计算机发展与应用

计算机基础知识计算机教研室计算机基础知识学习目标了解计算机发展史、计算机特点、应用及分类，计算机软件系统和数制了解计算机病毒和网络安全相关知识计算机硬件系统和冯·诺依曼体系模型了解多媒体技术的基本概念和多媒体的组成重点和难点计算机硬件系统和软件系统数制计算机硬件系统和冯·诺依曼体系模型1.1计算机发展与应用计算机发展史计算机发展可以追溯到古代中国。中国人创造了世界上第一和动计算工具——算盘。随着技术发展，计算机由简单机械发展到复杂机械，并逐渐向电子计算过渡。电子计算机区别于机械式计算机的最主要特点是使用了电子元器件作为其控制和存储部件，依靠元器件完成计算。第一台电子计算机（ENIAC）5000次加法/秒体重28吨占地170M218800只电子管1500个继电器耗电150KW计算机发展史

电子恐龙的缩骨法——晶体管ENIAC划时代的实验装置晶体管实质上是按显微比例的真空管建造的。电子管的缺点：体积大；耗能高、散热量大；晶体管的优点：体积小；耗能低；性能稳固；计算机发展史第一代（1946~1956）电子管5千~4万（次/秒）第二代（1957~1964）晶体管几十万~百万（次/秒）第三代（1965~1970）集成电路百万~几百万（次/秒）第四代（1971~90年代）集成电路几百万~几亿（次/秒）1964年911机1966年112机计算机发展的几个阶段计算机发展史

计算机的商用化计算机的第一个商业顾客——烤面包卖茶点的利昂（lyons）ENIACEDSAC改进lyons参与部分投资进入社会，开启办公自动化理念Lyons复制EDSACLEO(LyonsElectronicOffice)LED充当会计师计算机发展史Altair8800计算机发展趋势——微型化计算机不再是单一的计算机器，而是一种信息机器，一种个人的信息机器。计算机发展趋势CRAY-Ⅱ计算机发展趋势——巨型化运算速度可达每秒几百亿次运算的超级计算机1975年世界上第一台超级计算机“Cray-I”超级计算机应用：天气预报、地震机理研究、石油和地质勘探，卫星图像处理等大量科学计算的高科技领域。中国超级计算机：国防科技大学研制的“银河1号”、“银河2号”和“银河3号”国家职能计算机中心推出的“曙光1000”和“曙光2000I”银河Ⅱ计算机发展趋势计算机发展趋势——网络化计算机网络：计算机技术与通信技术结合的产物。计算机网络的发展动力：使用远程资源，共享程序、数据和信息资源，网络用户的通讯和合作。计算机发展趋势计算机发展趋势——智能化“总有一天，人类会造出一些举止跟人一样的‘没有灵魂的机械’来”。

——笛卡尔（1637）人类第一个“工业机器人”：

一头在纺织机上挑纱的“驴”（1742年）第一代机器人

机械手（1962年出现）第二代机器人

具有“感觉”的机器人第三代机器人

装有启发式计算机的“智能机器人”DeepblueGarryKasparov计算机发展趋势计算机特点运算速度快（发展追求的主要目标）计算精度高（字长）具有存储功能具有逻辑判断功能计算机分类按性能分类微型机工作站小型机主机小巨型机巨型机计算机分类按原理分类数字计算机模拟式计算机混合式计算机计算机分类按用途分类通用计算机（最常见的PC机）专用计算机（专门应用某一领域）计算机应用领域科学计算（数值计算）信息处理（数据处理）过程控制计算机辅助工程（CAD、CAM、CAT、CAI等）人工智能网络应用计算机应用领域按性能分类微型机工作站小型机主机小巨型机巨型机1.2计算机系统组成计算机系统由硬件系统和软件系统两大部分组成。一、硬件系统二、软件系统硬件是组成计算机系统的物理部件软件是计算机工作所需的程序、数据以及相关的各种文字资料等。相互配合，缺一不可总结硬件系统（从内部结构及功能上看）

输入设备存储器输出设备CPU（中央处理器）：接收原始数据：输出运算结果：存放数据运算器：进行算术与逻辑运算。控制器：协调各部分的工作。计算机系统软件系统硬件系统输入设备应用软件存储器输出设备中央处理器系统软件BIOS专用应用软件通用应用软件用户自编程序操作系统程序设计语言系统……控制器运算器

1.2计算机硬件基本组成（外）存储器（内）存储器中央处理器（CPU）控制器输入设备输出设备数据流地址控制流运算器计算机工作原理硬件系统：显示器音响键盘鼠标主机箱从外观看JohnvonNeumann冯诺依曼1949EDSAC冯·诺依曼计算机存储程序工作原理计算机的两个基本能力：一是能够存储程序，二是能够自动地执行程序。计算机是利用“存储器”（内存）来存放所要执行的程序的，而称之为CPU的部件可以依次从存储器中取出程序中的每一条指令，并加以分析和执行，直至完成全部指令任务为止。计算机工作原理计算机的工作原理运算（处理）存储（记录）控制（协调）计算机工作原理一、运算器也称算术逻辑单元AL（ArithmeticLogicUnit）。它的功能就是算术运算和逻辑运算。算术运算就是指加、减、乘、除，而逻辑运算就是指“与”、“或”“非”、“比较”、“移位”等操作。在控制器的控制下，它对取自内存或内部寄存器的数据进行算术或逻辑运算。二、控制器

1、它的基本功能是指挥计算机的各组成部分协调地工作，保证信息处理任务能按预先规定的步骤有条不紊地进行。

2、计算机是在控制器的指挥下高速运转的。

3、控制器可以向计算机的其它部分发出控制信号，控制信息处理的整个过程。同时，控制器还可接收其它部分送来的信号，然后根据信号调整对其它部分的控制。二、控制器

4、计算机系统运行过程中，控制器不断地从存储器中顺序地取出指令，并对指令代码进行翻译，然后向计算机的各个部件发出操作控制信号，控制和指挥计算机各部件调整协调地工作。因此，控制器是计算机的指挥中心。三、存储器用来存储数据和程序的部件。对存储器的操作有两种方式。从存储器中取出原来记录的内容，并且不破坏存储器中的内容，则称对存储器“读”；用新的内容覆盖存储器中原来的内容，称对存储器“写”存储器（用于存储信息）1、内存储器：也叫主存储器，由集成电路芯片组成，安装在计算机的主板上。2、外存储器：也叫辅助存储器，简称外存。内存储器随机存取存储器（RAM)只读存储器(ROM)

RAM中存储的信息可以有使用者更改，关闭计算机电源时，其中存储的信息将全部丢失。

ROM中存储的信息是由生产厂家设定的，使用者可以使用其中的信息，但一般不能更改它们，计算机断电后信息也不会丢失。返回

外存储器用于存放长期保存的程序和数据等信息常用的外存有：硬盘存储器光盘存储器软盘存储器闪存盘存储器硬盘驱动器和外观

硬盘是计算机最重要的外部存储器,。它被密封在硬盘驱动器内部，一般固定安装在主机箱内。硬盘具有容量大、速度快的特点。常用的计算机软件一般都存放在硬盘上。现在的硬盘容量一般以GB作为单位，硬盘的盘符常用“C：”、“D”等来表示光盘驱动器和外观由光盘驱动器和盘头组成。软盘驱动器和外观

软盘体积较小，可以方便携带，但容量一般较小。常见的软盘以3.5英寸，1.44MB为主，它不适合存储数据量较大的多媒体信息。软盘驱动器简称为软驱，固定在计算机的主机箱上。计算机是通过软驱来对软盘中的数据进行读写操作。闪存盘存储器和外观闪存盘由集成电路芯片构成，目前比较常用，其容量有128MB、256MB、2GB或更大的。其特点是携带方便，容量比较大。1、概念：用于把外部的信息输入计算机。四、输入设备2、常见的输入设备：扫描仪手写板数码相机3、输入设备的功能：把用字母、数字、符号以及声音、机械动作等其他形式表示的程序或数据转换为计算机可以辨认的电信号，并把他们送入存储器。五、输出设备1、概念：用于将存放在内存中由计算机处理的结果转化为人们所能接受的形式。2、常见的输出设备：喷墨打印机激光打印机针式打印机

输出设备的功能：

把以电信号形式表示的处理结果转变为字母、数字、符号、声音、图像等各种人们能够识别的形式，并展示出来。软件系统

只有硬件的计算机叫做裸机，还不能用它做事情。配上各种软件以后，才能称之为计算机系统，才可以用来完成信息处理任务。为裸机装配软件的过程，是一个使计算机系统逐层升级的过程。目前常用的微型计算机，一般都是在裸机上安装了BIOS软件后，再安装操作系统软件以及应用软件，从而形成的具有很强信息处理功能的系统。计算机系统的分层结构图裸机BIOS系统软件应用软件软件系统1、BIOSBIOS以为基本输入输出系统。这类软件一般都由生产厂家把它们“固化”在计算机的ROM里。开机时，计算机首先运行BIOS，完成对系统硬件的初始化设置和检测。如果发现硬件有问题，BIOS会把有关的问题反馈给用户；如果没有问题，启动过程就继续进行。BIOS相当于硬件与软件之间的桥梁。裸机配上BIOS后就形成了比较初级的系统。这时，用键盘可以输入自负，驱动器可以读写信息，显示器可以显示信息。在此基础上，就可安装系统软件了。2、系统软件系统软件是计算机必须具备的，用以实现计算机系统的管理、控制、运行和维护等方面的操作。一般人们把操作系统、各种程序设计语言的解释或编译程序等看做系统软件。种类：DOS、UNIX、Linux、Windows系统。系统软件是计算机与用户之间的桥梁。3、应用软件种类：IE浏览器、Word、POwerpoint等都是应用软件，各种管理软件、辅助教学软件、媒体播放软件、游戏软件等也是应用软件。应用软件是计算机系统与用户之间的桥梁。计算机系统：裸机（硬件）：负责具体的运算和操作。BIOS

：负责为硬件与软件建立联系。系统软件：负责完善系统的功能。应用软件：面对的是具体的信息处理问题和需要解决实际问题的用户。1.3计算机数制和编码按进位原则进行计数称为进位计数制，简称：“数制”。数制特点：逢基数进位计算机常用数制：二进制，八进制，十六进制。

计算机的语言——二进制十进制 R=10，可使用0,1,2,3,4,5,6,7,8,9二进制 R=2，可使用0,1八进制 R=8，可使用0,1,2,3,4,5,6,7十六进制 R=16，可使用0,……,9,A,B,C,D,E,F“逢R进一，借一当R”进制的概念计算机软件概述二进制概念128瓦32瓦64瓦16瓦8瓦4瓦1瓦2瓦11111000我认识她已有1111年了。信息复制的精确性运算规则简单（R(R+1)/2）电子线路制造计算机成为可能计算机软件概述程序和指令指令是对计算机进行程序控制的最小单位。所有的指令的集合称为计算机的指令系统。程序是为完成一项特定任务而用某种语言编写的一组指令序列。机器指令格式操作码操作数机器执行什么操作执行对象（具体数、存放位置）PC+1计算机软件概述信息的存储单位位（Bit）：度量数据的最小单位字节（Byte）：最常用的基本单位K字节 1K=1024byteM（兆）字节 1M=1024KG（京）

字节 1G=1024M

T（垓）字节 1T=1024Gb7b6b5b4b3b2b1b0100101