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信息技术与应用教师：王川院系：汽车与信息工程学院考试成绩：平时表现（考勤、作业）：10%上机测验（5-6次）：30%期末考试（CEAC职业资格认考试）：60%第一章：计算机基础知识（1）计算机的基本概念（2）计算机系统的组成（重点）（3）信息编码（重难点）（4）微型计算机的硬件组成计算机的基础知识考试内容计算机的基础知识及相关知识考试要求了解计算机的概述了解现代计算机的发展了解就算机的特点了解计算机的主要分类了解计算机的应用领域1计算机概述1计算机的概念：计算机：是一种由电子器件构成的、具有计算能力和逻辑判断能力、具有自动控制和记忆功能的信息处理设备。1计算机三个突出的特征（1）基本器件由电子器件构成；（2）具有内部存储信息的能力，内部信息以二进制表示（0和1）；（3）运算过程由程序自动控制。2计算机的工作方式3早期计算机的发展4计算机诞生中的三个第一：世界上第一台投入运行的电子计算机——ENIAC,1946.2,美国世界上第一台按存储程序控制功能设计的计算机——EDVAC，1946--1950，美国世界上第一台投入运行的实现存储程序控制的计算机——EDSAC，1947--1949，英国现代计算机的发展2代次起止年份所用电子元器件数据处理方式运算速度应用领域第一代1946-1957年电子管机器语言和汇编语言5千-3万次/秒军事和科学研究第二代1958-1964年半导体晶体管高级语言数十万~几百万次/秒数据处理和事务处理第三代1965-1970年中小规模集成电路机构化、模块化程序设计数百万~几千万次/秒工业控制、数据处理第四代1970年至今大规模、超大规模集成电路分时、实时数据处理、计算机网络上亿条指令/秒工业、生活等各方面第一代计算机（1946-1957年）1第一代计算机（1）硬件方面：大都采用电子管作为基本逻辑部件；体积庞大、笨重、耗电多、性能低、成本高；（2）软件方面：主要使用机器语言来进行程序设计，同时出现了汇编语言。1第一代计算机（1）主要用途：军事和科学研究。（2）主要标志：（a）确定了模拟量可变成数字量进行计算，开创了数字化技术的新时代；（b）形成了电子数字计算机的基本结构，即冯·诺依曼结构；（c）确定了程序设计的基本方法，采用机器语言和汇编语言进行编程；2第一代计算机（d）首次采用阴极射线管CRT作为计算机的字符显示器。4第二代计算机（1958-1964年）2第二代计算机（1）硬件方面：采用半导体晶体管作为基本逻辑部件，计算速度和可靠性有了大幅度提高；（2）软件方面：开始使用计算机高级语言（如FORTRAN语言、COBEL语言等）。1第二代计算机（1）应用范围：由军事和科学研究领域扩展到数据处理和事务处理。（2）主要标志：（a）开创了计算机处理文字和图形的新阶段；（b）系统软件出现了监控程序，提出了操作系统的概念；（c）高级语言已投入使用；（d）开始有了通用机和专用机之分；（e）开始出现鼠标，并作为输入设备。2第三代计算机（1965-1970年）3第三代计算机（1）硬件方面：采用中小规模的集成电路作为基本逻辑部件；（2）软件方面：操作系统的出现使计算机的功能越来越强。1第三代计算机（1）应用范围：扩展到文字处理、企业管理、自动控制等领域。（2）主要标志：（a）运算速度已达每秒100万次以上；（b）操作系统更加完善，出现了分时操作系统；（c）出现了结构化程序设计方法，为开发复杂软件提供了技术支持；（d）序列机的推出，较好地解决了“硬件不断更新，而软件相对稳定”的矛盾；（e）计算机可根据其性能分成巨型机、大型机、中型机和小型机。2第四代计算机（1971年至今）4第四代计算机（1）硬件方面：采用大规模和超大规模集成电路作为基本逻辑部件；（2）软件方面：操作系统不断发展和完善，数据库系统进一步发展。1第四代计算机（1）应用范围：扩展到社会的各个角落。（2）主要标志：（a）操作系统不断完善，应用软件的开发成为现代工业的一部分；（b）计算机应用和更新的速度更加迅猛，产品覆盖各类机型；（c）计算机的发展进入了以计算机网络为特征的时代。2计算机的特点5计算机的特点（1）自动控制的能力计算机是由程序控制其操作的机器。根据应用事先编制好程序，计算机就能自动连续地工作，完成预定的处理任务。（2）高速的运算能力（3）超强的记忆能力（4）准确的计算精度（5）具有逻辑判断力计算机可以进行逻辑运算，并根据结果选择相应的处理，这样就拥有了逻辑判断能力。这也是通过程序预先设定的。（6）通用性强1计算机的主要分类6计算机的主要分类按照处理数据的方式分类：电子数字计算机、电子模拟计算机、数模混合计算机。1电子数字计算机：电子数字计算机是以数字形式的量值在机器内部进行运算和存储的电子计算机。数的表示法常采用二进制。1电子模拟计算机电子模拟计算机是以连续变化的电流或电压来表示被运算量的电子计算机。2数模混合计算机数模混合计算机兼有数字和模拟两种计算机的优点，既可以接收处理和输出模拟量，也可以接收、处理和输出数字量。3计算机的主要分类1.按照使用范围分类：通用计算机和专用计算机。通用计算机：它是用来解决不同类型问题而设计的计算机，用途广泛、结构复杂。专用计算机：它是为某种特殊目的而设计的计算机，针对性比较强效率高，结构相对简单。2计算机的主要分类2.按照计算机的规模和处理能力分类：巨型计算机、大中型计算机、小型计算机、工作站。3巨型计算机主要用于军事部门、天气预报、地质勘探、大型科学计算等领域。1大中型计算机性能介于巨型计算机和小型计算机之间，常用于计算机中心和计算机网络中。2小型计算机可广泛应用于银行、企业管理、学校等单位。3微型计算机微型计算机是由大规模集成电路组成的、体积较小的电子计算机。有体积小、价格低、功能齐全、操作方便等优点。4工作站工作站是一种高端的通用微型计算机。通常配有高分辨率的大屏、多屏显示器及容量很大的内存和外存。5计算机的应用领域7科学计算科学计算也称数值计算，是计算机最早的应用领域。是指应利用计算机处理科学研究和工程技术中所遇到的计算问题。1信息处理信息处理也称数据处理，是计算机最广泛的应用领域。是指人们利用计算机对各种信息进行收集、存储、整理、分类、统计、加工、利用以及传播的过程。例如：应用于办公自动化（OA）、文字处理、文档管理等等。2自动控制自动控制是指在没有人直接参与的情况下，利用外加的设备或装置，使机器、设备或生产过程的某个工作状态或参数自动地按照预定的规律运行。例如：进行自动检测、监视等等。3计算机辅助工程计算机可用于辅助设计、辅助制造、辅助教学、辅助测试等方面，统称为计算机辅助工程。重点：★★★CAD(Design)计算机辅助设计CAM(Manufacturing)计算机辅助制造CAI(ComputerAidedInstruction)计算机辅助教学CAT(ComputerAidedTesting)计算机机辅助测试4人工智能人工智能是对人的意识、思维的信息过程的模拟。该领域的研究包括机器人、语言识别、专家系统等。目前这方面的研究尚处于初级阶段。5计算机网络计算机技术和通讯技术相结合，可以将分布在不同地点的计算机连接在一起，从而形成计算机网络。6计算机网络（1）通过计算机网络，可以实现软件、硬件和信息资源的共享。（2）划分为局域网、城域网、广域网和无线网四种。1局域网局域网（LAN）：一般位于一个建筑物或一个单位内，其特点是：连接范围窄、用户数少、配置容易、连接速率高。2城域网城域网（MAN）：一般来说，是在一个城市，连接距离在10-100公里。一个MAN网络通常连接着多个LAN网。如电信的LAN、公司企业的LAN等等。3广域网广域网（WAN）：也称为远程网。一般是在不同城市之间的LAN或者MAN网络互联，地理范围可从几百公里到几千公里。4无线网无线网的特点是使用户可以在任何时间、任何地点接入计算机网络，其发展依赖于无线通信技术的支持。5多媒体计算机系统多媒体计算机系统是指能把视、听和计算机交互式控制结合起来，对音频信号、视频信号的获取、生成、存储、处理、回收和传输综合数字化所组成的一个完整的计算机系统。7计算机系统的组成（1）计算机系统（2）冯·诺依曼体系结构（3）计算机硬件系统（4）计算机软件系统2计算机系统的组成概念考试内容计算机系统的组成及相关知识考试要求了解计算机的的硬件系统和软件系统了解冯.诺依曼体系结构2计算机系统（1）计算机是一个系统，是由若干个相互区别、相互联系和相互作用的要素组成的有机整体。（2）一个完整的计算机系统由硬件系统和软件系统构成。1硬件系统硬件系统：是计算机系统的物理装置，即由电子线路、元器件和机械部件等构成的具体装置，是看得见摸得着的“硬实体”。1软件系统软件系统：是计算机系统中运行的程序、这些程序所使用的数据及其相应的文档的集合。2附：计算机系统的组成冯·诺依曼体系结构（1）冯·诺依曼理论的要点是：数字计算机的数制采用二进制；计算机应该按照程序顺序执行。人们把冯·诺依曼的这个理论称为冯·诺依曼体系结构。冯·诺依曼体系结构（2）主要特点：（1）存储结构控制；要完成的功能，都是事先编好的程序，并输入到存储器中。（2）程序由指令组成，程序和数据都用二进制数表示；（3）指令由操作码和地址构成；（4）机器以CPU为中心。补充：计算机硬件计算机硬件是指组成计算机的各种物理设备，也就是我们所看得见、摸得着的实际物理设备。计算机硬件系统★：硬件系统是整个计算机系统的基础和核心。计算机硬件系统必须包含五大功能部件：运算器、控制器、存储器、输入设备和输出设备。3运算器运算器，又称为算术逻辑单元（简称ALU），是计算机中执行各种算术和逻辑运算的主要部件。1控制器控制器是计算机的神经中枢和指挥中心，是发布命令的“决策机构”，即完成协调和指挥整个计算机系统的操作。由程序计数器、指令寄存器、指令译码器、时序产生器和操作控制器组成。2存储器存储器是计算机中的记忆和存储部件。计算机中全部信息，包括输入的原始数据、计算机程序、中间运行结果和最终运行结果都保存在存储器中。3存储器（1）按用途分类：主存储器和辅助存储器两类。（2）主存储器，又称“内部存储器”或“内存”。重点:ROM和RAM是计算机内储存器的两种型号。ROM表示的是只读存储器，即：它只能读出信息，不能写入信息，计算机关闭电源后其内的信息仍旧保存。RAM表示的是随机存储器，计算机关闭电源后其内的信息将不在保存。我们常说的内存主要是指RAM。3存储器（3）辅助存储器：又称为“辅存”或“外存”。通常是磁性介质或光盘等，它容量大、成本低、存取速度较慢，用来存放需要长期保存的程序和数据。3输入设备（1）输入设备：向计算机输入数据和信息的设备，是用户和计算机系统之间进行信息交换的主要装置之一。（2）主要有：键盘、鼠标、摄像头、扫描仪、光笔、手写输入板、触摸屏、条形码扫描器等。4输出设备（1）输出设备：将计算机的处理结果从内存中送出来，并以人们习惯接受的信息形式输出出来。（2）主要有：显示器、打印机、磁盘驱动器和绘图仪等。5计算机软件系统4软件系统软件系统是指由系统软件和应用软件组成的计算机软件系统。1系统软件（1）系统软件：是指控制和协调计算机及外部设备，支持应用软件开发和运行的系统，是无需用户干预的各种程序的集合。比如DOS,WIN7,UNIX等。1系统软件（2）主要功能：调度、监控和维护计算算机系统；负责管理计算机系统中各种独立的硬件，使得它们可以协调工作。1应用软件应用软件：是和系统软件相对应的，是用户可以使用的各种程序设计语言，以及用各种程序设计语言编制的应用程序的集合。比如文字处理软件WORD，WPS；表格处理软件EXCEL等；2信息编码考试内容信息在计算机中的存储形式以及进制之间的相互转换考试要求了解信息的基本概念了解二进制了解进制之间的转换了解计算机中数据存储了解字符编码3信息的基本概念信息：指音讯、消息、通讯系统传输和处理的对象，泛指人类社会传播的一切内容。1数值在计算机中的