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《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 主机电子器件 内存 外存储器 第一阶段 第二阶段 （1946—1958） （1958—1964） 电子管 汞延迟线 穿孔卡片、纸带 晶体管 磁芯存储器 磁带 第三阶段 （1964—1970） 中小规模集成电路 半导体存储器 磁带、磁盘 第四阶段 （1971至今） 大规模、超大规模集成电路 半导体存储器 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； 3、强大的存储能力；

2、准确的逻辑判断能力； 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。 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。

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：

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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。

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。

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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 二进制 八进制 十进制 十六进制 基数R 2 8 10 16 0,1 0,1,2,3,4,5,6,7 0,1,2,3,4,5,6,7,8,9 基本符号 权 符号表示 21 81 10 1B O D H 0,1,2,3,4,5,6,7,8,9,A,B,C,D,E,F 161 ●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=（1×2＋0×2＋1×2＋1×2＋0×2＋1×2）D=（16＋4＋2＋0.5）D=（22.5）D

4

3

2

1

0

-1

●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

●计算机中的信息单位： 重新分组 .