計算機一級基礎(chǔ)知識(上課用)課件(PPT 55頁)

1、 1.1 計算機的發(fā)展 1.2 數(shù)據(jù)在計算機中的表示 1.3 計算機硬件組成 1.4 微型計算機的組成 1.5 軟件系統(tǒng) 1.6 多媒體簡介 1.7 計算機病毒及防治第一章 計算機基礎(chǔ)知識第1頁，共55頁。一、計算機發(fā)展1、計算機的概念計算機(Computer)是一種電子器件構(gòu)成的、具有計算能力和邏輯判斷能力、具有自動控制和記憶功能的信息處理設(shè)備2、第一臺計算機 ENIAC(電子數(shù)字積分計算機),采用電子真空管技術(shù) 1946年2月誕生于美國賓夕法尼亞大學 主設(shè)計師美籍匈牙利數(shù)學家馮諾依曼 莫克利和?？颂匮兄瞥?馮諾依曼提出的其原理和思想為： （1）采用二進制 （2）存儲程序控制 程序和數(shù)據(jù)存儲

2、在存儲器中。 （3）計算機的五個基本部件組成 運算器、存儲器、控制器、輸入設(shè)備、輸出設(shè)備1.1 計算機的發(fā)展第2頁，共55頁。3、計算機發(fā)展經(jīng)歷了四個階段 年代部件第一階段第二階段第三階段第四階段1946-19591959-19641964-19721972-至今主要電子器件電子管晶體管中小規(guī)模集成電路大規(guī)模超大規(guī)模集成電路內(nèi)存汞延遲線磁芯存儲器半導體存儲器半導體存儲器外存穿孔卡片、紙帶磁帶磁帶、磁盤磁盤、磁帶光盤等處理速度5千條至幾千條幾萬條至幾十萬條幾十至幾百萬條上千萬條至億萬條1.1 計算機的發(fā)展第五代計算機 智能計算機 第3頁，共55頁。4、微型計算機 1971年，第一片微處理器誕生，

3、標志進入了微型機階段。5、我國計算機的發(fā)展 1958年 我國研制成功第一臺計算機 103機 銀河、曙光、神威、2010年研制的“天河一號”是我國研制的高性能巨型計算機。6、未來計算機的發(fā)展趨勢 巨型化 微型化 網(wǎng)絡(luò)化 智能化1.1 計算機的發(fā)展第4頁，共55頁。1、計算機的特點 （1）高速、精確的運算能力 （2）準確的邏輯判斷能力 （3）強大的存儲能力 （4）自動功能 （5）網(wǎng)絡(luò)與通信功能1.1.2 計算機的特點、應用和分類第5頁，共55頁。2、計算機的應用 （1）科學計算 （2）數(shù)據(jù)處理（信息處理） （3）遠程控制（實時控制） （4）計算機輔助 計算機輔助設(shè)計（CAD） 計算機輔助制造（CA

4、M） 計算機輔助教育（CAI） 計算機輔助技術(shù)（CAT）例：計算機技術(shù)中，下列的英文縮寫和中文名字的對照中，正確的是 A)CAD計算機輔助制造B)CAM計算機輔助教育 C)CIMS計算機集成制造系統(tǒng)D)CAI 計算機輔助設(shè)計 （5）網(wǎng)絡(luò)與通信功能 （6）人工智能(Artificial Intelligence,AI) （7）多媒體應用 （8）嵌入式系統(tǒng)1.1.2 計算機的特點、應用和分類第6頁，共55頁。3、計算機的分類 （1）按處理數(shù)據(jù)的形態(tài)分類 數(shù)字計算機 模擬計算機 混合計算機 （2）按使用范圍分類 通用計算機 專用計算機 （3）按其性能分類 巨型機（超級計算機），如中國的“銀河”、“天

5、河一號” 大型計算機 小型計算機 微型計算機 工作站和服務器1.1.2 計算機的特點、應用和分類第7頁，共55頁。1、人工智能模式識別、計算機輔助翻譯、手寫輸入、語音輸入2、網(wǎng)格計算 即分布式計算，是一門計算機科學。它研究如何把一個需要非常巨大的計算能力才能解決的問題分成許多小的部分，然后把這些部分分配給許多計算機進行處理，最后把這些計算結(jié)果綜合起來得到最終結(jié)果。網(wǎng)格計算的三要素：任務管理、任務調(diào)度、資源管理網(wǎng)格計算技術(shù)的特點：1）提供資源共享，實現(xiàn)應用程序的互連互通2）協(xié)同工作3）基于國際的開放技術(shù)標準4）網(wǎng)絡(luò)可以提供動態(tài)的服務，能夠適應變化1.1.3 計算科學研究與應用第8頁，共55頁。3

6、、中間件技術(shù)概念：中間件是介于應用軟件和操作系統(tǒng)之間的系統(tǒng)軟件。如：ODBC(開放數(shù)據(jù)庫互連)、CGI(通用網(wǎng)關(guān)接口)、ASP.NET、JSP4、云計算云計算是分布式計算、網(wǎng)格計算、并行計算、網(wǎng)絡(luò)存儲及虛擬化計算機和網(wǎng)絡(luò)技術(shù)發(fā)展融合的產(chǎn)物，或者說是它們的商業(yè)實現(xiàn)。云技術(shù)的核心思想是對大量用網(wǎng)絡(luò)連接的計算資源進行統(tǒng)一管理和調(diào)度，構(gòu)成一個計算資源池向用戶提供按需服務。提供資源的網(wǎng)絡(luò)被稱為“云”云計算的特點：超大規(guī)模、虛擬化、高可靠性、通用性、高可擴展性、按需服務、價廉1.1.3 計算科學研究與應用第9頁，共55頁。1、電子計算機的發(fā)展方向1）巨型化2）微型化3）網(wǎng)絡(luò)化4）智能化2、未來新一代的計算

7、機1）模糊計算機2）生物計算機3）光子計算機4）超導計算機5）量子計算機1.1.4 未來計算機的發(fā)展第10頁，共55頁。1、信息技術(shù)定義信息技術(shù)（Information Technology，簡稱IT），是主要用于管理和處理信息所采用的各種技術(shù)的總稱。它主要是應用計算機科學和通信技術(shù)來設(shè)計、開發(fā)、安裝和實施信息系統(tǒng)及應用軟件。它也常被稱為信息和通信技術(shù)（Information and Communications Technology, ICT）。主要包括傳感技術(shù)、計算機技術(shù)和通信技術(shù)。2、現(xiàn)代信息技術(shù)的內(nèi)容1）信息基礎(chǔ)技術(shù)2）信息系統(tǒng)技術(shù)3）信息應用技術(shù)3、現(xiàn)代信息技術(shù)的發(fā)展趨勢1）數(shù)字化2

8、）多媒體化3）高速度、網(wǎng)絡(luò)化、寬頻帶4）智能化1.1.5 信息技術(shù)第11頁，共55頁。1.2.1數(shù)據(jù)與信息數(shù)據(jù)是對客觀事物的符號表示。數(shù)值、文字、語音、圖形、圖像等都是不同形式的數(shù)據(jù)。信息就是指以聲音、語言、文字、圖像、動畫、氣味等方式所表示的實際內(nèi)容。信息就是對客觀事物的反映，從本質(zhì)上看信息是對社會、自然界的事物特征、現(xiàn)象、本質(zhì)及規(guī)律的描述。 信息技術(shù)（簡述）是完成信息獲取、傳輸、處理、存儲、輸出和應用的技術(shù)。 信息技術(shù)是指利用電子計算機和現(xiàn)代通信手段實現(xiàn)獲取信息、傳遞信息、存儲信息、處理信息和顯示信息等的相關(guān)技術(shù)。 數(shù)值數(shù)據(jù)：表示量的大小和正負。 字符數(shù)據(jù)：用以表示一些符號、標記，如英文字

9、母、數(shù)字專用符號、標 點符號等，漢字、圖形、聲音等數(shù)據(jù)。數(shù)據(jù)與信息的區(qū)別是：數(shù)據(jù)處理之后產(chǎn)生的結(jié)果為信息，信息具有針對性和時效性1.2 信息的表示與存儲第12頁，共55頁。1.2.2、計算機中的數(shù)據(jù)二進制：“0”和“1”第13頁，共55頁。1.2.3、計算機中的數(shù)據(jù)單位1、位（bit） 表示數(shù)據(jù)的每個1或者0都被稱作一個位，它度量數(shù)據(jù)的最小單位。2、字節(jié)（Byte） 是計算機中組織和存儲數(shù)據(jù)的基本單位，1B=8b常用存儲單位1KB=1024B1MB=1024KB1GB=1024MB1TB=1024GB說明：B（Byte，字節(jié)）；K（Kilo,千）；M（Mega,百萬,兆）；G（Giga，十億）

10、；T（Tril,萬億）。 3、字長：計算機一次能夠同時（并行）處理的8個二進制為。32位、64位 例：Pentium(奔騰)微機的字長是 A)8位 B)16位 C)32位 D)64位；答案：C 第14頁，共55頁。例1：一個字長為5位的無符號二進制數(shù)能表示的十進制數(shù)值范圍是 A)132B)031C)131D)032例2：一個字長為6位的無符號二進制數(shù)能表示的十進制數(shù)值范圍是 A)0-64 B)1-64 C)1-63D)0-63例3：微機中1KB表示的二進制位數(shù)是？ A1000 B81000 C1024 D81024第15頁，共55頁。1、數(shù)制 （1）概念 數(shù)的表示規(guī)則。通常按進位原則進行計數(shù)。

11、稱為進位計數(shù)制，簡稱 數(shù)制。 （2）基數(shù)：某進位制中用到的基本符號（數(shù)碼）的個數(shù)。 如 R 進制表示有 R 個基本符號，其基數(shù)就為 R。 （3）位權(quán)：在某一進位制的數(shù)中，每一位的大小都對應著該位上的數(shù)碼 乘上一個固定的數(shù)，這個固定的數(shù)就是這一位的權(quán)數(shù)。權(quán)數(shù) 是一個冪。 1.2.4 進位計數(shù)制及其轉(zhuǎn)換第16頁，共55頁。例： 例：為了避免混淆，十六進制數(shù)在書寫時常在后面加上字母？ AH BO CD DB 2、二進制編碼 （1）運算簡單、易于物理實現(xiàn) （2）占用空間少、消耗能量小、可靠性高進位制基數(shù)基本符號（數(shù)碼）權(quán)表示二進制20、12B八進制80、1、2、3、4、5、6、78O十進制100、1、

12、2、3、4、5、6、7、8、910D十六進制160、1、2、3、4、5、6、7、8、9、A、B、C、D、E、C、F16H1.2 數(shù)據(jù)在計算機中的表示第17頁，共55頁。3、進制之間轉(zhuǎn)換1）、十進制數(shù)轉(zhuǎn)換為二進制數(shù) 方法：整數(shù)部分基數(shù)連除、小數(shù)部分連乘法 原理：將整數(shù)部分和小數(shù)部分分別進行轉(zhuǎn)換。 整數(shù)部分采用基數(shù)連除法，小數(shù)部分采用基數(shù)連乘法，轉(zhuǎn)換后再 合并。第18頁，共55頁。(44.375)10(101100.011)2整數(shù)部分采用基數(shù)連除法，除小數(shù)部分采用基數(shù)連乘法，乘基取基取余，先得到的余數(shù)為低位，后整，先得到的整數(shù)為高位，后得到得到的余數(shù)為高位。 的整數(shù)為低位。2 44 余數(shù) 低位 0

13、.3752 22 0=K0 2 整數(shù) 高位2 11 0=K1 0.750 0=K-12 5 1=K2 0.7502 2 1=K3 2 1=K-22 1 0=K4 1.500 0 1=K5 高位 0.500 2 1.000 1=K-3 低位例：十進制數(shù)100轉(zhuǎn)換成二進制數(shù)是 A)0110101 B)01101000 C)01100100 D)01100110第19頁，共55頁。2）、二進制數(shù)與八進制數(shù)的相互轉(zhuǎn)換二進制數(shù)轉(zhuǎn)換為八進制數(shù)：將二進制數(shù)由小數(shù)點開始，整數(shù)部分向左，小數(shù)部分向右，每3位分成一組，不夠3位補零，則每組二進制數(shù)便是一位八進制數(shù)。0 0 1 1 0 1 0 1 0 . 0 1 0

14、 = (152.2)8八進制數(shù)轉(zhuǎn)換為二進制數(shù)：將每位八進制數(shù)用3位二進制數(shù)表示。(374.26)8 = 011 111 100 . 010 110第20頁，共55頁。3）、二進制數(shù)與十六進制數(shù)的相互轉(zhuǎn)換二進制數(shù)與十六進制數(shù)的相互轉(zhuǎn)換，按照每4位二進制數(shù)對應于一位十六進制數(shù)進行轉(zhuǎn)換。0 0 0 1 1 1 0 1 0 1 0 0 . 0 1 1 0 = (1E8.6)16 (AF4.76)16 = 1010 1111 0100 . 0111 0110例1：二進制數(shù)1111101011011轉(zhuǎn)換成十六進制數(shù)是？ A1F5B BD75D C2FH3 D2AFH 例2：十六進制數(shù)CDH對應的十進制數(shù)是

15、？ A204 B205 C206 D203 例3： 16個二進制位可表示整數(shù)的范圍是？ A065535 B3276832767 C3276832768 D3276832767或065535 第21頁，共55頁。4）、二進制數(shù)轉(zhuǎn)換十進制數(shù)按位權(quán)展開：(10110)B=1*24+0*23+1*22+1*21+0*20 =16+4+2=22 (26)o=2*81+6*80=16+6=22 (16)H=1*161+6*160=16+6=22例1：無符號二進制整數(shù)101001轉(zhuǎn)換成十進制整數(shù)等于 A)41 B)43C)45D)39例2：與十進制數(shù)4625等值的十六進制數(shù)是？ A1211 B1121 C1

16、122 D1221 例3：下列4種不同數(shù)制表示的數(shù)中，數(shù)值最大的一個是？ A八進制數(shù)227 B十進制數(shù)789 C十六進制數(shù)1FF D二進制數(shù)1010001 第22頁，共55頁。例1 無符號二進制整數(shù)轉(zhuǎn)換成十進制整數(shù)是( ) A)80 B)82 C)90 D)92解析：二進制數(shù)轉(zhuǎn)換為十進制數(shù)的方法是將二進制樹按權(quán)展開。例2 一個非零無符號二進制整數(shù)之后添加一個0，則此數(shù)的值為原數(shù)的( ) A)4倍 B)2倍 C)1/2倍 D)1/4倍解析：非零無符號二進制整數(shù)之后添加一個0，相當于向左移動了一位，也就是擴大了原來數(shù)的2倍，如在非零無符號二進制整數(shù)之后去掉一個0，相當于向右移動了一位。也就變?yōu)樵瓟?shù)

17、的1/2。例3已知三個用不同數(shù)制表示的整數(shù)A=00111101B ，B=3CH ，C=64D，則能成立的比較關(guān)系是 A)ABCB)BCAC)BACD)CB區(qū)號和位號分別進行轉(zhuǎn)換 3630H 國標碼 3630H+2020H=5650H 國標碼轉(zhuǎn)換為機內(nèi)碼： 國標碼+8080H 機內(nèi)碼 5650H+8080H=D6D0H例1：已知一漢字的國標碼是5E38，其內(nèi)碼應是 A)DEB8 B)DE38 C)5EB8D)7E58例2：已知漢字“中”的區(qū)位碼是5448，則其國標碼是 A)7468DB)3630HC)6862HD)5650H1.2 信息的表示與存儲第31頁，共55頁。漢字信息處理系統(tǒng)的模型例：下

18、列編碼中，屬于正確的漢字內(nèi)碼的是 A)5EF6H B)FB67HC)A3B3HD)C97DH例：已知“裝”字的拼音輸入碼是“zhuang”，而“大”字的拼音輸入碼是“da”，則存儲它們內(nèi)碼分別需要的字節(jié)個數(shù)是 A)6，2 B)3，1C)2，2D)3，2例：在計算機中，對漢字進行傳輸、處理和存儲時使用漢字的 A)字形碼B)國標碼C)輸入碼D)機內(nèi)碼第32頁，共55頁。（4）漢字的處理過程 輸入碼：利用計算機標準鍵盤上按鍵不同排列組合來對漢字的輸入進行編碼。（也叫外碼） 機內(nèi)碼：在計算機內(nèi)部對漢字進行存儲、處理的漢字編碼。一個漢字內(nèi)碼用2個字節(jié)存儲。 機內(nèi)碼=國標碼+8080 H加8080H的目的

19、是讓兩個字節(jié)的最高位變?yōu)? 地址碼：指漢字庫中存儲漢字字形信息的邏輯地址碼輸入碼國標碼機內(nèi)碼地址碼字形碼漢字輸入漢字輸出第33頁，共55頁。 字形碼：用于在顯示屏或打印機輸出。也叫漢字字模。 漢字字形碼有兩種表示方式：點陣和矢量 用點陣表示字形時： 漢字字形碼就是把漢字按圖形符號設(shè)計成點陣圖 簡易型漢字為16*16點陣 普通型漢字為24*24點陣 提高型漢字為32*32，48*48點陣第34頁，共55頁。 用點陣表示字形時：可計算出存儲一個漢字站用字節(jié)空間例：用1616點陣表示一個漢字，就是將每個漢字用16行，每行16個點表示，一個點需要1位二進制代碼，16個點需用16位二進制代碼（即2個字節(jié)

20、），共16行，所以需要16行2字節(jié)/行=32字節(jié)，即1616點陣表示一個漢字，字形碼需用32字節(jié)。 即：字節(jié)數(shù)=點陣行數(shù)（點陣列數(shù)/8）例1：存儲一個2424點的漢字字形碼需要A)32字節(jié)B)48字節(jié)C)64字節(jié)D)72字節(jié)例2：存儲一個4848點陣的漢字字形碼需要的字節(jié)個數(shù)是 A)384B)288C)256D)144例3：顯示或打印漢字時，系統(tǒng)使用的是漢字的 A)機內(nèi)碼B)字形碼C)輸入碼D)國標碼第35頁，共55頁。五個功能部件：輸入設(shè)備、運算器、存儲器、控制器、輸出設(shè)備其中運算器和控制器，合稱中央處理器，簡稱 CPU。1、運算器ALU 功能：對二進制數(shù)碼進行算術(shù)運算或邏輯運算。 構(gòu)成：由

21、一個加法器、若干個寄存器和一些控制線路組成。 衡量性能指標：字長和速度。2、控制器CU 功能：指揮整個機器各個部件自動、協(xié)調(diào)工作。 構(gòu)成：指令寄存器、譯碼器、時序節(jié)拍發(fā)生器、操作控制部件、指 令計數(shù)器。1.3 計算機硬件組成第36頁，共55頁。 機器指令的執(zhí)行過程： （1）機器指令：計算機可以真正“執(zhí)行”的命令。 機器指令構(gòu)成：操作碼+操作數(shù) （2）指令的執(zhí)行過程： 1）根據(jù)程序計數(shù)器里的內(nèi)容到存儲器中讀取當前要執(zhí)行的指令， 同時把他放到指令寄存器中。 2）譯碼器開始譯碼 3）控制器根據(jù)譯碼器的輸出，按一定順序產(chǎn)生執(zhí)行該指令的所有 控制信號。 4）在控制信號的作用下，使各個部件完成相應的工作。

22、操作碼源操作數(shù)（或地址）目的操作數(shù)1.3 計算機硬件組成第37頁，共55頁。3、存儲器 功能：用來存儲當前要執(zhí)行的程序、數(shù)據(jù)及結(jié)果，具有存數(shù)和取數(shù)功能。 存數(shù)：指向存儲器里“寫入”數(shù)據(jù) 取數(shù)：指從存儲器里“讀取”數(shù)據(jù) 訪問：讀寫操作統(tǒng)稱對存儲器訪問 分類： 內(nèi)存儲器（內(nèi)存）：CPU 可以直接訪問其里的數(shù)據(jù)。 外存儲器（外存）：CPU 不可直接訪問其里的數(shù)據(jù)，只有先調(diào)入 內(nèi)存方可使用。1.3 計算機硬件組成第38頁，共55頁。4、輸入/輸入設(shè)備（I/0 設(shè)備） （1）輸入設(shè)備 功能：向計算機輸入命令、程序、數(shù)據(jù)等信息。把這些信息轉(zhuǎn)換為 計算機能識別的二進制代碼。 例子：鍵盤、鼠標、掃描儀、手寫板

23、、麥克、照相機、攝像機、游 戲操作桿、條形碼閱讀器、光學字符閱讀器、觸摸屏、光筆 等。 （2）輸出設(shè)備 功能：將計算機處理后的各種內(nèi)部格式信息轉(zhuǎn)換為人們能識別的形 式表達出來。 例子：顯示器、打印機、繪圖儀、音響等。1.3 計算機硬件組成第39頁，共55頁。5、計算機的結(jié)構(gòu)各部件的連接方式 （1）直接連接 1952年 馮諾依曼 IAS （2）總線結(jié)構(gòu) 總線：是一組連接各個部件的公共通信線。 三種總線： 數(shù)據(jù)總線：傳輸數(shù)據(jù)信號的公共通路 地址總線：傳輸?shù)刂沸盘柕墓餐?控制總線：除數(shù)控制信號的公共通路1.3 計算機硬件組成第40頁，共55頁。1、中央處理器 構(gòu)成：運算器、控制器、若干個寄存器和

24、高速緩存。 性能指標：直接決定了整臺機器的性能、字長和時鐘主頻。字長:32位、64位；時鐘主頻：主頻也叫時鐘頻率，單位是MHz，用來表示CPU的運算速度2、存儲器 分類：主存儲器和輔助存儲器1.4 微型計算機的組成第41頁，共55頁。 （1）主存儲器（放在主機內(nèi)部的，用于存放當前運行的程序和數(shù)據(jù)。） 1）內(nèi)存儲器 隨機訪問存儲器（RAM） RAM 是 PC 的主要存儲區(qū)域；它允許讀寫數(shù)據(jù)； 它是易失性存儲器。 只讀存儲器（ROM） 它包含可以訪問和讀取但不能修改的程序與數(shù)據(jù)； 它是非易失性存儲器。 2）高速緩存（Cache） 用于臨時存儲頻繁使用的信息以加快訪問速度； 一級 Cache：CPU

25、 內(nèi)部的 Cache 二級 Cache：CPU 外部的 Cache 三級 Cache：主板使用的1.4 微型計算機的組成第42頁，共55頁。 （2）輔助存儲器（外存儲器） 1）硬盤 2）移動存儲產(chǎn)品 USB 移動硬盤 USB 優(yōu)盤 光盤 只讀型光盤 CD-ROM 一次性寫入光盤 CD-R 可擦除型光盤 CD-RW DVD 光盤 1.4 微型計算機的組成第43頁，共55頁。3、總線 ISA 總線 PCI 總線 AGP 總線 EISA 總線4、輸入設(shè)備 鼠標、鍵盤等5、輸出設(shè)備 顯示器 （1）分類：陰極射線管顯示器（CRT）和液晶顯示器（LCD）1.4 微型計算機的組成第44頁，共55頁。 （2）

26、性能： 像素與點距 分辨率：整個屏幕上像素的數(shù)目=列*行 顯存 顯示器的尺寸：用顯示屏的對角線來衡量 打印機 分類 （1）點陣打印機 （2）噴墨打印機 （3）激光打印機1.4 微型計算機的組成第45頁，共55頁。6、微型計算機的主要技術(shù)指標 （1）字長：CPU 一次能同時處理二進制數(shù)據(jù)的位數(shù)。 （2）時鐘主頻：指 CPU 的時鐘頻率，單位 GHz。 （3）運算速度：指每秒鐘所能執(zhí)行加法指令數(shù)目，常用 MIPS 表示。 （4）存儲容量：主要指內(nèi)存的存儲容量。 （5）存取周期：指 CPU 從內(nèi)存儲器中存取數(shù)據(jù)所需要的時間。1.4 微型計算機的組成第46頁，共55頁。1、概念 為運行、管理和維護計算機而編制的各種程序、數(shù)據(jù)和文檔的總稱。2、軟件系統(tǒng)及其組成 軟件系統(tǒng)系統(tǒng)軟件應用軟件操作系統(tǒng)語言處理程序系統(tǒng)服務程序應用軟件包用戶程序其它領(lǐng)域應用軟件輔助設(shè)計/制造科學計算辦公自動化數(shù)據(jù)庫/信息管理1.5 軟件系統(tǒng)第47頁，共55頁。 操作系統(tǒng)： 功能：管理計算機上所有資源（硬件資源和軟件資源） 1）處理機管理使程序更有效的執(zhí)行 2）內(nèi)存管理內(nèi)存空間的分配、保護和擴充 3）信息管理主要是指組織和管理外存上的信息 4）設(shè)備管理 5）