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。

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：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：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：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）：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：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：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●微型计算机主要由微处理器、存储器、总线和主板、输入设备、输出设备组成1、微处理器：包括运算器和控制器，是计算机的核心部件，其性能指标（字长和时钟频率）直接决定了由它构成的微型计算机系统性能指标。

2、存储器：分内部存储器和外部存储器（性能指标：容量和速度）内部存储器：分随机存取存储器RAM和只读存储器ROM。

RAM即计算机的内存或称主存，有两个特点：一是可读/写性；二是易失性，断电内容立即丢失。

RAM有SRAM （静态）和DRAM（动态，升级版位SDRAM），现在普遍使用的DDRRAM是双倍速率的SDRAM。

ROM只取不存，断电后信息也不丢失。

另外还有高速缓冲存储器Cache。

外部存储器：常用的有硬盘（硬盘接口分为IDE、SATA两种规格）、移动存储产品（USB移动硬盘和USB优盘）、光盘、DVD光盘，特点是存储量大、价格较低、断电永久保存信息。

3、总线和主板：总线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。

常见的总线标准有ISA总线、PCI总线、EISA总线和AGP 总线。

总线体现在硬件上就是计算机的主板，主板上插有CPU、内存条、显示卡、声卡、鼠标、键盘、显示器、等各类扩展槽盒接口及硬盘和光盘驱动器，主要指标有：所用的芯片组、工作的稳定性和速度、提供插槽的种类和数量等。

4、输入设备：有键盘（分PS/2和USB两种接口，一般使用104键盘）、鼠标（现在主要用光电鼠标、分PS/2和USB两种接口）、扫描仪、照相机、摄像机、麦克风、手写板、触摸屏、游戏操作杆等。

5、输出设备：主要有显示器和打印机两种。

显示器的主要性能指标有像素与点距、分辨率、显存、尺寸。

显示器和显卡合称微机显示示系统。

显示器是通过显示卡接口与主机练接的。

显示卡主要有ISA\VESA\PCI\VGA\AGP，后两种为现行主流显卡。

打印机：分点阵打印机（针式打印机）、喷墨打印机（可打印彩色）和激光打印机（主流使用）三种。