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备战初赛计算机基础知识

计算机基础知识

第一节　计算机的诞生、发展与作用

１.计算机的诞生和发展

⑴计算机的诞生：

世界：

1946年世界上第一台电子计算机在美国宾西法尼亚大学诞生,取名为"ENIAC"

中国：

1958年研制了第一台电子管计算机，速度每二千次。

1964～1965年研制出第二代晶体管计算机，1965年制造速度每秒７万次。

1971年研制第三代集成电路计算机

1972年每秒100万次的大型集成电路计算机研制成功

1976年研制成功每秒200万次的计算机

先后自行研制成功了"银河"系列的巨型计算机：

"银河"于1983年问世，其运算速度为每秒1亿次；

"银河II"于1992年诞生，其运算速度为每秒10亿次；

"银河III"于1997年通过国家鉴定，其运算速度为每秒为130亿次。

"神威I"计算机

大规模并行计算机系统命名为"神威I"高性能计算机。

它每秒3480亿浮点的峰值运算速度，使"神威I"计算机位列世界高性能计算机的第48位。

⑵计算机的发展：

①按用途分类：

可分为专用机和通用机（如pc机）；

②以"代"分类：

第一代（1946-1956）：

电子管器件；机器语言或符号机器语言，科学计算应用为主。

结构上以CPU为中心，使用机器语言，速度慢，存储量小，主要用于数值计算。

第二代（1957-1963）：

晶体管器件；结构上以存储器为中心，高级语言，管理程序与操作系统；应用扩展至事务处理领域。

第三代（1964-1973）：

集成电路（IC）器件；结构上以存储器为中心，增加了多种外部设备；软件得到一定发展，计算机处理图象、文字和资料功能加强，远程终端联机系统，更完整的系统软件与更广泛的应用领域。

第四代（1974-）：

大规模集成电路（LSI）、超大规模集成电路（VLSI）器件；微型计算机；巨型计算机。

计算机网络与分布式处理；软件工程；数据库技术；人工智能；应用深入到人类生活的各个领域。

微型计算机四个发展阶段：

第一代：

4位和低档8位微处理器；如Intel4004、Intel8008；萌芽状态。

第二代：

8位微处理器；如Intel8080、Intel8085、MC6800、Z80等；成长阶段。

第三代：

16位微处理器；如Intel8086、Z8000、MC68000；成熟阶段。

第四代：

32位微处理器。

如Z80000、MC68020、Intel386、486以及Pentium；全盛时期。

③以相对功能规模分类:

巨型机（如CYBER205机,中国银河II机）大型机中型机（IBM360,370）

小型机（DEC公司的VAX-11,Alpha系列机）微型机（如pc机）

２.计算机的特点

①运算速度快，精确度高；②具有逻辑判断和记忆能力；③高度的自动化和灵活性。

３.计算机在现代社会中应用

按其性质和类型，一般分为如下十个方面：

①科学计算（数值计算）方面②数据处理方面③自动控制（过程控制）方面

④办公自动化（OA）方面⑤计算机辅助设计（CAD）和辅助制造（CAM）方面

⑥计算机辅助教学CAI（ComputerAssistedInstruction）方面⑦计算机在智能模拟方面的应用

⑧计算机在通信方面的应用⑨计算机在信息高速公路方面的应用⑩计算机在文字处理方面的应用

第二节　计算机的基本组成

1、计算机的基本组成及其相互联系

计算机硬件又称为"冯.诺依曼结构"。

由五个部分组成：

输入设备输出设备存储器运算器控制器

控控控

制制制

信信信

号号号

（1）运算器（ArithmeticalUnit）

运算器的主要功能是完成对数据的算术和逻辑运算等操作。

在控制器的控制下，它对取自存储器的数据进行算术或逻辑运算，将结果送回存储器。

（2）控制器（ControlUnit）

控制器的主要作用是控制各部件的工作，使计算机能自动地执行程序。

它从存储器中按顺序取出指令，并对指令进行分析，然后向有关部件发出相应的控制信号，使各部件协调工作，完成指令所规定的操作。

使计算机按照指令的要求自动运行。

控制器和运算器合称为中央处理器（CentralProcessingUnit,简称CPU），它是计算机的核心部件，主要完成各种算术及逻辑运算，并控制计算机各部件协调工作。

微型计算机中最常见的CPU芯片有8086、80286、80386、80486、Pentium、PentiumPro等，按CPU可同时处理数据的位数，微机可分为8位、16位、32位和64位等类型。

可同时处理的数据位数越多，计算机的运算能力就越强，工作速度就越快。

（3）存储器（Memory）

存储器是用来存储程序和数据的部件。

通常把存储器分为内存储器（简称内存）和外存储器（简称外存，也称辅存）两类。

内存储器一般用大规模集成电路芯片组成，存取速度较快，与运算器、控制器直接相连，存放当前要运行的程序和所有数据，故也叫作主存储器（简称主存）。

按其工作方式不同，可分为随机访问存储器（RandomAccessMemory，简称RAM）和只读存储器（ReadOnlyMemory，简称ROM）。

RAM中的信息可随时读出和写入，通常用来存放用户程序和数据等。

在计算机断电后，RAM中的信息也就丢失。

ROM中的信息只能读出不能写入。

计算机断电后，ROM中的内容不会丢失。

通常，ROM用来存放一些固定的程序，内存的特点是存取速度快，但容量较小。

外存是一种具有大容量而且可以长期保存数据的存储器，但其存取速度较慢。

目前，微型计算机上使用的外存有磁盘、磁带和光盘、优盘、硬盘等。

存储器的两个重要技术指标：

存取速度和存储容量。

内存的存取速度最快（与CPU速度相匹配），软盘存储速度最慢。

存储容量指计算机存储器中能够存储数据的总字节数。

以字节为单位；常用字节（BIT）作为计量单位，1字节用8位二进制数表示。

1GB=1024MB1MB=1024KB，1KB=1024B

（4）输入设备

输入设备能把程序、数据、图形、声音或控制现场的模拟量等信息，通过输入接口转换成计算机可以接收的电信号。

常用的输入设备有键盘、鼠标器、触摸屏、卡片输入机、光笔、数字化仪、扫描仪等。

（5）输出设备（OutputDevice）

输出设备能把计算机运行结果或过程通过输出接口转换成人们所要求的直观形式或控制现场能接受的形式。

常见的输出设备有显示器、打印机、绘图仪等。

输入输出设备和外存储器统称为外部设备（简称外设），它们是外界与计算机进行联系的桥梁。

别强调，计算机硬件由上述五部分组成，而各组成部件之间采用总线相连。

在计算机内，总线实际上是一束导线，它是计算机各部件之间传送信息的公共通道，允许各部件共同使用它传送数据、指令、地址及控制信号等信息。

微机中总线有外部总线和内部总线之分。

外部总线是指CPU和其他部件之间的连线，有以下三种：

A.地址总线（AddressBus）

地址总线是单向传送线，用来把地址信息从CPU传递到存储器或I/O接口，指出相应的存储单元或I/O设备。

B.数据总线（DataBus）

数据总线是双向传送线。

用来供CPU、存储器、I/O设备相互之间传送数据信息。

C.控制总线（ControlBus）

控制总线用来传送CPU向存储器或I/O设备发出的控制信号。

内部总线是指CPU内部之间的连线。

2、计算机软件又可分为系统软件和应用软件两大类。

第三节　计算机工作原理

计算机的基本原理是存贮程序和程序控制。

预先要把指挥计算机如何进行操作的指令序列（称为程序）和原始数据通过输入设备输送到计算机内存贮器中。

每一条指令中明确规定了计算机从哪个地址取数，进行什么操作，然后送到什么地址去等步骤。

计算机在运行时，先从内存中取出第一条指令，通过控制器的译码，按指令的要求，从存贮器中取出数据进行指定的运算和逻辑操作等加工，然后再按地址把结果送到内存中去。

接下来，再取出第二条指令，在控制器的指挥下完成规定操作。

依此进行下去，直至遇到停止指令。

　程序与数据一样存贮，按程序编排的顺序，一步一步地取出指令，自动地完成指令规定的操作是计算机最基本的工作原理。

这一原理最初是由美籍匈牙利数学家冯.诺依曼于1945年提出来的，故称为冯.诺依曼原理。

第四节　计算机存储系统

一、存储器：

是计算机的重要组成部分.

它可分为:

计算机内部的存储器（简称内存）计算机外部的存储器（简称外存）

内存储器从功能上可以分为：

读写存储器ＲＡＭ只读存储器ＲＯＭ两大类

　　计算机存储容量以字节为单位，它们是:

字节B（1Byte=8bit）、千字节（1KB=1024B）、兆字节（1MB=1024KB）、千兆字节（1GB=1024MB）、1TB＝1024GB

二、计算机的外存储器一般有：

软盘和软驱、硬盘、CD－ROM、可擦写光驱即CD－RW光驱还有USB接口的移动硬盘、光驱、或可擦写电子硬盘（优盘）等。

　　三、存储器的容量的基本单位是字节（Byte）：

　　1个汉字在计算机内需要2个字节来存储；

　　1个英文字符（即ASCII码）在计算机中需要1个字节来存储；

　　1个字节相当于8个二进制位。

第五节　计算机病毒与信息安全

一）、什么是计算机病毒

　　所谓计算机病毒，是指一种在计算机运行过程中，能把自身精确拷贝或有修改地拷贝到其它程序体内的程序。

计算机病毒是人为非法制造的程序，正象人体病毒侵犯人细胞，并把它转换制造病毒的"工厂"一样，计算机病毒是指病毒程序。

　二）、计算机病毒的特性

　　１.隐蔽性

　　计算机病毒程序是人为制造的小巧玲珑的经过精心泡制的程序，这就是病毒的源病毒。

这种源病毒是一个独立的程序体，源病毒经过扩散生成的再生病毒，往往采用附加或插入的方式隐蔽在可执行程序或数据文件中，可以在几周或几个月内不被人发现，这就是所谓隐蔽性。

　　２.潜伏性

　　所谓潜伏性，指病毒具有依付于其它媒体寄生的能力。

　　３.传播性

　　所谓传播性，指病毒具有极强的再生和扩散能力，潜伏在计算机系统中的病毒，可以不断进行病毒体的再生和扩散，从而使病毒很快扩散到磁盘存储器和整个计算机系统。

　　４.激发性

　　所谓病毒的激发性，系统病毒在一定条件受外界刺激,使病毒程序迅速活跃起来的特性。

　　５.破坏性和危害性

　　计算机病毒程序，从本质上来说，它是一个逻辑炸弹。

一旦满足条件要求被激活并发起攻击就迅速扩散，使整个计算机系统无法正常运行，所以它具有极大的破坏性和危害性。

　三）计算机病毒的防范

1）计算机病毒主要是通过软件的拷贝、共用或借用软盘及运行外来程序等途径传播。

计算机病毒主要有文件型病毒、系统引导型病毒和复合型病毒等三大类。

2）病毒预防的主要措施：

防毒软件，主要由SCAN功能来检查病毒，再用KILL功能消除病毒。

如KV100、KV200开放式自升级反（杀）病毒软件、CPAV软件；防病毒卡，是一种软、硬件结合的防毒技术。

此卡插于计算机扩展槽中，监视、阻止病毒入侵或在病毒开始侵入时提醒操作者留意。

第七节　计算机软件知识

　　一、计算机软件知识

　　各种软件的有机组合构成了软件系统。

软件系统按其功能以及重要性可主要分为系统软件和应用软件两大类，系统软件管理整个计算机系统，应用软件在系统软件的基础上使计算机能解决各种实际问题。

应用软件在系统软件的基础上开发。

系统软件包括:

（1）操作系统（dos、windows、ucdos）

（2）语言处理软件（basic语言、cobol语言、pascal语言、c语言）

（3）数据库管理系统（dbase、foxbase、foxpro）等。

应用软件是针对某个实用问题而设计的程序，这种软件有通用和专用两种。

　　例如:

　　汉字处理软件是属通用性的，它可供需要输入汉字的人使用，这类应用程序可以作为一种软件产品，在市场销售，例如wps、cced、word等。

另一种应用程序属专用的，它是为了某种特殊用途而设计的程序。

例如某单位的人事管理系统。

计算机软件系统我们可以用下图框表示：

　　　　　　　┌─────┐

　　　　　　　│软件系统│

　　　　　　　└──┬──┘

　　　　　┌────┴───────┐

　　┌──┴──┐　　　　　　　　　│其中：

语言处理程序分为：

　　│系统程序│　　　　　　　　　│机器语言（第一代）

　　└──┬──┘　　　　　　　　　│汇编语言（第二代）

　┌──┬┴─┬──┬──┬──┐　│算法语言（第三代）

┌┴┐┌┴┐┌┴┐┌┴┐┌┴┐┌┴┐│非过程语言（第四代）

│标││服││语││操││数││计││智能化语言（第五代）

│准││务││言││作││据││算││

│程││性││处││系││库││机││

│序││程││理││统││管││网││

│库││序││程│└─┘│理││络││

└─┘└─┘└─┘　　　│系││软││

　　　　　　　　　　　│统││件││

　　　　　　　　　　　　└─┘└─┘│

　　　　　　　　┌─────────┘

　　　　　┌──┴──┐

　　　　│应用程序│

　　　　└──┬──┘

　┌──┬──┬┴─┬──┬──┐

┌┴┐┌┴┐┌┴┐┌┴┐┌┴┐┌┴┐

│专││科││数││工││事││过│

│家││学││据││程││务││程│

│系││计││处││设││管││控│

│统││算││理││计││理││制│

│程││程││程││程││程││程│

│序││序││序││序││序││序│

└─┘└─┘└─┘└─┘└─┘└─┘

第九节　DOS与WINDOWS文件操作

　　一、文件、文件夹的基本概念

　　1、文件是计算机存储数据、程序或文字资料的基本单位，是一组相关信息的集合。

文件在计算机中采用“文件名”来进行识别的。

文件名一般由：

[主名.扩展名]两部份组成；

（1）在DOS状态下：

文件名称由1～8个字符组成；文件名称可以是字母（不分大小写）及@$%--（）#"等特殊符号，但不能使用DOS保留字及一些特殊符号+=[]；：

/；扩展名可由1-3个字符；一般情况下，能代表文件的类型（对Windows下的扩展名同样适应）。

如下所示：

扩展名所代表的文件类别扩展名所代表的文件类别

COM命令程序文件EXE可执行文件BAT批处理文件SYS系统文件

TXT文本文件DBF数据库文件BAK备份文件DOCWord文档

（2）在Windows图形方式的操作系统下：

文件名称由1~255个字符组成（即支持长文件名），禁止使用如\/\  *"等特殊字符；

而扩展名由1~3个字符组成。

在图形方式的Windows操作系统控制下扩展名也表示文件类型，与DOS不同的是：

WINDOWS操作系统也用文件图标来区分不同类型的文件；这时常常不再显示文件的扩展名。

（3）在DOS方式下Windows文件名的显示：

第一种情况：

符合DOS“8.3”规范的文件名不改变；

第二种情况：

如果文件名称超过8个字符，则取前6个字符，然后加“~”与数字组成文件名称；如：

DREAMWEAVER3.EXE，在DOS字符方式下显示为：

DREAMW~1.EXE

如果在同一位置中有两个前8个字符相同的长文件名,则按先后出现次序以"~"后的递增数字加以区分。

如：

HYPERCAM.EXE和HYPERCAMPTURE.EXE、HYPERCAMPY.EXE

在DOS则显示为：

HYPRTCAM.EXE和HYPERC~1.EXE、HYPERC~2.EXE

第三种情况：

如果Windows长文件名包含DOS文件名中的非法字符，则DOS将这些非法字符自动去掉。

如:

WINDOWS下的文件名：

HYPERCAPWTRT.EXE在DOS显示时即为：

HYPERC~1.EXE

第十三节　数在计算机中的表示

一）、数制

　　计算机中采用的是二进制，因为二进制具有运算简单，易实现且可靠，为逻辑设计提供了有利的途径、节省设备等优点，为了便于描述，又常用八、十六进制作为二进制的缩写。

　　二）、数制转换

　　不同进位计数制之间的转换原则：

不同进位计数制之间的转换是根据两个有理数如相等，则两数的整数和分数部分一定分别相等的原则进行的。

表2计算机中常用的几种进制数的表示

进位制

二进制

八进制

十进制

十六进制

规则

逢二进一

逢八进一

逢十进一

逢十六进一

基数

r=2

r=8

r=10

r=16

数符

0,1

0,1,,7

0,1,,9

0,1,,9,A,,F

位权

2i

8i

10i

16i

形式表示

B（BinarySystem）

O（octalSystem）

D（DecimalSystem）

H（HexadecimalSystem）

1、十进制数与P进制数之间的转换

　　十进制转换成二进制：

十进制整数转换成二进制整数通常采用除2取余法“反读”，小数部分乘2取整法“顺读”

　2、将P进制数转换为十进制数

　　把一个二进制转换成十进制采用方法：

把这个二进制的最后一位乘上20，倒数第二位乘上21，……,一直到最高位乘上2n,然后将各项乘积相加的结果就它的十进制表达式。

把二进制11110转换为十进制

　　（11110）2　=　1*24+1*23+1*22+1*21+0*20=　16+8+4+2+0=（30）10

　　把一个八进制转、十六进制换成十进制采用方法，与二进制转换成十进制采用方法类似

3、二进制转换成八进制数

（1）把二进制数转换成八进制数：

对于整数，从低位到高位将二进制数的每三位分为一组，若不够三位时，在高位左面添0，补足三位，然后将每三位二进制数用一位八进制数替换，小数部分从小数点开始，自左向右每三位一组进行转换即可完成。

例如：

　　将二进制数1101001转换成八进制数，则

　　（001101001）2

　　　|　|　|

　　（1　5　1）8

　　（1101001）2=（151）8

（2）八进制数转换成二进制数：

只要将每位八进制数用三位二进制数替换，即可完成转换，例如，把八进制数（643.503）8，转换成二进制数，则

　（643.503）8

　　|||　|||

（110100011.101000011）2

（643.503）8=（110100011.101000011）2

　　4、二进制与十六进制之间的转换

（1）二进制数转换成十六进制数：

由于2的4次方=16，所以依照二进制与八进制的转换方法，将二进制数的每四位用一个十六进制数码来表示，整数部分以小数点为界点从右往左每四位一组转换，小数部分从小数点开始自左向右每四位一组进行转换。

（2）十六进制转换成二进制数

　　如将十六进制数转换成二进制数，只要将每一位十六进制数用四位相应的二进制数表示，即可完成转换。

　　例如：

将（163.5B）16转换成二进制数，则

　　（163.5B）16

　　　|||　||

　　（000101100011.01011011）2

　　（163.5B）16=（101100011.01011011）2

四）计算机的编码问题

1）BCD编码原理2）汉字编码原理3）原码表示与补码表示

1、一个汉字在计算机中需要2个字节（B）来表示；一个ASCII码（英文字符）在计算机中需要1B表示；ASCII码在计算机的表示中，其最高位为0，而汉字的最高位为1，而且需要2B同时表示。

1B＝8bits（二进制位）软磁盘的容量计算

2、汉字的区位码（国标码）是一个四位的十进制数，左边两位数为区号、右边两位数为位号，例如“播”的区位码为1805，即18区的第05个汉字，在计算机中表示叫做机内码，则分别把区号和位号转换为十六进制数，再分别加上（80）16　，所得十六进制数并列组成4位十六进制数即为机内码。

第十五节　　计算机网络基本知识

一、网络与Internet　　　　　

1．网络的定义：

所谓计算机网络，就是利用通信线路和设备，把分布在不同地理位置上的多台计算机连接起来。

计算机网络是现代通信技术与计算机技术相结合的产物。

网络中计算机与计算机之间的通信依靠协议进行。

协议是计算机收、发数据的规则。

TCP/IP：

用于网络的一组通讯协议，同时也是网络上使用的两个最基本的协议。

2、调制解调器（Modem）

既是收发器，又是接受器。

它可以将计算机的数据（Digital）信号转换为模拟（Analog）信号（调制）在传输线路上进行传送，同时也可以将线路上传输的模拟信号解调回数字信号传送给计算机。

3、相关网络名词

（1）网络协议：

TCP/IP协议：

传输控制协议/网间协议，包含了在internet上的网络通信的标准，以及一组网络互联的协议和路径选择算法，TCP是传输控制协议，保证在传输中不会丢失；IP是网络协议，保证数据被传到指定的地点。

HTTP：

超级文本传输协议的缩写，用于管理超级文本与其他超级文本文档之间的连接。

FTP:

文件传输协议的简写，是tcp/ip协议中用于向网络登入显示文件及目录清单的传输文件的协议。

ftp支持多种文件类型和文件格式，包括ascii文件和二进制文件。

POP协议：

接收电子邮件协议它定义了到远端主机信箱中收信的标准。

SMTP协议：

发送电子邮件协议。

是一个在因特网或TCP/IP网络上传递邮件的标准。

DHCP：

动态的主机配置协议的缩写，它承担着IP地址和相应的信息的动态的地址配置。

DHCP提供安全、可靠而且简单的TCP/IP网络设置，避免地址冲突，并且通过地址分配的集中的管理帮助保存对IP地址的使用。

（2）网络服务

WWW：

万维网。

基于超文本的，方便用户在因特网上搜索和浏览信息的信息服务系统。

URL：

即通用资源定位器。

含有访问方法信息和资源信息webbroswer用它把用户和指定的文档或地址中的homepage连接起来无须用户了解资源的具体物理位置。

BBS：

即电子公告牌系统。

是配备有一个或数个调制解调器作为信息的传递或信息中心源的计算机系统。

E－mail：

电子邮件。

是一种在一台计算机上将信息通过通信网络传递到另一台计算机上，以便其他人能够阅读的手段。

e－business：

电子商务。

是指交易各方通过电子方式进行的商业交易。

IRC：

现场对话。

如同现场会议一样，现场对话是几个同时在网上的用户利用Internet互相交流思想或会谈，只要参与者键入一行字或一些简单图形，其它所有的参与者都能在他们的显示屏上看到，并可与你展开激烈讨论。

FAQ：

是一个问题清单，其中包含了用户经常要问的问题及其解答。

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