第一章計(jì)算機(jī)基礎(chǔ)教程方案

第1章計(jì)算機(jī)基礎(chǔ)教程授課教師：梁吉6課時(shí)教學(xué)目標(biāo)：掌握計(jì)算機(jī)的發(fā)展史、特點(diǎn)、分類和應(yīng)用領(lǐng)域掌握數(shù)制的基本概念，各種數(shù)制間的轉(zhuǎn)換了解計(jì)算機(jī)中西文字符和漢字的編碼熟悉掌握計(jì)算機(jī)系統(tǒng)的組成了解計(jì)算機(jī)的性能和技術(shù)指標(biāo)了解計(jì)算機(jī)病毒的概念和防治重點(diǎn)、難點(diǎn)：計(jì)算機(jī)的發(fā)展史、特點(diǎn)、分類和應(yīng)用領(lǐng)域數(shù)制的基本概念，各種數(shù)制間的轉(zhuǎn)換計(jì)算機(jī)中西文字符和漢字的編碼計(jì)算機(jī)系統(tǒng)的組成第一章計(jì)算機(jī)基礎(chǔ)知識(shí)§1.1計(jì)算機(jī)概述一、計(jì)算機(jī)發(fā)展史1946年2月15日，世界上第一臺(tái)電子計(jì)算機(jī)ENIAC在美國(guó)賓夕法尼亞大學(xué)誕生。特點(diǎn)：該計(jì)算機(jī)使用了1500個(gè)繼電器，18800個(gè)電子管，占地170m2，重30噸，功率150kW,耗資40萬(wàn)美元。每秒可進(jìn)行5000次加法和減法運(yùn)算。1970年至今第一代第二代第三代第四代電子管晶體管中小規(guī)模集成電路（超）大規(guī)模集成電路時(shí)代特征1946-19581958-19651965-1970發(fā)展史二、計(jì)算機(jī)的主要特點(diǎn)1、處理速度快2、計(jì)算精度高3、存儲(chǔ)容量大4、工作全自動(dòng)5、網(wǎng)絡(luò)與通信功能三、計(jì)算機(jī)的應(yīng)用領(lǐng)域1、數(shù)值計(jì)算2、信息處理3、實(shí)時(shí)控制4、輔助系統(tǒng)5、人工智能6、網(wǎng)絡(luò)與通信7、數(shù)字娛樂(lè)8、嵌入式系統(tǒng)四、計(jì)算機(jī)的分類電子計(jì)算機(jī)模擬計(jì)算機(jī)數(shù)字計(jì)算機(jī)數(shù)?；旌嫌?jì)算機(jī)專用計(jì)算機(jī)通用計(jì)算機(jī)巨型機(jī)大型機(jī)小型機(jī)微型機(jī)工作站服務(wù)器（按處理數(shù)據(jù)的形態(tài)）（按應(yīng)用范圍）（按性能分類）五、計(jì)算機(jī)的未來(lái)發(fā)展趨勢(shì)1、發(fā)展趨勢(shì)①巨型化②微型化③網(wǎng)絡(luò)化2、未來(lái)新一代的計(jì)算機(jī)①模糊計(jì)算機(jī)②生物計(jì)算機(jī)③光子計(jì)算機(jī)④超導(dǎo)體計(jì)算機(jī)⑤量子計(jì)算機(jī)六、信息技術(shù)的發(fā)展1、信息基礎(chǔ)技術(shù)2、信息系統(tǒng)技術(shù)3、信息應(yīng)用技術(shù)§1.2數(shù)制及數(shù)制轉(zhuǎn)換

1.2.1數(shù)制的基本概念

十進(jìn)制計(jì)數(shù)值（Decimal）二進(jìn)制（Binary）八進(jìn)制（Octal）十六進(jìn)制（Hexadecimal）進(jìn)位計(jì)數(shù)制三個(gè)基本特點(diǎn):

基數(shù)某計(jì)數(shù)制中,數(shù)碼的個(gè)數(shù)，如十進(jìn)制的基數(shù)為10，數(shù)碼為0，1，2，3，…9

逢n進(jìn)一

如十進(jìn)制中逢10進(jìn)1

位權(quán)某計(jì)數(shù)制中,數(shù)位中數(shù)碼所代表數(shù)值的大小等于這數(shù)碼乘上一個(gè)固定的值,該值稱為位權(quán)的，如10，100，…

計(jì)算機(jī)內(nèi)部使用二進(jìn)制數(shù)一個(gè)二進(jìn)制數(shù)可按位權(quán)展開(kāi)成一個(gè)多項(xiàng)式，例如：

(11.101)2＝21+1×20+1×2-1+0×2-2+1×2-3數(shù)的進(jìn)制

十六進(jìn)制數(shù)十進(jìn)制數(shù)二進(jìn)制數(shù)八進(jìn)制數(shù)

(1)十進(jìn)制數(shù)與二進(jìn)制數(shù)之間的轉(zhuǎn)換

例1.1

將117轉(zhuǎn)換成二進(jìn)制數(shù)

結(jié)果為1110101，通常寫(xiě)成(117)10＝(1110101)21.2.2各種數(shù)制之間的轉(zhuǎn)換

另一簡(jiǎn)便方法例

(97)10＝(1100001)297-64√分解數(shù)

33-32√分解數(shù)

1√分解數(shù)例1.3

將十進(jìn)制小數(shù)0.6875轉(zhuǎn)換成二進(jìn)制數(shù)結(jié)果為:(0.6875)10=(0.1011)2例1.4

將十進(jìn)制數(shù)117.6875轉(zhuǎn)換成二進(jìn)制數(shù)

(117.6875)10=(117)10+(0.6875)10=(1110101)2+(0.1011)2=(1110101.1011)2(2)二進(jìn)制數(shù)與八進(jìn)制數(shù)之間的轉(zhuǎn)換

“三位一并法”

“一分為三”例1.6將二進(jìn)制數(shù)11001011.01011轉(zhuǎn)換成八進(jìn)制數(shù)

011001011.010110|||||313.26

因此(11001011.01011)2=(313.26)8

(2)二進(jìn)制數(shù)與十六進(jìn)制數(shù)之間的轉(zhuǎn)換

“四位一并法”

“一分為四”

例如

(11001011.01011)2＝(CB.58)16

舉例:

下列各數(shù)中，最大的一個(gè)數(shù)是A.(11011001)2B.(75)10C.(37)8D.(A7)16答案？§1.3計(jì)算機(jī)中字符的編碼

在計(jì)算機(jī)內(nèi)部，數(shù)據(jù)是以二進(jìn)制形式存儲(chǔ)和運(yùn)算的。數(shù)據(jù)采用的單位有位、字節(jié)和字?！裎?bit)是指二進(jìn)制數(shù)的一個(gè)位●8個(gè)二進(jìn)制位作為一個(gè)字節(jié)，即1B=8bit●字是由一個(gè)或若干個(gè)字節(jié)組成的存儲(chǔ)單元●組成一個(gè)字的二進(jìn)制位數(shù)叫做該字的字長(zhǎng)

存儲(chǔ)器的容量：B，KB，MB，GB，TB1.3.1西文字符編碼ASCII碼是通用的字符編碼

例如：字母A的ASCII碼為1000001(十進(jìn)制為65)

每個(gè)ASCII碼用一個(gè)字節(jié)表示，最高二進(jìn)制位為01.3.2漢字的編碼

1.區(qū)位碼和國(guó)標(biāo)碼例如，漢字“啊”的區(qū)位碼為1601，轉(zhuǎn)換成16進(jìn)制數(shù)為1001H，則國(guó)標(biāo)碼3021H。

2.漢字內(nèi)碼(機(jī)內(nèi)碼)例如，漢字“啊”的區(qū)位碼為1601，轉(zhuǎn)換成16進(jìn)制數(shù)為1001H，則機(jī)內(nèi)碼B0A1H

每個(gè)漢字內(nèi)碼采用兩個(gè)字節(jié)表示，最高二進(jìn)制位均為1

3.漢字外碼(漢字輸入碼)

4.漢字字形碼

每個(gè)漢字是由特定點(diǎn)陣構(gòu)成的圖形漢字處理大致可分為三個(gè)步驟：

(1)漢字信息輸入(鍵盤(pán)輸入、語(yǔ)音輸入或字形輸入)

(2)漢字信息的加工處理(從某種意義上說(shuō)，漢字處理過(guò)程實(shí)際上就是對(duì)漢字代碼的轉(zhuǎn)換過(guò)程)(3)漢字信息的輸出(顯示輸出、打印輸出和語(yǔ)音輸出等)漢字編碼之間的關(guān)系

其他系統(tǒng)的漢字編碼交換碼（國(guó)標(biāo)碼）顯示打印輸入機(jī)內(nèi)碼字形碼漢字信息外碼(輸入碼)漢字信息漢字庫(kù)兩個(gè)字節(jié)最高二進(jìn)制位均為1

“啊”的輸入內(nèi)碼B0A1漢字庫(kù)“啊”字形碼的地址

外碼

a(拼音)kbsk(五筆字型)

1601(區(qū)位碼)§1.4指令和程序設(shè)計(jì)語(yǔ)言1.4.1計(jì)算機(jī)的指令系統(tǒng)指令是計(jì)算機(jī)完成某一操作而發(fā)出的只是或命令。一條指令包括操作碼和地址碼。1.4.計(jì)算機(jī)程序設(shè)計(jì)語(yǔ)言機(jī)器語(yǔ)言

匯編語(yǔ)言

高級(jí)語(yǔ)言非過(guò)程化語(yǔ)言1011000000000101………..MOVA,5ADDA,2………..LETA=5+220PRINTA………..

§1.5計(jì)算機(jī)系統(tǒng)的組成硬件系統(tǒng)（Hardware）軟件系統(tǒng)（Software）計(jì)算機(jī)系統(tǒng)的基本組成計(jì)算機(jī)系統(tǒng)硬件系統(tǒng)軟件系統(tǒng)主機(jī)外部存儲(chǔ)器中央處理器（cpu）內(nèi)存儲(chǔ)器運(yùn)算器控制器只讀存儲(chǔ)器隨機(jī)存儲(chǔ)器外部存儲(chǔ)器輸入/輸出設(shè)備系統(tǒng)軟件應(yīng)用軟件操作系統(tǒng)程序語(yǔ)言處理系統(tǒng)數(shù)據(jù)庫(kù)管理系統(tǒng)服務(wù)程序通用應(yīng)用軟件專用應(yīng)用軟件1.5.1計(jì)算機(jī)基本結(jié)構(gòu)原理1、“存儲(chǔ)程序控制”的概念2、計(jì)算機(jī)五大基本部件的功能運(yùn)算器（ALU）、控制器（CU）、存儲(chǔ)器、輸入/輸出設(shè)備（I/O）數(shù)據(jù)流控制流程序數(shù)據(jù)處理結(jié)果輸入設(shè)備輸出設(shè)備運(yùn)算器存儲(chǔ)器控制器計(jì)算機(jī)硬件系統(tǒng)五大部件的關(guān)系

1.5.2

微機(jī)的硬件部件及其功能

cpu包括運(yùn)算器和控制器，是計(jì)算機(jī)的運(yùn)算和控制中心。單處理器及多處理器控制器組成：寄存器、指令譯碼器、程序計(jì)數(shù)器(PC)、定時(shí)及控制單元等控制器的主要任務(wù)是從內(nèi)存儲(chǔ)器中讀取指令，經(jīng)過(guò)譯碼分析，再向各部件發(fā)出執(zhí)行指令的控制信號(hào)

取指→分析→執(zhí)行自動(dòng)執(zhí)行程序中的指令運(yùn)算器(又稱算術(shù)邏輯單元，簡(jiǎn)稱ALU)主要完成各種算術(shù)運(yùn)算和邏輯運(yùn)算1、中央處理器（cpu）

中央處理器主要技術(shù)性能指標(biāo)：字長(zhǎng)及主頻率

主頻率=外頻率*倍頻中央理器的發(fā)展：Pentium→PentiumPro→PⅡ→PⅢ→P4→安騰(ITanium，64位)等

目前主流機(jī)型cpu，其性能已達(dá)到或超過(guò)傳統(tǒng)中小型機(jī)；Intel公司2000年推出安騰cpu，至今已有多款產(chǎn)品。而AMD公司于2003年4月推出能從32位平滑過(guò)渡的64位cpu“鐵錘”(Opteron)

如“電話升位”，開(kāi)創(chuàng)新紀(jì)元安騰的運(yùn)算速度比早期巨型機(jī)快40倍。與32位機(jī)比較，每次傳送的位數(shù)增加1倍，表示的數(shù)為以前的232倍

2、存儲(chǔ)器

存儲(chǔ)器是計(jì)算機(jī)記憶信息的裝置可分為內(nèi)存儲(chǔ)器和外存儲(chǔ)器

⑴內(nèi)存儲(chǔ)器

內(nèi)存儲(chǔ)器簡(jiǎn)稱內(nèi)存可以直接和中央處理器進(jìn)行數(shù)據(jù)交換，因此存取速度快內(nèi)存主要用來(lái)存放當(dāng)前運(yùn)行所需的程序和數(shù)據(jù)地址：一般按字節(jié)分配地址

分類：

隨機(jī)存取存儲(chǔ)器(RAM)

只讀存儲(chǔ)器(ROM)

RAM又可分為：

靜態(tài)(SRAM)

動(dòng)態(tài)(DRAM)

其他幾種內(nèi)存儲(chǔ)器●BIOS（基本輸入輸出系統(tǒng)）●CMOS（存放機(jī)器系統(tǒng)的基本設(shè)置信息)●Cache（高速緩沖存儲(chǔ)器)

高速緩沖存儲(chǔ)器(Cache)

在CPU和內(nèi)存之間設(shè)置一種高速緩沖存儲(chǔ)器(Cache)，以此彌補(bǔ)內(nèi)存的運(yùn)行速度與CPU之間的差距。CPU對(duì)Cache的訪問(wèn)速度比一般內(nèi)存快得多。目前在微機(jī)中,Cache分為一,二級(jí)即L1和L2:

內(nèi)存儲(chǔ)器主要性能指標(biāo)：內(nèi)存容量、存取周期RAML2

CPUL1

⑵外存儲(chǔ)器

外存儲(chǔ)器簡(jiǎn)稱外存。它通常是一種與主機(jī)相對(duì)獨(dú)立的存儲(chǔ)器部件。與內(nèi)存比較，外存容量一般都比較大，但存取速度慢外存不能直接與CPU交換信息計(jì)算機(jī)常用的外存儲(chǔ)器有多種：軟盤(pán)存儲(chǔ)器、硬盤(pán)存儲(chǔ)器、光盤(pán)存儲(chǔ)器、usb優(yōu)盤(pán)和usb移動(dòng)硬盤(pán)。軟盤(pán)存儲(chǔ)器

軟盤(pán)是曾經(jīng)被廣泛采用的外存儲(chǔ)介質(zhì)使用方便，常用于數(shù)據(jù)備份和不同計(jì)算機(jī)之間的信息交流。存儲(chǔ)格式：磁道（同心圓信息記錄道,編號(hào)由0開(kāi)始）扇區(qū)（sector)

磁面軟盤(pán)的容量=磁面數(shù)×磁道數(shù)×扇區(qū)數(shù)×512B

寫(xiě)保護(hù)/保養(yǎng)

寫(xiě)保護(hù)口扇區(qū)末磁道0磁道由多個(gè)金屬盤(pán)片組成，并有多個(gè)磁頭同時(shí)讀寫(xiě)。目前常用40～60GB硬盤(pán)；已推出80GB的高速硬盤(pán)硬盤(pán)轉(zhuǎn)速有5400轉(zhuǎn)/分和7200轉(zhuǎn)/分分為低級(jí)格式化和高級(jí)格式化硬盤(pán)存儲(chǔ)器CD光盤(pán)存儲(chǔ)器

CD光盤(pán)具有容量大、壽命長(zhǎng)、價(jià)格低等特點(diǎn)一個(gè)CD光盤(pán)的容量為650MB

類型：只讀/一次寫(xiě)入型/可擦寫(xiě)型光盤(pán)刻錄機(jī)

DVD光盤(pán)存儲(chǔ)器

一個(gè)DVD光盤(pán)的容量為17GB

目前流行16倍速DVD移動(dòng)存儲(chǔ)器

主流產(chǎn)品：優(yōu)盤(pán)、移動(dòng)硬盤(pán)等優(yōu)盤(pán)已取代軟盤(pán)

優(yōu)盤(pán)，容量16MB~16GB不等可擦寫(xiě)100萬(wàn)次以上，數(shù)據(jù)至少保存10年體積小，重量少于20克類型：無(wú)驅(qū)型、啟動(dòng)型和加密型3、輸入設(shè)備

（1）鍵盤(pán)

鍵盤(pán)是最常用、最基本的一種輸入設(shè)備

打開(kāi)“開(kāi)始”菜單相當(dāng)于鼠標(biāo)右擊，使之彈出當(dāng)前對(duì)象的快捷菜單

（2）鼠標(biāo)(Mouse)

在圖形界面的環(huán)境下，鼠標(biāo)可以取代鍵盤(pán)進(jìn)行光標(biāo)定位或完成某些特定的輸入（3）其他輸入設(shè)備掃描儀、麥克風(fēng)等

4、輸出設(shè)備

（1）顯示器

顯示器的種類很多，目前常用的是以陰極射線管(CRT)為核心的顯示器，筆記本式微機(jī)基本上采用液晶顯示器。幾個(gè)重要概念：顯示器的點(diǎn)距、像素和分辨率，刷新率，顯示卡，顯存(VRAM)，真彩色

顯示器VRAM

CPU

（2）打印機(jī)

三類具有圖形功能的打印機(jī):(1)針式打印機(jī)

(2)噴墨打印機(jī)

(3)激光打印機(jī)

（3）其他輸出設(shè)備繪圖儀、耳機(jī)、音箱、視頻投影儀等5、總線（Bus）與主板（MainBoard）

1.主板及其結(jié)構(gòu)

由多層印刷電路板組成(常見(jiàn)4層、6層)

主板安裝了CPU芯片、內(nèi)存條、CMOS、BIOS、時(shí)鐘芯片、電池、擴(kuò)展槽、電源、總線等

(1)主板結(jié)構(gòu)

主流機(jī)型：基于CPU及內(nèi)存一體化型：配置了各種標(biāo)準(zhǔn)接口電路

提供插槽（擴(kuò)展槽），可擴(kuò)充設(shè)備

主板CPU插座4個(gè)ISA擴(kuò)展槽3個(gè)PCI擴(kuò)展槽4個(gè)內(nèi)存條插槽2個(gè)IDE接口1個(gè)軟驅(qū)接口電源連接鍵盤(pán)接口并行接口串行接口充電電池1.5.3計(jì)算機(jī)的主要性能指標(biāo)1、字長(zhǎng)2、時(shí)鐘主頻3、運(yùn)算速度4、存儲(chǔ)容量5、存取周期1.5.4計(jì)算機(jī)的使用環(huán)境1、環(huán)境溫度15℃~35℃2、環(huán)境濕度相對(duì)濕度不高于80%

不低于20%3、潔凈要求4、電源要求5、防止干擾6、注意正常關(guān)機(jī)

1.5.5

計(jì)算機(jī)軟件系統(tǒng)

軟件是整個(gè)計(jì)算機(jī)系統(tǒng)中的重要組成部分沒(méi)有配備任何軟件的計(jì)算機(jī)稱為裸機(jī)軟件可分為系統(tǒng)軟件和應(yīng)用軟件兩大類系統(tǒng)軟件的兩大特點(diǎn)：公用性、基礎(chǔ)性用戶應(yīng)用軟件其他系統(tǒng)軟件操作系統(tǒng)硬件

操作系統(tǒng)(OperatingSystem，OS)是用戶和計(jì)算機(jī)的接口，對(duì)硬、軟件資源進(jìn)行管理的一種軟件

(1)按操作系統(tǒng)所管理的用戶數(shù)劃分

單用戶操作系統(tǒng)、多用戶操作系統(tǒng)

單用戶操作系統(tǒng)又分：?jiǎn)稳蝿?wù)/多任務(wù)

(2)按操作系統(tǒng)的功能劃分:

批處理操作系統(tǒng)、分時(shí)操作系統(tǒng)、實(shí)時(shí)操作系統(tǒng)、網(wǎng)絡(luò)操作系統(tǒng)、分布式操作系統(tǒng)等

1.操作系統(tǒng)

操作系統(tǒng)的功能:

微處理器管理存儲(chǔ)管理作業(yè)管理

設(shè)備管理文件管理

PC操作系統(tǒng)發(fā)展歷程：

DOS→Win3.x→Win9x→Win2000→WinXP→visita→windows7

（2）語(yǔ)言處理系統(tǒng)（翻譯程序）（3）服務(wù)程序（4）數(shù)據(jù)庫(kù)系統(tǒng)(DataBaseSystem)由數(shù)據(jù)庫(kù)、數(shù)據(jù)庫(kù)管理系統(tǒng)、用戶所組成。

2.應(yīng)用軟件

應(yīng)用軟件可分為通用軟件和專用軟件通用軟件是為解決某一類問(wèn)題而設(shè)計(jì)的專用軟件是為解決某些特殊問(wèn)題而組織人力開(kāi)發(fā)的軟件。辦公軟件

美國(guó)微軟公司：

Office97→Office2000→Office2002→Office2003

珠海金山公司

WPS97→WPSOffice→WPSOffice2002日本長(zhǎng)期使用自已的民族軟件：太郎（文字處理）花子（表處理）

目前危害計(jì)算機(jī)安全的主要是計(jì)算機(jī)病毒和黑客

1.7.1計(jì)算機(jī)病毒的概述

60年代末開(kāi)始出現(xiàn)利用計(jì)算機(jī)進(jìn)行犯罪的活動(dòng)已經(jīng)發(fā)現(xiàn)的病毒已超過(guò)4萬(wàn)種，每月以300～500種的速度增長(zhǎng)

定義：對(duì)計(jì)算機(jī)系統(tǒng)具有破壞作用的計(jì)算機(jī)程序制毒動(dòng)機(jī)：惡作劇，報(bào)復(fù)和懲罰非法拷貝者