第1章计算机与社会信息化

12课程要求1.总学时为68学时：理论教学52，试验16；2.采用课堂讲授、上机实验、课后练习三结合的方法学习；3.考试采用计算机考试。结业成绩主要依据机考成绩，并结合实验和作业的完成情况进行综合评定；3学时安排第一章计算机与社会信息化6学时第二章微型计算机组成及应用6学时第三章操作系统基础知识4学时第四章计算机网络基础5学时第五章信息安全与社会责任4学时第六章算法与数据结构基础6学时第七章数据库技术基础6学时第八章多媒体技术基础5学时第九章VisualBasic程序设计入门6学时第十章软件设计基础4学时4实验安排实验1掌握Word2003的基本操作第4周实验2电子表格Excel的使用第6周实验3演示文稿PowerPoint的使用第8周实验4FrontPage2003的使用第10周实验5数据库实验第12周实验6动画制作软件Flash应用第15周5第1轮：WORD实验实验题：实验一实验二：①③④实验三：②③④⑤实验四：①②67主要内容计算机的发展和应用领域；计算机硬件系统和软件系统的组成；计算机使用的数制和编码方式。8•19世纪50年代，英国数学家乔治·布尔创立逻辑代数，奠定计算机的数学理论基础。•1936年英国科学家图灵,首次提出逻辑机模型---图灵机，并建立算法理论，被誉为计算机之父。图灵的主要贡献：建立图灵机模型，奠定了可计算理论基础；提出图灵测试，阐述机器智能概念。•计算机奖：图灵奖，创于1966，每年由美国计算机学会(ACM)颁发。1.1计算机的发展史9姚期智王选101.计算机理论奠基人1.英国数学家乔治·布尔创立了逻辑代数，奠定了计算机的理论基础。2.1936年，英国科学家图灵提出逻辑机模型---图灵机，并建立算法理论，被誉为计算机之父。3.1966年ACM设立图灵奖。111946年2月由宾州大学研制成功的ENIAC，它标志着电子计算机时代的到来ElectronicNumericalIntegratorAndCalculator电子数字积分计算机重达30吨；占地250m2功耗150千瓦；18000个电子管；保存80个字节123.冯·诺依曼计算机体系结构1948年，美籍匈牙利数学家冯·诺依曼提出了EDVAC(electronicDiscreteVariableAutomaticComputer,离散变量自动电子计算机)计算机方案。⑴计算机基本结构：运算器、控制器、存储器、输入设备和输出设备。⑵采用二进制数⑶存储程序控制134.计算机发展历程年份器件软件应用第一代46-58电子管机器语言汇编语言科学计算第二代58-64晶体管高级语言数据处理工业控制第三代64-71集成电路操作系统文字处理图形处理第四代71年迄今大规模集成电路数据库、网络等社会的各个领域141.2计算机的分类按综合性能指标分类高性能计算机：如巨型机：速度最快、处理能力最强。工作站：介于PC与小型机之间，高分辨率、大容量内外存，图形功能强。微型计算机：小、巧、轻、使用方便、价格便宜。嵌入式计算机：作为一个信息处理部件，嵌入到其他设备中，使其成为智能化和自动化程度更高的设备。服务器：用于网络管理、运行应用程序、处理网络客户的信息请求等。151.2.2计算机的主要应用1.科学计算（ScientificComputing）2.数据处理（DataProcessing）3.过程控制（ProcedureControl）4.计算机辅助系统（Computer-AidedSystem）CADCAMCAI5.人工智能（ArtificialIntelligence）是将人脑演绎推理的思维过程、规则、策略和技巧等变成计算机程序使计算机自动探索解题方法并推导出结论。6.信息高速公路（InformationSuper-Highway）7.多媒体技术（Multimedia）161.4计算机系统组成一个完整的计算机系统由硬件系统和软件系统两部分组成。17181.7计算机主要性能指标计算机工作过程是执行程序的过程。程序为一系列指令及执行指令所需数据的有序集合。1.计算机指令系统指令是计算机完成某个操作所发出的命令，是计算机能识别并执行的二进制代码。一台计算机有许多不同的指令，所有指令的集合称为该计算机的指令系统。19一条指令由两部分组成：操作码和操作数。①操作码：指明该指令要完成的操作类型或性质，如取数、做加法或输出数据等。②操作数：指明操作数或操作数所在的单元地址。20操作码操作数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……CPU内存I/O设备主机对计算机的硬件进行管理等指令结构分类212.计算机工作过程计算机工作过程是执行指令的过程。计算机执行指令一般分为两个阶段。首先从内存中取出要执行的指令送入CPU，然后由CPU对指令进行分析译码，判断指令要完成的操作，向各部件发出完成操作的控制信号，完成指令功能。当执行完一条指令后再处理下一条指令。通常将第一阶段称为取指周期，第二阶段称为执行周期。22主机输入设备输出设备外存设备1.5计算机硬件组成23冯.诺依曼模型•五大模块•二进制•存储程序控制24计算机硬件结构由控制器、运算器、存储器、输入和输出设备5大部件组成。控制器和运算器合在一起称为中央处理器（CPU）。中央处理器和内存储器构成主机。在计算机硬件系统中不属于主机的设备都是外部设备，简称外设。主机和外设合在一起构成计算机硬件系统。通常将一个仅由硬件组成的计算机称为“裸机”。251.5.2中央处理器CPU控制器和运算器合在一起称为中央处理器，简称CPU计算机的主要性能取决于CPU，它是计算机硬件系统的核心。261.控制器控制器是负责从存储器中取出指令、翻译指令、分析指令，向其他部件发出控制信号。控制器－般包含：通用寄存器组、程序计数器（PC）、指令寄存器（IR）、指令译码器（ID）、时序控制电路以及微操作控制电路等（操作控制器）。功能：⑴取指令：从存储器中取出指令暂存在指令寄存器中。⑵分析指令：由指令译码器分析指令，将指令分解成一系列微操作。⑶执行指令：执行微操作命令，使各部件完成相应的动作。⑷中断处理：用于处理非预期事件272829(1)通用寄存器组(2)指令寄存器IR(3)程序计数器PC（ProgramCounter）：存放下一条要执行的指令所在的内存地址。(4)指令译码器ID（InstructionDecoder）：分析指令，根据指令的功能，将指令分解成一系列的操作控制信号（微操作）。(5)操作控制器OC（OperationController）：将指令译码器分析出来的各种控制信号发送给相关部件。302、运算器进行算术、逻辑运算的部件。运算器中包含：⑴算术逻辑运算单元ALU⑵累加器A：⑶暂存寄存器：⑷标志寄存器：3132存储器用以存储程序和数据存储器一般分为主存储器（内存）和辅助存储器（外存）两种类型。两种存储操作：①读操作②写操作1.5.3存储器33字节(Byte)：在计算机中以字节为单位存储信息,一个字节由8位二进制数组成，简写成大写B。存储容量单位：比特(bit)：1位二进制数为1个比特，简写成小写b。字长：CPU一次能处理的二进制数的位数。342.存储单位存储器的主要性能指标是存储容量。位是度量二进制数的最小单位，bit；8个二进制位组成一个字节（Byte，简写为B），是信息组织和存储的基本单位。B：字节KBMBGB1B=8bit1KB＝210B＝1024B1MB＝220B＝1024KB1GB＝230B＝1024MB1TB=240B=1024GBb7b6b5b4b3b2b1b0353．主存储器存储器一般分为主存储器（内存）和辅助存储器（外存）两种类型。主存储器用于存放正在执行的程序指令和数据，具有存取速度快、可直接与CPU交换信息等特点；CPU对主存储器按地址进行读、写操作。而辅助存储器中的数据只有先调入主存储器后才能由CPU访问和处理，它主要用于存放需要长期保存的信息。数据按扇区或磁盘块存储。36•半导体材料•访问速度快•暂时性•价高•光、磁材料•访问速度慢•永久性•价低主存储器辅助存储设备37内存包含许多存储单元，存储单元按一定顺序编号，这个编号称为存储单元地址。主存储器包含随机存储器（RAM）和只读存储器（ROM）两种。38⑴随机存储器（RandomAccessMemory,RAM）:保存计算机正在执行的程序和数据，是临时存储区域，系统断电后信息丢失。⑵只读存储器（ReadonlyMemory,ROM）:只读存储器在出厂时已写入含有系统初始化程序、操作系统引导程序及多种硬件驱动程序，并被固化。与随机存储器不同，只读存储器是非易失性的，系统断电后信息不丢失。39中央处理器和内存储器构成主机。40⒋辅助存储器辅助存储器是外存储器，通常作为外部设备。辅助存储器一般只与内存进行信息交换。当电源关闭时，其存储信息不会丢失。常用辅助存储器有磁盘存储器、磁带存储器、光盘存储器以及U盘等。⑴磁盘存储器:属于磁性材料存储器。磁道：每个盘片的每一面都要划分成若干条形如同心圆的磁道，这些磁道就是磁头读写数据的路径。41磁道与扇区一个扇区磁道扇区42扇区：每个磁道又分为许多扇区。每个磁道的扇区数相同，每个扇区能记录的数据容量相同，通常每个扇区能存储512个字节信息。柱面：一个硬盘由若干个盘片组成，每个盘片又有两个盘面，每个盘面都有相同数目的磁道。所有盘面上相同半径的磁道组合在—起，称为一个柱面。43柱面扇区磁道正面背面44硬磁盘45磁盘容量：磁盘总容量=磁面数×磁道数×扇区数×扇区字节数硬盘容量：磁头数×柱面数×扇区数×扇区字节数每盘片磁面数：2面每磁面磁道数：80磁道每磁道扇区数：18扇区每扇区字节数：512字节46光盘存储器只读型光盘（Compact.Disk－ReadOnlyMemory，简称CD－ROM）追记只读型光盘（简称CD－R）可擦写型光盘（CD-RW）数字化视频光盘（DVD）47U盘闪存盘：半导体芯片式活动硬盘。481.5.3输入输出设备输入输出（I/O）系统的主要功能是对信息进行输入输出操作。（1）输入设备向主机输入程序、数据和操作命令等信息的设备。键盘、鼠标、光笔、图形输入板、触摸屏、数字化扫描仪、图像摄像仪、光学字符阅读器、声音识别器等都是输入设备。（2）输出设备将计算机处理后的信息，转换成人们能识别的形式。打印机、显示器、绘图仪、音箱等49常用输入设备：键盘、鼠标、扫描仪、光笔、数字化仪。常用输出设备：显示器、打印机、绘图仪等。501.6计算机软件分类软件（Software）是计算机硬件完成一定任务所需的程序、数据和资料。软件是为运行、管理和维护计算机所编制的各种程序和文档的总和。软件可分为两大类：系统软件和应用软件。系统软件是指用于计算机系统内部管理、维护、控制和运行的软件，以及计算机程序编辑、翻译和装入等软件。它为应用软件提供运行平台，为开发应用系统提供工具。系统软件包括操作系统、语言处理系统、数据库管理系统和服务程序4大类。51计算机软件系统软件应用软件操作系统语言处理程序数据库管理系统常用服务程序字处理软件电子表格软件绘图软件演示报告制作软件用户自己编制的各种软件52管理、控制和维护计算机系统的软、硬件资源，使用户能够合理地方便地使用计算机资源。常用的操作系统有：DOS、Windows、UNIX、LINUX、OS／2、NovellNetware等。1.操作系统OS532.语言处理系统通过计算机语言可以编写程序，控制计算机完成预定任务。计算机语言分为机器语言、汇编语言和高级语言。543.数据库管理系统主要用于档案管理、财务管理、图书资料管理及仓库管理等的数据处理。数据处理的主要内容为数据的存储、查询、修改、排序、分类等。目前常用数据库管理系统有：Access、FoxPro、SQLServer、Oracle、Sybase等。554.服务程序服务程序完成一些与管理计算机系统资源及文件有关的任务。常见的有：诊断程序、反病毒程序、卸载程序、备份