计算机基础课件

计算机基础教程内蒙神舟硅业仪表工段2009.03.29,第1章计算机基础知识一、基本概念1、计算机发展过程1946年第一台电子计算机ENIAC由美国宾夕法尼亚大学研制成功。根据计算机所使用的电子器件，可将计算机的发展划分4个时代。（1）第一代计算机（1946-1958年）使用电子管作为主要电子器件，其主要特点是体积大、耗电多、重量重、性能低。,（2）第二代计算机（1958-1964年）使用晶体管作为主要电子器件。（3）第三代计算机（1965-1971年）使用中（MSI）、小型（SSI）规模集成电路作为主要电子器件。（4）第四代计算机（20世纪70年代初至今）使用大规模集成电路（LSI）和超大规模集成电路（VLSI）为主要电子器件。,2、计算机分类计算机从原理可以分为：模拟计算机和数字计算机两大类。（1）模拟计算机：处理在时间和数值上连续的量，计算机的运算部件由放大器构成。由于其运算过程为连续的，计算精度较低，应用范围窄，目前很少生产。（2）数字计算机：处理离散的量，运算部件为数字逻辑电路，按数字位进行计算。其特点是运算速度快，精确度高，具有逻辑判断等功能。数字计算机又可以按照不同要求进行划分按设计目的划分：通用计算机、专用计算机按用途划分：科学计算工程计算计算机、工业控制计算机、数据计算机按大小划分：巨型计算机、小型计算机微型计算机,3、计算机的特点（1）运算速度快（2）精确度高（3）具有记忆能力（4）具有逻辑判断能力（5）具有自动控制能力（6）通用性强计算机的发展趋势可以概括为巨型化、微型化、网络化、智能化和多媒体化。4、计算机应用领域（主要用途）（1）科学计算（2）自动控制（3）数据处理（信息处理）（4）计算机辅助设计（CAD/CAM/CAE/CIMS/CAI）（5）人工智能,5、信息的基本概念信息是人们由客观事物得到的，使用人们能够认知客观的事物的各种消息、情报、数字、信号、图像、语音等包括的内容。数据是客观事物的属性的表示，可以是数值数据和各种非数值数据。对计算机而言，数据是指能够为处理的经过数字化的信息。二、计算机系统的组成1、计算机系统的基本组成,CPU主机内存储器硬件系统外设输入/输出设备外存储器计算机系统操作系统系统软件语言处理系统软件系统程序设计语言系统服务程序等工具软件应用软件专用软件用户程序等,2、计算机软件系统根据各种软件在系统中所处的不同的地位和作用，可以将软件分为系统软件和应用软件两大类。系统软件：是管理、监控、维护计算机资源，使计算机高效率工作的一组文件和程序。分为：操作系统、语言处理系统和例行服务程序三类。应用软件：为解决计算机各类应用问题而编制的软件系统，它具有很强的实用性。应用软件是由系统软件开发的，分为（用户程序和应用软件包）,一.基本概念1、数制（NumberSystem）也称计数制，是指用一组固定的数字符号和统一的规则来表示数值的方法。数制的表示主要包括三个基本要素：数位、基数和位权。,第二章数制的概念,2、在微机中，一般在数字的后面，用特定字母表示该数的进制。例如：B（二进制）、D（十进制，D可省略）、O（八进制）、H（十六进制）等。,3、十进制：具有10个不同的数码符号0、1、2、3、4、5、6、7、8、9，其基数为10，十进制数的特点是逢十进一。例如：（1048）D1103010241018100,二进制：具有2个不同的数码符号0和1，其基数为2，二进制数的特点是逢二进一。例如：（1101）B123122021120（13）D八进制：具有8个不同的数码符号0、1、2、3、4、5、6、7，其基数为8，八进制数的特点是逢八进一。例如：（1062）O183082681280（562）D,十六进制：具有16个不同的数码符号0、1、2、3、4、5、6、7、8、9、A、B、C、D、E、F，其基数为16，十六进制数的特点是逢十六进一。例如：（2AF）H21621016115160（687）D,不同进制间的表示方法,如果有两个有理数相等，则两个数的整数部分和小数部分一定分别相等。因此，数制之间进行转换时，通常需要对整数部分和小数部分分别进行转换。,二.数制间的转换,方法：按权展开求和。例如：（110.101）B=122+121+020+12-1+02-2+12-3=（6.625）D（73.56）O=781+380+58-1+68-2=（59.71875）D（2B.3C）H=2161+11160+316-1+1216-2=（43.234375）D,1、二进制转换为其他进制,2、十进制数转换为二进制数方法：整数部分采取“除2取余法”，从下往上取；小数部分采取“乘2取整法”，从上往下取。例如：将十进制数358.375转换为二进制数。因为（358）D=（101100110）B（0.375）D=（0.011）B所以将整数和小数合并在一起，（358.375）D=（101100110.011）B,具体步骤如下：整数部分转换：小数部分转换：余数整数部分235800.37521791228910.75002440222201.5001211122511122011,（取后乘）,提示：十进制转换为八进制、十六进制的方法与十进制转换为二进制的方法类似。十进制整数八进制方法：“除8取余”；十进制整数十六进制方法：“除16取余”；十进制小数八进制小数方法：“乘8取整”；十进制小数十六进制小数方法：“乘16取整”。,3、二进制、八进制、十六进制之间的转换,二进制数转换为八进制数的方法：以小数点为界，分别向左或右将每三位二进制数合成为一位八进制数即可。如果不足三位，可用零补足。八进制数转换为二进制数，将每一位八进制数展成三位二进制数即可。例如：（1100101.1101）B=（001100101.110100）B=（145.64）O（423.45）O=（100010011.100101）B,二进制数转换十六进制数的方法：以小数点为界，分别向左或右将每四位二进制数合成一位十六进制数即可。如果不足四位，可用零补足。十六进制数转换为二进制数，将每一位十六进制数展成四位二进制数即可。例如：（10101001011.01101）B=（010101001011.01101000）B=（54B.68）H；（ACD.EF）H=（101011001101.11101111）B,二进制的运算有算术运算和逻辑运算两种。算术运算：二进制数的算术运算有加法、减法、乘法和除法。加法规则：00=00l=l10=ll1=10减法规则：00=0l1=010=l10l=l乘法规则：00=001=0l00l1=l除法规则：00=001=0l0（无意义）l1=l,4、二进制的运算规则,逻辑运算：包括“或”运算、“与”运算和“非”运算。“或”运算规则如下：00=001=110=111=100=001=110=111=1“与”运算规则如下：00=001=010=011=100=001=010=011=1“非”运算规如下：非0等于1；非1等于0,5、常用数据类型BOOL型：占用一个位的地址，有0和1两中状态BYTE型：占用一个字节，即8个位INT型：占用一个字的地址，用来表示整型值FLOAT型：占用两个字，用来表示带实数值,6、数据的存储单位数据的存储单位有位、字节和字等。(1)位也称比特，记为bit(binarydigit的缩写)或b，这是最小的信息单位，是用0或1来表示的一个二进制数位。(2)字节也称拜特，记为Byte或B，是数据存储中最常用的基本单位。PC中由8个二进制位构成一个字节，从最小的00000000到最大的11111111，即一个字节可有256个值。也可以表示由8个二进制位构成的其他信息。一个字节可存放一个半角英文字符的编码(ASCII码)。两个或四个字节可存放一个汉字编码，1个汉字至少需要两个字节或两个字符来表示。这里所说的字符是指ASCII码字符，即半角下的英文字母、数字或其它符1Byte=8bit，通常将2的10次方，即1024个字节称为1K字节(kilobytes)，记为1KB(注意：习惯上也就是普通物理和数学上的1k=1000，而计算机中的1K=1024=210)，读作千字节。2的20次方个字节约为百万个字节，记为1MB(Megabytes)，读作兆字节。2的30次方个字节约为10亿个字节，记为1GB(Gigabytes)，读作吉字节或者千兆字节。2的40次方个字节约为万亿个字节，记为1TB(Terabytes)，读作太字节。2的50次方个字节约为千万亿个字节，记为1PB(Petabytes)，读作拍字节。(3)字记为word或w，是位的组合，是信息交换、加工、存储的基本单元(独立的信息单位)。用二进制代码,表示，一个字由一个字节或若干字节构成(通常取字节的整数倍)。它可以代表数据代码、字符代码、操作码和地址码或它们的组合。字又称计算机字，用来表示数据或信息长度，它的含义取决于机器的类型、字长及使用者的要求。常用的固定字长有32位(如386机、486机)、64位(如586机、Pentium机系列)等。,第三章常用通讯方式一、RS232通讯RS232的通讯信号电平为正负515V，这不同于数字电路的03V或05V，所以要以RS232的方式进行通讯，源信号需要进行电压转换。最大通讯距离15米。当进行数据传送时，只用一根数据线且只能进行单向传输的方式，称为单工方式；当进行数据传送时，只用一根数据线利用不同时段进行双向传输的方式，称为半双工方式；当进行数据传送时，利用两根数据线同时进行发送和接收的方式，称为全双工方式。,二、RS485/422通讯由于工业现场的环境较为恶劣，比如各种射频干扰均比其他场合来得大，为了保证工业现场较长传输距离的情况下数据的正确性，一般工业现场设备会采用RS422/485进行通讯。最大通讯距离1200米，此时速率可达到19200BIT/S.RS422/485采用了平衡差分信号传输方式。,三、MODBUS通讯1、MODBUS规约Modbus协议是应用于电子控制器上的一种通用语言。通过此协议，控制器相互之间、控制器经由网络（例如以太网）和其它设备之间可以通信。它已经成为一通用工业标准。有了它，不同厂商生产的控制设备可以连成工业网络，进行集中监控。此协议定义了一个控制器能认识使用的消息结构,而不管它们是经过何种网络进行通信的。它描述了控制器请求访问其它设备的过程，如果回应来自其它设备的请求，以及怎样侦测错误并记录。它制定了消息域格局和内容的公共格式。当在Modbus网络上通信时，此协议决定了每个控制器须要知道它们的设备地址，识别按地址发来的消息，决定要产生何种行动。如果需要回应，控制器将生成反馈信息并用Modbus协议发出。在其它网络上，包含了Modbus协议的消息转换为在此网络上使用的帧或包结构。这种转换也扩展了根据具体的网络解决节地址、路由路径及错误检测的方法。标准的Modbus口是使用RS-232C兼容串行接口，它定义了连接口的针脚、电缆、信号位、传输波特率、奇偶校验。控制器能直接或经由Modem组网。控制器通信使用主从技术，即仅设备（主设备）能初始化传输（查询）。其它设备（从设备）根据主设备查询提供的数据做出相应反应。典型的主设备：主机和可编程仪表。典型的从设备：可编程控制器。主设备可单独和从设备通信，也能以广播方式和所有从设备通信。如果单独通信，从设备返回消息作为回应，如果是以广播方式查询的，则不作任何回应。Modbus协议建立了主设备查询的格式：设备（或广播）地址、功能代码、所有要发送的数据、错误检测域。,从设备回应消息也由Modbus协议构成，包括确认要行动的域、任何要返回的数据、和错误检测域。如果在消息接收过程中发生错误，或从设备不能执行其命令，从设备将建立错误消息并把它作为回应发送出去。在其它网络上，控制器使用对等技术通信，故任何控制都能初始和其它控制器的通信。这样在单独的通信过程中，控制器既可作为主设备也可作为从设备。提供的多个内部通道可允许同时发生的传输进程。在消息位，Modbus协议仍提供了主从原则，尽管网络通信方法是“对等”。如果控制器发送消息，它只是作为主设备，并期望从从设备得到回应。同样，当控制器接收到消息，它将建立一从设备回应格式并返回给发送的控制器。主设备查询查询消息中的功能代码告之被选中的从设备要执行何种功能。数据段包含了从设备要执行功能的任何附加信息。例如功能代码03是要求从设备读保持寄存器并返回它们的内容。数据段必须包含要告之从设备的信息：从何寄存器开始读及要读的寄存器数量。错误检测域为从设备提供了一种验证消息内容是否正确的方法。.从设备回应如果从设备产生正常的回应，在回应消息中的功能代码是在查询消息中的功能代码的回应。数据段包括了从设备收集的数据：像寄存器值或状态。如果有错误发生，功能代码将被修改以用于指出回应消息是错误的，同时数据段包含了描述此错误信息的代码。错误检测域允许主设备确认消息内容是否可用。每个MODBUS帧都包括地址域功能域数据域错误检测域,2、MODBUSRTU通讯方式地址功能代码数据数量数据1.数据nCRC高字节CRC低字节地址域功能域数据域错误检测域帧定界:MODBUSRTU方式下，每两个字符之间发送或者接收的时间间隔不能超过1.5倍字符传输时间。如果两个字符时间间隔超过了3.5倍的字符传输时间，规约就认为一帧数据已经接收，新的一帧数据传输开始。3、MODBUSASCII通讯方式地址功能代码数据数量数据1.数据nLRC高字节LRC低字节回车换行地址域功能域数据域错误检测域ASCII方式用两个ASCII字符表示一个8位数据，比如16进制的3A用字符“3”和字符“A”表示。4、MODBUSTCP通讯方式MODBUSTCP模式下，由于模块的地址由IP地址确定，所以不再有地址域内容，考虑到TCP网络是可靠的数据传输网络，故不再有校验数据。但是考虑到在IP网上数据到达的顺序可能与我们预期的数据不一致，故增加了一个数据序号，考虑到在MODBUSTCP协议上承载MODBUS协议，还在头部数据中增加了一个地址域。,5、常用MODBUS功能吗a、读继电器状态功能码：01数据起始地址：0000100008数据长度：不大于08（因为只有8个输出继电器）说明：读取输出继电器的状态。b、读开关量输入功能码：02数据起始地址：100001100016数据长度：不大于16（因为只有16路输入）说明：读取输入开关量的状态。c、功能码：03数据起始地址：400001400128数据长度：不大于125（因为通信缓冲区的限制）说明：读取保持寄存器的值。读取的是16位整数或者无符合整数d、功能码：04数据起始地址：30001-30024数据长度：不大于12说明：读取输入数据。读出值为16位整数,四、OPC通讯简介OPC是以OLE/COM机制作为应用程序的通讯标准。OLE/COM是一种客户/服务器模式，具有语言无关性、代码重用性、易于集成性等优点。OPC规范了接口函数，不管现场设备以何种形式存在，客户都以统一的方式去访问，从而保证了不同厂商设备之间通讯成为可能。OPC(用于过程控制的OLE)是指一个标准的、与制造商无关的软件接口。OPC接口的基础是MicrosoftWindows的COM(组件对象模型)和DCOM(分布式组件对象模型)技术。只有当设备带有的操作系统是基于WindowsCOM和DCOM技术时，才能使用OPC软件接口进行数据交换。目前，WindowsNT、Windows98、Windows2000和WindowsXP能使用这个软件接口。,第四章计算机网络及Internet的应用一、计算机网络基本知识1、网络的形成与发展计算机网络的形成与发展大致分为4个阶段:（1）第一阶段：以主机为中心的第一代计算机网络第一代计算机网络中，计算机是网络的控制中心，终端围绕着中心分布在各处，而计算机的主要任务是进行批处理。（2）第二阶段：以通信子网为中心的第二代计算机网络1969年，美国的ARPA的计算机分组交换网ARPANET投入运行。,APRANET的成功，标志着计算机网络的发展进入一个新纪元，是计算机网络的概念发生了根本性的变化，ARPANET被认为是Internet的前身。（3）第三阶段：体系结构标准化的第三代计算机网络网络体系结构是使由于各个网络体系结构各不相同的网络互连互通。ISO（国际标准化组织）于1977年设立专门的机构研究解决上述问题，并于1984年颁布了OSI开放系统互连标准。,ISO/OSI采用分层的结构化技术，它将整个网络功能划分为7层，由底向上依次是物理层、数据链路层、网络层、传输层、会话层、表示层、应用层。从控制角度看，ISO/OSI模型中的第1，2，3层可以看做是传输控制层，负责通信子网的工作，解决网络中的通信问题；第5，6，7层为应用控制层，负责有关资源子网的工作，解决应用进程的通信问题；第4层为通信子网和资源子网的接口，起到连接传输和应用的作用。,（4）第四阶段：以下一代Internet为中心的新一代网络进入20世纪90年代以来到现在，微电子技术、大规模集成电路技术、光通信技术和计算机技术不断发展，为网络技术的发展提供了有力的支持；而网络应用正迅速朝着高速化、实时化、智能化、不断的深入，新一代网络的出现已成必然。2、计算机网络的分类（1）局域网（LAN）：字面的意思就是本地网络。用于有限的范围内的各种计算机、终端与外部设备互联成网。,（2）城域网城域网所采用的技术基本上与局域网相类似，只是规模上大一些。（3）广域网（WAN）：字面的意思就是宽广区域网络。也称远程网。它所覆盖的地理范围从几十公里到几千公里。广域网覆盖一个国家、地区，或横跨几个洲，形成国际性的远程网络。（4）互联网多个网络相互连接构成的集合称为互连网。,二、TCP/IP协议,1.TCP/IP参考模型,2、Internet提供的基本服务,电子邮件(E-mail)查询与浏览服务(Archie、Gopher、WWW)远程登录(Telnet)文件传输(FTP:FileTransferProtocol),3、IEEE802标准,802.1概述。包括体系结构、网络互联、网络管理和性能测量等。802.2逻辑链路控制LLC协议。它向高层协议提供了与各种MAC子层的接口。802.3CSMA/CD协议。它定义了总线网的MAC控制和物理层的规范。802.4令牌总线网协议。它定义了令牌总线网的MAC控制和物理层的规范。802.5令牌环形网协议。它定义了令牌环形网的MAC控制和物理层的规范。,4、常见的网络拓扑结构,星型拓扑结构,环型拓扑结构,总线型拓扑结构,星型结构(star)所有计算机都连到一个共同的结点，当某一个计算机与节点之间出现问题不会影响其它计算机之间联系。,环型结构(ring)所有计算机都连到一个环型线路上，每个计算机侦听和收发属于自己的信息。这种拓扑结构的优点是所用的电缆较少，传输的误码率低；缺点是硬件连接可靠性较差，并且重新配置网络较难。,总线型结构(bus)所有计算机都连到一条线路上，公用这条线路，任何一个站的发送信号都可以在通信介质上广播，并能被所有其它站点接受。所用设备简单，但某一计算机与总线之间的故障会影响整个网络工作。,5.特殊传输线双绞线:双绞线由两根2226号绝缘铜导线相互缠绕而成。由于把两根绝缘的铜导线按一定密度互相绞在一起，每一根导线在传输中辐射的电波会被另一根线上发出的电波抵消，可降低信号干扰的程度。如果把一对或多对双绞线放在一个绝缘套管中便成了双绞线电缆。现在所使用的双绞线主要有三类线(可传输10Mb/s信号)和五类线(可传输100Mb/s信号)两种。AMP双绞电缆(见图9.6)内有8根电线,分成4对,依次为:1橙、2白橙花色为一对，3绿、4白绿花色为一对，5蓝、6白蓝花色为一对，7棕、8白棕花色为一对。不同色的线对具有不同的扭绞长度。超五类双绞线的传输距离在150米左右。,同轴电缆同轴电缆有粗缆和细缆之分(见图9.7)。以太网中常用50欧姆的粗缆作为传输线，其传输距离可达500米，细缆的传输距离为180米。同轴电缆使用的是BNC接头，在电缆的终点必须配有终端匹配器，以防止由于终端反射使传输出错。,图9.7,光缆通信光缆是当今世界传输信息容量最大、传输距离最长、抗干扰能力最强的现代化通信传输设施。目前已成为我国通信网的重要组成部分。光缆由玻璃纤维等材料构成。把若干条可导激光的玻璃纤维管用防护材料包裹成各种型号的光缆(见图9.8)，可以多路高速传输激光信号。通过光电转换器可实现电信号传输。使用光缆直接传输距离可达数公里。,6.通信线路上的结点机(1)集线器(Hub)集线器是网络专用设备(见图9.9)。简单的Hub提供网络布线时多路线缆交会的结点或用于树状网络布线的级连。当某一站发送数据时，首先到达Hub，Hub对此信号的幅度和相位失真进行补偿后，将再生的信号向与Hub相连的Hub或计算机广播。目前常见的Hub传输速率有10Mb/s和10/100Mb/s两种。当多台计算机同时使用Hub时，各自只能获得几分之一的传输速率。,(2)网关(gateway)网关是连接两个协议差别很大的计算机网络时使用的设备。它可以将具有不同体系结构的计算机网络连接在一起。网关有两种：一种是面向连接的网关，一种是无连接的网关。无连接的网关用于数据包网络的互联，面向连接的网关用于虚拟电路网络的互联。(3)网桥(bridge)网桥是Internet结点设备，它能将一个较大的LAN分割为多个网段，或将两个以上的LAN(可以是不同类型的LAN)互连为一个逻辑LAN。网桥的功能在延长网络跨度上类似于中继器，然而它能提供智能化连接服务，即根据数据包终点地址处于哪一网段来进行转发和滤除。,(4)路由器(router)路由器在Internet中起着数据转发和信息资源进出的枢纽作用，是Internet的核心设备，当数据从某个子网传输到另一个子网时，要通过路由器来完成。路由器根据传输费用、转接时延、网络拥塞或信源和终点间的距离来选择最佳路径。路由器了解整个网络拓扑和网络的状态，因而可使用最有效的路径发送包。路由器是一台专用计算机，简单的路由器可由服务器兼任。,三、网络连接1、通过局域网的连接2、通过ADSL的连接3、网络故障的简单诊断命令（1）ipconfig（2）ping,图9.33,TCP/IP配置图,(2)单击“属性”选项，弹出“本地连接属性”对话框(见图9.34)。,图9.34,图9.35,四、IE浏览器的使用1、Internet网页上的几个基本术语（1）文本与超文本（2）超文本标记语言：超文本标记语言HTML，在WWW中用来描述超媒体文本的格式和内容，是编写超媒体文本的语言，也称为网页编写语言。,ftp:/:使用HTTP的URL一般形式为：http:/:/http：/http：/（东南大学主页）ftp：/ftp,（4）浏览器2、InternetExplorer浏览器的进入与退出3、InternetExplorer浏览器界面结构4、InternetExplorer浏览器的基本操作（1）浏览网页（2）IE常用工具（3）IE的操作与使用5、InternetExplorer浏览器的基本设置6、InternetExplorer浏览器收藏夹的基本使用7、搜索引擎的使用（1）什么是搜索引擎（5）搜索引擎使用基本方法,（2）搜索引擎的主要任务（信息搜索、信息处理、信息查询）（3）搜索引擎的分类（4）常用的搜索引擎查询条件具体化、使用加号、使用减号、使用引号8、IE地址栏中访问FTP站点的操作（1）FTP协议（2）FTP地址格式（3）访问FTP站点9、BBSBBS的基本操作、BBS的登录方法、使用BBS10、Web格式邮件的使用,四、FTP客户端软件（CuteFTP）的使用1、FTP的概念与构成2、界面与站点的管理3、FTP站点的连接和断开4、文件的下载和上传5、在远程服务器上进行文件操作五、电子邮件的使用1、电子邮件的基本工作原理2、添加邮件帐户或新闻组帐户3、电子邮件的基本操作4、outlookExpress邮件的管理5、使用通讯薄,怎样申请邮箱,推荐邮箱的网站,第五章WINXP简介绍,一、常用快捷键windows键或CTRL+ESC打开开始菜单CTRL+ALT