一、计算机基础知识

（一）计算机的发展

【考点1】计算机的发展简史

1946年2月，世界上第一台电子计算机ENIAC 在美国宾夕法尼亚大学诞生，它的出现具有划时代的意义。

在ENIAC的研制过程中，美籍匈牙利数学家冯·诺依曼总结并归纳了以下3点。

（1）采用二进制。

（2）存储程序控制。

（3）计算机具有运算器、控制器、存储器、输入设备和输出设备5个基本功能部件。

从第一台计算机的诞生到现在，计算机经历了大型机、微型机及网络三个阶段。对于传统的大型机，根据计算机所采用电子元件（逻辑元件）的不同而划分为电子管、晶体管、集成电路和大规模、超大规模集成电路4代，如表1.1所示。

我国在巨型机技术领域中研制开发了“银河”（1983年12月研制成功）“曙光”“神威”等系列巨型机。

第一代微型计算机是IBM-PC/XT及其兼容机。我国在微型计算机方面，开发了长城、方正、同方、紫光、联想等系列微型机。

【考点2】计算机的特点、用途和分类

1.计算机的特点

（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。

2.计算机的用途

计算机具有存储容量大、处理速度快、逻辑推理和判断能力强等许多特点，因此已被广泛应用于各种科学领域，并迅速渗透到人类社会的各个方面，同时也进入了家庭。

计算机主要有以下几个方面的应用。

（1）科学计算（数值计算）：主要解决科学研究和工程技术中产生的大量数值计算问题。

（2）信息处理（数据处理）：主要是对大量数据进行加工处理，如收集、存储、分类、检测、排序、统计和输出等，再筛选出有用信息。

（3）过程控制（实时控制）：主要是用计算机实时采集控制对象的数据，加以分析处理后，按系统要求对控制对象进行控制。

（4）计算机辅助设计（CAD）与辅助制造（CAM）：在CAD系统的帮助下，设计人员能够实现很好的设计模拟，提前作出设计判断，并能很快地制作出图纸；CAM利用CAD输出的信息控制、指挥作业；将CAD、CAM和数据库技术集成在一起，形成CIMS（计算机集成制造系统）技术，可实现设计、制造和管理的自动化。

（5）网络与通信：通过电话交换网等方式将计算机连接起来，实现资源共享和信息交流，其应用主要有网络互联技术、路由技术、数据通信技术、信息浏览技术和网络技术。

（6）人工智能：指用计算机模拟人类的学习过程和探索过程，其应用主要有自然语言理解、专家系统、机器人、定理自动证明。

（7）多媒体：是多种媒体的综合，一般包括文本、声音和图像等多种媒体形式。

（8）嵌入式系统：通过把处理器芯片嵌入计算机设备中完成特定的处理任务，其应用主要有消费电子产品和工业制造系统。

3.计算机的分类

计算机种类众多，可从不同角度对它们进行分类，如图1.1所示。

【考点3】计算机的新技术

1.人工智能

人工智能（Artificial Intelligence,AI）的主要内容是研究、开发能以与人类智能相似的方式做出反应的智能机器，包括机器人、指纹识别、人脸识别、自然语言处理等。人工智能能让计算机更接近人类的思维，实现人机交互。

2.网格计算

网格计算是专门针对复杂科学计算的新型计算模式。这种计算模式是利用因特网把分散在不同地点的计算机组织成一个“虚拟的超级计算机”，其中每一台参与计算的计算机都是一个“结点”，而整个计算就是由成千上万个“结点”组成的“一张网格”，所以这种计算方式称为网格计算。这样组织起来的“虚拟的超级计算机”有两个优势：一是数据处理能力强；二是能充分利用网上闲置的处理能力。

网格计算的特点如下。

（1）能够提供资源共享，实现应用程序的互联互通。

（2）协同工作。

（3）基于国际开发技术标准。

（4）网格可以提供动态服务，能够适应变化。

3.中间件技术

顾名思义，中间件是介于应用软件和操作系统之间的系统软件。它们是通用的，都基于某一标准，所以可被重用，其他应用程序可以使用它们所提供的应用程序接口调用组件，完成所需的操作。

4.云计算

云计算（Cloud Computing）是基于互联网的相关服务的增加、使用和交付模式。美国国家标准与技术研究院（NIST）定义，云计算是一种按使用量付费的模式，这种模式提供可用的、便捷的、按需的网络访问，进入可配置的计算资源（包括网络、服务器、存储、应用软件、服务）共享池，这些资源能够被快速提供，只需投入很少的管理工作，或与服务供应商进行很少的交互。云计算的特点是：超大规模、虚拟化、高可靠性、通用性、高可扩展性、按需服务、价廉。

【考点4】未来计算机的发展趋势

随着计算机应用的广泛和深入，人们向计算机技术提出了更高的要求——提高计算机的工作速度和存储容量。但专家们认识到，尽管随着工艺的改进，集成电路的规模越来越大，但在单位面积上容纳的元件数是有限的，并且它的散热、防漏电等因素制约着集成电路的规模，现在的半导体芯片发展将达到理论的极限。为此，世界各国的研究人员正在加紧研制新一代计算机，从体系结构的变革到器件与技术革命都要产生一次量的飞跃。

1.计算机的发展趋势

（1）巨型化：指高速运算、大存储容量和强功能的巨型计算机。

（2）微型化：指体积更小、功能更强、可靠性更高、携带更方便、价格更便宜、适用范围更广的计算机系统。

（3）网络化：利用现代通信技术和计算机技术，将分布在不同地点的计算机连接起来，按照网络协议互相通信，共享软件、硬件和数据资源。

（4）智能化：让计算机来模拟人的感觉、行为、思维过程，使计算机具有视觉、听觉、语言、推理、思维、学习等能力，成为智能型计算机。

2.未来新一代的计算机

（1）模糊计算机。

（2）生物计算机。

（3）光子计算机。

（4）超导计算机。

（5）量子计算机。

【考点5】信息技术的发展

信息社会的到来，给全球带来了信息技术飞速发展的契机，其主要动力就是以计算机技术、通信技术和控制技术为核心的现代信息技术的飞速发展与广泛应用。随着科学技术的不断进步，各种新技术层出不穷，必然推动信息技术更快的发展。

1.数据与信息

数值、文字、语言、图形、图像等都是不同形式的数据。数据是信息的载体。

数据与信息的区别是：数据处理之后产生的结果为信息。信息具有时效性、针对性；信息有意义，而数据没有。

2.信息技术

联合国教科文组织对信息技术的定义是：应用在信息加工和处理中的科学、技术与工程的训练方法和管理技巧；上述方面的技巧和应用；计算机及其人、机的相互作用；与之相应的社会、经济和文化等事物。

3.现代信息技术的内容

一般来说，信息技术（Information Technology,IT）包含3个层次的内容。

（1）信息基础技术：新材料、新能源、新器件的开发和制造技术。

（2）信息系统技术：有关信息的获取、传输、处理、控制的设备和系统的技术。

（3）信息应用技术：针对种种实用目的而发展起来的具体的技术群类。它们是信息技术开发的根本目的所在。

4.现代信息技术的特点

（1）数字化。

（2）多媒体化。

（3）高速度、网络化、宽频带。

（4）智能化。

真题演练

（1）计算机的发展按其所采用的电子元件可分为（）个

阶段。

A.2

B.3

C.4

D.5

（2）第一台电子计算机是（）研制成功的，该机的英文缩写名是（）。

A.1946年ENIAC

B.1947年MARK II

C.1948年EDSAC

D.1949年EDVAC

（3）计算机按照处理数据的形态可以分为（）。

A.巨型机、大型机、小型机、微型机和工作站

B.286机、386机、486机、Pentium机

C.专用计算机、通用计算机

D.数字计算机、模拟计算机、混合计算机

（4）CAI表示（）。

A.计算机辅助设计

B.计算机辅助制造

C.计算机集成制造系统

D.计算机辅助教学

（5）下列文字中不是计算机特点的是（）。

A.高速、精确的运算能力

B.科学计算

C.准确的逻辑判断能力

D.自动功能

（6）下列不是网格计算特点的是（）。

A.能够提供资源共享，实现应用程序的互联互通

B.逻辑判断能力

C.基于国际开发技术标准

D.网格可以提供动态服务，能够适应变化

（7）下列对计算机发展趋势的描述中，不正确的是（）。

A.网络化

B.巨型化

C.智能化

D.高度集成化

（8）现代信息技术的特点不包括（）。

A.数字化

B.高速度、网络化、宽频带

C.巨型化

D.多媒体化