第01章-计算机基础知识.ppt

计算机应用基础 1 第1章计算机基础知识 计算机的概述计算机硬件系统计算机软件系统计算机中数制与编码计算机病毒及防治 2 本章要点 计算机发展 特点 分类和应用计算机硬件组成及基本工作原理计算机软件分类及操作系统计算机中数制的表示及相互之间的转换计算机病毒及其防治方法 3 1 1计算机概述 一 计算机发展简史1 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 2 第一台存储程序计算机EDSAC所采用的存储程序体系是由美籍数学家冯 诺依曼 VonNeumann 确立的 4 3 计算机经历的四个阶段第一代计算机 1945 1957 电子管 第二代计算机 1958 1963 晶体管 第三代计算机 1964 1971 集成电路 第四代计算机 1971 今天 超大规模集成电路 第五代计算机 FGCS FifthGenerationComputerSystem 智能计算机 5 4计算机的特点 1 运算速度快 2 计算精度高 3 具有记忆和逻辑判断能力 4 具有自动控制能力 5 通用性强 6 5计算机的应用 1 科学计算例如 航天飞机飞行轨迹曲线方程的计算 人造卫星轨迹的计算 地震数据的分析计算 天气预报等 2 数据处理如财务管理 仓库管理 人事管理 图书资料管理 工资管理和学籍管理等 3 自动控制例如 导弹 人造卫星 无人驾驶飞机和宇宙飞船等飞行的控制 7 4 计算机辅助系统CAD 计算机辅助设计 常用于建筑绘图 服装设计 机械设计等 CAM 计算机辅助制造CAI 计算机辅助教学 5 人工智能例如 语音图像识别 专家系统 推理定理证明 语言翻译 机器人等方面 6 计算机网络计算机网络是计算机技术和通信技术相结合的产物 资源共享和数据通信是计算机网络的最基本目标 8 6计算机与信息社会IT informationtechnology 即信息技术 是以计算机技术和计算机网络技术为核心的 9 微型计算机发展历史 附表一 10 1 2 1计算机系统的基本组成计算机系统由硬件系统和软件系统组成 硬件指的是所能够看得见的组成计算机的物理设备 例如 显示器 主机等 是构成计算机的实体 软件是用来指挥计算机完成具体工作的程序和数据 是整个计算机的灵魂 1 2计算机硬件基础知识 11 1 2 2计算机的硬件系统 1 计算机的硬件组成及工作原理 1 计算机硬件组成 1 运算器2 控制器3 存储器4 输入设备5 输出设备 12 2 计算机的工作原理为 预先编写好的程序和运算处理中所需要的数据 通过输入设备送到计算机的内存储器中 即存储程序 在开始执行程序时 控制器从内存储器中逐条读取程序中的指令 并按照每条指令的要求执行所规定的操作 例如 如果要执行的是某种算术运算 则按指令中包含的地址从内存储器中取出数据 再送往运算器执行要求的算术运算操作 然后按地址把结果送往内存储器中 13 2 计算机硬件各部件的介绍 1 中央处理器 CPU 中央处理器 CentralProcessingUnit 简称CPU 包括控制器和运算器两个部件 是计算机系统的核心 运算器是计算机的核心部件 主要负责对信息的加工处理 运算器不断地从存储器中得到要加工的数据 对其进行加 减 乘 除及各种逻辑运算 并将最后的结果送回存储器中 整个过程在控制器的指挥下有条不紊地进行 控制器是计算机的指挥中枢 主要作用是使计算机能够自动地执行命令 14 2 内存储器存储器主要负责对数据和控制信息的存储 是计算机的记忆单元 存储器分为内存和外存两种 内存也称主存 内存分成只读存储器 ROM 和随机读写存储器 RAM 两种 断电不丢失数据的是 ROM 高速缓冲存储器Cache高速缓存 Cache 是一种存取速度比CPU慢 但比内存快的高速缓冲存储器 它置于CPU和内存之间 以满足CPU对内存高速访问的要求 Cache是一种高速 高性能的存储器 访问速度是RAM的10倍 但容量要比RAM小的多 15 3 外存外存也称为辅助存储器 外存分为磁介质型存储器和光介质型存储器两种 磁介质型常指硬盘和软盘 光介质型则指光盘 注意 内存的访问速度快 外存的反问速度慢 对同样的存储容量 内存的价格高 外存的价格低 存储器的速度比较 Cache RAM 硬盘 软盘 16 存储器容量存储器的容量决定它所能表示的信息量 是计算机性能的一个重要指标 存储器的容量常采用的单位有 位 bit 字节 Byte 千字节 KB 兆字节 MB 吉字节 GB 太字节 TB 位 是存储器的最小单位 可以表示一位二进制数 即0或1称为一位 它们的换算关系是 1Byte 8bit1KB 1024B 1MB 1024KB1GB 1024MB 1TB 1024GB 17 4 输入设备外部信息与计算机的接口称为输入设备 常用的输入设备有键盘 鼠标和扫描仪等 键盘 101键键盘示意图 鼠标 18 5 输出设备显示器显示器由监视器和显示适配卡组成 是最常用的输出设备 性能指标 分辨率 屏幕上的像素数 常用的显示器VGA 256种颜色 显示器存储容量的计算 对于16色的显示模式 每个像素需4个bit 的存储空间 计算机公式如下 需要显示存储器容量 bit 水平分辨率 垂直分辨率 色彩数目在16色的显示模式下 若分辨率为640 480 则需要的存储空间为 640 480 16 1228800bit 153600B 150KB 19 1 3计算机的软件系统 1软件系统概述软件是微机的灵魂 没有安装软件的微机称为 裸机 无法完成任何工作 微型机的软件系统可以分为系统软件和应用软件两大类 系统软件用来管理和控制计算机的各种操作 是计算机的基础软件 常用的系统软件有Dos Windows Unix等操作系统及各种语言系统 应用软件是用各种高级语言编写出来的具有特定功能的程序 例如 Word 金山解霸等 应用程序是面向用户的最高层程序 20 21 2计算机的主要性能指标 字长 运算速度 时钟频率 主频 内存容量存取周期 22 运算速度 取决于指令的执行时间 用每百万条指令 MIPS 描述时钟周期 时钟周期的倒数时钟频率 主频 字长 指计算机一次能处理的所包含的二进制数的位数 如CPU的字长为32位 表示其能处理的最大二进制数为232内存容量 计算机存储信息的能力存取周期 存储器一次完整的存取操作所需要的时间 通常用微秒数表示 它直接影响计算机的运算速度 23 3 计算机的使用环境 环境温度 在室温15 35 之间 环境湿度 相对温度最高不能超过80 相对湿度也不能低于20 洁净要求 注意防尘 电源要求 稳压 最好有UPS 防止干扰 机房内应尽量免使用电炉 电视或其它强电设备 24 1 4计算机中的数制与编码 1 4 1数制的概念1 数制的定义数制就是用一组统一的符号和规则表示数的方法 2 数制的特点 按进位的原则进行计数逢N进1采用位权表示法 25 3 数制中的几个要求掌握的概念 1 基数 也称基 一个计数字制所包含数字符号的个数 用R来表示 如十进数有0 1 2 3 9十个数码 其基为10 依此类推 二进制数的基为2 八进制数的基为8 十六进数的基为16 2 权数码所处的不同位置上的值 如十进数3258可表示为 3258 3 103 2 102 5 101 8 100 因此103 千 102 百 101 十 100 个 就称为权 或位权 依此类推 二进制的权为 从低位到高位 为20 21 22 23 2n 思考 八进制数 十六进制的权分别为什么 26 4 几种数制的表示 1 十进制数它有四个特点 有10个数码0 9逢10进1 基数为10相邻两位之间是10倍的关系可以以10为基数进行多项式展开如 526 4 5 102 2 101 6 100 4 10 1 27 2 二进制数 计算机为什么采用二进制数 只有0和1两种状态 硬件容易实现 运算规则简单 便于机器执行 它有四个特点 有2个数码0和1逢2进1 基数为2相邻两位之间是2倍的关系可以以2为基数进行多项式展开如 1011011 2 1 20 1 21 0 22 1 23 1 24 0 25 1 26 10 28 3 八进制数和十六进制数由于二进制是基数最小的数制 所以 二进制数的位数较多 不便于人们书写和识别 因此 为了简化二进制数 在计算机技术领域中 就产生了八进制和十六进制数 29 1 4 2不同数制之间的转换1 将r进制数转换为十进制数位权法 把各非十进制数按权展开求和转换公式 F x an 1 xn 1 an 2 xn 2 a1 x1 a0 x0 a 1 x 1 例1 1 将 1011 1 2转换成十进制数 1011 1 2 1 23 0 22 1 21 1 20 1 2 1 1 8 0 4 1 2 1 1 1 0 5 8 0 2 1 0 5 11 5 10 30 例1 2 将 3CF 6A 16转换成十进制数 3CF 6A 16 3 162 12 161 15 160 6 16 1 10 16 2 3 256 12 16 15 1 6 0 0625 10 0 00391 768 192 15 0 375 0 00391 975 414 10 例1 3 将 347 65 8转换成十进制数 347 65 8 3 82 4 81 7 80 6 8 1 5 8 2 3 64 4 8 7 1 6 0 125 5 0 0625 192 32 7 0 75 0 3125 232 0625 10 31 2 将十进制数转换为r进制数整数部分 除r取余 将余数从下往上取出来 小数部分 乘r取整 将取整的结果按顺序取 1 整数部分的转换 例1 4 将 75 10转换成八进制数 分析 只需逐次除以8并记录所得余数 当商为0时此过程结束 然后将所有余数连起来即可 注意 第一次除以所得余数是最低位 32 于是 75 10 113 8 33 例1 5 将 75 10转换成二进制数 分析 方法基本同上 只不过将上题的除以8换成除以2 于是 75 10 1001011 2 34 2 小数部分的转换 例1 6 将 0 625 10转换成二进制数 分析 只需逐次乘2并记录下所得的整数 当小数部分为0时 说明完成精确转换 然后将所有整数连起来即可 注意 第一次乘以2所得整数为最高位 35 3 二进制数与八进制数 十六进制数的相互转换 整数从右向左小数从左向右 二进制十六进制 二进制八进制 36 37 1 4 3信息的编码电子计算机中处理的信息包括数值信息和非数值信息 数值是用二进制形式来表现的 而对于非数值信息 字符 图形 声音等 则是通过对其进行二进制编码来处理的 编码 用来表示特定信息的0 1符号 也就是二进制 的组合称为编码 计算机的编码包括 字符编码 汉字编码和BCD码 字符编码 ASCII码汉字编码 输入码 也称外码 机内码 也称内码 区位码 国标码 地址码 字形码BCD码 是二进制编码的十进制数 也称余三码 8421码 38 1 ASCII码ASCII码是美国国家标准信息交换代码 AmericanStandardCodeforInformationInterchange 简写为ASCII 是目前国际上比较通用的 ASCII码由7位二进制数组成 因此定义了27 128种符号 ASCII码的排列次序为b6b5b4b3b2b1b0 b6为高位 b0为低位 从附表中我们可以看到 大写A的ASCII码为 1000001小写a的ASCII码为 1100001提问 这三个符号的ASCII码是多少 39 例1 9 下列字符中 ASCII码值最小的是 A a B A C x D Y 分析 因大写字母的ASCII码比小写字母的小 而ASCII码又是把字母按从大写到小写的顺序排列 故答案为B 这是全国计算机等级一级考试的一道题目 从该题型我们应该了解在ASCII码的学习中应该掌握比较ASCII的大小 熟悉ASCII码的分布规律 40 2 汉字编码汉字的编码包括 输入码 也称外码 机内码 也称内码 区位码 国标码 地址码 字形码 1 输入码 也称外码 输入码又称外码 指操作人员从键盘上输入的代表汉字的编码 五笔字形码 拼音码 仓颉码 自然码等都是其中的代表 41 2 机内码当上述的输入码被接受后就由汉字操作系统的 输入码转换模块 转换成机内码 机内码是计算机内部存储 处理和传输汉字时所用的代码 3 区位码把汉字编码表排成94行94列 其中行号为01 94又称为区号 列号从01 94又称为位号 一个汉字所在的区号和位号简单地组合在一起就构成了这个汉字的区位码 其中前两位为区号 后两位为位号 都采用十进制表示 统称区位码 区位码可以唯一确定一个汉字或符号 如 啊的区位码为1601表示区号为16 位号为01 42 4 国标码国标码 又称交换码 它是在不同汉字处理系统间进行汉字交换时所使用的编码 采用十六进制表示 5 机内码 区位码和国标码三者的相互转换把区位码转换成国标码 先转换成16进制 然后加上2020H 把区位码转换成机内码 先把区位码转换成16进制 然后加上A0A0H 把国标码转换成机内码 直接用16进制的国标码加上8080H即可 43 例1 10 汉字 啊 的汉字内码为1001H H代表十六进制数 转换成区位码是多少 分析区位码高位 机内码高位 16 A0 16区位码低位 机内码低位 16 A0 16 于是 汉字 啊 的机内码为1001H 转换为区位码为 B0A1H 注意 如果给出的 啊 的机内码不是16进制数 而是十进制数 1601 10 那么要先将该10进制数的高两位16 和低两位01分别的转换成16进制数 16 10 10 16 01 10 01 16 以后 才和A0相加 44 6 地址码地址码指汉字字型信息在汉字字模库中存放的首地址 每个汉字在字库中都占有一个固定大小的连续区域 其首地址即是该汉字的地址码 7 交换码交换码指不同的具有汉字处理功能的计算机系统间交换汉字的信息时使用的代码 交换码统一使用国际GB2312 80所规定的国际码 45 1 5微机的基本操作 1 5 1开机与关机开机一般顺序 先开外部设备 如显示器 打印机等 后打开主机电源开关 关机一般顺序 先从软盘驱动器或CD ROM中取出软盘或光盘 然后再关主机电源 最后关闭外部设备 显示器 打印机等 的电源 46 1 5 2键盘的基本操作