《大学计算机基础》课件项目一　计算机基础知识

计算机基础知识任务ABC任务一初识计算机任务二计算机软件配置任务三计算机安全使用与病毒防治初识计算机

01011.计算机的诞生和发展历史世界上第一台电子数字式计算机于1946年2月15日在美国宾夕法尼亚大学研制成功，它名为ENIAC（埃尼阿克），是电子数值积分式计算机（TheElectronicNumericalIntegratorandComputer）的缩写。它使用了近18000个真空电子管，耗电170kW，占地150m2，重达30t，每秒钟可进行5000次加法运算。ENIAC奠定了电子计算机的发展基础，在计算机发展史上具有划时代的意义，它的问世标志着电子计算机时代的到来。ENIAC诞生后，数学家冯·诺依曼提出了重大的改进理论，主要有两点：其一是电子计算机应该以二进制为运算基础。其二是电子计算机应采用“存储程序”方式工作，并且进一步明确指出了整个计算机的结构应由5个部分组成：运算器、控制器、存储器、输入设备和输出设备。这些理论的提出，解决了计算机运算自动化和速度配合问题，对后来计算机的发展起到了决定性的作用。目前，计算机的应用已扩展到社会的各个领域。01根据采用的基本元器件的不同，将计算机的发展过程分成以下几个阶段：第四代计算机采用大规模集成电路和超大规模集成电路。第二代计算机采用晶体管第一代计算机主要元器件是电子管第三代计算机以中、小规模集成电路1946—1957年1958—1964年1965—1970年1971年至今0101计算机的分类（1）按照计算机性能区分：1）超级计算机。超级计算机也称为高性能计算机，目前国际上对高性能计算机较权威的评测是世界计算机排名（即TOP500）。2）服务器。服务器是指在网络环境下为网上多个用户提供共享信息资源和各种服务的一种高性能计算机，如社交网站或购物网站都需要其服务的支持。在服务器上需要安装网络操作系统、网络协议和各种网络服务软件。服务器主要为网络用户提供文件、数据库、应用及通信方面的服务。3）工作站。工作站是一种高性能微型计算机，通常配有高分辨率的大屏幕显示器及容量很大的内存储器和外部存储器，主要面向专业应用领域，具备强大的数据运算与图形、图像处理能力。工作站主要是为满足工程设计、动画制作、科学研究、软件开发、金融管理、信息服务、模拟仿真等专业领域而设计开发。014）个人计算机。个人计算机通常也称为微型计算机。目前已广泛应用于办公、学习、娱乐等社会生活的方方面面，是发展最快、应用最为普及的计算机。人们日常使用的台式计算机、笔记本电脑、掌上型计算机等都是个人计算机。5）嵌入式计算机。嵌入式计算机是指嵌入对象体系中，实现对象体系智能化控制的专用计算机系统。嵌入式计算机系统以应用为中心、以计算机技术为基础，并且软硬件组合适当。常用于实现对其他设备的控制、监视或管理等功能。例如，我们日常生活中使用的电冰箱、全自动洗衣机、空调、电饭煲、数码产品等都采用了嵌入式计算机技术01（2）按照计算机用途划分：通用计算机和专用计算机1）通用计算机是为能解决各种问题、具有较强的通用性而设计的计算机。它具有一定的运算速度和存储容量，连接通用的外部设备，安装各种系统软件和应用软件。目前使用最多的个人计算机就属于通用计算机。2）专用计算机是为解决一个或一类特定问题而设计的计算机，其硬件和软件的配置由具体需要解决的问题而定。专用计算机能高速、可靠地解决特定问题。但是其功能简单，只安装能够解决指定问题程序，如工业控制机、银行专用机、超市收银机等，目前流行的智能手机也可认为是专用计算机。0101计算机的应用领域（1）数值计算。数值计算是计算机最早应用的领域。第一台计算机是用于弹道计算的，此后，在天气预报、人造卫星、原子反应堆、导弹、建筑、桥梁、地质、机械等方面应用。（2）数据处理。数据处理是现在计算机应用最广泛的领域，是一切信息管理和辅助决策的基础。用于企业信息系统中生产统计、计划制订、库存管理、市场销售管理等；再如人口信息系统中数据的采集、转换、分类、统计、处理和输出报表等。（3）实时控制。实时控制也叫自动控制。实时控制主要用在工业控制和测量方面，对控制对象进行实时的自动控制和自动调节。如大型化工企业中自动采集工艺参数，进行校验、比较以控制工艺流程；大型冶金行业的高炉炼钢控制、数控机床控制和电炉温度闭环控制等。可以降低能耗、提高生产效率、提高产品质量。（4）计算机辅助系统。可以帮助人们更好地完成学习和工作等任务。如计算机辅助设计（CAD），利用计算机的特点，绘图质量高、速度快、修改方便，大大提高了设计的效率，不仅仅被用在产品设计上，还可以用于一切需要图形的领域，如计算机模拟、制作地图、广告和动画片等。除了CAD外，还有计算机辅助制造（CAM）、计算机辅助工程CAE）、计算机辅助教学（CAI）和计算机集成制造系统（CIMS）等。（5）多媒体技术应用。随着电子技术特别是通信和计算机技术的发展，人们已经有能力把文本、动画、图形、图像、音频、视频等各种媒体综合起来，构成一种全新的概念——多媒体（Multimedia）。01（6）人工智能。利用计算机来模仿人的高级思维活动，如智能机器人和专家系统。是应用领域中难度较大的领域之一。01（7）网络应用。随着计算机技术和网络通信技术的进一步发展，Internet网络的应用全面推广，电子邮件、电子商务、网络聊天、远程教育等网络应用已经无处不在，我们已处于计算机网络时代。大数据分析计算、云计算、云存储、人工智能、物联网、非接触式人机界面、情感计算等都成为目前计算机应用的主流技术。01计算机的发展趋势现代计算机已经飞速发展了70多年，基于集成电路的计算机短期内还不会退出历史舞台，但新形态的计算机正在被加紧研究，主要是光计算机、生物计算机、量子计算机、超导计算机和纳米计算机等。（1）光计算机。光计算机利用激光光束而非电波进行数据计算和资料处理，其速度比当今最先进的超级电子计算机要快1000多倍，世界计算机科技将因此发生革命性的突破。光计算机用来执行预测天气、气候等一些复杂而多变的过程。（2）生物计算机（仿生计算机）。主要原材料是生物工程技术产生的蛋白质分子，并作为生物芯片来替代半导体硅片，利用有机化合物存储数据。是人类期望在21世纪实现的伟大工程，是计算机世界中最年轻的分支。它涉及多种学科领域，包括计算机科学、脑科学、分子生物学、生物物理、生物工程、电子工程等。（3）量子计算机。是可以实现量子计算的机器，以量子力学规律实现数学和逻辑运算，处理和存储信息。以量子态为记忆单元和信息存储形式，以量子动力学演化为信息传递与加工基础的量子通信与量子计算。硬件的各种元器件的尺寸达到原子或分子的量级。它的基本单位—昆比特（qubit）又称量子比特，它通过量子的两态量子力学体系来表示0或1。012、数制和数制转换1.进位计数制用一组固定的符号按进位原则进行计数的方法称为进位计数制，简称数制。计算机内部使用二进制表示程序和数据，为了书写和表示方便，通常用八进制数和十六进制数来代替二进制数。进位计数制有数位、基数和位权3个要素。1）数位。数位指数码在某个数中所处的位置。进位计数制中具有统一的位置编号，小数点左边第1位数码的位置编号为0，向左依次增加，小数点右边第1位数码的位置编号为-1，向右依次减少。01计算机中常用的进位计数制3）位权。在某种进位计数制中，每个数位上的数码所代表的数值的大小，等于在这个数位上的数码乘上一个固定的数值，这个固定的数值就是此种进位计数制中该数位上的位权。位权是以基数为底，数位编号为指数的整数次幂。例如十进制中百位上的5表示的数值大小为5乘以100，100即为十进数中百位上的位权102。数码所处的位置不同，代表数的大小也不同。例如十进制中百位上的5表示500，十位上的5表示50。2）基数。基数指在某种进位计数制中，每个数位上能使用的数码的个数，例如十进位计数制中，每个数位上可以使用的数码为0～9这10个数码中的1个，即其基数为10。01数制转换（2）十进制数转换为二进制、八进制、十六进制数。将十进制数转换成二进制、八进制、十六进制数时，整数部分采用“除基取余倒排法”、小数部分采用“乘基取整顺排法”，然后把整数和小数拼接在一起得到对应用的二进制、八进制、十六进制数。提示计算整数部分时，直到商为0时停止计算，计算小数部分时，直到小数部分为0或达到要求的小数位数为止。（1）二进制、八进制、十六进制数转换为十进制数。将一个二进制、八进制或十六进制数转换成十进制数，只要写出该进制数的按权展开式，然后按十进制数的计数规律相加，就可得到对应的十进制数。【例1.1】1001.01B=1×23+0×22+0×21+1×20+0×2-1+1×2-2=9.25D【例1.2】126.04O=1×82+2×81+6×80+0×8-1+4×8-2=86.0625D【例1.3】7C4.CH=7×162+12×161+4×160+12×16-1=1988.75D01（3）八进制、十六进制与二进制之间转换。由于二进制、八进制、十六进制之间存在特殊的关系：即1位八进制数相当于3位二进制数，1位十六进制数相当于4位二进制数。在八进制数和十六进制数之间转换时，可通过二进制来完成。

对照表1-2进行转换即可。二进制数转换成八进制数的方法是：将二进制数以小数点为界，分别向左、向右进行3位分组（不足3位在两头补无效0），再将每组二进制数换算为1位八进制数并依次排列即可。八进制数转换成二进制数的方法是：依次将每1位八进制数转换成对应的3位二进制数。将二进制数转换成十六进制数的方法是：和八进制方法一样只需要进行4位分组二进制的基本运算二进制的基本运算包含算术运算加、减、乘、除和逻辑运算与、或、非、异或。二进制的算术运算和逻辑运算规则见表0101字符数据编码字符是各种文字和符号的总称，包括各国文字、标点符号、图形符号、数字等。字符集是多个字符的集合，其种类较多，每个字符集包含的字符个数不同，常见字符集有ASCII字符集、GB2312字符集、Unicode字符集等。计算机要准确地处理各种字符集文字，就需要进行字符编码。1.英文字符ASCII（AmericanStandardCodeforInformationInterchange，美国信息交换标准代码）是由美国国家标准学会（AmericanNationalStandardInstitute.ANSI）制定的，是一种标准的单字节字符编码方案，用于基于文本的数据。01汉字编码

汉字是象形文字，种类多，编码比较困难，在一个汉字处理系统中，输入、内部处理、输出对汉字编码的要求不尽相同，因此要进行一系列的汉字编码转换。用户用输入码输入汉字，系统由输入码找到相应的内码，内码是计算机内部对汉字的表示，要在显示器上显示或在打印机上打印出用户所输入的汉字，需要汉字的字形码，系统由内码找到相应的字形码。1）汉字国标码。全称是《信息交换用汉字编码字符集·基本集》（GB2312—1980），于1980年发布，是中文信息处理的国家标准。每个汉字有对应的二进制编码，称为国标码，也称汉字交换码。

基本集共收录6763个汉字和682个非汉字图形字符。一级汉字有3755个，按汉语拼音排列；二级汉字有3008个，按偏旁部首排列。为了编码，将汉字分成若干个区，每个区中有94个汉字。由区号和位号（区中的位置）构成区位码。区号和位号各加32就构成了国标码012）汉字机内码。

一个国标码占两个字节，每个字节最高位仍为0；英文字符的机内码是7位ASCII编码，最高位也是0。英文字符和汉字都是字符，为了区分是汉字编码还是ASCII码，将国标码的每个字节的最高位由0变为1，变换后的国标码称为汉字机内码。由此汉字机内码的每个字节都大于128，而每个英文字符的ASCII码值均小于128。3）汉字的输入码。

是一种用计算机标准键盘上按键的不同排列组合来对汉字的输入设计的编码，目的是进行汉字的输入。要求编码要尽可能的短，从而输入时击键的次数就比较少；输入码容易学、容易上手，以便推广。汉字的输入码方法很多，常用的有五笔字型、智能拼音。014）汉字的字形码。

通常有两种表示方式：点阵方式和矢量方式。用点阵方式表示字形时，汉字字形码是指这个汉字字形点阵的代码。根据输出汉字的要求不同，点阵的多少也不同。点阵规模越大，字形就越清晰美观，同时其编码也就越长，所需的存储空间也就越大。以16×16点阵为例，每个汉字要占用32个字节。矢量表示方式存储的是描述汉字字形的轮廓特征，当要输出汉字时，通过计算机的计算，由汉字字形描述生成所需大小和形状的汉字点阵。矢量化字形描述与最终文字显示的大小分辨率无关，由此可产生高质量的汉字输出，Windows中使用的TrueType技术就是汉字的矢量表示。013.Unicode在Unicode出现之前，世界上有数百种字符集和字符编码系统，如美国有ASCII、中国有GB2312、日本有Shift_JIS等。各种编码不能涵盖世界所有语言，并且编码之间还会出现冲突。计算机（特别是服务器）需要支持多种编码系统，当数据传到不同计算机时就要采用不同编码，有崩溃的危险。为了解决传统的字符编码方案的局限，ISO于1990年研发设计了Unicode，并于1994年正式公布。Unicode为每种语言中的每个字符设定了统一并且唯一的二进制编码，称为ID（也叫码位、码点或CodePoint），以满足跨语言、跨平台进行文本转换、处理的要求，它也提供了编码规则，目前流行的UTF-8、UTF-16、UTF-32都是Unicode编码的实现方式。Unicode的发布得到了广泛的应用，极大地方便了数据在世界范围内的传输。Unicode将所有字符进行分区定义，每个区中有65536（216）个字符，即成为一个平面，目前一共有17个平面，也就是说，整个Unicode字符集的大小为1114112（221）个。UTF-8是目前互联网使用最广泛的一种Unicode编码方式，它的最大特点就是可变长。它可以使用1～4个字节表示一个字符，根据字符的不同变换长度013、计算机的硬件配置1.计算机的工作原理1945年，冯·诺依曼通过分析、总结提出，计算机主要是由运算器、控制器、存储器、输入设备和输出设备五大功能部件组成。计算机根据编制好的程序，通过输入设备发出一系列指令到存储器中，再根据指令要求对数据进行分析和处理后，通过输出设备将处理结果进行输出，这一过程称为计算机的工作原理，也称为“冯·诺依曼原理”012）控制器。控制器是整个计算机的控制中枢，用来协调和指挥整个计算机系统的操作，本身不具有运算功能，而是通过读取各种指令，并对其进行翻译、分析，而后对各部件做出相应的控制。它主要由指令寄存器、译码器、程序计数器、时序电路等组成。中央处理器（CentralProcessingUnit，CPU）是计算机的核心，主要包括运算器和控制器两部分。运算器负责对数据进行算术和逻辑运算；控制器负责对程序所规定的指令进行分析、控制，并协调输入、输出操作或对内存的访问CPU外观1）运算器。是对信息进行加工和处理的部件，它主要由算术逻辑单元ALU（ArithmeticalLogicUnit）和寄存器组成。算术逻辑单元主要完成二进制数基本运算。寄存器一般包括累加器、数据寄存器等，主要用来保存参加运算的操作数和运算结果。状态寄存器用来记录每次运算结果的状态，如结果是零还是非零、是正还是负等01主存储器又称内存储器，简称主存或内存，用于存放当前正在执行的数据和程序。与外存储器相比，主存储器速度快、容量小、价格较高。主存储器与CPU直接连接，与CPU直接进行数据交换。按照存取方式，主存储器可分为随机存取存储器和只读存储器两类。存储器（Memory）是计算机系统中的记忆设备，用来存放程序和数据。计算机中的全部信息（包括输入的原始数据、计算机程序、中间运行结果和最终运行结果等）都保存在存储器中，它根据控制器指定的位置存入和取出信息。有了存储器，才能保证正常工作。可以分为主存储器、辅助存储器、高速缓冲存储器。存储器012）只读存储器（ROM）。ROM是一种只能读出不能写入的存储器，信息通常是在脱机情况下写入的。特点是只能读出信息，不能写入信息，通常是主板厂家固化在主板上的一块芯片，其中存储的是计算机的自检程序及输入输出程序等系统服务程序，这些信息可以永久保存而不受断电影响。1）随机存取存储器（RAM）。RAM可随时读出和写入数据，用于存放当前运算所需的程序和数据以及作为各种程序运行所需的工作区等。断电后，RAM的内容自动消失，且不可恢复。RAM又可分为动态RAM（DRAM）和静态RAM（SRAM）。DRAM的特点是集成度高，主要用于大容量内存储器；SRAM的特点是存取速度快，主要用于高速缓冲存储器。通常购买的就是电脑的内存。内存条（SIMM）是将RAM集成块集中在一起的一小块电路板，它插在计算机中的内存插槽上，以减少RAM集成块占用的空间。目前市场上常见的内存条有1GB/条、2GB/条、4GB/条等。011）硬盘。硬盘是一种将可移动磁头、盘片组固定安装在驱动器中的磁盘存储器，具有存储容量大、数据传输率高、存储数据可长期保存等特点。在计算机系统中，其常用于存放操作系统、各种程序和数据。当今硬盘有固态硬盘（SSD新式硬盘）、机械硬盘（HDD传统硬盘）、混合硬盘（HHD基于传统机械硬盘诞生出来的新硬盘辅助存储器。辅助存储器又称外存储器，简称外存。与主存储器相比，它的特点是存储容量大、成本低、速度慢、可以永久地脱机保存信息。它不直接与CPU交换数据，而是和主存成批交换数据，辅助存储器在断电的情况下可长期保存数据，因此又称为永久性存储器。01

U盘是一种新型存储器，全称USB闪存盘，英文名为USBFlashDisk。它是一种使用USB接口的无需物理驱动器的微型高容量移动存储产品，通过USB接口与计算机连接，实现即插即用。

U盘的优点包括小巧、便于携带、存储容量大、价格便宜、性能可靠等。U盘还具有防潮防磁、耐高低温等特性，安全可靠性很好。U盘可重复使用，性能稳定，可反复擦写达100万次，数据至少可保存10年光盘以光信息为载体存储数据的一种存储器，需要使用光盘驱动器来读/写。功能可分为只读型光盘（CD-ROM）、一次性写入光盘（CD-R）、可擦写光盘（CD-RW）等。光盘的最大特点是存储容量大、可靠性高，光盘的优势还在于它具有存取速度快、保存管理方便等特点。光盘主要分为CD、DVD、蓝光光盘等几种类型。CD的存储容量可以达到700MB左右，DVD可以达到4.7GB，而蓝光光盘可以达到25GB。01高速缓冲存储器。高速缓冲存储器（Cache）：因为CPU的速度比RAM要快得多，导致CPU不得不降低自己的速度来使用RAM，从而影响了系统的整体速度。为了协调CPU和RAM之间的速度，在两者之间设置一种小而快的存储器，即Cache。提示存储器分为内存和外存，冯·诺依曼计算机结构中的存储器特指内存，外存在冯·诺依曼计算机结构中被视为输入输出设备。01输入设备输入设备（InputDevice）是向计算机输入数据和信息的设备，是计算机与用户或其他设备之间通信的桥梁。常用的输入设备有键盘、鼠标、软盘驱动器、硬盘驱动器、光盘驱动器、话筒、摄像头、扫描仪等。输出设备（OutputDevice）是计算机的终端设备，用于接收计算机数据的输出，如显示、打印、播放声音、控制外围设备操作等，从而把各种计算结果的数据或信息以数字、字符、图像、声音等形式表示出来。常用的输出设备有显示器、打印机、软盘驱动器、硬盘驱动器、光盘驱动器、绘图仪、音箱、耳机等。计算机软件配置

0202一、软件的概念

软件是计算机系统的重要组成部分。相对于计算机硬件而言，软件是计算机的无形部分，但它的作用是很大的。没有装备任何软件的计算机（裸机）是没有用的。

软件，指能够指挥计算机工作的程序和程序运行所需要的数据，以及与这些程序和数据有关的文字说明和图表资料（文档）指令，也叫机器语言指令，是包含有操作码和地址码的一串二进制代码。操作码规定了操作的性质，地址码则表示了操作数和运算结果的地址。

程序，是指为解决某个问题而设计的一系列有序的指令或语句（一条语句可以分解成若干条指令）的集合。硬件与软件是相辅相成的，硬件是计算机的物质基础，软件是计算机的灵魂，没有软件，计算机的存在就毫无价值。软件是组成计算机系统的重要部分。软件分为两大类，即系统软件和应用软件02系统软件是指控制和协调计算机及外部设备，支持应用软件开发和运行的软件，是无须用户干预的各种程序的集合。语言编译程序人和计算机交流信息使用的语言称为计算机语言或程序设计语言。计算机语言通常分为机器语言、汇编语言和高级语言三类操作系统（OperatingSystem，OS）是最基本、最重要的系统软件。它负责管理计算机系统的全部软件资源和硬件资源，合理地组织计算机各部分协调工作，为用户提供操作和编程界面。系统软件数据库管理系统数据库管理系统（DMS）是一种为管理数据库而设计的大型02应用软件是为解决计算机各类应用问题而编制的程序及其相关数据资料，具有很强的实用性2.应用软件包应用软件包包括用于科学计算方面的数学计算、统计软件包，办公自动化软件包（如MicrosoftOffice），图像处理软件包（如Photoshop和动画处理软件3DSMAX），各种财务管理、税务管理软件包，工业控制软件包和辅助教育包等1.用户程序用户为解决自己特定的具体问题开发的软件。应用软件计算机安全使用与病毒防治

03一、计算机病毒的概述03计算机病毒（ComputerVirus）是编制者在计算机程序中插入的破坏计算机功能或者数据的代码，能影响计算机使用，能自我复制的一组计算机指令或者程序代码。03计算机病毒的特征（4）隐蔽性。计算机病毒的存在、传染和对数据的破坏过程不易被计算机操作人员发现。（5）寄生性。计算机病毒不是一个通常意义上的完整的计算机程序，通常是依附于其他文件（一般是可执行程序）而存在的，它能享有宿主程序所能得到的一切权力。（6）不可预见性。（7）非授权性。（1）传染性。传染性是计算机病毒的基本特征。（2）破坏性。计算机病毒具有破坏文件或数据、扰乱系统正常工作的特性。计算机病毒都存在一个共同的危害，即降低计算机系统的工作效率，占用系统资源。（3）潜伏性。病毒的发作一般需要一个触发