計算機是一種能自動、高速且正确地完成數值計算、數據處理和實施控制等功能的電子設備，它能接收輸入的數字信息，按照内部存儲的指令序列處理并輸出産生的結果。

考點分析

從曆年的考試情況來看，本章主要考查以下知識點。

（1）計算機的基礎知識：包括計算機的發展曆程、特點、分類、應用領域和專業術語。

（2）數制和編碼：包括十進制、八進制、十六進制和二進制的轉換，以及計算機中表示的數據。

（3）計算機系統的組成：包括計算機硬件系統、軟件系統和計算機的工作原理。

（4）指令和程序設計語言：包括計算機指令、機器語言、彙編語言和高級語言的區别。

（5）數據庫：包括數據庫的基本概念、數據模型概念、常用數據模型，以及數據庫系統模式結構和數據庫管理系統等。

（6）多媒體技術：包括多媒體計算機系統的組成、多媒體的關鍵技術。

考點精講1 計算機的基本知識

世界上第1台數字式電子計算機誕生于1946年2月，它是美國賓夕法尼亞大學物理學家莫克利（J.Mauchly）和工程師埃克特（J.P.Eckert）等人共同開發的電子數值積分計算機ENIAC，ENIAC采用了電子管和電子線路，大大提高了運算速度，主要缺陷在于不能存儲程序。

一、計算機的發展

經過70多年的發展，計算機的運算能力、外形結構及應用領域等都發生了極大的變化。計算機的誕生、發展和應用徹底改變了人類社會的生産和生活方式。在人類科技史上還沒有一種學科可以與電子計算機的發展速度相提并論。根據使用的電子器件的不同，可将計算機劃分為電子管、晶體管、集成電路、大規模（超大規模）集成電路和新一代計算機五代。如表3-1所示。

表3-1 計算機的發展曆史

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現在的計算機系統都屬于“馮·諾依曼結構”計算機，即，在計算機内部的存儲器中存放程序。未來計算機的發展方向：巨型化、微型化和網絡化。

二、計算機的特點

計算機又常稱為“電腦”，這是因為計算機不僅是一種計算工具，而且還可以模仿人腦的許多功能，代替人腦的某些思維活動。計算機具有運算速度快、運算精度高、存儲功能強、具有記憶和邏輯判斷能力和具有自動運行能力等優勢。其中：計算機具有自動運行能力是計算機與其他計算工具的本質區别。

三、計算機的分類

從不同的角度對計算機進行分類可以得到不同的結果。如表3-2所示。

表3-2 計算機的分類原則及分類結果

分類原則

分類結果

按工作原理分類

數字計算機和模拟計算機

按用途分類

專用計算機和通用計算機

按規模分類

巨型機、小巨型機、大型機、小型機、工作站和微型機

按使用方式分類

掌上計算機、筆記本計算機、台式計算機、網絡計算機、工作站、服務器、主機等

四、計算機的應用

計算機可以應用于軍事、學校、企事業單位及個人家庭。通過為不同應用範圍或領域編制相應的應用程序，可以使計算機的應用範圍無限擴展，計算機已經成為現代社會信息時代的基本工具。計算機的各種應用可以歸納為：科學計算（數值計算）、數據處理（信息管理）、計算機輔助工程、過程控制（實時控制）、人工智能和網絡應用。

[2018·真題] 第一代計算機通常被稱為（ ）

A．電子管計算機 B．晶體管計算機

C．集成電路計算機 D．超大規模集成電路計算機

【答案】A

解題提示：本題考察的是計算機的發展曆史。第一代計算機稱為電子管計算機。計算機的邏輯元件采用電子管，主存儲器采用卡片、磁鼓、磁芯，外存儲器采用磁帶，主要采用機器語言、彙編語言編寫程序，應用以科學計算為主。其特點是體積大、耗電大、可靠性差、價格昂貴、維修複雜、沒有操作系統，但它奠定了以後計算機技術的基礎。

[2017·真題] 計算機經曆了從器件角度劃分的四代發展曆程，但從系統結構來看，至今絕大多數計算機仍屬于（ ）型計算機。

A．馮.諾依曼 B．并行處理 C．實時處理 D．智能化

【答案】A

解題提示：計算機經曆了從器件角度劃分的四代發展曆程，但從系統結構來看，至今絕大多數計算機仍屬于馮.諾依曼型計算機，馮·諾依曼理論的要點是：數字計算機的數制采用二進制；計算機應該按照程序順序執行。

[2016·真題] 以下關于計算機曆史的叙述中，不正确的是（ ）。

A．世界上第一台數字電子計算機ENIAC于1946年誕生于美國

B．第一代計算機為電子管計算機，編程語言僅用機器語言和彙編語言

C．直到大規模或超大規模集成電路計算機出現以後，才開始有操作系統

D．現代計算機的主存儲器采用半導體存儲器

【答案】C

解題提示：操作系統在第二代計算機已經出現應用了，而大規模或超大規模集成電路是在第四代計算機才出現的。

[經典例題] 計算機不僅能進行計算，還可以把原始數據、中間結果、指令等信息存儲起來，随時調用，并能進行（ ），從而完成許多複雜問題的分析。

A．信息輸入 B．結果輸出 C．信息記憶 D．邏輯判斷

【答案】D

解題提示：本小題是對計算機特點的考察。計算機不僅能進行計算，還可以把原始數據、中間結果、指令等信息存儲起來，随時調用，并能進行邏輯判斷，從而完成許多複雜問題的分析。

考點精講2 計算機硬件系統的組成

一個完整的計算機系統應該包括兩大部分，即計算機硬件系統和計算機軟件系統。計算機硬件系統指的是構成計算機的物理設備，而計算機軟件系統指的是運行、管理和維護計算機而編制的各種程序、數據和文檔的總合。

在一台計算機中硬件部分主要由輸入設備、輸出設備、運算器、控制器和存儲器組成，如圖3-1所示。

圖3-1 計算機硬件系統

計算機硬件是計算機系統中一切看得見、摸得着的有固定物理形态的機器部件，它是計算機工作的物理基礎，各部件的功能及作用如表3-3所示。

[2018·真題] （ ）的内容可随機存取，且存取時間和存儲單元的物理位置無關，斷電後所保存的信息丢失。

A．ROM B．RAM C．EEPROM D．外存儲器

【答案】B

解題提示：本題考察ROM和RAM的特點。RAM的内容可随機存取，且存取時間與存儲單元的物理位置無關，斷電後所保存的信息丢失。

表3-3 計算機硬件系統的組成及功能作用

計算機硬件

功能作用

備注

運算器

運算器主要負責對信息進行加工處理，運算器從内存儲器得到需要加工的數據，對數據進行算術運算和邏輯運算，并将最後的結果送回到内存儲器中

運算器和控制器組成硬件系統的核心部件—中央處理器（Central Processing Unit，CPU）。

CPU的功能有：指令控制、操作控制、時間控制和數據加工

控制器

控制器是中央處理器的核心，它控制和協調整個計算機的動作，是分析和執行指令的部件，也是統一指揮并控制計算機各部件協調工作的中心部件，所依據的是機器指令。

控制器主要由指令寄存器、譯碼器、程序計數器、操作控制器等組成

存儲器

用來存放程序、原始數據、中間結果及最終結果。

對存儲器而言，容量越大，存取速度則越快。

存儲器分為内存儲器、外存儲器和高速緩存存儲器

内存儲器按存儲器的功能或工作方式可以分為隻讀存儲器（Read Only Memory，ROM）和随機存儲器（Random Access Memory，RAM）。

ROM的内容隻能讀出而不能寫入，斷電後所保存的信息不丢失；

RAM的内容可随機存取，且存取時間和存儲單元的物理位置無關，斷電後所保存的信息丢失。

輸入設備

将人們的信息形式變換成計算機能接收并識别的信息形式。

目前常用的輸入設備是鍵盤、鼠标、掃描儀及模數轉換器等

輸出設備

輸出設備把各種計算結果數據或信息以數字、字符、圖像、聲音等形式表示出來

常見的有顯示器、打印機、繪圖儀、影像輸出系統、語音輸出系統等

總線

計算機總線是一組連接以上各個部件的公共通信線

總線由數據總線（Data Bus，DB）、地址總線（Address Bus，AB）和控制總線（Control Bus，CB）3部分組成

[2016·真題] （ ）不認為是計算機的外存儲器。

A．軟盤 B．硬盤 C．光盤 D．ROM

【答案】D

解題提示：ROM是内存儲器的一種。

[2016·真題] （ ）不屬于系統軟件。

A．操作系統 B．數據庫管理軟件

C．編譯程序 D．音視頻編輯程序

【答案】D

解題提示：D選項屬于應用軟件。

[2015·真題] （ ）不屬于計算機的基本操作總線。

A．地址總線 B．數據總線 C．控制總線 D．管理總線

【答案】D

解題提示：總線是連接微型計算機系統中各個部件的一組公共信号線，是計算機中傳送數據、信息的公共通道。微機系統總線由數據總線、地址總線和控制總線三部分組成。數據總線（DB）：用于微處理器、存儲器和輸入/輸出設備之間傳送數據。地址總線（AB）：用于傳送存儲器單元地址或輸入/輸出接口地址信息。控制總線（CB）：用于傳送控制器的各種控制信号，包括命令和信号交換聯絡線及總線訪問控制線等。

[經典例題]下述選項中，（ ）不是中央處理器具有的功能。

A．指令控制 B．操作控制 C．時間控制 D．處理控制

【答案】D

解題提示：本小題是對CPU功能的考察。CPU功能有：指令控制、操作控制、時間控制和數據加工功能。

考點精講3 計算機軟件系統的組成

硬件是計算機能夠運行程序的物質基礎，計算機性能（如運算速度、精度、存儲容量、可靠性等）在很大程度上取決于硬件配置。然而，再好的硬件還需要“軟件”的支撐才能充分發揮效能。

一、計算機軟件系統的組成

計算機軟件系統按其功能分為系統軟件和應用軟件兩大類，其中系統軟件的主要功能是對整個計算機系統進行調度、管理、監視及服務等，包括操作系統、程序設計語言和數據庫管理系統等。應用軟件是用戶利用計算機及其提供的系統軟件為解決各種實際問題而編制的計算機程序，是指除了系統軟件以外的所有軟件，由各種應用軟件包和面向問題的各種應用程序組成。

1.系統軟件

為了方便用戶控制和管理計算機的各種資源，充分發揮計算機系統的功能，圍繞計算機系統本身開發的程序系統叫做系統軟件，包括操作系統、程序設計語言和數據庫管理系統等，如表3-4所示。

表3-4 計算機系統軟件的組成

系統軟件組成

功能作用

操作系統

為了使計算機系統的所有資源協調一緻、有條不紊的工作，就必須有一個軟件來進行統一管理和統一調度，這種軟件稱為操作系統。操作系統是用戶和計算機之間的接口

程序設計語言

機器語言

能被機器直接理解、執行的指令集合，是機器唯一能夠執行的語言

彙編語言

用助記符來代替機器語言中的指令和數據

高級語言

是一種完全符号化的語言，采用自然語言中的詞彙和語法習慣，容易被人理解和掌握。完全獨立于具體的計算機，具有很強的可移植性

4GL語言

隻需要告訴計算機做什麼，計算機就會自動完成所需的操作

數據庫管理系統

采用數據庫技術，實現數據獨立于程序的統一管理

2.應用軟件

軟件公司或用戶為解決某類應用問題而專門研制的軟件稱為應用軟件。應用軟件分為3大類：通用應用軟件、專用應用軟件及定制應用軟件。常見的應用軟件有文件處理軟件（例如WPS、Word等）、網絡應用軟件（例如QQ、MSN、淘寶旺旺等）、人事管理軟件、工程設計繪圖軟件、辦公事務管理軟件、圖書情報檢索軟件、醫用診斷軟件、輔助教學軟件、輔助設計軟件、網絡管理軟件及實時控制軟件等。

[2018·真題] 計算機的功能不僅僅取決于硬件系統，更大程度上是由所安裝的（ ）決定的。

A．軟件系統 B．操作系統 C．數據庫 D．驅動程序

【答案】B

解題提示：硬件是計算機能夠運行程序的物質基礎，計算機性能（如運算速度、精度、存儲容量、可靠性等）在很大程度上取決于硬件配置。然而，再好的硬件還需要“軟件”的支撐才能充分發揮效能。

[2016·真題] 以下關于程序設計語言的叙述中，不正确的是（ ）。

A．彙編語言就是機器語言，與CPU類型有關

B．用高級語言編寫的程序被稱為“源程序”

C．高級語言編寫的程序必須經過編譯或解釋後才可以運行

D．數據庫語言屬于第四代（4GL）語言

【答案】A

解題提示：每種型号的計算機都有自己的指令系統，也叫機器語言，每條指令都對應一串二進制代碼。機器語言是計算機唯一能夠識别并直接執行的語言，所以與其他程序設計語言相比，其執行效率較高。用機器語言編寫的程序叫機器語言程序，由于機器語言中每條指令都是一串二進制代碼，因此可讀性差、不易記憶；編寫程序既難又煩瑣、容易出錯；程序的調試和修改難度也很大，總之，機器語言不易掌握和使用。此外，因為機器語言直接依賴于機器，所以在某種類型計算機上編寫的機器語言程序不能在另一種計算機上使用，也就是說可移植性差。

20世紀50年代初，出現了彙編語言。彙編語言不再使用難以記憶的二進制代碼編程，而是使用比較容易識别、記憶的助記符号，所以彙編語言又叫符号語言。彙編語言隻是将一條機器語言用符号表示而已。

[2015·真題] （ ）不是操作系統的主要目标。

A．方便用戶使用 B．管理系統資源

C．提高系統效率 D．浮點運算和邏輯運算

【答案】D

解題提示：操作系統是系統軟件的核心，它負責管理和控制計算機系統硬件資源和軟件資源，是用戶和計算機之間的接口。操作系統具有5個方面的功能：進程管理、存儲管理、設備管理、文件管理和作用管理。

考點精講4 數制及數制之間的轉換

數據是計算機處理的對象。這裡的“數據”含義非常廣泛，包括數值、文字、圖形、圖像、視頻等各種數據形式，計算機内部一律采用二進制表示數據。本節主要介紹數制的概念和各種數制之間的轉換。

一、進制的表示

在日常生活中，用十進制來表示數已經廣泛被人們所接受。但是由于計算機底層使用的電路硬件通常隻能夠清晰地表示兩種狀态，即開和關，或者說高電平和低電平。如果使用十進制，将會使得計算機底層的設計變得過于複雜，而且容易出錯，因此通常采用二進制來表示信息。其主要原因有：電路簡單、工作可靠、簡化運算和邏輯性強。

二、數制轉換

在計算機中，所有處理工作最終都是通過數據運算來完成的，因此，掌握數據運算的基本原理對學習計算機基礎是至關重要的。

按照進位的原則計數稱為“進位計數制”，簡稱“數制”或“進制”。在采用進位計數的數字系統中，如果隻用R個基本符号表示數值，則稱其為“R進制”，R稱為該進制的“基數”。

不同的數制有下述共同特點。

（1）每一種數制都有固定的符号集，如十進制數制的基本符号有10個（0～9）；二進制數制的基本符号有0和1兩個。

（2）每一種數制都使用位置表示法，即處于不同位置的數符所代表的值不同，與其所在位置的權值有關。

例如，十進制數1234.45可表示為：

1234.45 = 1×10³ 2×10² 3×10¹ 4×10⁰ 4×10^-1 5×10^-2

二進制數11011011.01可表示為：

（11011011.01）₂= 1×2⁷ 1×2⁶ 0×2⁵ 1×2⁴ 1×2³ 0×2² 1×2¹ 1×2⁰ 0×2^-1 1×2^-2

可以看出，各種進位計數制中的權值就是基數的某次幂，所以任何一種進位計數制表示的數都可以寫成按權展開的多項式之和。計算機中常用的幾種進位計數制如表3-5所示。

将數值由一種數制轉換成另一種數制稱為“數制間的轉換”，常用數制包括二進制、八進制、十進制和十六進制等，在不同的場合（環境）需要使用不同的數制。常用數制轉換方法如下。

（1）二進制、八進制和十六進制轉換為十進制：一般采用乘權相加法，把二（八和十六）進制的每一位乘以它的權，然後相加。例如，把二進制數110.011轉換成相應的十進制數：

（110.011）₂ = 1×2² 1×2¹ 0×2⁰ 0×2^-1 1×2^-2 1×2^-3 = （6.375）₁₀

（2）十進制轉換為二進制、八進制和十六進制：整數部分和小數部分分别轉換，然後合并。整數部分方法是“除2（8、16）取餘”，小數部分方法是“乘2（8、16）取整”。例如，把十進制數43.375轉換成相應的二進制數的過程如圖3-2和圖3-3所示。

圖3-2表示整數部分除2取餘過程，所以（43）₁₀=（101011）₂；圖3-3表示小數部分乘2取整過程，所以（0.375）₁₀=（0.011）₂。合并整數和小數部分，所以（43.375）₁₀=（101011. 011）₂。

圖3-2 整數部分除2取餘法

圖3-3 小數部分乘2取整法

十進制轉換成二進制數還有一種簡便的方法，即把一個十進制數寫成按二進制數權大小展開的多項式，按權值從高到低依次取各項的系數就可得到相應的二進制數。例如，把十進制數175.71875轉換為相應的二進制數：

（175.71875）₁₀ = 2⁷ 2⁵ 2³ 2² 2¹ 2⁰ 2^-1 2^-3 2^-4 2^-5 = （10101111.10111）₂

（3）二進制與八進制相互轉換：從小數點起，把二進制數每3位分成一組，然後寫出每一組的等值八進制數，順序排列起來就得到所要求的八進制數；同理，将一位八進制數用3位二進制數表示，即可直接将八進制數轉換成二進制數。例如，把二進制數10111011.01100111轉換為相應的八進制數：

（10111011.01100111）₂ = （010，111，011，011，001，110）₂ = （273.316）₈

（4）二進制與十六進制相互轉換：從小數點起，把二進制數每4位分成一組，然後寫出每一組的等值十六進制數，順序排列起來就得到所要求的十六進制數；同理，将一位十六進制數用4位二進制數表示，即可直接将十六進制數轉換成二進制數。例如，把二進制數10111011.01100111轉換為相應的十六進制數：

（10111011.01100111）₂ = （1011，1011.0110，0111）₂ = （BB.67）₁₆

（5）八進制與十六進制相互轉換：通常采用二進制作為中間媒介，即先把八進制數轉換為二進制數，然後把二進制數轉換成為對應的十六進制數。把十六進制數轉換為八進制數與此相似。

[經典例題] 計算機内部采用二進制表示信息，其主要原因不包括有（ ）。

A．電路簡單 B．工作可靠 C．簡化運算 D．人為規定

【答案】D

解題提示：計算機内部采用二進制表示信息的主要原因有：電路簡單、工作可靠、簡化運算和邏輯性強。

[經典例題]十六進制數CC所對應的八進制數為（ ）。

A．314 B．630 C．1414 D．3030

【答案】A

解題提示：首先将十六進制轉換為二進制，然後再從二進制轉變為八進制。即：CCH=（11001100）B=314O。

本内容來源于《中級通信工程師考點分析及真題詳解（綜合能力）》，初定于6月份下旬和各位考生見面！進入倒計時狀态。

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