计算机基础知识课件

,（江南学院旅游经贸分院陶向东）,新编计算机应用基础,第一章计算机与信息处理,教学目标1.了解计算机的发展历史；技术的发展应用的发展2.了解计算机与信息处理、信息化社会的关系；3.弄清计算机信息处理的几个基本概念；4.了解计算机信息处理的主要特点。,1.1计算机的发展与信息化社会,一、计算机的发展简史人类很早就梦想拥有一种计算速度快的的运算工具，为此人们造出了算盘、计算尺、手动计算器等，但一直在寻求运算速度更快、体积和成本更小的运算工具。到1946年，在美国宾夕法尼亚大学诞生了世界上第一台数字电子计算机ENICA（埃尼亚克），它使用了一万八千多个电子管和一千五百多个继电器，占地170平方米，重达三十余吨，耗电140千瓦，价格昂贵。现在普遍使用的Pentium(奔腾)处理器，集成了三百多万个晶体管，面积只有5厘米5厘米，功耗小于15瓦。,计算机的分代：人们习惯上从计算机主机所使用的主要元器件为着眼点，把计算机的发展划分为四代：第一代：（约19461957年）电子管计算机，使用机器语言，主要用于科学计算，运算速度几十至几万次；第二代：（约19571964年）晶体管计算机，使用高级语言（FORTRAN、ALGOL、COBOL等），用于数据处理和自动控制，运算速度几十万次；,第三代：（约19651972年）中小规模集成电路计算机，使用操作系统，应用到许多领域，运算速度几百万次；第四代：（约1971年至今）大规模集成电路和超大规模集成电路计算机，使用日益广泛，运算速度几百万至几亿次；*在这段时期内，出现了小型机和巨型机系统。80年代微型计算机开始出现，并得到了广泛应用。,有关计算机分代问题尽管人们早已习惯谈论第五代、第六代计算机了，但学术界、工业界认为不要再沿用“第五代计算机”的说法为好，而赞成用“新一代计算机”或“未来型计算机”来称呼可能出现的新事物。一些专家认为，新一代的计算机系统将会具有知识表示和推理能力，可以模拟或部份替代人的智能活动，并具有人机自然通信能力。事实上，对于什么是新一代计算机仍存在着一些不同的观点和看法。,计算机的主要应用,数值计算；信息处理；过程控制；辅助设计；智能模拟。,1.2计算机信息处理的特点,一般而言,计算机的特点是：极高的处理速度；很强的存储能力；精确的逻辑判断和计算能力；多种输入输出手段；支持多媒体和计算机网络。,概括地说，计算机信息处理的特点是：1、能高速高质地完成数据加工任务；2、友善的人机界面；3、几乎不受限制的存储容量；4、方便迅速的计算机通信；5、高效的计算机辅助开发。,1.3计算机的发展趋势,1.计算机速度继续提高；2.计算机体积不断缩小；3.计算机价格持续下降；4.计算机的信息处理功能走向多媒体化；5.计算机应用进入“网络计算时代”。,第一章小结,1.计算机的分代及每代计算机的主要元器件；2.计算机主要应用及例子;3.计算机信息处理的特点；4.计算机的发展趋势。作业：P71、2、3、4、5、6,第二章信息在计算机内的表示,教学目标1.掌握二进制数的表示、运算、转换，以及二进制信息的计量；2.掌握数值信息在计算机中的表示及运算方法；3.掌握西文字符在计算机中的表示方法；4.熟悉汉字信息在计算机中的表示方法及输入输出过程；5.了解图形信息在计算机中的表示方法。,2.1数据和信息,2.1.1数据定义：数据是对事实、概念或指令的一种特殊表达形式，可以用人工的方式或者用自动化的装置进行通信，翻译转换或者进行加工处理。这种特殊的表达形式就是二进制编码形式，即采用二进制编码表示的数字、文字、图画、声音和活动图象才能由计算机进行处理（包括通信、转换及存储）。所以，在计算机系统中所指的数据，一般均是以二进制编码形式出现的。,数据划分为:数值型数据非数值型数据图形语言音乐活动影像,2.1.2信息定义：信息是对人有用的数据，这些数据将可能影响到人们的行为与决策。区别：数据是客观存在的事实、概念或指令的一种可供加工处理的特殊表达形式，而信息却强调是对人有用的数据。,计算机信息处理的实质上就是由计算机进行数据处理的过程。也就是说，通过数据的采集和输入，有效地把数据组织到计算机中，由计算机系统对数据进行相应的存储、建库、处理、加工、转换、合并、分类、计算、统计、汇总、传送等操作的过程。经过对数据的处理加工后，向人们提供有用的信息，这个全过程就是信息处理。简言之，信息处理的本质即是数据处理，数据处理的主要目标是获取有用的信息。“信息系统”（或称“信息管理系统”、“数据处理系统”），则常常特指一类数据密集型的应用系统。,2.2二进制,2.2.1什么是二进制二进制和十进制相仿，也是一种记数制，它只使用“0”和“1”两个不同的数字符号，采用的是“逢二进一”。例如，二进制数(111010.1101)2。那么，计算机中为什么采用二进制呢？原因是：状态稳定，容易实现；运算规则简单；可将逻辑处理与算术处理相结合。,2.2.2二进制的运算二进制数运算处理的种类：算术运算和逻辑运算算术运算的基本运算规则：0011+0+1+0+1（加法）01110,0011-0-1-0-1（减法）0110,基本的逻辑运算有三种：逻辑加（或运算）；逻辑乘（与运算）；取反（非运算）。逻辑加的运算规则：只要有一个为真即为真001101010111,逻辑乘的运算规则：仅当两个全为真时才为真001101010001,取反运算的运算规则：“0”取反后是“1”，“1”取反后是“0”注意事项：算术运算会发生进位和错位，而逻辑运算则按位独立运算，位与位之间不发生任何关系。,2.2.3不同进位制数之间的转换1、其它数制转换成十进制数说明：通常采用按权相乘法（1）二进制数转换成十进制数例1（1101.01）2=(123+122+021+120+02-1+12-2)10=(13.25)10这里，“2”是基数，“2i”(i=3,2,1,0,-1,-2)为位权练习：将二进制数10110.11转换成十进制数,答案：（10110.11）=(124+023+122+121+020+12-1+12-2)10=(22.75)10,(2)八进制数转换成十进制数方法同二进制转换成十进制完全一样，仅仅基数有所不同。例2(24.67)8=(281+480+68-1+78-2)10=(20.859375)10练习：将八进制数35.7转换成十进制数,答案：(35.7)8=(381+580+78-1)10=(29.875)10,（3）十六进制数转换成十进制数说明：十六进制数共有16个不同的符号：0、1、2、3、4、5、6、7、8、9、A、B、C、D、E、F，其中A表示10，B表示11，C表示12，D表示13，E表示14，F表示15，转换方法同前，仅仅基数为16例3(2AB.C)16=(2162+10161+11160+1216-1)10=(683.75)10练习：将十六进制数A7D.E转换成十进制数,答案：(A7D.E)16=(10162+7161+13160+1416-1)10=(2685.875)10,说明：其他进制转换成十进制可类似进行。如七进制、十二进制、二十四进制等，只须改变基数即可。,2、其他数制转换成二进制数（1）十进制整数转换成二进制整数说明：通常采用“除以2逆向取余法”例4将（57）10转换成二进制数余数2571(低位)2280214027.123.121.1(高位)0,(57)10=(111001)2,（2）十进制小数转换成二进制小数说明：采用“乘以2顺向取整法”。即把给定的十进制小数不断乘以2，取乘积的整数部分作为二进制小数的最高位，然后把乘积小数部分再乘以2，取乘积的整数部分，得到二进制小数的第二位，如此不断重复，得到二进制小数的其他位。例5将（0.875）10转换成二进制小数：0.8752=1.75整数部分=1（高位）0.752=1.5整数部分=10.52=1整数部分=1（低位）所以，（0.875）10=（0.111）2,练习：将（0.6875）转换成二进制小数,答案：0.68752=1.3750整数部分=1（高位）0.37502=0.75整数部分=00.752=1.5整数部分=10.502=1整数部分=1（低位）所以，（0.6875）10=（0.1011）2,说明：对一个既有整数又有小数部分的十进制数，只要分别把整数部分和小数部分转换成二进制即可练习：将(215.675)10转换成二进制数,答案：(215)10=(11010111)2(0.675)10=(0.1011)2所以，(215.675)10=（11010111.1011）2,(3)八进制数转换成二进制数方法：把每一个八进制数字改写成等值的三位二进制数,并保持高低位的次序不变即可。八进制数字与二进制数字的对应关系如下：（0）8=000（1）8=001（2）8=010（3）8=011（4）8=100（5）8=101（6）8=110（7）8=111例6将（0.754）8转换成二进制数：（0.754）8=（000.111101100）2=（0.1111011）2练习：将（16.327）8转换成二进制数：,答案：（16.327）8=（001110.011010111）2=（1110.011010111）2,(4)十六进制数转换成二进制数方法：把每一个十六进制数字改写成等值的四位二进制数,并保持高低位的次序不变即可。十六进制数字与二进制数字的对应关系如下：（0）16=0000（1）16=0001（2）16=0010（3）16=0011（4）16=0100（5）16=0101（6）16=0110（7）16=0111（8）16=1000（9）16=1001（A）16=1010（B）16=1011（C）16=1100（D）16=1101（E）16=1110（F）16=1111,例7将（4C.2E）16转换成二进制数：（4C.2E）16=（01001100.00101110）2=（1001100.0010111）2练习：将（AD.7F）16转换成二进制数,答案：（AD.7F）16=（10101101.01111111）2=（10101101.01111111）2,3、二进制数转换成其它进制数(1)二进制数转换成八进制数方法：将整数部分从低位向高位每三位用一个等值的八进制数来替换,最后不足三位时在高位补0凑满三位;小数部分从高位向低位每三位用一个等值的八进制数来替换,最后不足三位时在低位补0凑满三位。例8（0.10111）2=（000.101110）2=（0.56）8（11101.01）2=（011101.010）2=（35.2）8练习：将（1101101.011）2转换成八进制数,答案：（1101101.011）2=（001101101.011）2=（155.3）8,(2)二进制数转换成十六进制数方法：将整数部分从低位向高位每四位用一个等值的十六进制数来替换,最后不足四位时在高位补0凑满四位;小数部分从高位向低位每四位用一个等值的十六进制数来替换,最后不足四位时在低位补0凑满四位。例9（11101.01）2=（00011101.0100）2=（1D.4）16练习：将（101011101.011）2转换成十六进制数,答案：（101011101.011）2=（000101011101.0110）2=（15D.6）16,2.2.4二进制信息的计量单位比特（bit）：即二进制的每一位（“0”和“1”），是二进制信息组成、处理、存储、传输的最小单位，有时也称“位元”或“位”。字节(byte)：8个比特组成一个字节。每个西文字符用1个字节表示,每个汉字用2个字节表示。其他常用单位有：千字节（KB）：1KB=210字节=1024B兆字节（MB）：1MB=220字节=1024KB千兆字节（GB）：1GB=230字节=1024MB兆兆字节（TB）：1TB=240字节=1024GB,数据传输速率单位：比特/秒(b/s)波特千比特/秒(Kb/s)1Kb/S=210比特/秒=1024b/s兆比特/秒(Mb/s)1Mb/S=220比特/秒=1024Kb/s千兆比特/秒(Gb/s)1Gb/S=230比特/秒=1024Mb/s,23数值信息在计算机内的表示231整数计算机中的整数分为：正整数(不带符号的整数)、整数(带符号的整数)。可以用位、位、位、位表示。例如：个二进位表示的正整数其取值范围是：（0000，0000）2（1111，1111）2，即0255（28-1）；16个二进位表示的正整数其取值范围是：065535（216-1）；32个二进位表示的正整数其取值范围是：0232-1；64个二进位表示的正整数其取值范围是：0264-1。其余以次类推。,带符号的整数必须使用一个二进位作为其符号位，一般总是最高位（最左面的一位），用“0”表示“+”（正数），用“1”表示“-”（负数）。例如：00100101=+37，10100101=-37所以个二进位表示的整数其取值范围是：-127+127（1111111101111111），即-27+1+27-1）。同理，16个二进位表示的整数其取值范围是：-32767+32767(-215+1+215-1)；32个二进位表示的正整数其取值范围是：-231+1+231-1；64个二进位表示的正整数其取值范围是：-263+1+263-1。其余以次类推。上述表示法称为“原码”。,下面讲述计算机内的另外两种表示方法：“反码”和“补码”反码：正数的反码与原码相同；负数的反码符号位仍为“1”，但绝对值部分按位取反，（“0”换成“1”，“1”换成“0”）。例如：（-37）原=10100101，（-37）反=11011010补码：正数的补码与原码相同；负数的补码符号位仍为“1”，但绝对值部分是反码的个位加“1”后取得例如：（-37）原=10100101（-37）反=11011010（-37）补=11011011,练习：将-75的原码、反码、补码分别表示出来。（-75）原=11001011（-75）反=10110100（-75）补=10110101,232实数一个实数可表示成一个纯小数和一个幂之积。例如：-123456.789=106（-0.123456789）,其中的指数部分指出实数中小数点的位置,括号表示出一个纯小数。二进制数的情形完全类似。例如：-11100010.1010=21000（-0.111000101010）。也就是说，任何实数在计算机内部可以用“指数”（整数）和“尾数”（小数）来表示，这种表示方法叫做“浮点表示法”，因而实数也称为“浮点数”，整数和小数则称为“定点数”。,西文是由拉丁字母、数字、标点符号及一些特殊符号组成的，统称为“字符”。所有字符的集合叫做“字符集”。所有字符对应代码的集合构成了该字符集的代码表，简称码表。字符集及其编码方法多种多样，目前计算机中广泛使用的是ASCII码，即美国标准信息交换码（AmericanStandardCordforInformationInterchange）。,24西文信息在计算机内的表示,每个字符有七个二进位表示，从0000000到1111111共有128种编码，可表示128个不同的字符，包括10个数字、大小写字母、算术运算符、标点符号等等。例如：字母“A”可用二进位（100，0001）表示。其十进制和十六进制分别是（65）10、（41）16练习：写出字符“D”的ASCII码、十进制和十六进制表示形式。答案：“D”的ASCII码是（1000100）2“D”的十进制形式是（68）10“D”的十六进制形式是（44）16,25中文信息在计算机内的表示,中文的基本单位汉字也是字符，但由于数量巨大，显然不能用ASCII码表示，因此要采用其他编码方法。251汉字字符集与编码国标码：1981年颁布信息交换用汉字编码字符集.基本集（GB2312-80）。共选出6763个常用汉字，687个字母、数字和符号。其中一级常用汉字3755个，按汉语拼音排列，二级常用汉字3008个，按偏旁部首排列，每个汉字对应一个标准代码。又称“国标交换码”。,区位码：GB2312国标字符集的代码分成94行、94列，行号称为区号，列号称为位号。每个汉字在码表中都有唯一的位置编码，用该编码所在的区号和位号的二进制编码来表示（7位区号在左，7位位号在右），叫做汉字的“区位码”。注意:(1)汉字的区位码不是它的国标码，每个汉字的区号和位号必须加上32之后，才是它的国标码；(2)西文可用一个字节表示，而汉字要用两个字节表示。,机内码：为了与西文的编码ASCII码相区别，将双字节国标码的每个字节的最高位b7置为“1”，这种双字节（16位）的汉字编码称为汉字的“机内码”，又称“内码”。,其它编码：国际标准ISO/IEC10646（包括全世界现代书面语言文字所使用的所有字符的标准编码，每个字符用4个字节编码）；国家标准（GB13000）-中、朝、日、香港、台湾联合制订的一个统一的汉字字符集(CJK编码),共收集了约2万多汉字及符号，采用2字节编码；“Unicode”-Windows95和Windows/NT操作系统(中文版)中也已采用了中西文统一编码，收集了中、日、韩三国常用的约2万汉字；国家标准(GBK)-汉字扩展内码规范；台湾汉字编码规范(Big5)。,252汉字的输入通常有键盘输入、语音输入、手写输入等方法，都有一定的优缺点。键盘输入方式：将每个汉字用一个或几个键表示，这种表示方法称为汉字的“输入编码”。大体分为四类：1.数字编码：如电报码、区位码等，难于记忆，不易推广；2.字音编码：如拼音码等，简单易学，但重码多；,3.字形编码：如五笔字型、表形码等，重码少，输入快，但不易掌握；4.音形编码：如自然码、快速码等，规则简单，重码少，但不易掌握。注意：汉字的输入编码与汉字内码、交换码是截然不同的，虽然汉字的输入编码可以不同，但汉字的内码和交换码还是一样的。,253汉字的输出汉字输出时，应以方块字的形式出现。因此，每个汉字的字形都预先存放在计算机中，这些字形信息库简称“字库”。不同的字体如宋体、仿宋、楷体、黑体都对应着不同的字库。汉字的字形主要有两种描述方法：点阵字形和轮廓字形。点阵字形：用一个方阵(1616、2424、3232等)的比特表示。“1”表示黑点，“0”表示空白。轮廓字形：把汉字的轮廓用直线和曲线来表示。,26图形信息在计算机内的表示,一般采用图象表示法和图形表示法。图象表示法：用mn个象点（象素）组成一个矩阵，黑白画面每个象素用一个二进制数表示，彩色画面每个象素用3个二进制数表示，如汉字字形的点阵描述。图形表示法：用几何要素和物体表面的材料与性质以及环境的光照条件、观察位置来描述，如汉字字形的轮廓描述法。,第二章小结,1、数据和信息的定义以及区别；2、二进制算术运算和逻辑运算的规则；3、二进制、八进制、十进制、十六进制的转换；4、信息计量单位及其换算；5、整数以及原码、反码、补码的换算；6、西文信息在计算机内的表示；7、中文信息在计算机内的表示（国标码、区位码、机内码）。作业：P191、2、3、4、5、6、7、8、9、10,第三章计算机硬件,教学目标1.掌握计算机硬件五个组成部分的作用与关系；2.了解处理器的构成和指令执行过程；3.了解计算机中各种存储器的作用；4.了解计算机中总线的作用及几种典型总线；5.熟悉PC机的物理结构和主要部件；6.了解常用输入输出设备的功用；7.了解计算机的分类及性能评测。,计算机硬件：是指有形的物理设备，它是计算机系统中实际物理装置的总称。可以是电子的、电磁的、机电的或光学的元件装置，或者是由它们所组成的计算机部件。如机箱、键盘、显示器、打印机、母板、各类扩充板等。,计算机软件：是指在硬件上运行的程序和相关的数据及文档。相对于硬件而言，软件用来扩大计算机的功能与提高计算机的效率，是计算机系统中不可缺少的主要组成部分。,31计算机的逻辑结构,计算机的硬件主要由中央处理器、主存储器、辅助存储器、输入/输出设备与总线这五类主要部件组成。中央处理器、主存储器、总线构成了计算机的“主机”，辅助存储器、输入/输出设备统称为“外部设备”，简称“外设”。示意图如下：,计算机的逻辑结构,3.1.1中央处理器,处理器(计算机中执行指令、完成数据处理的部件，由运算器和控制器组成)；中央处理器(CPU，承担系统软件和应用软件运行任务的处理器，是计算机中必备的核心部件)；中央处理器的逻辑结构如图所示：,处理器的逻辑结构,3.1.2主存储器和辅助存储器,计算机系统中负责数据和程序存储的部件就是“存储器”。计算机中的存储器分为：主存储器、辅助存储器。主存储器（主存、内存）：直接与CPU相连接，存取速度快但容量较小；辅助存储器（外存）：存储容量大但速度较慢，存放着计算机中的所有信息。下面详细说明主存和辅存的种类：,内存由半导体器件（超大规模集成电路）构成。整个内存划分成多个存储单元，用不同的编号来标志，称为“地址”。内存的写入和读出：CPU根据指令将信息存入某个存储单元或从某个存储单元取出其中的信息，分别称为写入和读出。注意：执行读出操作后，原有存储单元的信息并没有改变，只有执行读入操作后，写入的信息才会覆盖原有信息。,内存的基本编址单元是字节，即一个存储单元存放一个字节，从0开始依次编号。例如：存储容量为1KB时，其地址为01023（十进制）。微机的内存容量一般为几兆到几十千兆。内存的种类：随机存取存储器、只读存储器。随机存取存储器:(RAM)randomaccessmemory，内容可读可写，但断电后其中内容丢失。只读存储器：(ROM)readonlymemory，其中内容可读但不能写入，断电后其中内容不会丢失。,计算机辅存（外存）的容量很大，通常为几十兆几千兆，甚至更大。主要有磁表面存储器和光盘存储器等设备。磁表面存储器分为：磁盘：磁带：主要用于大容量且需要长期保存的信息，如银行、图书馆等场合。,软盘(容量小速度慢，但容易更替和保存),硬盘(容量大速度快，是主要的外存设备),存储器层次结构,3.1.3输入/输出设备,计算机中的输入/输出设备简称I/0(Input/Output)设备，它是计算机与外界联系和沟通的桥梁。输入设备：是指能向计算机系统输入信息的设备。常用的如键盘、鼠标、扫描仪等。输出设备：是指能从计算机系统输出信息的设备。常用的如显示器、打印机、绘图仪等。,3.1.4总线,总线(bus)是指连接计算机中CPU、内存、辅存、输入/输出信号线及其相关设备的控制电路，也称“系统总线”或“底板总线”。总线上的信号有：数据信号：负责在部件间传输数据；地址信号：负责数据的存放位置；控制信号：负责在传输和交换数据时起控制作用。,总线的几种类型：ISA总线：工业标准体系总线，也称AT总线；EISA总线：扩展的工业标准总线；MCA总线：微通道系统总线；PCI总线：局部总线。下图为使用PCI局部总线的计算机系统：,使用PCI局部总线的计算机系统,3.2计算机的工作原理,3.2.1指令与指令系统指令是用来规定计算机执行的操作和操作对象所在存储位置的一个二进位串。由两部分组成：操作码：用来指出计算机应执行何种操作的一个二进制代码。例如加、减、乘、除的操作码。操作数地址：指出该指令所操作的对象（操作数）所在存储单元的地址。,通常每一种CPU都有自己独有的一组指令，称为指令系统或指令组。这些指令可归纳为：(1)数据传送指令；(2)算术运算指令；(3)逻辑运算指令；(4)移位运算指令；(5)位与位串操作指令；(6)控制转移命令；(7)输入/输出指令；(8)其它指令。,3.2.2指令的执行,解决某一问题而设计的一串指令称为程序。计算机刚诞生时，只能使用机器语言来编制程序。现在已开发出很多高级程序语言并得到广泛使用，但计算机硬件唯一能接受的语言是机器指令，所有程序的运行最后都是在CPU中逐条执行。以下是Pentium处理器中一条指令的执行过程：,Pentium处理器中指令执行的流水线过程,总之，程序是由一串指令及其相关的数据组成的。存储在存储器中的程序自动控制计算机的全部操作，完成信息处理的任务。以上就是美国数学家冯.诺依曼(VonNeumann)提出的程序存储和程序控制的思想。直至今日，几乎所有计算机的基本工作方式都一样，仅仅功能有所变化。,3.3PC机的物理结构,3.3.1微处理器的发展进入20世纪80年代后，出现了微处理器和个人计算机。通常以其使用的CPU的字长和功能作为其主要标志。4位或8位微处理器Apple-216位微处理器Intel808632位微处理器Intel80386、80486,3.3.2PC机的组成主机箱外部：指示灯、按钮与开关、I/O插座、电源插座、驱动器托架等。主机箱内部：电源盒、系统板、软硬盘及光盘驱动器、扩展板卡等。主板主要部件：CPU及其配套电路芯片、快存和主存储器、板卡插座、控制电路等。,3.4PC机常用外部设备,3.4.1常用输入设备计算机基本输入设备是键盘和鼠标器，其它还有如扫描仪、数字化仪、磁卡读入机和条形码阅读器等，下面分别作简单介绍。键盘：主要输入设备，按键分为：数字键、英文字母键、符号键、控制键。鼠标器：机械式、光电式、光机式。其它输入设备,3.4.2常用输出设备常用的输出设备有显示器、打印机、绘图仪等，下面分别作简单介绍。显示器：分为CRT（阴极射线管）显示器、液晶显示器、等离子体显示器等；常用参数有点距、分辨率、彩色数目、屏幕尺寸等。打印机：击打式打印机、激光打印机、喷墨打印机绘图仪：常见的有平板式和滚筒式两大类。,3.4.3辅助存储器硬盘硬盘是最重要的辅助存储设备。它是将若干涂上磁层的铝合金薄圆片装在一根轴上，每片的正反各有一个记录面，用一系列同心圆来记录二进位信息。每个同心圆称一个磁道，每个记录面各配一个磁头，当薄圆片高速旋转时，磁头沿半径方向往复移动，用来对信息进行读出和写入。硬盘的主要技术指标有以下几个方面：(1)磁盘的存储容量存储容量是由记录面数目、磁道数目、记录密度等决定的。目前可达几百MB到几十GB；,(2)平均等待时间指需要读/写的扇区旋转到磁头下面的平均时间，这显然与硬盘的转速有关。比如：某硬盘的转速为每分钟3000转，那末此硬盘旋转一周的时间为20毫秒，平均等待时间则为10毫秒；(3)平均寻道时间(也称查找时间)指磁头沿着盘径移动到需要去读/写的那个磁道的平均时间；(4)数据传输速率指在磁头已找到了所需读/写的扇区后，每秒钟可以读出或写入硬盘的字节数,软盘软盘是一种可拆卸的塑料圆片，其表面的磁层用来记录信息，便于携带、成本低廉、保存方便。常见的有3.5英寸直径1.44M容量的和5.25英寸直径1.2M容量的两种。软盘的缺点是容量小、速度慢、容易损坏。注意：软盘在使用前要进行格式化。,光盘存储器光盘存储器是利用激光在记录介质上进行信息的读写，通常分为三大类：(1)只读型的CD-ROM(compactdisk-readonlymemory)存储器，容量一般为650M。DVD-ROM(digitalvideodisk-readonlymemory)它的存储容量可达4.7GB甚至更大，数据传输速率也更高，并可兼容CD-ROM光盘片。(2)可写一次可读多次的光盘存储器(writeoncereadmany，简称WORM)。(3)可读/写的光盘存储器。,3.5计算机的分类及性能评测,3.5.1计算机的分类根据计算机在信息处理系统中地位与作用，可将计算机分为：巨型计算机(supercomputer)小巨型机(minisupercomputer)主机(mainframe)小型计算机(superminicomputer)工作站(workstation)个人计算机(personalcomputer),3.5.2计算机的性能评测计算机硬件性能的评测，常用CPU字长、CPU运算速度、主存容量与速度、辅存容量、总线传输速率、系统通信能力、I/O设备的功能、系统的开放性、兼容性、可扩展性等作为主要指标。而综合评测计算机系统的性能比较复杂，常用的方法有以下几类：1、利用专门的测试程序。如Qaplus、Pctools、Norton等。2、利用厂商随机软件。3、利用基准程序测试法。,第三章小结,1.计算机的逻辑结构及五类主要部件；2.计算机的工作原理；3.PC机的物理结构；4.PC机常用外部设备；5.计算机的分类及性能评测。作业：P371、2、3、4、5、6、7、8、9、10、11、12,第四章计算机软件,教学目标1.了解计算机软件的功能与分类2.了解常用系统软件的功用，通过Windows熟悉操作系统的功能与作用3.了解和掌握几个常用通用应用软件的功能4.了解计算机软件开发的基本知识5.了解计算机软件的法律保护6.了解计算机病毒及有关的安全性问题,4.1软件的功能与分类,软件是计算机系统中必不可少的组成部分。它包括使计算机运行所需的各种程序、数据及其有关的文挡资料，承担着为计算机有效运行和进行特定信息处理任务的全过程的服务。其主要作用是：对计算机硬件资源的控制与管理扩大计算机的功能向用户提供方便灵活的使用界面提供计算机软件的开发工具和环境为用户完成特定的信息处理任务,计算机软件分类,操作系统,语言处理程序,实用程序,定制的应用软件,通用应用软件,文字处理软件,电子表格软件,图形、图象软件,通信软件,简报软件,统计软件,软件开发工具,软件,计算机应用系统的层次构成,4.2系统软件,系统软件中最重要的是操作系统、语言处理程序、数据库管理程序、实用程序等，下作简单介绍4.2.1操作系统操作系统（operatingsystem，OS）是直接运行在裸机上的最基本的系统软件，其它软件都必须在操作系统的支持下才能运行。操作系统负责对计算机的软硬件资源进行统一控制、管理、调度和监督，合理组织计算机的工作流程，目的是提高各类资源利用率，方便用户使用，为其他软件的开发提供必要的服务和相应的接口。,下面简单介绍目前流行的操作系统如MS-DOS、WINDOWS系列、UNIX系列、OS/2系列。DOSMS-DOS是美国微软公司（Microsoft）开发的微机上使用的操作系统，它以使用与管理磁盘存储器为其核心任务而得名。以下是DOS主要版本及其发表年月：,DOS主要版本及其发表年月,WindowsWindows是一个基于图形用户界面的多任务操作系统，其主要特征和功能如下：图形用户界面存储管理任务管理文件管理设备管理联机帮助（手册）软件开发工具(SDK,DDK)常用实用程序,以下是Windows各主要版本及其发表年月：Windows1.01983年12月Windows2.01987年10月Windows3.01990年5月Windows3.11992年4月Windows3.111994年Windows951995年8月Windows981998年,UNIXUNIX操作系统七十年代诞生于美国电话电报公司的贝尔实验室中，目前广泛应用于从微机、工作站、小型机到主机、大型机等各类计算机系统中，而且它具有强大的网络通信与网络服务功能，因此也是一种广泛使用的网络操作系统。根据UNIX的结构，可将它划分为两大部分：（1）核心部分，负责各种基本服务；（2）应用子系统，由若干应用程序组成；,OS/2OS/2是美国IBM公司和微软公司联合开发的微机操作系统，功能强大但市场占有率不高。,4.2.2语言处理程序编写计算机程序所用的语言称为程序设计语言。通常将它分为三类：机器语言、汇编语言、高级语言。1、机器语言：计算机硬件可以直接执行的指令是“0”和“1”组成的二进制代码，这种编程语言称为机器语言，它是一种低级语言。为了使一般人更加有效方便地编制程序，逐渐出项了各种高级程序设计语言。,2、汇编语言汇编语言是一种与计算机机器语言比较接近的符号语言，采用有助于人们记忆的文字符号来表示机器语言，也就是说汇编语言是机器语言的符号化用汇编语言所编制成的源程序不能直接被计算机所识别，必须由一个“汇编程序”翻译成机器语言后方可执行，这个过程称为“汇编”，反之则称为“反汇编”。将一种汇编语言程序汇编成其他种类计算机机器指令代码的过程称为“交叉汇编”汇编语言通常依赖于特定计算机的指令集，本质上还是一种机器语言，即也是一种低级语言。,3、高级语言所谓高级语言是指用来编制程序的语言更接近人们日常使用的书面语言。高级语言一方面更容易阅读和理解，另一方面独立于具体的机器，因此更具有通用性和可移植性。常用的高级语言有FORTRAN、COBOL、BASIC、PASCAL、C等。FORTRAN通常用于科学计算；COBOL通常用于商业领域；BASIC在应用普及中发挥了很大作用；PASCAL在教学上起了重要作用；而C语言已是目前使用最广泛的一种高级语言。,语言处理程序的目的及其转换方式：语言处理程序的目的就是将人们编制的高级语言源程序转换成机器能够执行的目标程序。其转换方式有两种：解释和编译解释：解释系统是一种边翻译边执行的语言处理程序。解释系统结构简单、容易实现，但效率较低。例如BASIC语言。编译：编译系统是将高级语言编制的程序翻译成机器指令程序的语言处理程序。相对于解释系统而言，执行速度较快。例如FORTRAN、COBOL、PASCAL、C等都采用编译方式。,4.2.3数据库管理系统数据库管理系统主要用于管理那种大量的、持久的、需要共享的数据信息。例如管理信息系统、办公信息系统、民航订票信息系统、情报检索系统等。早期的数据管理系统都采用文件系统，数据和程序集成在一起，后来在以统一管理和数据共享为主要特征的数据库系统（databasesystem）中，数据和程序已经分离，统一由一个称为数据库管理系统（databasemanagementsystem，DBMS）的软件管理。,世界上第一个数据库管理系统在60年代开发成功，70年代出现了商品化的关系式DBMS，80年代关系式DBMS成为主流，在各类计算机上得到广泛使用，例如在微机上使用的dBase、FoxBase、FoxPro等。随着网络的广泛使用，分布式数据库系统也得到了很大的发展。例如Oracle、Sybase、Informix等。数据库系统的简单结构图如下：,数据库系统,在数据库系统中，DBMS是其中的核心，通常由软件公司提供，一般具有以下功能：1、提供高级的用户接口；2、查询处理和优化；3、数据目录管理；4、并发控制；5、恢复功能；6、数据完整性和约束性检查；7、访问控制。,在现代计算机系统中，已将DBMS看成是主要的系统软件之一。通常根据DBMS所对应的数据组织的结构和形式，将数据模型分为：层次型、网状型、关系型。因而所对应的数据库管理系统也有层次型数据库管理系统、网状型数据库管理系统、关系型数据库管理系统。目前比较流行的是关系型数据库管理系统。普及型的有FoxPro、Paradox、Access等，比较完善的有Oracle、Sybase、Informix等。,4.2.4实用程序与软件工具实用程序是指一些工具性程序，给用户提供各种实用功能。例如文件管理、系统配置、资源管理、系统诊断、程序测试等。软件工具是指一些对软件开发特别有用的程序可帮助人们对其他程序进行开发、修复和优化性能等。,4.3通用应用软件,文字处理WPS，Word，WordPerfect，AmiPro，PageMaker电子表格Excel，Lotus1-2-3，绘图软件Paintbrush，AutoCAD，Microstation，网络通信Terminal，Mail，CCmail简报软件PowerPoint，ShowPartner，统计软件SPSS，SAS，BMDP，,4.4软件开发,4.4.1程序设计方法与技术瑞士科学家、PASCAL语言创始人N-沃思提出：算法+数据结构=程序算法也就是正确的解题方法；数据结构就是所涉及的数据在计算机中的组织及其所定义的操作。程序设计方法和技术有多种多样，例如自顶向下程序设计方法、自底向上程序设计方法、结构化程序设计方法、函数式程序设计方法、逻辑式程序设计方法、面向对象程序设计方法等等。,4.4.2软件工程所谓软件工程，是指使用工程化的概念、思想、方法和技术来研制、设计、生产和管理软件开发的全过程。有关软件工程的几个概念如下：(1)软件的生命周期(5)软件测试(2)需求分析(6)软件维护(3)软件设计(7)文档编制(4)编码与调试(8)项目管理,计算机软件的法律保护,计算机软件的法律保护手段主要有：专利法著作权法（有关规定）商业秘密法,4.6计算机安全与计算机病毒(1),计算机安全的定义：计算机系统有保护，没有危险。即计算机系统的硬件、软件、数据受到保护，不因自然的和人为的原因而遭到破坏、更改和显露，计算机系统能连续正常运行。计算机安全是一个系统的概念，它包括实体安全（保护计算机硬件和存储媒体的安全），软件安全（保护软件不被篡改、失效、非法复制）、数据安全（保护数据不被非法使用，修改等），运行安全。运行安全是定义中的重点，着重在系统能连续并且正常运行。,计算机安全与计算机病毒(2),计算机软件安全计算机数据安全计算机网络安全计算机运行安全,计算机安全与计算机病毒(3),计算机窃听（电磁波辐射）“计算机战争”（中子束或高强度微波束“射击”计算机）计算机黑客（hacker）计算机病毒,计算机安全与计算机病毒(4),计算机系统的安全等级按照所具有的安全保护能力来划分。不同重要性的计算机应用采用不同安全等级的计算机系统。美国国防部将计算机的可信度分为、四级。级缺乏保护级级自定保护级，实行“知限所需”类自定安全级，用户互相隔离类可控存取级，对用户审计级强制保护级级安全标记级,级结构保护级,级安全域级级验核保护级用形式化方法进行过验证证实符合安全要求,计算机安全与计算机病毒(5),计算机病毒的定义：计算机病毒是一些人蓄意编制的一种寄生性的计算机程序，它能在计算机系统中生存，通过自我复制来传播，并在一定条件下被激活，从而给计算机系统造成一定破坏。由于其活动方式与微生物学中的病毒类似，故称为“计算机病毒”。计算机病毒具有以下特点：1、破坏性；2、隐蔽性；3、传染性；4、潜伏性。,计算机安全与计算机病毒(6),计算机病毒按感染系统的方式可分为：引导扇区病毒：引导扇区是硬盘的一部分，开机时便控制操作系统如何动作。而引导扇区病毒是以自身的数据来代替硬盘的原始引导扇区，将病毒装入内存；文件感染病毒：文件感染病毒是将病毒代码加到可运行的程序文件中，在运行过程中被激活，并传播到其它程序文件；特洛伊马病毒：特洛伊马病毒貌似一个合法的程序，但当运行含有该病毒的程序时，病毒便破坏文件及损坏硬件。,计算机安全与计算机病毒(7),计算机染上病毒后的常见表现：屏幕显示异常情况；系统运行异常；磁盘存储异常；文件异常；打印机异常；蜂鸣器（机内喇叭）异常。,计算机安全与计算机病毒(8),计算机染上病毒后的处理措施：一般方法是使用专门的杀毒软件（如公安部开发的KILL、KV300、AV95等）预防计算机染上病毒的措施：不使用来历不明的软件；确保系统的安装盘和重要的数据盘处于“写保护”状态并多做备份；在计算机上安装病毒检测程序；在计算机上安装防病毒卡。,第5章计算机网络,教学目标1.了解计算机网络的组成和功能；2.初步了解计算机网络的体系结构；3.了解局域网的特点与构造；4.了解Internet的组成、功能与接入方法；5.了解信息高速公路的目标与意义。,5.1计算机网络的功能和组成,5.1.1什么是计算机网络计算机网络是用通信线路将分布在不同地点且具有独立计算功能的多个计算机系统互相连接，按照网络协议进行通信，实现资源共享的计算机系统的集合。网络协议：通信双方事先确定好的在通信过程中必须遵守的规则。它包含三个要素：语义、语法、规则资源：硬件、软件和数据资源等。,计算机网络包含三个主要部分：若干个主机（host）一个通信子网，它由一些通信链路和结点交换机（也叫通信处理机）组成，用于进行数据通信。一系列的通信协议，这些协议是为主机与主机、主机与通信子网或通信子网中各结点之间通信用的。协议是通信双方事先约定好的和必须遵守的规则，它是计算机网络不可缺少的组成部分。,5.1.2计算机网络的功能计算机网络至少应具有下列功能：（1）数据通信；（2）资源共享；（3）实现分布式的信息处理；（4）提高计算机系统的可靠性和可用性；(5）便于管理。,5.1.3计算机网络的发展第一代计算机网络：早期的计算机网络是一台主机通过电话线连接几个远程终端，是一种以单个主机为中心的星形网，效率不高，功能有限。第二代计算机网络：60年代末，美国建成了以ARPANET为代表的第二代计算机网络。它以“通信子网”为中心，许多主机和终端设备在通信子网的外围构成一个“用户资源子网”，不再使用类似于电话通信的电路交换方式，采用适合数据通信的分组交换方式，从而降低了计算机网络中通信的费用。,第三代计算机网络：70年代，很多计算机厂商提出了网络体系结构，但是生产的网络产品很难互相沟通。为此，ISO（国际标准化组织）在1977年提出了一种试图在全世界范围内让各种计算机互连成网的标准框架，即著名的“开放系统互连参考模型”，简称OSI/RM。80年代以来，Internet网（国际互连网，也称英特网）得到了飞速发展，但它仍属于第三代计算机网络。进入90年代，计算机网络正在向宽带综合业务数字网（B-ISDN）演变，即第四代计算机网络。,计算机网络发展的历史阶段概括,年代：网络出现研究阶段；年代：网络初具规模，试用阶段；年代：网络大发展；年代：网络国际化、标准化；年代后：网络专业化，走向成熟。,5.1.4计算机网络的分类计算机网络的分类方法很多，可以从不同的角度对计算机网络进行分类：按网络的交换功能分：电路交换网、报文交换网、分组交换网、帧中继网、ATM网；按网络的拓扑结构分：星型网、树型网、总线型网、环行网、网状网、混合网；按网络的控制方式分：集中式网络、分散式网络、分布式网络；按网络的作用范围分：广域网、局域网、城域网；按网络的使用性质分：公用网、专用网；按网络的使用范围和环境分：企业网、校园网；按网络的带宽和传输能力分：窄带网、宽带网。,网络的拓扑结构：,定义：计算机网络是由一组结点和链路组成，网络结点和链路的几何位置就是网络的拓扑结构。类型：A：星形B：树形,C：环形D：总线结构E：全部互连F：不规则形,广域网(WideAreaNetwork,简称WAN)：涉及的范围较大，一般可以从几公里至几万公里；局域网(LocalAreaNetwork,简称LAN)：它的地理范围一般在十公里内，属于一个部门或单位组建的小范围网。城域网(Metropolitan