全国计算机等级考试一级教程讲义精讲.docx

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全国计算机等级考试一级教程讲义精讲

《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IBMPC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

第一阶段

（1946—1958）

第二阶段

（1958—1964）

第三阶段

（1964—1970）

第四阶段

（1971至今）

主机电子器件

电子管

晶体管

中小规模集成电路

大规模、超大规模集成电路

内存

汞延迟线

磁芯存储器

半导体存储器

半导体存储器

外存储器

穿孔卡片、纸带

磁带

磁带、磁盘

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；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：

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。

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

基数R

基本符号

权

符号表示

二进制

2

0,1

21

B

八进制

8

0,1,2,3,4,5,6,7

81

O

十进制

10

0,1,2,3,4,5,6,7,8,9

101

D

十六进制

16

0,1,2,3,4,5,6,7,8,9,A,B,C,D,E,F

161

H

●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=（1×24＋0×23＋1×22＋1×21＋0×20＋1×2-1）D=（16＋4＋2＋0.5）D=（22.5）D

●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

（253.65）O=（010101011.110101）B=（10101011.11010100）B=（AB.D4）H

重新分组

●计算机中的信息单位：

度量数据最小的单位：

位（bit），但是信息组织和存储及计算机体系结构的基本单位是字节（Byte，B），1Byte=8bit，计算机信息单位统一为字节（B，Byte）：

K字节（千字节）1KB=1024B（Byte）

M字节（兆字节）1MB=1024KB（KiloByte）

G字节（吉字节）1GB=1024MB（MegaByte）

T字节（太字节）1TB=1024GB（GigaByte）

说明：

B（Byte，字节）；K（Kilo,千）；M（Mega,百万,兆）；G（Giga，十亿）；T（Tril,万亿）。

●字符：

西文字符和中文字符

1、ASCII编码：

西文字符中最常用的编码是ASCII码（美国信息交换标准码），分7位码和8位码两种版本，国际通用的是7位ASCII码，用7位二进制数表示一个字符的编码，共有27=128不同的编码值表示的128个字符编码。

其中有34个非图形字符（控制字符）和94个图形字符（可打印字符）。

计算机的内部用一个字节（8个二进制位）存放一个7位ASCII码，最高位置为0，预留用于以后的字符集扩充。

2、Unicode编码：

Apple公司发起制定的通用多文字集，后被Unicode协会开发为能表示几乎世界上所有书写语言的字符编码标准。

中文版Windows使用的是支持汉字系统的

Unicode-16等。

3、GB2312-80编码：

1980年我国发布的汉字编码字符集。

由于GB2312-80编码中有很多汉字没有包括在内，1995年又发布了扩展汉字编码GBK编码，2001年发布了GB18030编码，是GBK编码的升级版。

●汉字信息处理系统的模型

汉字

输出

汉字

输入

输入码

字形码

地址码

机内码

国标码

输入码

1.3计算机硬件组成：

●计算机硬件主要有中央处理器CPU（运算器、控制器）、存储器、输入设备、输出设备

1、运算器：

由加法器、若干寄存器和一些控制线路组成，核心是加法器。

是计算机处理数据形成信息的加工厂，主要功能是对二进制数码进行算术运算或逻辑运算，所以也称算术逻辑部件（ALU），其性能是衡量整个计算机性能的重要因素之一。

2、控制器：

由指令寄存器、译码器、时序节拍发生器、操作控制部件和指令计数器组成，是计算机的神经中枢。

基本功能是根据指令计数器中指定的地址从内存取出一条指令，对其操作码进行译码，再由操作控制部件有序地控制各部件完成操作码规定的功能。

真正作用在于机器指令执行过程的控制。

机器指令：

是一个按照一定的格式构成的二进制代码串。

指令的基本格式如下：

操作码

源操作数（或地址）

目的操作数地址

操作性质部分

操作对象部分

指令执行过程：

读取指令→分析指令（译码）→执行指令→数据处理和结果保存。

3、主存储器：

分内存储器（内存）和外存储器（外存）两类，是计算机的记忆装置，用来存储当前要执行的程序、数据以及结果。

CPU只能直接访问内存中的数据，外存中的数据只有先调入内容才能被CPU访问和处理。

4、输入/输出设备（I/O设备）：

输入设备有键盘、鼠标、扫描仪等；输出设备有显示器、打印机、绘图仪、音箱等。

输入输出系统包含输入输出设备和输入输出接口两部分。

●计算机的结构：

直线连接和总线结构

1、直线连接：

运算器、控制器、存储器、外部设备四个组成部件之中任意两个都有单独的连接线路。

这种结构可以获得最高的连接速度，但不易扩展。

冯·诺依曼机等早期的计算机都采用这种结构。

2、总线结构：

总线是一组连接各个部件的公共通信线，分数据总线、地址总线和控制总线。

现代计算机普遍采用总线结构。

1.4微型计算机的组成

●微型计算机主要由微处理器、存储器、总线和主板、输入设备、输出设备组成

1、微处理器：

包括运算器和控制器，是计算机的核心部件，其性能指标（字长和时钟频率）直接决定了由它构成的微型计算机系统性能指标。

2、存储器：

分内部存储器和外部存储器（性能指标：

容量和速度）

内部存储器：

分随机存取存储器RAM和只读存储器ROM。

RAM即计算机的内存或称主存，有两个特点：

一是可读/写性；二是易失性，断电内容立即丢失。

RAM有SRAM（静态）和DRAM（动态，升级版位SDRAM），现在普遍使用的DDRRAM是双倍速率的SDRAM。

ROM只取不存，断电后信息也不丢失。

另外还有高速缓冲存储器Cache。

外部存储器：

常用的有硬盘（硬盘接口分为IDE、SATA两种规格）、移动存储产品（USB移动硬盘和USB优盘）、光盘、DVD光盘，特点是存储量大、价格较低、断电永久保存信息。

3、总线和主板：

总线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。

常见的总线标准有ISA总线、PCI总线、EISA总线和AGP总线。

总线体现在硬件上就是计算机的主板，主板上插有CPU、内存条、显示卡、声卡、鼠标、键盘、显示器、等各类扩展槽盒接口及硬盘和光盘驱动器，主要指标有：

所用的芯片组、工作的稳定性和速度、提供插槽的种类和数量等。

4、输入设备：

有键盘（分PS/2和USB两种接口，一般使用104键盘）、鼠标（现在主要用光电鼠标、分PS/2和USB两种接口）、扫描仪、照相机、摄像机、麦克风、手写板、触摸屏、游戏操作杆等。

5、输出设备：

主要有显示器和打印机两种。

显示器的主要性能指标有像素与点距、分辨率、显存、尺寸。

显示器和显卡合称微机显示示系统。

显示器是通过显示卡接口与主机练接的。

显示卡主要有ISA\VESA\PCI\VGA\AGP，后两种为现行主流显卡。

打印机：

分点阵打印机（针式打印机）、喷墨打印机（可打印彩色）和激光打印机（主流使用）三种。

其他输出设备：

音箱和耳机、投影仪、绘图仪

其他输入输出设备：

调制解调器和光盘刻录机，集成输入和输出两种功能。

●微型计算机的主要技术指标：

字长、时钟主频、运算速度、存储容量、存取周期。

1、字长：

是计算机部件一次能同时处理的二进制数据的位数。

字长越长，计算机处理能力就越强，性能越好。

2、时钟主频：

指CPU的时钟频率，单位是吉赫兹。

现行主流一般在2—3GHz以上，主频越高，速度越快。

3、运算速度：

计算机每秒能执行的加法指令数目，常用百万次/秒（MIPS）来表示。

4、存储容量：

主要指内存的容量，内存越大计算机的处理能力越强。

主流为2G。

5、存取周期：

就是CPU从内存存储器中存取数据所需的时间，目前主流的为7—70ns。

其他技术指标有：

可靠性、可维护性、平均无故障时间和性能价格比等。

1.5软件系统

●计算机系统是由硬件系统（裸机）和软件系统组成的。

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。

●进程与线程

1、进程：

进程是一个正在内存中被运行或执行的程序，是操作系统中的一个核心概念。

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。

同一个程序被执行多次就会创建多个进程。

（程序——作业——进程）

2、线程：

一个程序可以被分解为多个进程共同完成程序的任务，这些被分解的不同进程就叫做线程。

●软件系统及其组成

●操作系统的功能：

管理，即管理计算机的所有软件和硬件。

操作系统——管理功能

处理机管理

内存管理

信息管理

设备管理

CPU

内存

外存

外设

1、处理机管理：

即管理好CPU这一最宝贵的硬件资源，提高CPU的使用效率是操作系统的核心任务。

管理CPU的目的就是为了更有效的执行程序。

2、内存管理：

主要包括内存空间的分配、保护和扩充。

（提供一个虚拟内存）

3、设备管理：

设备管理器。

4、信息管理：

即文件管理。

树形目录、路径、文件夹与文件名。

5、用户接口：

程序级接口和作业级接口（用户界面）。

●操作系统的5类典型结构：

1、单用户操作系统：

如DOS\Windows操作系统。

一次只能支持运行一个用户程序，单用户操作系统的根本特征是，一个用户独占计算机系统资源。

系统所有软、硬件资源全为一个用户服务，。

2、批处理操作系统：

如IBM的DOS/VSE操作系统，主要在大中型机上运行。

3、分时操作系统：

如UNIX操作系统，是多用户、多任务操作系统。

一般采用时间片轮转的方式使一台计算机为多个终端服务。

4、实时操作系统：

如实时Linux系统，分实时控制系统和实时数据处理系统。

要求对数据及时、快速地进行处理和反应。

用于电梯、钢铁、炼油、武器制导、飞机票订购系统、火车票系统等。

5、网络操作系统：

如WindowsNT4.0Serve、Windows2003Server操作系统。

用户可以突破地理条件的限制，方便地使用远地的计算机资源，提供网络通信和网络资源共享功能的操作系统。

●计算机语言：

机器语言→汇编语言→高级语言

1、机器语言：

直接采用二进制代码表示指令系统的语言，是计算机硬件系统能够真正理解和执行的唯一语言，无需翻译，执行效率最高，速度最快。

如8BD8H和03DBH。

2、汇编语言：

一种把机器语言符号化的语言。

8BD8H和03DBH用汇编语言写就是MOVBX,AX和ADDBX,BX。

汇编语言源程序需要汇编程序翻译成目标程序之后机器才能执行。

3、高级语言：

又称算法语言，具有严格的语法规则和语义规则，没有二义性，更接近于人类的自然语言和数学语言。

如C\C++\VB\VC\JAVA\Basic等。

需要经过编译或解释的方式翻译成目标程序机器才能执行。

●应用软件：

常见的应用软件包括办公软件套件（微软Office、金山WPS）、多媒体处理软件（Photoshop、FlashMX）、Internet工具软件（Web服务软件、Web浏览器、FTP、QQ、下载工具等）。

1.6多媒体简介

●媒体：

指文字、声音、图像、动画和视频等内容。

多媒体是指能够同时对两种或两种以上媒体进行采集、操作、编辑、存储等综合处理的技术。

具有交互性、集成性。

●最基本的三种媒体是：

声音、图像和文本，多媒体计算机能够同时采集、处理、存储和展示多种媒体信息。

1、声音：

计算机系统通过麦克风输入声音信号，并对其进行采样、量化而将其转换成数字信号，然后通过音箱等输出设备输出。

采样频率越高，声音越真实，效果越好。

采样后的信号会转化为相应的用几位二进制数（量化位）表示的数值，量化位数越大，样本精度越高，声音质量就越高，声音文件就越大。

采样和量化过程中使用的主要硬件是A/D转换器（模拟/数字转换器）和D/A转换器（数字/模拟转换器）。

声音文件的格式有：

.MP3\.WAV\.MIDI\.AU\.VOC\.AIF等。

2、图像：

图像的采样就是采集组成一幅图像的点（每个点就是一个像素），通过量化将采集到的信息转换成相应的数值（用几位二进制数表示，如8、16、24、32位等），动态图像是将静态图像以每秒n幅的速度播放（n≥25）。

表达和生成图像通常有两种方法：

点位图（像素表示，放大会变模糊）和矢量图（指令表示，放大不变模糊）。

图像文件的格式：

.bmp\.gif\.jpg\.jpeg\.png\.tiff\.dxf\.wmf,动态图像的视频文件格式主要有：

.AVI\.RM\.RMVB\.MPEG\.MP4\.MOV等

●多媒体数据压缩：

分有损压缩和无损压缩，有静止图像JPEG标准和声音视频MPEG标准。

1.7计算机病毒与防治

●计算机病毒：

实质上是一种特殊的计算机程序，具有自我复制的能力，可非法侵入而隐藏在存储媒体中的引导部分、可执行部分和数据库文件中。

其特点有寄生性、破坏性、传染性、潜伏性和隐蔽性。

●计算机病毒可分5类：

引导区型病毒、文件型病毒、混合型病毒、宏病毒、Internet病毒（网络病毒）。

●计算机病毒的清除：

瑞星、江民、卡巴斯基、诺顿、360安全卫士等。

●计算机病毒的预防：

专机专用、利用写保护、谨慎下载和安装使用网络上的软件、谨慎打开不明网址和非法网站、谨慎打开或下载邮件中的不明附件、尽量不用双击打开文件或文件夹、分类管理数据文件、建立备份、安装杀毒软件、定期检查扫毒、利用一键还原备份系统。

第二章计算机基础知识

2.1操作系统简介

●操作系统是人与计算机之间通信的桥梁，用户通过操作系统提供的命令和交互功能实现各种访问计算机的操作。

【常用操作系统简介】

●DOS操作系统：

微软70年代研制的单用户命令行（字符）界面操作系统。

【运行：

cmd】

●Windows操作系统发展史：

1983年开始开发Windows→1985年Windows1.03版→1987年Windows2.0版→1990年5月Windows3.0【开始垄断】→Windows3.1【引入矢量字体】→Windows95【脱离DOS独立运行】→Windows98与WindowsNT→Windows2000专业版和服务器版→2001年10月25日发布WindowsXP→2003年Windows2003→2005年发布WindowsVista【兼容性不强，未普及】→2009年10月22日发布Windows7→……

●UNIX操作系统：

安全性和可靠性好，能运行于不同类型的计算机上，支持多用户、多任务、多处理、网络，但缺乏统一的标准，不易学习，应用程序不多，限制其普及。

●Linux操作系统：

是一种从UNIX发展起来的，且源代码开放的免费操作系统。

是一款性能稳定，支持多用户、多任务、多进程、多CPU的网络操作系统。

版本众多，主要流行的版本有：

RedHatLinux、TurboLinux、红旗Linux、蓝点Linux等。

●OS/2操作系统：

IBM公司1987年推出，但由于没有大量的应用软件支持而失败。

●MacOS操作系统：

是苹果公司开发的应用于苹果电脑上的最早成功的基于图形用户界面的操作系统，但与Widows缺乏兼容性而未能普及。

●NovellNetWare：

是一种网络操作系统，主要用于构建局域网。

【文件系统】

●计算机是以文件的形式组织和存储数据的。

计算机文件就是用户赋予了名字并存储在磁盘上的信息的有序集合。

而文件夹是组织文件的一种方式。

●文件夹组织文件的方式：

可以按照类型、用途等自己认为好的方式组织文件。

●计算机资源也是通过文件夹来进行管理的。

如开始菜单、桌面、程序都是一个文件夹。

●文件系统：

即操作系统中负责管理和存取文件信息的部分，也称信息管理系统。

文件系统有三种：

FAT\FAT32\NTFS，这三者文件系统的性能是有区别的。

在格式化的时要根据实际需要来进行选择。

文件的基本概念：

●文件名：

由文件主名和扩展名组成。

如********.***，点前面的是文件主名，用户自己根据的需要取名，原则是要有意义，自己或别人能够识别，最好能体现文件的内容等基本信息。

文件主名可以用汉字、字母、数字和一些特殊符号组成，但半角英文状态下的<>\/|:

”*?

等这些不能使用，还有系统定义了的文件名不能使用：

如Com1、Com2、Com3、Com4、Con等。

扩展名表示文件的类型，一般是由三到四个字母和数字组成，是程序自动生成，并且跟特定的程序相关联，常见的文件扩展名有EXE\COM\BAS\OBJ\DOC\XLS\PPT\BMP\JPG\GIF\WMV\RM\RMVB\ZIP\RAR\WAV\MP3\MID\HTM\ASP等等。

●文件属性：

只读、隐藏、存档【工具——文件夹选项——查看——隐藏文件和文件夹】

●文件名中的通配符：

？

代表任意一个字符，*代表任意的多个字符。

●文件操作：

建立文件、打开文件、写入文件、删除文件、属性更改等。

目录结构：

●磁盘分区：

磁盘分区被称为卷，一个分区就是一个卷。

分区是为了便于管理。

一个硬盘可分为一个主分区（C：

盘）和若干个扩展分区（D：

E：

F：

G：

盘），盘符由系统自动按顺序分配，分区之后要格式化【划分扇区和安装文件系统，建立根目录】。

在磁盘管理中可以对电脑硬盘进行管理，更改卷标名。

此处要谨慎操作格式化命令。

●三种文件系统的区别：

FAT文件系统是从MSDOS发展过来的最古老的文件系统，最大管理2GB的磁盘空间，兼容所有操作系统，但2G限制太小，已淘汰。

FAT32则支持最大32GB分区，单个文件最大4GB，优点是提高了储存空间的适用效率。

NTFS则无分区大小和文件大小限制，性能高，安全性和可靠性更好，提供加密、压缩、文件（夹）权限等高级功能，一般现在分区都选择这种文件系统。

●格式化：

进行格式化操作会将指定分区中的所有数据丢失，要格外慎重！

快速格式化是指只删除磁盘上的文件，不扫描和整理修复磁盘是否有坏扇区，因此速度快一些。

●目录结构：

树状目录结构，树根就是根目录（C:

\D:

\E:

\F:

\等），根目录下面又可建立很多子目录和下一级子目录，注意同类型同名文件不能放在同一个目录中。

●目录路径：

根据路径访问文件。

可分绝对路径【从跟目录开始，如C:

\WINDOWS\Fonts】和相对路径【从当前目录开始，如