计算机等级考试一级教程义.docx

全国计算机等级考试教程（一级） 第三章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：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：第十九套（2）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CADCAICAMCAT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：第十八套（1）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。 计算机的发展趋势：巨型化、微型化、网络化、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）第一套（3、4、5）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=（116221613160116-1）D=（2563230.0625）D=（291.0625）D（123.1）O=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=（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（2 5 3.6 5）O=（010 101 011.110 101）B=（1010 1011.1101 0100）B=（A B.D 4）H重新分组计算机中的信息单位：第十四套（19） 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。第四套（9）第六套（8）第二十套（7）3l ASCII码值由小到大排列：控制字符、数字、大写英文字母、小写英文字母汉字信息处理系统的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的矢量方式表示有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的逻辑地址码音码形码语音手写扫描l 区位码转国标码：(区位码是一个四位十进制数，国标码是一个四位的十六进制数，国标码的范围是2121H7E7EH) 第二套（12）第六套（9）第十套（16）1） 分别将区号、位号转换成十六进制。2） 再分别将区号和位号各加20H。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、输出设备第一套（16） 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：第八套（6）操作码源操作数（或地址）目的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。第五套（9）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）第八套（8）第十五套（11）第十六套（13） 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。第十八套（7） 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。 其他输出设备：音箱和耳机、投影仪、绘图仪 其他输入输出设备：调制解调器和光盘刻录机，集成输入和输出两种功能。微型计算机的主要技术指标：字长、时钟主频、运算速度、存储容量、存取周期。第十七套（15） 1、字长：是计算机部件一次能同时处理的二进制数据的位数。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的时钟频率，单位是吉赫兹。现行主流一般在23GHz以上，主频越高，速度越快。 3、运算速度：计算机每秒能执行的加法指令数目，常用百万次/秒（MIPS）来表示。 4、存储容量：主要指内存的容量，内存越大计算机的处理能力越强。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的时间，目前主流的为770ns。其他技术指标有：可靠性、可维护性、平均无故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）和软件系统组成的。软件系统是为运行、管理和维护计算机而编制的各种程序、数据和文档的总称。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他领域应用软件应用软件应用软件包用户程序操作系统的功能：管理，即管理计算机的所有软件和硬件。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内存外存外设操作系统的5类典型结构：第四套（15）第二十套（16） 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，单用户操作系统的根本特征是，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的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，是多用户、多任务操作系统。一般采用时间片轮转的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Linux系统，分实时控制系统和实时数据处理系统。要求对数据及时、快速地进行处理和反应。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的限制，方便地使用远地的计算机资源，提供网络通信和网络资源共享功能的操作系统。 计算机语言：机器语言汇编语言高级语言第五套（6） 1、机器语言：直接采用二进制代码表示指令系统的语言，是计算机硬件系统能够真正理解和执行的唯一语言，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的语言。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，具有严格的语法规则和语义规则，没有二义性，更接近于人类的自然语言和数学语言。如CC+VBVCJAVABasic等。需要经过编译或解释的方式翻译成目标程序机器才能执行。 应用软件：常见的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多媒体简介第十一套（18） 媒体：指文字、声音、图像、动画和视频等内容。多媒体是指能够同时对两种或两种以上媒体进行采集、操作、编辑、存储等综合处理的技术。具有交互性、集成性。 最基本的三种媒体是：声音、图像和文本，多媒体计算机能够同时采集、处理、存储和展示多种媒体信息。 1、声音：计算机系统通过麦克风输入声音信号，并对其进行采样、量化而将其转换成数字信号，然后通过音箱等输出设备输出。采样频率越高，声音越真实，效果越好。采样后的信号会转化为相应的用几位二进制数（量化位）表示的数值，量化位数越大，样本精度越高，声音质量就越高，声音文件就越大。采样和量化过程中使用的主要硬件是A/D转换器（模拟/数字转换器）和D/A转换器（数字/模拟转换器）。声音文件的格式有：.MP3.WAV.MIDI.AU.VOC.AIF等。2、图像：图像的采样就是采集组成一幅图像的点（每个点就是一个像素），通过量化将采集到的信息转换成相应的数值（用几位二进制数表示，如8、16、24、32位等），动态图像是将静态图像