第一章计算机基础知识(精简)讲解
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)
计算机基础知识
第一章计算机与信息技术§1．1计算机概述一、计算机的发展历程1946年在美国宾夕法尼亚大学诞生第一台计算机ENIAC1．第一代：1946年—50年代中，电子管时代，有机器语言和汇编语言。
2．第二代：50年代中—60年代中，晶体管时代，使用操作系统，出现Fortran、COBOL、ALGOL 高级语言。
3．第三代：60年代中—70年代初：中小规模集成电路时代，用半导体存储器代替了磁芯存储器，使用了磁盘。
4．第四代：70年代初至今：大规模集成电路时代，开始引入光盘、优盘。
二、计算机的特点1．运算速度快2．计算机精确度高3．具有存储和逻辑判断能力4．有自动控制能力5．采用二进制表示数据三、计算机的分类1．按工作原理分类：电子数字计算机、电子模拟计算机2．按用途分类：通用计算机和专用计算机。
3．按规模分类：巨型机、小巨型机、大型主机、小型机、工作站、PC机四、计算机的应用1．科学计算2．数据处理和信息管理3．自动控制4．计算机辅助功能CAD：计算机辅助设计CIMS：计算机集成制造系统CAI：计算机辅助教学5．人工智能五、计算机的发展趋势巨型化、微型化、网络化、智能化和多媒体化。
§1．2信息与信息技术一、什么是信息信息就是收信者事先不知道的报道，数据是信息的具体表示形式，是信息的载体。
二、什么是信息技术信息技术是用于获取信息、传递信息、处理并再生信息的一类技术。
第一次信息革命是文字的使用，第二次信息革命是印刷术的发明，第三次革命是电话、广播、电视的使用，第四次革命是电子计算机与通信相结合的现代信息技术。
三、计算机中信息的表示1．二进制只有0、1逢二进一2．八进制3．十六进制B—二进制D—十进制O—八进制H—十六进制4．不同进制数据之间的转换5．西文字符的编码计算机系统中有两种重要的西文字符编码：ASCII和EBCDIC码（IBM大型机用）普通采用的是ASCII（美国信息交换标准代码），用一个字节表示一个字符，一个字节为8个二进制位，最高位为0，共有128个字符EBCDIC采用8位二进制表示256个字符6．汉字编码（1）国标码GB2312-80国标码收录了6763个汉字和682个字符，其中一级汉字3755个，按拼音顺序排列，二级汉字3008个，按部首顺序排列，所有汉字和字符组成一个94行（区号）和94列（位）的矩阵，第一个字对应的行号和列号合起来叫区位码。
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
计算机应用基础(第一章)
1.2.3 计算机的硬件系统
——输入、输出设备
微型计算机常用的输入设备有：
1、键盘 2、鼠标 3、扫描仪
4、麦克风 5、摄像头 6、触摸屏
1.2.3 计算机的硬件系统
——输入、输出设备
常用的输出设备有：
1、显示器 2、打印机 3、音响和耳机
1.2.3 计算机的硬件系统
——输入、输出设备
常用的输出设备有：
1.2.2 计算机的硬件系统
——存储器
存储器是计算机系统用来存储程序和数据的器件，它是一个记忆装 置，也是计算机能够实现程序存储控制的基础。
1.按存储介质分类 2.按存取方式分类 3.按信息的可更改性分类 4.按断电后信息的可保存性分类 5.按所处位置及功能
1.2.3 计算机的硬件系统
——输入、输出设备
1、显示器 2、打印机 3、音响和耳机
1.2.4 计算机的硬件系统
——主板
主板又称主机板（Mainboard）、系统板（Systemboard)和母板 （Motherboard)，是微型计算机中最主要的一个集成电路板，它将 计算机的各个硬件设备有机地联系在了一起。CPU、存储器、输人输 出设备的控制卡（适配器）等各种器件通过主板上的插槽、接口、总线 以及数据线相连，从而能够协同配合工作。
1.1.2 认识计算机
——计算机的特点、应用和分类
4、未来计算机发展趋势
计算机发展到今天，结构越来越复杂，功能越来越强大，已经大大超出了 单纯计算工具的功能范畴，广泛应用于人类生产生活的各个领域。未来计管机 的发展将会呈现以下几个趋势：
1、网络化 2、智能化 3、巨型化和微型化
PART 02
计算机的硬件系统
1.2 计算机的硬件系统
计算机应用基础第一章 计算机基础知识
计算机应用基础第一章计算机基础知识在当今这个数字化的时代，计算机已经成为我们生活和工作中不可或缺的一部分。
无论是日常的娱乐、学习，还是专业的科研、商务，计算机都发挥着至关重要的作用。
要想熟练地使用计算机，首先得了解它的基础知识。
接下来，就让我们一起走进计算机基础知识的世界。
计算机，简单来说，就是一种能够按照预先设定的程序，对数据进行存储、处理和输出的电子设备。
它由硬件和软件两大部分组成。
先来说说计算机的硬件。
硬件就像是计算机的身体，是实实在在能看得见摸得着的部分。
其中最重要的几个组件包括中央处理器（CPU）、内存、硬盘、主板、显卡、显示器、键盘和鼠标等。
中央处理器，也就是 CPU，它被称为计算机的“大脑”。
CPU 的性能直接决定了计算机的运行速度。
它负责执行各种计算和控制任务，就像一个超级忙碌的指挥官，不停地处理着各种指令和数据。
内存则像是计算机的“短期记忆”。
当我们运行程序时，数据会暂时存储在内存中，以便 CPU 能够快速地读取和处理。
内存的大小会影响计算机同时运行多个程序的能力。
硬盘则相当于计算机的“长期记忆库”，它能够存储大量的数据，即使关闭计算机，数据也不会丢失。
主板是连接各个硬件组件的“桥梁”，它确保各个部件能够协同工作。
显卡负责处理图像和视频相关的任务，对于游戏玩家和图形设计人员来说，一块性能强劲的显卡至关重要。
显示器是我们与计算机进行交互的窗口，它将计算机处理后的结果以图像的形式展示给我们。
键盘和鼠标则是我们向计算机输入指令和数据的工具。
说完硬件，再来说说软件。
软件就像是计算机的“灵魂”，没有软件，硬件只是一堆冷冰冰的电子元件。
软件分为系统软件和应用软件两大类。
系统软件是管理和控制计算机硬件与软件资源的程序，最常见的就是操作系统，比如 Windows、Mac OS 和 Linux 等。
操作系统为我们提供了一个方便、直观的操作界面，让我们能够轻松地使用计算机。
应用软件则是为了满足各种特定需求而开发的程序，比如办公软件（如Word、Excel）、图像处理软件（如Photoshop）、游戏软件等等。
计算机基础知识
小数部分处理方法
所以 (38.75)10 =(100110.11)2
3) 二进制和八进制数、十六进制之间的转换
【例5】 将(110101010 .011)2转化为八进制数
所以 (110 101 010 .011)2 =(652.3)8
【例6】将(110101010 .011)2 转化为十六进制数
所以 (110101010 .011)2 =(1AA.6)16
K 字节
1KB = 1024 B = 210B
M（兆）字节 G（吉） 字节 T（太）字节
1MB = 1024 KB = 210KB 1GB = 1024 MB = 210MB 1TB = 1024 GB = 210GB
信存储单位
字(word)：是计算机一次存取、运算、加工
和传送的数据长度，是处理信息的基本单位。
1.3 信息编码及数据存储单元
1.3.2 汉字编码 （1）汉字输入码： 将汉字通过键盘输入到计算机采用的代码称 为汉字输入码，也称为汉字外部码（外码）。汉 字输入码的编码原则应该易于接受、学习、记忆 和掌握，码长尽可能短。 目前我国的汉字输入码编码方案已有上千种， 但是在计算机上常用的有几种，根据编码规则， 这些汉字输入码可分为流水码、音码、形码和音 形结合码四种。
1）将R进制转换为十进制数 【例1】 将(1101.101)2转为十进制数 (1101.101)2 =1×23+1×22+0×21+1×20 +1×21+0×2-2+1×2-3 =8+4+0+1+0.5+0+0.125 =(13.625)10 【例2】 将(137.12)8 转为十进数 (137.12)8 =1×82 +3×81 +7×80 +1×8-1+2×8-2 =64+24+7+0.125+0.03125 =(95.15625)10
第1章计算机基础知识第一讲
1.1 计算机概述
计算机系统
（1）完整的计算机系统由硬件系统和软件系统组成 （2）硬件系统：又称硬件或硬设备，指构成计算机的物理装置。 （3）软件系统：又称软件或软设备，指使计算机硬件系统进行 工作的各种程序、数据和文档资料的集合。 （4）两者关系：相辅相成，缺一不可。 （5） 裸机 缺少软件系统的计算机
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第15页/共76页
天河1号A型
15
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1.1 计算机概述
计算机的特点及主要应用领域
1.计算机的特点
计算机具有存储容量大、处理速度快、工作全自动、计算精度和 可靠性高、逻辑推理和判断能力强等特点。
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1.1 计算机概述
2.计算机的主要应用领域
（1）科学计算 （2）数据处理 （3）过程控制 （4）计算机辅助工程 （5）人工智能
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1.1 计算机概述
（2）应用软件 为解决用户的具体问题，面向某个领域而设计的软件。如：财
务管理软件、学习软件、游戏软件、Office、WPS等
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1.1 计算机概述
计算机工作原理
指令 指示计算机如何工作的命令，是计算机能实现的基本操作， 每一个计算机系统都有它的指令集。指令是由一串二进制代码表示， 通常由操作码和地址码两个部分组成。
7．BIOS
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1.2 微型计算机硬件构成
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1.2 微型计算机硬件构成
CPU（Central Processing Unit）即中央处理单元，是微机系统 的核心，也是整个系统最高的执行单位。它负责整个系统指令的执行， 数学与逻辑的运算，数据的存储与传送，以及对内对外输入与输出的控 制。
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。
第一章微型计算机基础知识
CPU
内容
读写控制
…
1023 10100111
（3）存储器的分类 ROM：只读存储器。 工作时从ROM中读出信息，不能随意改写。 断电后信息不会丢失。ROM常用作程序存储器， 存放已调试好的固定程序和常数。 RAM：随机读写存储器。 能方便读出和改写信息，但失电后信息将不 复存在。 RAM 常用作数据存储器，暂存各种现 场数据、运算结果和正在调试的程序。
指令代码3
… 指令代码n
2、存储器
位 b (bit)：一个二进制位，信息最小单位 字节 B (Byte)：8位为一个字节
字长 W (Word Length)：一个字包含的二 进制位数
（1）存储器结构
存储器功能：存放程序和数据等信息 存储内容：程序或数据的二进制代码 存储地址：存储器每个单元的位置编 号 存储器容量：指存储单元的多少，如 存储器容量为1KB = 1024×8位 1KB存储器 地址 存储内容 0 1 10011010 01101011
微处理器
微处理器是用一片或少数几片大规模集成电路组 成的中央处理器（CPU，Central Processing Unit）。 这些电路执行控制部件和算术逻辑部件的功能。微处 理器的基本组成部分有：寄存器堆、运算器、时序控 制电路以及数据和地址总线。微处理器能完成取指令、 执行指令以及与外界存储器和逻辑部件交换信息等操 作，是微型计算机的运算控制部分，它可与存储器和 外围电路芯片组成微型计算机。
第1章 微型计算机基础知识
1.1计算机中的数和数制
一、计算机中的数制 表示:最简单,可靠；运算规则最简单。 （一）二进制数 特点：1．具有两个不同的数字符号，即0和1。 2．逢二进位。 例如： 111．11 （二）十六进制数 特点： 1．具有16个数字符号，采用0～9和A～F。 2．逢16进位 小数点左边的权是16的正次幂 小数点右边的权是16的负次幂
第一课计算机基础
计算机应用基础
第一章
单位名称 位
字节 千位 千字节 兆位 兆字节 千兆位 千兆字节* 兆兆位 兆兆字节
表示符号 b B Kb KB Mb MB Gb GB Tb TB
值 0或者1 8个二进制位 1024个位 1024个字节 1048576个位 1048576个字节 1073741824个位 1073741824个字节 1099511627776个位 1099511627776个字节
计算机应用基础
4. 计算机的发展趋势
第一章
巨型化：运算速度更快、存储容量更大、功能更强 微型化：计算机更小巧、价廉、软件丰富，功能强大 网络化：将不同区域、不同种类的计算机连接起来，实 现信息共享，使人们更加方便地进行信息交流。 智能化：建立在现代科学基础上、综合性强的边缘学科。
计算机应用基础
高 级 语 言 、 完 科学技术领域 善的操作系统
第四代大规模、超 大 规 模 、 超 大 数据库管理系 人工智能、数据
大规模集成电路计 规模集成电路 统 、 网 络 操 作 通 信 及 社 会 的 各
算 机 （ 1971 年 至
系统
领域
今）
计算机应用基础
3. 微型计算机的发展
第一章
微型计算机诞生于20世纪70年代。人们通常把微型 计算机叫做PC（Personal Computer）机或个人电脑。一 台微型计算机由运算器、控制器、存储器、输入设备和 输出设备五大部分组成。其中运算器和控制器（CPU） 被集成在一个芯片上，也被称为微处理器。微处理器的 性能决定着微型计算机的性能。
5、 计算机的应用领域
第一章
（1）科学计算 （2）信息管理 （3）过程检测与控制 （4）计算机辅助系统
计算机基础知识
第一章计算机基础知识第一节计算机概述一、计算机的产生和发展1、定义：电子计算机是一种能够根据程序指令自动进行数据运算和逻辑判断的电子设备，简称计算机，俗称电脑，英文名称是computer。
2、产生：1946年2月，美国，ENIAC ，用于计算子弹道轨迹计算，主要组成元器件是电子管。
ENIAC只能进行简单的数据运算，其功能远远比不上现在的一台普通计算机。
3、发展：随着电子技术的发展，计算机的发展突飞猛进，不断更新换代，其体积是越来越小，功能越来越强，价格越来越低。
计算机的发展经历了电子管、晶体管、集成电路和大规模集成电路四个时代。
二、计算机的特点（多选）1、运算速度快2、精确度高3、具有存储记忆和逻辑判断能力（判断）计算机不仅能够进行判断，还可以把数据、程序等信息储备起来，以供调用。
4、具有智能化特点5、具有高度的可靠性、通用性和广泛的兼容性。
计算机种类比较多，不同厂家、型号的计算机可以通用，软件的兼容性也逐步提高。
三、计算机的应用（多选）1、科学计算：科学计算是计算机最早应用的领域例如“航天飞机、人造卫星、天气预报2、数据处理：指计算机对数据进行记录、整理、统计、加工、利用、传播等一系列活动的总称。
（多选）企业利用计算机实现财务管理、人事工资管理、仓储管理、销售管理等管理信息系统；银行的通存通兑3、办公自动化4、自动控制5、计算机辅助设计6、人工智能四、计算机的分类（流程）巨型机、大型机、小型机、微型机（又称微机或PC,是我们目前所常用的）、便携机、手持机第二节计算机系统的组成原理一、计算机系统的组成1、计算机系统的组成一个完整的计算机系统由硬件系统和软件系统两大部分组成。
计算机硬件系统是构成计算机的所有实体。
（多选）计算机软件是指挥计算机进行工作的各种程序的集合,包括程序、数据和有关的文档资料。
二者的关系（判断）：计算机硬件是计算机系统运行的物质基础，软件是计算机的灵魂。
硬件配置再好，没有软件难以发挥作用，而软件也必须在硬件的支持下才能发挥作用。
第一章微型计算机基础知识
第一章微型计算机基础知识第一章微型计算机基础知识§1-11-1.1微型计算机微型计算机的组成微型计算机是大规模集成电路发展的产物，自1971年微型计算机问世以来，经过近30年的发展，它的应用范围之广，已达到了惊人的地步。
计算机除在科学计算领域中大显身手外，还在大到航天技术、人造地球卫星，小到家用电器等控制领域中大显神威，可以讲，计算机在现代社会中已是无孔不入。
而在不同领域和不同场合使用的计算机，其组成的形式和外观差异是很大的，如人们通常所见的微型计算机，由主机箱、键盘和显示器等组成，有的还配有打印机等。
也有一些计算机系统的组成与上述组成差别较大，如微电脑控制的家用洗衣机上的计算机，与洗衣机组成一体，没有通常所见的主机箱、键盘和显示器等，但在洗衣机上有塑料薄膜按键用于操作和选择工作状态，用发光二极管的亮灭来指示洗衣机的工作状态，这也是一种形式的计算机系统。
但是，不管计算机系统的形式和外观如何变化，计算机的基本组成结构还是有一定的模式，可以分为五大部分，如图1-1所示，其中最关键的一大部分就是运算器和控制器，它们组成中央处理单元CPU，从广义的角度来讲，只要具有中央处理单元CPU，其他部分不论如何组合，都可认为这就构成了计算机。
1．运算器运算器是计算机对各种代码信息进行处理的主要部件，这好比是人的大脑。
运算器对各种二进制数据进行运算、逻辑判别最后得出结果。
运算器由算术逻辑单元、寄存器、加法器以及一些控制电路等组成。
1-1 总线BUS 输入设备输出设备运算器存储器输入指令输出指令操作指令存取指令控制器图1-1 微型计算机的组成第一章微型计算机基础知识2．控制器控制器是计算机的总指挥部，由控制器发出控制指令，实现计算机各部分之间的有机联系，使计算机各部分能协调一致地工作。
控制器如同马路上的交通警察，控制器由时序电路和一些逻辑电路构成。
3．存储器计算机的存储器分为内存储器和外存储器二部分。
存储器是用于存放计算机程序、计算机参数设置、原始数据、中间结果或最终结果的部件。
第一章 计算机基础知识(1)
第一章计算机基础知识通过本章的学习，使同学们掌握以下问题：1.计算机的发展简史、特点、分类及其应用领域2.数制的基本概念、二进制和十进制之间的转换以及数的原码、反码、补码表示法3.计算机中数据、字符、和汉字的编码4.计算机硬件系统的组成和作用、各组成部分的功能和简单工作原理5.计算机软件系统的组成和功能、系统软件和应用软件的概念和作用6.计算机的性能和技术指标以及计算机安全操作和计算机病毒的防治1．1计算机简介1．1．1什么是计算机计算机是一种能快速而高效地完成信息处理的数字化电子设备，它能按照人们编写的程序对原始数据进行加工处理存储或传送，以便获得所期望的输出信息。
1．1．2 计算机的类型可以从不同的角度对计算机进行分类1．依其处理数据的形态分类按处理数据的形态分类，可以分为数字计算机、模拟计算机2．依其使用范围分类按其使用范围分类，可分为通用计算机和专用计算机3．依其本身性能分类这是最常用的分类方法，所依据的性能主要包括：字长、存储容量、运算速度、外部设备、允许同时使用一台计算机的用户多少和价格高低等。
根据这些性能可将计算机分为：巨型机、大型机、中型机、小型机和微型机。
1．1．3大型计算机时代对于大型机，通常根据计算机所采用的电子元件不同而划分为：电子管、晶体管、集成电路和大规模集成电路等四代。
1．第一代计算机起始年代：1946—1958 主要电器元件：电子管运行速度：几千次/秒—几万次/秒内存储容量：1000—4000字节软件：用0和1表示的机器语言进行编程，无操作系统使用范围：主要用于军事和科学研究领域特点：体积庞大，造价昂贵，速度低，存储容量小，可靠性差，不易掌握2．第二代计算机起始年代：1958—1964 主要电器元件：晶体管运行速度：几十万次/秒内存储容量：几十万字节软件：出现了BASIC，FORTRAN等高级语言，出现了监控程序并发展为后来的操作系统。
使用范围：扩展到数据处理和事物管理等其它领域特点：晶体管计算机体积小、成本低、重量轻、功耗小、速度高、功能强和可靠性高。
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二、 计算机的应用
数据处理 过程控制 计 算 机 辅 助 系 统
CAD/CAM/CIMS 科学计算 人工智能 娱乐、文化教育 电子商务 虚拟现实
三、 信息存储与数据表示
信息（数据）：数值、文字、语音、图形和图象
信息必须数字化编码，才能传送、存储 和处理，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。
运算器 控制器
硬件
内存储器
只读存储器(ROM) 随机存储器(RAM)
计
输入设备—键盘,鼠标,光笔,扫描仪
算 机
外部设备 输出设备—显示器,打印机,绘图仪
系
外存储器—硬盘,软盘,光盘
统
操作系统
系统软件 语言处理系统
软件
实用程序
应用软件
计算机系统
计算机硬件系统 计算机软件系统
硬件系统指的是组成计算机的物理设备的总称 软件系统是用来指挥计算机完成具体工作的程 序、数据和文档的总称
大学计算机
(Windows XP+Office 2003)
授课教师：周 靖
单 位: 计算机与电子信息学院 办公电话：2923776
电子邮箱： 546863008@ zhoujing_1980@
自动化11-1、2
时间：周一3、4节，二教B601(理论课) 地点：周二5、6节，计算机科学与技术专业实验室
进位计数制
名称
进位制
数字符
十进制 D 逢10进１ 0123456789
二进制 B 逢2进１ 01
八进制O 逢8进1
01234567
十六进H
0123456789 逢16进１ ABCDEF
位权
数据展开式
(123)D=
10i
1*102 +2*101 +3*100
(101)B=
2i
1*22 +0*21 +1*20
十进制转换为二进制
整数部分：除以2取余数，直到商为0，余数从下 到上排列
小数部分：乘以r取整数，整数从上到下排列
例：(100 . 345)D=(1100100.01011)B
2 |100 0 2 |50 0 2 |25 1
2 |12 0 2 |6 0 2|3 1
1
0.345×2=0.690 0 0.690×2=1.380 1 0.380×2=0.760 0 0.760×2=1.520 1 0.520×2=1.040 1
ENIAC机房
一、计算机的发展
代别
时间划分
第一代 第二代 第三代 第四代
1946-1958年 1958-1964年 1964-1972年 1972年至今
主要特征 （逻辑元件）
电子管
晶体管
中、小规模 集成电路 大规模或超大规模集成
电路
第五代计算机_未来计算机
第五代计算机将用超大规模集成电路和其他新型物理元件 组成；
7位
7位
字符的表示方法
用二进制来表示字母、数字以及专门符号，采 用美国国家信息交换标准字符码（American Standard Code for Information Interchange），简称为ASCII码。它能表示128 （2的7次幂）个字符。
四 、计算机系统组成
主机
中央处理器(CPU)
1 001 01 01 1 0000000
小数位
浮点数
浮点数由尾数和阶码组成 任意二进制规格化浮点数的表示形式为: N=±d ×2 ±p
阶符 阶码 数符 尾数
例：浮点数 35.75D=100011.11B=0.10001111*２6
阶符 阶码 数符
尾数
0 1 1 0 0 １０００１１１１
000001 1 001 0001 1 1
（计算机中心三楼南面）
电子11-1、2
时间：周四7、8节，二教B601（理论课） 地点：周二7、8节，计算机科学与技术专业实验室
（计算机中心三楼南面）
成绩考核
平时成绩（30％）
＋ 期末考试成绩（70％） 学期总评
2学时×12周＋24节上机 上课：5-18周 第20周考试
计算机应用基础
计算机基础知识
实用程序（scandisk, kv3000, winzip)
软件
应用软件
办公软件包（Word, Excel ） 数据库系统（dbms) 其它应用程序
五、计算机的基本工作原理
指令——让计算机完成某个操作所发出的 命令
程序—— 有序的指令集合
从程序所在首地址开始，启动计算机执行程序 从存储器取出一条指令
峰值速度 中国超级计算机： 国（防2）科美技国大C学ra研y制X的T5“超银级河计1算号机”J、aguar(美洲虎)，
“（银每河秒2钟号可”进和行1“05银9万河亿3次号浮”点运算） 国家智能计算机中心推出的“曙光 （3）1德0（0每国0”秒和IB钟“M可超曙进级行光8计2205算0.5I万”机亿JU次G浮E点N运E算的）超级计算机,
Altair 8800
计算机发展——巨型化
世界排名前三的超级计算机_ _ 09 年公布数据
运算速度可达每秒几百亿次运算的超级计算机 1（917）5年美世国界IB上M第超一级台计超算级机计R算oa机dr“unCnraeyr（-I”走鹃） 超级计（算69机48应个用双：核A天M气D O预p报ter、on地处震理器机，理每研秒究钟、可进行 石油和1地10质5万勘亿探次，浮点卫运星算图）像处理等大量科学计 算（的2）高中科国技“领天域河。一号” 每秒钟１２０６万亿次的
容 K字节 1K=1024 byte 量 M字节 1M=1024 K 单 G字节 1G=1024 M 位 T字节 1T=1024 G
外存储器:硬盘、软盘、优盘、光盘
输入设备
输入设备是向计算机输入程序、数据和命 令的部件，常见的输入设备有键盘、鼠标、 扫描仪、触摸屏（及光笔）、数字化仪 （数码相机、摄像头）、话筒等。
？网卡是输入或输出设备？
显示器
显示适配器（显卡）
显卡将计算机机器信息缓冲存贮转变为 人们所能识别的符号（图象、字符、汉 字）输送到显示器
计算机软件系统
★系统软件作用： ①控制计算机的运行 ②管理计算机资源 ③为应用程序提供支持和服务（平台）
★软件系统分类 ①操作系统：Windows、Unix、Linux ②实用程序：诊断程序、反病毒程序、备份程序 ③语言处理程序：C，VB，Delphi, Vfpro, Vc++
计算机中的各个物理实体称为计算机硬件，
程序和数据则称为计算机软件。
第一台计算机
1946年，美国宾西法尼亚大学莫尔电工系的John Mauchly和Presper Eckert博士研制世界上第一台
真正的计算机ENIAC，重30吨、占地160平方米、
使用了17468多个电子管、6万个电阻器、1万个电容 器、耗电174KW的庞然大物拉开了人类科技革命 的帷幕。
• 1980年代开始，美国、日本开始研制第五代计算机。 希望计算机能够打破以往固有的体系结构，能够具有像 人一样的思维、推理和判断能力，向智能化发展，实现 接近人的思考方式。（人工智能）
• 计算机发展趋势：巨型化、微型化、网络化和智能化。
计算机发展——微型化
计算机不再是单一的计算机器，而是一种 信息机器，是一种个人的信息机器。
计算机硬件系统（冯.诺依曼体系结构）
内存贮器、外存贮器（磁盘、光盘）
输入设备
存贮器
输出设备
键盘、鼠标、扫描仪
运算器
显示器、打印机
Pentium 系列 Celeron 系列
控制器
cpu
►计算机各部分的作用： ◎运算器： 完成算术运算和逻辑运算 ◎控制器： 解析和执行指令，发出相应控制信号，控制计算机
取消键
主键盘和 打字键 控制键
功能键
空格键
键盘
编辑键 状态显示灯
光标键
回车键
小数
字键
滚动小球
机械鼠标
反射板
光电鼠标
鼠标
数码相机
游戏手柄
输出设备
输出设备是用来把经过计算机运算或处理后 所得的结果以字符、数据、图形等人们能够 识别的形式进行输出。常见输出设备有显示 器、打印机、投影仪、绘图仪、声音输出设 备(声音输出设备包括声卡和扬声器)等。
(123)o=
8i
1*82 +2*81+3*80
16i
( 123)H= 1*162 +2*161+3*160
十进制（D） 0 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15
二进制（B） 0000 0001 0010 0011 0100 0101 0110 0111 1000 1001 1010 1011 1100 1101 1110 1111
的各个部件工作 。
◎内存储器：存贮程序、原始数据、处理结果。（计算机运行
时从中取出程序和数据进行执行）。
◎输入设备：接受用户输入的数据和程序，并将它们转化为计
算机能识别的形式（二进制数）存放到内存贮器中。
◎输出设备：将内存中信息转变为人们所能识别的符号输送出
来，供人们使用。
主板
主板由集成电路芯片、电子元器件、电路 系统、各种总线插座和接口组成。
作用：传输各种电子信号，部分芯片也负责 初步处理一些外围数据。
CPU ：
Central Processing Unit，中央处理器。 执行预先编好放在存储器中的指令。
技术指标： 字长 主频 Cache(高速缓存)
存储器系统
随机存储器 RAM
主存储器
（内 存）