1、计 算 机 等 级 考 试 辅 导 丛 书计 算 机 等 级 考 试 辅 导( 一 级 )计 算 机 基 础 知 识谭 浩 强 主 编 刘 瑞 挺 边 奠 英 编 著曲 建 民 于 长 云清 华 大 学 出 版 社( 京 ) 新 登 字 158 号内 容 简 介本 书 是 为 帮 助 读 者 准 备 参 加 各 类 计 算 机 等 级 考 试 而 编 写 的 辅 导 材 料 , 内 容 主 要 是 计 算 机 的 基 础 知 识 , 基 本 上 覆 盖 了 全 国 和 各 地 方 计 算 机 等 级 考 试 的 考 试 大 纲 要 求 。本 书 的 每 一 章 都 包 括 : 本 章 的 内
2、容 要 点 、 学 习 难 点 、 例 题 分 析 和 思 考 题 四 部 分 , 针 对 考 试 中 容 易 出 现 的 问 题 作 了 重 点 讲 解 和 分 析 。本 书 可 作 为 考 生 的 考 前 辅 导 教 材 , 也 可 作 为 各 类 人 员 学 习 计 算 机 基 础 知 识 的 辅 导 教 材 , 也 可 供 自 学 参 考 。版 权 所 有 , 翻 印 必 究 。 本 书 封 面 贴 有 清 华 大 学 出 版 社 激 光 防 伪 标 签 , 无 标 签 者 不 得 销 售 。图 书 在 版 编 目 ( CI P) 数 据计 算 机 等 级 考 试 辅 导 ( 一 级
3、) 计 算 机 基 础 知 识 / 刘 瑞 挺 等 编 著 . - 北 京 : 清 华 大 学 出 版社 , 1996. 2( 计 算 机 等 级 考 试 辅 导 丛 书 / 谭 浩 强 主 编 )I SBN 7-302-02083-3 . 计 . 刘 . 电 子 计 算 机 -技 术 等 级 标 准 -考 核 -学 习 参 考 资 料 . T P 3中 国 版 本 图 书 馆 CIP 数 据 核 字 ( 96) 第 03281 号出 版 者 : 清 华 大 学 出 版 社 ( 北 京 清 华 大 学 校 内 , 邮 编 100084)印 刷 者 : 人 民 文 学 印 刷 厂发 行 者 :
4、新 华 书 店 总 店 北 京 科 技 发 行 所开 本 : 787 1092 1/ 16 印 张 : 16 字 数 : 375 千 字版 次 : 1996 年 2 月 第 1 版 1996 年 2 月 第 1 次 印 刷书 号 : ISBN 7-302-02083-3/ T P971印 数 : 0000110000定 价 : 14. 80 元 丛 书 前 言随 着 我 国 计 算 机 普 及 第 二 次 高 潮 的 兴 起 , 各 行 各 业 的 人 们 都 在 努 力 地 学 习 计 算 机 知识 , 推 动 计 算 机 应 用 。 继 “中 国 计 算 机 软 件 专 业 技 术 资 格
5、 和 水 平 考 试 ”之 后 , 1994 年 国 家 教 委 考 试 中 心 又 推 出 了 面 向 社 会 的 “全 国 计 算 机 等 级 考 试 ”。 许 多 省 市 还 开 展 了 面 向 高 校 非 计 算 机 专 业 学 生 的 计 算 机 水 平 测 试 。 这 些 计 算 机 统 一 考 试 的 一 个 共 同 目 的 是 , 力 求 提 供 一 个 统 一 的 、 客 观 的 要 求 和 标 准 , 以 衡 量 应 试 者 掌 握 计 算 机 知 识 的 程 度 , 供 社 会 上 各 用 人 单位 参 考 。经 过 许 多 专 家 的 研 讨 , 认 为 计 算 机 初
6、 学 者 学 习 计 算 机 知 识 应 当 按 以 下 四 个 层 次 循 序渐 进 地 进 行 , 即 : 1. 计 算 机 基 本 知 识 和 初 步 的 操 作 使 用 ; 2. 程 序 设 计 , 能 用 一 种 高 级 语 言 或 数 据 库 语 言 编 制 程 序 ; 3. 进 一 步 学 习 软 硬 件 知 识 , 具 有 计 算 机 应 用 软 件 的 初 步 开 发 能力 ( 偏 重 软 件 的 方 向 ) 或 计 算 机 应 用 系 统 的 初 步 分 析 和 设 计 能 力 ( 偏 重 硬 件 的 方 向 ) ; 4. 结 合 各 个 专 业 应 用 领 域 的 需 要
7、 , 深 入 学 习 有 关 的 计 算 机 知 识 , 深 入 开 展 计 算 机 应 用 。目 前 , 全 国 和 地 方 的 计 算 机 等 级 考 试 基 本 上 是 按 照 以 上 层 次 划 分 考 试 等 级 的 , 有 的 设 置 了 三 个 考 试 等 级 , 有 的 设 置 了 前 二 个 等 级 。 考 试 的 形 式 多 数 采 用 “标 准 题 ”( 即 “客 观 题 ”) 形 式 , 有 的 还 有 上 机 测 试 。为 了 帮 助 以 上 各 种 考 试 的 应 试 者 复 习 有 关 考 试 内 容 , 熟 悉 考 试 形 式 , 检 查 自 己 掌 握 的 程
8、 度 , 根 据 广 大 读 者 的 要 求 , 我 们 编 写 了 这 套 “计 算 机 等 级 考 试 辅 导 ”丛 书 。 该 丛 书 包 括 一 级 、 二 级 考 试 的 内 容 , 其 中 二 级 又 包 括 BA SIC、 FOR T RA N 、 PA SCAL 、 C、 FoxBA SE 五 本 。 每 一 本 书 的 各 章 的 内 容 大 体 上 都 包 含 : 本 章 内 容 要 点 、 学 习 难 点 、 例 题 分 析 、 思 考 题 等 几 部 分 。 当 然 , 这 套 丛 书 不 是 教 材 , 它 不 可 能 包 罗 考 试 中 可 能 遇 到 的 全 部
9、内 容 和 所 有 形 式 , 只 是 为 读 者 复 习 提 供 的 一 种 辅 导 材 料 。本 书 是 邀 请 京 津 地 区 高 等 学 校 中 具 有 较 丰 富 教 学 经 验 的 教 师 编 写 的 。 本 书 第 一 、 二 章 由 刘 瑞 挺 编 写 , 第 三 章 由 边 奠 英 编 写 , 第 四 章 由 曲 建 民 编 写 , 第 五 章 由 于 长 云 编 写 。 由 于 时 间 较 紧 , 可 能 会 有 不 尽 如 人 意 之 处 。 我 们 准 备 在 第 一 版 出 版 之 后 , 根 据 广 大 读 者 的 意 见 和 等 级 考 试 的 发 展 , 对 本
10、 书 作 必 要 的 修 改 和 补 充 , 使 之 不 断 完 善 。主 编 谭 浩 强1995 年 6 月 前 言国 家 教 委 考 试 中 心 推 出 的 全 国 计 算 机 等 级 考 试 以 及 各 省 市 教 委 进 行 的 类 似 考 试 , 正 在 对 培 养 信 息 化 人 才 、 实 现 科 技 兴 国 的 战 略 目 标 , 起 着 越 来 越 明 显 的 促 进 作 用 。为 了 设 计 与 实 施 这 项 考 试 , 国 家 教 委 考 试 中 心 邀 请 国 内 知 名 的 计 算 机 专 家 、 教 授 编 写 了 全 国 计 算 机 等 级 考 试 考 试 大
11、纲 。 它 包 括 了 目 前 正 在 实 施 的 一 级 、 二 级 、 三 级 的 考 试 大 纲 和 题 型 示 例 。 而 该 大 纲 尚 未 包 括 的 第 四 级 考 试 , 在 中 美 两 国 专 家 的 密 切 合 作 下 , 其 考 试 大 纲 已 经 完 成 , 并 将 于 1996 年 付 诸 实 施 。由 于 各 级 考 试 的 内 容 是 独 立 设 计 的 , 没 有 照 搬 学 校 教 学 的 某 些 课 程 , 而 是 以 应 用 能 力 为 主 线 , 根 据 使 用 计 算 机 的 不 同 程 度 , 划 分 等 级 并 选 择 了 相 关 的 考 核 要
12、求 , 因 此 , 目 前 几 乎 没 有 一 本 现 成 的 教 材 能 满 足 应 试 人 员 的 需 要 。我 们 参 与 编 写 的 全 国 计 算 机 等 级 考 试 考 试 指 导 ( 一 级 ) 在 一 定 程 度 上 解 决 了 这 个 迫 切 的 需 求 , 但 由 于 时 间 的 限 制 , 许 多 问 题 未 能 深 入 细 致 地 讨 论 。 本 书 将 对 一 级 考 试 大 纲 涉 及 的 重 要 内 容 进 行 详 细 的 、 有 针 对 性 的 辅 导 。 每 章 将 按 内 容 要 点 、 学 习 难 点 、 例 题 分 析 以 及 思 考 题 等 节 展 开
13、 讨 论 。目 录第 一 章 计 算 机 基 础 知 识 11.1 本 章 要 点 11.1.1 计 算 机 及 其 类 型 11.1.2 计 算 机 的 发 展 阶 段 31.1.3 数 制 及 其 相 互 转 换 51.1.4 数 据 及 其 编 码 81.1.5 硬 件 与 软 件 111.1.6 计 算 机 的 应 用 领 域 121.2 本 章 难 点 131.2.1 计 算 机 的 划 代 问 题 131.2.2 计 算 机 的 奠 基 问 题 161.2.3 微 型 计 算 机 的 演 化 171.2.4 网 络 的 初 步 概 念 191.2.5 二 进 制 数 的 运 算 2
14、01.2.6 汉 字 编 码 问 题 241.3 例 题 分 析 261.3.1 选 择 题 261.3.2 填 空 题 271.4 思 考 题 281.4.1 选 择 题 281.4.2 填 空 题 29第 二 章 微 机 系 统 的 基 本 组 成 302.1 本 章 要 点 302.1.1 微 机 硬 件 组 成 302.1.2 指 令 与 程 序 语 言 332.1.3 存 储 器 402.1.4 输 入 输 出 设 备 402.1.5 微 机 技 术 指 标 及 其 配 置 462.1.6 计 算 机 病 毒 防 治 492.2 本 章 难 点 512.2.1 微 机 工 作 原 理
15、 512.2.2 微 处 理 器 芯 片 522.2.3 硬 磁 盘 技 术 55 2.2.4 光 盘 存 储 器 562.2.5 计 算 机 的 安 全 操 作 572.3 例 题 分 析 592.3.1 选 择 题 592.3.2 填 空 题 612.4 思 考 题 622.4.1 选 择 题 622.4.2 填 空 题 63第 三 章 操 作 系 统 的 功 能 和 使 用 643.1 本 章 要 点 643.1.1 什 么 是 操 作 系 统 643.1.2 操 作 系 统 的 功 能 643.1.3 操 作 系 统 的 分 类 653.1.4 操 作 系 统 的 主 要 性 能 指
16、标 673.1.5 操 作 系 统 的 外 部 环 境 683.1.6 与 操 作 系 统 有 关 的 技 术 693.1.7 操 作 系 统 的 服 务 703.1.8 磁 盘 操 作 系 统 M S-DOS 及 其 使 用 713.2 本 章 难 点 983.2.1 操 作 系 统 基 本 功 能 的 进 一 步 介 绍 983.2.2 M S-DOS 系 统 的 进 一 步 介 绍 1133.3 例 题 分 析 1203.4 思 考 题 1283.4.1 选 择 题 1283.4.2 填 空 题 131第 四 章 字 表 处 理 软 件 的 功 能 和 使 用 1334.1 本 章 要
17、点 1334.1.1 汉 字 操 作 系 统 和 汉 字 编 码 1334.1.2 汉 字 编 码 与 国 标 码 1344.1.3 汉 字 字 模 与 汉 字 字 库 1354.1.4 汉 字 操 作 系 统 1374.1.5 汉 字 输 入 方 法 1424.1.6 W PS 文 字 处 理 软 件 系 统 1534.1.7 CCE D 字 表 处 理 软 件 1684.2 本 章 难 点 1844.2.1 汉 字 信 息 处 理 1844.2.2 W PS 的 使 用 技 巧 186 4.2.3 CCE D 的 操 作 技 巧 1874.3 例 题 分 析 1904.4 思 考 题 19
18、34.4.1 选 择 题 1934.4.2 填 空 题 196第 五 章 数 据 库 应 用 系 统 的 基 本 概 念 和 操 作 1985.1 本 章 要 点 1985.1.1 数 据 库 基 本 概 念 1985.1.2 数 据 库 的 结 构 2005.1.3 数 据 库 管 理 系 统 2055.1.4 数 据 库 的 建 立 2075.1.5 数 据 库 的 基 本 操 作 2085.1.6 函 数 和 表 达 式 2155.1.7 简 单 程 序 设 计 2205.2 本 章 难 点 2215.2.1 数 据 库 的 组 织 2215.2.2 数 据 库 文 件 的 复 制 22
19、35.2.3 多 重 数 据 库 操 作 2245.2.4 F oxBASE 程 序 设 计 2275.2.5 菜 单 程 序 的 建 立 2305.3 例 题 分 析 2315.4 思 考 题 2415.4.1 选 择 题 2415.4.2 填 空 题 2425.4.3 上 机 题 243 1第 一 章 计 算 机 基 础 知 识1.1 本 章 要 点在 等 级 考 试 大 纲 中 , 一 级 和 二 级 考 试 的 第 一 条 基 本 要 求 是 “具 有 计 算 机 的 基 础 知 识 ”。 三 级 考 试 无 论 是 偏 重 于 硬 件 的 A 类 , 还 是 偏 重 于 软 件 的
20、B 类 , 其 第 一 条 基 本 要 求 也 提 到应 该 “具 有 计 算 机 应 用 基 础 知 识 ”。 该 项 要 求 甚 至 还 延 续 到 四 级 考 试 大 纲 中 。 这 些 都 足 以 证 明 等 级 考 试 对 计 算 机 基 础 知 识 的 重 视 。但 是 , 什 么 内 容 是 基 础 知 识 呢 ? 老 实 说 , 它 的 范 围 是 很 难 统 一 界 定 的 。 基 础 知 识 所 涵 盖 的 内 容 , 并 不 是 绝 对 的 、 静 态 的 , 而 是 有 相 对 的 、 动 态 的 、 模 糊 的 成 分 。 可 以 说 是 仁 者 见 仁 、 智 者
21、见 智 。 这 些 特 点 对 于 应 试 者 和 辅 导 者 都 是 不 利 的 , 他 们 常 为 某 些 基 础 知 识 的 说 法 不 一 而 感 到 困 惑 。本 章 将 根 据 一 级 考 试 大 纲 规 定 的 基 础 知 识 进 行 讨 论 。 我 们 把 它 归 纳 为 六 个 要 点 : 1. 什 么 是 计 算 机 , 它 有 哪 些 类 型 。2. 计 算 机 的 发 展 阶 段 。3. 二 进 制 数 及 数 制 间 的 转 换 。4. 数 据 及 其 编 码 。5. 硬 件 与 软 件 , 软 件 的 种 类 。6. 计 算 机 的 应 用 领 域 。至 于 大 纲
22、 中 提 到 的 计 算 机 技 术 指 标 及 其 配 置 、 计 算 机 安 全 操 作 以 及 病 毒 的 预 防 与 消 除 等 内 容 , 我 们 将 在 第 二 章 中 再 加 以 讨 论 。1.1.1 计 算 机 及 其 类 型1. 计 算 机 的 定 义什 么 是 计 算 机 呢 ? 现 在 给 它 下 个 定 义 :计 算 机 是 一 种 能 快 速 而 高 效 地 自 动 完 成 信 息 处 理 的 电 子 设 备 。 它 能 按 照 程 序 引 导 的 确 定 步 骤 , 对 输 入 数 据 进 行 加 工 处 理 、 存 储 或 传 送 并 获 得 输 出 信 息 ,
23、以 便 利 用 这 些 信 息 来提 高 社 会 生 产 率 和 改 善 人 民 的 生 活 质 量 。在 上 述 定 义 中 , 我 们 强 调 了 三 个 问 题 :( 1) 计 算 机 是 完 成 信 息 处 理 的 工 具 。 它 输 入 的 是 原 始 数 据 , 经 过 处 理 , 输 出 的 是 有 用 信 息 。 这 和 任 何 一 台 作 为 工 具 的 机 器 一 样 , 例 如 洗 衣 机 , 输 入 的 是 脏 衣 服 、 水 和 洗 衣 粉 , 经过 高 速 水 轮 的 洗 涤 , 输 出 的 是 干 净 的 衣 服 。过 去 人 们 常 把 计 算 机 的 功 能
24、理 解 为 高 速 进 行 加 减 乘 除 , 以 弥 补 人 类 计 算 能 力 的 不 足 。 显 然 , 这 是 一 种 比 较 狭 隘 的 看 法 。 随 着 信 息 时 代 的 到 来 , 人 们 越 来 越 深 刻 地 认 识 到 计 算 机 强 大 的 信 息 处 理 功 能 。 因 此 , 应 该 把 计 算 机 看 作 是 能 自 动 完 成 信 息 处 理 的 机 器 , 是 人 脑 的2延 伸 , 是 在 一 定 程 度 上 具 有 人 工 智 能 的 机 器 , 可 以 说 这 才 是 一 个 有 丰 富 内 涵 的 定 义 。 顺 便 说 一 句 , 在 港 台 地
25、区 , 把 计 算 机 称 为 电 脑 , 其 实 它 们 都 来 自 英 文 Comput er 。 因 此 ,我 们 说 的 微 型 计 算 机 跟 他 们 说 的 微 电 脑 指 的 都 是 同 一 个 事 物 。( 2) 计 算 机 是 通 过 预 先 编 好 的 程 序 来 自 动 完 成 信 息 处 理 的 , 这 些 程 序 存 放 在 存 储 器中 。 这 正 是 计 算 机 与 计 算 器 ( calculator ) 的 区 别 : 计 算 器 虽 然 也 能 进 行 加 减 乘 除 等 运 算 , 但它 没 有 存 储 程 序 的 能 力 , 不 能 自 动 完 成 用
26、户 需 要 的 数 据 处 理 任 务 。 计 算 机 则 具 有 存 储 程 序 的 能 力 , 程 序 改 变 了 , 计 算 机 的 功 能 也 就 改 变 了 , 因 此 计 算 机 有 很 好 的 通 用 性 。( 3) 我 们 在 定 义 中 强 调 了 计 算 机 有 明 显 的 经 济 效 益 和 社 会 效 益 , 这 是 为 了 引 起 大 家对 它 的 社 会 意 义 的 重 视 。 哪 里 的 计 算 机 应 用 开 展 得 好 , 哪 里 的 生 产 效 率 就 会 大 幅 度 提 升 , 经 营 管 理 就 会 大 为 改 观 。 这 正 是 计 算 机 受 到 普
27、 遍 欢 迎 的 原 因 所 在 , 也 是 我 们 开 展 计 算 机 等 级 考 试 的 出 发 点 与 归 宿 。当 然 , 计 算 机 也 带 来 一 些 社 会 问 题 , 例 如 计 算 机 犯 罪 , 犯 罪 分 子 利 用 熟 练 的 技 巧 可 以盗 窃 银 行 存 款 或 者 机 密 文 件 ; 计 算 机 病 毒 , 通 过 病 毒 的 蔓 延 传 播 造 成 系 统 故 障 或 者 数 据 丢 失 。因 此 , 我 们 在 开 始 学 习 计 算 机 时 , 就 要 牢 固 地 树 立 遵 纪 守 法 的 观 念 , 培 养 高 尚 的 职 业道 德 , 与 利 用 计
28、 算 机 进 行 违 法 活 动 的 坏 人 坏 事 进 行 坚 决 的 斗 争 。2. 计 算 机 的 类 型我 国 计 算 机 界 长 期 流 行 着 所 谓 巨 、 大 、 中 、 小 、 微 的 分 类 方 法 , 即 把 计 算 机 分 为 巨 型 机 、 大 型 机 、 中 型 机 、 小 型 机 、 微 型 机 五 大 类 。 虽 然 这 种 分 类 方 法 具 有 通 俗 易 懂 、 顺 口 好 记 的 特 点 , 但 是 在 与 国 外 同 行 进 行 交 流 时 就 会 遇 到 问 题 。 因 此 , 关 于 计 算 机 的 分 类 还 是 应 该 向 国 际 上 流 行
29、的 说 法 靠 拢 , 这 也 算 是 一 种 与 国 际 接 轨 吧 。目 前 , 国 际 上 把 计 算 机 分 为 六 大 类 : 巨 型 机 、 小 巨 型 机 、 大 型 主 机 、 小 型 机 、 工 作 站 、 个 人 计 算 机 。 分 别 描 述 如 下 :( 1) 巨 型 计 算 机 ( Super comput er )巨 型 计 算 机 又 称 超 级 电 脑 。 人 们 通 常 把 最 大 、 最 快 、 最 贵 的 计 算 机 称 为 巨 型 计 算 机 。 世 界 上 只 有 少 数 国 家 的 几 个 公 司 能 生 产 巨 型 机 。 例 如 , 美 国 的
30、克 雷 ( Cr ay R esear ch; Cr ay Computer ) 公 司 就 是 世 界 著 名 的 巨 型 机 生 产 厂 家 , 它 的 产 品 有 Cr ay-1、 Cr ay-2、 Cr ay-3 等 。 日 本 的 富 士 通 公 司 、 日 立 公 司 也 生 产 巨 型 机 。我 国 研 制 成 功 的 银 河 型 亿 次 机 和 银 河 型 十 亿 次 机 就 都 是 巨 型 计 算 机 。 它 们 对 尖 端 科 学 、 战 略 武 器 、 社 会 及 经 济 模 拟 等 新 领 域 的 研 究 具 有 极 其 重 要 的 意 义 。( 2) 小 巨 型 计
31、算 机 ( M inis uper comput er )这 是 新 发 展 起 来 的 小 型 超 级 电 脑 , 或 称 桌 上 型 超 级 电 脑 。 它 对 巨 型 机 的 昂 贵 价 格 发 起 挑 战 , 是 巨 型 机 小 型 化 的 必 然 结 果 , 其 发 展 非 常 迅 速 , 令 人 瞩 目 。 例 如 , 美 国 Convex 公 司 的 C 系 列 、 A lliant 公 司 的 FX 系 列 就 是 比 较 成 功 的 小 巨 型 机 。( 3) 大 型 主 机 ( M ainf rame)大 型 主 机 或 称 大 型 电 脑 , 它 是 传 统 计 算 机
32、的 主 流 机 种 。 我 国 习 惯 所 说 的 大 型 机 和 中 型 机 就 都 属 于 这 类 传 统 主 机 。 一 般 只 有 大 型 企 业 或 者 重 点 大 学 才 可 能 有 经 费 和 人 员 去 配 置 和 管 理 大 型 主 机 , 并 以 这 台 大 型 机 及 其 外 部 设 备 为 基 础 组 成 一 个 计 算 中 心 , 统 一 安 排 对 大3型 主 机 资 源 的 使 用 。美 国 I BM 公 司 是 大 型 主 机 的 著 名 生 产 厂 家 , 它 在 60 年 代 生 产 的 I BM 360 系 统 、 370系 统 曾 是 传 统 主 机 的
33、 名 牌 产 品 , 后 来 生 产 的 IBM 4300 系 列 、 3090 系 列 以 及 企 业 级 计 算 的I BM 9000 系 列 仍 然 占 据 大 型 主 机 市 场 的 很 大 份 额 。 日 本 的 富 士 通 公 司 生 产 与 IBM 大 型 机 兼 容 的 机 器 ; NE C 公 司 生 产 的 机 器 则 与 IBM 大 型 机 不 兼 容 。需 要 指 出 , 随 着 个 人 电 脑 及 网 络 的 发 展 , 大 型 主 机 的 市 场 正 在 萎 缩 。 我 国 许 多 重 点 大 学 在 80 年 代 初 利 用 世 界 银 行 贷 款 购 置 的 大
34、 型 主 机 , 目 前 多 已 处 于 无 事 可 做 的 状 态 , 也 是 这 一 趋 势 的 一 个 旁 证 。( 4) 小 型 计 算 机 ( M inicomput er )小 型 计 算 机 又 称 小 型 电 脑 , 或 称 迷 你 电 脑 。 通 常 它 能 满 足 部 门 性 的 要 求 , 为 中 小 企 事 业 单 位 所 采 用 。 我 国 一 些 地 方 院 校 用 小 型 机 装 备 计 算 中 心 的 例 子 也 很 多 。美 国 DE C 公 司 的 VA X 系 列 ( 如 V AX 780) 曾 是 小 型 机 市 场 的 霸 主 , DG 公 司 的 M
35、 V 系 列 、 IBM 公 司 的 A S/ 400 系 列 以 及 日 本 富 士 通 公 司 的 K 系 列 都 是 小 型 机 中 的 佼 佼 者 。 同 样 , 小 型 机 市 场 也 受 到 了 个 人 计 算 机 及 网 络 的 威 胁 , 两 者 的 竞 争 还 是 相 当 激 烈 的 。( 5) 工 作 站 ( W or k stat ion )一 般 说 来 , 工 作 站 的 性 能 处 于 小 型 机 与 微 型 机 之 间 。 通 常 它 的 运 算 速 度 比 微 型 机 要快 , 并 配 有 大 屏 幕 显 示 器 和 大 容 量 存 储 器 , 而 且 有 比
36、较 强 的 联 网 功 能 。 它 主 要 用 于 特 殊 的 专 业 领 域 , 例 如 图 象 处 理 、 计 算 机 辅 助 设 计 等 。工 作 站 又 可 分 为 初 级 工 作 站 、 工 程 工 作 站 、 超 级 工 作 站 以 及 超 级 绘 图 工 作 站 等 。 其 典 型 机 器 有 H P-Apollo 工 作 站 、 SU N 工 作 站 等 。( 6) 个 人 计 算 机 ( P er s onal Computer )个 人 计 算 机 或 称 个 人 电 脑 , 简 称 PC 机 或 微 机 , 又 称 微 型 计 算 机 ( M icr ocomput er
37、 ) 或 微 电 脑 。我 国 许 多 高 校 以 及 一 些 中 小 学 都 配 备 了 大 量 的 微 型 机 。 全 国 计 算 机 等 级 考 试 , 无 论 是 笔 试 内 容 还 是 上 机 操 作 , 主 要 都 是 围 绕 微 机 进 行 的 。由 于 微 机 的 功 能 越 来 越 强 , 高 档 微 机 与 小 型 机 、 工 作 站 的 界 限 已 不 十 分 明 显 。 随 着 价 格 的 降 低 , 它 已 开 始 进 入 我 国 的 家 庭 。1.1.2 计 算 机 的 发 展 阶 段国 内 出 版 的 许 多 计 算 机 教 材 在 介 绍 计 算 机 的 发 展
38、 史 时 , 主 要 是 在 重 复 两 件 事 : 一 是 1946 年 诞 生 了 第 一 台 电 子 计 算 机 EN IA C; 二 是 计 算 机 经 历 了 第 一 代 到 第 四 代 的 发 展 。 似 乎 这 就 是 关 于 计 算 机 发 展 的 标 准 答 案 。其 实 , 上 述 说 法 有 明 显 的 片 面 性 。 它 包 括 的 时 间 范 围 不 过 是 40 年 代 中 期 到 80 年 代 初 期 , 既 没 有 说 明 40 年 代 以 前 人 们 探 索 计 算 机 经 历 的 长 达 120 年 的 历 史 , 也 没 有 反 映 近 10 年 来 出
39、现 的 超 乎 人 们 预 料 的 奇 迹 般 的 发 展 。 而 且 , 它 还 过 分 突 出 了 E N IA C 的 作 用 , 造 成 一 花 独 放 的 假 象 。为 此 , 我 们 把 计 算 机 的 发 展 历 史 粗 略 地 分 为 三 个 阶 段 : 第 一 阶 段 是 近 代 计 算 机 阶 段 ;第 二 阶 段 是 传 统 大 型 机 阶 段 ; 第 三 阶 段 是 微 机 及 网 络 阶 段 。41. 近 代 计 算 机 阶 段所 谓 近 代 计 算 机 是 指 具 有 完 整 意 义 的 机 械 式 或 机 电 式 计 算 机 , 以 便 与 现 代 的 电 子 式
40、计 算 机 相 区 别 。 近 代 计 算 机 经 历 了 大 约 120 年 的 历 史 ( 1822 年 至 1944 年 ) , 这 一 阶 段 最 重 要 的 代 表 人 物 是 英 国 数 学 家 巴 贝 奇 。事 实 上 , 300 多 年 前 人 们 就 已 经 对 计 算 机 器 进 行 了 探 索 , 这 还 并 不 包 括 更 早 出 现 的 算 盘 以 及 计 算 尺 。 十 七 世 纪 以 来 的 重 要 事 件 主 要 有 : 1642 年 法 国 物 理 学 家 帕 斯 卡 ( Blais e P ascal, 1623- 1662) 发 明 了 齿 轮 式 加 减
41、 法 器 。 1673 年 德 国 数 学 家 莱 布 尼 兹 ( G.W .V on L eibniz, 1646- 1716) 在 此 基 础 上 增 加 了 乘 除 法 器 , 制 成 了 能 进 行 四 则 运 算 的 机 械 式 计 算 器 。 此 外 , 人 们 还 研 究 了 机 械 式 逻 辑 器 以 及 机 械 式 输 入 和 输 出 装 置 , 为 完 整 的 机 械 式 计 算 机 的 出 现 打 下 了 基 础 。查 尔 斯 巴 贝 奇 ( Char les Babbage, 1791- 1871) 是 英 国 剑 桥 大 学 的 数 学 教 授 。 为 了 解 决 当
42、 时 用 手 工 计 算 数 学 用 表 所 产 生 的 错 误 , 他 产 生 了 用 机 器 计 算 来 代 替 人 工 计 算 的 想法 。 1822 年 他 设 计 了 差 分 机 , 希 望 能 用 它 计 算 六 次 多 项 式 并 能 有 20 位 有 效 数 字 。 1834 年 他 又 开 始 设 计 一 台 更 加 完 善 的 分 析 机 。 分 析 机 的 重 要 贡 献 在 于 它 已 具 有 计 算 机 的 五 个 基 本 部 分 : 输 入 装 置 、 处 理 装 置 、 存 储 装 置 、 控 制 装 置 、 输 出 装 置 。巴 贝 奇 的 思 想 超 越 了
43、他 所 处 的 时 代 。 试 想 一 下 要 让 几 千 个 齿 轮 和 杠 杆 都 精 确 地 配 合 工 作 , 并 以 蒸 汽 机 为 动 力 , 这 在 当 时 的 技 术 和 工 艺 条 件 下 是 很 难 做 到 的 。 因 此 , 直 到 巴 贝 奇 逝 世 这 两 台 机 器 都 没 有 完 成 。1936 年 美 国 哈 佛 大 学 霍 华 德 艾 肯 ( H owar d Aiken, 1900- 1973) 教 授 在 读 过 巴 贝奇 的 论 文 后 , 提 出 用 机 电 方 法 而 不 是 纯 机 械 的 方 法 来 实 现 分 析 机 的 想 法 。 在 IBM
44、 公 司 总 裁 老 沃 森 ( T homas J. Wats on , Sr . 1874- 1956) 的 雄 厚 财 力 支 持 下 , 1944 年 由 艾 肯 设 计 、 I BM 工 程 技 术 人 员 制 造 的 Mar k 计 算 机 在 哈 佛 大 学 投 入 运 行 。 这 台 机 器 使 用 了 大 量 的 继 电 器 作 开 关 元 件 , 并 且 与 巴 贝 奇 一 样 用 十 进 制 计 数 齿 轮 组 作 存 储 器 , 用 穿 孔 纸 带 进 行 程 序 控 制 。艾 肯 教 授 说 :“Mar k 使 巴 贝 奇 的 梦 想 变 成 现 实 。 ”由 于 巴
45、 贝 奇 的 历 史 性 贡 献 , 国 际 计 算 机 界 赞 誉 他 是 “计 算 机 之 父 ”。2. 传 统 大 型 机 阶 段 现 代 计 算 机 孕 育 于 英 国 、 诞 生 于 美 国 、 遍 布 于 全 世 界 。 这 里 所 谓 的 传 统 大 型 机 是 指 采用 了 先 进 的 电 子 技 术 代 替 陈 旧 落 后 的 机 械 齿 轮 或 继 电 器 技 术 的 计 算 机 。 它 已 经 是 真 正 的 数 字 电 子 计 算 机 , 是 现 代 计 算 机 革 命 的 新 起 点 。由 于 现 代 计 算 机 接 连 进 行 了 几 次 重 大 的 革 新 , 留
46、 下 了 鲜 明 的 标 志 , 因 此 人 们 用 划 代 的 方 法 来 区 别 计 算 机 的 发 展 阶 段 。 通 常 把 电 子 管 计 算 机 称 为 第 一 代 ; 晶 体 管 计 算 机 称 为 第 二 代 ; 采 用 中 小 规 模 集 成 电 路 的 计 算 机 称 为 第 三 代 ; 采 用 超 大 规 模 集 成 电 路 ( VL SI ) 的 计 算机 称 为 第 四 代 。3. 微 机 及 网 络 阶 段在 第 四 代 计 算 机 之 后 , 人 们 本 来 期 待 着 第 五 代 、 第 六 代 计 算 机 的 出 现 。的 确 , 日 本 曾 经 提 出 过
47、雄 心 勃 勃 的 第 五 代 计 算 机 的 发 展 规 划 ( FGCS, 1982- 1991) ,欧 美 各 国 也 做 出 了 相 应 的 对 策 。 但 是 FGCS 规 划 并 没 有 取 得 预 期 的 成 果 , 于 是 日 本 又 提 出5R W C 规 划 ( R eal Wor ld Comput ing, 1992- 2001) 。 接 受 过 去 的 经 验 教 训 , 日 本 对 R WC 并没 有 大 肆 渲 染 。现 在 , 我 们 看 到 微 机 以 排 山 倒 海 之 势 形 成 了 当 今 科 技 发 展 的 潮 流 。 事 实 上 , 传 统 主 机
48、的 尺 寸 缩 小 化 进 程 从 50 年 代 就 开 始 了 。 例 如 , 1959 年 DE C 公 司 推 出 PDP-1 小 型 机 , 1969年 DG 公 司 推 出 第 一 台 16 位 的 N ova 小 型 机 , 1975 年 又 出 现 了 第 一 台 8 位 的 A lt air 8800微 型 机 。微 机 一 出 现 , 就 刺 激 了 联 网 的 要 求 。 当 然 网 络 的 出 现 比 微 机 更 早 些 。 1969 年 在 美 国 就 有 了 第 一 个 计 算 机 网 AR PA NE T ( 阿 帕 网 ) , 目 前 它 已 发 展 成 为 最
49、重 要 的 国 际 互 连 网 I NT E R NE T ( 英 特 网 ) 。 特 别 是 1993 年 美 国 政 府 提 出 NI I( 国 家 信 息 基 础 设 施 ) 计 划 , 即 俗 称 的 信 息 高 速 公 路 , 立 刻 成 为 全 球 关 注 的 热 门 话 题 。因 此 , 把 当 代 计 算 机 的 发 展 概 括 为 微 机 及 网 络 的 阶 段 , 应 该 是 大 势 所 趋 、 人 心 所 向 的 。1.1.3 数 制 及 其 相 互 转 换1. 什 么 是 数 制用 一 组 固 定 的 数 字 和 一 套 统 一 的 规 则 来 表 示 数 目 的 方 法 就 叫 做 数 制 ( number