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第一章计算机概述1.1计算机概论1.2计算机的基本组成及工作原理1.3计算机中的数制与编码1.4计算机病毒本章学习目标l掌握计算机的概念、特点及其应用领域l了解计算机的组成与工作原理l掌握计算机中的二进制、八进制、十进制、十六进制之间的数制转换l了解微型计算机的组成及其硬件配置l了解计算机病毒的特点、分类及防治措施返回首页1.1计算机概论1.1.1什么是计算机1.1.2计算机的特点1.1.3计算机的应用领域1.1.4计算机的分类1.1.5计算机的发展历程及发展趋势返回首页1.1.1什么是计算机计算机是电子数字计算机的简称，是一种自动地、高速地进行数值运算和信息处理的电子设备。它主要由一些机械的、电子的器件组成，再配以适当的程序和数据。程序及数据输入后可以自动执行，用以解决某些实际问题。计算机中的各个物理实体称为计算机硬件；程序和数据则称为计算机软件。返回本节1.1.2计算机的特点1．运算速度快2．计算精度高3．自动化程度高4．具有超强的“记忆”能力5．具有逻辑判断能力返回本节1.1.3计算机的应用领域1．科学计算2．数据处理3．自动控制4．计算机辅助系统5．逻辑关系加工及人工智能6．计算机网络返回本节1.1.4计算机的分类1．巨型机2．大、中型计算机3．小型机4．微型机返回本节1.1.5计算机的发展历程及发展趋势1．计算机的产生1822年英国人CharlesBabbage提出了“自动计算机”概念，1834年他所设计的差分机及分析机已经具备了现代计算机的基本组成部件。20世纪中叶，电子技术发展迅速，1943年在美国陆军部的主持下，美国宾西法尼亚大学莫尔电工系的JohnMauchly和PresperEckert博士开始研制世界上第一台真正的计算机ENIAC，重30吨、占地170平方米、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。2．计算机的发展（1）第一代计算机（1946年～1958年）采用电子管作为基本元件，主存储器采用汞延迟浦线，其特点是主存存储器容量小、速度慢、机器体积大、重量大、功耗大、成本高。（2）第二代计算机（1959年～1964年）采用晶体管作为基本元件，主存储器采用磁芯存储器其特点是主存储器容量加大、运算速度加快、减小了体积、重量、功耗及成本，提高了计算机的可靠性。（3）第三代计算机（1965年～1971年）基本电子元件是中、小规模集成电路（几十至几百个/mm2），其特点是功能进一步增强，体积功耗进一步降低。（4）第四代计算机（1971年至今）是大规模、超大规模集成电路（几万至几千万个/mm2），主存采用半导体存储器，容量大大增加，外存主要有磁盘、光盘，运算速度可达几亿次/秒，计算机开始向标准化、模块化、系列化、多元化的方向前进。3．计算机的发展趋势（1）智能化（2）网络化（3）巨型化（4）微型化（5）多媒体化返回本节1.2计算机的基本组成及工作原理1.2.1计算机系统的组成1.2.2计算机硬件的基本组成及工作原理1.2.3计算机软件返回首页1.2.1计算机系统的组成一个完整的计算机系统由计算机硬件系统及软件系统两大部分构成。计算机硬件是计算机系统中由电子、机械和光电元件组成的各种计算机部件和设备的总称，是计算机完成各项工作的物质基础。计算机软件是在计算机硬件设备上运行的各种程序及其相关文档的总称。返回本节1.2.2计算机硬件的基本组成及工作原理数据流控制流输入设备输出设备运算器控制器存储器图1.1计算机硬件组成及简单工作原理1．运算器：用于加工、处理数据的部件，主要完成对数据的算术运算和逻辑运算。2．控制器：是计算机的控制部件，它控制其他部件协调统一的工作，并能完成对指令的分析和执行。3．存储器：是计算机的记忆装置，主要是存放程序和数据。4．输入设备：是从计算机外部向计算机内部传送信息的装置。其功能是将数据、程序及其他信息，从人们熟悉的形式转换为计算机能够识别和处理的形式输入到计算机内部。常用的输入设备有键盘、鼠标、光笔、扫描仪等。5．输出设备：输出设备是将计算机的处理结果传送到计算机外部供计算机用户使用的装置。其功能是将计算机内部二进制形式的数据信息转换成人们所需要的或其他设备能接受和识别的信息形式。常用的输出设备有显示器、打印机、绘图仪等。ABALU寄存器寄存器图1.2运算器示意图地址信息┇数据信息读/写操作命令地址寄存器数据寄存器地址译码器存储单元存储单元存储单元┇┇存储单元存储单元存储单元读/写控制电路图1.3内存储器原理abCPU内存储器CPU内存外存图1.4CPU访问内、外存储器的方式返回本节1.2.3计算机软件1．系统软件（1）操作系统：是计算机软件中最重要的程序，用来管理和控制计算机系统中的硬件和软件资源的大型程序。（2）语言处理程序：必须和计算机语言及计算机程序设计结合起来。（3）服务性程序：是指为了帮助用户使用与维护计算机，提供服务性手段，支持其他软件开发，而编制的一类程序。主要有以下几种：工具软件、编辑程序、调试程序、诊断程序。（4）数据库管理系统：是对计算机中所存放的大量数据进行组织、管理、查询并提供一定处理功能的大型系统软件。执行（a）汇编过程执行（b）编译过程（c）解释过程汇编源程序目标程序汇编结果汇编程序高级语言源程序编译目标程序结果解释程序高级语言源程序解释执行编译程序结果图1.5汇编、编译与解释过程2．应用软件（1）文字处理程序（2）电子表格处理程序（3）软件开发程序（4）用户应用程序返回本节1.3计算机中的数制与编码1.3.1计算机中的各种数制1.3.2二进制的算术、逻辑运算1.3.3数制之间的转换1.3.4数的定点与浮点表示法1.3.5数字化信息编码返回首页1.3.1计算机中的各种数制在计算机内部，信息广泛采用二进制形式表示，有时还会使用十进制、八进制、十六进制。十进制使用广泛，它主要用在计算机外部。特点：一是十进制由十个不同的数符组成：0、1、2、3、4、5、6、7、8、9，即基数为“10”；二是十进制遵循每相邻两位“逢十进一”的原则。二进制是用于计算机内部描述各种信息的一种数制。特点：一是二进制由“0”和“1”两个符号构成，即基数为2；二是每相邻两位遵循“逢二进一”的原则。八进制和十六进制是为了弥补二进制数字长过长而出现在计算机中的，它们主要用来描述存储单元的地址。返回本节1.3.2二进制的算术、逻辑运算1．算术运算算术运算是指利用＋、－、×、÷、（）等符号连接二进制数完成的运算。2．逻辑运算二进制的逻辑运算包括And（与）、Or（或）、Not（非）三种运算。返回本节1.3.3数制之间的转换1．二进制数与十进制数的互相转换2．八进制数、十六进制数同十进制数之间的相互转换3．二进制数同八进制数、十六进制数的互相转换返回本节1.3.4数的定点与浮点表示法1．数的定点表示（1）定点整数：将小数点固定在数的最低位之后，其格式如图1.6所示。（2）定点小数：将小数点固定在数的符号位之后、最高数位之前，其格式如图1.7所示。2．数的浮点表示浮点表示法中的小数点位置不是固定不变的，是浮动的。任何浮点数都由阶码和尾数两部分组成，其格式如图1.8所示。 数值部分符号位小数点位置sdn-1dn-2…d0图1.6定点整数的存储格式数值部分符号位小数点位置sdn-1dn-2…d0图1.7定点小数的存储格式阶符Em-1Em-2…E0数符dn-1dn-2…d0阶码尾数阶码小数点位置尾数小数点位置图1.8浮点数存储格式返回本节1.3.5数字化信息编码数字化信息编码是把少量二进制符号（代码），根据一定规则组合起来，以表示大量复杂多样的信息的一种编码。一般来说，根据描述信息的不同可分为：1．数字编码2．字符编码3．汉字编码（1）国标码（2）汉字输入码与机内码表1.1ASCII表返回本节1.4微型计算机的组成及配置1.4.1微型计算机的硬件组成1.4.2微型计算机的基本配置1.4.3微型计算机的使用环境及系统维护返回首页1.4.1微型计算机的硬件组成微型计算机硬件系统由主机和常用外围设备两大部分组成。主机由中央处理器和内存储器组成，用来执行程序、处理数据，主机芯片都安装在一块电路板上，这块电路板称为主机板（主板）。为了与外围设备连接，在主机板上还安装有若干个接口插槽，可以在这些插槽上插入不同外围设备连接的接口卡，用来连接不同的外部设备。主机与外围设备之间信息通过两种接口传输。一种是串行接口，如鼠标；一种是并行接口，如打印机。计算机中传输信息的公共通路称为总线（BUS）。按照总线上传输信息的不同，总线可分为：（1）数据总线（DB）：用来传送数据信息，它主要连接了CPU与各个部件，是它们之间交换信息的通路。数据总线是双向的，而具体的传送方向由CPU控制。（2）地址总线（AB）：用来传送地址信息。CPU通过地址总线中传送的地址信息访问存储器。通常地址总线是单向的。（3）控制总线（CB）：用来传送控制信号，以协调各部件之间的操作。常用的总线结构有：（1）ISA总线（2）MCA总线（3）EISA总线（4）VESA总线（5）PCI总线微型计算机常用外围设备有显示器、键盘、鼠标器及外存储器。外存中常用的有硬磁盘（硬盘）、软磁盘（软盘）和光盘。如果需要还可以根据用户的要求配置打印机、绘图仪、投影仪；同时为了联网，还可以配置调制解调器等通信设备。微机用键盘按照按键个数多少可分为84键、101键、104键等几种，目前广泛使用的是101键、104键标准键盘。这两种键盘一般可分为四个区域：主键盘区、功能键区、编辑键区、小键盘区（数字键区）。显示器种类杂多，分类方法也有多种，如下所示。按显示内容可以分为：字符显示器、图形显示器、视频显示器。按显示颜色可以分为：单色显示器、彩色显示器。按显示分辨率可以分为：低分辨率（300×200）、中分辨率（600×350）、高分辨率（640×480或1024×768以上）。分辨率越高，组成字符与图形的点密度越高，显示器显示的画面越清晰。鼠标器（Mouse）简称鼠标，也是一种常用的输入设备。它通过串行接口与主机相连。其使用方法有移动、点击和拖曳三种。从结构和原理上进行分类，鼠标可分为多种，如机械鼠标、光学鼠标、光机鼠标、两键鼠标、三键鼠标等。微型机配备的打印机可分为击打式打印机和非击打式打印机两大类。0磁道1磁道扇区n磁道图1.10磁盘的盘片结构轴盘连接孔写保护口用户标签磁头读写槽口磁盘的盘片结构图1.113.5英寸软盘返回本节1.4.2微型计算机的基本配置表1.2PC机系列发展表返回本节1.4.3微型计算机的使用环境及系统维护1．使用环境（1）环境温度：在室温15℃～35℃之间能正常工作。（2）环境湿度：放置微型机的房间的相对湿度在20%～80%之间。（3）洁净要求：应保持机房清洁，使磁头、磁盘读写准确。（4）电源要求：微型机一般使用220V、50HZ的交流电。最好提供不间断供电电源UPS，并装有可靠的地线。（5）防止干扰：微型计算机附近避免强磁场干扰。2．系统维护（1）微型机开关的顺序。（2）机器应常处于运行状态，不应长期闲置不用。（3）软盘的使用及保存过程中应防磁、热、强光或受潮霉变。（4）工作过程中不应经常搬动，它会使软盘、硬盘磁头受到伤害。（5）显示器的保护应做好防强磁场的措施。（6）打印机必须在干净无尘的环境中工作。返回本节1.5计算机病毒防治1.5.1什么是计算机病毒1.5.2计算机病毒的破坏作用1.5.3计算机病毒的特征1.5.4计算机病毒的来源及传染途径1.5.5计算机病毒的分类1.5.6计算机病毒的返回首页1.5.1什么是计算机病计算机病毒（ComputerViruses）是一种人为编制的具有破坏性的计算机程序，它具有自我复制能力，通过非授权入侵隐藏在可执行文件或数据文件中。当计算机病毒程序运行（病毒发作）时，会影响其他正常程序及整个计算机系统的正常工作甚至还会造成计算机软、硬件的损坏。返回