2021年全国计算机等级考试一级教程讲义精讲.doc
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1、全国计算机级别考试(一级)教程教 学 讲 义第一章 计算机基本知识1.1计算机发展世界第一台计算机:美国宾夕法尼亚大学专家莫克利和她学生埃克特于1946年研制成功ENIAC,重要元件是电子管。冯诺依曼机三个特点:采用二进制、存储程序控制、由五个基本部件构成【运算器、控制器、存储器、输入设备、输出设备】。中华人民共和国计算机发展:联想于收购IBM PC成为全球第三大PC制造商;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)主机电子器件电子管晶体管中小规模集
2、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特性: 1、高速、精准运算能力; 2、精确逻辑判断能力; 3、强大存储能力; 4、自动功能; 5、网络与通信功能:变化了人类交流方式和信息获取途径。 计算机用途:1、科学计算:人类基因序列分析、人造卫星轨道测算、气象卫星云图解决等。2、数据解决:解决文字、图像、声音等,是应用最多一种领域。3、实时控制:重要是应用在当代工业生产过程控制。4、计算机辅助:重要有CADCAICAMCAT等。5、网络与通信:万维网、QQ、EMAIL等。6、人工智能:
3、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。 计算机分类:1、按解决数据型态分:数字计算机、模仿计算机、混共计算机2、按使用范畴分: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。 计算机新技术: 1、嵌入式技术:嵌入式系统由嵌入式解决器、外围硬件设备、嵌入式操作系统、特定应用程序四个某些构成,集软件与硬件于一体,可独立工作。重要应用于各种智能家电、数码产品中。 2、网格计算:运用互联网把分散在不同地理位置电脑组织成一种“虚拟超级计算机”协同工作,是一种新型计算模式。 3、中间件
4、技术:中间件是介于应用软件和操作系统之间系统软件,如ASPJSPCGI等。中间件技术是公司应用主流技术,并形成各种不同类别。 计算机发展趋势:巨型化、微型化、网络化、智能化。 将来新一代计算机: 1、模糊计算机:建立在模糊数学基本上,用模糊、不确切判断进行工程解决计算机,已被应用于地铁管理、洗衣机、吸尘器等方面。 2、生物计算机:还处在研制过程中,是运用蛋白质开关特性,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计算机,如设想DNA计算机。 3、光子计算机:是一种运用光信号进行数字运算、信息存储和解决新型计算机,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
5、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:运用超导材料来代替半导体制造计算机,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典型物理规律计算机,也是一种信息解决新模式,华裔科学家艾萨克庄领衔科研小组已经研制了迄今最尖端“5比特量子计算机”。数据与信息联系与区别: 数据涉及数值、文字、语言、图形、图像等不同形式,数据是信息载体。而信息是对各种事物变化和特性反映,也是事物之间互相作用和联系表征。数据解决之后产生成果为信息,信息具备针对性和实效性,是故意义,而数据没有。 信息技术:指某些与计算机等有关技术,包括三个层次内容:信息基本技术、信息系统
6、技术和信息应用技术。当代信息技术发展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数据在计算机中表达 计算机所示和使用数据可分两大类:数值数据和字符数据【非数值数据】,任何形式数据进入计算机都必要进行二进制编码转换,计算机内部均用二进制数来表达各种信息。 计算机中惯用集中进位计数制表达:(逢R进一)R进制基数R基本符号权符号表达二进制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
7、。(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:用短除法把整数某些“除R取余”从下往上写用连乘法把小数某些“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:小数某些“乘R取整”时每次乘积要去掉
8、整数某些,只用小数某些再乘R取整。八进制转换为十六进制:以二进制为中介。 3位二进制相称于1位八进制;4位二进制相称于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,两头局限性3位补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,局限性补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 1011.1101 0100)B=(A B.D 4)H重新分组计算机中信息单位: 度量数据最小单位:位(bit),但是信息组织和存储及计算机体系构
9、造基本单位是字节(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)阐明: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:西文字符中最惯用编码是ASCII码(美国信息互换原则码),分7位码和8位码
10、两种版本,国际通用是7位ASCII码,用7位二进制数表达一种字符编码,共有27=128不同编码值表达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)。计算机内部用一种字节(8个二进制位)存储一种7位ASCII码,最高位置为0,预留用于后来字符集扩充。2、Unicode编码:Apple公司发起制定通用多文字集,后被Unicode协会开发为能表达几乎世界上所有书写语言字符编码原则。中文版Windows使用是支持中文系统Unicode-16等。 3、GB2312-80编码:1980年国内发布中文编码字符集。由于GB2312-80编码中有诸多中文没有涉及在内,1995
11、年又发布了扩展中文编码GBK编码,发布了GB 18030编码,是GBK编码升级版。中文信息解决系统模型中文输出中文输入输入码字形码地址码机内码国标码输入码用1616、2424等点阵或描述中文字形轮廓特性矢量方式表达有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就转为中文内码,能与ASCII码兼容。中文内码=国标码8080 H中文库中存储中文字形信息逻辑地址码音码形码语音手写扫描1.3计算机硬件构成:计算机硬件重要有中央解决器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、若干寄存器和某些控制线路构成,核心是加法器。是计算机解决数据形成信息
12、加工厂,重要功能是对二进制数码进行算术运算或逻辑运算,因此也称算术逻辑部件(ALU),其性能是衡量整个计算机性能重要因素之一。 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构成,是计算机神经中枢。基本功能是依照指令计数器中指定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毕操作码规定功能。真正作用在于机器指令执行过程控制。 机器指令:是一种按照一定格式构成二进制代码串。指令基本格式如下:操作码源操作数(或地址)目操作数地址操作性质某些操作对象某些 指令执行过程:读取指令分析指令(译码)执行指令数据解决和成果保存。 3、主存储器:分内
13、存储器(内存)和外存储器(外存)两类,是计算机记忆装置,用来存储当前要执行程序、数据以及成果。CPU只能直接访问内存中数据,外存中数据只有先调入内容才干被CPU访问和解决。 4、输入/输出设备(I/O设备):输入设备有键盘、鼠标、扫描仪等;输出设备有显示屏、打印机、绘图仪、音箱等。输入输出系统包括输入输出设备和输入输出接口两某些。计算机构造:直线连接和总线构造 1、直线连接:运算器、控制器、存储器、外部设备四个构成部件之中任意两个均有单独连接线路。这种构造可以获得最高连接速度,但不易扩展。冯诺依曼机等初期计算机都采用这种构造。 2、总线构造:总线是一组连接各个部件公共通信线,分数据总线、地址总
14、线和控制总线。当代计算机普遍采用总线构造。1.4微型计算机构成微型计算机重要由微解决器、存储器、总线和主板、输入设备、输出设备构成 1、微解决器:涉及运算器和控制器,是计算机核心部件,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,断电内容及时丢失。RAM有SRAM(静态)和DRAM(动态,升级版位SDRAM),当前普遍使用DDRRAM是双倍速率SDRAM。 ROM只取不存,断电后信息也不
15、丢失。 此外尚有高速缓冲存储器Cache。 外部存储器:惯用有硬盘(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。常用总线原则有ISA总线、PCI总线、EISA总线和AGP总线。总线体当前硬件上就是计算机主板,主板上插有CPU、内存条、显示卡、声卡、鼠标、键盘、显示屏、等各类扩展槽盒接口及硬盘和光盘驱动器,重要指标有:所用芯片组、工作稳定性和速度、提供插槽种类和数量等。 4、输入设备:有键盘(分PS
16、/2和USB两种接口,普通使用104键盘)、鼠标(当前重要用光电鼠标、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:重要有显示屏和打印机两种。显示屏重要性能指标有像素与点距、辨别率、显存、尺寸。 显示屏和显卡合称微机显示示系统。显示屏是通过显示卡接口与主机练接。显示卡重要有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)和激光打印机(主流使用)三种。 其她输出设备:音箱和耳机、投影仪、绘图仪 其她输入输出设备:调制解调器和光盘刻录机,集成输入和输出两种功能。微型计
17、算机重要技术指标:字长、时钟主频、运算速度、存储容量、存取周期。 1、字长:是计算机部件一次能同步解决二进制数据位数。字长越长,计算机解决能力就越强,性能越好。 2、时钟主频:指CPU时钟频率,单位是吉赫兹。现行主流普通在23GHz以上,主频越高,速度越快。 3、运算速度:计算机每秒能执行加法指令数目,惯用百万次/秒(MIPS)来表达。 4、存储容量:重要指内存容量,内存越大计算机解决能力越强。主流为2G。5、存取周期:就是CPU从内存存储器中存取数据所需时间,当前主流为770ns。其她技术指标有:可靠性、可维护性、平均无端障时间和性能价格比等。1.5软件系统计算机系统是由硬件系统(裸机)和软
18、件系统构成。软件系统是为运营、管理和维护计算机而编制各种程序、数据和文档总称。 进程与线程 1、进程:进程是一种正在内存中被运营或执行程序,是操作系统中一种核心概念。进程是程序一次执行过程,是系统进行调度和资源分派一种独立单位。同一种程序被执行多次就会创立各种进程。(程序作业进程) 2、线程:一种程序可以被分解为各种进程共同完毕程序任务,这些被分解不同进程就叫做线程。 软件系统及其构成系统软件操作系统语言解决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顾客程序操作系统功能:管理,即管理计算机所有软件和硬件。顾客接口 操作系统管理功能
19、解决机管理内存管理信息管理设备管理 顾客CPU内存外存外设1、解决机管理:即管理好CPU这一最宝贵硬件资源,提高CPU使用效率是操作系统核心任务。管理CPU目就是为了更有效执行程序。2、内存管理:重要涉及内存空间分派、保护和扩充。(提供一种虚拟内存)3、设备管理:设备管理器。4、信息管理:即文献管理。树形目录、途径、文献夹与文献名。5、顾客接口:程序级接口和作业级接口(顾客界面)。 操作系统5类典型构造: 1、单顾客操作系统:如DOSWindows操作系统。一次只能支持运营一种顾客程序,单顾客操作系统主线特性是,一种顾客独占计算机系统资源。系统所有软、硬件资源全为一种顾客服务,。 2、批解决操
20、作系统:如IBMDOS/VSE操作系统,重要在大中型机上运营。3、分时操作系统:如UNIX操作系统,是多顾客、多任务操作系统。普通采用时间片轮转方式使一台计算机为各种终端服务。4、实时操作系统:如实时Linux系统,分实时控制系统和实时数据解决系统。规定对数据及时、迅速地进行解决和反映。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 Server操作系统。顾客可以突破地理条件限制,以便地使用远地计算机资源,提供网络通信和网络资源共享功能操作系统。 计算机语言:机器语言汇编语言高档语言 1、机器语言:直接
21、采用二进制代码表达指令系统语言,是计算机硬件系统可以真正理解和执行唯一语言,无需翻译,执行效率最高,速度最快。如8BD8H和03DBH。 2、汇编语言:一种把机器语言符号化语言。8BD8H和03DBH用汇编语言写就是MOV BX,AX和ADD BX,BX。汇编语言源程序需要汇编程序翻译成目的程序之后机器才干执行。 3、高档语言:又称算法语言,具备严格语法规则和语义规则,没有二义性,更接近于人类自然语言和数学语言。如CC+VBVCJAVABasic等。需要通过编译或解释方式翻译成目的程序机器才干执行。 应用软件:常用应用软件涉及办公软件套件(微软Office、金山WPS)、多媒体解决软件(Pho
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- 2021 全国 计算机等级考试 一级 教程 讲义
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