计算机科学概论（第3版）

第一章计算机概述2026/7/28本课程的学习要求主要教材

计算机科学概论人民邮电出版社聂永萍主编计算机操作实践人民邮电出版社张林主编书号：ISBN978-7-115-35838-72026/7/283本讲重点内容课程介绍课程简介课程学习方法及考试成绩计算二.计算机发展过程计算机软件发展计算机硬件发展计算思维2026/7/28课程简介《大学计算机基础》是当代大学生必修的一门公共基础课，也是大学生计算机教育中的必修课程。课程主要任务是使学生认识以计算机为核心的信息技术在现代社会和现代文化中的重要地位和作用，理解以“网络素养与计算思维”为核心的信息通信技术、网络空间安全、物联网等基本概念，能够驾驭和使用计算机的基本思维和技能，更好地适应信息通信技术和产业发展，适应信息化社会要求，同时也为后续课程打下坚实的基础。2026/7/28MOOC资源:http://cn.国防科技大学/course/nudt-17003#/info1、新用户使用自主注册页面链接加入课程并完成用户注册2026/7/28主要内容

信息技术1.1

计算机发展1.2计算机的特点1.3计算机的分类1.4计算机的应用1.5计算机的安全1.62026/7/289语言什么是数据？数据是记录下来可以鉴别的符号，包括：2026/7/2810文字符号声光电1.1信息和信息技术信息是什么？信息是加工过的数据。而数据只是对客观事物的一种符号描述，本身不具备任何意义。2026/7/2811信息技术的定义：通信技术、计算机技术和控制技术合称为信息技术（3C技术）。主要应用于计算机硬件和软件、网络和通讯技术、应用软件开发工具等。计算机史话2026/7/2812结绳记事文字发明前，所使用的一种记事方法。HISTORY上古时期春秋时期算筹世界上最古老的计算工具，以纵横相间的原则表示任何自然数，可进行加、减、乘、除、开方等代数运算。1.2计算机发展2026/7/2813算盘中国传统的计算工具，在阿拉伯数字出现前，是世界广为使用的计算工具。HISTORY

190年1612年纳皮尔纳皮尔算筹计算机发展2026/7/2814HISTORY

1622年1642年圆柱形对数计算尺奥特雷德帕斯卡加法器计算机发展2026/7/2815HISTORY

1674年1834年乘法器莱布尼茨巴贝奇计算机之父分析机--现代计算机雏形计算机科学奠基人2026/7/2816艾兰.图灵建立图灵机（Turingmachine）模型，

奠定了可计算理论的基础；提出图灵测试，阐述机器智能的概念。冯.诺依曼冯.诺依曼机；数十年来，计算机系统的基本结构始终未变。计算机开山鼻祖图灵和冯诺依曼的开创精神图灵机2026/7/2817希尔伯特图灵机的起源：

1900年，德国数学家希尔伯特提出逻辑的完备性问题，即：是否所有数学问题原则上可解？图灵机自动机理论模型：1936年，图灵提出：可解的问题是能够用“图灵机”自动理论模型表达的问题。图灵机的模型2026/7/2818图灵机的组成：有穷控制器、无穷带、读写头图灵机的动作：改写当前格、左移、右移图灵机的工作过程：根据控制器的规则集合执行有限、机械的步骤图灵机的计算思维2026/7/28192026/7/28重达30吨、占地250m2启动工耗150000瓦18000个电子管保存80个字节第一台电子计算机ENIAC冯.诺依曼机对图灵机的实现2026/7/28211944年冯.诺依曼参与ENIAC研究小组1945年在ENIAC基础上，冯.诺依曼提出EDVAC设计方案。EDVAC的组成包括：运算器、逻辑控制装置、存储器、输入和输出设备学习目标和思维的重要性案例1：为中华之崛起而读书（少年周恩来）案例2：振兴中华

（孙中山）2026/7/28计算思维计算思维是运用计算机科学的基础概念进行问题求解、系统设计以及人类行为理解等涵盖计算机科学之广度的一系列思维活动。（！！！不是计算机编程）基本特征：1概念化，不是程序化2根本的，不是刻板的技能3是人的思维，不是计算机的思维4数学和工程思维的互补和融合5是思想，不是人造物2026/7/28计算机的分代241234电子管计算机(1946-1958)运算速度每秒几千次，内存容量仅几KB，用于军事和科学研究晶体管计算机(1958-1964)运算速度每秒几十万次，内存容量为几十KB，体积较小，广泛用于工业控制、数据处理集成电路计算机(1964-1970)运算速度每秒几十万到几百万次，出现了操作系统，可用于文字和图形处理大规模集成电路计算机(1970至今)运算速度每秒几十万亿次，深入各行各业，广泛用于各个领域计算机发展的主要特点2026/7/2825未来计算机2026/7/28261神经网络计算机2化学、生物计算机3光计算机4能识别自然语言的计算机5高速超导计算机6分子计算机7量子计算机1.3计算机的特点2026/7/28271.4计算机的分类2026/7/2828巨型机：具有极高的速度和极大的容量

神威·太湖之光安装了40960个中国自主研发的“申威26010”众核处理器，该众核处理器采用64位自主申威指令系统，峰值性能为12.5亿亿次/秒，持续性能为9.3亿亿次/秒。浮点运算速度为每秒9.3亿亿次计算机的分类2026/7/2829大型通用机具有极强的综合处理能力和极大的性能覆盖面，可同时支持上万用户。主要用在政府、银行、大企业等。小型机结构简单、开发成本低、周期短，己广泛应用于工业自动控制、大型分析仪器等。计算机的分类2026/7/2830微型机采用中央处理器，小、巧、轻。使用方便，价格便宜，成为城镇家庭的一种常规电器。1.5计算机的应用2026/7/2831大数据1云计算2过程控制3计算机辅助工程4人工智能5物联网61.6计算机安全2026/7/2832为数据处理系统建立和采取的技术和管理的安全保护，保护计算机硬件、软件，数据不因偶然的或恶意的原因而遭破坏、更改、显露。定义范畴实体安全软件安全数据安全和运行安全威胁计算机安全的因素2026/7/28331蠕虫2后门程序3间谍软件4计算机病毒黑客入侵5垃圾邮件6网络欺骗7漏洞攻击8下章节预习计算机编码整数（正整数、负整数的补码）实型数据的编码字符型数据汉字的编码思考题：声音、图像的编码？？？敲桌子划重点：

下节课，课前预习检查2026/7/28第二章计算机编码主要内容计算机存储信息的单位2.1数值在计算机中的表示2.2整数的表示2.2.1浮点数的表示2.2.2八进制和十六进制2.3字符信息的表示2.42026/7/2836中文信息编码2.52026/7/28在计算机内部对图像和声音的加工处理都是以（）形式进行的。二进制码十进制码模拟信号十六进制ABCD提交单选题1分2026/7/28计算机处理西文字符使用的是二进制补码ASCII码国标码原码ABCD提交单选题1分2026/7/28下列说法正确的是所有十进制小数在计算机内都能精确存放对于正整数，其原码、补码和反码都相同浮点数是以补码的形式在计算机里存放输入码是汉字的内码ABCD提交单选题1分2026/7/28存储容量lTB等于1024KB1024MB1024GB1024PBABCD提交单选题1分2026/7/28下列各选项中不属于汉字输入码的是五笔字型 智能拼音微软拼音国标码ABCD提交单选题1分计算机与二进制2026/7/2842

101

0

0

101在计算机内部，数据的存储和处理都采用二进制数最容易实现。逻辑元件状态1状态2电压高

电流低门电路有无导通截止利用二进制对信息进行编码说明:用0和1的组合表示数值、英文字母、汉字、色彩和声音。2.1计算机存储信息的基本单位2026/7/2844KB1KB=210byte=1024byteMB1MB=210KB=1024KBGB1GB=210MB=1024MBTB1TB=210GB=1024GBPB1PB=210TB=1024TBEB1EB=210PB=1024PBZB1ZB=210EB=1024EBYB1YB=210ZB=1024ZB字节BYTE76543210位bit说明:位(bit)是计算机表示数据的最小单位，表示1个0或1。字节(Byte)是表示数据的基本单位，由8个位组成。计算机内，数据表示的有限性2026/7/2845存储单位可表示的状态数

1bit

0或1两种状态

1Byte

28，共256种状态

2Byte

216，共65526种状态

4Byte共232种状态说明:数据在计算机内部通常用8、16、32位、……等8的整数倍进行表示，是有限的。2.2数值在计算机内的表示2026/7/2846计算机表示数值型数据需考虑：

123确定数的长度数据长度以字节为单位计算确定数的符号数的最高位（左边第一位）来表示数的正负号，并约定“0”表示正号，“1”表示负号小数点的表示方法计算机隐含规定小数点的位置。根据小数点的位置是否固定，数可以分为定点和浮点两种表示方法进位计数制2026/7/2847说明:任何r进制数均可表示为：数码乘以各自权的累加十进制数的进位计数制表示：

7531=7×103+5×102

+3×101

+1×100

二进制数的进位计数制表示：

1101=1×23+1×22

+0×21

+1×20

数码基数位权进位计数制基本概念2026/7/2848各种进制数的表示2026/7/2849进位制二进制八进制十进制十六进制规则逢二进一逢八进一逢十进一逢十六进一基数r=2r=8r=10r=16基本符号0,10,1,…,70,1,…,90,1,…,9,A,B,…,F权2i8i10i16i字母代号BODH十进制数的二进制表示2026/7/2850十进制二进制十进制二进制000000000800001000100000001900001001200000010100000101030000001111000010114000001001200001100500000101130000110160000011014000011107000001111500001111十进制转换为二进制的方法2026/7/2851说明:任意十进制数转换为二进制的方法是：除2取余(60)D=(?)B2026/7/28十进制127转换成8位的二进制是10000000111111110111111110001111ABCD提交单选题1分负数在计算机内部的表示2026/7/2853说明:数的正负用高位字节的最高位来表示，用0表示正，用1表示负，其余位表示数值。这种数称为机器数。0100001167的原码表示：-67的原码表示：11000011当符号位参与运算时……2026/7/28543+-2=？说明:当最高位位符号位时，符号位也要参与运算，若用原码表示负数，将引起运算结果错误。0000001110000010+3-210000101-5思考2026/7/2855由于1+-1的结果为0。那么，只要找到-1在计算机内部的正确表示方法，就可推导出负数在计算机内部的正确表示方法。00000001????????+1-1000000000思考2026/7/28561-1111111111000000011+=101011101101101101110110111溢出的位，自然丢失0111111111就是-1在机器内的正确表示，即补码如何找出负数的补码？2026/7/2857-1的原码1000000111111110-1的反码保持符号位不变，其余各位取反11111111-1的补码反码基础上加1带符号数的表示2026/7/2858(3)补码0X1|X|0<=XX<=0+7：00000111+0：00000000

-7：10000111 -0：10000000[X]原=+7：00000111+0：000000000X1|X|0<=XX<=00X1|X|+10<=XX<=0+7：00000111+0：00000000-7：11111000-0：11111111-7：11111001-0：00000000(2)反码[X]反=[X]反=假定一个数在机器中占用8位。(1)原码数的各种码制十进制数原码反码补码-8100010001111011111111000-7100001111111100011111001-6100001101111100111111010-5100001011111101011111011-4100001001111101111111100-3100000111111110011111101-2100000101111110111111110-1100000011111111011111111000000000000000000000000010000000100000001000000012000000100000001000000010300000011000000110000001140000010000000100000001005000001010000010100000101600000110000001100000011070000011100000111000001112026/7/28-128的二进制补码是10000000111111110111111111110000ABCD提交单选题1分定点数的表示2026/7/2861

定点整数

S小数点无符号位S小数点

定点小数2026/7/28浮点数浮点数的指数表示形式：

N=±d×10±p其中，d是尾数，前面的“±”表示数符；p是阶码，前面的“±”表示阶符。同样，任意二进制浮点数的表示形式：

N=±d×2±p浮点数的规格化2026/7/2863数符

阶码

尾数1位8位23位2.机内存储

标准：IEEE7541.规格化数表示浮点数单精度float或single32位

双精度double

64位数符

阶码

尾数1位11位52位数符

阶码

尾数单精度加127，双精度加1023尾数的位数决定数的精度阶码的位数决定数的范围

规格化的形式：尾数的绝对值大于等于1.0并且小于2，从而唯一地规定了小数点的位置。定点整数定点小数十进制小数转换为二进制说明采用乘2取整法：用十进制小数乘2，当积为0或达到要求的精度时，将结果的整数部分由上而下排列。将0.625转化为二进制形式例125.125D1111101.001=1.111101001×26010000101111101001000000000000002026/7/28数符

阶码

尾数单精度加127，双精度加10232.3八进制和十六进制说明各种进制数按照以下公式进制转换：（该公式只用于正数）用八进制和十六进制简写二进制时：因为23=8，所以每一位八进制数可以用一个3位二进制数表示；

因为24=16，所以每一位十六进制数可以用一个4位二进制数表示二进制数转换成八进制数2026/7/2867说明从小数点开始，整数部分从右向左3位一组，小数部分从左向右3位一组，若不足3位用“0”补足将1011011100.1011B转换成八进制数例八进制数转换成二进制数2026/7/2868说明以小数点为界，向左或向右每一位八进制数用相应的3位二进制数取代，若中间位不足3位，在前面用0补足将(2374.52)8转换为二进制数例2374.52O=10011111100.10101B010011111100.101010（2374.52）8=10011111100.10101B二进制数转换成十六进制数2026/7/2869说明从小数点开始，整数部分从右向左每4位一组；小数部分从左向右每4位一组，不足4位用0补足将1101101110.110101B转换为十六进制数例十六进制数转换成二进制数2026/7/2870说明以小数点为界，向左或向右每一位十六进制数用相应的4位二进制数取代将36EF.A2H为二进制数例36EF.A2H=0010011011101111.10100010B0011011011101111.10100010

八进制和十六进制对应的码制2026/7/2871八进制01234567二进制000001010011100101110111十六进制01234567二进制00000001001000110100010101100111十六进制89ABCDEF二进制100010011010101111001101111011112026/7/28a=-1,如果用16进制打印a的值，应该显示（）(16位系统）-1ffff00018001ABCD提交单选题1分2026/7/28a=-1,如果用8进制打印a的值，应该显示（）(16位系统）-1177777100001000001ABCD提交单选题1分2.4字符信息的表示2026/7/2874说明ASCII码是ANSI（美国国家标准机构）制定的“美国标准信息交换代码”。包括128个常用字符，用7位二进制编码，从0到127。控制字符：0～32，127；普通字符：94个。换行0AH10

回车0DH13

空格 20H 32‘0’～‘9’30H～39H 48～57‘A’～‘Z’41H～5AH 65～90‘a’～‘z’61H～7AH 97～1222026/7/28字符‘5’的ASCII码是0000010100110101535ABCD提交多选题1分2.5中文信息编码汉字输入码：

音码类：全拼、双拼、微软拼音、搜狗拼音等；形码类：五笔字型法、郑码输入法。汉字国标码(GB2318-80)：

每个汉字两个字节；一级汉字：3755个；二级汉字：3008个。汉字94×94的矩阵，即94个区和94个位，由区号和位号构成区位码。区号位号汉字的国标码与区位码的关系：每个汉字的区号和位号各加32(20H)就构成了国标码加32的原因：为了与ASCII码兼容，每个字节值大于32 （0～32为非图形字符码值）机内码说明汉字在设备或信息处理系统内部最基本的表达形式。为了在计算机内部能够区分是汉字编码还是ASCII码，将国标码每个字节最高位设置为1(80H).

区位码国标码机内码

中

(3630)H(5650)H=(0101011001010000)B(1101011011010000)B=(D6D0)H

华(1B0A)H(3B2A)H=(0011101100101010)B(1011101110101010)B=(BBAA)H三种码之间的关系：

汉字机内码=汉字国标码+8080H=区位码+A0A0H国标码=区位码+2020H汉字字形码点阵：

汉字字形点阵的代码；有16×16、24×24、32×32、48×48等编码、存储方式简单、无需转换直接输出放大后产生的效果差矢量：

存储的是描述汉字字形的轮廓特征矢量方式特点正好与点阵相反汉字的处理流程2026/7/2879说明输入设备将外码送入计算机，再由汉字系统将其转换成内码存储、传送和处理，当需要输出时再由汉字系统调用字库中汉字的字形码得到结果其他汉字编码2026/7/28806,-6,6.0,’6’的编码分别是？6：00000000

00000000

00000000

00000110816=20+21+22-6：

原码：10000000

00000000

00000000

00000110反码：11111111

11111111

11111111

11111001补码：11111111

11111111

11111111

11111010fffffffa6.0：110=1.10*2+2010000001

1000000

00000000

00000000‘6’:查码表：00110110第三章计算机硬件组成主要内容2026/7/28833.1微型计算机概述3.2主流微机部件解析3.3主板和接口3.3.1

CPU3.3.2内存3.3.3微机常用外部设备3.3.4总线3.3.5计算机的系统组成3.1计算机系统2026/7/2884计算机系统=硬件系统+软件系统说明:硬件软件3.1.2计算机的软件系统2026/7/2885软件是计算机程序、方法、规范及其相应的文档以及在计算机运行时所需的数据。定义:分类:计算机软件系统软件应用软件操作系统语言处理程序实用程序（服务性程序）通用软件专用软件数据库管理系统软件的功能3.1.3计算机的硬件系统冯.诺依曼结构:五大部件二进制程序和数据以同等地位存放在内存运算器和控制器2026/7/2888微型计算机将运算器和控制器合起来称为中央处理单元(CPU)。运算器控制器CPU控制计算机所有部件的工作执行算术运算和逻辑运算存储器2026/7/2889存储器是存放数据和程序的记忆装置。每个记忆单元由8位二进制位组成，可读写其中的数据作用:内存储器外存储器正在运行的程序与数据都必须存放在内存长期存放暂时不用的程序和数据。只和内存交换数据。内存和外存的区别2026/7/2890输入/输出设备2026/7/2891常用输入设备：键盘、鼠标、扫描仪、光笔、麦克风等常用输出设备：显示器、打印机、绘图仪等3.1.4计算机基本工作原理2026/7/2892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。定义:指令一般由操作码和地址码两部分组成。构成:操作码地址码该指令操作数所在内存地址单元或该指令操作数内容要完成的操作的类型或性质，如加、减、乘、除、取数等指令的分类2026/7/2893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……对计算机的硬件进行管理等指令的执行过程2026/7/28941、取指令按照程序计数器中的地址，从内存储器中取出指令，并送往指令寄存器2、分析指令对指令寄存器中存放的指令进行分析，由译码器对操作码进行译码，将指令的操作码转换成相应的控制电位信号；由地址码确定操作数地址。3、执行指令由操作控制线路发出完成该操作所需要的一系列控制信息，去完成该指令所要求的操作。4、程序计数器加1一条指令执行完成，程序计数器加1或将转移地址码送入程序计数器，然后回到①。指令执行过程示意图3.2微型计算机概述2026/7/2896主机外设输出设备网络设备输入设备外部设备3.2.1微机硬件系统组成2026/7/2897微机外观2026/7/2898显示器键盘鼠标音箱商标USB接口光盘驱动器软盘驱动器电源开关电源开关复位开关软驱开关主机内部2026/7/2899微型计算机的主要性能指标2026/7/281001字长：CPU一次能并行处理的二进制数据的位数2主频：计算机的时钟频率，单位一般用GHz3运算速度：每秒能执行的指令数，单位一般用MIPS4内存容量：内存中能存储信息的总字节数5存取周期：存储器进行一次完整读/写操作所需的时间6外存容量及速度7

CPU核心数：指在一枚处理器中集成的计算引擎(内核)3.2.2微机分类2026/7/281013.2.3IT定律2026/7/281021安迪-比尔定律2反摩尔定律3摩尔定律信息技术产业包括很多领域、环节。这些环节之间都是互相关联的，并且有着它自身发展规律。这些规律，被IT从业者总结成一些定律，称为IT定律（ITLaws）戈登.摩尔（Intel公司创始人之一）2026/7/281033.3主流微机部件解析2026/7/281041CPU2内存3微机常用外部设备4总线5主板和接口3.3.1主板105芯片组是主板的核心，决定了主板的功能和档次。由南桥芯片和北桥芯片构成。作用负责处理高速信号和南桥之间的通信。在主板上的位置通常距离CPU和内存插槽最近北桥芯片负责处理低速信号，通常处理与I/O总线的通信。在主板上的位置通常距离CPU插槽较远，位于外部设备接口比较集中的位置南桥芯片主板构成示意CPU是大脑芯片组是心脏，由南桥、北桥构成主板架构2026/7/28108对主板的尺寸大小、形状、各元器件的布局、排列方式等制定出标准，所有主板厂商都必须遵循。概念解决散热、噪声问题作用ATX、MicroATX类型性耗比为主的CPU改变了主板架构2026/7/28109北桥芯片主要功能，如内存控制器、图形处理器、PCI-E控制器等，被整合到CPU内部，而北桥芯片其他功能和南桥芯片一起，被整合为平台控制器（PCH芯片）。接口2026/7/28110CPU与外部设备、存储器的连接和数据交换都需要通过接口设备来实现，前者被称为Input/Output接口（简称I/O接口），而后者则被称为存储器接口。概念背板I/O接口PS/2接口2026/7/28111用于连接鼠标和键盘，采样率默认为60次/秒作用鼠标接口键盘接口键鼠两用USB接口2026/7/28112通用串行总线(USB)是一个外部总线标准，用于规范计算机与外部设备的连接和通讯功能标准版本速率称号速度兼容USB3.1超高速10Gbps向下兼容USB3.0超高速5Gbps向下兼容USB2.0高速480Mbps向下兼容USB1.1全速12Mbps向下兼容USB1.0低速1.5Mbps向下兼容USB2.0USB3.0视频输出接口VGA接口：15孔的D型接口，与显示器连接，通常支持640×480的分辨率，扩展后最高可支持2560×1600的分辨率DVI接口：24孔的接口，采用的数字信号传输，不需要进行数/模转换，具有更快的传输速度。DVI-D接口，只能接收数字信号；DVI-I接口，可同时兼容模拟和数字信号DVI-IDVI-DHDMI接口：全数字化图像和声音传送接口，可以同时传送未压缩的音频及视频信号。HDMI2.0规范将支持4096×2160分辨率的超高清画质和18Gbps的传输带宽。音频输出接口2026/7/28114模拟音频输出接口分为蓝、绿、粉、橙、黑、灰共6色接口说明颜色2声道4声道6声道8声道蓝色声道输入声道输入声道输入声道输入绿色声道输出前置扬声器输出前置扬声器输出前置扬声器输出粉色麦克风输入麦克风输入麦克风输入麦克风输入橙色

中置和重低音中置和重低音黑色

后置扬声器输出后置扬声器输出后置扬声器输出灰色

侧置扬声器输出2026/7/28总线扩展插槽用于扩展微机功能的插槽，可用来插接各种板卡，如显卡、声卡、和网卡等功能PCI总线2026/7/28116PCI是32位并行数据总线(可扩展为64位)。优点是结构简单、成本低、设计容易。缺点是总线总线频率有限，多个设备是共享总带宽。概念PCI-Express总线是一种串行总线，是替代PCI的最新的总线。有多个通道，各个通道相互独立，即PCI-E的x1、x2、x4、x8、x12、x16和x32等。每个通道单向传输带宽可达250MB/s，双向为500MB/s。概念PCI-Ex1取代传统的PCI，而PCI-Ex16取代AGP优点是数据传输速率高，带宽是各个设备独享的功能存储器接口内存插槽：主板所支持的内存种类和容量都由内存插槽来决定的硬盘接口：硬盘与主机系统间的连接部件，作用是在硬盘缓存和主机内存之间传输数据。硬盘接口分为IDE、SATA、SCSI和光纤通道四种。目前，微机上的硬盘接口标准是SATA接口3.3.2CPU2026/7/28119Intel486Intel4004Intelpentium4IntelItaniumIntelCore2CPU主要性能指标2026/7/28120主流CPU2026/7/28121Intel系列AMD系列3.3.3内存2026/7/28122内存随机存储器(RAM)只读存储器(ROM)高速缓冲存储器(Cache)外存磁介质,软盘和硬盘光盘Flash存储器CPURAM外存数据访问RAM的发展2026/7/28123SDRAM(同步动态存储器)DDR(双倍数据速率SDRAM)DDR2DDR3一个总线时钟周期读写一次数据一个总线时钟周期

读写两次数据, 2倍一个总线时钟周期读写两次数据并行存取两个数据,4倍一个总线时钟周期读写两次数据并行存取四个数据,8倍不同DDR规范对比标准工作频率（MHz）引脚数最低存取速度DDR200/266/333/400184针2倍DDR2400/533/667/800/1066240针4倍DDR3800/1066/1333/1600/1866/2133240针8倍ROM和Cache2026/7/28125ROM可读，不可写；掉电后数据不会丢失。BIOS(BasicInputOutputSystem)即基本输入输出系统，被固化到主板ROM芯片上。Cache集成在CPU内部，高速，容量小，用于缓解“内存墙”。Cache按照局部性原理访问内存，算法得当，命中率约80%。3.3.4微机常用外部设备外存储器大容量、能长期保存数据，价格便宜外存磁盘:软盘和硬盘光盘：CD,DVDFlash存储器：U盘和各种Flash卡机械硬盘构成由若干个磁性圆盘组成，圆盘的每个面都能记录信息，每个面依次编号为0面、1面……。由于每个盘面对应一个读写磁头，所以也常用磁头号来代替盘面号磁道：将磁盘表面逻辑划分为若干同心圆环，每个同心圆称为1条磁道，从外向里编号为0～79，共80道扇区：磁道等分为若干段，每段称为1个扇区。1个扇区一般可存放512B的数据柱面：各个盘面上相同编号的磁道构成一个柱面，柱面数等同于每个盘面上的磁道数机械硬盘相关指标固态硬盘构成固态硬盘（SolidStateDrives，SSD），采用固态电子存取芯片阵列而制成的硬盘，由主控芯片和存储单元（主要是Flash芯片）组成。现在市面上主流的固态硬盘，按照接口进行分类，主要有SATA3接口、PCI-E接口、M.2接口的固态硬盘。目前，SSD被广泛应用在军事、车载、工业控制、电力、医疗、航空、导航等领域。固态硬盘更像U盘的工作原理，由闪存介质存储数据，主控芯片来控制工作，闪存介质的作用是让集成电路替代机械硬盘的磁性盘片，通过不断的充放电来写入和读取数据，并通过主控芯片来完成数据交换。由于固态硬盘没有机械结构，不需要寻道，因此读写速度较比机械硬盘快很多。光盘2026/7/28130CD由合成塑胶的片基层、记录信息的染料层以及由黄金或白银构成的反射层和保护漆层组成，直径为12cm。容量一般为680MB。DVD具有更高的道密度，并支持双面双层结构。可提供相当于普通CD片8-25倍的存储容量及9倍以上的读取速度。双层双面DVD的容量可达到17GB蓝光光盘单层的蓝光光盘的容量为25GB，足够录制一个长达4小时的高解析视频。双层的蓝光光盘容量为50GB，足够刻录一个长达8小时的高解析视频。光盘驱动器2026/7/28131CD-ROM光驱：只能读取CD光盘DVD-ROM光驱：可读取CD光盘和DVD光盘COMBO光驱：“康宝”是一种集合了CD、DVD的读取和CD的刻录DVD光驱：包括了CD、DVD的读取和CD、DVD的刻录光驱的读取速率用倍速表示：

CD光驱的1倍速(1x)是150KB/s，目前最高倍速是64x

DVD光驱的1倍速是1350KB/s，目前最高倍速是20x

3.3.5总线功能总线是各部件（或设备）之间传输数据的公用通道。衡量总线的指标是总线带宽，带宽越高，传输速度越快。南桥

芯片设备1设备3设备2总线总线的分类2026/7/28133连接对象内部总线：连接CPU的各个组成部件（芯片内部）传输内容通信方式系统总线：连接计算机中的各大部件外部总线：连接计算机和外部设备地址总线：传输地址信息数据总线：传输数据信息控制总线：传输控制信息并行总线：通信速度快、实时性好串行总线：简易、方便、灵活串行通信和并行通信2026/7/28134微机系统总线2026/7/28135常见系统总线有:ISAPCIPCI-EAGP第四章程序设计初步主要内容2026/7/281374.1程序设计语言4.2

结构化程序设计的思想4.3计算机程序的运行过程4.4算法设计初步4.5面向对象编程思想4.6

计算机程序概述2026/7/28下列哪种语言不需要翻译CJava机器语言汇编语言ABCD提交单选题1分此题未设置答案，请点击右侧设置按钮2026/7/282021年计算机语言排名前三的有CJavaPythonC++ABCD提交多选题1分2026/7/28计算机程序运行的步骤是：编辑编译连接运行ABCD提交调试E多选题1分4.1程序设计概述2026/7/28141程序：完成或解决某一问题的方法和步骤，是由有限步骤所组成的一个有机的序列。计算机程序：为了解决某一特定问题而用某种计算机程序设计语言编写出的代码序列。程序的性质：目的性：程序都有明确的目的，运行时能完成一定的功能。分步性：程序分为许多步骤，稍大的程序不可能一步就解决问题。有限性：求解步骤不可能是无穷的，必须在有限步骤内解决问题。操作性：对某些对象进行一系列操作，改变程序状态，完成功能。有序性：解题步骤要按一定的顺序排列的。4.1.2为什么学习程序设计2026/7/281421进一步了解计算机的工作原理和工作过程2要养成严谨的软件开发习惯，熟悉软件工程的基本原则3程序设计是计算机应用人员的基本功4无现成软件时，需要依据问题的数学描述编程求解问题4.2程序设计语言机器语言由0和1二进制代码按一定规则组成的、能被机器直接理解和执行的指令集合。机器语言中的每一条语句实际上是一条二进制形式的指令代码指令结构操作码地址码该指令操作数所在内存地址单元或该指令操作数内容要完成的操作的类型或性质，如加、减、乘、除、取数等机器语言例计算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A中11110100 ：结束，停机缺点编程工作量大，难学、难记、难修改，只适合专业人员使用；不同的计算机，其指令系统不同，机器语言随机而异，通用性差，是面向机器的语言。优点程序代码不需要翻译，所占空间少，执行速度快。现在已经没有人用机器语言直接编程了像不像天书？汇编语言2026/7/28145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。如用ADD表示加、SUB表示减、JMP表示程序跳转等等，这种指令助记符的语言就是汇编语言例计算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相加，结果存入A中HLT ：结束，停机汇编语言克服了机器语言难读等缺点，保持了其编程质量高，占存储空间少，执行速度快的优点。汇编语言面向机器，使用者需要专业知识。汇编语言编写的程序，必须翻译成机器语言，才能被计算机执行。高级语言2026/7/28146按照数学和逻辑方式来编写程序的语言。程序员可以完全不用与计算机的硬件打交道，可以不必了解机器的指令系统，使得程序员编程效率高；由于与具体机器无关，因此程序的通用性强。例计算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AEND ‘程序结束超级语言Python语言最强大的通用性最强大的计算生态（所有的语言的库总和都小于Python第三方生态库）最简洁的语言（是C语言的10%，Java语言的20%）可以完成任何应用的开发（云计算，人工智能，数据分析，2D3D动画，爬虫工具，最大视频网站，企业应用……）不受操作系统约束（windows,linux,Unix……）2026/7/284.3结构化程序设计的基本思路2026/7/281484.4计算机程序的运行过程2026/7/28149思考用汇编语言、高级语言编写的程序，能够被计算机直接识别并执行？所有非二进制语言编写的代码都必须通过特定的程序转换成机器语言才能被机器执行。这个特定的程序被称为翻译程序。运行过程程序运行一般要经过四个阶段：编辑-编译-连接-运行编辑源程序编译连接运行高级语言翻译程序——编译方式2026/7/28150编译程序对整个源程序经过编译处理，产生一个与源程序等价的目标程序；目标程序还可能要调用一些其他语言编写的程序和程序库中的标准子程序，通过连接程序将目标程序和有关的程序库组合成一个完整的可执行程序。执行速度快，修改源程序后都必须重新编译。

一般高级语言（C/C++、PASCAL、FORTRAN、COBOL等）都是采用编译方式。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4.5算法设计初步2026/7/28151定义计算机算法就是计算机解决问题的方法。可分为两大类别：数值算法和非数值算法。自然语言描述算法人们日常生活中使用的语言描述求解问题的步骤。用自然语言描述算法简单、通俗易懂，但文字冗长，容易出现“歧义性”。用流程图表示算法流程图是用特殊的图框表示各种操作。用图形表示算法形象直观，易于理解。流程图常用符号2026/7/28152控制结构说明任何复杂的算法，都可以由顺序结构、选择（分支）结构和循环结构这3种基本结构组成4.5.3算法举例2026/7/28154顺序结构：例：交换两个变量。选择结构算法举例2026/7/28155例求一元二次方程的根，要求输入系数a、b、c的值，判断是否有解，并得出该方程的解分支结构举例2026/7/28156例2026/7/28如流程图所示，此流程图描述的程序功能是（）。求a的相反数求a的绝对值.判断a的正负判断a的奇偶ABCD提交单选题1分循环结构举例2026/7/28158例求1+2+3+4+……+100的值2026/7/28如流程图所示，下列流程图计算1-3+5-7……+97-99的值。则空白框处应填的内容为

[填空1]

作答正常使用填空题需3.0以上版本雨课堂填空题2分4.6面向对象程序设计思想2026/7/28160在20世纪80年代推出面向对象语言。它与以往各种语言的根本不同点在于：它设计的出发点就是为了能更直接地描述客观世界中存在的事物（即对象）以及它们之间的关系。面向对象语言将客观事物看作具有属性和行为的对象，通过抽象找出同一类对象的共同属性和行为，形成类。通过类的继承与多态可以很方便地实现代码重用，这大大提高了程序的复用能力和程序开发效率。

面向对象语言已是程序语言的主要研究方向之一。面向对象的语言有C++、Java、VisualBasic等。面向对象技术的基本概念2026/7/281611类：具有相似性质的一组对象2方法：指允许作用于某个对象上的各种操作3消息：指请求对象执行某一操作或回答某些问题的要求4对象：指具有某些特性的具体事物的抽象。封装：暴露接口、隐藏实现5继承：让某个类型对象获得另一个类型对象的属性6对象具有的特征2026/7/28162面向对象技术的特点第五章操作系统基础2026/7/28165以下关于操作系统的描述，不正确的是（）

操作系统是最基本的系统软件操作系统可以直接运行在裸机上，对硬件系统进行管理操作系统与用户对话的界面必定是图形界面各种应用程序必须在操作系统的支持下才能运行ABCD提交单选题1分主要内容2026/7/281665.1

操作系统功能5.2

操作系统分类5.3

操作系统家族5.4

操作系统概念操作系统在软件系统中的地位2026/7/28167软件系统软件实用程序

诊断程序排错程序等操作系统

WindowsUnixLinux语言处理程序

CPascalVB

应用软件说明操作系统是最基本的系统软件5.1操作系统概念2026/7/28168定义操作系统是控制和管理计算机系统内各种硬件和软件资源、有效地组织多道程序运行的系统软件（或程序集合），是用户与计算机之间的唯一接口。所处位置5.2操作系统的功能2026/7/281691内存管理2文件管理3设备管理4处理机管理（CPU管理）网络管理5提供良好的用户界面62026/7/28170在下列关于线程的说法中，错误的是（）。在Windows中，线程是CPU的分配单位有些线程包含多个进程有些进程只包含一个线程把进程再“细分”成线程的目的是更好地实现并发处理和共享资源ABCD提交单选题1分5.2.1处理机管理任务有效、合理地分配CPU的时间单道程序系统：任一时刻只允许一个程序在系统中执行。时间tCPU程序A程序B程序C多道程序系统：多道程序同时在执行。程序A程序C程序A程序B程序C程序CCPU时间t多道：计算机内存中同时存放了几道相互独立的程序宏观上并行：同时在执行微观上串行：各程序轮流地占有CPU，交替执行进程概念程序的一次执行过程。状态运行：CPU正一条一条地执行该进程的程序指令就绪：该进程一切准备就绪，就等操作系统把CPU的

使用权交给它等待：由于各种原因，如需要读磁盘上的文件，需要

操作系统帮忙产生子进程等，该进程正在等待程序和进程的区别主要区别：

123程序是静态概念，指放在外存上的程序文件进程是动态概念，指程序执行时的动态行为程序可以脱离机器长期保存进程是执行着的程序，执行完毕，进程就不存在了一个程序可多次执行并产生多个不同的进程进程切换2026/7/28174操作系统为每一个进程建立一份详细的档案，即进程控制块（ProcessControlBlock，PCB），里面记录着该进程的运行状态和它所占用的资源的信息进程控制块进程调度2026/7/28175时间片到执行状态就绪状态挂起状态进程被选中发生了某个事件等待某个事件如打印机等待某个资源分配到了所需资源如打印机除CPU以外，所需的所有资源都分配了缺少资源进程间通信2026/7/28176共享内存(适用于同一计算机内)：一个进程如果要通过共享内存与其他进程通信：首先，要在自己的空间里开辟出一块地方；然后，将要共享的信息放进来，另一个进程将信息读走，这就实现了两个进程间的通信。通常，操作系统是不允许一个进程进入其他进程的空间的。只有当两个进程为共享信息而“达成共识”的时候，操作系统才会将这一限制放开消息传递(不同计算机之间)：操作系统为消息传递的实现提供了一整套“网络协议”。所谓“协议”，就是双方都要遵循的规矩和约定。网络协议就是“远隔千里”的两个计算机中的进程要实现彼此通信所必须遵循的规矩。现在，互联网上应用最为广泛的网络协议叫“TCP/IP协议”进程间同步2026/7/28177概念采用某种机制来保证进程们在“竞争”共享资源时，按规矩，守秩序，也就是保证进程对共享资源的“互斥”访问。“互斥”指当一个进程在使用共享资源的时候，其他进程都被挡在外面。解决方案互斥：没有任何两个进程可以同时访问共享资源进展：在一个进程不使用共享资源的时候，不能阻碍

他人使用共享资源；有限等待：一个进程不能没完没了地抓住共享资源不

放，让别人无限期地等下去2026/7/28178任务管理器的使用2026/7/281791在Windows操作系统中，若在某一文档中连续进行了多次剪切操作，当关闭该文档后，剪贴板中存放的是（）。空白 最后一次剪切的内容第一次剪切的内容所有剪切过的内容ABCD提交单选题1分计算机存储层次结构2026/7/28181说明位于塔尖的寄存器读写速度最快、但容量极小，价格昂贵；位于塔底的硬盘容量极大，相对便宜，但读写速度很慢5.2.2内存管理2026/7/281821给将要运行的程序分配空间2有程序结束了，回收其占用空间，以便分配给新的进程3保护一个进程的空间不会被其他进程非法闯入4随时知道哪些内存被分配出去了，还有哪些空间可用为相关进程提供内存空间共享的服务5虚拟内存2026/7/28183功能用硬盘空间模拟内存真正内存虚拟内存内存空间Windows：

pagefile.sys

默认RAM的1.5

可调整

最大容量与CPU的寻址能力有关

32位CPU最大可达4GB。内存分页2026/7/28184物理内存虚拟内存页框页说明一个进程在自己的虚拟地址空间里，是存放在一系列连续的页中。当它被加载到物理内存中时，这些连续的页就被操作系统按实际情况拆散，放到了物理内存中通常不连续的一些页框中。进程2026/7/28185关于Windows系统“回收站”的说法中正确的是（）。回收站不能存储文件和文件夹回收站是内存中的一块区域回收站是Cache中的一块区域回收站是硬盘上的一块区域 ABCD提交单选题1分2026/7/28186文件的扩展名一般描述的是（）。

文件的大小文件的创建日期文件的类型 文件的存储位置ABCD提交单选题1分5.2.3文件管理2026/7/28187文件：存放在外存上的一组相关信息的集合。文件系统：操作系统中负责处理文件的那部分功能模块就是文件系统。文件系统功能：提供简单、统一的访问文件的方法，可按名存取文件。文件名：

.

文件主名 扩展名命名规则：见名知意：如Iexplore.exe大小写：无区别（UNIX中大小写有区别）不能出现：\/:*?"<>|通配符：?代表任意一个字符，*代表任意一个字符串最后一个“.”后的字符串是扩展名文件类型文件扩展名文件类型file.bak备份文件file.cC源程序file.gifgif图片file.hlp帮助文件file.html网页格式文件file.jpgJpeg图片file.mp3mp3音乐file.mpgMPEG视频file.o编译生成的目标文件file.pdfPDF格式文件file.textex排版源文件file.txt纯文本文件file.zip压缩文件文件属性2026/7/281891存储位置：指明了文件在存储设备上存放的位置。2大小：文件有多少字节、多少单词，占多大空间等。3访问权限：指明哪些用户可以读、写、执行这个文件。4文件标识号：唯一用于标识文件的号码。修改时间：文件的创建时间、最后修改时间和访问时间5所有者：指明这个文件属于哪一个用户。62026/7/28190程序文件属性窗口

文档文件属性窗口

文件操作2026/7/28191选定对象操作单个对象

单击所要选定的对象多个连续的对象

鼠标操作：单击第一个对象，按住Shif键，单击最后一个键盘操作：移动光条到第一个对象上，按住Shift键不放，移光条到最后一个对象上。多个不连续的对象

单击第一个对象，按住Ctrl键不放，单击剩余的每一个对象。2026/7/28192文件操作文件目录2026/7/28193说明为了让用户能比较方便地操作文件，文件系统通常以树状结构的形式呈现出来，即“目录树”。2026/7/28194所谓的硬件“即插即用”是指（）。可以不装此硬件的驱动程序就能使用可以将此硬件放到任何I/O插槽中操作系统可以自动识别此硬件，并自动安装相应的驱动程序操作系统可以自动识别此硬件，但尚需人工安装相应的驱动程序ABCD提交单选题1分5.2.4设备管理2026/7/28195设备驱动程序：管理和驱动设备的程序使用设备之前，该设备的驱动程序必须被安装通用即插即用UPnP：让计算机自动发现和使用基于网络的硬件设备例如：网络打印机、Internet网关和消费类电子设备。实现“零配置”和“隐性”的联网过程。即插即用（PlugandPlay，PnP）：设备连接到计算机上后无需手动配置可以立即使用。即插即用技术需要设备和操作系统的支持。5.2.5网络管理2026/7/28196网络配置网络安全防护网络数据传输5.2.6提供良好的用户界面2026/7/28197命令界面图形界面程序界面在下列操作系统中，属于分时系统是（）。UNIXMSDOSWindows7WindowsServerABCD提交单选题1分5.3操作系统的分类2026/7/281992026/7/28200Linux是一种（）。高级编程语言 某种应用软件操作系统数据库管理系统ABCD提交单选题1分2026/7/28201以下软件中，由华为公司设计开发的服务器操作系统是WindowsunixopenEulerLinuxABCD提交单选题1分5.4操作系统家族2026/7/28202UNIX家族操作系统Windows家族操作系统其他操作系统UNIX之父2026/7/28204UNIX家族体系Windows家族操作系统2026/7/28205 DOS

Windows

图形用户界面，1985年

WindowsXPProfessionalWindowsXPTabletPCWindowsXPHomeWindows98WindowsNTWindows2000WindowsXPWindowsXPMediaCenter主设计人TimPaterson，Microsoft出现年月1981年最新版本终极版是1995年的DOS7.0，被Windows替代系统特点命令行界面操作系统简单易学，硬件要求低其他操作系统Android：是Google开发的一个Linux分支系统.2007年问世，现在已经占据了超过60%的移动平台市场。XWindows：以位图方式显示的软件窗口系统，是1984年麻省理工学院的研究。创建了一个硬件抽象层，允许在设备独立性和重用方案的任何计算机上实现。IOS：从苹果的MacOSX分支出来的，也是UNIX的一个分支系统.有过硬的品质和出色的用户体验保。。HarmonyOS：

鸿蒙系统是华为自主研发的操作系统，于2019年正式推出，其性质相当于Android以及IOS系统。鸿蒙系统不只是操作系统，它是全场景、分布式操作系统。即【万物互联】第六章数据库应用基础主要内容2026/7/282086.1数据描述6.2结构化查询语言SQL6.3数据库系统序概述6.1数据库系统概述2026/7/28209数据：用来记录信息的可识别的符号，是信息的载体和具体表现形式。数据可以记录在纸上，也可以记录在各种存储器中数据库：为实现一定目的按某种规则组织起来的“数据”的“集合”数据库管理系统(DBMS)：专门用于管理数据库的计算机系统软件。数据库管理系统能够为数据库提供数据的定义、建立、维护、查询、统计等操作功能，并具有对数据的完整性、安全性进行控制的功能。数据库系统：带有数据库并利用数据库技术进行数据管理的计算机系统。一个数据库系统应由计算机硬件、数据库、数据库管理系统、数据库应用系统和数据库管理员5部分构成。数据库系统的功能2026/7/282106.1.2数据库技术的三个阶段2026/7/28211人工管理阶段2026/7/28212时间：

20世纪50年代中期以前硬件：只有卡片、纸带、磁带等存储设备软件：没有操作系统，没有进行数据管理的软件应用：以科学计算为目的文件系统阶段时间：

20世纪60年代中期硬件：磁带、磁盘等大容量存储设备软件：有了操作系统应用：不仅用于科学计算，还用于数据管理数据库系统阶段时间：

20世纪60年代后期硬件：出现了大容量且价格低廉的磁盘软件：有了数据库管理系统(DBMS)应用：各个方面6.1.2数据库系统的三级模式概念模式是数据库中全部数据的整体逻辑结构的描述。外模式是用户与数据库系统的接口，是用户用到的那部分数据的描述。内模式是数据库在物理存储方面的描述，定义所有内部记录类型、索引和文件的组织方式，以及数据控制方面的细节数据库的发展典型的新型数据库系统2026/7/282171面向对象数据库2多媒体数据库3数据仓库4工程数据库5空间数据库6基于知识的数据库7分布式数据库6.1.3数据库系统的特点2026/7/282186.2.1信息的三个领域2026/7/28219现实世界：客观事物称为实体。有相同特征集的实体集合称为实体集。能唯一区别实体集合中一个实体与其他实体的特征项称为实体标识符。信息世界：对应现实世界中的实体、实体集、特征、实体标识符，在信息世界中的术语为记录、文件、属性（字段）、记录关键字。数据世界：数据世界又称为计算机世界。对应于信息世界中的记录、文件、属性（字段）、记录关键字，在数据世界中为记录值、数据集、数据项、关键数据项。6.2.2概念模型2026/7/28220实体：客观存在并可相互区分的事物就叫实体属性：实体所具有的某一特性。一个实体可以由若干个属性来刻画。码(key)：唯一标识实体的属性集称为码域(domain)：某个属性的取值范围称为域实体型：用实体名及其属性名集合来抽象和刻画同类实体称为实体型实体集：同型实体的集合称为实体集联系：分为实体内部的联系（刻画实体的属性之间的联系）和实体之间

的联系实体之间的关系2026/7/282216.2.2实体联系图(E-R图)2026/7/28222基本思想：分别用矩形框、椭圆形框和菱形框表示实体、属性和联系，使用无向边将属性与相应的实体连接起来，并将联系分别和有关实体相连接，并注明联系类型