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1、全国计算机等级考试教程（一级） 第一章 1 全国计算机等级考试（一级）教程 教 学 讲 义 第一章 计算机基础知识 1.1 计算机的发展1.1 计算机的发展 世界第一台计算机：美国宾夕法尼亚大学教授莫克利和他的学生埃克特于 1946 年研 制成功的 ENIAC，主要元件是电子管。 冯诺依曼机的三个特点：采用二进制、存储程序控制、由五个基本部件组成【运 算器、控制器、存储器、输入设备、输出设备】 。 中国计算机的发展 ： 联想于 2005 年收购 IBM PC 成为全球第三大 PC 制造商 ； 2008 年 8 月成功自主研制百万亿次超级计算机“曙光 5000” 。 计算机发展的四个阶段： 年代
2、 部件 第一阶段 （19461958） 第二阶段 （19581964） 第三阶段 （19641970） 第四阶段 （1971 至今） 主机电子器件主机电子器件电子管电子管晶体管晶体管中小规模集成电路中小规模集成电路 大规模、 超大规模集 成电路 大规模、 超大规模集 成电路 内存汞延迟线磁芯存储器半导体存储器半导体存储器 外存储器穿孔卡片、 纸带磁带磁带、磁盘 磁盘、 磁带、 光盘、 U 盘等大容量存储器 计算机的特征： 1、高速、精确的运算能力； 2、准确的逻辑判断能力； 3、强大的存储能力； 4、自动功能； 5、网络与通信功能：改变了人类交流的方式和信息获取的途径。 计算机的用途： 1、科
3、学计算：人类基因序列分析、人造卫星轨道测算、气象卫星云图处理等。 2、数据处理：处理文字、图像、声音等，是应用最多的一个领域。 3、实时控制：主要是应用在现代工业生产的过程控制。 4、计算机辅助：主要有 CADCAICAMCAT 等。 5、网络与通信：万维网、QQ、EMAIL 等。 6、人工智能：智能机器人、机器翻译等。 7、数字娱乐：电影、电视、游戏等。 8、嵌入式系统：各类电子数码产品、工业制造系统等。 计算机的分类： 全国计算机等级考试教程（一级） 第一章 2 1、按处理数据的型态分：数字计算机、模拟计算机、混合计算机 2、按使用范围分：通用计算机、专用计算机 3、按性能分 ： 超级计算
4、机、大型计算机、小型计算机、微型计算机、工作站、服务器。 计算机的新技术： 1、嵌入式技术： 1、嵌入式技术：嵌入式系统由嵌入式处理器、外围硬件设备、嵌入式操作系统、特 定的应用程序四个部分组成，集软件与硬件于一体，可独立工作。主要应用于各 种智能家电、数码产品中。 2、网格计算： 2、网格计算：利用互联网把分散在不同地理位置的电脑组织成一个“虚拟的超级计 算机”协同工作，是一种新型计算模式。 3、中间件技术： 3、中间件技术：中间件是介于应用软件和操作系统之间的系统软件，如 ASPJSPCGI 等。中间件技术是企业应用的主流技术，并形成各种不同类别。 计算机的发展趋势：巨型化、微型化、网络化
5、、智能化。 未来新一代计算机： 1、模糊计算机：1、模糊计算机：建立在模糊数学基础上，用模糊的、不确切的判断进行工程处理的 计算机，已被应用于地铁管理、洗衣机、吸尘器等方面。 2、生物计算机：2、生物计算机：还处于研制过程中，是利用蛋白质的开关特性，用蛋白质分子制成 集成电路，形成蛋白质芯片等生物电子元件构建的计算机，如设想的 DNA 计算机。 3、光子计算机：3、光子计算机：是一种利用光信号进行数字运算、信息存储和处理的新型计算机， 运用集成光路技术，把光开关、光存储器等集成在一块芯片上，再用光导纤维连 接成计算机。1990 年 1 月底，贝尔实验室研制成第一台光子计算机。 4、超导计算机：
6、 4、超导计算机：利用超导材料来替代半导体制造计算机，正在研制。 5、量子计算机： 5、量子计算机：是一种遵循量子动力学规律而不是经典物理规律的计算机，也是一 种信息处理的新模式，华裔科学家艾萨克庄领衔的科研小组已经研制了迄今最 尖端的“5 比特量子计算机” 。 数据与信息的联系与区别： 数据包括数值、文字、语言、图形、图像等不同形式，数据是信息的载体。而信息是 对各种事物的变化和特征的反映，也是事物之间相互作用和联系的表征。数据处理之 后产生的结果为信息，信息具有针对性和实效性，是有意义的，而数据没有。 信息技术：指一些与计算机等相关的技术，包含三个层次的内容：信息基础技术、信 息系统技术和
7、信息应用技术。 现代信息技术发展的趋势可以概括为数字化、 多媒体化、 高速度、网络化、宽频带、智能化。 全国计算机等级考试教程（一级） 第一章 3 1.2 数据在计算机中的表示1.2 数据在计算机中的表示 计算机所表示和使用的数据可分两大类：数值数据和字符数据【非数值数据】 ，任何 形式的数据进入计算机都必须进行二进制编码转换，计算机内部均用二进制数来表示 各种信息。 计算机中常用的集中进位计数制的表示：（逢 R 进一） R 进制基数 R基本符号权符号表示 二进制20,121B 八进制80,1,2,3,4,5,6,781O 十进制10 0,1,2,3,4,5,6,7,8,9 10 1 D 十六
8、进制16 0,1,2,3,4,5,6,7,8,9,A,B,C,D,E,F 16 1 H R 进制转换为十进制：将 R 进制数按权展开求和。 （123.1）H=（116221613160116-1）D=（2563230.0625）D=（291.0625）D （123.1）O=（18228138018-1）D=（641630.125）D=（83.125）D （10110.1）B=（12402312212102012-1）D=（16420.5）D=（22.5）D 十进制转换为 R 进制：用短除法把整数部分“除 R 取余”从下往上写用连乘法把小数 部分“乘 R 取整”从上往下写。 （225.8125）
9、D=（11100001.1101）B （225.15）D（341.11463）O （225.15）D（E1.26666）H 注意：小数部分“乘 R 取整”时每次的乘积要去掉整数部分，只用小数部分再乘 R 取整。注意：小数部分“乘 R 取整”时每次的乘积要去掉整数部分，只用小数部分再乘 R 取整。 八进制转换为十六进制：以二进制为中介。 3 位二进制相当于 1 位八进制；4 位二进制相当于 1 位十六进制。二进制数转换成八进 制数时，以小数点为中心向左右两边分组，每 3 位一组，两头不足 3 位的补 0 即可；二 进制转换成十六进制数只要以 4 位为一组进行分组，不足补 0 即可。八（十六）进制
10、数 转换成二进制数，只要将一位化为 3（4）位即可。例如八进制转十六进制 （2 5 3.6 5）O=（010 101 011.110 101）B=（1010 1011.1101 0100）B=（A B.D 4）H 全国计算机等级考试教程（一级） 第一章 4 计算机中的信息单位： 度量数据最小的单位：位（bit） ，但是信息组织和存储及计算机体系结构的基本单位是 字节（Byte，B） ，1 Byte=8 bit1 Byte=8 bit ，计算机信息单位统一为字节（B，Byte）： K 字节（千字节） 1 KB=1024 B （Byte） M 字节（兆字节） 1 MB=1024 KB（KiloBy
11、te） G 字节（吉字节） 1 GB=1024 MB（MegaByte） T 字节（太字节） 1 TB=1024 GB（GigaByte） 说明：说明：B（Byte，字节）；K（Kilo,千） ；M（Mega,百万,兆） ；G（Giga，十亿） ；T（Tril,万亿） 。 字符：西文字符和中文字符 1、ASCII 编码： 1、ASCII 编码：西文字符中最常用的编码是 ASCII 码（美国信息交换标准码） ，分 7 位 码和 8 位码两种版本， 国际通用的是 7 位 ASCII 码， 用 7 位二进制数7 位二进制数表示一个字符的编码， 共有 27=128 不同的编码值表示的 128 个字符编
12、码。其中有 34 个非图形字符（控制字符） 和 94 个图形字符（可打印字符） 。计算机的内部用一个字节（8 个二进制位）存放一个 7 位 7 位 ASCII 码，最高位置为 0，预留用于以后的字符集扩充。 2、Unicode 编码：2、Unicode 编码：Apple 公司发起制定的通用多文字集，后被 Unicode 协会开发为能 表示几乎世界上所有书写语言的字符编码标准。中文版 Windows 使用的是支持汉字系统的 Unicode-16 等。 3、GB2312-80 编码： 3、GB2312-80 编码：1980 年我国发布的汉字编码字符集。由于 GB2312-80 编码中有很 多汉字没
13、有包括在内，1995 年又发布了扩展汉字编码 GBK 编码GBK 编码，2001 年发布了 GB 18030 编码 GB 18030 编码，是 GBK 编码的升级版。 汉字信息处理系统的模型 1.3 计算机硬件组成：1.3 计算机硬件组成： 计算机硬件主要有中央处理器 CPUCPU（运算器、控制器） 、存储器、输入设备、输出设备 1、运算器： 1、运算器：由加法器、若干寄存器和一些控制线路组成，核心是加法器。是计算机处 重新分组 输入码输入码国标码机内码地址码字形码 汉字 输入 汉字 输出 音码 形码 语音 手写 扫描 汉字库中 存储汉字 字形信息 的逻辑地 址码 有 2 个字节， 国标码每个
14、字节加 80H，并且将国际标码每个字节最 高位由 0 变为 1 就转为汉字内 码，能与 ASCII 码兼容。 汉字内码=国标码8080 H 用 1616、24 24 等点阵或 描述汉字字形 轮廓特征的矢 量方式表示 全国计算机等级考试教程（一级） 第一章 5 理数据形成信息的加工厂，主要功能是对二进制数码进行算术运算或逻辑运算，所 以也称算术逻辑部件（ALU） ，其性能是衡量整个计算机性能的重要因素之一。 2、控制器 ： 2、控制器 ： 由指令寄存器、译码器、时序节拍发生器、操作控制部件和指令计数器组成， 是计算机的神经中枢。基本功能是根据指令计数器中指定的地址从内存取出一条指 令，对其操作码
15、进行译码，再由操作控制部件有序地控制各部件完成操作码规定的 功能。真正作用在于机器指令执行过程的控制。 机器指令： 机器指令：是一个按照一定的格式构成的二进制代码串。指令的基本格式如下： 操作码源操作数（或地址）目的操作数地址 操作性质部分操作对象部分 指令执行过程：指令执行过程：读取指令分析指令（译码）执行指令数据处理和结果保存。 3、主存储器：3、主存储器：分内存储器（内存）和外存储器（外存）两类，是计算机的记忆装置， 用来存储当前要执行的程序、数据以及结果。CPU 只能直接访问内存中的数据，外存 中的数据只有先调入内容才能被 CPU 访问和处理。 4、输入/输出设备（I/O 设备） ：
16、4、输入/输出设备（I/O 设备） ： 输入设备有键盘、鼠标、扫描仪等 ； 输出设备有显示器、 打印机、绘图仪、音箱等。输入输出系统包含输入输出设备和输入输出接口两部分。 计算机的结构：直线连接和总线结构 1、直线连接：1、直线连接：运算器、控制器、存储器、外部设备四个组成部件之中任意两个都有单 独的连接线路。这种结构可以获得最高的连接速度，但不易扩展。冯诺依曼机等 早期的计算机都采用这种结构。 2、总线结构： 2、总线结构：总线是一组连接各个部件的公共通信线，分数据总线、地址总线和控制 总线。现代计算机普遍采用总线结构。 1.4 微型计算机的组成1.4 微型计算机的组成 微型计算机主要由微处理器、存储器、
