LESSON_2级 01 计算机存储（课件）

CCF-GESP C++二级 CCF-GESP C++二级 编程能力等级认证 C++二级知识块 知识讲解 （1）计算机存储：了解计算机存储的基本概念及分类，了解随机存储器（RAM）、只读存储器（ROM）和高速缓冲存储器（Cache）的功能及区别。 （2）编程语言：了解程序设计语言的几大分类及特点（机器语言、汇编语言、高级语言），了解常见的高级语言（C++、Python等）。 （3）计算机网络：了解计算机网络的概念，了解计算机网络的分类（广域网（WAN）、城域网（MAN）、局域网（LAN）），了解计算机网络的层级结构及作用（TCP/IP四层模型与OSI七层模型），了解不同层级的重要协议，了解IP地址及子网划分。 （5）ASCII编码：了解编码的基本概念，了解ASCII编码原理，能识别常用字符的ASCII码（空格：32、“0”：48、“A”：65、“a”：97），并掌握ASCII码和字符之间相互转换的方法。 （6）数据类型的转换：掌握数据类型的转换：强制类型转换和隐式类型转换。 （7）多层分支结构：掌握多层分支结构，掌握if语句、if...else语句、switch语句，及相互嵌套的方法。 （8）多层循环结构掌握多层循环结构，掌握for语句、while语句、do...while语句，及相互嵌套的方法。 （9）数学函数：掌握常用的数学函数：绝对值函数、平方根函数、最大值函数、最小值函数、随机数函数理解相应的算法原理。 2 题型分布与考试时间 单选题 判断题 编程题 15道（2分/道） 10道（2分/道） 2道（25分/道） 满分100分，60分以上合格 考试时间：120分钟 知识讲解 主要题型：单选题，判断题和编程题 考试时间：120分钟 3 计算机存储 第一课 计算机存储 4 计算机的存储器 01 01 5 著名人物——冯•诺依曼 冯•诺依曼（1903—1957），犹太人，被称为"20世纪最重要的数学家之一"；又被称为"计算机之父"、"博弈论之父"； 产生的影响： 1、计算机系统由五部分组成——冯•诺依曼结构 2、采用存储程序方式 3、采用二进制形式表述数据和指令 知识讲解 早期的冯·诺依曼计算机，只有数据才存储在存储器中。在1946年，冯诺依曼又提出了计算机存储程序原理，可以实现将程序像数据一样存储到计算机内部存储器，主要解决了为解决特定问题而编写的程序也可以存放在计算机存储器中，我们现代电子计算机均按此原理设计。这一原理会把程序和数据通过输入输出设备送入内存，再执行程序，必须从第一条指令开始，以后一条一条地执行。 6 主要功能是用来保存各类程序和数据信息。 存储器 知识讲解 在我们的电脑中一种十分重要的电子设备——存储器，它主要功能是用来保存各类程序和数据信息（例如：图片，音频、视频，文档等），比如：内存条，硬盘，光盘，U盘都是存储器。 7 存储器的分类 存储器 内存储器/主存储器 外存储器/辅存储器 存放系统当前执行的数据和程序，属于临时存储器 存放暂时不用的数据和程序，属于永久存储器 知识讲解 存储器主要分为两个部分，一个是内存储器也叫主存储器，一个是外存储器也叫辅助存储器。 1、内存储器主要用来存放存放系统当前执行的数据和程序，属于临时存储器，比如：我们平时输入一段文字，或玩一个游戏，其实都是在内存中进行的，数据产生后不断地由内存向外存进行刷写。 2、外存储器主要用来存放暂不用的数据和程序，属于永久存储器，比如：我们平时安装的打字软件、游戏软件等，一般都是安装在硬盘等外存上的。 8 （样题）提出“存储程序”的计算机工作原理的是( )。 克劳德·香农 戈登·摩尔 查尔斯·巴比奇 冯·诺依曼 D 选择题 真题解析 C++2级样例题 解析：提出“存储程序”的计算机工作原理的人物是冯诺依曼，克劳德·香农 美国数学家，信息论的创始人，戈登·摩尔美国企业家，英特尔创始人之一，查尔斯·巴比奇英国数学家，发明家，发明了分析机，是计算机的前身。 9 选择题 存储器是计算机系统中的记忆设备，它主要用来( )。 存放数据 存放程序 存放数据和程序 存放微程序 C 课堂练习 解析：存储器的主要功能就是用来保存各类程序和数据信息。 10 内存储器 内存储器的分类 高速缓冲存储器（Cache） 存储最近曾被CPU使用过的数据和程序代码，是介于CPU和主存储器之间的高速小容量存储器，读写速度快。 随机存储器（RAM） 只读存储器（ROM） Read-Only Memory 只能读取数据，一般不能写入, 当电源关闭后，存储的数据也不会丢失。 Random Access Memory 内存，可以读取数据，也可以写入数据, 当电源关闭后，存储的数据会丢失。 知识讲解 内存储器，通常简称为内存，又叫做为主存，是计算机的主机的一部分。通常内存可以分为随机存储器RAM、只读存储器ROM和高速缓冲存储器Cache三种。 1、RAM是一种读写存储器，其内容可以随时根据需要读出，也可以随时重新写入新的信息。但是当电源关闭后，RAM中保存的信息将会全部丢失。因此也经常被称作易失性存储器。 2、ROM是一种内容只能读出而不能写入和修改的存储器，其存储的信息是在制作该存储器时就被写入的。因此在计算机运行过程中，ROM中的信息只能被读出，而不能写入新的内容。在计算机断电后，ROM中的信息也不会丢失。因此也经常被称作非易失性存储器。（大家要注意区分RAM和ROM存储器。） 3、由于计算机的CPU速度的不断提高，随机存储器的速度很难满足高速CPU的要求，所以在读或写系统内存都要加入等待的时间，这对高速CPU来说是一种极大的浪费。因此就出现了高速缓冲存储器（Cache），Cache是指在CPU与内存之间设置速度高，容量小存储器，称之为高速缓冲存储器，它固化在主板上。高速缓冲存储器的读写速度非常快，因此在计算机工作时，系统先将数据由外存读入RAM中，再由RAM读入Cache中，然后CPU直接从Cache中取数据进行操作。 11 选择题 断电后会丢失数据的存储器是( ) 。 RAM ROM 硬盘 光盘 A 课堂练习 解析：ROM表示的是只读存储器，只能读出信息，不能写入信息，计算机关闭电源后其内的信息仍旧保存，一般用它存储固定的系统软件和字库等。当电源电压去掉时，RAM中保存的信息都将全部丢失。 12 判断题 RAM 既可以读取数据，又可以写入数据，ROM只能读取数据，不能写入数据。 正确 错误 课堂练习 解析：RAM的全称：Random Access Memory，既可以从中读取数据，也可以写入数据。ROM的全称：Read Only Memory，该存储器的数据，一般是装入整机前事先写好的，整机工作过程中只能读出，而不像随机存储器那样能快速地、方便地加以改写。 13 外存储器的分类 外存储器 硬盘存储器 光盘存储器 主要存储设备，容量大、读写速度快。 速度比硬盘慢，必须依赖光盘驱动器，通过激光头读取信息，特点是数据不丢失，耐用性好，记录密度高。 闪存 小巧易携带、存储容量大、价格便宜、性能可靠。 知识讲解 外存储器又称为辅助存储器，它的容量一般都比较大，而且大部分可以移动，便于在不同计算机之间进行信息交流。目前常用的外存有硬盘、光盘和闪存这几种。 1、硬盘存储器一般置于主机箱内，是涂有磁性材料的磁盘组件，用于存放数据。硬盘是计算机中主要的存储设备，具有容量大，读写速度快等优点。 2、我们常说的CD、DVD都是光盘存储器，它的存储介质不同于硬盘，光盘是以光信息做为存储的载体并用来存储数据，是利用激光原理进行读、写。由于光盘的容量大、存取速度较快、不易受干扰等特点，其应用越来越广泛。 3、闪存，一般用于计算机和其他数字产品之间交换数据。闪存卡就是利用闪存技术达到存储电子信息的存储器，一般应用在相机等小型数码产品中作为存储介质。比如：U盘就是一种闪存，它体积小巧，插入电脑就可以传输数据，目前市面上的U盘价格便宜，性能还较为可靠。 14 （2023年3月）以下存储器中的数据不会受到附近强磁场干扰的是( )。 选择题 硬盘 U盘 内存 光盘 D 真题解析 解析：光盘是光存储介质，是通过激光高温改变光盘涂覆层的形状来记录数据 的，不会因为磁场而改变记录特性。硬盘是磁介质的数据存储设备，会直接受到 磁场干扰。强磁场会在 U 盘和内存的电路中产生感应电流，可能会破坏存储器， 导致数据受损。所以此题正确答案为 D。 15 存储器的容量 02 02 16 存储器容量的基本单位是字节(Byte)，简写为B。 一个字节由8个二进制位(bit)组成。 存储器的容量 1B = 8 bit 1KB = 1024B 1MB = 1024KB 1GB = 1024MB 1TB = 1024GB 单位换算： B(字节) 存储单位： KB(千字节) MB(兆字节) GB(吉字节) TB(太字节) 小 大 知识讲解 每个存储器能够容纳的内容是有限的，存储容量是指该存储器最大所能存储的数据量，例如，在我们买U盘的时候都会标注：U盘的容量有32GB、64GB等等。 存储器容量的基本单位是字节(Bytes)，简写为B。 一个字节由8个二进制位(bit)组成。 在我们的计算机中有一些常用的存储容量单位，例如：B、KB、MB、GB、TB等。其中B到TB，存储单位由小到大。 这些存储单位之间可以相互换算，它们的换算关系如下： 1 Bytes = 8 bit 1 KB = 1024B 1 MB = 1024KB 1 GB = 1024MB 1 TB = 1024GB 17 计算机存储数据的基本单位是( ) bit Byte GB KB B 选择题 课堂练习 2017csp-J 解析：计算机存储数据的基本单位是字节 18 8个字节含( )个二进制位。 8 16 32 64 D 选择题 课堂练习 解析：1个字节含8个二进制位，8个字节含64和二进制位 19 （2023年3月）明明和笑笑在"小庙会"上分别抽到一个4GB和 4096MB的 U 盘，容量大的盘是笑笑的。 判断题 正确 错误 真题解析 解析：本题属于考察数据单位的换算，1GB=1024MB，4GB和4096MB容量一样大。所以本题错误。 20 判断题 （2023年6月）诞生于 1986 年的中华学习机 CEC-I 入选了 2021 年的 CCF 计算机历史记忆（一 类），它的内存只有 64KB。当时的汉字编码字符集 GB2312 中共有 6763 个汉字， 假如每个汉字用 2 个字节编码，将整个 GB2312 汉字字符集都放入 CEC-I 的内存， 也只占用了不超过 1/5 的内存空间。 正确 错误 真题解析 解析：每个汉字占2个字节，6763个汉字占13526个字节，1KB=1024B，进行单位换算后，13526个字节相当于13.2KB。内存的总容量为64KB，5分之一的内存空间为12.8。因此将整个 GB2312 汉字字符集都放入 CEC-I 的内存， 已经占用超过 1/5 的内存空间。所以是错误的。 21 C++中基本数据类型所占内存大小 数据类型 占内存大小(单位：字节) char 1 bool 1 int 4 long long 8 float 4 double 8 知识讲解 在C++中基本数据类型所占内存也是不同的： char类型占1个字节 bool类型占1个字节 int类型占4个字节 long long类型占8个字节 float类型占4个字节 double类型占8个字节 可以通过程序验证这些数据类型是否占了这么多字节 22 sizeof操作符 sizeof( )：用来计算变量（或数据类型）在当前系统中占用内存的字节数。 cout<<sizeof(int)； 4 cout<<sizeof(bool)； 1 cout<<sizeof(double)； 8 sizeof(数据类型) int a=100; 4 sizeof(变量) cout<<sizeof(a)； char b='@'; cout<<sizeof(b)； 1 知识讲解 （两种方法已验证） 使用sizeof操作符，它可以用于计算变量（或数据类型）在当前系统中占用内存的字节数。 所以sizeof操作符有两种使用方式： 1、可以在小括号中填写数据类型，计算指定数据类型在当前系统中占用内存的字节数 例如：在小括号中直接写int类型，就可以计算int类型在当前系统中占内存的字节数，之后使用cout输出，显示的结果为4个字节 还可以在sizeof的小括号中写其他的数据类型，例如bool类型，double类型，或者char类型，long long类型 2、除了这种使用方式之外，还可以直接计算变量占的内存 例如：现在程序中已经创建了一个整型变量a，赋值为100，现在可以将变量a写入到sizeof的小括号中，计算变量a占的内存字节数。 使用cout输出，结果为4。还可以创建其他类型的变量，例如创建char类型的变量b，同样可以使用sizeof计算变量b占的内存字节数为1 23 （2023年3月）下列关于C++语言的叙述，不正确的是( )。 选择题 double类型的变量占用内存的大小是浮动的 bool类型的变量占用1字节内存 int类型的变量取值范围不是无限的 char类型的变量有256种取值 A 真题解析 解析：在当前C++标准下，double类型通常占用8个字节，bool类型占用1个字节，int类型通常占用4个字节，char类型占用1字节。int类型的取值范围为-2147483648 ~ 2147483647，char类型的范围是-128～+127，所以本题正确答案为A。 24 （2023年9月）神威·太湖之光超级计算机是中国自主研制的超级计算机，在全球超级计算机TOP500排行榜中多次荣膺榜首。 判断题 正确 错误 真题解析 常识题： 解析：神威·太湖之光超级计算机是由国家并行计算机工程技术研究中心研制，安装在国家超级计算无锡中心的超级计算机。在全球超级计算机TOP500排行榜中多次荣膺榜首。 25 选择题 （2023年9月）我国第一台大型通用电子计算机使用的逻辑部件是( )。 选择题 集成电路 大规模集成电路 晶体管 电子管 D 真题解析 我国第一台大型通用电子计算机是1958年，那个时候还是第一代电子计算机，逻辑部件采用电子管，因此选D 第一代1946~1958 电子管 第二代1958~1964 晶体管 第三代 1965~1970 集成电路 第四代 1971~现在 大规模集成电路 26 感谢你的学习 27 $$