第1章__计算机基础知识

计算机基础第1章计算机基础知识1.1计算机概述1.2常用数制及编码1.3计算机系统组成1.4计算机硬件系统1.5计算机软件系统1.6计算机分类及技术指标1.7计算机病毒及其防治教学内容教学重点：计算机系统的基本组成、分类教学难点：数制及编码教学要求1.1计算机概述大型计算机的发展微型计算机的发展计算机网络多媒体计算机1.1.1计算机发展简史1946年，宾夕法尼亚大学研制成第一台电子数字计算机。—ENIAC大型计算机的发展第一代计算机(1946年～1957年)主要元器件是电子管。第二代计算机(1959年～1964年)用晶体管代替了电子管。第三代计算机(1965年～1970年)以中、小规模集成电路取代了晶体管。第四代计算机(1971年至今)采用大规模集成电路和超大规模集成电路。第五代计算机智能计算机。微型计算机的发展第一代1971年Intel公司推出的I4004微处理器。第二代1973年Intel公司推出的8位微处理器8080，8085装配的计算机。第三代1978年16位微处理器的出现，如Intel公司的8088/8086微型计算机。第四代1985年以后，由集成密集度更高的32位、64位微处理器装配的计算机。计算机网络20世纪60年代以来，计算机技术与通信技术已密切结合，出现了在一定范围内将计算机相互连在一起进行信息交换、实现资源共享的趋势，计算机应用开始由集中式走向分布式，这就是计算机网络。计算机网络的两个发展方向：广域网和局域网。多媒体计算机20世纪80年代开始，在超大规模集成电路技术支持下，计算机图形处理功能、声像处理功能取得重大突破，人们致力于研究将声音、图象作为新的信息媒体输入、输出计算机，多媒体计算机呼之欲出。1.1.2计算机的特点运算速度快运算精度高记忆功能强，存储容量大逻辑判断能力强可靠性高通用性高1.1.3计算机的应用科学计算信息处理自动控制计算机辅助系统网络通信人工智能多媒体技术应用1.1.4计算机的发展趋势巨型化：运算速度快、存储容量更大和功能更强；微型化：可进入仪表、家用电器和导弹头等领地；网络化：通过使用网络，人们可以相互交流，实现数据通信，资源共享；智能化：让计算机来模拟人的感觉、行为和思维过程形成智能型计算机。1.2常用数制及编码数制：也称计数制，用一组数字符号和统一的规则来表示数值的方法。数制中有数位、基数和位权3个要素；数位：指数码在一个数中所处的位置；基数：指在某种数制中，每个数位上所能使用的数码的个数；位权：指数码在不同的数位上所表示的数值的大小。1.2.1进位计数制十进制数十进制数的数码为0、1、2、3、4、5、6、7、8、9共10个，进数规则为逢十进一，借一当十。二进制数二进制数的数码为0、1共2个，进数规则为逢二进一，借一当二。八进制数八进制数的数码为0、1、2、3、4、5、6、7共8个，进数规则为逢八进一，借一当八。十六进制数的数码为0、1、2、3、4、5、6、7、8、9、A、B、C、D、E、F共16个，其中数码A、B、C、D、E、F分别代表十进制数中的10、11、12、13、14、15，进数规则为逢十六进一，借一当十六。十六进制数1.2.2不同进制之间的相互转换1、二进制数转换为十进制数基本方法：将二进制数的每一位上的数码（0或1）乘以该位上的权，然后相加。例:将二进制数(10101.11)2转换成十进制数。(10101.11)2＝1*24＋0*23＋l*22＋0*21＋1*20＋l*2-1＋l*2-2＝24＋22＋20＋2-1+2-2＝(21.75)102、十进制数转换为二进制数基本方法：对于整数采用“除二取余”，对于小数采用“乘二取整”。转换原则：以小数点为中心，分别向前、后每三（或四）位一组，不足三（或四）位时以“0”补足，并将每组二进制数转换为相应的八（或十六）进制数即可。例：将二进制数11010111100.11011转换为八进制数和十六进制数。(11010111100.11011)2=(011010111100.110110)2=(3274.66)8(11010111100.11011)2=(011010111100.11011000)2=(6BC.D8)163、二进制数转换为八进制、十六进制数转换原则：将每位八进制（或十六进制）数码用相应的三位（或四位）二进制数来代替，再去掉整数首部的零和小数尾部的零即可。例：将八进制数214.74和十六进制数1C2.A4转换为二进制数。(214.74)8=(010001100.111100)2=(10001100.1111)2(1C2.A4)16=(000111000010.10100100)2=(111000010.101001)24、八进制、十六进制数转换为二进制数ASCII码是用八位二进制数进行编码的，其中最高位设为“0”，作为奇偶校验位，有效位为7为，可表示128个字符，其中包括10个数字字符，52个英文大小写字母，32个专用字符和34个控制字符。1.2.3ASCII编码—美国国家信息交换标准字符码1.2.4汉字编码汉字编码比常用字符的编码要复杂得多，这是因为汉字的数量比较多，而且汉字的字形也是复杂多变。（1）汉字输入码汉字输入码是指用户从键盘上输入汉字时所使用的编码。（2）汉字交换码（国标码）我国制定了“中华人民共和国国家标准信息交换汉字编码”，代号为“GB2312--80”，又称国标码。（3）汉字机内码汉字机内码，也称汉字内码，是指汉字在计算机中存储、加工、处理时所用的代码。汉字机内码以汉字交换码为基础，在得到汉字交换码后，将汉字交换码的每个最高位置加1，就得到了汉字机内码。汉字两字节的机内码和国标码有一个对应关系国标码+8080(H)=机内码例如:“重”字国标码是3122(H)，它的机内码是3122(H)+8080(H)=B1A2(H)（4）汉字字形码汉字字形码即汉字输出码，用于显示或打印汉字时产生字形。汉字的字形称为字模，以一点阵表示。点阵中的点对应存储器中的一位，对于1616点阵的汉字，其有256个点，即256位。由于计算机中，8个二进制位作为一个字节，所以1616点阵汉字需要1616÷8=32字节表示一个汉字的点阵数字信息（字模）。点阵数越大，分辨率越高，字形越美观，但占用的存储空间越多。（5）其它汉字内码①Unicode码（UniversalMultiple-OctetCodedCharacterSet）②UCS码是国际标准化组织（ISO）为各种语言字符制定的另一种国际编码标准。③GBK码，全称《汉字内码扩展规范》④GB18030码是取代GBK1.0的正式国家标准⑤BIG5码是目前台湾、香港等地区普遍使用的一种繁体汉字编码标准1.2.5数据的单位位：数据存放的最小单位，二进制的一个数据位（bit，读做比特），表示为b。字节：8位二进制数编为一组，为一字节（Byte，读做拜特）表示为B。字节是处理数据的基本单位。一个ASCII码用一个字节表示，一个汉字和国际图形字符用两个字节表示。1KB=1024B1MB=1024KB1GB=1024MB1.3计算机系统组成1.3.1冯·诺依曼体系结构计算机硬件结构主要由五大基本部件组成：即运算器、控制器、存储器、输入和输出设备，在结构上是以运算器为中心。现在的计算机己转向以存储器为中心硬件结构，如图所示。通常把运算器（又叫做算术逻辑部件）和控制器合称为中央处理器(CPU),而将中央处理和内存储器一起构成主机，将输入/输出设备称为外部设备。现代计算机的结构计算机系统由硬件系统和软件系统所组成。硬件是计算机系统中一切看得见、摸得着的有固定物理形式的部件，是计算机工作的物质基础；软件是在计算机中执行某种操作任务的程序的集合，是计算机的灵魂，它包括系统软件和应用软件两大类。1.3.2计算机系统基本组成计算机系统的组成1.4计算机硬件系统计算机的基本构成：主机、显示器和键盘、鼠标。主机：主板、硬盘驱动器、CD-ROM驱动器、软盘驱动器、电源以及显示适配器（显卡）等。主板Socket7插槽键盘插座CACHE控制芯片CMOS主板电池ISA插槽PCI插槽内存插槽串行/并口插槽几种类型的CPU（奔腾、奔腾Ⅱ、Cyrix686、K6-2）常见的几种内存条输入输出接口PS/2鼠标接口打印机接口(25针孔)键盘接口USB接口COM1(9针孔)COM2(9针孔)软盘存储器3.5寸磁盘外形3.5寸磁盘内部结构示意图计算软盘存储量公式：软盘总容量=磁道数*扇区数*磁盘面数*扇区字节数例如：3.5英寸软盘有80道，每道有18个扇区，每个扇区512B，共有2面。软盘总容量=80*18*2*512=1474560B=1.44MB硬盘存储器硬盘存储容量的计算计算公式：存储容量=磁头数*柱面数*扇区数*每扇区字节数例如：某硬盘有磁头15个，磁道数（柱面数）8894，每道63个扇区，每扇区512B。存储容量=15*8894*63*512B=4.3GB光盘（OpticalDisk）是利用激光进行读写信息的圆盘。DVD外形闪速存储器其他外部存储设备光盘库磁带机输入设备小数字键控制键功能键状态显示灯编辑键主键盘和打字键1．键盘104键盘键名功能Shift又称上档键，利用此键来输入上档字符CapsLock大写字母锁定键，利用此键来输入大写字母空格键位于键盘最下面的一个最长的键，按下空格键，将输入一个空格字符Backspace按下此键可使光标回退一格，删除光标左边的一个字符Enter回车键。按下此键，表示前面的输入结束Tab制表定位键Alt转换键，此键通常和其他键组成特殊功能键Ctrl控制键，通常和其他键组合在一起使用Ctrl+Alt+Del系统的热启动，使用的方法是：按住Ctrl和Alt键不放，再击打Del键按键功能←光标左移一个字符→光标右移一个字符↑光标上移一个字符↓光标下移一个字符Home光标移到行头或当前页头End光标移到行尾或当前页尾PageUp光标移到上一页光标移动键和编辑键的功能2．鼠标鼠标根据其使用原理可分为：机械鼠标、光电鼠标和光电机械鼠标。机械鼠标滚动小球反射板光电鼠标3．扫描仪手持扫描仪平板扫描仪4．光笔5．数字化仪数字化仪是一种图形输入设备，它可将各种图纸的图形信息转换成计算机可识别的数字信号输入计算机中。它与绘图仪一起常用于工程设计单位。6．麦克风利用话筒可以进行语音输入。其硬件系统是由声卡和话筒（麦克风）组成。7．数码相机8．其他输入设备条形码阅读器游戏手柄输出设备显示器显示控制适配器（显卡）1．显示器显示器的主要技术指标有屏幕尺寸、点距、显示分辨率、灰度和颜色深度及刷新频率。分辨率：屏幕能显示像素的数目，像素是可以显示的最小单位。分辨率越高，则像素越多，能显示的图形就越清晰。灰度：指像素点亮度的级别数，在单色显示方式下，灰度的级数越多，图像层次越清晰。颜色深度：指计算机中表示色彩的二进制位数刷新频率：指每秒钟内屏幕画面刷新的次数。刷新频率越高，画面闪烁越小，通常是75Hz～90Hz。热升华打印机喷蜡打印机喷墨打印机针式打印机激光打印机2．打印机3．绘图仪4．声音输出设备声音输出设备包括声卡和扬声器两部分。声卡可分为8位、16位、32位、64位，位数越高，效果越好。声卡的总线接口有ISA和PCI两种，PCI已经成为主流。声卡除了发声以外，还提供录入、编辑、回放数字音频和进行MIDI音乐合成的能力。扬声器主要有音箱和耳机两类。PCI声卡实物投影机5．投影机电源与机箱微机电源要求输入220V、50Hz的交流电，经过变压整流稳压后，输出四种直流电，供微机不同部件使用。如果对供电可靠性要求较高可使用不间断电源（UPS）。UPS电源1.5计算机软件系统1、系统软件系统软件是指管理、监控和维护计算机资源（包括硬件和软件）的软件。常见的系统软件操作系统程序设计语言工具软件1.5.1计算机软件分类2、应用软件应用软件是用户利用计算机及其提供的系统软件为解决各种实际问题而编制的计算机程序。常见的应用软件有以下几种：各种信息管理软