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第1 章 计算机应用基础 主讲人：杨素锦 本章任务 知 识 点 重难点 21世纪高等学校计算机应用规划教材计算机应用基础案例教程 清华大学出版社 1 本章主要内容 4 1 2 3 6 5 计算机概论 数据表示与数值转换 数据编码 计算机系统组成 计算机病毒及其防治 配置微型计算机硬件系统 2 本章任务 通过了解计算机的发展、数据表示与转换、计 算机系统组成、计算机病毒及其防治、配置微型计 算机硬件策略和计算机配置的技术指标等基础知识 ，组装了一台性能良好、价格适中的电脑 。 3 知 识 点 计算机的发展史、发展趋势、特点及分类 数据的表示与各中数值之间的转换 数据编码 计算机的系统组成 硬件系统和软件系统的相关知识 计算机病毒概念、特点及分类 配置微型计算机硬件系统 4 本章重难点 各种数值之间的转换 汉字编码 5 1. 计算机概论 5 第一台计算机 世界上第一台计算机ENIAC，诞生于1946年 2月，是在美国陆军部的赞助下，由美国国防部和美 国宾西法尼亚大学共同研制成功的。ENIAC占地面积 为170 平方米，重达30 多吨，耗电量每小时150 千瓦 ，使用了18 800多个电子管，内存容量为16 千字节 ，字长为12位，运行速度仅有每秒5 000次，且可靠 性差。但它的诞生揭开了人类科技的新纪元，也是人 们所称的第四次科技革命（信息革命）的开端。 6 计算机概论 5 计算机的发展 （1）第一代计算机（19461958） 电子管 （2）第二代计算机（19581964） 晶体管 （3）第三代计算机（19651971）中小规模 集成电路 （4）第四代计算机（1971年至今） 超大规模 集成电路 5 计算机的发展趋势 （1）巨型化 （2）微型化 （3）网络化 （4）智能化 7 计算机概论 5 计算机的特点及分类 （1）运算速度快 （2）计算精度高 （3）存储容量大 （4）可靠性高 （5）程序运行自动化 （6）适用范围广，通用性强 5 计算机的应用 （1）科学计算 （2）信息处理 （3）自动控制 （4）计算机辅助系统 （5）人工智能 （6）娱乐与文化教育 （7）电子商务 8 2. 数据表示及进制转换 在采用进位计数的数字系统中，如果用r个基本符号 (0,1,r-1)表示数值，则称其为r进制数，r称为该数制的 基数，而数制中每一固定位置对应的单位值称为权。特点 :1.采用进位计数制方式，每一种数制都有固定的基本符号 称为数码;2.使用位置表示法 进位制二进制八进制十进制十六进制 规则逢二进一逢八进一逢十进一十六进一 基数r=2r=8r=10r=16 数码0，10,1,70,1,90,1,9,A, B, F 权2i8i10i16i 形式表示BODH 586.65=5102+8 101+6 100+6 10-1+5 10-2 数码 基数 权 9 注：任何一种进位计数制表示的数都可以写 出按其“权”展开的多项式之和, 例：(586.65)D=5102+8 101+6 100+ 6 10-1+5 10-2=(586.65)D (10011.101)B=1 24+0 23+0 22+1 21+1 20+1 2-1+0 2-2+1 2-3 =(19.625)D 其结果为十进制数 10 不同进位计数制间的转换 十进制数非十进制数 非十进制数 二、八、十六进制数之间的转换 十进制数 11 非十进制数 十进制数 例: (36.5)O=381+680+58-1 =(30.625)D (B3E)H= B162 +3161+E160 =(2878)D 展开式：N=airi (-m i n-1) 即只要将各位数码乘以各自的权值累加即可。 n-1 i=-m 12 方法: 将十进制数转换为r进制数时, 可将此数分成整数和小数两部分，然后 再拼接起来即可。 十进制数 非十进制数 II：小数部分的转换基数乘法 乘以r取整数，直到小数部分为0或达到所求的精度 为止，整数从上往下排列 I：整数部分的转换基数除法 除以r取余数，直到商为零，余数从下往上排列 13 例：(75.3125)D=( )O 十进制数 非十进制数 7575 8 8 8 8 8 8 9 9 1 1 0 0 33 11 11 取余数 0.3125取整 8 2.5000 2 8 4.0000 4 113.24 14 例: (11.25)D=( )B 十进制数 非十进制数 1011.01 2 11 取余数 2 5 1 2 2 2 1 1 0 0 1 0.25取整 2 0.500 2 1.00 1 如何验证结果是否正确呢？ 15 例: (28.85)D=( )B精确到小数 点后3位 十进制数 非十进制数 2 28 取余数 2 14 0 2 7 2 3 0 1 2 1 1 0 1 0.85取整 2 1.701 2 1.40 1 2 0.80 0 2 1.60 1 11100.111 注：当需精确的位数 达到，但此时小数部 分仍不为零时，需再 乘一次，所得的整数 依法则决定是否进位。 其中二、八、十六进 制分别是零(三、七） 舍一（四、八）入。 16 二、八与十六进制之间的转换 二进制二进制 十六进制十六进制 一位拆三位 一位拆四位 三位并一位 四位并一位 二进制二进制 八进制八进制 17 二进制转化为八进制、十六进制 二进制转换成八、十六进制数时，以小数点 为中心向左右两边分组，不足位数时两头补零 ( ( 100 010 110 111 . 011 100 010 110 111 . 011 1 1 ) ) B B ( ( 1 1 10111011 0111.010 0111.010 ) ) B B 0000 ( ( . ). )O O 762434 ( ( . ) . )H H 0000000 1B74 18 其它示例 ( (1110110100 . 011110110100 . 01) ) B B =( =( ) ) H H ( (1110110100 . 011110110100 . 01) ) B B =( =( ) ) OO 3B4.4 1664.2 19 八进制、十六进制转化为二进制 二进制二进制 十六进制十六进制 一位拆三位 一位拆四位 二进制二进制 八进制八进制 20 八进制、十六进制转化为二进制示例 （1 6 5 . 4 2)1 6 5 . 4 2)O O 001001110110101101100100010010 . . 0001000101100110 01010101 01000100 00100010 . . （1 6 5 . 4 2)1 6 5 . 4 2)H H 注意：转换后，整数前的高位0和小数后的低位0可去掉 。21 其它示例 (536.13)O=( )B (5AF)H=( )B (1A)H=( )O 101 011 110.001 011 0101 1010 1111 32 十六进制与八进制 如何转换呢？ 方法1:HDO 方法2: HBO 22 3.数据编码 任何类型的数据，进入计算机都必须 进行0和1的二进制编码转换。 23 3.数据编码英文字符编码 用以表示字符的二进制编码称为字符编码。 计算机中常用的字符编码有BCD码和ASCII码。 IBM系列大型机采用BCD码，微型机采用ASCII码 。 ACSII码 字符 十六进制 十进制 空格 20H 32 09 30H39H 4857 AZ 41H5AH 6590 az 61H7AH 97122 n每个字符占一个字节，用7位，最高位为0 n128个常用字符，用7位二进制编码，从0 到127 n控制字符：032，127；普通字符：94个 . 24 3.数据编码英文字符编码 25 3.数据编码中文字符编码 (1) 汉字输入码:利用键盘输入汉字时所用的编码。 音码类:微软拼音、搜狗拼音、紫光拼音和智能ABC等 形码类:五笔字型法、郑码输入法等 (2) 汉字国标码(GB231280) 每个汉字的编码占两个字节，使用每个字节的低7位，共可编 码214 个中文字符。国标码=区位码+2020H (3)机内码 汉字在设备或信息处理系统内部最基本的表达形式。汉字的机 内码=国标码+8080H (4)汉字地址码 每个汉字字形码在汉字字库中的相对位移地址 地址码和机内码要有简明的对应转换关系 (5）汉字字形码 26 其他系统代码 机内码 输出码输入码 交换码 各种汉字编码之间 的关系 数据编码 27 4.计算机系统组成 一个完整的计算机系统是由硬件系统和软件系 统两部分组成的。 硬 件 硬件系统是组成 计算机系统的各 种物理设备的总 称，是计算机完 成各项工作的物 质基础。又称为 裸机。 软件是为运行、管 理和维护计算机而 编制的各种程序、 数据和文档的集合。 软件系统则是计算 机上运行的所有软 件的总称。 软件(应用 软件和系 统软件) 28 计算机的硬件系统 外外存储器存储器 输输 入入 设设 备备 输输 出出 设设 备备 内存储器内存储器 运算器运算器 控制器控制器 数据流数据流 控制流控制流 冯.诺依曼思想： 二进制 程序与数据一样 存放在存储器中 五大模块 29 计算机的硬件系统处理器(中央处理器 Central Processing Unit,CPU) 处 理 器 控制器 运算器 控制整个计算机 所有部件的工作 执行算术运算 和逻辑运算 30 计算机的硬件系统存储器 存储器是计算机存储数据和程序的存储单元集合， 每个记忆单元由8位二进制位组成，可读写其中的数据。 存储器 存储器通常分为内存储器和外存储器 存放大量信息 的外存储器 信息交流中心 内存储器 31 计算机的硬件系统存储器 每个存储单元由8位二进制位组成。 1B=8bit 1KB=210B=1024B 1MB= 210KB= 1024KB 1GB= 210MB= 1024MB 1TB= 210GB= 1024GB 字节Byte 7 6 5 4 3 2 1 0 位bit 存储器容量是指存储器中最多可存放二进制数据的总和 ，其基本单位是字节(Byte,B)。 32 内存储器 (1)随机存取存储 器 Random Access Memory，RAM CPU可对它们直接 读写 特点:数据存取速度 快。可以读，不可以写 ；掉电后数据不会丢失 制作成内存条形式 出现 (2)只读存储器 (3)高速缓冲存储 器 内存储器(内存)是CPU能够直接访问的存储器，用于存放正在 运行的程序和数据。 33 内存储器 (1)随机存取存储器 (2)只读存储器 Read only Memory， ROM CPU对它们只可以读， 不可以写，断电时信息不会 丢失。 ROM中一般存放计算 机系统管理程序。 是被固化到主板ROM 芯片上的程序。 (3)高速缓冲存储器 开机 自检 执行ROM中的启动程序 加载操作系统 执行操作系统 34 内存储器 (1)随机存取存储器 (2)只读存储器 (3)高速缓冲存储器 作用 特点:它集成在CPU 内部，高速，小容量。 CPUCacheRAM 35 内存储器的访问过程 11101101 11001101 10001101 11101101 11101001 11101101 11101101 11101101 11101101 11101101 11101101 11101101 10001101 11001101 10001101 11101101 00000000 00010001 00100010 00110011 01000100 01010101 01100110 01110111 10001000 10011001 10101010 10111011 11001100 11011101 11101110 11111111 地址0001 控制控制: :写写 数据数据10000000 10000000 存储器的访问过程：向存储器的访问过程：向00010001单元写数据单元写数据 地址(Address):内存存储 单元的唯一编号。 36 内存储器的访问过程 11101101 11001101 10001101 11101101 11101001 11101101 11101101 11101101 11101101 11101101 11101101 11101101 10001101 11001101 10001101 11101101 00000000 00010001 00100010 00110011 01000100 01010101 01100110 01110111 10001000 10011001 10101010 10111011 11001100 11011101 11101110 11111111 地址0001 控制控制: :读读 11001101 存储器的访问过程：从存储器的访问过程：从00010001单元读数据单元读数据 数据数据11001101 37 辅助存储器(外存) 辅助存储器，大容量、能长期保存数 据的存储器。 分类： 辅存 (外存) 磁盘:软盘和硬盘 光盘：CD,DVD Flash存储器：U盘和各种Flash卡 38 外存储器硬盘 硬盘(Hard Disk) 是微机中最 主要的辅存，特点是容量大。 硬盘有数个盘片，每盘片有上 下两个面，每个面一个磁头。 同一盘片不同半径的同心圆为 磁道。 磁道被划分为多个扇区。 不同盘片相同磁道构成的圆柱 面即柱面 。 存储容量磁头数磁道（柱 面）数每道扇区数每扇区字节 数。 信息记录可表示为：几号磁道 （柱面），几号磁头，几号扇区。 39 外存储器光盘 CD的容量一般为680M , DVD的容量为4.7G50G， 相当于773张普通CD光盘。 DVD采用更细的激光束， 具有更高的磁道密度。 CD-ROM: DVD-ROM：向下兼容 CD刻录机: DVD刻录机：向下兼容: CD: DVD CD刻录盘 DVD刻录盘 40 外存储器移动存储设备 U盘:Flash存储器（Flash Memory），也叫闪速存 储器。 移动硬盘 存储卡:Flash卡被广泛数码相机、数码摄像机、MP3 播放器、手机等设备。Flash卡需要读卡器与计算机连接 。 41 计算机的硬件系统输入/输出设备 常用输入设备：键盘、鼠标、扫描仪、光笔、数字化仪等。 常用输出设备：显示器、打印机、绘图仪等。 42 计算机的基本工作原理 外外存储器存储器 输输 入入 设设 备备 输输 出出 设设 备备 内存储器内存储器 运算器运算器 控制器控制器 数据流数据流 控制流控制流 43 计算机系统的组成 计 算 机 系 统 运算器 控制器 操作系统：Windows、Unix、Linux 语言处理程序：C、Pascal、VB等 实用程序：诊断程序、排错程序等 办公软件包、数据库管理系统 软件 系统 硬件 系统 外部设备 主机 内存 CPU 随机存储器(RAM) 只读存储器(ROM) 高速缓冲存储器 输入设备：键盘、鼠标、扫描仪 输出设备：显示器、打印机 外 存：软、硬盘、光盘、闪存 网络设备：网卡、调制解调器等 系统软件 应用软件 44 计算机软件系统 软件是指程序、程序运行所需要的数据以及开 发、使用和维护这些程序所需要的文档的集合，而 软件系统则是在计算机上运行的所有软件的总称。 分为系统软件和应用软件。 操 统 作 系 语言处理程序 实用程序 应用软件 系统软件 应用软件 用户 45 软件系统系统软件(操作系统、语言处理程序、实用程序) 操作系统 目的: 计算机与人交互的接口,不必了解 计算机内部结构 合理地使用系统内包含的各种软 、硬件资源，提高整个系统的使用效 率和经济效益。 目前典型的操作系统有：Windows 、UNIX、Linux等。 46 软件系统系统软件(操作系统、语言处理程序、实用程序) 程序设计语言:程序设计语言是软件 系统的重要组成部分，是人机进行信息交 流的标准，按照其发展分为机器语言、汇 编语言、高级语言。 语言处理程序 在所有的程序设计语言中，除了用机器语言编制的程序能够被计算机直接 理解和执行外，其他的程序设计语言编写的源程序都必须经过一个翻译过 程才能转换为计算机所能识别的机器语言程序，实现这个翻译过程的工具 是语言处理程序，即翻译程序。用非机器语言写的程序称为源程序；通过 翻译程序翻译后的程序称为目标程序。翻译程序也称为编译器。针对不同 的程序设计语言编写出的程序，有各自的翻译程序，互相不通用。 47 软件系统系统软件(操作系统、语言处理程序、实用程序) 实用程序(服务程序):完成一些与管 理计算机系统资源及文件有关的任务 系统设置软件 （不必直接修改注 册表） 如：超级兔子软件、 Windows优化大师 诊断程序（识别并且改正计算机 系统存在的问题 ） 如：控制面板的系统 备份程序（备份程序把硬盘上的 文件复制到其他存储设备上） 如：“附件|系统工具|”的“备份 ” 反病毒程序 文件压缩程序 48 软件系统应用软件 办公软件 图形图像处理软件 数据库系统 Internet 服务软件 娱乐与学习软件 利用计算机的软件、硬件资源为某一专门的应用目的而 开发的软件称为应用软件。 49 计算机系统的组成 计 算 机 系 统 运算器 控制器 操作系统：Windows、Unix、Linux 语言处理程序：C、Pascal、VB等 实用程序：诊断程序、排错程序等 办公软件包、数据库管理系统 软件 系统 硬件 系统 外部设备 主机 内存 CPU 随机存储器(RAM) 只读存储器(ROM) 高速缓冲存储器 输入设备：键盘、鼠标、扫描仪 输出设备：显示器、打印机 外 存：软、硬盘、光盘、闪存 网络设备：网卡、调制解调器等 系统软件 应用软件 50 5.计算机病毒及其防治 几乎所有上网用户都经历过“病毒”袭扰的 痛苦和烦恼： 刚才还好端端的机器突然“瘫痪”了； 好不容易在键盘上敲打了几个小时输 入的文稿顷刻之间没有了； 程序正运行在关键时刻系统莫名其妙 地重新启动 计算机系统中经常发生的这些恶作剧，其 罪魁祸首就是计算机病毒。 51 计算机病毒的定义及特点 计算机病毒:破坏计算机功能或者毁坏数 据，影响计算机使用，并能自我复制的一 组计算机指令或者程序代码 计算机病毒的特点 破坏性: 最主要的特点 传染性： 隐蔽性： 可触发性： q 计算机病毒代码进入内存后才能传染和破坏 q 病毒的破坏能力不在于病毒代码的长短，取决于病毒的再生机 制。 52 计算机病毒的分类 传统单机病毒 引导型病毒 文件型病毒 宏病毒 混合型病毒 现代网络病毒 蠕虫病毒 木马病毒 53 计算机病毒的防治 计算机病毒的预防 安装实时监控的杀毒软件，定期更新病 毒库 经常运行Windows Update，安装操作系 统的补丁程序 安装防火墙工具 使用其它工具:瑞星卡卡上网安全助手 ，360安全卫士等结合杀毒软件使用 54 计算机病毒的清除 使用杀毒软件 使用专杀工具 手动清除病毒 55 微型计算机的主要性能指标 5 字长 字长是指计算机运算部件一次能同时处理的 二进制数据的位数，是由CPU内部的寄存器、加法器和 数据总线的位数决定的。字长标志着计算机处理信息的 精度。字长越长，计算机的运算精度就越高，处理能力 就越强。当前普通微机字长有16位、32位，高档微机的 字长是64位。 5 时钟主频 时钟主频是指CPU在单位时间（秒）内发出 的脉冲数。它的高低很大程度上决定了计算机速度的高 低。主频单位是MHz或GHz，一般来说，主频越高，速 度越快。由于微处理器发展迅速，微机的主频也在不断 的提高。P4处理器的主频目前已达到13GHz。 56 微型计算机的主要性能指标 5 运算速度 计算机的运算速度通常是指每秒钟执行的 加法指令数目，常用每秒百万次MIPS（Million Instructions Per Second）来表示。这个指标更能直观 地反映机器的速度。 5 存储容量 存储容量分内存容量和外存容量。这里主要 是指内存储器的容量。因为所有的程序必须先调入内存 才能够运行，所以内存容量越大，机器所能运行的程序 就越大，处理能力就越强。目前微机内存的容量一般为 1G，甚至更多。 5 存取周期 存取周期就是CPU从内存储器中存取数据所 需的时间。存取周期越短，则存取速度越快。半导体存 储器的存取周期约在几十到几百微秒之间。 57 配置微型计算机硬件系统 5 微机硬件系统的基本配置 微型计算机的各个部件可以组合。不同用途 、不同档次的微型计算机的配置也不完全一致，可以根 据用户的使用能力、经济能力自行进行配置。基本要求 如下。 （1）各组成部件要先进、合理，完全兼容部件选择 优质产品。 （2）选择市场的主流产品，要有良好的可升级、可 扩展能力。 （3）明确购机目的，微机的配置要与用途相适应。 （4）要有好的性能价格比。 （5）选择有声誉、有良好售后服务的经销商。 58 配置微型计算机硬件系统 5 微机硬件系统的增强性配置 目前计算机增强性配置是指配有高速度大硬 盘、大内存、图型加速显示、高速的DVD光驱。如果配 置多媒体计算机系统，应该增加一些音频视频采集卡、 图形采集卡等多媒