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1、第1章,计算机基础教程,授课教师：梁吉,6课时,教学目标：掌握计算机的发展史、特点、分类和应用领域掌握数制的基本概念，各种数制间的转换了解计算机中西文字符和汉字的编码熟悉掌握计算机系统的组成了解计算机的性能和技术指标了解计算机病毒的概念和防治,重点、难点：计算机的发展史、特点、分类和应用领域数制的基本概念，各种数制间的转换计算机中西文字符和汉字的编码计算机系统的组成,第一章计算机基础知识,1.1计算机概述,一、计算机发展史,1946年2月15日，世界上第一台电子计算机ENIAC在美国宾夕法尼亚大学诞生。,特点：该计算机使用了1500个继电器，18800个电子管，占地170m2，重30吨，功率1
2、50kW,耗资40万美元。每秒可进行5000次加法和减法运算。,1970年至今,第一代,第二代,第三代,第四代,电子管,晶体管,中小规模集成电路,（超）大规模集成电路,时代,特征,1946-1958,1958-1965,1965-1970,发展史,二、计算机的主要特点,1、处理速度快,2、计算精度高,3、存储容量大,4、工作全自动,5、网络与通信功能,三、计算机的应用领域,1、数值计算,2、信息处理,3、实时控制,4、辅助系统,5、人工智能,6、网络与通信,7、数字娱乐,8、嵌入式系统,四、计算机的分类,电子计算机,模拟计算机,数字计算机,数模混合计算机,专用计算机,通用计算机,巨型机,大型机
3、,小型机,微型机,工作站,服务器,（按处理数据的形态）,（按应用范围）,（按性能分类）,五、计算机的未来发展趋势,1、发展趋势,巨型化,微型化,网络化,2、未来新一代的计算机,模糊计算机,生物计算机,光子计算机,超导体计算机,量子计算机,六、信息技术的发展,1、信息基础技术,2、信息系统技术,3、信息应用技术,1.2数制及数制转换,1.2.1 数制的基本概念,十进制计数值（Decimal）二进制（Binary）八进制（Octal）十六进制（Hexadecimal）,进位计数制三个基本特点:基数 某计数制中,数码的个数，如十进制的基数为10，数码为0，1，2，3，9 逢n进一 如十进制中逢10进
4、1 位权 某计数制中,数位中数码所代表数值的大小等于这数码乘上一个固定的值,该值称为位权的，如10，100，计算机内部使用二进制数 一个二进制数可按位权展开成一个多项式，例如：(11.101)221+120+12-1+02-2+12-3,数的进制,十六进制数 十进制数 二进制数 八进制数(1)十进制数与二进制数之间的转换 例1.1 将117转换成二进制数结果为1110101，通常写成(117)10(1110101)2,1.2.2 各种数制之间的转换,另一简便方法例(97)10(1100001)2 97-64 分解数 33-32 分解数 1 分解数,例1.3 将十进制小数0.6875转换成二进制
5、数 结果为:(0.6875)10=(0.1011)2例1.4 将十进制数117.6875转换成二进制数(117.6875)10=(117)10+(0.6875)10=(1110101)2+(0.1011)2=(1110101.1011)2,(2)二进制数与八进制数之间的转换,“三位一并法”“一分为三”例1.6 将二进制数11001011.01011转换成八进制数 011 001 011.010 110|3 1 3.2 6 因此(11001011.01011)2=(313.26)8,(2)二进制数与十六进制数之间的转换,“四位一并法”“一分为四”例如(11001011.01011)2(CB.58
6、)16 举例:下列各数中，最大的一个数是A.(11011001)2 B.(75)10C.(37)8 D.(A7)16,答案？,1.3计算机中字符的编码,在计算机内部，数据是以二进制形式存储和运算的。数据采用的单位有位、字节和字。位(bit)是指二进制数的一个位8个二进制位作为一个字节，即1 B=8 bit字是由一个或若干个字节组成的存储单元组成一个字的二进制位数叫做该字的字长 存储器的容量：B，KB，MB，GB，TB,1.3.1西文字符编码,ASCII码是通用的字符编码 例如：字母A的ASCII码为1000001(十进制为65)每个ASCII码用一个字节表示，最高二进制位为0,1.3.2汉字的
7、编码,1.区位码和国标码 例如，汉字“啊”的区位码为1601，转换成16进制数为1001H，则国标码3021H。2.汉字内码(机内码)例如，汉字“啊”的区位码为1601，转换成16进制数为1001H，则机内码B0A1H 每个汉字内码采用两个字节表示，最高二进制位均为1 3.汉字外码(汉字输入码),4.汉字字形码,每个汉字是由特定点阵构成的图形汉字处理大致可分为三个步骤：(1)汉字信息输入(键盘输入、语音输入或字形输入)(2)汉字信息的加工处理(从某种意义上说，汉字处理过程实际上就是对汉字代码的转换过程)(3)汉字信息的输出(显示输出、打印输出和语音输出等),汉字编码之间的关系,其他系统的汉字编
8、码,交换码（国标码）,显示打印,输入,机内码,字形码,汉字信息,外码(输入码),汉字信息,汉字库,两个字节最高二进制位均为1,“啊”的输入,内码B0A1,汉字库,“啊”字形码的地址,外码 a(拼音)kbsk(五笔字型)1601(区位码),1.4指令和程序设计语言,1.4.1计算机的指令系统,指令是计算机完成某一操作而发出的只是或命令。,一条指令包括操作码和地址码。,1.4.计算机程序设计语言,机器语言 汇编语言高级语言非过程化语言,1011000000000101.,MOV A,5ADD A,2.,LET A=5+220 PRINT A.,1.5 计算机系统的组成,硬件系统（Hardware）
9、软件系统（Software）,计算机系统的基本组成,计算机系统,硬件系统,软件系统,主机,外部存储器,中央处理器（cpu）,内存储器,运算器,控制器,只读存储器,随机存储器,外部存储器,输入/输出设备,系统软件,应用软件,操作系统程序语言处理系统数据库管理系统服务程序,通用应用软件专用应用软件,1.5.1计算机基本结构原理,1、“存储程序控制”的概念,2、计算机五大基本部件的功能,运算器（ALU）、控制器（CU）、存储器、输入/输出设备（I/O）,计算机硬件系统五大部件的关系,1.5.2 微机的硬件部件及其功能,cpu包括运算器和控制器，是计算机的运算和控制中心。单处理器及多处理器 控制器组成
10、：寄存器、指令译码器、程序计数器(PC)、定时及控制单元等 控制器的主要任务是从内存储器中读取指令，经过译码分析，再向各部件发出执行指令的控制信号 取指分析执行 自动执行程序中的指令 运算器(又称算术逻辑单元，简称ALU)主要完成各种算术运算和逻辑运算,1、中央处理器（cpu）,中央处理器主要技术性能指标：字长及主频率 主频率=外频率*倍频中央理器的发展：Pentium Pentium ProP P P4 安腾(ITanium，64位)等 目前主流机型cpu，其性能已达到或超过传统中小型机；Intel公司2000年推出安腾cpu，至今已有多款产品。而AMD公司于2003年4月推出能从32位平滑
11、过渡的64位cpu“铁锤”(Opteron)如“电话升位”，开创新纪元 安腾的运算速度比早期巨型机快40倍。与32位机比较，每次传送的位数增加1倍，表示的数为以前的232倍,2、存储器,存储器是计算机记忆信息的装置 可分为内存储器和外存储器 内存储器 内存储器简称内存 可以直接和中央处理器进行数据交换，因此存取速度快 内存主要用来存放当前运行所需的程序和数据 地址：一般按字节分配地址,分类：随机存取存储器(RAM)只读存储器(ROM)RAM又可分为：静态(SRAM)动态(DRAM)其他几种内存储器 BIOS（基本输入输出系统）CMOS（存放机器系统的基本设置信息)Cache（高速缓冲存储器),
12、高速缓冲存储器(Cache),在CPU和内存之间设置一种高速缓冲存储器(Cache)，以此弥补内存的运行速度与CPU之间的差距。CPU对Cache的访问速度比一般内存快得多。目前在微机中,Cache分为一,二级即L1和L2:内存储器主要性能指标：内存容量、存取周期,外存储器,外存储器简称外存。它通常是一种与主机相对独立的存储器部件。与内存比较，外存容量一般都比较大，但存取速度慢 外存不能直接与CPU交换信息 计算机常用的外存储器有多种：软盘存储器、硬盘存储器、光盘存储器、usb优盘和usb移动硬盘。,软盘存储器,软盘是曾经被广泛采用的外存储介质 使用方便，常用于数据备份和不同计算机之间的信息交
13、流。存储格式：磁道（同心圆信息记录道,编号由0开始）扇区（sector)磁面 软盘的容量=磁面数磁道数扇区数512B 写保护/保养,扇区,末磁道,0 磁道,由多个金属盘片组成，并有多个磁头同时读写。目前常用4060GB硬盘；已推出80GB的高速硬盘硬盘转速有5400转/分和7200转/分分为低级格式化和高级格式化,硬盘存储器,CD光盘存储器 CD光盘具有容量大、寿命长、价格低等特点 一个CD光盘的容量为650 MB 类型：只读/一次写入型/可擦写型 光盘刻录机 DVD光盘存储器 一个DVD光盘的容量为17GB 目前流行16倍速DVD,移动存储器,主流产品：优盘、移动硬盘等 优盘已取代软盘 优盘
14、，容量16MB16GB不等 可擦写100万次以上，数据至少保存10年 体积小，重量少于20克 类型：无驱型、启动型和加密型,3、输入设备,（1）键盘 键盘是最常用、最基本的一种输入设备,（2）鼠标(Mouse)在图形界面的环境下，鼠标可以取代键盘进行光标定位或完成某些特定的输入（3）其他输入设备 扫描仪、麦克风等,4、输出设备,（1）显示器 显示器的种类很多，目前常用的是以阴极射线管(CRT)为核心的显示器，笔记本式微机基本上采用液晶显示器。几个重要概念：显示器的点距、像素和分辨率，刷新率，显示卡，显存(VRAM)，真彩色,（2）打印机 三类具有图形功能的打印机:(1)针式打印机(2)喷墨打印
15、机(3)激光打印机（3）其他输出设备 绘图仪、耳机、音箱、视频投影仪等,5、总线（Bus）与主板（Main Board）,1.主板及其结构 由多层印刷电路板组成(常见4层、6层)主板安装了CPU芯片、内存条、CMOS、BIOS、时钟芯片、电池、扩展槽、电源、总线等(1)主板结构 主流机型：基于CPU及内存 一体化型：配置了各种标准接口电路 提供插槽（扩展槽），可扩充设备,主板,CPU插座,4个ISA扩展槽,3个PCI扩展槽,4个内存条插槽,2个IDE接口,1个软驱接口,电源连接,键盘接口,并行接口,串行接口,充电电池,1.5.3计算机的主要性能指标,1、字长 2、时钟主频3、运算速度 4、存储
16、容量5、存取周期,1.5.4计算机的使用环境,1、环境温度1535,2、环境湿度相对湿度不高于80%不低于20%,3、洁净要求4、电源要求5、防止干扰6、注意正常关机,1.5.5 计算机软件系统,软件是整个计算机系统中的重要组成部分 没有配备任何软件的计算机称为裸机 软件可分为系统软件和应用软件两大类 系统软件的两大特点：公用性、基础性,操作系统(Operating System，OS)是用户和计算机的接口，对硬、软件资源进行管理的一种软件(1)按操作系统所管理的用户数划分 单用户操作系统、多用户操作系统 单用户操作系统又分：单任务/多任务(2)按操作系统的功能划分:批处理操作系统、分时操作系
17、统、实时操作系统、网络操作系统、分布式操作系统等,1.操作系统,操作系统的功能:微处理器管理 存储管理 作业管理 设备管理 文件管理 PC操作系统发展历程：DOSWin3.xWin9xWin2000WinXPvisitawindows7,（2）语言处理系统（翻译程序）,（3）服务程序,（4）数据库系统(Data Base System),由数据库、数据库管理系统、用户所组成。,2.应用软件,应用软件可分为通用软件和专用软件 通用软件是为解决某一类问题而设计的 专用软件是为解决某些特殊问题而组织人力开发的软件。,办公软件 美国微软公司：Office 97 Office2000 Office200
18、2 Office2003 珠海金山公司 WPS 97 WPS Office WPS Office 2002 日本长期使用自已的民族软件：太郎（文字处理）花子（表处理）,目前危害计算机安全的主要是计算机病毒和黑客 1.7.1 计算机病毒的概述 60年代末开始出现利用计算机进行犯罪的活动 已经发现的病毒已超过4万种，每月以 300500种的速度增长 定义：对计算机系统具有破坏作用的计算机程序 制毒动机：恶作剧，报复和惩罚非法拷贝者,1.7 计算机病毒,2.计算机病毒的特点,(1)传染性。具有很强的再生和扩散能力，它能把自身拷贝给其他的程序(2)破坏性(3)隐蔽性(4)寄生性。一般都有一定的激活条件
19、，例如某个特定的时间或日期、某一数据改动等。(5)潜伏性,1.7.2 计算机病毒的分类与症状,1、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,2、症状,1.7.3 计算机病毒的防治,1、病毒的传播途径,通过外存储器,通过网络,“预防为主”。防范病毒入侵的有效方法是堵塞传播渠道 具体措施有：尽量不要让不明病毒情况的软盘到自己的机上使用 软盘写保护不要将磁盘随便借给他人使用对于交换的软件和数据文件，要先检测，确认无病毒时方可使用 对重要文件，要经常进行备份，以便当系统遭到破坏时，能及时得以恢复对执行重要工作的机器，要专机专用，专盘专用不要轻易打开或下载来历不明的文件或邮件,2、病毒的预防,如果发现了计算机病毒，通常的方法是采用现成的反病毒软件将其消除。常用的反病毒软件有：江民KV2010 瑞星 金山毒霸 诺顿 360杀毒软件 等等,3、病毒的清除,人有了知识，就会具备各种分析能力，明辨是非的能力。所以我们要勤恳读书，广泛阅读，古人说“书中自有黄金屋。”通过阅读科技书籍，我们能丰富知识，培养逻辑思维能力；通过阅读文学作品，我们能提高文学鉴赏水平，培养文学情趣；通过阅读报刊，我们能增长见识，扩大自己的知识面。有许多书籍还能培养我们的道德情操，给我们巨大的精神力量，鼓舞我们前进。,
