1.计算机基础知识

主讲：柳秀梅E-mail：[e-mail]:83687602计算机应用基础2目录第一章计算机基础知识第二章Windows操作系统及其应用第三章Word文字编辑第四章Excel电子表格第五章PowerPoint电子演示文稿第六章计算机网络基础及应用第七章Internet的应用第八章计算机安全第九章多媒体技术应用31.1概述1.2计算机系统组成1.3数制与编码1.4微型计算机的硬件组成第一章计算机基础知识41.计算机的发展1.1概述第一台电子计算机（ENIAC）诞生于1946年美国宾夕法尼亚大学占地150m25000次加法/秒体重28吨18800只电子管1500个继电器功率150KW51.计算机的发展第一代：1946——1957计算机采用电子管作为计算机的逻辑元件用二进制表示的机器语言或助记符表示的汇编语言编写程序形成电子计算机的基本结构，即冯·诺依曼结构基本运算速度只有每秒几千次到几万次内存容量只有几千个字由于体积大、功耗大、造价高、性能低、使用不便，主要用于军事和科研部门进行数值计算。1.1概述6第二代：1958——1964使用晶体管代替了电子管系统软件得到进一步发展，提出了操作系统概念计算机软件技术也有了很大发展，出现了FORTRAN、ALGOL-60、COBOL等高级程序设计语言诞生鼠标作为输入设备运算速度提高到每秒几十万次基本运算内存容量扩大到几十万字体积缩小、功耗降低和软件技术的发展，计算机的应用从数值计算扩大到数据处理、工业过程控制等领域，并开始进入商业市埸。1.计算机的发展1.1概述7第三代：1965——1970使用集成电路代替了分离元件计算机软件技术的进一步发展，尤其是操作系统的逐步成熟是第三代计算机的显著特点。多处理机、虚拟存储器系统以及面向用户的应用软件的发展，大大丰富了计算机软件资源。机器根据性能分成巨型机、大型机、中型机和小型机运算速度提高到每秒几十万到几百万次基本运算内存容量和可靠性等方面都有较大的提高1.计算机的发展1.1概述8第四代：1971——至今以大规模集成电路或超大规模集成电路来构成计算机的主要功能部件基本运算速度可达每秒几百万次甚至上万亿次在软件方面，出现了数据库系统、分布式操作系统等，应用软件的开发已逐步成为一个庞大的现代产业。计算机的发展进入了以计算机网络为特征的时代。第四代计算机中最有影响的计算机种类莫过于微型计算机，它诞生于70年代初，80年代得到了迅速推广，这是计算机发展史上最重要的事件。1.计算机的发展1.1概述9第一代（1946~1956）电子管5千~4万（次/秒）第二代（1957~1964）晶体管几十万~百万（次/秒）第三代（1965~1970）集成电路百万~几百万（次/秒）第四代（1971~）超大规模集成电路几百万~几亿（次/秒）计算机发展的几个阶段102.计算机的分类微型计算机（PC）以微处理器为中央处理单元而组成的个人计算机称为PC机（微机）。价格便宜；应用于各个领域（1）按计算机的规模和处理能力分类11工作站是一种高档微机系统，其最突出的特点是图形功能强，具有很强的图形交互与处理能力，因此在工程领域、特别是在计算机辅助设计（CAD）领域得到广泛应用。2.计算机的分类（1）按计算机的规模和处理能力分类12其特点表现在通用性强、具有很强的综合处理能力、性能覆盖面广等，主要应用在科研、商业和管理部门。大型通用机2.计算机的分类（1）按计算机的规模和处理能力分类13巨型机它的运算速度最快、性能最高、技术最复杂。巨型机主要用于解决大型机也难以解决的复杂问题，如：天气预报、分子模型、密码破译、军事科学计算等2.计算机的分类（1）按计算机的规模和处理能力分类14通用计算机：用于解决不同类型问题。用途广泛、结构复杂。专用计算机：为某种特定目的设计。如，用于数控机床、银行存取款等的计算机。针对性强、效率高，结构相对简单2.计算机的分类（2）按计算机使用范围分类153.计算机的主要特点自动控制能力高速运算能力很强的记忆能力很高的计算精度逻辑判断能力通用性强164.计算机的应用（１）科学计算计算数学、计算物理、计算天文学、计算生物学工程设计天气预报（２）数据处理数据处理、分析、采集、存贮、传送、检索等数据库系统图形图象处理系统17（３）过程控制洲际导弹，航天飞机采集信息最佳值自动调节和控制（４）计算机辅助系统CAD,CAM,CAI4.计算机的应用18（5）人工智能(AI)智能机器人：感应和识别能力，能回答问题专家系统：分析、决策模式识别：文字识别、图纸识别等智能翻译（6）网络应用网络可视电话、网络游戏、Email、网页宣传、商业应用（7）多媒体计算机系统电子出版、教学、休闲娱乐4.计算机的应用191.2计算机的组成与工作原理硬件系统（设备）软件系统（程序、数据、文档）计算机系统201.2计算机系统的组成与工作原理JohnvonNeumann冯·诺依曼冯·诺依曼结构（1）存储程序工作原理计算机的两个基本能力：一是能够存储程序，二是能够自动地执行程序。计算机是利用“存储器”（内存）来存放所要执行的程序的，而称之为CPU的部件可以依次从存储器中取出程序中的每一条指令，并加以分析和执行，直至完成全部指令任务为止。（2）使用二进制1.计算机的基本结构21（3）由5个部分组成输入设备输出设备运算器存储器控制器1.2计算机系统的组成与工作原理1.计算机的基本结构22运算器运算器的主要功能是对数据进行算术和逻辑运算。控制器控制器是指挥与控制计算机各功能部件协同工作，自动执行计算机程序的部件。控制器一般是由指令指针寄存器IP、指令寄存器IR、指令译码器ID、控制逻辑电路和时钟控制电路等组成。1.2计算机系统的组成与工作原理1.计算机的基本结构23存储器存储程序和被处理的数据以及运算的结果。按存储器在微机中的不同地位，可以分为：主存、高速缓冲存储器。输入设备输出设备1.2计算机系统的组成与工作原理1.计算机的基本结构242.软件系统存储程序工作原理的计算机决定了它的使用方式：编写程序和运行程序用来编写程序的计算机语言包括：机器语言、汇编语言和高级语言，分别位于三个层次。0000010000001111ADDAX，15X=A+B*C25程序和指令指令是对计算机进行程序控制的最小单位。程序是为完成一项特定任务而用某种计算机语言编写的一组指令的集合。所有的指令的集合称为计算机的指令系统。机器指令格式操作码操作数机器执行什么操作执行对象（具体数、存放位置）PC+126程序的执行过程启动地址→IP取指：指令→IRIP+1→IP执行指令停机指令译码？转移地址→IP结束转移指令27计算机软件分类（1）享有版权的软件只有版权的拥有者才能复制、出售或分发。共享软件你可以合法地制作拷贝并分发，但不能出售。免费软件版权拥有申请购买后安装制作拷贝自用制作拷贝他用更改软件注册费软件：指示计算机完成任务的、以电子格式存储的指令序列和相关的数据。28计算机软件分类（2）软件系统软件应用软件操作系统设备驱动实用工具编译系统文字处理电子表格演示软件图形软件视频软件…………上网软件学习课件娱乐软件商务软件系统软件协助计算机执行基本任务。应用软件协助人们完成某项任务。29系统软件操作系统最基本的系统软件，其它的所有软件都是建立在操作系统的基础上。实用工具用来提供一种让计算机用户控制分配和使用计算机资源的方法，以增强操作系统的功能。设备驱动程序设备驱动程序告诉计算机中的操作系统如何使用某一硬件。即插即用一项用于自动处理PC机硬件设备安装的工业标准。编译器编译器是程序员将高级语言编写的指令翻译成可以在计算机上执行的代码的软件开发工具。数据库管理系统30操作系统操作系统协助计算机完成它的基本硬件操作，并与应用程序进行交互，完成诸如打印和存储数据等应用任务。LinuxMacOSUNIX管家婆管理硬件资源协调后台工作服务生提供用户与计算机的交互接口WindowsOS/2311.3数制与编码数制：按进位的原则进行计数，逢N进1，采用位权表示法1.计算机中的数制（1）计算机本身采用二进制为什么选用二进制？关键是由电路状态决定的，在计算机中“a”的二进制是011000010110000132（2）计算机程序中普遍采用十进制和十六进制虽然二进制在计算机底层使用，但对于人来说记忆使用太繁琐，所以在计算机程序中经常使用十进制、八进制和十六进制。1.3数制与编码33（3）常用进位计数制表示方法不同的计数制以基数（Radix）来区分。若以R代表基数，则二进制数R＝2，使用0、1共2个数符八进制数R＝8，使用0、1、2、…6、7共8个数符十进制数R＝10，使用0、1、2、…8、9共10个数符十六进制R＝16，使用0、1、2、…8、9、A、B、C、D、E、F共16个数符1.3数制与编码34(4)计数制的不同表示在数字后加字母B表示二进制数，加字母O表示八进制数，加字母D表示十进制数，加字母H表示十六进制数。例：1011B为二进制数1011，也记为（1011）21357O为八进制数1357，也记为（1357）82049D为十进制数2049，也记为（2049）103FB9H为十六进制数3FB9，也记为（3FB9）161.3数制与编码(69)10＝(?)216140168C(12)08结果为(8C)16除法取余法：除基数取余数、由下而上排列。示例：2.进制数之间的转换（1）十进制整数转为其它进制(140)10＝(?)162692341217028124022021001结果为(1000101)236（2）非十进制数转换为十进制数通用使用的方法是将各非十进制数按系数和权展开求和。系数是指进制数的各个数值位，权是指数值位对应的单位值，就是以基数R为底的对应位次幂。转换公式：(F)R=an-1×Rn-1+an-2×Rn-2+...+a1×R1+a0×R0示例：(11011.1)2=1×24+1×23+0×22+1×21+1×20+1×2-1=16+8+0+2+1+0.5=27.5(2C3A)16=2×163+12×162+3×161+10×160=2×4096+12×256+3×16+10×1=11322权由数制和位置决定系数37(3)八进制十六进制与二进制之间的转换因为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。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1000100110101011110011011110111138二进制十六进制二进制八进制一位拆三位一位拆四位整数从右向左四位并一位小数从左向右四位并一位整数从右向左三位并一位小数从左向右三位并一位(3)八进制十六进制与二进制之间的转换39100110110111.010100(4667.24)8示例：001110110111.0101(3B7.5)1640（4）十进制小数转换成非十进制小数乘R取整法：用十进制小数乘基数，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。示例：0.625╳21.250整数=1╳20.50整数=0╳21.0整数=1结果为：0.10141把（1101101110.11）2和（4EB7）16转换为十进制数；把255，65535，179分别转换为二进制和十六进制数。课后练习：423.计算机中信息的表示和编码数字计算机是指在计算机中各种信息用数字代码表示。在物理机制上，数字代码以数字型信号表示。数字信号是一种在时间上或空间上离散的信号，目前常用二位逻辑值0、1表示。多位信号的组合可表示广泛的信息，处理时可进行逐位处理。数据字符图像声音视频状态和程序43＋3.计算机中信息的表示和编码（1）计算机中数据的表示方法：原码即：[phone]