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1、计算机应用基础,2,计算机的发展,1946年，在美国宾西法尼亚大学世界上第一台电子数字计算机ENIAC（Electronic Numerical Integrator And Calculator电子数值积分和计算机）诞生了（如图所示），它标志着计算机时代的到来。,人们根据计算机的性能和使用主要元器件的不同，将计算机的发展划分成四个阶段。,3,计算机的发展阶段,第一代计算机 1946-20世纪50年代末，电子管时代计算机。 主要特点：采用电子管作为计算机的主要逻辑部件体积大，耗电量大，寿命短，可靠性差成本高。电子管如图所示。 这一时期的典型机器： 国外的：ENIAC 、UNIVAC。 国内的：
2、103、104等。,4,第二代计算机 19581964年，晶体管计算机时代。 主要特点： 采用晶体管作为计算机的主要逻辑部件，体积减小，重量减轻，成本下降，能耗降低。晶体管如图1-3所示。 这一时期的典型机器： 国外的：IBM7090等，如图所示。国内的：441B等。,计算机的发展阶段,5,第三代计算机 19641972年，集成电路计算机时代。 主要特点： 采用中、小规模集成电路做主要逻辑部件，从而使计算机体积更小，重量更轻，耗电更省，寿命更长，成本更低，运算运算速度有了更大的提高。集成电路如图所示。 这一时期的典型机器： 国外的：IBM-360等。 国内的：709等。,计算机的发展阶段,6,
3、第四代计算机 1972年至今，大规模、超大规模集成电路计算机时代。 主要特点： 采用大规模、超大规模集成电路作基本逻辑部件，使计算机体积、重量和成本大幅度的降低，运算速度和可靠性大幅度的提高。大规模集成电路如图所示。 这一时期典型机器： 国外：IBM-370等。 国内：银河等。,计算机的发展阶段,7,计算机的典型应用,计算机应用可以分为数值处理和非数值处理两大类。数值数据是指能够进行数值运算并能得到确定的数值概念的信息。除数值数据以外的其余所有信息均称为非数值数据。如文字、表格、图形、声音、控制方法、决策思想等信息处理都属于非数值处理范畴。,8,计算机的典型应用,科学计算数据处理过程控制计算机
4、辅助设计(CAD)/计算机辅助制造(CAM)计算机网络人工智能,9,计算机系统结构,计算机系统结构通常由五大基本部件组成。,10,计算机系统结构,11,计算机工作原理,冯诺依曼体系结构构成的计算机，必须具有如下功能： 把需要的程序和数据送至计算机中。 必须具有长期记忆程序、数据、中间结果及最终运算结果的能力。 能够完成各种算术、逻辑运算和数据传送等数据加工处理的能力。 能够根据需要控制程序走向，并能根据指令控制机器的各部件协调操作。 能够按照要求将处理结果输出给用户。,12,计算机工作原理,每一条指令的执行过程可以分成四个基本操作：取出指令：从存储器某个地址中取出要执行的指令。分析指令：在取出
5、的指令送到指令译码器中，译出与指令对应的操作。执行指令：向各个部件发出控制操作，完成指令要求。为下一条指令做好准备。,13,微型计算机的主要性能指标,字长字长是计算机内部一次可以处理的二进制数码的位数。字长越长，数据处理的速度越快。然而，字长越长，计算机的硬件代价相应也增大。目前微型计算机的字长以32位为主，小型机、网络服务器和大中型机以64位为主。,14,微型计算机的主要性能指标,速度速度是衡量计算机性能的一项重要指标。通常所说的计算机运算速度（平均运算速度），是指每秒钟所能执行的指令条数，一般用“百万条指令秒”（mips，Million Instruction Per Second）来描述
6、。同一台计算机，执行不同的运算所需时间可能不同，因而对运算速度的描述常采用不同的方法。常用的有CPU时钟频率（主频）、每秒平均执行指令数(ips)等。微型计算机一般采用主频来描述运算速度，例如，Pentium/133的主频为133 MHz，Pentium/800的主频为800 MHz，Pentium 4 1.5G的主频为1.5 GHz。一般说来，主频越高，运算速度就越快。,15,微型计算机的主要性能指标,存储器的容量可靠性可维护性性能价格比,16,计算机软、硬件系统,17,CPU,中央处理器简称CPU(Central Processing Unit)，它是计算机系统的核心，是计算机中执行处理数
7、据指令的器件，包括运算器和控制器两大部分。,CPU是微机硬件系统的核心，一般由高速电子线路组成。目前的CPU都集成在一块芯片上，称为微处理器，如图所示。微处理器不等于微型计算机，它只是组成微机的一个核心器件。,18,CPU的速度与主频,CPU执行指令的速度与系统时钟有着密切的关系。所谓CPU的主频即CPU能够适应的时钟频率，或者说是CPU产品的标准工作频率，它等于CPU在一秒钟内能够完成的工作周期数。,CPU的主频是以MHz(兆赫)、GHz(千兆赫)为单位。1 MHz为每秒100万周期。主频越高就表明CPU运算速度越快。下表列出了各种奔腾级CPU的主频。,19,CPU的字长,字长是指CPU在一
8、次操作中能处理的最大数据单位，它体现了一条指令所能处理数据的能力。能够处理的数据的位数是中央处理器性能高低的一个重要标志。,例如，一个CPU的字长为16位，则每执行一条指令可以处理16位二进制数据。早期的微处理器都是8位机和16位机，32位机的代表就是PC486，而目前的奔腾机已是64位。,20,存储器,存储器是计算机的记忆和存储部件，用来存放信息。对存储器而言，容量越大，存取速度越快，其性能越好。对于存储器主要从以下四个方面来衡量其性能：,容量可以存储的最大数据量，通常使用KB、MB、GB和TB来计量,持久性持久性强的技术就是不容易出现数据丢失和破坏的技术,多功能性存储设备可以访问多种类型介
9、质上的数据。,访问速度是由访问时间和数据传输速率决定的。,21,存储器,22,内存储器,内存储器，又叫内存或者主存储器，它与CPU一起构成计算机主机。内存可以被CPU直接访问。,内存储器按其工作特点可分为只读存储器ROM(ReadOnly Memoy)和随机存取存储器RAM(Random Access Memory)。,半导体存储器,盒装的内存条,23,外存储器,外存储器又称为辅助存储器，它的容量一般都比较大，且容易移动，便于不同计算机之间进行信息交流。,软盘,软盘,软驱,24,硬盘,硬盘内部结构,从左到右依次为2.5in、1.8in、1in和0.85in硬盘,硬盘是由若干个硬盘片组成的盘片组
10、，上面覆盖着磁性氧化物。硬盘一般被固定在计算机箱内。硬盘的存储格式与软盘类似，但硬盘的容量要大得多，存取信息的速度也快得多。,外存储器,25,外存储器,磁带,磁带在20世纪60年代是大型计算机上最为流行的存储设备，微机出现以后，使用的磁带是盒式磁带，与今天的录音磁带类似，如图。,26,外存储器,光盘,光盘具有容量大、存取速度快、不易受干扰等特点。光盘根据其制造材料和记录信息方式的不同一般分为三类：只读光盘(CD-ROM)、一次性写入光盘(CD-R)和可擦写光盘 (CD-RW)。如图。,CD-R、CD-RW和常见的DVD光盘,CD-ROM、CD-RW、DVD刻录机、外置式光驱,27,新型存储设备
11、,U盘,移动硬盘,MO,名片光盘,28,输入设备,输入输出设备是计算机的五大组成部分之一，统称为外围设备，也简称为外设。输入设备的作用是将程序、数据、文本等内容输入计算机。,自然键盘、无线键盘、手写键盘,机械鼠标,光电鼠标,29,扫描仪,手持式扫描仪,平板式扫描仪,滚筒式扫描仪,名片扫描仪,30,数码照相机,31,输出设备,外设中，输出设备的作用是将计算机的计算结果以图形、图像、文字等方式显示出来。,阴极射线管显示器(CRT),液晶显示器(LCD. ),显示器的性能指标：像素与分辨率,32,显卡,显卡也称为显示适配器，是显示器与主机通信的控制电路和接口。显卡的主要作用是将计算机数据处理成显示信
12、息，并在显示器上显示出来。,33,打印机,喷墨打印机,激光打印机,34,音响和声卡,声卡是将计算机的数字化声音信息转换为人的耳朵可以听到的声音，即把数字信号转换为模拟信号。,35,键盘的使用,36,主键盘区,主键盘区是键盘上使用最频繁的键区，同时也是键盘中键位最多的一个区域，主要用于英文、汉字、数字和符号等的输入，该区包括字母键、数字键、符号键、控制键和Windows功能键,37,功能键区,功能键区位于键盘的顶端，排列成一行，包括F1F12键、Esc键和最右侧的用于控制电脑系统的3个控制键，如图所示。其中Esc键和F1F12功能键在不同的应用软件中有着各自不同的功能。通常情况下，按Esc键可以
13、把已输入的命令或字符串取消，在一些应用软件中可起到取消和退出的作用；在程序窗口中按F1键可以获取该程序的帮助信息；按Power键将执行关机操作；按Sleep键将使电脑转入睡眠状态以节约用电；按Wake Up键可将电脑从睡眠状态唤醒。,38,键盘的使用,小键盘区,位于键盘的最右侧，主要用于快速输入数字及进行光标移动控制，在银行系统和财务会计等领域应用非常广泛。,状态提示灯区,状态提示灯区位于小键盘区上方，主要包括Num Lock、Caps Lock和Scroll Lock3个提示灯，如图1-50所示，分别用来提示小键盘工作状态、大小写状态以及滚屏锁定状态。,39,击键指法与姿势,手指的分工,注意
14、：初学者要养成良好的触键习惯，即随时保持双手位于基准键位，完成其他键的击键动作后也应迅速回到相应的基准键位。,40,手指的分工,说明：只有进行手指分工后，操作键盘时才不会出现盲目、混乱输入的情况。,在将各手指分别放于基准键位后便可开始击键操作，这时除拇指外，双手其他手指应分别“管辖”不同的区域，即分别负责相应字符的输入，如图所示。,41,击键的规则,说明：初练应严格按照击键规则练习，这样会迅速提升指法；错误习惯一但养成，很难纠正！,1、敲击键位要迅速，按键时间不宜过长，否则易造成重复输入的情况。2、击键时应该是指关节用力，而不是手腕用力。3、每一次击键动作完成后，只要时间允许，一定要习惯性地回
15、到各自的基准键位。4、应严格遵守手指分工，不要盲目乱打。5、尽量学会“盲打”，即不看键盘，凭手指触觉击键。,42,软件是计算机中所有的程序、数据和各种文档资料的总称。,计算机软件系统,43,程序设计语言, 程序设计语言是人类操纵计算机的语言，是程序设计的工具, 程序设计语言的分类（1）机器语言（2）汇编语言（3）高级语言 BASIC、FORTRAN、COBOL PASCAL、C、Visual Basic,44,操作系统的形成与发展,操作系统OS(Operating System)是配置在计算机硬件上的第一层软件，其他所有的系统软件、应用软件都依赖操作系统的支持。操作系统是所有计算机都必须配置的
16、软件。,操作系统(OS，Operating System)是控制计算机所有活动的核心，是软硬件资源的组织者和管理者。操作系统功能组织和管理整个计算机系统的硬件和软件资源，在用户和程序之间分配系统资源，使之协调一致地、高效地完成各种复杂的任务。,45,1. CPU管理 （硬件核心部件，以进程为单位进行分配和运行,2. 存储器管理（为进程分配内存空间，提高内存利用率）,3. 文件管理（文件存储空间、目录、文件共享和保护）,4. 外部设备管理（显示器、打印机、扫描仪、触摸屏）, 操作系统的功能,操作系统的形成与发展,5. 作业管理（进入系统的作业进行调度和控制）,46,操作系统的发展历程,人工操作,
17、批处理操作系统,分时操作系统,实时操作系统,操作系统的形成与发展,47,Windows 98,Windows Me,Windows 2000,Windows XP, Windows操作系统,几种常见的操作系统,48,几种常见的操作系统,49,数制,所谓数制，就是人们利用符号来计数的科学方法，又称为计数制。,数制有很多种，例如最常使用的十进制，钟表的六十进制（每分钟60秒、每小时60分钟），年月的十二进制（一年12个月）等。,无论哪种数制，都包含两个基本要素：基数和位权。,50,基数,基数,在一个计数制中，表示每个数位上可用字符的个数称为该计数制的基数。例如：,可使用0、19，共10个数,十进制
18、,基数为10,逢十进一,可使用0、1，共2个数,二进制,基数为2,逢二进一,可使用0、17，共8个数,八进制,基数为8,逢八进一,可使用0、19、AF，共16个数,十六进制,基数为16,逢十六进一,51,位权,位权,是以基数为底、数码所在位置的序号为指数的整数次幂。,问题的提出：一个数码处在不同位置所代表的值是不同的。例如十进制中，数字5在个位、十位、小数点后1位分别代表5、50和0.5，这是为什么呢？,回答：其奥妙就在于位权。因为在十进制中，个位、十位、小数点后1位的位权不同，分别为1、10和0.1。,52,位权,各位位权 103 102 101 100 10-1 10-2 ,位权的两要素：
19、基数和位置序号。其中位置序号的排列规则如下：小数点左边，从右至左分别为0，l，2，3，小数点右边从左至右分别为-1，-2，-3，。,基数：10；位置序号 3 2 1 0 -1 -2 ,十进制,各位位权 23 22 21 20 2-1 2-2 ,基数：2；位置序号 3 2 1 0 -1 -2 ,二进制,53,各位位权 83 82 81 80 8-1 8-2 ,基数：8 ；位置序号 3 2 1 0 -1 -2 ,八进制,各位位权 163 162 161 160 16-1 16-2 ,基数：16；位置序号 3 2 1 0 -1 -2 ,十六进制,位权,54,以十进制为例，十进制的个位数位置的位权是
20、，十位数位置的位权为 ，小数点后第1位的位权为 。十进制数1536958的值等于：,有了基数和位权，我们就可以将一个数按权展开了：,101,101,10-1,说明： 请大家记住，任何进制数转化为10进制数，只需按权展开即可。我们后面讲到的二进制数转化为10进制数，就是将一个2进制数按权展开。八进制、十六进制数是同样的道理！,55,计算机中常用的数制的表示如表所示,56,计算机中常见的各种进制数之间的对应关系见下表,57,二数制,（1）二进制使用0和1进行计数，相应地对应两个基本状态。对于物理元器件而言，一般也都具有两个稳定状态，这些可以用0和1两个数码来表示。,（2）二进制数的运算法则少，运算
21、简单，使计算机运算器的硬件结构大大简化。,（3）二进制的0和1可以对应逻辑中的真和假，可以很自然地进行逻辑运算。,在现代电子计算机中，采用0和1表示的二进制来进行计数。为什么计算机中使用二进制进行计数，而不采用其他计数制呢?,58,十进制,二进制,27.25,24 23 22 21 20 2-1 2-2,+ + + + + +,例 （11011.01）2 =,总结：按权展开,二数制数与十进制数的转换,59,十数制数与二进制数的转换,10010.11,. 余1,0.8125 2,总结：分为整数部分（除2取余、自底向上） 和小数部分（乘2取整、自顶向下）,60,十进制,八进制,678.15625,
22、83 82 81 80 8-1 8-2,+ + + + +,例 （1246.12） 8 =,总结：按权展开,八进制与十进制的转换,61,十进制与八进制的转换,1246.117,1 . 余1,0.156 8,总结：分为整数部分（除8取余、自底向上） 和小数部分（乘8取整、自顶向下）,62,十进制,十六进制,788.07031,162 161 160 16-1 16-2,+ + + +,例 （314.12）16 =,总结：按权展开,十六进制与十进制的转换,63,13A.4F,0.31 16,总结：分为整数部分（除16取余、自底向上） 和小数部分（乘16取整、自顶向下）,十进制与十六进制的转换,64
23、,八进制,二进制,（35.64）8,例 （11101.1101）2 =,（100101.110001） 2,例 （45.61）8 =,总结：二进制、八进制之间存在着特殊的对应关系，即 =8，也就是每3位二进制数可以表示一位八进制数。,23,二进制与八进制的转换,65,十六进制,二进制,（3D.5C）16,例 （111101.010111）2 =,（1001011.01100001） 2,例 （4B.61）16 =,总结：二进制、十六进制之间存在着特殊的对应关系，即 =16，也就是每4位二进制数可以表示一位十六进制数。,24,二进制与十六进制的转换,66,信息编码,信息需要按照规定好的二进制形式
24、表示才能被计算机处理，这些规定的形式就是信息编码。,用二进制编码表示十进制数的方式,即每1位十进制数数字对应4位二进制编码,又称8421码。,67,在计算机中，各种字母和符号必须使用规定的二进制码表示，计算机才能处理。在西文领域，目前普遍采用的是ASCII码(American Standard Code for InformationInterchange，美国标准信息交换码),ASCII码,68,全拼码、简拼码、双拼码、五笔字型码,汉字输入码,汉字机内码,汉字的机内码是供计算机系统内部进行存储、加工处理、传输等统一使用的代码,汉字字形码,汉字字库中存储的汉字字形的数字化信息，用于汉字的显示和
25、打印,机内码,输入码,字形码,汉字编码,69,基本运算,例 （1001）2+（1100）2=,70,逻辑运算规则,00=0 01=0 10=0 11=1,000 011 101 110,逻辑与,逻辑或,逻辑异或,0+0=0 0+1=1 1+0=1 1+1=1,例 （100110）2和（100010）2的逻辑与运算,结果是（100010）2,0=1 1=0,逻辑非,逻辑运算,71,计算机安全的概念,国际标准化组织（ISO）的定义：计算机安全为数据处理系统建立和采取的技术的和管理的安全保护，保护计算机硬件、软件数据不因偶然的或恶意的原因而遭到破坏、更改和泄露。,72,计算机系统所面临的威胁,对实体的威胁和攻击 对信息的威胁和攻击信息泄露信息破坏,73,计算机病毒概述,计算机病毒是人为制造的、能对计算机系统的安全产生重大危害的一种程序。指编制或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。,74,计算机病毒的特点,传染性破坏性寄生性隐蔽性欺骗性,75,计算机病毒的分类,引导区型病毒文件型病毒混合型病毒宏病毒Internet病毒,76,计算机病毒的消除,软件方法硬件方法,
