计算机基础第一课时课件

1、计算机应用基础第一讲 计算机基础知识1.1 走进计算机世界1.2 计算机是如何工作的1.3 计算机的外部设备1.4 计算机安全规范1.1 走进计算机世界信息与载体 简单的说,”信息(information)”是对人类有一定意义的一系列符号的集合，它是一种资源，能给人类提供有用的消息，它能以多种形式传播并为人类所感知。 载体则是一种媒介，信息是依赖于载体进行传播的，如语言、文字、报纸、电视、广播、网络等都是信息的载体。什么是信息技术 IT(Information Technology) 从广义上说，信息技术是指完成信息的获取、传递、加工、再生和使用等功能的技术。信息一定是消息，消息不一定是信息信

2、息技术就是人类处理信息的技术世界上第一台电子计算机的问世1946 年 2 月由美国宾州大学研制成功的 ENIAC电子计算机时代的到来电子数字积分计算机重达 30 吨每秒5000次运算启动工耗 150000 瓦18000 个电子管保存 80 个字节现代计算机的发展历程时代 年份 电子元器件 运算速度(次/S) 应用 46-55 电子管几千几万科学计算 55-64 晶体管几万几十万数据处理 工业控制一 64-71 集成电路几十万几百万文字处理 图形处理 71年迄今大规模集成电路几百万几千万、 甚至达到几亿次、几十亿次社会的各个领域 80年至今超大规模集成电路人工智能80年代末至今光导纤维人工神经网

3、络二三四计算机发展简史：1.2 计算机发展概述 1.2.2 计算机的发展简史 现代计算机体系结构冯诺依曼思想（“存储程序”的概念）： 1、二进制；程序存储、程序控制；2、五大模块（输入、存储、运算、控制、输出）。 六十多年来，计算机系统基本结构没有变。美籍匈牙利数学家冯诺依曼1.2.3 计算机的分类按规模分类综合性能指标分类巨型机：速度最快、处理能力最强例如：曙光4000L 644GB内存，浮点运算达每秒3万亿次 大型、通用、较快、较强大型机：作“客户机/服务器”的服务器 作“终端/主机”的主机 小型机：规模小，结构简单，设计试制周期短 工艺先进、使用维护简单 工作站：介于PC与小型机之间 高

4、分辨率、大容量内外存，图形功能较强微型计算机：小、巧、轻、使用方便、价格便宜中央处理器：一个芯片网络计算机：基于Java技术的客户机系统 1.2 计算机发展概述 1.2.1 计算机的定义、特点 计算机通常指一种能够存储程序和数据、自动执行程序、从而快速高效地完成对各种数字化信息的处理的电子设备，是一种能够协助人们获取、处理、存储和传递信息的信息处理机。 计算机的基本特点 ：运算速度快计算精度高存储容量大逻辑判断能力强、记忆能力强自动控制能力计算机的应用类型 1. 科学计算 2. 事务数据处理 3.过程控制 4. 计算机辅助系统 （ CAD/CAI/CAM/CAT） 5. 人工智能（AI）（机器

5、人/专家系统/模式识别） 6. 计算机网络通信 计算机的主要应用领域1. 工商：电子商务、CAD/CAM2. 教育：多媒体教育、远程教育3. 医药：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 1.2.4 计算机在信息社会中的应用1.3 计算机系统组成和基本结构1.3.1 计算机系统组成系统软件应用软件计算机系统分为：硬件系统+软件系统硬件软件计算机系统的组成输入设备：键盘、鼠标、扫描仪 输出设备：显示器、打印机 外 存：软、硬盘、光盘、闪存 网络设备：网卡、调制解调器等 计算机系统软件外部设备系统软件应用软件硬件运算

6、器寄存器控制器主机内存CPU随机存储器(RAM)只读存储器(ROM)高速缓冲存储器 操作系统：Windows、Unix、Linux语言处理程序：C、Pascal、VB等 实用程序：诊断程序、排错程序等 办公软件包、数据库管理系统 1.3.2 计算机系统的硬件组成冯诺依曼思想： 二进制程序与数据一样存放在内存五大模块存储器数据流控制流运算器外存储器输出设备内存储器输入设备控制器存储器存储器是计算机存储数据和程序的记忆单元集合每个记忆单元由 8 位二进制位组成可读写其中的数据。1 KB = 1024 B1 MB = 1024 KB1 GB = 1024 MB1 TB = 1024 GB字节Byte

7、7 6 5 4 3 2 1 0位（Bit）存储器的访问过程111011011100110110001101111011011110100111101101111011011110110111101101111011011110110111101101100011011100110110001101111011010000000100100011010001010110011110001001101010111100110111101111地址 0001控制: 写数据1000000010000000存储器的访问过程：向0001单元写数据输入设备常用输入设备：键盘、鼠标、扫描仪、光笔、数字化仪等。

8、常用输出设备：显示器、打印机、绘图仪等。常见微机系统计算机、电视、影音三模式 平板电脑 家庭网络计算机 笔记本电脑 微机基本结构显示器、键盘和主机系统主板（又称母板）处理器硬盘驱动器高密度只读光盘驱动器软盘驱动器显示器适配器内存电源微型计算机主机构成处理器处理器字长：单位时间内一次处理的二进制数的位数。处理器外频：处理器总线频率处理器主频：处理器内核电路的实际工作频率生产工艺技术：通常用微米数字来描述 内部存储器访问速度快信息暂时性相对价格高外部存储器访问速度慢信息永久性相对价格低3. 存储器微型计算机存储器分内部存储器和外部存储器（ 1 ）软盘用表面涂有磁性材料柔软的聚酯材料制成读写软盘时，

9、磁头直接接触盘面常用软盘容量为 1.44 MB。新型磁盘具有 100 MB250 万位元组容量（ 2 ）光盘衡量光盘驱动器传输数据速率的指标叫做倍速，一倍速率 =150 KB/s常用：只读型光盘唯读光盘一次性可写入光盘可写式光盘，需要光盘刻录机完成数据的写入后继产品高密度只读光盘，高密度只读光盘一倍速率是 1.3个万位元组/s外部存储器硬盘的磁道、扇区、柱面柱面扇区磁道硬盘片是由涂有磁性材料的铝合金构成读写硬盘时，磁性圆盘高速旋转产生的托力使磁头悬浮在盘面上而不接触盘面硬盘容量视具体类型而定硬盘片读写磁头硬盘移动存储产品 磁光技术移动存储产品磁盘技术与光技术结合闪现存储设备闪存芯片为存储介质采

10、用万用串列总线的接口可擦写 100 万次以上4. 总线与输入/ 输出接口电路处理器存储子系统I/O子系统总线：微处理器与各部件和外围设备共用的连接线路总线分类地址总线: 传输地址信息数据总线: 传输数据信息控制总线: 传输控制信息内部总线：连接处理器的各个组成部件（芯片内部）系统总线：连接计算机中各大部件外部总线：连接计算机和外部设备连接对象传输对象并行总线: 通信速度快、实时性好串行总线: 简易、方便、灵活通信方式系统总线外部设备接口电路微处理器存储器数据总线控制总线地址总线微处理器、总线、存储器、接口电路和外设逻辑关系软件分类系统软件操作系统 Windows、UNIX语言处理程序Turbo

11、 C 连接程序 LINK诊断程序 数据库系统 FoxPro、Oracle应用软件文字处理软件 WPS、Word表格处理软件 Excel辅助设计软件 AutoCAD实时控制软件三、微型机系统计算机软件基础操作系统(Operating System) 管理和控制计算机的所有硬件、软件资源的程序。人和机器的接口。常用操作系统：Windows XP Windows NT/2000UNIXOS/2LINUX 1、 系统软件(1) 文字处理软件 WPS、Word等。 (2) 表格处理软件 Excel、Lotus 1-2-3等。(3) 辅助设计软件 AutoCAD(4) 实时控制软件 监察控制和数据采集SC

12、ADA。2. 应用软件计算机语言1、机器语言直接用二进制代码表示指令系统的语言称为机器语言。机器语言是计算机硬件系统惟一能直接执行的语言。 2、汇编语言 计算机只能执行二进制编码指令（或称机器语言），但机器语言不适合于人记忆和使用。采用英文单词或其缩写形式的助记符代替二进制指令来编写的程序称作汇编语言程序(如MOV,ADD，等)。但汇编语言编写的程序计算机不能直接执行，需用“汇编程序”将其翻译成二进制程序后方能执行。汇编语言与机器语言比较接近，都称作低级语言。用汇编语言编成的程序短小精悍，效率高，运行速度快。学习汇编语言要掌握一定的计算机硬件知识，编程难度较大，不适合于初学者使用。3、高级语言

13、 高级语言的形式比较接近于我们日常用语（英语和数学公式）。用高级语言编写的程序称作源程序。与汇编语言程序一样，源程序是不能由计算机直接执行的，必须先将其翻译成机器语言后才能执行。高级语言的翻译方式有两种： （1）解释型：对源程序逐句翻译、逐句执行。也就是边翻译边执行，如BASIC的程序就属于此类。解释方式最适合于初学者使用，发现错误系统会立即指出，改正后又可重新运行。其缺点是运行速度较慢，因为每次运行时都要重新翻译。（2）编译型：将源程序全部翻译完后再执行。首先将源程序文件翻译成二进制形式的目标文件（扩展名为0BJ），然后再将二进制目标文件连接成可执行文件（扩展名为EXE或COM），最后运行可

14、执行文件。3、高级语言编译方式的优点是运行速度快。但由于需要一次将源程序全部翻译完，如果程序较大，错误可能太多，致使初学者感到无从着手，难以查找和修改错误。常用的编译型高级语言有FORTRAN，C，PASCAL等4、第四代语言：面向对象的编程语言，一般有可视化、网络化、多媒体等功能。如：VB、VC、VFP等。3、高级语言1.4 数制与编码1.4.1 数制N=an-1rn-1an-2rn-2a0r0a-1r-1a-mr-mr 进制数 N 可表示为：R 进制数用 r 个基本符号（例如 0 ， 1 ， 2 ， r-1 ）表示数值基数权数码1.4.2 不同进位计数制间的转换1. r 进制转化成十进制

15、原则：按权展开，相加之和。 10101(B)=24+22+1=21 101.11(B)=22+1+2-1+2-2=5.75 101(O)=82+1=65 71(O)=7*8+1=57 101 A(H)=163+16+10 4106进制表示符号B 二进制O 八进制D 十进制H 十六进制十进制转化成 r 进制整数部分：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，整数从左到右排列。100(D)=144(O)=64(H) 1.04例 100.345(D)=1100100.01011(B)1.3800.34520.69022 0.760 2 1.520 2 10025

16、022521226232100010011八进制100812818044110016604616十六进制二进制、八进制、十六进制数间的相互转换64(H)=0110 0100(B) 6 4144(O)=001 100 100(B) 1 4 41101101110.110101(B)=1556.65(O)15 5 6 6 51101101110.110101(B)=36 F.D4(H) 3 6 F D 4一位八进制数对应三位二进制数一位十六进制数对应四位二进制数二进制转化成八 ( 十六) 进制 整数部分：从右向左按三 ( 四) 位进行分组 小数部分：从左向右按三 ( 四) 位进行分组，不足补零十进

17、制 二进制 八进制 十六进制 0 0 0 0 1 1 1 1 2 10 2 2 3 11 3 3 4 100 4 4 5 101 5 5 6 110 6 6 7 111 7 7 8 1000 10 8 9 1001 11 9 10 1010 12 A 11 1011 13 B 12 1100 14 C 13 1101 15 D 14 1110 16 E 15 1111 17 F1.4.3 数据在计算机中的表示二进制优点：物理上容易实现，运算简单，可靠性、通用性强 1 1 1 1 1 1 1 1 1 0 1 0 0 1 0 11 字符西文字符 ACSII 码 ( 美国信息交换标准代码) 128

18、个常用字符，用 7 位二进制编码，从 0 到 127 控制字符： 0 32 ， 127 ；普通字符： 94 个。 例如： 一 字符的编码为 1100001 ，对应的十进制数是 97 ； 空格 20 H 32 0 9 30 H 39 H 48 57 A Z 41 H 5 AH 65 90 a z 61 H 7 AH 97 1222 汉字编码(1) 汉字输入码音码类全拼，双拼，微软拼音, 自然码和智能美国广播公司等形码类五笔字型法、郑码输入法等。(2) 汉字国标码 (GB2312 80) 每个汉字占两个字节。 一级汉字： 3755 个；二级汉字： 3008 个。汉字分区，每个区 94 个汉字。(3

19、)机内码汉字在设备或信息处理系统内部最基本的表达形式。 区号区中位置2 汉字编码(4) 汉字字形码点阵：汉字字形点阵的代码16 16 、 24 24 、 32 32 、 48 48 。 编码、存储方式简单、无需转换直接输出放大后产生的效果差矢量：存储的是描述汉字字形的轮廓特征矢量方式特点正好与点阵相反（ 5 ）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3 声音声波采样与数字化采样频率 f ： 1/ T ，每秒钟的采样次数；采样点精度：存放采样点振幅值一的二进制位数；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= 字节数声音文件波动格式文件（.WAV） 记录了真实声音的二进制采样数据，通常文件较大。移动图象专家组格式音频文件（.MP1/.MP2/.MP3 ） 采用移动图象专家组格式音频压缩标准进行压缩的文件。WAV 文件4 图形和图像图形和图像 图形：由点、线等组成的有边界画面，文件中存放描述图形的指令。 图像：由图像设备输入的无边界画面，数字化后以位图形式存储。图形与图像的数字化 分辨率（行、列）和颜色深度 真彩色每个像素点占 3 个字节,1677721