1、信息技术基础信息技术基础第1章 计算机基础知识第第1章章本章教学意义v计算机是20世纪人类最伟大、最重要的发明之一，同时计算机技术也是信息技术的三大核心技术之一。计算机的出现促进了科学技术和生产的高速发展，成为人们生活和工作中必备的重要工具。因此，在人类步入信息化社会的今天，每个人都应该具备一定的计算机知识和应用能力。v本章主要介绍计算机的发展、分类、特点，计算机编码，计算机系统组成，计算机硬件系统和软件系统等方面的基础知识。第第1章章本章主要内容v1.1 信息技术与计算机v1.2 计算机编码基础知识v1.3 计算机系统的组成v1.4 计算机硬件系统v1.5 计算机软件系统第第1章章1.1 信
2、息技术与计算机v1.1.1 信息技术概论v1.1.2 计算机发展简史v1.1.3 计算机的分类v1.1.4 计算机的主要特点v1.1.5 计算机的主要应用领域v1.1.6 计算机的发展趋势第第1章章1.1.1 信息技术概论几个概念v信息v信息技术v信息化与信息化社会第第1章章信息v 信息（Information）目前为止，还没有一个比较统一或普遍适用的科学定义。介绍几种影响较大的定义：v 信息是不确定性的减少或消除v 1948年，信息论的创始人香农（Shannon）提出。v 信息是控制系统进行调节活动时，与外界相互作用、相互交换的内容v 1950年，控制论的创始人维纳（N.Wiener）提出。
3、v 信息是事物运动的状态和状态变化的方式v 我国信息论专家钟义信教授提出。v 几种解释均有道理。不同学科、不同角度给出不同解释。这说明信息概念已经渗透到许多学科领域。总的来说，信息是多元化、多层次、多功能的复杂综合体。第第1章章信息技术v信息技术（Information Technology），简称IT。v从技术的本质意义上考察，信息技术的天职就是提高或扩展人类的信息能力。v信息技术的定义就是能够提高或扩展人类信息能力的方法和手段的总称。v包括信息的产生、获取、检索、识别、变换、处理、控制、分析、显示及利用的技术等等。v信息技术三大核心技术：计算机技术 微电子技术 通信技术第第1章章信息技术的
4、发展v古代信息技术（远古-19世纪20年代）v近代信息技术（19世纪30年代-20世纪30年代）v现代信息技术（20世纪40年代-现在）第第1章章信息化与信息化社会v 信息化在国民经济各部门和社会活动各领域普遍地、大量地采用现代信息技术，从而大大提高社会劳动生产率、工作效率、学习效率、创造能力和生活质量的过程，也是培养和发展一代全新的高度发展的社会生产力的过程。v 信息化社会主要包括4个方面，即社会的信息化、工厂自动化、办公自动化和家庭自动化。v 信息化社会不是一种社会形态，它不是社会制度的划分，而是从生产技术上划分的社会类型，它与农业化社会、工业化社会对应。信息化社会的基本特征：信息、知识、
5、智力日益成为社会发展的决定力量。信息技术、信息产业、信息经济日益成为科技、经济、社会发展的主导因素。信息劳动者、脑力劳动者、知识分子的作用日益增大。信息网络成为社会发展的基础设施。第第1章章1.1.2 计算机发展简史第第1章章第一台电子计算机v 1946年2月，世界上第一台计算机诞生于美国宾州大学，取名“电子数值积分计算机”（Electronic Numerical Integrator And Calculator），简称ENIACENIAC。v 这台计算机使用了17468个真空电子管，耗电174千瓦，占地170平方米，重达30吨，价格40多万美元，是一个昂贵耗电的“庞然大物”。v 由于EN
6、IAC采用了电子线路来执行算术运算、逻辑运算和存储信息，从而大大提高了运算速度，每秒可进行5000次加法运算。v 从1946年2月交付使用，到1955年10月最后切断电源，ENIAC服役长达9年。ENIAC的问世，标志着电子计算机时代的到来。v ENIAC存在着不能存储程序、使用的是十进制数且在机外用线路连接的方法来编排程序等明显的弱点。第第1章章计算机的发展历程v计算机发展按所采用逻辑器件的变革分为4个阶段:第第1章章1.1.3 计算机的分类计算机的分类方法很多，其中被广泛采用的分类方法是由美国电气和电子工程师协会（Institute of Electrical and Electronic
7、s Engineers，IEEEIEEE）提出的，它根据计算机的规模和处理能力规模和处理能力可以把计算机分为以下6类：v 巨型计算机v 小巨型计算机v 大型主机v 小型计算机v 工作站v 微型计算机目前，微型计算机与工作站、小型计算机乃至大型主机之间的界限已经愈来愈模糊，各类计算机之间的主要区别是运算速度、存储容量及机器体积等。第第1章章1.1.4 计算机的主要特点v处理（运算）速度快v计算精度高v具有超强的“记忆”功能v具有可靠的逻辑判断能力v高度的自动化及人-机交互功能第第1章章1.1.5 计算机的主要应用领域计算机的应用已经渗透到人类社会生活的各个领域。计算机的应用可归纳为如下几个主要的
8、方面：v科学计算v信息处理v过程控制v计算机辅助系统v人工智能v网络应用第第1章章1.1.6 计算机的发展趋势v巨型化v微型化v网络化v智能化v多媒体化第第1章章1.2 计算机编码基础知识v1.2.1 计算机中的数制v1.2.2 数据单位v1.2.3 数值型数据的编码v1.2.4 字符型数据的编码v1.2.5 汉字编码第第1章章1.2.1 计算机中的数制v几个概念 数制用一组固定的数码符号和一套统一的规则来叫做数制。数制的种类很多，例如，1斤等于10两为十进制，1天等于24小时为二十四进制，1小时等于60分为六十进制，1年等于12个月为十二进制等等。基数各种数制中数码符号的个数称为基数。例如，
9、十进制的数码符号共有十个，0、1、2、8、9，基数等于10；二进制的数码符号共有两个，0和1，基数等于2。位权在任何数制中，数码符号所处的数位不同，代表的数值不同，其代表的数值为数字乘以一个固定的数值，这个固定的数值称为位权，位权等于基数的若干次幂。第第1章章进位计数的特点v进位计数的特点有两个：第一，按基数进、借位。即：如果基数是R，在执行加、减法时，要遵循“逢R进一，借一当R”的规则。例如：十进制数的规则是“逢十进一，借一当十”；二进制数的规则是“逢二进一，借一当二”；八进制数的规则是“逢八进一，借一当八”等。第二，用位权值计数。第第1章章计算机中使用的数制v计算机中常用的数制为二进制、八
10、进制、二进制、八进制、十进制和十六进制。十进制和十六进制。v计算机只能直接识别二进制数。v但是当计算机输入/输出数据时，仍需要使用十进制数，以适应人们的习惯。v另外由于二进制数一般较长，书写和阅读均不方便。故常使用八进制数或十六进制数在汇编语言指令中表示地址码，在汇编语言程序中表示常数或显示存储单元的内容。第第1章章各进制数之间的简单对应关系第第1章章1.2.2 数据单位v 位（bit）计算机中的最小数据单位。一个二进制位有两种形态，即0或1。v 字节（Byte）计算机中用来表示存储空间大小的最基本单位，由8个二进制位组成一个字节，即1B=8bit。常用的单位还有KB（千字节）、MB（兆字节）
11、、GB（千兆字节）等。v 字（Word）计算机进行数据存储和数据处理的基本单位，由若干个字节组成（通常是字节的整数倍）。每个字所包含的二进制数码的位数叫字长，它代表了机器的精度。一般情况下，基本字长越长，容纳的位数越多，内存可配置的容量就越大，运算速度就越快，计算精度就越高，处理能力就越强。字长是衡量计算机性能的重要指标，不同档次的计算机有不同的字长。第第1章章1.2.3 数值型数据的编码v计算机所处理的数据包括数值型数据和非数值型数据两种。v在计算机中表示一个数值型数据，要解决三个问题：数的位数 数的符号 小数点的表示第第1章章数的位数数的位数v计算机采用二进制数，若字长为8位，则数的位数为
12、8位，最大的无符号整数为11111111 B=255 D。第第1章章数的符号v数有正、负，通常将一个数的最高位设为符号位，若字长为8位，则D7为符号位，D6D0为数字位。符号位用0 0表示正，用表示正，用1 1表示负表示负。第第1章章小数点的表示v在计算机中表示数值型数据，小数点的位置总是隐含的，以节省存储空间。隐含的小数点位置可以是固定的，称为定点数，也可以是可变的，称为浮点数。v定点数表示法一般分为定点整数和定点小数两种：定点整数 小数点位置约定在最低数值位的后面，用于表示整数。定点小数 小数点位置约定在最高数值位的前面，符号位的后面，用于表示小于1的纯小数。v浮点数表示法将二进制数N用浮
13、点形式表示，可表示为一个纯小数与2的整数次幂的乘积形式。第第1章章定点数表示法第第1章章浮点数表示法v 将二进制数N用浮点形式表示，可表示为一个纯小数与2的整数次幂的乘积形式。v 其中，N、S、C均为二进制数。S称为N的尾数，即全部的有效数字（数值小于1）。S前面的正负号表示整个数值的正负，称为尾符。v C称为N的阶码，是指数的数值（通常是整数），它指明了小数点的实际位置。C前面的正负号是阶码的符号，称为阶符。v 在计算机中表示浮点数只需给出尾数、尾符、阶码和阶符即可确定数据。C2SN第第1章章1.2.4 字符型数据的编码vASCII码v计算机中的符号以“0”和“1”表示称为编码，微型计算机采
14、用的字符编码是ASCII码。ASCII码是英文American Standard Code For Information Interchange 的缩写，称为“美国标准信息交换代码”，国际标准化组织认定为国际标准。v一个字节为8位二进制数，一个ASCII码占一个字节的低低7 7位位，最高位是“0”，共表示27=128个字符。其中包括：32个控制字符和空格符；10个数字：0、1、2、9；26个英文大写字母、26个英文小写字母；33个专用符号，包括运算符、标点符号和其他符号。第第1章章字符型数据的编码vBCD码v二十进制编码“Binary Coded Decimals”，简写为BCD。vBCD编
15、码种类很多，其中8421码是最常用的一种BCD编码。v8421码是将每1位十进制数用4位二进制代码表达的一种编码方式，即一个十进制数采用一组4位二进制代码表达。选用00001001来表示09十个数字。第第1章章8421码第第1章章1.2.5 汉字编码v汉字国标码v汉字机内码v汉字输入码v汉字字形码v一般汉字信息处理系统的工作过程如图所示:第第1章章汉字国标码v1980年，我国颁布了信息交换用汉字编码字符集基本集，即国家标准GB2312-80，简称国标码，也叫汉字交换码。v在国标码中收入了6763个汉字和682个非汉字图形符号。其中:一级汉字3755个（按汉语拼音排序）;二级汉字3008个（按偏
16、旁部首排序）。v国标码规定，每个符号由两个字节代码组成，每个字节占用7位信息，最高位恒为“0”。第第1章章汉字机内码v汉字机内码是汉字在计算机内部存储、处理和传输用的信息代码。v计算机既要处理汉字，又要处理西文。为了实现中、西文并存并且兼容，通常利用字节的最高位来区分某个码值是代表汉字还是ASCII码字符。v所以，汉字机内码是在国标码的基础上，把两个字节的最高位一律由“0”改为“1”。第第1章章汉字输入码v汉字输入码也叫外码，是一种为了将汉字通过键盘输入到计算机中而设计的代码，有数字编码、音码、形码、音形码等。如区位码为数字编码；如微软拼音、智能ABC等为常见的音码编码；五笔字型为典型的形码编
17、码；自然码为典型的音形码。第第1章章汉字字形码v汉字字形码是一种使用点阵方法构造的汉字字形的字模数据，在显示或打印汉字时需要使用汉字字形码，也称为汉字字库。v汉字字形点阵有1616、2424、3232、6464、9696、128128、256256点阵等。第第1章章1.3 计算机系统的组成v1.3.1 冯诺依曼结构v1.3.2 计算机系统组成第第1章章1.3.1 冯诺依曼结构v冯诺依曼原理冯诺依曼原理奠定了现代计算机的基本结构，并开创了程序设计的时代。该原理最初是由匈牙利数学家冯诺依曼于1945年提出来的，故称为冯诺依曼原理，其核心是其核心是“存储程序存储程序”和和“程序控程序控制制”。v冯诺
18、依曼原理的基本思想如下：采用二进制形式表示数据和指令。将指令和数据同时存放在存储器中，使计算机在工作时能够自动高速地从存储器中取出指令加以执行。由运算器、控制器、存储器、输入设备和输出设备五大基本部件组成计算机系统。第第1章章冯诺依曼结构计算机v基于冯诺依曼原理构成的计算机称为冯诺依曼结构计算机，直到目前，绝大多数计算机仍然遵循着冯诺依曼原理和结构。第第1章章冯诺依曼结构计算机v 控制器 控制器是计算机的神经中枢和指挥中心。控制器从内存储器中取出指令，然后分析指令，根据指令要求向相应部件发出控制信号，接受各部件反馈信号。v 运算器 运算器执行算术运算和逻辑运算的部件，主要完成对信息的加工和处理
19、。运算器由算术逻辑单元、累加器状态寄存器和通用寄存器组等组成。v 存储器 存储器是计算机的记忆装置，用来存储程序和数据，并根据指令向其它部件提供这些数据。按地址“写入”或“读出”信息。主存储器和辅助存储器v 输入设备 常见的输入设备有键盘、鼠标、光笔、扫描仪等。v 输出设备 常见的输出设备有显示器、打印机、绘图仪、音箱等。第第1章章1.3.2 计算机系统组成v一个完整的计算机系统由硬件系统和软件系统两大部分组成。v硬件系统硬件系统指由电子部件和机电装置组成的实体。v软件系统软件系统指装在硬件中的各种程序以及全部的应用技术资料。v硬件和软件是不可分割的整体：没有计算机硬件，软件的功能就无处实现；
20、没有软件的计算机，就是没有灵魂的“裸机”，不会做任何工作。软件要根据已有的硬件来安装，才能发挥作用。硬件要根据新软件设计的需要而加以改进，才具有发展潜力。目前的发展趋势是硬件集成度越来越高，软件应用的范围越来越宽，功能越来越强。第第1章章1.3.2 计算机系统组成第第1章章1.4 计算机硬件系统v1.4.1 总线结构v1.4.2 主机v1.4.3 外部设备第第1章章1.4.1 总线结构v总线的概念 总线（总线（BusBus）是连接多个设备的信息通道，实际上是一组信号线。每根信号线都可以传输二进制的信号。它是一种共享的传输通道，它所传输的信号可以被所有接入该总线的设备接收，但同一时刻只能有一个设
21、备发送数据到总线上。而且，只有CPU和主存储器是与总线相连，输入设备、输出设备、外存储取等外部设备则是通过接口电路与总线相连。第第1章章微型计算机的硬件组成第第1章章总线的分类与系统总线v总线的分类：内部总线芯片内部连接各元件的总线；系统总线指连接CPU、存储器和各种输入/输出接口（I/O接口）的总线；外部总线是微机和外部设备之间的总线。v系统总线 数据总线数据总线DBDB（Data BusData Bus）用于CPU与主存储器、CPU与I/O接口之间传送数据信息。数据总线的宽度（根数）决定每次能同时传输信息的位数，因此它是决定计算机性能的主要指标。地址总线地址总线ABAB（Address B
22、usAddress Bus）用于给出源数据或目标数据所在的主存单元或I/O端口的地址。地址总线的宽度决定了CPU的寻址能力。控制总线控制总线CBCB（Control BusControl Bus）用来控制对数据总线和地址总线的访问和使用。第第1章章系统总线的性能指标v总线的带宽 总线的带宽指的是单位时间内总线上可传送的数据量，即通常所说的每秒钟传送的字节数，它与总线的位宽和总线的工作频率有关。v总线的位宽 总线的位宽指总线能同时传送的数据位数，即数据总线的位数。v总线的工作频率 总线的工作频率也称总线的时钟频率，以MHz为单位。工作频率越高，总线工作速度越快，总线带宽越宽。v总线带宽总线带宽=
23、总线位宽总线位宽8 8总线工作频率（单位总线工作频率（单位MB/sMB/s）。第第1章章1.4.2 主机v微型计算机由主机、显示器、键盘、鼠标等组成，具有多媒体功能的微机还配有音箱和话筒、游戏操纵杆等。v除此之外，微机还可以外接打印机、扫描仪、数码相机等设备。第第1章章主机箱v 主机箱的正面有电源开关、复位启动按钮、光盘驱动器和软盘驱动器等等。v 主机箱的背面有电源线接口，与外围设备连接的串并口，鼠标、键盘接口，显卡、声卡、网卡等扩展板卡接口，通用串行接口（USB接口）等。v 主机箱的内部，固定着主板、电源、硬盘驱动器和光盘驱动器等设备。第第1章章主板v主板（主板（MainboardMainb
24、oard）又称母板（Motherboard），是微机中最大的一块电路板，是主机的核心部件。第第1章章中央处理器CPUv美国Intel公司于1971年把运算器和控制器集成在一起，成功地用一块芯片实现了中央处理器（Central Processing Unit，缩写为CPU）的功能，制成了世界上第一个微处理器芯片Intel 4004。vCPU的主要生产厂家有Intel公司、AMD公司、Cyrix公司等。第第1章章主存储器v 随机存取存储器RAM（Random Access Memory）随机存取存储器RAM可以随机地读写信息，它主要用来存放正在执行的程序和数据。计算机一旦断电，所存储的信息将自动丢
25、失。若需要在关机后保存信息，则必须在关机前把信息先存储在磁盘或其它外存储器上。静态RAM（SRAM，Static RAM）动态RAM（DRAM，Dynamic RAM）v 只读存储器ROM（Read Only Memory）只读存储器ROM主要是用来存放专用程序、监控程序或基本输入输出系统模块，它是预先用特定的方法固化进芯片的，只可读出，不可写入，断电后原先写入的信息不会丢失。内存储器是计算机中最主要的部件之一，它的性能在很大程度上影响计算机的性能。衡量内存储器的指标主要是内存储器的容量和存取速度。衡量内存大小的单位一般是MB（兆字节）。存取速度以存取周期来衡量，存取周期指存储器进行两次独立的
26、操作（读写）之间所需的最短时间，单位为ns（毫微秒）。第第1章章I/O接口电路v在总线结构中，CPU与外设之间的数据交换必须通过接口电路来完成。v接口电路解决了CPU在与外围设备进行数据交换时存在速度不匹配、时序不匹配、信息格式不匹配、信息类型不匹配等问题。v按照电路和设备的复杂程度，I/O接口的硬件主要分为两大类：I/O接口芯片；I/O接口控制卡。v按照接口的连接对象来分，又可以将他们分为串行接口、并行接口、键盘接口和磁盘接口等。第第1章章1.4.3 外部设备v外存储器v输入设备v输出设备第第1章章外存储器v外存储器即辅助存储器，用来存放当前不需要立即使用的信息，它是内存储器的后备和补充。v
27、外存储器只能与内存储器交换信息，而不能被计算机系统中的其它部件直接访问。软盘存储器 硬盘存储器 光盘存储器 USB闪存存储器。第第1章章软盘存储器v软盘存储器由软盘、软盘驱动器和软盘控制适配器（软盘驱动卡）三部分组成。软盘是存储介质，只有插入软盘驱动器中且在软盘驱动卡的控制下才能完成工作。v目前，软磁存储器已经逐步退出了微机标准配置行列。第第1章章硬盘存储器v 硬盘存储器系统通常由硬盘机（HDD，硬驱）、硬盘控制适配器及连接电缆组成。硬盘从结构上分为固定式和可换式两种，固定式硬盘又称为温式硬盘、固定盘，还有一种是可更换盘片的硬盘，称为可换式硬盘。v 硬盘总存储容量每扇区字节数扇区数柱面数磁头数
28、。第第1章章光盘存储器v光盘存储器是一种利用光学方式读取信息的圆盘片。其特点是存储容量大、可靠性高、寿命长、读取速度快、位价格低、携带方便。v分为只读型光盘CD-ROM、可写一次型光盘WORM（WO）、可重写型光盘CD-RW等。第第1章章USB闪存盘v闪存盘在读写数据时无需驱动器和额外电源，只需从其采用的标准USB接口总线取电，可热插拔。它的读写速度快，存储容量大，另外还具有价格便宜、体积小巧、外观优美、易于携带的特点。v目前，USB闪存盘已经成为人们使用最广的可移动外部存储器。第第1章章输入设备v输入设备（Input Unit）将程序和数据的信息转换为数字信号。v常用输入设备有：键盘、鼠标、
29、光笔、扫描仪、数字化仪、麦克风、触摸屏、条码读入器等。第第1章章键盘v键盘是人们用来操作计算机的工具，是微机的主要输入设备。按照功能和排列位置，可将键盘分为四个主要部分：打字键区、功能键区、编辑控制键区和小键盘区。第第1章章鼠标v鼠标分为机械鼠标和光电鼠标两大类。v机械鼠标虽然价格低廉，但容易磨损，不易保持清洁，目前已基本退出微机标准配置.v光电鼠标定位准确，勿须清洁，可靠耐用，而且随着技术成熟价格越来越低，是目前微机的标准配置。第第1章章输出设备v输出设备（Output Unit）产生与处理结果相对应的电信号显示或打印或存放在外存。v常用输出设备有显示器、打印机、绘图仪等。第第1章章显示器v
30、显示器是微机系统中最重要的输出设备，它和显示卡构成微机的显示系统。v显示器分类：阴极射线管（CRT）显示器 液晶（LCD）显示器 其他类型显示器第第1章章显示卡v显示卡是显示器与主机之间的接口电路，其作用是把要显示的字符、图形和图像经过转换后由主机送到显示器显示。v显示卡种类：VGA显示卡 SVGA显示卡 AGP显示卡第第1章章显示器的主要参数v点距v显示屏尺寸v分辨率v液晶显示器还有亮度、对比度、响应时间和可视角度等参数。第第1章章打印机v打印机是电脑的主要输出设备之一。v打印机从打印原理上来说大致分为三种：针式打印机 激光打印机 喷墨打印机第第1章章针式打印机v工作原理v优缺点：有噪音大、
31、分辨率低、彩色输出能力差等缺点，目前已逐渐被喷墨打印机和激光打印机取代。工作原理简单，有技术成熟、造价低廉、耗材便宜、易于维修、操作方便灵活等优点。击打式输出的特点，使得它可以实现“多层复写打印”，可以适应许多特别的介质。第第1章章激光打印机v工作原理v优缺点：显著优点是打印速度快、品质好、工作噪声小。但是激光打印机的整机和耗材价格较高，所以家庭选用还较少。第第1章章喷墨打印机v工作原理v优缺点：优点较多，结构简单，设备体积小，可靠性好，价格便宜；工作噪音小，较为安静；打印速度高，分辨率高；可实现高品质彩色照片打印，彩色效果逼真。耗材较高，墨盒需要经常维护。目前喷墨打印机是家庭用户的首选。第第
32、1章章1.5 计算机软件系统v1.5.1 软件概述v1.5.2 系统软件v1.5.3 应用软件第第1章章1.5.1 软件概述v软件软件软件是指用来指挥计算机运行的各种程序的总和以及开发、使用和维护这些程序所需的技术资料。v软件系统的主要任务：提高机器的使用效率 发挥和扩大机器的功能和用途 为用户使用计算机系统提供方便v计算机软件系统分两大类：系统软件 应用软件第第1章章软件的层次结构v软件可分为若干层次，下层的软件为上层的软件提供服务，上层的软件在下层软件的支持下工作。v不同层次的软件把计算机装备成不同级别的虚拟机，给人们提供了不同的使用界面，创造了不同的工作环境。第第1章章1.5.2 系统软
33、件v系统软件 系统软件是指为其它软件服务的软件。系统软件主要功能是简化计算机操作，充分发挥硬件功能，支持应用软件的运行并提供服务。系统软件在为应用软件提供上述基本功能的同时，也进行着对硬件的管理，使在一台计算机上同时或先后运行的不同应用软件有条不紊地共同使用同一套硬件设备。v系统软件的两个主要特点：通用性 基础性第第1章章操作系统v操作系统 操作系统是系统软件的核心，是计算机硬件的第一级扩充。操作系统是一种对计算机的全部软件资源和硬件资源进行控制和管理，合理组织计算机工作流程以充分发挥计算机的工作效率，方便用户使用而配置的系统软件。操作系统是计算机和用户之间的接口和桥梁。v操作系统的主要作用：
34、提高系统资源的利用，通过对计算机软、硬件资源进行合理的调度与分配，改善资源的共享和利用状况。提供方便友好的用户界面。提供软件开发的运行环境，在开发软件时，需要使用操作系统管理下的计算机系统，调用有关的工具软件及其它软件资源。第第1章章操作系统v常见操作系统 DOS操作系统 Windows操作系统 Mac OS X操作系统 UNIX操作系统 Linux操作系统v操作系统分类：按系统功能 按用户数目 按任务数量 按硬件结构分第第1章章语言及语言处理系统v指令指令在计算机中，指挥计算机完成某个基本操作的命令称为指令。v指令系统指令系统所有指令的集合称为指令系统。v计算机语言计算机语言表示指令系统的语
35、言称为计算机语言，又称为程序设计语言，是人机交流信息的一种工具。v程序设计语言可分为三类：机器语言 汇编语言 高级语言第第1章章机器语言v机器语言机器语言直接用二进制代码0、1表示指令，是计算机硬件系统能直接识别的唯一语言，不需翻译。因此，它的效率最高，执行速度最快。v使用机器语言编写程序，不仅要记住用0、1代码表示的各条指令的不同功能，而且这种全部由0、1代码组成的程序，直观性很差，容易出错，阅读检查和修改调试都较困难。v机器语言与机器型号有关，不能通用，是“面向机器面向机器”的语言。第第1章章汇编语言v汇编语言汇编语言是一种符号化的机器语言，它用助记符代替了机器语言的二进制代码。v用汇编语
36、言编写的程序称为汇编语言“源程序源程序”。源程序需要翻译成等价的机器语言程序才能执行，翻译工作由被称为汇编程序汇编程序的软件自动完成。v汇编语言保持了机器语言程序占用存储空间少、执行速度快的优点。v汇编语言也是“面向机器面向机器”的语言，不具备通用性和可移植性。v汇编语言与机器语言合称为低级程序设计语言，简称低级语言。第第1章章汇编语言的翻译过程第第1章章高级语言v高级语言高级语言更接近人类自然语言和数学语言，并具有严格的语法规则和语义规则，易于编写，易于理解。v常见的高级语言有Pascal、C、C+、Visual Basic、Visual C等。v用高级语言编写的源程序也不能直接执行，需要翻
37、译成机器语言程序才能执行。翻译高级语言源程序，有两种方式：解释方式解释方式 编译方式编译方式v通过解释方式和编译方式进行翻译的程序分别成为解释程序解释程序和编译程序编译程序。v高级程序设计语言面向过程面向过程，不依赖机器，程序具有可移植性可移植性。第第1章章高级程序的编译过程 第第1章章语言处理系统v对程序设计语言进行翻译处理的软件统称为语言处理系统语言处理系统软件。v语言处理系统软件包括：用于翻译汇编语言程序的汇编程序；用于翻译各种高级语言程序的解释程序；用于翻译各种高级语言程序的编译程序。v通常把语言处理系统软件归入系统软件。目前已有数百种高级语言，这些语言各有特点，分别适用于编写某一类型
38、的程序，它们都有各自的语言处理系统。第第1章章数据库管理系统(DBMS)v数据库管理系统数据库管理系统（Database Management System，DBMS）是为数据库的建立、使用和维护而配置的系统软件。vDBMS建立在操作系统的基础上，对数据库进行统一的管理和控制，是可用来管理数据库并与数据库相互作用的工具。v与数据库管理系统相关的几个概念：数据库 数据库系统 据模型 关系模型第第1章章数据库（DB）v数据库数据库（Database，DB）是指存储在计算机系统内有结构的数据的集合。v数据库中的数据按照一定的数据模型组织、描述和存储，具有较小的冗余度、较高的数据独立性和易扩展性，并能
39、被各种用户共享。v数据库的概念实际上包括两层意思：数据库是一个实体。数据库是数据管理的方法和技术。第第1章章数据库系统（DBS）v数据库系统数据库系统（Database System，DBS）是指引入数据库后的计算机应用系统。v数据库系统包含：以数据为主体的数据库；管理数据库的数据库管理系统 支持数据库系统的计算机硬件环境和操作系统环境；管理数据库的管理员；使用数据库的用户；各种技术说明书和使用说明书。vDB、DBMS和DBS的不同点：数据库强调的是数据。数据库管理系统强调的是系统软件。数据库系统强调的是数据库的整个运行系统。第第1章章数据模型v 数据模型数据模型是描述一个企业中的数据、数据之
40、间的关系，以及对数据约束的一组完整的概念。v 数据模型是对数据库的结构与语义的描述，是对现实世界的抽象和模拟。v 数据模型是数据库系统的核心和基础。计算机上实现的数据库管理系统软件都是基于某种数据模型的。v 通常，一个数据库的数据模型组成有三部分:数据结构 数据操作 数据的约束条件v 常见的数据模型有：层次模型 网络模型 关系模型 面向对象模型第第1章章关系模型v 关系模型是目前数据库系统中使用很广泛的一种数据模型，也是目前大多数数据库管理系统软件都支持的一种数据模型。v 关系模型是以关系代数为理论基础构造的数据模型:一个关系就是一张二维表，每个关系有一个关系名即二维表的表名；二维表中的行称为
41、元组，也叫记录；二维表中的列称为属性，也叫字段；每列有一个列名，也叫字段名。v 关系是元组的集合，如果表格有n列，则称该关系是n元关系。一个关系应满足如下性质：表格中的每一列都是不可再分的基本属性，称之为关系的规范化；每列具有相同的数据类型；每列被指定一个唯一的列名；任意两个行的内容不能完全相同；各行之间、格列之间可以任意变动顺序而不影响表格信息；每个关系都有一个主键，它能唯一的标识关系中的一个记录。第第1章章典型的数据库管理系统数据库管理系统的功能：v数据库的定义功能；v数据库的操纵功能；v数据库的运行管理；v数据组织、存储与管理；v数据库的建立与维护；v通信功能。典型的数据库管理系统：v典
42、型的小型桌面数据库管理系统如Microsoft Access、Visual FoxPro等。v典型的大中型企业级数据库管理系统如Oracle、DB2、Sybase、Informix、Microsoft SQL Server等。第第1章章系统服务程序v系统服务程序是软件开发、实施和维护过程中使用的程序。输入阶段的编辑程序 运行阶段的链接程序 测试阶段的排错程序 测试数据产生程序 其他系统服务程序第第1章章1.5.3 应用软件v应用软件是为满足用户不同领域、不同问题的应用需求，利用计算机软、硬件资源，由软件开发商或用户个人开发编写的软件。v应用软件一般包括：应用软件包 用户程序v应用软件一般是按照软件的功能用途来划分类别的，常见的有代表性的应用软件有：文字处理软件 电子表格软件 信息管理软件 辅助设计软件 实时控制软件信息技术基础信息技术基础本章结束，谢谢！
