计算机文化基础（第三版）

计算机文化基础（第三版）

北方工业大学计算中心

计算机基础学科

2002.09

课时安排

☆课内48学时

☆课外16学时（上机）

☆答疑：每周三中午12:30—14:00

☆上机：周三5、6节

☆上机周次：4、5、7、8、9、11、12、

13、15、16

☆考试时间：考试周

☆考试内容：上机（基础理论+实际操作）

本弹主要内容

基本结构

♦计算机概述-------

硬件发

♦计算机的发展与应用

操作系统

微机用户界面

♦DOS

♦字处理软件WordOFFICE

♦电子表格Excel办公软件

♦演示文稿PowerPoint

♦多媒体技术一

简要介绍

♦计算机网络基础.

本课程学习目标

♦掌握计算机基础知识

♦了解计算机的发展过程

♦熟悉微机操作系统(WINDOWS98)

♦熟练掌握OFFICE办公软件的使用

♦了解多媒体及网络的基本知识

认识计算机

外存"

运算器：

控制器：输

出

设

存储器：备

输入设备

运

算

输出设备器

主机

168线DIMM内存

鼠标、键盘.串口和井口

连接硬盘软驱数据线的接口

ATX电源

使用计算机

♦开机

♦接通总电源

♦按下主机电源按钮

♦进入操作系统

♦运行应用程序

♦关机

♦结束所有应用程序

♦开始少关机少确定

♦关闭总电源

第一章计算机概述

主要介绍计算机的基本知识和计算机在信

息化社会中的应用，使得大家对计算机有个大

致的了解，为以后各章的学习打好基础。

♦工作原理：存储程序”工作原理

程序和指令系统

计算机的数字系统

信息表示和存储

♦组成：计算机硬件系统

♦硬件配置

1.1计算机的工作原理

计算机是一台能存储程序和数据并能自动执

行程序的机器，是一种能对各种数字化信息进行

处理的工具。在当今信息时代，计算机可以协助

人们获得信息、处理信息、存储信息和传递信息,

是一种名副其实的信息处理机。

决定计算机工作方式的两个基本能力

•存储程序

•自动执行程序

1.1计算机的工作原理

“存储程序”工作原理

美籍匈牙利数学家冯.诺依曼于1946年提出，并据此设

计出了一个完整的现代计算机雏形，确立了存储程序计算

机的五大组成部分和基本工作方法。

运算器：进行算术、逻辑运算，加工和处理数据。

控制器：分析程序控制信息，控制并协调各项操作。

存储器：存储程序和数据。

输入设备：将用户程序和数据输入计算机存储器中。

输出设备：从计算机中取出程序执行结果或其它信息,

供用户查看。

1.1计算机的工作原理

“存储程序”工作原理

M计算机利用“存储器”（内存）来存

放所要执行的程序，而称之为CPU的部件

可以依次从存储器中取出程序的每一条

指令,并加以分析和执行，宣至完成全

部指令任务为止。

这种计算机不但能按照指令的存储顺序依次读取并执

行指令，还能根据指令执行结果转移指令，这就使计算机

具有了判断思维能力，再加上它的高速运算特征，使它真

正晟为人类脑力劳动的得力助手。

计算机的总线结构

1.1计算机的工作原理

程序的自动执行

计算机硬件系统

最终只能执行由机器

工匕口口

程序：完成既定任务的一组指令序列，计算机按照程序规

定的流程依次执行一条条指令，最终完成所要实现

的目标。

条取出指令并进行分指令译码

析和识别，最后执彳亍停机指令

指令，从而完成一,条

指令的执行周期。转移指令完成本指令操作

CPU就是这样周而复形成转移地址

始地工作，直至程序PC+1PC

的完成。程序结束

1.1计算机的工作原理

计算机的指令系统

机器指令是要计算机执行某种操作的命令，且能够

:

由计算机直接识别执行。一台计算机可以有许多指令，作

用也各不相同，所有指令的集合称为计算机指令系统。

指令系统是计算机基本功能具体而集中的体现，其内

核是硬件。

•指令的组成：

》操作码：指明计算机应该执行的某种操作的性质与功能。

》地址码：指出被操作数据（操作数）的地址。

■指令种类：

》操作类：命令计算机的各个部件完成基本算术逻辑运算、

数据存取和数据传送等操作。

》控制转移类：用来控制程序本身的执行顺序，实现程序

的分支、转移等。

1.1计算机的工作原理

精简指令系统

当某一系列计算机增设新型号机或高档机时，为维护

老用户在软件上的投资不受损失，新机器中不得不继承老

的机器指令系统中的全部指令，使同一系列计算机的指令

系统越来越复杂，被称为“复杂指令系统计算机

M为缩短新机器研制周期，降低调试和维护难度,

从而提高系统性能，1975年出现了“精简指令系

统（RISC）”的想法。

精简指令系统的特点：

通过简化指令，使计算机的结构更加简单合理，从

而提高运算速度，并最终达到整体上的性能优化。

计算机的数字系统

计算机内部是一个二进制数字世界，不论是指令还是

数据，若想存入计算机，都必须采用二进制编码形式。即

便是图形、声音等这样的信息，也必须转换成二进制的形

式才能存入计算机。

N1N21

(V)R=aN-xXR+aN_2XR+...+axXR

MX%*为

+a0vXR°-+1a[XR/+…-+1Va1XR2=1

其中:i是位序，4是第i位的数码,R是基数,R是第i位的权值，不

同的基数表示不同的进制数。

十进制：基数10(0-9),权值10、D53.79D|

二进制：基数2(0、1),权值2N,B(11010010B

八进制：基数8(0-7),权值8N,0

十六进制：基数16(0-9、A-F),权值16N,H

1.2计算机的数字系统

数制的转换

2—>10：按权相加法

(1100101.101)=1X26+1X25+0X24+0X23+1X22+0X21+1X2°

+1X21+0X2-2+1X23

=64+32+0+0+4+0+1+0.5+0.125

=(101.625)10

10一2：整数部分和小数部分分别转换

整数部分：除2取余法。即把整数部分不断除以2,并记下

每次除得的余数，直到商0为止，将所得余数从最

后一位读起，即得所求的二进制整数。

小数部分：乘2取整法。被转换的小数部分每次乘2,所得

乘积的整数部分就为对应的二进制数，将所得乘积

整数从第一位读起，即得所求的二进制小数。

1.2计算机的数字系统

士H匕耳虫二冬少

(66.625)10=(1000010)2+(0.101)2=(1000010.101)2

整数部分小数部分

O0.625*2=1.250——1

1

O0.25*2=0.50——o

O0.5*2=L0——1

0

0

11(O・625)IO=(O・1Q1)2

ONote：十进制小数不一定

都能转换成完全等值的二

(66)10=(1000010)2进制小数，所以有时要取

近似值。

1.2计算机的数字系统

以小数点为基准,

二进制与其它进制数的转换整数部分从右至

左，每三位一•组,

2-8:“三位并一位"Y-最高位不足三位

(1010111011.0010111)2=(127X131^时，添0补足；小

数邙分从左至右,

001010111011.001011100每三位一■组，最

低有效位不足三

1273.134位时，添0补足。

8-2：“一位拆三位”然后,将各组的

2-16“四位并一位1以小数点为基准，整数部

分从右至左，小数部分从

(1011010101.011101)=(2

2废左至右，每四位一组，不

001011010101.011101(足四位添0补足。修各组二

迸制数按权展开，即得到

2D5.74一位对应的十六进制数。

16-2：“一位拆四位”

1.2计算机的数字系统

信息的表示和存储

味二进制编码几种

量纲:用一组特定的二进制数代表某个信息

♦位（I

2.......(00110010)2

♦字节

，8”.......(00111000)2

信息彳

'F'.......(01000110)2

T'.......(01100110)2

♦字：

的固久“Ff28”.......

♦机01000110011001100011001000111000

数的技46H66H32H38H

1.2计算机的数字系统

非数值信息的表示

1、西文字符编码

ASCII码：AmericanStandardCodeforInformation

Interchange,美国标准信息交换代码。

微型机中普遍采用ASCH码。这种编码方案中，用八

位二进制来存放一个字符，其排列次序为d7d6d5d4d3d2可为,

d7为最高位，d0为最低位，正常情况下为“0”，在需要奇

偶校验时，这一位可用于存放奇偶校验的值，此时称这一

位为校验位。其余七位可以用来表示128个不同的字符，

其中包括数码（0~9）,以及大小写英文字母和一些控制

符。

EBCDIC码：ExtendedBinary-CodedDecimal

InterchangeCode,扩充的二-十进制交换码。

美国IBM公司在它的各类机器上广泛使用的一种信息代码。

1.2计算机的数字系统

非数值信息的表示

2、中文信息编码

国标码：双字节编码，每个汉字使用两个七位二进制数编

码来袤示。

目前国标码收入6763个汉字，其中一级汉字（最常用

字）3755个，二级汉字3008个，还包括682个西文字符和

图符。

3、汉字编码与西文编码的区分

双字节的国标码中，两个字节的最高位都为“1”，而

ASCH码所用字节最高位保持为“0”，可以由软件或硬件根

据字节最高位来做出判断。

1.2计算机的数字系统

非数值信息的表示

M计算机的外部信息，无论是声音、图象、

字符或者数字，都需要经过某种转换，变为

二进制信息编码后，才能被计算机的主机所

接收；

同样，计算机内部的信息也必须经过转

换之后才能恢复信息的“本来面貌”。

这种转换通常是由计算机的输入输出设

备来实现的，有时还需要软件来参与。

1.3计算机硬件系统

_1、CPU

-2、内存

_3、外存

_4、各种输入输出设备

一5、一些常用的多媒体设备

1.3计算机硬件系统

中央处理器(CPU)

CPU是微机硬件系统的核心，有计算机的心脏之称,

主要包括运算器和控制器，以及某些通用寄存器。

运算器：负责数据的算术运算和逻辑运算，即数据的加

工处理。

控制器：负责对程行分析、控制并

协调输入问。

CPU一般由高士二CPU在微机中的

关键作用，人们往■亍量和购买计算机

的标准。如PH、P

1.3计算机硬件系统

CPU的性能指标:

a♦CPU的速度与主频

速度：CPU的执行速度与系统时钟有密切关系，时钟

频率越高，整个机器的工作速度就越快。

主频：CPU能够适应的时钟频率，即其标准工作频率,

等于CPU在一秒钟内能够完成的工作周期数，

超常以MHz、GHz为单位。

♦CPU的字长

指CPU在一次操作中能处理的最大数据单位，它体现

了一条指令所能处理数据的能力。早期的微处理器都是8

位机和16位机，486之后上升为32位机，目前的奔腾机已

是64位机。

1.3计算机硬件系统

存储器

存储器是微机内实现记忆功能的部件，其功能是存

:放程序和数据，有内存和外存之分。

内存：用于存放正在执行的程序和待处理的数据，它直

接与CPU交换信息，又称为主存。

内存主要采用RAM技术，随机存取，速度快，但具有

易失性。

外存：辅助存储器，可长期保存程序和数据。容量大但

速度低，只能通过内存与CPU交换信息。

1.3计算机硬件系统

高速缓存：

介于内存和CPU之间，是为了解决CPU与内存

之间的速度矛盾而引入的技术。高速缓存的存取

速度比内存快，但容量不大，主要用来存放当前

内存中使用最多的程序块和数据块，并以接近

CPU的速度向CPU提供程序指令和数据。它能进一

步加快CPU访问内存的速度，从而加快了指令的

执行速度。

虚拟内存：

采用“虚拟存储技术“，通过软件方法，将

主存和一部分外存空间构成一个整体。为用户提

供一个比实际物理内存大得多的存储器，即“虚

拟存储器”。

1.3计算机硬件系统

内存：

♦地址

每个存储体内包含许多存储单元，每个单元存放一

个适当单位的信息，全部单元按一定的顺序编号，此编

号即称为存储器的地址。

♦工作原理

存储器采取按地址读写地址数据

的工作方式。来自地址总线总线总线

的信号经地址译码后选中指

定的存储器单元；读写控制

电路根据读写命令实施存取读写

命令

操作；数据总线则传送写入读写控制电路」

内存或读自内存的数据。

1.3计算机硬件系统

外存：磁盘、磁带、光盘等

个盘面组成，每个盘面又有数目相同的磁道。所有盘

面上相同半径的磁道组合在''起叫做'•个柱面。

扇区：为了存取数据方便，每个磁道又分为许多称

为扇区的小区段，每个磁道的扇区数相同，记录的数

据一样多，所以内圈磁道上的记录密度大于外圈。

1.3计算机硬件系统

外存：磁盘、磁带、光盘等

♦磁带存储器

工作原理如同录音带、录，

装卸方便，但读写速度慢，常)

备介质，或存放不经常使用的3

♦光盘存储器(CD-ROM)

通过光学方式读取和记录彳

用激光束来实现的，分为三种北一___________________

只读光盘：盘片一旦制成，其内容不可改变，只能读取。

一次性写入盘：开始为空白盘，可分一次或几次对他写

入数据，但写入内容不能更改。

可擦写型光盘：这种光盘允许重复读写，兼有磁盘的大

容量和软盘的可装卸等优点，是一种新型光盘。

1.3计算机硬件系统

CD-ROM涉及到的几个重要概念：

(1)数据传输率：CD-ROM驱动器每秒钟能够读

取的数据量。单倍速的驱动器每秒可读取

50KB的数据量。目前光盘的传输率已达50

倍速。

(2)平均搜寻时间：激光读取头移到指定的点,

并读取该点数据的时间，是评判CD-ROM的

另一个重要因素。

1.3计算机硬件系统

输入输出设备

简称I/O设备，实现外部世界与主机之间的信息交换,

提供了人机交互的硬件环境。由于通常设置在主机之外，

故称之为外部设备。

输入设备：负责把用户的程序和数据输入到计算

机的存储器中。常用的输入设备有键盘、

鼠标、扫描仪等。

输出设备：负责从计算机中取出程序执行结果或

其它信息，供用户查看。常用的输出设备

包括显示器、打印机、绘图仪等。

状态锁定键：左大小写锁定、NumLock数字领是。

1.3计算机硬件系统

I/O设备：鼠标

鼠标有二个或三个键，一般左键为主键，右键为副

键，中间键用的较少。其基本操作如下：

指向：移动鼠标，将鼠标指针移到屏幕的一个特定位置

或指定对象上（为下一个鼠标动作做准备）

单击：（将■鼠标指向目标）快速地按一^下鼠标按键（选

取一^对象）

双击：（将1鼠标指向目标）快速地连续按两下鼠标按键

（有启动某项功能之意，命令计算机去做一件事情）

拖动：（鼠标指向目标后）按下鼠标按键不放，并移动

鼠标（可拖动对象移到新位置，或选取一段文本等）

的相互关系「画标形状以一种醒目的方式提醒你目前可

以做什么。

1.3计算机硬件系统

-X

〃港一

I/O设备：显示器

显示器用于显示输,

配器）负责将需要显示I

示器共同构成了计算机I

P••••

显示卡的性能指布

示内存的大小、支持的刀力下干、匕七歹人日、方不沁小'J城|如

率及图形加速性能等。显存大小应满足下列等式:

水平分辨率*垂直分辨率*色彩数目=显存

1.3计算机硬件系统

|/。设备：声卡

1)CDAudioconnect:CD声频接口。

2)Synthesizer：电子合成器。

3)