大学计算机基础-第1章.ppt

大学计算机基础,主讲人 ： 刘春 联系方式武汉科技大学城市学院,课程性质,本课程是计算机基础教育的入门课 目的是引导学生认识以计算机、网络通信及多媒体技术为核心的信息科学和信息技术在现代信息社会中的重要地位和作用，提高学生的信息素养和计算机操作技能。,武汉科技大学城市学院,教学内容,计算机应用基础知识 操作系统及办公软件使用 多媒体技术应用 计算机网络基础 网页设计,武汉科技大学城市学院,课程安排,教材说明 学时安排 实验安排 机考说明,武汉科技大学城市学院,第1章 计算机应用基础知识,通过本章的学习，您将会掌握以下知识 信息技术基础知识 计算机中的信息表示 计算机硬件和软件 通信技术基础,武汉科技大学城市学院,1.1 信息技术概述,1.1.1 社会进入信息化时代 1.1.2 信息技术的发展 1.1.3 现代信息技术的内容 1.1.4 信息技术应用及信息安全,武汉科技大学城市学院,1.1.1 社会进入信息化的时代,1 游牧时代和农业时代 2 工业时代,武汉科技大学城市学院,3 信息时代,表1.1 时代的变迁,武汉科技大学城市学院,3 信息时代,信息技术的发展带动了信息产业的形成和发展，信息时代的工作主体是知识工人，下图显示了美国农业、工业、服务业、信息产业人员数量的变迁。,武汉科技大学城市学院,4 信息时代的基本特征,信息成为三大资源之一 社会信息化 工作的完成依赖于信息技术 任务的完成变得高效率 信息技术改变人们的工作方式 信息技术不仅被嵌入在产品中，还嵌入在服务中,武汉科技大学城市学院,1.1.1 社会进入信息化的时代,在日常生活和学习中，不管有意识还是无意识，我们都要与信息打交道。,如果说，昨天不了解信息及信息技术对我们没有太大影响的话，那么今天你就必须努力去了解它们，因为到了明天，面临的将是一个网络化、数字化、信息化的社会，没有信息意识、不掌握信息技术，你将寸步难行、无法生存。,讨论：日常生活中信息的应用举例？,武汉科技大学城市学院,1.1.2 信息技术的发展,三个发展阶段 古代信息技术发展阶段 近代信息技术发展阶段 现代信息技术发展阶段 五次重大的变革 语言的利用 文字的发明 印刷术的发明 电信革命 计算机技术的发明和利用,武汉科技大学城市学院,1.1.2 信息技术的发展,1古代信息技术发展阶段 (从人类活动-1837年) 古代信息技术的特征是以文字记录为主要信息存储手段，以书信传递为主要信息传递方法，,武汉科技大学城市学院,1.1.2 信息技术的发展,2近代信息技术发展阶段 近代信息技术的特征是以信息的电传输技术为主要信息传递方法,2近代信息技术发展阶段 （1837年是近代信息技术发展的开端） 近代信息技术的特征是以信息的电传输技术为主要信息传递方法 电通信是利用电波作为信息载体，将信号传输到远方,武汉科技大学城市学院,1.1.2 信息技术的发展,3现代信息技术发展阶段 （1946年至今） 现代信息技术的基本特征是网络、光纤和卫星通信。 1946年第一台电子计算机ENIAC在美国诞生，它拉开了而信息革命和现代信息技术发展的序幕。 基本特征：网络、光纤和卫星通信。,武汉科技大学城市学院,1.1.3 现代信息技术的内容,信息获取技术 信息传输技术（通信技术） 信息处理技术（计算机技术） 信息控制技术 信息存储技术,Computer、communication和control是信息技术的主题，称为3C技术,武汉科技大学城市学院,武汉科技大学城市学院,武汉科技大学城市学院,武汉科技大学城市学院,武汉科技大学城市学院,1.1.4 信息技术应用及信息安全,1学习中应用信息技术 2生活中应用信息技术 3工作中应用信息技术 4 信息安全和信息应用中的法律及道德,武汉科技大学城市学院,1 学习中应用信息技术,现代教育技术,武汉科技大学城市学院,2 生活中应用信息技术,城市学院卫星图,武汉科技大学城市学院,2 生活中应用信息技术,城市学院卫星图（放大）,武汉科技大学城市学院,2 生活中应用信息技术,城市学院卫星图（放大）,武汉科技大学城市学院,3 工作中应用信息技术,武汉科技大学城市学院,4 信息安全和法律道德,已成为社会普遍关注的问题 信息安全包括两种含义： 数据安全 计算机设备安全,武汉科技大学城市学院,武汉科技大学城市学院,1.2 计算机基本结构和原理,1.2.1 计算机基本结构 1.2.2 信息在计算机内部的表示 1.2.3 存储器及其管理 1.2.4总线、外设和接口,武汉科技大学城市学院,1.2.1 计算机基本结构,1 组成 存储器、运算器、控制器、输入设备与输出设备等五大部分 运算器、控制器制作在同一芯片内合称中央处理器（CPU） 早期的以控制器、运算器为机器的中心 快速中央处理在等待慢速的外围设备 控制器的负担过重 现计算机改成以主存储器为中心 系统的输入输出与CPU的运算并行 多种输入和输出并行,武汉科技大学城市学院,1.2.1 计算机基本结构,武汉科技大学城市学院,1.2.1 计算机基本结构,计算机内部采用二进制编码原因 二值器件（如开/关）物理上容易实现 “是”和“否”二种状态的判断最为简单和稳定 2二进制编码 基本特征：逢二进一,武汉科技大学城市学院,1.2.1 计算机基本结构,2二进制编码 (1)十进制转换成其他进制：,武汉科技大学城市学院,1.2.1 计算机基本结构,2二进制编码 （2）其他进制转换为十进制：由于进位的关系，任何进制的数中，各位数字表示的值是该数字本身乘以所在位置的“权值” 例如十进制156中的个位6表示6100，十位5表示5101，百位数1表示1102 同理二进制数1001011表示的值变成十进制就是：126+025+024+123+022+121+120=75,武汉科技大学城市学院,1.2.1 计算机基本结构,武汉科技大学城市学院,2二进制编码 也可用Windows系统自带的“计算器”程序实现,3程序和数据的存储 4指令系统 5指令的执行,1.2.1 计算机基本结构,武汉科技大学城市学院,西文字符在计算机中的存储,1.2.2 信息在计算机内部的表示,武汉科技大学城市学院,汉字在计算机中的存储,1.2.2 信息在计算机内部的表示,武汉科技大学城市学院,图像信息在计算机中的存储,1.2.2 信息在计算机内部的表示,武汉科技大学城市学院,声音信息在计算机中的存储,1.2.2 信息在计算机内部的表示,武汉科技大学城市学院,1存储器器件的变革,1.2.3 存储器及其管理,武汉科技大学城市学院,2、现代信息存储技术 直接连接存储技术 移动存储技术 网络存储技术,1.2.3 存储器及其管理,武汉科技大学城市学院,3存贮器的层次结构 计算机系统对存储器的要求：容量、速度 计算机内存储器的层次结构形式： Cache Memory Disk,1.2.3 存储器及其管理,武汉科技大学城市学院,1.计算机中的总线,1.2.4 总线、外设和接口,武汉科技大学城市学院,2. 外部设备,1.2.4 总线、外设和接口,显示器、键盘、鼠标器,磁盘、光盘驱动器和接口,打印机、绘图仪、扫描仪,武汉科技大学城市学院,一种无线网卡,武汉科技大学城市学院,3. PCI总线和PCMCIA总线系统,1.2.4 总线、外设和接口,武汉科技大学城市学院,4硬盘接口类型,1.2.4 总线、外设和接口,武汉科技大学城市学院,从RS232到USB,1.2.4 总线、外设和接口,武汉科技大学城市学院,1.3 计算机软件系统,1.3.1 操作系统 1.3.2 计算机语言和工具类软件 1.3.3 应用软件,武汉科技大学城市学院,1.3 计算机软件系统,计算机软件分两大类：系统软件和应用软件 为运行计算机必须的最基本的软件称为“系统软件” 分类本身的相对性:支撑软件问题,数据库管理系统的归属问题,武汉科技大学城市学院,1.3.1 操作系统,不要以为操作系统就是 Windows 其他操作系统 UNIX 和 LINUX，最早IBM OS/360 Mac OS X MS-DOS，PC-DOS Novell的NetWare Windows NT, 2000 和Windows Me, XP 多用户、多任务操作系统 Windows XP不是多用户，只是多任务操作系统,武汉科技大学城市学院,操作系统的基本功能,比较被普遍接受的操作系统的定义： 操作系统是用以控制和管理系统资源，方便用户使用计算机的程序的集合。 基本功能 资源管理 人机接口界面管理,武汉科技大学城市学院,四大资源管理,处理器管理 单、双、多处理器、进程管理 存储器管理 虚拟内存、物理内存、外存 输入输出设备管理 设备资源、设备占用、排队调度等 信息资源管理 文件系统树形结构,武汉科技大学城市学院,Windows中的资源管理器,武汉科技大学城市学院,Windows中的任务管理器,+,武汉科技大学城市学院,人机接口界面,字符输入操作界面 字符菜单界面 图形用户操作界面,武汉科技大学城市学院,操作系统的类型,批处理操作系统 现在已经基本不用了 分时操作系统 利用慢速I/O和快速CPU的差异 对用户分时、对任务分时 实时操作系统 网络操作系统,武汉科技大学城市学院,1.3.2 计算机语言和工具软件,三种程序设计方法： 以过程方式进行的程序设计方法 模块化程序设计方法 “面向对象”程序设计方法 典型程序设计语言 面向过程：Fortran、C、Pascal等 面向对象：Java、C+、Visual Basic等 人工智能类：LISP、Prolog、LOGO等 如何选择适合自己用的程序设计语言？,武汉科技大学城市学院,1.3.2 计算机语言和工具软件,开发软件 编译工具、数据库工具、动态连接库、补丁等 系统工具软件 中文平台、优化/诊断、查错等 网络工具软件 浏览器、FTP工具、上网计费等 驱动软件 BIOS升级、各种外设的驱动程序等（见本机）,武汉科技大学城市学院,1.3.3 应用软件,应用软件是软件开发业中最有作为的地方 信息管理类 字、表处理类 游戏软件 教育软件 翻译软件,杀毒软件 多媒体软件 声音、图象、视频动画等 其他 电子图书、科学计算、家政管理等,武汉科技大学城市学院,1.4 数据通信技术简介,1.4.1 数据通信的基本概念 1.4.2 常用通信系统 1.4.3 通信技术的发展,武汉科技大学城市学院,为什么要学一些数据通信,理论上： 计算机技术和现代通信技术相结合形成了计算机网络。 数据通信技术是构成现代计算机网络的重要基石之一。 本章主要介绍有关数据通信技术的基本知识。,实践中： Modem调制解调器 ISDN综合服务数据网 ADSL异步数字用户线 GSM全球数字移动电话系统 CDMA码分多路访问 RS232C USB 1.0, USB 2.2 IEEE 1394, DV 接口 两大热门： 数字电视，3G手机,武汉科技大学城市学院,数据通信是一门独立的学科，它研究计算机之间或计算机与数字终端设备之间使用数字信号进行的通信的理论和方法。 1. 数据通信的系统概述 数据通信的目的是为了交换信息。,1.4.1 数据通信基本概念,武汉科技大学城市学院, 信息 信息（Information）是通信传输过程中数据所包含的内容，其载体一般为数字、文字、语音和图像等。 数据 数据是信息的载体，一般用二进制代码表示。 信号 信号是数据在传输过程中的表示形式。 信号的分类: 模拟信号 (特点:连续变化的) 数字信号 (特点:分立离散的) 信号的传输形式: 模拟信号来表示和传输 数字信号来表示和传输 数据(信号)的转换装置: 模拟/数字转换器A/D和数字/模拟转换器D/A (如调制/解调器Modem等),1.4.1 数据通信基本概念,武汉科技大学城市学院,数据通信系统模型,数据源发送的数据要先通过它的调制解调器（发送设备）调制为可以传输的模拟信号，调制好的正弦波信号通过公用电话网的传输，最后通过数据宿的调制解调器（接收设备）解调为原始数据，最后传送给数据宿,武汉科技大学城市学院,信道：信号传输的通路(通信线路) 信道分类： 按传输信号类型：模拟信道、数字信道 原始、调制模拟信号、二进制数字信号 按物理、逻辑性：物理信道、逻辑信道 传输介质、通信设备、信号逻辑径路 按传输通路介质：有线信道、无线信道 有形介质(线、缆)、无形介质(空气、太空) 按通路使用权限：专用信道、公用信道 固定、专线、大型公共信道,1.4.1 数据通信基本概念,武汉科技大学城市学院,2. 数据通信的传输媒体,通信网络中使用的传输媒体(介质) 有电话线、双绞线、电缆线、光纤、架空明线微波线路和卫星线路等。常用的是： 电话线 双绞线 同轴电缆 光纤,武汉科技大学城市学院,武汉科技大学城市学院,2. 数据通信的传输媒体,通信网络中使用的传输媒体(介质) 微波线路 传输容量大 直线传播和受环境条件的影响 长途传输必须建立中继站 必要时信号增强,武汉科技大学城市学院,2. 数据通信的传输媒体,通信网络中使用的传输媒体(介质) 卫星线路 微波传输一种，中继站点卫星 不受地理环境和通信距离的限制 有海量的带宽，具有广泛的应用市场 价格昂贵,武汉科技大学城市学院,2. 数据通信的传输媒体,通信网络中使用的传输媒体(介质) 红外传输 直线传播、距离有限(在视野内) 速度快：100Mbps 广泛用于家电遥控、计算机间数据交换,武汉科技大学城市学院,3. 数据通信的主要技术指标,传输速率B 差错率pe 可靠性pr 带宽w,武汉科技大学城市学院,衡量传输能力的主要指标(比特率、波特率) 比特率：数字信号的传输速率 定义：单位时间内传输二进制代码有效位数 单位：比特/秒（bps） 千比特/秒（kbps） 波特率：调制速率，又称为波形速率 定义：线路中每秒传送的波形的个数 单位：波特（baud） B = 1/T,1. 传输速率B,武汉科技大学城市学院,衡量传输质量的主要指标 比特差错率 定义：差错的比特数占总数的比例（平均值） peb = 差错比特数 / 总比特数,2. 差错率pe,武汉科技大学城市学院,衡量传输系统质量另一个重要指标 可靠度 ： 定义：正常工作时间占全部工作时间百分比 pr = 正常工作时间tr / 全部工作时间Tr,3. 可靠性pr,武汉科技大学城市学院,4带宽W,任何信道能够传输的信息的频率都有一定的范围，低于或高于这个范围都会在传输过程中产生较大的信号衰减。 在规定的最大允许衰减范围内所能传输的最高频率和最低频率之差称为该信道的带宽 带宽也称为信道容量,武汉科技大学城市学院,带宽举例,电话线带宽约35004000Hz。 有线电视同轴电缆带宽大约750MHz。 无线电通信的频率范围很宽，往往