全国计算机等级考试一级教程讲义-精讲.doc
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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计算机得发展世界第一台计算机:美国宾夕法尼亚大学教授莫克利与她得学生埃克特于1946年研制成功得ENIAC,主要元件就是电子管。冯诺依曼机得三个特点: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】。中国计算机得发展: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”。计算机发展得四个阶段:年代部件第一阶段(19461958)第二阶段(19581964)第三阶段(19641970)第四阶段(1971至今)主机电子器
2、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得特征: 1、高速、精确得运算能力; 2、准确得逻辑判断能力; 3、强大得存储能力; 4、自动功能; 5、网络与通信功能:改变了人类交流得方式与信息获取得途径。 计算机得用途: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,就是应用最多得一个领域。3、实时控制:主要就是应用在现代工业生产得过程控制。4、计算机辅助:主要有CADCAICAMCAT等。5、网络与通
3、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。 计算机得分类:1、按处理数据得型态分: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。 计算机得新技术: 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、特定得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得电脑组织成一个“虚
4、拟得超级计算机”协同工作,就是一种新型计算模式。 3、中间件技术:中间件就是介于应用软件与操作系统之间得系统软件,如ASPJSPCGI等。中间件技术就是企业应用得主流技术,并形成各种不同类别。 计算机得发展趋势: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,用模糊得、不确切得判断进行工程处理得计算机,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,就是利用蛋白质得开关特性,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得计算机,如设想得DNA计算机。 3、光子计算机:就是一种利用光信号进行数字运算、信息存储
5、与处理得新型计算机,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:就是一种遵循量子动力学规律而不就是经典物理规律得计算机,也就是一种信息处理得新模式,华裔科学家艾萨克庄领衔得科研小组已经研制了迄今最尖端得“5比特量子计算机”。数据与信息得联系与区别: 数据包括数值、文字、语言、图形、图像等不同形式,数据就是信息得载体。而信息就是对各种事物得变化与特征得反映,也就是事物之间相互作用与联系得表征。数据处理之后产生得结果为信息,信息
6、具有针对性与实效性,就是有意义得,而数据没有。 信息技术:指一些与计算机等相关得技术,包含三个层次得内容:信息基础技术、信息系统技术与信息应用技术。现代信息技术发展得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数据在计算机中得表示 计算机所表示与使用得数据可分两大类:数值数据与字符数据【非数值数据】,任何形式得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。 计算机中常用得集中进位计数制得表示:(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
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进制数按权展开求与。(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)D=(111000
8、01、1101)B(225、15)D(341、11463)O(225、15)D(E1、26666)H注意:小数部分“乘R取整”时每次得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位得补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(2 5 3、6 5)O=(010 101 011、110 101)B=(1010 10
9、11、1101 0100)B=(A B、D 4)H重新分组计算机中得信息单位: 度量数据最小得单位:位(bit),但就是信息组织与存储及计算机体系结构得基本单位就是字节(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,
10、十亿);T(Tril,万亿)。 字符:西文字符与中文字符 1、ASCII编码:西文字符中最常用得编码就是ASCII码(美国信息交换标准码),分7位码与8位码两种版本,国际通用得就是7位ASCII码,用7位二进制数表示一个字符得编码,共有27=128不同得编码值表示得128个字符编码。其中有34个非图形字符(控制字符)与94个图形字符(可打印字符)。计算机得内部用一个字节(8个二进制位)存放一个7位ASCII码,最高位置为0,预留用于以后得字符集扩充。2、Unicode编码:Apple公司发起制定得通用多文字集,后被Unicode协会开发为能表示几乎世界上所有书写语言得字符编码标准。中文版Win
11、dows使用得就是支持汉字系统得Unicode-16等。 3、GB2312-80编码:1980年我国发布得汉字编码字符集。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,就是GBK编码得升级版。汉字信息处理系统得模型汉字输出汉字输入输入码字形码地址码机内码国标码输入码用1616、2424等点阵或描述汉字字形轮廓特征得矢量方式表示有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8080 H汉字库中存储汉字字形信息得逻辑地址码音码形码语
12、音手写扫描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、若干寄存器与一些控制线路组成,核心就是加法器。就是计算机处理数据形成信息得加工厂,主要功能就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),其性能就是衡量整个计算机性能得重要因素之一。 2、控制器:由指令寄存器、译码器、时序节拍发生器、操作控制部件与指令计数器组成,就是计算机得神经中枢。基本功能就是根据指令计数器中指定得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得功能。真正作用在于机器指令执行
13、过程得控制。 机器指令:就是一个按照一定得格式构成得二进制代码串。指令得基本格式如下:操作码源操作数(或地址)目得操作数地址操作性质部分操作对象部分 指令执行过程:读取指令分析指令(译码)执行指令数据处理与结果保存。 3、主存储器:分内存储器(内存)与外存储器(外存)两类,就是计算机得记忆装置,用来存储当前要执行得程序、数据以及结果。CPU只能直接访问内存中得数据,外存中得数据只有先调入内容才能被CPU访问与处理。 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与输入输出接口两部分。计算机得结构:直线连接
14、与总线结构 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得连接线路。这种结构可以获得最高得连接速度,但不易扩展。冯诺依曼机等早期得计算机都采用这种结构。 2、总线结构:总线就是一组连接各个部件得公共通信线,分数据总线、地址总线与控制总线。现代计算机普遍采用总线结构。1、4微型计算机得组成微型计算机主要由微处理器、存储器、总线与主板、输入设备、输出设备组成 1、微处理器:包括运算器与控制器,就是计算机得核心部件,其性能指标(字长与时钟频率)直接决定了由它构成得微型计算机系统性能指标。 2、存储器:分内部存储器与外部存储器(性能指标:容量与速度) 内部存储器:分随
15、机存取存储器RAM与只读存储器ROM。RAM即计算机得内存或称主存,有两个特点:一就是可读/写性;二就是易失性,断电内容立即丢失。RAM有SRAM(静态)与DRAM(动态,升级版位SDRAM),现在普遍使用得DDRRAM就是双倍速率得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:常用得有硬盘(硬盘接口分为IDE、SATA两种规格)、移动存储产品(USB移动硬盘与USB优盘)、光盘、DVD光盘,特点就是存储量大、价格较低、断电永久保存信息。 3、总线与主板:总线就是系统部件之间传送信息得公共通道,各部件由总线连接并通过它传递数据与控制信号。常
16、见得总线标准有ISA总线、PCI总线、EISA总线与AGP总线。总线体现在硬件上就就是计算机得主板,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与光盘驱动器,主要指标有:所用得芯片组、工作得稳定性与速度、提供插槽得种类与数量等。 4、输入设备:有键盘(分PS/2与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与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:主要有显示器与打印机两种。显示器得主要性能指标有像素与点距、分辨率、显存、尺寸。 显示器与显卡合称微机显示示系统。显示器就是
17、通过显示卡接口与主机练接得。显示卡主要有ISAVESAPCIVGAAGP,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)与激光打印机(主流使用)三种。 其她输出设备:音箱与耳机、投影仪、绘图仪 其她输入输出设备:调制解调器与光盘刻录机,集成输入与输出两种功能。微型计算机得主要技术指标:字长、时钟主频、运算速度、存储容量、存取周期。 1、字长:就是计算机部件一次能同时处理得二进制数据得位数。字长越长,计算机处理能力就越强,性能越好。 2、时钟主频:指CPU得时钟频率,单位就是吉赫兹。现行主流一般在23GHz以上,主频越高,速度越快。 3、运算速度:计算机每秒
18、能执行得加法指令数目,常用百万次/秒(MIPS)来表示。 4、存储容量:主要指内存得容量,内存越大计算机得处理能力越强。主流为2G。5、存取周期:就就是CPU从内存存储器中存取数据所需得时间,目前主流得为770ns。其她技术指标有:可靠性、可维护性、平均无故障时间与性能价格比等。1、5软件系统计算机系统就是由硬件系统(裸机)与软件系统组成得。软件系统就是为运行、管理与维护计算机而编制得各种程序、数据与文档得总称。 进程与线程 1、进程:进程就是一个正在内存中被运行或执行得程序,就是操作系统中得一个核心概念。进程就是程序得一次执行过程,就是系统进行调度与资源分配得一个独立单位。同一个程序被执行多
19、次就会创建多个进程。(程序作业进程) 2、线程:一个程序可以被分解为多个进程共同完成程序得任务,这些被分解得不同进程就叫做线程。 软件系统及其组成系统软件操作系统语言处理程序系统服务程序软件系统辅助设计/制造数据库/信息管理办公自动化科学计算其她领域应用软件应用软件应用软件包用户程序操作系统得功能:管理,即管理计算机得所有软件与硬件。用户接口 操作系统管理功能处理机管理内存管理信息管理设备管理 用户CPU内存外存外设1、处理机管理:即管理好CPU这一最宝贵得硬件资源,提高CPU得使用效率就是操作系统得核心任务。管理CPU得目得就就是为了更有效得执行程序。2、内存管理:主要包括内存空间得分配、保
20、护与扩充。(提供一个虚拟内存)3、设备管理:设备管理器。4、信息管理:即文件管理。树形目录、路径、文件夹与文件名。5、用户接口:程序级接口与作业级接口(用户界面)。 操作系统得5类典型结构: 1、单用户操作系统:如DOSWindows操作系统。一次只能支持运行一个用户程序,单用户操作系统得根本特征就是,一个用户独占计算机系统资源。系统所有软、硬件资源全为一个用户服务,。 2、批处理操作系统:如IBM得DOS/VSE操作系统,主要在大中型机上运行。3、分时操作系统:如UNIX操作系统,就是多用户、多任务操作系统。一般采用时间片轮转得方式使一台计算机为多个终端服务。4、实时操作系统:如实时Linu
21、x系统,分实时控制系统与实时数据处理系统。要求对数据及时、快速地进行处理与反应。用于电梯、钢铁、炼油、武器制导、飞机票订购系统、火车票系统等。5、网络操作系统:如Windows NT 4、0 Serve、Windows 2003 Server操作系统。用户可以突破地理条件得限制,方便地使用远地得计算机资源,提供网络通信与网络资源共享功能得操作系统。 计算机语言:机器语言汇编语言高级语言 1、机器语言:直接采用二进制代码表示指令系统得语言,就是计算机硬件系统能够真正理解与执行得唯一语言,无需翻译,执行效率最高,速度最快。如8BD8H与03DBH。 2、汇编语言:一种把机器语言符号化得语言。8BD
22、8H与03DBH用汇编语言写就就是MOV BX,AX与ADD BX,BX。汇编语言源程序需要汇编程序翻译成目标程序之后机器才能执行。 3、高级语言:又称算法语言,具有严格得语法规则与语义规则,没有二义性,更接近于人类得自然语言与数学语言。如CC+VBVCJAVABasic等。需要经过编译或解释得方式翻译成目标程序机器才能执行。 应用软件:常见得应用软件包括办公软件套件(微软Office、金山WPS)、多媒体处理软件(Photoshop、Flash MX)、Internet工具软件(Web服务软件、Web浏览器、FTP、QQ、下载工具等)。1、6多媒体简介 媒体:指文字、声音、图像、动画与视频等
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