计算机基础知识讲座.ppt

从基础研究开始，第1章：计算机概述第2章：微机编号系统和编码第3章：微机系统组成第4章：微机指令第5章：计算机安全和病毒知识第1章：计算机概述第1.1章计算机的产生和发展1946年2月，世界上第一台计算机诞生于美国宾夕法尼亚大学，命名为ENIAC。这台计算机的主要部件是电子管。它由18800个电子管组成。它的体积很大。它占地170平方米，重30吨。它可以在一秒钟内完成5000次操作，消耗的总功率超过174千瓦/小时。图1-1第一台计算机ENIAC根据其主要组成部分分为四个阶段：常识：冯尼曼(19031957-1957)，计算机之父，匈牙利裔美国科学家，计算机科学的创始人之一。他不仅在计算机领域，而且在教学、逻辑、物理和其他领域都做出了巨大贡献。他的杰出成就已成为科学界的巨人，被誉为“计算机之父”。1.2计算机的特点和分类1 .计算机的主要特点(1)计算速度快。今天的电子计算机每秒可以达到上亿次甚至更高。(2)逻辑判断能力。电子计算机的计算精度无法与其他计算工具相比。(3)存储容量大。电子计算机可以在存储器中存储大量信息。(4)程序控制下的自动操作。计算机和所有以前的计算工具之间的本质区别在于，它可以摆脱人工干预，自动地、连续地执行各种操作。有许多类型的计算机。一般来说，计算机分为：超级计算机、大型计算机、中型计算机、小型计算机、小型计算机等。根据计算机系统的规模和功能强度，如下图所示：图1-2超级计算机、图1-3大型计算机、图1-4小型计算机(台式计算机)、图1-5便携式计算机(笔记本计算机)、图1-6掌上计算机和1.3计算机应用领域(1)计算机的传统应用领域：科学计算、信息处理和过程控制。计算机首次应用于科学计算。在20世纪50年代和60年代，计算机应用范围扩大到数据和信息处理，成为最大的应用领域。由于计算机不仅能高速运行，而且具有逻辑判断能力，自20世纪60年代以来，计算机已广泛应用于工业生产过程的实时监控。自20世纪70年代以来，过程控制技术逐渐应用于军事和家用电器。(2)计算机的现代应用领域：计算机辅助系统：计算机辅助设计、计算机辅助制造、计算机辅助工程、计算机辅助工程、CIMS工程、计算机辅助设计、计算机辅助工程。计算机辅助设计计算机辅助设计(Computer-AidedDesign):是指通过计算机帮助各种设计者进行设计。计算机辅助制造cam(计算机辅助制造):是指使用计算机管理和控制生产设备的技术。计算机辅助教育CAE(计算机辅助教育):包括计算机辅助教学计算机辅助教学和计算机管理教学。d .计算机集成制造系统(CIMS) :是一个集设计、制造和管理功能于一体的现代工厂生产系统。计算机辅助测试计算机辅助测试：利用计算机处理大量数据，完成各种复杂的测试工作和系统。计算机模拟(ComputerSimulation):是利用计算机模拟进行工程、产品和决策测试，模拟军事演习和模拟训练。办公自动化交易型办公自动化系统，也称为电子数据处理(EDP)系统或商务信息系统，主要由秘书和商务人员用来处理日常事务。管理办公自动化系统，又称管理信息系统，是一种基于计算机的信息系统，实现对企业、事业单位或政府机构的全面管理。决策办公自动化系统是在上述交易处理和信息管理的基础上增加决策辅助功能而形成的。娱乐和休闲电脑游戏、电脑多媒体、网上冲浪等。字长是指计算机的算术部件可以同时处理的二进制数据的位数。字长决定了计算机的准确性、寻址速度和处理能力。通常，长度越长，计算精度越高，处理能力越强。根据字长，微型计算机可分为8位、16位、32位和64位。2.主频率是指中央处理器的时钟频率，通常用来表示系统的运行速度。3.运行速度运行速度指的是中央处理器每秒可以执行的指令数。虽然主频越高，计算速度越快。然而，它不是决定运行速度的唯一因素。它还在很大程度上取决于CPU体系结构和其他技术措施。4.存储容量存储容量是指微型计算机新配置的内存总字节数。它决定了计算机能否运行较大的程序，直接影响运行速度，并直接与系统中的中央处理器交换数据。5.系统总线的传输速率系统总线的传输直接影响计算机输入和输出的性能，这与总线中的数据宽度和总线周期有关。6.将外部设备配置为具有合理主机配置的外围设备也是衡量机器综合性能的重要指标。微型计算机最基本的外围设备包括键盘、显示器、打印机、软盘驱动器、硬盘驱动器、鼠标等。软件配置软件的配置包括操作系统、编程语言、数据库管理系统、网络通信软件、汉字软件和其他各种应用软件。除上述性能指标外，微机还经常考虑机器的兼容性，这有利于微机的推广。系统可靠性也是一个重要的性能，它指的是平均无故障工作时间。还有系统可维护性，即平均故障排除时间；此外，微机的售后服务也是我们需要注意的。当然，对中国用户来说，微机系统的汉字处理能力也是一项技术要求。所有这些都需要我们的全面考虑和对微型计算机的性能和技术指标的全面了解。第二章：微机2.1数制和转换2.1.1数制中的数制和编码概念数制是数字的表示和计算方法。数字数据大小不一，人们习惯于十进制。然而，在计算机内部，各种信息都是以二进制代码的形式表示的，而十六进制数主要用于计算机的设计和研究。任何数字系统都有以下三个关键点：1。数字系统中使用的数字。十进制10位数：0 9；二进制2位数：0、1等。2.进位规则。十进制符合十进制。二进制到二进制。3.每个数字的右边。二进制数的每一位的权重是2的幂。因为不同位置的权重不同，所以相同的数字代表不同位置的不同值。每个数字上的值等于该位置上的数字与位置权重的乘积，相邻数字的高位权重与低位权重之比是该数字的基数。每个系统的基数是系统本身。可以用下面的通式来表示：在上面的公式中，r代表基数，a代表数系的数，代表数的权重，m和n是正整数。只要按照上述公式展开计算，任何十进制都可以转换成十进制。(2.1.2)数字转换(1)从二进制数、八进制数和十六进制数到十进制数的转换原理：按权重、累加和示例1展开。将二进制数10111转换为十进制数。例2。将八进制136转换为十进制。例3。将十六进制数35A转换为十进制数。(2)十进制转换为二进制、八进制或十六进制转换的原理：整数：除以2 (8，16)得到余数；十进制：乘以2 (8，16)得到一个整数。例如，将十进制数(45.25)10转换为二进制数。，和，和，和，和，和，和，和，和，和，和，和，和，和，和，和，和，和，和，和，和，和，(3)二进制数到八进制数和十六进制数1的转换。二进制数到八进制数的转换原理：三位法则集：将二进制数(11101110.00101011)2转换成八进制数0111101110.001010110356126(11101110.00101011)2=(356.126)8，2。二进制到十六进制转换的原理：四位一组方法、示例：将二进制数(1011111100101.0001111001101)2转换成相应的十六进制数01011110101.00010110105 E5。L9A即(10111100101.000101101)2=(5E 5.19 A)16，3。从八进制到二进制的转换原理：一分为三定律：将八进制数(714.431)8转换成二进制数714.43111100110010011001，即(714.431)10=(111001100.100011001)2、4。十六进制转换为二进制转换的原理：一分为四定律：十六进制数(1AC0.6D)16转换为相应的二进制数LAC 0.6D 00011101011000000.01101，即，(LAC 0.6D)16=(1101011000000.01101)2，(4)八进制和十六进制之间的转换不能直接在八进制和十六进制之间转换，而是通过二进制间接实现的。计算机中的数据单元数据是指计算机可以接受和处理的所有符号，包括数值、文本、图形、图像、声音、视频和其他信息。计算机中常用的数据单位是位、字节和字。1.位，也称为位，是计算机信息数据编码中的最小单位。1位二进制数字由0或1表示。2.字节是计算机存储信息的最基本单位，也是信息数据的基本单位。一个字节由一个8位十进制数表示。通常计算机以字节计算内存容量。*计算机中字节和容量的转换：lb=8 bitlkb=210 b=l 024 blmb=220 b=l 024 kbl GB=230 b=l 024 MB 3。当计算机一次存储、传输或操作一组二进制数时，称为单词。一个字由几个字节组成，用来表示数据或信息的长度。2.2.2计算机中的数字编码计算机中的数字编码是以字节为单位的数字存储形式。以8位代码(一个字节)为例，最高位指定为符号位(正数的最高位为0，负数的最高位为1)，其余为数值位的数量。数字化后的这种符号的数量可以在计算机中表示出来，称为机器编号。机器编号有三种代码：原始代码、反码和补码。正数的三个代码与数字的二进制数形式相同，而负数的三个代码的最高位总是1，并且数字位服从原始、逆(0到1，1到0)和补码(加1)的规则。当计算机进行减法运算时，负号和后面的数字被视为负数，补码用于“加法”。例如，十进制运算8 (-8)=0和补码运算：0001011100010000000计算结果超过8位并溢出。在字符编码计算机中，当处理非数字字符和其他符号时，字符和符号被数字化，即字符和符号由二进制编码表示。字符编码是指定用什么二进制编码来表示字符和符号。1.人们习惯于使用十进制数，而计算机使用二进制数来表示和处理数字数据。因此，当计算机输入和输出数据时，必须从十进制转换成二进制，从二进制转换成十进制。这是大多数应用程序环境中的实际情况。BCD编码方法很多，通常采用8421编码。这种编码更加自然和简单。该方法是用四位二进制数表示一位十进制数，从左到右每一位对应的位权重分别为8、4、2和1。值得注意的是，4位二进制数0000 1111有16种状态，这里我们只取0000 1001的10种状态。但是1010 1111六个状态在这个编码中没有意义。该代码的另一个特点是易于编写、直观且易于识别。例如，十进制数864的二进制和十进制代码是864(1000)(0110)(0100)，十进制数和8421代码之间的比较表，以及2。当2。ASCII码是用汇编语言或各种高级语言编写的程序输入计算机的，用于人与计算机之间交流的语言不再是纯粹的数学语言，而是一种符号语言。因此，有必要对各种符号进行编码，以便计算机能够识别、存储、传输和处理它们。最常见的符号信息是书写符号，因此字母、数字和各种符号必须按照机器中的约定规则用二进制编码。ASCII码有7位和8位两种版本。世界上普遍使用7位版本。7位版本的ASCII有128个元素，包括34个常用控制字符、10个阿拉伯数字、52个大写和小写英文字母以及32个各种标点符号和操作符号。7位版本的ASCII只需要7个二进制位(27=128)。8位ASCII码需要8位二进制数进行编码。最高位为0时，称为基本ASCII码(该码与7位ASCII码相同)。当最高位为1时，将形成一个扩展的ASCII码，它代表128到255个数字和128个字符。通常每个国家都把扩展的ASCII码作为自己的国家语言代码。2.4汉字编码中国用户在使用计算机进行信息处理时通常使用汉字。因此，必须解决汉字的输入、输出和处理等一系列问题。当然，关键问题是解决汉字编码的问题。由于汉字是大量的象形文字，常用的汉字有3000到5000个，而且汉字的形状和笔画差异很大，用几个明确的符号完全表达汉字或拼写像英语这样的汉字是不可能的。每个汉字都必须有自己独特的代码。1) 信息交换用汉字编码字符集基本集 信息交换用汉字编码字符集基本集是我国于1980年制定的国家标准GB 2312-80，代号为国家标准代码，是国家规定的汉字信息交换的代码依据。(二)汉字内码汉字内码是计算机系统用于存储、处理和传输的代码。它也被称为汉字内码或汉字内码。3)汉字输入码(外码)汉字输入码是为通过键盘向计算机输入汉字而设计的代码。汉字输入有许多编码方案，其中大部分由字母、数字或符号表示。4)汉字字形编码汉字字形编码是存储在汉字库中的汉字字形的数字信息，用于显示和打印汉字。第3章：微机和系统组成3.1计算机系统的组成一个完整的计算机系统由两部分组成：硬件系统和软件系统。当微型计算机运行一个程序时，它需要必要的硬件支持和软件环境支持。硬件(包括主机、输入输出设备、电源等。)系统是微机系统的物质基础，而软件系统是微机系统正常运行的技术和知识资源。整个系统的组成如图3-1所示。微机系统的层次结构如图3-2所示。在图中，最内层是硬件(裸机)。操作系统与裸机直接接触，这意味着操作系统是直接控制和管理硬件的软件。操作系统的外层是其他软件，最外层是用户程序。图3-1微型计算机系统的组成图3-2微型计算机系统的分层结构图图3-2微型计算机硬件(个人计算机)的基本组成，也称为计算机，是个人操作中