大学计算机基础第1章讲解
合集下载
《大学计算机基础》第1章 计算机基础知识
高等学校计算机教育——信息素养教育
第1章
《大学计算机基础(Windows 10 + Office 2016)》教材编写组
高等学校计算机教育——信息素养教育
本章内容
1.1 计算机概论 1.2 数制与编码 1.3 计算机系统
高等学校计算机教育——信息素养教育
即将学习
1.1 计算机概论 1.2 数制与编码 1.3 计算机系统
数据库先后经历了层次数据库、网状数据库和关系数据库等各 个阶段的发展。数据库技术在各个方面的快速的发展。特别是关系 型数据库已经成为目前数据库产品中最重要的一员。主流的关系数 据库有Oracle、DB2、SQL Server、Sybase、MySQL等。
13:42:49
大学计算机基础
24
1.1 计算机概论
（3）过程控制(实时控制)
过程控制又称实时控制，指用计算机对操作数据进行实时采集、 检测、处理和判断，按最佳值迅速地对控制对象进行自动控制或自 动调节的过程。目前，计算机的实时控制功能被广泛用于操作复杂 的钢铁企业、石油化工业、医药工业等生产中。计算机自动控制还 在国防和航空航天领域中起决定性作用，例如无人驾驶飞机、导弹、 人造卫星和宇宙飞船等飞行器的控制，都是靠计算机实现的。
13:42:49
大学计算机基础
4
1.1 计算机概论
第一台电子计算机——埃尼阿克
•5000次加法/秒
•体重30多吨
•占地170m2
•1500个继电器
•18800只电子管
•功率150KW •耗资48万美元
13:42:49
大学计算机基础
5
1.1 计算机概论
现代计算机的发展阶段通常以构成计算机的电子器件来划分， 到目前为止已经历经四代。
第1章
《大学计算机基础(Windows 10 + Office 2016)》教材编写组
高等学校计算机教育——信息素养教育
本章内容
1.1 计算机概论 1.2 数制与编码 1.3 计算机系统
高等学校计算机教育——信息素养教育
即将学习
1.1 计算机概论 1.2 数制与编码 1.3 计算机系统
数据库先后经历了层次数据库、网状数据库和关系数据库等各 个阶段的发展。数据库技术在各个方面的快速的发展。特别是关系 型数据库已经成为目前数据库产品中最重要的一员。主流的关系数 据库有Oracle、DB2、SQL Server、Sybase、MySQL等。
13:42:49
大学计算机基础
24
1.1 计算机概论
（3）过程控制(实时控制)
过程控制又称实时控制，指用计算机对操作数据进行实时采集、 检测、处理和判断，按最佳值迅速地对控制对象进行自动控制或自 动调节的过程。目前，计算机的实时控制功能被广泛用于操作复杂 的钢铁企业、石油化工业、医药工业等生产中。计算机自动控制还 在国防和航空航天领域中起决定性作用，例如无人驾驶飞机、导弹、 人造卫星和宇宙飞船等飞行器的控制，都是靠计算机实现的。
13:42:49
大学计算机基础
4
1.1 计算机概论
第一台电子计算机——埃尼阿克
•5000次加法/秒
•体重30多吨
•占地170m2
•1500个继电器
•18800只电子管
•功率150KW •耗资48万美元
13:42:49
大学计算机基础
5
1.1 计算机概论
现代计算机的发展阶段通常以构成计算机的电子器件来划分， 到目前为止已经历经四代。
大学计算机基础-第一章
Android
基于Linux的移动操作系统，广泛应用于智 能手机和平板电脑。
操作系统的功能
资源管理
操作系统负责分配和管理计算机硬件资 源，如CPU、内存、磁盘空间等。
用户界面
操作系统提供用户界面，使用户能够 方便地与计算机进行交互。
任务调度
操作系统根据任务优先级和系统负载 情况，合理分配CPU时间，确保任务 高效执行。
THANKS
感谢观看
03
Excel
学习电子表格的制作，掌握单元 格的编辑、公式和函数的使用、
数据分析和图表制作等。
02
Word
掌握文档的创建、编辑、排版和 打印等操作，学习使用样式、表
格、图片、超链接等功能。
04
PowerPoint
了解演示文稿的制作，掌握幻灯 片的编辑、动画效果和放映设置
等操作。
操作系统的维护
总结词
操作系统的重要性
操作系统是计算机系统的关键组成部分，对计算 机性能、稳定性和安全性具有重要影响。
常见的操作系统
Windows
由微软公司开发的桌面操作系统，广泛应用 于个人和商业领域。
Mac OS
苹果公司开发的专有操作系统，主要用于苹 果设备。
Linux
开源的操作系统，适用于服务器、桌面和移 动设备，具有高度的可定制性。
课程内容
本课程将涵盖计算机体系结构、操 作系统、编程语言、数据结构和算 法等方面的知识。
学习目标
掌握计算机科学的基本概 念和原理。
了解计算机系统的基本组 成和功能。
掌握常用的计算机编程语 言和开发工具。
培养分析和解决问题的能 力。
02
计算机基础知识
计算机的发展历程
基于Linux的移动操作系统，广泛应用于智 能手机和平板电脑。
操作系统的功能
资源管理
操作系统负责分配和管理计算机硬件资 源，如CPU、内存、磁盘空间等。
用户界面
操作系统提供用户界面，使用户能够 方便地与计算机进行交互。
任务调度
操作系统根据任务优先级和系统负载 情况，合理分配CPU时间，确保任务 高效执行。
THANKS
感谢观看
03
Excel
学习电子表格的制作，掌握单元 格的编辑、公式和函数的使用、
数据分析和图表制作等。
02
Word
掌握文档的创建、编辑、排版和 打印等操作，学习使用样式、表
格、图片、超链接等功能。
04
PowerPoint
了解演示文稿的制作，掌握幻灯 片的编辑、动画效果和放映设置
等操作。
操作系统的维护
总结词
操作系统的重要性
操作系统是计算机系统的关键组成部分，对计算 机性能、稳定性和安全性具有重要影响。
常见的操作系统
Windows
由微软公司开发的桌面操作系统，广泛应用 于个人和商业领域。
Mac OS
苹果公司开发的专有操作系统，主要用于苹 果设备。
Linux
开源的操作系统，适用于服务器、桌面和移 动设备，具有高度的可定制性。
课程内容
本课程将涵盖计算机体系结构、操 作系统、编程语言、数据结构和算 法等方面的知识。
学习目标
掌握计算机科学的基本概 念和原理。
了解计算机系统的基本组 成和功能。
掌握常用的计算机编程语 言和开发工具。
培养分析和解决问题的能 力。
02
计算机基础知识
计算机的发展历程
大学计算机基础-计算机基础知识
（2）汉字内码 汉字内码是为计算机内部对汉字进行存储、处理的汉字代码，它应满足 存储、处理和传输的要求。 汉字的内码=汉字的国际码+8080H
例如，已知“中”字的国际码为5650H，则根据上述公式得：
“中”字的内码=“中”字的国际码5650H+8080H=D6D0H 二进制表示： 0101011001010000B+1000000010000000B=1101011011010000B
1.1.6 电子商务
1．狭义电子商务 狭义电子商务（E-Commerce）是指利用互联网进行交易的一种方式。 主要指信息服务、交易和支付。主要内容包括：电子商情广告；电 子选购和交易、电子交易凭证的交换；电子支付与结算等。 2．广义电子商务 广义电子商务（E-Business）是利用Internet能够进行全部的贸易 活动。
第二个特点是易失性。
1.3 计算机硬件系统
（2）只读存储器 CPU对ROM只取不存，里面存放的信息一般由计算机制造厂写入并经 固化处理，用户是无法修改的。
几种常用ROM简介：
①可编程只读存储器（PROM）
②可擦除可编程只读存储器（EPROM）
1.3 计算机硬件系统
（3）内存储器的性能指标 存储器的主要性能指标有两个：容量和速度。 存储容量：指一个存储器包含的存储单元总数，这一概念反映了存 储空间的大小。目前常用的DDR3内存条，存储容量一般为2GB和4GB。 好的主板可以到8G，服务器主板可以到32G。 存取速度：一般用存储周期（也称读写周期）来表示。存取周期就 是CPU从内存储器中存取数据所需的时间（读出或写入）存储器之 间的最小时间间隔。半导体存储器的存取周期一般为60~100ns。
1.1.2 计算机的特点与用途
例如，已知“中”字的国际码为5650H，则根据上述公式得：
“中”字的内码=“中”字的国际码5650H+8080H=D6D0H 二进制表示： 0101011001010000B+1000000010000000B=1101011011010000B
1.1.6 电子商务
1．狭义电子商务 狭义电子商务（E-Commerce）是指利用互联网进行交易的一种方式。 主要指信息服务、交易和支付。主要内容包括：电子商情广告；电 子选购和交易、电子交易凭证的交换；电子支付与结算等。 2．广义电子商务 广义电子商务（E-Business）是利用Internet能够进行全部的贸易 活动。
第二个特点是易失性。
1.3 计算机硬件系统
（2）只读存储器 CPU对ROM只取不存，里面存放的信息一般由计算机制造厂写入并经 固化处理，用户是无法修改的。
几种常用ROM简介：
①可编程只读存储器（PROM）
②可擦除可编程只读存储器（EPROM）
1.3 计算机硬件系统
（3）内存储器的性能指标 存储器的主要性能指标有两个：容量和速度。 存储容量：指一个存储器包含的存储单元总数，这一概念反映了存 储空间的大小。目前常用的DDR3内存条，存储容量一般为2GB和4GB。 好的主板可以到8G，服务器主板可以到32G。 存取速度：一般用存储周期（也称读写周期）来表示。存取周期就 是CPU从内存储器中存取数据所需的时间（读出或写入）存储器之 间的最小时间间隔。半导体存储器的存取周期一般为60~100ns。
1.1.2 计算机的特点与用途
大学计算机基础 第1章计算机基础知识
我国的计算机事业始于20世纪50年代。 1952年我国的第一个电子计算机科研小组在中科院数学所内 成立。 1960年，我国第一台自行研制的通用电子计算机107机问世。 1964年，我国研制了大型通用电子计算机119机，用于我国第一颗 氢弹研制工作的计算任务。 20世纪70年代以后，我国生产的计算机进入了集成电路计算机时期。 1974年，我国设计的DJS-130机通过了鉴定并投入批量生产。 进入20世纪80年代，我国又研制成功了巨型机。1982年，我国独 立研制成功了银河I型巨型计算机，运算速度为每秒1亿次，1997年 6月研制成功的银河Ⅲ型巨型计算机，运算速度为每秒130亿次。这 些机器的出现，标志着我国的计算机技术水平踏上了一个新的台阶。
二、 数制转换
1．R进制数转换成十进制数 将非十进制数N转换成十进制数，只需将数N按位权展 开并求出多项式的和即可。 例如： 110011.101B=1×25+1×24+0×23+0×22+1×21+1×20+1×2-1 +0×2-2+1×2-3=51.625D 531.72O=5×82+3×81+1×80+7×8-1+2×8-2=345.9063D 1C.05H=1×161+12×160+0×16-1+5×16-2=28.0195D
二、 计算机的诞生
第一台计算机（ENIAC）电子数值积分式计算机 1943年~1946年2月 美国宾夕法尼亚大学研制， 为解决复杂的弹道计算而研制的。 ENIAC共有17468个电子管，1500个继电器，重 达30吨，占地170平方米，耗电174KW，每秒钟能计 算5000次加法。 主要缺点：存储容量小，只能存20个字长为10位 的十进制数；用线路连接的方法来编排程序。
二、 数制转换
1．R进制数转换成十进制数 将非十进制数N转换成十进制数，只需将数N按位权展 开并求出多项式的和即可。 例如： 110011.101B=1×25+1×24+0×23+0×22+1×21+1×20+1×2-1 +0×2-2+1×2-3=51.625D 531.72O=5×82+3×81+1×80+7×8-1+2×8-2=345.9063D 1C.05H=1×161+12×160+0×16-1+5×16-2=28.0195D
二、 计算机的诞生
第一台计算机（ENIAC）电子数值积分式计算机 1943年~1946年2月 美国宾夕法尼亚大学研制， 为解决复杂的弹道计算而研制的。 ENIAC共有17468个电子管，1500个继电器，重 达30吨，占地170平方米，耗电174KW，每秒钟能计 算5000次加法。 主要缺点：存储容量小，只能存20个字长为10位 的十进制数；用线路连接的方法来编排程序。
大学计算机基础第1章计算机的发展和应用领域
17
1.2.6 电子政务
电子政务（EGovernment），就是政府机构利 用现代信息和通信技术，将管理和服务通过网络技 术进行集成，在互联网上实现政府组织结构和工作 流程的优化重组，超越时间和空间及部门之间的分 隔限制，向社会提供优质和全方位的、规范而透明 的、符合国际水准的管理和服务。 电子政务的内容非常广泛，国内外也有不同的 内容规范。从国家政府所规划的项目来看，电子政 务主要包括政府间的电子政务、政府对企业的电子 政务、政府对公民的电子政务。
15
1.2.4 计算机辅助技术
计算机辅助技术是将计算机作为工具，应用于 产品的设计、制造和测试等过程的技术，是帮助人 们在特定应用领域内完成任务的理论、方法和技术。 它包括计算机辅助设计(Computer Aided Design， CAD)、计算机辅助制造(Computer Aided Manufact uring，CAM)、计算机辅助工程（Computer Aided Engineering，CAE）、计算机辅助教育(Computer Based Education，CBE)等各个领域。
2．未来计算机的新技术 从电子计算机的产生及发展可以看到，目前计 算机技术的发展都是以电子技术的发展为基础的， 集成电路芯片是计算机的核心部件。随着各种高新 技术的研究和发展，我们有理由相信计算机技术也 将拓展到其他新兴的技术领域，计算机新技术的开 发和利用必将成为未来计算机发展的新趋势。
12
1.2 计算机的应用领域 1.2.1 科学计算 科学计算是指科学研究和工程技术中的数学 计算机问题，这是计算机应用最早、最基础的领 域，也称数值计算。人们发明计算机的初衷就是 为了用它来解决复杂繁琐的数值计算问题。虽然 现在计算机的应用领域早已拓展到其他方面，但 是计算机在科学计算领域的应用仍然占据着重要 的位置。运算速度快、精度高的特点是任何计算 工具都无法匹敌的。
大学计算机基础 第1章 计算机基础知识
1.计算机的诞生
1.1.1 计算机的发展历史
第二次世界大战爆发带来了强大的计算需求。美国宾夕法尼亚大学电子 工程系的教授莫奇利（JohnMauchly）和他的研究生埃克特（John Presper Eckert）计划采用真空管建造一台通用电子计算机，帮助军 方计算弹道轨迹。1943年这个计划被军方采纳，莫奇利和埃克特开始 研制电子数字积分计算机（ElectronicNumerical Integrator And Calculator，ENIAC），并于1946年研制成功，如图1-1所示。
科学计算 数据处理 实时控制 计算机辅助系统 网络应用 人工智能 生活、工作
1.1.4 计算机的应用
目录
1.2 计算机进制与信息编码 ➢ 1.2.1 进位计数制 ➢ 1.2.2 数制间转换 进制与信息编码
信息是丰富多彩的，有数值、文字、声音、图形、图像、视频等， 但是计算机本质上只能处理二进制的“0”和“1”，因此，必须将各 种信息转换成计算机能够接收和处理的二进制数据。这种转换往往由外 部设备和计算机自动进行。进入计算机中的各种数据都要转换成二进制 数存储，计算机才能进行运算和处理。同样，从计算机中输出的数据也 要进行逆向转换。
图1-1 第一台电子数字积分计算机
2.计算机的发展
第一代：电子管计算机（1946-1957年） 1946年2月14日，标志现代计算机诞生的ENIAC在费城公之于世
。ENIAC代表了计算机发展史上的里程碑，它通过不同部分之间的重新 接线编程，拥有并行计算能力。ENIAC使用了18000个电子管、 70000个电阻器，有500万个焊接点，耗电160千瓦，其运算速度比 MarkI快1000倍，它是第一台普通用途计算机。与此同时，美国数学 家冯·诺依曼提出了现代计算机的基本原理-存储程序控制原理。当今的 计算机仍属于冯·诺依曼架构。
《大学计算机基础》第1章-计算机基础知识
17
1.1.5 计算机的类型
按速度等指标分类
巨型机 大型通用机 微型计算机
工作站 服务器
按用途及使用范围分类
专用计算机 通用计算机
18
1.1.6 计算机的新技术
嵌入式技术
将计算机作为信息处理的部件， 嵌入到应用系统中的一种技术。
网格计算
充分利用成千上万个网络中 的闲置计算机共同参与计算。
中间件技术
9
第三代计算机
采用中、小 规模集成电 路代替了独 立元件晶体 管。
10
将电脑浓缩在一颗芯片上
750,000,000 晶
体
管
数
0.18微米芯片
目
2,300
10微米芯片 4004
奔腾4
11
计算机第一定律——摩尔定律
晶 体 管 数
计算机的CPU性能 每18个月，集成度将翻一番，速度
将提高一倍，而其价格将降低一半。
信息技术 ➢ 联合国教科文组织对信息技术的定义
应用在信息加工和处理中的科学、技术与工 程的训练方法和管理技巧；上述方面的技巧 和应用；计算机及其与人、机的相互作用； 与之相应的社会、经济和文化等诸种事物。
24
现代信息技术的内容和特点
现代信息技术的内容 ➢ 信息基础技术
新材料、新能源、新器件的开发和制造技术
单
位
时
间百
执
万 条
/
行每
的秒
指
令
数
12
1.1.2 计算机发展的几个阶段
根据计算机所采用的物理器件，将计算机的发展 分为四个阶段
第一代
(1946~1958) 电子管
5千~几万（次/秒）
第二代
大学计算机基础第1章
例如：数据可用于表示一个学生的详细 信息：姓名、学号、年龄、所在院系等。
数据分类：数值型数据、非数值型数据
3
3.信息和数据的关系
（1）数据是信息的表示形式，信息是数据所表 达的含义 （2）数据是具体的物理形式，信息是抽象出来
的逻辑意义。
信息能够帮助人们作出决策，带有研究者主
观方面的因素；而数据一般理解为是纯客观
第 1章
信息与计算思维基础
1.1 信息技术概述
1.2 计算机技术
1.3 计算机文化和计算思维基础 （自学）
1
1.1
信息技术概述
1.1.1 信息与数据
1.信息：是现实世界中一切（概念 的、物质的）事物的本质属性、存在 方式和运动状态的实质性反映。
2
2.数据
是表示客观事物的一组文字、数 字或符号（语言、文字、数字、图像、 声音），数据是信息的载体。
(d) 超大规模集成电路
• CPU:LSI、VLSI（大规模、超大规模集成电路）
• • • • 体积更小 速度上千万次/ 秒~数十万亿次/秒 软件丰富 应用范围扩大：各个领域
23
1.2.2 计算机信息处理的特点
•处理速度快
•具有庞大的信息存储能力
•自动处理 •具有逻辑判断能力
•计算精度高
•通用性强
27
1.2.4 计算机的应用
1.科学计算 2.数据处理 3.生产过程控制 4.计算机辅助系统 CAD、CAM、CBE 5.通信与网络
28
6.计算机模拟
7.电子商务
8.多媒体技术
9.人工智能
29
具有较强计算能力、高速的网络通信 和良好的多任务处理功能。如：文件服 务器、通信服务器等
26
数据分类：数值型数据、非数值型数据
3
3.信息和数据的关系
（1）数据是信息的表示形式，信息是数据所表 达的含义 （2）数据是具体的物理形式，信息是抽象出来
的逻辑意义。
信息能够帮助人们作出决策，带有研究者主
观方面的因素；而数据一般理解为是纯客观
第 1章
信息与计算思维基础
1.1 信息技术概述
1.2 计算机技术
1.3 计算机文化和计算思维基础 （自学）
1
1.1
信息技术概述
1.1.1 信息与数据
1.信息：是现实世界中一切（概念 的、物质的）事物的本质属性、存在 方式和运动状态的实质性反映。
2
2.数据
是表示客观事物的一组文字、数 字或符号（语言、文字、数字、图像、 声音），数据是信息的载体。
(d) 超大规模集成电路
• CPU:LSI、VLSI（大规模、超大规模集成电路）
• • • • 体积更小 速度上千万次/ 秒~数十万亿次/秒 软件丰富 应用范围扩大：各个领域
23
1.2.2 计算机信息处理的特点
•处理速度快
•具有庞大的信息存储能力
•自动处理 •具有逻辑判断能力
•计算精度高
•通用性强
27
1.2.4 计算机的应用
1.科学计算 2.数据处理 3.生产过程控制 4.计算机辅助系统 CAD、CAM、CBE 5.通信与网络
28
6.计算机模拟
7.电子商务
8.多媒体技术
9.人工智能
29
具有较强计算能力、高速的网络通信 和良好的多任务处理功能。如：文件服 务器、通信服务器等
26
大学计算机基础(第二版)第1章计算机基础知识简明教程PPT课件
加减运算5千次/每秒 没有存储器 采用十进制
第6页
大学计算机基础
第一章 计算机基础知识
2.现代计算机鼻祖
艾 兰 图 灵 冯 诺 依 曼 · · (1912-1954)
(1903-1957)
主要贡献： 建立图灵机模型，奠定了可计算理论的基础 提出图灵测试，阐述了机器智能的概念
主要贡献： 与同事研制人类第二台计算机EDVAC 提出“存储程序”概念
CPU 中央处理器 M1 Cache M2 主存 M3 外存
CPU与存储器关系示意图
第14页
大学计算机基础
第一章 计算机基础知识
3.存储器容量
• 位：二进制中的0或1。 • 字节：8个二进制位组成一个字节。字节是存储器的 基本存储单位。 • 存储器容量：是指最多可存放的二进制数据的总和。 • 计量单位：KB、MB、GB、TB。
大学计算机基础
第一章 计算机基础知识
第5页
1.计算机的问世
1946年2月 世界上第一台真正 意义上的数字电子 计算机——ENIAC 在美国加州问世
重达 30 吨 占地 170 平米 耗电 140 千瓦 电子管 18000 个
Electronic Numerical Integrator And Calculator
4.组成计算机的主要电子器件
电子管
晶体管
集成电路
大规模集成电路
大学计算机基础
第一章 计算机基础知识
第9页
5.计算机的发展趋势
当前计算机技术高速发展的趋势从未改变 越来越向: 功能巨型化 体积微型化 资源网络化 处理智能化 方向发展
目前，国家现在开发三网合一系统工程，即将计算 机网、电信网、有线电视网合为一体。将来通过网 络能更好的传送数据、文本资料、声音、图形和图 像，用户可随时随地在全世界范围拔打可视电话或 收看任意国家的电视和电影。
大学计算机基础第一章
第一代 （1946~1956）
电子管 5千~4万（次/秒）
第一代计算机的特点：采用电子管作为基本 物理器件。体积大、能耗高、速度慢、容量 小，应用也仅限于科学计算和军事目的。
第二代 （1957~1964）
晶体管 几十万~百万（次/秒）
第二代计算机的特点：采用晶体管作为基本物
理器件。体积小、能耗低、稳定性强，这一时
第一章 计算机概论
1.1 计算机发展与分类 1.2 计算机特点及其应用 1.3 计算机文化与社会信息化 1.4 计算机内的信息表示 1.5 如何学好大学计算机基础
1.1 计算机发展与分类
1.1.1 计算机的发展史 1.1.2 计算机发展的几个阶段 1.1.3 计算机的发展趋势
1.1.1 计算机的发展史
机器字长是指计算机CPU中的运算部件一次能同时处理的二进制数据的位 数。字长越长，作为存储数据，数的表示范围也越大，精度也越高；作 为存储指令，则计算机的处理能力就越强。机器的字长会影响机器的运 算速度。计算机的字长一般是8的整数倍，如8位、16位、32位、64位等， 目前微机的字长通常是32位或64位。
容量包括主存容量和辅存容量，这里主要指内存储器的容量。内存容量 是指内存中存放二进制代码的总数。即：存储容量 = 存储单元个数×存 储字长。
运算速度与许多因素有关，如机器的主频、执行什么样的操作、主存本 身的速度（主存速度快，取指、取数就快）等等都有关。
3.计算机的应用
科学计算、自动化控制、数据处理和信息加工、计算机辅助系统、人工智能。
例 ： 将（35.6875）10转换为二进制数。
① 用除2取余法将整数部分(35)10转换为二进制整数：
2 35
………… 余数为1
低位
大学计算机基础第一章
大学计算机基础第一章计算机是现代社会中不可或缺的重要工具和资源，它在各个行业和领域中扮演着至关重要的角色。
作为计算机科学与技术专业的学生，我们需要通过学习计算机基础知识来掌握这一工具的原理和操作方法。
本章将为我们介绍计算机基础的重要概念和原理，帮助我们建立对计算机工作原理的初步理解。
1. 计算机的定义和发展计算机作为一种能够进行数据处理和信息存储的工具，它可以执行各种算法和程序来实现特定的任务。
计算机的发展经历了多个阶段，从最初的机械计算器到现代的高性能电子计算机。
在本节中，我们将了解计算机的分类、发展历程以及它在不同领域的应用。
2. 计算机硬件系统组成计算机硬件是指计算机的物理部分，包括中央处理器(CPU)、内存、输入设备、输出设备和存储设备等。
在本节中，我们将详细了解计算机硬件系统的各个组成部分的功能和特点，并介绍它们之间的连接与交互关系。
3. 计算机软件系统组成计算机软件是指与计算机硬件配合使用的程序和数据的集合。
它包括系统软件和应用软件两个层次。
系统软件是指操作系统，它是计算机硬件与应用软件之间的中介，为应用软件的运行提供支持。
应用软件则是针对特定任务需求而编写的程序。
在本节中，我们将了解计算机软件系统的组成和功能，以及软件开发的基本流程。
4. 二进制表示和逻辑门电路计算机中所有的数据和指令都以二进制的形式表示和处理，这是计算机能够进行计算和存储的基础。
逻辑门电路是计算机中的基本组成单元，它能够实现简单的逻辑运算。
在本节中，我们将学习二进制表示方法和各种常见的逻辑门电路，了解它们的运作原理和应用。
5. 计算机指令系统计算机指令系统是计算机执行各种操作和运算的一套规则和指令集。
在本节中，我们将学习计算机指令系统的组成和功能，包括指令的格式和编码方式，以及如何使用指令来实现计算和数据传输等操作。
6. 计算机存储系统计算机存储系统是用来存储和读取数据和指令的部分，它包括主存储器和辅助存储器两个层次。
大学计算机基础(第1章)
1.2.3 操作系统分类
以能够支持的用户数目为标准分类 单用户操作系统，即系统的所有软件、硬件 资源只能为一个用户提供服务。 多用户操作系统，即系统能为多个用户提供 服务
以能否运行多个任务为标准分类 单任务操作系统，即用户一次只能提交一 个任务，待该任务处理完毕后才能提交下 一个任务，CPU的运行效率较低。如MS DOS。 多任务操作系统，即允许多个程序或多个 作业同时存在或运行
硬
盘
C P U
Win常驻区 Word Excel
Windows 7 的特点
更个性化的图形化用户界面。
多任务处理技术。Windows 7能够同时运行多个 程序（正在运行的程序称为任务）。 方便的信息交换。 即插即用（Plug_and_play或PNP）。
简化的局域网共享。Windows 7通过库 （libraries）和家庭组（homegroups）两大新功 能对Windows网络进行了改进。 更安全、更稳定的系统环境。
文件类型
位图文件 系统文件 应用程序文件 配置设置文件 媒体文件 MIDI音乐文件 动态链接库文件 Word文档文件 Excel工作薄文件 PowerPoint演示文稿文件 文本文件 声音文件 图标文件 Web网页文件 WinRAR压缩文件 bmp Sys exe ini avi mid dll docx xlsx pptx txt wav Ico html rar
1.8.1 文件和文件特性
文件标识由文件名和扩展名两部分组 成，它们之间以小数点分隔。格式为： 〈主文件名〉[.〈扩展名〉］ 例如文件“计算机基础.docx”，其中“ 计算机基础”是主文件名，“.docx”是 扩展名。 Windows 7规定，主文件名是必须有 的，而扩展名是可选的，不是必须有的。
大学计算机基础课件-第1章-计算机基础知识
中央处理器
2021/3/30
53
1.3.2 微型计算机的组成
内存储器
2021/3/30
54
1.3.2 微型计算机的组成
显示适配器
2021/3/30
55
1.3.2 微型计算机的组成
声卡
2021/3/30
56
1.3.2 微型计算机的组成
硬盘驱动器
2021/3/30
57
1.3.2 微型计算机的组成
十进制向二进制的转换 ——按权展开
例：将二进制数（1011.01）2 转换成十进制数 （1011.01）2 = 1 23 + 0 22 + 1 21 + 1 20 + 0 2-1 + 1 2-2
= 8+0+2+1+0+0.25=（11.25）10
2021/3/30
32
1.2.1 计算机内数的表示与转换——2.数制的转换
办公自动化
人工智能
多媒体应用
2021/3/30
16
1.2 数制与编码
2021/3/30
17
什么是（进位计）数制
数制:
指用一组固定的符号和统一的规则来表示数的方法,也称计 数制。
进位计数制:
按进位的方法进行计数,如十进制“满十进一”。
9 8 7 6 5 4 3 2 1 -1
123456789.0
108 107 106 105 104 103 102 101 100 10-1
进位计数制的三要素
数位:指数中各数字的位置 基数:用来表示数字的符号个数 位权：数字在不同位置上的倍率值
计算机世界使用二进制
为什么计算机要使用二进制
- 1、下载文档前请自行甄别文档内容的完整性，平台不提供额外的编辑、内容补充、找答案等附加服务。
- 2、"仅部分预览"的文档,不可在线预览部分如存在完整性等问题,可反馈申请退款(可完整预览的文档不适用该条件!)。
- 3、如文档侵犯您的权益，请联系客服反馈,我们会尽快为您处理(人工客服工作时间：9:00-18:30)。
语言、图形、图像等。它是信息的载体， 是信息的具体表示形式。
信息、材料、能源是组成社会物质文明 的三大要素。
8/16/2020
5
1.1.2 计算机的发展
8/16/2020
第一台计算机是1946年2月15日由美国 宾夕法尼亚大学研制的，名为ENIAC。
ENIAC：长30.48米，宽1米，占地面积
20万倍。
Electronic Numerical Integrator and Calculator
6
1.1.2 计算机的发展
第一代：电子管计算机 (1946-1957)
– 第一代计算机的特点是操作指令是为特定 任务而编制的，每种机器有各自不同的机 器语言，功能受到限制，速度也慢。另一 个明显特征是使用真空电子管和磁鼓储存 数据。
8/16/2020
15
1.1.3 计算机的分类
4．微型计算机
– 微型计算机是以微处理器为核心，通过系统总线将 存储器、外围控制电路、I/O接口连接起来的系统， 简称微机。具有以下特点：
集成度高，体积小，重量轻，价格低廉。
部件标准化，易于组装及维修。
高可靠性及适应性。
– 微机是当前使用最为广泛的计算机，现在微机的运 算速度已经赶上某些大中小型机了。
9
1.1.2 计算机的发展
第四代：大规模集成电路 (1972年至今)
– 大规模集成电路的应用得计算机的体积和 价格不断下降，而功能和可靠性不断增强。 70 年代中期，计算机制造商开始将计算机 带给普通消费者。
– 1981年IBM 推出了个人计算机，用于家庭、 办公室和学校。
8/16/2020
8/16/2020
14
1.1.3 计算机的分类
3．小型机
– 小型机运算速度在几十万次/秒左右，存储 容量和机器规模比大型机小，结构相对简 单，设计试制周期短，便于及时采用先进 工艺技术，软件开发成本低，易于操作维 护。可同时容纳几十个用户同时工作，价 格也相对比较便宜。小型机适用于中小企 业、政府部门等。
8/16/2020
16
1.1.3 计算机的分类
5．单片机
– 又称单片微控制器,它不是完成某一个逻辑 功能的芯片，而是把一个计算机系统集成 到一个芯片上。相当于一个微型的计算机， 单片机只缺少了I/O设备。
8/16/2020
13
1.1.3 计算机的分类
2．大型机
– 大型机的运算速度一般介于百万次/秒至几 千万次/秒之间，存储容量比巨型机小，可 容纳上百个用户同时工作。它有比较完善的 指令系统、丰富的外部设备和功能齐全的软 件系统。其特点是通用，有极强的综合处理 能力。大型机一般用于大型企业、大专院校 和科研机构。
8/16/2020
12
1.1.3 计算机的分类
1. 巨型机
– 巨型机指运算速度快、存储容量大、功能 最强和价格最贵的高性能计算机，它采用 了大规模并行处理的体系结构，CPU由数以 千计、万计的处理器组成，有极强的运算 处理能力，巨型机主要用于国家高科技领 域和国防尖端技术的研究。巨型机的研制 水平是一个国家计算机技术水平的重要标 志，这一领域的竞争是世界计算机界的热 点。
10
1.1.2 计算机的发展
计算机的发展趋势
– 计算机科学是有史以来发展最快的学 科，为了迎合社会对计算机不同层次 的应用需求，计算机正朝着巨型化、 微型化、网络化和智能化方向发展。
8/16/2020
11
1.1.3 计算机的分类
计算机按其规模、速度和功能等可分为 巨型机、大型机、中型机、小型机、微 型机及单片机等等。这些类型之间的基 本区别通常在于其体积大小、结构复杂 程度、功率消耗、性能指标、数据存储 容量、指令系统和设备、软件配置等的 不同。
1.1.1 什么是计算机 1.1.2 计算机的发展 1.1.3 计算机的分类 1.1.4 计算机的应用
8/16/2020
3
1.1.1 什么是计算机
计算机（Computer）是一种能够按照 事先存储的程序，自动、高速地进行 大量数值计算和各种6/2020
7
1.1.2 计算机的发展
第二代：晶体管计算机 (1957-1964)
– 第二代计算机用晶体管代替电子管，体积 小、速度快、功耗低、性能更稳定。该类 计算机，还具有现代计算机的一些部件： 打印机、磁带、磁盘、内存、操作系统等。 在这一时期出现了更高级的COBOL和 FORTRAN等语言，使计算机编程更容易。
170平方米，30个操作台，约相当于10
间普通房间的大小，重达30吨，耗电量
150千瓦，造价48万美元。它包含了
17,468个真空管7,200个水晶二极管,
1,500个中转, 70,000个电阻器, 10,000个
电容器，1500个继电器，6000多个开关
，每秒执行5000次加法或400次乘法，
是继电器计算机的1000倍、手工计算的
普通高等教育“十二五”国家级规划教材
大学计算机基础
8/16/2020
徐久成 王岁花 主编 科学出版社
1
第1章 计算机基础知识
1.1 计算机概述 1.2 计算机系统的运算基础 1.3 计算机系统的构成 1.4 微型计算机硬件组成
8/16/2020
2
1.1 计算机概述
8/16/2020
8
1.1.2 计算机的发展
第三代：集成电路计算机 (1964-1972)
– 集成电路的应用使计算机变得更小，功耗 更低，速度更快。这一时期的发展还包括 使用了操作系统，使得计算机在中心程序 的控制协调下可以同时运行许多不同的程 序。
8/16/2020
计算机本质上是信息处理机，输入数 字化的数据，按照程序规定的步骤进 行处理，输出指定的动作和时序，从 而完成控制任务和信息处理。
8/16/2020
4
1.1.1 什么是计算机
信息既是对各种事物的变化和特征的反 映，又是事物之间相互作用和联系的表 征。
数据（Data）是指能够输入计算机并由 计算机处理的符号。例如：数值、文字、
信息、材料、能源是组成社会物质文明 的三大要素。
8/16/2020
5
1.1.2 计算机的发展
8/16/2020
第一台计算机是1946年2月15日由美国 宾夕法尼亚大学研制的，名为ENIAC。
ENIAC：长30.48米，宽1米，占地面积
20万倍。
Electronic Numerical Integrator and Calculator
6
1.1.2 计算机的发展
第一代：电子管计算机 (1946-1957)
– 第一代计算机的特点是操作指令是为特定 任务而编制的，每种机器有各自不同的机 器语言，功能受到限制，速度也慢。另一 个明显特征是使用真空电子管和磁鼓储存 数据。
8/16/2020
15
1.1.3 计算机的分类
4．微型计算机
– 微型计算机是以微处理器为核心，通过系统总线将 存储器、外围控制电路、I/O接口连接起来的系统， 简称微机。具有以下特点：
集成度高，体积小，重量轻，价格低廉。
部件标准化，易于组装及维修。
高可靠性及适应性。
– 微机是当前使用最为广泛的计算机，现在微机的运 算速度已经赶上某些大中小型机了。
9
1.1.2 计算机的发展
第四代：大规模集成电路 (1972年至今)
– 大规模集成电路的应用得计算机的体积和 价格不断下降，而功能和可靠性不断增强。 70 年代中期，计算机制造商开始将计算机 带给普通消费者。
– 1981年IBM 推出了个人计算机，用于家庭、 办公室和学校。
8/16/2020
8/16/2020
14
1.1.3 计算机的分类
3．小型机
– 小型机运算速度在几十万次/秒左右，存储 容量和机器规模比大型机小，结构相对简 单，设计试制周期短，便于及时采用先进 工艺技术，软件开发成本低，易于操作维 护。可同时容纳几十个用户同时工作，价 格也相对比较便宜。小型机适用于中小企 业、政府部门等。
8/16/2020
16
1.1.3 计算机的分类
5．单片机
– 又称单片微控制器,它不是完成某一个逻辑 功能的芯片，而是把一个计算机系统集成 到一个芯片上。相当于一个微型的计算机， 单片机只缺少了I/O设备。
8/16/2020
13
1.1.3 计算机的分类
2．大型机
– 大型机的运算速度一般介于百万次/秒至几 千万次/秒之间，存储容量比巨型机小，可 容纳上百个用户同时工作。它有比较完善的 指令系统、丰富的外部设备和功能齐全的软 件系统。其特点是通用，有极强的综合处理 能力。大型机一般用于大型企业、大专院校 和科研机构。
8/16/2020
12
1.1.3 计算机的分类
1. 巨型机
– 巨型机指运算速度快、存储容量大、功能 最强和价格最贵的高性能计算机，它采用 了大规模并行处理的体系结构，CPU由数以 千计、万计的处理器组成，有极强的运算 处理能力，巨型机主要用于国家高科技领 域和国防尖端技术的研究。巨型机的研制 水平是一个国家计算机技术水平的重要标 志，这一领域的竞争是世界计算机界的热 点。
10
1.1.2 计算机的发展
计算机的发展趋势
– 计算机科学是有史以来发展最快的学 科，为了迎合社会对计算机不同层次 的应用需求，计算机正朝着巨型化、 微型化、网络化和智能化方向发展。
8/16/2020
11
1.1.3 计算机的分类
计算机按其规模、速度和功能等可分为 巨型机、大型机、中型机、小型机、微 型机及单片机等等。这些类型之间的基 本区别通常在于其体积大小、结构复杂 程度、功率消耗、性能指标、数据存储 容量、指令系统和设备、软件配置等的 不同。
1.1.1 什么是计算机 1.1.2 计算机的发展 1.1.3 计算机的分类 1.1.4 计算机的应用
8/16/2020
3
1.1.1 什么是计算机
计算机（Computer）是一种能够按照 事先存储的程序，自动、高速地进行 大量数值计算和各种6/2020
7
1.1.2 计算机的发展
第二代：晶体管计算机 (1957-1964)
– 第二代计算机用晶体管代替电子管，体积 小、速度快、功耗低、性能更稳定。该类 计算机，还具有现代计算机的一些部件： 打印机、磁带、磁盘、内存、操作系统等。 在这一时期出现了更高级的COBOL和 FORTRAN等语言，使计算机编程更容易。
170平方米，30个操作台，约相当于10
间普通房间的大小，重达30吨，耗电量
150千瓦，造价48万美元。它包含了
17,468个真空管7,200个水晶二极管,
1,500个中转, 70,000个电阻器, 10,000个
电容器，1500个继电器，6000多个开关
，每秒执行5000次加法或400次乘法，
是继电器计算机的1000倍、手工计算的
普通高等教育“十二五”国家级规划教材
大学计算机基础
8/16/2020
徐久成 王岁花 主编 科学出版社
1
第1章 计算机基础知识
1.1 计算机概述 1.2 计算机系统的运算基础 1.3 计算机系统的构成 1.4 微型计算机硬件组成
8/16/2020
2
1.1 计算机概述
8/16/2020
8
1.1.2 计算机的发展
第三代：集成电路计算机 (1964-1972)
– 集成电路的应用使计算机变得更小，功耗 更低，速度更快。这一时期的发展还包括 使用了操作系统，使得计算机在中心程序 的控制协调下可以同时运行许多不同的程 序。
8/16/2020
计算机本质上是信息处理机，输入数 字化的数据，按照程序规定的步骤进 行处理，输出指定的动作和时序，从 而完成控制任务和信息处理。
8/16/2020
4
1.1.1 什么是计算机
信息既是对各种事物的变化和特征的反 映，又是事物之间相互作用和联系的表 征。
数据（Data）是指能够输入计算机并由 计算机处理的符号。例如：数值、文字、