第1章计算机基础知识1
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
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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
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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。
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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
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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。
第一章计算机基础知识
网络攻击防护
要点一
总结词
了解常见的网络攻击手段和防护方法，如防火墙、入侵检 测系统等，加强网络安全意识，不轻易泄露个人信息。
要点二
详细描述
随着网络的普及，网络攻击也日益增多。常见的网络攻击 手段包括拒绝服务攻击、钓鱼攻击、恶意软件感染等。为 了防止网络攻击，需要采取有效的防护措施，如使用防火 墙、入侵检测系统等安全设备，加强网络安全意识，不轻 易泄露个人信息。
互联网计算机时代
总结词
互联网计算机时代始于20世纪90年代，主 要特点是计算机网络技术的发展和应用。
详细描述
互联网计算机时代始于1991年的World Wide Web（万维网），它使得互联网成为 一个全球性的信息共享平台。随着互联网的 普及和深入应用，人们的生活、工作、学习 等方面都发生了深刻的变化。同时，互联网 技术的发展也催生了许多新的产业和商业模 式，如电子商务、在线教育等。
自动控制是指利用计算机对生产过程、机械装置等进行自动化控制，以提高生产效率、减少人工干预的过程。
详细描述
自动控制广泛应用于工业生产、航空航天、交通运输等领域。通过自动控制，可以实现精确控制、快速响应和高 效生产，提高生产效率和产品质量。
辅助设计
总结词
辅助设计是指利用计算机进行产品设计、工程制图、虚拟仿真等过程，以提高设计效率和设计质量。
数据备份与恢复
总结词
定期备份重要数据，并采取多种方式进行备份，确保数 据安全。同时，了解数据恢复的方法和步骤，以应对数 据丢失的情况。
详细描述
数据备份是保护数据安全的重要措施。为了防止数据丢 失或损坏，需要定期备份重要数据，并采取多种方式进 行备份，如本地备份、云备份等。同时，了解数据恢复 的方法和步骤，以应对数据丢失的情况。在数据备份和 恢复的过程中，需要注意数据的完整性和可用性，确保 数据的安全可靠。
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章计算机基础知识知识点总结1
第1章计算机基础知识1、信息是在自然界、人类社会和人类思维活动中普遍存在的一切物质和事物的属性。
信息技术是指人们获取、存储、传递、处理、开发和利用信息资源的相关技术。
2、数据，是指存储在某种媒体上可以加以鉴别的符号资料。
这里的符号包括文字、字母、数字、图形、音像、音频与视频等多媒体数据。
数据是信息的具体表现形式，是信息的载体，而信息是对数据进行加工得到的结果。
3、观念和价值是文化的核心部分，文化不是一个空洞的概念，它是经济基础、上层建筑和意识形态的复合体。
4、文化具有的基本属性：1、广泛性。
2、传递性。
3、教育性。
4、深刻性。
5、计算机文化：以计算机为核心，集网络文化、信息文化、多媒体文化于一体，并对社会生活和人类行为产生广泛、深远影响的新型文化。
6、计算机是一种具有计算、记忆和逻辑判断功能的机器设备。
它能接收数据，保存数据，按照预定的程序对数据进行处理，并提供和保存处理结果。
7、计算机的发展电子管计算机—晶体管计算机—集成电路计算机—超大规模集成电路计算机—新一代计算机。
8、计算机的特点：存储性、通用性、高速性、自动性和精确性。
9、计算机的分类：根据处理的对象划分模拟计算机、数字计算机和混合计算机根据用途划分专用计算机和通用计算机根据规模划分巨型机、大型机、中型机小型机、微型机和工作站（１）按处理对象划分：模拟计算机：专用于处理连续的电压、温度、速度等模拟数据的计算机。
数字计算机：用于处理数字数据的计算机。
混合计算机：模拟技术与数字计算灵活结合，输入和输出可以是数字数据或模拟数据。
（２）根据计算机的用途划分：通用计算机：适用于解决一般问题，其适应性强，应用面广。
专用计算机：用于解决某一特定方面的问题，应用于如自动化控制、工业仪表、军事等领域。
（３）根据计算机的规模划分：巨型机：用于承担重大的科学研究、国防尖端技术和课题及数据处理任务等。
如大范围天气预报、核能探索、研究洲际导弹和宇宙飞船等都离不开巨型机。
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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天河1号A型
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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 。
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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
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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
计算机背诵资料第一章
第一章计算机基础知识电子计算机奠基人：英国科学家艾兰·图灵和美籍匈牙利科学家冯·诺依曼。
图灵在1936年提出了图灵机的理论模型，发展了可计算性理论。
冯·诺依曼首先提出了在电子计算机中储存程序的概念，从而确立了现代计算机的基本结构——冯·诺依曼结构（即电子计算机由控制器、运算器、储存器、输入和输出等5部分组成）。
美国宾夕法尼亚大学教授莫奇莱和学生埃克特在1946年退出了世界首台电子计算机——ENIAC。
电子器件：计算机时代划分标志。
计算机已经经历了电子管、晶体管、集成电路、超大规模集成电路四代。
计算机的性能指标：运算速度、储存容量、功能强弱、规模大小以及软件系统的配置程度。
一般将计算机分为巨型计算机、大型机、中型机、小型机、微型机等类型。
现在计算机主要朝着巨型化、微型化、网络化、智能化方面发展。
微机:它是随着集成电路集成度不断提高和位处理器的出现而产生的。
它是由美的设想，弗金于1971年11月实现，构成了CPU（中央处理器）即四位微处理器Intel4004。
CPU人们又习惯称为微处理器。
微机的升级换代一般都是按CPU的集成度来划分的。
微机的主要技术指标就是：字节、主频、运算速度、内存容量等。
字节即运算器能并行处理的二进制数的位数。
运算速度不仅与主频有关，而且还取决于指令执行周期，也常用单位时间内执行多少条指令来表示。
内存容量表示计算机储存信息的能力，由当时的1MB发展到现在的512MB。
科学计算（最早的应用领域）：也称数值计算，主要涉及复杂的数学问题。
例如：宇宙火箭、人造卫星、宇宙飞船的研究和发射。
信息处理（最广泛的应用领域）：信息处理也称数据处理或事务处理。
它不涉及复杂的数学问题，只是处理的数据量大、实践性强。
例如：人事管理、生产管理、库存管理、金融业务处理、财务处理、电子商务、情报信息检索、图书资料以及报表统计等。
自动控制：也称过程控制、实时控制，是指不需要人工干预的控制。
计算机基础知识
第1章认识计算机计算机是一种能够按照指令对各种数据和信息进行自动加工和处理的电子设备，其特点是擅长完成快速计算、大型数据库分类和检索等规模较大且重复性较强的任务，此外还能够在现有指令的引导下有条不紊地完成各种各样的工作。
如今，生活中的很多地方都可以看到计算机的身影。
例如，在图书馆借阅图书的过程中，需要通过计算机检索和管理图书的具体位置和借阅情况。
在商场、购物中心等场所，能够见到用于票务输出、财务管理等各种工作的计算机。
可以看出，在现在的生活、学习和工作中，计算机已经无处不在，并在许多方面为人们提供便利及帮助。
在计算机出现之前，人工计算一直是解决问题时的主要计算方式，算盘、对数计算尺、手摇或电动的机械计算器等物品则是使用的主要计算工具。
直至20世纪40年代，近代科学技术的发展对计算精度和计算速度的要求不断提高，参与计算的数据长度与数量也使得原有的计算工具无法满足应用的需求，这些都促使人们在研究和创造新型的计算工具。
与此同时，计算理论、电子学和自动控制技术的发展也为计算机的出现奠定了坚实的基础。
与其他新生事物一样，计算机的产生与发展经历了一个不断完善的过程。
从第一台电子计算机诞生至今，根据其内部物理器件的不同，通常将计算机的发展划分为以下几个时代。
1．第一代电子管计算机（1946~1955年）1946年，世界第一台电子计算机ENIAC（Electronic Numerical Integrator And Calculator，电子数字积分器和计算器）在美国的宾夕法尼亚大学诞生，这是一台由1.8万支电子管组成的庞然大物，占地170m2，重达30吨，其运算速度为5000次/秒。
此外，ENIAC能够通过不同部分间的重新接线进行编程，并拥有并行计算的能力，因此被称为计算机发展史上的重要里程碑。
第一代电子计算机的主要特点是采用电子管作为逻辑元件，用阴极射线管或汞延迟线作为主存储器，外存主要使用纸带或卡片。
在实际应用过程中，主要使用机器指令或符号指令来编写解决实际问题的程序，但由于使用方法过于复杂和设备造价过高等原因，其应用领域被局限在复杂的科学计算等方面。
第一章：计算机基础知识总结_01
� 8、运算器的功能是
计算机主要性能指标选择题
� 9、CPU的主要性能指标是
� A）字长、运算速度、时钟频率 � B）可靠性和精度 � C）耗电量和效率 � D）冷却效率
� 10、影响一台计算机性能的关键部件是
� A）CD-ROM � B）硬盘 � C）CPU � D）显示器
� A）引入CPU和内存储器的概念 � B）采用机器语言和十六进制 � C）采用二进制和存储程序控制的概念 � D）采用ASCII的编码系统
� 2、世界上第一台公认的电子计算机产生的年代是
� A）1943 � B）1946 � C）1950 � D）1951
计算机发展选择题
� 3、第二代电子计算机所采用的电子元件是
� 时钟频率也叫主频，是指计算机CPU的时钟频率。一般主频越高，计算 机的运算速度就越快。 � 主频的单位为兆赫兹（MHz）、吉赫兹（GHz）。 � P42.0/256M/80G/16XDVD/17
� 表示CPU是 Intel奔腾第4代，主频是3.0GHz，内存为256M，硬盘80G � 16倍速数字式多功能DVD光驱，17英寸彩色显示器
信息存储单位选择题
� 1、假设某台式计算机的内存储器容量为 128MB，硬盘容量为10GB。 硬盘容量是内存容量的：
� A）40倍 � B）60倍 � C）80倍 � D）100倍
� 2、1KB的精确数值是
� A）1024Bytes � B）1000Bytes � C）1024Bits � D）1000Bits
� 18、下列度量单位中，用来度量计算机外部设备传输率的是
� A）MB/s � B）MIPS � C）GHz � D）MB
计算机主要性能指标选择题
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_文字素材
第1章计算机基础知识电子计算机（Computer）是一种能自动、高速地处理信息的电子设备，又称“电脑”，简称“计算机”。
它是20世纪人类最伟大的科学技术发明之一。
由于它提高了人类对信息的利用水平，引发了信息技术革命，极大地推动了人类社会的进步与发展。
在未来，它还会更深入地与其他学科相结合，对科学技术的进步产生极大的影响。
因此计算机知识也就成为21世纪人类知识结构中不可缺少的组成部分。
本章主要介绍计算机的发展及应用、信息表示方式、系统组成、微型计算机的基本配置及其选购和计算机安全知识等内容。
1.1 计算机的发展及应用1.1.1 计算机的产生和发展1．计算机的产生世界上第一台电子数字计算机诞生于1946年，取名为ENIAC（埃尼阿克）。
ENIAC是英文Electronic Numerical Integrator and Calculator（电子数字积分计算机）的缩写。
这台计算机主要是为了解决弹道计算问题而研制的，由美国宾夕法尼亚大学莫尔电气工程学院的J.W.Mauchly （莫奇莱）和J.P.Eckert（埃克特）主持研制的。
ENIAC计算机（如图1-1所示）使用了18000 多个电子管，10000多个电容器，7000个电阻，1500多个继电器，耗电150千瓦，重量达30吨，占地面积为170平方米。
它的加法速度为每秒5000次。
ENIAC不能存储程序，只能存20个字长为10位的十进制数。
ENIAC计算机的问世，宣告了电子计算机时代的到来。
1944年7月，美籍匈牙利科学家冯·诺依曼博士在莫尔电气工程学院参观了正在组装的ENIAC 计算机。
这台计算机的成功和不足，促使他开始构思一个更完整的计算机体系方案。
1946年，他撰写了一份《关于电子计算机逻辑结构初探》的报告。
该报告首先提出了“存储程序”的全新概念，奠定了存储程序式计算机的理论基础，确立了现代计算机的基本结构，称为冯·诺依曼体系结构。
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。
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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IBM 1401
❖(3) 第三代电子计算机（1965-1970年）：逻 辑元件采用小规模集成电路、中规模集成电路 。
❖
HP-2115
❖(4) 第四代电子计算机（1971年至今）：逻辑 元件开始采用大规模集成电路、超大规模集成 电路。
Apple II
计算机的发展
年代
名称
元件
语言
应用
第一代 1946～1956
（４）输入设备
❖输入设备（Input Device）是将原始数据和人
们编好的程序输入到计算机中的部件，它由两部 分组成：输入装置与输入接口。常见的输入装置 有键盘、鼠标器、磁带输入机、磁盘输入机、话 筒、图像扫描仪等。
（5）输出设备
❖输出设备（Output Device）是将计算机的工作 结果以数字、字符、图表等形式表现出来，它由 输出接口电路和输出装置两部分组成，常见的输 出装置有显示器、打印机、绘图仪、扩音器。
晶体管 几十万~百万（次/秒）
1966年112机
第三代 （1965~1970）
集成电路 百万~几百万（次/秒）
❖ （1）第一代电子计算机（1946-1957年）：逻辑 元件采用电子管。
❖
第一台电子计算机ENIAC
J.W.Mauchly博士 莫西利
❖ （2）第二代电子计算机（1958-1964年）：逻 辑元件采用晶体管。
用户
应用软件
系统软件
裸
机
计算机软件系统
❖ 系统软件
▪ 操作系统。 ▪ 语言处理程序。 ▪ 数据库管理系统。
❖ 应用软件
2. 计算机的应用领域
❖ 科学计算（Scientific Computation） ❖ 信息处理（Information Processing） ❖ 计算机集成制造系统CIMS ❖ 计算机辅助设计、辅助制造、辅助教学 ❖ 人工智能 ❖ 计算机艺术 ❖ 系统仿真 ❖ 电子商务
1.2.3 计算机的发展趋势
电子管计算机
第二代 1956～1964
第三代 1964～1971
晶体管计算机 集成电路计算机
第四代
超大规模集成电
1971年～现在
路计算机
第五代
未来计算机
电子管
晶体管 中小规模 集成电路
集成电路
光子、量子、 DNA等
机器语言 汇编语言
科学计算
高级程序 设计语言
高级程序 设计语言
数据处理
广泛应用到 各个领域
❖ 40年代末又出现 了EDVAC计算机 ，它的研制者是 著名的现代电子 计算机先驱，美 籍匈牙利数学家 冯·诺依曼。
冯·诺依曼
1.次/秒）
1964年911机
第四代 （1971~90年代）
集成电路 几百万~几亿（次/秒）
第二代 （1957~1964）
2. 软件系统
❖ 软件是指计算机运行所需的程序、数据和有关文 档的总和。
❖ 计算机软件的作用在于对计算机硬件资源的有效 管理和控制，提高计算机资源的使用效率，协调 计算机各组成部分的工作，并在硬件提供的基本 功能的基础上拓展计算机的功能，提高计算机实 现和运行各类任务的能力。
软件 系统
系统软件 应用软件
3. 网格化
网格（Grid）技术可以更好地管理网络上的资源，它把 整个互联网虚拟成一台空前强大的一体化信息系统，犹如 一台巨型机，在动态变化的网络环境中，实现计算机资源 、存储资源、数据资源、信息资源、知识资源、专家资源 的全面共享，从而让用户从中享受可灵活控制的、智能的 、协作式的信息服务，并获得前所未有的使用方便性和超 强数据处理能力。
1.1.3 案例所涉及的知识点
（1）计算机的发展与分类 （2）计算机的特点及应用 （3）计算机的发展趋势 （4）计算机的工作原理 （5）计算机系统的组成 （6）微型计算机的发展 （7）微机的基本结构及配置 （8）微机系统性能的主要技术指标 （9）计算机的启动与关闭 （10）计算机病毒及防治 （11）计算机软件知识产权保护
4. 智能化
智能化是要求计算机具有模拟人的思维和感觉的能力。这 是新一代计算机所要实现的目标。智能化的研究领域包括 ：自然语言的生成与理解、模式识别、自动定理证明、自 动程序设计、专家系统、学习系统、智能机器人等。
1.3 计算机的组成
1.3.1 计算机的工作原理 1.3.2 计算机系统的组成 1.3.3 计算机语言
1.3.1 计算机的工作原理
1. “存储程序”工作原理
数学家冯·诺依曼勾画出了一个全新的通用电子计
算机方案，计算机基本结构是由运算器、控制器 、存储器、输入设备和输出设备组成，并首次提 出了以二进制和存储程序工作原理为基础的现代 计算机设计的体系结构。
（1）采用二进制形式表示数据和指令； （2）计算机包括运算器、控制器、存储器、输入
外存储器简称外存，又称辅存，它作为一种辅 助存储设备，主要用来存放一些暂时不用而又需 长期保存的程序或数据，不能与CPU直接交换信 息，当需要执行外存中的程序或处理外存中的数 据时，必须通过CPU输入/输出指令，将其调入 RAM中才能被CPU执行和处理。外存实际上属 于输入/输出设备，其特点是存储容量大，但其 存取速度相对较慢。常见的外存储器有磁盘、磁 带、软盘、硬盘、U盘、光盘等。随着技术的进 步，软盘、磁带在日常生活中已不常用。
1.1 案例与案例解析
1.1.1 本章案例 1.1.2 案例说明与分析 1.1.3 案例所涉及的知识点
1.1.1 本章案例
挑选一台满足工作需求的计算机，了解计算机的各 个部件，并且能够学会使用和日常维护计算机。
1.1.2 案例说明与分析
计算机已渗透至各行各业，人们在工作、学习和 生活中，已经把计算机当作一种工具普遍使用它。因 此，人们有必要了解目前主流的计算机的配置，在了 解计算机的发展与分类、特点及应用、发展趋势的同 时，了解计算机系统的组成，并且能够掌握微型计算 机的软硬件的日常维护和使用计算机，掌握信息安全 和知识产权的有关知识，掌握计算机病毒的特点、类 型、传播途径、常见病毒及防治的方法等常识性知识 。本章案例所涉及的知识点基本上包含了本章的全部 内容，通过本章的学习，不但可以增强信息意识，而 且可以挑选出适合自己的计算机，并且能够进行日常 的维护和使用计算机。
帕斯卡
查尔斯·巴贝奇 1834年设计的分析机
1822年差分机
由许多轮子组成的保存数据的存储库； 运算装置； 能对操作顺序进行控制，并选择所需处理 的数据以及输出结果的装置。
现代计算机体系结构 冯·诺依曼机：“存储程序”的概 念 五十多年来，计算机系统基本结 构没有变。
英国科学家艾兰·图灵
•建立图灵机（Turing machine）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。
（３）存储器
存储器（ Memory）是具有记忆功能的部 件，是用来保存程序和数据的。分为内存和外 存两种。
内存 存 储 器
外存
①内存储器
内存储器简称内存，又称主存，是CPU能根 据地址线直接寻址的存储空间，由半导体器件制 成。内存是主机的一部分，它用来存放正在执行 的程序或数据，可与中央处理器（CPU）直接交 换信息，其特点是存取速度快，基本上能与CPU 速度相匹配，但其容量相对较小。内存按其功能 和存储信息的原理又可分成两大类，即随机存储 器和只读存储器。
（2）控制器
控制器（Controller）是计算机的神经中枢和指 挥中心,它按照程序指挥计算机完成一定的功能。 根据用户通过程序下达的加工处理指令,按时间的 先后顺序,负责向其他各部件发出控制信号,并保证 各部件协调一致地工作。它主要由指令寄存器、 译码器、程序计数器、操作控制器等组成。
通常，运算器和控制器集成在一块芯片上，构 成中央处理器（Central Processing Unit）简称 CPU。可以说CPU是计算机的核心和关键，计算 机的性能主要取决于CPU。
（4）为执行下一步命令作好准备； （5）执行下一步命令…… （6）任务处理完毕后，输出处理的数据。
程序和数据输入
取指令
执行指令 数据输出
图1.1 计算机的工作流程
1.3.2 计算机系统的组成
计算机 系统
硬件 系统
软件 系统
运算器 控制器 存储器 输入设备 输出设备
系统软件
应用软件
计算机 主机
1. 硬件系统
每秒8万亿次浮点运算，全球排名第10
微型计算机： 台式机、笔记本和个人数字助量(PDA)
工作站：介于PC与小型机之间高档微机系统
高分辨率、大容量内外存，图形功能较强
服务器：网络环境中为多个用户提供服务的 计算机系统
1.2.2 计算机的特点及应用
1. 计算机的特点 ❖ 运算速度快。 ❖ 计算精度高。 ❖ 存储容量大。 ❖ 具有逻辑判断功能。 ❖ 具有自动运行能力。 ❖ 通用性强。
1.2 计算机概述
1.2.1 计算机的发展与分类 1.2.2 计算机的特点及应用 1.2.3 计算机的发展趋势
1.2.1 计算机的发展与分类
➢人类追求的计算工具
加法器
Charles Babbage
1642 Blaise Pascal 1822 差分机
ENIAC
MARK I
1834年分析机
加法器 1642 Blaise Pascal
设备和输出设备等5大基本部件； （3）线性组织的定长存储单元； （4）对计算机进行集中的顺序控制； （5）采用存储程序和程序控制的工作方式。
2. 计算机的工作过程
（1）准备程序和数据，通过输入设备送到存储器中存 储；
（2）在控制器的指挥下，从存储器中取出指令进行翻 译，译出对应的微机操作；
（3）向各个部件发出相应的控制信号，完成指令规定 的各个操作，如通过运算器进行运算，输出设备显示 或打印等；