1、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 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（1958196
2、4）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：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
3、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。全国计算机等级考试教程（一级） 第一章28、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
4、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ASPJSPCGI 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
5、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
6、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。数据处全国计算机等级考试教程（一级） 第一章3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
7、一）R 进制 基数 R 基本符号 权 符号表示二进制 2 0,1 21 B八进制 8 0,1,2,3,4,5,6,7 81 O十进制 100,1,2,3,4,5,6,7,8,9 101D十六进制 160,1,2,3,4,5,6,7,8,9,A,B,C,D,E,F 161HR 进制转换为十进制：将 R 进制数按权展开求和。（123.1） H=（116 2216 1316 0116 -1） D=（2563230.0625） D=（291.0625） D（123.1） O=（18 228 138 018 -1） D=（641630.125） D=（83.125） D（10110.1） B=（12 4
8、02 312 212 102 012 -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。全国计算机等级考试教程（一级） 第一章4八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
9、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） ，1 Byte=8 bit ，计算机信息单位统一为字节（B，Byte）：K 字节（千字
10、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
11、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
12、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重新分组输入码输入码 国标码 机内码 地址码 字形码汉字输入 汉字输出全国计算机等级考试教程（一级） 第一章51.3 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
13、、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：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
14、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
15、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用1616、 2424 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6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
16、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
17、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
18、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。全国计算机等级考试教程（一级） 第一章7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。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 23GH
19、z 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。进程与线程1、进程：进程是一个正在内存中被运行或执行的程序，是操作系统中的一个核心概念。进程是程序的一次执行过程，是系统进行调度
20、和资源分配的一个独立单位。同一个程序被执行多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的任务，这些被分解的不同进程就叫做线程。软件系统及其组成软件系统系统软件操作系统语言处理程序系统服务程序应用软件应用软件包用户程序辅助设计/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全国计算机等级考试教程（一级） 第一章8操作系统的功能：管理，即管理计算机的所有软件和硬件。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1、处理机管理：即管理好 CPU 这一最宝贵的硬件资源，提高 CPU 的使用效率是操作系统的核心任务。管理 CPU 的目的就是
21、为了更有效的执行程序。2、内存管理：主要包括内存空间的分配、保护和扩充。 （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：程序级接口和作业级接口（用户界面） 。操作系统的 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
22、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CPU 内存 外存 外设用户接口用户全国计算机等级考试教程（一级） 第一章91、机器语言：直接采用二进制代码表示指令系统的语言，
23、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（Phot
24、oshop、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
25、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以每秒 n 幅的速度播放（n25） 。表达和生成图像通常有两种方法：点位图（像素表示，放大会变模糊）和矢量图（指令表示，放大不变模糊） 。图像文件的格式：.bmp.gif.jpg
26、.jpeg.png.tiff.dxf.wmf,动态图像的视全国计算机等级考试教程（一级） 第一章10频文件格式主要有：.AVI.RM.RMVB.MPEG.MP4.MOV 等多媒体数据压缩：分有损压缩和无损压缩，有静止图像 JPEG 标准和声音视频 MPEG标准。1.7 计算机病毒与防治计算机病毒：实质上是一种特殊的计算机程序，具有自我复制的能力，可非法侵入而隐藏在存储媒体中的引导部分、可执行部分和数据库文件中。其特点有寄生性、破坏性、传染性、潜伏性和隐蔽性。计算机病毒可分 5 类：引导区型病毒、文件型病毒、混合型病毒、宏病毒、 Internet 病毒（网络病毒） 。计算机病毒的清除：瑞星、江民、卡巴斯基、诺顿、360 安全卫士等。计算机病毒的预防：专机专用、利用写保护、谨慎下载和安装使用网络上的软件、谨慎打开不明网址和非法网站、谨慎打开或下载邮件中的不明附件、尽量不用双击打开文件或文件夹、分类管理数据文件、建立备份、安装杀毒软件、定期检查扫毒、利用一键还原备份系统。
