全国计算机等级考试一级教程讲义

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●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IBMPC【个人计算机】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：年代部件第一阶段（1946—1958）第二阶段（1958—1964）第三阶段（1964—1970）第四阶段（1971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：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。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●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100,1,2,3,4,5,6,7,8,9101D十六进制160,1,2,3,4,5,6,7,8,9,A,B,C,D,E,F161H●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。二进制与十六进制的关系2进制000000010010001101000101011001111000100110101011110011011110111116进制0123456789a(10)b(11)c(12)d(13)e(14)f(15)二进制与八进制间的关系全国计算机等级考试教程（一级）第一章·4·2进制0000010100111001011101118进制012345673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（253.65）O=（010101011.110101）B=（10101011.11010100）B=（AB.D4）H●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），1Byte=8bit，计算机信息单位统一为字节（B，Byte）：K字节（千字节）1KB=1024B（Byte）M字节（兆字节）1MB=1024KB（KiloByte）G字节（吉字节）1GB=1024MB（MegaByte）T字节（太字节）1TB=1024GB（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。！！！注：排列顺序次序为b6b5b4b3b2b1b0，b6为最高位，b0为最低位。在ASCII码中，有4组字符：一组是控制字符，如LF，CR等，其对应ASCII码值最小；第2组是数字0～9；第3组是大写字母A～Z；第4组是小写字母a～z。这4组对应的值逐渐变大。大小排列：控制字符数字0~9大写字母A~Z小写字母a~z。从0~9，A~Z，,a~z，都是顺序排列的，且小写字母的码值比大写的字母码值大32，记住以下几个字符编码：“a”字符的编码为1100001，对应的十进制数是97；则“b”的编码值是98。“A”字符的编码为1000001，对应的十进制数是65；则“b”的编码值是66。“0”字符的编码为0110000，对应的十进制数是48；则“b”的编码值是49。重新分组全国计算机等级考试教程（一级）第一章·5·7位ASCII代码表b6b5b40000010100111001011101110000NULDLESP0@P‘p0001SOHDC1！1AQaq0010STXDC2“2BRbr0011ETXDC3＃3CScs0100EOTDC4$4DTdt0101ENQNAK%5EUeu0110ACKSYN&6FVfv0111BELETB，7GWgw1000BSCAN(8HXhx1001HTEM)9IYiy1010LFSUB＊：JZjz1011VTESC＋；K[k{1100FFFS‘L\l|1101CRGS－＝M]m}1110SORS.N↑n~1111SIUS/？O↓oDEL2、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。符号b3b2b1b0全国计算机等级考试教程（一级）第一章·6·3、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GB18030编码，是GBK编码的升级版。4,、中文字符的编码：1)国家汉字编码标准GB2312-1980，简称GB码。根据统计，把最常用的6763个汉字分成两级：一级汉字有3755个，按汉语拼音排列；二级汉字有3008个，按偏旁部首排列。2)一个国际码必须用2个字节表示。3)代码表分94个区和94个位。由区号和位号构成了区位码。为了与ASCII码兼容，汉字输入区位码和国际码之间有一个转换关系。具体方法是：将一个汉字的十进制区号和十进制位号分别转换成十六进制；然后再分别加上20H（十进制就是32），就成为汉字的国际码。●汉字信息处理系统的模型1.汉字输入码1)为将汉字输入计算机而编制的代码成为汉字输入码，也叫外码。它是利用计算机标准键盘上的不同排列组合来汉字的输入进行编码。2)常用的输入法主要有音码、形码、语音、手写输入或扫描输入等。区位码也是输入法。3)不同的输入码通过字典转换统一到标准的国际码之下。3．汉字内码1)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。当一个汉字输入计算机后转换成内码，然后才能在机器内传输、处理。2)一个汉字的内码用2个字节存储，并把每字节的最高位二进制位置“1”作为汉字内码标识。3)汉字的国际码与其内码有下列关系：汉字内码=汉字国际码+8080H例：“国际”中的“国”字的十六进制编码为397A，其对应的汉字机内码为：397AH＋8080HB9FAH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＋8080H用16×16、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·7·1.3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