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国家计算机四级网络工程师复习.doc
2011年软件水平考试网络工程师全面复习资料计算机基础知识 一.计算机发展史略
世界上第一台电子数字式计算机于1946年2月15日在美国宾夕法尼亚大学正式投入运行,它的名称叫ENIAC(埃尼阿克),是电子数值积分计算机(The Electronic Numberical Intergrator and Computer)的缩写。它使用了17468个真空电子管,耗电174千瓦,占地170平方米,重达30吨,每秒钟可进行5000次加法运算。虽然它的功能还比不上今天最普通的一台微型计算机,但在当时它已是运算速度的绝对冠军,并且其运算的精确度和准确度也是史无前例的。以圆周率(π)的计算为例,中国的古代科学家祖冲之利用算筹,耗费15年心血,才把圆周率计算到小数点后7位数。一千多年后,英国人香克斯以毕生精力计算圆周率,才计算到小数点后707位。而使用ENIAC进行计算,仅用了40秒就达到了这个记录,还发现香克斯的计算中,第528位是错误的。
ENIAC奠定了电子计算机的发展基础,开辟了一个计算机科学技术的新纪元。有人将其称为人类第三次产业革命开始的标志。
ENIAC诞生后,数学家冯·诺依曼提出了重大的改进理论,主要有两点:其一是电子计算机应该以二进制为运算基础,其二是电子计算机应采用存储程序方式工作,并且进一步明确指出了整个计算机的结构应由五个部分组成:运算器、控制器、存储器、输入装置和输出装置。冯·诺依曼的这些理论的提出,解决了计算机的运算自动化的问题和速度配合问题,对后来计算机的发展起到了决定性的作用。直至今天,绝大部分的计算机还是采用冯·诺依曼方式工作。
ENIAC诞生后短短的几十年间,计算机的发展突飞猛进。主要电子器件相继使用了真空电子管,晶体管,中、小规模集成电路和大规模、超大规模集成电路,引起计算机的几次更新换代。每一次更新换代都使计算机的体积和耗电量大大减小,功能大大增强,应用领域进一步拓宽。特别是体积小、价格低、功能强的微型计算机的出现,使得计算机迅速普及,进入了办公室和家庭,在办公室自动化和多媒体应用方面发挥了很大的作用。目前,计算机的应用已扩展到社会的各个领域。
电子计算机还在向以下四个方面发展:
巨型化 天文、军事、仿真等领域需要进行大量的计算,要求计算机有更高的运算速度、更大的存储量,这就需要研制功能更强的巨型计算机。
微型化 专用微型机已经大量应用于仪器、仪表和家用电器中。通用微型机已经大量进入办公室和家庭,但人们需要体积更小、更轻便、易于携带的微型机,以便出门在外或在旅途中均可使用计算机。应运而生的便携式微型机(笔记本型)和掌上型微型机正在不断涌现,迅速普及。
网络化 将地理位置分散的计算机通过专用的电缆或通信线路互相连接,就组成了计算机网络。网络可以使分散的各种资源得到共享,使计算机的实际效用提高了很多。计算机联网不再是可有可无的事,而是计算机应用中一个很重要的部分。人们常说的因特网(INTERNET,也译为国际互联网)就是一个通过通信线路联接、覆盖全球的计算机网络。通过因特网,人们足不出户就可获取大量的信息,与世界各地的亲友快捷通信,进行网上贸易等等。
智能化 目前的计算机已能够部分地代替人的脑力劳动,因此也常称为电脑。但是人们希望计算机具有更多的类似人的智能,比如:能听懂人类的语言,能识别图形,会自行学习等等,这就需要进一步进行研究。
二.计 算 机 的 应 用
(1) 科学计算如:计算量大、数值变化范围大的天文学、量子化学、空气动力学、核物理学和天气预报等领域中的复杂运算。
(2) 数据处理是计算机应用的一个重要方面,如:办公自动化、企业管理、事务管理、情报检索等非数值计算的领域。
(3) 过程控制如:冶金、石油、化工、纺织、水电、机械、航天等现代工业生产过程中的自动化控制。
(4) 计算机辅助系统
计算机辅助设计 CAD:如飞机、船舶、建筑、机械、大规模集成电路等的设计。
计算机辅助制造 CAM:用计算机进行生产设备的管理、控制和操作。
计算机辅助教育 CBE:如计算机辅助教学CAI、计算机辅助测试 CAT、计算机管理教学 CMI
(5) 人工智能 AI 是计算机应用研究的前沿学科。
(6) 信息高速公路(此即 “国家信息基础设施” NII 的俗称)
我国已建立的大型计算机应用工程-金字工程: 金桥工程(全国经济信息网) 金卡工程(金融信息网) 金关工程(外贸海关信息网) 金智工程(教育科研信息网)
(7)电子商务利用国际互联网Internet 进行网上商务活动,始于1996年,现已发展迅速,全球已有许多企业先后开展了“电子商务”活动。
三.计算机系统的组成
1.计算机的基本结构
冯·诺依曼(美籍匈牙利数学家
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