第1章 大学计算机应用基础【计算机基础知识】

大学计算机应用基础第一章计算机基础知识目录•教学目标•教学内容–信息与计算机–计算机系统–计算机使用中的道德问题•教学反馈–课堂实践–作业教学目标•知识–了解计算机的历史。–了解计算机系统。•技能–掌握计算机组装、计算机软件安装与软件压缩。•思维–学会计算机的基本工作原理与构架。教学内容1.1信息与计算机本节要点•信息和信息技术相关的基础知识；•计算机的发展及其主要应用领域；•因特网的发展及其主要应用领域。1.1.1信息与信息技术控制论的观点：控制论的创始人美国数学家维纳认为，信息是我们适应外部世界、感知外部世界的过程中与外部世界进行交换的内容。信息论的观点：信息论的创始人美国数学家香农说，信息是能够用来消除不确定性的东西，信息的功能是消除不确定性。广义的信息：就是消息，一切存在都有信息。对人类而言，人的五官生来就是为了感受信息的，它们是信息的接收器，它们所感受到的一切都是信息。然而大量的信息是我们的五官不能直接感受的人类正通过各种手段、发明各种仪器来感受它们并发现它们。1.什么是信息？1.1.1信息与信息技术信息技术（InformationTechnology，IT）是研究开发信息的获取传输、存储、处理和应用的工程技术。信息技术主要包括传感技术、通信技术、计算机技术和缩微技术等。传感技术的任务是延长人的感觉器官收集信息的功能；通信技术的任务是延长人的神经系统传递信息的功能；计算机技术则是延长人的思维器官处理信息和决策的功能；缩微技术是延长人的记忆器官存贮信息的功能。2.什么是信息技术？1.1.2信息社会与信息素养信息社会也称为信息化社会，一般是指这样一种社会，其信息产业高度发达且在产业结构中占据优势，信息技术高度发展且在社会经济发展中广泛应用，信息资源充分开发利用且成为经济增长的基本资源。1.信息社会1.1.2信息社会与信息素养1998年美国图书馆协会和美国教育传播与技术协会制定了学生学习的九大信息素养标准：获取信息、评价信息、使用信息、个性信息提取、欣赏内容信息；信息查询和知识创新；认识信息对民主化社会的作用；信息技术伦理道德与行为规范；探求和创建信息。2.信息素养1.1.3信息处理的历史与计算机纵观人类社会信息处理的历史过程，可将其分为四个阶段：1.信息处理的历史信息处理的原始阶段：语言交流。信息处理的手工阶段：文字交流。信息处理的机电阶段：电报、电话、广播、电视交流。信息处理的现代阶段：计算机、网络交流。1.1.3信息处理的历史与计算机世界上第一台电子数字计算机ENIAC1946年2月15日在美国宾夕法尼亚大学正式投入运行，如图1.1所示。2.计算机的发展图1.1第一台电子数字计算机ENIACa.巨型化b.微型化c.网络化d.智能化e.多媒体化目前，计算机在向以下五个方面发展：1.1.3信息处理的历史与计算机处理速度快运算精度高存储能力强具有逻辑判断能力可靠性高3.计算机的特点根据计算机用途的不同，可以将计算机分为通用计算机和专用计算机。根据计算机处理对象的不同，可以将计算机分为数字计算机、模拟计算机和数字模拟混合计算机。4.计算机的分类1.1.4信息的表示1.二进制数字表示计算机为什么使用二进制数，原因如下：二进制数在物理上最容易实现二进制数运算简单二进制数的“0”和“1”正好与逻辑命题的两个值“否”和“是”或称“假”和“真”相对应，为计算机实现逻辑运算和逻辑判断提供了便利的条件。2.信息存储单位位（bit），简记为b。一个二进制位只能表示0或1。字节（byte），简记为B。千字节KB（kilobyte）、兆字节MB（megabyte）、千兆字节GB（gigabyte）和太字节TB（terabyte），其中1KB=1024B，1MB=1024KB，1GB=1024MB，1TB=1024GB。字（word）。一个字通常由一个字节或若干个字节组成，是计算机进行信息处理时一次存取、加工和传送的数据长度。1.1.4信息的表示3.非数字信息的表示文本、图形图像、声音之类的信息，称为非数字信息。在计算机中用得最多的非数字信息是文本字符。由于计算机只能够处理二进制数，这就需要用二进制的“0”和“1”按照一定的规则对各种字符进行编码。计算机内部按照一定的规则表示西文或中文字符的二进制编码称为机内码。①西文字符的编码。ASCII码。②中文字符的编码。GB2312-80和GB18030国家标准。③Unicode编码。因特网信息交换的需求。图1.2GB2312-80字符集及区位分布4.信息转换不同的信息需要不同的编码方案。计算机的外部信息需要经过某种转换变为二进制信息后，才能被计算机所接收；同样，计算机的内部信息也必须经过转换后才能恢复信息的“本来面目”。这种转换通常是由计算机自动实现的。1.1.5因特网1.因特网的起源与发展信息社会的基础是计算机和互连计算机的网络。计算机网络萌芽于20世纪60年代，70年代兴起，80年代继续发展和逐步完善，而90年代则迎来了网络化的高潮。因特网（Internet）作为当今世界上最大的计算机网络，将我们带入了一个完全信息化的时代，它正改变着人们的生活和工作方式。在英语中“Inter”的含义是“交互的”，“net”是指“网络”。简单地讲，因特网是一个计算机交互网络，又称“网络中的网络”，它是一个全球性的巨大的计算机网络体系。1.1.5因特网因特网起源：美国国防高级研究计划局（DefenseAdvancedResearchProjectsAgency，DARPA），建立的ARPAnet。我国因特网的发展：第一阶段是实现和因特网电子邮件系统的互连（1983年-1993年）。第二阶段是实现和因特网的完全互连，提供因特网的全功能服务。我国因特网四大主流网络：中国科技网（CSTNET）、中国教育和科研计算机网（CERNET）、中国电信（CHINANET）、中国网通（CNCNET）四大主流网络。1.1.5因特网2.因特网的应用信息浏览：(WorldWideWeb，或简称为Web)中文译作“万维网”，是因特网最主要的应用，对大多数的用户来说，上网就是为了浏览Web。用户通过一个称为浏览器(Browser)的程序浏览Web。信息检索：信息检索就是在因特网上检索所需要的信息。在因特网上利用搜索引擎(searchengine)检索信息。常用的搜索引擎有：谷歌()、百度()等。用浏览器浏览web1.1.5因特网2.因特网的应用E-mail：即电子邮件，是使用因特网进行信息传递的主要途径之一。BBS：(bulletinboardsystem)的中文名称叫做“电子公告板”。ICQ：是英文“Iseekyou（我找你）”的谐音，俗称“网上寻呼机”，它是以色列Mirabilis公司1996年开发出的一种即时信息传输软件。腾讯QQ是目前使用最广泛的中文ICQ软件。微软的MSN也有众多的用户。Blog和Microblog：Blog是继E-mail、BBS、ICQ之后出现的第四种网络交流方式，全名是Weblog，中文意思是“网络日志”，后来缩写为Blog，译作“博客”。MicroBlog则简称微博，是一种通过关注机制分享简短实时信息的广播式社会网络平台。1.2计算机系统随着计算机功能的不断增强，应用范围不断扩展，计算机系统也越来越复杂，但其基本组成和工作原理还是大致相同的。一个完整的计算机系统由硬件系统和软件系统组成。本节介绍与计算机系统相关的基础知识。1.2.1计算机硬件系统计算机硬件系统由五个基本部分组成，它们是控制器、运算器、存储器、输入设备和输出设备。控制器和运算器构成了计算机硬件系统的核心——中央处理器CPU（CentralProcessingUnit）。存储器可分为内部存储器和外部存储器，简称为内存和外存。图1.3计算机硬件结构图1.2.1计算机硬件系统控制器计算机硬件系统的各个组成部分能够有条不紊地协调进行工作，都是在控制器的控制下完成的。运算器运算器在控制器的指挥下，对信息进行处理，包括算术运算和逻辑运算。运算器内部有算术逻辑运算部件ALU（ArithmeticalLogicalUnit）和存放运算数据和运算结果的寄存器。存储器存储器的主要功能是存放程序和数据。存储器中有许多存储单元，所有的存储单元都按顺序编号，这些编号称为地址。存储器中所有存储单元的总和称为这个存储器的存储容量。存储容量的单位是千字节KB、兆字节MB、千兆字节GB和太字节TB。1.2.1计算机硬件系统内存：又叫做主存储器（简称主存），由大规模或超大规模集成电路芯片所构成。内存分为随机存取存储器（randomaccessmemoey，RAM）和只读存储器（read-onlymemory，ROM）两种。外存：按存储材料可以分为磁存储器和光存储器。磁存储器中较常用的有硬盘，其工作原理是将信息记录在涂有磁性材料的金属或塑料圆盘上，靠磁头存取信息。CD（compactdisk）意思是高密度盘，即光盘。DVD（digitalversatiledisk）意思是数字多用途光盘。DVD和CD同属于光存储器,CD光盘的容量一般在650MB左右，DVD光盘的容量一般在4.7GB左右。图1.4硬盘及其内部结构图1.5光盘驱动器1.2.1计算机硬件系统输入设备输入设备用于向计算机输入信息。一些常用的输入设备如下：1.键盘2.鼠标3.笔输入设备4.扫描仪5.数码相机图1.6–1.10输入设备1.2.1计算机硬件系统输出设备输出设备的功能是用来输出计算机的处理结果。一些常用的输出设备如下：1.显示器2.打印机3.绘图仪图1.11–1.12显示器图1.13打印机图1.14绘图仪1.2.1计算机硬件系统主机&外部设备通常把控制器、运算器和内存称为计算机的主机。输入设备和输出设备以及外存称为计算机的外部设备。总线总线是计算机内部传输各种信息的通道。总线中传输的信息有三种类型：地址信息、数据信息和控制信息。图1.15计算机的总线结构1.2.2计算机软件系统是计算机系统重要的组成部分，如果把计算机硬件看成是计算机的“躯体”，那么计算机软件就是计算机系统的“灵魂”。没有任何软件支持的计算机称为“裸机”，只是一些物理设备的堆积，几乎是不能工作的。只有配备了一定的软件，计算机才能发挥其作用。1.什么是计算机软件计算机软件是计算机系统中与硬件相互依存的另一部分，它是包括程序，数据及其相关文档的完整集合。1.2.2计算机软件系统计算机软件一般可以分为系统软件和应用软件两大类。系统软件主要包括操作系统、程序设计语言及其开发环境、数据库管理系统等。应用软件是指为解决某一领域的具体问题而开发的软件产品。实例：微软（Microsoft）公司的office是目前应用最广泛的办公自动化软件。Adobe公司的Photoshop是图形图像处理领域最著名的软件之一。Flash是Adobe公司出品的动画创作软件，主要应用于网页和多媒体制作。2.计算机软件的分类1.2.2计算机软件系统计算机软件的发展过程大致可分为三个阶段：从第一台计算机上的第一个程序开始到高级程序设计语言出现之前为第一阶段（1946年-1956年）。从高级程序设计语言出现以后到软件工程出现以前为第二阶段（1956年-1968年）。软件工程出现以后迄今为第三阶段（1968年以后）。3.计算机软件的发展操作系统（OperatingSystem，OS）是计算机系统中最重要的系统软件。操作系统能对计算机系统中的软件和硬件资源进行有效的管理和控制，合理地组织计算机的工作流程，为用户提供一个使用计算机的工作环境，起到用户和计算机之间的接口作用。操作系统的主要功能有：1.任务管理2.存储管理3.设备管理4.文件管理5.作业管理4.操作系统1.2.2计算机软件系统人们使用计算机，可以通过某种程序设计语言与计算机“交谈”，用某种程序设计语言描述所要完成的工作。程序设计语言包括：1.机器语言2.汇编语言3.高级语言5.程序设