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第1章计算机基础知识1.1概述1.2数字化信息编码与数据表示1.3微型计算机系统的组成1.4多媒体技术应用基础1.5计算机数据的安全1.1概述1.1.1计算机的发展1.1.2计算机的特点返回本章首页1.1.1计算机的发展1．计算机的发展2．微型计算机的发展3．计算机的分类1．计算机的发展表1-1计算机发展的四个阶段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电子管汇编语言、代码程序5千~3万次/秒国防及高科技第二代1958~1964晶体管高级程序设计语言数十万~几百万次/秒工程设计、数据处理第三代1965~1970中、小规模集成电路结构化、模块化程序设计、实时处理数百万~几千万次/秒工业控制、数据处理第四代1970~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2．微型计算机的发展代次起止年份CPU数据位数主频（MHZ）第一代1971~1972Intel4004、80084位、8位1第二代1973~1977Intel80808位2第三代1978~1980Intel808616位5第四代1981~1992Intel80386、8048632位25第五代1993~1998Pentium及PentiumPro64位60~400第六代1999~今PentiumⅢ64位450~800表1-2微机的六个发展阶段3．计算机的分类依据IEEE（美国电气和电子工程师协会）的划分标准，计算机分成:(1)巨型机(2)小巨型机(3)大型主机(4)小型机(5)工作站(6)个人计算机返回本节目录1.1.2计算机的特点（1）运算速度快。（2）精度高。（3）存储容量大。（4）具有逻辑判断能力。1．计算机的特点2.计算机的应用（1）科学计算。（2）自动化。（3）数据处理。（4）计算机网络。（5）计算机辅助教育（CAI）。返回本节目录1.2数字化信息编码与数据表示1.2.1数字化信息编码的概念1.2.2进位计数制1.2.3不同进制之间的转换1.2.4计算机中数据的表示方法1.2.5常用信息编码返回本章首页1.2.1数字化信息编码的概念1．数字化信息编码的概念计算机中的信息也称为数据。由于二进制电路简单、可靠且具有很强的逻辑功能，因此数据在计算机中均以二进制表示，并用它们的组合表示不同类型的信息。2．计算机中常用的名词（1）位计算机中所有的数据都是以二进制来表示的，一个二进制代码称为一位，记为bit。位是计算机中最小的信息单位。（2）字节在对二进制数据进行存储时，以八位二进制代码为一个单元存放在一起，称为一个字节，记为Byte。字节是计算机中次小的存储单位。（3）字一条指令或一个数据信息，称为一个字。字是计算机进行信息交换、处理、存储的基本单元。（4）字长CPU中每个字所包含的二进制代码的位数，称为字长。字长是衡量计算机性能的一个重要指标。（5）指令指挥计算机执行某种基本操作的命令称为指令。一条指令规定一种操作，由一系列有序指令组成的集合称为程序。（6）容量容量是衡量计算机存储能力常用的一个名词，主要指存储器所能存储信息的字节数。常用的容量单位有B、KB、MB、GB，它们之间的关系是：1KB=1024B，1MB=1024KB，1GB=1024MB。返回本节目录1.2.2进位计数制1．十进制日常生活中最常见的是十进制数，用十个不同的符号来表示：0、1、2、3、4、5、6、7、8、9，称为代码。2．二进制二进制数只有两个代码“0”和“1”，所有的数据都由它们的组合来实现。二进制数据在进行运算时，遵守“逢二进一，借一当二”的原则。3．十六进制十六进制数采用0~9和A、B、C、D、E、F六个英文字母一起构成十六个代码。返回本节目录1.2.3不同进制之间的转换1．二进制与十进制的相互转换二进制数要转换成十进制数非常简单，只需将每一位数字乘以它的权2n，再以十进制的方法相加就可以得到它的十进制的值（注意，小数点左侧相邻位的权为20，从右向左，每移一位，幂次加1）。【例1】（10110.011）B=1×24+0×23+1×22+1×21+0×20+0×2-1+1×2-2+1×2-3=（22.375）D十进制数据转换成二进制采用的是倒除法，即“除2取余”的方法。具体过程介绍如下：（1）将十进制数除2，保存余数。（2）若商为0，则进行第三步，否则，用商代替原十进制数，重复第1步。（3）将所有的余数找出，最后得到的余数作为最高位，最先得出的余数作为最低位，由各余数依次排列而成的新的数据就是转换成二进制的结果。22362118……………0259……………0229……………1214……………127……………023……………121……………10……………1二进制数的低位二进制数的高位【例2】将（236）D转换成二进制。转换过程如图1-1所示。图1-1将十进制数转变成二进制数2．二进制数与十六进制数的相互转换图1-2将二进制数转变成十六进制数由于16=24，所以在将二进制数转换成十六进制数时，从最右侧开始，每四位二进制数划为一组，用一位十六进制数代替，也称为“以四换一”；十六进制数转换成二进制数时正好相反，一位十六进制数用四位二进制数来替换，也称“以一换四”。图1-2将二进制数转变成十六进制数01100101110165D3．十六进制与十进制的相互转换十六进制数与十进制数相互转换时，可以分成两步完成：将待转换的十六进制数转换成二进制，然后再将二进制数转换成十进制。返回本节目录1.2.4计算机中数据的表示方法1．原码一个二进制数同时包含符号和数值两部分，用最高位表示符号，其余位表示数值，这种表示带符号数的方法为原码表示法。2．反码反码是另一种表示有符号数的方法。对于正数，其反码与原码相同；对于负数，在求反码的时候，除了符号位外，其余各位按位取反，即“1”都换成“0”，“0”都换成“1”。3．补码补码是表示带符号数的最直接方法。对于正数，其补码与原码相同；对于负数，则其补码为反码加1。4．数的小数点表示法（1）数的定点表示（2）数的浮点表示••图1-6小数点在符号位之后图1-7小数点在数据之后符号位符号位纯小数如图1-6所示，纯整数如图1-7所示。阶符阶码数符尾数图1-8计算机中浮点数的表示返回本节目录1.2.5常用信息编码1．BCD码2．ASCII码表1-4十进制数和BCD码对照表十进制BCD码十进制BCD码00000501011000160110200107011130011810004010091001表1-57位ASCII码表76543210000010100111001011101110000NULDLESP0@P′p0001SOHDC1！1AQaq0010STXDC2”2BRbr0011ETXDC3#3CScs0100EOTDC4$4DTdt0101ENQNAK%5EUeu0110ACKSYN&6FVfv76543210000010100111001011101110111BELETB’7GWgw1000BSCAN（8HXhx1001HTEM）9IYiy1010LFSUB*：JZjz1011VTESC+；K[k{1100FFFS，L\l|1101CRGS–=M]m}1110SORS.N↑n~1111SIVS/？O↓oDEL返回本节目录1.3微型计算机系统的组成1.3.1微型计算机基本工作原理1.3.2微机硬件系统1.3.3微机软件系统返回本章首页1.3.1微型计算机基本工作原理1．微机系统的组成微型计算机由硬件系统和软件系统组成。硬件指的是所能够看得见的组成计算机的物理设备，例如：显示器、主机等，是构成计算机的实体；软件是用来指挥计算机完成具体工作的程序和数据，是整个计算机的灵魂。２．微机系统的工作原理软件系统运算器中央处理器(CPU)控制器只读存储器（ROM）存储器随机读写存储器（RAM）输入设备（键盘、鼠标、扫描仪等）输出设备（显示器、打印机等）系统软件（DOS、Windows、Unix等）应用软件（Office、Protel等）硬件系统微机系统图1-9微机系统数据设备数据请求信号控制信号指令操作命令请求信号地址控制信号输出信息原始数据、程序输出设备存储器反馈信号输入设备运算器控制器图1-10微机硬件系统组成图返回本节目录1.3.2微机硬件系统1．运算器2．控制器3．存储器4．输入设备5．输出设备1．运算器运算器是计算机的核心部件，主要负责对信息的加工处理。运算器不断地从存储器中得到要加工的数据，对其进行加、减、乘、除及各种逻辑运算，并将最后的结果送回存储器中，整个过程在控制器的指挥下有条不紊地进行。2．控制器控制器是计算机的指挥中枢，主要作用是使计算机能够自动地执行命令。3．存储器存储器主要负责对数据和控制信息的存储，是计算机的记忆单元。存储器分为内存和外存两种。（1）内存也称主存。内存分成只读存储器（ROM）和随机读写存储器（RAM）两种。（2）外存外存也称为辅助存储器。外存分为磁介质型存储器和光介质型存储器两种，磁介质型常指硬盘和软盘，光介质型则指光盘。软盘正面软盘反面图1-12磁盘的磁道及扇区4．输入设备外部信息与计算机的接口称为输入设备。常用的输入设备有键盘、鼠标和扫描仪等。（1）键盘图1-13101键键盘示意图（2）鼠标鼠标的外形非常像一只老鼠，所以取名鼠标，在Windows及网络中使用频率相当高，可以代替键盘的大部分功能。鼠标分为机械式、光学式和光学机械式三种，对鼠标的操作可分为左击、右击、双击及拖动，这四种不同的操作可以实现不同的功能。（3）扫描仪扫描仪是计算机输入图片使用的主要设备，它内部有一套光电转换系统，可以把各种图片信息转换成计算机图像数据，并传送给计算机，再由计算机进行图像处理、编辑、存储、打印输出或传送给其他设备。按色彩来分，扫描仪分成单色和彩色两种；按操作方式分，可分为手持式和台式扫描仪。扫描仪的主要技术指标有分辨率、灰度层次、扫描速度等。5．输出设备（1）显示器：显示器由监视器和显示适配卡组成，是最常用的输出设备。（2）打印机：打印机也是计算机中最常用的输出设备。按输出方式可分为击打式和非击打式，击打式以针式打印机为主要代表，非击打式以激光打印机和喷墨打印机为主流。返回本节目录1.3.3微机软件系统软件是微机的灵魂。没有安装软件的微机称为“裸机”，无法完成任何工作。微机软件分成系统软件和应用软件两大类。1．系统软件系统软件用来管理和控制计算机的各种操作，是计算机的基础软件。常用的系统软件有Dos、Windows及各种语言系统。高级语言源程序执行结果解释并执行机器语言目标程序执行结果编译运行编译程序（事先装入计算机）翻译程序（事先装入计算机）高级语言源程序图1-14编译过程示意图图1-15解释过程示意图用汇编语言和各种高级语言编写出来的程序称为源程序，将高级语言或汇编语言经编译后产生的机器语言程序称为目标程序。2．应用程序应用程序是用各种高级语言编写出来的具有特定功能的程序，例如：Word、NetAnt、金山解霸等。应用程序是面向用户的最高层程序。返回本节目录1.4多媒体技术应用基础1.4.1多媒体的基本概念1.4.2多媒体系统的硬件1.4.3多媒体系统的软件1.4.4多媒体技术的应用返回本章首页1.4.1多媒体的基本概念1．什么是“多媒体”媒体是指表示和传播信息的载体，当这种载体可表示和传播两种或两种以上的信息时，称之为多媒体。2．多媒体信息的表示（1）声音信息的表示（2）视觉信息的表示返回本节目录1.4.2多媒体系统的硬件多媒体系统根据应用的领域不同，硬件也不相同。多媒体计算机一般应该配置有CD-ROM、声卡、显示卡、音箱等硬件，根据需要还可以配置扫描仪、数码相机、彩色喷墨打印机、MODEM等。1．声卡图1-16多媒体声卡2．显示卡图1-17显示卡3．MODEMMODEM也称为调制解调器，昵称“猫”，是用于多媒体计算机联接互联网的专门设备。MODEM分为内置式和外置式两种。内置式的为板卡形式，插于主板的扩展槽中；外置式MODEM的外形像个盒子，置