《计算机概述》PPT课件.ppt

计算机文化基础,主讲教师：欧阳璠 讲师 计算机基础教研室,学生须知,计算机文化基础课程是面向全校非计算机专业计算机基础教学的公共基础课程之一，共48学时，其中24学时为理论课教学；24学时为实践课教学。 实验课在学校青园校区的科技楼计算机基础实验室机房内上课，具体上课时间、上课机房安排见科技楼三楼橱窗内的上机安排表。由于计算机基础实验室机房是学校的集体学习场所，为了使大家都拥有一个良好的学习环境，要求进入机房上课的每名学生和老师要穿好鞋套方可进入，不穿鞋套者严禁进入机房。,大学教育,一、大学的教育的目的： 学习为主体、教师起主导作用,达教书育人的目的 二、大学学习要求： 1、课前预习、课后复习，要充分利用上课时间掌握学习内容和上机时间巩固学习内容。 2、多看参考书及上网查阅知识 反对：考前突击式学习方法,计算机文化基础,第1章 概论 第2章 计算机系统 第3章 操作系统及其应用 第4章 文字处理软件Word 2003 第5章 电子表格处理软件Excel 2003 第6章 演示文稿制作软件PowerPoint 2003 第7章 计算机网络基础 第8章 因特网技术与应用 第9章 多媒体技术的应用 第10章 信息安全与计算机病毒的防范,知识体系结构,本课程包括： 计算机基础知识、操作系统、应用软件、计算机应用的扩展四个部分。 1）计算机基础知识包括在第一、二章，是整个教材的理论基础。 2）操作系统包括在第三章，是后面介绍应用软件的基础。 3）应用软件包括第四到第六章、第七章、第八章介绍三个应用软件。 4）计算机应用的扩展:第八章第十章开始。,教学内容,第1章 概 论 1.1 计算机的发展 1.2 计算机的应用及分类 1.3 计算机中的数制与编码,教学重点和难点,计算机中的数制与编码，即数在计算机中的表示,1.1 计算机的发展,1.1.1 计算机的诞生 1.1.2 计算机的发展历程 1.1.3 计算机的发展趋势,1.1.1 电子计算机的诞生,第一台数字电子计算机 ENIAC(Electronic Numerical Integrator And Calculator, 电子数字积分计算机）1946年诞生在美国宾夕法尼亚大学；用途：火炮弹道计算。该计算机不具备“存储程序”的功能。,重达30吨 占地250m2 启动工耗150000瓦 18000个电子管 保存80个字节,1.1.2 计算机的发展历程,1.1.3 计算机发展趋势,功能巨型化 天气预报、地震机理研究、石油和地质勘探，卫星图像处理等大量科学计算的高科技领域。 体积微型化 资源网络化 处理智能化,Deepblue,1.2 计算机的应用及分类,1.2.1 计算机的特点 1.2.2 计算机的应用 1.2.3 计算机的分类,1.2.1 计算机的特点,运算速度快 计算精度高 具有记忆和逻辑判断功能 高度自动化又支持人机交互 通用性强,1.2.2 计算机的应用,科学计算(数值计算) 信息管理(数据处理) 电子商务 过程控制(实时控制) 现代教育、人工智能(智能模拟)、网络应用 计算机辅助系统 CAD- 计算机辅助设计 CAM-计算机辅助制造 CAI - 计算机辅助教学,1.2.3 计算机的分类,1、按性能分类 最常规的分类方法，所依据的性能主要包括：存储容量；运算速度；允许同时使用一台计算机的用户多少和价格等。 巨型计算机（Supercomputer）：功能最强、速度最快 大型计算机、小型计算机（Minicomputer） 微型计算机（Microcomputer）：也叫个人计算机（Personal Computer）。 工作站（Workstation）,2、按使用范围分类 可以分为通用计算机和专用计算机。 通用计算机 适用于一般科学运算、学术研究、工程设计和数据处理等广泛用途的计算。通常所说的计算机均指通用计算机。 专用计算机 适应某种特殊应用而设计的计算机，它的运行程序不变、效率较高、速度较快、精度较好，但只能作为专用。,1.3 计算机中的数制与编码,1.3.1 计算机的数制 1.3.2 各类数制间的转换 1.3.3 *数值数据的编码 1.3.4 字符的编码 1.3.5 汉字的编码,1.3.1 计算机中的信息表示形式,内部表示： 计算机能识别的数据形式仅仅是“0”、“1”的组合，即二进制序列 外部显示： 数值型，字符型，声音、图像、音频视频,位、字节与字长 数据中每个单个的0或1称作位。对于数字、字母和字符，用8位编码就能将它们区分开来。因此，将8个二进制位的集合称作字节，将计算机一次同时传送数据的位数称作字长。,信息存储单位,K 字节 1K = 1024 B M字节 1M = 1024 K G字节 1G = 1024 M T字节 1T = 1024G,b7 b6 b5 b4 b3 b2 b1 b0,1.3.2 计算机的数制转换 1. 数制的概念 按照进位方式计数的数制叫进位计数制。 每个数码所表示的数值等于该数码乘以一个与数码所在位置有关的常数。 (1)基数：指进制中允许选用的基本数码的个数 (2)位权数：在每个数位上的数码符号所代表的数值等于该数位上的数码乘上一个固定的数值。这个固定的数值就是这种计数制的位权数。 位权值（位权的大小）：以基数为底，以数码所在位置的序号为指数的整数幂。,用位权表示法对于任意的P进制数可以表示为 以下和式： an-1an-2a1a0a-1a-m= an-1Pn-1+an-2Pn-2+a1P1+a0P0+a-1P-1+a-mP-m 式中，n为整数位数，m为小数位数，P为基数。 思考：十进制数886.78的表示方式如何？ 二进制数110.011的表示方式如何？,2. 各种数制 二进制 逢2进1 B 两个基本数字符号：0,1 八进制 逢8进1 O 八个基本数字符号：0,1,2,3,4,5,6,7 十进制 逢10进1 D 十个基本数字符号：0,1,2,3,4,5,6,7,8,9 十六进制 逢16进1 H 十六个基本数字符号： 0,1,2,3,4,5,6,7,8,9,A,B,C,D,E,F,3. 数制间的转换 (1)非十进制转化为十进制 方法:用位权表示法按权展开 例：将二进制数101.01、八进制数3256和十六进制 10.9A分别转化为十进制数，最后一个数保留四位小数。 解：101.01B/(101.01)2=1*22+0*21+1*20+0*2-1+1*2-2 =4+1+0.25=5.25D/(5.25)10 3256O/(3256)8 =3*83+2*82+5*81+6*80 =1536+128+40+6=1710D/(1710)10 10.9AH/(10.9A)16=1*161+0*160+9*16-1+10*16-2 =16+0.5625+0.03916.6015D/(16.6015)10,(2)十进制转化为非十进制 将十进制数转化为任意进制数需要对 整数部分 和 小数部分 分别进行转化,采用“除N取余法”，且除到商为0为止,采用“乘N取整法” ，乘不尽时，到满足精度为止,注：N为要转换的进制基数,十进制转化为二进制方法:整数部分“除2取余”，小数部分“乘2取整” 十进制转化为八进制方法:整数部分“除8取余”，小数部分“乘8取整” 十进制转化为十六进制方法:整数部分“除16取余”，小数部分“乘16取整” 【注意】整数部分：第一次得到的余数为非二进制数的最低位，最后一次得到的余数为非二进制的最高位；小数部分：第一次取整数到最后一次的取整数从左到右排于小数点后即对应的非二进制小数的部分。 【注意】非十进制小数可以完全准确的转化为十进制小数，而十进制小数不一定能完全准确的转化为非十进制小数，当不能完全转化时保持要求的精度即可。,（185）10 =（10111001）2,（185）10 =（ ？ ）8,（1 8 5）10 = （2 7 1）8,例2：十进制化成八进制,（3981）10 = ( ? )16,（3 9 8 1）10 = （F 8 D）16,例3：十进制化成十六进制,例4： (1)将25.562D转化为二进制(精度要求到小数点 后第五位)。 (2)将123.25D转化为八进制(精度要求到小数点 后第三位) 。 解： 25.562D转化为二进制( 11001.10001B) 123.71875D转化为八进制( 173.561O) 练习: 35.7D转化为十六进制(保留三位小数) 答案：23.B33,(3)非十进制之间的转化 二进制与八进制之间的转化 转换方法：以小数点为界，分别向左右每三位二进制数合成一位八进制数，或每一位八进制数展成三位二进制数，不足三位者补0。 例：(423.45)8=(100 010 011.100 101)2 (1001001.1101)2=(001 001 001.110 100)2=(111.64)8 练习： 将110110111.00101B转换为八进制 答案：667.12O,二进制与十六进制之间的转化 转换方法：以小数点为界，分别向左右每四位二进制合成一位十六进制数，或每一位十六进制数展成四位二进制数，不足四位者补0。 例： (101101101001011.01101)2= (0101 1011 0100 1011.0110 1000)2=(5B4B.68)16 (ABCD.EF)16=(1010 1011 1100 1101.1110 1111)2 练习： 将110110111.00101B转换为十六进制 答案：1B7.28,八进制与十六进制之间的转化 八进制与十六进制间的转化以二进制为桥梁。 八进制 二进制 十六进制 例：将2AF.C5H转化为八进制 解：(2AF.C5)16=(0010 1010 1111.1100 0101)2 =(001 010 101 111.110 001 010)2=(1257.612)8 练习：将3B2A.F6H转化为八进制 答案：35452.754,作业:,1. 2BDH、110.011B转化为十进制 2. 71.25D转化为二进制和十六进制 3.将(C2F.D51)16转化为八进制,1.3.3 原码、反码和补码,在计算机中，只有“0”和“1”两种形式，所以数的正、负号，也必须以“0”和“1”表示。 通常把一个数的最高位定义为符号位，用“0”表示正，“1”表示负，称为数符，其余位表示数值。 把在机器内存放的正、负号数码化的数称为机器数；把机器外部由正、负号表示的数称为真值。,1、原码 原码是真值用二进制表示后，数的数值部分不变，在符号位上用“0”和“1”分别表示数的符号“+”和“-”。 例如： 符号位 数值位 +7原= 0 0 0 0 0 1 1 1 B -7 原= 1 0 0 0 0 1 1 1 B 在原码中，8位二进制原码的表示范围：-127+127。另外，特别注意到数值0的原码可以分别用两种形式表示：+0原=00000000B， -0原=10000000B。,2、反码 反码表示：正数的反码与其原码相同，负数的反码则符号位为1，其余各位是对原码取反。 例如： 符号位 数值位 +7反= 0 0 0 0 0 1 1 1 B -7反 = 1 1 1 1 1 0 0 0 B 在反码中，8位二进制反码的表示范围：-127+127。和原码表示方法一样，数值0的反码也同样有两种形式：+0反=00000000B - 0反=11111111B 。,3、补码 补码表示：正数的补码与其原码相同；负数的补码在其反码的末位加1。 例如： 符号位 数值位 +7补= 0 0 0 0 0 1 1 1 B -7 补 = 1 1 1 1 1 0 0 1 B 在补码中，8位二进制补码所表示的范围为-128+127。与原码、反码不同的是，数值0的补码只有一个，即 0补=00000000B。,原码是数制转换的产物，用于合乎人类逻辑的数字转换。反码是一种形式化的中间产物，没什么实际作用，用户看不懂，计算机也读不懂，它的意义在于衔接。补码则是形式化的产品，直接用于形式化的逻辑运算，是计算机的逻辑电路进行运算的基础。 引入原码、反码和补码的目的就是为了解决减法问题，因为计算机CPU的运算器中只有加法器，要把减法转化成加法来计算。,4、补码运算 假设当前时针指向10点，而准确时间是6点，调整时间可有两种方法：一种是倒拨4小时，即10-4=6；另一种是顺拨8小时：10+8=12+6。 在计算机系统中，补码是一种重要的编码形式，数值一律用补码来表示。采用补码后，可以方便地将减法运算转化成加法运算，运算过程得到简化。 正数的补码即是它所表示的数的真值，而负数的补码的数值部分却不是它所表示的数的真值。采用补码进行运算，所得结果仍为补码。,原码、反码和补码转换 正数的原码、补码、反码表示方法相同，不需转换 例1.1：将原码10100101B分别转换反码、补码 1 0 1 0 0 1 0 1 原码 1 1 0 1 1 0 1 0 反码，符号位不变,数值位取反 1 +1 1 1 0 1 1 0 1 1 补码 所以10100101B补=11011011B，10100101B反=11011010B。,例1.2：将补码11100010B转换成原码。 按照求负数补码的逆过程，数值部分应是最低位减1，然后取反。但是对二进制数来说，先减1后取反和先取反后加1得到的结果是一样的，故仍可采用取反加1 的方法。 1 1 1 0 0 0 1 0 补码 1 0 0 1 1 1 0 1 符号位不变，数值位取反 1 +1 1 0 0 1 1 1 1 0 原码 所以11100010B补=10011110B原。,例1.3：求8+7、8-7。 0 0 0 0 1 0 0 0 8的补码 0 0 0 0 0 1 1 1 7的补码 0 0 0 0 1 1 1 1 8+7的补码 00001111B对应原码为15，所以8+7=15。 0 0 0 0 1 0 0 0 8的补码 1 1 1 1 1 0 0 1 -7的补码 0 0 0 0 0 0 0 1 8+(-7)的补码 0 0 0 0 0 0 0 1 8+(-7)的原码 00000001B对应原码为1，所以8-7=1。,1.1.3指令与指令周期,1、指令的概念 指令是指计算机完成某个基本操作的命令。指令能被计算机的硬件理解并执行，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。 指令由两部分组成，即操作码和操作数: 操作码 操作数 操作码是指出该指令要完成什么操作 操作数是指参加操作的数或是该数存放的地址 程序：为完成某项任务而由指令系统中的若干指令组成的有序集合。,一台计算机所能执行的全部指令的集合，称为这台计算机的指令系统。指令系统充分反映了计算机对数据进行处理的能力。不同种类的计算机，指令系统所包含的指令数目与格式也不同。,2、指令周期 一条指令在计算机中的执行过程被称为指令周期。计算机在执行程序中的每条指令时，先将要执行的指令从内存中取出到CPU内，然后通过控制器对该指令进行分析译码，判断该指令要完成的操作，最后向相关部件发出完成该指令的控制信号完成相应的操作。,1.2 计算机硬件系统配置,主板 CPU 内存 硬盘、光驱 显卡、显示器 机箱（包括电源） 键盘、鼠标,1.2.1 主板,主板是计算机的调度中心，它负责协调各部分之间的工作。 主板也称为主机板、系统板和母板。按其结构分为AT、ATX和BTX，按其大小分为标准板、Baby、Micro板等几种。,1、主板的组成 中央处理器插座 不同的CPU需要搭配不同的主板，主板的设计和生产自然就得跟着CPU变。 在ATX等各结构主板上CPU插座目前主流的有Intel系列的Socket 775（LGA 775）、Socket 1156（LGA 1156）、Socket 1366（LGA 1366）和AMD系列的Socket 940（AM2、AM2+）、Socket 938（AM3）这几种插座。,芯片部分 （1）BIOS芯片 存储基本输入输出系统程序。 （2）南北桥芯片 北桥芯片主要负责CPU、内存、显卡三者间的数据传输。南桥芯片则负责硬盘等存储设备和PCI之间的数据流通。南桥和北桥合称芯片组，芯片组在很大程度上决定了主板的功能和性能。 （3）输入输出接口芯片 （4）第三方集成芯片,插槽部分 （1）内存插槽 常见的内存插槽有DDR 2和DDR 3两种。 （2）总线扩展插槽 总线扩展插槽是CPU通过系统总线与外部设备连接的通道，可将各种扩展接口卡插在扩展插槽中，如显卡、网卡、声卡等。,对外接口部分 (1)硬盘接口 硬盘接口可分为IDE接口和SATA接口。 (2)软驱接口 (3)PS/2接口 (4)USB接口 (5)COM接口（串口） (6)LPT接口（并口）,2、主板的选购 品牌 目前流行的主板产品有华硕、微星、技嘉、升技等 芯片组 整机系统的速度和性能都由芯片组决定。 稳定性 兼容性 扩充、升级能力 CPU的换代速度较快而主板相对稳定。,1.2.2 中央处理器（CPU）,CPU(Central Processing Unit，中央处理器) 是计算机的运算核心和控制核心。 计算机中所有操作都由CPU负责读取指令，对指令译码并执行指令的核心部件。CPU的内部结构可分为控制单元、逻辑单元和存储单元三大部分。,Intel酷睿2双核 E8300 CPU频率：2.83GHz CPU核心：双核 接口类型：LGA775 制造工艺：45纳米 二级缓存容量：6MB,1.CPU的性能 集成电路的技术决定了CPU的性能。集成的晶体管数量越多，芯片的计算能力越强，CPU的速度越快。,三个性能指标： (1)时钟频率 （主频） CPU运算时的工作频率 例如：Intel 奔腾4 630 3.0 GHz 主率越快，CPU每秒所执行的指令就越多。 单位：HZ（赫兹） (2)字长 字长反映的是运算器能并行处理的二进制代码位数，其值越大，运算精度越高，运算速度越快。 (3)高速缓存 高速缓存是一种特殊的高速存储器，可使CPU快速访问数据，在其他条件相同的情况下，高速缓存越大，CPU速度则越大。,2、CPU的选购 (1)架构的选择 目前市面上主要有Intel和AMD两大供应商，它们的产品的架构不同，各个参数和指令集也不同。 (2)明确购机目的 (3)售后服务 市面上有盒装和散装两种类型的CPU。盒装的带原装风扇，一般提供三年质保，价格比散装的贵些；散装CPU需要自己购买，一般只由商家提高一年质保。,主存储器又称内存储器或内存，直接与CPU相连，用来存储计算机运行中的程序和各种数据。主存由超大规模集成电路存储器芯片组成，存取速度快，但容量较小。 内部存储器包括RAM(随机存储器)和ROM(只读存储器),挥发性 随机存储器(RAM) （断电时，其中 的内容全部丢失） 内存储器 只读存储器(ROM) 非挥发性 闪存 （断电时内容 CMOS存储器 不会丢失）,1.2.3 内存,（1） RAM（Random Access Memory）即随机存取存储器。可从其中读取信息，也可向其中写入信息。开机之前RAM中没有信息，开机后操作系统对其管理，关机后其中的信息都将消失。RAM中的信息可随时根据需要而改变。,(内存条),（2）Rom(Read Only Memory) 即只读存储器。只可从其中读取信息，不可写入信息，在开机之前ROM中已经存有信息，关机后其中的信息不会消失。 （3）Cache即高速缓冲存储器。一种特殊的高速存储介质。启动程序后计算机将常用的指令和数据放入缓存，这样当CPU需要指令或数据时，首先在缓存中查找，无须访问内存，提高了处理速度。,（4）闪烁存储器。一种新型的存储设备，可反复存储和擦除，具有体积小，功耗低，不易受物理破坏的优点。是移动数码产品的理想存储介质。 （5）CMOS存储器。存储不需频繁变化，在需要时可适当变化的信息。用锂电池供电，关机后信息不会丢失。,又称外存或辅助存储器。 其容量相对较大，一般用来存放长期保存或相对来说暂时不用的各种程序和信息。 计算机实际执行程序和加工处理数据时，辅存中的信息需要先传送到主存后才能被CPU使用。 辅存容量大，能长期可靠地保存信息，存取方便。目前，微机中常用辅存有软磁盘存储器，硬磁盘存储器和光盘存储器。,1.2.4 外部存储器,硬盘是计算机中广泛使用的外部存储设备，具有比软盘大得多的存储容量和快得多的存取速度等优点。硬盘的存储介质是若干个铝制或者玻璃制的碟片。,1、硬盘分类 按盘径尺寸分类 目前的硬盘产品接内部盘片分有 3.5in、2.5in和1.8in（后两种常用于笔记本及部分袖珍精密仪器中）。 台式机中使用最为广泛的是3.5 in的硬盘。,按接口类型分类 (1)IDE(Integrated Drive Electronics，电子集成驱动器) (2)SATA(Serial ATA，串行ATA )针脚数目4 (3)SCSI(Small Computer System Interface，小型计算机系统接口)接 SCSI卡,SATA2和SATA接口外观上没有区别，只是硬盘的外部传输率不同，SATA理论最大传输率为150M/s，SATA2为300M/s,1.2.5显示系统,计算机的显示系统由显示器和显示卡组成。 1、显卡 图形卡、图形适配器和显示适配器等等，是主机与显示器之间连接的“桥梁” ，负责将CPU送来的影像数据处理成显示器认识格式，再送到显示器形成图像。,（1）显示芯片 图形处理芯片，也就是我们常说的GPU（Graphic Processing Unit即图形处理单元）。 （2）显存 与主板上的内存功能基本一样。DDR SDRAM、DDR2、DDR3、DDR4 显存容量越大，可储存的图像数据就越多，支持的分辨率与颜色数也就越高。 显存速度以ns（纳秒）为计算单位,（3）RAMDAC （4）总线接口 （5）输出接口 VGA（Video Graphics Array 视频图形阵列） DVI（Digital Visual Interface 数字视频接口） S-Video（S端子，Separate Video），也称二分量视频接口,2、显卡选购 外观 品牌 尽量选购主机板厂生产的显卡 工艺,3、显示器 显示器也叫监视器，是最常用的一种拷贝输出设备，可以将文字、图形和视频信息呈现在屏幕上，主要有阴极射线管（CRT）显示器、液晶（LCD）显示器、等离子（PD）显示器等。 显示器是一台电脑中最保值的配件之一，其技术升级换代比较缓慢，不容易被淘汰，是最值得一次到位的投资。,液晶面板类型 (1)TN型：输出灰阶级数较少。 TN型是最常见液晶面板，价格大众化。 (2)VA型：16.7M色彩和大可视角度。 VA型属高端型，适合专业做图或对显示器有较高要求的人。 (3)IPS型：可视角度大、颜色细腻。IPS型分高、中端产品，一般家用选用IPS中端就可以了。,分辨率 LCD是通过液晶像素实现显示的，但由于液晶像素的数目和位置都是固定不变的，所以液晶只有在最佳分辨率下才能实现最好的显示效果。最佳分辨率是由液晶面板的尺寸来决定的。一般来说17、19寸液晶的最佳分辨率为1440900，20寸、22寸