1、 1.1 计算机的发展 1.2 数据在计算机中的表示 1.3 计算机硬件组成 1.4 微型计算机的组成 1.5 软件系统 1.6 多媒体简介 1.7 计算机病毒及防治第一章第一章 计算机基础知识计算机基础知识一、计算机发展一、计算机发展1、计算机的概念 计算机(Computer)是一种电子器件构成的、具有计算能力和逻辑判断能力、具有自动控制和记忆功能的信息处理设备2、第一台计算机 ENIAC(电子数字积分计算机),采用电子真空管技术 1946年2月诞生于美国宾夕法尼亚大学 主设计师美籍匈牙利数学家冯诺依曼 莫克利和埃克特研制出 冯诺依曼提出的其原理和思想为： （1）采用二进制 （2）存储程序控
2、制 程序和数据存储在存储器中。 （3）计算机的五个基本部件组成 运算器、存储器、控制器、输入设备、输出设备1.1 1.1 计算机的发展计算机的发展3、计算机发展经历了四个阶段 年代年代部件部件第一阶段第一阶段第二阶段第二阶段第三阶段第三阶段第四阶段第四阶段1946-19591959-19641964-19721972-至今至今主要电子器件电子管晶体管中小规模集成电路大规模超大规模集成电路内存汞延迟线磁芯存储器半导体存储器半导体存储器外存穿孔卡片、纸带磁带磁带、磁盘磁盘、磁带光盘等处理速度5千条至几千条几万条至几十万条几十至几百万条上千万条至亿万条1.1 1.1 计算机的发展计算机的发展第五代计
3、算机 智能计算机 4、微型计算机 1971年，第一片微处理器诞生，标志进入了微型机阶段。5、我国计算机的发展 1958年 我国研制成功第一台计算机 103机 银河、曙光、神威、2010年研制的“天河一号”是我国研制的高性能巨型计算机。6、未来计算机的发展趋势 巨型化 微型化 网络化 智能化1.1 1.1 计算机的发展计算机的发展1、计算机的特点 （1）高速、精确的运算能力 （2）准确的逻辑判断能力 （3）强大的存储能力 （4）自动功能 （5）网络与通信功能1.1.2 1.1.2 计算机计算机的的特点、应用和分类特点、应用和分类2、计算机的应用 （1）科学计算 （2）数据处理（信息处理） （3）
4、远程控制（实时控制） （4）计算机辅助 计算机辅助设计（CAD） 计算机辅助制造（CAM） 计算机辅助教育（CAI） 计算机辅助技术（CAT） 例：计算机技术中，下列的英文缩写和中文名字的对照中，正确的是 A)CAD计算机辅助制造B)CAM计算机辅助教育 C)CIMS计算机集成制造系统D)CAI 计算机辅助设计 （5）网络与通信功能 （6）人工智能(Artificial Intelligence,AI) （7）多媒体应用 （8）嵌入式系统1.1.2 1.1.2 计算机的特点、应用和分类计算机的特点、应用和分类3、计算机的分类 （1）按处理数据的形态分类 数字计算机 模拟计算机 混合计算机 （2
5、）按使用范围分类 通用计算机 专用计算机 （3）按其性能分类 巨型机（超级计算机），如中国的“银河”、“天河一号” 大型计算机 小型计算机 微型计算机 工作站和服务器1.1.2 1.1.2 计算机的特点、应用和分类计算机的特点、应用和分类1、人工智能模式识别、计算机辅助翻译、手写输入、语音输入2、网格计算 即分布式计算，是一门计算机科学。它研究如何把一个需要非常巨大的计算能力才能解决的问题分成许多小的部分，然后把这些部分分配给许多计算机进行处理，最后把这些计算结果综合起来得到最终结果。网格计算的三要素：任务管理、任务调度、资源管理网格计算技术的特点：1）提供资源共享，实现应用程序的互连互通2）
6、协同工作3）基于国际的开放技术标准4）网络可以提供动态的服务，能够适应变化1.1.3 1.1.3 计算科学研究与应用计算科学研究与应用3、中间件技术概念：中间件是介于应用软件和操作系统之间的系统软件。如：ODBC(开放数据库互连)、CGI(通用网关接口)、ASP.NET、JSP4、云计算云计算是分布式计算、网格计算、并行计算、网络存储及虚拟化计算机和网络技术发展融合的产物，或者说是它们的商业实现。云技术的核心思想是对大量用网络连接的计算资源进行统一管理和调度，构成一个计算资源池向用户提供按需服务。提供资源的网络被称为“云”云计算的特点：超大规模、虚拟化、高可靠性、通用性、高可扩展性、按需服务、
7、价廉1.1.3 1.1.3 计算科学研究与应用计算科学研究与应用1、电子计算机的发展方向1）巨型化2）微型化3）网络化4）智能化2、未来新一代的计算机1）模糊计算机2）生物计算机3）光子计算机4）超导计算机5）量子计算机1.1.4 1.1.4 未来计算机的发展未来计算机的发展1、信息技术定义信息技术（Information Technology，简称IT），是主要用于管理和处理信息所采用的各种技术的总称。它主要是应用计算机科学和通信技术来设计、开发、安装和实施信息系统及应用软件。它也常被称为信息和通信技术（Information and Communications Technology, I
8、CT）。主要包括传感技术、计算机技术和通信技术。2、现代信息技术的内容1）信息基础技术2）信息系统技术3）信息应用技术3、现代信息技术的发展趋势1）数字化2）多媒体化3）高速度、网络化、宽频带4）智能化1.1.5 1.1.5 信息技术信息技术1.2.11.2.1数据与信息数据与信息数据是对客观事物的符号表示。数值、文字、语音、图形、图像等都是不同形式的数据。信息就是指以声音、语言、文字、图像、动画、气味等方式所表示的实际内容。信息就是对客观事物的反映，从本质上看信息是对社会、自然界的事物特征、现象、本质及规律的描述。 信息技术（简述）是完成信息获取、传输、处理、存储、输出和应用的技术。 信息技
9、术是指利用电子计算机和现代通信手段实现获取信息、传递信息、存储信息、处理信息和显示信息等的相关技术。 数值数据：表示量的大小和正负。 字符数据：用以表示一些符号、标记，如英文字母、数字专用符号、标 点符号等，汉字、图形、声音等数据。数据与信息的区别是：数据处理之后产生的结果为信息，信息具有针对性和时效性1.2 1.2 信息的表示与存储信息的表示与存储1.2.21.2.2、计算机中的数据、计算机中的数据二进制：二进制：“0”0”和和“1”1”1.2.31.2.3、计算机中的数据单位、计算机中的数据单位1、位（bit） 表示数据的每个1或者0都被称作一个位，它度量数据的最小单位。2、字节（Byte
10、） 是计算机中组织和存储数据的基本单位，1B=8b常用存储单位 1KB=1024B 1MB=1024KB 1GB=1024MB 1TB=1024GB 说明：说明：B（Byte，字节）；K（Kilo,千）；M（Mega,百万,兆）；G（Giga，十亿）；T（Tril,万亿）。 3、字长：计算机一次能够同时（并行）处理的8个二进制为。32位、64位 例：Pentium(奔腾)微机的字长是 A)8位 B)16位 C)32位 D)64位；答案：C 例1：一个字长为5位的无符号二进制数能表示的十进制数值范围是 A)132B)031C)131D)032例2：一个字长为6位的无符号二进制数能表示的十进制数值
11、范围是 A)0-64 B)1-64 C)1-63D)0-63例3：微机中1KB表示的二进制位数是？ A1000 B81000 C1024 D810241 1、数制 （1）概念 数的表示规则。通常按进位原则进行计数。称为进位计数制，简称 数制。 （2）基数：某进位制中用到的基本符号（数码）的个数。 如 R 进制表示有 R 个基本符号，其基数就为 R。 （3）位权：在某一进位制的数中，每一位的大小都对应着该位上的数码 乘上一个固定的数，这个固定的数就是这一位的权数。权数 是一个幂。 1.2.4 1.2.4 进位计数制及其转换进位计数制及其转换例： 例：为了避免混淆，十六进制数在书写时常在后面加上字
12、母？ AH BO CD DB 2、二进制编码 （1）运算简单、易于物理实现 （2）占用空间少、消耗能量小、可靠性高进位制进位制基数基数基本符号（数码）基本符号（数码）权权表示表示二进制20、12B八进制80、1、2、3、4、5、6、78O十进制100、1、2、3、4、5、6、7、8、910D十六进制160、1、2、3、4、5、6、7、8、9、A、B、C、D、E、C、F16H1.2 1.2 数据在计算机中的表示数据在计算机中的表示3 3、进制之间转换、进制之间转换1）、十进制数转换为二进制数 方法：整数部分基数连除、小数部分连乘法 原理：将整数部分和小数部分分别进行转换。 整数部分采用基数连除法
13、，小数部分采用基数连乘法，转换后再 合并。(44.375)10(101100.011)2整数部分采用基数连除法，除小数部分采用基数连乘法，乘基取基取余，先得到的余数为低位，后整，先得到的整数为高位，后得到得到的余数为高位。 的整数为低位。2 44 余数 低位 0.3752 22 0=K0 2 整数 高位2 11 0=K1 0.750 0=K-12 5 1=K2 0.7502 2 1=K3 2 1=K-22 1 0=K4 1.500 0 1=K5 高位 0.500 2 1.000 1=K-3 低位例：十进制数例：十进制数100转换成二进制数转换成二进制数是是 A)0110101 B)011010
14、00 C)01100100 D)011001102）、二进制数与八进制数的相互转换二进制数转换为八进制数：将二进制数由小数点开始，整数部分向左，小数部分向右，每3位分成一组，不够3位补零，则每组二进制数便是一位八进制数。0 0 1 1 0 1 0 1 0 . 0 1 0 = (152.2)8八进制数转换为二进制数：将每位八进制数用3位二进制数表示。(374.26)8 = 011 111 100 . 010 1103）、二进制数与十六进制数的相互转换二进制数与十六进制数的相互转换，按照每4位二进制数对应于一位十六进制数进行转换。0 0 0 1 1 1 0 1 0 1 0 0 . 0 1 1 0
15、= (1E8.6)16 (AF4.76)16 = 1010 1111 0100 . 0111 0110 例1：二进制数1111101011011转换成十六进制数是？ A1F5B BD75D C2FH3 D2AFH 例2：十六进制数CDH对应的十进制数是？ A204 B205 C206 D203 例3： 16个二进制位可表示整数的范围是？ A065535 B3276832767 C3276832768 D3276832767或065535 4）、二进制数转换十进制数按位权展开：(10110)B=1*24+0*23+1*22+1*21+0*20 =16+4+2=22 (26)o=2*81+6*80
16、=16+6=22 (16)H=1*161+6*160=16+6=22 例1：无符号二进制整数101001转换成十进制整数等于 A)41 B)43C)45D)39 例2：与十进制数4625等值的十六进制数是？ A1211 B1121 C1122 D1221 例3：下列4种不同数制表示的数中，数值最大的一个是？ A八进制数227 B十进制数789 C十六进制数1FF D二进制数1010001 例1 无符号二进制整数转换成十进制整数是( ) A)80 B)82 C)90 D)92解析：二进制数转换为十进制数的方法是将二进制树按权展开。例2 一个非零无符号二进制整数之后添加一个0，则此数的值为原数的(
17、 ) A)4倍 B)2倍 C)1/2倍 D)1/4倍解析：非零无符号二进制整数之后添加一个0，相当于向左移动了一位，也就是扩大了原来数的2倍，如在非零无符号二进制整数之后去掉一个0，相当于向右移动了一位。也就变为原数的1/2。 例3已知三个用不同数制表示的整数A=00111101B ，B=3CH ，C=64D，则能成立的比较关系是 A)ABCB)BCAC)BACD)CB区号和位号分别进行转换 3630H 国标码 3630H+2020H=5650H 国标码转换为机内码： 国标码+8080H 机内码 5650H+8080H=D6D0H 例1：已知一汉字的国标码是5E38，其内码应是 A)DEB8
18、B)DE38 C)5EB8D)7E58 例2：已知汉字“中”的区位码是5448，则其国标码是 A)7468DB)3630HC)6862HD)5650H1.2 1.2 信息的表示与存储信息的表示与存储汉字信息处理系统的汉字信息处理系统的模型模型例：下列编码中，属于正确的汉字内码的是 A)5EF6H B)FB67HC)A3B3HD)C97DH例：已知“装”字的拼音输入码是“zhuang”，而“大”字的拼音输入码是“da”，则存储它们内码分别需要的字节个数是 A)6，2 B)3，1C)2，2D)3，2例：在计算机中，对汉字进行传输、处理和存储时使用汉字的 A)字形码B)国标码C)输入码D)机内码（4
19、）汉字的处理过程 输入码：利用计算机标准键盘上按键不同排列组合来对汉字的输入进行编码。（也叫外码） 机内码：在计算机内部对汉字进行存储、处理的汉字编码。一个汉字内码用2个字节存储。 机内码=国标码+8080 H加8080H的目的是让两个字节的最高位变为1 地址码：指汉字库中存储汉字字形信息的逻辑地址码输入码国标码机内码地址码字形码汉字输入汉字输出 字形码：用于在显示屏或打印机输出。也叫汉字字模。 汉字字形码有两种表示方式：点阵和矢量 用点阵表示字形时： 汉字字形码就是把汉字按图形符号设计成点阵图 简易型汉字为16*16点阵 普通型汉字为24*24点阵 提高型汉字为32*32，48*48点阵 用
20、点阵表示字形时：可计算出存储一个汉字站用字节空间例：用1616点阵表示一个汉字，就是将每个汉字用16行，每行16个点表示，一个点需要1位二进制代码，16个点需用16位二进制代码（即2个字节），共16行，所以需要16行2字节/行=32字节，即1616点阵表示一个汉字，字形码需用32字节。 即：字节数=点阵行数（点阵列数/8）例1：存储一个2424点的汉字字形码需要A)32字节B)48字节C)64字节D)72字节例2：存储一个4848点阵的汉字字形码需要的字节个数是 A)384B)288C)256D)144例3：显示或打印汉字时，系统使用的是汉字的 A)机内码B)字形码C)输入码D)国标码五个功能
21、部件：输入设备、运算器、存储器、控制器、输出设备其中运算器和控制器，合称中央处理器，简称 CPU。1、运算器ALU 功能：对二进制数码进行算术运算或逻辑运算。 构成：由一个加法器、若干个寄存器和一些控制线路组成。 衡量性能指标：字长和速度。2、控制器CU 功能：指挥整个机器各个部件自动、协调工作。 构成：指令寄存器、译码器、时序节拍发生器、操作控制部件、指 令计数器。1.3 1.3 计算机硬件组成计算机硬件组成 机器指令的执行过程： （1）机器指令：计算机可以真正“执行”的命令。 机器指令构成：操作码+操作数 （2）指令的执行过程： 1）根据程序计数器里的内容到存储器中读取当前要执行的指令，
22、同时把他放到指令寄存器中。 2）译码器开始译码 3）控制器根据译码器的输出，按一定顺序产生执行该指令的所有 控制信号。 4）在控制信号的作用下，使各个部件完成相应的工作。操作码操作码源操作数（或地址）源操作数（或地址）目的操作数目的操作数1.3 1.3 计算机硬件组成计算机硬件组成3、存储器 功能：用来存储当前要执行的程序、数据及结果，具有存数和取数功能。 存数：指向存储器里“写入”数据 取数：指从存储器里“读取”数据 访问：读写操作统称对存储器访问 分类： 内存储器（内存）：CPU 可以直接访问其里的数据。 外存储器（外存）：CPU 不可直接访问其里的数据，只有先调入 内存方可使用。1.3
23、1.3 计算机硬件组成计算机硬件组成4、输入/输入设备（I/0 设备） （1）输入设备 功能：向计算机输入命令、程序、数据等信息。把这些信息转换为 计算机能识别的二进制代码。 例子：键盘、鼠标、扫描仪、手写板、麦克、照相机、摄像机、游 戏操作杆、条形码阅读器、光学字符阅读器、触摸屏、光笔 等。 （2）输出设备 功能：将计算机处理后的各种内部格式信息转换为人们能识别的形 式表达出来。 例子：显示器、打印机、绘图仪、音响等。1.3 1.3 计算机硬件组成计算机硬件组成5、计算机的结构各部件的连接方式 （1）直接连接 1952年 冯诺依曼 IAS （2）总线结构 总线：是一组连接各个部件的公共通信线
24、。 三种总线： 数据总线：传输数据信号的公共通路 地址总线：传输地址信号的公共通路 控制总线：除数控制信号的公共通路1.3 1.3 计算机硬件组成计算机硬件组成1、中央处理器 构成：运算器、控制器、若干个寄存器和高速缓存。 性能指标：直接决定了整台机器的性能、字长和时钟主频。 字长:32位、64位； 时钟主频：主频也叫时钟频率，单位是MHz，用来表示CPU的运算速度2、存储器 分类：主存储器和辅助存储器1.4 1.4 微型计算机的组成微型计算机的组成 （1）主存储器（放在主机内部的，用于存放当前运行的程序和数据。） 1）内存储器 随机访问存储器（RAM） RAM 是 PC 的主要存储区域；它允
25、许读写数据； 它是易失性存储器。 只读存储器（ROM） 它包含可以访问和读取但不能修改的程序与数据； 它是非易失性存储器。 2）高速缓存（Cache） 用于临时存储频繁使用的信息以加快访问速度； 一级 Cache：CPU 内部的 Cache 二级 Cache：CPU 外部的 Cache 三级 Cache：主板使用的1.4 1.4 微型计算机的组成微型计算机的组成 （2）辅助存储器（外存储器） 1）硬盘 2）移动存储产品 USB 移动硬盘 USB 优盘 光盘 只读型光盘 CD-ROM 一次性写入光盘 CD-R 可擦除型光盘 CD-RW DVD 光盘 1.4 1.4 微型计算机的组成微型计算机的组
26、成3、总线 ISA 总线 PCI 总线 AGP 总线 EISA 总线4、输入设备 鼠标、键盘等5、输出设备 显示器 （1）分类：阴极射线管显示器（CRT）和液晶显示器（LCD）1.4 1.4 微型计算机的组成微型计算机的组成 （2）性能： 像素与点距 分辨率：整个屏幕上像素的数目=列*行 显存 显示器的尺寸：用显示屏的对角线来衡量 打印机打印机 分类 （1）点阵打印机 （2）喷墨打印机 （3）激光打印机1.4 1.4 微型计算机的组成微型计算机的组成6、微型计算机的主要技术指标 （1）字长：CPU 一次能同时处理二进制数据的位数。 （2）时钟主频：指 CPU 的时钟频率，单位 GHz。 （3）
27、运算速度：指每秒钟所能执行加法指令数目，常用 MIPS 表示。 （4）存储容量：主要指内存的存储容量。 （5）存取周期：指 CPU 从内存储器中存取数据所需要的时间。1.4 1.4 微型计算机的组成微型计算机的组成1、概念 为运行、管理和维护计算机而编制的各种程序、数据和文档的总称。2、软件系统及其组成 软件系统系统软件应用软件操作系统语言处理程序系统服务程序应用软件包用户程序其它领域应用软件辅助设计/制造科学计算办公自动化数据库/信息管理1.5 1.5 软件系统软件系统 操作系统： 功能：管理计算机上所有资源（硬件资源和软件资源） 1）处理机管理使程序更有效的执行 2）内存管理内存空间的分配
28、、保护和扩充 3）信息管理主要是指组织和管理外存上的信息 4）设备管理 5）用户接口 程序级的接口系统调用 作业级的接口用户界面1.5 1.5 软件系统软件系统 分类： 1）按功能和特性： 批处理操作系统、分时操作系统（UNIX）、实时操作系统 2）按管理用户数：单用户操作系统（DOS）、多用户操作系统 3）适合管理网络：网络操作系统1.5 1.5 软件系统软件系统3、计算机语言 （1）概念：人与计算机“沟通”使用的语言 （2）种类 机器语言：直接用二进制代码表示指令系统的语言 指令：命令 指令系统：指令的集合 汇编语言：是一种把机器语言“符号化”的语言 汇编语言源程序：用汇编语言写的程序 目
29、标程序：翻译后的机器语言程序 汇编程序：将源程序翻译成目标程序的软件1.5 1.5 软件系统软件系统3、计算机语言高级语言（算法语言）：具有严格的语法和语义规则。 两种翻译方式： 编译：将源程序一次翻译成目标程序。在经过链接便可执行 解释：将源程序逐句翻译、逐句执行的。4、应用软件 （1）概念：为解决特定问题而开发的软件 （2）分类： 办公软件和办公套件 多媒体处理软件 Internet 工具软件1.5 1.5 软件系统软件系统1、有关概念 媒体：指文字、声音、图象、动画和视频等内容。 多媒体：指能够同时对两种或两种以上媒体进行采集、操作、编辑、存 储的综合处理技术。 多媒体特性：交互性、集成
30、性。1.6 1.6 多媒体简介多媒体简介2、媒体数字化 （1）声音数字化WAV 文件、MIDI 文件、VOC 文件、AU 文件、AIF 文件 （2）图象数字化BMP 文件、GIF 文件等3、多媒体数据压缩 无损压缩 有损压缩1.6 1.6 多媒体简介多媒体简介1、概念 计算机病毒是一种特殊的具有破坏性的计算机程序2、特点 寄生性、破坏性、传染性、潜伏性、隐蔽性1.7 1.7 计算机病毒及防治计算机病毒及防治3、计算机病毒防治 预防为主 （1）专机专用 （2）利用写保护 （3）慎用网上下载的软件 （4）分类管理数据 （5）建立备份 （6）采用防毒软件或防毒卡 （7）定期检查 （8）准备系统盘1.7 1.7 计算机病毒及防治计算机病毒及防治
