计算机基础知识

1、大学计算机基础湖北民族学院计算机系基础教研室2010年2月1 1. 课程的性质和任务课程性质：是计算机科学的入门课程，是学生学习计算机知识的第一门课程。课程任务：学习计算机的基础知识，掌握最基本的计算机应用。其内容如下：(1) 计算机基础知识(2) 操作系统和办公软件的使用(3) 网络的应用以上内容是对每一个大学生的基本要求。而且要求与一般人相比，要有明显的优势，所以要加强学习。课程有关要求 2. 基本要求(1) 掌握计算机的基本概念与基础知识(2) 了解微型计算机系统的基本组成2(3) 掌握Windows平台的使用方法(4) 能熟练掌握一种汉字输入方法(5) 能熟练地使用计算机进行文字处理(

2、6) 掌握Excel电子表格的基本操作(7) 了解中文PwerPint电子文稿演示系统的基本操作(8) 了解计算机网络、计算机病毒的基本概念及网络的基本操作。 3. 教法特点(1) 理论讲授与实例演示相结合(2) 注重实验教学，每个知识点安排上机实验(3) 强化上机操作，每次上机提交实验结果，定期批改课程有关要求3 4. 课型学时分配课程有关要求章次课程教学内容理论(习题)课时实验(上机)课时第1章计算机基础知识60第2章操作系统64第3章中文Word的使用66第4章Excel电子表格软件48第5章中文Powerpoint演示软件44第6章计算机网络基础22第7章Internet 基本应用24

3、第8章第9章第10章信息安全基础多媒体知识和应用基础信息检索基础24合计32324 5. 教学要求 6. 考试期末考试：参加全国高校计算机等级考试，其成绩作为期末考试成绩。总评成绩=平时成绩（考勤和上机占20%）+期末考试成绩（80%）(1) 严格考勤，请假除遵守学校和系的有关要求外，必须征得任课教师同意；课前预习，课后作业 ，按时提交上机实验；(2) 强化上机操作，每次上机提交实验结果，定期批改；(3)上机前按上机实习指导书要求预习，上机严格按实验要求的内容上机；(4) 通过学习委员或本人随时向老师反馈学习中存在的问题，上机出现的问题最好在上机过程中提出。课程有关要求5第一章 计算机基础知识

4、第二章 操作系统第三章 Word 2003文字处理软件第四章 Excel 2003电子表格软件第五章 PowerPoint 2003演示文稿第六章 计算机网络基础第七章 Internet基本应用目 录6学习参考书1 李秀 等编著. 计算机文化基础，清华大学出版社2 卢湘鸿 等编. 文科计算机教程，高等教育出版社 3 杨有安 等编. 大学计算机基础教程，人民邮电出版社 4 贾宗福 等编. 新编大学计算机基础教程中国铁道出版社 5 聂克成 等编. 大学计算机基础，人民邮电出版社8 倪玉华 等编. 大学计算机基础人民邮电出版社71.1 计算机概述1.2 微型计算机硬件构成 1.3 计算机的数制 1.

5、4 数据信息在计算机中的表示 1.5 信息化社会本章内容1. 什么是计算机2. 计算机产生的背景、发展、分类3. 计算机的主要功能4. 计算机的组成5. 计算机的工作原理本章要解决的问题8总学时：6学时，理论6学时，上机0学时1.目的 (1) 掌握计算机的基本概念与基础知识。 (2) 掌握计算机的基本组成、工作原理及主要应用。 (3) 了解微型计算机系统的基本组成。 (4) 了解数制的基本概念 ，掌握各类进制数间的转换 。 (5) 了解信息在计算机中的表示。 2. 重点、难点 计算机系统构成、工作原理 。微型计算机的硬件构成。各类进制数间的转换。信息在计算机中的表示的理解。 3. 教学方法：

6、讲授、多媒体教学本章课时安排、重点、难点9计算机是一种能按照事先存储的程序，自动、高速进行大量数值计算和各种信息处理的现代化智能电子装置。 1.1 计算机概述1.1.1 计算机的发展1. 第一台电子计算机的诞生1946年2月14日，世界上第一台通用数字电子计算机ENIAC研制成功，承担开发任务的“莫尔小组”由四位科学家和工程师埃克特、莫克利、戈尔斯坦、博克斯组成，总工程师埃克特当时年仅24岁。名字：ENIAC(埃尼阿克)，全称Electronic Numerical Integrator And Compute (电子数字积分计算机 )地点：美国宾夕法尼亚大学主要元器件:电子管 研制目的：军事

7、上的需要 意义：标志了电子计算机时代的到来101.1 计算机概述第一台电子计算机特点器件：18800个电子管 70000个电阻 1500个电容 6000个开关重量：30 吨占地：170 平方米耗电：140 千瓦/时速度：5000次加法/秒 500次乘法/秒 100次除法/秒容量：存20个字长的 10位十进制数111.1 计算机概述1. 大型计算机的发展历程计算机的发展电子管时代晶体管时代中小规模集成电路时代大规模超大规模集成电路时代(1) 第一代电子管计算机的兴盛 在ENIAC研制成功后，相继出现了一批电子管计算机，主要用于科学计算。采用电子管作为逻辑元件是第一代计算机的标志。UNIVAC由埃

8、克特和莫克利研制成功，这也是第一个进行批量生产的计算机。1951年，电脑开始走出实验室服务于社会与公众。1952年，UNIVAC因准确地预测美国总统大选结果而名声大噪。121.1 计算机概述IBM公司的IBM 701击败竞争对手UNIVAC，一举奠定了蓝色巨人在计算机产业界的领袖地位。1950问世的第一台并行计算机EDVAC，首次实现了冯诺依曼体系的两个重要设想：存储程序和采用二进制。(2) 第二代计算机美国贝尔实验室于1954年研制成功第一台使用晶体管的第二代计算机TRADIC。与第一代计算机相比较，计算能力实现了一次飞跃。IBM公司于1958年制成的1401及后续的1410/1440系列计

9、算机，是第二代计算机中的代表，用户在当时可以以每月2500美元的价格租用IBM 1401。131.1 计算机概述(3) 第三代计算机 “蓝色巨人”(4) 第四代计算机 IBM于1964年研制出计算机历史上最成功的机型之一IBM S/360。IBM由于S/360的成功，进一步巩固了自己在业界的地位，“蓝色巨人”IBM几乎成为计算机的代名词。随着集成电路的迅速发展，采用大规模和超大规模集成电路的第四代计算机，计算性能飞速提高，应用范围渗透到社会的每个角落，计算机对社会生产的重要性日益凸显。随着微处理器的问世和发展，微型计算机开始普及，计算机逐渐走进普通人家。141.1 计算机概述代时间主要元器件软

10、件 应用 第一代19461958电子管机器语言汇编语言 科学计算 第二代19591964晶体管程序设计语言系统管理程序 数据处理工业控制 第三代19651971中小规模集成电路操作系统会话式语言 文字处理图形处理第四代1971至今大、超大规模集成电路高级语言、系统软件、网络软件、数据库等 社会生活各个方面 大型计算机的发展历程152. 微型计算机的发展历程1971年：第一片微处理器诞生。1981年：以IBM PC机为代表，开始了微型机的阶段。以微处理器的发展分为四阶段：4位微处理器、8位微处理器、16位微处理器、32位以下微处理器1.1 计算机概述161.1 计算机概述3. 计算机发展的趋势

11、巨型化：微型化：网络化：多媒体化：智能化：向高速度、高精度、大容量、功能强方向发展。以满足尖端科学的需要。代表国家水平。向功能齐全、使用方便、体积微小、价格低方向发展，以满足更广泛的应用领域。代表普及程度。实现信息交流、资源共享等。是计算机技术和通信技术的结合。集图形、图像、声音、文字处理为一体，使人们面对有声有色、图文并茂的信息环境。利用计算机模拟人的思维过程，并利用计算机程序来实现这些过程。人们把用计算机模拟人脑力劳动的过程，称为人工智能。171.1 计算机概述4当代计算机的主要技术特征(1) 流水线（Pipeline）技术(2) 乱序执行（Out-Of-Order Execution）技

12、术 (3) 缓存（Cashe）技术 (4) 并行技术(5) 双核技术 指CPU采用了允许将多条指令不按程序规定顺序分开，发送给各相应电路单元处理的技术。提高CPU运行程序的速度。 在CPU中，由56个不同功能的电路单元组成一条指令处理流水线，提高CPU运算速度。 解决CPU与内存之间速度不匹配的问题，提高CPU的性能。 同一时刻或同一时间内完成两种或两种以上相同或不同的工作。 在同一个集成电路芯片上制作相互关联的两个功能相同的处理核心。双核处理器可在特定的时钟周期内执行更多任务。182. 按用途分类通用机：专用机：特殊配置，功能单一，解决特定问题 通用性强，综合能力强，解决各种问题 1.1.2

13、 计算机的分类1. 按处理的数据分类数字计算机:模拟计算机:混合计算机:处理的数据是离散的处理的数据是连续的集以上两种的优点于一身1.1 计算机概述193. 按综合性能指标分类巨型机：大型机：小型机：工作站：微型计算机：(PC机）大型、通用、较快、较强,通常用于大型数据库系统中，和大型计算机网络中的主机。 规模小，结构简单，设计试制周期短工艺先进、使用维护简单，适合于中小企事业单位 介于PC与小型机之间，高分辨率、大容量内外存，图形功能较强小、巧、轻、使用方便、价格便宜中央处理器：一个芯片。现在也采用两个芯片。功能最强、速度最快、价格最贵的计算机。曙光5000A平均运算速度每秒8万亿次，世界排

14、名第十。 1.1 计算机概述20计算机的应用类型1. 科学计算2. 非数值应用 过程控制 计算机功能：CAD、CAM 信息管理 现代教育 2. 新兴领域 计算机的主要应用领域 1. 工商：电子商务、CAD/CAM 2. 教育：多媒体教育、远程教育 3. 医药：CAT、MRI、远程医疗 4. 政府：电子政府 5. 娱乐：虚拟现实、电影特技 6. 科研：数据采集、计算分析 7. 家庭：家庭信息化 计算机的特点：存储容量大、处理速度快、工作全自动、可靠性高、逻辑推理和判断能力强等特点。 语音字符识别图形、图像处理现代化信息检索多媒体技术1.1 计算机概述1.1.3 计算机的特点及主要应用领域21计算

15、机系统硬件软件控制器运算器输入设备输出设备系统软件应用软件主机外部设备内存CPU随机存储器(RAM)只读存储器(ROM)计算机系统：任何计算机系统都由硬件系统和软件系统组成1.1 计算机概述1.1.4 计算机系统221. 计算机硬件系统基本组成计算机硬件：构成计算机系统各物理设备的总称。计算机硬件系统的五大组成部分：运算器、控制器、存储器、输入设备、输出设备1.1 计算机概述 运算器 主机 控制器 硬件 内存储器(内存) 存储器 外存储器(外存) 输入设备 外设 输出设备23(1) 控制器（Controller）：控制整个计算机其它所有部件协调一致的工作。1.1 计算机概述(2) 运算器（Ar

16、ithmetic Logic Unit，ALU）：又称算术逻辑部件，是计算机进行数据运算（包括算术运算、逻辑运算）的部件。(3) 存储器（Memory）：存放程序和数据的部件。 内部存储器外部存储器访问速度快信息暂时性相对价格高访问速度慢信息永久性相对价格低24 内部存储器RAM通常指计算机主存（内存），使用动态随机存储器，制作成内存条形式出现。CPU对它们既可读出又可写入数据。(16M、32M、64M、128M、256M、512M、1G）CPU对它们只取不存，其信息用户无法修改。断电时信息不会丢失。ROM中一般存放计算机系统管理程序，固化在主板上。是介于CPU和内存之间的一种可高速存取信息的

17、芯片，用于解决它们之间的速度冲突问题。当CPU向内存写入或读出数据时，这个数据也被存储进Cache中，当CPU再次需要时，CPU就直接从Cache中读取数据，而不是访问速度较慢的内存。 随机存取存储器(Random Access Memory，简称RAM) 只读存储器(Read only Memory，简称ROM) 高速缓冲存储器Cache1.1 计算机概述25CPUCacheRAMCacheL2（二级）Cache（主板上）L1（一级）Cache （CPU内部）1.1 计算机概述 外部存储器外存储器又称辅助存储器，简称外存或辅存，主要用来存放一些暂时不用而又需长期保存的程序或数据。当需要执行外

18、存中的程序或处理外存中的数据时，必须通过CPU输入/输出指令，将其调入RAM中才能被CPU执行处理。目前广泛使用的微型机外存储器主要有软磁盘、硬磁盘、光盘及U盘等。26(4) 输入设备（Input Device）(5) 输出设备（ Out Device ）用于将存放在内存中由计算机处理的结果转变为人们所能接受的形式。显示器、打印机、绘图仪等。注意：有的设备即是输入设备又是输出设备。如硬盘、U盘等1.1 计算机概述用来接受用户输入的原始数据，并将它们转变为计算机可以识别的形式（二进制）存放到内存中。键盘、鼠标、扫描仪、光笔等。数据二进制内存处理结果数字、字符、图像、声音27微机上不可少的两种输入

19、输出接口是并行端口和串行端口。并行端口串行端口鼠标接口键盘接口并行端口：可以同时传送8路信号，传输距离相对较近。（设备名：LPT）串行端口：在一个方向一次只能传送1路信号。（设备名：COM）。28软件分类2. 计算机软件系统系统软件应用软件办公软件包数据库管理系统浏览器实时控制软件图形图像处理软件其它应用软件利用计算机的软硬件资源为某一专门应用目的而开发的软件。操作系统 语言处理程序数据库系统诊断程序软件系统：为运行、管理和维护计算机编制的各种程序、数据和文档的总称。软件 = 程序 + 数据+文档1.1 计算机概述控制计算机的运行，管理计算机的各种资源，并为应用软件提供支持和服务的一类软件。2

20、9 操作系统管理和控制计算机系统的所有资源(包括硬件和软件) 人与计算机的接口人和机器的界面CUI(字符界面）、GUI（图形界面） 统一管理和调度资源，提高使用效率和经济效益 不需了解软硬件细节，提高工作效率目的裸机+操作系统=虚拟机(1) 系统软件1.1 计算机概述是指管理、控制和维护计算机，使其高效运行的软件。包括操作系统、数据库管理系统、语言编译系统和系统工具软件。 30 语言处理程序源程序可执行程序目标程序编辑程序汇编或编译程序联接程序面向过程：BASIC、Pascal、 FORTRAN、C等面向对象：C+ 、 Java、Visual Basic等机器语言高级语言汇编语言对计算机语言进

21、行有关处理（编译、解释及汇编）的程序。通常分为三类。1.1 计算机概述31 诊断程序（SCANDISK）数据库系统是现代计算机系统的一个重要组成部分，是人们有效的进行数据存储、共享和处理的工具。有关数据系统的知识，在我们的后继课程中作详细介绍。诊断程序是专门用于计算机硬件性能测试和系统故障诊断维护的系统程序，能对CPU、驱动器、接口、内存等设备的性能和故障进行检测。 数据库系统(2) 应用软件：应用软件是计算机系统支持下的所有面向具体用户群的应用程序的总和。常用应用软件：办公系统Office、CAD、CAM、CAT、CIMS、CAI、浏览器，实时控制软件等1.1 计算机概述321.1 计算机概

22、述1.1.5 计算机工作原理让计算机完成某个操作发出的命令。 一台计算机所有的指令集合，称为该计算机的指令系统操作码操作数有序的指令集合。1. 基本概念指令要完成的操作参加运算的数或者所在的单元地址整个内存被分成若干个存储单元，每个存储单元一般可存放8位二进制数。每个存储单元可以存放数据和程序代码。为了能有效地存取该单元内的内容，每个单元必须有唯一的编号（称为地址）来标识。地址程序指令332. 冯诺依曼的“存储程序”设计思想计算机之父冯.诺依曼(3) 程序存储思想 (2) 二进制思想(1) 计算机由五大模块组成控制器、运算器、存储器、输入、输出设备计算机内部的信息都采用二进制来表示将编好的程序

23、和数据都送入存储器中，无需操作人员干预，能自动逐条取出指令的执行指令。这就是存储程序控制原理。最早采用二进制的计算机：EDVAC（埃里瓦克），1952年 。同时实现“二进制”和“存储程序”的计算机：EDSCA（埃里沙克），1949年。1.1 计算机概述34 3. 计算机的工作原理内存指令CPU控制信号有关部件动作CPU译码CPU不断地取指令，执行指令的过程。(1) 取出指令：(2) 分析指令(3) 执行指令(4) 程序的执行1.1 计算机概述35 是指计算机运算部件一次能同时处理的二进制数据的位数。字长越长，计算机的运算精度就越高，数据处理能力就越强。通常，字长总是8的整倍数。 一个字由若干二

24、进制位组成。一般是字节的整数倍,现在的微型机已达64位。字一般是指运算器处理数据的单位。是一个二进制数码。其值只有0或1两个。一个字节由8个二进制位组成。字节的简称为B。1. 字长2. 计算机速度 时钟频率：也称主频。它的高低决定了计算机速度的高低。运算速度：指每秒钟所能执行的加法指令数目。1.1 计算机概述1.1.6 计算机的性能指标字长（wordlength）：位（bit）：字节（byte）：字（word）：36(1) 存储容量单位B（字节） KB（千字节） MB（兆字节）GB（吉字节） TB（T字节）1KB=210B=1024B1MB= 210KB= 1024KB1GB= 210MB=

25、1024MB1TB= 210GB= 1024GB3. 存储容量(2) 容量单位间的关系：最基本的容量单位是字节(byte)，简称B1.1 计算机概述371.2 微型计算机硬件构成 微型计算机系统硬件软件主机外部设备CPU存储器I/O接口运算器控制器寄存器系统软件应用软件381.2.1 微型计算机硬件系统常见微机系统1.2 微型计算机硬件构成 39微机基本结构：显示器、键盘和主机1.2 微型计算机硬件构成 40微型计算机硬件构成：主机和外设主机外设1.2 微型计算机硬件构成 411.2 微型计算机硬件构成CPU系统主板 （又称主机板或母板）硬盘驱动器CD-ROM驱动器软盘驱动器显示器适配器内存电

26、源微型计算机主机构成421. 主板CPU插槽串行接口AGP总线扩展槽PCI局部扩展槽电池内存插槽控制芯片组BIOS芯片主板是一台PC机的主体，其功能是完成PC机系统的管理和协调，支持CPU、各种功能卡和各总线接口的正常运行，是PC机的“总司令部”。PC99规范要求主板各接口必须采用有色识别标识，方便识别供电电路1.2 微型计算机硬件构成 432. CPU（Central Processing Unit），中央处理单元）运算器CPU微处理器控制器运算器和数据线的位数反映了CPU的档次。80386以下的CPU为16位，80386及以上的CPU为32位的CPU。CPU的功能是计算机主要技术指标之一，

27、人们习惯用CPU的档次来大体表示微机的规格。最具代表性的微处理器系列厂家美国Intel公司CPU的主要性能指标：主频：CPU的内部工作频率，主频越高，CPU内指令执行速度越快。最早的80286机的主频只有6MHZ。现在的PC机主频达到3GMHZ。比尔盖茨预言：五年内微机主频可达10GHZ字长：计算机一次能够并行处理的二进制代码的位数，标志计算机的精度。1.2 微型计算机硬件构成 441.2 微型计算机硬件构成3. 内存条内存条就是前面介绍的随机存储器RAM，现在主要分为以下3种。（1）同步动态随机存取存储器（Synchronous Dynamic RAM，SDRAM） （2）二倍速率（Doub

28、le Data Rate，DDR）同步动态随机存取存储器 ，是SDRAM的换代产品，速度是SDRAM的2倍。是目前市场上的主流模式。（3）高频动态随机存取存储器（Rambus Dynamic RAM，RDRAM），主要用于专业的图形加速适配卡或者电视游戏机的视频内存中。 451.2 微型计算机硬件构成常见内存条46用来存放“暂时不用”的数据或程序。它的容量比内存大得多，但存取速度比内存慢。外存可长期保存信息，价格便宜。当计算机内存不够用时，会借用硬盘的空间作为计算机的虚拟存储器。 外部存储器：软盘、硬盘、光盘、闪存卡、闪存盘、网盘等。 1.2 微型计算机硬件构成4. 外部存储器(1) 软盘存储

29、器 软盘驱动器：是驱动软盘旋转并同时向软盘写入数据或从软盘读出数据的设备。软盘：一张表面上涂有磁性材料的圆状薄塑料片，封装在一个方形保护套内。 常用：英寸 容量47若干个涂有磁性材料的铝合金圆盘组成，把磁头、盘片及执行机构都密封在腔体内，与外界环境隔绝。磁盘片马达磁头磁头驱动辅助电路(2) 硬盘1.2 微型计算机硬件构成硬盘的磁头是悬浮在磁盘表面上的。硬盘的转速极高。按硬盘采用的接口分类，一般有ESDI硬盘、IDE硬盘、EIDE硬盘和SCSI硬盘。SCSI具有真正的全球标准，全世界的生产厂商生产的SCSI设备都具有统一的标准。 48磁头（Head）：又称读写头，为读写磁道数据的装置，盘片有上下

30、两面，故有上下磁头。软盘的读写头与盘片相接触，故磁头脏了就容易把软盘刮伤，从而造成盘片的损坏。而硬盘的磁头是悬浮在磁盘表面上的。磁道（Track）：为盘片存放数据的同心圆轨道。盘片最外圈的磁道为0磁道。文件分配表FAT（File Allocation Table）：是盘片内部管理文件分配的存储单元的一种系统，它记录着盘片的容量和文件存储空间的分配情况。磁道密度（Track Density）：沿盘片同心圆半径区域每英寸所含的磁道数。一些有关驱动器及盘片的基本概念：1.2 微型计算机硬件构成49柱面：硬盘盘片各面上半径相同的磁道围成的面为柱面。磁盘转速（r/min）：磁盘盘片每分钟旋转的次数。盘片

31、容量的计算：软盘总容量=磁盘面数（2）磁道数扇区数 扇区字节数（512）硬盘总容量=磁头数柱面数扇区数扇区字节数（512） 扇区（Sector）：将每个磁道分成几个小区域，此区域称为扇区。一般每个扇区可存放512B的数据。1.2 微型计算机硬件构成50磁道（同心园）扇区（存放512个字节）柱面扇区磁道1.2 微型计算机硬件构成51(3) 光盘光盘：是一种大容量、可移动的新型辅助存储器。光盘驱动器（光驱）：是读取光盘二进制的数据设备。光盘存储数据的机理：用光盘表面有无凹痕来表示，有凹痕记录为“0”，无凹痕记录为“1”。光盘驱动器的速度数据传输率数据传输率：指光驱在1秒钟的时间内所能读取的最大数据

32、量，用倍速表示。衡量光盘驱动器传输数据速率的指标叫做倍速。1倍速=150Kb/s最早的光驱的速度为150Kb/s，并将其定为单速。之后的光驱，都以单速的倍数表示其速度，表示为多少X的形式。例：某光驱的速度为16X=16150Kb/s1.2 微型计算机硬件构成52CD-ROM光驱1倍速=150KB/SDVD-ROM光驱1倍速1.2 微型计算机硬件构成53光盘种类CD-ROM：只读型光盘(传输速率为150Kb/s)CD-Audio：数字音乐光盘CD-MIDI：音乐数字接口光盘CD-MO(MagnetoOptical)：重复读写的光盘CD-R（CD-Recorder）：光盘刻录机CD-WORM：只能

33、写入一次的光盘。 CD-RW：重复刻录的光盘DVD(Digital Versatile Disc)：数字多功能光盘(传输速率为，存储容量达到）1.2 微型计算机硬件构成541.2 微型计算机硬件构成 移动硬盘移动硬盘在结构上与硬盘一样，只是通过相关设备将IDE转换成USB或Firewire接口连接到计算机，可以随身携带，使用方便 。 闪存盘闪存盘又称优盘或U盘，是一种小型便捷式存储器。存储容量由最早的几百KB到现在的GB级以上，通过微机的USB接口连接。它具有体积小、使用方便、数据安全、可靠性高等优点，正在成为最便捷的存储器件。(4) 移动存储器551.2 微型计算机硬件构成5. 总线计算机总

34、线是一组连接各个部件的公共通信线。在CPU，存储器，I/O接口之间传输信息的总线称为“系统总线”。分为三种。 (1) 数据总线（data bus, DB）(2) 地址总线（address bus, AB）(3) 控制总线（control bus, CB） 数据总线用来传输数据，是双向总线 地址总线用于传送CPU发出的地址信息，是单向总线 控制总线用来传送控制信号、时序信号和状态信息等。其中有的是CPU向内存和外设发出的信息，有的则是内存或外设向CPU发出的信息。可见，CB中每一根线的方向是一定的、单向的，但CB作为一个整体是双向的。56存储器I/O接口输入设备I/O接口数据总线 DB控制总线

35、CB地址总线 AB输出设备CPU1.2 微型计算机硬件构成 57(1) 键盘键盘是实现人机对话最基本的输入设备，同时也是计算机与外界交换信息的主要途径。 键盘的分类按键数区分：常用键盘有101键盘和104键盘。按内部结构区分：分为机械式键盘和电容式键盘。电容式键盘是目前广泛使用的一种键盘。键盘的分区键盘按其功能可划分为功能键区、主键盘区、编辑控制键区和数字小键盘区，另外还有一个指示灯面板 1.2 微型计算机硬件构成 6. 键盘与鼠标581.2 微型计算机硬件构成 功能键区主键盘区编辑控制键区数字小键盘屏幕控制键指示灯面板59鼠标是利用本身的平面移动来控制和显示屏幕上光标移动的位置，并向主机输送

36、用户所选信号的一种手持式的常用输入设备。根据鼠标的按钮数目可分为两键鼠标和三键鼠标；根据鼠标的工作原理可分为机械式鼠标、光电式鼠标和无线鼠标。 (2) 鼠标器7. 显示器与显卡(1) 显示器计算机最重要的输出设备。常见显示器有CRT（Cathode Ray Tube）阴极射线管显示器和LCD （Liquid Crystal Display）液晶显示器。显示器尺寸：以屏幕对角线的长度来表示，常用的有5英寸、17英寸、19英寸和21英寸 。1.2 微型计算机硬件构成 601.2 微型计算机硬件构成 常见显示器61它是连接主机与显示器的接口卡，其作用是将主机的输出信息转换成字符、图形和颜色等信息，传

37、送到显示器上显示。显卡按采用的图形芯片划分，可以分为单色显卡、彩色显卡（简称彩显卡）、2D图形加速卡和3D图形加速卡。 (2) 显卡1.2 微型计算机硬件构成 62(1) 音箱 (2) 扫描仪(3) 打印机(4) 机箱 8. 其它外围设备1.2 微型计算机硬件构成 631.3 计算机的数制现实生活中，人们习惯使用十进制计数，而计算机则因电子元器件只有两种稳态的局限，故采用二进制计数。其实，不论哪种进位计数制，它们都有共同的计数规则和方法。1.3.1 数制的基本概念信息：数值、文字、语音、图形和图像。信息必须数字化编码，才能传送、存储和处理。64数 符：不同进制的数学符号1. 基本概念数 制：数

38、的表示系统称为数制。基 数：一个数制所包含的数字符号的个数称为该数制的基数。用R表示。R确定，数符为0，1，2，3，R-1 进位方法：逢R进一，借一当R数的表示：(N)R(1001)2 (735)8 (AEF06)161.3 计算机的数制65任何一个R进制的数都是由一串数码表示的，其中每一位数码所表示的实际值大小，除数字本身的数值外，还与它所处的位置有关。该位置上的基准值就称为位权（或称位值）。 3. 数的按权的展开：各位数码本身的值与其所在位权的乘积。N=an-1 .a1a0.a-1.a-m (r) = an -1 rn-1 + + a1 r1+ a0 r0+a-1 r-1+.a-m r-m

39、 ai数码 r基数 ri权 2.位权例：888.8=8 102+ 8 101+ 8 100+ 8 10-1以上数字中数码8在不同的位置上表示了不同的数值。说明相同的数字在数中的位置不同，其实际表示的数值是不一样的。102 、101、100、10-1数学上称为权或位权。1.3 计算机的数制66例：常用进制数的按位权展开十进制2345.45按位权展开:2345.45=二进制10111.111按位权展开:10111.111 =八进制136.1按位权展开:136.1=十六进制36E.D4按位权展开:36E.D4 =2103+ 3102+4101+5100+ 410-1+ 510-2124+023+12

40、2+121+120+ 12-1+ 12-22-3182+381+380+ 18-13162+6161+14160+1316-1+416-21.3 计算机的数制671.3.2 计算机中常用的几类进制数进位制二进制Binary八进制Octal十进制Decimal十六进制Hexadecimal规则逢二进一借一当二逢八进一借一当八逢十进一借一当十逢十六进一借一当十六基数R=2R=8R=10R=16基本符号0,10,1,2,3,4,5,6,70,1,2,3,4,5,6,7,8,90,1,2,3,4,5,6,7,8,9,a,b,c,e,f位权2i8i10i16i表示形式101.01(B)(101.01)2

41、(101.01)B37.23(O)(37.23)8(37.23)O259.12(D)(259.12)10(259.12)D5AF(H)(5AF)16(5AF)H注意：i=-mn-11.3 计算机的数制68计算机中常用的各种进制数之间关系1.3 计算机的数制69an .a1a0.a-1.a-m (r) = an rn + + a1 r1 + a0 r0 +a-1 r-1+.a-m r-m ai 是数码，r是基数，ri是权；不同的基数，表示是不同的进制数 R 进制转化成十进制：数码乘以各自的位权的累加例：(10101)B=124+ 023+ 122+ 120 ()B=122+021 + 120 +

42、12-1+12-2 (101)O= 182+081 + 1 80 (71)O=781+180 (101A)H= 1163+ 0162+ 1161 + 101601.3.3 各类数制间的转换1. 非十进制转化成十进制=(21)D=(5.75)D=(65)D=(57)D=(4106)D1.3 计算机的数制70整数部分：除以 r取余数，直到商为0，余数从右到左排列。小数部分：乘以 r取整数，余数从左到右排列。100(D)=例 100.345(D)=10016604616001001002225212262321050110.3451.380 0.76020.69022 2 1.520 2 1.048

43、0100128184412. 十进制转化成 r 进制注意:乘不尽时，按精度进行舍入。1100100.01011(B)144(O)=64(H)1.3 计算机的数制71分组规则: 整数部分：以小数点为中心从右向左进行分组。 小数部分：以小数点为中心从左向右进行分组。二进制八进制： 将二进制数按分组规则分成三位一组，不足补0。二进制十六进制： 将二进制数按分组规则分成四位一组，不足补0。注意：整数不足补0补在高位，小数不足补0补在低位 例：(1101101110.110101)B=( )H (1101101110.1101001)B= ( )O3. 二进制转化成八进制和十六进制36E. D41556

44、. 6441.3 计算机的数制72将每一个十六进制数写成对应的四位二进制数。2C1D(H)= ( )B144(O)=（ ）B7123.14(O)=( )B4. 八进制和十六进制转化成二进制将每一个八进制数写成对应的三位二进制数。001 100 1001100100111 001 010 011.001 100 0010 1100 0001 110164(H)=（ ）B0110 0100 11001001.3 计算机的数制73(69.625)D=（ ）B=( )H=( )O(670.56)O=( )B(3E1.A)H=( )B(10 1101 0110 1011.11)B=( )H(11 111

45、1 1100 0011.001)B=( )O110 111 000.101 110课堂练习:1.3 计算机的数制741.4 数据信息在计算机中的表示 进入计算机的数据不仅有数值型数据，有英文字母、各种符号以及汉字等字符型数据，还有声音、图形、图象等多媒体数据，所有这些数据进入计算机内后，都只能用0或1表示，因此，对进入计算机中的数据必须编码。1.4.1 基本概念1. 计算机中数据的分类 数值型数据：用以表示量的大小、正负。如整数、小数等。非数值型数据：用以表示一些符号、标记。如英文、各种符号等。2. 计算机中数据的表示 无论是数值数据还是非数值数据，在计算机内部都是用二进制编码形式表示。3.

46、用二进制表示数据的优点 物理上容易实现 、便于逻辑运算、便于表示不同种类的数据信息。 75符号位：将一个数的最高位定义为符号位，其余表示数值。0表示正 1表示负机器数：一个数及其符号在机器中的数值化表示。真值数：把机器外部由正、负号表示的数称为真值数。 例：十进制数：-44 二进制数：-101100 真值数：-101100 机器数：10101100数符1.4.2 数值数据的表示1. 机器数1.4 数据信息在计算机中的表示 注意：计算机中的基本存储单元是字节，一个字节可以存储8个二进制的数。所以存放一个数至少是一个字节。761.4 数据信息在计算机中的表示机器字字长与机器数范围的关系如下： 字长

47、 无符号数范围 有符号数范围 8位 028-1(255) -128+127 16位 0216-1(65535) -32768+32767 32位 0232-1 -231+231-1 64位 0264-1 -263+263-1说明：以8位字长为例。无符号数：最大值11111111= 28-1=255 最小值00000000=0有符号数：最大值1111111= 27-1=127 最小值-1111111=-27=-128如果机器字长为8位，则数超过127或小于-128为“溢出”。机器数的范围由硬件机器字的字长决定。771.4 数据信息在计算机中的表示将正负号用0，1表示，虽然实现了数字化，但直接参与

48、运算，有时会得出错误的结果，因此采用原码、反码和补码这三种方法来表示机器数，现在的计算机基本上采用补码。这几种方案都是将最高位作为符号位，其中0表示正，1表示负。 2. 原码、反码、补码(1) 原码最高位为符号位，其余为数值部分，数值部分用二进制数的绝对值表示，这种整数的方法称为原码表示法，如+57和57的原码表示为：【+57】原=0 0111001【57】原=1 0111001用原码表示时，虽然数的真值和它的原码表示之间的对应关系简单，但原码本身的运算逻辑复杂，所以不常使用。 781.4 数据信息在计算机中的表示正数的反码与原码相同，负数的反码则是保持符号位为1，然后将其原码的数值部分按位取

49、反得到的，如+57和57的反码表示为：【+57】原 = 0 0111001 【57】原 =1 0111001【+57】反=00111001 【57】反=11000110计算机中得到反码非常方便，但反码用于计算还是比较麻烦，因此实际中很少使用，通常只是将反码作为求补码过程的中间形式。(2) 反码(3) 补码 补码的表示法是：正数的补码与原码相同，负数的补码是将其原码除符号位外按位取反后加1得到的。如+57和57的补码表示为：【+57】补=00111001 【57】补=11000111补码可以用相同的运算规则来进行各种运算，使运算简化，并且运算逻辑的实现也比较容易，所以大多数计算机系统都采用补码来

50、表示整数。 791.4 数据信息在计算机中的表示计算机内表示的数同时考虑符号和小数点位置，主要分成定点小数、定点整数与浮点数3种类型。 3. 数的定点和浮点表示计算机中数的表示定点小数定点整数浮点数(1) 定点小数表示指小数点准确固定在数据某一个位置上的小数。 任一个小数表示：N= Ns N-1 N-2 N-3 N-m 注意：Ns是符号位8001100000S符号位小数点|N|1(2) 定点整数表示：整数最小单位是1，小数点在数值最低位右边。- 2n-1 =N=2n-1 -1N=8 最大数：127 最小数：-1280=N=2 n-1最大数：255最小数：0M-1位n位小数点小数点无符号位符号位

51、S例：（0.75）10=（+0.11）2 （0.75）10=（-0.11）2 111000001.4 数据信息在计算机中的表示以一个字节为例：81(3) 浮点数表示阶码数符110.011(B)=1.100112+10=11001.12-10=+0.1100112+11阶符尾数N= 数符尾数2阶符阶码尾数的位数决定数的精度。阶符决定小数点的位置 阶码的位数决定数的范围。 浮点数：指尾数部分小数点可随阶的不同而左右浮动的数。尾数阶码阶符0.1100112+11 在计算机中的表示（假设一个数占两个字节）数符阶码的底0000110011001100科学记数法：1234567=123456.7101=1

52、2345.67 102=0.1234567 107注意：二进制的数1.4 数据信息在计算机中的表示821.4 数据信息在计算机中的表示计算机中的信息都是用二进制编码表示的。用以表示字符的二进制编码称为字符编码。计算机中常用的字符编码：EBCDIC(Extended Binary Coded Decimal Interchange Code)码。ASCII（American Standard Code for Information Interchange）码。IBM系列大型机采用EBCDIC码，微型机采用ASCII码。 1.4.3 字符的编码1. 西文字符的编码ACSII码每一个字符有一个唯一

53、的编码(1) ACSII码（美国信息标准代码）用一个字节来表示，其中 7位作为二进制编码，一位作为奇偶校验，正常情况下最高位为0。常用字符有128个，编码从0到127。 83 字符名称 十进制编码 十六进制编码 二进制编码 空格 32 20 0100000 09 4857 3039 01100000111001 AZ 6590 415A 10000011011010 az 97122 617A 11000011111010控制字符：032，127；普通字符：94个。每个字符占一个字节，用7位，最高位不用，一般为0。例如：“a”字符的二进制编码为1100001，对应的十进制数是97；注意：09十

54、个字符的后4位正好是其二进制形式。数字的二进制表示与二进制编码是不一样的。1.4 数据信息在计算机中的表示2. 汉字编码地址码汉字输出字形码 输入码汉字输入国标码机内码841980年颁布国家标准信息交换用汉字编码字符集（基本集），代号为“GB231280”，即国标码。中文信息处理的国家标准，简称GB码。常用汉字及分级 (1) 汉字信息交换码（国标码）国标码7445个字符编码汉字字符(6763个)非汉字字符(682个) 序号、数字、罗马数字一级常用汉字(3755个)二级次常用汉字(3008个) 两个字节存储一个国标码 国标码的编码范围 国标码把7445个国标码放置在一个94行94列的阵列中。 1

55、.4 数据信息在计算机中的表示115区是非汉字图形字符区1654区是一级常用汉字区 5687区是二级次常用汉字区 8894区是保留区85区位码：汉字的区号+位号国标码：（区号+32）+（位+32）例：中：区号（54） 位号（48） 区位码：5448 国标码：8680(2) 汉字输入码为了将汉字输入计算机而编制的代码称为汉字输入码，也叫外码。音码类：全拼、双拼、微软拼音、智能ABC等 形码类：五笔字型法、郑码输入法等 音形结合：自然码同一个汉字，不同的输入法有不同的编码，都要通过计算机统一转换成国标码。1.4 数据信息在计算机中的表示86汉字 区位码 国标码 汉字内码中 5448 8680(01

56、010110 01010000)B (11010110 11010000)B 华 2710 5942(00111011 00101010)B (10111011 10101010)B 为了在计算机内部区分是汉字编码还是ASCII，将汉字的国标码每个字的字节的最高位变为“1”，变换后的国标码称为汉字机内码。 区位码、国标码、机内码间的关系：区位码=区号+位号国标码=（区号+32）+（位号+32）机内码：将二进制的国标码每个字节的最高位变为1）(3) 汉字内码是为在计算机内部对汉字进行存储、处理而设置的汉字编码。1.4 数据信息在计算机中的表示87(4) 汉字字形码矢量：存储的是描述汉字字形的轮廓

57、特征。 点阵和矢量方式区别：点阵的特点是编码、存储方式简单、无需转换直接输出，但字形放大后产生的效果差，而且同一种字体不同的点阵需要不同的字库；矢量方式特点正好与前者相反。汉字字形码通常有两种表示方式：点阵和矢量表示方式。点阵：汉字字形点阵的代码 1616、2424、3232、4848。 (5) 汉字地址码汉字地址码：每个汉字字形码在汉字字库中的相对位移地址。地址码和机内码要有简明的对应转换关系。 1.4 数据信息在计算机中的表示881图像 1.4.4 图像、图形和声音的编码计算机中的数字图像，按其生成方式分为：图像和图形。通过数字化设备获取的图像称为图像。如通过摄像机、数码相机等设备从现实世

58、界中获取的图像。图像获取的过程实质上是模拟信号数字化过程。处理步聚分为“取样”、“分色”和“量化”三个过程。1.4 数据信息在计算机中的表示89绘图软件绘制的由直线、圆、圆弧、任意曲线等组成的画面，称为图形。图形文件中存放的是描述图形的指令。因此这类图形称为矢量图形。例如：一个圆，记录的是圆心的位置、圆的半径、线的粗细、颜色形态以及圆内填充的颜色和图案等属性。在计算机显示图形时，首先要解释这些命令，然后将这此指令表示的内容还原出来。指令比要显示的图形要小得多，因此，占所的存储空间也少的多。2. 图形1.4 数据信息在计算机中的表示90声音信号是一种连续变化的模拟量，通过“模/数”转换器对声音信

59、号按固定的时间进行采样，变成数字量后储存在计算机中。采样频率f：1/T，每秒钟的采样次数 ；采样点精度 ：存放采样点振幅值A的二进制位数 ；声道数 ：声音通道的个数 ，立体声 为双声道。每秒钟存储声音容量的公式为：采样频率采样精度（位数）声道数/8=字节数 1.4 数据信息在计算机中的表示3. 声音911.5 信息化社会 信息化社会是指以信息活动为社会发展的基本活动，以信息经济为主导经济，以计算机、微电子和通信技术为主的信息技术为技术基础的新兴社会形态。 1.5.1 信息化社会的基本概念和含义(1) 信息化是当今社会发展的新的动力源泉，信息技术是当今世界新的生产力，信息产业已成为全球第一大产业

60、，信息化使社会物质财富得以最大限度的提高。(2) 信息化不仅是一次技术革命，更是一次深刻的认识革命和社会革命。(3) 人类经历了农业革命与工业革命，知识经济和信息化是第三次革命。 1. 信息化社会的意义92(1) 经济领域的特征从事信息职业的人数与其他部门职业的人数相比已占绝对优势。 在国民经济总产值中，信息经济所创产值与其他经济部门所创产值相比已占绝对优势。 能源消耗少，污染得以控制。知识成为社会发展的巨大资源。 (2) 社会、文化、生活方面的特征社会生活的计算机化、自动化。拥有覆盖面极广的远程快速通信网络系统和各类远程存取快捷、方便的数据中心。生活模式、文化模式的多样化、个性化的加强。可供