计算机应用基础知识

2019/12/18第1章计算机应用基础知识1第1章计算机应用基础知识IT—信息技术(informationtechnology)进入21世纪，信息产业将成世界第一大产业，信息技术领域的竞争成为全球竞争的核心。谁拥有先进的信息技术，谁就能在发展和竞争中保持领先地位、挤身于世界先进民族之林；反之则就难以取胜，甚至可能沦落为“技术殖民地”。信息技术是关系到国家整体竞争实力的战略技术。2019/12/18第1章计算机应用基础知识2本章概要信息技术基础知识。计算机中的信息表示。计算机硬件和软件。通信技术基础。2019/12/18第1章计算机应用基础知识31.1信息技术概述2019/12/18第1章计算机应用基础知识41.1.1社会进入信息化的时代•游牧时代和农业时代•工业时代十八世纪西方工业革命•信息时代20世纪50年代末，计算机的出现和逐步普及2019/12/18第1章计算机应用基础知识5表1-1-1时代的变迁游牧和农业时代工业时代信息时代时间周期18世纪以前18世纪~20世纪50年代20世纪50年代~目前主要工作人员农民工厂工人知识工人参与者关系人与土地人与机器人与知识主要工具劳作工具机器信息技术2019/12/18第1章计算机应用基础知识6信息时代的一些基本特征•信息成为三大资源之一物质、能量和信息•社会信息化•工作的完成依赖于信息技术•任务的完成变得高效率•信息技术改变人们的工作方式•信息技术不仅被嵌入在产品中，还嵌入在服务中2019/12/18第1章计算机应用基础知识71.1.2信息技术的发展•信息技术是指在信息的获取、整理、加工、传递、存储和利用中所采取的技术和方法。•信息技术也可看作是代替、延伸、扩展人的感官及大脑信息功能的一种技术。2019/12/18第1章计算机应用基础知识81.1.2信息技术的发展•三个发展阶段–古代信息技术发展阶段–近代信息技术发展阶段–现代信息技术发展阶段•五次重大的变革–语言的利用–文字的发明–印刷术的发明–电信革命–计算机技术的发明及利用2019/12/18第1章计算机应用基础知识91.1.2信息技术的发展1．古代信息技术文字记录为主要信息存储手段书信传递为主要信息传递方法•信息表达：手势、面部表情、身体动作或简单的嗓音→语言、符号文字、图形•信息传递：声、光、书信•信息存储：脑→石刻、甲骨、青铜器、竹简、木牍、丝绸→纸张经历了语言的利用、文字、印刷术发明三大重大信息变革2019/12/18第1章计算机应用基础知识101.1.2信息技术的发展2．近代信息技术主要特征是以电通信为主体的信息传输技术•电通信特点：传递信息快、远、多•电通信方式：有线通信、无线通信、卫星通讯•电通信种类：电报、有线电话、无线电话、传真、广播、电视（信息存储方式的同步发展）整个近代信息技术的发展过程就是电信革命过程2019/12/18第1章计算机应用基础知识111.1.2信息技术的发展3．现代信息技术特征以光电信息存储技术为主要信息存储手段以计算机网络、光纤、卫星通信为主要信息传递方法•一门渗透性、综合性极强的高新技术•现代信息技术处于现代高技术群体中最核心、最先导的地位•它的发展也要依靠众多的关键技术支撑2019/12/18第1章计算机应用基础知识121.1.3现代信息技术的内容•现代信息技术是产生、存储、转换和加工图像、文字、声音、数字信息的一切现代高新技术的总称。•现代信息技术是以电子技术，尤其是微电子技术为基础、计算机技术为核心、通信技术为支柱，信息应用技术为目标的科学技术群。2019/12/18第1章计算机应用基础知识131.1.3现代信息技术的内容⑴信息获取技术（感测技术）⑵信息传输技术（通信技术）⑶信息处理技术（计算机技术）⑷信息控制技术⑸信息存储技术核心是3C技术2019/12/18第1章计算机应用基础知识141.1.4信息技术的应用及信息安全1.在学习中应用信息技术•多媒体技术应用：改变传统教育方式•因特网使用：丰富教育信息资源，促使教育资源全球化、教学自主化、个性化•网络教育、远程教育、计算机辅助教学：教育超时空开放，教育社会化和终身化•促使学校管理信息化、数字化、网络化的综合科学管理2019/12/18第1章计算机应用基础知识151.1.4信息技术的应用及信息安全2.在生活中应用信息技术•渗透到人们衣食住行的各个角落•改变着生活习惯和生活方式•“三网合一”是电信和信息服务的发展趋势•“信息家电”已经走进人们生活2019/12/18第1章计算机应用基础知识161.1.4信息技术的应用及信息安全3.在工作中应用信息技术•办公自动化（OA）•办公自动化目的•办公活动的六个要素：•办公自动化的基本的要求•办公自动化系统的软、硬件设备2019/12/18第1章计算机应用基础知识171.1.4信息技术的应用及信息安全4.信息安全和信息应用中的法律及道德•已成为社会普遍关注的问题•信息安全包括两种含义：–数据安全–计算机设备安全2019/12/18第1章计算机应用基础知识184.信息安全和信息应用中的法律及道德计算机犯罪是指：•以计算机为犯罪工具，进行欺诈、盗窃、或掩饰活动，威胁正常的金融、商业、私有财产或服务秩序；•威胁计算机、网络系统本身，窃取、破坏软件或硬件等行为。“是与非”、“对与错”的判断除了依据法律为准绳之外，很多场合需要依靠道德规范的要求作为评判的标准2019/12/18第1章计算机应用基础知识194.信息安全和信息应用中的法律及道德使用网络计算机时除法律之外应当遵守的标准或规则1．正确对待上网，积极、谨慎交识网友不能因迷恋上网影响学习在博客网上可以各抒己见，但也必须注意尊重别人的意见2．学会取舍网络信息3．遵守网络道德行为规范2019/12/18第1章计算机应用基础知识201.2计算机基本结构和原理了解计算机基本工作原理、基本结构及其发展的趋势，将有利于在计算机技术高速发展的形势下，跟上它前进的步伐。•计算机系统的基本组成：硬件和软件•硬件构成：中央处理单元、输入接口和设备、输出接口和设备以及存储器等•软件组成：程序、文件以及有关的文档资料2019/12/18第1章计算机应用基础知识21•组成：存储器、运算器、控制器、输入设备与输出设备等五大部分•运算器、控制器制作在同一芯片内合称“中央处理器（CPU）•早期的以控制器、运算器为机器的中心–快速中央处理在等待慢速的外围设备–控制器的负担过重•现在计算机改成以主存储器为中心–系统的输入／输出与CPU的运算并行–多种输入和输出并行1.2.1计算机基本结构----基本组成2019/12/18第1章计算机应用基础知识222019/12/18第1章计算机应用基础知识231.2.1计算机基本结构----二进制编码计算机内部采用二进制编码•原因：二值器件（如开/关）物理上容易实现“是”和“否”二种状态的判断最为简单和稳定•常用数制•进位计数制表示的数都是按权展开的多项式之和进位制二进制八进制十进制十六进制规则逢二进一逢八进一逢十进一逢十六进一基数r=2r=8r=10r=16数符0,l0,1,…,70,1,…,90,1,…,9,A,B,C,D,E,F权2i8i10i16i形式表示BODH2019/12/18第1章计算机应用基础知识24表1-2-1数的不同数制表示十进制二进制十六进制十进制二进制十六进制000910019111101010A2102111011B3113121100C41004131101D51015141110E61106151111F711171610000108100081710001112019/12/18第1章计算机应用基础知识251.2.1计算机基本结构—程序和数据的存储•程序存储和程序控制•存储器基本存储单元•地址、地址总线和寻址能力•计算机存储器极其作用–高速缓存–主存(内存）–辅存(外存)2019/12/18第1章计算机应用基础知识261.2.1计算机基本结构—指令系统•指令用来指挥硬件动作的命令•指令组成–操作码：指示要进行什么操作–操作数：指定操作对象，0-3个•寻址方式–立即数–直接地址–间接地址–变址•指令集2019/12/18第1章计算机应用基础知识271.2.1计算机基本结构—指令的执行•由起始地址开始，从存储器中取一条，执行一条，顺序地执行，直到程序（指令）执行完毕•程序计数器（PC）•指令执行步骤：–取指令–指令译码–执行指令存–操作结果•指令周期•CPU的时钟频率指令译码取指令执行指令存操作结果一般情况下，每完成一条指令，程序计数器加一图1-2-8指令的执行2019/12/18第1章计算机应用基础知识281.2.2信息在计算机内部的表示1．西文字符在计算机中的存储全世界都采用ASCII（AmericanStandardCodeforInformationInterchange）码作为英文字母、阿拉伯数字以及常用符号的编码标准----称为ASCII编码表基本ASCII编码表只包含128个代码，用7位二进制表示2．汉字在计算机中的存储汉字编码的一种方法就是两字节编码法--GB2312-80方案机内码、输入码、输出码3．图像信息在计算机中的存储将图像分为几行几列，这样就有了一个一个“点”，每个点用3个字节表示其中的信息，分别表示“红、绿、蓝”三基色，由于一个字节有0~255的不同编码，表示了某种颜色由浅到深的程度。4．声音信息在计算机中的存储将声波信号数字化2019/12/18第1章计算机应用基础知识291.2.3存储器及其管理1．存储器器件的变革2．现代信息存储技术3．存贮器的层次结构2019/12/18第1章计算机应用基础知识301．存储器器件的变革•存储器器件的基本要求–能表示两个状态（电路、磁性体、光器件）–能保持状态的稳定（磁性体最佳）–在控制条件下可以实现状态转换•存储器器件变革–电子器件40年代，速度快，容量小，不能停电–磁芯存储器50年代–半导体存储器60年代、速度快、体积小、耗电省2019/12/18第1章计算机应用基础知识312019/12/18第1章计算机应用基础知识321．存储器器件的变革•目前常用内存半导体存储器类型–DRAM：电容充放电、结构简单、容量大、功耗小–SRAM：集成度低、成本高、功耗较大•不同模式的DRAM–快速页模式（FPM，FastPageMode）–扩充数据输出（EDO，ExtendedDataOut）–错误校验与纠正（ECC，ErrorCheckingandCorrecting）–BEDO（BurstEDO）突发模式EDO–同步动态RAM（SDRAM，SynchronousDynamicRAM）–RDRAM（RambusDRAM）和DDRRAM（DoubleDateRateRAM）2019/12/18第1章计算机应用基础知识332019/12/18第1章计算机应用基础知识342．现代信息存储技术•直接连接存储技术•移动存储技术•网络存储技术2019/12/18第1章计算机应用基础知识352．现代信息存储技术移动存储技术•闪存卡：–CompactFlash(CF)卡–SmartMedia(SM)卡–MultiMediaCard(MMC)–索尼公司的MemoryStick(MS)–ScanDisk(SD)等2019/12/18第1章计算机应用基础知识362．现代信息存储技术移动存储技术•优盘：–深圳朗科公司开发的优盘(OnlyDisk)–华旗资讯的爱国者迷你王(MiniKing)等•移动硬盘2019/12/18第1章计算机应用基础知识373．存储器的层次结构•计算机系统对存储器的要求：容量、速度•计算机内存储器的层次结构形式：–Cache–Memory–diskCPU高速缓存主存软盘硬盘光盘磁带等辅存图2-2-24存储器的层次结构2019/12/18第1章计算机应用基础知识383．存储器的层次结构•目的：解决快速CPU和低速内存之间的矛盾•多级高速缓存–第一级Cache：在CPU的芯片内外部连线用内部连线替代提高对Cache的存取速度，容量小16K