第1章-计算机基础知识课件1

《大学计算机基础》

计算机软硬件上课模式???…!!!@授课@上机辅导@自学推荐比例30％:20％:50％大学计算机基础全校必修计算机语言硬

件

技

术

基

础软

件

开

发

技

术

基

础数据分析技术基础多

媒

体

技

术

及应用W

e

b

技

术

及

应

用夯实基础各类创新活动面向应用培养创新大学计算机知识体系数据库基础课程主要内容第1章计算机基础知识2学时第2章计算机硬件平台2学时第3章操作系统2学时第456章办公自动化应用软件5+10学时第8章网络基础与应用3学时1.2-1.3信息安全基础1学时信息检索与利用1学时参考书目《大学计算机基础》（第五版）龚沛曾、杨志强主编.高等教育出版社，2009《大学计算机基础上机实验指导与测试》，龚沛曾、杨志强编，高等教育出版社，2009年07月第5版《全国计算机等级考试二级教程——MSOffice高级应用(2018年版)》，高等教育出版社，2017年11月《计算机应用基础》课程特点内容多：每一章是计算机专业的一门主干课程,各章之间紧密联系少。既有理论又实践。实践性强：“听到的会忘掉，看到的能记住，做过的才真正明白”，“实践是检验真理的标准”。学生程度不一：个别学生没有接触计算机,个别是计算机高手,一般Word文字输入、网上搜索、聊天。解决办法：基础差，增加课外上机；基础好，帮助其他同学，做创新作品。考试形式类型：考试课成绩分配理论成绩平时20%：上课、作业(书面)、上机作业考试80%：期末考试上机考试第1章计算机基础知识主要内容1.1计算机概述1.2计算机系统1.3进位计数制及其转换1.4数据在计算机中的表示1.1计算机概述计算机是一种能够存储程序，并能按照程序自动、高速、精确地进行大量计算和信息处理的电子机器。科技的进步促使计算机产生和迅速发展，而计算机的产生和发展又反过来促使科学技术和生产水平的提高。1.1.1计算机的诞生目前，人们公认的第一台计算机是在1946年2月由美国宾夕法尼亚大学莫尔学院研制成功的ENIAC(ElectronicNumericalIntegratorAndCalculator)，即电子数字积分计算机。第一台电子数字计算机ENIAC年代器件第一代

1946—1957年第二代

1958—1964年第三代

1965—1970年第四代

1970年至今电子器件电子管晶体管中、小规模集成电路大规模和超大

规模集成电路主存储器阴极射线管或汞延迟磁芯、磁鼓磁芯、磁鼓、半导体存储器半导体存储器外部辅助存储器纸带、卡片磁带、磁鼓磁带、磁鼓、磁盘磁带、磁盘、光盘处理方式机器语言

汇编语言监控程序

连续处理作业

高级语言程序多道程序

实时处理实时、分时处理

网络操作系统运算速度5千～3万次/秒几十万～百万次/秒百万～几百万次/秒几百万～千亿次/秒1.1.2计算机发展的4个阶段1.1.3计算机的分类与主要应用领域1.计算机的分类计算机的种类很多，从不同角度对计算机有不同的分类方法，根据计算机的处理数据方式、使用范围、规模和处理能力等不同角度可做如下分类。(1)按计算机处理数据的方式分类按计算机处理数据的方式可以分为数字计算机(DigitalComputer)、模拟计算机(AnalogComputer)和数字模拟混合计算机(HybridComputer)3类。(2)按计算机使用范围分类按计算机使用范围可分为通用计算机(GeneralPurposeComputer)和专用计算机(SpecialPurposeComputer)两类。(3)按计算机的规模和处理能力分类规模和处理能力主要是指计算机的体积、字长、运算速度、存储容量、外部设备、输入和输出能力等主要技术指标，大体上可分为巨型机、大型机、中型机、小型机、微型机、工作站和服务器等几类。1.1.3计算机的分类与主要应用领域2.计算机的主要应用领域随着计算机科学技术的不断发展，计算机的应用领域越来越广泛，应用水平越来越高，已经渗透到各行各业，正在改变着人们传统的工作、学习和生活方式，推动着人类社会的不断发展。概括起来，主要包括以下几个方面。(1)科学计算(2)数据处理(3)过程控制(4)人工智能(5)计算机辅助工程(6)网络应用1.1.3计算机的分类与主要应用领域1.1.4计算机的发展趋势随着计算机技术的发展、网络的发展及软件业的发展，使计算机的发展已经进入了一个崭新的时代。目前，计算机正向巨型化、微型化、网络化和智能化的方向发展。1.功能巨型化2.体积微型化3.资源网络化4.处理智能化系统软件应用软件计算机系统分为：硬件+软件硬件软件1.2计算机系统显示器音箱鼠标键盘主机箱主机开关显示器开关CD-ROM1.2计算机系统1.2计算机系统

1.2.1计算机系统组成计算机系统运算器控制器输入设备：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

软件外部设备系统软件应用软件硬件主机内存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

通用应用软件、专用应用软件1.2.2计算机硬件系统

（冯·诺依曼计算机）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1.2.2计算机硬件系统

（冯·诺依曼计算机）1.主板主板是微型计算机的主体。主板上布满了各种电子元件、插槽、接口等。它为CPU、内存和各种功能卡(声、图、通信、网络、TV、SCSI等)提供安装插座(槽)；为各种存储设备、I/O设备、多媒体和通信设备提供接口。2.中央处理器处理器控制器运算器控制整个计算机所有部件的工作执行算术运算和逻辑运算CPU(CentralProcessingUnit)运算器和控制器合称中央处理器，简称CPUCPU的主要功能是按照程序给出的指令序列分析指令、执行指令，完成对数据的加工处理。计算机所发生的全部动作都受CPU的控制。衡量CPU的性能有以下几个主要指标。(1)主频(2)内部数据总线(3)外部数据总线(4)地址总线(a)第1代Intel处理器4004(b)Intel486(c)Core2Duo2.中央处理器3.存储器保存程序、数据和运算结果。每个记忆单元由8位（bit）二进制位组成，可读写其中的数据。内存储器：直接和CPU信息交换，容量小、存取速度快、价高、信息不能永久保存。外存储器：不能直接和CPU信息交换，必须通过内存和CPU交流信息，容量大、存取速度慢、价低、可永久保留信息。存储器存放大量信息的外存储器信息交流中心内存储器内存储器又称为主存储器，实质上是一组或多组具备数据输入输出和存储功能的集成电路。内存储器的主要作用是用来存放计算机系统执行时所需要的数据，存放各种输入、输出数据和中间计算结果，以及与外部存储器交换信息时作为缓冲。内存储器存取速度较快，由于价格上的原因，一般容量较小。(1)内存储器的主要技术指标①存储器容量②读写时间3.存储器(2)内存的分类①只读存储器ROM存储在ROM中的数据理论上是永久的，即使在关机后保存在ROM中的数据也不会丢失。因此，ROM中常用于存储微型机的重要信息，如主板上的BIOS等。②随机存取存储器(RAM)RAM主要用来存放系统中正在运行的程序、数据和中间结果，以及用于与外部设备的信息交换。它的存储单元根据需要可以读出、也可以写入，但它只能用于暂时存放信息，一旦关闭电源或发生断电，其中的数据就会丢失。3.存储器③高速缓冲存储器(Cache)高速缓冲存储器是位于CPU和主内存DRAM之间的规模较小但速度很高的存储器，通常由SRAM组成,介于CPU和主存之间的高速小容量存储器就称之为高速缓冲存储器，简称Cache。目前，CPU一般设有一级缓存(L1Cache)和二级缓存(L2Cache)。3.存储器（3）外存储器内存由于技术及价格上的原因，容量有限，不可能容纳所有的系统软件及各种用户程序，因此，计算机系统都要配置外存储器。外存储器又称为辅助存储器，它的容量一般都比较大，而且大部分可以移动，便于不同计算机之间进行信息交流。目前常见的外存储器有硬盘、光盘以及可移动磁盘等。3.存储器硬盘硬盘(HardDisk)是计算机中不可缺少的存储设备。由一组大小相同、涂有磁性材料的铝合金或玻璃片环绕一个共同的轴心组成。通常，硬盘盘片和驱动装置合为一体，盘片完全密封在驱动器内，不可更换。每个磁盘的表面都装有一个读写磁头，在控制器的统一控制下沿着磁盘表面径向同步移动。硬盘的外观及内部结构如图2.7所示。(a)硬盘外形

(b)硬盘的内部结构3.存储器硬盘的结构和软盘差不多，是由磁道(Tracks)、扇区(Sectors)、柱面(Cylinders)和磁头(Heads)组成的。硬盘的性能指标：①硬盘容量②硬盘转速③平均寻道时间④高速缓存⑤硬盘接口类型3.存储器光盘光盘是近年来迅速发展的一种辅助存储器，可以存放各种文字、图形、图像、声音、动画等信息，是多媒体技术迅速获得推广的重要推动力之一。光盘系统包括光盘盘片和光盘驱动器，其中光盘盘片由聚碳酸酯注塑而成，表面有大量凸凹，用来存储数据信息；光盘驱动器通过激光束照射到带凹坑的光盘上反射光的强弱不同来读取光盘数据。光盘

光盘驱动器3.存储器可移动磁盘目前，一种用半导体集成电路制成的电子盘正在逐渐成为可移动外存的主流。这种电子盘又分为U盘和移动硬盘两种，其中，U盘采用闪存(FlashMemory)作为存储介质，可反复存取数据，使用时只要插入计算机中的USB插口即可。另外，移动硬盘是通过一个转接电路把2.5或3.5英寸的硬盘连接到USB接口上，具有容量大、便于携带的优点，适合大量数据的移动存储或备份。(a)U盘

(b)移动硬盘3.存储器存储器的有关术语位（bit）二进制代码，0或1字节(Byte)一个字节为8个二进制位（bit）还可用千字节(KB)、兆字节(MB)等单位来表示存储容量字长(LengthWord)：CPU能一次同时处理的二进制数的位数。目前使用的主流CPU是32、64位每个记忆单元由8位二进制位组成。1KB=210B=1024B1MB=210KB=1024KB1GB=210MB=1024MB1TB=210GB=1024GB字节BYTE76543210位Bit3.存储器4.输入/输出设备输入设备接受操作者输入的原始数据或程序，并将其转换为计算机能识别的形式放到内存中。常用的输入设备有键盘、鼠标、扫描仪、光笔等。输出设备：将保存在内存中的结果，以人们或其他机器能接受的形式输出。常用的输出设备有显示器、打印机、绘图仪等。触摸屏？总线(Bus)是计算机内部传输指令、数据和各种控制信息的高速通道，是微机中各组成部分在传输信息时共同使用的“公路”。微型计算机中的总线分为内部总线、系统总线和外部总线3个层次。内部总线位于CPU芯片内部，用于连接CPU的各个组成部件；系统总线是指主板上连接微型计算机中各大部件的总线外部总线则是微型计算机和外部设备之间的总线，通过该总线和其他设备进行信息与数据交换。5.微型计算机的总线如果按总线内传输的信息种类，可将总线分类为：(1)数据总线(DataBus，DB)用于CPU与内存或I/O接口之间的数据传递，它的条数取决于CPU的字长，信息传送是双向。(2)地址总线(AddressBus，AB)用于传送存储单元或I/O接口的地址信息，信息传送是单向的，它的条数决定了计算机内存空间的范围大小，即CPU能管辖的内存数量。(3)控制总线(ControlBus，CB)传送控制器的各种控制信息，它的条数由CPU的字长决定。5.微型计算机的总线微处理器、总线、存储器、接口电路和外设逻辑关系5.微型计算机的总线6.微型计算机的接口接口就是设备与计算机或其他设备连接的端口，主要用来传送信号。数据传输方式可分为串行、并行两种方式。用于串行传输的接口就叫串行接口(SerialPort)。被传送的数据排成一串，一次发送，其特点是传输稳定、可靠、传输距离长，但数据传输速率较低。用于并行传输的接口就是并行接口(ParallelPort)。特点是数据传输速率较大、协议简单、易于操作；由于并行传输在传输时容易受到干扰、传输距离短、有时会发生数据丢失等问题，所以并口设备的连接电缆一般比较短，否则不能保证正常使用。1.2.3计算机基本工作原理正常情况下计算机工作过程接通计算机电源，就开始从一个特定地址运行某个程序(一系列有序指令)。运行程序就是逐条地从存储器中取出程序中的指令，把指令翻译成一系列控制信号，将这些控制信号发向有关部件，控制相应部件完成指令规定的操作。取指令分析指令执行指令周而复始指令是能被计算机识别并执行的的二进制代码，完成一种操作。操作码

操作数

数据传送指令数据处理指令程序控制指令输入输出指令

其它指令

IfGoto……＋－×÷AndOr……CPU内存I/O设备主机对计算机的硬件进行管理等指令

结构分类操作码要完成的操作类型或性质操作数

操作的内容或所在的地址

1.2.3计算机基本工作原理

1011000000001111

1.2.4计算机软件系统

软件程序、程序运行所需要的数据以及开发、使用和维护这些程序所需要的文档的集合。操统作系语言处理程序实用程序应用软件系统软件应用软件用户操作系统计算机与人交互的接口,不必了解计算机内部结构合理地使用系统内各种软、硬件资源，提高整个系统的使用效率和经济效益。

目前典型的操作系统有：Windows、UNIX、Linux等.机器语言由“０”、“１”二进制代码按一定规则组成的、能被机器直接理解、执行的指令集合。

例如，计算A=15+10

的机器语言程序如下：

1011000000001111

：把15放入累加器A中

0010110000001010

：10与累加器A的值相加，结果仍放入A中

11110100

：结束，停机程序设计语言汇编语言将机器指令的代码用英文助记符来表示，代替机器语言中的指令和数据。例如，计算A=15+10

的汇编语言程序如下：

MOV A，15

：把15放入累加器A中

ADD A，10

：10与累加器A的值相加，结果仍放入A中

HLT

：结束，停机程序设计语言高级语言由表达各种意义的词和数学公式按照一定的语法规则来编写程序的语言。例如，计算A=15+10

的BASIC语言程序如下：

A=15+10 ：15与10相加的结果放入A中

PRINTA

：输出A

END

：结束程序设计语言程序设计语言编写的源程序都必须经过一个翻译过程才能转换为计算机所能识别的机器语言程序，实现这个翻译过程的工具是语言处理程序；即翻译程序或编译器。用非机器语言写的程序称为源程序；通过翻译程序翻译后的程序称为目标程序。不同的程序设计语言编写出的程序，有各自的翻译程序，互相不通用。语言处理程序语言处理程序—汇编程序

汇编语言源程序汇编程序机器语言程序解释方式对源程序进行逐句分析，然后立即执行这些指令；若解释时发现错误，会立即停止，报错并提醒用户更正代码。解释方式不生成目标程序。优点：查找错误的语句行和修改方便缺点：执行速度慢语言处理程序—高级语言翻译程序数据高级语言源程序解释程序计算结果编译方式对源程序编译产生目标程序；连接程序将目标程序和有关的程序库组合成可执行程序。优点：执行速度快，缺点：修改源程序后都必须重新编译。语言处理程序—高级语言翻译程序目标程序

源程序可执行程序编译程序连接程序数据计算结果实用程序完成一些与管理计算机系统资源及文件有关的任务

系统设置软件（不必直接修改注册表）超级兔子软件、Windows优化大师诊断程序（识别并且改正计算机系统存在的问题）控制面板的系统备份程序（备份程序把硬盘上的文件复制到其他存储设备上）“附件|系统工具|”的“备份”反病毒程序文件压缩程序应用软件为某一专门的应用目的而开发的软件称为应用软件。办公软件包图形和图象处理软件数据库系统Ineternet服务软件娱乐与学习软件1.3进位计数制及其转换

按进位的原则进行计数逢R进1

采用位权表示法定义：进位计数制概念数码：数制中采用的记数符号基数：数制中所用数码的个数（位）权：每一位所具有的值1.3进位计数制及其转换1.3.1常用进位计数制十进制（Decimal）基数为10，位权为10N，进位规则“逢十进一”(158.25)10=1×102+5×101+8×100+2×10-1+5×10-2二进制（Binary）基数为2，位权为2N，进位规则“逢二进一”(110.01)2=1×22+1×21+0×20+0×2-1+1×2-211111111101

0

0

101十六进制：（Hexadecimal）基数为16，位权为16N，用16个符号0~9和A~F来表示，进位规则“逢十六进一”八进制：（Octal）基数为8，位权为8N，用0~7这8个符号表示，进位规则“逢八进一”1.3.1常用进位计数制1.3.2数制间的转换十进制数非十进制数二、八、十六进制之间的转换非十进制数十进制数位权法：把各非十进制数按权展开求和示例：

(1011.1)2=1×23+0×22+1×21+1×20+1

×2-1=8+0+2+1+0.5 =(11.5)10非十进制数转换十进制数非十进制数转换十进制数十进制数转换为R进制数整数部分：除R取余，先余为低位，后余为高位，直到商为0为止。小数部分：乘R取整，先整为高位，后整为低位，直到小数位为0或者达到用户要求的精度为止。(11)10转二进制

211…余数1低

25…余数122…余数021…余数1高

0(11)10=(1011)2十进制转二进制（整数部分）(0.345)10转二进制：0.345×2=0.690…取整数0

高0.690×2=1.38…取整数10.38×2=0.76…取整数00.76×2=1.52…取整数1

低(0.345)10=(0.0101)2十进制转二进制（小数部分）取有效精度(58.68)10转八进制：整数部分：858…余数2

低

87…余数7

高

0小数部分：0.68×8=5.44…取整数50.44×8=3.52…取整数4(58.68)10=(72.54)8十进制转八进制三舍四入整数部分：

1658…余数为10163…余数为30小数部分：0.5×16=8.0…取整数8(58.5)10=(3A.8)16十进制转十六进制二进制数转为八、十六进制数方法：以小数点为中心，每3位(或4位)二进制数一组不足3位(或4位)的整数部分左边补0小数部分右边补0示例：000110110111.0100

(1 B 7.4)16100110110111.010100

(4 6 6 7.24)8二进制数转为八、十六进制数八、十六进制转换为二进制方法：每位八进制数展成为3位二进制数；每位十六进制数展成为4位二进制数例：(1.02)8=(001.000010)2=(1.00001)2

(A5.E2)16=(10100101.11100010)2

=(10100101.1110001)2常用进位计数制十进制二进制八进制十六进制00000001000111200102230011334010044501015560110667011177810001089100111910101012A11101113B12110014C13110115D14111016E15111117F在计算机中常用数制的书写形式

把数字用圆括号括起来加写下标D----表示十进制(567)DB----表示二进制(1011)BO----表示八进制(345)OH----表示十六进制(5AD)H

数字后面加写相应的英文字母作标识(567)10(1011)2(345)8(5AD)161.3.3二进制数的算术运算1.二进制数的加法运算2.二进制数的减法运算加法运算法则0+0=00+1=1+0=11+1=10（逢2进1，本位为0）

1101(13)D+1110(14)D11011(27)D减法运算法则0-0=1-1=01-0=10-1=111011-111011013.二进制数的乘法运算乘法运算法则0×0=00×1=1×0=01×1=1除法运算法则0÷0=00÷1=01÷1=11101×1010000011010000+11011000001010110111110111011111110111004.二进制数的除法运算二进制数的算术运算1.3.3二进制数的算术运算1.3.4二进制数的逻辑运算

1.逻辑数据的表示二进制1与0在逻辑上可代表真与假、是与非、对与错及有与无。

2.逻辑运算（1）逻辑非运算（逻辑否定运算）表示同原事件含义相反。

0=11=0

（2）逻辑与运算（逻辑乘法运算）逻辑与通常用×·∧∩表示两个逻辑变量间的与的关系，表示A、B两事件同时满足结果才为真。

0×0=00×1=1×0=01×1=1

（3）逻辑或运算（逻辑加法运算）逻辑或通常用+∨U

表示两个逻辑变量间的或的关系，表示A、B两事件只要有一个满足，结果就为真。

0+0=00+1=11+0=11+1=1

与运算也叫逻辑乘法、逻辑积。通常用符号“·”、“∧”或“∩”表示。它的运算规则为：

0·0＝0读作0“与”0等于00·1＝0读作0“与”1等于01·0＝0读作1“与”0等于01·1＝1读作1“与”1等于1例：

10101111∧11000010100000101.3.4二进制数的逻辑运算

或运算也叫逻辑加法、逻辑和。其符号是“＋”、“∨”或“U”。它的运算规则为：

0＋0＝0读作0“或”0等于00＋1＝1读作0“或”1等于11＋0＝1读作1“或”0等于11＋1＝1读作1“或”1等于1例：

10101111∨11000010

111011111.3.4二进制数的逻辑运算

非运算又称逻辑否定。其表示方法是在逻辑变量上方加一