1、学习导航： 本模块围绕四个项目，11个任务介绍了计算机的发展与应用现状，并对计算机系统的组成、基本配置与基本工作原理进行了介绍，同时还介绍了计算机中数据的表示与存储，计算机安全防范等方面的知识。重点与难点： 1. 计算机系统的组成 2. 计算机基本工作原理 3. 数制间的相互转换 4. 计算机安全防范学习目标： 1.了解计算机的诞生与发展； 2.理解计算机的分类与特点； 3.熟悉计算机的应用。学习任务：任务一 计算机的诞生与发展；任务二 计算机的分类与特点；任务三 计算机的应用。1. 计算机的诞生 世界上第一台电子数字计算机（ENIAC）于1946年诞生于美国宾夕法尼亚大学。它的问世标志着计算
2、机时代的到来，被人们称为第四次科技革命（信息革命）的开端。2. 计算机的发展 （1）第一代计算机电子管计算机（19461957） （2）第二代计算机晶体管计算机（19581964） （3）第三代计算机集成电路计算机（19651970） （4）第四代计算机大规模或超大规模集成电路计算机（1971至今） （5）第五代计算机 （6）第六代计算机3. 中国计算机的发展 （1）第一代计算机（19581964）103机、104机 （2）第二代计算机（19651972）109乙机 （3）第三代计算机（197320世纪80年代初）DJS-130小型计算机 （4）第四代计算机（20世纪80年代中期至今）长城系列
3、、奔腾系列中国巨型机发展取得了举世瞩目的成就。时 间成 就时 间成 就1983年银河-I巨型机2000年曙光30001992年银河-II通用并行巨型机2001年“龙芯”芯片1993年曙光一号全对称共享存储多处理机2010年天河一号1997年银河-III2013年天河二号1. 计算机的分类（1）按原理分类 数字计算机：速度快、精度高、自动化、通用性强。 模拟计算机：用模拟量作为运算量，速度快、精度差。（2）按用途分类 专用计算机：针对性强、特定服务、专门设计；速度快、可靠性高，且结构简单、价格便宜。 通用计算机：用于科学计算、数据处理、过程控制 。（3）按规模分类 巨型机：速度快、容量大。 大型
4、机：速度快、应用于军事技术科研领域。 小型机：结构简单、造价低、性能价格比突出。 微型机：体积小、重量轻、价格低。2. 计算机的特点 （1）运算速度快、精度高； （2）具有存储与记忆能力； （3）具有逻辑判断能力； （4）自动化程度高。 微型计算机除了上述特点外，还具有体积小、重量轻、耗电少、维护方便、易操作、功能强、使用灵活、价格低等特点。计算机还能代替人做许多复杂繁重的工作。1. 科学计算2. 数据处理3. 过程控制4. 计算机辅助设计5. 人工智能6. 多媒体应用学习目标： 1.了解计算机的四种常数制； 2.掌握数制间的相互转换； 3.了解计算机的存储单位及之间的关系。学习任务：任务四
5、计算机常数制；任务五 数制间的转换；任务六 了解计算机存储单位。计算机常用的4种数制：二进制、八进制、十进制、十六进制。1. 数码：一种用来表示某种数制的符号。 十进制：0，1，2，3，4，5，6，7，8，9 二进制：0，1 八进制：0，1，2，3，4，5，6，7 十六进制：0，1，2，3，4，5，6，7，8，9，A，B，C，D，E，F2. 基数：数制所用的数码个数。如果基数为R，则称为R进制。规则：逢R进一。 例：二进制运算逢2进1，十进制运算逢10进1。3. 位权：数制中每个位置所对应的单位值。R进制中第n位的位权值为Rn-1。（表1-1）为计算机中常用的几种进位数制的表示方法。表1-2表
6、示之间的对应关系。进位数二进制八进制十进制十六进制数码0，1070909，AF基数R2R8R10R16位权2i8i10i16i运算规则逢2进一逢8进一逢10进一逢16进一英文代码B（Brinary）O（Octal）D（Decimal）H（Hexadecimal）表示方法101.012101.01B237.58237.5O123.9123.9D4AF.9164AF.9H表1-1 计算机中常用的四种进位数制的表示为表达清晰，也可用诸如（237.5）8的形式表示。十进制数二进制数八进制数十六进制数00001111十进制数二进制数八进制数十六进制数210223113341004451015561106
7、6711177810001089100111910101012A11101113B12110014C13110115D14111016E15111117F表1-2 数制间的对应关系子任务一 将非十进制数转换成十进制数任务分析：利用按位权展开的方法，可以把任意数制的一个数转换成十进制数。 例1：将二进制数110101转换成十进制数。 （110101）2125+124+023+122+021+12032+16+4+153 例2：将二进制数101.101转换成十进制数。 （10111.1）2=124+023+122+121+120+12-1=16+4+2+1+0.5=23.5 例3：将八进制数777
8、转换成十进制数。 （777）8=782+781+780=448+56+7=511 例4：将十六进制数BA转换成十进制数。 （BA）16=11161+10160=176+10=186子任务二 十进制数转换成非十进制数 任务分析：将十进制数转换成非十进制数时，整数部分和小数部分分别处理，总的原则是： 整数部分：除基取余，反向排列； 小数部分：乘基取整，正向排列。 例1：将十进制数215转换成二进制数。 任务分析：十进制整数转换成二进制整数，采用“除2取余，自下而上”法。 步骤1：保留十进制整数除以2所得的第一个商数和余数。 步骤2：用上次的商数再除以2，得到新的商数和余数。 步骤3：重复步骤2，直
9、到商为0为止。 步骤4：把每次得到的余数按反向进行排列，得到的数即为二进制数。所以所以215=（11010111）2 例2：将十进制小数0.6875转换成二进制小数 任务分析：十进制小数转换成二进制小数采用“乘2取整，自上而下”法。步骤1：十进制小数乘以2得到整数部分和小数部分。步骤2：2乘以上次所得的小数部分，得到新的整数与小数部分。步骤3：重复步骤2，直到所得小数部分为0或达到要求的精度为止。步骤4：将每次相乘所得的整数部分正向排列，得到的数即为二进制数。 解：如右图所示。 所以0.6875=（0.1011）2例3：将十进制小数0.2转换成二进制小数（取小数点后5位）解：如右图所示所以0.
10、2=（0.00110）2。注 意： 不是每个十进制小数都能完全精确地转换成二进制小数，一般根据精度要求截取到某一位小数即可。 要将任意一个十进制数转换为二进制数，只需将其整数、小数部分分别转换，然后用小数点连接起来即可。例4：将十进制数845.35转换成八进制数解：（1）先转换整数部分。如左图所示； （2）再转换小数部分。如右图所示。所以845.35=（1515.263）8例5：将十进制数58.75转换成十六进制数解：（1）先转换整数部分，如左图所示； （2）再转换小数部分，如右图所示。所以58.75=（3A.C）16。子任务三 二进制数、八进制数及十六进制数之间的相互转换 任务分析：用二进制
11、数编码，存在这样一个规律：n位二进制数最多能表示2n种状态，分别对应：0，1，2，3，2n-1。可见，用三位二进制数就可对应表示一位八进制数。同样，用四位二进制数就可对应一位十六进制数。例1：将二进制数11101010011.10101转换成八进制数 解：按上述方法，从小数点开始，整数部分向左，小数部分向右，每三位二进制数划分为一组。不足三位的补零凑齐。 011，101，010，011101，010 故（11101010011.10101）2=（3523.52）8。例2：将八进制数455.57转换成二进制数 解：每位八进制数转换为三位二进制数。由此455.57对应于： 10010101.101
12、111 故（455.57）8=（10010101.101111）2例3：将二进制数11111101011011.101111转换成十六进制数 解：从小数点开始，整数部分向左，小数部分向右，每四位二进制数划分为一组。不足四位的补零凑齐。 0011，1111，0101，1011.1011，1100 故（11111101011011.101111）2=（3F5B.BC）16例4：将7AF.A3转换成二进制数 解：每位十六进制数转换为四位二进制数。由此7AF.A3对应于： 11110101111.10100011 故（7AF.A3）16=（11110101111.10100011）2注 意： 十进制数
13、与八进制数及十六进制数之间的转换可以通过除基数（8或16）取余的方法直接进行，也可以借助二进制作为桥梁来完成。1位（bit） 位是计算机中最小存储单位，通常用“b”来表示。例如，1010为4位数（4b）。2字节 字节是计算机中用来表示存储空间的最基本单位，通常用“B”来表示。一个字节由8位二进制数组成。1B=8b。除用字节为单位表示存储容量外，还可以用千字节（KB）、兆字节 （MB）、吉字节（GB）及太字节（TB）等表示存储容量。它们之间的换算关系如下。 1KB=210B=1024B；1MB=210KB=1024KB； 1GB=210MB=1024MB；1TB=210GB=1024GB。3字和
14、字长 在计算机中作为一个整体被存取、传送和处理的二进制数字符串叫做字（Word）或单元。每个字中二进制位数的长度，称为字长。一个字由若干个字节组成，不同的计算机系统的字长是不同的，常见的有8位、16位、32位、64位等。字长越长，计算机一次处理的信息就越多，精度就越高，字长是计算机性能的一个重要指标。学习目标： 1. 了解计算机系统的组成； 2 .掌握计算机硬件系统及软件系统的组成及作用； 3. 搞清存储程序的工作原理。学习任务：任务七 计算机硬件系统；任务八 存储程序的工作原理；任务九 计算机软件系统。计算机系统的组成：1冯诺依曼计算机结构美籍匈牙利数学家冯诺依曼体系结构，概括起来有以下三点
15、： （1）用二进制形式表示数据和指令。 （2）程序和数据一样存放在存储器中。 （3）计算机硬件系统由运算器、控制器、存储器、输入设备和输出设备五大基本部分组成。2计算机基本硬件的组成与功能（1）运算器 运算器也称算术逻辑部件（ALU），是执行各种算术和逻辑运算操作的部件。运算器的基本操作包括加、减、乘、除四则运算，与、或、非、异等逻辑操作，以及移位、比较和传送等操作。（2）控制器 控制器（Controller）是计算机的“神经中枢”，负责统一指挥和控制计算机各部分的联系，从而保证计算机按照预告存储的程序和预定的目标有条不紊地进行工作。通常由指令部件、时序部件及控制部分组成。 运算器和控制器之间
16、有大量和频繁的信息交换。通常它们集成在一个半导体芯片上，称为中央处理器（Central Processing Unit，CPU）（3）存储器 存储器（Memory）是计算机具有记忆能力的部件，用来存放程序和数据。存储器有内存（主存）和外存（辅存）之分。内存由半导体材料制成，而外存是由磁性材料和光学材料组成。内存也被称为内存储器，包括随机存储器、只读存储器、以及高速缓冲存储器。（4）输入设备 输入设备（Input Device）是用来向计算机系统输入程序和数据的设备。输入设备的主要功能是接收用户输入的原始数据和程序，并将它们转换为计算机能识别的形式，存放到存储器中。最常用的输入设备有鼠标和键盘，
17、其他还有光笔、扫描仪、视频摄像机、图形板等。（5）输出设备 输出设备（Output Device）是输出计算机处理结果的设备。在大多数情况下，输出设备是把存放在计算机内存中的计算结果或工作内容转换为人们所能接受的形式。常用的输出设备有显示器、打印机、音箱、绘图仪等。 在上述5个硬件中，运算器和控制器合称为CPU；CPU与内存合称为主机；输入设备和输出设备合称为计算机的外部设备，又称为I/O设备。 1“存储程序”原理 在计算机中设置存储器，将二进制表示的计算机步骤和数据一起存放在存储器中，机器一旦启动，就能按照程序指定的逻辑顺序依次取出存储内容进行译码和处理，自动完成由程序所描述的处理工作。2指
18、令和程序的概念 指令是让计算机完成某个操作所发出的代码，是即计算机完成某个操作的依据。一条指令通常由两个部分组成；操作码和操作数。操作码指明该指令要完成的操作，如加、减、乘、除等。操作数是指参加运算的数或数所在的单元地址。一台计算机上所有指令的集合，称为该计算机的指令系统。3程序的执行过程 计算机在运行时，CPU从内存读出一条指令到CPU内执行，指令执行完，再从内存读出下一条指令到CPU内执行。CPU不断地取指令，执行指令，这就是程序的执行过程。1系统软件 系统软件是指管理、监控和维护计算机资源（包括硬件和软件）的软件。它与具体的应用无关，是软件系统的核心。 （1）操作系统 （2）程序设计语言
19、及语言处理程序 （3）工具软件2应用软件 为解决各类实际问题而设计的程序系统称为应用软件。从服务对象的角度，应用软件可分为通用软件和专用软件两类。 （1）通用软件 （2）专用软件3计算机语言的发展 计算机语言（Computer Language）指用于人与计算机之间通信的语言。计算机语言是人与计算机之间传递信息的媒介。 （1）第一代语言机器语言 机器语言 是以二进制代码表示的指令集合，是计算机唯一能识别和执行的语言。 （2）第二代语言汇编语言 汇编语言 是用助记符来表示机器指令的符号语言。 （3）第三代语言高级语言 高级语言 是一种接近人们习惯使用的自然语言和数学语言的计算机语言。常用的高级语
20、言有C语言、C+语言、 Java语言、SQL、 C#语言等。学习目标： 1. 了解计算机病毒特征； 2. 明确安全使用计算机的基本方法 3. 养成良好使用计算机的习惯。学习任务：任务十 计算机病毒；任务十一 计算机安全防范。1计算机病毒的含义 计算机病毒是编制者在计算机程序中插入的破坏计算机功能或者破坏数据，影响计算机使用并且能够自我复制的一组计算机指令或者程序代码。2计算机病毒的特点 （1）传染性 （2）破坏性 （3）潜伏性 （4）寄生性 （5）激发性 （6）隐蔽性1计算机病毒的预防 （1）杀毒软件经常更新，以快速检测到可能入侵计算机的新病毒。 （2）使用防火墙或者杀毒软件自带防火墙。 （3
21、）定时全盘病毒木马扫描。 （4）注意网址正确性，避免进入恶意网站。 （5）不随意接受、打开陌生人发来的电子邮件，或通过QQ传递的文件或网址。 （6）使用正版软件。 （7）使用移动存储器前，最好先查杀病毒，然后再使用。2计算机病毒的清除 清除病毒的方法有两种： 一是使用软件清除；二是使用硬件方法，利用防病毒卡检测和清除病毒。常用的杀毒软件有瑞星软件、江民杀毒软件、金山毒霸、卡巴斯基、诺顿杀毒及360安全卫士软件等。3使用计算机的良好习惯 （1）正常开关机。开机过程中不要随意再重启，关机不要直接关电源。另外，不要硬性拔出可移动磁盘； （2）系统数据经常做备份，检查、杀毒后保存备用； （3）正常安装
22、和卸载程序。安装程序是应仔细阅读，不应盲目点击下一步，避免装入一些不必要的软件；正确使用卸载软件卸载程序，不应直接删除文件夹； （4）定期升级防病毒软件和查杀病毒； （5）具有防范意识。不要随意下载陌生邮件或打开不明网址； （6）讲究卫生，文明用机。字符集： 字符是各种文字和符号的总称，包括各国文字、标点符号、图形符号、数字等。字符集是多个字符的集合，字符集种类较多，每个字符集包含的字符个数不同，常见字符集主要有ASCII字符集、GB2312字符集、BIG5字符集、GB 18030字符集、Unicode字符集等。计算机要准确地处理各种字符集文字，就需要进行字符编码，以便计算机能够识别和存储各种
23、文字。1ASCII字符集 ASCII即American Standard Code for Information Interchange（美国信息互换标准代码），是基于罗马字母表的一套电脑编码系统，它主要用于显示现代英语和其他西欧语言。它是现今最通用的单字节编码系统，等同于国际标准ISO 646。扩展的ASCII共256个字符，包括英文大小写字符、阿拉伯数字和西文符号，回车键、退格、换行键，表格符号、计算符号、希腊字母和特殊的拉丁符号。2GB2312字符集 GB2312又称为GB2312-80字符集，全称为信息交换用汉字编码字符集基本集，是中国国家标准的简体中文字符集。 GB2312中对所收
24、汉字进行了“分区”处理，每区含有94个汉字/ 符号。这种表示方式也称为区位码。它是用双字节表示的，两个字节中前面的字节为第一字节，后面的字节为第二字节。习惯上称第一字节为“高位字节” ，而称第二字节为“低字节”。高位字节使用了0 xA1-0 xF7（把01-87区的区号加上0 xA0），“低位字节”使用了0 xA1-0 xFE（把01-94加上0 xA0）。3BIG5字符集 BIG5又称大五码或五大码，该字符集在中国台湾使用。4GB18030字符集 GB18030的全称是GB18030-2000信息交换用汉字编码字符集基本集的扩充，是我国政府于2000年3月17日发布的新的汉字编码国家标准。5
25、Unicode字符集 Unicode扩展自ASCII字符集。输入码、区位码、国标码及机内码： 输入码 就是用键盘输入汉字时的编码。我国现有数百种输入码，按输入码的编码规则大致可分为顺序码、音码、形码和音形码四类。比如，五笔字形输入法就是其中的形码。 按GB2312字符集中的规定，汉字与图形符号排列在一个9494的二维代码表中，每两个字节分别用两位十进制数编码，前字节的编码称为区码，后字节的编码称为位码，这就是区位码。 国标码 是汉字信息交换的标准码，是用十六进制数表示的编码，它可以由区位码转换为十六进制后加2020H得到。 机内码 是汉字在内存中的存储码，它可以由国标码加8080H后而得到。例：已知“保”字的国标码为3123H，求其区位码及机内码 解：区位码：3123H-2020H1103H1703D 机内码：3123H+8080HB1A3H
