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事业单位计算机基础知识讲义大全
事业单位-计算机基础知识-讲义大全
（上）
第一讲
计算机的发展
本讲要点
计算机发展阶段、特点与应用领域
计算机语言的发展
常见数制
授课内容
一、
第一节计算机的发展、特点和分类
计算机的诞生
世界上第一台计算机ENIAC（ElectronicNumericalIntegratorAndCalculator，称为电子数字积分
计算机）1946年2月诞生于美国。
该机采用电子管作为计算机的基本部件，共用了18800个电子管、10000
只电容和7000个电阻，重达30吨，占地170平方米，是一个名副其实的“庞然大物”。
ENIAC是第一台正式投入运行的计算机，它的运算速度可达每秒5000次（加减法），过去100名工程师
花费一年时间才能解决的计算问题，利用ENIAC只需两小时即可解决，这使工程师们摆脱了繁重的计算工作。
不过，ENIAC计算机与现代计算机相比，存在较大差异，并且不具有“机内存储程序”功能，其计算过程需
要在计算机外通过开关和接线来安排。
不久，美籍匈牙利科学家冯·诺依曼（VonNeumman）提出了“存储程
序式计算机”的模式，并主持研制了名为EDVAC的计算机，该机采用二进制代替十进制，并将指令存入计算
机内部，这恰恰是现代计算机所采用的工作模式，人们称这种计算机为冯氏机。
二、计算机发展阶段
从ENIAC诞生到现在，根据计算机所采用的物理器件不同，计算机的发展可划分为四个时代：
电子
管时代、晶体管时代、固体电路时代和大规模集成电路时代。
1.第一代计算机（1946年）继ENIAC之后，陆续出现了一批着名的计算机，它们的特征是采用电
子管作为逻辑元件，用阴极射线管和水银延迟线作为主存储器，外存则依赖纸带、卡片等。
这些计算机
的计算速度每秒可达几千至几万次，程序设计则使用机器语言或汇编语言。
这一代计算机的代表是
UNIVAC-I，有一定批量生产的计算机是IBM公司的IBM701（1952年）及后续的IBM703，IBM704等。
2.第二代计算机（1958年）使用晶体管或半导体作为开关逻辑部件，使其具有体积小、耗电少
和寿命长等优点，且运算速度有所提高。
第一台名为UNIAC-Ⅱ的全晶体管计算机问世，较有代表性的则
是IBM公司的7090，7094等大型计算机以及CDC公司的CDC1604计算机。
在这一时期，程序设计方面
使用了高级语言，如FORTRAN语言、COBOL语言等，使程序设计工作得到大幅度简化。
3.第三代计算机（1964年）这一代计算机的特征是采用中、小规模集成电路（简称IC）代替分
立元件的晶体管。
在几平方毫米的单晶体硅片上，可以集成几十个甚至几百个电子器件组成的逻辑电路。
除具有体积小、重量轻、功耗低、稳定性好等方面的优点外，运算速度每秒可达几十万至几百万次。
在
软件方面，操作系统日趋成熟，且软件的兼容性得到考虑。
较有代表性的计算机则是CDC公司的CYBER
系列，DEC公司的PDP-11和VAX系列等。
4.第四代计算机（1971年）以大规模集成电路为计算机的主要功能部件，具有更高的集成度、运
算速度和内存储器容量。
1971年，Intel公司研制成功第一代4位的微处理器4004和8位的微处理器
第[2]页
8088，这使微型计算机迅速地发展起来。
在随后的10年间，微处理器也由第一代发展到了第四代。
事
实上，计算机的发展在不同的时期并不是均衡的。
例如，第四代计算机发展至今已30余年，前三代计
算机所用总和不过25年。
5.第五代计算机正在发展中的智能计算机。
三、计算机语言的发展
第一代：
机器语言，每条指令用二进制编码，效率很低，难读、难懂、难修改。
第二代：
汇编语言，用字符、符号编程，与具体机器指令有关，执行效率较高。
第三代：
高级语言，面向用户，每一种语言，都有自己规定的专用符号、语法规则和语句结构。
高级语言与自然语言更接近，而与硬件功能相分离，彻底脱离了具体的指令系统，便于掌握和使用。
如
FORTRAN、COBOL、BASIC、PASCAL、C等都属于高级语言。
第四代：
面向对象程序设计语言，新一代的程序开发语言，使程序的编写和重用更加容易。
如Visual
Basic、VisualC/C++、Delphi、PowerBuilder等。
四、计算机工作的特点
计算机是一种能迅速而高效地自动完成信息处理的电子设备，它能按照程序对信息进行加工、处理、
存储等。
计算机有以下几个重要特点。
1.处理信息快
世界上第一台电子计算机的运算速度是5000次/秒（每秒执行5000个指令）。
目前，一般微型计算
机的运算速度可达每秒几千万到几亿次，巨型计算机的运算速度已经达到每秒几百亿次。
计算机有着如
此高的运算速度，使得过去需要几年甚至几十年才能完成的任务，现在只要几天、几小时甚至更短时间
就能完成。
2.存储容量大
计算机的存储器可以存储大量的数据。
它不仅能够存储程序代码、原始数据和计算结果，还能存储
计算机在执行过程中的中间信息，并能根据计算的需要随时取用。
随着计算机硬件技术的飞速发展，计
算机存储容量也快速增长，从以前的几十KB、几百KB，到现在的几十GB、几百GB甚至几千GB。
3.可靠性高
由于采用了大规模和超大规模集成电路，计算机有着非常高的稳定性和可靠性。
计算机不仅用于数
值计算、数据处理、辅助设计和办公自动化等方面，还广泛地应用于工业控制、航空航天等可靠性要求
高的领域。
4.准确性高（或称为精度高）
计算机一般可以有十几位有效数字，并可以达到更高的精度。
随着计算机技术更深入的发展，获得
更高的有效数字位数是必然的，有效数字位数越多，计算机计算的范围越大，准确性就越高。
例如，对
圆周率的计算，数学家们经过长期艰苦的努力只算到小数点后500位，而使用计算机很快就可以算到小
数点后200万位。
五、计算机的应用领域
1.传统应用
科学计算
这是计算机的原始应用，也是计算机产生的直接原因。
计算机用于科学计算，体现了两方面优势：
首先是解决计算量巨大的问题。
例如，为了计算某个环境的温度或压力分布，常需要将环境分离成上万
或更多的“节点”，求解上万或更高阶的方程组，用手工形成数据并进行方程求解是极其困难的。
而用
计算机运算和求解就相对容易得多。
其次是满足实时性要求。
例如，以天气预报为例，如果采用人工计
算，预报一天需要计算几个星期，失去了时效，借助计算机，取得10天的预报数据只要数分钟即可完
第[3]页
成，这使中、长期天气预报成为可能。
数据处理
直到今天，数据处理仍然是计算机应用的一个重要领域。
以一个企业为例，从市场预测、信息检索，
到经营决策、生产管理，都与数据处理有关。
借助计算机，可以使这些数据更有条理，统计的数据更准
确，反馈更及时，管理和决策更科学、更有效。
据统计，用于数据处理的计算机机时约占全部计算机
应用的2/3。
自动控制
因为计算机不仅具有极高的运算速度，且具有逻辑判断能力，因此，在工业生产过程的自动控制中
应用很广。
该过程的实质是指计算机汇集现场有关数据信息，求出它们与设定值的偏差，产生相应的控
制信号，对受控对象进行控制和调整。
计算机用于生产过程的自动控制，可以有效地提高劳动生产率，
降低成本，提高产品质量。
除此之外，计算机也广泛用于交通调度与管理、卫星通信和导弹飞行控制中。
2.现代应用
办公自动化
办公自动化简称OA（OfficeAutomation），其目的在于建立一个以先进的计算机和通信技术为基础
的高效人机信息处理系统，使办公人员能够充分利用各种形式的信息资源，全面提高管理、决策和事务
处理的效率。
根据应用对象的不同，办公自动化系统又可以分成事务型OA系统、管理型OA系统和决
策型OA系统。
其中，事务型ＯＡ系统又称为电子数据处理系统（EDP）或业务信息系统，主要供办公室
秘书和业务人员处理日常的办公事务，以减轻业务人员单调、重复性的劳动，如公文编辑、报表统计、
文件检索和活动安排等；管理型OA系统即管理信息系统（MIS），该系统是在事务型系统的基础上，支
持单位的信息管理工作；决策型OA系统（DSS）也称为决策支持系统，它通过对大量历史和当今的数据
统计分析，预测在不同对策下可能导致的结果，帮助领导人员选择适当的决策。
数据库应用
在当今社会中，人们无时无刻不在使用“数据”，如火车、飞机购票，银行存兑等。
为了尽量消除
重复数据，实现数据共享，人们提出了数据库的思想，并发展成层次、网状和关系型数据库模型，也产
生了许多着名的数据库管理软件，如FoxBASE，FoxPro，Oracle等。
借助网络，还可以实现计算机的分布
处理，如银行储户可以到就近的储蓄所取款；外出旅行时，可以使用磁卡在当地支取现金；订购车票可
以到银行而不一定是火车站的售票处等。
数据库管理系统实现了数据输入、检索、统计和报表等一系列
功能。
计算机辅助系统
计算机辅助系统。
计算机在辅助设计与制造及辅助教学方面发挥着日益重要的作用，也使生产技术
和教学方式产生了革命性的变化。
1）计算机辅助设计（CAD，Computer-AidedDesign）。
早期的CAD主要是利用计算机代替人工绘图，
以提高绘图质量和效率，其后的三维图形显示使设计人员可以从各种角度观察物体的动态立体图，并可
进行修改。
借助计算机的快速计算优点，可以随意改变产品的参数，以选择最佳设计方案，加上分析、
模拟手段，可以利用计算机生成产品模型代替实物样品，既降低了试制成本，也缩短了研制周期。
此类
方法也称为计算机辅助工程（CAE）。
2）计算机辅助制造（CAM，Computer-AidedManufacturing）。
这方面的典型应用是数控加工，使计
算机按已经编制好的程序控制刀具的启、停、运动轨迹和刀具速度及切削深度等进行零件加工。
3）计算机集成制造系统（CIMS，ComputerIntegratedManufacturingSystem）。
CIMS是美国学者
Harrington首先提出的概念，其中心思想是将企业的各个生产环节紧密结合，形成集设计、制造和管理
为一体的现代化企业生产系统。
此生产模式具有生产率高、生产周期短等优点，一些专家甚至认为，CIMS
有可能成为21世纪制造工业的主要生产模式。
4）计算机辅助教学（CAI，Computer-AidedInstruction）。
随着计算机技术的进步，传统的“黑板+粉
笔”的教学手段已经难以完全适应新的教学需要，借助新的支持环境，如多媒体授课中心等设施和计算
第[4]页
机辅助教学软件（称为课件），可以获得更好的教学效果。
通过CAI，既可以加深感性认识，又可以增加
信息量，还可以增强学生的动手能力。
教师很容易进行对学生的个别指导。
人工智能
人工智能研究的主要目的是用计算机模拟人的智能，其发展主要有以下几个方面。
1）机器人。
实现类似于人的机器人是人类长期以来的梦想，这是指让机器具有感知和识别能力，能
说话和回答问题，称为“智能机器人”。
目前，应用比较广泛的是“工业机器人”，它由已经编制好的程
序进行控制，完成固定的动作，通常可将其应用在某些重复、危险或人类难以胜任的工作中。
2）专家系统。
专家系统是指用来模拟专家智能的软件系统。
该类系统依据事先收集的某些专家的丰
富知识和经验，经总结后存入计算机，再构造出相应的推理机制，使该软件可以通过自己的推理和判断，
对用户的问题做出回答。
目前，专家系统最典型的应用是医疗方面。
3）模式识别。
这部分应用的研究重点是图形和语言识别，可以应用在机器人感觉和听觉、公安部门
的指纹分辨、签字辨认等方面。
此外，数据库智能检索、机器翻译、定理的机器证明等也都属于人工智能范畴。
计算机仿真
计算机仿真的目的是用计算机模拟实际事物。
例如，利用计算机可以生成产品（如汽车、飞机等）
的模型，降低产品的研制成本，且大幅度缩短研制周期；利用计算机可以进行危险的实验，如武器系统
的杀伤力、宇宙飞船在空中的对接等；利用计算机模拟自然景物，可以达到十分逼真的效果，现代电影、
电视中广泛采用了这些技术。
此外，在20世纪80年代末，出现了综合使用上述技术的所谓“虚拟现实”技术，它可模拟人在真
实环境中的视、听、动作等一切（或部分）行为，借助此类技术，飞行员只要在训练座仓中戴上一个头
盔，即可看到一个高度逼真的空中环境，产生身临其境的感觉。
计算机网络
网络是指将单一使用的计算机通过通讯线路连接在一起，以便达到资源共享的目的。
计算机网络的
建立，不仅解决了一个地区、一个国家中计算机与计算机之间的通信和网络内各种资源的共享，也极大
地促进和发展了国际间的通信和数据的传输处理。
事实上，计算机技术、通信技术和网络技术构成了当
今信息化社会的三大支柱。
六、计算机的分类
1）按设计目的划分可分为通用计算机和专用计算机
通用计算机：
用于解决各类问题而设计的计算机。
通用计算机及可以进行科学计算、工程计算，由
可用于数据处理和工业控制等。
它是一种用途广泛、结构复杂的计算机。
专用计算机：
为某种特定目的而设计的计算机。
例如用于数控机床、轧钢控制、银行存款等的计算
机。
专用计算机针对性强、效率高、结构比通用计算机简单。
2）按大小划分
（1）巨型计算机（SuperComputer）
人们通常把最快、最大、最昂贵的计算机称为巨型机（超级计算机）。
巨型机一般用在国防和尖端
科学领域。
目前，巨型机主要用于战略武器（如核武器和反导弹武器）的设计、空间技术、石油勘探、
长期天气预报以及社会模似等领域。
世界上只有少数几个国家能生产巨型机，着名巨型机如：
美国的克
雷系列（Cray-1,Cray-2，Cray-3、Cray-4等），我国自行研制的银河-I（每秒运算1亿次以上）、银河-II（每秒
运算了10亿次以上）和银河-III（每秒运算100亿次以上）也都是巨型机。
现在世界上运行速度最快的
巨型机已达到每秒万亿次浮点运算。
（2）大中型主机（Mainframe）
大型主机包括大型机和中型机，价格比较贵，运算速度没有巨型机那样快，一般只有大中型企事业
单位才有必要配置和管理它。
以大型主机和其他外部设备为主，并且配备众多的终端，组成一个计算机
第[5]页
中心，才能充分发挥大型主机的作用。
美国IBM公司生产的IBM360、IBM370、IBM9000系列，就是国
际上有代表性的大型主机。
（3）小型计算机（Minicomputer）
小型计算机一般为中小型企事业单位或某一部门所用，例如高等院校的计算机中心都以一台小型机
机为主机，配以几十台甚至上百台终端机，以满足大量学生学习程序设计课程的需要。
当然其运算速度
和存储容量都比不上大型主机。
美国DEC公司生产的VAX系列机、IBM公司生产的AS/400机，以及我
国生产的太极系列机都是小型计算机的代表。
（4）微型计算机，即个人计算机（PersonalComputer）
个人计算机又称为PC机（PersonalComputer），第四代计算机时期出现的一个新机种。
它虽然问世较
晚，却发展迅猛，初学者接触和认识计算机，多数是从PC机开始的。
PC机的特点是轻、小、价廉、易
用。
在过去20多年中，PC机使用的CPU芯片平均每两年集成度增加一倍，处理速度提高一倍，价格却
降低一半。
随着芯片性能的提高，PC机的功能越来越强大。
今天，PC机的应用已遍及的各个领域：
从
工厂的生产控制到政府的办公自动化，从商店的数据处理到个人的学习娱乐，几乎无处不在，无所不用。
目前，PC机占整个计算机装机量的95%以上。
第二节数制概述
人类日常生活中，使用最多的是十进制数，但计算机中还广泛使用二进制数、八进制数和十六进制
数等，它们的特点很相似，都是按进位的方式进行计数，不同位上的数字表示不同的值（即使数字相同）。
常见数制：
十进制（D）：
（258）10、258（D）、258D、258
二进制（B）：
（1010）2、1011（B）、1011B
八进制（Q）：
（257）8、257（Q）、257Q
十六进制（H）：
（2A8）16、2A8（H）、2A8H、0A58H
十进制数的主要特点是：
⑴有十个数码0～9；
⑵进位方式为逢十进一，或者说其基数是10。
二进制数的主要特点为：
⑵有两个数码0和1；
⑵进位方式为逢二进一，基数是2，数位k上的权是2k。
事实上，其他进位制数与上述表示方法类似，只是使用的数码、基数及权不同。
本讲知识延伸
一般地说，若用正整数J表示进位制基数，则任意一个J进制数N可以表示为：
第[6]页
其中ak是一个值为0，1，2，?
，J-1的数码。
当J=10时，此为一个十进制数；当J=2，4，8，16
时，分别为二进制数、四进制数、八进制数和十六进制数。
八进制采用的数码是0～7，十六进制采用的
数码是0～9和A～F，其中A～F的值为十进制的10～15，A～F也可以写成小写字母。
根据上述讨论可知，各种进位制数有三个共同特点：
⑴每个进制数都有一个固定的基数J，每一个数位取自J个不同数码中的一个，采取“逢J进一”
的原则向前进位。
⑵进位制数可以按上述公式展开，且每位上的数码ak对应一个固定的权Jk。
⑶对J进制小数而言，若小数点向左移动一位，等于原数缩小了J倍；若小数点向右移动一位，
等于原数增大了J倍。
第[7]页
第二讲
数制转换
本讲要点
各种进制
不同数制之间的转换
授课内容
1.各种数制
十进制
第一节各种数制
十个符号（0、1、2、3、4、5、6、7、8、9）
逢十进一
二进制
两个符号（0、1）
逢二进一
八进制
八个符号（0、1、2、3、4、5、6、7）
逢八进一
十六进制
0、1、2、3、4、5、6、7、8、9、A、B、C、D、E、F，十六个符号
逢十六进一
第二节计算机中使用的数制
与生活中常用的十进制数不同，计算机内使用二进制数，这主要是基于下述原因：
⑴设计可行性。
如果将一个数码视做一种状态，则十进制数共有10种状态，对应0～9的数码，
因为二进制数只有0和1两个数码，只有两种状态。
从实现上看，设计具有10个状态的电子器件是极
其困难的，而具有两个状态的器件则容易实现，如开关的闭合、晶体管的截止和导通、电位电平的低和
高等都可以表示数码0和1。
可以说，使用二进制才使电子器件的设计更具有可行性。
⑵运算简易性。
二进制数具有比十进制数简单得多的运算规则。
例如，二进制数的求和法则为：
相比之下，十进制中的每两个数码都要定义运算法则，远比二进制复杂。
正因为使用较少的运算规
则，才使计算机运算器的硬件结构得到极大简化。
⑶系统可靠性。
因为使用二进制数表示数码的电信号较少，控制过程简单，数据的处理和传输不
易出错，所以提高了计算机系统的可靠性。
第[8]页
各进制转十进制
第三节数制转换
–
十进制转二进制
除以2
倒取余数
例如：
（15）
=（1111）
10
2
例：
与十进制数100等值的数是：
（ACD）
A（64）16
B（1100010）2
C（1100100）2
D（144）8
本讲知识延伸
1.十进制数转换成非十进制数的方法概述
当一个十进制数m转换成J进制数时，可以将整数部分和小数部分分开考虑，规则是：
⑴整数部分。
将m的整数部分除J取余，再重复地用相除后的整数部分除J取余，直到整数部分
为0时止。
按先后次序，将所得到的余数由右到左（即由低到高）排列，即得到J进制数的整数部分。
⑵小数部分。
将m的小数部分乘J取整，再重复地用相乘后的小数部分乘J取整，直到小数部分为
0或达到要求精度时为止。
按先后次序将所得到的整数由左到右（即由高到低）排列，即得到J进制数
的小数部分。
2.二进制数、八进制、十六进制数之间的转换。
⑴二进制数与八进制数之间的转换。
由于2=8，即1位八进制数相当于3位二进制数，可见，两者之间有如下对应关系：
第[9]页
上述关系说明，从二进制数转换成十六进制数时，应该从小数点开始，分别向左右分组，每
位为一组，不足4位的用0补足，然后将每组二进制数用相应的十六进制数表示。
4
将十六进制数转换为二进制数是上述过程的逆过程，即将每一个十六进制数码转换为4位的二
进制数即可。
转换成十六进制数。
将原数补0并按4位分组进行转换：
第三讲
计算机的编码与组成
本讲要点
计算机所使用的编码
计算机系统构成
计算机工作原理概述
授课内容
一、
第一节计算机中的编码
ASCⅡ码（美国信息交换标准代码）
7位二进制数表示一个字符，最高位为0.
可以表示常用字符128个，编码从0到127。
普通字符：
‘0’～‘9’48～57
‘A’～‘Z’65～90
‘a’～‘z’97～122
控制字符：
0～31及127
如CR（回车）、LF（换行）、FF（换页）、DEL（删除）、BS（退格）等
第[10]页
二、
输入码
汉字编码
音码类：
全拼、双拼、微软拼音、自然码和智能ABC等；
形码类：
五笔字型法、郑码输入法等；
混合码：
自然码。
汉字编码：
机内码
国家标准:
《信息交换用汉字编码字符集?
基本集》（GB2312_80）
一级汉字（常用字，按拼音排序）：
3755个；
二级汉字（非常用字）：
3008个。
第二节计算机系统组成与工作原理
一、
系统组成
一个完整的计算机系统包括硬件和软件。
硬件是组成计算机系统的各种物理器件的总称，是计算机系统的物质基础，包括CPU、存储器、输入和
输出设备等。
软件是在硬件系统上运行的各类程序、数据及有关资料的总称。
包括系统软件和应用软件两大部分。
硬件系统
一台微机的硬件系统必须由5个部分组成，即运算器、控制器、存储器、输人设备和输出设备。
运算器
负责指令的执行；控制器的作用是协调并控制计算机的各个部件按程序中排好的指令序列执行指令的操作；
存储器是具有记忆功能的器件，用于存放程序、需要用到的数据及运算结果；而输入输出设备则是负责从外
部设备输入程序和数据，并将运算的结果送出
软件系统
计算机软件系统是计算机系统的灵魂，计算机众多的功能正是由于丰富的软件实现的。
计算机软件
分为系统软件和应用软件。
系统软件是计算机系统的核心，它管理系统所有的硬件资源和软件资源，人
们只能够使用它，而不能改变或者修改。
应用软件是为了满足人们某方面需要而开发的软件，类型多样，
数量众多。
二、工作原理
冯·诺伊曼提出了计算机的体系结构，其要点是：
数字计算机的数制采用二进制；计算机应该按照程序
顺序执行。
人们把这个理论称为冯·诺伊曼体系结构。
从第一台计算机ENIAC到当今最先进的计算机都采用
了冯·诺伊曼体系结构，所以冯·诺伊曼是当之无愧的数字计算机之父。
根据冯·诺伊曼的体系结构，计算机必须具有如下功能：
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把需要
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