第一章计算机基础教程.

授课教师：梁吉6课时教学目标：掌握计算机的发展史、特点、分类和应用领域掌握数制的基本概念，各种数制间的转换了解计算机中西文字符和汉字的编码熟悉掌握计算机系统的组成了解计算机的性能和技术指标了解计算机病毒的概念和防治重点、难点：计算机的发展史、特点、分类和应用领域数制的基本概念，各种数制间的转换计算机中西文字符和汉字的编码计算机系统的组成第一章计算机基础知识§1.1计算机概述一、计算机发展史1946年2月15日，世界上第一台电子计算机ENIAC在美国宾夕法尼亚大学诞生。特点：该计算机使用了1500个继电器，18800个电子管，占地170m2，重30吨，功率150kW,耗资40万美元。每秒可进行5000次加法和减法运算。1970年至今第一代第二代第三代第四代电子管晶体管中小规模集成电路（超）大规模集成电路时代特征1946-19581958-19651965-1970二、计算机的主要特点1、处理速度快2、计算精度高3、存储容量大4、工作全自动5、网络与通信功能三、计算机的应用领域1、数值计算2、信息处理3、实时控制4、辅助系统5、人工智能6、网络与通信7、数字娱乐8、嵌入式系统四、计算机的分类电子计算机模拟计算机数字计算机数模混合计算机专用计算机通用计算机巨型机大型机小型机微型机工作站服务器（按处理数据的形态）（按应用范围）（按性能分类）五、计算机的未来发展趋势1、发展趋势①巨型化②微型化③网络化2、未来新一代的计算机①模糊计算机②生物计算机③光子计算机④超导体计算机⑤量子计算机六、信息技术的发展1、信息基础技术2、信息系统技术3、信息应用技术进位计数制三个基本特点:基数某计数制中,数码的个数，如十进制的基数为10，数码为0，1，2，3，…9逢n进一如十进制中逢10进1位权某计数制中,数位中数码所代表数值的大小等于这数码乘上一个固定的值,该值称为位权的，如10，100，…计算机内部使用二进制数一个二进制数可按位权展开成一个多项式，例如：(11.101)2＝21+1×20+1×2-1+0×2-2+1×2-3数的进制十六进制数十进制数二进制数八进制数(1)十进制数与二进制数之间的转换例1.1将117转换成二进制数结果为1110101，通常写成(117)10＝(1110101)21.2.2各种数制之间的转换另一简便方法例(97)10＝(1100001)297-64√分解数33-32√分解数1√分解数例1.3将十进制小数0.6875转换成二进制数结果为:(0.6875)10=(0.1011)2例1.4将十进制数117.6875转换成二进制数(117.6875)10=(117)10+(0.6875)10=(1110101)2+(0.1011)2=(1110101.1011)2(2)二进制数与八进制数之间的转换“三位一并法”“一分为三”例1.6将二进制数11001011.01011转换成八进制数011001011.010110|||||313.26因此(11001011.01011)2=(313.26)8(2)二进制数与十六进制数之间的转换“四位一并法”“一分为四”例如(11001011.01011)2＝(CB.58)16举例:下列各数中，最大的一个数是A.(11011001)2B.(75)10C.(37)8D.(A7)16答案？§1.3计算机中字符的编码在计算机内部，数据是以二进制形式存储和运算的。数据采用的单位有位、字节和字。●位(bit)是指二进制数的一个位●8个二进制位作为一个字节，即1B=8bit●字是由一个或若干个字节组成的存储单元●组成一个字的二进制位数叫做该字的字长存储器的容量：B，KB，MB，GB，TB1.3.1西文字符编码ASCII码是通用的字符编码例如：字母A的ASCII码为1000001(十进制为65)每个ASCII码用一个字节表示，最高二进制位为01.3.2汉字的编码1.区位码和国标码例如，汉字“啊”的区位码为1601，转换成16进制数为1001H，则国标码3021H。2.汉字内码(机内码)例如，汉字“啊”的区位码为1601，转换成16进制数为1001H，则机内码B0A1H每个汉字内码采用两个字节表示，最高二进制位均为13.汉字外码(汉字输入码)4.汉字字形码每个汉字是由特定点阵构成的图形汉字处理大致可分为三个步骤：(1)汉字信息输入(键盘输入、语音输入或字形输入)(2)汉字信息的加工处理(从某种意义上说，汉字处理过程实际上就是对汉字代码的转换过程)(3)汉字信息的输出(显示输出、打印输出和语音输出等)汉字编码之间的关系其他系统的汉字编码交换码（国标码）显示打印输入机内码字形码汉字信息外码(输入码)汉字信息汉字库两个字节最高二进制位均为1“啊”的输入内码B0A1汉字库“啊”字形码的地址外码a(拼音)kbsk(五笔字型)1601(区位码)§1.4指令和程序设计语言1.4.1计算机的指令系统指令是计算机完成某一操作而发出的只是或命令。一条指令包括操作码和地址码。1.4.计算机程序设计语言机器语言汇编语言高级语言非过程化语言1011000000000101………..MOVA,5ADDA,2………..10LETA=5+220PRINTA………..§1.5计算机系统的组成硬件系统（Hardware）软件系统（Software）计算机系统的基本组成计算机系统硬件系统软件系统主机外部存储器中央处理器（cpu）内存储器运算器控制器只读存储器随机存储器外部存储器输入/输出设备系统软件应用软件操作系统程序语言处理系统数据库管理系统服务程序通用应用软件专用应用软件1.5.1计算机基本结构原理1、“存储程序控制”的概念2、计算机五大基本部件的功能运算器（ALU）、控制器（CU）、存储器、输入/输出设备（I/O）数据流控制流程序数据处理结果输入设备输出设备运算器存储器控制器计算机硬件系统五大部件的关系1.5.2微机的硬件部件及其功能cpu包括运算器和控制器，是计算机的运算和控制中心。单处理器及多处理器控制器组成：寄存器、指令译码器、程序计数器(PC)、定时及控制单元等控制器的主要任务是从内存储器中读取指令，经过译码分析，再向各部件发出执行指令的控制信号取指→分析→执行自动执行程序中的指令运算器(又称算术逻辑单元，简称ALU)主要完成各种算术运算和逻辑运算1、中央处理器（cpu）中央处理器主要技术性能指标：字长及主频率主频率=外频率*倍频中央理器的发展：Pentium→PentiumPro→PⅡ→PⅢ→P4→安腾(ITanium，64位)等目前主流机型cpu，其性能已达到或超过传统中小型机；Intel公司2000年推出安腾cpu，至今已有多款产品。而AMD公司于2003年4月推出能从32位平滑过渡的64位cpu“铁锤”(Opteron)如“电话升位”，开创新纪元安腾的运算速度比早期巨型机快40倍。与32位机比较，每次传送的位数增加1倍，表示的数为以前的232倍2、存储器存储器是计算机记忆信息的装置可分为内存储器和外存储器⑴内存储器内存储器简称内存可以直接和中央处理器进行数据交换，因此存取速度快内存主要用来存放当前运行所需的程序和数据地址：一般按字节分配地址分类：随机存取存储器(RAM)只读存储器(ROM)RAM又可分为：静态(SRAM)动态(DRAM)其他几种内存储器●BIOS（基本输入输出系统）●CMOS（存放机器系统的基本设置信息)●Cache（高速缓冲存储器)高速缓冲存储器(Cache)在CPU和内存之间设置一种高速缓冲存储器(Cache)，以此弥补内存的运行速度与CPU之间的差距。CPU对Cache的访问速度比一般内存快得多。目前在微机中,Cache分为一,二级即L1和L2:内存储器主要性能指标：内存容量、存取周期RAML2CPUL1⑵外存储器外存储器简称外存。它通常是一种与主机相对独立的存储器部件。与内存比较，外存容量一般都比较大，但存取速度慢外存不能直接与CPU交换信息计算机常用的外存储器有多种：软盘存储器、硬盘存储器、光盘存储器、usb优盘和usb移动硬盘。软盘存储器软盘是曾经被广泛采用的外存储介质使用方便，常用于数据备份和不同计算机之间的信息交流。存储格式：磁道（同心圆信息记录道,编号由0开始）扇区（sector)磁面软盘的容量=磁面数×磁道数×扇区数×512B写保护/保养写保护口扇区末磁道0磁道由多个金属盘片组成，并有多个磁头同时读写。目前常用40～60GB硬盘；已推出80GB的高速硬盘硬盘转速有5400转/分和7200转/分分为低级格式化和高级格式化硬盘存储器CD光盘存储器CD光盘具有容量大、寿命长、价格低等特点一个CD光盘的容量为650MB类型：只读/一次写入型/可擦写型光盘刻录机DVD光盘存储器一个DVD光盘的容量为17GB目前流行16倍速DVD移动存储器主流产品：优盘、移动硬盘等优盘已取代软盘优盘，容量16MB~16GB不等可擦写100万次以上，数据至少保存10年体积小，重量少于20克类型：无驱型、启动型和加密型3、输入设备（1）键盘键盘是最常用、最基本的一种输入设备打开“开始”菜单相当于鼠标右击，使之弹出当前对象的快捷菜单（2）鼠标(Mouse)在图形界面的环境下，鼠标可以取代键盘进行光标定位或完成某些特定的输入（3）其他输入设备扫描仪、麦克风等4、输出设备（1）显示器显示器的种类很多，目前常用的是以阴极射线管(CRT)为核心的显示器，笔记本式微机基本上采用液晶显示器。几个重要概念：显示器的点距、像素和分辨率，刷新率，显示卡，显存(VRAM)，真彩色显示器VRAMCPU（2）打印机三类具有图形功能的打印机:(1)针式打印机(2)喷墨打印机(3)激光打印机（3）其他输出设备绘图仪、耳机、音箱、视频投影仪等5、总线（Bus）与主板（MainBoard）1.主板及其结构由多层印刷电路板组成(常见4层、6层)主板安装了CPU芯片、内存条、CMOS、BIOS、时钟芯片、电池、扩展槽、电源、总线等(1)主板结构主流机型：基于CPU及内存一体化型：配置了各种标准接口电路提供插槽（扩展槽），可扩充设备主板CPU插座4个ISA扩展槽3个PCI扩展槽4个内存条插槽2个IDE接口1个软驱接口电源连接键盘接口并行接口串行接口充电电池1.5.3计算机的主要性能指标1、字长2、时钟主频3、运算速度4、存储容量5、存取周期1.5.4计算机的使用环境1、环境温度15℃~35℃2、环境湿度相对湿度不高于80%不低于20%3、洁净要求4、电源要求5、防止干扰6、注意正常关机1.5.5计算机软件系统软件是整个计算机系统中的重要组成部分没有配备任何软件的计算机称为裸机软件可分为系统软件和应用软件两大类系统软件的两大特点：公用性、基础性用户应用软件其他系统软件操作系统硬件操作系统(OperatingSystem，OS)是用户和计算机的接口，对硬、软件资源进行管理的一种软件(1)按操作系统所管理的用户数划分单用户操作系统、多用户操作系统单用户操作系统又分：单任务/多任务(2)按操作系统的功能划分:批处理操作系统、分时操作系统、实时操作系统、网络操作系统、分布式操作系统等1.操作系统操作系统的功能:微处理器管理存储管理作业管理设备管理文件管理PC操作系统发展历程：DOS→Win3.x→Win9x→Win2000→WinXP→visita→windows7（2）语言处理系统（翻译程序）（3）服务程序（4）数据库系统(DataBaseSystem)由数据库、数据库管理系统、用户所组成。2.应用软件应用软件可分为通用软件和专用软件通用软件是为解决某一类问题而设计的专用软件是为解决某些特殊问题而组织人力开发的软件。办公软件美国微软公司：Office97→Office2000→Office2002→Office2003珠海金山公司WPS97→WPSOffice→WPSOffice2002日本长期使用自已的民族软件：太郎（文字处理）花子（表处理）目前危害计算机安全的主要是计算机病毒和黑客1.7.1计算机病毒的概述60年代末开始出现利用计算机进行犯罪的活动已经