第一章計算機基礎知識

第1節(jié)計算機概述第1節(jié)計算機概述

一、發(fā)展史1、計算機發(fā)展代別劃分：2、1946年2月，在美國賓夕法尼亞大學誕生了世界上第一臺電子計算機ENIAC（ElectronicNumericalIntegratorAndComputer），這臺計算機占地170平方米，重30噸，用了18000多個電子管，每秒能進行5000次加法運算。3、馮·諾依曼理論1944年，美籍匈牙利數(shù)學家馮·諾依曼提出計算機基本結構和工作方式的設想，為計算機的誕生和發(fā)展提供了理論基礎。時至今日，盡管計算機軟硬件技術飛速發(fā)展，但計算機本身的體系結構并沒有明顯的突破，當今的計算機仍屬于馮·諾依曼架構。其理論要點如下：計算機硬件設備由存儲器、運算器、控制器、輸入設備和輸出設備5部分組成。存儲程序思想——把計算過程描述為由許多命令按一定順序組成的程序，然后把程序和數(shù)據(jù)一起輸入計算機，計算機對已存入的程序和數(shù)據(jù)處理后，輸出結果。第1節(jié)計算機概述二、計算機的分類

根據(jù)計算機的性能指標，如機器規(guī)模的大小、運算速度的高低、主存儲容量的大小、指令系統(tǒng)性能的強弱以及機器的價格等，可將計算機分為巨型機、大型機、中型機、小型機、微型機和工作站。

1.巨型機：具有很強的計算和處理數(shù)據(jù)的能力，主要特點表現(xiàn)為高速度和大容量，配有多種外部和外圍設備及豐富的、高功能的軟件系統(tǒng)。主要用來承擔重大的科學研究、國防尖端技術和國民經(jīng)濟領域的大型計算課題及數(shù)據(jù)處理任務。如大范圍天氣預報，整理衛(wèi)星照片，原子核物的探索，研究洲際導彈、宇宙飛船等?！疤旌右惶枴睘槲覈着_千萬億次超級計算機。

2.

大、中型機：大型機使用專用的處理器指令集、操作系統(tǒng)和應用軟件，大量使用冗余等技術確保其安全性及穩(wěn)定性，擅長非數(shù)值計算(數(shù)據(jù)處理)，主要用于商業(yè)領域,如銀行和電信。

3.小型機是指采用精簡指令集處理器，性能和價格介于PC服務器和大型主機之間的一種高性能64位計算機。小型機與普通服務器相比具有：

①高可靠性（Reliability）：計算機能夠持續(xù)運轉，從來不停機。

②高可用性（Availability）：重要資源都有備份；能夠檢測到潛在要發(fā)生的問題，并且能夠轉移其上正在運行的任務到其它資源，以減少停機時間，保持生產(chǎn)的持續(xù)運轉；具有實時在線維護和延遲性維護功能。

③高服務性（Serviceability）：能夠實時在線診斷，精確定位出根本問題所在，做到準確無誤的快速修復。

4.微型機：通常作為個人計算機，由硬件系統(tǒng)和軟件系統(tǒng)組成，是一種能獨立運行，完成特定功能的設備。個人計算機不需要共享其他計算機的處理、磁盤和打印機等資源也可以獨立工作。從臺式機、筆記本電腦到上網(wǎng)本和平板電腦以及超級本等都屬于個人計算機的范疇。

5.工作站是一種高端的通用微型計算機。它是為了單用戶使用并提供比個人計算機更強大的性能，尤其是在圖形處理能力，任務并行方面的能力。通常配有高分辨率的大屏、多屏顯示器及容量很大的內(nèi)存儲器和外部存儲器，并且具有極強的信息和高性能的圖形、圖像處理功能的計算機。另外，連接到服務器的終端機也可稱為工作站。第1節(jié)計算機概述三、計算機的應用計算機的快速性、通用性、準確性和邏輯性等特點，使它不僅具有高速運算能力，而且還具有邏輯分析和邏輯判斷能力。如今計算機已滲透到人們生活和工作的各個層面中，主要體現(xiàn)在以下幾個方面的運用。1.科學計算科學計算(或數(shù)值計算)是指利用計算機來完成科學研究和工程技術中提出的數(shù)學問題的計算。在現(xiàn)代科學技術工作中，科學計算問題是大量的和復雜的。利用計算機的高速計算、大存儲容量和連續(xù)運算的能力，可以實現(xiàn)人工無法解決的各種科學計算問題。2.信息處理信息處理(數(shù)據(jù)處理)是指對各種數(shù)據(jù)進行收集、存儲、整理、分類、統(tǒng)計、加工、利用、傳播等一系列活動的統(tǒng)稱。80%以上的計算機主要用于數(shù)據(jù)處理，決定了計算機應用的主導方向。3.自動控制自動控制(過程控制)是利用計算機及時采集檢測數(shù)據(jù)，按最優(yōu)值迅速地對控制對象進行自動調(diào)節(jié)或自動控制。采用計算機進行自動控制，不僅可以大大提高控制的自動化水平，而且可以提高控制的及時性和準確性，提高產(chǎn)品質(zhì)量及合格率。目前，計算機過程控制已在機械、冶金、石油、化工、紡織、水電、航天等部門得到廣泛的應用。4.計算機輔助技術計算機輔助技術是指利用計算機幫助人們進行各種設計、處理等過程，它包括計算機輔助設計(CAD)、計算機輔助制造(CAM)、計算機輔助教學(CAI)和計算機輔助測試(CAT)等。另外，計算機輔助技術還有輔助生產(chǎn)、輔助繪圖和輔助排版等。5.人工智能人工智能(ArtificialIntelligence，簡稱AI)又可稱為智能模擬，是計算機模擬人類的智能活動，諸如感知、判斷、理解、學習、問題求解和圖像識別等。人工智能的研究目標是計算機更好地模擬人的思維活動，那時的計算機將可以完成更復雜的控制任務。6.網(wǎng)絡應用隨著社會信息化的發(fā)展，通信業(yè)也發(fā)展迅速，計算機在通信領域的作用越來越大，特別是促進了計算機網(wǎng)絡的迅速發(fā)展。目前，全球最大的網(wǎng)絡(Internet，即國際互聯(lián)網(wǎng))已把全球的大多數(shù)計算機聯(lián)系在一起。計算機在信息高速公路、電子商務、娛樂和游戲等領域也得到了快速的發(fā)展。第1節(jié)計算機概述【課堂練習】1、【NOIP2001】計算機軟件保護法是用來保護軟件（）的。A．編寫權B．復制權C．使用權D．著作權【答案】D【分析】我國1991年6月4日發(fā)布、2001年1月1日修訂實施的《計算機軟件保護條例》第2條規(guī)定:本條例所稱計算機軟件（以下簡稱軟件），是指計算機程序及其有關文檔。2、【NOIP2002】微型計算機的問世是由于（）的出現(xiàn)。A．中小規(guī)模集成電路B．晶體管電路C．(超)大規(guī)模集成電路D．電子管電路【答案】C【分析】計算機發(fā)展大致可分為四代：第一代，電子管計算機時代（1946年～1958年）第二代，晶體管計算機時代（1958年～1964年）第三代，集成電路計算機時代（1964年～1971年）第四代，大規(guī)模和超大規(guī)模集成電路計算機（1971年至今），其特點：大規(guī)?；虺笠?guī)模集成電路作為邏輯元件和存儲器，體積更小，可靠性更高，速度為每秒幾千萬至數(shù)億次，也直接導致了微型計算機的問世。3、【NOIP2003】圖靈(AlanTuring)是（）。A．美國人B．英國人C．德國人D．匈牙利人E．法國人【答案】B【分析】艾倫·麥席森·圖靈（AlanMathisonTuring，1912年6月23日-1954年6月7日），英國數(shù)學家。艾倫·圖靈1913年圖靈進入劍橋大學國王學院，畢業(yè)后到美國普林斯頓大學攻讀博士學位，二戰(zhàn)爆發(fā)后回到劍橋，后曾協(xié)助軍方破解德國著名密碼系統(tǒng)Enigma，幫助盟軍取得了二戰(zhàn)勝利。圖靈對于人工智能的發(fā)展有著諸多貢獻，例如：圖靈曾寫過一篇名為《機器人會思考嗎？》（CanMachineThink?）的論文，其中提出了一種用于判定機器是否具有智能的試驗方法，即圖靈試驗。此外，圖靈提出的著名圖靈機模型為現(xiàn)代計算機的邏輯工作方式奠定了基礎。第1節(jié)計算機概述4、【NOIP2003】第一個給計算機寫程序的人是（）。A．AlanMathisonTuringB．AdaLovelaceC．JohnvonNeumannD．JohnMcCarthyE．EdsgerWybeDijkstra【答案】B【分析】某種意義上，程序設計的出現(xiàn)甚至早于電子計算機的出現(xiàn)。英國著名詩人拜倫的女兒AdaLovelace曾設計了巴貝奇分析機上解伯努利方程的一個程序。她甚至還建立了循環(huán)和子程序的概念。由于她在程序設計上的開創(chuàng)性工作，AdaLovelace被稱為世界上第一位程序員。5、【NOIP2004普及組】美籍匈牙利數(shù)學家馮?諾依曼對計算機科學發(fā)展所做出的貢獻是（）。A.提出理想計算機的數(shù)學模型，成為計算機科學的理論基礎。B.是世界上第一個編寫計算機程序的人。C.提出存儲程序工作原理，并設計出第一臺具有存儲程序功能的計算機EDVAC。D.采用集成電路作為計算機的主要功能部件。E.指出計算機性能將以每兩年翻一番的速度向前發(fā)展。【答案】C【分析】A.英國數(shù)學家Turing（圖靈）（1912-1954），1936年提出了一種理想計算機的數(shù)學模型（圖靈機），1950年提出了圖靈試驗，發(fā)表了“計算機與智能”的論文。成為計算機科學理論基礎第一人。B.Ada是一種表現(xiàn)能力很強的通用程序設計語言，它是美國國防部為克服軟件開發(fā)危機，耗費巨資，歷時近20年研制成功的，為了紀念奧左斯特·艾達·洛夫萊斯伯爵夫人（AugustaAdaLovlace1815-1852），她是英格蘭詩人拜倫（Byron）勛爵的女兒，曾對現(xiàn)代計算機技術之父查爾斯·巴貝奇（CharlesBabage）的筆記，手稿進行了整理和修正，她是世界上第一位計算機程序員。C.EDVAC（ElectronicDiscreteVariableAutomaticComputer）。離散變量自動電子計算機。1945年馮·諾依曼以“關于EDVAC的報告草案”為題，起草了長達101頁的總結報告。報告廣泛而具體地介紹了制造電子計算機和程序設計的新思想。EDVAC方案明確奠定了新機器由五個部分組成，包括：運算器、邏輯控制裝置、存儲器、輸入和輸出設備，并描述了這五部分的職能和相互關系。E.摩爾定律是由英特爾（Intel）創(chuàng)始人之一戈登·摩爾（GordonMoore）提出來的。其內(nèi)容為：當價格不變時，集成電路上可容納的晶體管數(shù)目，約每隔18個月便會增加一倍，性能也將提升一倍。第1節(jié)計算機概述6、【NOIP2004普及組】彩色顯示器所顯示的五彩斑斕的色彩，是由紅色、藍色和（）色混合而成的。A.紫B.白C.黑D.綠E.橙【答案】D【分析】三基色是指紅，綠，藍三色，人眼對紅、綠、藍最為敏感，大多數(shù)的顏色可以通過紅、綠、藍三色按照不同的比例合成產(chǎn)生。同樣絕大多數(shù)單色光也可以分解成紅綠藍三種色光。7、【NOIP2006】在下面各世界頂級的獎項中，為計算機科學與技術領域作出杰出貢獻的科學家設立的獎項是（）。A.沃爾夫獎B.諾貝爾獎C.菲爾茲獎D.圖靈獎E.南丁格爾獎【答案】D【分析】沃爾夫獎(人類科學和藝術文明)、諾貝爾獎(生理醫(yī)學、文字、物理、化學、經(jīng)濟、和平)、菲爾茲獎（數(shù)學）、圖靈獎（計算機，2000年姚期智是目前獲得圖靈獎的唯一華裔計算機科學家）、南丁格爾獎（護理）。沃爾夫獎主要是獎勵對推動人類科學與藝術文明做出杰出貢獻的人士，每年評選一次，分別獎勵在農(nóng)業(yè)、化學、數(shù)學、醫(yī)學和物理領域,或者藝術領域中的建筑、音樂、繪畫、雕塑四大項目之一中取得突出成績的人士，其中以沃爾夫數(shù)學獎影響最大，因為諾貝爾獎中沒有數(shù)學獎，菲爾茲獎是據(jù)加拿大數(shù)學家約翰·査爾斯·菲爾茲的要求設立的，被視為數(shù)學界的諾貝爾獎；圖靈獎(A.M.TuringAward，又譯“社林獎”），由美國計算機協(xié)會（ACM）于1966年設立，又叫“A.M.圖靈獎”，專門獎勵那些對計算機事業(yè)作出重要貢獻的個人，其名稱取自計算機科學的先驅、英國科學家艾倫·麥席森·圖靈。他是計算機界最負盛名，最崇高的一個獎項，有“計算機界的諾貝爾獎”之稱。8、【NOIP2007普及組】IT的含義是（）。A.通信技術B.信息技術C.網(wǎng)絡技術D.信息學【答案】B【分析】IT是”InformationTechnology”（信息技術）的縮寫，指計算機、通訊及相關技術。第2節(jié)計算機系統(tǒng)的基本結構第2節(jié)計算機系統(tǒng)的基本結構

計算機系統(tǒng)由硬件和軟件兩部分組成。硬件系統(tǒng)是計算機的“軀干”，是物質(zhì)基礎。而軟件系統(tǒng)則是建立在這個“軀干”上的“靈魂”。第2節(jié)計算機系統(tǒng)的基本結構一、計算機硬件

計算機硬件由五大部分組成：運算器、控制器、存儲器、輸入設備、輸出設備。中央處理器（CPU——CentralProcessingUnit）

由運算器、控制器和一些寄存器組成；

運算器進行各種算術運算和邏輯運算；

控制器是計算機的指揮系統(tǒng)；

CPU的主要性能指標是主頻和字長。存儲器

存儲器的主要功能是用來保存各類程序的數(shù)據(jù)信息。

存儲器可分為主存儲器和輔助存儲器兩類。

①主存儲器（也稱為內(nèi)存儲器），屬于主機的一部分。用于存放系統(tǒng)當前正在執(zhí)行的數(shù)據(jù)和程序，屬于臨時存儲器。

②輔助存儲器（也稱外存儲器），它屬于外部設備。用于存放暫不用的數(shù)據(jù)和程序，屬于永久存儲器。存儲器與CPU的關系表示:第2節(jié)計算機系統(tǒng)的基本結構（1）內(nèi)存儲器內(nèi)存又稱為主存，它和CPU一起構成了計算機的主機部分，它存儲的信息可以被CPU直接訪問。內(nèi)存由半導體存儲器組成，存取速度較快，但一般容量較小。內(nèi)存中含有很多的存儲單元，每個單元可以存放1個8位的二進制數(shù)，即1個字節(jié)（Byte，簡稱“B”）。內(nèi)存中的每個字節(jié)各有一個固定的編號，這個編號稱為地址。CPU在存取存儲器中的數(shù)據(jù)時是按地址進行的。所謂存儲器容量即指存儲器中所包含的字節(jié)數(shù)，通常用KB、MB、GB、TB和PB作為存儲器容量單位。它們之間的關系為：1KB=1024B1MB=1024KB1GB=1024MB1TB=1024GB1PB=1024TB內(nèi)存儲器通?？梢苑譃殡S機存儲器RAM、只讀存儲器ROM和高速緩沖存儲器Cache三種。

①RAM是一種讀寫存儲器，其內(nèi)容可以隨時根據(jù)需要讀出，也可以隨時重新寫入新的信息。當電源電壓去掉時，RAM中保存的信息都將全部丟失。

randomaccessmemory，RAM

②ROM是一種內(nèi)容只能讀出而不能寫入和修改的存儲器，其存儲的信息是在制作該存儲器時就被寫入的。在計算機運行過程中，ROM中的信息只能被讀出，而不能寫入新的內(nèi)容。計算機斷電后，ROM中的信息不會丟失。它主要用于檢查計算機系統(tǒng)的配置情況并提供最基本的輸入/輸出（I/O）控制程序。Read-OnlyMemory，ROM

③由于計算機的CPU速度的不斷提高，RAM的速度很難滿足高速CPU的要求，所以在讀/寫系統(tǒng)內(nèi)存都要加入等待的時間，這對高速CPU來說是一種極大的浪費。Cache是指在CPU與內(nèi)存之間設置的一級或兩級高速小容量存儲器，稱之為高速緩沖存儲器，固化在主板上。在計算機工作時，系統(tǒng)先將數(shù)據(jù)由外存讀入RAM中，再由RAM讀入Cache中，然后CPU直接從Cache中取數(shù)據(jù)進行操作。第2節(jié)計算機系統(tǒng)的基本結構（2）外存儲器

外存儲器又稱為輔助存儲器，它的容量一般都比較大，而且大部分可以移動，便于在不同計算機之間進行信息交流。在微型計算機中，常用的外存有軟盤、硬盤、閃存和光盤4種。

①軟盤存儲器

軟盤存儲器由軟盤、軟盤驅動器和軟盤適配器三部分組成。軟盤是活動的存儲介質(zhì)，軟盤驅動器是讀寫裝置，軟盤適配器是軟盤驅動器與主機連接的接口。軟盤驅動器安裝在主機箱內(nèi)，軟盤驅動器插槽暴露在主機箱的前面板上，可方便地插入或取出軟盤。

②硬盤存儲器

硬盤存儲器是由電機和硬盤組成的，一般置于主機箱內(nèi)。硬盤是涂有磁性材料的磁盤組件，用于存放數(shù)據(jù)。硬盤的機械轉軸上串有若干個盤片，每個盤片的上下兩面各有一個讀/寫磁頭，與軟盤磁頭不同，硬盤的磁頭不與磁盤表面接觸，它們“飛”在離盤片面百萬分之一英寸的氣墊上。硬盤是一個非常精密的機械裝置，磁道間只有百萬分之幾英寸的間隙，磁頭傳動裝置必須把磁頭快速而準確地移到指定的磁道上。

③閃存

閃存又名優(yōu)盤，是在存儲速度與容量上介于軟盤與硬盤之間的一種外部存儲器。

④光盤光盤的存儲介質(zhì)不同于磁盤，它屬于另一類存儲器。由于光盤的容量大、存取速度較快、不易受干擾等特點，其應用越來越廣泛。光盤根據(jù)其制造材料和記錄信息方式的不同一般分為三類：只讀光盤、一次寫入型光盤和可擦寫光盤。第2節(jié)計算機系統(tǒng)的基本結構3.輸入設備

輸入設備是外界向計算機傳送信息的裝置。在微型計算機系統(tǒng)中，最常用的輸入設備是鍵盤和鼠標，此外還有光電筆、數(shù)字化儀、圖像掃描儀、觸摸屏、麥克風、視頻輸入設備、條形碼掃描器等。也可以用磁盤和磁帶進行輸入。4.輸出設備

輸出設備的作用是將計算機中的數(shù)據(jù)信息傳送到外部媒介，并轉化成某種為人們所認識的表示形式。在微型計算機中，最常用的輸出設備有顯示器和打印機。此外，還有繪圖儀等，也可以通過磁盤和磁帶輸出。二、總線結構

按照總線上傳輸信息的不同，總線可以分為數(shù)據(jù)總線（DB），地址總線（AB）和控制總線（CB）三種。

①數(shù)據(jù)總線：用來傳送數(shù)據(jù)信息，它主要連接了CPU與各個部件，是它們之間交換信息的通路。數(shù)據(jù)總線是雙向的，而具體的傳送方向由CPU控制。

②地址總線：用來傳送地址信息。CPU通過地址總線中傳送的地址信息訪問存儲器。通常地址總線是單向的。同時，地址總線的寬度決定可以訪問的存儲器容量大小，如20條地址總線可以控制1MB的存儲空間。

③控制總線：用來傳送控制信號，以協(xié)調(diào)各部件之間的操作?？刂菩盘柊–PU對內(nèi)存儲器和接口電路的讀寫控制信號、中斷響應信號，也包括其他部件傳送給CPU的信號，如中斷申請信號、準備就緒信號等。第2節(jié)計算機系統(tǒng)的基本結構三、主要的性能指標計算機的常用的指標有：1.字長字長是指一臺計算機所能處理的二進制代碼的位數(shù)。計算機的字長直接影響到它的精度、功能和速度。字長愈長，能表示的數(shù)值范圍就越大，計算出的結果的有效位數(shù)也就越多；字長愈長，能表示的信息就越多，機器的功能就更強。目前常用的是16位、32位、64位字長。2.運算速度運算速度是指計算機每秒鐘所能執(zhí)行的指令條數(shù)，一般用MIPS（MillionofInstructionsPerSecond，即每秒百萬條指令）為單位。由于不同類型的指令執(zhí)行時間長短不同，因而運算速度的計算方法也不同。3.主頻主頻是指計算機CPU的時鐘頻率，它在很大程度上決定了計算機的運算速度。一般時鐘頻率越高，運算速度就越快。主頻的單位一般是MHz（兆赫）或GHz（吉赫），如微處理器Pentium4/2.0GHz的主頻為2×1000MHz。4.內(nèi)存容量內(nèi)存容量是指內(nèi)存儲器中能夠存儲信息的總字節(jié)數(shù)，一般以GB為單位。內(nèi)存容量反映內(nèi)存儲器存儲數(shù)據(jù)的能力。目前計算機的內(nèi)存容量有2GB、4GB、8GB等。第2節(jié)計算機系統(tǒng)的基本結構【課堂練習】1、【NOIP1999】微機內(nèi)的存儲器的地址是以（）編址的。A．二進制位B．字長C．字節(jié)D．微處理器的型號【答案】B【分析】字長表示一個存儲單元由多少位二進制數(shù)組成，八位機的一個字長就是一個字節(jié)，十六位機的一個字長是兩個字節(jié)，三十二位機的一個字長可以表示四個字節(jié)。字節(jié)位的多少，表明可訪問存儲器的地址多少。2、【NOIP2000】某種計算機的內(nèi)存容量是640K，這里的640K容量是指（）個字節(jié)。A．640B．640*1000C．640*1024D．640*1024*1024【答案】C【分析】1KB=1024B，640K=640*1024B。3、【NOIP2000】在外部設備中，繪圖儀屬于（）。A．輸入設備B．輸出設備C．輔(外)存儲器D．主(內(nèi))存儲器【答案】B【分析】能按照人們要求自動繪制圖形的設備，將計算機的輸出信息以圖形的形式輸出。4、【NOIP2000普及組】RAM中的信息是（）。A．生產(chǎn)廠家預先寫入的B．計算機工作時隨機寫入的C．防止計算機病毒侵入所使用的D．專門用于計算機開機時自檢用的【答案】B【分析】RAM表示的是讀寫存儲器，可其中的任一存儲單元進行讀或寫操作，計算機關閉電源后其內(nèi)的信息將不再保存。第2節(jié)計算機系統(tǒng)的基本結構5、【NOIP2000】計算機主機是由CPU與（）構成的。A．控制器B．運算器C．輸入、輸出設備D．內(nèi)存儲器【答案】D【分析】計算機包括運算器、控制器、存儲器、輸入設備、輸出設備五個部分，計算機主機指的是除去輸入、輸出設備的計算機，CPU包括了運算器和控制器，所以答案應該是存儲器，而主機里面可以有外存儲器，也可以沒有。因此，D是唯一的正確答案。6、【NOIP2000提高組】計算機系統(tǒng)總線上傳送的信號有（）。A．地址信號與控制信號B．數(shù)據(jù)信號、控制信號與地址信號C．控制信號與數(shù)據(jù)信號D．數(shù)據(jù)信號與地址信號【答案】B【分析】數(shù)據(jù)總線、地址總線、控制總線，分別傳送數(shù)據(jù)信號、地址信號、控制信號。數(shù)據(jù)總線用來在兩個邏輯部件之間傳送數(shù)據(jù)，數(shù)據(jù)總線通常是雙向的?？刂瓶偩€用來完成控制和監(jiān)視功能，一般是單向的。地址總線不僅傳送地址，還用來選擇將要進行信息傳輸?shù)脑O備。7、【NOIP2001】在計算機硬件系統(tǒng)中，cache是（）存儲器。A．只讀B．可編程只讀C．可擦除可編程只讀D．高速緩沖【答案】D【分析】計算機硬件系統(tǒng)中，通常采用三級存儲器結構，即使用快速緩沖存儲器、主存儲器和外存儲器（也稱輔助存儲器或輔存）。中央處理器能直接訪問的存儲器稱為內(nèi)存儲器，它包括快速緩沖存儲器和主存儲器。主存儲器和外存儲器相比而言，前者速度快、容量小，后者速度慢、容量大，快存的含義有些基礎教材上沒有介紹，它是高速緩沖存儲器的簡稱，即cache，是為了解決CPU和主存儲器之間速度匹配問題而設置的，和主存儲器相比，速度更快，容量更小。第2節(jié)計算機系統(tǒng)的基本結構8、【NOIP2002提高組】微型計算機中，（）的存取速度最快。

A．高速緩存B．外存儲器C．寄存器D．內(nèi)存儲器【答案】C【分析】各種存儲器的存取速度，其中以高速緩沖存儲器存取速度最快，寄存器是中央處理器內(nèi)部運算器的存儲單位，盡管中央處理器種類繁多，但其中至少有指令寄存器、程序計數(shù)器、地址寄存器、緩沖寄存器、累加寄存器、狀態(tài)條件寄存器等寄存器。因其中是中央處理器內(nèi)部存儲單位，其速度自然比中央處理器外部的高度緩沖存儲器等要快得多。9、【NOIP2003】下列計算機設備中，既是輸入設備，又是輸出設備的是（）。A．鍵盤B．觸摸屏C．掃描儀D．投影儀E．數(shù)字化儀【答案】B【分析】觸摸屏與PLC是利用通訊方式工作的，通訊屬于全雙工通訊，觸摸屏既可以顯示運行數(shù)據(jù)，又可以發(fā)出指令給PLC控制運行，所以是輸入設備，也是輸出設備。10、【NOIP2003提高組】下列哪個不是個人計算機的硬件組成部分（）。A．主板B．虛擬內(nèi)存C．電源D．總線【答案】B【分析】虛擬內(nèi)存是指用外存(如硬盤)來模擬內(nèi)存，是一種存儲器管理的方式，而不是硬件組成。11、【NOIP2004】下面哪個部件對于個人桌面電腦的正常運行不是必需的（）。A.CPUB.圖形卡(顯卡)C.光驅D.主板E.內(nèi)存【答案】C【分析】五大部件不能少。12、【NOIP2004普及組】下列哪個不是計算機的存儲設備（）。A.文件管理器B.內(nèi)存C.高速緩存D.硬盤E.U盤【答案】A【分析】文件管理器一般指軟件。第2節(jié)計算機系統(tǒng)的基本結構13、【NOIP2004】用靜電吸附墨粉后轉移到紙張上，是哪種輸出設備的工作方式（）。A.針式打印機B.噴墨打印機C.激光打印機D.筆式繪圖儀E.噴墨繪圖儀【答案】C【分析】A.針式打印機是一種特殊的打印機，和噴墨、激光打印機都存在很大的差異。針式打印機是通過打印頭中的24根針擊打復印紙，從而形成字體。對于一些醫(yī)院窗口、銀行窗口、郵局窗口等行業(yè)用戶來說，針式打印機是他們的必備產(chǎn)品之一，因為只有通過針式打印機才能快速地完成各項單據(jù)的復寫，為用戶提供高效的服務，而且還能為這些窗口行業(yè)用戶存底。B.氣泡技術（bubblejet）是通過加熱噴嘴，使墨水產(chǎn)生氣泡，噴到打印介質(zhì)上的。C.用高壓靜電將感光鼓表面的“墨粉圖像”轉印到普通紙上。D.筆式繪圖機（penplotter）是一種裝有畫筆的平板式繪圖機。E．噴墨繪圖儀是用于輸出排料圖和頭版的專用寬幅單色繪圖儀，打印介質(zhì)是墨盒就叫噴墨繪圖儀。14、【NOIP2005】一位藝術史學家有20000幅1024*768的真彩色圖像，如果將這些圖像以位圖形式保存在CD光盤上(一張CD光盤的容量按600M計算)，大約需要（）張CD光盤。A.1B.10C.100D.1000E.10000【答案】C【分析】(1024*768*32*20000)/(8*1024*1024*600)=100張。15、【NOIP2005】下列設備不具有計算功能的是（）。A.筆記本電腦B.掌上電腦C.智能手機D.電子計算器E.液晶顯示器【答案】E【分析】輸出設備,沒有CPU或者計算元器件。第2節(jié)計算機系統(tǒng)的基本結構16、【NOIP2005普及組】以下哪個不是計算機的輸出設備（）。A.音箱B.顯示器C.打印機D.掃描儀E.繪圖儀【答案】D【分析】掃描儀是標準的輸入設備，它只能把相關信息“輸入”到電腦里。17、【NOIP2006普及組】以下斷電之后仍能保存數(shù)據(jù)的有（）。A.寄存器

B.ROM

C.RAM

D.高速緩存【答案】B【分析】ROM表示的是只讀存儲器，只能讀出信息，不能寫入信息，計算機關閉電源后其內(nèi)的信息仍舊保存，一般用它存儲固定的系統(tǒng)軟件和字庫等。18、【NOIP2006提高組】BIOS（基本輸入輸出系統(tǒng)）是一組固化在計算機內(nèi)（）上一個ROM芯片上的程序。A.控制器B.CPUC.主板D.內(nèi)存條E.硬盤【答案】C【分析】BIOS（基本輸入輸出系統(tǒng)）是一組固化在計算機主板ROM芯片上的程序。19、【NOIP2007普及組】一個完整的計算機系統(tǒng)應包括（）。A.系統(tǒng)硬件和系統(tǒng)軟件B.硬件系統(tǒng)和軟件系統(tǒng)C.主機和外部設備D.主機、鍵盤、顯示器和輔助存儲器【答案】B【分析】一個完整的計算機系統(tǒng)應包括計算機的硬件系統(tǒng)和軟件系統(tǒng)。20、【NOIP2007普及組】以下斷電之后仍能保存數(shù)據(jù)的有（）。A.硬盤B.高速緩存C.顯存D.RAM【答案】A【分析】其他會丟失。第3節(jié)中央處理器CPU第3節(jié)中央處理器CPUCPU(中央處理單元)是微機的核心部件，是決定微機性能的關鍵部件。20世紀70年代微型機的CPU問世，微型計算機的核心部件微處理器從Intel4004，80286，80386，80486發(fā)展到PentiumII/Ill和Pentium4，數(shù)位從4位、8位、16位、32位發(fā)展到64位，主頻從幾MHZ到今天的數(shù)GHZ以上(1GHZ＝1000MHZ)，CPU芯片里集成的晶體管數(shù)由2萬個躍升到1000萬個以上。CPU的發(fā)展和技術的進展直接推動了微型計算機的發(fā)展，也是微機各個發(fā)展階段的主要標志。從原理上看，CPU的內(nèi)部結構分控制單元、邏輯單元、存儲單元三部分。從組成器件上看,CPU的內(nèi)部是由成千上萬個晶體管組成，晶體管實質(zhì)上就是一雙位開關：即“開”和“關”。CPU的主要性能指標包括時主頻、字長、高速緩存容量、指令集合和動態(tài)處理技術、制造工藝、封裝方式和工作電壓等。主頻是指CPU的工作時鐘頻率，是CPU內(nèi)核電路的實際運行頻率。一般說主頻越高，一個時鐘周期里面完成的指令數(shù)也越多，速度也越快。主頻的單位為兆赫茲（MHz）和吉赫茲（GHz）。我們通常所說的2.8GHz，3.0GHz就是指CPU的主頻。第3節(jié)中央處理器CPU字長(wordsize)指的是微處理器CPU能夠同時處理的二進制位數(shù)的個數(shù)。字長的大小取決于ALU中寄存器的容量和連接著這些寄存器的電路性能。例如，8位字長的微處理器有8位的寄存器，每次能處理8位的數(shù)據(jù)，因此被稱為“8位處理器”。有更大字長的處理器能夠在每個處理器周期內(nèi)處理更大的數(shù)據(jù)，因此字長越長計算機性能越好。目前的個人計算機通常都帶有32位或64位的處理器。高速緩存(cache)也稱為“RAM緩存”或“緩沖存儲器”。它是一種具有很高速度的特殊內(nèi)部存儲器，與安裝在主板上其他位置的內(nèi)存相比，它能夠使微處理器更快的獲得數(shù)據(jù)。字節(jié)和字長的區(qū)別：常用的英文字符用8位二進制就可以表示，所以通常就將8位稱為一個字節(jié)，字節(jié)是一種存儲容量單位。而字長是CPU處理能力的一種標準，字長的長度是不固定的，對于不同的CPU、字長的長度也不一樣。8位的CPU一次只能處理一個字節(jié)，而32位的CPU一次就能處理4個字節(jié)，同理字長為64位的CPU一次可以處理8個字節(jié)。1971年，英特爾公司推出了世界上第一款微處理器4004，字長4位，四位微處理器。1978年，英特爾公司生產(chǎn)的8086是第一個16位的微處理器。1985年，英特爾生產(chǎn)出32位字長處理器80386。目前市場上主流的CPU的字長幾乎都達到了64位。第3節(jié)中央處理器CPU【課堂練習】1、【NOIP1999】在微機中，通用寄存器的位數(shù)是（）。A．8位B．16位C．計算機字長D．32位【答案】C【分析】通用寄存器的位數(shù)跟CPU型號有關，它取決于計算機的字長。2、【NOIP1999】不同的計算機，其指令系統(tǒng)也不相同，這主要取決于（）。A．所用的操作系統(tǒng)B．系統(tǒng)的總體結構C．所用的CPUD．所用的程序設計語言【答案】C【分析】計算機指令系統(tǒng)取決于中央處理器中的控制器，所有的控制和運算操作，均由控制器中的微指令系統(tǒng)進行操作。3、【NOIP2001普及組】CPU處理數(shù)據(jù)的基本單位是字,一個字的字長（）。A．為8個二進制位B．為16個二進制位C．為32個二進制位D．與芯片的型號有關【答案】D【分析】CPU處理數(shù)據(jù)的基本單位是字，一個字的字長通常與微處理器芯片的型號有關。4、【NOIP2001】若我們說一個微機的CPU是用的PII300，此處的300確切指的是（）。A．CPU的主時鐘頻率B．CPU產(chǎn)品的系列號C．每秒執(zhí)行300百萬條指令D．此種CPU允許最大內(nèi)存容量【答案】A【分析】300指的是CPU的主時鐘頻率，以Mhz(兆赫茲)為單位，300即300MHz。5、【NOIP2001提高組】中央處理器CPU能訪問的最大存儲器容量取決于（）。A．地址總線B．數(shù)據(jù)總線C．控制總線D．內(nèi)存容量【答案】A【分析】地址總線主要用來傳輸內(nèi)存地址，地址線的條數(shù)越多，CPU能訪問存儲器的范圍越大。如果地址條數(shù)不夠，尋址能力也就有限，內(nèi)存容量再大也用不上，因此不能選D。第3節(jié)中央處理器CPU6、【NOIP2004普及組】下列說法中錯誤的是（）。A.CPU的基本功能就是執(zhí)行指令。B.CPU訪問內(nèi)存的速度快于訪問高速緩存的速度。C.CPU的主頻是指CPU在1秒內(nèi)完成的指令周期數(shù)。D.在一臺計算機內(nèi)部，一個內(nèi)存地址編碼對應唯一的一個內(nèi)存單元。E.數(shù)據(jù)總線的寬度決定了一次傳遞數(shù)據(jù)量的大小，是影響計算機性能的因素之一?！敬鸢浮緽【分析】A.CPU包括運算邏輯部件、寄存器部件和控制部件。CPU從存儲器或高速緩沖存儲器中取出指令，放入指令寄存器，并對指令譯碼。B.CPU訪問存儲器的速度：Cache＞內(nèi)存＞外存，Cache是CPU內(nèi)部的高速緩存，容量很小，當然速度也是最快。C.CPU的主頻，即CPU內(nèi)核工作的時鐘頻率（CPUClockSpeed）。D.計算機在使用存儲器時，要給這些存儲器進行編號，這個編號就是地址。E.數(shù)據(jù)總線負責計算機中數(shù)據(jù)在各組成部分之間的傳送，數(shù)據(jù)總線寬度是指在芯片內(nèi)部數(shù)據(jù)傳送的寬度，而數(shù)據(jù)總線寬度則決定了CPU與二級緩存、內(nèi)存以及輸入/輸出設備之間一次數(shù)據(jù)傳輸?shù)男畔⒘俊５刂房偩€寬度決定了CPU可以訪問的物理地址空間，簡單地說就是CPU到底能夠使用多大容量的內(nèi)存。16位的微機我們就不用說了，但是對于486以上的微機系統(tǒng)，地址線的寬度為32位，最多可以直接訪問4096MB（4GB）的物理空間。7、【NOIP2004普及組】下列哪個不是CPU（中央處理單元）（）。A.IntelItaniumB.DDRSDRAMC.AMDAthlon64D.AMDOpteronE.IBMPower5【答案】B【分析】A.Intel安騰處理器應該說是大多數(shù)人不是很了解的處理器之一。B.DDRSDRAM是DoubleDataRateSDRAM的縮寫，是雙倍速率同步動態(tài)隨機存儲器的意思。DDR內(nèi)存是在SDRAM內(nèi)存基礎上發(fā)展而來的，SDRAM在一個時鐘周期內(nèi)只傳輸一次數(shù)據(jù)，它是在時鐘的上升期進行數(shù)據(jù)傳輸；而DDR內(nèi)存則是一個時鐘周期內(nèi)傳輸兩次數(shù)據(jù)，它能夠在時鐘的上升期和下降期各傳輸一次數(shù)據(jù)，因此稱為雙倍速率同步動態(tài)隨機存儲器。DDR內(nèi)存可以在與SDRAM相同的總線頻率下達到更高的數(shù)據(jù)傳輸率。C.Athlon是由美國超微（AMD）公司生產(chǎn)的一個CPU系列。D.AMDOpteron?（皓龍）處理器專為服務器、工作站而設計。E.IBMPOWER是RISC處理器架構的一種，由IBM設計，全稱為“PerformanceOptimizationWithEnhancedRISC”8、【NOIP2005普及組】Intel的首顆16位處理器是（）。A.8088B.80386C.80486D.8086E.Pentium【答案】D【分析】比較生冷,1978年英特爾公司生產(chǎn)的8086是第一個16位的微處理器。第3節(jié)中央處理器CPU9、【NOIP2005提高組】Intel的首顆64位處理器是（）。A.8088B.8086C.80386D.80486E.Pentium【答案】E【分析】Intel公司于1993年又推出了80586,其為64位微處理器,正式名稱為Pentium。Pentium含有310萬個晶體管,時鐘頻率最初為60MHz和66MHz。10、【NOIP2005提高組】處理器A每秒處理的指令數(shù)是處理器B的2倍。某一特定程序P分別編譯為處理器A和處理器B的指令，編譯結果處理器A的指令數(shù)是處理器B的4倍。已知程序P的算法時間復雜度為O(n2)，如果處理器A執(zhí)行程序P時能在一小時內(nèi)完成的輸入規(guī)模為n，則處理器B執(zhí)行程序P時能在一小時內(nèi)完成的輸入規(guī)模為（）。A.4*nB.2*nC.nD.n/2E.n/4【答案】B【分析】每秒指令數(shù)2:1,編譯后指令量4:1,綜合速度1:2,無論在哪一個處理器上,該程序P的算法復雜度都是一樣的,因此,產(chǎn)生影響的主要是指令數(shù)及兩個處理器的速度。綜合起來看,處理器B有兩倍的速度優(yōu)勢,因此,在同樣的一小時內(nèi),B可以處理多一倍的數(shù)據(jù),即輸入數(shù)據(jù)的規(guī)?？梢允?*n。11、【NOIP2006提高組】在以下各項中，（）不是CPU的組成部分。A.控制器B.運算器C.寄存器D.ALUE.RAM【答案】E【分析】CPU由控制器、運算器和寄存器組成。運算器的基本操作包括加、減、乘、除四則運算，與、或、非、異或等邏輯操作，以及移位、比較和傳送等操作，亦稱算術邏輯部分(ALU)。而RAM是隨機儲存器(內(nèi)存)，不是CPU組成部分。第4節(jié)計算機軟件系統(tǒng)第4節(jié)計算機軟件系統(tǒng)軟件是計算機的靈魂。沒有安裝軟件的計算機稱為“裸機”，無法完成任何工作。硬件為軟件提供運行平臺。軟件和硬件相互關聯(lián)，兩者之間可以相互轉化，互為補充。計算機的軟件分成系統(tǒng)軟件和應用軟件兩大類。第4節(jié)計算機軟件系統(tǒng)一、系統(tǒng)軟件系統(tǒng)軟件是指控制和協(xié)調(diào)計算機及外部設備,支持應用軟件開發(fā)和運行的系統(tǒng)，是無需用戶干預的各種程序的集合，主要功能是調(diào)度，監(jiān)控和維護計算機系統(tǒng)；負責管理計算機系統(tǒng)中各種獨立的硬件，使得它們可以協(xié)調(diào)工作。系統(tǒng)軟件使得計算機使用者和其他軟件將計算機當作一個整體而不需要顧及到底層每個硬件是如何工作的。常用的操作系統(tǒng)：1、桌面操作系統(tǒng)從軟件上可主要分為兩大類，分別為類Unix操作系統(tǒng)和Windows操作系統(tǒng)：Unix和類Unix操作系統(tǒng)：MacOSX，Linux發(fā)行版（如Debian，Ubuntu，LinuxMint，openSUSE，F(xiàn)edora，Mandrake，RedHat，Centos等）；微軟公司W(wǎng)indows操作系統(tǒng)

：Windows98，Windows2000，WindowsXP，WindowsVista，Windows7，Windows8，Windows8.1，Windows10等2、服務器操作系統(tǒng)服務器操作系統(tǒng)主要集中在三大類：Unix系列：SUNSolaris，IBM-AIX，HP-UX，F(xiàn)reeBSD，OSXServer等；Linux系列：RedHatLinux，CentOS，Debian，UbuntuServer等；Windows系列：WindowsNTServer，WindowsServer2003，WindowsServer2008，WindowsServer2008R2，windowsserver2012，windowsservertechnical等。第4節(jié)計算機軟件系統(tǒng)二、應用軟件應用軟件是用戶為了解決各自的應用領域里的具體任務而編寫的各種應用程序和有關文檔資料的統(tǒng)稱。這類軟件能解決特定問題。應用軟件與系統(tǒng)軟件的關系是：系統(tǒng)軟件為應用軟件提供基礎和平臺，沒有系統(tǒng)軟件應軟件是無源之本，反過來應用軟件又為系統(tǒng)服務。常用的應用軟件有以下幾類：（1）字處理軟件（2）電子制表軟件（3）計算機輔助設計軟件（4）圖形軟件（5）教育軟件（6）電子游戲軟件用戶應用軟件實用系統(tǒng)軟件操作系統(tǒng)硬件第4節(jié)計算機軟件系統(tǒng)三、計算機的指令指令是一組二進制代碼，它規(guī)定了由計算機執(zhí)行的程序的一步操作。一條指令由操作碼和操作數(shù)組成，前者規(guī)定指令要完成的操作，必不可少；后者是這個操作針對的對象，可以沒有。指令系統(tǒng)是一種計算機所能識別并可執(zhí)行的全部指令的集合。例如，80386的指令系統(tǒng)共有123種指令，可分為9類指令操作：數(shù)據(jù)傳遞、算術運算、邏輯運算、串操作、位操作、程序控制、高級語言指令、保護模式；處理器控制指令。程序是計算機為了執(zhí)行某種操作任務而將一條條指令按照一定的順序排列起來的指令集。【課堂練習】1、【NOIP1999】計算機能直接執(zhí)行的指令包括兩部分，它們是()。A．源操作數(shù)與目標操作數(shù)B．操作碼與操作數(shù)C．ASCII碼與漢字代碼D．數(shù)字與字符【答案】B【分析】計算機的指令系統(tǒng)是由操作碼和操作數(shù)組成的。2、【NOIP1999】計算機的軟件系統(tǒng)通常分為()。A．系統(tǒng)軟件與應用軟件B．高級軟件與一般軟件C．軍用軟件與民用軟件D．管理軟件與控制軟件【答案】A【分析】本題是軟件系統(tǒng)基本知識題。3、【NOIP2001普及組】WORD是一種()。A．操作系統(tǒng)B．文字處理軟件C．多媒體制作軟件D．網(wǎng)絡瀏覽器【答案】B【分析】Word是Microsoft公司推出的辦公自動化套裝軟件Office中的字處理軟件。第4節(jié)計算機軟件系統(tǒng)4、【NOIP2001普及組】應用軟件和系統(tǒng)軟件的相互關系是（）。A．后者以前者為基礎B．前者以后者為基礎C．每一類都以另一類為基礎D．每一類都不以另一類為基礎【答案】B【分析】系統(tǒng)軟件是基礎，沒有它系統(tǒng)無法運行。5、【NOIP2003普及組】下列哪個軟件不是操作系統(tǒng)軟件的名字（）。A．WindowsXPB．DOSC．LinuxD．OS／2E．Arch／Info【答案】E【分析】WindowsXP是微軟公司的操作系統(tǒng)，DOS是微軟公司早期的操作系統(tǒng)。Linux是自由操作系統(tǒng)，OS/2是IBM公司的操作系統(tǒng)。7、【NOIP2004普及組】下列哪個不是數(shù)據(jù)庫軟件的名稱（）。A.MySQLB.SQLServerC.OracleD.金山影霸E.Foxpro【答案】D【分析】A.MySQL是一個小型關系型數(shù)據(jù)庫管理系統(tǒng)，開發(fā)者為瑞典MySQLAB公司。在2008年1月16日被Sun公司收購。B.SQL（StructuredQueryLanguage），結構化查詢語言。SQLServer是一個關系數(shù)據(jù)庫管理系統(tǒng)。它最初是由Microsoft、Sybase和Ashton-Tate三家公司共同開發(fā)的，于1988年推出了第一個OS/2版本。C.oracle是殷墟（YinXu）出土的甲骨文（oracleboneinscriptions）的英文翻譯的第一個單詞，在英文里是“神諭”的意思。Oracle數(shù)據(jù)庫產(chǎn)品為財富排行榜上的前1000家公司所采用，許多大型網(wǎng)站也選用了Oracle系統(tǒng)。E.VisualFoxPro原名FoxBase，最初是由美國FoxSoftware公司于1988年推出的數(shù)據(jù)庫產(chǎn)品。第4節(jié)計算機軟件系統(tǒng)6、【NOIP2003普及組】數(shù)字圖像文件可以用下列哪個軟件來編輯（）。A．畫筆(Paintbrush)B．記事簿(Notepad)C．Recorder

D．WinRAR【答案】A【分析】畫筆（Paintbrush）是Windows操作系統(tǒng)自帶的繪圖軟件，Photoshop是美國Adobe軟件公司的專業(yè)圖像處理軟件，二者都可以編輯圖像文件。記事簿（Notepad）只能處理文本文件，WinRAR是EugeneRoshal的共享壓縮軟件。Midisoft是微軟公司的注冊商標，不是軟件。8、【NOIP2005普及組】以下哪個軟件不是即時通信軟件（）。A.網(wǎng)易泡泡B.MSNMessengerC.GoogleTalkD.3DSMaxE.QQ【答案】D【分析】這是3D造型軟件。9、【NOIP2005提高組】不能在Linux上使用的網(wǎng)頁瀏覽器是（）。A.InternetExploreB.NetscapeC.OperaD.FirefoxE.Mozilla【答案】A【分析】微軟的，未跨平臺。10、【NOIP2006普及組】Linux是一種（）。A.繪圖軟件

B.程序設計語言

C.操作系統(tǒng)

D.

網(wǎng)絡瀏覽器【答案】C【分析】Linux是一種自由和開放源碼的類Unix操作系統(tǒng)。目前存在著許多不同的Linux，但它們都是用了Linux內(nèi)核。Linux可安裝在各種計算機硬件設備中，從手機、平板電腦、路由器和視頻游戲控制臺，到臺式計算機、大型機和超級計算機。Linux是一個領先的操作系統(tǒng)，世界上運算最快的10臺超級計算機運行的都是Linux操作系統(tǒng)。嚴格來講，Linux這個詞本身只表示Linux內(nèi)核，但實際上人們已經(jīng)習慣了用Linux來形容整個基于Linux內(nèi)核，并且使用GNU工程各種工具和數(shù)據(jù)庫的操作系統(tǒng)。Linux操作系統(tǒng)是UNIX操作系統(tǒng)的一個克隆版本。UNIX操作系統(tǒng)是美國貝爾實驗室的肯·湯普遜Ken.Thompson和丹尼斯·里奇DennisRitchie于1969年夏在DECPDP-7小型計算機上開發(fā)的一個分時操作系統(tǒng)。第5節(jié)計算機語言第5節(jié)計算機語言程序就是一系列的操作步驟，計算機程序就是由人事先規(guī)定的計算機完成某項工作的操作步驟。每一步驟的具體內(nèi)容由計算機能夠理解的指令來描述，這些指令告訴計算機“做什么”和“怎樣做”。編寫計算機程序所使用的語言稱為程序設計語言。通常分為三類：機器語言、匯編語言和高級語言。1.機器語言計算機最早的語言處理程序是機器語言，它是計算機能直接識別的語言，而且速度快。機器語言是用二進制代碼來編寫計算機程序，因此又稱二進制語言。例如用機器語言來表示“8+4”這個算式，是一串二進制碼“000010000000010000000100”。機器語言書寫困難、記憶復雜，一般很難掌握。2.匯編語言由于機器語言的缺陷，人們開始用助記符編寫程序，用一些符號代替機器指令所產(chǎn)生的語言稱為匯編語言。但是用匯編語言編寫的源程序不能被計算機直接識別，必須使用某種特殊的軟件將用匯編語言寫的源程序翻譯和連接成能被計算機直接識別的二進制代碼。其示意圖如圖所示。匯編語言雖然采用了助記符來編寫程序，比機器語言簡單，但是匯編語言仍屬于低級語言，它與計算機的體系結構有關，在編寫程序前要花費相當多的時間和精力去熟悉機器的結構。因此工作量大、繁瑣，而且程序可移植性差。第5節(jié)計算機語言3.高級語言計算機并不能直接地接受和執(zhí)行用高級語言編寫的源程序,源程序在輸入計算機時,通過“翻譯程序”翻譯成機器語言形式的目標程序,計算機才能識別和執(zhí)行。這種“翻譯”通常有兩種方式,即編譯方式和解釋方式。編譯方式是：編譯方式的翻譯工作由“編譯程序”來完成，它是先將整個源程序都轉換成二進制代碼，生成目標程序，然后把目標程序連接成可執(zhí)行的程序，以完成源程序要處理的運算并取得結果。

解釋方式是：源程序進入計算機時,解釋程序邊掃描邊解釋，對源程序的語句解釋一條，執(zhí)行一條，不產(chǎn)生目標程序。解釋方式的翻譯工作由“解釋程序”編譯性語言有C/C++、Pascal/ObjectPascal（Delphi）等解釋性語言有ASP、PHP、Java、JavaScript、VBScript、Perl、Python、Ruby等Fortran第一個高級語言Simula第一個面向對象語言Smalltalk第二個面向對象語言Python解釋型面向對象語言面向對象語言特征：繼承、多態(tài)、封裝。使用編譯語言程序將整個源程序編譯連接可執(zhí)行的文件，這種方式效率高、可靠性高、可以移植性好。不過當源程序修改后，必需重新編譯。第5節(jié)計算機語言面向對象語言借鑒了20世紀50年代的人工智能語言LISP，引入了動態(tài)綁定的概念和交互式開發(fā)環(huán)境的思想；始于20世紀60年代的離散事件模擬語言SIMULA67，引入了類的要領和繼承，成形于20世紀70年代的Smalltalk。面向對象語言的發(fā)展有兩個方向：一種是純面向對象語言，如Smalltalk、EIFFEL等；另一種是混合型面向對象語言，即在過程式語言及其它語言中加入類、繼承等成分，如C++、Objective-C等?！菊n堂練習】1、【NOIP2001普及組】解釋程序的功能是（）。A．將高級語言程序轉換為目標程序B．將匯編語言程序轉換為目標程序C．解釋執(zhí)行高級語言程序D．解釋執(zhí)行匯編語言程序【答案】C【分析】所謂解釋程序是高級語言翻譯程序的一種，它將源語言(如BASIC)書寫的源程序作為輸入，解釋一句后就提交計算機執(zhí)行一句，并不形成目標程序。2、【NOIP2002普及組】下列哪一種程序設計語言是解釋執(zhí)行的（）。A．PascalB．GWBASICC．C++D．FORTRAN【答案】B【分析】GWBASIC是高級程序設計語言BASIC的一個方言版本，GWBasic輸入一句執(zhí)行一句，不需要編譯。最近比較火的解釋性語言應該是python，有跨平臺的優(yōu)點。第5節(jié)計算機語言3、【NOIP2003普及組】下列關于程序語言的敘述，不正確的是（）。A．編寫機器代碼不比編寫匯編代碼容易。B．高級語言需要編譯成目標代碼或通過解釋器解釋后才能被CPU執(zhí)行。C．同樣一段高級語言程序通過不同的編譯器可能產(chǎn)生不同的可執(zhí)行程序。D．匯編代碼可被CPU直接運行。E．不同的高級語言語法略有不同?！敬鸢浮緿【分析】匯編語言是一種最簡的編程語言，CPU不能直接識別的，需要轉換成機器語言才能執(zhí)行。4、【NOIP2004普及組】下列哪個程序設計語言不支持面向對象程序設計方法（）。A.C++B.ObjectPascalC.CD.SmalltalkE.Java【答案】C【分析】A.美國AT&T貝爾實驗室的本賈尼·斯特勞斯特盧普（BjarneStroustrup）博士在20世紀80年代初期發(fā)明并實現(xiàn)了C++（最初這種語言被稱作“CwithClasses”）。B.objectpascal語言是pascal之父在1985年于applemacintosh機器上實現(xiàn)的。后來Borland公司也在它的pascal產(chǎn)品turbopascal/Delphi中實現(xiàn)了objectpascal。ObjectPascal是一種高級編譯語言，具有強類型（對數(shù)據(jù)類型的檢查非常嚴格）特性，支持結構化和面向對象編程。C.C語言是一種面向過程的計算機程序設計語言，最初為unix而生。它既有高級語言的特點，又具有匯編語言的特點。它可以作為系統(tǒng)設計語言，編寫工作系統(tǒng)應用程序，也可以作為應用程序設計語言，編寫不依賴計算機硬件的應用程序。D.Smalltalk被公認為歷史上第二個面向對象的程序設計語言和第一個真正的集成開發(fā)環(huán)境(IDE)。E.Java是一種可以撰寫跨平臺應用軟件的面向對象的程序設計語言，是由SunMicrosystems公司于1995年5月推出的Java程序設計語言和Java平臺（即JavaSE，JavaEE，JavaME）的總稱。第5節(jié)計算機語言5、【NOIP2006普及組】在下列關于計算機語言的說法中，不正確的是（）。A.Pascal和C都是編譯執(zhí)行的高級語言B.高級語言程序比匯編語言程序更容易從一種計算機移植到另一種計算機上C.C++是歷史上的第一個支持面向對象的計算機語言D.與匯編語言相比，高級語言程序更容易閱讀【答案】C【分析】歷史上的第一個支持面向對象的計算機語言，1967年挪威計算中心的KistenNygaard和OleJohanDahl開發(fā)了Simula67語言，它提供了比子程序更高一級的抽象和封裝，引入了數(shù)據(jù)和類的概念，它被認為是第一個面向對象語言，高級語言是面向開發(fā)人員的，所以看起來很容易明白，但是機器轉化為機器語言，由于是面對開發(fā)人員，所以轉化起來，通常會占用很大的內(nèi)存。匯編通常是針對芯片來的，也需要轉化為機器語言后，機器才能識別，但它占用的內(nèi)存很低，執(zhí)行的穩(wěn)定性高。高級語言和低級語言的區(qū)別：如果兩者都是32位應用程序的話，匯編程序是由CPU指令直接匯編而成，且指令助記碼與機器碼之間是一一對應，故而精簡。高級語言需要先通過編譯器將高級語言源程序匯編成匯編程序，然后再由匯編器和連接器生成最終程序，編譯時高級語言將被轉化為數(shù)倍于自身的匯編語言，雖然有編譯器的優(yōu)化，還是沒有手動寫出的匯編程序精簡，這就造成了代碼量（容量）的擴大，更多的代碼通常意味著要消耗更多的CPU周期取執(zhí)行，這樣單位時間的執(zhí)行速率也就相應延緩，匯編只適合開發(fā)小型軟件，接口程序，不宜用來開發(fā)大型軟件，反之高級程序適用于大型軟件的開發(fā)。Smalltalk是歷史上第二個面向對象的程序設計程序。6、【NOIP2007普及組】在下列關于計算機語言的說法中，正確的有（）。

A.高級語言比匯編語言更高級，是因為它的程序的運行效率更高

B.隨著Pascal、C等高級語言的出現(xiàn)，機器語言和匯編語言已經(jīng)退出了歷史舞臺

C.高級語言程序比匯編語言程序更容易從一種計算機移植到另一種計算機上

D.C是一種面向對象的高級計算機語言【答案】C【分析】高級語言比匯編語言更高級，是針對計算機語言的發(fā)展階段講的。人們使用高級語言編寫程序，要比匯編語言容易得多。優(yōu)秀的程序設計人員用匯編語言編寫的程序，往往效率更高一些。機器語言和匯編語言并沒有退出歷史舞臺。一些和硬件操作（特別是設計外部設備的操作）關系十分密切的程序，往往還需要用匯編語言編寫。第6節(jié)數(shù)制轉換第6節(jié)數(shù)制轉換一、進位計數(shù)制的基本概念將數(shù)字符號按序排列成數(shù)位，并遵照某種由低位到高位的進位方式計數(shù)表示數(shù)值的方法，稱作進位計數(shù)制。1.十進制十進制計數(shù)制由0、1、2、3、4、5、6、7、8、9共10個數(shù)字符號組成。相同數(shù)字符號在不同的數(shù)位上表示不同的數(shù)值，每個數(shù)位計滿十就向高位進一，即“逢十進一”。2.八進制八進制計數(shù)制由0、1、2、3、4、5、6、7共8個數(shù)字符號組成。相同數(shù)字符號在不同的數(shù)位上表示不同的數(shù)值，每個數(shù)位計滿八就向高位進一，即“逢八進一”。3.二進制二進制計數(shù)制由0和1共2個數(shù)字符號組成。相同數(shù)字符號在不同的數(shù)位上表示不同的數(shù)值，每個數(shù)位計滿二就向高位進一，即“逢二進一”。4.其他進制在日常生活和日常工作中還會使用其他進制數(shù)。如：十二進制數(shù)、十六進制數(shù)、百進制數(shù)和千進制數(shù)等。無論哪種進制數(shù)，表示的方法都是類似的。如：十六進制數(shù)由0、1、2、3、4、5、6、7、8、9、A、B、C、D、E和F共十六個符號組成，“逢十六進一”。不同的是用A、B、C、D、E和F分別表示10、11、12、13、14和15六個數(shù)字符號。第6節(jié)數(shù)制轉換5.基數(shù)與權某進制計數(shù)制允許選用的基本數(shù)字符號的個數(shù)稱為基數(shù)。一般而言，J進制數(shù)的基數(shù)為J，可供選用的基本數(shù)字符號有J個，分別為0到J-1，每個數(shù)位計滿J就向高位進一，即“逢J進一”。某進制計數(shù)制中各位數(shù)字符號所表示的數(shù)值表示該數(shù)字符號值乘以一個與數(shù)字符號有關