国考专业课-计算机组成
第五章 计算机组成
第一节 计算机的发展与应用
考点一 计算机的发展
一共有四个发展阶段： 第一代计算机 特征是采用电子管作为主要元器件；第二代计算机 特征是采用晶体管作为主要器件；第三代计算机 特征是半导体中小规模集成电路；第四代计算机 特征是大规模和超大规模集成电路。
总计就是一共四代，分别为：电子管、晶体管、半导体中小规模集成电路和大规模和超大规模集成电路
考点二 计算机的分类与特点
按处理对象分类：
数字计算机：处理离散的数字信号。
模拟计算机：处理连续的模拟信号。
数字模拟混合计算机：结合了数字和模拟计算的功能。
按用途分类：
通用计算机：适用于多种任务，功能齐全，适应性强。
专用计算机：针对特定任务设计，功能单一，效率高。
按规模分类：
巨型计算机：运算速度快，存储容量大，适用于尖端科学研究。
大型计算机：适用于大型计算中心和网络。
小型计算机：成本较低，维护容易，适用于多种应用。
微型计算机：体积小，价格低，适用于个人和家庭使用。
按技术特征分类：
服务器：高性能，大容量存储，供网络用户共享。
工作站：高性能微机，适用于专业应用2。
按应用领域分类：
超级计算机：用于大规模科学计算和工程计算。
网络计算机：包括服务器、工作站、集线器、交换机、路由器等。
工业控制计算机：用于工业自动化和过程控制。
个人电脑：包括台式机、笔记本电脑、掌上电脑、平板电脑等。
嵌入式计算机：用于控制系统和设备中。
考点三 计算机的主要应用领域
科学计算：计算机早期主要用于科学计算，解决复杂的数学问题，如高能物理、工程设计、地震预测、气象预报等。随着计算机技术的发展，出现了计算力学、计算物理、计算化学等新学科。
信息处理：计算机广泛应用于数据的收集、存储、加工、分类、排序、检索和发布等。这包括企业管理、物资管理、报表统计、帐目计算、信息情报检索等领域。
过程控制：计算机用于生产过程的自动控制，提高生产效率和产品质量。这在石油化工、水电、冶金、机械加工等工业领域有广泛应用。
计算机辅助系统：包括计算机辅助设计（CAD）、计算机辅助制造（CAM）、计算机辅助测试（CAT）和计算机辅助教学（CAI）等。这些技术提高了设计效率、降低了生产成本，广泛应用于工程设计、产品制造和性能测试等领域。
人工智能：计算机用于模拟人类的智能行为，如自然语言处理、图像识别、声音识别等。人工智能应用包括专家系统、机器人等，帮助人们完成复杂的推理和工作。
商业与金融：计算机用于数据处理和管理，提高企业效率。金融服务行业广泛应用计算机技术，如证券交易、银行系统等。
医学领域：计算机技术用于医学影像处理、构建医疗信息系统等，提高诊断准确性和管理效率。
教育与培训：计算机辅助教学工具提高了教学效果，同时用于教育管理和评估。
娱乐与媒体：计算机图形学和动画技术用于游戏开发、音乐制作和电影剪辑等。
第二节 计算机基本组成
考点一 计算机的组成结构
计算机的组成结构主要包括五个基本部件：运算器、控制器、存储器、输入设备和输出设备。
运算器：运算器是计算机中执行各种算术和逻辑运算操作的部件，包括加、减、乘、除等算术运算，以及与、或、非等逻辑操作。运算器通常与控制器集成在一起，形成中央处理单元（CPU）。
控制器：控制器负责按照预定顺序改变主电路或控制电路的接线和改变电路中电阻值，以控制计算机的操作。它由程序计数器、指令寄存器、指令译码器、时序产生器和操作控制器等组成，是发布命令的“决策机构”。
存储器：存储器用于存储数据和程序，分为内部存储器和外部存储器。内部存储器速度较快但容量较小，通常用于临时存放程序和数据；外部存储器速度较慢但容量大，用于长期保存数据。
输入设备：输入设备用于将数据和信息输入计算机，包括键盘、鼠标、摄像头、扫描仪等。这些设备将原始数据和处理这些数据的程序输入到计算机中。
输出设备：输出设备用于输出计算机运行的结果，包括显示器、打印机等。这些设备将计算结果展示给用户。
考点二 计算机硬件系统
- 中央处理器（CPU）：
- 也称为处理器，是计算机的大脑。它负责执行存储在内存中的指令，处理数据，并控制计算机的操作。CPU由数百万到数十亿个晶体管组成，能够执行复杂的算术和逻辑运算。
- 内存（Memory）：
- 内存是计算机用于暂时存储数据和指令的存储设备。与硬盘相比，内存访问速度更快，但存储容量较小。内存分为随机存取存储器（RAM）和只读存储器（ROM）两种类型。RAM用于存储正在运行的程序和数据，而ROM则用于存储计算机的启动程序和固件。
- 存储设备：
- 存储设备用于长期存储数据和程序。常见的存储设备包括硬盘驱动器（HDD）、固态硬盘（SSD）、光盘驱动器（如DVD和蓝光驱动器）以及USB闪存驱动器。硬盘和固态硬盘是主要的存储设备，用于存储操作系统、应用程序、文件和其他数据。
- 输入设备：
- 输入设备用于将数据和指令输入到计算机中。常见的输入设备包括键盘、鼠标、触摸屏、扫描仪、摄像头和游戏控制器。这些设备允许用户与计算机进行交互，输入文本、选择命令、移动光标等。
- 输出设备：
- 输出设备用于显示和打印计算机处理的结果。常见的输出设备包括显示器（如液晶显示器和LED显示器）、打印机、投影仪和扬声器。显示器用于显示文本、图像和视频，而打印机则用于将文档和图像打印到纸张上。
- 主板（Motherboard）：
- 主板是计算机硬件系统的核心组件，它连接了CPU、内存、存储设备、输入设备和输出设备等所有其他组件。主板上包含各种插槽、接口和芯片组，用于数据传输和信号控制。
- 电源（Power Supply）：
- 电源是计算机硬件系统的能源供应设备，它将交流电转换为计算机所需的直流电。电源提供稳定的电压和电流，确保计算机能够正常运行。
- 其他组件：
- 计算机硬件系统还包括其他一些重要组件，如显卡（用于图形处理）、声卡（用于音频处理）、网卡（用于网络连接）以及散热设备（如风扇和散热器）等。这些组件共同协作，提供计算机所需的各种功能和性能。
考点三 计算机软件系统
系统软件是计算机硬件与用户或应用程序之间的桥梁，它负责管理和控制计算机的硬件和软件资源，为计算机用户和应用软件提供一个方便、高效、安全的工作环境。系统软件的主要类型包括：
- 操作系统：
- 操作系统是计算机系统中最基本的系统软件，它负责管理和控制计算机的硬件和软件资源，如CPU、内存、磁盘、输入输出设备等。
- 操作系统提供了用户接口和程序接口，使用户能够方便地操作计算机，并允许应用程序在操作系统平台上运行。
- 常见的操作系统有Windows、Linux、macOS、UNIX等。
- 语言处理程序：
- 语言处理程序是计算机系统中用于将高级语言编写的程序翻译成计算机能直接执行的机器语言程序的软件。
- 语言处理程序包括编译器和解释器两种类型。编译器将高级语言编写的源程序翻译成机器语言的目标程序，而解释器则逐条解释并执行源程序中的指令。
- 常见的语言处理程序有C语言编译器、C++编译器、Java编译器、Python解释器等。
- 数据库管理系统：
- 数据库管理系统是专门用于建立和管理数据库的软件系统，它提供了数据的定义、操作、保护和并发控制等功能。
- 数据库管理系统使得多个应用程序和用户能够共享数据，并保证数据的安全性、完整性和一致性。
- 常见的数据库管理系统有Oracle、MySQL、SQL Server、PostgreSQL等。
- 网络管理系统：
- 网络管理系统是用于监控和管理计算机网络软硬件资源的软件系统，它能够帮助网络管理员及时了解网络状态，发现和解决网络故障，确保网络的稳定运行。
- 网络管理系统提供了网络拓扑发现、设备状态监控、故障诊断与处理、性能管理、配置管理等功能。
- 常见的网络管理系统有Cisco Network Assistant、SolarWinds Network Performance Monitor等。
- 软件开发环境：
- 软件开发环境是现代支撑软件的代表，它提供了环境数据库、接口软件和工具组等，用于协同支撑软件的开发与维护。
- 软件开发环境包括一系列基本的工具，如编译器、数据库管理、存储器格式化、文件系统管理、用户身份验证、驱动管理、网络连接等。
- 中间件：
- 中间件是位于操作系统和应用软件之间的软件层，它提供了一组通用的服务，使得不同的应用软件能够更容易地相互通信和协作。
- 中间件可以简化分布式系统的开发、部署和管理，提高系统的可扩展性和可维护性。
- 常见的中间件包括消息队列、远程过程调用（RPC）框架、数据库连接池等。
- 应用软件包：
- 应用软件包是利用计算机解决某类问题而设计的程序的集合，它通常包括多个相关的应用程序和工具。
- 应用软件包多供用户使用，如办公软件、图像处理软件、视频编辑软件等。
- 用户程序：
- 用户程序是用户根据自己的需求和目的而编写的程序，它通常用于解决特定的问题或实现特定的功能。
- 用户程序可以是各种类型的应用程序，如游戏、财务管理软件、科学计算软件等。