第1章 計算機基礎(chǔ)知識

計算機基礎(chǔ)東北師大計算機科學(xué)與信息技術(shù)學(xué)院張慧杰E-mail:zhanghj167@1教學(xué)安排2015年9月7日（第2周）——2016年1月15日（第20周）教材大學(xué)計算機基礎(chǔ)教程(Windows7+Office2010)人民郵電出版社說明：教材學(xué)生自行購買（如網(wǎng)上購買），但需保證每人一本教材以保證教學(xué)。2成績考核辦法：期末上機考試（卷面100分）占總成績的70%平時成績（6次課堂練習(xí)）占總成績的30%總分:100分3期末考試形式：

以上機考試形式進(jìn)行，內(nèi)容包括英文打字（5%），中文打字（5%），單項選擇題（30%），OFFICE2010操作（60%）。期末考試日期：

初步定于第18周（12.25——12.31）隨堂進(jìn)行。上課要求1、不曠課，不遲到，不早退。2、課堂上不做與上課內(nèi)容無關(guān)的事，認(rèn)真聽講。3、遵守機房的各項規(guī)章制度。4、杜絕使用手機，建議上課時關(guān)機。5、上課期間杜絕隨意進(jìn)出。4第1章計算機基礎(chǔ)知識1.1計算機概述1.2計算機系統(tǒng)結(jié)構(gòu)1.3鍵盤和中文輸入法1.4計算機中數(shù)據(jù)的表示1.5*多媒體技術(shù)簡介51.1計算機概述1.1.1計算機的發(fā)展歷史

1946年2月，美國賓夕法尼亞大學(xué)經(jīng)過幾年的艱苦努力，成功研制出世界上第一臺電子數(shù)字積分計算機“埃尼阿克”（ElectronicNumericalIntegratorAndCalculator，ENIAC）。器件：18000只電子管（主要元件）占地170平方米重量30噸功耗150千瓦速度：每秒鐘5000次加法6第一臺電子計算機ENIAC7電子計算機發(fā)展階段第一階段：電子管計算機(1946-1957)第二階段：晶體管計算機(1958-1964)第三階段：集成電路時代(1965-1970)第四階段：大規(guī)模、超大規(guī)模集成電路時代(1971年以后)8時代邏輯元件內(nèi)存外存應(yīng)用范圍第一代（1946—1957年）電子管汞延遲線或靜電存儲管，容量僅為幾KB磁鼓科學(xué)計算、軍事和科學(xué)研究第二代（1958—1964年）晶體管磁心存儲器，容量為幾十KB采用磁帶和磁盤數(shù)據(jù)處理和事務(wù)處理第三代（1965—1970年）中、小規(guī)模集成電路半導(dǎo)體芯片體積越來越小，容量越來越大數(shù)據(jù)處理、工業(yè)自動控制等領(lǐng)域第四代（1971年至今）大規(guī)模、超大規(guī)模集成電路半導(dǎo)體存儲器開始使用光盤，外存的容量成百倍增加進(jìn)入以計算機網(wǎng)絡(luò)為主的互聯(lián)網(wǎng)時代9我國計算機的發(fā)展1958年，我國第一臺通用數(shù)字電子計算機103型（電子管）研制成功。

1963年，我國第一臺大型晶體管電子計算機109型機研制成功。

1964年，441B全晶體管計算機研制成功。

1970年，441B-Ⅲ型全晶體管計算機研制成功。

1972年，大型集成電路通用數(shù)字電子計算機研制成功。

1983年，“銀河Ⅰ號”（第四代計算機）巨型機研制成功。

1992年，“銀河Ⅱ號”巨型機研制成功，運算速度為每秒10億次。

1997年，“銀河Ⅲ號”巨型機研制成功，運算速度為每秒130億次。

2003年，曙光4000L通過國家驗收。

2010年，千萬億次超級計算機“天河一號”研制成功。2013年，“天河二號”以每秒5.49億億次運算速度成為全球最快的超級計算機101.1.2計算機的特點1．運算速度快、計算精度高2．存儲容量大、記憶能力強3．具有邏輯判斷能力4．自動執(zhí)行111.1.3計算機的分類1．巨型機2．大型機3．小型機4．工作站5．服務(wù)器6．微型機121.1.4計算機的應(yīng)用1．科學(xué)計算2．?dāng)?shù)據(jù)處理3．計算機輔助工程（CAD、CAM、CAI）4．自動控制5．人工智能（AI）6．計算機網(wǎng)絡(luò)7．辦公自動化（OA）131.1.5*

計算機的發(fā)展趨勢1．向巨型化和微型化的兩極化方向發(fā)展2．網(wǎng)絡(luò)化是計算機應(yīng)用的主流3．多媒體計算機是研究和開發(fā)的熱點4．智能化是未來計算機發(fā)展的總趨勢5．研制非馮·諾依曼體系結(jié)構(gòu)的計算機141.2計算機系統(tǒng)結(jié)構(gòu)1.2.1計算機系統(tǒng)151.2.2硬件系統(tǒng)1.2計算機系統(tǒng)結(jié)構(gòu)16馮·諾依曼思想的核心內(nèi)容①計算機由運算器、控制器、存儲器、輸入設(shè)備和輸出設(shè)備5大基本部件組成。②計算機內(nèi)部用二進(jìn)制表示數(shù)據(jù)和存儲指令。③各基本部件的工作原理17各部件的基本功能（1）輸入設(shè)備（2）運算器和控制器運算器：進(jìn)行算術(shù)運算和邏輯運算。控制器：計算機的控制指揮中心。CPU：中央處理器（CentralProcessingUnit）決定CPU性能的最重要指標(biāo)：字長和主頻。（3）存儲器存儲數(shù)據(jù)。分為內(nèi)存和外存。內(nèi)存儲器根據(jù)讀/寫功能的不同分為：ROM、RAM（4）輸出設(shè)備18微型計算機的硬件系統(tǒng)如下圖所示：主機音箱音箱顯示器鍵盤鼠標(biāo)光盤驅(qū)動器電源開關(guān)重啟按鈕麥克風(fēng)插口耳機插口USB接口191.2.3軟件系統(tǒng)1．軟件定義所謂軟件，就是指在計算機硬件上運行的各種程序和文檔資料的總和，即軟件=程序+文檔。文檔是指用自然語言編寫的文字資料和圖表，用來描述程序的內(nèi)容、設(shè)計、功能規(guī)格和使用方法，如程序使用說明書、用戶手冊等。1.2計算機系統(tǒng)結(jié)構(gòu)201.2.3軟件系統(tǒng)軟件系統(tǒng)分為系統(tǒng)軟件和應(yīng)用軟件2．系統(tǒng)軟件（1）操作系統(tǒng)（OperatingSystem，OS）（2）語言處理程序（3）數(shù)據(jù)庫管理系統(tǒng)（DatabaseManagementSystem，DBMS）3．應(yīng)用軟件1.2計算機系統(tǒng)結(jié)構(gòu)211.3.1鍵盤結(jié)構(gòu)1．功能鍵區(qū)2．主鍵盤區(qū)3．小鍵盤區(qū)1.3鍵盤和中文輸入法221.3鍵盤和中文輸入法1.3.2打字指法231.3.3常用的中文輸入法1．輸入法的選擇輸入法的選擇方法有以下幾種：單擊任務(wù)欄上的“輸入法指示器”按鈕

，選擇要使用的輸入法。按【Ctrl+space】組合鍵，切換中、英文輸入法。按【Ctrl+Shift】組合鍵，順次切換英文及各種中文輸入法。切換中文輸入時的不同狀態(tài)，方法如下：按【Ctrl+.】組合鍵用于切換中文和英文標(biāo)點。按【Shift+space】組合鍵，在全角和半角之間進(jìn)行切換。2．*搜狗拼音輸入法3．*智能ABC輸入法4．軟鍵盤的使用1.3鍵盤和中文輸入法241.4

計算機中數(shù)據(jù)的表示1.4.1數(shù)制的表示方法1.4.2*數(shù)制之間的轉(zhuǎn)換1.4.3數(shù)據(jù)的存儲單位1.4.4字符的編碼251.4.1數(shù)制的表示方法

眾所周知，人們使用的計數(shù)方法是十進(jìn)制，即“逢十進(jìn)一”；而計時方法是六十進(jìn)制，即60s為1min，60min為1h。由此可知，二進(jìn)制就是“逢二進(jìn)一”。

1．?dāng)?shù)值的基數(shù)和位權(quán)一種計數(shù)制允許使用的基本符號的個數(shù)稱為數(shù)制的基數(shù)。位權(quán)（簡稱權(quán)）是用來表示數(shù)位上數(shù)值大小的一個固定常數(shù)?！纠?-1】將十進(jìn)制數(shù)987.65按權(quán)展開。

987.65=9×102＋8×101＋7×100＋6×10?1＋5×10?2 26計算機中各種常用的進(jìn)制如下表所示進(jìn)

制二進(jìn)制八進(jìn)制十進(jìn)制十六進(jìn)制進(jìn)位規(guī)則逢二進(jìn)一逢八進(jìn)一逢十進(jìn)一逢十六進(jìn)一基

數(shù)281016數(shù)

碼0，10，1，2…，70，1，2…，90，1…，9，A…，F(xiàn)權(quán)2的乘冪8的乘冪10的乘冪16的乘冪272．?dāng)?shù)制的表示方法【例1.2】表示十進(jìn)制數(shù)2011，二進(jìn)制數(shù)1001，八進(jìn)制數(shù)357，十六進(jìn)制數(shù)1AB0。十進(jìn)制數(shù)2011，表示為2011D、(2011)10或2011。二進(jìn)制數(shù)1001，表示為1001B或(1001)2。八進(jìn)制數(shù)357，表示為357Ｏ或(357)8。十六進(jìn)制數(shù)1AB0，表示為1AB0H或(1AB0)16。28各種進(jìn)制數(shù)碼對照如下表所示：十進(jìn)制數(shù)二進(jìn)制數(shù)八進(jìn)制數(shù)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)十六進(jìn)制數(shù)0000810001081111910011192102210101012A3113311101113B41004412110014C51015513110115D61106614111016E71117715111117F291.4計算機中數(shù)據(jù)的表示1.4.3

數(shù)據(jù)的存儲單位數(shù)據(jù)在計算機內(nèi)部用二進(jìn)制表示并存儲，最小的數(shù)據(jù)單位是二進(jìn)制的一位（bit，比特），即每個0或1就是一位。8位組成一個字節(jié)（Byte，簡寫為B）。1B=8bit1KB=1024B＝210B1MB=1024KB=1024×210B＝220B1GB=1024MB=1024×220B＝230B1TB=1024GB=1024×230B＝240B301.4計算機中數(shù)據(jù)的表示1.4.4字符的編碼1．西文字符的編碼ASCII（國際通用的7位，擴展的8位）2．漢字的編碼3．漢字的處理過程每個漢字用兩個字節(jié)存儲。311.5.1基本概念1．媒體媒體是信息表示和傳輸?shù)妮d體。2．多媒體多媒體是指把多種媒體信息綜合集成在一起。3．多媒體技術(shù)

多媒體技術(shù)是一門跨學(xué)科的綜合技術(shù)，是利用計算機綜合處理文字、聲音、圖像、視頻等多種媒體，并將這些媒體有機結(jié)合的技術(shù)。1.5*多媒體技術(shù)簡介321.5多媒體技術(shù)簡介1.5.2*媒體的數(shù)字化1．聲音聲音的主要物理特征：振幅和頻率。將聲音轉(zhuǎn)換成離散的數(shù)字信號的基本技術(shù)PCM（脈沖編碼調(diào)制）。主要包括采樣、量化、編碼3個基本過程。