大学生计算机基础第1章.ppt

大学计算机基础 第1章 计算机基础知识第2章 Windows操作系统第3章 Word文字处理第4章 Excel电子表格第5章 PowerPoint演示文稿第6章 计算机网络基础第7章 因特网及其应用 第1章计算机基础知识 学习目标 了解计算机的发展 特点和应用掌握计算机系统的组成和工作原理熟练掌握数制的概念及不同数制之间的转换了解计算机中的信息表示了解常见的信息编码掌握微机的硬件组成和主要的性能指标了解微机的配置和组装了解计算机信息系统安全 计算机病毒和黑客的概念以及对其防范措施 1 1计算机概述 电子计算机 ElectronicComputer 俗称电脑 是20世纪科学技术发展的重大成就之一 电子计算机是一种能够按照事先存储的程序 自动 高速地对数据进行输入 处理 输出和存储的系统 1812年差分机 查尔斯 巴贝奇1834年设计的分析机 近代计算机 由许多轮子组成的保存数据的存储库 运算装置 能对操作顺序进行控制 并选择所需处理的数据以及输出结果的装置 1 1 1电子计算机的诞生 二位伟大的科学家 1946年2月由宾州大学研制成功的ENIAC电子计算机时代的到来 ElectronicNumericalIntegratorAndCalculator 电子数字积分计算机 重达30吨占地170m2耗电量150千瓦18000个电子管每秒5000次 1 第一台计算机的诞生 2 计算机的发展 1 今后计算机的发展趋势 巨型化 微型化 网络化 智能化 3 计算机发展的趋势与展望 2 未来的新型计算机展望 超导计算机 光子计算机 量子计算机 生物计算机 神经网络计算机 3 计算机发展的趋势与展望 1 1 2计算机的特点 1 运算速度快2 计算精度高3 具有存储的能力4 逻辑判断的能力5 能进行自动控制 1 1 3计算机的分类 按功能和应用分类 通用计算机 GeneralComputer 专用计算机 SpecialPurposeComputer 1 1 3计算机的分类 按性能分类 运算速度和性能等指标等 1 高性能计算机高性能计算机在过去被称为巨型机或大型机 是指目前速度最快 处理能力最强的计算机 2 微型计算机 个人计算机 分成4类 台式计算机 DesktopComputer 笔记本计算机 NotebookComputer 平板计算机 TabletPC 超便携个人计算机 UltraMobilePC 1 1 3计算机的分类 3 工作站工作站是一种高档的微机系统 4 服务器服务器是一种在网络环境中对外提供服务的计算机系统 5 嵌入式计算机嵌入式计算机是指作为一个信息处理部件 嵌入到应用系统之中的计算机 1 1 4计算机的应用 计算机已几乎应用于一切领域 归结起来计算机的应用主要有以下几个方面 1 科学计算科学计算也就是数值计算 指用于完成科学研究和工程技术中提出的数学问题的计算 它是电子计算机应用最为基础的领域 2 数据处理所谓数据及事务处理 泛指非科技方面的数据管理和计算处理 1 1 4计算机的应用 3 计算机辅助工程辅助教育计算机辅助设计与制造 简称CAD CAM 计算机集成制造系统 简称CIMS 它是集设计 制造 管理三大功能于一体的现代化工厂生产系统 计算机辅助教育 简称CBE 它包括计算机辅助教学 CAI 和计算机管理教学 CMI 4 过程控制过程控制又称实时控制 1 1 4计算机的应用 5 人工智能人工智能 简称 AI 是让计算机模拟人的某些智能行为 AI的应用主要表现在以下几个方面 机器人 专家系统 模式识别 智能检索 1 1 4计算机的应用 6 电子商务所谓电子商务 ElectronicCommerce 是利用计算机技术 网络技术和远程通信技术 实现整个商务 买卖 过程中的电子化 数字化和网络化 7 多媒体技术多媒体技术是以计算机技术为核心 将现代声像技术和通信技术融为一体 以追求更自然 更丰富的界面 其应用领域十分广泛 1 2计算机系统的组成 一个完整的计算机系统包括硬件系统和软件系统组成硬件是指计算机装置 即物理设备 硬件系统是组成计算机的电子的 机械的 电磁的 光学的各种元部件和设备的总称 是计算机的物理基础 软件是指实现算法的程序及其文档 软件系统是为运行 管理和维护计算机而编制的各种程序 数据和文档的总称 图1 2计算机系统的组成 1 2 2计算机的工作原理 1 存储程序和程序控制原理美籍匈牙利数学家冯 诺依曼于1946年提出了计算机设计的3个基本思想 计算机由运算器 控制器 存储器 输入设备和输出设备5个基本部分组成 采用二进制形式表示计算机的指令和数据 将程序 由一系列指令组成 和数据存放在存储器中 计算机依次自动地执行程序 1 2 2计算机的工作原理 1 存储程序和程序控制原理 将需要执行的任务用程序设计语言写成程序 与需要处理的原始数据一起通过输入设备输入并存储在计算机的存储器中 即 程序存储 在需要执行时 由控制器取出程序并按照程序规定的步骤或用户提出的要求 向计算机的有关部件发布命令并控制它们执行相应的操作 执行的过程不需要人工干预而自动连续进行 即 程序控制 冯 诺依曼计算机工作原理的核心是 程序存储 和 程序控制 1 2 2计算机的工作原理 2 指令 指令系统 程序 指令就是指挥计算机执行基本操作命令 一条指令通常由两个部分组成 即操作码和操作数 指令系统一台计算机所有指令的集合 称为该计算机的指令系统指令系统一般包括数据传送指令 算术运算指令 逻辑运算指令 转移指令 输入输出指令和处理机控制指令等 程序是人们为解决某项任务而编写的指令的有序集合 1 2 2计算机的工作原理 3 计算机的工作过程计算机的工作过程就是执行程序的过程 执行一条指令的过程如下 取指令 从内存储器中取出要执行的指令送到CPU内部的指令寄存器暂存 分析指令 把保存在指令寄存器中的指令送到指令译码器 译出该指令对应的操作 执行指令 CPU向各个部件发出相应控制信号 完成指令规定的操作 1 2 3计算机的硬件系统 计算机硬件系统主要由运算器 存储器 控制器 输入设备 输出设备五大部分组成 1 2 3计算机的硬件系统 1 运算器 ArithmeticUnit 运算器是计算机进行算术运算与逻辑运算的主要部件 2 控制器 ControlUnit 控制器由程序计数器 PC 指令寄存器 IR 指令译码器 ID 时序控制电路以及微操作控制电路组成 3 存储器 Memory 存储器是计算机用来存放程序和数据的记忆装置 是计算机存储信息的仓库 1 2 3计算机的硬件系统 4 输入设备 InputDevice 计算机的输入设备种类很多 常用的有键盘 鼠标器 扫描仪 麦克风 触摸屏 光笔等 5 输出设备 OutputDevice 输出设备的种类也很多 常用的有打印机 显示器 绘图仪 喇叭或音箱等 输入设备和输出设备简称为I O Input Output 设备 1 2 4计算机的软件系统 所谓软件 是指能指挥计算机工作的程序与程序运行时所需要的数据 以及与这些程序和数据有关的文字说明和图表资料 其中文字说明和图表资料又称为文档 一般可以将软件系统分为 系统软件和应用软件两大类 1 2 4计算机的软件系统 1 系统软件 1 操作系统目前典型的操作系统有DOS UNIX Windows Linux等 2 程序设计语言与语言处理程序程序设计语言一般分为机器语言 汇编语言和高级语言三类 程序设计语言编译与解译系统软件 包括汇编程序 编译系统和解释程序 是软件系统的重要组成部份 计算机只能执行二进制代码组成的程序指令 不能执行用户采用汇编语言或高级语言写的源程序 汇编程序将汇编语言源程序翻译成机器语言 COM或 EXE 这一过程称作汇编 高级语言需要用编译程序或解释程序翻译成机器语言 通常有两种方式 编译方式和解释方式 编译方式 用编译程序将高级语言源程序翻译成机器语言的目标程序 OBJ 后 再用连接程序将其连接成机器可执行程序 EXE 解释方式 用解释程序将源程序逐句翻译成机器语言 边解释边执行 1 2 4计算机的软件系统 机器语言例 计算A 3 4的机器语言 8086 程序如下 1011000000000011 把3送给寄存器AL1011001100000100 把4送给寄存器BL0000000011011000 AL和BL内容相加后存放在AL11110100 停机 1 2 4计算机的软件系统 汇编语言例 计算A 3 4的汇编语言 8086 程序如下 MOVAL 03h 把3送给寄存器ALMOVBL 04h 把4送给寄存器BLADDAL BL AL和BL内容相加后存放在ALHLT 停机 1 2 4计算机的软件系统 高级语言例 计算A 3 4的C语言程序如下 main inta 3 b 4 c c a b printf d c 1 2 4计算机的软件系统 3 系统服务软件 诊断程序 调试程序 编辑程序 1 2 4计算机的软件系统 2 应用软件常见的应用软件有以下几种 各种信息管理软件 办公自动化系统 各种文字处理软件 各种辅助设计软件以及辅助教学软件 各种软件包 如数值计算程序库 图形软件包等 1 3计算机中的信息表示 1 3 1计算机中的数制1 3 2常用数制的表示方法1 3 3不同进位计数制间的转换1 3 4计算机中的数据单位1 3 5计算机的编码 1 3 1计算机中的数制 1 数制的概念数制是用一组固定的数字和一套统一的规则来表示数的方法 按照进位方式计数的数制叫进位计数制 2 基数基数是指该进制中允许选用的基本数码的个数 每一种进制都有固定数目的计数符号 1 3 1计算机中的数制 十进制 基数为10 10个记数符号 0 1 2 9 二进制 基数为2 2个记数符号 0和1 八进制 基数为8 8个记数符号 0 1 2 7 十六进制 基数为16 16个记数符号 0 9 A B C D E F 其中A F对应十进制的10 15 1 3 1计算机中的数制 3 位权一个数码处在不同位置上所代表的值不同 如数字8在十位数位置上表示80 在百位数上表示800 而在小数点后1位表示0 8 可见每个数码所表示的数值等于该数码乘以一个与数码所在位置相关的常数 这个常数叫做位权 位权的大小是以基数为底 数码所在位置的序号为指数的整数次幂 1 3 2常用数制的表示方法 1 在数字后面加写相应的英文字母作为标识十进制数 Decimalnumber 用后缀D表示或无后缀 如123和123D 二进制数 Binarynumber 用后缀B表示 如1101B 11 01B 八进制数 Octalnumber 用后缀O表示 如123 67O 十六进制数 Hexadecimalnumber 用后缀H表示 如10A2H 3B1 1H 1 3 2常用数制的表示方法 2 在括号外面加数字下标十进制数 Decimalnumber 如 123 123 10 二进制数 Binarynumber 如 10010 01 2 八进制数 Octalnumber 如 123 67 8 十六进制数 Hexadecimalnumber 如 A21 B 16 1 3 3不同进位计数制间的转换 1 R进制数换为十进制数转换对于任意的R进制数 an 1an 2 a1a0 a 1 a m 其中n为整数位数 m为小数位数 可以表示为按权展开求和即可 an 1 Rn 1 an 2 Rn 2 a1 R1 a0 R0 a 1 R 1 a m R m 其中R为基数 1 3 3不同进位计数制间的转换 例 101101 11 2 1 25 0 24 1 23 1 22 0 21 1 20 1 2 1 1 2 2 32 0 8 4 0 1 0 5 0 25 45 75 10例 642 8 6 82 4 81 2 80 418 10 1 3 3不同进位计数制间的转换 2 十进制数换为R进制数将十进制数转换为R进制数 整数部分和小数部分须分别遵守不同的转换规则 然后组合起来 对整数部分 除R取余法 对小数部分 乘R取整法 注意 一个十进制小数不一定能完全准确地转换成二进制小数 这时可以根据精度要求只转换到小数点后某一位为止即可 1101 例 13 10 2 13 6 3 1 0 2 2 2 2 余数 1 0 1 1 二进制数低位 二进制数高位 例 0 6875 10 2 0 6875 2 3750 1 2 750 2 0 50 1 2 0 1 整数 1 0 1 1 二进制数高位 二进制数低位 0 1011 3 二进制数转换为八 十六进制数 1 3 3不同进位计数制间的转换 例 将二进制数 11100110 10101011 2转换成八 十六进制数 011100110 101010110 2 346 526 8346 526 11100110 10101011 2 E6 AB 16E6 AB 1 3 4计算机中的数据单位 数据在计算机中是以字节做为基本的存储单位 位 b bit 是计算机存储一个二进制信息的最小单位 字节 Byte 一个字节对应于计算机的一个存储单元 一个字节由8个二进制位组成 数据在计算机中是以字节做为存储信息的基本单位 一个字节 1Byte 8b 字 机器字 计算机的存储数据或执行指令是以机器字 Word 为单位 字长 一个机器字的字长可以为1 2 4个字节 字长分别为8 16 32位 它是计算机运算的基本单位 字长反映了计算机的记忆能力和处理数据的精度 1KB 1024B 210字节 1MB 1024KB 220字节 1GB 1024MB 230字节 1TB 1024GB 240字节 1 3 4计算机中的数据单位 1 3 5计算机的编码 任何形式的信息 数字 字符 汉字 图像 声音 视频 进入计算机都必须转换为由0和1组成二进制数 即进行二进制数形式的信息编码 数据编码主要有BCD码和ASCII码 1 BCD码 二 十进制编码 BCD BinaryCodedDecimal 码是用若干个二进制数码来表示十进制数的编码 也称为 二 十进制编码 BCD码的编码方法很多 最常用的是8421码 1 3 5计算机的编码 例 11 25 10 00010001 00100101 8421 1011 01 2十进制数与8421BCD编码表 1 3 5计算机的编码 2 ASClI码字符编码就是规定用怎样的二进制码来表示字符信息 以便计算机能够识别 存储 加工 处理 目前 最广泛使用的ASCII码 AmericanStandardCodeforInformationInterchange 美国标准信息交换码 它已被国际标准化组织 ISO 认定为国际标准 见表1 4 1 3 5计算机的编码 ASClI码用一个字节表示 它是7位二进制编码组成 即最高位为0 它可以表示 0 127 共128个编码 其中包括控制字符 数字 英文字母 标点符号和专用字符 它是用不同的代码值代表键盘上的一个字符或一种操作功能 其中0 31为控制字符 32 127为可显示字符 1 3 5计算机的编码 例 键盘上 0 的代码为48 0 9的编码是48 57 A 的编码为65 A Z的编码是65 90 a 的编码为97 a z的编码是97 122 空格的编码为32 编码13的功能为回车等 规律 1 3 5计算机的编码 3 汉字编码用计算机处理汉字时 必须先将汉字代码化 即对汉字进行编码 从汉字的输入 处理到输出 不同的阶段采用不同的汉字编码 归纳起来可分为汉字输入码 汉字交换码 汉字机内码和汉字输出码4种 1 汉字输入码汉字输入码是为了从键盘输入汉字而编制的汉字编码 也称汉字外部码 简称外码 汉字输入码的编码方法分为4种 数码 音码 形码 音形码 1 3 5计算机的编码 2 汉字国标码汉字交换码是一种用于计算机汉字信息处理系统之间或者通信系统之间进行信息交换的汉字编码 汉字国标码是指我国于1980年发布的 信息交换用汉字编码字符集 基本集 简称GB2312 1980编码或国标码 是汉字交换码的国家标准 该标准包括6763个汉字 其中 一级汉字3755个 按汉语拼音顺序排列 二级汉字3008个 按偏旁部首顺序排列 和682个英 俄 日文字母以及其他字符 1 3 5计算机的编码 3 汉字机内码汉字机内码 亦称汉字内码 是计算机系统内部对汉字进行存储 处理 传输时统一使用的代码 汉字机内码 汉字国标码 8080H 区位码 A0A0H汉字国标码 区位码 2020H 4 汉字输出码汉字输出码又称汉字字形码 是在显示器或打印机等设备上输出汉字时有关汉字字形的编码 输入码 机内码 字形码之间的关系 1 3 5计算机的编码 1 4微型计算机及其配置 微型计算机简称微机 microcomputer 诞生于20世纪70年代 人们通常把微型计算机叫做个人电脑 PersonalComputer PC 微机的体积小 重量轻 安装和使用十分方便 微机在计算机领域中已占有了重要的地位 在各行各业和家庭中得到了迅速的普及 目前微机可分为台式计算机和便携式计算机两种 1 4 1微型计算机的概述 1 4 2微型计算机的基本硬件配置 多媒体个人计算机 MPC multimediaPersonalComputer具有多媒体功能的个人计算机早期在PC机上增加声音卡和光盘驱动器多媒体技术的发展 不断赋予MPC新的内容对广大用户而言 就是把具有多媒体功能的PC机或把现有增加多媒体升级套件的PC机叫MPC MPC源于1990年Microsoft公司联合一些主要的PC厂商和多媒体产品开发商组成的MPC联盟 MultimediaPCMarketingCouncil 1 5计算机信息系统安全 1 5 1计算机信息系统计算机信息系统是指由计算机及其相关的和配套的设备 设施 含网络 构成的 按照一定的应用目标和规则 对信息进行采集 加工 存储 传输 检索等处理的人机系统 计算机信息系统的基本组成是计算机实体 信息和人3个部分 1 5 2计算机信息系统安全受到的威胁 计算机信息系统面临的威胁主要分为以下几类 1 自然灾害主要是指火灾 水灾 风暴 地震等破坏 以及环境 温度 湿度 振动 冲击 污染 的影响 2 人为或偶然事故3 计算机犯罪 中华人民共和国刑法 对计算机犯罪作了明确定义 即利用计算机技术知识进行犯罪活动并将计算机信息系统作为犯罪对象 1 5 2计算机信息系统安全受到的威胁 1 计算机犯罪的类型 非法入侵计算机信息系统 利用计算机实施贪污 盗窃 诈骗和金融犯罪等活动 利用计算机传播反动和色情等有害信息 知识产权的侵犯 网上经济诈骗 网上诽谤 个人隐私和权益遭受侵犯 利用网络进行暴力犯罪 破坏计算机系统 如病毒危害等 1 5 2计算机信息系统安全受到的威胁 2 计算机犯罪的手段 数据欺骗 特洛伊木马 香肠术 逻辑炸弹 陷阱术 寄生术 超级冲杀 废品利用 伪造证书等 4 计算机病毒计算机病毒在 中华人民共和国计算机信息系统安全保护条例 中被明确定义为 编制或者在计算机程序中插入的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 之所以称为计算机病毒 是因为它具有生物病毒的某些特征 即破坏性 传染性 寄生性 潜伏性和激活性 1 5 2计算机信息系统安全受到的威胁 5 信息战的严重威胁计算机信息战 就是为了国家的军事战略而采取行动 取得信息优势 干扰敌方的信息和信息系统 同时保卫自己的信息和信息系统 这种对抗的目标 不是打击敌方人员或战斗技术装备 而是集中打击敌方的计算机信息系统 使其指挥系统瘫痪 1 5 2计算机信息系统安全受到的威胁 1 5 3计算机病毒的类型 1 引导型病毒引导型病毒又称操作系统型病毒 主要寄生在硬盘的主引导程序中 当系统启动时进入内存 伺机传染和破坏 典型的引导型病毒有大麻病毒 小球病毒等 2 文件型病毒文件型病毒一般感染可执行文件 COM或 EXE 在用户调用染毒的可执行文件时 病毒首先被运行 然后驻留内存传染其他文件 如CIH病毒 1 5 3计算机病毒的类型 3 宏病毒宏病毒是利用办公自动化软件 如Word Excel等 提供的 宏 命令编制的病毒 4 网络病毒因特网的广泛使用 使利用网络传播病毒成为病毒发展的新趋势 蠕虫病毒 worm 特洛伊木马 trojan 病毒 冲击波 blaster 病毒 电子邮件病毒都属于网络病毒 1 5 3计算机病毒的类型 5 混合型病毒混合型病毒是以上两种或两种以上病毒的混合 例如 有些混合型病毒既能感染磁盘的引导区又能感染可执行文件 有些电子邮件病毒是文件型病毒和宏病毒的混合体 1 5 4网络黑客 黑客 原指那些掌握高级硬件和软件知识 能剖析系统的人 但现在 黑客 已变成了网络犯罪的代名词 黑客就是利用计算机技术 网络技术 非法侵入 干扰 破坏他人计算机系统 或擅自操作 使用 窃取他人的计算机信息资源 对电子信息交流和网络实体安全具有威胁性和危害性的人 1 5 4网络黑客 黑客攻击网络的方法是不停寻找因特网上的安全缺陷 以便乘虚而入 黑客主要通过掌握的技术进行犯罪活动 如窥视政府 军队的机密信息 企业内部的商业秘密 个人的隐私资料等 截取银行账号 信用卡密码 以盗取巨额资金 攻击网上服务器 使其瘫痪 或取得其控制权 修改 删除重要文件 发布不法言论等 1 5 5计算机病毒和黑客的防范 计算机病毒和黑客的出现给计算机安全提出了严峻的挑战 解决该问题最重要的一点就是树立 以防为主 防治结合 的思想 树立计算机安全意识 从思想方面 管理方面 使用方面做好防范 做到防患于未然 积极地预防黑客的攻击 1 5 5计算机病毒和黑客的防范 1 计算机病毒发作的一般症状 1 计算机运行得比平常迟钝 程序载入时间比平常久 2 对一个简单的工作 磁盘机似乎花了比预期长的时间 3 不寻常 或与系统正在运行的软件无关的错误讯息出现 4 硬盘的指示灯无缘无故地亮 或程序同时存取于多部磁盘机 5 系统记忆体容量忽然大量减少 磁盘可利用的空间突然减少 1 5 5计算机病毒和黑客的防范 6 可执行文档的大小改变了 7 记忆体内增加了来路不明的常驻程序 8 档案奇怪地消失或档案的内容被附加了一些奇怪的资料 9 档案名称 文档名 日期和属性被更改过 10 硬件损坏 如BIOS芯片被改写 1 5 5计算机病毒和黑客的防范 2 清除计算机病毒 1 使用杀毒软件使用杀毒软件来检测和清除病毒 用户只需按照提示来操作即可完成 简单方便 常用的杀毒软件有以下几种 金山毒霸 瑞星杀毒软件 诺顿防毒软件 江民杀毒软件 卡巴斯基杀毒软件 1 5 5计算机病毒和黑客的防范 2 使用专杀工具现在一些反病毒公司的网站上提供了许多病毒专杀工具 用户可以免费下载这些专杀工具对某个特定病毒进行清除 3 手动清除病毒这些清除病毒的方法要求操作者对计算机的操作相当熟练 具有一定的计算机专业知识 利用一些工具软件找到感染病毒的文件 手动清除病毒代码 一般用户不适合采用此方法 1 5 5计算机病毒和黑客的防范 4 如果多个杀毒软件 多种手段或自己能力所限均不能杀除病毒 可将此病毒发作