大学计算机应用教程第1章计算机应用基础

大学计算机应用教程广东海洋大学寸金学院信息系何春林1.1计算机糸统的组成1.2计算机的信息表示1.3计算机中文信息的处理1.4多媒体计算机1.1.1计算机硬件糸统1.1.2计算机的软件糸统1.1.3计算机的基本工作原理1.1.4计算机的主要性能指标1.1.5计算机的启动与关闭2020/2/9第一章计算机应用基础3返回首页一个完整的计算机系统由计算机硬件系统及软件系统两大部分构成。计算机硬件是计算机系统中由电子、机械和光电元件组成的计算机的实体，是计算机执行各种操作的物质基础。计算机软件是在计算机硬件设备上运行的各种糸统和应用程序及其相关文档。2020/2/9第一章计算机应用基础4根据冯．诺依曼的基本思想,计算机由5个基本部分组成。如图示。2020/2/9第一章计算机应用基础5存储设备控制器运算器输入设备输出设备存储器数据流控制流图1.1计算机硬件基本组成CPU称为中央处理单元（又称微处理器），是计算机的核心部件。由运算器和控制器两大部分组成。运算器是执行算术运算（如：加、减、乘、除），逻辑运算（如：逻辑与、逻辑或、逻辑非），以及其它操作。（如：取数、存数、移位等）。运算器的任务是对信息进行加工、处理。在运算过程中，运算器不断从存储器中获取数据，并把所求得的结果送回存储器。控制器是计算机的指挥控制部件。其作用是使计算机能够自动地执行程序。它根据程序中每条指令发出相应的控制和定时信号，控制和协调计算机的各个部件工作，以完成指令规定的操作。2020/2/9第一章计算机应用基础6内存是计算机的一个重要设备。主要用于存放程序和数据，内存按其功能又分为三类。①随机存取存储器（RAM）RAM称为计算机的主存，既可以读出数据，又可以写入数据，但一旦关机，则不会保留信息。②只读存储器（ROM）ROM的特点是：CPU对它只取不存。生产厂家固化了一个基本的输入/输出系统，称为BIOS。它的主要作用是完成对系统的加电自检；系统中各功能模块的初始化；及引导操作系统。③高速缓冲存储器cache由于CPU的工作频率不断加快，相对而言，RAM读取速度较慢，这样就使CPU从RAM中读取数据时进入等待状态。为了提高整个系统的性能，解决的方案是采用高速缓冲存储器技术即cache。cache位于CPU与RAM之间，可以看成是主存中面向CPU的一组高速寄存器。2020/2/9第一章计算机应用基础7主板称为系统板。是微机中最大的一块集成电路板，主板上包括有：基本的I/O接口、中断控制器、DMA控制器、中央处理器（CPU）和内存模块。系统主板上一般有多个扩展槽，用来连接各种接口板，用户可以根据需要插入相关插件。系统板上还集成了软盘接口、硬盘接口、一个并行接口、两个串行接口、两个USB接口和各种总线扩槽。以及鼠标、键盘接口，等等。2020/2/9第一章计算机应用基础8现代微机上使用的输入设备品种较多，但最常用的仍然是键盘和鼠标。通过键盘可以将中英文符号、数字等信息、输入到计算机存储器，以及向计算机发出命令和交互式操作。鼠标也是一种重要的输入设备。它可以代替键盘上的↑↓←→4个光标定位键，用来对光标定位或完成某种特点的输入。同时能够代替键盘上的执行功能键Enter（回车）。鼠标上一般有两个常用键（三键较少用），左键称为执行键，右键称为菜单键，利用这二个键，可以实行多种不同的操作功能。按照鼠标的结构区分：有机械式和光电式两种结构，光电式鼠标的精度要优于机械鼠标。2020/2/9第一章计算机应用基础9常用的输出设备有显示器和打印机。①显示器显示器是计算机最重要的输出设备，是人与计算机进行交流的窗口，在显示屏幕上显示用户输入的内容和计算机执行的结果。显示器是通过显卡与微机连接的，二者必须匹配才能得到较好的显示效果。显示卡的种类较多，有CGA、EGA、VGA、SVGA等，使用较多的VGA卡，其分辩1024×768或1024×1024（24位真彩色）。②打印机打印机的作用是把计算机的信息打印到纸张上供阅读和保存。常用打印机的类型有：针式打印机、喷墨打印机、激光打印机等。2020/2/9第一章计算机应用基础10①软盘软盘作为一种早期使用的外存储设备，现在只有少数用户使用了。一般现在使用的软盘为3.5英寸，存储内量为1.44MB。软盘必须放入软盘驱动器才能进行读/写。如果计算机装有一个软驱，其驱动器符号为：A、如果有第二个软驱，驱动器符号为：B。②硬盘硬盘是计算机上使用的主要外存设备。硬盘的磁盘驱动器和盘片都是固定在机箱内，外面看不到，现在硬盘的存储容量为20G，40G、80G、160G，以及更大。硬盘的转速为每分钟7200转。如果只有一个硬盘，其驱动器符号为：C、如果有两个硬盘，驱动器符号为C、D。也可以通过相关的软件，把硬盘分为n个逻辑分区，其相应的驱动器代号为C、D、E……等。2020/2/9第一章计算机应用基础11③光盘和光盘驱动器光介质存储器是目前微机上使用较多的存储设备，它利用光学方式读写数据，这些存储介质称为光盘。衡量光盘驱动器传输数据速率的指标叫倍速，一倍数率为每秒150KB。现在常用光驱有24倍速，48倍速，52倍速等。由于光盘的容量较大（650MB）成本低，读取速度快，所以成为存储数据必备产品，光驱的符号在硬盘符号之后，若有C、D二个硬盘，则光驱的符号为E。④优盘：优盘最近几年发展起来的一种新型外存储设备。采用USB接口与微机联接。优盘的优点主要是存储容量大，分别为256MB、512MB、1GB等。2020/2/9第一章计算机应用基础12计算机的软件是由相关程序及文档组成。软件一般可分为三大类：一类是系统软件，另一类是支撑软件，还有另一类是应用软件。软件系统的组成，如图1-2所示2020/2/9第一章计算机应用基础13应用软件包用户程序应用软件办公自动化软件数据库管理系统支撑软件服务程序语言处理程序操作系统系统软件软件2020/2/9第一章计算机应用基础14图1-2软件糸统的组成操作系统是重要的一种系统软件，是管理计算机的指挥系统。无论是硬件和软件，都由操作系统统一指挥，协调。操作系统是用户与计算机的接口，也是计算机硬件与其它软件的接口。Windows操作系统是目前微机上使用最普遍的操作系统。它具有32位(或64位)系统设计、图形界面、操作方便、即插即用功能、新硬件的添加和配置变得非常容易；内存管理、系统管理更加完善。支持多任务操作，可同时运行多个应用软件。多媒体功能，网络功能强等优点。现在使用比较广泛的是Windows2000和WindowsXP等。2020/2/9第一章计算机应用基础15①面向过程的程序设计语言传统的结构化程序设计，都采用面向过程的程序设计语言。其特点是对解决的问题，由顶向上、逐层分解。对问题的描述接近于对问题的求解过程，以过程为驱动。不仅要告诉计算机“做什么”，还要告诉计算机“怎么做”。比较具有代表性的这类语言有：BASIC、FORTRAN、PASCAL、C语言等，其中尤以C语言应用比较广泛。②面向对象的程序设计语言面向对象的特点是从客观存在的事物出发，来构造软件系统，用对象作为这些事物的抽象表示，并以此作为系统的基本构成单位。目前，比较流行的面向对象的程序设计语言有：VFP、C++、VC++、VB、JAVA语言等。2020/2/9第一章计算机应用基础16支撑软件是指能开发某种应用软件的软件。或者是支撑用户直接执行某种应用的软件。例如:可以通过数据库管理糸统开发财务管理糸统等应用软件。应用软件是指为实现某个特定功能而开发的软件.例如:数值计算软件、工资管理糸统等2020/2/9第一章计算机应用基础172020/2/9第一章计算机应用基础18取指令取操作数中断请求?执行指令转向中断控制执行结束?取下一条指令NYNY图1-3工作原理示意图指令是能被计算机识别并执行的二进制代码。它规定了计算机能完成的某一种操作。一条指令由两个部分组成：操作码、操作数。①操作码操作码表示计算机执行什么操作。如存数、取数、加法等。②操作数操作数表示参加操作的对象,操作数在大多数情况下是地址码。一台计算机能执行什么样的操作，能执行多少种操作，是由计算机的指令系统决定的。计算机所能执行的全部指令，就是计算机的指令系统。所谓程序，就是一个指令序列。它是使用者根据解决问题的步骤，从计算机的指令系统中选出一条条指令组成的。2020/2/9第一章计算机应用基础19⒈主频（时钟频率）主频是指CPU在单位时间内平均执行次数，是计算机的主要性能指标，它对计算机的运算速度有重要影响。⒉字长在计算机中作为一个整体被传送和运算的一串二进制数码。字中的二进制位数称为字长。目前微机的字长有32位、64位等。⒊内存容量内存容量反映了计算机存储信息的能力，内存容量越大，功能越强。现在微机的内存容量一般有256MB、512MB、1G等不同的档次。⒋可靠性可靠性是指计算机的硬件平均无故障时间（MTBF）。平均无故障时间越长越好。2020/2/9第一章计算机应用基础20⒈计算机的启动①冷启动顺序为：先打开显示器，打印机等外部设备的电源开关，最后接通主机电源。②热启动热启动的方法是：左手先按住Ctrl键和ALT键，左手再按住Del键，然后再放开。（注意在windowsXp系统，按下这三个键，进入任务管理器，然后，选择重新启动）。③RESET方式若死机后，热启动也无效，可以按RESET键（复位键）启动计算机。⒉计算机的关闭当屏幕提示关闭计算机电源时，关闭的顺序是：先关闭主机电源，再关闭外部设备电源。2020/2/9第一章计算机应用基础211.2.1计算机的信息单位1.2.2计算机中的数制转换1.2.3计算机中数据的表示2020/2/9第一章计算机应用基础22返回首页⒈位(bit,缩写为b)一位二进制数码(1或0)，是计算机处理数据的最小单位。⒉字节（Byte，缩写为B）由8位二进制数组成一个字节，字节是计算机存储数据的基本的单位。1B=8b。⒊字（Word）和字长计算机进行数据处理时，一次存取、加工、传送的数据长度称为一个字。一个字一般由若干字节组成。计算机一次能处理的二进制的位数称为计算机的字长。⒋千字节（KB）：1KB=1024B。⒌兆字节（MB）：1MB=1024KB。⒍千兆字节（GB）：1GB=1024MB。2020/2/9第一章计算机应用基础231．采用二进制的原因⑴表示二进制的物理方法容易实现。因为二进制数的数码只有“0”或“1”。因此，要在机器中用物理方法表示一个二进制数，只需要一种具有两个稳定状态的组件就可以了。⑵二进制数运算十分简便。在二进制中，只有数码“0”和“1”，所以运算速度快而且简单。⑶逻辑性强。因为在计算机内有三种基本的逻辑线路，“或”门、“与”门和“非”门。利用各种不同的门电路构成的逻辑线路，是计算机进行逻辑运算的基础，二进制中二个数码“1”和“0”，正好可以代表逻辑运算中的“真”和“假”。⑷可靠性高。2020/2/9第一章计算机应用基础24所谓数制：就是用一组统一的符号和规则表示数的方法。涉及到三个基本概念：数码:数据表示中允许使用的数字符号.基数:数据表示中允许使用的数字符号的个数.基数代表了某一种进制.位权:数据表示中不同位置数码代表的值.(以基数为底,位序为指数的幂).2020/2/9第一章计算机应用基础252020/2/9第一章计算机应用基础26555.551、十进制数(D：十进制后缀表示)一个十进制数有两个主要特点：它有十个不同的数码：0、1、2…….9。逢“十”进一。基数为10。同一个数码在不同的位置代表的数值是不同的。例如：555.55=5×102+5×101+5×100+5×10-1+5×10-2一个十进制数可以写成基数10的各次乘幂的和的形式。上例中数码为5,基数为10,而