信息技术（信创版）（微课版）课件 项目1 计算机基础

在信息高速发展的社会中，通过计算机人们足不出户就可以了解国内外的新鲜趣事。打开计算机，我们不但可以办公打字、收发电子邮件、统计数据等，而且可以玩游戏、看电影，视频会话等，计算机已经遍及学校、企业，进入千家万户，成为信息社会不可或缺的一部分。计算机的发展和应用对人类的生产活动和社会活动产生了重要的影响。教师：丁明浩信息技术

（信创版）项目1计算机基础壹伍叁肆贰计算机的发展史计算机的应用计算机的组成与性能指标计算机数据的存储目

录计算机病毒1.1.1计算机的发展

在人类文明发展的历史长河中，计算工具经历了从简单到复杂、从低级到高级的发展过程，比如从古至今人们依次使用绳结、算盘、计算尺、手摇机械计算机、电动机械计算机、电子计算机等作为生活中的计算工具。它们在不同的历史时期都发挥了各自的作用，而且也孕育了电子计算机的设计思想和雏形。

计算机的诞生

第一台计算机ENIAC（ElectronicNumericalIntegratorandCalculator电子数字积分计算机)于1946年由美国宾夕法尼亚大学研制成功。采用电子管为基本元件的电子线路来完成运算和存储，ENIAC共用了18000多个电子管、6000多个开关、70000多个电阻器、10000多个电容器和50多万条连线，重约30吨，占地约170平方米，功率约为150千瓦，运算速度可达5000次加法/秒。计算机的发展阶段第一代计算机是指1946—1958年的计算机，其以电子管为逻辑元件，使用延迟线或磁鼓存储器，结构上以中央处理器（CentralProcessingUnit，CPU）为中心进行组织，一般只能使用机器语言编写程序。第一代计算机运算速度慢、体积大、功耗惊人、价格高，主要用于科学计算和军事领域。计算机的发展阶段第二代计算机是指1958—1964年的计算机，主要特征是采用晶体管作为逻辑元件，具有运算速度快、寿命长、体积小、重量轻、省电等优点，代表产品有国际商业机器公司（InternationalBusinessMachines，IBM）的IBM7090、IBM7094、IBM7040、IBM7044等。这个时期出现了高级语言，计算机运算速度大幅提高（可达每秒数十万次至数百万次），重量、体积也显著减小，使用越来越方便，应用也越来越广泛，不仅用于科学计算，还用于数据处理和事务处理，并逐渐用于工业控制。计算机的发展阶段第三代计算机是指1964—1970年的计算机。这一时期的计算机使用中小规模集成电路作为逻辑元件，所以它的体积、运算速度和存储容量等指标得到了进一步提高，可靠性进一步加强。这一时期，出现了结构化的程序设计体系、操作系统和网络，计算机也越来越标准化、模块化，应用范围越来越广，已经开始渗透到科学技术的各个领域。计算机的发展阶段第四代计算机是指1970年至今的计算机，第四代计算机将CPU、存储器及各输入/输出（Input/Output，I/O）接口集成在大规模集成电路和超大规模集成电路上，使计算机在存储容量、运算速度、可靠性及性能价格比等方面均比第三代计算机有较大突破。这一时期，在软件方面，分布式操作系统、数据库、高效可靠的高级语言以及软件工程标准化等出现了，并形成了软件产业。计算机应用则极其广泛，几乎已扩展到所有行业或部门。1.1.2

我国计算机的发展

计算机是二十世纪最伟大的发明之一，它深刻地改变了我们的生活，计算机进入中国也有好几十年了，那么中国的计算机是怎样起源的呢？主要奠基人华罗庚（1910-1985），江苏常州人，著名数学家，中国科学院院士，被誉为中国现代数学之父。美籍匈牙利数学家冯·诺依曼（1903-1957），他提出了著名的“冯·诺依曼原理”,即“存储程序和程序控制”的原理。电子管计算机的研制时间：1958年~1964年其主要特征如下：①采用电子管单片机。②主要应用于军事方式③代表机型---103机，体积庞大，平均速度仅为每秒30次电子管计算机的研制1964年，中科院计算机技术研究所研制的119机是当时最快的电子管计算机，当时的运算速度是104机的五倍，那是我国正在进行氢弹的理论论证阶段，于是119机就刚好派上了用场。晶体管计算机的研制第二代：晶体管计算机（1965年~1972年）1965年中科院计算所研制成功了我国第一台大型晶体管计算机：109乙机；对109乙机加以改进，两年后又推出109丙机，在我国两弹试制中发挥了重要作用，被用户誉为“功勋机”。集成电路计算机的研制第三代：集成电路计算机研制（1973—80年代）1973年，北京大学与北京有线电厂等单位合作研制成功运算速度每秒100万次的大型通用计算机，1974年清华大学等单位联合设计，研制成功DJS-130小型计算机，以后又推DJS-140小型机，形成了100系列产品。进入80年代，我国高速计算机，特别是向量计算机有新的发展。第四代超大规模集成电路的计算机研制

银河－Ⅰ亿次巨型计算机是我国自行研制的第一台亿次计算机系统。该系统研制成功填补了国内巨型机的空白，同时，银河巨型机的诞生使我国成为世界上为数不多能研制巨型机的国家之一。在我国计算机研究和制造领域中，银河巨型计算机的研制成功，为中国计算机工业写下了最为辉煌的一页，成为中国计算机工业的骄傲。银河-I巨型机是我国高速计算机研制的一个重要里程碑中国超级计算机发展年谱型号面世时间每秒运算速度（峰值）银河—Ⅰ1983年

1亿次曙光一号1992年

6.4亿次银河—Ⅱ1994年

10亿次银河—Ⅲ1997年

130亿次神威—Ⅰ1999年

3840亿次深腾18002002年

1万亿次曙光4000A2004年

11万亿次神威3000A2007年

18万亿次深腾70002008年

106.5万亿次曙光5000A2008年

230万亿次天河一号2009年

1206万亿次1.2计算机的应用科学计算

即数值计算，用计算机来完成科学研究和工程技术中提出的数学问题。数据处理

利用计算机来对各种数据进行记录、整理、统计、分析、加工、利用、传播等操作。实时控制

通过计算机来实时采集数据并且按照最佳情况对被控制设备进行控制和调节。计算机辅助工作

包括计算机辅助设计(CAD)、计算机辅助制造(CAM)、计算机辅助教学(CAI)等方面。人工智能

用计算机模拟人类的判断、理解、学习、求解、识别等智能活动。它包括三个方面：知识工程、模式识别、机器人学。网络应用

利用计算机和网络而进行的商务活动，利用计算机和网络技术开展办公自动化等。1.3.1计算机硬件设备计算机硬件系统由控制器、运算器、存储器、输入设备和输出设备五部分组成。1.控制器(Controller):

整个计算机的控制指挥中心，它的功能是控制计算机各部件自动协调地工作。2.运算器(ALU):

对信息进行加工、运算的部件。运算器的主要功能是对二进制数进行算术运算、逻辑运算和位运算，故又称为算术逻辑单元。计算机硬件设备3.存储器(Memory):计算机存放程序和数据的设备。它的基本功能是按照指令要求向指定的位置存进(写入)或取出(读出)信息。存储器分为两大类：主存储器(内部存储器)和辅助存储器(外部存储器)。内存储器按存取方式的不同，可分为随机存储器RAM(RandomAccessMemory)和只读存储器ROM(ReadOnlyMemory)两类。存储器的有关术语:位：计算机中最小的存储单位。用来存放一位二进制数。字节：8个二进制位组成一个字节。存储器的容量一般用KB、MB、GB、TB来表示。地址：用来标识每个存储单元的唯一编号。计算机硬件设备4.输入设备(InputDevice)：向计算机输入人们编写的程序和数据，可分为字符输入设备、图形输入设备和声音输入设备等。5.输出设备(OutputDevice)：向用户报告计算机的运算结果或工作状态，它把存储在计算机中的二进制数据转换成人们需要的各种形式的信号。1.3.2计算机软件系统

计算机软件系统是指为计算机运行工作服务的全部技术资料和各种程序，它可以保证计算机硬件的功能得以充分发挥，并为用户提供一个宽松的工作环境。计算机软件系统通常被分为系统软件和应用软件两大类。系统软件能保证计算机按照用户的意愿正常运行，满足用户使用计算机的各种需求，帮助用户管理计算机和维护资源、执行用户命令、控制系统调度等。应用软件是由软件公司或用户利用各种系统软件、程序设计语言编制的，用来解决用户各种实际问题的程序。系统软件的组成操作系统（OS）

---操作系统是用来控制和管理计算机系统的硬件资源和软件资源的组织者和管理者。

---目前常见的个人计算机操作系统有微软的Windows系列、Linux、以及国产麒麟操作系统。---按照操作系统所管理的用户划分为单用户操作系统和多用户操作系统。---按照操作系统的功能划分为批处理操作系统、分时操作系统、实时操作系统、网络操作系统和分布式操作系统。系统软件的组成程序设计语言处理系统低级语言---机器语言---汇编语言高级语言---C++、C、Java

数据库管理系统（DBMS）

--Oracle、SQLServer、MySQL应用软件的组成

应用软件是为解决某些具体问题而开发、研制的各种计算机程序，它是建立在系统软件之上的。应用软件的内容非常广泛，由于计算机的应用已经渗透到各个领域，所以应用软件也是多种多样的，包括科学计算、工程设计、文字处理、辅导教学、游戏等领域的软件。应用软件按用途可以分为字处理软件、电子表格软件、作图软件、网络软件、教育软件、娱乐性软件；按性质可以分为套装软件、专用软件、共享软件、免费软件。1.3.3计算机的主要性能指标运算速度：通常所说的计算机运算速度，是指每秒所能执行的指令条数，一般用百万条指令每秒来描述字长：字长是指计算机能直接处理的二进制信息的位数。存取周期：存储器完成一次读/写操作所需的时间称为存储器的存取时间或访问时间，存储器连续进行读/写操作的最短时间间隔称为存取周期转速：转速是硬盘内电机主轴的旋转速度内存容量外存容量：外存容量通常是指硬盘容量，1.4

计算机数据的存储1.十进制(Decimal)有十个不同的数码：0，1，2，3，4，5，6，7，8，9每位逢十进一用D（Decimal）表示。如十进制数445可写成445D或（445）102.二进制(Binary)有两个不同的数码：0，1。每位逢二进一。用B（Binary）表示。如二进制数231可写成231B或（231）23.八进制(Octal)有八个不同的数码：0，1，2，3，4，5，6，7。每位逢八进一。用O（Octal）表示。如八进制数618可写成618O或（618）84.十六进制(Hexadecimal)有十六个不同的数码，它们分别为：0，1，2，3，4，5，6，7，8，9，A，B，C，D，E，F。每位逢十六进一。其中，数码A-F代表的数值分别对应十进制数的10-15。用H（Hexadecimal）表示。如十六进制数11B7可写成11B7H或（11B7）16各种数制间的转换任意进制数（用R表示）转换为十进制数规则：对于任何一个二进制数、八进制数、十六进制数可以写出它的按权展开式，再进行计算即可。例如：(101101.101)2=1×25+1×23+1×23+1×22+1×20+1×2-1+1×2-3=45.625(107.25)8=1×82+0×81+7×80+2×8-1+5×8-2=71.328125(A2C.BE)16=10×162+2×161+0×161+12×160+11×16-1+14×16-2=2604.7421875各种数制间的转换十进制数转换为任意进制数（用R表示）规则：将十进制数转换为基数为二（八、十六）的数制时，可将此数分成整数和小数两部分分别进行转换，然后再拼接起来。即：

整数部分：除2（8或16）取余数，余数从下向上依次从高位到低位排列。

小数部分：乘2（8或16）取整数，整数从上到下依次从高位到低位排列。各种数制间的转换二、八、十六进制数之间的相互转换

规则：一般来说，3位二进制数可用1位八进制数表示，4位二进制数可用1位十六进制数表示，这样就可以将二进制数通过不同数位的组合构成新的八进制或十六进制数。各种数制间的转换①二进制数转换成八（十六）进制数将二进制数（11010111.11001）2转换成十六进制数（11010111.11001）2

=1101

0111.1100

100