计算机基础知识2

课程简介11计算机概述12计算机中的数据13信息编码技术14微机系统的组成及工作原理15计算机安全与病毒16多媒体计算机关闭本章首页11计算机概述111计算机的概念112计算机的发展113计算机的分类114计算机的应用115微型计算机上一页下一页111计算机的概念1什么是计算机计算机是指由电子器件组成的具有逻辑判断和记忆能力，能在给定的程序控制下，快速、高效、自动完成信息加工处理、科学计算、自动控制等功能的现代数字化电子设备。计算机的特点数字化；具有记忆和逻辑判断能力；高速度、高精度；自动控制。本节首页上一页下一页111计算机的概念2世界上的第一台计算机1946年2月，ENIAC在美国的宾夕法尼亚大学诞生。普雷斯特埃克特、和约翰毛奇莱研制，耗时三年。意义标志着人类社会计算意义标志着人类社会计算机时代的开始。机时代的开始。ENIAC计算机与PENTIUM计算机的性能比较（点击此处查看）。本节首页上一页下一页112计算机的发展计算机的最终诞生是众多科学家几百年共同努力的结果（点击此处查看详情）。冯诺依曼的贡献1硬件组成结构运算器、控制器、存储器、输入设备和输出设备五大部分。2计算机的基本工作原理存储程序技术（存储程序、自动执行程序）。本节首页上一页下一页1计算机的发展阶段代别年代逻辑部件运算速度内存容量编程语言第一代电子管时代19461957每秒几千次到几万次几千个字机器语言或汇编语言第二代晶体管时代19581964每秒几十万次几十万个字FORTRAN、ALGOL、COBOL第三代中小规模集成电路时代19651970每秒几十万次到几百万次64K2M操作系统第四代大规模超大规模IC时代1971现在每秒几百万次到上亿次1M64G数据库系统、网络和分布式操作系统112计算机的发展本节首页电子管晶体管集成电路大规模及超大规模集成电路上一页下一页新一代计算机超级计算机（智能计算机），具有知识表示和逻辑推理能力，具有人机通信能力。是把信息采集、存储、处理、通信和人工智能相结合的计算机系统。新一代计算机的系统结构研究目标是要改变传统冯诺伊曼机的概念，采用全新的物理器件。目前，人们仍在不懈努力，力争有所突破。112计算机的发展本节首页上一页下一页2计算机的发展趋势计算机第一定律摩尔定律早期计算机大约每隔810年速度提高10倍，成本、体积缩小10倍；近年来，大约每隔3年，计算机性能提高近4倍，成本下降50。112计算机的发展本节首页上一页下一页2计算机的发展趋势巨型化发展高速、大存储容量和功能更强大的巨型计算机微型化体积小、重量轻、价格低、功能强的微型计算机网络化网络技术是计算机和通信技术相结合的产物。世界算机技术重要的一个分支。智能化使用计算机模拟人的感觉和思维过程多媒体化使用计算机更有效的处理文字、图形、图像音频等多媒体信息112计算机的发展本节首页上一页下一页113计算机的分类按处理的信息类型分类模拟计算机、数字计算机和混合计算机按使用范围分类专用型和通用型按规模分巨型机、大型机、中型机、小型机、工作站和微型机。本节首页上一页下一页114计算机的应用计算机的应用领域如下科学计算数据处理过程控制计算机辅助工程人工智能本节首页上一页下一页115微型计算机1微机发展的时代划分起迄年份代别位数典型芯片19711977第一代48位INTEL4004、INTEL800819781984第二代16位INTEL8086、80286，Z8000，MC6800019851992第三代32位INTEL80386、8048619932003第四代32位多流水线结构PENTIUM、PENTIUM、PENTIUM、PENTIUM2004今第五代64位ITANIUM系列本节首页上一页下一页2微机中使用的微处理器芯片CPU的分类可分为INTEL系列和非INTEL系列。INTEL系列80X86系列，PENTIUM系列。其兼容厂家生产的有AMD、CYRIX系列。非INTEL系列主要有MOTOROLA公司生产的MC68000系列，苹果电脑公司生产的APPLEMACINTOSH系列微机所使用的POWERPC等。115微型计算机本节首页上一页下一页微处理器的性能指标字长计算机一次能并行处理的二进制位数。主频微处理器运行的时钟频率二级缓存总线频率115微型计算机本节首页本章首页12计算机中的数据121数制与进位计数制122二进制数的运算123数制转换124数据在计算机中的表示上一页下一页121数制与进位计数制进位计数制是指按进位的规则进行计数的方法。进位计数制三要素数位指数码在一个数中所处的位置，用N表示；基数指在某种计数制中，每个数位上所能使用的数码的个数，用R表示；位权指在某种计数制中，每个数位上数码“1”所代表的数值的大小。1进位计数制的基本概念本节首页上一页下一页2进位计数制的基本特点逢R进一采用位权表示例1十进制数305872可表示为（305872）10310301025101810071012102例2二进制数1011101可表示为10111012124023122121120021122例3十六进制数3AB65可表示为（3AB65）163162A161B16061615162121数制与进位计数制本节首页上一页下一页2数制的表示方法后缀表示法下标表示法1101B327Q八进制数123D十进制数3B7H十六进制数二进制数110123278八进制数12310十进制数3B716十六进制数二进制数121数制与进位计数制本节首页上一页下一页常用进位计数制的对应关系十进制二进制（B）八进制（Q）十六进制（H）十进制二进制（B）八进制（Q）十六进制（H）000000081000108100011191001119200102210101012A300113311101113B401004412110014C501015513110115D601106614111016E701117715111117F121数制与进位计数制本节首页上一页下一页122二进制数的运算信息编码二进制数电子器件的状态二进制数的基本特点可行性；简易性；逻辑性；可靠性。1二进制与计算机本节首页上一页下一页2二进制数的算术运算（1）二进制加法二进制加法运算的运算规则如下000；011；101；110（进位为1）。【例13】完成下面八位二进制数的加法运算。解二进制加法运算的竖式运算过程如下122二进制数的运算本节首页上一页下一页2二进制数的算术运算（2）二进制减法二进制减法运算的运算规则如下000；101；110；011有借位时借1当2。【例14】完成下面八位二进制数的减法运算。解竖式运算过程如下122二进制数的运算本节首页上一页下一页2二进制数的算术运算（3）二进制乘法运算规则如下000；010；100；111。（4）二进制除法运算规则如下010；111；00和10均无意义。122二进制数的运算本节首页上一页下一页2二进制数的算术运算【例15】完成下面二进制数的乘法和除法运算。解完成二进制乘/除法运算的竖式运算过程如下11010000110100001101100000101010被乘数乘数乘积部分积10111011101111011101110110商余数被除数除数0001122二进制数的运算本节首页上一页下一页3二进制数的逻辑运算二进制数的逻辑运算包括“与”、“或”、“非”、“异或”等，逻辑运算的基本特点是按位操作。即根据两操作数对应位的情况确定本位的输出，而与其它相邻位无关。（1）“或”逻辑运算“或”逻辑也叫逻辑加，运算符为“”或“”。运算规则如下000，011，101，111。即“见1为1，全0为0”。（2）“与”逻辑运算“与”逻辑也叫逻辑乘，运算符为“”或“”。运算规则如下000，010，100，111。即“见0为0，全1为1”。122二进制数的运算本节首页上一页下一页3二进制数的逻辑运算【例16】求八位二进制数101001102和111000112的逻辑“与”和逻辑“或”。解逻辑运算只能按位操作，其竖式运算的运算方法如下所以101001102111000112101000102101001102111000112111001112122二进制数的运算本节首页上一页下一页3二进制数的逻辑运算【例17】设A10010101，B00001111，解由于A10010101B00001111AB10011010A01101010求A、和AB。B11110000则有122二进制数的运算本节首页上一页下一页1非十进制转换为十进制【例18】将二进制数110010101B转换为十进制数。解110010101B12612512212012264324102510125转换方法按权展开求和。即将非十进制数写成按位权展开的多项式之和的形式，然后以十进制的运算规则求和。【例110】将十六进制数2FE8H转换为十进制数。解2FE8H2162F161E160816151224014057665123数制转换本节首页上一页下一页2十进制转换为非十进制【例112】将十进制数226125转换为二进制数。解对整数部分的转换采用除2取余法；对小数部分的转换采用乘2取余法。转换方法整数部分除基数取余；小数部分乘基数取整。转换方法整数部分除基数取余；小数部分乘基数取整。2262113025621282140207023121201余数结果22611100010B1读取顺序2012502500025020500005002100010000取整结果01250001B123数制转换本节首页上一页下一页3非十进制之间的相互转换一般情况下可利用十进制数作为桥梁进行转换，即先将一个数制的数转换成十进制数，再将这个十进制数转换成另一种数制的数。二进制、八进制、十六进制由于他们存在着关系238，2416，因此他们的转换非常简单。转换结果为11011010110110011100101B1B5B394H解将给定数以小数点为界分别向前、向后每4位一组，分组转换。【例113】将二进制数11011010110110011100101B转换为十六进制数。123数制转换本节首页上一页下一页【例114】将十六进制数89FCDAB2H转换成二进制数。解将给定的十六进制数按位分别转换为对应的二进制数。转换结果为89FCDAB2H10001001111111001101101010110010B3非十进制之间的相互转换123数制转换本节首页上一页下一页124数据在计算机中的表示1机器数机器数数在计算机中的表现形式。真值机器数所表示的实际大小称为机器数的真值。溢出在计算机的运算中，运算结果超出了机器所能表示的最大数值范围，运算就会出错，这种错误称为“溢出”。本节首页上一页下一页（1）数的符号数值数据有正负之分。在计算机中，总是用机器数的最高位表示数的符号，并且规定符号位为“0”表示正数，为“1”表示负数。机器中用8位二进制表示一个负数70其格式为11000110符号位为“1”表示负例如机器中用8位二进制表示一个正数70其格式为01000110符号位为“0”表示正124数据在计算机中的表示本节首页上一页下一页（2）小数点的位置计算机中处理的数既可是整数，也可是小数。为了节省存储空间，数值数据中的小数点是隐含的，用二进制表示一个带小数点的数有两种方法，定点表示和浮点表示。124数据在计算机中的表示本节首页上一页下一页2定点表示法通常，对于任意一个二进制数，总可以表示为纯小数或纯整数与一个2的整数次幂的乘积。例如，二进制数N可写成N2S。其中S称为尾数，表示了N的全部有效数字，P称为阶码，确定了小数点位置。注意，此处P、S都是用二进制表示的数。当阶码为固定值时，这种方法称为数的定点表示法。124数据在计算机中的表示本节首页上一页下一页小数点位置小数点位置（1）定点整数规定小数点位置在S之后，P0，因此S为纯整数。符号位尾数（2）定点小数规定小数点的位置在符号位之后尾数之前，P是一个固定的非零整数，因此S为纯小数。符号位尾数格式格式124数据在计算机中的表示本节首页上一页下一页注意定点数的两种表示法，在计算机中均有采用。究竟采用哪种方法，应预先约定。具有N位尾数的定点机所能表示的最大正数为011111（N个1），即为12N。其绝对值比12N大的数，巳超出计算机所能表示的最大范围，则产生所谓的“溢出”。具有N位尾数的定点机所能表示的最小正数为000001（N1个0），即为2N，计算机中小于此值的数均被视为0（机器零）N位尾数的定点机所能表示的数N的范围是2N10秒。ATX电源关闭后，应关闭电源插座开关。采用正确的关闭系统方式。在升级BIOS过程中，不得关闭电源。系统出现故障时可强行关闭系统。151计算机安全操作本节首页上一页下一页3使用计算机的安全常识安装主流杀毒软件。定时对操作系统升级。重要数据的备份。设置健壮密码。安装防火墙。不要在互联网上随意下载软件。不要轻易打开电子邮件的附件。不要轻易访问带有非法性质的网站。尽量避免使用无防毒软件的机器。培养基本计算机安全意识。151计算机安全操作本节首页上一页下一页4操作系统的安全设置密码防止外来攻击，提高网络安全性。方法【开始】【控制面板】，双击【用户账户】，选择一个用户后即可创建或更改密码。定时升级弥补漏洞，防止病毒或黑客入侵。步骤1【开始】【所有程序】【WINDOWSUPDATE】，进入系更新页面。2点击【查看以寻找更新】【复查并安装更新】【立即安装】数据备份防止病毒感染或硬盘自身故障而导致的数据丢失。151计算机安全操作本节首页上一页下一页152计算机病毒1什么是计算机病毒定义计算机病毒是一种人为编制的可执行程序，能隐藏于数据系统资源中且进行自我复制，通过数据共享渠道进行感染，并能影响计算机系统的正常工作。2计算机病毒的特点传染性破坏性潜伏性激发性本节首页上一页下一页3计算机病毒的分类152计算机病毒计算机病毒的分类方法很多，常用有如下几种按病毒的表现性质可分为良性病毒和恶性病毒；按病毒感染的目标可分为引导区病毒，可执行文件病毒，操作系统病毒；按病毒的寄生媒介可分为入侵型，源码型，外壳型和操作系统型病毒；按病毒的激活方式可分为定时型和随机型病毒。本节首页上一页下一页下列现象可作为检测病毒的参考屏幕上突然出现某些异常字符串或画面；文件长度突然增加；程序装入时间或磁盘访问时间加长；磁盘不能引导系统；磁盘上可存储空间突然减少；文件分配表突然损坏；打印机或其它外设突然工作异常；系统引导变慢，运行速度慢；程序和数据神秘丢失；异常死机。4计算机病毒的检测152计算机病毒本节首页上一页下一页153常用防病毒软件瑞星杀毒软件江民2007杀毒软件的使用提示通过本机安装的防病毒软件演示。本节首页本章首页16多媒体计算机161媒体与多媒体162多媒体计算机系统163多媒体关键技术164多媒体技术的发展及应用上一页下一页161媒体与多媒体1媒体的定义与分类定义媒体又称媒质或媒介，它是信息表示、信息传递和信息存储的载体。感觉媒体如波形、语音、颜色、亮度、反作用力、机械振动等。表示媒体如图形、图像、音频、视频等。显示媒体如键盘、鼠标器、显示器、打印机、音箱和投影机等。存储媒体如磁带、磁盘、光盘和内存等。传输媒体如双绞线、同轴电缆、光纤和无线传输介质等。本节首页上一页下一页2多媒体技术定义多媒体技术是利用计算机技术对多种信息进行综合处理，使之建立逻辑关系，集成为一个系统并具有交互性。特点多样性集成性交互性实时性161媒体与多媒体本节首页上一页下一页1多媒体系统组成组成多媒体硬件系统、多媒体软件系统。多媒体个人计算机能够综合处理文本、图形、图像、动画、音频和视频等多种媒体信息的计算机。它是集图、文、声、像于一体并具有多媒体功能的个人计算机。162多媒体计算机系统本节首页MPC上一页下一页2常用多媒体I/O设备162多媒体计算机系统信息输入设备显示播放设备常用多媒体设备按功能主要分为如下四类扫描仪数码相机摄像机麦克风打印机绘图仪投影仪音响本节首页上一页下一页162多媒体计算机系统2常用多媒体I/O设备人机交互设备存储设备键盘鼠标触摸屏绘图板光笔硬盘光盘移动磁盘优盘本节首页上一页下一页163多媒体关键技术（1）数据压缩与解压缩技术（2）芯片技术（3）大容量光盘存储技术（4）多媒体通信技术（5）多媒体数据库技术本节首页上一页下一页164多媒体技术的发展及应用（1）协同工作环境多媒体通信，分布式多媒体系统。1多媒体技术的发展趋势（2）智能多媒体技术主要包括以下几个方面文字输入与