計(jì)算機(jī)應(yīng)用基礎(chǔ)知識(shí)

計(jì)算機(jī)應(yīng)用基礎(chǔ)第一章計(jì)算機(jī)基礎(chǔ)知識(shí)第1章計(jì)算機(jī)基礎(chǔ)知識(shí)概述理解計(jì)算機(jī)計(jì)算機(jī)硬件計(jì)算機(jī)軟件信息技術(shù)相關(guān)問題小結(jié)1.概述何謂信息技術(shù)計(jì)算機(jī)技術(shù)的發(fā)展第一代計(jì)算機(jī)到第四代計(jì)算機(jī)摩爾定律如何學(xué)習(xí)何謂信息技術(shù)信息技術(shù)的概念信息技術(shù)（InformationTechnology，IT）主要是指利用計(jì)算機(jī)和現(xiàn)代通訊手段實(shí)現(xiàn)信息的獲取、傳遞、存儲(chǔ)、處理、顯示、分配等的相關(guān)技術(shù)四個(gè)方面信息獲取技術(shù)信息傳遞技術(shù)（包括存儲(chǔ)）信息處理與再生技術(shù)信息施用技術(shù)信息獲取技術(shù)作用：擴(kuò)展人獲取信息的感覺器官功能。傳感技術(shù)：信息識(shí)別、信息提取、信息檢測(cè)等遙感技術(shù)：傳感技術(shù)、測(cè)量技術(shù)與通信技術(shù)相結(jié)合模式識(shí)別：一種用于信息識(shí)別的方法。信息識(shí)別包括文字識(shí)別、語音識(shí)別和圖形識(shí)別等。信息傳遞(包括存儲(chǔ))技術(shù)主要功能：實(shí)現(xiàn)信息快速、可靠、安全的轉(zhuǎn)移。包括：各種通信技術(shù)廣播技術(shù)也是信息傳遞技術(shù)的一種信息存儲(chǔ)也可以看作信息傳遞技術(shù)——從“過去”向“現(xiàn)在”、從“現(xiàn)在”向“未來”傳遞信息信息處理與再生技術(shù)信息處理易于程序化的處理：分類、識(shí)別、變換、計(jì)算、篩選、整理、排序、制表等更深層次的處理：分析、綜合、抽象、演繹、證明等信息的再生：在對(duì)信息進(jìn)行處理的基礎(chǔ)上，形成一些新的更深層次的決策信息。信息施用技術(shù)要點(diǎn)是信息過程的最后環(huán)節(jié)包括控制技術(shù)、顯示技術(shù)等——“用信息”現(xiàn)代信息技術(shù)的核心是計(jì)算機(jī)技術(shù)！計(jì)算機(jī)技術(shù)的發(fā)展從第一代到第四代分代的依據(jù)：制造計(jì)算機(jī)所用的器件電子管、晶體管、中/小規(guī)模集成電路、大/超大規(guī)模集成電路高速、大容量、微型化——功能提升摩爾定律集成電路的集成規(guī)模每年翻一番有一個(gè)期限，不是永遠(yuǎn)有效的。第一代計(jì)算機(jī)（1946~1958）特征用電子管作為計(jì)算機(jī)的功能單元用電子射線管磁鼓存儲(chǔ)信息使用機(jī)器語言和匯編語言編制程序主要用于數(shù)值計(jì)算ENIAC和程序存儲(chǔ)原理1946年誕生第一臺(tái)電子計(jì)算機(jī)——(ElectronicNumerical

IntegratorAndCalculator)

ENIAC馮?諾伊曼提出的思想第一臺(tái)電子計(jì)算機(jī)——ENIAC5000次加法/秒重約30噸占地160m218000只電子管1500個(gè)繼電器功率150KW馮?諾伊曼提出的思想計(jì)算機(jī)采用二進(jìn)制形式表示數(shù)據(jù)和指令“存儲(chǔ)程序”工作原理存儲(chǔ)程序自動(dòng)執(zhí)行程序馮?諾伊曼計(jì)算機(jī)模型計(jì)算機(jī)硬件部分由五大部件組成： 運(yùn)算器 控制器 存儲(chǔ)器 輸入設(shè)備 輸出設(shè)備第二代計(jì)算機(jī)（1959~1964）特征用晶體管制作計(jì)算機(jī)的基本邏輯部件用磁芯作主存，用磁盤和磁鼓作外存提出操作系統(tǒng)概念，有了高級(jí)語言開始進(jìn)入商用時(shí)期IBM公司IBM——國際商用機(jī)器公司當(dāng)時(shí)全球最大的計(jì)算機(jī)制造和銷售公司，技術(shù)和營銷都遠(yuǎn)超其他公司第三代計(jì)算機(jī)（1965~1972）特征用中、小規(guī)模集成電路制作計(jì)算機(jī)的元器件用半導(dǎo)體存儲(chǔ)器代替磁芯作主存系統(tǒng)軟件大發(fā)展，出現(xiàn)分時(shí)操作系統(tǒng)不僅用于事務(wù)處理，而且產(chǎn)生了MISIMB360應(yīng)用更廣泛：“360”表示“全方位”有一定的通用性和兼容性第四代計(jì)算機(jī)（1972年起）特征用超大規(guī)模、極大規(guī)模集成電路CPU高度集成化—將控制器、運(yùn)算器全部集成到一塊芯片中主存采用高集成度的半導(dǎo)體存儲(chǔ)器軟件資源豐富微型化

微型計(jì)算機(jī)，又稱個(gè)人計(jì)算機(jī)或PC機(jī)，以微處理器為中央處理單元而組成，它體積小、功能全、軟件豐富、價(jià)格低廉，廣泛應(yīng)用于各行各業(yè)及家庭，極大推動(dòng)了計(jì)算機(jī)的普及和應(yīng)用。微型計(jì)算機(jī)的發(fā)展微芯片技術(shù)和微型計(jì)算機(jī)4位微處理器 (1971年）

Intel公司的4004，最早問世的微處理器芯片8位微處理器 Intel8008，Motorola6800，ZilogZ80,Rockwell6502Intel8080/8085,APPLE-II16位微處理器 Intel8086(8088),Motorola68000，ZilogZ8000,32位微處理器 Intel80386,80486,……Pentium64位微處理器 Itanium8038680486奔騰奔騰2代奔騰4代802868086奔騰3代4004微處理器飛速發(fā)展如何學(xué)習(xí)充分利用Internet從網(wǎng)上查找資源不斷嘗試和體驗(yàn)必須不斷嘗試，才能夠真正學(xué)會(huì)勤于觀察他人先從看、問、模仿再到創(chuàng)造性應(yīng)用學(xué)會(huì)分析、抽象總結(jié)規(guī)律，提高理解層次2.理解計(jì)算機(jī)內(nèi)部結(jié)構(gòu)及工作原理外觀組成形式計(jì)算機(jī)系統(tǒng)計(jì)算機(jī)中信息的表示二進(jìn)制系統(tǒng)信息存儲(chǔ)單位信息編碼數(shù)值和文字的轉(zhuǎn)換處理內(nèi)部結(jié)構(gòu)及工作原理內(nèi)部結(jié)構(gòu)控制器、運(yùn)算器、存儲(chǔ)器、輸入設(shè)備和輸出設(shè)備5大部件工作原理在控制器的控制下，操作人員通過輸入設(shè)備把程序和數(shù)據(jù)輸入計(jì)算機(jī)，存儲(chǔ)在存儲(chǔ)器中；控制器從存儲(chǔ)器中取出程序指令，對(duì)指令進(jìn)行分析后，控制運(yùn)算器執(zhí)行相應(yīng)指令，完成計(jì)算，中間結(jié)果和最終結(jié)果仍然存儲(chǔ)在存儲(chǔ)器中；計(jì)算完畢后，通過輸出設(shè)備將計(jì)算結(jié)果按需要的形式輸出。外觀組成形式不同類型的計(jì)算機(jī)外觀不盡相同超級(jí)計(jì)算機(jī)，大、中、小型機(jī)，臺(tái)式個(gè)人機(jī)，筆記本便攜機(jī)，掌上型（手持）計(jì)算機(jī)組成部件（以臺(tái)式機(jī)為例）主機(jī)箱：其中有主板、電源、磁盤光盤驅(qū)動(dòng)器等顯示器鍵盤鼠標(biāo)各種類型的計(jì)算機(jī)（a）超級(jí)計(jì)算機(jī)（b）大中小型機(jī)（c）臺(tái)式機(jī)（d）筆記本（e）手持式電腦臺(tái)式機(jī)的組成計(jì)算機(jī)系統(tǒng)硬件系統(tǒng)物理的計(jì)算機(jī)設(shè)備部件是計(jì)算機(jī)能夠正確工作的物質(zhì)基礎(chǔ)軟件系統(tǒng)指揮計(jì)算機(jī)工作的程序是控制計(jì)算機(jī)正確工作的靈魂計(jì)算機(jī)系統(tǒng)組成結(jié)構(gòu)圖計(jì)算機(jī)中信息的表示二進(jìn)制系統(tǒng)數(shù)制二進(jìn)制數(shù)碼信息存儲(chǔ)單位（二進(jìn)制）位（bit）、字節(jié)（Byte）、字（word）、KB、MB、GB等信息編碼BCD，ASCII，漢字編碼等數(shù)字和文字的轉(zhuǎn)換處理輸入編碼，文字信息運(yùn)算，輸出編碼二進(jìn)制系統(tǒng)數(shù)制問題：進(jìn)位計(jì)數(shù)制基數(shù)，權(quán)；具體所用的數(shù)碼符號(hào)計(jì)算機(jī)采用的數(shù)制：機(jī)內(nèi)一律采用二進(jìn)制人一般習(xí)慣用十進(jìn)制八進(jìn)制和十六進(jìn)制的作用數(shù)據(jù)的數(shù)制轉(zhuǎn)換：二進(jìn)制與八進(jìn)制、十六進(jìn)制之間十進(jìn)制與二進(jìn)制、八進(jìn)制、十六進(jìn)制之間數(shù)制問題進(jìn)位計(jì)數(shù)制是一種計(jì)數(shù)方法，最常用的是十進(jìn)制計(jì)數(shù)制，在計(jì)算機(jī)中，一般在數(shù)字的后面用特定字母表示該數(shù)的進(jìn)制，具體表示方法為：

B表示二進(jìn)制；

D表示十進(jìn)制（D可省略）；Q表示八進(jìn)制；H表示十六進(jìn)制?；鶖?shù)是一個(gè)進(jìn)位計(jì)數(shù)制允許使用的基本數(shù)碼符號(hào)的個(gè)數(shù)權(quán)是是數(shù)制中每一固定位置對(duì)應(yīng)的單位值計(jì)算機(jī)采用的數(shù)制機(jī)內(nèi)：依據(jù)馮.諾依曼體系，計(jì)算機(jī)中從存儲(chǔ)到計(jì)算，一律采用二進(jìn)制八進(jìn)制和十六進(jìn)制的作用：人一般習(xí)慣用十進(jìn)制，二進(jìn)制基數(shù)小，位數(shù)多，不便于人讀寫八進(jìn)制和十六進(jìn)制的基數(shù)接近十，且是二的冪，便于轉(zhuǎn)換。早期多用八進(jìn)制，后來更多是用十六進(jìn)制，因?yàn)橐粋€(gè)字節(jié)是8個(gè)二進(jìn)制位，又正好是2個(gè)十六進(jìn)制位。數(shù)據(jù)的數(shù)制轉(zhuǎn)換二進(jìn)制與八進(jìn)制、十六進(jìn)制：八進(jìn)制1位對(duì)應(yīng)二進(jìn)制3位十六進(jìn)制1位對(duì)應(yīng)二進(jìn)制4位十進(jìn)制與二進(jìn)制、八進(jìn)制、十六進(jìn)制：二進(jìn)制、八進(jìn)制、十六進(jìn)制轉(zhuǎn)換為十進(jìn)制，用展開式十進(jìn)制（整數(shù)）轉(zhuǎn)換為二進(jìn)制、八進(jìn)制、十六進(jìn)制，用連除取余數(shù)十進(jìn)制與二進(jìn)制數(shù)據(jù)的轉(zhuǎn)換，通常由計(jì)算機(jī)完成二進(jìn)制、八進(jìn)制、十六進(jìn)制1

011

100

001

100

101 二進(jìn)制

001011100001100101 134145 八進(jìn)制

1011100001100101 B865 十六進(jìn)制11100100B=（11100100）2=27+26+25+22=228E4H=（E4）16=14161+4160=228344Q=（344）8=382+481+3480=228二進(jìn)制、八進(jìn)制、十六進(jìn)制與十進(jìn)制各種進(jìn)制之間的關(guān)系信息存儲(chǔ)單位二進(jìn)制位、字節(jié)和字１個(gè)二進(jìn)制位稱為１個(gè)bit，是最小存儲(chǔ)單位８個(gè)二進(jìn)制位稱為１個(gè)字節(jié)，記為１Byte字是計(jì)算機(jī)進(jìn)行一次運(yùn)算能夠處理的一組二進(jìn)制數(shù)，是計(jì)算機(jī)內(nèi)部信息交換、加工、存儲(chǔ)及輸入/輸出處理的基本信息單元一個(gè)字所包含的二進(jìn)制數(shù)碼的位數(shù)稱為字長，不同的計(jì)算機(jī)字長不同信息存儲(chǔ)單位存儲(chǔ)容量單位字節(jié)：存儲(chǔ)容量的基本單位大容量存儲(chǔ)的單位：1KB＝1024Byte1MB＝1024KB1GB＝1024MB1TB＝1024GB信息編碼十進(jìn)制數(shù)據(jù)在計(jì)算機(jī)中的表示：BCD碼，用二進(jìn)制代碼表示的十進(jìn)制數(shù)字十進(jìn)制數(shù)0~19的8421編碼表信息編碼ASCII碼：AmericanStandardCodeforInformation

Interchange“美國信息交換標(biāo)準(zhǔn)代碼”，已成為國際標(biāo)準(zhǔn)7位碼，加上校驗(yàn)位1字節(jié)表示1個(gè)字符包括字母、數(shù)字、標(biāo)點(diǎn)、運(yùn)算符和控制字符漢字編碼：國標(biāo)碼：2字節(jié)1個(gè)漢字，兩表7千多漢字和符號(hào)多媒體信息的編碼圖形、圖像、聲音、視頻等多媒體信息在計(jì)算機(jī)中也是以某種二進(jìn)制編碼表示和存儲(chǔ)數(shù)值和文字的轉(zhuǎn)換處理數(shù)值的轉(zhuǎn)換處理數(shù)值轉(zhuǎn)換成二進(jìn)制進(jìn)行存儲(chǔ)和運(yùn)算處理，以十進(jìn)制輸出，二—十進(jìn)制轉(zhuǎn)換計(jì)算機(jī)自動(dòng)完成文字的轉(zhuǎn)換處理輸入編碼：西文：鍵入的是鍵盤上標(biāo)的符號(hào)的ASCII碼漢字：外碼（輸入碼）內(nèi)碼（漢字在機(jī)內(nèi)存儲(chǔ)、傳輸、處理的編碼）文字信息運(yùn)算：對(duì)代碼進(jìn)行運(yùn)算數(shù)值和文字的轉(zhuǎn)換處理文字的轉(zhuǎn)換處理輸出編碼：

要將編碼轉(zhuǎn)化為字符的圖形字庫:編碼和圖形的對(duì)照表漢字字形點(diǎn)陣表示3.計(jì)算機(jī)硬件主板中央處理器存儲(chǔ)器內(nèi)存儲(chǔ)器外存儲(chǔ)器輸入設(shè)備輸出設(shè)備主板“主機(jī)”主機(jī)箱中最重要的部分是主板，所有部件均與主板相連主板上有CPU、主存儲(chǔ)器，即所謂“主機(jī)”總線插口主板上有總線插口，各種板卡都插在總線插口，通過總線與CPU相連中央處理器（CPU）CPU（CentralProcessingUnit）CPU是一塊集成了控制器和運(yùn)算器的芯片CPU即“中央處理單元”，又稱“微處理器”CPU的性能指標(biāo)主頻：CPU內(nèi)部時(shí)鐘晶體振蕩頻率，用MHZ表示，它是協(xié)調(diào)同步各部件行動(dòng)的基準(zhǔn)，主頻率越高，CPU運(yùn)算速度越快?？偩€性能：總線是CPU連接微機(jī)各部件的樞紐和CPU傳送數(shù)據(jù)的通道。分為數(shù)據(jù)總線（DataBusDB）、地址總線（AddressBusAB）和控制總線（ControlBusCB），總線的帶寬、時(shí)鐘和傳輸率直接影響計(jì)算機(jī)性能存儲(chǔ)器——主（內(nèi)）存儲(chǔ)器存儲(chǔ)器計(jì)算機(jī)的存儲(chǔ)器分“內(nèi)存”和“外存”“內(nèi)存”即主存儲(chǔ)器，五大部件中的“存儲(chǔ)器”就是指內(nèi)存，內(nèi)存是主機(jī)的一部分，是CPU直接訪問的存儲(chǔ)器，程序必須裝入內(nèi)存才可以執(zhí)行存儲(chǔ)器——主（內(nèi)）存儲(chǔ)器主（內(nèi)）存儲(chǔ)器的類型只讀存儲(chǔ)器ROM只能讀出不能寫入的存儲(chǔ)器，斷電后，其內(nèi)容不會(huì)丟失隨機(jī)存儲(chǔ)器RAM（內(nèi)存條）存取速度快、容量小、價(jià)格高、斷電后，信息丟失高速緩沖存儲(chǔ)器CacheCache在邏輯上位于CPU與內(nèi)存之間，速度上接近CPU，其作用是加快CPU與RAM之間的數(shù)據(jù)交換速率存儲(chǔ)器——輔助（外）存儲(chǔ)器外存“外存”即輔助存儲(chǔ)器，屬于外部設(shè)備，主要用于存放暫時(shí)不用的或需要永久保存的程序和數(shù)據(jù)。存取速度慢、容量大、價(jià)格低外存的種類軟盤硬盤USB閃存存儲(chǔ)器光盤輸入設(shè)備功能輸入設(shè)備的功能是將程序和原始數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)換為計(jì)算機(jī)能夠識(shí)別的形式送到計(jì)算機(jī)的內(nèi)存。輸入設(shè)備的種類鍵盤鼠標(biāo)——筆記本電腦用跟蹤球、觸控板多媒體輸入設(shè)備：數(shù)碼照相機(jī)、掃描儀、麥克風(fēng)、錄音機(jī)、語音手筆識(shí)別系統(tǒng)、光學(xué)字符閱讀器和觸摸屏等輸出設(shè)備功能將內(nèi)存中經(jīng)CPU處理過的信息以人們能接受的形式輸送出來種類顯示器：CRT顯示器和LCD顯示器打印機(jī)：針式，噴墨，激光其他多媒體輸出設(shè)備：投影儀、繪圖儀、音箱、VCD機(jī)、語音輸出合成器和縮微膠片等4.計(jì)算機(jī)軟件算法和程序軟件的分類系統(tǒng)軟件應(yīng)用軟件計(jì)算機(jī)語言機(jī)器語言、匯編語言和高級(jí)語言算法和程序“算法”是指在解決一個(gè)問題時(shí)采用的準(zhǔn)確的、系統(tǒng)的方法

完成同一個(gè)任務(wù)可以有多種算法不同算法效率不同“程序”就是采用一種特定的編程語言針對(duì)一系列特定的條件而寫下的算法完成某種功能的計(jì)算機(jī)指令的有序集合程序的編寫過程稱之為編程軟件的分類系統(tǒng)軟件系統(tǒng)軟件是管理、監(jiān)控、維護(hù)計(jì)算機(jī)正常運(yùn)行的各類程序系統(tǒng)軟件有兩個(gè)特點(diǎn)：一是通用性，二是基礎(chǔ)性應(yīng)用軟件應(yīng)用軟件是用戶為了解決某些具體問題而開發(fā)和研制或購買的各種軟件，是針對(duì)某一應(yīng)用領(lǐng)域的、面向最終用戶的軟件計(jì)算機(jī)語言任何程序都是用一種專門的語言編寫的機(jī)器語言機(jī)器語言是由“0”和“1”編碼的指令組成，CPU可以直接理解執(zhí)行匯編語言匯編語言的指令采用助記符來取代二進(jìn)制編碼，和機(jī)器機(jī)型有關(guān)高級(jí)語言高級(jí)語言的特點(diǎn)是脫離特定的機(jī)器，是一種類似于自然語言和數(shù)學(xué)描述語言的程序設(shè)計(jì)語言計(jì)算機(jī)語言匯編語言和高級(jí)語言編寫的程序需要經(jīng)過轉(zhuǎn)換計(jì)算機(jī)才能執(zhí)行使用匯編語言的工作過程匯編程序連接程序運(yùn)行匯編語言源程序機(jī)器語言目標(biāo)程序運(yùn)行程序結(jié)果(.obj)(.exe)編輯程序計(jì)算機(jī)語言使用高級(jí)語言的工作過程編譯程序連接程序運(yùn)行高級(jí)語言源程序機(jī)器語言目標(biāo)程序運(yùn)行程序結(jié)果(.obj)(.exe)編輯程序解釋程序運(yùn)行高級(jí)語言源程序結(jié)果編輯程序5.信息技術(shù)相關(guān)問題數(shù)字化社會(huì)計(jì)算機(jī)的局限性計(jì)算機(jī)安全性計(jì)算機(jī)犯罪病毒與黑客知識(shí)產(chǎn)權(quán)軟件的使用許可網(wǎng)上的版權(quán)數(shù)字化社會(huì)以計(jì)算機(jī)和軟件為核心的數(shù)字和信息技術(shù)的日益發(fā)展，在全球掀起了一場意義深遠(yuǎn)的數(shù)字化革命?！皵?shù)字化”已經(jīng)滲透到當(dāng)今社會(huì)人們生活、工作、學(xué)習(xí)、娛樂的方方面