K1-第1章 基础知识

课程性质：必修的公共基础课(系统学习计算机知识)前导课程：无后续课程：涉及计算机操作的相关课程学分：4课程定位：“双基、一技能、一拓展”的课程，淡化与各专业基础课、专业课之间的界限，逐步加深信息技术对各专业的渗透，突出其影响力，不断强化该课程的重要性。,课程的定位与目标,“双基”即信息知识基础、信息素质基础“一技能”即处理信息的能力“一拓展”即职业拓展素质。,利用大量的信息工具及主要信息源使问题得到解答的技术和技能。,课程的定位与目标,课程的定位与目标,课程作用：熟练掌握Office软件的使用是用人单位要求必须具备的技能之一；本课程也是通过计算机等级(一级）考试的必备课程。,知识目标,了解计算机系统的基本知识；能使用WORD文字处理软件，会创建图文混排的文档；会使用EXCEL电子表格软件，进行数据处理；掌握PPT的制作了解网络的基本概念和知识，学会使用浏览器和在网上获取信息的能力。,课程的定位与目标,理论：20实训：40,课程内容选取和教学组织安排,根据认知规律和学生成长规律，根据专业和职业岗位的信息化需求，按照内容从简单到复杂，技能从单一到综合的逻辑规律。,内容从简单到复杂,技能从单一到综合,课程内容选取和教学组织安排,任务从简单到复杂,2,1,能力从单项到综合,综合能力训练,拓展能力训练,综合能力训练,文字处理软件的学习,考核成分,100%,期末考核,考核方式,无纸化考核,本课程学习建议,学习方法：1、多动手，多实践，熟能生巧2、循序渐进，学以致用,浅谈大学中的学习,学习方式的转变自学能力课外时间的增多自我控制能力定好自己大学的目标学习目标生活目标,学习目标,了解计算机的发展与应用掌握计算机硬件系统和软件系统的组成,电子计算机的问世,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250m2启动工耗150000瓦18000个电子管保存80个字节,1.1计算机的发展与应用,第一台数字电子计算机ENIAC(埃尼阿克）：1946年诞生在美国宾夕法尼亚大学，元器件为：18000支电子管、70000个电阻、10000支电容，性能为重30吨，耗电150千瓦，速度5000次加减运算/秒；用途：火炮弹道计算。该计算机不具备“存储程序”的功能。冯.诺依曼结构(EDVAC改进)采用二进制表示数据或指令存储程序,1.1计算机的发展与应用,第一代电子管，磁鼓、磁芯，几千几万次，数据处理、科学计算，机器语言和汇编语言第二代晶体管，磁芯、磁盘，几十万几百万次，科学计算、数据处理、工业控制，高级语言FORTRAN、COBOL、ALGOL60等第三代中、小规模集成电路，半导体存储器，几百万千万次，应用在各个领域，在硬件设计上实现了系列化、通用化和标准化，软件形成了操作系统、编译系统和应用程序第四代大规模和超大规模集成电路，半导体存储器，几万亿十万亿次，出现了微型计算机，应用到各行各业，正向多媒体计算机和计算机网络发展,1.1计算机的发展与应用,1.1计算机的发展与应用,1.1计算机的发展与应用,巨型化：存储容量1000万位、运算速度为数万亿次/秒微型化：操作简便、使用方便、物美价廉的微型计算机网络化：用通信技术和计算机技术把分散的计算机互联在一起，达到软硬件资源和数据资源共享的目的。目前开发的三网合一是指电信网、计算机网和有线电视网合为一体多媒体化：现代计算机可以集图形、图像、声音、文字处理为一体，多媒体技术使信息处理的对象和内容发生了深刻变化。智能化：能模拟人的思维和感官，具有识别声音、图像的能力，有推理、联想学习的功能,1.1计算机的发展与应用,神经网络计算机：用数据处理单元模拟人脑的脑细胞胞（神经元）生物计算机：使用由蛋白分子为主要原料的生物芯片，具有巨大的存储能力，且以波的形式传输信息。由于蛋白分子具有自我组合的特性，故使生物计算机有自我调节能力、自修复能力和自再生能力。光子计算机：利用光子代替电子，以光互连代替导线互连，即以光硬件代替电子硬件，光运算代替电运算，从而使运算速度大大提高。,1.1计算机的发展与应用,1.1计算机的发展与应用,计算机的特点,运算速度快,计算机精度,记忆能力强,逻辑判断能力强,1.1计算机的发展与应用,计算机的分类,按工作原理划分,按功能划分,模拟式电子计算机数字式电子计算机,按规模划分,按工作模式划分,专用计算机通用计算机,巨型机大型机小型机微型机,工作站服务器,1.2计算机系统的基本组成,从1946年第一台计算机诞生至今，虽然计算机硬件的结构和制造技术都有很大发展，但都没有脱离冯诺依曼型计算机的基本思想，即计算机硬件由运算器、控制器、存储器、输入设备和输出设备五大模块组成。,从计算机系统的角度看，计算机的硬件也可以描述成：主机+外部设备,1.2计算机系统的基本组成,1.2计算机系统的基本组成,处理器控制器和运算器,五大模块之一,五大模块之二,控制器是计算机的指挥中心，负责从存储器中取出指令，并对指令进行译码；根据指令的要求，按先后顺序，负责向其他各部件发出控制信号；保证各部件协调一致地工作。控制器主要由指令寄存器、译码器、程序计数器和操作控制器等组成。,控制器,1.2计算机系统的基本组成,运算器是计算机的核心部件，它负责对信息的加工处理。它在控制器的控制下，与内存交换信息，并进行各种算术运算和逻辑运算。运算器还具有暂存运算结果的功能，它由加法器、寄存器、累加器等逻辑电路组成。控制器和运算器之间在结构关系非常密切。到了第四代计算机，运算器和控制器集成在一个芯片上，形成中央处理器CPU。它是计算机的核心部件,运算器,1.2计算机系统的基本组成,存储器,存储器是计算机存储数据和程序的记忆单元集合，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,五大模块之三,1.2计算机系统的基本组成,存储器（1）内存储器内存储器可以与CPU直接进行信息交换，用于存放当前CPU要用的数据和程序，存取速度快、价格高、存储容量较小。内存储器与CPU构成了主机。（2）外存储器外存储器用来存放要长期保存的程序和数据，属于永久性存储器，需要时应先调入内存。相对内存而言外存的容量大、价格低，但存取速度慢，它连在主机之外故称外存。,1.2计算机系统的基本组成,每个记忆单元由8位二进制位组成。,1KB=210B=1024B1MB=210KB=1024KB1GB=210MB=1024MB1TB=210GB=1024GBPB、EB、ZB。,1.2计算机系统的基本组成,用于接受用户输入的原始程序和数据是重要的人机接口负责将输入的程序和数据转换成计算机能识别的二进制代码，并放入内存中常见的输入设备有键盘、鼠标、扫描仪等。,输入设备,1.2计算机系统的基本组成,将计算机运算处理的结果以用户熟悉的信息形式反馈给用户通常输出形式有数字、字符、图形、视频、声音等类型常见的输出设备有显示器、打印机、绘图仪等,输出设备,1.2计算机系统的基本组成,相对于计算机硬件而言，软件是计算机的无形部分，是计算机的灵魂。软件可以对硬件进行管理、控制和维护。根据软件的用途可将其分为：系统软件应用软件,1.2计算机系统的基本组成,1.2.2计算机软件系统,操作系统操作系统是最基本最重要的系统软件，用来管理和控制计算机系统中硬件和软件资源的大型程序，是其他软件运行的基础。操作系统负责对计算机系统的全部软、硬件和数据资源进行统一控制、调度和管理。主要作用就是提高系统的资源利用率、提供友好的用户界面，从而使用户能够灵活、方便地使用计算机。,系统软件,语言处理程序人与人交流需要语言，人与计算机之间交流同样需要语言。人与计算机之间交流信息使用的语言叫做程序设计语言。按照其对硬件的依赖程度通常把程序设计语言分为三类：机器语言汇编语言高级语言,系统软件,1.2.2计算机软件系统,机器语言机器语言是一种用二进制代码“1”和“0”组成的一组代码指令，是唯一可以被计算机硬件识别和执行的面向机器的语言。优点：占用内存小、执行速度快缺点：编写程序工作量大、程序阅读性差、调试困难,系统软件,1.2.2计算机软件系统,汇编语言汇编语言是使用一些能反映指令功能的助记符来代替机器指令的符号语言。汇编语言的指令与机器语言的指令基本上是一一对应的。这些助记符一般是人们容易记忆和理解的英文缩写，优点：汇编语言在编写、阅读和调试方面有很大进步，运行速度快。缺点：是面向机器的语言，编程复杂，可移植性差。,系统软件,1.2.2计算机软件系统,高级语言高级语言是一种独立于机器的算法语言。高级语言的表达方式接近于人们日常使用的自然语言和数学表达式，并且有一定的语法规则。缺点：编写的程序运行要慢一些优点：编程简单易学、可移植性好、可读性强、调试容易,系统软件,1.2.2计算机软件系统,数据库管理系统数据库管理系统主要面向解决数据处理的非数值计算问题，对计算机中存放的大量数据进行组织、管理、查询。目前，常用的数据库管理系统有SQLServer、Oracle、Mysql和VisualFoxPro等。,系统软件,1.2.2计算机软件系统,应用软件,1.2.2计算机软件系统,硬件系统,软件系统,主机,外设,系统软件,应用软件,随机存储器,只读存储器,高速缓冲存储器,输出设备,输入设备,操作系统,语言处理程序,网络通信管理程序,数据管理系统,用户程序,应用软件包,控制器,运算器,外存储器,内存储器,中央处理器,软盘,硬盘,光盘,显示器、投影仪,打印机,绘图仪,键盘,鼠标,扫描仪,计算机系统组成,1.2.3微型计算机系统的基本组成,1.2.4衡量计算机性能的主要指标,1.运算速度,2.存储器的指标,3.I/O的速度,计算机的运算速度是指计算机每秒钟执行的指令数。影响运算速度的主要因素有：CPU的主频。字长。指令系统。,1.2.4衡量计算机性能的主要指标,3.I/O的速度,存取速度：内存完成