【正文】 用戶用高級(jí)語(yǔ)言編寫的程序稱源程序，源程序不能由計(jì)算機(jī)直接執(zhí)行，必須翻譯成 機(jī)器能執(zhí)行的語(yǔ)言 機(jī)器語(yǔ)言，這種翻譯是由機(jī)器自動(dòng)翻譯的， “譯員 ”稱編譯程序或編譯器，當(dāng)源程序輸入計(jì)算機(jī)后，調(diào)用編譯程序編譯成機(jī)器語(yǔ)言（稱目標(biāo)程序），然后執(zhí)行。 目前有三種類型的數(shù)據(jù)庫(kù)管理系統(tǒng)，故可存放三種模型的數(shù)據(jù)，這三種數(shù)據(jù)庫(kù)管理系統(tǒng)分別為層次數(shù)據(jù)庫(kù)、網(wǎng)狀數(shù)據(jù)庫(kù)和關(guān)系數(shù)據(jù)庫(kù)。 （ 2）存儲(chǔ)管理。 操作系統(tǒng)的基本類型 : （ 1）批處理操作系統(tǒng)。 （ 5）調(diào)度。操作系統(tǒng)具有的管理 : （ 1）作業(yè)管理。應(yīng)用軟件是為解決各種實(shí)際問(wèn)題而設(shè)計(jì)的程序。磁性設(shè)備閱讀機(jī)、光學(xué)閱讀機(jī)等也可作為輸 入設(shè)備。 （ 1）指令部件 指令部件包括程序計(jì)數(shù)器 PC，指令寄存器 IR 和指令譯碼器 ID。運(yùn)算器由累加器（用符號(hào) L A 表示）、通用寄存器（用符號(hào) L B 表示）和算術(shù)邏輯單元（用符號(hào) ALU 表示）組成，核心是算術(shù)邏輯單元。諾伊曼結(jié)構(gòu)，它由五大部件組成 :主機(jī)部分由運(yùn)算器、控制器、存儲(chǔ)器組成，外設(shè)部分由輸入設(shè)備和輸出設(shè)備組成，其中核心部分部件是運(yùn)算器。 計(jì)算機(jī)按規(guī)模可劃分為巨型機(jī)、大型機(jī)、中型機(jī)、小型機(jī)、微型機(jī)等。現(xiàn)在正處于第三次浪潮，網(wǎng)絡(luò)計(jì)算機(jī)的時(shí)期，即以網(wǎng)絡(luò)為中心或以網(wǎng)絡(luò)為基礎(chǔ)的計(jì)算機(jī)時(shí)期。 計(jì)算機(jī)的發(fā)展第一個(gè)浪潮是單個(gè)主機(jī)（ Mainframe）的時(shí)期，以 IBM360、 370 為代表的大型機(jī)的出現(xiàn)，其特點(diǎn)是以批處理為主，主要 用于大規(guī)?？茖W(xué)計(jì)算。再接著是計(jì)算機(jī)輔助設(shè)計(jì)（ CAD）和輔助制造（ CAM） 。 也可以從應(yīng)用的觀點(diǎn)來(lái)劃分計(jì)算機(jī)的發(fā)展史。 接著就進(jìn)入了超大規(guī)模集成電路（ VLSI）計(jì)算機(jī)時(shí)代。這一時(shí)期的代表為 IBM 的 system/360 和 DEC 的 PDP8。集成電路（ integrated circuit）的出現(xiàn)，宣告了第三代計(jì)算機(jī)的來(lái)臨。這一時(shí)期計(jì)算機(jī)的代表主要有 DEC 公司 1957 年推出的 PDPI、 IBM 公司于 1962 年推出的 7094 以及 CDC 公司 1964 年研制成功的 CDC6600。自從 1947 年晶體管（ transistor）在貝爾實(shí)驗(yàn)室誕生后，引發(fā)了一場(chǎng)影響深遠(yuǎn)的電子革命。除了 ENIAC 以外， 1945年左右，馮 計(jì)算機(jī)的元器件主要由電子管（ vacuum tube）組成。 第 1 頁(yè) 20201127 1 全國(guó)計(jì)算機(jī)等級(jí)考試 三級(jí)數(shù)據(jù)庫(kù)分章節(jié)考試要點(diǎn) 第一章 計(jì)算機(jī)基礎(chǔ) 一、計(jì)算機(jī)的發(fā)展 自從 1946 年 2 月現(xiàn)代電子計(jì)算機(jī)的鼻祖 ENIAC（ electronic numerical integrator and ˉputer）在美國(guó)賓夕法尼亞大學(xué)問(wèn)世以后，短短 50 年里，計(jì)算機(jī)技術(shù)經(jīng)歷了巨大的變革。其特點(diǎn)是體積龐大、功耗高、運(yùn)算速度較低。諾依曼等人在研制 EDVAC（ electronic discrete variable puter）時(shí)，提出了存儲(chǔ)程序（ storedprogram）概念，奠定了以后計(jì)算機(jī)發(fā)展的基石。體積小、功耗低、價(jià)格便宜的晶體管取代了電子管，不僅提高了計(jì)算機(jī)的性能，也使計(jì)算機(jī)在科研、商業(yè)等領(lǐng)域內(nèi)得到廣泛地應(yīng)用。 1969年 CDC 公司研制的 DCD7600 平均速度達(dá)到每秒千萬(wàn)次浮點(diǎn)運(yùn)算。由于采用了集成電路，使得計(jì)算機(jī)的制造成本迅速下降 。 從 20 世紀(jì) 70 年代初期到 70 年代后期（ 1972～ 1978）為大規(guī)模集成電路（ LSI）計(jì)算機(jī)時(shí)代。隨著技術(shù)的日新月異，軟件和通信的重要性也逐步上升，成為和硬件一樣舉足輕重的因素。最早的應(yīng)用是軍事上的需要，如炮彈彈 道計(jì)算，核武器的設(shè)計(jì)等 。進(jìn)入 90 年代，計(jì)算機(jī)的應(yīng)用已趨向于綜合化和智能化，例如在一個(gè)企業(yè)里，計(jì)算機(jī)不僅用于科學(xué)計(jì)算、輔助設(shè)計(jì)和輔助制造，還用于輔助管理和輔助決策（ MIS 與 DSS），以及辦公自動(dòng)化（ OA）等等，使設(shè)計(jì)、生產(chǎn)自動(dòng)化和管理自動(dòng)化融為一體，形成所謂計(jì)算機(jī)集成制造系統(tǒng)（ CIMSComputer Integrated Manufacturing System），再發(fā)展下去就是工廠自動(dòng)化（ Factory Automation）或稱無(wú)人工廠。 第二次浪潮為客戶機(jī) /服務(wù)器（ Client/Server）的時(shí)期，這時(shí)期出現(xiàn)了小型機(jī)、微型機(jī)和局域網(wǎng)。 目前計(jì)算機(jī)向綜合的方向發(fā)展，將各種計(jì)算機(jī)的特點(diǎn)和優(yōu)點(diǎn)綜合起來(lái)，并結(jié)合了多媒體技術(shù)、通信技術(shù)等，把人類帶入了網(wǎng)絡(luò)社會(huì)。 計(jì)算機(jī)的應(yīng)用如下 : （ CAD/CAM）中的應(yīng)用 、計(jì)算機(jī)硬件結(jié)構(gòu) 實(shí)際應(yīng)用的計(jì)算機(jī)系統(tǒng)是由計(jì)算機(jī)硬件系統(tǒng)、軟件系統(tǒng)以及通信網(wǎng)絡(luò)系 統(tǒng)組成的一個(gè)整體系統(tǒng)。 計(jì)算機(jī)硬件之間的連接線路分為網(wǎng)狀結(jié)構(gòu)與總線結(jié)構(gòu)，這里主要介紹總線（ BUS）結(jié)構(gòu)。 在計(jì)算機(jī)中的存儲(chǔ)器包括內(nèi)存儲(chǔ)器（又叫主存儲(chǔ)器或隨機(jī)存儲(chǔ)器，簡(jiǎn)稱內(nèi)存或主存）、外存儲(chǔ)器、只讀存儲(chǔ)器和高速緩沖存儲(chǔ)器以及寄存器等。 （ 2）時(shí)序部件 時(shí)序部件產(chǎn)生定時(shí)節(jié)拍，一般由時(shí)鐘信號(hào)源、節(jié)拍發(fā)生器及微操作電路組成。 四、計(jì)算機(jī)軟件的功能及分類 所謂軟件是指為運(yùn)行、維護(hù)、管理、應(yīng)用計(jì)算機(jī)所編制的所有程序的總和。軟件系統(tǒng)軟件操作系統(tǒng)編輯程序 語(yǔ)言處理程序匯編程序編譯程序解釋程序系統(tǒng)實(shí)用程序裝配連接程序應(yīng)用軟件通用軟件用戶程序 操作系統(tǒng)具有三大功能 :管理計(jì)算機(jī)硬、軟件資源，使之有效使用 。 第 3 頁(yè) 20201127 3 （ 2）資源管理。 （ 6）錯(cuò)誤處理。 （ 2）分時(shí)系統(tǒng)。 （ 3）文件管理。 計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)是通過(guò)通信線路連接的硬件、軟件與數(shù)據(jù)集合的一個(gè)計(jì)算機(jī)系統(tǒng)。還有一種語(yǔ)言處理程序叫解釋程序，輸入一條語(yǔ)句，翻譯一條。 （ 2）二進(jìn)制運(yùn)算規(guī)則簡(jiǎn)單。 （ 1）整數(shù)轉(zhuǎn)換方法 除基取余法 十進(jìn)制整數(shù)除以 2 取余數(shù)作最低位系數(shù) k 0 ，再取商的繼續(xù)除以 2 取余數(shù)作高一位的系數(shù)，如此繼續(xù)直到商為 0 時(shí)停止，最后一次的余數(shù)就 是整數(shù)部分最高有效位的二進(jìn)制系數(shù)，依次所得到的余數(shù)序列就是轉(zhuǎn)換成的二進(jìn)制數(shù)。需要指出的是并不是所有十進(jìn)制小數(shù)都能轉(zhuǎn)換成有限位的二進(jìn)制小數(shù)并出現(xiàn)乘積的小數(shù)部分 0 的情況，有時(shí)整個(gè)換算過(guò)程會(huì)無(wú)限進(jìn)行下 第 4 頁(yè) 20201127 4 去，此時(shí)可以根據(jù)要求并考慮計(jì)算機(jī)字長(zhǎng)，取一定長(zhǎng)度的位數(shù)后四舍五入，這時(shí)得到的二進(jìn)制數(shù)是原十進(jìn)制數(shù)的近似值。十進(jìn)制數(shù)轉(zhuǎn)換成任意進(jìn)制數(shù) : 十進(jìn)制數(shù)轉(zhuǎn)換成任意進(jìn)制數(shù)與十進(jìn)制數(shù)轉(zhuǎn)換成二進(jìn)制數(shù)的方法完全相同，即整數(shù)部分用除基取余的算法，小數(shù)部分用乘基取整的方法，然后將整數(shù)與小數(shù)拼接成一個(gè)數(shù)作為轉(zhuǎn)換的最后結(jié)果。通常這個(gè)符號(hào)放 在二進(jìn)制數(shù)的最高位，稱符號(hào)位，以 0 代表符號(hào) “+”，以 1 代表符號(hào) “”，這樣正負(fù)符號(hào)就被數(shù)值化了。字長(zhǎng) 8 位叫一個(gè)字節(jié)（ Byte），現(xiàn)在機(jī)器字長(zhǎng)一般都是字節(jié)的整數(shù)倍，如字長(zhǎng) 8 位、 16 位、 32 位、 64位。 一個(gè)負(fù)數(shù)的原碼符號(hào)位不動(dòng)，其余 各位取相反碼就是機(jī)器數(shù)的另一種表示形式 反碼表示法。計(jì)算機(jī)是一種有限字長(zhǎng)的數(shù)字系統(tǒng)，因此 都是有模運(yùn)算，超過(guò)模的運(yùn)算結(jié)果都將溢出。 ① 正數(shù)的補(bǔ)碼表示與原碼一樣，［ X］ 補(bǔ) =［ X］ 原 ② 負(fù)數(shù)的補(bǔ)碼是將原碼符號(hào)位保持 “1”之后其余各位取相反的碼，末位加 1 便得到補(bǔ)碼，即取其原碼的反碼再加 1∶ ［ X］ 補(bǔ) =［ X］ 反 +1。 根據(jù)互補(bǔ)的概念，一個(gè)補(bǔ)碼機(jī)器數(shù)再求一次補(bǔ)就得到機(jī)器數(shù)的原碼了。 計(jì)算機(jī)采用定點(diǎn)數(shù)表示時(shí)，對(duì)于既有整數(shù)又有小數(shù)的原始數(shù)據(jù)，需要設(shè)定一個(gè)比例因子，數(shù)據(jù)按比例因子縮小成定點(diǎn)小數(shù)或擴(kuò)大成定點(diǎn)整數(shù)再參加運(yùn)算，結(jié)果輸出時(shí)再按比例折算成實(shí)際值。 （ 2）浮點(diǎn)數(shù)（ floatingpoint number） 計(jì)算機(jī)采用浮點(diǎn)數(shù)來(lái)表示數(shù)值，它與科學(xué)計(jì)算法相似，把任意一個(gè)二進(jìn)制數(shù)通過(guò)移動(dòng)小數(shù)點(diǎn)位置表示成階碼和尾數(shù)兩部分 : N=2 E S 其中 :EN 的階碼（ exponent），是有符號(hào)的整數(shù) 。如果尾數(shù)是補(bǔ)碼，當(dāng) N 是正數(shù)時(shí)， S 1 必須是 1，而 N 是負(fù)數(shù)時(shí)， S 1 必須是 0，才稱為規(guī)格化的形式。 由于器件質(zhì)量不可靠、線路工藝不過(guò)關(guān)、遠(yuǎn)距離傳送帶來(lái)的干擾或受來(lái)自電源、空間磁場(chǎng)影響等因素，使得信息在存取、傳送和計(jì)算過(guò)程中難免會(huì)發(fā)生諸如 “1”誤變?yōu)?“0”的錯(cuò) 誤，計(jì)算機(jī)一旦出錯(cuò)，要能及時(shí)檢測(cè)并糾正錯(cuò)誤，其中一種方法是對(duì)數(shù)據(jù)信息擴(kuò)充，加入新的代碼，它與原數(shù)據(jù)信息一起按某種規(guī)律編碼后具有發(fā)現(xiàn)錯(cuò)誤的能力，有的甚至能指出錯(cuò)誤所在的準(zhǔn)確位置使機(jī)器自動(dòng)糾正，能起這種作用的編碼叫 “校驗(yàn)碼 ”（ check code）。 循環(huán)冗余校驗(yàn)碼 CRC 碼（ Cyclic Redundancy Check） : 計(jì)算機(jī)信息傳向遠(yuǎn)方終端或傳到另一個(gè)計(jì)算中心時(shí)，信息沿一條通信線路一位位傳送，這種通信方式叫串行通信。當(dāng)不能除盡時(shí)，說(shuō)明有信息的狀態(tài)位發(fā)生了轉(zhuǎn)變，即出錯(cuò)了。這個(gè)余數(shù)不計(jì)高位。因?yàn)樾ｒ?yàn)位擴(kuò)充了傳送部分的代碼，所以這是一種基于 “冗余校驗(yàn) ”的思想的校驗(yàn)辦法。 X 16 +X 15 +X 2 +1X 16 +X 12 +X 6 +1 計(jì)算機(jī)中數(shù)據(jù)的概念是廣義的，機(jī)內(nèi)除有數(shù)值數(shù)據(jù)之外，還有文字、符號(hào)、圖象、語(yǔ)言和邏輯信息等等，因?yàn)樗鼈円捕际?0、 1 形 第 6 頁(yè) 20201127 6 式存在，所以稱為非數(shù)值數(shù)據(jù)。 ② 字母。 邏輯數(shù)據(jù)在計(jì)算機(jī)中雖然也是 “0”或 “1”的形式，但是與數(shù)值有很大區(qū)別 : ① 邏輯數(shù)據(jù)的取值只有 “0”和 “1”兩個(gè)值，不可能再有其他值，而數(shù)值數(shù)據(jù) 0 與 1 的不同組合可以反映很多不同數(shù)值。比如 1981 年我國(guó)制定推 行的 GB231280 國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)信息交換用漢字編碼字符集（基本集） 簡(jiǎn)稱國(guó)標(biāo)碼，以及若干輔助集。一個(gè)漢字內(nèi)部碼只占兩個(gè)字節(jié)，兩字節(jié)足以表達(dá)數(shù)千個(gè)漢字和各種符號(hào)圖形，且又節(jié)省計(jì)算機(jī)存儲(chǔ)空間。標(biāo)識(shí)符是 “1”，則是漢字內(nèi)部碼。 六、運(yùn)算器 多 功能算術(shù) /邏輯運(yùn)算單元（ ALU） : （ 1）基本思想 關(guān)于一位全加器（ FA）的邏輯表達(dá)式為 : F i =A i B i C i C i+1 =A i B i +B i C i +C i A i 式中 F i 是第 i位的和數(shù)， A i 、 B i 是第 i位的被加數(shù)和加數(shù)， C i 是第 i位的進(jìn)位輸入， C i+1 為第 i位的進(jìn)位輸出。A i B i +S 1 其中 G 稱為進(jìn) 位發(fā)生輸出， P 稱為進(jìn)位傳送輸出。 按總線的邏輯結(jié)構(gòu)來(lái)說(shuō)，總線可分為單向傳送總線和雙向傳送總線。 總線的邏輯電路往往是三態(tài)的，即輸出電平有三種狀態(tài) :邏輯 “1”、邏輯 “0”和 “浮空 ”狀態(tài)。其中程序計(jì)數(shù)器、指令寄存器、指令譯碼器、時(shí)序產(chǎn)生器和操作控制器等組成了控制器。緩沖寄存器的作用是 :① 作為 CPU 和內(nèi)存、外部設(shè)備之間信息傳送的中轉(zhuǎn)站 。指令劃分為操作碼和地址碼字段，它們由二進(jìn)制數(shù)字組成。 （ 3）程序計(jì)數(shù)器（ PC） 為了保證程序能夠連續(xù)地執(zhí)行下去， CPU 必須具有某些手段來(lái)確定下一條指令的地址。 （ 5）累加寄存器（ AC） 累加寄存器 AC通常簡(jiǎn)稱為累加器。顯然，運(yùn)算器中 至少要有一個(gè)累加器寄存器。 根據(jù)設(shè)計(jì)方法不同，操作控制器可分為組合邏輯型、存儲(chǔ)邏輯型、組合邏輯與存儲(chǔ)邏輯結(jié)合型三種。 （ 8）時(shí)序產(chǎn)生器 CPU 中除了操作控制器外，還必須有時(shí)序產(chǎn)生器，因?yàn)橛?jì)算機(jī)高速地進(jìn)行工作，每一動(dòng)作的時(shí)間是非常嚴(yán)格的，不能有任何差錯(cuò)。主存儲(chǔ)器主要功能是 :① 存儲(chǔ)體 :是信息存儲(chǔ)的集合體，由某種存儲(chǔ)介質(zhì)按一定結(jié)構(gòu)組成的存儲(chǔ)單元的集合。由于一條譯碼線需要與它控制的所有存儲(chǔ)單元相聯(lián)，其負(fù)載很大。 在存儲(chǔ)器的組成中，存儲(chǔ)體是核心，其余部分是存儲(chǔ)體的外圍線路。每個(gè)存儲(chǔ)單元都有一個(gè)地址編號(hào)，用以唯一標(biāo)識(shí)存儲(chǔ)單元的位置。 （ 3）存儲(chǔ)器的地址譯碼系統(tǒng) CPU 要訪問(wèn)存儲(chǔ)單元的地址由地址總線輸入到地址寄存器中。如地址位數(shù) N=10，即譯碼器可以有 2 10 =1024 種狀態(tài)，對(duì)應(yīng)有 1024條譯碼線（字線）即 1024 個(gè)存儲(chǔ)單元。 X 向譯碼器和 Y 向譯碼器引出的地址線都是 2 5 =32 條。地址譯碼器將地址寄存器中的地址編碼譯成相應(yīng)地址線（字線）的高電位，標(biāo)志指定的存儲(chǔ)單元 。 的結(jié)構(gòu)、組織及其應(yīng)用 半導(dǎo)體存儲(chǔ)器有體積小、存取速度快、生產(chǎn)制造易于自動(dòng)化等特點(diǎn)，其性能價(jià)格比遠(yuǎn)遠(yuǎn)高于磁芯存儲(chǔ)器，因而得到廣泛的應(yīng)用。但其內(nèi)部線路簡(jiǎn)單，集成度高，價(jià)格較靜態(tài)存儲(chǔ)器便宜。 （ 1） RAM 的組織 第 9 頁(yè) 20201127 9 半導(dǎo)體 RAM 芯片是在半導(dǎo)體技術(shù)和集成電路工藝支持下的產(chǎn)物。 ③ 地址復(fù)用的 RAM 組織 隨著大規(guī)模集成電路技術(shù)的發(fā)展，使得一塊存儲(chǔ)器芯片能夠容納更多的內(nèi)容。要組成滿足字長(zhǎng)要求的存儲(chǔ)器所需芯片數(shù)為 :y/M。一般用于存放微程序、固定子程序、字母符號(hào)陣列等信息。 （ 1） ROM 的工作原理 一般的 ROM 使用掩模式 ROM。 PROM 與掩模 ROM 的主要區(qū)別是 PROM 在出廠時(shí)其內(nèi)容均為 “0”或 “1”，用戶在使用前按照自己的需要利用工具將編碼寫入 PROM 中，一次寫入不可修改。擦除和寫入可以根據(jù)用戶的要求用工具擦去 R0M 中原有的存儲(chǔ)內(nèi)容，重新寫入新的編碼。擦寫時(shí)通過(guò)其外部的一個(gè)石英玻璃窗，利用紫外線的照射，使浮柵上的電荷獲得高能而泄漏，恢復(fù)原有的全 “0”或全 “1”狀態(tài)，允許用戶重新寫入信息。磁帶、磁盤存儲(chǔ)器是現(xiàn)今最常用的外存，因其利用磁表面介質(zhì)存儲(chǔ)數(shù)據(jù)，通常也稱為磁表面存儲(chǔ)器。 磁盤存儲(chǔ)器