2024中级通信工程师考试 第三章：计算机应用基础 全考点分析

2024中级通信工程师考试第三章：计算机应用基础全考点分析考点分析从历年的考试情况来看，本章主要考查以下知识点。（1）计算机的基础知识：包括计算机的发展历程、特点、分类、应用领域和专业术语。（2）数制和编码：包括十进制、八进制、十六进制和二进制的转换，以及计算机中表示的数据。（3）计算机系统的组成：包括计算机硬件系统、软件系统和计算机的工作原理。（4）指令和程序设计语言：包括计算机指令、机器语言、汇编语言和高级语言的区别。（5）数据库：包括数据库的基本概念、数据模型概念、常用数据模型，以及数据库系统模式结构和数据库管理系统等。（6）多媒体技术：包括多媒体计算机系统的组成、多媒体的关键技术。考点精讲1

计算机的基本知识世界上第1台数字式电子计算机诞生于1946年2月，它是美国宾夕法尼亚大学物理学家莫克利（J.Mauchly）和工程师埃克特（J.P.Eckert）等人共同开发的电子数值积分计算机ENIAC，ENIAC采用了电子管和电子线路，大大提高了运算速度，主要缺陷在于不能存储程序。一、计算机的发展经过70多年的发展，计算机的运算能力、外形结构及应用领域等都发生了极大的变化。计算机的诞生、发展和应用彻底改变了人类社会的生产和生活方式。在人类科技史上还没有一种学科可以与电子计算机的发展速度相提并论。根据使用的电子器件的不同，可将计算机划分为电子管、晶体管、集成电路、大规模（超大规模）集成电路和新一代计算机五代。如表3-1所示。表3-1计算机的发展历史（点击可放大）现在的计算机系统都属于“冯·诺依曼结构”计算机，即，在计算机内部的存储器中存放程序。未来计算机的发展方向：巨型化、微型化和网络化。二、计算机的特点计算机又常称为“电脑”，这是因为计算机不仅是一种计算工具，而且还可以模仿人脑的许多功能，代替人脑的某些思维活动。计算机具有运算速度快、运算精度高、存储功能强、具有记忆和逻辑判断能力和具有自动运行能力等优势。其中：计算机具有自动运行能力是计算机与其他计算工具的本质区别。三、计算机的分类从不同的角度对计算机进行分类可以得到不同的结果。如表3-2所示。表3-2计算机的分类原则及分类结果分类原则分类结果按工作原理分类数字计算机和模拟计算机按用途分类专用计算机和通用计算机按规模分类巨型机、小巨型机、大型机、小型机、工作站和微型机按使用方式分类掌上计算机、笔记本计算机、台式计算机、网络计算机、工作站、服务器、主机等四、计算机的应用计算机可以应用于军事、学校、企事业单位及个人家庭。通过为不同应用范围或领域编制相应的应用程序，可以使计算机的应用范围无限扩展，计算机已经成为现代社会信息时代的基本工具。计算机的各种应用可以归纳为：科学计算（数值计算）、数据处理（信息管理）、计算机辅助工程、过程控制（实时控制）、人工智能和网络应用。[2018·真题]第一代计算机通常被称为（）A．电子管计算机B．晶体管计算机C．集成电路计算机D．超大规模集成电路计算机【答案】A解题提示：本题考察的是计算机的发展历史。第一代计算机称为电子管计算机。计算机的逻辑元件采用电子管，主存储器采用卡片、磁鼓、磁芯，外存储器采用磁带，主要采用机器语言、汇编语言编写程序，应用以科学计算为主。其特点是体积大、耗电大、可靠性差、价格昂贵、维修复杂、没有操作系统，但它奠定了以后计算机技术的基础。[2017·真题]计算机经历了从器件角度划分的四代发展历程，但从系统结构来看，至今绝大多数计算机仍属于（）型计算机。A．冯.诺依曼B．并行处理C．实时处理D．智能化【答案】A解题提示：计算机经历了从器件角度划分的四代发展历程，但从系统结构来看，至今绝大多数计算机仍属于冯.诺依曼型计算机，冯·诺依曼理论的要点是：数字计算机的数制采用二进制；计算机应该按照程序顺序执行。[2016·真题]以下关于计算机历史的叙述中，不正确的是（）。A．世界上第一台数字电子计算机ENIAC于1946年诞生于美国B．第一代计算机为电子管计算机，编程语言仅用机器语言和汇编语言C．直到大规模或超大规模集成电路计算机出现以后，才开始有操作系统D．现代计算机的主存储器采用半导体存储器【答案】C解题提示：操作系统在第二代计算机已经出现应用了，而大规模或超大规模集成电路是在第四代计算机才出现的。[经典例题]计算机不仅能进行计算，还可以把原始数据、中间结果、指令等信息存储起来，随时调用，并能进行（），从而完成许多复杂问题的分析。A．信息输入B．结果输出C．信息记忆D．逻辑判断【答案】D解题提示：本小题是对计算机特点的考察。计算机不仅能进行计算，还可以把原始数据、中间结果、指令等信息存储起来，随时调用，并能进行逻辑判断，从而完成许多复杂问题的分析。考点精讲2

计算机硬件系统的组成一个完整的计算机系统应该包括两大部分，即计算机硬件系统和计算机软件系统。计算机硬件系统指的是构成计算机的物理设备，而计算机软件系统指的是运行、管理和维护计算机而编制的各种程序、数据和文档的总合。在一台计算机中硬件部分主要由输入设备、输出设备、运算器、控制器和存储器组成，如图3-1所示。图3-1计算机硬件系统计算机硬件是计算机系统中一切看得见、摸得着的有固定物理形态的机器部件，它是计算机工作的物理基础，各部件的功能及作用如表3-3所示。[2018·真题]（）的内容可随机存取，且存取时间和存储单元的物理位置无关，断电后所保存的信息丢失。A．ROMB．RAMC．EEPROMD．外存储器【答案】B解题提示：本题考察ROM和RAM的特点。RAM的内容可随机存取，且存取时间与存储单元的物理位置无关，断电后所保存的信息丢失。表3-3计算机硬件系统的组成及功能作用计算机硬件功能作用备注运算器运算器主要负责对信息进行加工处理，运算器从内存储器得到需要加工的数据，对数据进行算术运算和逻辑运算，并将最后的结果送回到内存储器中运算器和控制器组成硬件系统的核心部件—中央处理器（CentralProcessingUnit，CPU）。CPU的功能有：指令控制、操作控制、时间控制和数据加工控制器控制器是中央处理器的核心，它控制和协调整个计算机的动作，是分析和执行指令的部件，也是统一指挥并控制计算机各部件协调工作的中心部件，所依据的是机器指令。控制器主要由指令寄存器、译码器、程序计数器、操作控制器等组成存储器用来存放程序、原始数据、中间结果及最终结果。对存储器而言，容量越大，存取速度则越快。存储器分为内存储器、外存储器和高速缓存存储器内存储器按存储器的功能或工作方式可以分为只读存储器（ReadOnlyMemory，ROM）和随机存储器（RandomAccessMemory，RAM）。ROM的内容只能读出而不能写入，断电后所保存的信息不丢失；RAM的内容可随机存取，且存取时间和存储单元的物理位置无关，断电后所保存的信息丢失。输入设备将人们的信息形式变换成计算机能接收并识别的信息形式。目前常用的输入设备是键盘、鼠标、扫描仪及模数转换器等输出设备输出设备把各种计算结果数据或信息以数字、字符、图像、声音等形式表示出来常见的有显示器、打印机、绘图仪、影像输出系统、语音输出系统等总线计算机总线是一组连接以上各个部件的公共通信线总线由数据总线（DataBus，DB）、地址总线（AddressBus，AB）和控制总线（ControlBus，CB）3部分组成[2016·真题]（）不认为是计算机的外存储器。A．软盘B．硬盘C．光盘D．ROM【答案】D解题提示：ROM是内存储器的一种。[2016·真题]（）不属于系统软件。A．操作系统B．数据库管理软件C．编译程序D．音视频编辑程序【答案】D解题提示：D选项属于应用软件。[2015·真题]（）不属于计算机的基本操作总线。A．地址总线B．数据总线C．控制总线D．管理总线【答案】D解题提示：总线是连接微型计算机系统中各个部件的一组公共信号线，是计算机中传送数据、信息的公共通道。微机系统总线由数据总线、地址总线和控制总线三部分组成。数据总线（DB）：用于微处理器、存储器和输入/输出设备之间传送数据。地址总线（AB）：用于传送存储器单元地址或输入/输出接口地址信息。控制总线（CB）：用于传送控制器的各种控制信号，包括命令和信号交换联络线及总线访问控制线等。[经典例题]下述选项中，（）不是中央处理器具有的功能。A．指令控制B．操作控制C．时间控制D．处理控制【答案】D解题提示：本小题是对CPU功能的考察。CPU功能有：指令控制、操作控制、时间控制和数据加工功能。考点精讲3

计算机软件系统的组成硬件是计算机能够运行程序的物质基础，计算机性能（如运算速度、精度、存储容量、可靠性等）在很大程度上取决于硬件配置。然而，再好的硬件还需要“软件”的支撑才能充分发挥效能。一、计算机软件系统的组成计算机软件系统按其功能分为系统软件和应用软件两大类，其中系统软件的主要功能是对整个计算机系统进行调度、管理、监视及服务等，包括操作系统、程序设计语言和数据库管理系统等。应用软件是用户利用计算机及其提供的系统软件为解决各种实际问题而编制的计算机程序，是指除了系统软件以外的所有软件，由各种应用软件包和面向问题的各种应用程序组成。1.系统软件为了方便用户控制和管理计算机的各种资源，充分发挥计算机系统的功能，围绕计算机系统本身开发的程序系统叫做系统软件，包括操作系统、程序设计语言和数据库管理系统等，如表3-4所示。表3-4计算机系统软件的组成系统软件组成功能作用操作系统为了使计算机系统的所有资源协调一致、有条不紊的工作，就必须有一个软件来进行统一管理和统一调度，这种软件称为操作系统。操作系统是用户和计算机之间的接口程序设计语言机器语言能被机器直接理解、执行的指令集合，是机器唯一能够执行的语言汇编语言用助记符来代替机器语言中的指令和数据高级语言是一种完全符号化的语言，采用自然语言中的词汇和语法习惯，容易被人理解和掌握。完全独立于具体的计算机，具有很强的可移植性4GL语言只需要告诉计算机做什么，计算机就会自动完成所需的操作数据库管理系统采用数据库技术，实现数据独立于程序的统一管理2.应用软件软件公司或用户为解决某类应用问题而专门研制的软件称为应用软件。应用软件分为3大类：通用应用软件、专用应用软件及定制应用软件。常见的应用软件有文件处理软件（例如WPS、Word等）、网络应用软件（例如QQ、MSN、淘宝旺旺等）、人事管理软件、工程设计绘图软件、办公事务管理软件、图书情报检索软件、医用诊断软件、辅助教学软件、辅助设计软件、网络管理软件及实时控制软件等。[2018·真题]计算机的功能不仅仅取决于硬件系统，更大程度上是由所安装的（）决定的。A．软件系统B．操作系统C．数据库D．驱动程序【答案】B解题提示：硬件是计算机能够运行程序的物质基础，计算机性能（如运算速度、精度、存储容量、可靠性等）在很大程度上取决于硬件配置。然而，再好的硬件还需要“软件”的支撑才能充分发挥效能。[2016·真题]以下关于程序设计语言的叙述中，不正确的是（）。A．汇编语言就是机器语言，与CPU类型有关B．用高级语言编写的程序被称为“源程序”C．高级语言编写的程序必须经过编译或解释后才可以运行D．数据库语言属于第四代（4GL）语言【答案】A解题提示：每种型号的计算机都有自己的指令系统，也叫机器语言，每条指令都对应一串二进制代码。机器语言是计算机唯一能够识别并直接执行的语言，所以与其他程序设计语言相比，其执行效率较高。用机器语言编写的程序叫机器语言程序，由于机器语言中每条指令都是一串二进制代码，因此可读性差、不易记忆；编写程序既难又烦琐、容易出错；程序的调试和修改难度也很大，总之，机器语言不易掌握和使用。此外，因为机器语言直接依赖于机器，所以在某种类型计算机上编写的机器语言程序不能在另一种计算机上使用，也就是说可移植性差。20世纪50年代初，出现了汇编语言。汇编语言不再使用难以记忆的二进制代码编程，而是使用比较容易识别、记忆的助记符号，所以汇编语言又叫符号语言。汇编语言只是将一条机器语言用符号表示而已。[2015·真题]（）不是操作系统的主要目标。A．方便用户使用B．管理系统资源C．提高系统效率D．浮点运算和逻辑运算【答案】D解题提示：操作系统是系统软件的核心，它负责管理和控制计算机系统硬件资源和软件资源，是用户和计算机之间的接口。操作系统具有5个方面的功能：进程管理、存储管理、设备管理、文件管理和作用管理。考点精讲4

数制及数制之间的转换数据是计算机处理的对象。这里的“数据”含义非常广泛，包括数值、文字、图形、图像、视频等各种数据形式，计算机内部一律采用二进制表示数据。本节主要介绍数制的概念和各种数制之间的转换。一、进制的表示在日常生活中，用十进制来表示数已经广泛被人们所接受。但是由于计算机底层使用的电路硬件通常只能够清晰地表示两种状态，即开和关，或者说高电平和低电平。如果使用十进制，将会使得计算机底层的设计变得过于复杂，而且容易出错，因此通常采用二进制来表示信息。其主要原因有：电路简单、工作可靠、简化运算和逻辑性强。二、数制转换在计算机中，所有处理工作最终都是通过数据运算来完成的，因此，掌握数据运算的基本原理对学习计算机基础是至关重要的。按照进位的原则计数称为“进位计数制”，简称“数制”或“进制”。在采用进位计数的数字系统中，如果只用R个基本符号表示数值，则称其为“R进制”，R称为该进制的“基数”。不同的数制有下述共同特点。（1）每一种数制都有固定的符号集，如十进制数制的基本符号有10个（0～9）；二进制数制的基本符号有0和1两个。（2）每一种数制都使用位置表示法，即处于不同位置的数符所代表的值不同，与其所在位置的权值有关。例如，十进制数1234.45可表示为：1234.45=1×103+2×102+3×101+4×100+4×10-1+5×10-2二进制数11011011.01可表示为：（11011011.01）2=1×27+1×26+0×25+1×24+1×23+0×22+1×21+1×20+0×2-1+1×2-2可以看出，各种进位计数制中的权值就是基数的某次幂，所以任何一种进位计数制表示的数都可以写成按权展开的多项式之和。计算机中常用的几种进位计数制如表3-5所示。将数值由一种数制转换成另一种数制称为“数制间的转换”，常用数制包括二进制、八进制、十进制和十六进制等，在不同的场合（环境）需要使用不同的数制。常用数制转换方法如下。（1）二进制、八进制和十六进制转换为十进制：一般采用乘权相加法，把二（八和十六）进制的每一位乘以它的权，然后相加。例如，把二进制数110.011转换成相应的十进制数：（110.011）2

=1×22+1×21+0×20+0×2-1+1×2-2+1×2-3

=（6.375）10（2）十进制转换为二进制、八进制和十六进制：整数部分和小数部分分别转换，然后合并。整数部分方法是“除2（8、16）取余”，小数部分方法是“乘2（8、16）取整”。例如，把十进制数43.375转换成相应的二进制数的过程如图3-2和图3-3所示。图3-2表示整数部分除2取余过程，所以（43）10=（101011）2；图3-3表示小数部分乘2取整过程，所以（0.375）10=（0.011）2。合并整数和小数部分，所以（43.375）10=（101011.011）2。图3-2整数部分除2取余法图3-3小数部分乘2取整法十进制转换成二进制数还有一种简便的方法，即把一个十进制数写成按二进制数权大小展开的多项式，按权值从高到低依次取各项的系数就可得到相应的二进制数。例如，把十进制数175.71875转换为相应的二进制数：（175.71875）10

=27+25+23+22+21+20+2-1+2-3+2-4+2-5