《计算机文化基础》第1章 计算机基础知识

第一章计算机基础知识§1计算机与计算机文化计算机文化的诞生：计算机作为信息通信技术(ICT)的核心，已经成为人们工作、学习和生活的重要组成部分，由此形成了计算机文化。计算机文化的概念：计算机文化是对计算机的特性、功能和作用的理解，以及能熟练地应用计算机来有效地解决个人和社会的问题。计算机文化素养的构成获取知识的方式发生了巨大的变化表达自己的方式发生了巨大的变化社会交往活动的方式发生了巨大的变化计算机文化素养的培养加强使用计算机进行信息处理的意识掌握基本的计算机科学技术知识提高获取信息与处理信息的能力加强信息道德能力计算机文化课程的学习要求作为应用技术来掌握处理好应用和基础知识的关系处理好应用和素质培养的关系培养三种能力操作使用能力应用开发能力研究创新能力计算机概念：是一种能按程序自动进行信息处理的通用电子设备。俗称为电脑。计算机功能：进行数字计算和信息处理§2计算机概述5000次加法/秒体重30吨占地170m218800只电子管1500个继电器功率150KW世界上第一台电子计算机ENIAC于1946年在美国宾夕法尼亚大学研制成功。一、计算机的发展计算机发展按其所使用逻辑元件分为四代第一代（1946~1956）电子管5千~4万（次/秒）第二代（1957~1964）晶体管几十万~百万（次/秒）第三代（1965~1970）中、小规模集成电路百万~几百万（次/秒）第四代（1971至今）大和超大规模集成电路几百万~几亿（次/秒）计算机的发展趋势是向着微型化、巨型化、网络化和智能化方向发展。CRAY-Ⅱ新一代计算机展望第一台电子管计算机：1958年；第一台大型通用晶体管计算机：1964年；第三代集成电路计算机：1971年；第一台巨型计算机“银河一号”:1983年；首台千万亿次超级计算机系统“天河一号”：2009年“天河二号”超级计算机：2013.6.18起连续三年成为全球最快的计算机“神威·太湖之光”超级计算机：世界上首台运算速度超过十亿亿次的超级计算机，2016.6.20成为全球最快的计算机我国计算机的发展1、超级计算机2、大/中型机3、小型机4、微型计算机5、工作站1．运算速度快2．计算精度高3．自动化程度高4．具有很强的记忆能力5．具有很强的逻辑判断能力6．可靠性高、通用性强三、计算机的特点1．科学计算2．数据处理和信息加工3．自动控制4．计算机辅助系统（CAD、CAM、CAI、CAL）5．人工智能6．网络服务四、计算机应用领域§3数字化信息编码与数据表示一、二进制数二、信息编码二进制数1、计算机内所有信息都用二进制数表示2、不同进制数对应关系及相互转换十进制二进制八进制十六进制十进制二进制八进制十六进制000091001119111110101012A2102211101113B3113312110014C41004413110115D51015514111016E61106615111117F711177161000020108100010817100012111信息编码一、字符编码国际通用的信息交换标准代码：ASCII码（美国标准信息交换代码）二、汉字编码输入码、机内码、字形码三、信息的存储单位位（bit）：数据的最小存储单位字节（Byte）：数据存储、处理的基本单位最小的计算机容量单位K字节1KB=1024ByteM（兆）字节1MB=1024KBG（吉）字节1GB=1024MBT（太）字节1TB=1024GB1MB=8Mbb7b6b5b4b3b2b1b010010101信息的存储单位字：表示数据或信息长度，由若干字节组成。作为一个独立的信息单位处理。字长：一个字包含的二进制位数称为字长。机器字长：一般是指参加运算的寄存器所含有的二进制数的位数,它代表了机器硬件的精度。微机一般字长为8位、16位、32位、64位等。§4计算机系统构成一、计算机硬件系统二、计算机软件系统口CPUALUControlUnitRAMROMInputOutputOSIO设备诊断程序器系统程序计算机的硬件系统由五个基本部分组成：运算器、控制器、存储器、输入设备和输出设备。其中存储器又有内存储器和外存储器之分。计算机硬件系统（外）存储器（内）存储器中央处理器（CPU）控制器输入设备输出设备数据流地址控制流运算器计算机硬件基本组成框图执行算术和逻辑运算的部件计算机的指挥中心，负责对控制指令进行分析，然后发出操作控制信号，控制并协调计算机各个部分的工作。主要是存放程序和数据。存储器有内存和外存，外存是存放程序和数据的“仓库”可以长时间保存大量信息，但是程序必须调入内存方可执行，待处理的数据也只有进入内存后才能被程序加工。运算器:执行算术和逻辑运算的部件。控制器:计算机的指挥中心，控制并协调计算机各个部分的工作。中央处理器CPU：由运算器和控制器组成。存储器:主要是存放程序和数据。存储器有内存和外存，内存----CPU能直接存取的存储器，容量虽小但存取速度快。程序必须调入内存方可执行，断电后，RAM的内容会被清除，而ROM的则不会。外存----CPU间接存取其中的数据，存取速度虽慢但容量大。断电后，外存中的数据仍存在。输入输出设备：(input/output)简称I/O设备，它们实现了外部世界与主机之间的信息交换，提供了人机交互的硬件环境。一、系统软件1、操作系统OS统一管理和调度计算机所有资源的软件。常用的有DOS、Windows、UNIX、Linux、MacOS2、语言处理程序—Basic、C、VC、VFP、VB、Java3、诊断程序4、数据库管理系统计算机软件系统计算机软件(software)可分为系统软件和应用软件二、应用软件应用软件：是为解决各类实际问题而开发的软件。这些程序通常是利用高级语言编程生成的。常见的应用软有科学计算、工程设计、财务管理、办公自动化、图形处理等软件。应用软件需要在系统软件的支持下开发和运行。§5微型计算机微型计算机又称做PC机（个人计算机），简称“微机”。微机分类：台式机、一体机、笔记本电脑、超极本、平板电脑、掌上电脑、单板和单片机、穿戴式智能设备等。微机硬件主要有：主机箱、CPU、内存、主板、微机接口、外存储器、输入/输出设备等。（一）主机箱机箱一般有卧式与立式两种，主要作用是保护内部设备不受破坏。散热好，防漏电，美观是对主机箱的普遍要求。（二）CPU中央处理器（CentralProcessingUnit，CPU）是微机硬件系统的核心。主要包括运算器和控制器等。集成在一块芯片上，称微处理器。它的主要技术指标有：主频、字长、缓存和多核心。（三）内存内存储器按其基本功能和性能，可分为只读存储器（ROM）和随机存储器（RAM），但一般说“内存容量”时，则指RAM，不包括ROM在内。（四）主板主板是一块多层印刷信号电路板。主板插有微处理器（CPU），还有6～8个长条形插槽，用于插显示卡、声卡、网卡（或内置modem）等各种选件卡；还有用于插内存条的插槽及其他接口等。主板性能的好坏对微型机的总体指标将产生重要的影响。（五）微机接口微机接口主要是应性能差别较大的外部设备而存在的。（六）外存储器外存储器又称辅助存储器,用来存放备用的或者永久保存的信息，常用的有磁盘(软盘、硬盘)、光盘、闪存存储器软盘：磁道、扇区、写保护概念，存储容量1.44MB硬盘：存储容量几百GB—几TB光盘：CD-ROM盘容量650MB，DVD盘容量4.7GB，蓝光光碟（BD）容量25G闪存存储器：U盘容量1-64GB，存储卡容量1-64GB（常见类型有CF卡、SD卡、MMC卡、MemoryStick记忆棒），固态硬盘（七）盘符号操作系统为给每一个外存设备连同逻辑硬盘都指派一个操作盘符。软驱分配‘A’和‘B’，硬盘、光盘、U盘分配C、D、E…（八）输入设备最常用的输入设备是键盘、鼠标，还有触摸板、触摸屏、语言输入设备、光学字符识别（条码、二维码）、图形扫描仪等。键盘上的键可分为打字键、控制键和功能键。打字键：Shift、CapsLock、Enter…控制键：Ctrl键、Alt键、Esc键、Insert键、NumLock…功能键：F1—F12，热启动Ctrl+Alt+Del（九）输出设备常见的输出设备有显示器、显卡、打印机、绘图仪等。§6多媒体多媒体实际上是指多媒体计算技术，是指把文字、声音、图形、图像、动画、视频等多种媒体信息通过计算机进行数字化采集、获取、压缩/解压缩、编辑、存储等加工处理，再以单独或合成的形式表现出来的一体化技术。基本特征是多媒体的集成性和系统的交互性。多媒体计算机最基本的硬件配置有光盘驱动器、音频卡和视频卡。多媒体的关键技术多媒体技术实际是面向图形、图像、声音、视频的“实时处理”技术，其技术关键是如何解决好图形、图像、音频、视频的输入、输出、传输和存储问题。1、数据压缩与解压技术2、多媒体专用芯片技术3、媒体输入/输出技术§7计算机带来的负面影响健康风险取代人力容错率不足疏远传统书写技能侵犯隐私权计算机网络犯罪网络成瘾数字鸿沟环保问题作业与实操建议作业：1、完成形成性考核册第一次作业2、完成教材P33-34习题一第二、三题实操建议：1、熟悉键盘的操作2、熟练掌握中英文的输入