第1章 计算机基础知识
第1章计算机基础知识
第1 章计算机基础知识1．1 思考题1．计算机的定义与特点是什么？计算机自1946 年诞生以来，哪几件事情对它的普及影响最大？为什么？【答】计算机的定义：现代计算机通常指电子计算机，这是一种能够存储程序和数据、自动执行程序，快速而高效地完成对各种数字化信息处理的电子设备。
它能部分地代替人的脑力劳动，因此也俗称为电脑。
计算机的特点：运行速度快，计算精确度高，可靠性好，记忆和逻辑判断能力强，存储容量大而且不易损失，具有多媒体以及网络功能等。
计算机自1946 年诞生以来，以下几个方面的发展对它的普及影响最大：（1）组成计算机的主要电子器件，由电子管到中小规模、大规模和超大规模集成电路的变化，使得计算机的成本不断下降，体积不断缩小，功能不断增强，特别是微型计算机的出现，使得计算机广泛普及进而走进寻常百姓家成为可能。
（2）多媒体技术的快速发展，使得多媒体计算机成为学习、办公和家庭电脑的主流。
（3）网络技术特别是1995 年以后网络技术的迅速发展，并进入普通家庭，使计算机的发展进入了网络、微机、多媒体时代，或简称为进入了计算机网络时代，更进一步推动了计算机的普及。
2．什么是计算机的主要应用领域？试分别举例说明。
【答】计算机的主要应用领域有科学计算（也称数值运算）、数据处理（也信息处理）、自动控制（也称是实时控制或过程控制）、人工智能、网络应用、计算机模拟、计算机辅助设计、计算机辅助制造、计算机辅助教育等。
计算机的应用实例随处可见，读者可自行列举生活、工作中的许多例子。
3．计算机的主要类型有哪些？自从1975 年到现在的这些年中，PC 发生了哪些巨大的变化试用几句话概括这些变化的特点。
【答】计算机的主要类型有巨型机、大型主机（也称大型机）、小巨型机、小型机、工作站和微型机 6 类。
20 世纪70 年代中期出现的苹果机和20 世纪80 年代初期出现的IBM PC，均属卫星计算机（简称微型机或微机）。
IBM PC 及其兼容机又简称为PC。
第1章计算机基础知识
计算机硬件的发展
电子计算机按其性能分类：
巨型计算机 大型计算机 中型计算机 小型计算机 微型计算机
4
微型计算机是第四代计算机的典型代表
微型计算机的发展
5
发展到以大规模集成电路为主要部件的第四代， 产生了微型计算机 以大规模、超大规模集成电路为主要部件，以 集成了计算机主要部件——控制器和运算器的 微处理器为核心所构造出的计算机系统 微处理器(Microprocessor)/微型计算机 (Microcomputer) 1971年，Intel公司设计了世界上第一个微处 理器芯片Intel4004，开创了一个全新的计算机 时代
同余的概念
同余的性质：
a+M=a(mod M)； a+nM=a(mod M)； 例：以12为模，-4+12=-4 (mod 12) 8= -4 (mod 12) 我们称8与-4对模12来说互为补数。
26
小结：
通过补数，将负数变成正数(减法变成加法) 计算机字长为n时，其模为2n (1 00······00) 计算机的序数是从0开始的，故2n在n位系统中是无 法表示的，它的表示形式与0的表示形式是一样的。
原码
数0的原码有两种不同形式:
[+0]原=00000000B [-0]原=10000000B
21
原码范围：
-127~127 11111111~01111111(0FFH~7FH)
例：8位原码机器数：
真值：x1＝ 84 = +1010100B x2 ＝－84＝－ 1010100B 机器数：[x1]原 = 01010100 [x2]原 = 11010100
符号位 数值位
机器数及真值
当一个数据用16位表示时，用最高位 D15表示符号
第一章计算机基础知识
(2)应用软件 在计算机软硬件基础上为某一专门应用目的而设计开发的软件称为应 用软件.应用软件大致可以分为三大类:通用应用软件,用于专门行业的应 用软件和定制软件. 1.2.4 微型计算机系统的硬件组成 1.CPU(Central Processing Unit) CPU即中央处理单元,又称微处 CPU即中央处理单元,又称微处 理器.是一块集成了运 算器和控制器的半导体芯片,是整个计算机系统的 "大脑". 大脑" 2.系统主板(Main board)系统主板又称为母板是微型计算机中最大的一块集 .系统主板(Main board)系统主板又称为母板是微型计算机中最大的一块集 成电路板.
1.2 计算机系统的基本组成及工作原理
1.2.1 计算机系统的组成 一个完整的计算机系统有硬件系统和软件系统两部分组成.
运算器 CPU 控制器 主 机 内存(主存) 硬件系统 计 算 机 系 统 输入设备:键盘,鼠标,扫描仪 输出设备:显示器,打印机,绘图仪
系统软件:操作体统,语言处理程序
软件系统
CMOS ISA 插槽 主板电池 控制芯片 PCI 插槽 串 行/并 口 插 槽 Socket7 插槽 键盘插座 CACHE 内存插槽
3.内存储器 (1)随机存取存储器(Random Access Memory,简称RAM) )随机存取存储器(Random Memory,简称RAM)
(2)只读存储器(Read Only Memory,简称ROM) )只读存储器(Read Memory,简称ROM) 只读存储器简称ROM.CPU从它们中读取信息,而不能写入信息. 只读存储器简称ROM.CPU从它们中读取信息,而不能写入信息. (3)高速缓冲存储器(Cache) )高速缓冲存储器(Cache)
第1章 计算机基础知识
1.1.3 计算机的分类
1、按规模和综合性能指标分类 1) 巨型机：运算速度快，可达到数百亿次/秒。处理能力最强：航天、
气象等尖端领域。我国的“银河”、“神威”和“曙光” 等
2)大型机：运算速度在100万～几千万次/秒，大型、通用、速度较快、
1.2.1 计算机的基本结构
1．冯·诺依曼型计算机的基本结构 1945年美籍匈牙利科学家冯·诺依曼(Von Neumann)提
出了一个“存储程序”的计算机方案。这个方案包含3个 要点：
⑴采用二进制数的形式表示数据和指令。
⑵将指令和数据存放在存储器中。
⑶计算机硬件由控制器、运算器、存储器、输入设备和输 出设备5大部分组成。
随机存储器 （RAM）
计
内存储器 （内存）
算 机
外存储器（外存）
只读存储器 （ROM） 软盘
硬盘
系
光盘
统
键盘
外设
结
输入
图
显示器、投影机
输出设备（Output）
打印机
微机计算机系统
操作系统
绘图仪
语言处理程序
数据库管理系统
网络通信管理程序
系统软件 应用软件 软件系统
应用软件包 用户程序
几种类型的CPU（奔腾4、赛扬D、AMD）
Pentium 4 506+ 2.66G 接口类型：LGA 775
CPU主频：2.66 针脚数（Pin）：775
CPU外频： 制作工艺：0.09微米 二级缓存容量：1M CPU类型：台式机
64位技术：支持
Celeron D 346 3.06G 接口类型：LGA 775
第1章 计算机基础知识
第一章计算机基础知识1.1 计算机系统的组成硬件系统和软件系统1.11计算机的发展阶段1946-1957年电子管计算机1958-1964年晶体管计算机1965-1970年集成电路计算机1971年以后大规模集成电路计算机1.12“储存程序”工作原理计算机使用储存程序工作原理1.13 计算机指令系统（1）计算机指令系统的发展系列计算机复杂指令系统计算机精简指令系统计算机（2）指令的类型数据传送类指令MOV算术逻辑类指令ADD判定控制类指令CMP（3）指令的寻址方式立即寻址指令中带操作数寄存器寻址指令中带寄存器编号,寄存器中存操作数直接寻址指令中带操作数的地址寄存器间接寻址指令中带寄存器的编号，寄存器中带操作数的地址寄存器相对寻址基址寄存器中的地址加上指令中的地址为操作数的地址1.14 计算机的硬件组成运算器控制器存储器输入设备输出设备运算器和控制器成为中央处理器1.15 微处理器具有中央处理器功能的大规模集成电路分为：通用微处理器嵌入式微处理器数字信号处理器1.16 总线Cpu-内存总线i/o总线有：PCI总线usb 通用串行总线1394 高速串行总线Firewire1.17 计算机的软件组成A : 系统软件包括：程序设计语言处理；操作系统；数据库管理软件；服务性程序机器语言汇编语言翻译为机器语言（目标程序）执行高级语言高级语言(源程序) 编译为机器语言（目标程序）执行或者边解释边执行B: 应用软件1.18 计算机的配置和技术指标运算速度与主频存取周期以及何种指令系统有关主频字长决定了可处理的指令的长度存储容量数据传输率1.19 计算机的应用领域科学和工程计算数据和信息处理过程控制计算机辅助系统工程辅助设计（CAD）辅助制造（CAM）辅助测试（CAT）辅助教学（CAI）人工智能逻辑推理；理解自然语言，辅助疾病诊断等网络应用1.2 计算机中的信息表示1.21 计算机中的信息单位二进制1.22 基本的二进制运算1.23 数据在计算机中的表达方式原码反码补码1.24 计算机中的非数值信息一个字节的ASCII码1.3 计算机网络基础1.31 网络的基本概念（1）网络的形成与发展（2）计算机网络的主要特征计算机网络建立的主要目的是实现计算机资源的共享（资源共享）互联的计算机是分布在不同地理位置的多台独立的“自治计算机”联网计算机之间的通信必须遵循共同的网络协议网络协议三要素：语法，语义，时序语法：规定了用户数据与控制信息的结构与格式语义：规定了用户控制信息的意义以及完成控制的动作与相应时序：是对事件实现顺序的详细说明1.32 网络的分类根据传输技术分为：广播式网络点—点式网络需要通过路由选择算法根据覆盖范围分为：局域网，城域网，广域网广域网（远程网）：主要使用分组交换技术X.25网：建立在速率较低，误码率较高的电缆传输介质上，包括了差错控制，流量控制，阻塞控制等功能。
第一章 计算机基础知识
第一章计算机基础知识主要内容●计算机发展简介●计算机的特点与应用领域●计算机系统的组成●计算机中信息的表示●数制间的转换●计算机病毒知识要点一、计算机发展简介计算机（Computer）：俗称电脑，世界上第一台计算机ENIAC诞生于1946年在美国的宾夕法尼亚大学。
计算机从诞生到现在，根据构成计算机的主要电子元件的不同，可以划分为四个发展阶段。
第一代：主要电子元件为电子管，运算速度以毫秒（ms）为单位；第二代：主要电子元件为晶体管，运算速度以微秒（μs）为单位；第三代：主要电子元件为集成电路，运算速度以纳秒（ns）为单位；第四代：主要电子元件为大规模和超大规模集成电路，运算速度以（ps）为单位。
1956年约翰·麦卡锡提出了人工智能的的概念。
说明：计算机发展趋势向着微型化、巨型化、网络化和智能化四个方向发展。
图灵被称为计算机科学之父、人工智能之父。
二、计算机的特点与应用领域1．计算机的特点运算速度快；计算精度高；存储容量大；具有记忆和逻辑判断能力；自动化程度高。
2．计算机的应用领域（1）数值计算（科学计算）：用计算机来处理科学研究和工程技术中的问题；（2）信息处理（数据处理）：办公自动化、企事业计算机辅助管理与决策、情报检索、图书管理、电影电视动画设计、会计电算化等都属于数据处理，计算机应用中有80%以上都属于数据处理。
（3）计算机辅助技术：CAI（计算机辅助教学）、CAD（计算机辅助设计）、CAM（计算机辅助制造）。
（4）过程控制（实时控制）：主要应用于现代化的工业生产中。
（5）人工智能：如机器人、指纹识别、语音识别等。
三、数制间的转换1．二、八、十六进制数转换为十进制数将二、八、十六进制数转换为十进制数采用的“按权展开式”的方法进行计算。
2．十进制数转换为二、八、十六进制数（1）整数部分的转换方法：除基取余倒排法。
（2）小数部分的转换方法：乘基取整顺排法。
3．二进制数转换为八、十六进制数将二进制数从小数点位置划开，向左和向右分别以三位或四位为一个组，然后将每个组表示成八进制数或十六进制数即可。
第一节 计算机基础知识
计算过程在程序控制下自动执行，中间无需人工干预，
每秒可做5000个加法，或500次乘法，或50次除法，工
作一小时完成的计算量相当于100个人用手摇计算机计
算两个月。"埃尼克''被认为是电子计算机的始祖，它开
创了电子计算机的历史。
3
4
▪ 2.计算机的发展
1.1.2 微型计算机的发展 概况
▪1．第一代（1971~1973年）4位型计算机 ▪2．第二代（1974~1978年）8位型计算机 ▪3．第三代（1979~1985年）16位型计算机 ▪4．第四代（1986~1992年）32位型计算机 ▪5．第五代（1993~今）64位型计算机 ▪位：指的是机器的字长，字长越长，其精度 越高。
已达几十亿次。
▪ 我国"银河"计算机
每秒达几亿次。
7
▪ 2 .计算精度高
▪ 一般电子计算机可以有十几位有效数字，有的在百位以上甚至更 高。
▪ 3.有较强的记忆能力
▪ 计算机能自动记忆住进入计算机的数据和程序，记忆的数据可以 达到几千万甚至几亿个。
▪ 4. 具有逻辑判断能力，自动化程度高
▪ 计算机并无自己的意志，它不能自己启动，不会自己寻求问题和 制定求解问题的方案，计算机必须接受人的指令。但是，一旦人 们把求解问题的一串指令输入机器启动后，计算机就能按照程序 自动地进行工作直到完成为止，工作过程中一般不需要的人工干 预。它不但能顺序地逐个执行指令，也能按照程序的规定通过逻 辑判断选定下一步要执行的指令，还可按照程序的规定使某些指 令反复执行若干遍。
大家好
1
第一章 计算机基础知识
2
第一章 计算机基础 1.1计算机概述
第一章计算机基础知识
十进制小数0.8125转换为二进制小数。
0.8125 0.625 0.25 0.5
Х 2 Х 2 Х 2 Х2
1.6250 1.250 0.50 1.0
取整数部分： 1 b-1
1
0
1
b-2
b-3
b-4
小数部分可得： （0.8125）10=（0.1101）2 因此：69.8125D=100010.1101B
§2 计算机中信息的表示与存储
二、数制的转换 十→二 A
例1、3 把十进制数69.8125转换为二进制数
2 69
余数
对
2 34
整 数
2 17
69
28
转
24
1……b0 0……b1 1……b2 0……b3
换
22
0……b4
21
0……b5
0
1……b6
整数部分： （69）10=（1000101）2
§2 计算机中信息的表示与存储
位权：某数制每一位所具有的权值。如十进制的 个位的位权是“1”，百位的位权是“100”。
§2 计算机中信息的表示与存储
一、进位计数制 各进制的比较
数制 尾标
二进制 八进制 十六进 十进制 制
(2)、B (8)、O (16)、H (10)、D
数码 K 0、1 0～7
基数 R 2
8
位权
Fi=Ri
0 ～9， 0 ～9 A～F
计算机文化基础
第一章 计算机基础知识
第1章 计算机基础知识
§1 计算机的发展和应用 §2 计算机中信息的表示与存储 §3 计算机硬件系统 §4 计算机软件系统
§1 计算机的发展和应用
计算机基础知识
第1章 计 算 机 基 础 知 识
1.3.2 各种进制数之间的转换
1. 二进制、八进制、十六进制之间的转换 ⑴ 二进制数转换为八进制、十六进制数 转换规则是以小数点为中心，左右“按位组合”前后不够补0。 即八进制是按三位组合，十六进制是按四位组合。 例：把（11010111.01111）2转换为八进制数、十六进制数。 （11010111.01111）2=（011,010,111.011,110）2=（327.36）8 （11010111.01111）2=（1101,0111.0111,1000）2=（D7.78）16
4．计算机的发展趋势
计算机的发展正朝着如下几方面发展： ⑴ 巨型化 ⑵ 微型化 ⑶ 网络化 ⑷ 智能化 ⑸ 多媒体化
计 算 机 的 产 生 与 发 展
第1章 计 算 机 基 础 知 识
1.1.2 计算机的分类
可以从不同的角度对计算机进行分类。 按照计算机原理可分为：数字式电子计算机、模拟式电子计算 机和混合式电子计算机；
计 算 机 的 产 生 与 发 展
凡按冯·诺依曼思想设计的计算机叫冯·诺依曼型计算机。
第1章 计 算 机 基 础 知 识
3．计算机时代的划分 依据计算机性能和当时软硬件技术（主要根据所使用的电子器 件），将计算机的发展时代划分成以下四个阶段。
计 算 机 的 产 生 与 发 展
第一阶段，1946年～1957年，主要以电子管作为基本电子器件
第1章 计 算 机 基 础 知 识
标 准 ASCII 码 字 符 编 码 表
字 符 的 二 进 制 编 码
第1章 计 算 机 基 础 知 识
2．扩展ASCII码 ASCII码的8位二进制数的最高位（最左边一位）为数字1的称为 扩展ASCII码，扩展部分的范围为128~255，代表128个扩展字符。 8位ASCII码总共代表256个字符。其扩展部分（128~255）在不同的 计算机上可能会有不同的字符定义。例如，中国把ASCII码扩展部 分作为汉字的编码。
第1章计算机基础知识
1.第一台电子计算机是1946年在美国诞生的，该机的英文缩写是ENIAC。
2. 第一台电子数字计算机使用的主要元器件是电子管。
3.人们习惯于将计算机的发展划分为四代，划分的主要依据是计算机所使用的主要元器件。
4.第一台电子数字计算机的运算速度为每秒5000次。
5.第一代计算机的主要应用领域是军事和国防。
6.形成冯.诺伊曼计算机基本结构是在第一代计算机时代，编程采用机器语言和汇编语言。
7.第一代计算机体积大、耗电多、性能低，其主要原因是制约于元器件。
8. 第二代电子计算机的主要元件是晶体管。
9.第二代计算机的运算速度大约为每秒几十万次。
10.计算机发展过程中，提出操作系统概念和开始出现鼠标，并作为输入设备是在第二代计算机的时代。
11.开创计算机处理文字和图形的新阶段是在第二代计算机的时代。
12. 第三代计算机采用的主要电子器件为小规模集成电路。
13. 以集成电路为基本元件的第三代计算机出现的时间为1965-1970。
14. 出现分时操作系统和出现结构化程序设计方法是在第三代计算机的时代。
15. 第三代计算机的运算速度大约是每秒100万次。
16.当前的计算机一般被认为是第四代计算机，它所采用的逻辑元件是大规模、超大规模集成电路。
17.以微处理器为核心组成的微型计算机属于计算机的第四代。
18.LSI的含义是大规模集成电路，VLSI的含义是超大规模集成电路。
19.现代计算机之所以能够自动、连续地进行数据处理，主要是因为具有存储程序的功能。
20.第四代计算机问世的标志是1971年，Intel推出微处理器4004。
21.计算机可分为数字计算机、模拟计算机和混合计算机，这种分类是依据处理数据的方式。
22.以数字量作为运算对象的计算机称为电子数字计算机。
23.用连续变化的模拟量作为运算量的计算机是电子模拟计算机。
24.既可以接收、处理和输出模拟量，也可以接收、处理和输出数字量的计算机是数模混合计算机。
25.将计算机分为通用计算机、专用计算机两类的分类标准是计算机使用范围。
第1章计算机基础知识1
2.应用软件：
为了解决实际问题而设计的程序系统称为应用软件，从服务对象上可分为：通用软件、专 用软件。
1.3 数制与编码
1.3.1 1.3.2 1.3.3 1.3.4 1.3.5 数制 数制之间的转换 二进制数的运算 计算机中数的表示 文字信息在计算机内部的表示
1.3.1 数制 ——十进制
【例1.1】 1999可表示成： 1×1000＋9×100＋9×10＋9×1 ＝1×103＋9×102＋9×101＋9×100 式中每个数字符号的位置不同，它所代表的数值大小也不同，这就是 经常所说的个位、十位、百位、千位、..的意思。 由数的位置不同决定的值称为位值，或称 “权”。 二进制数也是一种进位计数制，但它的基数是2。数中0和1的位置不同， 它所代表的数值也不同。
计算机应用基础
郑州科技学院
课程介绍
计算机基础知识 计算机硬件系统 计算机操作系统 Word2003 Excel2003 PowerPoint2003 网络与多媒体
学 习 目 标
了解计算机的发展史和计算机的应用领域 掌握数制的基本概念及进制的转换 掌握计算机中信息的编码 掌握计算机系统的基本组成及各组成部分的 功能与技术指标 了解计算机硬件安全和信息安全知识
1.3.3 二进制数的运算
1．二进制数的算数运算：加减、乘除法运算 0+0=0 0+1= 1 1+0=1 1+1=10 0-0 =0 0-1=1 1-0=1 1-1= 0 0*0=0 0*1=0 1*0=0 1*1=1 2．二进制数的逻辑运算：与（AND） 、或（OR）、非（NOT)
0∧0=0 0∨0=0
补充：二进制数和八进制数互换
（１）二进制数转换成八进制数
转换方法：二进制数转换成八进制数时，只要从小数点位置 开始，向左或向右每三位二进制划分为一组（不足三位时可 补 0 ），然后写出每一组二进制数所对应的八进制数码即可。 【例1.6】 将二进制数（10110001.111）转换成八进制数： 010 110 001. 111 2 6 1 . 7 （10110001.111）2=（261.7）8。 （２）八进制转换为二进制 转换方法：将每位八进制数分别用三位二进制数表示，就可 完成八进制数和二进制数的转换。 【例1.7】 ：将（741.566）8转换成为二进制数 解（741.566）8=（111 100 001.101 110 110）2
第1章计算机基础知识
计算思维是运用计算机科学的基础概念进行问 题求解、系统设计、以及人类行为理解等涵盖 计算机科学之广度的一系列思维活动。
2. 计算思维的特征
把一个复杂的问题转化为若干简单问题的多次 重复 。
10
1.2 计算机中信息的表示
一、数制的定义
1. 进位计数制 按进位的方式计数的数制称为进位计数制。 在日常生活中存在着多种进位计数制，人们使用最多的 是十进制。在十进制数进位运算中，采用“逢十进一”； 一年有12个月，采用的是十二进制。 2. 位权 位权是指一个数字在某个固定位置上所代表的值，简称 “权”。 例如：十进制数358=3*102+5*101+8*100。 位权的值是基数的若干次幂10n。
整数部分 8 68 8 8 取余 4 0 1 ͯ ͯ 小数部分 0.4375 8 3.50 8 4.0
8 1
0
21
例1-6:将十进制(2347)10转换为十六进制数
整数部分 16 2347 取余 11
16 146
16 9
0
2
9
22
3. 二进制数与十六进制数之间的转换
【例】：将[111101.010111]2 =[0011 1101.0101 1100]2 =[3D.5C]16
• 计算机发展的4个时代
分代 第一代 第二代 第三代 时间 1946~1953 1954~1963 1964~1970 主要电子器件 电子管 晶体管
中小规模
技术特点
穿孔卡片，机器
语言和汇编语言
磁盘，高级语言，
科学计算，中小型 计算机 大型化，集中式计 算，远程终端 超大型化，微机化， 嵌入式，图形用户 界面，多媒体，网 络通信
计算机基础知识
(1 101 101 110. 110 101)2=(1556.65)8
1 5
5
6
6
5
(11 0110 1110. 1101 01)2=(36E.D4)16 3 6 E D 4
第一章 计算机基础知识
4、八进制和十六进制转换成二进制
1.2.3 各种数制间的转换 每一位八进制数对应三位二进制数。
几种进制之间的转换 ： 每一位十六进制数对应四位二进制数。
2 2 2 例 (100.345)10( )2 2 2 (1100100.01011)2 ** 先得到的数总是紧靠小数点。 2 2 ** 不一定能精确转换
1、r 进制转换成十进制(按权展开法) 2、十进制转换成r 进制
100 50 25 12 6 3 1 0
0 0 1 0 0 1 1
0.345 2 0.690 2 1.380 2 0.760 2 1.520 2 1.040
第一章 计算机基础知识
1.2.3 各种数制间的转换
几种进制之间的转换 ：
3、二进制转换成八进制和十六进制 转换成八进制时三位一组。（3合1） 转换成十六进制时四位一组。（4合1 ） 分组方法： 从小数点向两边三（四）位一组， 位数不足整数前补0，小数后补0。
1、r 进制转换成十进制(按权展开法) 2、十进制转换成r 进制 3、二进制转换成八进制和十六进制
第一章 计算机基础知识
1.1 概述
计算机是电子数字计算机的简称，是一种自动地、 高速地进行数值运算和信息处理的电子设备。它主要 由一些机械的、电子的器件组成，再配以适当的程序 和数据。程序及数据输入后可以自动执行，用以解决 某些实际问题。 简言之：计算机是一种能够进行高速运算，具有 存储能力，能按事先编好的程序控制其操作处理过程 的自动化电子设备。
第1章计算机基础知识
(1)
定位
定位是指移动鼠标，将显示在屏幕上的鼠 标光标指向的目标对象或目标位置处。其操作 方法是：握住鼠标，在光滑的桌面或鼠标垫上 随意移动，此时，屏幕上的鼠标光标会随之同 步移动，然后再慢慢指向目标位置。
计算机应用基础知识
(2)
单击
单击又称“点击”，常用于选定对象、打 开菜单或启动程序。单击的操作方法是：先移 动鼠标，让屏幕上的鼠标光标指向某个对象， 然后用食指按下鼠标左键后松开按键，此时鼠 标左键将自动弹起还原。
计算机应用基础知识
光盘驱动器
光盘驱动器（简称光驱），用于读取光盘内容，包括使用光 驱来安装各种软件。
计算机应用基础知识
微型计算机的档次：
从第一代个人计算机问世到今天，CPU芯片已经发 展到第七代产品，对应地产生了7个档次的个人微型机 系列： 1)第一代微机：CPU：8088 诞生于1981年。 2)第二代微机：CPU：80286 诞生于1985年。 3)第三代微机：CPU：80386 诞生于1987年。 4)第四代微机：CPU：80486 诞生于1989年。 5)第五代微机：CPU：80586 诞生于1993年。中文名 “奔腾” 6)第六代微机：CPU：PentiumⅡ、PentiumⅢ、Pentium ４，诞生于1998年。 7)第七代微机：CPU：64位机 诞生于2003年（AMD）， 2005年（Inerl).
计算机应用基础知识
三、微型计算机的输入/输出设备 输入设备——键盘和鼠标
键盘 键盘是电脑中最重要的输入设备之一，通 过键盘上的各按键便可以将用户所需的字符、 数字等信息输入到电脑中。 键盘可根据其按键数分为101键、103键、 104键、107键等，目前最常用的为107键键盘。
计算机应用基础知识
第1章 计算机基础知识
1.1 计算机的概述 1.2 计算机的基本组成 1.3 计算机的启动和关闭
1.1 计算机的概述
计算机是当代社会人们生活中不可缺少的一种电子 设备。计算机的问世，对人类社会的生产和生活产生了深 远的影响，极大地促进了生产力的发展和社会的进步。它 标志着人类又开始了一个新的信息革命时代。
6．可靠性强 随着科学技术的不断发展，电子技术也发生着 很大的变化，电子器件的可靠性也越来越高。在计 算机的设计过程中，通过采用新的结构可以使其具 有更高的可靠性。
1.1.4 计算机的应用
随着计算机技术的发展，计算机在越来越多的领域中得 到广泛的应用，主要包括科学计算、数据处理、自动控制、辅 助功能、网络通信、人工智能等方面。 1．科学计算 科学计算也称为数值计算，是计算机最早的应用领域，高 速度、高精度的运算是人工运算所望尘莫及的。现代科学技术 中有大量复杂的数值计算，例如在地震预测、气象预报、工程 设计、火箭和卫星发射等尖端科技领域，都离不开计算机的精 确计算，从而大大节省了人力、物力和时间。
针式打印机
喷墨打印机 图1.2.8 打印机
激光打印机
5．扫描仪和数码相机 扫描仪和数码相机是常见的外部输入设备。扫描仪可以 将照片、文字、图像等扫描到计算机中，并以图片的格式保 存在计算机中，如图1.2.9所示。数码相机可以通过自身携带 的感光器件将外部图像转化为数字信号并输入到计算机中， 然后借助于计算机的处理手段，根据需要和想象对图像进行 处理，如图1.2.10所示。
图1.2.3 计算机硬件组成
图1.2.4 主机
2．显示器 显示器是计算机必不可少的输出设备，它是人机交流的主 要部件，用于显示文字、图表等各种信息。计算机的显示系统 主要由显示器和显卡构成。显卡用于控制字符与图形在显示器 屏幕上的输出，而显示器只是将显卡输出的信号显示出来。显 示器的显示内容和显示质量的高低主要由显卡的性能决定，常 见有阴极射线管（CRT）显示器和液晶（LCD）显示器两种， 如图1.2.5所示。
第1章计算机基础知识
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常见计算机图片
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1.1.2 计算机的发展
• • • • 1．第一台计算机和计算机之父 2．计算机发展的四个阶段 3．微机的发展 4．计算机技术发展的趋势
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1．第一台计算机和计算机之父
• 第一台计算机ENIAC （Electronic Numerical Integrator And Computer）即“电 子数字积分计算机”， 它诞生于1946年2月， 由美国宾夕法尼亚大学 莫希莱和埃克等人研制 并使用，直至1955年10 月停止使用，服务了9 年多。
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1.2.2 计算机硬件系统
• 运算器 又称为算术逻辑单元，是数据处理装置，其主要功能 是用来完成对数据的算术运算和逻辑运算。 • 控制器 是发布操作命令的装置，其主要功能是控制整个计算 机自动执行程序，指挥和协调计算机各部件的工作。 • 存储器 是计算机记忆信息的装置，其主要功能是保存程序和 数据。存储器可分为内部存储器和外部存储器两大类。 • 输入设备 是将程序、数据和命令转换成计算机能够接收的代 码信息的设备。 • 输出设备 是将计算机处理的中间结果和最终结果，以人们通 常能够识别的字符、表格、图形和图像等形式表示出来的设备。
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1．第一台计算机和计算机之父
• 冯· 诺依曼提出计算机的基本体系主要表现在如下 两方面： • 1）硬件思想：计算机由运算器、控制器、存储器、 输入设备、输出设备等五个部分组成。 • 2）软件思想：计算机中程序和数据均以二进制数 的形式存放在同一个存储器中。
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2．计算机发展的四个阶段
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3．微机的发展
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1.3 微型计算机硬件组成
• • • • • • • 1.3.1 1.3.2 1.3.3 1.3.4 1.3.5 1.3.6 1.3.7 主板 中央处理器CPU 内部存储器 外部存储器 总线和接口 输入设备 输出设备
第1章 计算机基础知识
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第1章 计算机基础知识
1.2 计算机的系统组成
一台完整的计算机系统由硬件系统和软件系统两部 分组成。硬件与软件结合，计算机才能正常运行。
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第1章 计算机基础知识
1.2.1 计算机的硬件系统
一个完整的计算机硬件系统，主要由运算器、控制器 、存储器（内部存储器和外部存储器）、输入设备和输出 设备五大部件组成。其中，运算器和控制器统称为中央处 理器（CPU——Central Processing Unit），CPU是计算 机的核心部件，由它发号施令协调计算机各个部件有条 不紊地工作。 1. 运算器
7.计算机网络应用
计算机网络的出现，加速了全球的信息化进程。所有的信 息资源连接成一个全球性的大型网络，包括文字、数据、图形 、图像和视频等各种形态的信息都可以在一个大型网络中交互
使用。
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第1章 计算机基础知识
1.1.5
计算机的分类
计算机有多种分类方法，如根据信息的表示和处理方 式，有数字电子计算机、模拟电子计算机和数字模拟混合 电子计算机；根据用途来分，有专用计算机和通用计算 机；根据计算机规模和性能来分，有巨型计算机、大型计 算机、小型计算机和微型计算机。
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第1章 计算机基础知识
3.数据处理
计算机数据处理指对人类社会的生产活动、经济与市场、 我国改革开放的总体规划等大量数据进行处理，对这些数据进 行计划、分析、计算、评估等操作。
4.计算机辅助技术
计算机辅助技术包含计算机辅助设计（CAD——Computer Aided Design）、计算机辅助制造（CAM——Computer Aided Manufacturing）和计算机辅助教学（CAI——Computer Aided Instruction）。
第1章计算机基础知识
1.3 计算机的基本工作原理
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1.3.2 程序与软件 程序是为使计算机完成某项特定的任务而编写的一个有
序的命令和数据的集合。这些命令可以是计算机指令，也可 以是某种汇编语言或高级语言的词句。
软件是为方便用户，提高计算机效能而编制的各种程序 的总称。从软件工程学的观点来看，软件是程序的完善和发 展，它是经过严格的正确性检验和实际试用，并具有相对稳 定的文本和完整的文档资料的程序。
(5) 人工智能。用计算机来模拟人的智能，包括模式识别 、景物分析、语言识别、机器翻译、专家系统、博弈、 机器人。
(6) 网络应用。例如，电子商务、网上购物、远程教学。
1.2 计算机的组成
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一个完整的计算机系统由硬件系统和软件系统组成
硬件系统由主机和外部设备组成（各种物理设备）。 软件系统由系统软件和应用软件组成，是运行、管理 和维护计算机的各类程序和文档的总称。
操作系统的功能：存储器管理、CPU管理、设备管理、文件管理 和作业管理。
1.3 计算机的基本工作原理
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1.3.1 计算机的基本工作原理
冯·诺依曼计算机的工作原理可概述为
要点：
“存储程序” + “程序控制”
1．以二进制表示数据和指令（程序）。
2. 先将程序存入存储器中，再由控制器自动读 取并执行。
1.3 计算机的基本工作原理
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存储程序与程序控制
存储程序是指人们必须事先把计算机的执行步骤序列（即程 序）及运行中所需的数据，通过一定的方式输入并存储在计 算机的存储器中。
程序控制是指计算机运行时能自动地逐一取出程序中一条条 指令，加以分析并执行规定的操作 。
指令是指计算机完成某个基本操作的命令。指令能被计算机 硬件理解并执行。一条指令就是计算机机器语言的一个语句， 是程序设计的最小语言单位。一条计算机指令是用一串二进 制代码表示的 。
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1.1 计算机概述
计算机的起源与发展 计算机应用领域
促进全球信息产业化的发展，对于全球的经济、科学、教育、 政治、军事等各个领域起着巨大的作用，它可以实现各部门、 地区、国家之间的信息资源共享与交换。 7．虚拟现实 虚拟现实是利用计算机生成的一种模拟环境，通过多种传 感设备使用户“投入”到该环境中，实现用户与环境直接进行 交互的目的。 8．电子商务 电子商务(E-Business)是指利用计算机和网络进行的商务 活动，具体地说，是指综合利用LAN(局域网)、Intranet(企业 内部网)和Internet进行商品与服务交易、金融汇兑、网络广 告或提供娱乐节目等商业活动。
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1.1 计度不同，对计算机的分类也不同： 按工作原理分类，计算机分为数字计算机和模拟计算机。 按用途分类，计算机可以分为专用计算机和通用计算机。 按功能分类，计算机分为巨型机、小巨型机、大型机、小型机、 工作站和微型机。 按使用方式分类，计算机分为掌上电脑、笔记本电脑、台式 计算机、网络计算机、工作站、服务器、主机等。 还有一些其他的分类方法，不再详述。在本书中所讨论的计算 机都是电子数字计算机， 而实际操作主要针对PC系列的微型 计算机。
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1.1 计算机概述
计算机的起源与发展 微型计算机的发展
1975年1月由MITS公司研制的以8080为CPU的全球第一 台微电脑——Altair出世。 1976年，乔布斯和沃兹制作出Apple I；1977年4月， Apple II上市 1978年，Intel公司首先开发成功16位微处理器Intel8086。 1981年，IBM的工程师们在佛罗里达的Boca Raton采用 8086与8088微处理器芯片，设计出了自己的个人计算 机——IBM-PC，并且建立起了个人计算机的标堆，由于 IBM的品牌效应，PC迅速获得了成功。
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1.1 计算机概述
计算机的起源与发展 微型计算机的发展
1982年2月1日，Intel80286芯片正式发布，该芯片总线带 宽为16位，集成了13万多个晶体管，因此性能也有了很大 的提高，主频达到了20MHz。 1977年4月，Apple II上市 1993年，Intel公司推出32位微处理器芯片Pentium，中文 名称为“奔腾”，它的外部数据总线为64位，工作频率为 66MHz-200MHz，一时间各厂家纷纷推出奔腾机。 。 在随后的日子里，微处理器市场很快经历了高能奔腾 (Pentium Pro)、多能奔腾(Pentium MMX)、Pentium Ⅱ、 Pentium Ⅲ 、Pentium Ⅳ几代产品。目前市场上主流产品 是Pentium 双核处理器的微型计算机。其外观如图1-2所 示。
19651970
集成电 路
磁芯 半导体
第 1970至 四 今 代 2012-8-20
超大规 模 集成电 路
各种专用外设，大 半导体 容量磁盘、光盘等 普遍使用 佳木斯大学
可视化操作系统、 广泛应用 数据库、多媒体、 于所有领 网络软件 域 共 60 页 第 7 页
1.1 计算机概述
计算机的起源与发展 微型计算机的发展
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1.1 计算机概述
计算机的起源与发展 微型计算机的发展
图1-2 微型计算机外观
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1.1 计算机概述
计算机的起源与发展 计算机的主要特点
1．运算速度快 计算机的运算速度是指在单位时间内执行指令平均条数， 目前计算机的运算速度已达数万亿次∕秒，极大地提高了工 作效率。 2．运算精度高 当前计算机字长为32或64位，计算结果的有效数字可精确 到几十位甚至上百位数字。 3．存储容量大 计算机具有强大的存储数据的能力。目前常用来存储信息 的硬盘单盘容量已达到了200GB，并且可以在极短的时间内调 出任何所需要的内容。
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1.1 计算机概述
计算机的起源与发展 计算机应用领域
1．科学计算 科学计算也称为数值计算，通常是指用于完成科学研究和 工程技术中提出的数学问 题的计算。科学计算是计算机最早 的应用领域。 2．数据处理 数据处理也称为非数值计算，是指对大量的数据进行加工 处理，例如统计分析、合并、分类等。与科学计算不同，数据 处理涉及的数据量大，但计算方法较简单。 3．过程控制 过程控制又称实时控制，是指用计算机及时采集检测数据， 按最佳值迅速地对控制对象进行自动控制或自动调节。
计算机文化基础
考核形式
• 2010秋季学期：考查课，期末考试形式为 机考。 • 2011春季学期：考试课，期末考试形式为 机考。 • 成绩包括： 平时成绩 期末成绩
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拟定上机课时间
• 周二 1-2节焊接 • 周二 3-4节金属 • 周四 5-6节无机非金属
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1.1 计算机概述
计算机的起源与发展 计算机应用领域
9．人工智能 人工智能(Artificial Intelligence，简称AI)是指用计算 机来模拟人类的智能。虽然计算机的能力在许多方面远远超过 了人类，如计算速度，但是真正要达到人类的智能还是非常遥 远的事情。不过目前一些智能系统已经能够替代人的部分脑力 劳动，获得了实际的应用，尤其是在机器人、专家系统、模式 识别等方面。
英特尔公司(Intel)于1971年顺利开发出全球第一块4位微 处理器Intel4004芯片。于是就产生了世界上第一台4位微 型电子计算机MCS-4。这台计算机揭开了世界微型计算机 发展的序幕。 1972年，Intel公司研制成功8位微处理器Intel8008。这就 是人们通常称作的第一代微处理器，由它装备起来的微型 计算机称为第一代微型机。 Intel在1974年推出了新一代8位微处理器Intel8080。8080 集成了6000个晶体管，并一举突破1MHz的工作频率大关 达到2MHz。
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1.2 计算机中的数据与编码
计算机的起源与发展 数的进制
表1-2 0~15之间整数的四种常用进制表示
十进制
0 1 2 3 4 5 6 7
二进制
0 1 10 11 100 101 110 111
八进制
0 1 2 3 4 5 6 7
十六进 制
0 1 2 3 4 5 6 7
十进制
8 9 10 11 12 13 14 15
二进制
1000 1001 1010 1011 1100 1101 1110 1111
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第1章
计算机基础知识
1.1 计算机概述 content
计算机的起源与发展 计算机的起源与发展
1945年，匈牙利出生的美籍数学家冯· 诺依曼(John von Neumann，1903-1958)提出了在数字计算机内部的存储器中存 放程序的概念。这是所有现代计算机的范式，被称为“冯· 诺 依曼结构”，按这一结构建造的计算机称为存储程序计算机， 又称为通用计算机_____EDVAC。 1946年，由宾夕法尼亚大学的工程师们开发出了世界上第一 台多用途的计算机ENIAC， 这是一台真正现代意义上的计算机。 这台机器共使用了18000个电子管，占地135m2，功率150kW， 重达30t。
19461957
电子管
输入输出主要采用 穿孔卡片
机器语言 汇编语言
科学计算
19581964
晶体管
高级语言、管理程 外存开始采用磁带、 序、监控程序、简 磁盘 单的操作系统 多种功能较强的操 外存普遍采用磁带、 作系统、会话式语 磁盘 言
科学计算、 数据处理、 事务管理 实现标准 化系列， 应用于各 个领域
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1.1 计算机概述
计算机的起源与发展 计算机的主要特点
4．具有记忆和逻辑判断能力 计算机不仅能计算，还可以把原始数据、中间结果、指令 等信息存储起来，随时调用，并在能进行逻辑判断，从而完 成许多复杂问题的分析。 5．具有自动运行能力 计算机能够按照存储在其中的程序自动工作，不需要人直 接干预运算、处理和控制。这是计算机与其他计算工具的本 质区别。 另外，计算机还有一些其他的特性，如通用性、高可靠性、 易用性等。计算机之所以能迅速地渗入到人类社会的各个方 面，和它所具有的这些特性是分不开的。
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1.1 计算机概述
计算机的起源与发展 计算机的起源与发展
图1-1 第一台电子计算机ENIAC
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1.1 计算机概述
计算机的起源与发展 计算机的起源与发展
计算机发展着经历了四个发展阶段
代 别 第 一 代 第 二 代 第 三 代 起止年 份 硬 代表产品 ENIAC、 EDVAC UNIVAC-1 IBM-704 IBM-7090 ATLAS IBM-360、 CDC-6000 PDP-11、 NOVA IBM-4300 VAX-11、 BM-PC 逻辑元 件 主存储器 水银延 迟线 磁鼓 磁芯 普遍采 用磁芯 件 其他 软 件 应用领域
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1.2 计算机中的数据与编码
计算机的起源与发展 数的进制
计算机最基本的功能是对数据进行计算和加工处理，这些 数据可以是数值、字符、图形、图像和声音等。在计算机内， 不管是什么样的数据，都是采用0和1组成的二进制编码形式表 示。本节介绍二进制数及字符在计算机内的表示。 数制(Numbering system)即表示数值的方法，有非进位数 制和进位数制两种。表示数 值的数码与它在数中的位臵无关 的数制称为非进位数制，如罗马数字就是典型的非进位数 制。 按进位的原则进行计数的数制称为进位数制，简称“进制”。