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第一章 计算机基础知识1

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第1章计算机基础知识

第1章计算机基础知识

第1 章计算机基础知识1．1 思考题1．计算机的定义与特点是什么？计算机自1946 年诞生以来，哪几件事情对它的普及影响最大？为什么？【答】计算机的定义：现代计算机通常指电子计算机，这是一种能够存储程序和数据、自动执行程序，快速而高效地完成对各种数字化信息处理的电子设备。

它能部分地代替人的脑力劳动，因此也俗称为电脑。

计算机的特点：运行速度快，计算精确度高，可靠性好，记忆和逻辑判断能力强，存储容量大而且不易损失，具有多媒体以及网络功能等。

计算机自1946 年诞生以来，以下几个方面的发展对它的普及影响最大：（1）组成计算机的主要电子器件，由电子管到中小规模、大规模和超大规模集成电路的变化，使得计算机的成本不断下降，体积不断缩小，功能不断增强，特别是微型计算机的出现，使得计算机广泛普及进而走进寻常百姓家成为可能。

（2）多媒体技术的快速发展，使得多媒体计算机成为学习、办公和家庭电脑的主流。

（3）网络技术特别是1995 年以后网络技术的迅速发展，并进入普通家庭，使计算机的发展进入了网络、微机、多媒体时代，或简称为进入了计算机网络时代，更进一步推动了计算机的普及。

2．什么是计算机的主要应用领域？试分别举例说明。

【答】计算机的主要应用领域有科学计算（也称数值运算）、数据处理（也信息处理）、自动控制（也称是实时控制或过程控制）、人工智能、网络应用、计算机模拟、计算机辅助设计、计算机辅助制造、计算机辅助教育等。

计算机的应用实例随处可见，读者可自行列举生活、工作中的许多例子。

3．计算机的主要类型有哪些？自从1975 年到现在的这些年中，PC 发生了哪些巨大的变化试用几句话概括这些变化的特点。

【答】计算机的主要类型有巨型机、大型主机（也称大型机）、小巨型机、小型机、工作站和微型机 6 类。

20 世纪70 年代中期出现的苹果机和20 世纪80 年代初期出现的IBM PC，均属卫星计算机（简称微型机或微机）。

IBM PC 及其兼容机又简称为PC。

第1章计算机基础知识

第1章计算机基础知识

计算机硬件的发展
电子计算机按其性能分类：
巨型计算机 大型计算机 中型计算机 小型计算机 微型计算机
4
微型计算机是第四代计算机的典型代表
微型计算机的发展
5
发展到以大规模集成电路为主要部件的第四代， 产生了微型计算机 以大规模、超大规模集成电路为主要部件，以 集成了计算机主要部件——控制器和运算器的 微处理器为核心所构造出的计算机系统 微处理器(Microprocessor)/微型计算机 (Microcomputer) 1971年，Intel公司设计了世界上第一个微处 理器芯片Intel4004，开创了一个全新的计算机 时代
同余的概念
同余的性质：
a+M=a(mod M)； a+nM=a(mod M)； 例：以12为模，-4+12=-4 (mod 12) 8= -4 (mod 12) 我们称8与-4对模12来说互为补数。
26
小结：
通过补数，将负数变成正数(减法变成加法) 计算机字长为n时，其模为2n (1 00······00) 计算机的序数是从0开始的，故2n在n位系统中是无 法表示的，它的表示形式与0的表示形式是一样的。
原码
数0的原码有两种不同形式:
[+0]原=00000000B [-0]原=10000000B
21
原码范围：
-127~127 11111111~01111111(0FFH~7FH)
例：8位原码机器数：
真值：x1＝ 84 = +1010100B x2 ＝－84＝－ 1010100B 机器数：[x1]原 = 01010100 [x2]原 = 11010100
符号位 数值位
机器数及真值
当一个数据用16位表示时，用最高位 D15表示符号

第1章 计算机基础知识

第1章 计算机基础知识
现代计算机不仅用来进行计算，还能综合处理声音、图像、 文字、视频和音频信号。
1.1.3 计算机的分类
1、按规模和综合性能指标分类 1) 巨型机：运算速度快，可达到数百亿次/秒。处理能力最强：航天、
气象等尖端领域。我国的“银河”、“神威”和“曙光” 等
2)大型机：运算速度在100万～几千万次/秒，大型、通用、速度较快、
1.2.1 计算机的基本结构
1．冯·诺依曼型计算机的基本结构 1945年美籍匈牙利科学家冯·诺依曼(Von Neumann)提
出了一个“存储程序”的计算机方案。这个方案包含3个 要点：
⑴采用二进制数的形式表示数据和指令。
⑵将指令和数据存放在存储器中。
⑶计算机硬件由控制器、运算器、存储器、输入设备和输 出设备5大部分组成。
随机存储器 （RAM）
计
内存储器 （内存）
算 机
外存储器（外存）
只读存储器 （ROM） 软盘
硬盘
系
光盘
统
键盘
外设
结
输入
图
显示器、投影机
输出设备（Output）
打印机
微机计算机系统
操作系统
绘图仪
语言处理程序
数据库管理系统
网络通信管理程序
系统软件 应用软件 软件系统
应用软件包 用户程序
几种类型的CPU（奔腾4、赛扬D、AMD）
Pentium 4 506+ 2.66G 接口类型：LGA 775
CPU主频：2.66 针脚数（Pin）：775
CPU外频： 制作工艺：0.09微米 二级缓存容量：1M CPU类型：台式机
64位技术：支持
Celeron D 346 3.06G 接口类型：LGA 775

第1章 计算机基础知识

第1章 计算机基础知识

第一章计算机基础知识1.1 计算机系统的组成硬件系统和软件系统1.11计算机的发展阶段1946-1957年电子管计算机1958-1964年晶体管计算机1965-1970年集成电路计算机1971年以后大规模集成电路计算机1.12“储存程序”工作原理计算机使用储存程序工作原理1.13 计算机指令系统（1）计算机指令系统的发展系列计算机复杂指令系统计算机精简指令系统计算机（2）指令的类型数据传送类指令MOV算术逻辑类指令ADD判定控制类指令CMP（3）指令的寻址方式立即寻址指令中带操作数寄存器寻址指令中带寄存器编号,寄存器中存操作数直接寻址指令中带操作数的地址寄存器间接寻址指令中带寄存器的编号，寄存器中带操作数的地址寄存器相对寻址基址寄存器中的地址加上指令中的地址为操作数的地址1.14 计算机的硬件组成运算器控制器存储器输入设备输出设备运算器和控制器成为中央处理器1.15 微处理器具有中央处理器功能的大规模集成电路分为：通用微处理器嵌入式微处理器数字信号处理器1.16 总线Cpu-内存总线i/o总线有：PCI总线usb 通用串行总线1394 高速串行总线Firewire1.17 计算机的软件组成A : 系统软件包括：程序设计语言处理；操作系统；数据库管理软件；服务性程序机器语言汇编语言翻译为机器语言（目标程序）执行高级语言高级语言(源程序) 编译为机器语言（目标程序）执行或者边解释边执行B: 应用软件1.18 计算机的配置和技术指标运算速度与主频存取周期以及何种指令系统有关主频字长决定了可处理的指令的长度存储容量数据传输率1.19 计算机的应用领域科学和工程计算数据和信息处理过程控制计算机辅助系统工程辅助设计（CAD）辅助制造（CAM）辅助测试（CAT）辅助教学（CAI）人工智能逻辑推理；理解自然语言，辅助疾病诊断等网络应用1.2 计算机中的信息表示1.21 计算机中的信息单位二进制1.22 基本的二进制运算1.23 数据在计算机中的表达方式原码反码补码1.24 计算机中的非数值信息一个字节的ASCII码1.3 计算机网络基础1.31 网络的基本概念（1）网络的形成与发展（2）计算机网络的主要特征计算机网络建立的主要目的是实现计算机资源的共享（资源共享）互联的计算机是分布在不同地理位置的多台独立的“自治计算机”联网计算机之间的通信必须遵循共同的网络协议网络协议三要素：语法，语义，时序语法：规定了用户数据与控制信息的结构与格式语义：规定了用户控制信息的意义以及完成控制的动作与相应时序：是对事件实现顺序的详细说明1.32 网络的分类根据传输技术分为：广播式网络点—点式网络需要通过路由选择算法根据覆盖范围分为：局域网，城域网，广域网广域网（远程网）：主要使用分组交换技术X.25网：建立在速率较低，误码率较高的电缆传输介质上，包括了差错控制，流量控制，阻塞控制等功能。

第一节 计算机基础知识

第一节 计算机基础知识
150千瓦的电力才能启动。整个
计算过程在程序控制下自动执行，中间无需人工干预，
每秒可做5000个加法，或500次乘法，或50次除法，工
作一小时完成的计算量相当于100个人用手摇计算机计
算两个月。"埃尼克''被认为是电子计算机的始祖，它开
创了电子计算机的历史。
3
4
▪ 2.计算机的发展
1.1.2 微型计算机的发展 概况
▪1．第一代（1971~1973年）4位型计算机 ▪2．第二代（1974~1978年）8位型计算机 ▪3．第三代（1979~1985年）16位型计算机 ▪4．第四代（1986~1992年）32位型计算机 ▪5．第五代（1993~今）64位型计算机 ▪位：指的是机器的字长，字长越长，其精度 越高。
已达几十亿次。
▪ 我国"银河"计算机
每秒达几亿次。
7
▪ 2 .计算精度高
▪ 一般电子计算机可以有十几位有效数字，有的在百位以上甚至更 高。
▪ 3.有较强的记忆能力
▪ 计算机能自动记忆住进入计算机的数据和程序，记忆的数据可以 达到几千万甚至几亿个。
▪ 4. 具有逻辑判断能力，自动化程度高
▪ 计算机并无自己的意志，它不能自己启动，不会自己寻求问题和 制定求解问题的方案，计算机必须接受人的指令。但是，一旦人 们把求解问题的一串指令输入机器启动后，计算机就能按照程序 自动地进行工作直到完成为止，工作过程中一般不需要的人工干 预。它不但能顺序地逐个执行指令，也能按照程序的规定通过逻 辑判断选定下一步要执行的指令，还可按照程序的规定使某些指 令反复执行若干遍。
大家好
1
第一章 计算机基础知识
2
第一章 计算机基础 1.1计算机概述

第一章计算机基础知识

第一章计算机基础知识
二、数制的转换 十→二 B
十进制小数0.8125转换为二进制小数。
0.8125 0.625 0.25 0.5
Х 2 Х 2 Х 2 Х2
1.6250 1.250 0.50 1.0
取整数部分： 1 b-1
1
0
1
b-2
b-3
b-4
小数部分可得： （0.8125）10=（0.1101）2 因此：69.8125D=100010.1101B
§2 计算机中信息的表示与存储
二、数制的转换 十→二 A
例1、3 把十进制数69.8125转换为二进制数
2 69
余数
对
2 34
整 数
2 17
69
28
转
24
1……b0 0……b1 1……b2 0……b3
换
22
0……b4
21
0……b5
0
1……b6
整数部分： （69）10=（1000101）2
§2 计算机中信息的表示与存储
位权：某数制每一位所具有的权值。如十进制的 个位的位权是“1”，百位的位权是“100”。
§2 计算机中信息的表示与存储
一、进位计数制 各进制的比较
数制 尾标
二进制 八进制 十六进 十进制 制
(2)、B (8)、O (16)、H (10)、D
数码 K 0、1 0～7
基数 R 2
8
位权
Fi=Ri
0 ～9， 0 ～9 A～F
计算机文化基础
第一章 计算机基础知识
第1章 计算机基础知识
§1 计算机的发展和应用 §2 计算机中信息的表示与存储 §3 计算机硬件系统 §4 计算机软件系统
§1 计算机的发展和应用

《大学计算机基础》第1章-计算机基础知识

《大学计算机基础》第1章-计算机基础知识

17
1.1.5 计算机的类型
按速度等指标分类
巨型机 大型通用机 微型计算机
工作站 服务器
按用途及使用范围分类
专用计算机 通用计算机
18
1.1.6 计算机的新技术
嵌入式技术
将计算机作为信息处理的部件， 嵌入到应用系统中的一种技术。
网格计算
充分利用成千上万个网络中 的闲置计算机共同参与计算。
中间件技术
9
第三代计算机
采用中、小 规模集成电 路代替了独 立元件晶体 管。
10
将电脑浓缩在一颗芯片上
750,000,000 晶
体
管
数
0.18微米芯片
目
2,300
10微米芯片 4004
奔腾4
11
计算机第一定律——摩尔定律
晶 体 管 数
计算机的CPU性能 每18个月，集成度将翻一番，速度
将提高一倍，而其价格将降低一半。
信息技术 ➢ 联合国教科文组织对信息技术的定义
应用在信息加工和处理中的科学、技术与工 程的训练方法和管理技巧；上述方面的技巧 和应用；计算机及其与人、机的相互作用； 与之相应的社会、经济和文化等诸种事物。
24
现代信息技术的内容和特点
现代信息技术的内容 ➢ 信息基础技术
新材料、新能源、新器件的开发和制造技术
单
位
时
间百
执
万 条
/
行每
的秒
指
令
数
12
1.1.2 计算机发展的几个阶段
根据计算机所采用的物理器件，将计算机的发展 分为四个阶段
第一代
(1946~1958) 电子管
5千~几万（次/秒）
第二代

第1章计算机基础知识第一讲

第1章计算机基础知识第一讲

1.1 计算机概述
计算机系统
（1）完整的计算机系统由硬件系统和软件系统组成 （2）硬件系统：又称硬件或硬设备，指构成计算机的物理装置。 （3）软件系统：又称软件或软设备，指使计算机硬件系统进行 工作的各种程序、数据和文档资料的集合。 （4）两者关系：相辅相成，缺一不可。 （5） 裸机 缺少软件系统的计算机
14
第15页/共76页
天河1号A型
15
第16页/共76页
1.1 计算机概述
计算机的特点及主要应用领域
1.计算机的特点
计算机具有存储容量大、处理速度快、工作全自动、计算精度和 可靠性高、逻辑推理和判断能力强等特点。
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第17页/共76页
1.1 计算机概述
2.计算机的主要应用领域
（1）科学计算 （2）数据处理 （3）过程控制 （4）计算机辅助工程 （5）人工智能
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第28页/共76页
1.1 计算机概述
（2）应用软件 为解决用户的具体问题，面向某个领域而设计的软件。如：财
务管理软件、学习软件、游戏软件、Office、WPS等
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第29页/共76页
1.1 计算机概述
计算机工作原理
指令 指示计算机如何工作的命令，是计算机能实现的基本操作， 每一个计算机系统都有它的指令集。指令是由一串二进制代码表示， 通常由操作码和地址码两个部分组成。
7．BIOS
38
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1.2 微型计算机硬件构成
39
第40页/共76页
1.2 微型计算机硬件构成
CPU（Central Processing Unit）即中央处理单元，是微机系统 的核心，也是整个系统最高的执行单位。它负责整个系统指令的执行， 数学与逻辑的运算，数据的存储与传送，以及对内对外输入与输出的控 制。

第1章计算机基础知识1

第1章计算机基础知识1

2.应用软件：
为了解决实际问题而设计的程序系统称为应用软件，从服务对象上可分为：通用软件、专 用软件。
1.3 数制与编码
1.3.1 1.3.2 1.3.3 1.3.4 1.3.5 数制 数制之间的转换 二进制数的运算 计算机中数的表示 文字信息在计算机内部的表示
1.3.1 数制 ——十进制
【例1.1】 1999可表示成： 1×1000＋9×100＋9×10＋9×1 ＝1×103＋9×102＋9×101＋9×100 式中每个数字符号的位置不同，它所代表的数值大小也不同，这就是 经常所说的个位、十位、百位、千位、..的意思。 由数的位置不同决定的值称为位值，或称 “权”。 二进制数也是一种进位计数制，但它的基数是2。数中0和1的位置不同， 它所代表的数值也不同。
计算机应用基础
郑州科技学院
课程介绍
计算机基础知识 计算机硬件系统 计算机操作系统 Word2003 Excel2003 PowerPoint2003 网络与多媒体
学 习 目 标
了解计算机的发展史和计算机的应用领域 掌握数制的基本概念及进制的转换 掌握计算机中信息的编码 掌握计算机系统的基本组成及各组成部分的 功能与技术指标 了解计算机硬件安全和信息安全知识
1.3.3 二进制数的运算
1．二进制数的算数运算：加减、乘除法运算 0+0=0 0+1= 1 1+0=1 1+1=10 0-0 =0 0-1=1 1-0=1 1-1= 0 0*0=0 0*1=0 1*0=0 1*1=1 2．二进制数的逻辑运算：与（AND） 、或（OR）、非（NOT)
0∧0=0 0∨0=0
补充：二进制数和八进制数互换
（１）二进制数转换成八进制数
转换方法：二进制数转换成八进制数时，只要从小数点位置 开始，向左或向右每三位二进制划分为一组（不足三位时可 补 0 ），然后写出每一组二进制数所对应的八进制数码即可。 【例1.6】 将二进制数（10110001.111）转换成八进制数： 010 110 001. 111 2 6 1 . 7 （10110001.111）2=（261.7）8。 （２）八进制转换为二进制 转换方法：将每位八进制数分别用三位二进制数表示，就可 完成八进制数和二进制数的转换。 【例1.7】 ：将（741.566）8转换成为二进制数 解（741.566）8=（111 100 001.101 110 110）2

第1章计算机基础知识

第1章计算机基础知识
1. 计算思维概念
计算思维是运用计算机科学的基础概念进行问 题求解、系统设计、以及人类行为理解等涵盖 计算机科学之广度的一系列思维活动。
2. 计算思维的特征
把一个复杂的问题转化为若干简单问题的多次 重复 。
10
1.2 计算机中信息的表示
一、数制的定义
1. 进位计数制 按进位的方式计数的数制称为进位计数制。 在日常生活中存在着多种进位计数制，人们使用最多的 是十进制。在十进制数进位运算中，采用“逢十进一”； 一年有12个月，采用的是十二进制。 2. 位权 位权是指一个数字在某个固定位置上所代表的值，简称 “权”。 例如：十进制数358=3*102+5*101+8*100。 位权的值是基数的若干次幂10n。
整数部分 8 68 8 8 取余 4 0 1 ͯ ͯ 小数部分 0.4375 8 3.50 8 4.0
8 1
0
21
例1-6:将十进制(2347)10转换为十六进制数
整数部分 16 2347 取余 11
16 146
16 9
0
2
9
22
3. 二进制数与十六进制数之间的转换
【例】：将[111101.010111]2 =[0011 1101.0101 1100]2 =[3D.5C]16
• 计算机发展的4个时代
分代 第一代 第二代 第三代 时间 1946~1953 1954~1963 1964~1970 主要电子器件 电子管 晶体管
中小规模
技术特点
穿孔卡片，机器
语言和汇编语言
磁盘，高级语言，
科学计算，中小型 计算机 大型化，集中式计 算，远程终端 超大型化，微机化， 嵌入式，图形用户 界面，多媒体，网 络通信

计算机基础知识

计算机基础知识
1、（11010101）2=（）16
(1 101 101 110. 110 101)2=(1556.65)8
1 5
5
6
6
5
(11 0110 1110. 1101 01)2=(36E.D4)16 3 6 E D 4
第一章 计算机基础知识
4、八进制和十六进制转换成二进制
1.2.3 各种数制间的转换 每一位八进制数对应三位二进制数。
几种进制之间的转换 ： 每一位十六进制数对应四位二进制数。
2 2 2 例 (100.345)10( )2 2 2 (1100100.01011)2 ** 先得到的数总是紧靠小数点。 2 2 ** 不一定能精确转换
1、r 进制转换成十进制(按权展开法) 2、十进制转换成r 进制
100 50 25 12 6 3 1 0
0 0 1 0 0 1 1
0.345 2 0.690 2 1.380 2 0.760 2 1.520 2 1.040
第一章 计算机基础知识
1.2.3 各种数制间的转换
几种进制之间的转换 ：
3、二进制转换成八进制和十六进制 转换成八进制时三位一组。（3合1） 转换成十六进制时四位一组。（4合1 ） 分组方法： 从小数点向两边三（四）位一组， 位数不足整数前补0，小数后补0。
1、r 进制转换成十进制(按权展开法) 2、十进制转换成r 进制 3、二进制转换成八进制和十六进制
第一章 计算机基础知识
1.1 概述
计算机是电子数字计算机的简称，是一种自动地、 高速地进行数值运算和信息处理的电子设备。它主要 由一些机械的、电子的器件组成，再配以适当的程序 和数据。程序及数据输入后可以自动执行，用以解决 某些实际问题。 简言之：计算机是一种能够进行高速运算，具有 存储能力，能按事先编好的程序控制其操作处理过程 的自动化电子设备。

1计算机基础知识

1计算机基础知识

特点：以十为底，逢十进一；
共有0-9十个数字符号。
表示：
D D 10n1 D 10n2 D 100
n1
n2
0
D 101 D 10m
1
m
n1
Di 10i im
例 (143.75)10=1×102＋4×101＋ 3×100 +7×10-1+5×10-2
00001011×0100=00101100B
00001011÷0100=00000010B…11B 即： 商=00000010B 余数=00000011B
无符号数的表示范围 一个n位的无符号二进制数X，其表示范围为
0 ≤ X ≤ 2n-1
若运算结果超出这个范围，则产生溢出。 （或者说运算结果超出n位，则产生溢出）
这个结论也可推广至多变量A，B，C，D，…… 各变量全伪者则结果必伪， 有一为真者则结果必真。
进行“逻辑或”运算时，各对应位分别进行“或”运 算 当A和B为多位二进制数时，如： A=A1A2A3…An B=B1B2B3…Bn Y=A+B
=(A1+B1)(A2+B2)(A3+B3)…(An+Bn) 例： A=10101
B=11011 则 Y=A+B
=(1+1)(0+1)(1+0)(0+1)(1+1)
=11111
写成竖式则为 10101
+)1 1 0 1 1 11111
注意，1“或”1等于1，是没有进位的。
1.3.2 “与”运算
根据A和B的取值(0或1)可以写出下列各种可 能的运算结果：
Y=0×0=0 Y=1×0=0 →Y=0 Y=0×1=0 Y=1×1=1 →Y=1

第1章计算机基础知识

第1章计算机基础知识

(1)
定位
定位是指移动鼠标，将显示在屏幕上的鼠 标光标指向的目标对象或目标位置处。其操作 方法是：握住鼠标，在光滑的桌面或鼠标垫上 随意移动，此时，屏幕上的鼠标光标会随之同 步移动，然后再慢慢指向目标位置。
计算机应用基础知识
(2)
单击
单击又称“点击”，常用于选定对象、打 开菜单或启动程序。单击的操作方法是：先移 动鼠标，让屏幕上的鼠标光标指向某个对象， 然后用食指按下鼠标左键后松开按键，此时鼠 标左键将自动弹起还原。
计算机应用基础知识
光盘驱动器
光盘驱动器（简称光驱），用于读取光盘内容，包括使用光 驱来安装各种软件。
计算机应用基础知识
微型计算机的档次：
从第一代个人计算机问世到今天，CPU芯片已经发 展到第七代产品，对应地产生了7个档次的个人微型机 系列： 1)第一代微机：CPU：8088 诞生于1981年。 2)第二代微机：CPU：80286 诞生于1985年。 3)第三代微机：CPU：80386 诞生于1987年。 4)第四代微机：CPU：80486 诞生于1989年。 5)第五代微机：CPU：80586 诞生于1993年。中文名 “奔腾” 6)第六代微机：CPU：PentiumⅡ、PentiumⅢ、Pentium ４，诞生于1998年。 7)第七代微机：CPU：64位机 诞生于2003年（AMD）， 2005年（Inerl).
计算机应用基础知识
三、微型计算机的输入/输出设备 输入设备——键盘和鼠标
键盘 键盘是电脑中最重要的输入设备之一，通 过键盘上的各按键便可以将用户所需的字符、 数字等信息输入到电脑中。 键盘可根据其按键数分为101键、103键、 104键、107键等，目前最常用的为107键键盘。
计算机应用基础知识

第1章 计算机基础知识

第1章 计算机基础知识
第1章 计算机基础知识
1.1 计算机的概述 1.2 计算机的基本组成 1.3 计算机的启动和关闭
1.1 计算机的概述
计算机是当代社会人们生活中不可缺少的一种电子 设备。计算机的问世，对人类社会的生产和生活产生了深 远的影响，极大地促进了生产力的发展和社会的进步。它 标志着人类又开始了一个新的信息革命时代。
6．可靠性强 随着科学技术的不断发展，电子技术也发生着 很大的变化，电子器件的可靠性也越来越高。在计 算机的设计过程中，通过采用新的结构可以使其具 有更高的可靠性。
1.1.4 计算机的应用
随着计算机技术的发展，计算机在越来越多的领域中得 到广泛的应用，主要包括科学计算、数据处理、自动控制、辅 助功能、网络通信、人工智能等方面。 1．科学计算 科学计算也称为数值计算，是计算机最早的应用领域，高 速度、高精度的运算是人工运算所望尘莫及的。现代科学技术 中有大量复杂的数值计算，例如在地震预测、气象预报、工程 设计、火箭和卫星发射等尖端科技领域，都离不开计算机的精 确计算，从而大大节省了人力、物力和时间。
针式打印机
喷墨打印机 图1.2.8 打印机
激光打印机
5．扫描仪和数码相机 扫描仪和数码相机是常见的外部输入设备。扫描仪可以 将照片、文字、图像等扫描到计算机中，并以图片的格式保 存在计算机中，如图1.2.9所示。数码相机可以通过自身携带 的感光器件将外部图像转化为数字信号并输入到计算机中， 然后借助于计算机的处理手段，根据需要和想象对图像进行 处理，如图1.2.10所示。
图1.2.3 计算机硬件组成
图1.2.4 主机
2．显示器 显示器是计算机必不可少的输出设备，它是人机交流的主 要部件，用于显示文字、图表等各种信息。计算机的显示系统 主要由显示器和显卡构成。显卡用于控制字符与图形在显示器 屏幕上的输出，而显示器只是将显卡输出的信号显示出来。显 示器的显示内容和显示质量的高低主要由显卡的性能决定，常 见有阴极射线管（CRT）显示器和液晶（LCD）显示器两种， 如图1.2.5所示。

第一章：计算机基础知识总结_01

第一章：计算机基础知识总结_01
机各部件工作的是
� 8、运算器的功能是
计算机主要性能指标选择题
� 9、CPU的主要性能指标是
� A）字长、运算速度、时钟频率 � B）可靠性和精度 � C）耗电量和效率 � D）冷却效率
� 10、影响一台计算机性能的关键部件是
� A）CD-ROM � B）硬盘 � C）CPU � D）显示器
� A）引入CPU和内存储器的概念 � B）采用机器语言和十六进制 � C）采用二进制和存储程序控制的概念 � D）采用ASCII的编码系统
� 2、世界上第一台公认的电子计算机产生的年代是
� A）1943 � B）1946 � C）1950 � D）1951
计算机发展选择题
� 3、第二代电子计算机所采用的电子元件是
� 时钟频率也叫主频，是指计算机CPU的时钟频率。一般主频越高，计算 机的运算速度就越快。 � 主频的单位为兆赫兹（MHz）、吉赫兹（GHz）。 � P42.0/256M/80G/16XDVD/17
� 表示CPU是 Intel奔腾第4代，主频是3.0GHz，内存为256M，硬盘80G � 16倍速数字式多功能DVD光驱，17英寸彩色显示器
信息存储单位选择题
� 1、假设某台式计算机的内存储器容量为 128MB，硬盘容量为10GB。 硬盘容量是内存容量的：
� A）40倍 � B）60倍 � C）80倍 � D）100倍
� 2、1KB的精确数值是
� A）1024Bytes � B）1000Bytes � C）1024Bits � D）1000Bits
� 18、下列度量单位中，用来度量计算机外部设备传输率的是
� A）MB/s � B）MIPS � C）GHz � D）MB
计算机主要性能指标选择题

第1章 计算机基础知识

第1章 计算机基础知识
（1）巨型计算机。 （2）大型计算机。 （3）小型计算机。 （4）微型计算机。
10
第1章 计算机基础知识
1.2 计算机的系统组成
一台完整的计算机系统由硬件系统和软件系统两部 分组成。硬件与软件结合，计算机才能正常运行。
11
第1章 计算机基础知识
1.2.1 计算机的硬件系统
一个完整的计算机硬件系统，主要由运算器、控制器 、存储器（内部存储器和外部存储器）、输入设备和输出 设备五大部件组成。其中，运算器和控制器统称为中央处 理器（CPU——Central Processing Unit），CPU是计算 机的核心部件，由它发号施令协调计算机各个部件有条 不紊地工作。 1. 运算器
7.计算机网络应用
计算机网络的出现，加速了全球的信息化进程。所有的信 息资源连接成一个全球性的大型网络，包括文字、数据、图形 、图像和视频等各种形态的信息都可以在一个大型网络中交互
使用。
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第1章 计算机基础知识
1.1.5
计算机的分类
计算机有多种分类方法，如根据信息的表示和处理方 式，有数字电子计算机、模拟电子计算机和数字模拟混合 电子计算机；根据用途来分，有专用计算机和通用计算 机；根据计算机规模和性能来分，有巨型计算机、大型计 算机、小型计算机和微型计算机。
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第1章 计算机基础知识
3.数据处理
计算机数据处理指对人类社会的生产活动、经济与市场、 我国改革开放的总体规划等大量数据进行处理，对这些数据进 行计划、分析、计算、评估等操作。
4.计算机辅助技术
计算机辅助技术包含计算机辅助设计（CAD——Computer Aided Design）、计算机辅助制造（CAM——Computer Aided Manufacturing）和计算机辅助教学（CAI——Computer Aided Instruction）。

第一章 计算机基础知识(1)

第一章 计算机基础知识(1)

第一章计算机基础知识通过本章的学习，使同学们掌握以下问题：1.计算机的发展简史、特点、分类及其应用领域2.数制的基本概念、二进制和十进制之间的转换以及数的原码、反码、补码表示法3.计算机中数据、字符、和汉字的编码4.计算机硬件系统的组成和作用、各组成部分的功能和简单工作原理5.计算机软件系统的组成和功能、系统软件和应用软件的概念和作用6.计算机的性能和技术指标以及计算机安全操作和计算机病毒的防治1．1计算机简介1．1．1什么是计算机计算机是一种能快速而高效地完成信息处理的数字化电子设备，它能按照人们编写的程序对原始数据进行加工处理存储或传送，以便获得所期望的输出信息。

1．1．2 计算机的类型可以从不同的角度对计算机进行分类1．依其处理数据的形态分类按处理数据的形态分类，可以分为数字计算机、模拟计算机2．依其使用范围分类按其使用范围分类，可分为通用计算机和专用计算机3．依其本身性能分类这是最常用的分类方法，所依据的性能主要包括：字长、存储容量、运算速度、外部设备、允许同时使用一台计算机的用户多少和价格高低等。

根据这些性能可将计算机分为：巨型机、大型机、中型机、小型机和微型机。

1．1．3大型计算机时代对于大型机，通常根据计算机所采用的电子元件不同而划分为：电子管、晶体管、集成电路和大规模集成电路等四代。

1．第一代计算机起始年代：1946—1958 主要电器元件：电子管运行速度：几千次/秒—几万次/秒内存储容量：1000—4000字节软件：用0和1表示的机器语言进行编程，无操作系统使用范围：主要用于军事和科学研究领域特点：体积庞大，造价昂贵，速度低，存储容量小，可靠性差，不易掌握2．第二代计算机起始年代：1958—1964 主要电器元件：晶体管运行速度：几十万次/秒内存储容量：几十万字节软件：出现了BASIC，FORTRAN等高级语言，出现了监控程序并发展为后来的操作系统。

使用范围：扩展到数据处理和事物管理等其它领域特点：晶体管计算机体积小、成本低、重量轻、功耗小、速度高、功能强和可靠性高。

第1章计算机基础知识

第1章计算机基础知识

1.3 计算机的基本工作原理
20
1.3.2 程序与软件 程序是为使计算机完成某项特定的任务而编写的一个有
序的命令和数据的集合。这些命令可以是计算机指令，也可 以是某种汇编语言或高级语言的词句。
软件是为方便用户，提高计算机效能而编制的各种程序 的总称。从软件工程学的观点来看，软件是程序的完善和发 展，它是经过严格的正确性检验和实际试用，并具有相对稳 定的文本和完整的文档资料的程序。
(5) 人工智能。用计算机来模拟人的智能，包括模式识别 、景物分析、语言识别、机器翻译、专家系统、博弈、 机器人。
(6) 网络应用。例如，电子商务、网上购物、远程教学。
1.2 计算机的组成
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一个完整的计算机系统由硬件系统和软件系统组成
硬件系统由主机和外部设备组成（各种物理设备）。 软件系统由系统软件和应用软件组成，是运行、管理 和维护计算机的各类程序和文档的总称。
操作系统的功能：存储器管理、CPU管理、设备管理、文件管理 和作业管理。
1.3 计算机的基本工作原理
18
1.3.1 计算机的基本工作原理
冯·诺依曼计算机的工作原理可概述为
要点：
“存储程序” + “程序控制”
1．以二进制表示数据和指令（程序）。
2. 先将程序存入存储器中，再由控制器自动读 取并执行。
1.3 计算机的基本工作原理
19
存储程序与程序控制
存储程序是指人们必须事先把计算机的执行步骤序列（即程 序）及运行中所需的数据，通过一定的方式输入并存储在计 算机的存储器中。
程序控制是指计算机运行时能自动地逐一取出程序中一条条 指令，加以分析并执行规定的操作 。
指令是指计算机完成某个基本操作的命令。指令能被计算机 硬件理解并执行。一条指令就是计算机机器语言的一个语句， 是程序设计的最小语言单位。一条计算机指令是用一串二进 制代码表示的 。
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计算机的工作原理（续）
这4个步骤组成一个循环过程。输入、处理、输出
和存储并不一定按照上述的顺序操作。在程序的指 挥下，计算机根据需要决定采取哪一个步骤。个人 计算机的工作过程是通过输入设备（键盘或鼠标等） 输入用户的操作命令或数据，计算机的处理单元 （微处理器）接受到输入命令后，进行处理并将结 果在计算机的输出设备（显示器或打印机等）上输 出，也可以将结果保存在计算机的存储器（硬盘或 软盘）上。因此，计算机对于某种输入命令所要进 行的对应操作，是由事先保存在计算机中的程序决 定的。
计算机基础
主讲：闫苏斌
第一章 计算机基础知识
1.1 1.2 1.3 1.4 1.5 1.6

计算机概述 计算机组成及工作原理 计算机常用的数制及编码 多媒体技术基础 计算机病毒简介及其防治 计算机产业及主要产品介绍
1.1 计算机概述

1.1.1 计算机的发展

第一台电子计算机概述 计算机发展过程 计算机的发展趋势
3.电子计算机的网络化发展
4.电子计算机的智能化发展
模拟人类的感觉、行为、思维过程；使 计算机具有“视觉”、“听觉”、“说话”、 “行为”、“思维”、“推理”、“学习”、 “定理证明”、“语言翻译”等的能力。机 器人技术、计算机对奕和专家系统等就是计 算机智能化的具体应用。计算机的智能化催 化着第五代计算机的孕育和诞生。

计算机采用二进制 数字运算，可得到很高 的计算精度。例如,圆周 率的计算，经过1500多 年许多科学家的人工计 算达到小数点后500位 ，而第一台计算机诞生 后，利用计算机计算马 上达到2000位，目前已 达到小数点后上亿位。
计算机的特点3
1、运算速度快 2、计算精度高 3、具有记忆存储功能 4、有逻辑判断功能 5、能进行自动控制
中央处理 运算器、控制器、寄存器 1.2 .1 器（CPU） 计算机的组成 计 算 计 机 算 硬 机 件
存储器 输入 设备
输出 设备
内存 外存
随机存储器（RAM） 只读存储器（ROM） 软盘、硬盘、光盘、U盘
键盘、鼠标、扫描仪 显示器、打印机、投影仪 操作系统、监控程序、编译和解释程序 数据库、软件包、图形化软件等
系 统
计算 机软 件
系统 软件 应用 软件
CPU
内存
BIOS介绍


BIOS即基本输入/输出系统。实际上它是被固化在 计算机ROM（只读存储器）芯片上的一组程序， 为计算机提供最低级的、最直接的硬件控制与支持。 更形象地说，BIOS就是硬件与软件程序之间的一 个“桥梁”或者说是接口(虽然它本身也只是一个 程序) ，负责解决硬件的即时需求，并按软件对硬 件的操作要求具体执行。 BIOS系统设置程序微机部件配置情况是放在一块 可读写的CMOS RAM芯片中的，它保存着系统 CPU、软硬盘驱动器、显示器、键盘等部件的信 息。关机后，系统通过一块后备电池向CMOS供电 以保持其中的信息。
计算机的发展概述

第一台电子计算机概述
1）背景
20世纪40年代，美国国防部委派宾夕法 尼亚大学的莫克利主持设计，耗资40万美元， 于1946年研制出世界上第一台由程序控制的电 子数字计算机，名为 ENIAC（Electronic Numerical Integrator And Calculator）。

计算机的特点5
1、运算速度快 2、计算精度高 3、具有记忆存储功能 4、有逻辑判断功能 5、能进行自动控制 由于程序和数据存储 在计算机中，一旦向计算 机发出指令，它就能自动 按规定步骤完成一系列的 操作运算及输出结果。

1.1.4

计算机的分类
1．按计算机的工作原理分类 模拟计算机 数字计算机 2．按计算机的用途分类 专用计算机 通用计算机 3．按计算机的规模分类 巨型机、大型机、中型机 小型机、微型机、单片机
2.电子计算机的微型化发展
“嵌入式系统”（图）还广泛地渗 透到象仪器仪表、导弹弹头、医疗 仪器、汽车、手机、家用电器等机 电设备中去，实现了机电一体化。
现今计算机网络Internet已经深入到社 会生活的方方面面，加入网络的计算机已 达数亿台。通过Internet，我们可以获得网 上无比丰富的信息资源，可以与地球上任 何地方的人迅速地交换各种信息，成为人 类生活的第二空间。 不能联网的计算机已 经成为一个“孤岛”。
2）性能： 它每秒能进行5000次加法运算，用它 计算弹道只要3 s，比机械计算机快1000倍， 比人工计算快20万倍。 ENIAC在美国陆军 弹道研究所运行了约10年。 3）特点： ENIAC共用了18 000个电子管和86 000 个其他电子元件，1 500个继电器，耗电150 kW/h，运算速度却只有每秒300次各种运 算或5 000次加法，占地170 m2，有两个教 室那么大，重量达30 t。
4）意义 尽管ENIAC（图）有许多不足之处， 但毕竟是计算机的始祖，揭开了电子计算 机时代的序幕。从它问世以后，计算机技 术飞速发展，速度之快令人震惊，1950年 全世界只有25台计算机，1970年已有10万 台。
计算机发展过程


第一代：由电子管制成的计算机（1946-1955年）。 第二代：由晶体管制成的计算机（1955-1964年）。 第三代：由中规模、小规模集成电路（ MSI/SSI）取 代原来的分立元件制成的计算机（1964-1971年）。 第四代：由大规模、超大规模集成电路（LSI/VLSI） 构成的计算机（1971-现今）。
应用软件
计算机语言介绍
机器语言：二进制形式 汇编语言：助记符形式 高级语言：C语言、Basic、Pascal、Java、 Html、XML等Leabharlann 1.2.2计算机的工作原理
计算机工作过程可以简单概括为输入、处理、
输出和存储4个过程。 输入是指接受由输入设备（如键盘）提供的 信息；处理是对信息进行加工处理的过程，并 按一定方式进行转换；输出是将处理结果在输 出设备上（如显示器等）显示或打印等操作； 存储是将原始数据或处理结果进行保存以便再 次使用。
3.光子计算机
光子计算机即全光数字计算机，以光子 代替电子、光互联代替导线互联、光硬件代 替计算机中的电子硬件、光运算代替电运算。 光子计算机系统的互联数和每秒互联数，远 远高于电子计算机，接近人脑；光子计算机 的处理能力强，具有超高速运算速度；信息 存储量大，抗干扰能力强，将具有与人脑相 似的容错性。
计算机的应用无处不在。 计算机技术的普及程度和应用水平已经成为衡量一 个国家或地区现代化程度的重要标志。


我国在唐末宋初发明而至今仍被广为使用的算盘。 (图) 十七世纪问世了计算尺。(图) 1887年制成的手摇计算机。 (图) 20世纪初出现的电动齿轮计算机。 电子计算机正是上述计算工具的继承和发展。

计算机不仅可以进 行计算，还能把数据 、结果、计算机指令 等信息存储起来。通 常用容量来衡量计算 机的存储记忆能力。 计算机中的存储器容 量可以很大。
计算机的特点4
1、运算速度快 2、计算精度高 3、具有记忆存储功能 计算机不但具有计算 4、有逻辑判断功能 能力，还具有逻辑判断能 5、能进行自动控制 力。由于能进行逻辑判断 ，因而使得计算机能解决 各种不同的问题。
量子计算机是利用一种链状分子聚合物 的特性来表示开与关的状态，利用激光脉冲 来改变分子的状态，使信息沿着聚合物移动， 从而进行运算。量子计算机有四大优点：一 是加快了解题速度（它的运算速度可能比目 前个人计算机的奔Ⅲ芯片快上10亿倍）；二 是大大提高了存储能力；三是可以对任意物 理系统进行高效率的模拟；四是能实现发热 量极小的计算机。
计算机的发展趋势
计算机的发展趋势（续）
近来计算机的发展 未来计算机的发展
1.计算机的巨型化
2.计算机的微型化
3.计算机的网络化
4.计算机的智能化
1. 纳米计算机 2. 量子计算机 3. 光子计算机 4. 生物计算机 5.人工智能计算机
1.电子计算机的巨型化发展 2005年11月，IBM的Blue Gene/L（图） 以280.6 Teraflops（1 Teraflop表示每秒钟可 完成1万亿次浮点计 算）的性能名列第一 。 由联想集团独立开发、具有自主知识 产权的“深腾6800”（图）的大规模机群 系统，其实际速度可达每秒4万亿次浮点 运算。在2003年11月公布的全世界当时安 装的实际运算速度最快的前500台计算机名 单中，排在第14位。



操作系统OS是控制和管理计算机系统的一组程序 的集合，是应用软件运行的基础。用户通过操作 系统定义的各种功能接口来操作计算机。 操作系统五大功能：进程和处理机管理、作业管 理、存储管理、设备管理和文件管理。
操作系统可以分为如下几类：

单道批处理系统，只能为单一用户服务。如：DOS操 作系统。 多道批处理系统，同时为多个用户服务。如：UNIX操 作系统。 分时系统，同一时间只能处理一个任务。 实时系统，同一时间可以处理多个任务。 网络操作系统，管理连接在计算机网络上的多台计算机 的操作系统。如：Windows NT操作系统。
BIOS介绍（续）

开机后BIOS最先被启动，然后它会对电脑的硬件 设备进行完全彻底的检验和测试。如果发现问题， 分两种情况处理：严重故障停机，不给出任何提 示或信号；非严重故障则给出屏幕提示或声音报 警信号，等待用户处理。如果未发现问题，则将 硬件设置为备用状态，然后启动操作系统，把对 电脑的控制权交给用户。
4.生物计算机
生物计算机的运算过程就是蛋白质分子 与周围物理化学介质相互作用的过程。计算 机的转换开关由酶来充当，而程序则在酶合 成系统本身和蛋白质的结构中极其明显地表 示出来。生物计算机的信息储存量大，模拟 人脑思维；既有自我修复的功能，又可以直 接与生物活体相联。