《大学计算机基础教程及实验指导》第一章计算机基础知识

21世纪高等院校计算机系列教材

大辔计算机寒砒

我程&实徐瑞S

主编：杨继

副主编：于繁华赵建华徐金艳

小笨介招

计算机文化基础课是高校非计算机专业学生的公共课，

应用的普及，计算机基础教育也不断地深入，从计算机文化

机应用基础和计算机技术基础。为了更有效的学习日益更新

用，本书编委结合高校学生特点，从如何提高学习效率、增

从教材的内容、表现形式以及实用性等方面进行了研究，力

体化，尽可能的用形象、直观的图形、图象描述，达到容易

仙目的。

本书共分为五部分：

第一部分“计算机基础知识”讲述了计算机的发展简

了计算机的基本组成与基本工作原理，以及各种信息在计算

介绍了多媒体计算机的基本概念和基本组成。同时介绍了信

病毒防治尊内容。

第二部分"操作系统"全面介绍了WindOWS2000的使

第三部分"办公软件"介绍OffiCe2000常用套装软件

PowerPoint）的操作与应用。

第四部分“计算机网络基本知识”介绍了计算机网络

Internet的信直、浏览、电子邮件尊应用。

第五部分“上机实验指导”根据不同章节的操作要求

实验内容。

^F^^^^^

1.1概述

计算机是电子数字计算机的简称，是一

高速地进行数值运算和信息处理的电子设备

由一些机械的、电子的器件组成，再配以适

和数据。程序及数据输入后可以自动执行，

某些实际问题。

简言之：计算机是

存储能力，能按事先编好的程序控制其操作

的自动化电子设备。

LLl计算机的产生与发展

1.1.1.1计算机的诞生

世界上第一台通用电子数值

积分计算机ENIAC于1946年2月

15日在美国宾夕法尼亚大学诞生，「

组成它的主要元件是电子管，每/叶

秒能完成5000次加法或300多次空

乘法运算，重30吨、占地170平j

方米、使用了18000多个电子管、：

5000多个继电器、电容器、耗电

150KW的庞然大物拉开了人类科:

技革命的帷幕。

1.1.1.2计算机的发展的几个阶段

P第一代（19467958）电子管5千~

时间：1946年〜1958年。

特征：采用电子管作为计算机的

系统:机器语言或汇编语言编写

运算速度:几千次（次/秒）

处理速度:几千条（指令数/秒）

内存技术:水银延迟线

内存容量:几KB。

外存储器：穿孔卡片、纸带

应用领域：仅限于军事和科学研究工

代表机型:IBM65O（小型机）、IBM70

■第二代（1959T964）晶体管

版/秒）

时间1959年〜1964年•

特征逻辑元件逐步由电子管

系统出现了FORTRAN、BaSi

运算速度几万〜几十万（次/秒

处理速度几百万（指令数/秒）

内存技术磁芯存储器

内存容量几十KBo

外存储器磁带

应用领域科学计算、数据处理和

代表机型IBM7094,CDC760

I第三代（19657971）集成电路几

t次/秒）

时间：1965年~1971年

特征：采用小中规模集成电路

系统：高级语言

运算速度：几十万次〜几百万（次

处理速度：几千万条（指令数/秒）

内存技术：半导体存储器

内存容量：几MB。

外存储器:磁带、磁盘

应用领域:广泛应用在各个领域

代表机型:IBM360

第四代（1972~现在）集成电路几百

时间：1972年-至今

特征：采用大/超规模集成电路

系统：高级语言

运算速度：百万次、几亿（次/秒）

处理速度：数亿条以上

内存技术：半导体存储器

内存容量：几百MB。

外存储器：磁盘、光盘等大容量存储器

应用领域：广泛应用在各个领域及家庭

^F^^^^^

1.1.1.3微型机的发展

通常人们以微处理器为标志来划分微型

如286机、386机、486机、PentiUm机、Pe

PentiumIII机以及PentiUm4机等。

L第一代微型计算机：

时间：1971年

公司：Intel

型号：4位4004

内部总线：16位

外部总线：8位

1981年，IBM公司用InteI8088芯片首次

位IBMPC个人计算机。

^F^^^^^

2∙第二代微型计算机：

时间：1982年

公司：Intel

型号：16位80286

集成度：13.4万个晶体管/片

时钟频率：20MHz

内部总线：16位

地址总线：24位

1984年IBM公司以InteI80286芯片为C

IBMPC/AT机。

,t^^^^^^^

3.第三代微型计算机：

时间：1985年

公司：Intel

型号：32位80386

集成度：27.5万个晶体管/片

时钟频率：12.5MHz、33MHZ

内部总线：32位

外部总线：32位

IBM公司的PS/2-50型微机就是第三

4.第四代微型计算机：

时间：1989年

公司：Intel

型号：新型个人计算机芯片80486

集成度：120万个晶体管

时钟频率：25MHz、33MHz、50MH

它是将80386和协处理器80387以及一

速缓存集成在一个芯片内，它的处理速度是

5.第五代微型计算机：

时间：1993年

公司：Intel

型号：PentiUm（奔腾）或586

集成度：310万个晶体管

时钟频率：60MHz、75MHz、90MH

这是一种速度更快的微处理器，被广

各种个人电脑和多媒体电脑上。

^F^^^^^

6∙第六代微型计算机：

时间：1997年

公司：Intel

型号：PentiumII

7.第七代微型计算机：

时间：1999年

公司：Intel

型号：PentiumIII

时钟频率为1.5GHZ的PentiUm4芯片已

以PentiUm4为CPU的微型计算机是当前的

1.1.2计算机的特点

1

度高

算精

计

2

存储

容

量大

3

4

5

6通用性强

1.1.3计算机的应用

1.科学计算

2.信息处理

3.过程控制

4.计算机辅助设计和辅助制造

5.现代教育

1）计算机辅助教学（CAI）

2）计算机模拟

3）多媒体教室

4）网上教学和电子大学

6.家庭生活

1.1.4计算机的分类

1.1.4.1依其处理数据的形态分类

L数字计算机：处理的数据都是以"0"

示的二进制数字，是不连续的数字量。优点

存储容量大、通用性强。

2.模拟计算机：处理的数据是连续的，

量。优点是解题速度快，但不如数字计算

通用性差。

3.混合计算机：是集数字计算机和模拟

优点于一身。

1.L4.2依其使用范围分类

L通用计算机：能适用于一般科技运算、学术

设计和数据处理等广泛用途的计算机。

2.专用计算机：为适应某种特殊应用而设计的

运行程序不变，效率较高，速度较快，精度较高，

用。

1.1.4.3依其本身性能分类

性能主要包括：自长、存储容量、运算速度、

1•超级计算机(SUPerCOmPUter)或巨型机：

优点：它是目前功能最强、速度最快、价格最

可共几百个用户同时使用。

用途：一般用于解决诸如气象、太空、能源、

科学研究和战略武器研制中的复杂计算。

代表：银河-III型百亿次机、曙光-2000型机和

亿次机。

2.大型计算机(Mainframe):

优点：很高的运算速度和很大的存储容

许相当多的用户同时使用。在量级上不及超

价格上也比巨型机便宜；软件兼容。

用途：通常用于大型企业、商业管理或

库管理系统，大型计算机网络的主机。

代表：IBM3400系列、IBM9000系列。

3.小型计算机(MiniComPUter)

优点：支持十几个用户同时使用，价格

代表：DEC公司生产的VAX系列、IBM

的AS/400系列。

4•微型计算机(MiCrOComPUter)或个人计

优点：小巧、灵活、便宜。

缺点：只能共一个用户使用。

分类：按字长：8位机、16位机、32位

按结构：单片机、单板机、多芯

板机。

按CPU:286、386、486、Pentiu

PentiumII>PentiumIII>PentiIIm4等。

5・工作站(WorkStation)

优点：有较大的存储容量、较快的运算

配大屏幕显示器。

1.2计算机中的数制

1.2.1数制的概念

：数的表示规则就称为数制。如：十进制；钟

于12个月的十二进制；计算机中使用的二进制等。

IR：一个计数制所包含的数字符号的个数称为该

表小。

)：数制中每一固定的位置对应的单位值称为“

基数R的i次嘉Rl表不。

数值的按权展开：任一R进制数都可以表示为各位数码本

积之和。

任意一个r进制数N可表示为：

n0

(an...a1aθ.a.1...a.m)r=an×r+...+a0×r+a.1

×r^m

式中的ai为该数制采用的基本数符，H是权，r是基

,表示不同的进制数。

122常用进制数

常用的几种进制数的表示

进位制二进制八进制十进制十六

规则逢二进一逢八进一逢十进一逢十

基数r=2r=8r=10r=16

数符0,10,1,...70,1,2...90,1,

权2i8iIOi16i

形式表示B0DH

,t^^^^^^^

计算机内部是一个二进制数字世界

TffffffT

128瓦64瓦32瓦16瓦8瓦4瓦2瓦

111OlOlO

二进制的特点：

(1)简单易行

(2)运算规则简单

(3)适合逻辑运算

1.2.3各种数制间的转换

几种进制之间的转换：

(10101)2=2

1、r进制转换成十进制（按权展开法

2

(101.11)2=2+l+

2

(101)8=8+

(71)8=7×8

3

(101A)16=16+

2、十进制转换成r进制

整数部分：除以r取余数，直

1.2.余数从下到上排

小数部分：乘以r取整数，

整数从上到下排

几种进制之间的转换：

1、r进制转换成十进制100

2、十进制转换成r进制2

2

)2

例(100345)10≈(2

≈(1100100.01011)22

**先得到的数总是紧靠小数点。2

**不一定能精确转换2

^^0

r3、二进制转换成八进制和

转换成八进制时三位］组

1∙2.3各转换成十六进制时四位一

分组方法：

几种进制之间的转换：从小数点向两边三.（四）

k位数不足整数前补0,小数

1、r进制转换成十进制（按权展开法）

2、十进制转换成r进制

3、二进制转换成八进制和十六进制‘

（1101101110.11010

55665

(11OllO1110.110101)2=

36ED4

4、八进制和十六进制转换成

1.2.3每一位八进制数对应三位

每一位十六进制数对应四

几种进制之间的转换：

1、r进制转换成十进制（按权展开法

2、十进制转换成r进制

3、二进制转换成八进制和十六进制

4、八进制和十六进制转换成二进制I

练习题

十进制转换成二、八以及十六进制

1、(IOO)10=()2=()8=()

2、(0.345)io=()2=()8=()1

答案：1、=(144)8=(64

2、=(0.26)8=(0

______________________________

^F^^^^^

二进制数与八进制数之间的转换

1、(11010101)2=()8

八进制数转换成二进制数，是上面的一个逆过

练习：

1、(156.364)8=()2

2、(725.364)8=()2

3、(6324)8=()2

4、(3256、521)8=(

,t^^^^^^^

二进制数与十六进制数之间的转

1、(11010101)2=O16

十六进制数转换成二进制数，是上面的一

练习：

1、(56D.364)16=()2

2、(E25.A64)16=()

3、(AB3)16=()2

4、(E5C、521)16=(

1.3计算机的数据与编码

1.3.1数据的概念及单位

L数据的定义：

数据：就是人们看到的景象和听到的

信息：经过收集、整理和组织起来的

构成了可供人们使用的信息。具体指计算机

字符、符号、语言、文字、声音和图像。

2.数据的两种形态：

人类可读形式的数据

机器可读形式的数据

3.数据的单位：

□位（Bit）:度量数据的最小单位，指二进

字节（Byte）:最常用的基本单位，一个字

制数表示

10010101=27+24+22

K字节IKB=1024byte

M（兆）字节IM=:1024K

G（吉）字节IG=:1024M

T（太）字节IT=:1024G

字（WOrd）:是指计算机一次存取、加工、运

据长度，一个字通常由一个或若

■■^■■■^■■■HIMBB

^F^^^^^

1.3.2字符的编码

字符编码：用来表示字符的二进制编码

两种形式：

(1)ASCII码：

美国标准信息交换码，被国际标准化组织

标准。国际上通用的7位ASCIl码是用7位二进

个字符编码。主要应用在微型机和小型机中。

(2)EBCDlC码：

扩展的二--十进制交换码。

主要应用在IBM的大型机中。

1.3.3汉字的编码

计算机对汉字的处理过程实际上是各种汉字编

过程。

1.汉字输入码（外码）：

是为了将汉字输入计算机而编制的代码。

2.汉字的内码：

是计算机内部存储和处理汉字是所用的代码，

码。

一般用两个字节表示一个汉字的内码，并把每

高位置“1”作为汉字内码的标识，以免与单字节的

歧义性。

3.汉字的输出码：

又称汉字字形码或汉字字模码，其作用是输出

目前汉字信息处理系统中产生汉字字形的方式

式的，即以点阵的方式形成汉字。

,t^^^^^^^

4.汉字交换码(交换码)：

是用于汉字信息处理系统之间进行信息

字代码。它是为使系统、设备之间进行信息

用统一的形式而制定的。

目前国内计算机普通采用的标准汉字的

1981年我国根据有关国际标准制定的《信息

字编码字符集-基本集》，即GB2312-80,

(1)常用汉字及其分级：

682个非汉字图形字符；

6763个汉字代码：

一级常用字3755个

二级次常用字300

(2)两个字节存储一个国标码。

各种汉字代码之间的关系

1.4指令和程序设计语言

1.4.1指令的概念

指令：是对计算机进行某种操作的命令。

指令系统：所有的指令的集合。

机器指令格式

操伊马I操［数

机器执行什么行对象（具体数、

程序是为完成一项特定任务而用某种语言编

1.4.2程序设计语言

L机器语言：

是计算机惟一能够识别并直接执行的语

特点：执行效率高。

机器语言程序：用机器语言编写的程序

特点：可读性差、不易记忆、容易出错

性差。

2.汇编语言：

概念：使用比较容易识别、记忆的助记

示指令的操作码和操作数。

汇编过程:

汇编程序

汇编语言源程序目标程序

J^F^^^‰i

3.高级语言：

高级语言：是一种用表达各种意义的

学公式”按照一定的"语法规则”编写程序

特点：提高了编写程序的效I早期的BAS

一加中士、店工口L中一会、右用相应语言

l⅛级用舌源程序：用局级生源程序编译

执行过程：解释和编译标程序，然

解释程序和各种标准

I成一个完整

高级语言源程序i语言程序才

编译程序

高级语言源程序目标程序

1.5计算机系统组成及工作原理

1.5.1计算机系统的概述

指构成计算机的

到、摸得着、具

体的电子设备。

指程序、运行程

数据和有关文档

冯诺依曼体系结构(1)采用了二进制形式表示数

(2)指令和数据都被一起存储

机器能自动地执行程序。

(3)计算机由五部分组成：运

制器、存储器、输入设备和输出设备。

运算器(ALU)：完成二进制编码的算术

算的部件。

控制器：是计算机的神经中枢，控制整

自动地、连续地和协调地完成一条条指令

存储器：存放数据或命令。

输出设备：

输入设备：

1.5.2微型机硬件组成及其功能

1.5.2.1中央处理器（CPU）

在微型寸算机中将控制器和运算

处理单元即CPU（CentralPro兀ALU（Arithme

Unit）,

核心，所有操作都受CPU控制

它的功能就是

逻辑运算。算术

加、减、乘、除

无乘、除功能），

就是指"与”、

"非”、"比较

中央处理器（CPU）等操作。

在控制器的控制

自内存或内部寄

行算术或逻辑

1.5.2微型机硬件组成及其功能

1.5.2.1中央处-2.控制器一般由指令寄存器、指令译

和控制电路组成。

在微型

控制器的作用是控制整个计算机的各

处理单

紊地工作，它的基本功能就是从内存取

核心，

令。

所谓执行指令就是，控制器首先按程

出的指令地址从内存中取出一条指令，

分析，然后根据指令的功能向有关部件

控制它们执行这条指令所规定的功能。

一系列指令，就使计算机能够按照这一

的程序的要求自动完成各项任务。

中央处理就

在微型计算机中将控制器和运算器集

称为中央处理单元即CPU(CentralPro

它是计算机的核心。

1.5.2.2存储器设在主机中，称主存储器或

放当前运算的程序和程序所

存储器分为内存储存一般由半导体器件构成。

内存又分为RAM和RoMo

器和外存储器两种RAM(RandomAccessMemo

器特点：⑥既能从中读取数据

⑥系统一旦断电或关机

(内)存储器N据将全部自动消失，不会重现

⑥在计算机运行中，要

据存放在RAM中。

ROM(ReadOnlyMemory)

点：

⑥只能从中读取数据，

⑥一般存放系统信息，如系统

,t^^^^^^^

RAM分类：

RAM可分为动态(DynamicRAM

(StaticRAM)两大类。

动态随机存储器DRAM是用MOS电路

存储元件的，由于电容会放电，所以需要

维持存储内容的正确，称位刷新。

所谓静态随机存储器SRAM是用双极

MoS电路的触发器来作存储元件的，没有

刷新问题。只要有电源正常供电，触发器

存储数据。

DRAM的特点是高密度，SRAM的特

RoM分类：

PROM、EPRoM与E2PROM

PRoM是可编程只读存储器(PrOgr

OnlyMemory)的缩写。它与RoM的性能

程序在处理过程中不会丢失、也不会被替

厂家能针对用户对软件的专门需求来烧制

因此，PROM大都固化某些在使用中不需

数据，从结构上说它是根本无法擦除的。

E2PROM是电擦除可编程只读存储

ErasableProgrammableROM)的缩写

EPRoM的全部功能，而在擦除与编程方面

就使E2PROM比EPRoM有更大的灵活性和

性。

存储器

外存储器（也称辅助存储器）在现实生器和外

活中要存储的数据很多，内存中无法存

放更多的数据，另外，如上所述，系统

一旦断电或关机，其中存放的数据将全

部自动消失，因此，通常将数据保存在

外存储器中，使用时调入内存。

常用的外存储器有：硬盘、软盘、光盘

和数据备份设备（如磁带机、光磁驱动

器和活动硬盘）等

^F^^^^^

磁盘存储器

1）磁盘的结构及容量

就磁盘片来说：软盘和硬盘的盘片结构是

磁盘结构：

•:是以盘片中心为圆心的同心圆，每一圆周

道。由外向内依次编号，最外一条磁道为O磁道。

磁道内。

•:每个磁道上划分成若干个区域，每一个区

一个扇区。扇区是磁盘的基本存储单位。每个扇区

计算机对磁盘进行读写时无论数据多少，总是读写

扇区或几个扇区。

•：每个盘片有两个面，也叫记录面。记录面

编号O面和1面。

存储容量通常是软盘格式化后的容量。格式化

一定的磁道数和扇区进行划分，并写人地址码、识

式化后软盘容量可用下式计算：

格式化容量=每面磁道数X每道扇区数X每个

X面数X磁盘片数

是磁道定位的

不软盘驱动器

磁头通过此

软盘的记录

保护套完成数据

定时孔

移弓用玦使窗口

磁头读写司处于写保护状态

出，不能写入。

窗口封闭不透光

盘进行读、写操

^F^^^^^

磁盘存储器

3)硬盘

由一组盘片组成；主要特点是将盘片、磁头、电

乃至读/写电路等做成一个不可随意拆卸的整体，

来，所以防尘性能好、可靠性高，对环境要求不

大的容量，常以兆字节(MB)或以千兆(GB)为单位

硬盘多固定在机箱内部，不便携带。

^F^^^^^

光盘存储器

定义：是一种利用激光技术存储信息的装置。

构成：由盘片、光盘驱动器和光盘控制适配器

分类：1)只读型光盘(CD-ROM)：数据是由生

预先写入的，用户只能读取其中的数据而无法

2)一次性写入型光盘(WoRM)：用户只

一次，一旦写入，可以多次读取。

3)擦除型光盘：用户可多次对其进行读

特点：存储容量大、不怕磁性干扰。存取速度

闪存盘（U盘）

大容量的USB移动存储设备，不仅具有RAM

可写、可编程的优点，而且还具有RoM内存

在断电后不会消失的优点。

采用USB接口，不需要驱动器及外接电源，

服甘愿、可执擦拔

1.5.2.3输入设备

输入的作用：输入(input)指利用某种

据转换成计算机可以接受的编码的过程，所

备称为输入设备。

分类：1.键盘输入类(key-drivendev

2.鼠标输入类(pointingdev

3.扫描输入类(scannerdev

4.传感输入类(sensordevic

5.语音输入类(voiceinputd

键盘输入类

1.键盘外观

104键盘按照功能和排列位置，可将键

主要部分：打字机键盘、功能键、编辑键

键）和数字小键盘，如图2.9所示。

键盘输入类

2.键的功能和用法

(1)打字机键盘。它是键盘的主要部分

(2)功能键。功能键指的是Fl〜F12键

上ESC键共13个，它们的具体功能可由

或应用程序自行定义。

(3)编辑键。编辑键在键盘中部，上部

进行编辑和打印显示控制用的。

(4)数字小键盘。数字小键盘在键盘的

说是为财会人员和编辑人员准备的。

鼠标输入类

1.鼠标的组成

（1）按键

（2）滚球

（3）鼠标插头

鼠标输入类

2鼠标的分类：

常用的鼠标器有两种：机械式和光电

还有一些新型的鼠标，如红外线鼠标、智能

价格比较昂贵，并没有普及应用。

如果按接头分类，鼠标可分为串口鼠

鼠标、USB鼠标。

f

^ff^^^‰i.

1.5.2.4输出设备

输出设备的作用：用来输出结果的部件

组成:由输出装置和输出接口电路两部

分类：1.打印机

2.显示器

3.绘图机

4.影像输出系统

5.语音输出系统

^F^^^^^

打印机

分类：L点阵式打印机

2.喷墨打印机

3.激光打印机

安装：(1)将打印机电源插头连接到电

(2)将打印机数据电缆线连接到

行口或并行口上。

(3)安装打印机驱动程序。

显示器

组成：监视器和显示控制适配器（显示

分类：阴极射线管显示器（CRT）、液

（LED）、等离子显示器。

分辨率：是显示器的一个重要指标，它

像素的数目，像素是可显示的最小单位。

1.5.2.5主板与总线

.板：又称母板。

是安装在主机箱内

的一块巨型的电路

板。其上安装着

CPU芯片、存储器

芯片（内存条）、

CMOS、BIOS、

电池、扩展槽等。

1.5.2.5

也叫片总线，是同一部件

总线（多为多个

内部（如CPU的控制器、

公共信

运算器和各寄存器之间）

的连接总线。

内部

_一负责CPU与外部设备之间的

「通信。

扩展

是同一台计算机的各部件

之间相互连接的总线。又

VU分为数据总线、地址总线