華圖·2014-2015省（市、縣）事業單位公開招聘工作人員錄用考試專用教材:計算機..
- 所屬分類：
- 作者：
華圖教育
- 出版社：
中國人民大學出版社
- ISBN：9787300184555
- 出版日期：2014-1-1
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原價：
￥22.00元
現價：￥12.00元
圖書簡介
《計算機專業知識》
專門針對事業單位考試計算機知識方面的備考用書。
以考點講解為主線，力求通過細致的講解，使考生在短時間內盡可能多地掌握考點，擴大知識面，以提高自身的應試能力。
內容、體例、版式等方面進行了特別的設計，給考生備考提供了合理的方案。
目錄
計算機專業知識第1章計算機基礎知識
第1章計算機基礎知識
熱點分析
計算機基礎是事業單位招聘考試的重點考查內容之一，一般需要考生對知識點進行強化記憶。綜觀近幾年各地事業單位計算機專業知識考試情況來看，考生需了解計算機的起源、發展以及主要應用，字符編碼；理解不同計算機語言的特點及其區別，尤其是利用匯編語言、高級語言編寫的程序如何得以被計算機執行；掌握計算機系統中軟、硬件系統的組成，計算機系統的性能指標等；熟練掌握計算機的分類和特點，數值的各種進制表示及轉換方法等。另外，了解多媒體技術的概念及常見的圖像、音頻和視頻文件格式。
1.1計算機的發展、特點、分類及應用
1.1.1計算機的發展
以使用的基本邏輯元件為標志，可將計算機的發展劃分為以下5個階段。
1.第一代：電子管計算機時代（1946—1958年)
采用電子管制作基本邏輯部件，體積大、耗電量大、壽命短、可靠性差、成本高。
采用水銀延遲電路或電子射線管作為存儲部件，容量很小，后來外存儲器使用了磁鼓存儲信息，擴充了存儲容量。
輸入輸出設備落后，還沒有系統軟件，只能用機器語言和匯編語言編程。
主要用于科學計算。
ENIAC屬于第一代計算機。
2.第二代：晶體管計算機時代（1958—1964年)
采用晶體管制作基本邏輯部件，與第一代計算機相比，體積減小、重量減輕、能耗降低、制作成本下降，計算機的可靠性和運算速度得到了提高。
普遍采用磁芯作為主存儲器，采用磁盤/磁鼓作為外存儲器，存儲容量有了提高。
開始有了系統軟件，提出了操作系統的概念，出現了如FORTRAN、COBOL、ALGOL等高級程序設計語言。
應用領域擴大到數據處理、事務管理和工業控制等方面。
3.第三代：集成電路計算機時代（1964—1970年）
采用中、小規模集成電路制作各種邏輯部件。
采用半導體存儲器作為主存，存儲容量大幅度提高，增強了系統的處理能力。
系統軟件有了很大發展，出現了分時操作系統，使多用戶可以共享計算機軟硬件資源。
采用結構化程序設計。
應用領域和普及程序迅速擴大，除用于科學計算、自動控制和數據處理外，還用于處理圖形、圖像及文字資料等方面。
集成電路使得計算機體積更小、質量更輕、耗電更省、壽命更長、成本更低、運算速度更快。
4.第四代：大規模或超大規模集成電路計算機時代（1970—1981年)
基本邏輯部件采用大規模或超大規模集成電路。
半導體存儲器因集成度不斷提高，而容量越來越大，外存廣泛使用軟硬磁盤和光盤。
各種輸入輸出設備相繼出現，軟件產業高度發展。
多媒體技術應用于計算機，集圖像、圖形、聲音、文字處理于一體，廣泛應用于社會各個領域。
5.第五代：智能計算機時代(1981年至今)
由日本在1981年10月東京第五代計算機國際會議上首次正式提出，并于1982年開始由通產省計劃和組織實施。接著，美國國防部高級技術研究局于1983年制定了“戰略計算機開發計劃”，開始研制智能計算機。
“智能計算機”能夠處理文字、符號、圖像、圖形和語言等非數值信息，即能進行知識處理的計算機。
第五代計算機的目標是進行知識處理。人類使用傳統的計算機解決實際問題的一般過程如下：首先把要解決的問題抽象為模型，再給出解這個模型的算法，最后按此算法編制出計算機程序。如果把這一系列作業的一部分交給系統軟件或硬件來完成，那么，計算機的應用就會變得更加方便和容易。因此，必須發展系統軟件，使它更接近人們的思維。同時，也使硬件具有相應的功能，由硬件來承擔現在軟件和人所擔負的大部分任務，從而給軟件系統減輕負擔。這樣，就有可能把人所擔負的任務交給軟件來完成。這就是人們對第五代計算機的基本構想。
1.1.2計算機的特點
1.快速的運算能力
電子計算機的工作基于電子脈沖電路原理，由電子線路構成其各個功能部件，其中電場的傳播扮演主要角色。由于電磁場傳播的速度很快，所以現在高性能計算機每秒能進行幾百億次的加法運算。如果一個人在一秒鐘內能完成一次運算，那么一般電子計算機可在一小時內完成一個人100多年的工作量。
2.足夠高的計算精度
理論上，電子計算機的計算精度不受限制，一般的計算機均能達到15位有效數字，通過一定的技術手段，可以實現任何精度要求。
3.超強的記憶能力
計算機中有許多存儲單元，用以記憶信息。內部記憶能力是電子計算機和其他計算工具的一個重要區別。由于具有內部記憶信息的能力，在運算過程中不需要每次都從外部去取數據，而只需事先將數據輸入到內部的存儲單元中，運算時直接從存儲單元中獲得數據，從而大幅提高運算速度。
4.復雜的邏輯判斷能力
人是有思維能力的。思維能力本質上是一種邏輯判斷能力，也可以說是對因果關系的分析能力。借助于邏輯運算法則，可以讓計算機作出邏輯判斷，分析命題是否成立，并可根據命題成立與否作出相應的對策。例如，數學中著名的“四色問題”，即不論多么復雜的地圖，要使相鄰區域顏色不同，最多只需4種顏色就夠了。100多年來不少數學家一直想去證明它或者推翻它，卻一直沒有結果，成了數學中著名的難題。1976年，兩位美國數學家使用計算機進行了非常復雜的邏輯推理，終于驗證了這個著名的猜想是正確的。
5.程序控制方式
一般的機器是由人控制的，人給機器一條指令，機器就能完成一個操作。計算機的操作也是受人控制的，但由于計算機具有內部存儲能力，可以將指令事先輸入到計算機存儲起來，在計算機開始工作以后，從存儲單元中依次去取指令，用來控制計算機的操作，使人們不必實時干預計算機的工作，從而實現操作的自動化。這種工作方式稱為程序控制方式。
1.1.3計算機的分類
計算機的分類很多，一般可以從以下幾個方面來劃分。
(1)從計算機規模來分：可分為巨型機、大型機、中型機、小型機和微型機。
(2)從信息表現形式和被處理的信息來分：可分為數字計算機（數字量、離散的）、模擬計算機（模擬量、連續的）、數字模擬混合計算機。
(3)按照用途來分：可分為通用計算機和專用計算機。
(4)按采用操作系統來分：可分為單用戶機系統、多用戶機系統、網絡系統和實時計算機系統。
(5)從字長來分：可分為4位、8位、16位、32位和64位計算機。
(6)按廠家來分：可分為原裝機和兼容機。
(7)按CPU來分：可分為386、486、586、PⅡ、PⅢ和PⅣ計算機等。
(8)按主機形式來分：可分為臺式機、便攜機、筆記本式機和手掌式機。
1.1.4計算機的應用
計算機的應用已滲透到社會的各行各業，正在改變著傳統的工作、學習和生活方式，推動著社會的發展。計算機主要應用于以下6個領域。
1.科學計算（數值計算)
科學計算是指利用計算機來解決科學研究或工程技術中提出的數學問題的計算。現代科學技術工作中的科學計算問題是大量而復雜的。利用計算機的高速計算、大存儲容量和連續運算的能力，可解決人工無法完成的各種科學計算。
2.數據處理（信息處理)
數據處理是指對各種數據進行收集、存儲、整理、分類、統計、加工、利用、傳播等一系列活動的統稱。據統計，80％以上的計算機主要用于數據處理，這類工作量大、面寬，決定了計算機應用的主導方向。
3.輔助技術（計算機輔助設計與制造)
計算機輔助技術包括CAD、CAM、CAI及CIMS等。
（1)計算機輔助設計
計算機輔助設計（Computer Aided Design,CAD)是利用計算機系統輔助設計人員進行工程或產品設計，以實現最佳設計效果的一種技術。它已廣泛地應用于飛機、汽車、機械、電子、建筑和輕工等領域。例如，在電子計算機的設計過程中，利用CAD技術進行體系結構模擬、邏輯模擬、插件劃分、自動布線等工作，可大大提高設計工作的自動化程度。又如，在建筑設計過程中，利用CAD技術進行力學計算、結構計算、繪制建筑圖紙等工作，不但提高了設計速度，且可極大改善設計質量。
（2)計算機輔助制造
計算機輔助制造（Computer Aided Manufacturing,CAM)是利用計算機系統進行生產設備的管理、控制和操作的過程。例如，在產品的制造過程中，用計算機控制機器的運行，處理生產過程中所需的數據，控制和處理材料的流動以及對產品進行檢測等。使用CAM技術可以提高產品質量，降低成本，縮短生產周期，提高生產效率和改善勞動條件。
（3)計算機輔助教學
計算機輔助教學（Computer Aided Instruction,CAI)是通過計算機系統以使用課件來完成的教學。課件可以用著作工具或高級語言來開發制作，它能引導學生循序漸進地學習，使學生輕松自如地從課件中學到所需要的知識。CAI的主要特色是交互教育、個別指導和因人施教。
（4）計算機集成制造系統
計算機集成系統（Computer Integrated Manufacturing System, CIMS）是集設計、制造、管理三大功能于一體的現代化工廠生產系統，具有生產效率高、生產周期短等特點，是20世紀制造工業的主要生產模式。在現代化的企業管理中，CIMS的目標是將企業內部所有環節和各個層次的成員全都用計算機網絡組織起來，形成一個能夠協調、統一和高速運行的制造系統。
4.過程控制（實時控制)
過程控制是利用計算機及時采集、檢測數據，按最優值迅速地對控制對象進行自動調節或自動控制。采用計算機進行過程控制，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，從而改善勞動條件、提高產品質量及合格率。因此，計算機過程控制已在機械、冶金、石油、化工、紡織、水電、航天等行業得到廣泛的應用。
5.人工智能（智能模擬)
人工智能（Artificial Intelligence)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。現在人工智能的研究已取得不少成果，有些已開始走向實用階段。例如，模擬高水平醫學專家進行疾病診療的專家系統，具有一定思維能力的智能機器人等。
6.網絡應用
計算機技術與現代通信技術的結合構成了計算機網絡。計算機網絡的建立，不僅解決了單位之間、地區之間、國家之間計算機與計算機的通信、各種軟件資源的共享，同時實現了國際間的文字、圖像、視頻和聲音等各類數據的傳輸與處理。
1.2指令和程序設計語言
計算機之所以能夠按照人們的安排自動運行，是因為采用了存儲程序控制的方式。所謂程序就是一組計算機指令序列。
1.2.1計算機指令與程序
計算機的工作過程就是執行程序的過程，而程序則由按順序存放的指令組成，計算機在工作時，就是按照預先規定的順序，取出指令、分析指令、執行指令，完成規定的操作。
1.指令
簡單說來，指令（Instruction）就是指揮機器工作的指示和命令，程序就是一系列按一定順序排列的指令，執行程序的過程就是計算機的工作過程。通常一條指令包括兩方面的內容：操作碼和操作數。操作碼決定要完成的操作，例如，加、減、乘、除、傳送等；操作數是指參加運算的數據及其所在的單元地址。操作數指出參與操作的數據和操作結果存放的位置。
通常，一臺計算機能夠完成多種類型的操作，而且允許使用多種方法表示操作數的地址。因此，一臺計算機可能有多種多樣的指令，這些指令的集合稱為該計算機的指令系統。指令系統反映了計算機所擁有的基本功能，可分為復雜指令系統和簡化指令系統。
(1)復雜指令系統（CISC）：不斷地增加指令系統中的指令，增加指令復雜性及其功能，即增加新的指令來代替可由多條簡單指令組合完成的功能，如現在用在PC機中的MMX多媒體擴展指令等，以此來提高計算機系統的性能。
(2)簡化指令系統（RISC）：其基本思想是簡單的指令能執行得更快以及指令系統只需由使用頻率高的指令組成。
2.程序
程序是設計者為解決某一問題而設計的一組有序指令，這些指令被要求逐一執行。它表達了程序員要求計算機執行的操作。程序是以某種語言為工具編制出來的，下面簡單介紹程序設計語言。
1.2.2程序設計語言
程序設計語言，通常簡稱為編程語言，是一組用來定義計算機程序的語法規則。它是一種被標準化的交流方式，用來向計算機發出指令。計算機語言可以讓程序員準確地定義計算機所要使用的數據，并精確地定義在不同情況下應當采取的行動。程序設計語言通常分為機器語言、匯編語言和高級語言三類。
1.機器語言
機器語言又稱低級語言、二進制代碼語言。它是用二進制代碼表示的計算機能直接識別和執行的一種機器指令的集合。計算機可以直接識別機器語言，不需要進行任何翻譯。但是，在某種類型計算機上編寫的機器語言程序不能在另一類型計算機上使用。可見機器語言的可移植性差。
2.匯編語言
匯編語言是一種功能很強的程序設計語言，也是利用計算機所有硬件特性并能直接控制硬件的語言。在匯編語言中，用助記符號代替操作碼，用地址符號或標號代替地址碼。這樣用符號代替機器語言的二進制碼，就把機器語言變成了匯編語言。因此匯編語言也稱為符號語言。
3.高級語言
高級語言也稱為算法語言，是一種更容易閱讀理解而且用它來編寫的程序具有通用性的計算機語言。其語言接近人們熟悉的自然語言和數學語言，直觀易懂，便于程序的編寫調試。高級語言的使用，大大提高了編程的效率，改善了程序的可讀性。不同類型CPU的高級語言基本通用。目前常用的高級語言有Basic、C、C++、C#、JAVA等。
與匯編語言相同的是，CPU不能直接識別高級語言，所以也要把高級語言源程序翻譯成目標程序才能執行，因此執行效率不高。高級語言的目標程序可以是機器語言的，也可以是匯編語言的。
1.3微型計算機系統構成
美籍匈牙利科學家馮?諾依曼，對計算機的發展作出了巨大貢獻，他提出了“程序存儲、程序控制”的設計思想，同時指出計算機的構成包括如下幾個方面。
(1)由運算器、存儲器、控制器、輸入設備、輸出設備五大基本部件組成計算機系統，并規定了五大部件的基本功能，如圖1—1所示。
(2)計算機內部采用二進制表示數據和指令。
(3)采用程序存儲、程序控制技術（將程序事先存入主存儲器中，計算機在工作時能在不需要操作人員干預的情況下，自動逐條取出指令并加以執行）。
圖1—1馮?諾依曼結構現代意義的計算機系統由計算機硬件系統及軟件系統兩大部分構成，如圖1—2所示。
計算機硬件：是計算機系統中由電子、機械和光電元件組成的各種部件和設備的總稱，是計算機完成各項工作的物質基礎，是計算機系統中的實際裝置，是構成計算機的看得見、摸得著的物理部件。總之，它是計算機的“軀殼”。
計算機軟件：是指計算機所需的各種程序及有關資料。它是計算機的“靈魂”。
圖1—2計算機系統的組成1.3.1計算機硬件系統
計算機硬件系統由中央處理器、存儲器、輸入設備和輸出設備組成。
1.中央處理器
運算器和控制器合在一起稱為中央處理器（Central Processing Unit，CPU)。在微型計算機中，運算器和控制器一般集成在一塊芯片上，制成大規模集成電路。因此，CPU常常又被稱為微處理器。
運算器也稱為算術邏輯單元（Arithmetic Logic Unit，ALU)，用于執行所有的算術和邏輯運算指令。計算機最主要的工作是運算，大量的數據運算任務都是在運算器中進行的。
控制器負責把指令逐條從存儲器中取出，經譯碼分析后向整機發出取數、執行、存數等控制命令，以保證正確完成程序所要求的功能。控制器一般由指令寄存器、指令譯碼器、時序電路和控制電路組成。
CPU與寄存器通過內部數據總線相互連接，并通過系統總線（數據總線、地址總線、控制總線)同主存儲器和外部設備進行數據交換。通常所說的286、386、486、586機，指的就是它們相應的CPU型號分別是80286、80386、80486、80586。
2.存儲器
存儲器是計算機的記憶部件，它的職能是存儲程序和數據。存儲器的分類如下所述。
(1)按存儲器能否直接與CPU交換信息來劃分，可分為主存儲器和輔助存儲器。
(2)按存儲介質的材料及器件的不同，可分為磁介質存儲器、半導體存儲器以及激光光盤存儲器。
(3)按存取方式的不同，存儲器可分為隨機存儲器RAM和只讀存儲器ROM。
RAM的特點是存儲器中每個單元的內容可隨時讀出和寫入，且對任一存儲單元進行讀寫操作所需的時間是一樣的，關機后RAM中的信息消失。
ROM一旦存入了信息，在程序執行的過程中，只能讀出其中的信息，不能隨意寫入信息，關機后信息不消失。
3.輸入設備
輸入設備用來接受用戶輸入的原始數據和程序，并將它們轉換為計算機可以識別的二進制形式存放在內存中。常用的輸入設備有鍵盤、鼠標、掃描儀和磁盤機等。
4.輸出設備
輸出設備與輸入設備相反，是將存放在內存中由計算機處理的結果轉換為人們所能接受的形式的設備，它由輸出裝置和輸出接口電路組成。常用的輸出設備有顯示器、打印機、繪圖儀、磁盤機和磁帶機等。
1.3.2計算機軟件系統
計算機軟件系統是程序和程序運行所需要的數據以及開發、使用和維護這些程序所需要的文檔集合。軟件內容豐富、種類繁多，根據軟件用途可將其分為系統軟件和應用軟件兩大類。
1.系統軟件
系統軟件是指控制計算機的運行、管理計算機的各種資源并為應用軟件提供支持和服務的一類軟件，是保證計算機系統正常工作必須配備的基本軟件。系統軟件通常包括操作系統、語言處理程序和各種服務性程序。
（1）操作系統
操作系統是系統軟件的核心，是現代計算機的必備軟件。它對計算機所有資源進行統一管理，使計算機的使用變得方便簡捷。操作系統具有5項功能：處理機管理、文件管理、作業管理、設備管理、存儲管理。
按功能分，操作系統可分為實時操作系統和作業處理系統兩大類。
（2）語言處理程序
為使計算機能按人們的要求進行工作，僅輸入數據是不夠的，還要告訴計算機怎樣處理這些數據。計算機能識別并執行的信息符號代碼的指令集合稱為計算機語言。計算機語言可以分為機器語言、匯編語言和高級語言3類。計算機語言處理程序就是將非機器語言進行處理的系統軟件。
（3）服務性程序
服務性程序是指協助用戶進行軟件開發和硬件維護的軟件，如各種開發調試工具軟件、編輯程序、診斷程序等。
