全国B计算机理论基础

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1、1.1计算机概述考点1计算机发展简史1946年2月日，世界上第一台电子计算机EMAC在美国宾夕法尼亚大学诞生，它的出现具有划时代的伟大意义。从第一台计算机的诞生到现在， 计算机技术经历了大型机、 微型机及网络阶段。 对于传 统的大型机，根据计算机所采用电子元件的不同而划分为电子管、晶体管、集成电路和大规模、超大规模集成电路等四代，如表 11-1所示。表1-1计算机发展史类别时间段基本元件特点应用代表产品第一代计算机1946-1958电子管体积庞大、造价昂贵、速度低、存储量小、可靠性差军事应用和科学研究UNIVAC-I第二代计算机1958-1964晶体管相对体积小、重量轻、开关速度快、工作温度低

2、数据处理和事务管理IBM -700第三代计算机1965-1971小规模和中规模集成电路体积、重量、功耗进一一步减少应用更加广泛IBM-360第四代计算机1971至今大规模和超大规模集成电路性能飞跃性地上升应用各个领域IBM-4300等我国在微型计算机方面，研制开发了长城、方正、同方、紫光、联想等系列微型计算机我国 在巨型机技术领域中研制开发了“银河”、“曙光”、“神威”等系列巨型机。考点2计算机的特点现代计算机算一般具有以下几个重要特点。（1）处理速度快 （2）存储容量大。（3）计算精度高。（4）工作全自动。（5）适用范围广，通用性强。考点3计算机的应用计算机具有存储容量大，处理速度快，逻辑推

3、理和判断能力强等许多特点，因此已被广泛应用于各种科学领域，并迅速渗透到人类社会的各个方面，同时也进人了家庭。计算机主 要有以下几个方面的应用。（1 ）科学计算（数值计算）。（2 ）过程控制。（3）计算机辅助设计（CAD ）和计算机 辅助制造（CAM ）。（ 4 ）信息处理。（5 ）现代教育（计算机辅助教学（CAI）、计算机模 拟、多媒体教室、网上教学和电子大学）。（ 6）家庭生活。考点4计算机的分类计算机品种众多，从不同角度可对它们进行分类，如表1-2所示。ft 1-2计算机分黄I魅挣卄薜數嫌坏也妬H3F迪用粉帆天甲忡算机xWj1.2数制与编码考点5数制的基本概念1. 十进制计欺制其加法规则是

4、“逢十进一”，任意一个十进制数值都可用0. 1.2 .3 .4 .5 .6 .7 .8 .9 共10个数字符号组成的字符串来表示，这些数字符号称为数码；数码处于不同的位置代表不的数值。例如720.30可以写成 7x102 + 2x101 + 0x100 + 3 x10 1 + 0x10 2，此式称为按权展开表示 式2. R进制计数制从十进制计数制的分析得出，任意R进制计数制同样有基数N、和Ri按权展开的表示式。R可以是任意正整数如二进制R为2。（1）基数（Radix ）一个计数所包含的数字符号的个数称为该数的基，用R表示。例如，对二进制来说，任意一个二进制数可以用0 , 1两个数字符表示，其基

5、数 R等于2。（2）位值（权）任何一个R进制数都是由一串数码表示的，其中每一位数码所表示的实际值都大小， 除数码本身的数值外，还与它所处的位置有关，由位置决定的值就称为位置（或位权）。 位置用基数R的I次幕Ri表示。假设一个 R进制数具有n为整数，m位小数，那么其位权 为 Ri，其中 i=-mn-1。(3 )数值的按权展开任一 R进制数的数值都可以表示为：各个数码本身的值与其权的乘积之和。例如，二进制数101.01的按权展开为：101.01B=1 X22+0 X21 + 1 X20+0 X2 1 + 1 X2 2=5.25D任意一个具有n位整数和m位小数的R进制数的按权展开为：(N) R=dn

6、-1 XRN-1+dn-2 XRN-2+ +d2 XR2+d1 XR1+dO XRO+d-1 XR-1+d-M XR-M其中di为R进制的数码考点6二、十、十六进制数的数码(1 )十进制和二进制的基数分别为10和2，即“逢十进一”和“逢二进一”。它们分别含有10个数码(0,1,2 , 3,4,5,6,7,8,9 )和两个数码(0,1 )。位权分别为10i和2i (i = -m-n-1 , m,n为自然数)。二进制是计算机中采用的数制，它具有简单可行、运算规则简单、适合逻 辑运算的特点。(2 )十六进制基数为 16，即含有16个数字符号：0, 1 , 2, 3, 4, 5 , 6, 7 , 8,

7、 9 , A, B, C, D, E , F。其中 A , B , C , D , E , F 分别表示数码 10,11 , 12,13,14,15，权为 16i (i = mn 1,其中m、n为自然数)。加法运算规则为“逢十六进一”。如表 1-3所 示列出了 015这16个十进制数与其他 3种数制的对应表示。表1-3常用计数方式十进制二进制十八进制十进制二进制十八进制000000810008100011910019200102101010A300113111011B401004121100C501015131101D60116141110e d701117151111F(3) 非十进制数转换

8、成十进制数。利用按权展开的方法，可以把任一数制转换成十进制数。例如：1010. 101 B = 1 X23 + 0 X22 + 1 X21 + 0 X2 01 X2 1 + 0 X2 2 + 1 X2 3只要掌握了数制的概念，那么将任一R进制数转换成十进制数的方法都是一样的。(4 )十进制整数转换成二进制整数。把十进制整数转换成二进制整数，其方法是采用“除二取余”法具体步骤是：把十进制整数除以2得一商数和一余数； 再将所得的商除以2 , 又得到一个新的商数和余数；这样不断地用2去除所得的商数，直到商等于0为止。每次相除所得的余数便是对应的二进制整数的各位数码。第一次得到的余数为最低有效位，最后

9、一次得到的余数为最高有效位。把十进制小数转换成二进制小数，方法是“乘2取整”，其结果通常是近似表示。转换成二进制小数，方法是“乘2取整”，其结果通常是近似表示。上述的方法同样适用于十进制数 对十六进制数的转换，只是使用的基数不同。(5)二进制数与十六进制数间的转换。二进制数转换成十六进制数的方法是从个位数 开始向左按每4位的组划分，不足 4位的组以0补足，然后将每组 4位二进制数代之以一 位十六进制数字即可。十六进制数字即可。1.3计算机中字符的编码考点7西文字符的编码计算机中常用的字符编码有EBCDIC码和ASCII码IBM系列大型机采用 EBCDIC码,微型机采用ASCII码是美国标准信息

10、交换码，被国际化组织指定为国际标准。它有7位码和8位码两种版国际的7位ASCII码是用7位二进制数表示一个字符的编码，其编码范围 从0000000B 1111111B，共有7 = 128个不同的编码值，相应可以表示128个不同的编码。7位ASCII码表如表14所示。表1-4 7位ASCII码表十进制十六进制字符十进制十六进制字符十进制十六进制字符十进制十六进制字符000NUT3220SP64409660C101SOH3321!6541A9761a202STX34226642B9862b303ETX3523#6743C9963c404EOT3624$6844D10064d505ENQ3725%6

11、945E10165e606ACK3826&7046F10266f707BEL39277147G10267g808BS4028(7248H10468h909HT4129）7349I10569i100ALF422A*744AJ1066Aj110BVT432B+754BK1076Bk120CFF442C764CL1086Cl130DCR452D一774DM1096Dm140ESO462E784EN1106En15OFSI472F/794FO1116Fo1610DLE483008050P11270P1711DC1493118151Q11371q1812DC2503228252R11472r1913DC

12、3513338353S11573s2014DC4523448454T11674t2115NAK533558555U11775u2216SYN543668656V11876v2317ETB553778757W11977w2418CAN563888858X12078x2519EM573998959Y12179y261ASUB583A905AZ1227Az271BESC593B915B1237B281CFS603C925C1247C|291DGS613D935D1257D301ERS623E945E1267E311FUS633F955F1277FDEL考点8汉字的编码1. 汉字信息的交换码汉字信息交

13、换码简称交换码，也叫国标码。规定了7 445个字符编码，其中有 682个非汉字图形符和 6763个汉字的代码。有一级常用字3 755个，二级常用字 3 008个。两个字节存储一个国标码。国标码的编码范围是2121 H 一 7E7EH。区位码和国标码之间的转换方法是将一个汉字的十进制区号和十进制位号分别转换成十六进制数，然后再分别加上 20H，就成为此汉字的国标码：汉字国标码=区号（十六进制数）+20H位号（十六进制数）+ 20H而得到汉字的国标码之后，我们就可以使用以下公式计算汉字的机内码：汉字机内码=汉字国标码+8080H2. 汉字偷入码汉字输人码也叫外码，都是由键盘上的字符和数字组成的。目

14、前流行的编码方案有全拼输人法、双拼输入法、自然码输人法和五笔输人法等。3. 汉字内码汉字内码是在计算机内部对汉字进行存储、处理的汉字代码，它应能满足存储、 处理和传输的要求。一个汉字输人计算机后就转换为内码。 内码需要两个字节存储， 每个字节以最高位 置1 ”作为内码的标识。4. 汉字字型码汉字字型码也叫字模或汉字输出码。在计算机中，8个二进制位组成一个字节，它是度量空间的基本单可见一个 16 x 16点阵的字型码需要 16 x 16/8=32字节存储空间。汉字字型通常分为通用型和精密型两类。5. 汉字地址码汉字地址码是指汉字库中存储汉字字型信息的逻辑地址码。它与汉字内码有着简单的对应关系，以

15、简化内码到地址码的转换。6. 各种汉字代码之间的关系汉字的输人、处理和输出的过程， 实际上是汉字的各种代码之间的转换过程。如图1- 1表示了这些汉字代码在汉字信息处理系统中的位置及它们之间的关系1.4指令和程序设计语言考点9计算机指令一条指令必须包括操作码和地址码两部分。一台计算机可能有多种多样的指令这些指令的集合称为该计算机的指令系统。考点10程序设计语言程序设计语言通常分为机器语言、汇编语言和高级语言3类（1 ）机器语言。机器语言是计算机唯一能够识别并直接执行的语言。（2）汇编语言。用汇编语言编写的程序称为汇编语言源程序.计算机不能直接识别它。 必须先把汇编语言程序翻译成机器语言程序(称目

16、标程序)，然后才能被执行。(3 )高级语言。高级语言要用翻译的方法把它翻译成机器语言程序才能执行。翻译的方法有“解释”和“编译”两种。一个高级语言源程序必须经过“编译”和“连接装配”才能成为可执 行的机器语言.1.5计算机系统的组成考点11计算机系统概述计算机系统是由硬件系统和软件系统两大部分组成的，如表I一 5运算器控制黑rROVI RAM外邮厂去 硬盘、软盘、光盘、磁带 冊说冰帝人哎备 键盘円鼠标、扌曲苗仪总，啼显示器.打印机、銓團仪 ，操作系统程序语言处理丢统 数据库管理系圻服务程序一一检查、谕断s排错咖，严用应用時I专用应用软件一一用户考点12 “存储程序控制”计算机的概念1944年8

17、月，著名美籍匈牙利数学家冯 ？诺依曼提出了 EDVAC计算机方案，他在方案 中提出了 3条思想。(1) 计算机的基本结构。计算机硬件应具有运算器、控制器、存储器、输人设备和输出设备等5大基本功能。(2) 采用二进制数二进制数便于硬件的物理实现，又有简单的运算规则。(3) 存储程序控制存储程序实现了自动计算，确定了冯.诺依曼型计算机的基本结 构。考点13计算机硬件的组成1运算器运算器是计算机处理数据和形成信息的加工厂，主要完成算术运算和逻辑运算，它由算术逻辑运算部(ALU )、累加器及通用寄存器组成。2控制器控制器是计算机的神经中枢，它用以控制和协调计算机各部件自动、连续地执行各条指令。它通常由

18、指令部件、时序部件及操作控制部件组成。（1）指令寄存器：存放由存储器取得的指令。（2）译码器：将指令中的操作码翻译成相应的控制信号。（3）时序节拍发生器：产生一定的时序脉冲和节拍电位，使得计算机有节奏、有次序 地工作。（4）操作控制部件：将脉冲、电位和译码器的控制信号组合起来，有时间性地、有时 序地控制各个部件完成相应的操作。（5）指令计数器：指出下一条指令的地址。3 存储器存储器是计算机记忆装置， 主要用来保存数据和程序， 具有存数和取数的功能。 存储器 分为内存储器和外存储器。 CPU 只能访问存储在内存中的数据，外存中的数据只有先调入 内存后才能被 CPU 访问和处理。4. 输入设备 输

19、人设备的主要作用是把准备好的数据、 程序等信息转变为计算机能接受的电信号送人计算 机。5. 输出设备 输出设备的主要功能是把运算结果或工作过程以人们要求的直观形式表现出来。考点 14 计算机软件系统的组成软件系统可分为系统软件和应用软件两大类二1 系统软件系统软件分为 操作系统 、语言处理系统（翻译程序）、服务程序和数据库系统 4 大类 别。（1）操作系统（OS）。一个操作系统应包括下列 5大功能模块：处理器管理、作业管 理、存储器管理、设备管理和文件管理。操作系统通常分成以下 5 类。 单用户操作系统。 微软 的 MS-DOS 、 Windows 属于此类。 批处理操作系统。 IBM 的 D

20、OS/VSE 属于此类。 分时操作系统。 UNIX 是国际最流行的分时操作系统。 实时操作系统。 网络操作系统。（ 2 ）对于高级语言来说，翻译的方法有两种：解释和编译。对源程序进行解释和编译任 务的程序，分别叫做解释程序和编译程序。2 应用软件 应用软件可分为通用软件和专用软件两类其中通用软件又分为3 类。（ 1 ）文字处理软件如 Office 2000 中的 Word.（ 2）电子表格软件二如 Office 2000 中的 Excel .（ 3）专家系统 .考点 15 中央处理器（ CPU ）中央处理器（ CPU ）主要包括运算器（ ALU ）和控制器（ CU ）两大部件。此外，还包 括若

21、干个寄存器和高速缓冲存储器。 它是计算机的核心部件。 又称微处理器。 计算机的所有 操作都受 CPU 控制， CPU 和内存储器构成了计算机的主机，是计算机系统的主体。 CPU 的性能指标直接决定了由它构成的微型计算机系统性能指标。 CPU 的性能指标主要有字长 和时钟主频。考点 16 价存储器计算机的存储器分为两大类： 一类是设在主机中的内部存储器， 也叫主存储器， 用于存 放当前运行的程序和程序所用的数据， 属于临时存储器： 另一类是属于计算机外部设备的存 储器，叫外部存储器简称外存，也叫辅助存储器（简称辅存）。外存中存放暂时不用的数 据和程序，属于永久性存储器当需要时应先调人内存。内部存

22、储器一个二进制位（bit）是构成存储器的最小单位。通常将每8位二进制位组成的一个存储单元称为一个字节（ Byte ），并给每个字节编上一个号码，称为地址（ Address ）。1）存储容量存储器可容纳的二进制信息量称为存储容量。度量存储容量的基本单位是字节（ Byte ）。此外，常用的存储容量单位还有：KB （千字节）,MB （兆字节）和 GB （千兆字节）它们之的关系为 :1字节（Byte ） = 8个二进制位（bits）1 KB 二 1024 B ; 1MB = 1024KB ; 1GB 二 1024MB2）存取时间存储器的存取时间是指从启动一次存储器操作，到完成该操作所经历的时间.3）内

23、存储器的分类内存储器分为随机存储器（ RAM ）和只读存储器（ ROM ）两类 .（ 1 ）随机存储器（ RAM ）。随机存储器也叫读写存储器 .其特点是 :存储的信息既可以读 出, 又可以向内写入信息，断电后信息全部丢失。随机存储器又可以分为静态RAM 和动态RAM 两种 .静态 RAM 的特点是只要不断电，信息就可长时间的保存.其优点是速度快 ,不需要刷新 ,工作状态稳定 ; 缺点是功耗大，集成度低，成本高 .动态 RAM 的优点是使用组件少，功耗低，集成度高:缺点是存取速度较慢且需要刷新 .（ 2）只读存储器（ ROM ） .只读存储器的特点：存储的信息只能读出,不能写入 ,断电后信息也

24、不丢失。只读存储器大致可分成3类：掩膜型只读存储器（MROM ）可编程只读存储器（PROM ）和可擦写的可编程只读存储器（EPROM）关于RAM和ROM之间.以及动态 RAM和静态RAM之间的区别如表 1-6所示内存类型静态RAM和动态RAM之间的区别RAM和ROM的区别区别点静态RAM动态RAM信息可以随时写出。写 入时，原数据被冲掉。加电时信息完好，一旦 断电，信息消失，无法 恢复随机存储 器（RAM ）只读存储器（ROM ）1集成度低集成度咼2价格高价格低3存取速度快存取速度慢4不需要刷新需要刷新分类可编程只读存储器（PROM ）可擦 除的可编程只读擦除器 （EPROM ） 掩模型只读存

25、储器（MROM ）信息时永久性的，即使关机也不会消失2.外部存储器目前最常用的外存有磁盘、磁带和光盘等。与内存相比，这类存储器的特点是存储容量 大、价格较低,而且在断电后也可以长期保存信息，所以又称为永久性存储器。磁盘存储器又可分为软盘、硬盘和光盘。磁盘的有效记录区包含若干磁道，磁道由外向内分别称为0磁道、I磁道每磁道又被划分为若干个扇区，扇区是磁盘存储信息的最小 物理单位。硬盘一般有多片，并密封于硬盘驱动器中，不可拆开，存储容量可观，可达几百 吉字节。软盘被封装在保护套中， 插人软盘驱动器中便可以进行读写操作。软盘可分为3 .5英寸和5 . 25英寸两种，软盘上都带有写保护口，若处于写保护状

26、态，则只能读出，不能 写人。光盘可分为只读型光盘（ CD-ROM ）、一次性写人光盘（WORM ）和可擦写型光盆。 磁盘的存储容量可用如下公式计算：容量=磁道数x扇区数x扇区内字节数x面数x磁盘片数考点17输入输出设备计算机中常用的输人设备有键盘和鼠标， 其他的输人设备有扫描仪、 手写输入设备、声 音输入设备、触摸屏和条形码阅读器。常用的输出设备有显示器和打印机、绘图仪等。磁盘既可以属于输入设备，也可以属于出设备。考点18计算机主要技术指标 字长。一次能并行处理的二进制数。字长总是8的整数倍，如16、32、34位等 主频。计算机中 CPU的时钟周期，单位是兆赫兹（ MHZ?）。 运算速度。计算

27、机每秒所能执行加法指令的数目。运算速度的单位是百万次/秒（ MIPS ） 存储的容量。 存储容量包括主存容量和辅存容量， 主要指内存所能存储信息的字节数。 存储周期。存储器进行一次完整的存取器作所需要的时间。1. 6 多媒体技术简介 考点 19 多媒体技术 多媒体技术有以下几个特点：数字化、集成化、交互性和实时性。（1）多媒体计算机由 PC + CD-ROM 十音频卡十 视频卡组成。除了硬件配置外，还应 配置相应的软件： 首先是支持多媒体的 操作系统 ；其次是多媒体的开发工具、 压缩和解压缩 软件等。（2） 多媒体的应用主要有以下几个方面：教育 和培训 ，商业和服务业，家庭娱乐、休 闲，影视制作，电子出版业及 Internet 上的应用。1.7 计算机病毒及其防治 考点 20 计算机病毒的概念 计算机病毒实质上是一种特殊的计算机程序，这是“能够侵人计算机系统的、并给计算 机系统带来故障的一种具有自我复制能力的特殊程序” .考点 21 计算机病毒的特点 计算机病毒一般具有如下重要特点。 寄生性。 传染性。 破坏性。 潜伏性。 隐蔽性。考点 22 计算机病毒的预防 预防计算机病毒的几点措施如下。 专机专用。 利用写保护。 固定启动方式。 慎用网上 下载 的软件。 分类管理数据。 建立备份。 采用防病毒卡或病毒预警软件。定期检查。严禁在计算机上玩电子游戏。