计算机软件及应用计算机基础知识

课程说明教学目的：培养学生操作计算机的能力，掌握计算机基础知识。考核方式理论成绩（100分）：理论考试80分，平时成绩20分。上机成绩（100分）：上机考试60分，作业与考勤40分。课程网站（210.41.95.14）1主要内容计算机基础知识进制转换计算机信息表示操作系统功能简介文件及程序管理操作Office办公软件WordExcel(重点）PowerPoint计算机网络基础网络概述Internet应用计算机信息安全技术数据结构与算法（实验教材）算法及数据结构基本概念常用数据结构常用查找、排序算法程序设计基础程序设计风格结构化程序设计面向对象程序设计软件工程（实验教材）软件工程概念结构化分析方法、设计方法软件测试、程序调试数据库设计基础数据库基本概念数据模型关系代数数据库设计与管理多媒体技术（自学）常用软件介绍（自学）2第1章计算机基础知识34第一节计算机概述计算机是一种能够存储程序和数据，并能够按照程序对数据进行快速、精确处理的电子设备。世界上第一台电子数字计算机：ENIAC计算机主机的发展（分为四代）:电子管、晶体管、集成电路、（超）大规模集成电路计算机的工作原理：存储程序计算机的特点：运行速度快、计算精度高、自动化程度高、存储能力强、具有逻辑判断能力计算机按综合性能分类：巨型机、大型机、中型机、小型机、微型机、单片机。其中微型机又称个人计算机（PersonalComputer）、PC机和电脑，主要分为笔记本和台式机。微型机的核心是CPU，目前主要的厂商是Intel和AMD。5第一节计算机概述主要应用数值计算、信息管理、实时控制、计算机辅助系统、人工智能、电子商务CAD、CAI、CAE、CAT、AI、OA的含义主要技术指标字长：CPU在一次操作中能处理的最大二进制位数。主频与运算速度主频即时钟频率。主频越大，速度越快。运算速度一般用MIPS（百万条指令数/秒）表示。内存容量输入/输出设备（I/O设备）软件系统6第二节计算机中信息的表示数值十／二进制转换西文ASCII码汉字输入码／机内码转换声音、图像模／数转换二／十进制转换西文字形码汉字字形码数／模转换内存输入设备输出设备数值西文汉字声音、图像计算机内部所有的数据都采用二进制编码。原因：容易实现，运算规则简单。7计算机中的信息单位最小的数据单位：位（bit)最基本的存储容量单位：字节（Byte)其它存储容量单位：KB、MB、GB、TB1B=8bit1KB=1024B1MB=1024KB1GB=1024MB1TB=1024GB字节（Byte）76543210位（Bit）8数制的概念如果用R个基本符号（例如0，1，2，…，r-1）来表示数目，则称其为R进制，R称为该数制的基数，Ri称为权。6783461071081031041021012.基数权数码9进制规则基数数符位权二进制逢2进120，12i八进制逢8进180，1，…，78i十进制逢10进1100，1，…，910i十六进制逢16进1160，1，…，9，A，B，C，D，E，F16i常见进制特点对比10进制转换（一）进制表示符号B二进制O八进制D十进制H十六进制1.r进制转化成十进制方法：各位按权展开相加。例：10101B=24+22+1=21D101.11B=22+1+2-1+2-2=5.75D101O=82+1=65D71O=78+1=57D101AH=163+16+10＝4122D11100D=144O=64H~例100.345D=1100100.01011B21.040.6900.7601.3800.3452221.5202八进制100408128184101001664616十六进制1002502252122623210001001122.十进制转化成r进制整数部分：连续除以基数r倒取余数，直到商为0为止。小数部分：连续乘以基数r顺取整数，直到积为整数为止。进制转换（二）12进制转换（三）3.八进制、十六进制转化成二进制数一位八进制数对应三位二进制数一位十六进制数对应四位二进制数4.二进制转化成八(十六)进制整数部分：从右向左按三(四)位进行分组小数部分：从左向右按三(四)位进行分组，不足补零64H=01100100B64144O=001100100B144001101101110.110101B=1556.65O15566501101101110.11010100B=36E.D4H36ED413计算机中数值信息的表示定点整数符号数：用最高位表示数的符号，其中：“0”表示正，“1”表示负，其它各位表示数的大小。正整数：原码（即本身的二进制代码）形式存储的负整数：补码形式存储的。补码的求法：将负整数的绝对值转化为二进制形式，并符号化，得到原码→将原码除符号位外的其他位按位取反，得到反码→将反码加1。如：-0→10000000（原码）→11111111（反码）→11111111+1→00000000（补码）。正整数的补码与原码相同。定点小数、浮点数以指数形式存储。14符号位“0”表示正、“1”表示负定点整数符号数的机器数表示10101100S小数点无符号位计算机中数值信息的表示S小数点定点小数15110.011(B)=1.10011×2+10=11001.1×2-10=0.110011×2+11阶码数符阶符尾数1100110011N=数符尾数2阶符阶码尾数的位数决定数的精度阶码的位数决定数的范围规格化的形式：尾数的绝对值大于等于0.1并且小于1，从而惟一地规定了小数点的位置。浮点数表示计算机中数值信息的表示16计算机中非数值信息的表示西文字符编码（ASCII码）采用1个字节（8位）中的前7位编码（最高位为0），来表示一个西文字符，可表示128（0-127）个字符。例如：“a”字符的编码为1100001，对应的十进制数是97。控制字符34个：0～32，127普通字符94个常用字符的ASCII码值空格20H32‘0’～‘9’30H～39H48～57‘A’～‘Z’41H～5AH65～90‘a’～‘z’61H～7AH97～12217计算机中非数值信息的表示汉字编码汉字输入码微软拼音、智能ABC、五笔字型输入法等。汉字国标码(GB2312－80)用2个字节表示一个汉字；每个字节采用7位编码，最高位为0；包括6763个汉字，其中一级汉字3755个，二级汉字3008个。汉字分为94个区，每个区94个汉字。汉字机内码：将汉字国标码的两个字节最高位设为1后得到。输入码国标码字形码机内码地址码汉字输出汉字输入18计算机中非数值信息的表示汉字字形码一般采用点阵方案来表示汉字的字形。常用的汉字点阵有：16×16、24×24、32×32、48×48点阵等。存储一个汉字的字形需要的字节数=点阵乘积/8所有汉字的字形码就构成了汉字库。汉字地址码每个汉字字形码在汉字字库中的相对位移地址，地址码和机内码之间有简明的对应转换关系。19计算机中非数值信息的表示其它汉字编码GBK码GBK码又称GB扩展编码或GB13000，是中国内地制定的新的中文编码扩展国家标准。该编码标准兼容GB2312-80，共收录汉字21003个，符号883个，并提供1894个造字码位，将简、繁体字融于一库。BIG5编码BIG5码是中国台湾计算机界实行的汉字编码字符集。它包含了420个图形符号和13070个汉字，但不包括简化汉字。Unicode码Unicode码是统一编码组织于上世纪90年代制定的一种16位字符编码标准，它以两个字节表示1个字符，几乎世界上所有的书面语言都可以这种编码来惟一表示，其中也包括中文。20硬件输入设备：键盘、鼠标、扫描仪输出设备：显示器、打印机外存：软盘、硬盘、光盘、闪存网络设备：网卡、调制解调器等计算机系统软件外部设备系统软件应用软件运算器（算术、逻辑运算）控制器主机内存CPU随机存储器(RAM)只读存储器(ROM)高速缓冲存储器(Cache)操作系统：Windows、Unix、Linux语言处理程序：C、Pascal、VB等实用程序：诊断程序、排错程序等在某个方面应用的软件,如WORD、AUTOCAD数据库管理系统第三节计算机系统的组成21计算机的工作原理工作原理：冯·诺依曼的“存储程序”思想二进制程序与数据存放在内存五大模块存储器数据流控制流运算器外存储器输出设备内存储器输入设备控制器22存储器存储器存储器由许多存储单元组成，用来存储数据和指令。每个存储单元占1个字节（8个二进制位），并且有一个唯一的编号，称为地址。存储器分为内部存储器和外部存储器，简称内存和外存。内部存储器又分为ROM和RAM两种。ROM中的信息CPU对它们只取不存，其信息用户无法修改。断电时信息不会丢失。ROM中一般存放计算机系统管理程序，如BIOS芯片。RAM通常指计算机主存，使用动态随机存储器，制作成内存条形式出现。CPU对它们既可读出又可写入数据。23内存条24高速缓冲存储器CacheCache是介于CPU和内存之间的一种可高速存取信息的芯片，用于解决它们之间的速度不匹配问题。CPUCacheRAM25外部存储器硬盘（数十GB）可移动磁盘(U盘）通常采用USB接口（通用串行总线）CD-ROM光盘（约650MB）CD-ROM的1X=150kB/sDVD-ROM光盘（约4.7GB)DVD-ROM的1X=1.3MB/s硬盘片读写磁头移动硬盘26输入、输出设备常用输入设备键盘鼠标扫描仪光笔常用输出设备显示器——CRT显示器、LCD液晶显示器打印机——激光打印机、针对打印机、喷墨打印机绘图仪特别说明：磁盘即可作为输入设备，又可作为输出设备。数据存盘时是输出设备，读取数据时是输入设备。27二、微型计算机的硬件组成主机内部主板、CPU、内存条、显卡、声卡、网卡硬盘、光驱、软驱机箱和电源外部硬件显示器键盘、鼠标音箱可选外设打印机扫描仪数码相机数码摄像机28主板29CPUCPU字长：单位时间内一次处理的二进制数的位数。CPU外频：主板为CPU和计算机系统提供的基准频率。CPU主频：CPU内核工作的时钟频率，单位是GHZ。CPU倍频：主频与外频的比值。主频=外频*倍频显卡又称为显示适配器。用途是将计算机系统所需要的显示信息进行转换驱动，并向显示器提供行扫描信号，控制显示器的正确显示。显卡图形芯片供应商主要包括AMD（ATI）和Nvidia(英伟达)两家。显卡分类：集成显卡和独立显卡独显接口PCI接口AGP接口PCIExpress接口显卡VGA接口——视频图形阵列英文：VideoGraphicsArray，是最常见的一种显示接口。使用VGA接口连接液晶显示器的话就需要先把信号通过显卡中的D/A（数字/模拟）转换器转变为R、G、B三原色信号和行、场同步信号，这些信号通过模拟信号线传输到液晶内部还需要相应的A/D（模拟/数字）转换器将模拟信号再次转变成数字信号才能在液晶上显示出图像来。DVI接口——数字视频接口英文：DigitalVisualInterface直接向液晶显示器传输数字信号，因而速度快，清晰度高。HDMI——高清晰度多媒体接口英文：HighDefinitionMultimediaInterface，HDMI是一种数字化视频/音频接口技术，是适合影像传输的专用型数字化接口，其可同时传送音频和影音信号，最高数据传输速度为5Gbps。同时无需在信号传送前进行数/模或者模/数转换。32三、计算机的软件系统软件系统分为系统软件和应用软件。计算机裸机、操作系统和应用软件三者之间的关系如下图所示。各种件软用应操统系作裸机33系统软件是指管理、控制和维护计算机的各种资源，扩大计算机功能和方便用户使用计算机的各种程序集合。常用的系统