《全国计算机等级考试（一级B教程）》
教  学  讲  义
WHY8206  2009.10
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
（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。
5unicode码和ascii码区别、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：
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，还有许多技术难关有待突破。
    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。
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
2
0,1
21
B
八进制
8
0,1,2,3,4,5,6,7
81
O
十进制
10
0,1,2,3,4,5,6,7,8,9
101
D
十六进制
16
0,1,2,3,4,5,6,7,8,9,A,B,C,D,E,F
161
H
  ●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。
  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：
  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。
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
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
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

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