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上课请关闭手机大学计算机基础第1章计算机文化与信息技术概论1.1概述1.2数字化信息编码与数据表示1.1概述1.1.1计算机的发展1.1.2计算机在各个领域中的应用返回本章首页1.1.1计算机的发展1．电子计算机的发展

自从1946年2月第一台全自动电子计算机ENIAC诞生以来，根据电子计算机采用的物理器件的发展，我们可以将电子计算机的发展分成4个阶段，见表1－1代次起止年份所用电子元器件数据处理方式运算速度应用领域

一1946~1957电子管汇编语言、代码程序5千~3万次/秒国防及高科技二1958~1964晶体管高级程序设计语言数十万~几百万次/秒工程设计、数据处理

三1965~1970中、小规模集成电路结构化、模块化程序设计、实时处理数百万~几千万次/秒工业控制、数据处理

四1970~今大规模、超大规模集成电路分时、实时数据处理、计算机网络上亿条指令/秒工业、生活等各方面表1－1电子计算机发展的四个阶段1.1.1计算机的发展计算机的发展趋势是巨型化、微型化、网络化和智能化2．微型计算机的发展

在1971年，世界上第一台4位微型电子计算机诞生。见书

p31计算机的特点运算度快计算精度高具有“记忆”功能具有逻辑判断能力具有自动执行程序的能力计算机的分类按处理信号分：按用途分：按规模分：巨型计算机小巨型计算机主机（大型机或中型机）小型计算机工作站个人计算机（pc机）1.1.2计算机在各个领域中的应用1.科学计算

P11

也称为数值计算，用于完成科学研究和工程技术中提出的数学问题的计算2.信息处理

也称为非数值计算，用于对大量的数据进行加工处理3.过程控制也称为实时控制，用于计算机及时采集数据，将数据处理后按照最佳值迅速地对控制对象进行控制

4.计算机辅助系统

包括CAD（计算机辅助设计）、CAM（计算机辅助制造）、CBE（计算机辅助教育）等，其中CBE又包括CAI（计算机辅助教学）、CAT（计算机辅助测试）、CMI（计算机管理教学）5.人工智能AI

对人脑进行演绎推理和采取决策的思维过程6.信息高速公路p3

把所有的信息库及信息网络连成一个全国性的大网络，连接到所有的机构和家庭中去，让各种形态的信息都能在大网络里交互传输7.电子商务通过计算机和网络进行商务活动返回本章首页1.2数字化信息编码与数据表示1.2.1数字化信息编码的概念1.2.2进位计数制1.2.3不同进制之间的转换1.2.4二进制数在计算机中的表示1.2.5常用信息编码1.2.1数字化信息编码的概念一、数字化信息编码的概念

1、编码：采用少量的基本符号，选用一定的组合规则，以表示大量复杂多样的信息。2、计算机中为什么用二进制？在物理上最容易实现，例如1－高电平0－低电平它的编码、计数、加减运算规则简单二进制中的“1”和“0”正好与逻辑命题中的“是”“非”、“真”“假”相对应3、计算机中常用的名词位bit

计算机中所有的数据都是以二进制来表示的，一个二进制代码称为一位，记为bit。位是计算机中最小的信息单位。字节Byte

八位二进制代码为一个单元存放在一起，称为一个字节，记为Byte。字节是计算机中基本的存储单位。容量容量是衡量计算机存储能力常用的一个名词，主要指存储器所能存储信息的字节数。常用的容量单位有B、KB、MB、GB、TB，它们之间的关系是：

1KB=1024B1MB=1024KB1GB=1024MB1TB=1024GB返回本节目录1.2.2进位计数制1、r进制

进位计数的数字系统中，如果只用r个基本符号来表示数值则称其为r数值如：日常生活中最常见的是十进制数，r＝10，基本符号是0、1、2……7、8、9

计算机中用的二进制数，r＝2，基本符号是0和1，在运算时，遵守“逢二进一”的原则还有一种常用的十六进制数，r=16，它采用0-9和A、B、C、D、E、F、这16个基本符号构成返回本节首页2、进制数的特点都有固定的基本符号集都使用位置表示法，即对于不同位置的数符所代表的值不同，与它所在位置的权有关

对于十进制的987.65＝

9*10^2+8*10^1+7*10^0+6*10^-1+5*10^-2对于r进制数见书P12公式另外，我们在书写数字时要带上一个符号来区分它是属于什么进制的二进制:B十进制:D八进制:O十六进制:H1.2.3不同进制之间的转换1．r进制与十进制的相互转换r进制数要转换成十进制数非常简单，只需将每一位数字乘以它的权rn，再以十进制的方法相加就可以得到它的十进制的值（10110.011）b=（101A）h=1×24+0×23+1×22+1×21+0×20+0×2-1+1×2-2+1×2-3＝（22.375）d1×163+0×162+1×161+10×160＝（4122)d2．十进制与r进制的相互转换

十进制整数数据转换成r进制采用的是除r取余法，具体过程介绍如下：（1）将十进制数除r，保存余数。（2）若商为0，则进行第三步，否则，用商代替原十进制数，重复第1步。（3）将所有的余数找出，最后得到的余数作为最高位，最先得出的余数作为最低位，由各余数依次排列而成的新的数据就是转换成二进制的结果。十进制小数数据转换成r进制采用的是乘r取整法，具体过程介绍如下：（1）将十进制数乘r，保存得数中的整数部分。（2）若得数为0，则进行第三步，否则，用去除了整数部分的十进制数代替原十进制数，重复第1步。（3）将所有的整数找出，最后得到的整数作为最低位，最先得出的整数作为最高位，由各整数依次排列而成的新的数据就是转换成二进制的结果3.二进制数与十六、八进制数的相互转换由于16=24、8=23，所以在将二进制数转换成十六（八）进制数时，从最右侧开始，每四（三）位二进制数划为一组，用一位十六（八）进制数代替，也称为“以四（三）换一”；十六（八）进制数转换成二进制数时正好相反，一位十六（八）进制数用四（三）位二进制数来替换，也称“以一换四（三）”。1.2.4计算机中数据

的表示方法1、机器数

真值数：用符号“＋”“－”来表示数的正负的数机器数：将“＋”“－”数值化成“0”和“1”的数如：真值数－00101100的机器数表示为10101100

机器数在计算机中有三种表示方法：原码一个二进制数同时包含符号和数值两部分，用最高位表示符号，其余位表示数值，这种表示带符号数的方法为原码表示法。字长为8时：[+1]原＝00000001[-1]原＝10000001

[+0]原＝00000000[-0]原＝10000000机器数在计算机中的表示反码反码是另一种表示有符号数的方法。对于正数，其反码与原码相同；对于负数，在求反码的时候，除了符号位外，其余各位按位取反，即“1”都换成“0”，“0”都换成“1”。字长为8时：[+1]反＝00000001[-1]反＝11111110

[+0]反＝00000000[-0]反＝11111111补码对于正数，其补码与原码相同；对于负数，则其补码为反码加1。字长为8时：[+1]补＝00000001[-1]补＝11111111

[+0]补＝00000000[-0]补＝00000000假定一个数在机器中占用8位（1）原码 0X，0〈=X+7：00000111+0：00000000[X]原= 1|X|，X〈=0-7：10000111-0：10000000（2）反码 0X，0〈=X+7：00000111+0：00000000[X]反= 1|X|，X〈=0-7：11111000-0：11111111（3）补码 0X，0〈=X+7：00000111+0：00000000[X]补= 1|X|+1，X〈=0-7：11111001-0：00000000

2.数的定点表示计算机中的数主要是定点数和浮点数其中定点数又分为定点小数和定点整数1>定点小数的表示：用来表示纯小数把小数点固定在最高数据位的左边2>定点整数的表示：把小数点固定在最低数据位的右边3.浮点数的表示

浮点数对应于科学计数法表示数的方法如：N=110.011＝0.110011×2＋11示在浮点数表示中，尾数部分用定点小数表示，它决定数的精度，阶码部分用定点整数表示，它决定数的范围纯小数如图1-6所示，纯整数如图1-7所示。阶符阶

码数符尾

数图1-8计算机中浮点数的表示

返回本节目录1.2.5常用信息编码1．BCD码

指每位十进制用4为二进制数编码来表示，即选用0000－1001来表示0－9，它又叫做8421码。如：25=（00100101）BCD表1-4十进制数和BCD码对照表十进制BCD码十进制BCD码000005010110001601102001070111300118100040100910012．ASCII码(AmericanStandardCodeforInformationInterchange)

即美国信息交换标准代码，每个字符用8位表示，其中7位来表示字符，还有一位用来效验，称为效验位。常用字符有128个，编码从0到127。空格 20H 32‘0’~’9’ 30H~39H48~57‘A’~‘Z’ 41H~5AH 65~90‘a’~‘z’ 61H~7AH 97~122控制字符：0~32，127；普通字符：94个。3．汉字编码P194.图形图像和视频编码5.音频信息编码

第二章微型计算机系统的组成2.1微机计算机基本工作原理2.2微机软件系统

2.4个人计算机硬件系统微机系统组成图2-1微机系统

2.1概述1.电子数字计算机在第一台电子计算机诞生的同时，美籍匈牙利科学家冯·诺依曼提出重要的设计思想：计算机由5个基本部分组成：运算器、控制器、存储器、输入设备、输出设备采用存储程序的方式，程序、数据放在同一个存储器中指令在存储器中按执行顺序存放，有指令计数器指明要执行的指令所在的单元地址以运算器为中心，输入/出设备和存储器间的数据传送都通过运算器2.微型计算机1．运算器(ALU)运算器是计算机的核心部件，主要负责对信息的加工处理。运算器不断地从存储器中得到要加工的数据，对其进行加、减、乘、除及各种逻辑运算，并将最后的结果送回存储器中，整个过程在控制器的指挥下有条不紊地进行。

2．控制器(CU)控制器是计算机的指挥中枢，主要作用是使计算机能够自动地执行命令。

3．存储器存储器主要负责对数据和控制信息的存储，是计算机的记忆单元。存储器分为内存和外存两种。（1）内存也称主存。内存分成只读存储器（ROM）和随机读写存储器（RAM）两种。

（2）外存外存也称为辅助存储器。外存分为磁介质型存储器和光介质型存储器两种，磁介质型常指硬盘和软盘，光介质型则指光盘。主存储器随机存储器RAM:可读可写，无论位置如何读写的速度相同，但是数据容易丢失

静态随机存取存储器SRAM:采用双稳态电路保存信息，只有是不断电，信息就不会丢失，由于它的速度快，用来制作CACHE，但是它的造价高动态随机存取存储器DRAM:采用栅极电容，不能长久的保存信息，随着电容器中电荷的消失，信息也会丢失，所以它需要周期性的刷新，但是它的成本底只读存储器ROM：只能读，在没有电源的情况下能保持数据，但是一旦做好，就不易改动其中的内容软磁盘存储器：用柔软的聚酯材料制成圆形底片，在两个表面涂有磁性材料。一般用的软盘有3.5英寸和5英寸的，容量分别为1.44M和1.2M。信息在磁盘上是按磁道和扇区来存放的，磁道就是盘上一组同心圆环形的信息记录区，它们由外向内编号，每道被划成相等的区域，称为扇区。一个软盘的存储容量可由下面的公式求出：软盘总容量＝磁道数×扇区数×磁盘面数×扇区字节数3.5英寸的软盘由80磁道，每道18扇区，每扇区512B，共有两面则：软盘总容量＝80×18×2×512B＝1474560B＝1.44MB硬磁盘存储器：由涂有磁性材料的铝合金圆盘组成。硬磁盘有两个主要的性能指标：平均寻道时间和内部传输速率硬磁盘每个存储表面被分成若干个磁道，每道划分成若干个扇区。每个存储表面的同一道形成一个圆柱面，称为柱面硬盘的存储容量＝磁头数×柱面数×扇区数×每扇区字节数如某硬盘有磁头15个，磁道数8894，每道63扇区，每扇区512B则：存储容量＝15×8894×63×512B=4.3G磁盘类存储器1.3.5输入/输出设备1.输入设备外部信息与计算机的接口称为输入设备。常用的输入设备有键盘、鼠标和扫描仪等。鼠标：鼠标的外形非常像一只老鼠，所以取名鼠标，在Windows及网络中使用频率相当高，可以代替键盘的大部分功能。鼠标分为机械式、光学式和光学机械式三种，对鼠标的操作可分为左击、右击、双击及拖动，这四种不同的操作可以实现不同的功能。

键盘是最常用的输入设备，每一个键对应一个字符扫描仪扫描仪是计算机输入图片使用的主要设备，它内部有一套光电转换系统，可以把各种图片信息转换成计算机图像数据，并传送给计算机，再由计算机进行图像处理、编辑、存储、打印输出或传送给其他设备。按色彩来分，扫描仪分成单色和彩色两种；按操作方式分，可分为手持式和台式扫描仪。扫描仪的主要技术指标有分辨率、灰度层次、扫描速度等。2.输出设备（1）显示器：显示器由监视器和显示适配卡组成，是最常用的输出设备。

（2）打印机：打印机也是计算机中最常用的输出设备。按输出方式可分为击打式和非击打式，击打式以针式打印机为主要代表，非击打式以激光打印机和喷墨打印机为主流。2.2计算机软件软件是微机的灵魂。没有安装软件的微机称为“裸机”，无法完成任何工作。微机软件分成系统软件和应用软件两大类。系统软件用来管理和控制计算机的各种操作的，是计算机的基础软件。包括操作系统（WINDOWS、DOS）、语言处理程序、连接程序、诊断程序、数据库系统、数据仓库在语言处理程序中又有机器语言、汇编语言、高级语言

应用软件是计算机用户利用计算机的各种资源为某一目的而开发的软件主要有文字处理软件（WPS、WORD等）、表格处理软件（EXCEL等）、辅助设计软件（AUTOCAD等）、实时控制软件（OUTLOOK等）返回本节目录2.3微型计算机基本工作原理微型计算机系统由硬件系统和软件系统组成。硬件指的是所能够看得见的组成计算机的物理设备，例如：显示器、主机等，是构成计算机的实体；软件是用来指挥计算机完成具体工作的程序和数据，是整个计算机的灵魂。

1.指令和程序

指令就是让计算机完成某个操作所发出的指令或者是命令

程序就是有序的指令集合操作码操作数2.指令的执行分成两个阶段：取指周期、执行周期取指：执行：3.程序的执行过程就是CPU不断的取指令、执行指令的过程内存CPU要执行的指令CPU译码有关部件控制信号2.4个人计算机硬件系统个人计算机硬件系统基本上都是由显示器、键盘和主机构成的主机中包括：系统主板、CPU、主存储器、高速缓冲存储器Cache（调节CPU与内存之间的速度差）、I/O总线（CPU互联I/O设备以及外设访问系统存储器和CPU的通道）、扩展槽（提供各种接口用于连接外围设备）、通用串行总线USB（使所有的低速设备都可以连接到统一的USB接口上，它几乎可以连接所有的外设）、显示卡（把显示器同主机连接起来）、辅助存储器（磁盘类存储器、磁带存储器、光盘存储器）第十三章计算机数据的安全返回本节目录13.1计算机病毒的概念 13.2数据的安全维护13.1计算机病毒的概念1．病毒的概念p278病毒是指在计算机程序中插入的破坏计算机功能、破坏数据、影响计算机使用并且能够自我复制的一组计算机指令或者程序代码。一般来说，病毒都由如下几个功能模块：引导模块、传染部分、表现或破坏模块。

2．病毒的特性

病毒是一种程序，所以它具有程序的所有特性，除此之外，它还具有传染性、破坏性、针对性、变种性和潜伏性。病毒通常的扩展途径是将自身的具有破坏性的代码复制到其他有用代码中，它的传染是以计算机系统的运行及读写磁盘为基础的。3．病毒的分类病毒按其侵害的对象来分，可以分为引导区型、文件型、混合型和宏病毒。引导区型：主要通过软盘在DOS操作系统中传播。病毒隐藏在软盘的第一扇区，使得它在系统文件装入内存之前进入内存，获得对DOS的控制，使它得以传播和造成危害

文件型：又叫寄生病毒，它运作在存储器中，每一次的激活，感染文件把自身复制到其它的文件中去。混合型：具有引导区型和文件型两者的特征宏病毒：它不特别关连操作系统，它通过电子邮件、软盘、WEB下载、文件传输和合作应用很容易得以蔓延4．病毒的传播途径与症状

在计算机应用的早期，软盘是传播病毒的最主要方式，当使用染毒的软盘引导系统启动，或者是复制文件时病毒趁机感染系统。通过硬盘传染也是重要的渠道，由于带有病毒的机器移到其它地方使用、维修等，将干净的硬盘传染并扩散随着网络的飞速发展，网络这个载体给病毒的传播插上了翅膀，能在很短的时间内传遍网络上的机器。病毒的症状：p281计算机启动速度很慢;内存无原因丢失;经常无故死机;磁盘文件无原因变长;磁盘读写的时间变长;出现莫名其妙的信息;程序运行出现不合理的结果5.病毒的预防与清除预防计算机病毒可以分成两种：

用管理手段预防计算机病毒的传染：经常的备份软盘；不在计算机上使用带有病毒的软盘；经常对计算机和软盘进行病毒的检测用技术手段预防计算机病毒的传染：采用一定的技术措施，如预防软件、防火墙等病毒的清除

对病毒的清除一般使用杀毒软件来进行。杀毒软件的作用原理与病毒的作用原理正好相反，可以同时清除几百种病毒，且对计算机中的数据没有影响。常见的杀病毒软件有KV3000、KILL、瑞星、金山毒霸等

13.2数据的安全维护数据是一种重要的资源，系统软件和应用软件都是以数据的形式存放在硬盘上。硬盘有可能因为质量的原因发生故障，导致数据丢失；或者某些误操作损坏了硬盘上的文件分配表而导致数据读不出；或者由于计算机感染了病毒使得数据被破坏等等，所以应该将硬盘上的数据定期地复制到其它的存储设备上，也叫做数据的备份。返回本章首页第十四章多媒体技术应用基础14.1多媒体的基本概念14.2多媒体的关键技术14.3多媒体计算机14.4多媒体设备14.5多媒体系统的软件14.6多媒体技术的应用14.1多媒体的基本概念什么是“多媒体”媒体是指表示和传播信息的载体，当这种载体可表示和传播两种或两种以上的信息时，称之为多媒体。也可以理解为：一种以交互方式将文本、图形、图象、音频、视频的多种媒体信息，经过计算机设备的获取、操作、编辑、存储等综合处理后，以