大学计算机应用基础第1章PPT

大学计算机应用基础授课人：王昊第一章计算机基础知识课程简介《计算机应用基础》是一门公共基础课。属计算机方面的入门级课程。内容涉及计算机的基本知识、微机操作技术、常用的文字处理软件、表格制作软件、演示软件、INTERNET基础知识和使用等。这些知识和技能对于信息社会中的高校大学生来说是必不可少的。通过本课程的教学，使大家能较系统地了解计算机基本知识和常用的微机操作技术，为今后进一步学习计算机知识和技术打下良好的基础。1.1计算机概述1.1.1计算机的概念计算机是电子数字计算机的简称，是一种能按照事先存储的程序，自动、高速地对数据进行输入、处理、输出和存储的系统。输入：接收由输入设备提供的数据。（键盘，鼠标，扫描仪）处理：对各类型的数据按指定的方式进行转换，计算等操作。输出：将处理产生的结果等数据由输出设备进行输出。（显示器，打印机，绘图仪）存储：存储程序和数据。1.1计算机概述1.1.2计算机的发展1.世界上第一台计算机ENIAC于1946年在美国宾夕法尼亚大学诞生。18000个电子管占地170平方米重达30吨耗电150千瓦保存80个字节每秒5000次运算价值40万美元1.1计算机概述2.计算机发展的四个阶段时代年份器件软件运算速度应用一46—57电子管机器/汇编语言几千至几万次科学计算二58—64晶体管高级语言几万至几十万次数据处理工业控制三65—70中小规模集成电路操作系统几十万至几百万次文字处理图形处理四71年至今(超)大规模集成电路数据库、网络等几百万至几亿次社会的各个领域电子管晶体管集成电路大规模集成电路1.1计算机概述1.1.3计算机的特点1.运算速度快2.运算精度高3.存储容量大，记忆能力强4.自动化程度高，逻辑判断能力强5.可靠性好，通用性强缺点：不能象人一样创造性思维和工作；可能侵犯他人隐私；在生产过程和废弃过程中会带来一定污染；长期工作在计算机旁可能导致一些职业病；计算机故障会给人们带来麻烦和危险等等。1.1计算机概述1.1.4计算机的分类模拟计算机•模拟计算机是用连续变化的模拟量来表示信息的。数字计算机•数字计算机内部的信息用数字“0”和“1”来表示。数字模拟混合计算机•数字模拟混合计算机是综合了上述两种计算机的长处设计出来的。它既能处理数字量，又能处理模拟量。按工作原理和运算方式分类1.1计算机概述按用途分类通用计算机专用计算机按照计算机的规模与性能进行分类巨型计算机工作站微型计算机服务器大中型计算机小型计算机1.1计算机概述1.1.5计算机的应用1.科学计算（或数值计算）2.数据处理3.过程控制（或实时控制）6.通信与网络4.计算机辅助系统(CAD/CAM/CAT/CAE)5.人工智能（或智能模拟）7.办公自动化（AI）1.1计算机概述1.1.6计算机的发展趋势计算机发展新趋势：巨型化、微型化、智能化等。发展趋势微型化巨型化网络化智能化多媒体化1.2计算机系统的组成1.2.1计算机系统构成概述硬件系统是看得见摸得着的计算机系统的总称，包括计算机主机及外围设备。硬件系统计算机软件系统是指能运行在硬件上的各种程序，它管理计算机的软硬件资源，可使计算机能正常提供服务的程序、指令、数据及文档的集合。计算机软件系统计算机系统包括硬件系统和软件系统两大部分组成的。1.2计算机系统的组成硬件软件主机外部设备内存CPU控制器随机存储器(RAM)外存输入/出设备系统软件(操作系统、语言处理程序等)应用软件(字处理、计算机辅助设计等)运算器计算机系统只读存储器(ROM)计算机系统的基本组成1.2计算机系统的组成1.2.2冯·诺依曼型计算机冯·诺依曼计算机的工作原理是存储程序与程序控制。这一原理最初由美籍匈牙利数学家冯·诺依曼先生提出，并成功将其运用于计算机的设计之中。根据这一原理制造的计算机称为冯·诺依曼体系结构计算机。1.2计算机系统的组成1.2.3计算机硬件系统冯氏计算机拥有输入设备、控制器、运算器、存储器、输出设备五大核心部分。1.2计算机系统的组成运算器是计算机进行算术运算与逻辑运算的主要部件，它受控制器的控制，对存储器送来的数据进行指定的运算。运算器1.2计算机系统的组成控制器是计算机的指挥中心，它逐条取出存储器中的指令并进行译码，根据程序所确定的算法和操作步骤，发出命令指挥与控制计算机各部件的工作。控制器与运算器一起组成了计算机的核心，称为中央处理器Centralprocessunit,简称CPU。控制器CPU1.2计算机系统的组成存储器（Memory）是计算机系统中的记忆设备,计算机中的全部信息，包括输入的原始数据、计算机程序、中间运行结果和最终运行结果都保存在存储器中。存储器所能容纳的数据总量称为存储容量。存储器1.2计算机系统的组成•运算器是计算机处理数据、形成信息的加工厂。运算器•控制器控制计算机的各部件，并协调它们之间的工作。控制器•存储器存储计算机中的程序及数据。存储器可分为内存储器和外存储器两类。存储器•输入设备向计算机输入准备好的数据、程序等信息。输入设备•输出设备主要功能是把计算机的运算结果或工作过程以人们要求的直观形式表现出来。输出设备1.2计算机系统的组成1.2.4计算机软件系统软件是指为了运行、管理、维护和使用计算机而编制的各种程序和相关的文档和数据。通常把软件划分为系统软件和应用软件两大类。软件系统软件应用软件用户应用软件系统软件硬件系统层次图1.2计算机系统的组成系统软件是计算机系统中最靠近硬件层次的软件，负责管理、控制、维护、开发计算机的软硬件资源，为用户提供一个便利的操作界面和支持应用软件开发和运行的软件。系统软件包括以下五类：1.操作系统在计算机软件中最重要且最基本的就是操作系统（OS）。它是最底层的软件，它直接管理和控制计算机的硬件和软件资源，是计算机裸机与应用程序及用户之间的桥梁。Windows、UNIX、OS/2、LINUX1.2计算机系统的组成2.程序设计语言及程序设计语言翻译系统程序设计语言按其演变过程，可分为三类：机器语言由0和1组成，即二进制语言，是唯一能由计算机直接识别和执行的语言。机器语言汇编语言采用助记符来编写程序，程序比机器语言程序易读、易修改，同时又保持了机器语言执行速度快、占用存储空间少的优点。汇编语言高级语言更接近于人类语言和数学语言，它克服了低级语言在编程和识别上的不便，具有易学、易懂、易修改的特点。高级语言1.2计算机系统的组成3.语言处理程序语言处理程序通常把用高级语言或汇编语言编写的程序称为源程序。语言处理程序一般是由汇编程序、编译程序、解释程序和相应的操作程序等组成。4.数据库管理系统数据库是指存储在计算机内部，具有较高的数据独立性、较少的冗余、数据规范化，并且相互之间有联系的数据文件的集合。5.系统服务程序源程序目标程序可执行程序高级语言编译连接编译汇编语言连接1.2计算机系统的组成应用软件是指为解决特定的各类实际问题而设计的程序和有关技术资料，它直接面向用户，为用户服务。随着计算机的广泛应用，应用软件的种类越来越多、数量越来越大。(1)文字处理软件WPS、Word等。(2)表格处理软件Excel、Lotus1-2-3等。(3)辅助设计软件AutoCAD(4)图像处理软件Photoshop、AI、Painter(5)工具软件1.3计算机工作原理1.3.1计算机的指令和程序指令是一组二进制代码，它规定了计算机要执行的操作。一台计算机所能识别和解析的全部指令的集合，构成了这台计算机的指令系统。指令程序由指令组成，是指令的有序集合。计算机程序包括源程序和目标程序。源程序是指用高级语言或汇编语言编写的程序，计算机不能直接识别和执行，必须由相应的编译程序或解释程序将其翻译成计算机能识别的目标程序（即机器指令代码），才会被执行。程序1.3计算机工作原理1.3.2计算机基本工作原理取指令执行指令继续取指令分析指令当计算机在工作时，有两种信息在流动：数据信息和指令控制信息。数据信息是指原始数据、中间结果、结果数据、源程序等，这些信息从存储器读入运算器进行运算，所得到的计算结果再存入存储器或传送到输出设备。指令控制信息是由控制器对指令进行分析、解释后向各部件发出的控制命令，指挥各部件协调工作。计算机的工作过程实际上是快速执行指令的过程1.4微型计算机系统1.4.1微型计算机的发展自从1971年微处理器和微型计算机问世以来，它就得到了异乎寻常的发展，大约每隔2~4年就更新换代一次。至今，经历了三代演变，并进入第四代。微型计算机的换代，通常是按其CPU字长和功能来划分的。第一代(1971~1973)：4位或低档8位微处理器和微型机第二代(1974~1978)：中档的8位微处理器和微型机第三代(1978~1981)：16位微处理器和微型机第四代(1985年以后)：32位高档微型机1.4微型计算机系统1.4.2微型计算机的硬件结构CPU只读存储器ROM随机存储器RAM接口输入设备输出设备接口AB地址总线DB数据总线CB控制总线（1）数据总线：CPU和内存储器、I/O接口间传送数据的通路。由于它可在两个方向上往返传送数据，故称为双向总线。（2）地址总线：CPU向内存储器和I/O接口传送地址信息的通路，它是单方向的，只能从CPU向外传送。（3）控制总线：CPU向内存储器和I/O接口传送命令以及接收来自外部设备向CPU传送状态信号的通路。微型计算机内部的连接方式都是采用总线结构，即各个部分通过一组公共的信号线联系起来，这组信号线称为系统总线。1.4微型计算机系统1.4.3微型计算机硬件系统的主要部件主板也称为主机板、系统板（SystemBoard）。它是一块多层印刷电路板，根据主板的标准分为传统的AT结构和最新的ATX结构等。ATX主板结构如图：内存插槽CPU插座南北桥芯片显卡插槽SATA接口PCI插槽主板电源接口1.4微型计算机系统CPU是计算机的核心设备，运算器、控制器和一组寄存器，合在一个芯片上称之为CPU(CentralProcessingUnit)，主要由Intel、AMD、VIA等公司生产。IntelI5CPU外观如图：CPU正面CPU反面1.4微型计算机系统存储器是计算机系统中的记忆设备，计算机中的全部信息都保存在存储器中。存储单位如下：•位（比特，bit）:是计算机表示数据的最小单位，在计算机内部，数据均是以二进制来表示的，其中每一位二进制数在计算机中称为位。每个二进制位只有0和1两种状态。位•字节（Byte）是计算机处理数据的基本单位，简写为B，1个字节等于8个二进制数位，即1Byte＝8bit。字节•字（Word）:在计算机中作为一个整体进行运算和处理的一组二进制数码，每个字所包含的二进制数，叫做字长（Wordsize）。字1.4微型计算机系统单位换算结果1B（字节）=8bit1KB（千字节）=1024B=210B1MB（兆字节）=1024KB=1024×1024B=220B1GB（京字节）=1024MB=1024×1024KB=1024×1024×1024B=230B1TB（太字节）=1024GB=1024×1024MB=1024×1024×1024KB=240B存储单位换算1.4微型计算机系统1.内存储器（直接和运算器、控制器联系，容量小，速度快，价格高）（1）只读存储器只读存储（ROM）内存放的数据由生产商通过掩模工艺在生产过程中写入并固化在其中永久保存，用户通常只能读，不能写入数据。（2）随机存储器随机存储器（RAM）即可以读出数据，也可以写入数据，但是计算机关机或断电时数据便会丢失。BIOSROM芯片内存1.4微型计算机系统2.外存储器（间接和运算器、控制器联系，容量大，速度慢，价格低）（1）硬盘存储器硬盘的存储磁盘是两面涂有磁性材料的铝合金圆盘。硬盘是通过磁头线圈上加电来感应和磁化硬质盘片上磁性介质来达到读取和储存数据的。硬盘外部硬盘内部1.4微型计算机系统（2）光盘和光盘驱动器光盘存储基本原理是利用聚焦激光光束在存储介质上进行光学读写。光盘的种类主要有四种：•它存储的内容是在光盘生产时写入的，盘片一旦生成，其内容就不可