全国计算机等级考试一级教程讲义-精讲

《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

●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：

●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CAD\CAI\CAM\CAT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：

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：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：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：中间件是介于应用软件和操作系统之间的系统软件，如ASP\JSP\CGI

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、智能化。

●未来新一代计算机：

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：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：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：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：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。

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进制转换为十进制：将R进制数按权展开求和。

（123.1）H=（1×162＋2×161＋3×160＋1×16-1）D=（256＋32＋3＋0.0625）D=（291.0625）D （123.1）O=（1×82＋2×81＋3×80＋1×8-1）D=（64＋16＋3＋0.125）D=（83.125）D （10110.1）B=（1×24＋0×23＋1×22＋1×21＋0×20＋1×2-1）D=（16＋4＋2＋0.5）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）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。

●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

H

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 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（KiloByte）

G 字节（吉字节） 1 GB=1024 MB（MegaByte）

T 字节（太字节） 1 TB=1024 GB（GigaByte）

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：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ASCII码，最高位置为0，预留用于以后的字符集扩充。

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：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有包括在内，1995年又发布了扩展汉字编码GBK编码，2001年发布了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：

●计算机硬件主要有中央处理器CPU（运算器、控制器）、存储器、输入设备、输出设备

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

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。