计算机发展史

近3年CSP-J初赛考察：

难易度：简单

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下面的知识点，记住就够用。

世界上第一台电子计算机

世界上第一台（通用）电子计算机ENIAC，1946年2月诞生于美国宾夕法尼亚大学，主要供美国陆军进行导弹路径计算。

ENIAC占地170平方米，重30吨，使用了18000多电子管，每秒可以进行5000多次加法运算。

计算机发展阶段

目前市面上的计算机基本都属于第四代计算机。

第五代和第六代计算机的开发计划早已提出，但一直处于探索、研制阶段。

第五代：智能计算机，核心代表为神经网络（神经元）计算机，希望像人一样思考，硬件系统高度并行，软件系统能直接处理知识信息。

第六代：生物计算机，希望利用蛋白质分子制造基因芯片，彻底解决半导体硅晶片的电路密集、难以散热等问题。

冯诺依曼结构

1944年，美籍匈牙利数学家、“现代计算机之父”冯诺依曼，提出了计算机基本结构和工作方式的设想，垫底了计算机的理论基础。

时至今日，尽管计算机软硬件技术飞速发展，但计算机本身的体系结构并没有明显的改变，仍属于冯诺依曼结构。

冯诺依曼结构两大核心：

1. 计算机硬件设备由存储器、运算器、控制器、输入设备和输出设备五部分组成。
2. 存储程序思想——把计算过程描述为由许多命令按一定顺序组成的程序，然后把程序和数据一起输入计算机，计算机对已存入的程序和数据处理后，输出结果。

计算机发展关键人物

1. 冯诺依曼，美籍匈牙利科学家、数学家，“电子计算机之父”。他提出了“存储程序”思想和二进制原理，利用这一系列思想设计的计算机被统称为“冯诺曼型结构”计算机。
2. 图灵，英国数学家、逻辑学家，“计算机科学之父”、“人工智能之父”。他提出了图灵机设想（并未实际制造）和检验人工智能的图灵测试，还曾在二战中带领团队破译了德国的Enigma密码机。计算机领域最高奖“图灵奖”得名于他。
3. 香农，信息论之父。他提出了信息的可度量性，并改进信息熵公式，以比特bit作为单位，为后来的byte、KB等单位打下基础。
4. 巴贝奇，英国数学家和工程师，“现代计算机鼻祖”，他发明的差分机被视为蒸汽时代最复杂的机械。他的助手埃达（Ada，诗人拜伦之女）因记载了相关算法被视为世界上第一位程序员。
5. 摩尔，英特尔（Intel）创始人之一，提出了著名的摩尔定律：集成电路上的晶体管数目每18个月就会翻一倍，引申为计算机性能每18个月就会翻一倍，预言了计算机产业的高速发展。

历年真题

单选题（2分）全站正确率 98%

以下奖项与计算机领域最相关的是（ ）。

A.奥斯卡奖
B.图灵奖
C.诺贝尔奖
D.普利策奖

计算机系统构成

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计算机系统包含硬件系统和软件系统。

根据冯诺依曼结构，硬件系统包含五个部分：运算器、控制器、存储器、输入设备、输出设备。

软件系统分为系统软件和应用软件。

历年真题

单选题（1.5分）全站正确率 98%

计算机如果缺少（ ），将无法正常启动.

A．内存
B．鼠标
C．U盘
D．摄像头

计算机的软件系统

近3年CSP-J初赛：未作考察

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系统软件

常见的操作系统分为三类：桌面操作系统、服务器操作系统、数据库系统。

个人电脑主要使用桌面操作系统，它主要分为两大类：Windows操作系统、Unix和类Unix操作系统（Mac OS、Linux和各发行版）。

应用软件

为解决各应用领域里的具体任务而编写的各种应用程序，统称为应用软件。

常用的应用软件包括文字处理软件、电子制表软件、计算机辅助设计软件、图形软件、即时通讯软件、教育软件、电子游戏软件等。

历年真题

1/3单选题（1.5分）全站正确率 85%

操作系统的作用是( )。

A.把源程序译成目标程序
B.便于进行数据管理
C.控制和管理系统资源
D.实现硬件之间的连接

2/3单选题（1.5分）全站正确率 88%

（）不属于操作系统。

A. Windows B. DOS C. Photoshop D. NOI Linux

3/3单选题（1.5分）全站正确率 75%

Linux下可执行文件的默认扩展名为( ).

A. exe B. com C. dll D. 以上都不是

计算机的硬件系统

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CPU

CPU被称为电脑的大脑，由运算器、控制器和一些寄存器组成。其中，运算器进行各种算术运算和逻辑运算；控制器是计算机的指挥系统；寄存器是用来存放数据小型存储区域，用来暂时运算数据和结果。

CPU的主要性能指标：时钟主频、字长、高速缓存容量、指令合集和动态处理技术。

主频：CPU的时钟频率。主频越高，一个时钟周期内完成的指令越多，速度越快。

字长：CPU能同时处理的二进制位数，字长越长，性能越强。目前主流字长是32位和64位。

高速缓存（Cache）：CPU内速度极快的特殊存储器，用于解决CPU速率和主存访问速率差距过大的问题。

CPU的发展历史与英特尔（Intel）公司深度绑定：英特尔于1971年推出世界上第一款微处理器，字长4位；1978年推出16位微处理器，1985年推出32位处理器。后来统治业界的奔腾、赛扬、酷睿也都是英特尔的产品。

存储器

计算机的存储器可分为内存和外存，要注意硬盘属于外存储器。

内存又称主存，和CPU一起构成了计算机的主机部分，它存储的信息可以被CPU直接访问。内存以字节为单位，每个字节有一个固定的编号，称为地址。

内存储器包含RAM和ROM，以及衔接CPU的高速缓存。

RAM又称随机存储器，其内容可以随时进行读写，断电时数据全部丢失。

ROM只能被读出而不能写入，存储的信息在制造时已经被写入，断电后不会丢失。

高速缓存（Cache）属于CPU，是它与内存之间进行衔接的高速小容量存储器。

计算机工作时，系统先将外存数据读入RAM中，再由RAM读入Cache中，然后CPU直接从Cache中读取数据进行操作。

外存储器一般容量较大，大部分可以移动。包括硬盘、软盘、闪存（U盘）、光盘等。通过互联网连接的云盘也可以被视为外存储器。

输入和输出设备

输入设备可以将外界信息传递给计算机，常见的有键盘、鼠标、麦克风、摄像头、扫描仪、触控板等。

输出设备可以将计算机内的数据信息传送到外界，常见的有显示屏、打印机、音响、投影仪、绘图仪等。

总线结构

总线是计算机内传递信息的公用通道，主机的各个部件通过总线相连接，外部设备通过相应的接口电路再与总线相连接，从而形成了计算机硬件系统。

按照传输信息的不同，总线可以分为数据总线（传输数据）、地址总线（传输地址）和控制总线（传送控制信号）三种。

历年真题

1/5单选题（1.5分）全站正确率 75%

主存储器的存取速度比中央处理器（CPU）的工作速度慢得多，从而使得后者的效率受到影响。而根据局部性原理，CPU所访问的存储单元通常都趋于聚集在一个较小的连续区域中。于是，为了提高系统整体的执行效率，在CPU中引入了( ).
A. 寄存器
B. 高速缓存
C. 闪存
D. 外存

2/5单选题（1.5分）全站正确率 76% 在 PC 机中，PENTIUM(奔腾)、酷睿、赛扬等是指( ).

A. 生产厂家名称 B. 硬盘的型号 C. CPU 的型号 D. 显示器的型号

3/5单选题（2分）全站正确率 86% 在内存储器中每个存储单元都被赋予一个唯一的序号，称为( )

A．地址 B．序号 C．下标 D．编号

4/5单选题（1.5分）全站正确率 74% CPU、存储器、I/O设备是通过( )连接起来的.

A. 接口 B. 总线 C. 控制线 D. 系统文件

5/5单选题（2分）全站正确率 97% 以下哪一种设备属于输出设备：（）

A. 扫描仪 B. 键盘 C. 鼠标 D. 打印机