第1章计算机概述1-1

1、 计算机基础教程0010011010101 001010010100010 0010100101000100010011010101 1.31.3计算机系统的组成计算机系统的组成1.3.1计算机系统的基本组成1.3.2 多媒体计算机 1.4 1.4 计算机信息安全基础计算机信息安全基础1.4.1计算机信息安全基本知识1.4.2计算机病毒的基本知识1.4.3计算机病毒的预防 1.1 1.1 计算机概论计算机概论1.1.1计算机的发展1.1.2 计算机的特点与应用 1.21.2计算机中信息的表示计算机中信息的表示1.2.1 数据与信息1.2.2数制的基本知识1.2.3 计算机中数据的存储 计算机基

2、础教程0010011010101 001010010100010 0010100101000100010011010101 计算机基础教程0010011010101 001010010100010 0010100101000100010011010101学习指导学习指导 本章主要介绍了计算机的基本概念、计算机本章主要介绍了计算机的基本概念、计算机的分类、特点、应用范围及计算机技术的发展过程的分类、特点、应用范围及计算机技术的发展过程及及趋势；介绍了常用数制的基本概念、不同数制之间趋势；介绍了常用数制的基本概念、不同数制之间的相互转换方法、数值型数据和字符型数据等信息的相互转换方法、数值型数据和

3、字符型数据等信息在计算机中的表示形式和常见的数据信息编码；介在计算机中的表示形式和常见的数据信息编码；介绍了微型计算机系统的组成和基本工作原理。绍了微型计算机系统的组成和基本工作原理。 计算机基础教程0010011010101 001010010100010 0010100101000100010011010101 电子数字计算机基本概念：电子数字计算机基本概念： 电子数字计算机是一种不需 要人的干预，能够自动连续 地，快速地，准确地完成信 息存储，数值计算，数据处 理的过程控制等多种功能的 电子机器。 计算机基础教程0010011010101 001010010100010 00101001

4、01000100010011010101 世界上第一台电子数据计算机于1946年诞生。 ENIAC计算机总共安装了16种型号的18000个真空管，1500年电子继电器，70000个电阻器，18000个电容器，占地面积170平方米，总重量达30吨，耗电140千瓦，每秒进行5000次加法计算。例如：计算炮弹发射到进入轨道的40个点，手工操作机械计算机需710小时，ENIAC仅用3秒钟，速度提高了8400倍以上。因此，ENIAC的问世具有划时代的意义，预示着计算机时代的到来。图1-1 ENIAC 电子计算机的发展电子计算机的发展2. 计算机基础教程0010011010101 001010010100

5、010 0010100101000100010011010101性能指标性能指标发展阶段发展阶段第一代第一代（1946-19581946-1958年）年）第二代第二代(1958-1964(1958-1964年年) )第三代第三代（1964-19711964-1971年）年）第四代第四代（19711971年至今）年至今）逻辑元件电子管晶体管中、小规模集成电路大规模、超大规模集成电路主存储器磁芯、磁鼓磁芯、磁鼓半导体存储器半导体存储器辅助存储器磁鼓、磁带磁鼓、磁带、磁盘磁带、磁鼓、磁盘磁鼓、磁盘、光盘处理方式机器翻译语言、汇编语言作业连续处理、编译语言实时、分时处理多道程序实时、分时处理、网络结构

6、运算速度（次/秒）几千至几万几万至几十万几十万至几百万几百万至几亿 体积大，耗电大，可靠性差，价格昂贵，维修复杂 体积较小，重量轻，耗电小，可靠性较高 小型化，耗电少，可靠性高 微型化，耗电极少，可靠性很高根据计算机所采用的电子逻辑元件将计算机的发展划分为四个阶段根据计算机所采用的电子逻辑元件将计算机的发展划分为四个阶段 : :表1-1 计算机发展中各个阶段主要特点比较 计算机基础教程0010011010101 001010010100010 0010100101000100010011010101第一代第一代 电子管计算机研制电子管计算机研制(1958-1964年年) 第二代第二代 晶体管计

7、算机研制晶体管计算机研制(1965-1972年年) 第三代第三代 基于中小规模集成电路的计算机研制基于中小规模集成电路的计算机研制(1973-80年代初年代初) 第四代第四代 基于超大规模集成电路的计算机研制基于超大规模集成电路的计算机研制(80年代中期至今年代中期至今)综观40多年来我国高性能通用计算机的研制历程，从103机到曙光机，走过了一段不平凡的历程。总的来讲，国内外标志性计算机推出的时间，其中国外的代表性机器为ENIAC，IBM 7090，IBM360，CRAY-1，Intel Paragon，IBM SP-2，国内的代表性计算机为103，109乙，150，银河-I，曙光1000，曙

8、光2000。3 3我国计算机发展简况我国计算机发展简况 计算机基础教程0010011010101 001010010100010 0010100101000100010011010101图1-2 757机图1-3 银河-I图1-4 曙光4000L 计算机基础教程0010011010101 001010010100010 0010100101000100010011010101图1-5 约翰冯诺依曼 （1）约翰冯诺依曼（John Von Nouma，1903-1957）（见图1-5），美籍匈牙利人约翰冯诺依曼是美国国家科学院、秘鲁国立自然科学院和意大利国立林且学院等院的院士。1954年任美国原子

9、能委员会委员；1951年至1953年任美国数学会主席。冯诺依曼首先提出了在计算机内存储程序的概念，使用单一处理部件来完成计算、存储及通信工作。“存储程序”成了现代计算机的重要标志。4计算机发展里程碑的几个主要人物计算机发展里程碑的几个主要人物 计算机基础教程0010011010101 001010010100010 0010100101000100010011010101图1-6 阿兰图灵（2）阿兰图灵（Alan Turing）阿兰图灵（见图1-6），1912年6月23日出生于英国伦敦，是世界上公认的计算机科学奠基人。1936年，图灵发表论文论可计算数及其在判定问题中的应用，其中论述的“图灵机

10、”是一种假想的计算机。图灵认为:“只要为它编好程序，它就可以承担其他机器能做的任何工作。”在理论上证明了通用计算机存在的可能性。1950年，图灵在论文机器能思考吗中首次提出检验机器智能的“图灵测试”，从而奠定了人工智能的基础，使他荣膺人工智能之父”称号。 计算机基础教程0010011010101 001010010100010 00101001010001000100110101015 5未来计算机设想未来计算机设想 未来计算机发展展望计算机发展的整体趋势：体积 变小性能 提高速度 提高 计算机基础教程0010011010101 001010010100010 0010100101000100

11、0100110101011）超越冯诺依曼结构（两个方向） 2）高速计算机 3）生物计算机（20世纪80年代中期开始）4）光学计算机5）量子计算机1.创建新的程序设计语言，即所谓的“非冯诺依曼语言” 2.从计算机元件方面，提出了与人脑神经网络相类似的新型超大规模集成电路的设想，即“分子芯片”。新近研制的“空气胶滞体”导线在传输信号的过程中几乎不吸收任何信号，并可以降低电耗，从而成倍地提高计算机的运行速度。特点：采用了生物芯片，由蛋白质分子构成。信息以波的形式传播，运算速度非常快，能耗低，存储能力大，具有生物体的一些特点，如能自动修复芯片故障，还能模仿人脑的思考机制。 光子的优点：速度等于光速，具

12、有频率及偏振特征，传输信息能力强，抗干扰能力强。优点：解题速度快，存储量大，搜索功能强。 计算机基础教程0010011010101 001010010100010 00101001010001000100110101016 6计算机的发展趋势计算机的发展趋势 计算机基础教程0010011010101 001010010100010 0010100101000100010011010101计算机主要有以下特点计算机主要有以下特点：1）能自动连续高速度地运算。3）运算精度高。2）运算速度快。4）具有超强的记忆能力。5）具有可靠的逻辑判断能力。 计算机是由存储的程序控制其操作的，一旦输入编制好的程序

13、启动计算机后，它就可以按程序的控制，自动连接高速地工作。 人们在进行各数值计算及其他信息处理的过程中，要求计算机的计算结果达到一定的精度。计算机中数据的精确度主要取决于计算机能同时处理数据的位数，一般称为字长。字长越长，精度越高。目前计算机的字长有32位、64位、128位等，为了获得更高的计算精度，还可以进行双倍字长、多倍字长的运算，数值的计算精度可达到小数后几十位甚至更多。 由于计算机由高速电子器件组成，所以它具有惊人的运算速度。目前普通的微型计算机的运算速度每秒可达亿次以上，而巨型机每秒的运算速度已达到万亿次。 计算机的存储器来具有存、记忆功能，它能实现快速地存取数据。随着存储容量的不断增

14、大，可存储记忆的信息越来越多，近于无限且记忆准确无误。具有记忆和高速存取能力是计算机能自动高速运行的必要条件。 计算机在各种复杂的控制操作中，具有较高的识别能力和反应速度，使其可以进行逻辑推理和复杂的定理证明，从而保证计算机控制的判断可反迅、控制灵敏。 计算机基础教程0010011010101 001010010100010 0010100101000100010011010101 1） 科学计算2） 数据处理3） 过程控制4） 企业管理5） 电子商务6） 数据库应用（Database Applications）7） 人工智能（Artificial Intelligence）8） 文化教育9）

15、 计算机模拟（Computer Simulation）10）计算机辅助系统11）信息高速公路12）娱乐 计算机基础教程0010011010101 001010010100010 0010100101000100010011010101 计算机技术作为信息社会的关键技术，给社会带来了深远的影响，在发展过程中广泛渗透到人类社会的各个领域。计算机作为一种知识、技术、能力、修养，已成为人类必须具备的一种文化。如果没有基本的计算机知识和应用能力，就会成为信息社会的文盲。在信息社会的网络环境中，计算机已不仅仅是一种工具，而是完全融入人类的生活，成为计算机文化。计算机网络技术的发展给学习者带来了跨校、跨行业

16、、跨国界的知识资源，使传统的教育模式受到冲击。人们可以利用计算机获取大量的知识，从而促进文化的传播。媒体对人们的影响力非常大，而现代媒体技术离开了计算机就不再成为媒体。正是由于计算机技术的发展，以及计算机的愈来愈智能化、人性化，才使得今天的媒体更加多样化和个性化。计算机理论及其技术对自然科学、社会科学的广泛渗透表现出其丰富的文化内涵，例如，生物信息技术和信息安全学科的产生等。1 1）计算机的广泛应用导致信息时代的到来）计算机的广泛应用导致信息时代的到来 计算机基础教程0010011010101 001010010100010 0010100101000100010011010101人类脑力劳动

17、的相当部分将由计算机信息处理系统来代替。社会信息交换将很大程度上围绕信息网络及其信息高速公路的建立，使大量的信息快速传输成为现实，使人类的活动缩短了时空的距离，并在社会的各个方面对人类的日常生活产生极大的影响。信息产业将成为信息化社会主要支柱产业之一2）信息社会的主要特点 信息化社会里，尤其是计算机网络的普及和“信息高速公路”的建设，彻底改变了人们的生活、学习和工作方式。信息社会主要有以下特点。 计算机基础教程0010011010101 001010010100010 00101001010001000100110101011）巨型机：也称为超级计算机2）小巨型机：也称为小型超级电脑或桌上超级计算机 3）大型主机：也称为大型电脑 4）小型机5）工作站6）个人计算机：