI）正将计算机技术与数学、物理、化学、英语、语文、生物、音乐等各学科教学结合起来，内容丰富、形象生动有趣的教学软件提高了学生们的学习兴趣，增强了教学效果；此外，将课程内容及练习编成软件，计算机还可以成为我们的一位百问不厌的家庭老师。

在大商店与超级市场，人们用计算机收款与结帐，迅速而又准确。

在银行，人们把计算机用通讯线路联成网络，这样银行就有了通存通兑的服务。人们还可以不用现金而使用信用卡消费，计算机将人们带到了一个“无现金”的时代。由于有了计算机网络，一个称为“无纸贸易”的时代已经到来，被称为EDI（电子数据交换）的技术正风靡全球。

现在，人们的交流已越来越多，要求信息的传送速度更快、传送的范围更广，“信息高速公路“也就应运而生了。其中，Internet（中文意思是：国际交互网络）已拥有了数千万个用户，用户只要把自己的计算机接到这一网络中，就可以与全世界联络，你坐在家中就能获取该系统上的各种信息，如电子新闻、电子图书资料和电子邮件（E-mail）等。

计算机正在进入家庭，给人们的生活方式带来了深刻变化，全自动洗衣机（洗衣过程由计算机控制）为人们免去了洗衣的烦恼，空调器与电冰箱（由计算机根据温度的变化控制其运作）为人们带来一个清凉的世界。在一些先进国家的家庭中，各种家用电器用网络连接起来，人们通过声控、遥控实现了家务劳动自动化，使人们的生活质量有了很大的提高。

计算机还可以充当人们生活中的好帮手，如储存朋友们的电话和地址、管理家庭里的收支帐目等等。

计算机还能为人们提供文字处理的工具，这样人们可以直接使用计算机写文章和写信。现在，有不少的作家与记者都是使用计算机写作的，有不少机关和公司的文员使用计算机起草文件、打印报表、编写各种业务报告。在今天的报社和出版社，已经采用以计算机为主要工具的电子排版系统，取代了有近千年历史的活字印刷技术。

计算机还能把家里的视听设备连接起来形成 多媒体计算机，利用它人们不仅可以听音乐、看电影，还能够把其中的声音和画面剪辑下来，然后按照自己的意愿加工与处理，形成自己的音像“产品”供自己或家人欣赏。

计算机的基本组成及其相互联系

计算机系统的组成

计算机系统由硬件系统和软件系统组成，结构如图：

一、计算机硬件系统结构：

1、采用二进制形式表示数据指令

2、将程序事先存入计算机内存中，使计算机在工作时能够自动高速的顺序从存储器中取出指令加以执行。

3、由运算器、存储器、控制器、输入、输出设备五大基本部件组成计算机硬件系统，工作流程如图：

计算机的工作原理

半个世纪以来，计算机已发展成为一个庞大的家族，尽管各种类型的性能、结构、应用等方面存在着差别，但是它们的基本组成结构却是相同的。

现在我们所使用的计算机硬件系统的结构一直沿用了由美籍著名数学家冯·诺依曼提出的模型，它由运算器、控制器、存储器、输入设备、输出设备五大功能部件组成。

随着信息技术的发展，各种各样的信息，例如：文字、图像、声音等经过编码处理，都可以变成数据。于是，计算机就能够实现多媒体信息的处理，如图2-7所示。

图2-7 图象、文字、声音等信息转成数据的示意图

各种各样的信息，通过输入设备，进入计算机的存储器，然后送到运算器，运算完毕把结果送到存储器存储，最后通过输出设备显示出来。整个过程由控制器进行控制。计算机的整个工作过程及基本硬件结构如图2-8所示：

图2-8 计算机系统的基本硬件组成及工作原理

计算机中的数的表示

计算机能够处理数值、文字、声音、图像等信息，同学们可能会问：为什么作为电子设备的计算机能处理那么多复杂的信息呢？实际上，当把这些信息转换成计算机能识别的形式就能进行处理。目前计算机中所有的信息都用“0”和“1”两个数字符号组合的二进制数来表示。

数值、图形、文字等各种形式的信息，需要计算机加工处理时，首先必须按一定的法则转换成二进制数。

然而，日常生活中使用的数是十进制数，它的特征是：

（1）有10个数字：0、1、2、3、4、5、6、7、8、9。

（2）运算时逢十进一。

（3）每个数字在不同的数位上，其值的大小是不同的。

数位：个 十 百 千 万 ……

数值：100 101 102 103 104 ……

二进制数的特征是：

（1）有2个数字：0，1。

（2）运算时逢二进一。

（3）每个数字在不同数位上，其值以2的倍数递增。即20，21，22，23，24，……

用二进制数表示一个数值时,位数比较长，不便书写和记忆。由于又有下面的关系：23=8及24=16，所以人们常用八进制数或十六进制数来表示二进制数。

八进制数的特征：

（1）有八个数字：0，1，2，3，4，5，6，7。

（2）运算时逢八进一。

十六进制数的特征：

（1）有十六个数字：0，1，2，3，4，5，6，7，8，9，A，B，C，D，E，F。

（2）运算时逢十六进一。

在十六进制中，分别用A、B、C、D、E和F来表示十进制数的10、11、12、13、14和15。

由此可得出：二进制、八进制、十进制与十六进制的特征对照表如表2-2所示。

表2-2 二进制、八进制、十进制与十六进制的特征对照表

二进制数、八进制数、十进制数与十六进制数的对应关系表如表2-3所示。

计算机网络及安全基础知识

当今世界，计算机网络、计算机互连网已成为老幼皆知的名词。那么什么是计算机网络？什么是计算机互连网？它们有那些基本类型？本文将通俗地回答这些问题。

简单地说计算机网络是由两台或两台以上的计算机通过网络设备连接起来组成的一个系统，在这个系统中计算机与计算机之间可以进行数据通讯、数据共享及协同完成某些数据处理工作。

计算机网络按其分布的地理范围分为局域网（LAN）和广域网（WAN）。局域网一般把地理范围小的计算机连接在一起，例如某一实验室内、一栋建筑物内或一个校园内等。而广域网则分布的地理范围较大，如大的企业网络将位于不同城市的计算机连在一起成为一个广域网。

计算机网络按其计算机及网络设备在空间上的排列形式分为星型、总线型和环型三种。

总线型网络是一种比较简单的计算机网络结构，它采用一条称为公共总线的传输介质，将各计算机直接与总线连接，信息沿总线介质逐个节点广播传送，其结构（见图1）。

星型网络由其计算机及其网络设备的排列象天上的星星而得名。星型网络由中心节点和其它从节点组成（见图2），中心节点可直接与从节点通信，而从节点间必须通过中心节点才能通信。在星型网络中中心节点通常由一种称为集线器的设备充当，因此网络上的计算机之间是通过集线器来相互通信的（见图3）。

（图2）（图3）

顾名思义，环型网络将计算机连成一个环。在环型网络中，每台计算机按位置不同有一个顺序编号（见图4）。在环型网络中信号按计算机编号顺序以“接力”方式传输。如图4中，若计算机A欲将数据传输给计算机D时，必须先传送给计算机B，计算机B收到信号后发现不是给自己的，于是再传给计算机C，这样

直到传送到计算机D。

计算机软件知识

在实际应用中，上述三种类型的网络经常被综合应用，并形成互连网。互连网是指将两个或两个以上的计算机网络连接而成的更大的计算机网络。现在渗透到全球所有角落的Internet就是世界上最大的互连网络。通过计算机网络及计算机互连网，我们可以与远在千里之外的朋友相互发送邮件、共同完成一项工作、共同娱乐一、什么是软件？

“软件（software）”一词，用于描述计算机中的非硬件成分，出现于50年代，1960年前后才广为流传，国内由中科院软件所最早定名。目前软件指计算机系统中的程序及其文档。

二、 软件发展的动因

1946年2月，第一台电子计算机ENIAC在美国宾州大学阿伯丁弹道实验室问世。其后计算机技术飞速发展，速度之快令人震惊，今天具有ENIAC功能的计算机可集成到面积只有几平方毫米的硅片上，售价不到10美元。从那时起到现在，计算机已经经历了四代：第一代（1946一1959年）：电子管计算机时代；第二代（1960一1964年）：晶体管计算机时代；第三代（1965一1970年）：中小规模集成电路计算机时代集成电路；第四代（1971年--现在）：大规模集成电路计算机时代。计算平台的快速发展为软件发展提供了基础设施。

1968年NATO会议（Garmisch，Germany）提出“软件危机”，今天仍然存在，表现为：（1）对软件的需求远超出现有的生产能力，一方面信息技术的爆炸性增长促进了对新软件的空前需求，另一方面软件系统的规模和复杂性不断增长，而用来开发这些软件的资源没有与上述需求保持同步；（2）人们依赖

于脆弱的软件，目前的软件不可靠、缺乏安全性、性能下降、出错、难以升级，73％的软件项目被延迟、超资、取消或失败；（3）构造可靠、安全软件的技术能力不足，过去40年，硬件性能至少跨越了8个重要的阶段，但开发软件的能力未能与硬件提供的机会保持同步。以下给出几个应用需求不断增加和规模增大的例子：比如航天飞机有4000万行代码、空间站是10亿行代码，大家比较熟悉的Windows系统也有4500－6000万行代码。

三、20世纪软件发展的回顾与启示

归纳软件在20世纪的发展，可以得到一些基本结论：（1）详细设计与编程实现基本成熟；（2）需求分析与质量保障难度较大；（3）高级自动化技术目前实行困难；（4）软件工程管理的作用日益突出。

软件工程发展史上各个阶段的里程碑是：（1）70年代：程序设计方法学、结构化分析和设计、抽象数据类型、软件工具；（2）80年代：软件开发方法学、软件工程环境（CASE）、面向对象技术；（3）90年代：软件复用和软件构件技术、软件过程、需求工程。如何达成软件工程的目标－－提高开发质量和生产率？过去的认识：技术的发展是达到上述目标的主要（唯一）途径。如：80年代后期，CASE工具、环境被认为是最好的解决方案－－通过自动化工具的支持可以很容易地提高质量和效率；90年代，GUI生成技术和OO技术也被寄予厚望。其原因在于，技术可以给出立即可见的解决方案，并很快得到收益。但结果却经常不尽人意。

可见，技术并不能唯一保证达到预期的目标和效果，开发单位过程的改善是达到目标的重要因素。但过程改善将导致企业组织、管理方式的改变，需要高层的承诺和长期的投资。

过程改善＋技术提高＝完善的解决方案！

四、21世纪初的软件开发技术

20世纪的最后十几年，信息技术范围内最具有深远影响的技术进步是Internet的出现，并迅速发展成为当今世界上覆盖面最广、规模最大、信息资源最丰富的计算机信息网络，深刻地改变了传统的技术以及应用、业务和产业模式，也成为影响21世纪至少初期（前20年）的主要因素。

Internet计算平台具有开放、动态、多变的特征，体现出无统一控制的“真”分布性，节点的高度自治性，节点链接的开放性和动态性，人、设备和软件的多重异构性，实体行为的不可预测性，使用方式的个性化和灵活性，网络连接环境的多样性等特点，也对传统学科提出挑战：传统软件工程基于实体驱动和确定目标、有序控制的开发模式开始让位于Internet下智能软件工程基于协同驱动和动态目标、实体聚合的开发模式。软件开发技术将呈现如下特征：（1）基础平台：网络化（Internet化）；（2）应用方式：开放化、服务化；（3）核心技术：主体化、协同化；（4）运行支撑：中件化、多样化；（5）开发方式：复用化、工程化；（6）用户界面：自然化；（7）发展趋势：用户主导。

满足日益加剧的应用软件需求的一种有效方法是加强用户的主导作用，让软件开发成为问题定义过程而不是详细编码过程。用户主导的应用软件开发方法，通过让最终用户成为软件系统的实际设计者使问题空间与求解空间尽可能取得一致。

五、 21世纪初的软件过程技术

90年代后，随着软件规模日益增大和应用领域的日益广泛，工业化软件生产日益成为朝阳产业而在新的世界经济格局中占领重要一隅。工业化的软件过程技术和质量保障技术，已经成为发展软件产业的重要支柱。软件过程随着软件组织的特点不同和商业目标不同，经常处于动态的调整和定义与重定义状态。所以过程技术必须支持过程的动态定义和过程流的动态重组。软件过程流本质上由工作流组成。过程改善的关键：可以明确标识当前状态，并明确改进的方向。

目前国际上软件过程方面代表性技术有：CMU-SEI提出的CMM (Capability Maturity Model)、PSP

(Personal Software Process)、TSP (Team Software Process)、CMMI (Capability Maturity Model

Integration)；国际标准化组织 ISO 发布的ISO9000（质量管理体系标准）、ISO15504（信息技术—软件过程评价）；以及其他如TickIT、Bootstrap、SPICE等。预计21世纪初，软件过程技术将得到进一步的重视和发展。

软件过程的质量改进通常包括如下步骤：（1）了解开发过程的现状；（2）期望的开发过程的目标；（3）按优先级确定所需的改进工作；（4）形成完成改进工作的计划；（5）分配执行计划的资源；（6）执行和完成计划。以上循环。

构成计算机主机板的主要部件（了解）

当我们打开计算机的机箱时，可以看到主机板，它是主机中的基础部件，在它上面密集地安装着CPU、内存储器、集成电路芯片、总线接口、配件的插槽等。计算机的主机内部结构如图2-9所示。那么，计算机的主板是什么模样的呢?可以在它上面连接哪些配件,如图2-10所示:

图2-9 主机内部结构示意图

主机箱内部实物图

图2-10 主机板及其部分配件

图2-11 扩展卡的插法

总线(bus)是数据传送的公共通道，如图2-12所示。按所传输的信号来划分，有数据总线、地址总线和控制总线等。按总线接口类型来划分，有ISA总线、PCI总线和AGP总线等。

图2-12 总线示意图

图2-13 ISA总线示意图

PCI总线是目前计算机常用的标准总线结构，它使图形显示、硬盘驱动器、网络适配器等需要高速性能的外设的速度进一步得到提高。其传输方式如图2-14所示。

图2-14 PCI总线示意图

图2-15 AGP总线示意图

计算机系统电源提供计算机所有部件所需要的电能，其类型可分成AT和ATX两种，ATX类电源除提供AT类电源的±5V、±12V输出电压外、还向主板提供±3.3的输出电压。此外，它支持软件关机的功能。如图2-16所示。

图2-16 计算机系统电源

计算机语言

计算机是进行科学计算和信息处理的工具,其工作过程可简述为：

第一步：接通电源启动计算机的外设和主机;

第二步：由输入设备将程序送入内存储器;

第三步：当计算机接到操作人员的运行命令后,控制器便将程序从内存储器中逐条取出,经分析加以执行;

第四步：在控制器指挥下,由输出设备将处理结果显示或打印;

第五步：程序执行完毕,控制器发出信号,计算机自动停机。

在整个处理过程中,计算机完全按照人们的“意愿”去办事。所以能够如此,是因为输入计算机的“程序”起着关键性的作用。程序由会写程序的操作人员事先编制。编制程序的过程称程序设计。书写程序用的“语言”,叫做程序设计语言即计算机语言。计算机语言通常是一个能完整、准确和规则地表达人们的意图,并用以指挥或控制计算机工作的“符号系统”。

一般的计算机目前还不能在人类的自然语言上直接操作,用计算机解决实际问题,必须对所要解决的问题周密考虑一个明确的处理方法(算法),再使用计算机能理解的计算机语言编制成程序,然后通过输入设备才能告诉计算机该怎么去做。

计算机语言通常分为三类,即机器语言,汇编语言和高级语言。

1. 机器语言

机器语言是用二进制代码表示的计算机能直接识别和执行的一种机器指令的集合。它是计算机的设计者通过计算机的硬件结构赋予计算机的操作功能。机器语言具有灵活、直接执行和速度快等特点。不同型号的计算机其机器语言是不相通的,按着一种计算机的机器指令编制的程序,不能在另一种计算机上执行。

用机器语言编写程序,编程人员要首先熟记所用计算机的全部指令代码和代码的涵义。手编程序时,程序员得自己处理每条指令和每一数据的存储分配和输入输出,还得记住编程过程中每步所使用的工作单元处在何种状态。这是一件十分繁琐的工作,编写程序花费的时间往往是实际运行时间的几十倍或几百倍。而且,编出的程序全是些0和1的指令代码,直观性差,还容易出错。现在,除了计算机生产厂家的专业人员外,绝大多数程序员已经不再去学习机器语言了。

2. 汇编语言

为了克服机器语言难读、难编、难记和易出错的缺点,人们就用与代码指令实际含义相近的英文缩写词、字母和数字等符号来取代指令代码(如用ADD表示运算符号“＋”的机器代码),于是就产生了汇编语言。所以说,汇编语言是一种用助记符表示的仍然面向机器的计算机语言。汇编语言亦称符号语言。

汇编语言由于是采用了助记符号来编写程序,比用机器语言的二进制代码编程要方便些,在一定程度上简化了编程过程。汇编语言的特点是用符号代替了机器指令代码,而且助记符与指令代码一一对应,基本保留了机器语言的灵活性。使用汇编语言能面向机器并较好地发挥机器的特性,得到质量较高的程序。

汇编语言是面向具体机型的,仍离不开具体计算机的指令系统,因此,对于不同型号的计算机,有着不同的结构的汇编语言,而且,对于同一问题所编制的汇编语言程序在不同种类的计算机间是互不相通的。

汇编语言中由于使用了助记符号,用汇编语言编制的程序送入计算机,计算机不能象用机器语言编写的程序一样直接识别和执行,必须通过预先放入计算机的“汇编程序“的加工和翻译,才能变成能够被计算机识别和处理的二进制代码程序。用汇编语言等非机器语言书写好的符号程序称源程序,运行时汇编程序要将源程序翻译成目标程序。目标程序是机器语言程序,它一经被安置在内存的预定位置上,就能被计算机的CPU处理和执行。

汇编语言像机器指令一样,是硬件操作的控制信息,因而仍然是面向机器的语言,使用起来还是比较繁琐费时,通用性也差。汇编语言是低级语言。但是,汇编语言用来编制系统软件和过程控制软件,其目标程序占用内存空间少,运行速度快,有着高级语言不可替代的用途。

3. 高级语言

不论是机器语言还是汇编语言都是面向硬件的具体操作的,语言对机器的过分依赖,要求使用者必须对硬件结构及其工作原理都十分熟悉,这对非计算机专业人员是难以做到的,对于计算机的推广应用是不利的。计算机事业的发展,促使人们去寻求一些与人类自然语言相接近且能为计算机所接受的语意确定、规则明确、自然直观和通用易学的计算机语言。这种与自然语言相近并为计算机所接受和执行的计算机语言称高级语言。高级语言是面向用户的语言。无论何种机型的计算机,只要配备上相应的高级语言的编译或解释程序,则用该高级语言编写的程序就可以通用。

目前被广泛使用的高级语言有BASIC、PASCAL、C、COBOL、LISP和PROLOG等。

计算机并不能直接地接受和执行用高级语言编写的源程序,源程序在输入计算机时,通过“翻译程序”翻译成机器语言形式的目标程序,计算机才能识别和执行。这种“翻译”通常有两种方式,即编译方式和解释方式。编译方式是：事先编好一个称为编译程序的机器语言程序,作为系统软件存放在计算机内,当用户由高级语言编写的源程序输入计算机后,编译程序便把源程序整个地翻译成用机器语言表示的与之等价的目标程序,然后计算机再执行该目标程序,以完成源程序要处理的运算并取得结果。解释方式是：源程序进入计算机时,解释程序边扫描边解释作逐句输入逐句翻译,计算机一句句执行,并不产生目标程序。PASCAL、FORTRAN、COBOL等高级语言执行编译方式;BASIC语言则以执行解释方式为主;而PASCAL、C语言是能书写编译程序的高级程序设计语言。 每一种高级(程序设计)语言,都有自己人为规定的专用符号、英文单词、语法规则和语句结构(书写格式)。高级语言与自然语言(英语)更接近,而与硬件功能相分离(彻底脱离了具体的指令系统),便于广大用户掌握和使用。高级语言的通用性强,兼容性好,便于移植。下面介绍几种较有代表性的高级程序设计语言：

⑴BASIC语言

BASIC语言全称是Beginner’s all Purpose Symbolic Instruction Code,意为“初学者通用符号指令代码“。1964年由美国达尔摩斯学院的基米尼和科茨完成设计并提出了BASIC语言的第一个版本,经过不断丰富和发展,现已成为一种功能全面的中小型计算机语言。BASIC易学、易懂、易记、易用,是初学者的入门语言,也可以作为学习其他高级语言的基础。BASIC有解释方式和编译方式两种翻译程序。

⑵PASCAL语言

PASCAL是一种结构程序设计语言,由瑞士苏黎世联邦工业大学的沃斯()教授研制,于1971年正式发表。是从ALGOL60衍生的,但功能更强且容易使用。目前,作为一个能高效率实现的实用语言和一个极好的教学工具,PASCAL语言在高校计算机软件教学中一直处于主导地位。Pascal()是十七世纪法国著名数学家,他于1642年曾发明现代台式计算机的雏型机—加减法计算机。

PASCAL具有大量的控制结构,充分反映了结构化程序设计的思想和要求,直观易懂,使用灵活,既可用于科学计算,又能用来编写系统软件,应用范围日益广泛。

⑶通用编程语言C

C语言是美国AT&T(电报与电话)公司为了实现UNIX系统的设计思想而发展起来的语言工具。C语言的主要特色是兼顾了高级语言和汇编语言的特点,简洁、丰富、可移植。相当于其他高级语言子程序的函数是C语言的补充,每一个函数解决一个大问题中的小任务,函数使程序模块化。C语言提供了结构式编程所需要的各种现代化的控制结构。

C语言是一种通用编程语言,正被越来越多的计算机用户所推崇。使用Ｃ语言编写程序,既感觉到使用高级语言的自然,也体会到利用计算机硬件指令的直接,而程序员却无需卷入汇编语言的繁琐。

⑷COBOL语言

COBOL的全称是Common Business Oriented Language,意即：通用商业语言。

在企业管理中,数值计算并不复杂,但数据处理信息量却很大。为专门解决经企管理问题,于1959年,由美国的一些计算机用户组织设计了专用于商务处理的计算机语言COBOL,并于1961年美国数据系统语言协会公布。经不断修改、丰富完善和标准化,已发展为多种版本。

COBOL语言使用了300多个英语保留字,大量采用普通英语词汇和句型,COBOL程序通俗易懂,素有“英语语言”之称。

COBOL语言语法规则严格。用COBOL语言编写的任一源程序,都要依次按标识部、环境部、数据部和过程部四部分书写,COBOL程序结构的“部”内包含“节”,“节”内包含“段”,段内包含语句,语句由字或字符串组成,整个源程序象一棵由根到干,由干到枝,由枝到叶的树,习惯上称之为树型结构。

目前COBOL语言主要应用于情报检索、商业数据处理等管理领域。

⑸LISP语言

LISP语言是专用于人工智能和符号处理的计算机语言,是迄今在人工智能学科领域中应用最广泛的一种程序设计语言。LISP处理的数据是符号。LISP利用符号表达和处理知识时都以表的形式来表示,而且只使用五个基本函数就足以表达其字符集上任何可计算的函数,具有强有力的符号处理功能。

LISP一名取自英语List Processing Language,意为“表处理语言”。LISP语言是由美国麻省理工学院的麦卡锡(Ｊ.Ｍecarthy)和他的研究小组于1960年首先设计实现的。目前,常用的版本是LISP1.5。

⑹PROLOG语言

PROLOG是Programming in Logic的缩写,意为“逻辑程序设计”。设计逻辑程序语言的思想最早由英国人科瓦尔斯基(ki)提出。具体设计PROLOG语言的是法国马赛大学的科默寥尔(auer)及其研究小组,设计工作于1972年完成。

PROLOG以逻辑程序设计为基础,以处理一阶谓词演算为背景。它文法简洁,表达力丰富,具有独特的非过程型语言(一个语句就相当于过程语言的一个子程序而并非算法的一步),是一种具有推理功能的逻辑型语言。

PROLOG语言已被广泛地应用于关系数据库、抽象问题求解、数理逻辑、公式处理、自然语言理解、专家系统以及人工智能的许多领域。

常用的高级程序设计语言,除了上述的几种之外,还有很多,如以英国著名诗人拜伦()的独生女艾达·拜伦(Ada Byron)的名字命名的军用语言Ada,深受中、小学生欢迎的语言LOGO等等。

目前,程序设计语言及编程环境正向面向对象语言及可视化编程环境方向发展,出现了许多第四代语言及其开发工具。如：微软公司(Microsoft)开发的Visual系列(VC++、VB、FoxPro)编程工具及Power Builder等,目前已经在国内外得到了广泛的应用

操作系统

1. 操作系统

操作系统是直接控制和管理计算机系统硬件和软件资源,以方便用户充分而有效地利用计算机资源的程序集合。其基本目的有两个,一是操作系统要方便用户使用计算机,为用户提供一个清晰、整洁、易于使用的友好界面。二是操作系统应尽可能地使计算机系统中的各种资源得到合理而充分的利用。

操作系统在计算机系统中,处于系统软件的核心地位,是用户和计算机系统的界面。每个用户都是通过操作系统来使用计算机的。每个程序都要通过操作系统获得必要的资源以后才能执行。例如,程序执行前必须获得内存资源才能装入;程序执行要依靠处理机;程序在执行时需要调用子程序或者使用系统中的文件;执行过程中可能还要使用外部设备输入输出数据。操作系统将根据用户的需要,合理而有效地进行资源分配。

2. 计算机系统的资源

如前所述,计算机系统由硬件系统和软件系统组成。相应地,计算机系统的资源包括硬件资源和软件资源两大部分。

硬件资源包括中央处理机(CPU),存储器(主存储器和各种辅助存储器)和各种输入输出设备。

软件资源又称为信息资源,包括各种程序和数据,程序库,数据库系统和共享文件等等。软件资源存放在存储器中供用户使用。

3. 计算机系统的分层结构

一个计算机系统可以分为如下的四个层次。硬件层、操作系统层、实用程序层(或称为支撑软件层)和应用程序层。每一层都表示一组功能和一个界面,表现为一种单向服务的关系,即上一层的软件必须以事先约定的方式使用下一层软件或者硬件提供的服务。

⑴硬件层。包括各种硬件资源。它的对外界面由机器指令系统组成,是操作系统工作的基础。操作系统及其外层软件通过执行机器指令访问和控制各种硬件资源。

⑵操作系统层。操作系统是对硬件的首次扩充。它的对外界面是系统调用或者系统服务。实用软件层及应用程序层通过系统调用使用计算机资源。对最终用户,可以通过系统命令利用操作系统的功能。

⑶实用层。实用层软件设计者的工作基础,是被操作系统扩充了功能的机器,它由软件定义的操作系统界面和硬件指令系统的某些部分组成。对外提供的界面由一组操作系统控制下的实用程序组成。实用层软件(又称为实用软件或者支撑软件)的功能是为应用层软件及最终用户处理自己的程序或者数据提供服务。

实用程序(软件)是计算机系统的基本组成部分,通常包括各种语言的编译程序,文本编辑程序,调试程序,连接编辑程序,系统维护程序,文本加密程序,终端通信程序以及图文处理软件,数据库管理系统软件等。

⑷计算机系统的最外层是应用层。包括用户在操作系统和实用软件支持下自己开发的应用程序,以及软件厂家为行业用户开发的专用应用程序包(例如财务软件)等等。是最终用户使用的界面。当然,从最终用户的角度,除了利用应用层的软件之外,也可以利用一些未被隐藏的实用层、操作系统层和硬件层的特性来处理自己的程序和数据。应用层软件可由用户根据自己的需要选购,自主开发或者委托软件厂商定点开发。

4. 操作系统的功能

操作系统的主要部分驻留在主存储器中,通常把这部分称为系统的内核或者核心。从资源管理的角度来看,操作系统的功能分为处理机管理、存储管理、设备管理、文件管理和作业管理五大部分。

5. 操作系统的分类

操作系统的分类有多种方法,最常用的方法是按照操作系统所提供的功能进行分类。可以分为以下几类。

⑴单用户操作系统

其主要特征是,在一个计算机系统内,一次只能支持运行一个用户程序。此用户独占计算机系统的全部硬件、软件资源。早期的微机操作系统例如DOS是这样的操作系统。

⑵批处理操作系统

用户把要计算的问题、数据、作业说明书等一起交给系统操作员,由他将一批算题输入计算机,然后由操作系统控制执行。采用这种批处理作业技术的操作系统称为批处理操作系统。这类操作系统又分为批处理单道系统和批处理多道系统。

⑶实时操作系统

“实时”是“立即”的意思。典型的实时操作系统包括过程控制系统、信息查询系统和事务处理系统。实时系统是较少有人为干预的监督和控制系统。其软件依赖于应用的性质和实际使用的计算机的类型。实时系统的基本特征是事件驱动设计,即当接到某种类型的外部信息时,由系统选择相应的程序去处理。

⑷分时操作系统

这是一种使用计算机为一组用户服务,使每个用户仿佛自己有一台支持自己请求服务的计算机的操作系统。分时操作系统的主要目的是对联机用户的服务和相应。其具有同时性、独立性、及时性、交互性。

分时操作系统中,分时是指若干道程序对CPU的分时,通过设立一个时间分享单位--时间片来实现。分时操作系统与实时操作系统的主要差别在交互能力和响应时间上。分时系统交互行强,而实时系统响应时间要求高。

⑸网络操作系统

提供网络通信和网络资源共享功能的操作系统称为网络操作系统。它是负责管理整个网络资源和方便网络用户的软件的集合。

网络操作系统除了一般操作系统的五大功能之外,还应具有网络管理模块。后者的主要功能是,提供高效而可靠的网络通信能力;提供多种网络服务,如远程作业录入服务,分时服务,文件传输服务等。

⑹分布式操作系统

分布式系统是由多台微机组成且满足如下条件的系统：

①系统中任意两台计算机可以通过通信交换信息;

②系统中的计算机无主次之分;

③系统中的资源供所有用户共享;

④一个程序可以分布在几台计算机上并行地运行,互相协作完成一个共同的任务。用于管理分布式系统资源的操作系统称为分布式操作系统。

当前,微型机常用的操作系统有UNIX、DOS、Windows 3.X、Windows 9X和Windows NT,其中Windows系列操作系统以其友好的人机界面将逐步取代DOS成为微机的主流操作系统

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