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第一章计算机基础知识【知识点】1.计算机的发展2.计算机系统的组成3.计算机中的数制4.数据在计算机中的表示5.计算机病毒。【重点和难点】计算机系统的组成；进制转换；汉字的编码转换【理论课时】4课时【实验课时】0课时4.1计算机概述主要内容：计算机的发展；计算机的特点；计算机的应用领域（简单了解）详细内容：一、计算机的发展1946年2月14日，为了美国陆军进行新式火炮试验所涉及的复杂弹道计算，美国宾夕法尼亚大学研制出第一台电子计算机，取名为ENIAC。出示图片1、2（有密密麻麻的开关按钮，东缠西绕的各类导线，忽明忽暗的指示灯，正在工作的科学家。我们仿佛来到一间正在开工中的纺织车间。所以ENIAC是个地地道道的庞然大物，它重30吨，占地170平方米，需要用一间30多米长的大房间才能存放。尽管如此，“埃尼阿克”的计算速度却是手工计算的20万倍、继电器计算机的1000倍。它的出现标志这计算机时代的到来，具有划时代的意义。）此后计算机的发展过程中，电子器件的发展对计算机的更新换代起着决定性的作用。据统计，电子计算机每5到8年，其运算速度可提高10倍，而体积可缩小到1/10,成本降低到1/10。计算机的发展有两极化的趋势1、巨型机：适应军事和尖端科学的需要。2、微型机：电子词典、掌上电脑、笔记本电脑等微型计算机。以适应个人和商用的需要。二、计算机的特点1、运算速度高：MIPS1Mips=每秒执行100万条指令2、计算精度高(能表示的有效数字达到15位，甚至上百位)3、具有记忆能力（具有类似于大脑的记忆能力，可以对数据、程序进行存储4、具有逻辑判断能力（能进行逻辑判断，根据判断的结果自动决定下一步应做什么）5、自动化程度高（自动完成指定的任务，不需要人的过多参与）三、计算机的应用领域1、数值计算（科学运算）解决科学研究和工程技术中的复杂计算。如人造卫星轨道的计算、气象预报、地震预测等2、信息管理如办公自动化、学生成绩管理、成本核算、库存管理等3、过程控制对生产过程的控制，如人造卫星、航天飞船、导弹都是采用计算机控制的。4、辅助工程：计算机辅助设计CAD(Computer－AidedDesign)利用计算机帮助各类人员进行设计。如用在飞机、轮船、机械、建筑、服装等产品设计中。计算机辅助制造CAM（Computer－AidedManufacturing）利用计算机进行生产设备的管理、控制和操作的技术。计算机辅助教育CBE（Computer－BASEdEducation）计算机辅助教学CAI（Computer－AssistedInstruction）计算机辅助测试CAT（Computer－AidedTesting）计算机管理教学CMI（Computer－ManagermentInstruction）CIMS计算机集成制造系统实现制造和管理完全自动化4、人工智能利用计算机来模拟人的某些智能，使计算机具有识别文字、图像、声音，推理、联想及学习能力。如“专家系统”“机器人”。5、计算机网络通信（实现硬件、软件资源的共享）1.4计算机系统的基本组成主要内容：硬件系统（重点）；计算机的工作原理；软件系统；详细内容：课堂活动：出示“电脑配置单”请学生解释其中的配置信息一、硬件系统是指所有构成计算机的物理实体。（一）微处理器CPU（CentralProcessingUnit）计算机的运算和控制中心。它是整个电脑最核心的部分，所有其他电脑配件都听从它调度指挥，就象人的大脑每时每刻都控制着我们的一举一动一样。1、运算器(算术逻辑单元，简称ALU)：主要完成各种算术运算和逻辑运算。2、控制器：计算机的指挥控制中心，它的主要任务是从内存储器中读取指令，经过译码分析，再向各部件发出执行指令的控制信号。（存取指令和执行指令）主要技术性能指标：（1）主频率：主时钟工作的频率。很大程度上决定了CPU的处理速度，主频越高，速度越快。单位是Hz（赫兹）。（2）字长：是计算机一次读或写可处理的二进制位数。一般字长越长，计算机处理数据的精度越高，性能越好。（二）、内存储器：主要用来存放当前运行所需的程序和数据。1、随机存取存储器(RAM)：RAM中的信息可以随机地读出和写入，但计算机断电后，信息会丢失.2、只读存储器(ROM)：信息只能被读出不能被写入，断电后，信息也不会丢失。33、、高高速速缓缓冲冲存存储储器器((CCaacchhee))弥补内存的运行速度与CPU运行速度之间的差距。CPU对Cache的访问速度比一般内存快得多。主要性能指标：内存容量：指内存能存储信息的字节数。如：128MB512MB。容量越大，所能存储的数据和运行的程序越多，程序的运行速度越快。计算机处理信息的能力越强。（三）外存储器常用的外存储器有三种：软盘存储器、硬盘存储器、光盘存储器。A、软盘存储器1、尺寸:3.5英寸盘2、写保护口3、存储格式磁面磁道（同心圆信息记录道,编号由0开始）扇区4、软盘的容量=磁面数×磁道数×扇区数×512B＝2*80*18*512＝1.44MB5、磁盘格式化：格式化就是对磁盘划分磁道和扇区。还可以检查磁盘上是否有坏的扇区，以后存放时会避开这些扇区7、软盘驱动器。软盘的读写装置B、硬盘存储器：由多个金属盘片组成，并有多个磁头同时读写。目前微机上常用的是直径直径3.5英寸、采用IDE/EIDE接口的硬盘，它的特点是把磁头、盘片和执行机构都密封在同一个金属结构腔体内，与外界隔绝，这就是所谓温彻斯特硬盘。1、容量：60GB80GB120GB等2、转速：5400转/分7200转/分等使用时一是注意防止震动，二是由于硬盘转速快，关机后不宜马上开机。C、光盘存储器光盘是用光学方式进行读写信息的原盘。主要原理是利用激光在某种介质上写入信息，然后在利用激光读出信息。1、CD－ROW（只读型光盘）存储容量如：640Mb数据传输速率指标1倍速指每秒可传输150kb的数据。如：48倍速、50倍速等2、CD-R（一次写入型光盘）光盘刻录机3、CD-RW（可擦写光盘）4、DVD光盘7.5GB17GB光盘驱动器：光盘的读写装置D、特点：1、与内存比较，外存容量一般都比较大，但存取速度慢。外存不能直接与CPU交换信息。2、速度比较CACHE内存硬盘光盘软盘(四)基本输入设备1.键盘2.鼠标(Mouse)机械式鼠标、光电式鼠标3、其它设备：手写板、扫描仪、摄像头等(五)基本输出设备1.显示器阴极射线管显示器(CRT)、液晶显示器（LCD）。几个重要概念：像素：点距：屏幕上相邻两个像素点间的距离。点距越小，图像越清晰，细节越清楚。0.25毫米分辨率：屏幕上每行每列能显示的点数，分辨率越高，图像越清晰。1024*768真彩色：显示器能显示多少颜色，主要由表示颜色的位数来决定。是以24位或32位来表示颜色。如，采用16位，能表示216＝64k种颜色。显示卡：主机与显示器之间的接口电路。如VGASVGATVGA标准2、打印机击打式打印机：针式打印机：打印头上有若干根排成一列的打印针。打印时使相应的针击打色带。非击打式打印机：喷墨打印机通过喷头把墨水喷射到纸上来形成字符激光打印机是激光技术和电子照相技术相结合的产物3、其它设备：绘图仪等（六）其他外部设备1.主板使CPU与外部设备之间能协同工作，不出差错2、总线：是计算机传输指令、地址、数据的线路，是计算机各部件联系的桥梁。数据总线、地址总线、控制总线按总线在计算机中的位置，可分为机器内部总线：计算机内部个部件通信的总线。如pci总线、AGP总线。机器外部总线：计算机内部与外设通信的总线。如IDE、SCSI、USB总线。3、声卡:实现模拟声音信号和数字声音信号的转换。4、调制解调器（modem）实现数字信号和模拟信号的转换。5、网卡三、计算机的工作原理:美籍匈牙利数学家冯.诺依曼提出计算机设计的重要思想“存储程序及程序控制”。四、软件系统软件系统是指程序以及开发、使用、维护程序所需要的所有文档的集合。1、系统软件管理、控制、监视、维护计算机正常工作的各类程序•操作系统：是是用户和计算机的接口。对硬件、软件资源进行管理。操作系统的功能:CPU管理、存储管理、设备管理、文件管理、作业管理•语言处理程序机器语言：是CPU唯一能识别的语言。汇编语言：面向机器的程序设计语言。汇编源程序必须经过一个翻译程序，翻译成机器语言目标程序。这个过程叫汇编。该翻译程序叫汇编程序高级语言：编译或解释成机器语言目标程序。常用的高级语言有：FORtran、Pascal、C语言、visualbasic、JAVA等•实用程序：文本编辑程序、连接程序、诊断程序、监控程序、打印管理程序等。2、应用软件为解决具体问题而开发的软件四、计算机系统的组成小结微型机系统硬件系统主机中央处理器运算器控制器内存储器只读存储器(ROM)随机存取存储器(RAM)外部设备外存储器输入、输出设备软件系统系统软件操作系统语言处理系统实用程序应用软件硬件是计算机的躯体，软件是计算机的灵魂，两者缺一不可。1.2计算机机中的数制一、数制的基本知识1、十进制（0，1，2.……9,10）逢十进一2、二进制（0，1）逢二进一3、八进制（0，1，2……，6，7）逢八进一4、十六进制（0，1，…9，A,B,C,D,E,F）逢十六进一计算机中使用二进制表示数据。例：”A”(01000001)“1”(00110001)优点：硬件上容易实现，运算规则简单，便于机器执行.缺点：位数长，书写和阅读不方便，容易出错eg.以下4个数虽然未标明属于哪一种数制，但是可以肯定（）不是八进制数。A)1011B)7892C)432D)1234二、P进制转换成十进制基数权（位权）(258)10＝8*100+5*101+2*102“按权展开多项式求和”1、二进制转换成十进制(1011.101)2=1×20+1×21+1×23+1×2-1+1*2-2＝1+2+8+0.5+0.25＝（11.075）102、八进制转换成十进制（765）8＝5*80+6*81+7*82＝5+48+448＝（501）103、十六进制进制转换成十进制（1A23）16＝3*160+2*161+10*162+1*163＝（6691）10三、十进制与P进制数间的转换1、十进制转换成二进制方法一：整数部分（除2取余）小数部分（乘2取整）例：（117.6875）D=()B方法二：分解数法例：(97)10＝()220212223242526272829210……12481632641282565211024……2-12-22-32-4……0.50.250.1250.0625……2、二进制数与八进制数之间的转换“三位一并法”;“一分为三”例：（11001011.01011）B＝（）O例：（245.36）O＝（）B3、二进制数与十六进制数之间的转换“四位一并法”;“一分为四”例：（11001011.01011）B＝（）H例：（1A5.C2）H＝（）B1.3数据在计算机中的数据表示一、计算机的数据单位1、位(bit)：比特，指二进制数的一个位，数据的最小单位。2、字节（Byte）是计算机存储数据的最小单位即1B=8bit1KB=1024B1MB=1024KB1GB=1024MB1TB=1024GB3、字：计算机内部一次基本操作可同时处理的二进制代码。4、字长：组成一个字的二进制位数。现代计算机的字长通常是字节的整数倍。如16位、32位、64位等二、数值的表示1、无符号整数例：8位无符号二进制数能表示的数的范围00000000最小值0……..11111111最大值28-1＝255例、下列4个无符号数二进制整数中，能用8个二进制位表示的是（）A)257B)201C)313D)2962、有符号整数例、16个二进制位可表示整数的范围是（）A)0~65535B)–32768~32767C)–32768~32768D)–32768~32767或0~65535说明：1、无符号数0000000000000000（0）……………………1111111111111111（65535）2、有符号数正数：000000