第一章計算機導論

計算機科學導論第一章計算機的基礎知識基礎知識重點內(nèi)容拓展知識多媒體課件及其他學習資源小結基礎知識本節(jié)內(nèi)容以自學為主計算機的發(fā)展史計算機的類型計算機的特點計算機的用途計算機的啟動電子計算機的發(fā)展史電子管晶體管集成電路大規(guī)模、超大規(guī)模集成電路極大規(guī)模集成電路、超導電路

體積越來越小運算速度越來越快性能價格比越來越高應用范圍越來越廣泛發(fā)展特點：發(fā)展：什么是計算機計算機是一種能按照事先存儲的程序，自動、高速進行大量數(shù)值計算和各種信息處理的現(xiàn)代化智能電子裝置。JohnMauchly（左）VonNeumann（右）第一代電子管計算機：1946-1957

1946年，ENIAC第二代：晶體管電路電子計算機1958-1963第三代：集成電路計算機1963-1970第四代：大規(guī)模集成電路電子計算機：1971~今隨著科技的突飛猛進，計算機的小型化、微型化已成為一種趨勢。因此，筆記本電腦就成為其重要的一部分。第五代：極大規(guī)模集成電路、超導電路計算機20世紀80年代開始從“信息處理”轉向“知識處理”暢想未來——思維、意識將成為未來電腦的基本特征專家們預測在未來40年的時間

里，人類一定能制造出具有意識和思維能力的計算機。

屆時電腦還將具有一定的視力，這樣你不但可以與電腦交談，還可以讓電腦看

你們所談論的東西。

計算機的類型……巨型計算機大/中型計算機小型計算機微型計算機工作站或服務器巨型機——銀河、曙光大型機電信局數(shù)據(jù)中心Dell大型機磁盤陣列小型機微機/PC機臺式機筆記本電腦

電子計算機的特點運算速度快精確度高具有記憶和邏輯判斷能力自動完成各種操作和運算

電子計算機的用途科學計算數(shù)據(jù)處理過程控制人工智能辦工自動化計算機輔助工程信息高速公路

電子商務娛樂計算機的啟動1．冷啟動冷啟動也叫加電啟動。冷啟動必須按如下的順序進行：先打開外圍設備（包括顯示器、打印機等）的電源，最后才打開主機的電源。當打開主機電源后，計算機即開始冷啟動。2．熱啟動熱啟動是在機器電源已經(jīng)接通的情況下的一種啟動方法。重點內(nèi)容數(shù)制及其轉換計算機的編碼計算機系統(tǒng)的組成什么是進位制

“進位制”是指用一組固定的數(shù)字符號和統(tǒng)一的規(guī)則表示數(shù)的方法。討論計數(shù)制要涉及到兩個基本問題：基數(shù)和權。在計數(shù)制中，每個數(shù)位（數(shù)字位置）所用到的不同數(shù)字的個數(shù)叫做基數(shù)。

為什么使用二進制可行性

可靠性

簡易性

求和法則： 0+0=0 0+1=1 1+0=1 1+1=10

求積法則： 0×0=0 0×1=0 1×0=0 1×1=14.邏輯性

計算機中常用的進位制1.十進制數(shù)的特點：

⑴由十個數(shù)碼0~9組成

⑵基數(shù)是十，逢十進一

⑶小數(shù)點左邊從右至左其各位的位權依次是：100、101、102、103等等，小數(shù)點右邊從左至右其各位的位權依次是：10-1、10-2、10-3等等.例如十進制數(shù)345.67可以表示為：345.67=3×102＋4×101＋5×100＋6×10-1＋7×10-2計算機中常用的進位制2.二進制數(shù)的特點：⑴由兩個數(shù)碼0、1組成⑵基數(shù)是2，逢二進一⑶小數(shù)點左邊從右至左其各位的位權依次是：20、21、22、23等等，小數(shù)點右邊從左至右其各位的位權依次是：

2-1、2-2、2-3等等

.例如二進制數(shù)11.01可以表示為：11.01=1×21＋1×20＋0×2-1＋1×2-2。

計算機中常用的進位制3.八進制數(shù)的特點：⑴由八個數(shù)碼0~7組成⑵基數(shù)是8，逢八進一⑶小數(shù)點左邊從右至左其各位的位權依次是：80、81、82、83等等，小數(shù)點右邊從左至右其各位的位權依次是：

8-1、8-2、8-3等等

.例如八進制數(shù)235.71可以表示為：235.71=2×82＋3×81＋5×80＋7×8-1＋1×8-2計算機中常用的進位制4.十六進制數(shù)的特點：⑴由十六個數(shù)碼0~9和A~F組成⑵基數(shù)是16，逢十六進一⑶小數(shù)點左邊從右至左其各位的位權依次是：160、161、162等等，小數(shù)點右邊從左至右其各位的位權依次是：

16-1、16-2等等

.例如十六進制數(shù)23A.D1可以表示為：23A.D1=2×162＋

3×161＋10×160＋13×16-1＋1×16-2計算機中常用的進位制四種記數(shù)制表示數(shù)的關系二進制01101110010111011110001001101010111100110111101111八進制012345671011121314151617十進制0123456789101112131415十六進制0123456789ABCDEF進位制中的相互轉換非十進制數(shù)十進制數(shù)二、八、十六進制之間的轉換非十進制數(shù)十進制數(shù)非十進制數(shù)十進制數(shù)位權法：把各非十進制數(shù)按權展開求和示例：（1011.01)2=1×23＋0×22＋

1×21＋1×20＋0×2-1＋1×2-2

=11.25（345.21)8=3×82＋4×81＋5×80＋2×8-1

＋1×8-2

=229.265625（3A.2C)16=3×161＋

10×160＋2×16-1＋2×16-2

=58.171875整數(shù)的轉換：除以基數(shù)取余法、結果由下而上排列示例：把十進制數(shù)100轉換為二進制數(shù)十進制整數(shù)非十進制整數(shù)2100余數(shù)結果

2500225021212602302110

1結果為：1100100小數(shù)的轉換：乘以基數(shù)取整法、結果由上而下排列示例：把十進制數(shù)0.375轉換為二進制數(shù)十進制小數(shù)非十進制小數(shù)

0.375

╳2

0.750整數(shù)=0

╳2

1.50整數(shù)=1

╳2

1.0整數(shù)=1小數(shù)值=0結果為：0.011

整數(shù)從右向左三位并一位小數(shù)從左向右三位并一位二進制八進制二、八、十六進制之間的轉換一位變四位

整數(shù)從右向左四位并一位小數(shù)從左向右四位并一位二進制十六進制

一位變?nèi)欢c八之間的轉換011 001 010 011 .001010

(3 1 2 3 .12)8示例：(3 1 2 3 .12)8

011001010 011.001010二與十六之間的轉換001110100001.0100

(3 A 1.4)16示例：

(3

A1.4)16

001110100001.0100編碼ASCII碼內(nèi)碼外碼計算機編碼為什么要使用ASCII代碼計算機是采用二進制數(shù)進行存儲和運算的，那么，當計算機存儲了“11”時,它可以有以下兩種解析，因此，會產(chǎn)生二義性：

表示兩個數(shù)字“1”

表示一個數(shù)字“3”11113ASCII碼它是采用7位二進制編碼,可以表示128(27=128）個標準字符，如字符“A”的ASCII碼為:

擴充碼

01000001。國標碼外碼或輸入碼機內(nèi)碼漢字編碼

計算機系統(tǒng)的組成

硬件系統(tǒng)（設備）軟件系統(tǒng)（程序、文檔）計算機系統(tǒng)主機外部設備CPU計算機的工作原理I/O設備內(nèi)存儲器運算器控制器原始數(shù)據(jù)命令/程序取數(shù)計算結果存數(shù)程序指令存取命令運算命令輸入/輸出命令存數(shù)取數(shù)CPU（控制器、運算器）存儲器——內(nèi)存存儲器——外存——硬盤存儲器——外存——軟盤、光盤、U盤輸入設備——鍵盤輸入設備——鼠標輸出設備——顯示器單色CRT顯示器彩色CRT顯示器：分辨率、點距、掃描方式、刷新頻率平板顯示器：LCD輸出設備——打印機點陣式打印機（擊打式）噴墨打印機（非擊打式）激光打印機（非擊打式）其它外圍設備——MP3機、數(shù)碼相機、麥克風、音箱、攝像機等…服務程序語言處理程序操作系統(tǒng)用戶程序應用軟件包工具軟件…系統(tǒng)軟件應用軟件計算機軟件系統(tǒng)用戶與硬件軟件之間的關系計算機硬件

用戶

應用軟件

系統(tǒng)軟件

計算機的性能指標外圍設備的配置指令系統(tǒng)的功能系統(tǒng)軟件的配置情況診斷能力與容錯能力包括：字長、存儲容量、運算速度、主頻、外部設備、接口標準、系統(tǒng)的軟件配置、可靠性存儲單元地址0000H0001H0002HFFFFH存儲體結構圖存儲位存儲單元（字節(jié)）存儲體存儲形式……位字，字長位、字節(jié)、字及字長字節(jié)（8位）存儲容量1B=8b(B—字節(jié)Byteb—位bit)1KB=210B=1024B1MB=210KB=1024KB=1048576B1GB=210MB=1024MB=1024×1024KB=1048576KB=1073741824B……位字節(jié)（8位）拓展知識計算機語言和程序計算機的病毒與預防計算機語言和程序機器語言匯編語言高級語言機器語言

（MachineLanguage)直接用二進制代碼指令表達的計算機

語言,與具體的計算機硬件相關例：某臺計算機中：加法指令：1011011000000000

減法指令:1011010100000000匯編語言

(AssemblerLanguage)用助記符表示指令功能的計算機語言。計算機最終執(zhí)行的仍為機器語言。例：某臺計算機中

START：MOVA，#7

ADDA，#8

MOVR1，A

END

匯編源程序機器語言匯編程序匯編語言源程序（轉換為機器語言并執(zhí)行）執(zhí)行高級語言與具體的計算機系列無關、

表達方式接近于自然語言及數(shù)學的求解過程

例：BASIC語言

FORTRAN語言

PASCAL語言

C語言編譯方式編譯程序高級語言源程序目標程序執(zhí)行解釋方式解釋程序高級語言源程序計算結果（解釋并執(zhí)行）計算機病毒的定義計算機病毒是一組程序，一段可執(zhí)行碼，是一種隱藏在計算機系統(tǒng)的可存取信息資源中，利用系統(tǒng)信息資源進行繁殖并生存，能影響計算機系統(tǒng)正常運行，并通過系統(tǒng)信息關系和途徑進行傳染的可執(zhí)行的編碼集合。計算機病毒的特征小巧性傳染性破壞性隱蔽性潛伏性激發(fā)性1、不可移動的計算機硬件設備，如硬盤即利用專用集成電路芯片（ASIC）進行傳播。這種計算機病毒雖然極少，但破壞力卻極強，目前尚沒有較好的檢測手段對付。硬盤是現(xiàn)在數(shù)據(jù)的主要存儲介質(zhì)，因此也是計算機病毒感染的重災區(qū)。硬盤傳播計算機病毒的途徑體現(xiàn)在：硬盤向可移動式存儲設備上復制帶毒文件，帶毒情況下格式化移動盤，向光盤上刻錄帶毒文件，硬盤之間的數(shù)據(jù)復制，以及將帶毒文件發(fā)送至其他地方等。計算機病毒的傳播途徑2、移動存儲設備（包括軟盤、磁帶、光盤、U盤等）可移動式磁盤是使用廣泛、移動頻繁的存儲介質(zhì)，因此也成了計算機病毒寄生的"溫床"。盜版光盤上的軟件和游戲及非法拷貝也是目前傳播計算機病毒主要途徑。3、網(wǎng)絡局域網(wǎng)絡技術的應用為企業(yè)的發(fā)展作出巨大貢獻，同時也為計算機病毒的迅速傳播鋪平了道路。國際互聯(lián)網(wǎng)，已經(jīng)越來越多地被用于獲取信息、發(fā)送和接收文件、接收和發(fā)布新的消息以及下載文件和程序。隨著因特網(wǎng)的高速發(fā)展，計算機病毒也走上了高速傳播之路，已經(jīng)成為計算機病毒的第一傳播途徑。病毒的工作原理破壞硬盤的主引導扇區(qū)破壞軟盤或硬盤DOS引導區(qū)由于病毒程序的運行占用大量CPU時間和內(nèi)存空間，使系統(tǒng)運行效率下降破壞數(shù)據(jù)文件、可執(zhí)行文件修改系統(tǒng)的配置，使系統(tǒng)癱瘓病毒的分類病毒入侵的途徑：源碼病毒、入侵病毒、操作系統(tǒng)病毒、外殼病毒病毒破壞程度：良性病毒、惡性病毒、更改型病毒、幽默型病毒病毒的防范與對策正確使用磁盤，堵塞電腦病毒傳染渠道嚴格電腦管理，抑制電腦病毒的流通采用軟件技巧，防范病毒的入侵學會使用防病毒卡目前常見的殺毒軟件：KV3000、金山毒霸、瑞星、CPAV、SCAN、CLEAN、KILL等。多媒體課件發(fā)展簡史