第一臺計算機誕生1946年，人類第一臺電子數字計算機ENIAC（Electronic Numerical Integrator And Calculator）在美國賓夕法尼亞大學誕生。計算機發展依據計算機所採用電子器件的不同，計算機發展可劃分為電子管、電晶體、積體電路、超大規模積體電路4代。微處理器微處理器晶片有許多效能指標，其中主要是字長（即位數）和主頻。字長較長的微型機有更大的定址空間，能支援數量更多、功能更強的指令，在相同時間內能處理和傳送更多的資訊，使機器有更快的速度。二進位制工作特點計算機是對資料資訊進行高速自動化處理的機器。這些資料資訊是以數字、字元、符號以及表示式等形式來體現的，它們都以二進位制編碼形式與機器中的電子元件狀態相對應。二進位制與計算機之間的密切關係，是與二進位制本身所具有的特點分不開的。概括起來，有以下幾點：（1）可行性採用二進位制，它只有0和1兩種狀態，這在物理上是極易實現的。例如，電平的高與低、電流的有與無、開關的接通與斷開、電晶體的導通與截止、燈的亮與滅等兩個截然不同的對立狀態都可用來表示二進位制。計算機中通常採用雙穩態觸發電路來表示二進位制數，這比用十穩態電路來表示十進位制數要容易的多。（2）簡易性二進位制數的運演算法則簡單。例如二進位制數的求和法則只有以下3種：0+0=00+1=1+0=11+1=10（逢二進一）而十進位制數的求和法則卻只有一百多種。因此，採用二進位制可以使計算機運算器的結構大為簡化。（3）邏輯性由於二進位制數符1和0正好與邏輯代數中的真（true）和假（false）相對應，所以用二進位制數來表示二值邏輯進行邏輯運算是十分自然的。（4）可靠性由於二進位制只有0和1兩個符號，因此在儲存、傳輸和處理時不容易出錯，這使計算機具有的高可靠性得到了保障。什麼是資料？資料是可由人工或自動化手段加以處理的那些事實、概念、場景和指示的表示形式，包括字元、符號、表格、聲音、圖形和影象等。資料可在物理介質上記錄或傳輸，並透過外圍裝置被計算機接受，經過處理而得到結果。資料能被送入計算機加以處理，包括儲存、傳送、排序、歸併、計算、轉換、檢索、製表和模擬等操作，以得到人們需要的結果。資料經過加工並賦予一定的意義後，便成為資訊。計算機系統中的每一個操作，都是對資料進行某種處理，所以資料和程式一樣，是軟體工作的基本物件。資料的單位（1）位（bit）計算機中最小的資料單位是二進位制的一個位數，簡稱為位（bit，位元）。計算機中最直接、最基本的操作就是對二進位制位的操作。一個二進位制位可表示兩種狀態（0或1）。兩個二進位制位可以表示四中狀態（00，01，10，11）。位數越多，所表示的狀態就越多。（2）位元組（Byte）為了表示資料中的所有字元（字母、數字以及各種專用符號，大約有256個），需要用7位或8位二進位制數。因此，人們選定8位為一個位元組（Byte），通常用B表示。1個位元組由8個二進位制數位組成。位元組是計算機中用來表示儲存空間大小的最基本的容量單位。例如，計算機記憶體的儲存容量、磁碟的儲存容量等都是以位元組為單位表示的，（3）字（word）字是由若干位元組組成的（通常取位元組的整數倍）。字是計算機進行資料儲存和資料處理的基本運算單位。字長是計算機效能的重要標誌，它是一個計算機字所包含的二進位制位的個數。不同檔次的計算機有不同的字長。按字長可以將計算機劃分為8位機、16位機、32位機、64位機。字元編碼計算機中，對非數值的文字和其他符號進行處理時，要對文字和符號進行數字化處理，即用二進位制編碼來表示文字和符號。字元編碼就是規定用怎樣的二進位制編碼來表示文字和符號。（1）ASCII碼ASCII碼有7位版本和8位版本兩種。國際上通用的是7位版本。7位版本的ASCII碼有128個元素，其中通用控制字元34個，阿拉伯數字10個，大、小寫英文字母52個，各種標點符號和運算子號32個。7位版本ASCII碼只需用7個二進位制位（2的7次方等於128）。當微型計算機上採用7位ASCII碼作為機內碼時，每個位元組只佔後7位，最高為恆為0。（2）漢字編碼由於漢字是象形文字，數目很多，常用漢字就有3000~5000個，加上漢字的形狀和筆畫多少差異極大，因此不可能用少數幾個確定的符號將漢字完全表示出來，或像英文那樣將漢字拼寫出來。每個漢字必須有它自己獨特的編碼。常見的編碼格式有：GB2312計算機系統組成一個完整的計算機系統包括硬體系統和軟體系統兩大部分。（1）硬體系統一般指用電子器件和機電裝置組成的計算機實體。組成微型計算機的主要電子部件都是由整合度很高的大規模積體電路及超大規模積體電路構成的。這裡“微”的含義是指微型計算機的體積小。微型化的中央處理器稱為微處理器，它是微型計算機系統的核心。微處理器送出三組匯流排：地址匯流排（AB）、資料匯流排（DB）和控制匯流排（CB）。其他電路（常稱為晶片）都可連線到這三組總線上。由微處理器和記憶體儲器構成微型計算機的主機。此外，還有外儲存器、輸入裝置和輸出裝置，它們統稱為外部裝置。（2）計算機軟體是指在硬體裝置上執行的各種程式以及有關說明資料的總稱。所謂程式，實際上是使用者用於指揮計算機執行各種動作以便完成指定任務的指令的集合。使用者要讓計算機做的工作可能是複雜的，因而指揮計算機工作的程式也可能是很龐大而複雜的，有時還可能要對程式進行修改和完善，因此為了便於閱讀和修改，必須對程式作必要的說明或整理出有關的資料。請看計算機系統組成示意圖：硬體系統（1）中央處理器中央處理器簡稱為CPU（Central Processing Unit），它是計算機系統的核心，中央處理器包括運算器和控制器兩個部件。計算機所發生的全部動作都受CPU的控制。其中，運算器主要完成各種算術運算和邏輯運算，是對資訊加工和處理的部件，由進行運算的運算器件以及用來暫時寄存資料的暫存器、累加器等組成。（2）儲存器儲存器是計算機的記憶和儲存部件，用來存放資訊。對儲存器而言，容量越大，存取速度則越快。計算機中的操作，大量的是與儲存器交換資訊，儲存器的工作速度相對於CPU的運算速度要低得多，因此儲存器的工作速度是制約計算機運算速度的主要因素之一。儲存器可分為：記憶體儲器和外儲存器。（3）輸入裝置鍵盤滑鼠等等。。。（4）輸出裝置顯示器印表機等等。。。（5）其他外部裝置聲音卡影片卡（顯示卡）調變解調器等等。。。（6）微型計算機匯流排資料匯流排：用於微處理器、儲存器和輸入/輸出裝置之間傳送資料。地址匯流排：用於傳送儲存器單元地址或輸入/輸出介面地址資訊。控制匯流排：用於傳送控制器的各種控制訊號，包括命令和訊號交換聯絡線及匯流排訪問控制線等。軟體系統一、軟體分類（1）系統軟體指管理、監控和維護計算機資源（包括硬體和軟體）的軟體。主要包括作業系統、各種程式設計語言及其解釋和編譯系統、資料庫管理系統等。（2）應用軟體它是使用者利用計算機及其提供的系統軟體為解決各類實際問題而編制的計算機程式。由於計算機的應用已經滲透到各個領域，所以應用軟體也是多種多樣的。例如科學計算、工程設計、文字處理、輔助教學、遊戲等方面的程式。程式設計語言與語言處理程式（1）程式設計語言人們要利用計算機解決實際問題，首先要編制程式。程式設計語言就是使用者用來編寫程式的語言。程式設計語言分為機器語言、組合語言和高階語言三類。機器語言：每一條指令是由0和1組成的程式碼串，因此由它編寫的程式不易閱讀，而且指令程式碼不易記憶。組合語言：用助記符代替二進位制指令的語言。高階語言：接近自然語言的程式設計語言。（2）語言處理程式對於用某種程式設計語言編寫的程式，通常要經過編輯處理、語言處理、裝配連結處理後，才能夠在計算機上執行。彙編程式：彙編程式可將用匯編語言編寫的程式（源程式）翻譯成機器語言程式（目標程式），這一翻譯過程稱為彙編。請看下圖：彙編程式功能示意圖編譯程式：編譯程式可將用高階語言編寫的程式（源程式）翻譯成機器語言程式（目標程式），這個翻譯過程稱為編譯。解釋程式：解釋程式是邊掃描、邊翻譯、邊執行的翻譯程式，解釋過程不產生目標程式。微型計算機的主要效能指標（1）字長直接處理二進位制資訊的位數（2）記憶體容量記憶體儲器所能容納資訊的位元組數（3）存取週期儲存器進行一次完整的存取（即讀/寫）操作所用的時間（4）主頻CPU的時鐘頻率，單位MHz（兆赫茲）（5）運算速度每秒鐘執行指令的數量，單位MIPS（百萬條指令/秒）作業系統的定義啟動計算機後，最先用到的就是作業系統軟體。作業系統是最底層的系統軟體，它是對硬體系統功能的首次擴充。作業系統是指用來控制和管理計算機硬體資源和軟體資源的程式集合。它是計算機系統中極為重要的系統軟體，用於統一管理計算機資源，合理地組織計算機的工作流程，協調計算機系統各部分之間、系統與使用者之間、使用者與使用者之間的關係。作業系統的功能（1）處理器管理主要解決對CPU的分配排程策略、分配實施和資源回收等問題。CPU是計算機系統中的關鍵性資源。（2）儲存管理儲存管理主要管理記憶體資源，根據使用者程式的要求給它分配記憶體，保護使用者存放在記憶體中的程式和資料不被破壞，同時儲存管理還解決記憶體的擴充問題。（3）裝置管理負責管理各類外圍裝置，解決檔案的共享、保密和保護問題，包括分配、啟動檔案管理、支援檔案的儲存、檢索和修改等操作。（4）檔案管理在現代計算機系統中，作業系統不僅把程式、資料等各種資訊，甚至把外設都當做檔案來管理。透過檔案系統的管理，把儲存量很大，但不易使用的外儲存器改造成為按名存取、方便靈活、又可共享的檔案空間。（5）作業管理為使用者提供一個使用系統的良好環境，根據不同的系統要求，制訂相應的排程策略，進行作業排程。
第一臺計算機誕生1946年，人類第一臺電子數字計算機ENIAC（Electronic Numerical Integrator And Calculator）在美國賓夕法尼亞大學誕生。計算機發展依據計算機所採用電子器件的不同，計算機發展可劃分為電子管、電晶體、積體電路、超大規模積體電路4代。微處理器微處理器晶片有許多效能指標，其中主要是字長（即位數）和主頻。字長較長的微型機有更大的定址空間，能支援數量更多、功能更強的指令，在相同時間內能處理和傳送更多的資訊，使機器有更快的速度。二進位制工作特點計算機是對資料資訊進行高速自動化處理的機器。這些資料資訊是以數字、字元、符號以及表示式等形式來體現的，它們都以二進位制編碼形式與機器中的電子元件狀態相對應。二進位制與計算機之間的密切關係，是與二進位制本身所具有的特點分不開的。概括起來，有以下幾點：（1）可行性採用二進位制，它只有0和1兩種狀態，這在物理上是極易實現的。例如，電平的高與低、電流的有與無、開關的接通與斷開、電晶體的導通與截止、燈的亮與滅等兩個截然不同的對立狀態都可用來表示二進位制。計算機中通常採用雙穩態觸發電路來表示二進位制數，這比用十穩態電路來表示十進位制數要容易的多。（2）簡易性二進位制數的運演算法則簡單。例如二進位制數的求和法則只有以下3種：0+0=00+1=1+0=11+1=10（逢二進一）而十進位制數的求和法則卻只有一百多種。因此，採用二進位制可以使計算機運算器的結構大為簡化。（3）邏輯性由於二進位制數符1和0正好與邏輯代數中的真（true）和假（false）相對應，所以用二進位制數來表示二值邏輯進行邏輯運算是十分自然的。（4）可靠性由於二進位制只有0和1兩個符號，因此在儲存、傳輸和處理時不容易出錯，這使計算機具有的高可靠性得到了保障。什麼是資料？資料是可由人工或自動化手段加以處理的那些事實、概念、場景和指示的表示形式，包括字元、符號、表格、聲音、圖形和影象等。資料可在物理介質上記錄或傳輸，並透過外圍裝置被計算機接受，經過處理而得到結果。資料能被送入計算機加以處理，包括儲存、傳送、排序、歸併、計算、轉換、檢索、製表和模擬等操作，以得到人們需要的結果。資料經過加工並賦予一定的意義後，便成為資訊。計算機系統中的每一個操作，都是對資料進行某種處理，所以資料和程式一樣，是軟體工作的基本物件。資料的單位（1）位（bit）計算機中最小的資料單位是二進位制的一個位數，簡稱為位（bit，位元）。計算機中最直接、最基本的操作就是對二進位制位的操作。一個二進位制位可表示兩種狀態（0或1）。兩個二進位制位可以表示四中狀態（00，01，10，11）。位數越多，所表示的狀態就越多。（2）位元組（Byte）為了表示資料中的所有字元（字母、數字以及各種專用符號，大約有256個），需要用7位或8位二進位制數。因此，人們選定8位為一個位元組（Byte），通常用B表示。1個位元組由8個二進位制數位組成。位元組是計算機中用來表示儲存空間大小的最基本的容量單位。例如，計算機記憶體的儲存容量、磁碟的儲存容量等都是以位元組為單位表示的，（3）字（word）字是由若干位元組組成的（通常取位元組的整數倍）。字是計算機進行資料儲存和資料處理的基本運算單位。字長是計算機效能的重要標誌，它是一個計算機字所包含的二進位制位的個數。不同檔次的計算機有不同的字長。按字長可以將計算機劃分為8位機、16位機、32位機、64位機。字元編碼計算機中，對非數值的文字和其他符號進行處理時，要對文字和符號進行數字化處理，即用二進位制編碼來表示文字和符號。字元編碼就是規定用怎樣的二進位制編碼來表示文字和符號。（1）ASCII碼ASCII碼有7位版本和8位版本兩種。國際上通用的是7位版本。7位版本的ASCII碼有128個元素，其中通用控制字元34個，阿拉伯數字10個，大、小寫英文字母52個，各種標點符號和運算子號32個。7位版本ASCII碼只需用7個二進位制位（2的7次方等於128）。當微型計算機上採用7位ASCII碼作為機內碼時，每個位元組只佔後7位，最高為恆為0。（2）漢字編碼由於漢字是象形文字，數目很多，常用漢字就有3000~5000個，加上漢字的形狀和筆畫多少差異極大，因此不可能用少數幾個確定的符號將漢字完全表示出來，或像英文那樣將漢字拼寫出來。每個漢字必須有它自己獨特的編碼。常見的編碼格式有：GB2312計算機系統組成一個完整的計算機系統包括硬體系統和軟體系統兩大部分。（1）硬體系統一般指用電子器件和機電裝置組成的計算機實體。組成微型計算機的主要電子部件都是由整合度很高的大規模積體電路及超大規模積體電路構成的。這裡“微”的含義是指微型計算機的體積小。微型化的中央處理器稱為微處理器，它是微型計算機系統的核心。微處理器送出三組匯流排：地址匯流排（AB）、資料匯流排（DB）和控制匯流排（CB）。其他電路（常稱為晶片）都可連線到這三組總線上。由微處理器和記憶體儲器構成微型計算機的主機。此外，還有外儲存器、輸入裝置和輸出裝置，它們統稱為外部裝置。（2）計算機軟體是指在硬體裝置上執行的各種程式以及有關說明資料的總稱。所謂程式，實際上是使用者用於指揮計算機執行各種動作以便完成指定任務的指令的集合。使用者要讓計算機做的工作可能是複雜的，因而指揮計算機工作的程式也可能是很龐大而複雜的，有時還可能要對程式進行修改和完善，因此為了便於閱讀和修改，必須對程式作必要的說明或整理出有關的資料。請看計算機系統組成示意圖：硬體系統（1）中央處理器中央處理器簡稱為CPU（Central Processing Unit），它是計算機系統的核心，中央處理器包括運算器和控制器兩個部件。計算機所發生的全部動作都受CPU的控制。其中，運算器主要完成各種算術運算和邏輯運算，是對資訊加工和處理的部件，由進行運算的運算器件以及用來暫時寄存資料的暫存器、累加器等組成。（2）儲存器儲存器是計算機的記憶和儲存部件，用來存放資訊。對儲存器而言，容量越大，存取速度則越快。計算機中的操作，大量的是與儲存器交換資訊，儲存器的工作速度相對於CPU的運算速度要低得多，因此儲存器的工作速度是制約計算機運算速度的主要因素之一。儲存器可分為：記憶體儲器和外儲存器。（3）輸入裝置鍵盤滑鼠等等。。。（4）輸出裝置顯示器印表機等等。。。（5）其他外部裝置聲音卡影片卡（顯示卡）調變解調器等等。。。（6）微型計算機匯流排資料匯流排：用於微處理器、儲存器和輸入/輸出裝置之間傳送資料。地址匯流排：用於傳送儲存器單元地址或輸入/輸出介面地址資訊。控制匯流排：用於傳送控制器的各種控制訊號，包括命令和訊號交換聯絡線及匯流排訪問控制線等。軟體系統一、軟體分類（1）系統軟體指管理、監控和維護計算機資源（包括硬體和軟體）的軟體。主要包括作業系統、各種程式設計語言及其解釋和編譯系統、資料庫管理系統等。（2）應用軟體它是使用者利用計算機及其提供的系統軟體為解決各類實際問題而編制的計算機程式。由於計算機的應用已經滲透到各個領域，所以應用軟體也是多種多樣的。例如科學計算、工程設計、文字處理、輔助教學、遊戲等方面的程式。程式設計語言與語言處理程式（1）程式設計語言人們要利用計算機解決實際問題，首先要編制程式。程式設計語言就是使用者用來編寫程式的語言。程式設計語言分為機器語言、組合語言和高階語言三類。機器語言：每一條指令是由0和1組成的程式碼串，因此由它編寫的程式不易閱讀，而且指令程式碼不易記憶。組合語言：用助記符代替二進位制指令的語言。高階語言：接近自然語言的程式設計語言。（2）語言處理程式對於用某種程式設計語言編寫的程式，通常要經過編輯處理、語言處理、裝配連結處理後，才能夠在計算機上執行。彙編程式：彙編程式可將用匯編語言編寫的程式（源程式）翻譯成機器語言程式（目標程式），這一翻譯過程稱為彙編。請看下圖：彙編程式功能示意圖編譯程式：編譯程式可將用高階語言編寫的程式（源程式）翻譯成機器語言程式（目標程式），這個翻譯過程稱為編譯。解釋程式：解釋程式是邊掃描、邊翻譯、邊執行的翻譯程式，解釋過程不產生目標程式。微型計算機的主要效能指標（1）字長直接處理二進位制資訊的位數（2）記憶體容量記憶體儲器所能容納資訊的位元組數（3）存取週期儲存器進行一次完整的存取（即讀/寫）操作所用的時間（4）主頻CPU的時鐘頻率，單位MHz（兆赫茲）（5）運算速度每秒鐘執行指令的數量，單位MIPS（百萬條指令/秒）作業系統的定義啟動計算機後，最先用到的就是作業系統軟體。作業系統是最底層的系統軟體，它是對硬體系統功能的首次擴充。作業系統是指用來控制和管理計算機硬體資源和軟體資源的程式集合。它是計算機系統中極為重要的系統軟體，用於統一管理計算機資源，合理地組織計算機的工作流程，協調計算機系統各部分之間、系統與使用者之間、使用者與使用者之間的關係。作業系統的功能（1）處理器管理主要解決對CPU的分配排程策略、分配實施和資源回收等問題。CPU是計算機系統中的關鍵性資源。（2）儲存管理儲存管理主要管理記憶體資源，根據使用者程式的要求給它分配記憶體，保護使用者存放在記憶體中的程式和資料不被破壞，同時儲存管理還解決記憶體的擴充問題。（3）裝置管理負責管理各類外圍裝置，解決檔案的共享、保密和保護問題，包括分配、啟動檔案管理、支援檔案的儲存、檢索和修改等操作。（4）檔案管理在現代計算機系統中，作業系統不僅把程式、資料等各種資訊，甚至把外設都當做檔案來管理。透過檔案系統的管理，把儲存量很大，但不易使用的外儲存器改造成為按名存取、方便靈活、又可共享的檔案空間。（5）作業管理為使用者提供一個使用系統的良好環境，根據不同的系統要求，制訂相應的排程策略，進行作業排程。