计算机基础第12章计算机文化基本知识.ppt

大学计算机基础 李新玉计算机科学学院大学计算机教学部东校区4号教学楼103 105TEL 8060412Email Lxy 课程简介 教材 大学计算机基础教程 杜友福主编 大学计算机基础实验教程 杜友福主编 科学出版社 2010年6月第二版 总学时68学时 理论教学40 课内上机28 要求自主安排课外上机12学时以上 学分4 0考核方式全校统考 闭卷 试卷密封后 流水化形式阅卷 卷面成绩x80 上机 作业 考勤成绩x20 教学计划 课内学时 第一章计算机基础知识 4学时 第二章计算机系统基本知识 2学时 2学时上机 第三章操作系统基础 6学时 6学时上机 第四章办公自动化基础 10学时 10学时上机 第五章计算机网络与Internet基础 4学时 2学时上机 第六章软件开发与信息处理技术 8学时 2学时上机 第七章多媒体技术基础 4学时 4学时上机 第八章信息系统安全与职业道德 2学时 2学时上机 总理论教学 40 总上机实践 28 课程要求 课前请做好预习保持课堂安静 头脑清醒 思维活跃认真 独立 按时完成并提交作业重视上机实践 有效利用宝贵的课内上机时间课内上机时间初步安排 第3 16周 每周一次 英语11007 8班 星期五第2大节 英语 师范 11001 2班 星期二第4大节 课内上机考勤缺席1 3 5次 取消考试资格 课内上机时间内上网或玩游戏不听劝阻者 按缺席一次处理 第一章计算机基础知识1 1计算机的发展与分类一 计算机的发展简史 人类社会自从发明了数以后 计算技术就在不断地衍生和发展 从古代的简单的石块 贝壳 绳节计数 到中国唐代的算盘 到欧洲的手摇计算器 以后又相继出现了计算尺 袖珍计算器等 直到今天的电子计算机 记录了人类计算工具的发展史 诞生日期 1946年2月15日 全名 电子数字积分计算机 ENIAC 运算速度 每秒钟能够进行5000次加法运算 1 第一台计算机 ENIAC 重达30吨耗电140千瓦1万8千多个电子管保存80个字节 2 冯 诺依曼 3 计算机的四个发展阶段 二 计算机的发展趋势 1 巨型化2 微型化3 网络化4 智能化5 多媒体化 三 非冯 诺依曼结构计算机与未来新型计算机 1 数据流计算机2 归约计算机3 基于面向对象程序设计语言的计算机4 智能计算机 1 超导计算机2 量子计算机3 光子计算机4 生物计算机 分子计算机 5 神经计算机6 纳米计算机 按用途分类 通用机 通用性强 综合能力强 解决各种问题 专用机 特殊配置 功能单一 解决特定问题 按综合性能指标分类 巨型机 速度快 可达到数万亿次 秒处理能力最强 航天 气象等尖端领域我国的 银河 神威 和 曙光 等 大型机 大型 通用 速度较快 功能较强作 客户机 服务器 的服务器作 终端 主机 的主机 小型机 规模小 结构简单 设计试制周期短工艺先进 使用维护简单 工作站 介于PC与小型机之间高分辨率 大容量内外存 图形功能较强 微型计算机 小 巧 轻 使用方便 价格便宜中央处理器 一个芯片 网络计算机 基于Java技术的瘦客户机系统 四 计算机的分类 1 2计算机的特点与应用一 计算机的特点 1 运算速度快2 计算精度高3 具有记忆能力4 具有逻辑判断的能力5 具有自动控制的能力6 具有友好的人机交互界面 二 计算机的应用 计算机的应用类型1 科学计算2 数据处理3 自动控制4 计算机辅助系统5 人工智能6 网络应用7 多媒体技术应用 计算机的主要应用领域1 工商 电子商务 CAD CAM2 教育 多媒体教育 远程教育3 医药 CAT MRI 远程医疗4 政府 电子政府5 娱乐 虚拟现实 电影特技6 科研 数据采集 计算分析7 家庭 家庭信息化 1 3计算机信息中的表示 一 基本概念信息 数值 文字 语音 图形和图象 信息必须数字化编码 才能传送 存储和处理 二进制的优点 物理上容易实现 可靠性强 运算简单 二 常用的数制及相互转换 1 进位计数制的特点 1 基数不同的计数制是以基数 Radix 来区分的 若以r代表基数 则 r 10为十进制 可使用0 1 2 9共10个数符 r 2为二进制 可使用0 1共2个数符 r 8为八进制 可使用0 l 2 7共8个数符 r 16为十六进制 可使用0 9 A B C D E F共16个数符 计数规则 逢r进一 借一当r 2 位权值在任何一种数制中 一个数的每个位置上各有一个 位权值 如十进制数 752 65 7 102 5 101 2 100 6 10 1 5 10 2 用位权值计数 的原则 每个位置上的数符所表示的数值等于该数符乘以该位置上的位权值 2 几种不同的进制数的基本符号 十进制数 258 10 258 D 258D 258二进制数 1010 2 1011 B 1011B八进制数 257 8 257 Q 257Q十六进制数 2A8 16 2A8 H 2A8H 0A58H 3 二进制及其运算 1 算术运算加法 0 0 0 0 1 1 1 0 1 1 1 0 向高位进位 减法 0 0 0 1 0 1 1 1 0 0 1 1 向高位借位 乘法 0 0 0 0 1 0 1 0 0 1 1 1在计算机中 乘法运算和除法运算是通过转换为加 减法运算来实现的 2 基本的逻辑运算逻辑或 0v0 0 0v1 1 1v0 1 1v1 1逻辑与 0 0 0 0 1 0 1 0 0 1 1 1逻辑非 0 1 1 0其它的逻辑运算均可转换为这三种基本的逻辑运算 an a1a0 a 1 a m r an rn a1 r1 a0 r0 a 1 r 1 a m r m式中 ai是数码 r是基数 2 8 10 16 ri是权值 例 10101 B 24 22 1 21101 11 B 22 1 2 1 2 2 5 75257 Q 2 82 5 8 7 17571 Q 7 8 1 57101A H 1 163 1 16 10 41062A8 H 2 162 10 16 8 680 4 不同进制之间的转换 1 r进制转化成十进制转换方法 各位的数码值乘以各自的权值后累加 整数部分 除以r取余数 直到商为0 然后 依次将所得余数从右到左排列 小数部分 乘以r取整数 依次将所得整数从左到右排列 例100 345 D 1100100 01011 B 100 D 144 Q 64 H 1100100 B 100 2 50 2 25 2 12 2 6 2 3 2 1 0 0 0 1 0 0 1 0 345 2 0 690 2 1 380 2 0 760 2 1 520 2 100 8 12 8 1 8 0 4 4 1 100 16 6 0 4 6 16 1 1 04 2 十进制转化成r进制 2 每一位八进制数转换为对应的三位二进制数 每一位十六进制数转换为对应的四位二进制数 3 八进制和十六进制转化成二进制 144 Q 001100100 B 14464 H 01100100 B 642C1D H 0010110000011101 B 2C1D7123 Q 111001010011 B 7123 整数部分 从右向左进行分组 小数部分 从左向右进行分组 二进制转八进制时三位一组 不足三位补零 二进制转十六进制时四位一组 不足四位补零 001101101110 11010100 B 36E D4 H 36ED4001101101110 110100 B 1556 64 Q 155664 4 二进制转化成八进制和十六进制 经典考试题 将某十进制整数分别转换为二 八 十六进制 S 符号位 小数点 N 1 定点整数 S 小数点 小数点 N 2n 1 1 0 N 2n 1 n位 三 计算机中数的表示方法 1 数的定点表示定点小数 例 00100000表示 0 25 10100000表示 0 25 例 00100000表示 32 10100000表示 32 例 00100000表示32 10100000表示160 无符号整数 n位 2 反码 3 补码 机器数 一个数及其符号在机器中的表示形式 机器数的位数是固定的 真值 机器数所代表的十进制的值 假定一个数在机器中占用8位 2 原码 反码与补码 1 原码 求补运算规则 符号位不变 数值位取反再加1 反之亦然 经典考试题 将某整数 238分别转换为八位的原码 反码与补码 阶码 数符 例 110 011 B 1 10011 2 10 0 0110011 2 100 0 110011 2 11 阶符 尾数 N 数符 尾数 2阶符 阶码尾数的位数决定数的精度 阶码的位数决定数的范围 3 浮点数 规范格式尾数最高位为1 表示 0 1100110 2 11 表示 0 1100110 2 11 表示 0 1100110 2 11 四 字符的表示1 英文字符 每一个字符都有一个唯一的编码 用得最多的是ASCII码 AmericanStandardCodeforInformationInterchange 常用字符有128个 编码从0到127 空格编码 20H32 0 9 30H 39H48 57 A Z 41H 5AH65 90 a z 61H 7AH97 122控制字符 0 32 127 普通字符 94个 每个字符占一个字节 用7位 最高位不用 一般为0 例如 a 字符的编码为1100001 对应的十进制数是97 ASCII编码表 32个控制字符 10个数字字符 26个大写字母 26个小写字母 国家标准 信息交换用汉字编码字符集 基本集 GB2312 80 一级汉字 常用字 按拼音排序 3755个 二级汉字 非常用字 在一级汉字后按偏旁部首排序 3008个 1 区位码GB2312 80将收录的所有汉字与图形符号组成94x94的矩阵 矩阵的每一行称为一个 区 每一列称为 位 其中前15个区为非汉字的各种图形符号 从第16区开始才是汉字 区 位分别编号后组合在一起构成区位码 例 汉字 啊 的区位码为 1601 用十六进制表示为 1001H 要特别注意 区码和位码是相互独立的 区号 区中位置 2 汉字编码 2 国标码 在某个汉字的区位码的区码和位码上分别加20H 32D 便构成了这个汉字的国标码 加20H是为了避免与基本ASC 码中的控制码冲突 例如 汉字 啊 的区位码 1001H 国标码 3021H 3 机内码在国标码的高位和低位上分别加80H 便构成了这个汉字的机内码 加80H是为了避免与英文字符的ASC 码冲突 例如 汉字 啊 的区位码为 1001H 国标码为 3021H 机内码为 BOAlH 机内码高位 国标码高位 80H 区码 20H 80H 区码 AOH机内码低位 国标码低位 80H 位码 20H 80H 位码 AOH 汉字字形码通常有两种表示方式 点阵和矢量表示方式 点阵方式 汉字字形点阵分 16 16 24 24 32 32 48 48 4 汉字字形码 矢量方式 存储的是描述汉字字形的轮廓特征 主要用于图形处理 点阵和矢量方式的区别 点阵方式的特点 编码 存储方式简单 无需转换直接输出 但字形放大后产生的效果差 而且同一种字体不同的点阵需要不同的字库 矢量方式的特点 正好与前者相反 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 汉字地址码 音码类全拼 双拼 微软拼音 智能ABC等 形码类五笔字型法 郑码输入法等 混合码自然码 6 汉字输入码 3 BCD码 二 十进制编码 BCD码 BinaryCodeDecimal 是一种简易的数值编码方法 它采用四位二进制数表示一位十进制数 在智能仪器中应用较多 BCD码有多种编码方案 常用的是8421码 如下表所示 25 00100101 BCD25 825 100000100101 BCD825 作业 P23习题一第一大题 1 4 6 8 第二 三大题 全做 第二章计算机系统基本知识 2 1计算机系统组成原理2 2微型计算机系统 2 1计算机系统组成原理 一 计算机系统的基本组成 主机 主机箱内的所有设备 二 硬件系统的基本组成 1 运算器 算术运算和逻辑运算 2 控制器 控制整个计算机其它所有部件的工作 3 存贮器 分内存和外存两种 用来保存信息 如数据 指令和运算结果等 8位 Bit 一个字节 Byte 每个字节都有地址 1KB 1024B1MB 1024KB1GB 1024MB1TB 1024GB4 输入设备 键盘 鼠标 扫描仪 光笔 数字化仪等 5 输出设备 显示器 打印机 绘图仪等 三 计算机的基本工作原理 1 采用二进制形式表示数据和指令2 采用存储程序方式计算机的工作过程 在冯 诺依曼的思想下 计算机的工作过程为 人们预先编制程序 利用输入设备将程序输入到计算机内 并转换成二进制代码 计算机在控制器的控制下 从内存中逐条取出程序中的指令交给运算器去执行 并将运算结果送回存储器指定的单元中 当所有任务完成后 程序执行结果利用输出设备输出 1 软件的功能与分类软件 程序 数据 文档主要功能 1 管理与维护计算机硬件资源 在硬件提供的基本功能的基础上 扩大计算机的功能 提高计算机资源的使用效率 协调计算机各组成部分的工作 2 为专业人员提供计算机软件的开发工具和环境 提供对计算机本身进行测试 维护和诊断等所需要的工具 3 向用户提供尽可能方便 灵活的计算机操作使用界面 四 计算机软件系统 系统软件 操作系统 语言处理程序 服务程序 应用软件 数据库管理系统 诊断程序 反病毒程序 备份程序 文件压缩程序 卸载程序 软件分类 设备驱动程序 文字处理软件表格处理软件信息管理软件图形 图像处理软件网络通信软件 运算器 控制器 中央处理单元 CPU 微机一 微型计算机硬件系统微型计算机的各部件之间是用总线 BUS 相连接的 系统总线分 数据总线 地址总线和控制总线等三种 2 2微型计算机系统 图2 5总线结构的微机硬件系统 微机外观图 电源系统主板 又称主机板或母板 CPU内存条显示器适配器 显卡 网络适配器 网卡 硬盘驱动器CD ROM驱动器软盘驱动器 主机箱内的部件 1 系统主板 运算器和数据线的位数反映了CPU的档次 80286为16位 80386 80486为32位 pentium为双32位 P6为64位 表征微机运算速度的指标是微机CPU的主频 主频是CPU的时钟频率 主频的单位是MHz 兆赫兹 GHz 主频越高 微机的运算速度越快 2 CPU CentralProcessingUnit 3 芯片组 芯片组是固定在主板上的一组超大规模集成电路芯片的总称 是主板上重要的部件 芯片组的功能决定着主板的功能 它支配并掌握着主板及计算机系统的配置与性能 例如支持多少个扩展插槽 支持哪些CPU 支持何种内存条 带宽是多少等 1 随机存取存储器 RandomAccessMemory 简称RAM RAM通常指计算机主存 使用动态或静态随机存储器 制作成内存条形式出现 CPU对它们既可读出又可写入数据 2 只读存储器 ReadonlyMemory 简称ROM CPU对它们只取不存 其信息用户无法修改 断电时信息不会丢失 ROM中一般存放计算机系统管理程序 3 可擦除的只读存储器 简称EPROM 4 电子可擦除的只读存储器 简称 EEPROM或E2PROM 5 高速缓冲存储器CacheCache是介于CPU和内存之间的一种可高速存取信息的芯片 用于解决它们之间的速度冲突问题 L2 二级 Cache 主板上 Cache L1 一级 Cache CPU内部 4 主存储器 暂时 速度快 容量小 价格高 1 软盘 用表面涂有磁性材料柔软的聚酯材料制成 读写软盘时 磁头直接接触盘面 常用软盘容量为1440KB 约为1 44M 2面 80磁道 18扇区 512字节新型磁盘具有100MB 250MB容量 3 光盘 衡量光盘驱动器传输数据速率的指标叫做倍速 一倍速率 150KB 秒常用 只读型光盘CD ROM一次性可写入光盘CD R 需要光盘刻录机完成数据的写入后继产品DVD ROM DVD ROM一倍速率是1 3MB 秒 5 外部存储器 永久 速度慢 容量大 价格低 2 磁带存储器 顺序存取存储器 容量很大 但查找速度慢 硬盘片是由涂有磁性材料的铝合金构成读写硬盘时 磁性圆盘高速旋转产生的托力使磁头悬浮在盘面上而不接触盘面硬盘容量视具体类型而定 4 硬盘 5 U盘 电子盘 EEPROM芯片 6 移动硬盘 小硬盘 USB驱动 1 总线微机的硬件系统结构普遍采用总线结构 总线 BUS 就是将计算机系统的多个部件连接起来的一组公共信息传输线路 总线的性能是通过总线宽度和总线频率来表征的 总线宽度定义为一次能并行传输的二进制位数 如32位总线 64位总线等 而总线频率则用来表征总线的速度 常见的总线频率有133MHz 350MHz 2 8GHz甚至更高 常见的总线标准有ISA总线 PCI总线 AGP总线等 系统主板上的一些扩展槽即为总线的接口 6 总线与接口 2 接口 接口是指计算机系统中在两个硬件设备之间起连接作用的逻辑电路 是各组成部分之间进行信息交换的功能部件 串口 并口 USB接口 IDE EIDE和SCSI接口 鼠标接口 键盘接口 USB接口 并行端口 串行端口 游戏操纵杆端口 音频端口 串行端口 二 微机常用的输入 输出设备