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1、计算机MS二级考试基本知识一、 计算机的发展l ENIAC的诞生美国宾夕法尼亚大学电子工程系的莫克利和他的研究生埃克特计划采用真空管建筑一台通用的电子数字积分计算机（ENIAC）,于1946年研制成功。ENIAC被广泛认为是世界上第一台现实意义上的计算机。其缺点：一是没有存储器；二是用布线进行控制，电路连线繁琐耗时。l EDVAC的诞生冯诺依曼研制了当时最快的计算机EDVAC，其原理：1. 计算机的程序和程序运行所需要的数据以二进制形式存放在计算机的存储器中；2. 程序和数据存放在存储器中，即存储程序的概念。EDVAC成为现代计算机的基本雏体。冯诺依曼，被誉为“现代电子计算机之父”，他的的原理
2、和思想，决定了计算机必须由输入、存储、运算、控制和输出五个部分组成。l 计算机的特点：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) 网络与通信功能；5) 自动功能。l 计算机的用途：1） 科学计算；2）数据/信息处理；3）过程控制；4）计算机辅助；5）网络通信；6）人工智能；7）多媒体应用；8）嵌入式系统。l 计算机的分类：1) 按计算机处理数据的类型可以分为：模拟计算机、数字计算机、数字和模拟计算机。模拟计算机的主要特点是：参与运算的数值由不间断的连续量表示，其运算过程是连续的模拟计算机由于受元器件质量影响；数字计算机的主要特点是：参与运算的数值用离散的数字
3、量表示，具有逻辑判断等功能，又被称为“电脑”。2) 按计算机的用途可分为：通用计算机和专用计算机；3) 若按计算机的性能、规模和处理能力，可将计算机分为：巨型机、大型通用机、微型计算机、工作站及服务器等。l 计算机发展的四个阶段一般根据计算机所采用的物理器件，将计算机的发展分为4 个阶段： 年代部件第一阶段（19461959）第二阶段（19591964）第三阶段（19641972）第四阶段（1972至今）主机电子器件电子管晶体管中小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、磁盘磁带、磁盘、光盘等大容量存储器处理速度（每秒指
4、令数）几千条几万至几十万条几十万至几百万条上千万至万亿条二、 计算机中数据的表示与存储(一) 数据与信息数据是对客观事物的符号表示。数值、文字、语言、图形、图像等都是不同形式的数据。信息具有针对性、时效性。(二) 计算机中的数据ENIAC是一台十进制的计算机，而EDVAC采用二进制。二进制只有“0”和“1”，其优点：运算见到、易于物理实现、通用性强、占用空间和所耗能量小。(三) 计算机中数据的单位计算机中数据最小单位是位，存储容量的基本单位是字节，8个二进制位称为一个字节。还有KB、MB、GB、TB等。1) 位（bit ）是度量数据的最小单位，在数字电路和计算机技术中采用二进制表示数据，代码只
5、有0 和l ，采用多个数码（O和1的组合）来表示一个数，其中的每一个数码称为1 位（bit ）。2) 字节（Byte）一个字节由8 位二进制数,字节是信息组织和存储的基本单位，也是计算机体系结构的基本单位。千字节1 KB =1O24B =210B; 兆字节1 MB = 1024 KB =220B吉字节1 GB =1024 MB =230B ; 太字节1 TB = 1024 GB =240B3) 字长计算机一次能够并行处理的二进制数成为该机器的字长，反映计算机的计算能力和精度，字节越长，计算机处理数据速度越快。(四) 字符的编码计算机中的数据都是用二进制编码表示的，字符也必须按特定的规则进行二进
6、制编码才能进入计算机，用以表示字符的二进制编码称为字符编码。字符包括西文字符（字母、数字、各种符号）和中文字符。l 西文字符的编码 计算机中最常用的字符编码是美国信息交换标准交换代码（ASCII ) ，被国际标准化组织指定为国际标准。ASCII 码有7 位码和8 位码两种版本。国际通用的是7 位ASCII码，用7 位二进制数表示一个字符的编码，共有 =128 个不同的编码值，相应可以表示128 个不同字符的编码。它只对英文字母、数字和标点符号进行编码。 l 汉字的编码 我国于1980 年发布了国家汉字编码标准GB2312-1980 ，全称是 信息交换用汉字编码字符集-基本集（简称GB码或国标码
7、）。繁体字为BIG5码。为了避开ASCII表中的控制码，区位码将GB2312-1980中的6763个汉字分为94行、94列代表94个区和94个位。区位码是一个4位十进制数，前两位为区号，后为位号；国标码是一个4位十六进制数。区位码最多可以表示94*94=8836个汉字。a) 汉字输入码：为将汉字输人计算机而编制的代码称为汉字输人码，也叫外码。汉字输人码是利用计算机标准键盘上按键的不同排列组合来对汉字的输人进行编码。b) 汉字内码：是为在计算机内部对汉字进行存储、处理的汉字代码，它应满足存储、处理和传输的要求。c) 汉字字形码：通常有两种表示方式：点阵和矢量表示方式。d) 汉字地址码：指汉字库（
8、主指点阵式字模库）中存储汉字字形信息的逻辑地址码。三、 计算机软硬件系统的组成及主要技术指标(一) 计算机硬件系统硬件是计算机的物质基础。l 运算器（ALU）是计算机处理数据形成信息的加工厂，它的主要功能是对二进制数码进行算术运算或逻辑运算, 也称为算术逻辑部件。所谓算术运算，就是数的加、减、乘、除以及乘方、开方等数学运算。逻辑运算即通过与、或、非等基本操作对二进制数进行逻辑判断。运算器的核心是加速器。其处理对象是来自存储器的数据。其性能指标是衡量整个计算机性能的重要因素之一，与其有关的性能指标包括计算机的字长和运算速度（用MIPS表示）。 l 控制器（CU）是计算机的心脏，由它指挥全机各个部
9、件自动、协调地工作。控制器的基本功能：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。控制器由指令寄存器（IR）、指令译码器（ID ）、程序计数器（PC ）和操作控制器（OC)4个部件组成。1. 机器指令：是一个按照一定格式构成的二进制代码串，用来描述一个计算机可以理解并执行的基本操作。计算机只能执行指令它被指令所控制。通常由操作码和操作数两部分组成 1）操作码：指明指令所要完成操作的性质和功能。 2) 操作数：指明操作码执行时的操作对象。操作数又分为源操作数和目的操作数。源操作数指明参加运算的操作数来源，目的操作数地址指
10、明保存运算结果的存储单元地址或寄存器名称。l 存储器是存储程序和数据的部件。它可以自动完成程序或数据的存取，是计算机系统中的记忆设备。存储器分为内存（主存）和外存（辅存）两大类。1. 内存是主板上的存储部件，用来存储当前正在执行的数据、程序和结果，其容量小、存取速度快，但断电后RAM中信息全部糗事。按功能又可分为：随机存取存储器（RAM）和只读存储器（ROM）。 RAM：指计算机内存容量，即计算机主存。有两个特点：一是可读写性，二是易失性，断电，其内容立即丢失。 ROM: CPU对ROM只取不存，里面存放的信息一般由计算机制造厂写入并经过固定处理，用户无法修改。一般存放在计算机系统管理程序。
11、高速缓冲存储器（Cache ）:主要为了解决CPU与主存速度不匹配，提高存储器速度而设计的。它一般用SRAM存储芯片实现。 内存储器的性能指标：容量（常用DDR3内存条）和速度（半导体存取周期一般为60S100S）2. 外存现代计算机系统基本采用Cache 、主存和辅存三级存储系统。系统分为“Cache 主存”层次和“主存-辅存”层次。Cache 主存”层次：解决CPU与主存速度不匹配问题；“主存-辅存”层次：解决存储器系统容量问题。常见的外储存器有硬盘、U 盘和光盘等。 硬盘：是微型机上主要的外部存储设备。它由磁盘片、读写控制电路和驱动机构组成。它具有容量大、存取速度快等优点。 光盘：用以光
12、信息作为存储器的载体来存储数据的一种物品类型划分：一类是只读型光盘（CD-ROM、DVD-ROM）和可记录型光盘（CD-R、CD-RW）。光盘的参数指标：容量和倍速。 层次结构：存储器层次结构由上至下，速度越来越慢，容量越来越大，位价越来越低。(二) 输入/输出设备输人输出设备（I / O 设备，也称为外部设备）是计算机系统不可缺少的组成部分，是计算机与外部世界进行信息交换的中介，是人与计算机联系的桥梁。 1 输入设备 目前常用的输人设备有键盘、鼠标器、触摸屏、摄像头、扫描仪、光笔、手写输人板、游戏杆、语音输入装置等，还有脚踏鼠标、手触输人传感等。2 输出设备 输出设备是人与计算机交互的部件，
13、除常用的输出设备有显示器、打印机外，还有绘图仪、影像输出、语音输出、磁记录设备等。 (三) 计算机的结构1. 直接结构最早的计算机基本上采用直接连接的方式。这样的结构可以获得最高的连接速度，但不易扩展。IAS是现代计算机的原型。2. 总线结构现代计算机普遍采用总线（Bus ）结构。总线，就是系统部件之间传送信息的公共通道，各部件由总线连接并通过它传递数据和控制信号。按照信号的性质划分：数据/地址/控制总线。常见的总线标准有：ISA/PCI/AGP/EISA总线。3. 外设一定要通过设备接口与CPU相连的主要原因： 由于CPU只能处理数字信息，而外设的输入/输出信息有数字，也有模拟，所以需要接口
14、设备进行转换； 由于CPU只能接收/发送并行信息，而外设的信息可能并行或串行，而串行信息转换的问题需要接口实现； 外设的工作速度远低于CPU，需要接口在CPU和外设之间起缓存和联络作用。4. 总线体现在硬件上就是计算机主板，主板的主要指标是：所用芯片组工作的稳定性和速度，提供插槽的种类和数量等。(四) 计算机软件系统计算机系统由硬件（Hardware ）系统和软件（Software ）系统组成。硬件系统也称为裸机，它只能识别由0和1组成的机器代码。软件系统是为了运行、管理和维护计算机而编制的各种程序、数据和文档的总称。它是用户与硬件之间的接口，用户通过软件使用计算机硬件资源。1. 程序程序是按
15、照一定顺序执行的，能够完成某一任务的指令集合。2. 程序设计语言：a) 机器语言：是直接用二进制代码指令表达的计算机语言。机器语言是唯一能被计算机硬件系统理解和执行的语言。它的处理效率最高，执行速度最快，且无需翻译。b) 汇编语言： 计算机无法自动识别和执行汇编语言，要用语言处理软件将汇编语言编译成机器语言（目的程序），再链接成可执行程序。是一种将机器语言“符号化”的语言。c) 高级语言：是最接近人类自然语言和数学公式的程序设计语言，它基本脱离了硬件系统。目前常用的高级语言有：C+,C，Java ,Visual BASIC等。通常有两种翻译方式：编译方式和解释方式。 编译方式：是将高级语言源程序整个程序编译成目标程序、然若通过链接程序将目标程序链接成可执行程序的方式。将高级语言源程序翻译成目标程序的软件称为编译程序，这种翻译过程称为编译。 解释方式：是将源程序逐句翻译、逐句执行的方式，解释过程不产生目标程序，基本上是翻译一行执行一行
