大学计算机基础

大学计算机基础,大学计算机基础课程之一计算机等级考试一级教程,主讲教师：万景实验指导：万景E_mail:wj手机溪师范学院信息技术工程学院2010.9.12,全书总纲,计算机基础知识WindowsXP操作系统计算机网络及Internet应用字处理软件Word2003电子表格处理软件Excel2003演示文稿制作PowerPoint2003,了解并理解基本知识和概念,课程目标,使学生了解计算机基础识，熟练掌握WindowsXP操作系统及办公软件Office2003的使用，为进一步学习大学计算机课程，如程序设计或多媒体应用技术等二级课程奠定基础。通过本课程中的学习实践，激发学生“我能行”的学习信念。以计算机和网络为学习工具，初步形成运用计算机技术分析问题、解决问题、自强自立的进取意识，为将来运用计算机技术解决、提升专业知识打下坚实的基础，使其成为熟练使用计算机技术的本科应用型人才。针对学生的基础、能力和兴趣不同，在实践阶段实施分级教学，根据不同级别从大量实验中选做，各取所需，让学生快乐地学习。对非零起点的学生，有较高层次认识和应用计算机。,考核方式,免修情况与多样化的评价方式,（1）鼓励学生积极参加全国计算机等级考试、云南省计算机等级考试或国家级其它相关的认证考试。（2）对取得相应考试证书的同学可免修或免考本门课程，并给予相应的学分。相关的考试有：云南省计算机等级考试一级全国计算机等级考试一级（教育部考试中心）全国计算机软件专业技术资格和水平考试（简称软件资格考试，由人事部和信息产业部组织）全国中小学教师教育技术水平考试全国计算机及信息高新技术培训考试（劳动和社会保障部职业技能鉴定中心）全国计算机应用技术证书考试（简称NIT，由教育部考试中心推出）全国专业技术人员计算机应用能力考试全国职称计算机考试国家信息技术证书教育考试,对学生的要求,主动参与课程每周自由上机时间不少于4小时；做到“十不”：不缺席、不迟到、不早退，课堂上不聊天、不看电视、电影、不戴耳机听音乐、不玩游戏，作业不照抄、不迟交、实验不复制。缺课2次课，便无考试资格（包括模块考试和期末考）60分以下补考，且补考机会只有一次（第2学期第4周），或再不及格，只能二年级时重修。选一临时班长，负责提醒值日生每位同学按学号坐，机位固定，不调换值日任务：课前至少提前10分钟到教室开窗、窗帘、开机、风扇，课后检查保证所有计算机关机，整理椅子、关窗、关风扇、关门。,第一章计算机概述,教学目的了解计算机、微机的发展史了解计算机的特点及分类了解计算机的应用领域和发展趋势了解信息技术与信息社会掌握计算机系统的组成掌握微机的结构了解多媒体技术了解信息编码了解计算机病毒及其防范教学重点计算机系统的组成难点信息编码,1.1计算机概述,计算机是一种按程序高速、自动处理信息的现代化电子设备。自1946年2月世界第一台计算机诞生至今已有64的历史。学习、办公、娱乐、设计、排版、金融、炒股、医疗、购物、通讯等等。,第一章计算机文化概论,1.1计算机的诞生和发展,电子元件电子管：18000个电容：10000个电阻：7000个,1946年2月，世界上第一台计算机ENIAC诞生于美国宾夕法尼业大学,性能存储：80个字节运算速度：每秒5千次加、减法,占地：170平方米重量：30吨耗电：150千瓦价值：40万美元,各代计算机的硬件结构及系统的特点：,一、第一代(19461955)：电子管数字计算机计算机的逻辑元件采用电子管，主存储器采用汞延迟线、磁鼓、磁芯；外存储器采用磁带；软主要采用机器语言、汇编语言；应用以科学计算为主。其特点是体积大、耗电大、可靠性差、价格昂贵、维修复杂，但它奠定了以后计算机技术的基础。,各代计算机的硬件结构及系统的特点：,第二代(19561964)：晶体管数字计算机晶体管的发明推动了计算机的发展，逻辑元件采用了晶体管以后，计算机的体积大大缩小，耗电减少，可靠性提高，性能比第一代计算机有很大的提高。主存储器采用磁芯，外存储器已开始使用更先进的磁盘；软件有了很大发展，出现了各种各样的高级语言及其编译程序，还出现了以批处理为主的操作系统，应用以科学计算和各种事务处理为主，并开始用于工业控制。,各代计算机的硬件结构及系统的特点：,三、第三代(1965-1971)：中小规模集成电路数字计算机20世纪60年代，计算机的逻辑元件采用小、中规模集成电路(SSI、MSI)，计算机的体积更小型化、耗电量更少、可靠性更高，性能比第十代计算机又有了很大的提高，这时，小型机也蓬勃发展起来，应用领域日益扩大。主存储器仍采用磁芯，软件逐渐完善，分时操作系统、会话式语言等多种高级语言都有新的发展。,各代计算机的硬件结构及系统的特点：,四、第四代(1971年以后)：大规模、超大规模集成电路数字计算机计算机的逻辑元件和主存储器都采用了大规模集成电路(LSI)。所谓大规模集成电路是指在单片硅片上集成10002000个以上晶体管的集成电路，其集成度比中、小规模的集成电路提高了12个以上数量级。这时计算机发展到了微型化、耗电极少、可靠性很高的阶段。大规模集成电路使军事工业、空间技术、原子能技术得到发展，这些领域的蓬勃发展对计算机提出了更高的要求，有力地促进了计算机工业的空前大发展。随着大规模集成电路技术的迅速发展，计算机除了向巨型机方向发展外，还朝着超小型机和微型机方向飞越前进。1971年末，世界上第一台微处理器和微型计算机在美国旧金山南部的硅谷应运而生，它开创了微型计算机的新时代。,世界计算机的发展,新一代（第五代）计算机,日本1982年提出了神经网络计算机和生物计算机，主攻目标：让计算机具有人的听、说、读、写和思维推理能力。,特点：巨大存储容量处理速度比最快的快一百万倍能耗是现代的十亿分之一,神经网络计算机用数据单元模拟人脑的神经元，并利用神经元结点的分布式存储和相互关联来模拟人脑活动,生物计算机使用蛋白分子为主要原料制成的生物芯片构成，存储能力巨大，而且以波的形式来传播信息,以失败告终！,国内计算机的发展,1956年开始研制1958年第一台电子管计算机研制成功1964年第一台晶体管计算机研制成功1971年第一台集成电路计算机1983年第一台亿次计算机“银河”“银河”计算机速度已超过百亿次2001年“曙光3000”巨型计算机，速度为每秒4000亿次2008年“曙光5000”超级计算机的运算速度将超过百万亿次,银河-2巨型机,银河-3巨型机,曙光3000、曙光4000、曙光5000等高性能计算机,微机的发展,1971年4位字长（位数表示字长，即作为一个整体被传送和运算的二进制位数）1973年8位机1978年16位机1981年32位机1993年64位机,每隔56年，计算机运算速度提高10倍，体积缩小10倍，成本降低10倍每隔18个月，计算机性能提高一倍,计算机的发展趋势未来的计算机将朝巨型化、微型化、网络化与智能化的方向发展。随着超大规模集成电路技术、新的计算机系统结构和软件技术的发展，第五代计算机将是全新的一代计算机。,巨型化：功能更强、运算速度更高、存储容量更大。微型化：随着微电子技术的进一步发展，笔记本型、掌上型等微型计算机必将以更优的性能价格比受到人们的欢迎。网络化：把分布在不同地点的计算机互联起来，按网络协议通信，共享软、硬件和数据资源。智能化：更强调具有像人一样的能听、说和逻辑思维能力，主要研究领域有：人工智能、模式识别、机器人、专家系统、自然语言的生成与理解等方面。多极化：巨型、大型、小型、微型机各有自己的应用领域多媒体化：以图形、图象、声音、文字等多种媒体进行人机交互。,计算机的特点,运算速度快；计算精度高；存储容量大具有“记忆”功能具有逻辑判断能力；自动化程度高，通用性强,计算机的分类,1.按工作原理分类：电子数字计算机电子模拟计算机,2.按规模分类：巨型机大型机小型机工作站微型机,3.按用途分类：通用计算机专用计算机,计算机的分类,通用计算机按其规模、速度和功能等又可分为：巨型机、大型机、中型机、小型机、工作站、微型机,这些类型之间的基本区别通常在于其体积大小、结构复杂程度、功率消耗、性能指标、数据存储容量、指令系统和设备、软件配置等的不同。,计算机的分类,银河-2巨型机,（1）巨型计算机：运算速度很高，可达每秒执行几亿条指令，数据存储容量很大，规模大结构复杂，价格昂贵，主要用于大型科学计算。它也是衡量一国科学实力的重要标志之一。我国2001年成功推出了“曙光3000”巨型计算机，其速度为每秒4000亿次。,银河-3巨型机,计算机的分类,（2）大型计算机（小巨型机/主机）：具有较高的运算速度，每秒可以执行几千万条指令，而且有较大的存储空间。往往用于科学计算、数据处理或作为网络服务器使用。,（3）小型计算机：规模较小、结构简单、运行环境要求较低，一般应用于工业自动控制、测量仪器、医疗设备中的数据采集等方面。小型机在用作巨型计算机系统的辅助机方面也起了重要作用。（如右图）,计算机的分类,（4）微型计算机：中央处理器（CPU）采用微处理器芯片，体积小巧轻便，广泛用于商业、服务业、工厂的自动控制、办公自动化以及大众化的信息处理。,计算机的分类,（5）工作站：以个人计算环境和分布式网络环境为前提的高机能计算机，工作站不单纯是进行数值计算和数据处理的工具，而且是支持人工智能作业的作业机，通过网络连接包含工作站在内的各种计算机可以互相进行信息的传送，资源、信息的共享，负载的分配。,计算机的分类,（6）服务器：在网络环境下为多个用户提供服务的共享设备，一般分为文件服务器、打印服务器、计算服务器和邮件服务器等。,计算机的分类,按1989年定义的分类方法，按计算机的规模分类：1.巨型机2.小巨型机3.大型主机4.小型计算机5.工作站6.微型计算机听起来似乎有些道理，但这种分类是1989年定义的，经过了20年的发展，这种分类方法显然已经变得陈旧，因为80年代的服务器多数已经被淘汰了，而且现在有的服务器比当年的大型计算机的功能还要强劲，但却要小得多。因此，现在有人将计算机按硬件重新分类，分为：服务器、工作站、台式机、笔记本电脑、手持设备五大类。,（1）服务器：Server，专指某些高性能计算机，能通过网络，对外提供服务。相对于普通电脑来说，稳定性、安全性、性能等方面都要求更高，因此在CPU、芯片组、内存、磁盘系统、网络等硬件和普通电脑有所不同。服务器是网络的节点，存储、处理网络上80的数据、信息，在网络中起到举足轻重的作用。它们是为客户端计算机提供各种服务的高性能的计算机，其高性能主要表现在高速度的运算能力、长时间的可靠运行、强大的外部数据吞吐能力等方面。服务器的构成与普通电脑类似，也有处理器、硬盘、内存、系统总线等，但因为它是针对具体的网络应用特别制定的，因而服务器与微机在处理能力、稳定性、可靠性、安全性、可扩展性、可管理性等方面存在差异很大；,计算机按硬件重新分类,（2）工作站：工作站的英文名为Workstation，是一种以个人计算机和分布式网络计算为基础，主要面向专业应用领域，具备强大的数据运算与图形、图像处理能力，为满足工程设计、动画制作、科学研究、软件开发、金融管理、信息服务、模拟仿真等专业领域而设计开发的高性能计算机。它属于一种高档的电脑，一般拥有较大屏幕显示器和大容量的内存和硬盘，也拥有较强的信息处理功能和高性能的图形、图像处理功能以及联网功能；（3）台式机：台式机的英文名为Desktop，也叫桌面机，为现在非常流行的微型计算机，多数人家里和公司用的机器都是台式机。台式机的性能相对较笔记本电脑要强；,4U一体化工作站,联想台式机,计算机按硬件重新分类,（4）笔记本电脑：NotebookComputer（简称NB）或Laptop，也称手提电脑或膝上型电脑，是一种小型、可携带的个人电脑，通常重1-3公斤。它和台式机架构类似，但是提供了更好的便携性：包括液晶显示器、较小的体积、较轻的重量。笔记本电脑除了键盘外，还提供了触控板（TouchPad）或触控点（PointingStick），提供了更好的定位和输入功能。商务型笔记本电脑一般可以概括为移动性强、电池续航时间长、商务软件多；时尚型外观主要针对时尚女性；多媒体应用型笔记本电脑则有较强的图形、图像处理能力和多媒体的能力，尤其是播放能力，为享受型产品。而且，多媒体笔记本电脑多拥有较为强劲的独立显卡和声卡（均支持高清），并有较大的屏幕；特殊用途的笔记本电脑是服务于专业人士，可以在酷暑、严寒、低气压、战争等恶劣环境下使用的机型，有的较笨重，比如奥运会前期在“华硕珠峰大本营IT服务区”使用的华硕笔记本电脑；（5）手持设备：手持设备英文名为Handheld，种类较多，如PDA、SmartPhone、智能手机、3G手机、Netbook、EeePC等，它们的特点是体积小。随着3G时代的到来，手持设备将会获得更大的发展，其功能也会越来越强。,计算机按硬件重新分类,1.1.4计算机的应用,(1)科学计算利用计算机解决科学研究和工程设计等方面的数学计算问题。如地质勘探、气象预报、弹道计算等大型数值计算和分析。(2)信息处理用计算机对信息进行收集、加工、存储和传递等工作。泛指非科学计算方面的、以管理为主的所有应用。如财务管理、统计分析、商品销售管理、图书检索、办公事务处理等。(3)过程控制计算机对工业生产过程或某种装置的运行过程进行状态检测并实施自动控制。用计算机进行过程控制可以改进设备性能，提高生产效率，降低人的劳动强度。将计算机的信息处理与过程控制结合起来，能够产生完全由计算机管理的无人工厂。,1.1.4计算机的应用,(4)计算机辅助系统。包括计算机辅助设计（CAD）、计算机辅助制造（CAM）、计算机辅助教学（CAI）和计算机辅助测试（CAT）等。将CAD、CAM、CAT技术有效地结合起来，就可以使设计、制造、测试全部由计算机来完成，大大减轻科技人员和工人的劳动强度。(5)人工智能。利用计算机对人进行智能模拟。它包括模仿人类的感知、思维、推理等。如用计算机模拟人脑的部分功能进行学习、推理、联想和决策；模拟著名医生给病人诊病的医疗诊断专家系统；机械手与机器人的研究和应用等。随着人工智能研究的不断深入，将会出现与人类更加接近的“智能机器人”。(6)计算机网络。将地理位置不同的多台计算机通过通信介质连接起来，组成计算机网络，实现计算机之间的数据通信和各种资源的共享。世界上最大的计算机网络是国际互联网Internet。它可以提供远程登录、远程文件传输、电子邮件、电子商务、远程教育、远程诊断、远程合作研究等。,1.1.4计算机的应用,4、计算机辅助系统：CAD（Computer-AidedDesign）：计算机辅助设计。,CAD软件：高效地绘制、修改工程图纸，进行常规的设计计算，帮助用户寻求较优的设计方案。常用的有AutoCAD等。,CAM（Computer-AidedManufacturing）计算机辅助制造。CAT(Computer-AidedTest)计算机辅助测试。,1.2信息技术与信息社会,信息技术是以计算机技术、通信技术和计算机网络技术为核心。信息的获取、处理和共享是当今社会的热点，信息交流在社会发展中发挥着重要作用。随着数字化技术和计算机网络的普及和发展，信息的产生、储存、处理和传输变得越来越频繁。浏览信息的手段和方式也越来越丰富。计算机是信息社会的支柱，它作为信息处理的平台，在信息储存、加工、共享方面充当着核心角色。不能掌握计算机知识、技术的人将很难适应信息社会的要求。所谓信息化社会，是指各个社会领域的信息化。,计算机的工作原理,冯诺依曼思想1946年,计算机由运算器、控制器、存储器、输入设备、输出设备五大部分组成,程序和数据在计算机中用二进制数表示,计算机的工作过程是由存储程序控制的,计算机能够自动地完成运算或处理过程的基础是存储程序和程序控制，存储程序与程序控制原理是冯诺依曼思想的核心。,现代计算机之父,1.3计算机系统的组成,硬件系统是指计算机系统中由各种电子的、机械的、磁性的、光的器件或装置组成的看得见、摸得着的物理部分。,软件系统是指控制、管理和指挥计算机工作和解决种类应用问题的所有程序和技术资料的总和,1.3计算机系统的组成,1.3.1计算机硬件系统,功能：在计算机程序的控制下，完成数据的输入、运算、输出等操作。,数据流,控制流,运算器：完成算术运算和逻辑运算（因此也叫算术逻辑部件或ALU),控制器：统一指挥和控制计算机各部件正常运行.计算机的控制中心，实现“程序控制”的主要部件。它从存储器中逐条取指令，分析指令规定的操作、所需数据等，再按分析结果向各部分发控制信号，统一指挥计算机完成操作。,存储器：存储程序和数据，运算之前接受输入设备送来的信息。运算过程中为其它部件提供信息。保存中间结果和最终结果。,1.3.1计算机硬件系统,CPU(CentralProcessingUnit)是计算机系统的核心。,几种类型的CPU（奔腾、奔腾、Cyrix686、K6-2、P4）,CPU由运算器和控制器的组成。,微型计算机的CPU称为微处理器。,1.3.1计算机硬件系统,存储器是计算机的记忆部件，负责存储程序和数据。,存储器,内存,ROM存放固定不变的程序、数据和系统软件；其中的信息只能读出不能写入；断电后信息不会丢失。RAM是一种读写存储器，其内容可以随时根据需要读出或写入