计算机一级理论部分

一、 计算机的发展

1、1946年世界上第一台电子计算机ENIAC研制成功，主要元件是电子管

2、在ENIAC研制过程中，美籍匈牙利数学家冯·诺依曼（John von

Neumann）总结归纳以下三点：

①采用二进制，②存储程序控制，③计算机的五大基本部件：运算器、存储器、控制器、输入设备和输出设备。

3、计算机发展的四个阶段

①第一阶段：电子元件是电子管，内存采用汞延迟线

②第二阶段：电子元件是晶体管，内存采用磁芯存储器。

③第三阶段：电子元件是中小规模集成电器，内存采用半导体存储器

④第四阶段：电子元件大规模、超大规模集成电器

随着特大规模集成电器SLSI技术的出现，计算机朝着微型化合巨型化两个方向发展，1971年第一片微处理器诞生。

4、我国于1958年研制成功第一台电子管计算机103台。2008年研制成功百万亿次超级计算机“曙光5000”

5、计算机的特点：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网络与通讯功能。

6、计算机的用途

①科学计算：如基因序列分析、卫星轨道测算、天气预报等。

②数据处理（也叫信息处理，是计算机应用最多的领域）：如文字处理、数据应用等

③实时控制：如工业过程控制等

④计算机辅助：如计算机辅助设计CAD、计算机辅助制造CAM、计算机辅助教育CAT、计算机仿真模拟（Simulation）等

⑤网络与通讯：如网络互联、路由、数据通讯、信息浏览及网络安全等

⑥人工智能：如机器翻译、智能机器人等

⑦数字娱乐：如电影、数字电视、游戏等

⑧嵌入式系统：如数码相机、摄像机等

7、计算机的类型

①按处理数据的形态分为数字计算机、模拟计算机和混合计算机。

②按使用范围分为：通用计算机和专用计算机

③按性能分为：超级、大型、小型、微型计算机及工作站、服务站

8、计算机的新技术

①嵌入式技术:将软件固话集成到硬件系统中。嵌入式系统主要由嵌入式处理器、外围设备、嵌入式操作系统及特定的应用程序四部分组成。

②网络计算机：提供资源共享、协同工作

③中间件技术：是介于应用软件和操作系统之间的系统软件。

9、未来计算机的发展趋势

①巨型化，②微型化，③网络化，④智能化

10、未来新一代计算机

①模糊计算机，②生物计算机，③光子计算机，④超导计算机，⑤量子计算机

11、信息技术（IT）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。

12、现代信息技术的特点：①数字化，②多媒体化，③高速化、网络化、宽频带，④智能化

二、数据在计算机中的表示

13、数制转换方法（请结合大量习题复习这一部分）

①十进制转r进制：整数部分除r取余，小数部分乘r取整。

②r进制转十进制：按权展开求和

③二进制转八（十六）进制：三位（四位）一组

④八（十六）进制转二进制：一分为三（四）

14、计算机中的信息单位

①位b（bit）是度量数据的最小单位，字节B（byte）是信息组织和存储的基本单位，1byte=8bits

②1KB=1024KB 1MB=1024KB 1GB=1024MB 1TB=1024GB

15、计算机中最常用的字符编码是ASCII码（美国信息交换标准交换代码），有7位标准码和8位扩展码两个版本。

16、7位ASCII码表中有128个字符（8位扩展ASCII码表可表示256个字符），其中94个是可打印字符（也称为图形字符），34个控制字符（也称为非图形字符），在这些字符中，从0~9、从A~Z、从a~z都是顺序排列的，且整体上是按照字符、数字、大写字母、小写字母的顺序排列的排列靠后的字符时ASCII码值依次增大，相同字母小写比大写的码值大32。

17、计算机内部用1个字节（8位二进制）存放一个7位ASCII码，最高位置为0。

18、我国于1980年发布可国家汉字编码标准GB2312-80，把常用的6763个汉字分为两级：一级汉字有3755个，按汉语拼音排列，二级汉字有3008个，按偏旁部首排列。由于一个字节只能表示256种编码，所以一个国际码必须用两个字节来表示。

为避开ASCII表中的控制码，GB2312-80只选取可94个编码位置，所以代码表中两个字节分别表示94个区和94个位。由区号和位号（区中的位置）构成了区位码。

19、区位码与国标码的转换：

①将汉字的十进制区号和十进制位号分别转换成十六进制。

②将①中换算后的十六进制的区号和位号分别加上20H。

例：汉字“中”的区位码是5448D（十进制）

① 区位码5448D=3630H（区号54和位48分别转换成十六进制位36和30）

② 3630H+2020H=5650H(十六进制区号36和位号30分别加上20H，结果为5650H)

20、汉字输入码：也叫外码，是对汉字的录入进行编码。好的输入编码应该满足①编码短，②重码少，③好学好记。常用的输入码有音码、行码、音形码、语音、手写、扫描等。

21、汉字内码：是对汉字进行存储、处理的汉字代码。汉字内码与国标码之间的关系如下：

汉字的内码=汉字的国标码+8080H

如“中”子的内码=“中”的国标码5650H+8080H=D6D0H

22、汉字字形码：又称汉字字模，有点阵和矢量两种表示方式。

点阵有8×8、16×16、24×24、32×32等，根据点阵不同，可以计算出一个汉字需要占用多少字节的存储空间。如16×16点阵，一个汉字需要占用16×16=256位（bit），也即是256/8=32B（字节）。

三、计算机硬件的组成

23、运算器

1.它的功能是对二进制数码进行算术运算或逻辑运算，也称为算术逻辑部件（ＡＬＵ），各种运算可归结为相加和移位这两个基本操作，所以运算器的核心是加法器。

2.运算器主要由一个加法器、若干个寄存器和一些控制线路组成。

3.运算器的性能指标是衡量整个计算机性能的重要因素之一，与计算机相关的性能指标包括计算机的字长和速度。

24、控制器

1.控制器指挥全机各个部件自动、协调地工作。控制器的主要部件有：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（也叫程序计数器）。对控制器而言，真正的作用在

于机器指令执行过程的控制。

2一条机器指令包括两部分：操作性质部分（即操作码）和操作对象部分（即操作数或操作数地址）

一条机器指令的执行需要获得指令、分析指令、执行指令。

25、CPU

CPU主要包括控制器（CU）和运算器（ALU），是计算机的核心部件。

CPU的性能指标主要有字长和时钟主频两个，CPU的性能指标直接决定了计算机系统的性能指标。

26.储存器

1.储存器是计算机的记忆装置，具备存数和取数的功能。储存器分为内存储器（简称内存或主存）和外存储器（简称外存或辅存）。

2内存按功能可分为两类：随机存取存储器RAM和只读存储器ROM。通常所说的计算机内存容量指的RAM容量。

特点：一是可读可写，二是断电时RAM中的内容立即消失。

特点：CPU对ROM只读不存（即只读不写），即使断电，ROM中的信息也不会丢失。

5.高速缓冲存储器（Cache）分为两类：CPU内部的Cache（也成为一级Cache）和CPU外部的Cache（也叫二级Cache）

6.内存储器的性能指标有两个：容量和速度（速度一般用存储周期来表示）

7.外存储器的特点是存储量大、价格较低，可长期保存信息，所以也成为永久性储存器。

8.外存储器主要有硬盘、移动存储产品（USB移动硬盘、USB优盘等）、光盘。

硬盘既是输入设备，也是输出设备。

中央处理器只能直接访问储存在内存中的数据，外存中的数据只有先调入内存后才能被中央处理器访问和处理。

光驱的传输速率为：单倍速150kb/s，如果光驱位50倍速，则其传输率为：50*150kb/s=7500kb/s

光驱的单倍速为1350kb/s，容量为4.7GB。

27、输入设备：把可读信息转为计算机能识别的二进制代码输入计算机。主要有键盘、鼠标、扫描仪、触摸屏、手写笔、语言输入等。

28、输入设备

①其功能是将计算机处理后的各种内部格式的信息转换为人们能识别的形式表达出来。主要有显示器、打印机、绘图仪、声音输入设备、视频投影仪等。

②常用的显示器有阴极射影管显示器(CRT)和液晶显示器

(LCD)

③显示器的主要性能指标有：像素、点距、分辨率、显存等。常见的点距有0.13mm、0.28mm、0.25mm，点距越小，分辨率越高，显示越清晰。

分辨率是指每帧的线数和每线的点数的乘积(整个屏幕上像素的数目=列*行)

输入/输出设备简称I/0设备，有时也称外部设备。

④打印机

一般有三种，点阵式打印机、喷墨式打印机、激光式打印机，点阵式打印机为击打式打印机，后种为非击打式打印机。

29、总线

①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。经常被比喻为“高速公路”。

按照信号的性质可将总线分为三部分：数据总线DB、地址总线AB、控制总线CB。

②常见的总线标准有：ISA总线、PCI总线、AGP总线、EISA总线

③总线体现在硬件上就是计算机主板

④在电脑维修中，我们把CPU、主板、内存、显卡加上电源所组成的系统叫最小化系统。

30、微型计算机的主要技术指标

①字长：运算部件一次同时处理的二进制数据的位数

②时钟主题：指CPU的时钟频率

③运算速度：指每秒钟能能执行加法指令的数目，以百万次/秒(MIPS)为单位

④存储容量：主要是指内存容量

⑤存取周期：从内存中存取出数据所需要的时间

四、软件系统

31、计算机系统

计算机系统由硬件系统和软件系统组成。硬件系统也称为裸机，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。

32、软件系统由系统软件和应用软件两部分组成

①系统软件包括操作系统、语言处理系统、系统性能检测和实用工具软件等

②应用软件主要有：办公软件和办公套件、多媒体处理软件、Internet工作软件等

③操作系统的功能有：处理机管理、内存管理、信息管理、设备管理、用户接口等

④操作系统的类型主要有：单用户操作、批处理操作系统、分式操作系统、实时操作系统和网络操作系统

⑤机器语言

指挥计算机完成某个基本操作的命令

所有指令的集合称为指令系统

用二进制代码表示指令系统的语言称为机器语言。

⑥汇编语言

汇编语言是“符号化”的机器语言

用汇编语言编写的程序一般成为汇编语言源程序

翻译后的机器语言程序一般称为目标程序

将汇编语言源程序翻译成目标程序的软件为编译程序，这种翻译过程叫做编译。

⑧线程与进程

进程是程序的一次执行过程，是系统进行调度和资源分配的一个独立单位，是一个程序与其数据一道在计算机上时、 顺利执行时所发生的活动。

许多操作程序系统把进程再“细分”成线程

五、多媒体机及计算机病毒

33.多媒体

1.多媒体的特性：交互性、集成性

2.计算机和通信领域里归结为最基本的三种媒体是：声音、图像、文本。

3.数据压缩可以分为两种类型：无损压缩和有损压缩

JPEG标准是针对静止图像压缩的国际标准

MPEG标准是针对声音和电视图像数据的压缩标准

34.计算机病毒的概念及特点

计算机病毒实质上是一种特殊的计算机程序。

特点：寄生性、破坏性、传染性、潜伏性、隐蔽性

35.计算机病毒的分类

引导区型病毒、文件型病毒、混合型病毒、宏病毒、Interent病毒