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1、第一章 计算机基础知识,1.1 计算机的发展1.2 数据在计算机中的表示1.3 计算机硬件的组成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 计算机病毒与预防,主要内容,1.1 计算机的产生与发展,1.1.1 计算机的发展与信息社会1.1.2 计算机的特点、用途和分类1.1.3 计算机的新技术1.1.4 未来计算机的发展趋势1.1.5 信息技术的发展,1.1.1 计算机的发展与信息社会,电子计算机是指由电子器件组成、具有逻辑判断、自动控制和记忆功能的现代计算和信息处理工具。,什么是计算机？,世界上第一台电子数字式计算机于1946年2月15日在美国宾夕法尼亚大学研制成功，它的
2、名称叫ENIAC(埃尼阿克)，是电子数值积分式计算机(The Electronic Numberical Intergrator and Computer)的缩写。它使用了17468个真空电子管，耗电174千瓦，占地170平方米，重达30吨，每秒ERIAC电子计算机钟可进行5000次加法运算。虽然它还比不上今天最普通的一台微型计算机，但在当时它已是运算速度的绝对冠军，并且其运算的精确度和准确度也是史无前例的。,ENIAC诞生后，美籍匈牙利数学家冯诺依曼提出了重大的改进理论，主要有两点：（1）采用二进制。（2）存储程序控制。（3）计算机的五个基本组成部件。计算机应具有运算器、控制器、存储器、输入
3、设备和输出设备等五个基本功能部件。直至今天，绝大部分的计算机还是采用冯诺依曼方式工作。,表1.1 计算机发展的四个阶段,一般根据计算机所采用的物理器件，将计算机的发展分为几个阶段,如下图表所示：,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 计算机的特点、用途和分类,2.计算机的用途,1、科学计算（Scientific Computation）弹道轨迹、天气预报、高能物理等,2、数据处理（Data Processing）办公自动化、事务处理、情报检索等,3、过程控制（Process Control）（
4、或称实时控制)机械、冶金、电力及卫星、导弹发射等,4、计算机辅助系统（Process Control）计算机辅助设计CAD；计算机辅助制造CAM；计算机辅助教学CAI；计 算机辅助测试CAT等,6、人工智能（Artificial Intelligence）专家系统、自然语言理解、机器人等,5、计算机网络与通信（Computer Network and Communication）,7、数字娱乐 8、嵌入式系统,1、巨型（或超级）计算机2、大型计算机3、小型计算机4、微型计算机5、工作站6、服务器,3.计算机的分类,区别：体积、功能、应用、数据存储量、指令系统、价格,1)按处理数据的形态分类：数
5、字计算机、模拟计算机和混合计算机。2）按使用范围分类：通用计算机和专用计算机。,1.1.4 未来计算机的发展趋势,1.计算机发展趋势：巨型化：性能最好，功能最强，容量最大，速度最快。微型化：体积小，功能全，价格低，可靠性高。网络化：共享计算机软件、硬件资源。智能化：让计算机模仿人的感觉、行为、思维的机理。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,1.2 数据在计算机中的表示,1.2.1 计算机采用二进制编码1.2.2 进位计数制1.2.3 R进制转换为十进制1.2.4 十进制转换为R进制1.2.5 八进制转换为十六进制1.2.6 计
6、算机中的信息单位1.2.7 字符,1.2.1计算机采用二进制数的原因,1、电路简单，在技术上容易实现。2、可靠性高。3、运算规则简单。4、可与逻辑运算对应。,1.2.2 进位计数制,定义：进位数制，简称“进制”是按进位的原则进行计算的数制。,进位计数制的表示方法：1、（101111）2 是二进制数，（188）16 是十六进制数。2、在数字后面加上一个英文字母表示。其中，十进制用D(Decimal)表示，二进制用B（binary）表示，八进制用Q（Octal）表示，十六进制的用H（Hexadecimal）表示。例如：1011B为二进制数，188H是十六进制数。,进制数的特点,进制的特点：（1）数
7、制的基数确定了所采用的进位计数制。表示一个数时所用的数字符号的个数称为 基数（Radix）。如十进制数制的基数为10；二进制的基数为2。对于N进位数制，有N个数字符号。如十进制中有10个数字符号：09；二进制有2个符号：0和1；八进制有8个符号：07；十六进制共有16个符号：09、AF。（2）逢N进一。如十进制中逢10进1；八进制中逢8进1；二进制中逢2进1；十六进制中逢16进1。（3）采用位权表示方法。处在不同位置上的相同数字所代表的值不同，一个数字在某个位置上所表示的实际数值等于该数值与这个位置的因子的乘积，而该位置的因子由所在位置相对于小数点的距离来确定，简称为位权（Weight）。例如
8、：十进制数的位权是10的整数次幂，其个位的位权是100，十位的位权是101。,位权与基数是进制数中的两个要素。,1、进位制数的表示,例如：十进制数1234.56的展开式为：1234.56=1103+2102+3101+4100+510-1+610-2,一个任意的十进制数都可以表示成：,2、进制数之间的转换,1、二、八、十六进制转换成十进制数。转换方法：将二、八、十六制数按位权进行多项式展开，然后在十进制中按照“逢十进一”的运算规则进行运算。,例题：,例1：将十进制数314.16按权展开：314.16=3 102+1 101+4 100+1 10-1+6 10-2例2：把(1101.01)B写出
9、展开式，并指出它表示的十进制数。1 23+1 22+0 21+1 20+0 2-1+1 2-2=(13.25)10例3:(317)O相当于十进制数的多少？3 82+1 81+7 80=(207)10练习：(3C4)H代表的十进制数是什么？,2、十进制数转换成二、八、十六进制数转换方法是整数部分和小数部分分别转换。整数部分采用“求商逆取余”，小数部分采用“求积顺取整”。例1-4 将（87)10分别转换成二进制数。转换如下：结果为（87）10=（1010111）2,十进制转换为二进制数,（175）10=（10101111）2（0.8325）10=(0.1101)2,（186378）10=(1011
10、1010.011)2,进制之间数的对应关系,1.2.7 字符,1、ASCII码 在计算机中，字符的存储和通信普遍采用ASCII码（美国标准信息交换码）。ASCII码用七位二进制数进行编码，可表示128个字符，包括09十个数码符号、52个大小写英文字母、32个标点符号和运算符、34个控制符。若要确定一个字符的ASCII码，先在表中查出其位置，然后确定其所在位置对应的列和行。根据列确定所查字符的高3位编码，根据行确定所查字符的低4位编码，最后将高3位与低4位编码组合在一起，即为所查字符的ASCII码。例如：字符“A”的ASCII码是1000001（用十进制表示为65D）；字符“0”的ASCII码是
11、0110000（用十进制表示为48D）。新版本的ASCII-8采用8位二进制编码表示，可表示256个字符。最高位为0的ASCII码称标准ASCII码；最高位为1的128个ASCII码称扩充ASCII码。,一、字符编码,计算机能识别的信息只能是由0和1表示的二进制的信息,1、EBCDIC码,2、ASCII码(美国标准信息交换码),记忆：数字0表示为：0110000B字母A表示为：1000001B字母a表示为：1100001B,7位版本ASCII码,30H=48D41H=65D61H=97D,计算机里用8位二进制表示一个字节，即1Byte=8bit,注意：通常情况下说ASCII码指十进制数据,3、
12、汉字编码,7位ASCII码只能表示最多128个符号，8位为256个（都用一个字节表示），对于汉字则用2个字节(16位)表示一个汉字，可最多表示216=65536个符号。,(1)汉字信息交换码(国标码)_GB2312-80,常用汉字及其分级,两个字节存储一个国标码,国标码的编码范围,区位码,区位码、国标码和机内码的关系,区位码+2020H=国标码,国标码+8080H=机内码,区位码+A0A0H=机内码,3、汉字编码,(2)汉字输入码,(3)汉字内码(最高位置“1”),(1)汉字信息交换码(国标码)_GB2312-80,(4)汉字字形码,点阵汉字占用存储空间计算方法如3232占用3232 位二进制
13、，折3232/8字节,(5)汉字地址码,(6)各种汉字代码间的关系,(7)汉字字符集简介,计算机系统结构通常由五大部件组成，各部分之间的关系如图所示。计算机基本结构,1.3 计算机硬件的组成,程序或结果,数据流,指令流,程序或数据,地址,操作命令,反馈信号,请求信号,控制信号,组成部分：,1 存储器：是计算机的记忆装置，主要是存放程序和数据。2 运算器：用于加工、处理数据的部件，主要完成对数据的算术运算和逻辑运算。3 控制器：是计算机的控制部件，它控制其他部 件协调统一的工作，并能完成对指令的分析和执行。,4 输入和输出设备 输入设备：是从计算机外部向计算机内部传送信息的装置。其功能是将数据、
14、程序及其他信息，从人们熟悉的形式转换为计算机能够识别和处理的形式输入到计算机内部。常用的输入设备有键盘、鼠标、光笔、扫描仪等。输出设备：输出设备是将计算机的处理结果传送到计算机外部供计算机用户使用的装置。其功能是将计算机内部二进制形式的数据信息转换成人们所需要的或其他设备能接受和识别的信息形式。常用的输出设备有显示器、打印机、绘图仪等。,5 总线：,微型机系统,硬件,软件,主机,外部设备,内存,CPU,控制器,随机存储器(RAM),只读存储器(ROM),输入设备,输出设备,系统软件(操作系统、语言处理程序等),应用软件(字处理、计算机辅助设计等),运算器,计算机系统组成结构,辅存储器,1.4
15、微型计算机的组成,1.4.1 微型计算机的硬件组成,1.4.1 微型计算机的硬件组成,微型计算机硬件系统：主机和常用外围设备。主机：中央处理器、内存储器、主板、硬盘、显卡、软盘驱动器、光盘驱动器、电源接线、数据线、接口等。常用外围设备：显示器、键盘、鼠标器、外存储器、打印机等。,下一节,计算机的基本组成,鼠 标,音 箱,键 盘,麦克风,音 箱,显示器,主 机,返回,一、主机,1、认识主机箱,返回,2、认识电源接线,硬盘或光驱电源插头,软驱电源插头,主板电源插头,返回,这些排线我们可以称之为数据线，它把硬盘、软驱、光驱等部件连到主板上，数据就通过它在主板和这些部件之间进行传输。,返回,3、认识主
16、板,赛扬-CPU,K6III-CPU,PIII-CPU,P4-CPU,返回,5、认识内存,可读写存储器（RAM）：在CPU运行期间即可读出信息又可写入信息，但在断电后所存的信息就会丢失。,返回,只读存储器(ROM)：关电后存储器里的信息不会消失,64M、128M、256M等,ROM-BIOS,6、认识硬盘,硬盘数据线接口,硬盘电源线接口,返回,7、认识显卡和声卡,显卡,声卡,返回,这是显示卡，安装在专门的AGP显示卡插槽中，显示器的信号线就接在它后面。这个深褐色的插槽就是AGP插槽，它一般在其他扩展槽的上方。,这块是声卡，安装在ISA插槽，在ISA插槽中可以安装ISA接口的声卡、内置MODEM
17、等。,二、常用外围设备,返回,所谓计算机软件，就是指支持计算机运行或解决某些特定问题而需要的程序、数据以及相关的文档。,1.5 软件系统,系统软件是指维持计算机系统正常运行和支持用户运行的应用软件的基础软件，包括操作系统、程序设计语言、数据库管理系统等。,应用软件则是指为解决某个或某类给定的问题而设计的软件。如文字处理软件、绘图软件、数值计算软件以及用户针对各种应用而自行开发的软件等。,1.5.1 进程与线程,进程 进程是程序的一次执行过程，是系统进行调度和资源分配的一个独立单位。或者说，进程是一个程序与其数据一道在计算机上顺利执行时所发生的活动。简言之，就是一个正在执行的程序。线程 为提高C
18、PU的利用率，目前许多操作系统把进程再“细分”成线程。,操作系统（Operating System，OS）是计算机中用来控制和管理系统中的硬件资源和软件资源，并且提供用户支持的程序以及与之有关的各种文档。,它是整个计算机系统的管理控制中心。,处理机管理（CPU）内存管理设备管理信息管理用户接口,主要功能：,目前在微机上运行的操作系统主要有MS-DOS、Windows、Unix、Linux等。,1.5.2 软件系统及其组成,操作系统的典型结构,（1）单用户操作系统（2）批处理操作系统（3）分时操作系统（4）实时操作系统（5）网络操作系统,程序（Program）是指用某一种计算机语言编写的计算机可
19、以直接或间接执行的代码序列。例如C、Basic、Pascal等都是常用的程序设计语言。,程序设计语言,1机器语言机器语言（Machine language）是一种面向计算机的程序设计语言，用它所设计的程序是目标程序。可移植性较差。,2汇编语言汇编语言（Assembly language）是一种接近机器语言的符号语言。,3高级语言高级语言（High-level language）是一种完全符号化的语言，其中采用自然语言（英语）中的词汇和语法习惯，容易为人们理解和掌握；它完全独立于具体的计算机，编写的程序为源程序，具有很强的可移植性。,将源程序翻译成目标程序，其翻译过程有两种方式：一是解释方式，二
20、是编译方式。,1.5.3 计算机语言,1办公软件套件（文字处理软件）专门用于各种文字处理的应用软件，提供了文字的输入、编辑、格式处理，页面布置，图形插入，表格编辑等功能，使人们可以在它所提供的环境中轻松处理自己的文章、著作。如金山WPS、微软Word等。,1.5.4 应用软件,2多媒体处理软件（图形图像处理软件）（1）AutoCAD：是目前广泛应用的计算机绘图软件。（2）3DS Max：是AutoDesk公司推出的多功能、真实感强、具备实体造型功能的三维动画软件。（3）Photoshop：是Adobe公司出品的专门用作平面图像处理的应用软件。,3Internet工具软件如Web服务软件、Web
21、浏览器、文件传送工具FTP、远程访问工具Telnet、下载工具FlashGet等。,2.图像 1)静态图像数字化 2）动态图像的数字化 3）点位图和矢量图 4）图像文件格式 5）视频文件格式.avi文件：是Windows操作系统中数字视频文件的标准格式。.mov文件：是QuickTime for Windows 视频处理软件所采用的视频格式。,1.6.3 多媒体数据压缩,数据压缩可以分为两种类型：无损压缩和有损压缩。JPEG标准：是第一个针对静止图像压缩的国际标准。JPEG标准制定了两种基本的压缩方案：以离散余弦变换为基础的有损压缩编码方案和以预测技术为基础的无损压缩编码方案。MPEG标准：规
22、定了声音数据和电视图像数据的编码和解码过程、声音和数据之间的同步等问题。,1.7 计算机病毒与防治,一、计算机病毒的定义 计算机病毒是一种隐藏在计算机系统中，具有很强的再生性，能够自我复制、对外传播，对计算机系统进行破坏的计算机程序。二、计算机病毒的主要特性(1)寄生性(2)破坏性(3)传染性(4)潜伏性(5)隐蔽性三、计算机病毒的分类 1、按病毒的破坏性可以分为良性病毒和恶性病毒两类。2、按病毒的感染对象分为引导型病毒、文件型病毒和混合型病毒。四、计算机病毒的传染途径 计算机病毒是依靠传播媒介的携带才得以迅速传播的，其主要传播媒介有：存储器（软盘、硬盘、光盘）和计算机网络。,目前，常见的计算
23、机冰毒按其感染的方式，可分为如下5类：（1）引导区型病毒（2）文件型病毒（3）混合型病毒（4）宏病毒（5）Internet病毒（网络病毒）,计算机病毒的分类,计算机病毒的检测与清除,检测并清除计算机病毒的方法很多，简便并常用的是使用反病毒软件。目前常用的反病毒软件主要有：中国公安部开发的“KILL”、北京江民新技术公司开发的“KV系列”、北京瑞星电脑公司开发的“瑞星”等。反病毒软件一般都具有被动性和滞后性。反病毒软件是在对已知的病毒进行特征分析后编制的，因此只能检测并清除已经认识的病毒。除了使用反病毒软件外，还可使用防病毒卡进行病毒的防治。防病毒卡是一种将软件和硬件相结合的防毒技术，其本身是一块可以插入计算机主板扩展槽的电路板，板上固化着各种反病毒程序。当系统启动后，防病毒卡开始工作，动态地检查系统中运行的程序。防病毒卡本身是硬件设备，不容易被病毒感染，但携带和升级没有反病毒软件方便。,1.7.2 计算机病毒的预防,为了防范计算机病毒的侵害，使用计算机时应该养成良好的防病毒习惯，主要有：（1）专机专用；（2）对系统盘及其他含有重要数据的软盘进行写保护；（3）慎用网上下载的软件；（4）分类数据管理。（5）建立备份。（6）采用病毒预警软件或防病毒卡。（7）定期检查。（8）准备系统启动盘。,
