第一章  计算机基础知识
【应知要点】
计算机的发展阶段、发展趋势、特点、分类及其应用；计算机中的编码；计算机系统的组成；计算机硬件、软件一般知识；总线和接口标准知识；硬件的主要指标；汉字系统一般知识；计算机安全与病毒防范知识；计算机操作员职业道德。
【应会要点】
  能够完成微机主要组件的正确连接；能够完成微机文件的多种操作，完成文件的一般压缩及解压缩操作；能够完成一个软件的安装和设置，并启动运行；能够完成计算机病毒的检查与清除。
【知识精讲】
§1.1  关于计算机的一般知识
1.1.1  计算机的发展阶段
计算机的发展，经历了电子管、晶体管、集成电路和超大规模集成电路四个阶段。计算机的体积越来越小，功能越来越强，价格越来越低，应用越来越广泛。根据计算机使用器件的不同，可以分为以下四个发展阶段。
1 ．第一代计算机
    第一代计算机是以1 946 年ENIAC 问世开始到50 年代末。这一时期的主要特征是使用电子管作为电子器件，内存储器采用磁芯，外存储器有纸带、卡片、磁带、磁鼓等，运算速度仅为每秒凡千字节。软件还处于初始阶段，使用机器语言与符号语言编制程序。第一代计算机是计算机发展的初级阶段，其体积比较大，运算速度也比较低，存储容量不大。为了解决一个问题，所编制的程序很复杂。这一代计算机主要用于计算。
2 ．第二代计算机
第二代计算机是从50 年代末到60 年代初。这一时期的主要特征是使用晶体管作为电子器件，外存储器有了磁盘、磁带，外设种类也有所增加，运算速度达每秒凡十万次，内存容量扩大到凡十万字节。在软件方面开始使用计算机高级语言，如ALGOL60 、FORTRAN 、COBOL 等，为更多的人学习和使用计算机铺平了道路。
  这一代计算机的体积大大减少，具有重量轻、寿命长、耗电少、运算速度快、存储容量比较大等优点。因此，这一代计算机不仅用于科学计算，还用于数据处理和事务处理，并逐渐用于工业控制。
3 ．第三代计算机
  第三代计算机是从60 年代中期到70 年代初期。这一时期的主要特征是使用中、小规模集成电路作为电子器件，内存开始采用性能更好的半导体存储器，速度每秒可达几十万到几百万次。高级程序设计语言在这个时期有了很大发展并且出现了操作系统，使计算机的功能越来越强，应用范围越来越广泛。
  使用中、小规模集成电路制成的计算机，其体积与功耗得到了进一步的减小，可靠性和运算速度等指标得到进一步的提高，并且为计算机的小型化、微型化提供了良好的条件。在这一时期中，计算机不仅用于科学计算，还用于文字处理、企业管理、自动控制等领域。另外，微型计算机得到了飞速发展，对计算机的普及起到了决定性的作用。
4 ．第四代计算机
  第四代计算机是指用大规模与超大规模集成电路作为电子器件制成的计算机。自70 年代计算机开始采用超大规模集成电路作为逻辑元器件，在硅晶片上可以集成成千上万个电子
元件，高集成度的半导体存储器替代了以往使用的磁芯存储器。计算机的速度可以达到每秒凡百万次到上亿次，操作系统不断完善，应用软件已成为现代化工业的一部分，计算机的发展进入了以计算机网络为特征的时代。
  这一代计算机在各种性能上都得到了大幅度的提高，相应的软件也越来越丰富，其应用已经涉及国民经济的各个领域，已经在办公室自动化、数据库管理、图像识别、语音识别、专家系统等众多领域中大显身手。
  我国的计算机工业从1 956 年开始起步，1958 年成功研制出第一台电子管计算机，1964 年研制出第一台晶体管计算机，1 971 年研制成功第一台集成电路计算机。现在我国不但可系列化、成批地生产各类微型机，而且还研制出了“银河”巨型机。1 983 年，每秒能进行1 亿次运算的“银河I ”巨型机研制成功，目前“银河In ”巨型机速度已达到每秒130 亿次。
1.1.2  计算机的发展趋势
从1946 年第一台计算机诞生开始，计算机在提高速度、增加功能、缩小体积、降低成本和开拓应用等方面不断发展。进入20 世纪90 年代之后，这些趋势不仅仍在继续，而且节奏加快，大大加剧了市场竞争。
1 ．计算机运算速度不断提高
  随着用户需求的不断增长，如何提高计算机的计算能力，一直是计算机发展的动力之一。20 世纪50 年代至70 年代，计算机已经奠定了高速化的基础，80 年代实现了高速化，90 年代更向超高速迈进。按照传统的分类，计算机一般分为巨型、大型、中型、小型、微型计算机。从巨型、大型和微型计算机的计算能力的超高速化，就能看出90 年代计算机超高速化的明显趋势。
  微型机的计算能力猛追大型机，在性能价格比和易用性上具有极大优势。在计算机的发展史上，大型、中型、小型和微型机的界定都是暂时的，只需凡年，就从大变中、变小、变微，以此重新循环。微型机依靠超大规模集成电路（VLSI ）、微型组装等技术的支持，又沿用大型机的体系结构，这就使微型计算机能力提高之快，往往超越人们的预料。
2 ．计算机体积不断缩小
在性能指标、功能特性和可靠性等不断提高的前提下，计算机的体积重量自然是越小越好（显示屏幕除外）。20 世纪50 年代至70 年代，计算机的体积，每5 一8 年就缩小到原来的1 / 10 左右。80 年代以来大规模集成电路的发展，使计算机体积微型化了。近十多年来，
半导体集成电路的集成度，大约每3 年就提高4 倍，目前这种趋势仍将保持下去，计算机继续朝着超微型化方向发展。
3 ．计算机的价格将持续下降
  50 多年来，计算机在性能不断提高、功能不断增强和可靠性大大改善的同时，价格一直在下降。
4 ．计算机的信息处理功能走向多媒体化
  从应用的角度来看，计算机50 多年的发展过程，也是一个从单一计算功能向多种信息处理功能全面发展的过程，计算机从一般的科学工程计算（数值计算），逐步发展到数据处理、文字处理、图形／图像处理和声音、动画、影像（视频）处理等。计算机的信息处理功能不断增强，不但能处理数值信息、文字信息、图形信息等静态的视觉信息，而且可以处理动态的视觉信息（动画），还能处理语言、音乐等音频信息
  计算机与人的界面越来越友好了。正是由于多媒体技术的发展，计算机的应用正在迅速地渗透到各行各业乃至人们的日常生活、工作和学习中。
5 ．计算机与通信相结合，计算机应用进入网络计算时代
  在计算机50 多年的发展过程中，计算机数据通信网络（简称计算机网络）的发展与应用，
凡乎与计算机的发展是同步进行的。计算机与通信网络相互协调、相互补充，越来越融化为一体了。
  计算机网络的发展，20 世纪50 年代和60 年代是集中计算模式网络，70 年代至80 年代是分散计算模式网络，90 年代则进入了网络计算时代。网络计算时代的特征是：90 年代的计算机用户已经不是单纯只靠自己的一台计算机进行信息处理，而是必须从互联网络（所在的局域网级与其互联的其他网络）获得所需要的解决问题的能力，这种能力泛指应用计算机就能完成自己的特定任务，就是说，网络计算已经上升为主要模式。
  网络计算的应用模式对计算机、网络，乃至整个信息社会，将产生巨大的、深远的影响。
6 ．智能化
智能化就是要求计算机具有模拟人的感觉和思维的能力。新一代计算机要实现的目标就是智能化。
  智能化的主要研究领域包括：自然语言的生成与理解、模式识别、自动定理证明、自动程序设计、专家系统、学习系统、智能机器人等。
计算机操作基础1.1.3  计算机的特点
1 ．计算机具有高速处理的能力
计算机具有神奇的运算速度，这是以往其他一些计算工具所无法做到的。现在最快的巨型计算机每秒钟可以进行上千亿次运算，许多以前用人工无法完成的定量分析工作现在都能借助计算机来实现。
2 ．计算机具有很高的计算精度与可靠的判断能力
  由于计算机采用二进制数字运算，因而计算精度随着表示数字设备的增加而提高，加上先进的算法，可得到很高的计算精度。计算机不但具有计算能力，还具有逻辑判断能力。由于能进行逻辑判断，因而使得计算机能解决各种不同的问题。可靠的判断能力也有利于实现计算机工作的自动化，从而保证计算机控制的判断可靠、反应迅速、控制灵敏。
3 ．计算机具有超强的记忆能力
在计算机中拥有容量很大的存储装置，它不仅可以存储所需要的原始数据信息、处理的中间结果与最后结果，还可以存储指挥计算机工作的程序。计算机不仅能保存大量的文字、图像、声音等信息资料，还能对这些信息加以处理、分析和重新组合，以便满足在各种应用中对这些信息的需求。
4 ．计算机具有自动进行各种操作的能力
计算机是由程序控制其操作过程的。只要根据应用的需要，事先编制好程序并输入计算机，计算机就能自动地、连续地工作，完成预定的处理任务。计算机可以存储大量的程序和数据，存储程序是计算机工作的一个重要原则，这是计算机能自动处理的基础。
1.1.4  计算机的分类
1989 年IEEE 提出一个分类报告，根据计算机在信息处理系统中的地位与作用，考虑到计算机分类的演变过程和近期可能的发展趋势，把计算机分成六大类。
1 ．巨型计算机（Supercomputer )
  也称超级计算机，采用大规模并行处理的体系结构，CPU 由数以百计、千计的处理器组成，有极强的运算处理能力，大多使用在军事、科研、气象、石油勘探等领域。
2 ．小巨型机（Mini Supercomputer )
与巨型机相同，但使用了更加先进的大规模集成电路与制造技术，因而体积小、成本低，甚至可以做成桌面机形式，放在用户的办公桌上，便于巨型机的推广使用。
3 ．主机（Mainframe ）
或称主干机、大型机。它指运算速度快、处理能力强、存储容量大、可扩充性好、通信联网功能完善、系统软件和应用软件丰富、规模较大、价格较高的计算机，目前多采用对称多处理器（SMP ）结构，有2 、4 、6 、8 甚至16 或32 个处理器，在系统中起着核心作用，承担主服务器的功能。
4 ．小型计算机（Super Minicomputer ）
  这是20 世纪60 年代开始出现的一种供部门使用的计算机，以DEC 公司的VAX 系统和IBM 公司的AS/400 为代表。近年来，小型机逐步为高性能的服务器所取代。
5 . 工作站（Workstation ）
指SGI 、SUN、DEC 、HP 、IBM 等大公司推出的具有高速运算能力和很强的图形处理功能的计算机。通常以UNIX 操作系统为主，特别适用于工程与产品设计，具有较好的网络通信能力。
6 ．个人计算机（Personal Computer )
  也称个人电脑（PC 机）或微型计算机，价格便宜、性能不断提高，适合个人办公或家庭
使用。个人计算机分成台式机和便携机（笔记本计算机）两大类。后者是体积小、重量轻、可不使用交流电源，便于外出使用，性能基本与台式机相当，但价格高出一倍左右。通常所说的386 、486 、586 等机型都属于微型机。
  由于计算机网络使用日益广泛，许多计算机应用系统在结构上设计成为基于计算机网络的客户机／服务器模式（Client / server ）。在这种系统中，巨型机、小巨型机、主机均可作为系统的服务器使用，小型机及高档工作站则可用作部门的服务器，个人计算机和低档工作站则用作客户机（有时也称为网上的工作站），它们直接面向用户，且通过联网共享后台服务器的数据资源和计算资源。
鉴于客户机／服务器系统的盛行，近凡年一些计算机厂家专门设计生产了称为服务器的计算机产品，它们的存储容量大，网络通信能力强，可靠性好，运行网络操作系统，性能／价格比高。其中有一类是由高档PC 机提升而成的，称为PC 服务器。

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