第1章计算机基础

1、1大 学 计 算 机 基 础20222022年年5 5月月1 1日日主讲：主讲：王吉源王吉源2 . 培养“利用计算机解决本专业领域中问题的能力”u 计算机技术成为很多专业课的有机组成部分 u 适应各专业对计算机的知识、能力的不同要求u 培养计算机技术的思想和方法 链接 2. 强调基础知识和应用的统一 如：办公自动化软件在毕业论文中的应用、PhotoShop图片 处理、网页制作等。 3. 适应不同学生的需要： 学生间的个别差异较大，学生需要的不同 4. 教学目标：提高大学生计算机素质、应用能力、培养实践能力和创新精神为重点，为后续专业学习打下坚实基础。一、开课的指导思想及教学目标一、开课的指导思

2、想及教学目标3二、课程统一的教学资源库 教材 实验指导书 电子教案 网络课程(课程内容、习题、实验、测试、动画演示） 试题库 优秀习作和应用案例库 教学网站，教与学功能齐全（教师之家和学习园地） 218.87.136.130:8080/homework4满足多种程度学生：兼顾初学者，平稳过渡高级 加强基础：计算机基础、基本原理，引入新成果提高能力:文字处理能力、多媒体技术、网络应用注重实践:长文档的编辑、图片处理、动画制作、网页制作教学手段：自学、理论教学、网络辅助、动画视频、上机实践相结合三、教学方法及手段5四、教 材6五、学时和进度周学时2+2 ，2.5学分 20理论+20课内上机+12课

3、外上机章课堂教学学时内容13计算机基础知识重点：计算机组成、数制、数据表示21操作系统重点：操作系统的作用、文件的概念、文件的操作34文字处理软件Word2003重点：文档的编辑、美化、图文混排、高级应用44电子表格软件Excel2003重点：数据类型、数据处理、图表52演示文稿PowerPoint2003重点：文稿的创建、动画效果63多媒体技术及应用重点：基本概念、素材整理、图像处理73计算机网络与Internet应用重点：网络基础知识、IP地址与域名、网络应用、网络安全84网页制作基础重点：网页制作、发布7六、上机安排六、上机安排周次时间班级教室第615周电信121班，电信122班，光信息

4、121班8本章重点： 计算机的发展史 年代划分的依据 计算机的分类 计算机的特点第1章 计算机基础知识（课堂+自学）9第1章 计算机基础知识（课堂+自学）1 1、计算机发展史（自学）、计算机发展史（自学）内容内容: :计算机的发展、分代、分类、新技术计算机的发展、分代、分类、新技术 101.1 1.1 电子计算机的产生电子计算机的产生 算盘凝聚了我国古代劳动人民的智慧，是全世界公认的最早使用的计算工具之一 英国数学家查尔斯巴贝奇做出的差分机，在计算工具结构上采用了三个具有现代化意义的装置：存储装置、运算装置以及控制装置111.11.1电子计算机的产生电子计算机的产生 世界上第一台计算机名叫埃尼

5、阿克（ENIAC ），1946年2月诞生于美国的宾夕法尼亚大学。 18000多个电子管，170m2 ， 30T, 150kw, 5000次/秒 12阶段阶段经历时间经历时间逻辑元件逻辑元件主要特点主要特点第一代1946-1956电子管运算速度5千4万次/秒，体积庞大；机器语言；数值计算； 第二代1957-1964晶体管运算速度10万次300万次/秒；体积缩小，功耗降低，寿命延长；机器语言、汇编语言、数值计算、管理第三代1965-1970小、中规模集成电路运算速度达到1000万次/秒；体积更小，功耗及价格下降，寿命更长；机器语言、汇编语言、高级语言；数值计算、管理、实时处理第四代1971至今大、

6、超大规模集成电路运算速度达到100亿/秒；耗电少、体积小、可靠性高、适应性强；机器语言、汇编语言、高级语言；数值计算、实时处理、社会管理、多媒体及网络通信等。1.2 1.2 计算机的发展历史计算机的发展历史1314我国计算机里程碑我国计算机里程碑1983年12月26日国防科大学研制成功我国第一台巨型计算机“银河” ，标志着中国成为继美、日等少数国家之后，能独立设计和制造巨型机的国家。它是一台由7个机柜组成的圆柱形机器。2002年8月10日，首片龙芯1号芯片X1A50流片成功.龙芯最初的英文名字是Godson，后来正式注册的英文名为loongson。 “龙芯”是中国科学院计算所自主开发的通用CP

7、U，采用简单指令集，类似于MIPS指令集。目前中科院有研发以龙芯为处理器的超级计算机计划。课后查阅：中国芯片发展现状及应用课后查阅：中国芯片发展现状及应用15生物生物计算机计算机量子量子计算机计算机光子光子计算机计算机未来新型未来新型计算机计算机利用光信号进行数字运算、信息存储和处理的新型计算机。由生物工程技术产生的蛋白质分子构成，运算速度是传统电子计算机的10万倍用“量子位”来代替传统电子计算机的二进制位，用粒子的量子力学状态来表示信息，其运算速度是传统电子计算机无法比拟的。未来新型计算机未来新型计算机16当代计算机学科的三大新技术：当代计算机学科的三大新技术：中间件技技术中间件技技术网格计

8、算技术网格计算技术嵌入式技技术嵌入式技技术新技术新技术将软件固化集成到硬件系统中将软件固化集成到硬件系统中一台虚拟的超级计算机一台虚拟的超级计算机界于系统和企业应用之间界于系统和企业应用之间17嵌入式技术嵌入式技术是将计算机作为一个信息处理部件，将硬件系统与软件系统一体化。如数字电视机、自动洗衣机、摄像机等都广泛应用了嵌入式技术。网格计算网格计算复杂科学领域计算需要超级计算机，如航天、气象；但随着商业的发展，商业计算越来越来复杂，需求越来越大，而超级计算机昂贵的价格阻止了它进入普通人的工作领域，因而引进了“网格计算”。网格计算就是利用互联网把分散在不同地理位置的计算要组织成一个“虚拟的超级计算

9、机”，其中每一台参与计算的计算机就是一个“节点”，而整个计算是由成千上万个“节点”组成的“一张网格”。中间件技术中间件技术将应用程序与操作系统、网络协议和数据库打交道的工作交给中间部件去完成。如，交易中间件、消息中间件等。返回巨型化巨型化: 发展高速、大存储容量和强大功能的超大型计算机。用于核反应、天文、气象、宇宙工程、生物工程等尖端科学及新兴科学。 微型化微型化：超大规模集成电路使计算机迅速微型化。软件固化，整个微机系统集成，掌上型，手表型。 网络化网络化: 在一定的地理区域内，将分布在不同地点的不同机型的计算机和外部设备由通信线路互联组成一个规模大、功能强的网络环境，在网络软件的协调下，可

10、以共享信息、数据及系统资源。多媒体化多媒体化 : 多媒体是“以数字技术为核心的图象、声音与计算机、通信等融为一体的信息环境”的总称，使计算机以更接近人的自然方式与我们交换信息。智能化智能化 : 让计算机来模拟人的感觉、行为、思维过程，使计算机具备听、视、语言、行为、思维、推理，学习、证明等能力。包括模式识别、专家系统、智能机器人。曙光4000A 1.3 计算机的发展趋势19曙光曙光4000A 曙光4000A实现了对每秒10万亿次运算速度的技术和应用的双跨越，成为国内计算能力最强的商品化超级计算机”。作为国家“863”计划的最新成果，曙光4000A将作为中国国家网格最大主节点落户上海超级计算中心

11、。在今年6月22日刚刚公布的全球高性能计算机TOP500排行榜中，曙光4000A以每秒80610亿次Linpack计算值位列全球第十，这是中国超级计算机得到国际同行认可的最好成绩。随着曙光4000A的推出，中国已经成为继美、日之后第三个跨越了10万亿次计算机研发、应用的国家。201.4 1.4 计算机的特点及应用计算机的特点及应用 计算机的特点（1）自动连续地高速运算（2）运算速度快（3）运算精度高（4）具有记忆能力和逻辑判断能力（5）通用性强 计算机的应用 （1）科学计算（2）数据处理（或信息处理）（3）过程控制（或称实时控制）（4）计算机辅助技术（5）人工智能（或智能模拟）21数值计算数值

12、计算 数值计算即科学计算。数值计算是指应用计算机处理科学研究和工程技术中所遇到的数学计算。应用计算机进行科学计算,如卫星运行轨迹,水坝应力,气象预报,油田布局,潮汐规律等等，可为问题求解带来质的进展,使往往需要几百名专家几周、几月甚至几年才能完成的计算,只要几分钟就可得到正确结果。 例如：网络密码安全是我们最常用的一种安全措施，眼下许多网站普遍要求用户登录时输入8位密码，但研究人员说这种密码形同虚设，因为他们使用一组显卡，不到两个小时就成功破解密码。研究人员假设一名技术老练的黑客利用计算机每秒能够生成1万亿个密码组合。如果使用12位密码，以目前技术水平，黑客得花上17134年才能破解。 思考：

13、为什么很多系统进入要输入验证码？思考：为什么很多系统进入要输入验证码？22信息处理信息处理 信息处理是对原始数据进行收集、整理、分类、选择、存储、制表、检索、输出等的加工过程。信息处理是计算机应用的一个重要方面,涉及的范围和内容十分广泛。如自动阅卷、图书检索、财务管理、生产管理、医疗诊断、编辑排版、情报分析等等。 与我们最密切的信息处理就是用Google进行搜索引擎时。但大家不知道吧，每进行一次搜索，要动用数百万台计算机协同 作战才能完成 ，一次谷歌搜索能耗：100W灯泡工作1小时。倡导大家要低碳使用电脑，节约能源。23实时控制实时控制 实时控制是指及时搜集检测数据，按最佳值对事物进程的调节控

14、制，如工业生产的自动控制。利用计算机进行实时控制,既可提高自动化水平,保证产品质量,也可降低成本,减轻劳动强度。 制糖厂、水泥厂、炼油炼钢厂等都需要用到实时控制。 目前，图像检测的应用也越来越广泛。如：生产线上电子元器件质量的检测。辅助设计辅助设计 计算机辅助设计为设计工作自动化提供了广阔的前景,受到了普遍的重视。利用计算机的制图功能,实现各种工程的设计工作,称为计算机辅助设计。即CAD。如桥梁设计、船舶设计、飞机设计、集成电路设计、计算机设计、服装设计等等。当前,人们已经把计算机辅助设计、辅助制造(CAM)和辅助测试(CAT)联系在一起,组成了设计、制造、测试的集成系统,形成了高度自动化的“

15、无人”生产系统。24智能模拟智能模拟 智能模拟亦称人工智能。利用计算机模拟人类智力活动,以替代人类部分脑力劳动,这是一个很有发展前途的学科方向。第五代计算机的开发,将成为智能模拟研究成果的集中体现;具有一定“学习、推理和联想”能力的机器人的不断出现,正是智能模拟研究工作取得进展的标志。智能计算机作为人类智能的辅助工具,将被越来越多地用到人类社会的各个领域。如：最近全国机器人大赛，哈尔滨工业大学的单杠机器人就是模拟人翻单杠，翻杠的动作与人一模一样，何时用力通过编程进行精确控制。 最让我们展望的是未来的物联网的应用，其中很多技术要用到智能系统。2526计算机学科与电子信息技术27我国计算机类专业的

16、发展 教育部本科招生目录中的计算机相关专业计算机科学与技术软件工程计算机软件网络工程信息安全电子商务信息与计算科学智能科学与技术282、计算机基础知识 （重点）本章重点： 数制转换及运算 数据在计算机中的表示 计算机系统的组成 计算机的基本工作原理本章难点： 数据在计算机中的表示 292.1 计算机中信息的表示计算机中信息的表示2.1.1常用数制常用数制 数制是以表示数值所用的数字符号的个数来命名的，并按一定进位规则进行计数的方法。其中数制中所用的数字符号的个数称为数制的基，数制中每一个数值所具有的值（Rk）称为数制的位权。对于R进制数，有数字符号0，1，2，R1，共R个数码，基数是R， 30

17、 k是指数。进位规则是逢R进1。 在R进位计数中，任意一个数值均可以表示为如下形式： （11） 其值为： m210122n1nnaaa .aaaaaammnnnnnnRaRaRaaRaRaRaRaRaS 2211011222211nmkkkRa （12） 表1.1列出了计算机中常用的几种数制的基数、位数、数字符号及进位规则。31表2.1 计算机中常用的几种数制基数R102816位权Rk10k2k8k16k数字符号0,1,2,3,4,5,6,7,8,90,10,1,2,3,4,5,6,70,1,2,3,4,5,6,7,8,9,A,B,C,D,E,F进位规则逢十进一逢二进一逢八进一逢十六进一数制

18、表示方法 十 进 制 二 进 制 八 进 制 十 六 进 制 名称 32 (1) 十进制 （Decimal）： 十进制的基数为“10”，有十个数字符号：0，1，2，3，4，5，6，7，8，9，各位权是以10为底的幂，进（借）位规则为：逢十进一，借一为十。例如： 十进制： 1 9 9 8 . 2 1 5 各位权： 数值为： (1998.215)10 =3210123105101102108109109101310210110010110210310210310110210310010110210310110010110210310210110010110210310310210110010110

19、21031033 (2) 二进制（Binary） 二进制的基数为“2”，有两个数字符号：0，1，各位权是以2为底的幂，进（借）位规则为：逢二进一，借一为二。例如： 二进制： 1 0 1 1 0 1 1 . 1 0 1 各位权: 26 25 24 23 22 21 20 2.1.2各数制间的转换各数制间的转换 (1) R进制转换为十进制： 对于式（11）所示的R进制数，均可按式（12）转换为十进制。比如： 12223234 十六进制中的数字符号A，B，C，D，E，F分别对应于十进制数的10，11，12，13，14，15。 (2) 十进制转换成二进制： 数值由十进制转换成二进制时，要将整数部分和小

20、数部分分别进行转换，然后再组合起来。0123456221212021212021)0101.1011011(104321)3125.91(2120212010101231610210128)5625.7213(16916D16216C161)9 .D2C1 ()65625.156(8285848382)52.234(35 整数部分的转换。 例例1 把整数转换成二进制数。 余数 2 303 1 = 2 151 1 = 2 75 1 = 2 37 1 = 2 18 0 = 2 9 1 = 2 4 0 = 2 2 0 = 2 1 1 = 0 所以， = 8a7a6a5a4a3a2a1a0a10)30

21、3(2)100101111(36 小数部分的转换 : 例例2 把小数部分转换成二进制数。 积的整数部分 0.68752=1.375 =1 0.3752=0.75 =0 0.752=1.5 =1 0.52=1.0 =1 所以， = 。 4a2a3a1 a10)6875. 0(2)1011. 0(37 例例3 把0.5773转换成二进制（保留到小数点后7位）。 积的整数部分 0.57732=1.1546 =1 0.15462=0.3092 =0 0.30922=0.6184 =0 0.61842=1.2368 =1 0.23682=0.4736 =0 0.47362=0.9472 =0 0.947

22、22=1.8944 =1 所以， 。综上，(303.6875)10 = (100101111.1011)2。 (303.5773)10 = (100101111.1001001)2。7a6a5a4a3a2a1a210)1001001. 0()5773. 0(38 (3) 二进制和八进制、十六进制间的转换二进制和八进制、十六进制间的转换 由于8和16都是2的整数次幂，即8=23,16=24，所以一位八进制数就相当于3位二进制数，而一位十六进制数就相当于4位二进制数。因此，八进制、十六进制同二进制之间的转换极为方便。 二进制数和八进制数之间的转换。 例例4 把二进制数转换为八进制数。 二进制数：

23、010 110 101 . 011 010 八进制数： 2 6 5 . 3 2 所以， 。 八进制数转换成二进制数的方法是：用3位二进制数取代每一位八进制数。82)32.265()01101.10110101(39 例例5 把 (345.23)8转换成二进制数。 八进制数： 3 4 5 . 2 3 二进制数： 011 100 101 . 010 011 所以， 。 28)010011.11100101()23.345(40 例例6 将二进制数转换成十六进制数。 二进制数： 0010 1110 1011 1101 . 1011 1000 十六进制数： 2 E B D . B 8 所以， 。 例例

24、7 将 (3A8C.9D)16转换成二进制数。 十六进制数：3 A 8 C . 9 D 二进制数： 0011 1010 1000 1100 . 1001 1101 所以， 。 216)10011101.11001110101000()D9 .C8A3(162)8B.EBD2()10111.11011011101011( 二进制数和十六进制数之间的转换二进制数和十六进制数之间的转换412.1.3. 数的定点和浮点表示 定点数定点数（定点表示法）（定点表示法） 浮点数浮点数 -（浮点表示法）（浮点表示法） 定点纯小数定点纯小数 将小数点固定在符号将小数点固定在符号 位之后，最高数值之前。位之后，最

25、高数值之前。 0.75 ( 0.11)B 1100000定点纯整数定点纯整数 将小数点固定在数的将小数点固定在数的 最低位之后。最低位之后。 96 (1100000)B 1100000带小数点的数据带小数点的数据 既有整数部分，又有小数部分的数既有整数部分，又有小数部分的数123.45 = 0.1234510211101.11 = 0.11101112101N= S2JS - 尾数（二进制定点纯小数）尾数（二进制定点纯小数） J - 阶码（二进制定点纯整数）阶码（二进制定点纯整数）42图1.1 定点整数的机内表示图1.2 定点小数的机内表示一般浮点数的存放形式为：阶符阶码数符尾数例如，有二进制

26、数N+0.10012-101100100143 2.2 2.2 数值型信息的表示数值型信息的表示 为了方便运算，计算机中对有符号数常采用3种表示方法，即原码、补码和反码。下面的例子均以8位二进制数码表示。 2.2.1原码原码 如上所述，正数的符号为0，负数的符号为1，其它位按一般的方法表示数的绝对值，用这种方法得到的数码就是该数的原码。例如： 原码简单易懂，但用这种码进行两个异号数相加或两个同号数相减时都不方便。10)103(x201100111x）（原10)103(y211100111y）（原4401000001+65+65 符号位符号位真值真值 机器数机器数这种数值位部分不变，仅用 0 和

27、 1 表示其符号得到的数的编码，称为原码原码。并将原来的数称为真值真值，将其编码形式称为机器数机器数。数的符号编码： 0-表示正，1-表示负1100000 1-65-65 原码数值数值数据的编码表示数据的编码表示452.2.2 反码反码 正数的反码与原码相同，负数的反码为其原码除符号位外的各位按位取反（0变1，而1变0）。例如： 2000110012525）（反原21001100125）（原21110011025）（反200011001252525）（补反原21001100125）（原21110011025）（反21110011125）（补+ 12.2.3 补码补码 正数的补码与其原码相同，负

28、数的补码为其反码在其最低位加1。例如： 461 0 1 1 1 1 1 01 1 0 0 0 0 0 11 0 1 1 1 1 1 1-65-65 原码原码反码反码补码补码1. 正数的反码、补码和原码同形；正数的反码、补码和原码同形；负数的反码负数的反码：为其原码符号位不变，为其原码符号位不变， 其它按位求反；其它按位求反；负数的补码负数的补码：先对原码求其反码先对原码求其反码，2. 再在末位加再在末位加1。为了简化运算操作和运算器的设计，计算机中用到了反码和补码编码形式。利用“补码”可以实现加减法之间的相互转换。1 1 0 0 0 0 0 0 总结：总结： 原码原码 反码反码 补码补码反码反

29、码补码补码10进制：15-8 = 715+2=17钟表：12- 7 = 512+5 =0+547 总结：总结：1.正数的反码、补码和原码同形；正数的反码、补码和原码同形；2.负数的反码：其原码符号位不变，其它按位求反；负数的反码：其原码符号位不变，其它按位求反；3.负数的补码：先对原码求其反码，再在末位加负数的补码：先对原码求其反码，再在末位加1。4. 引入补码后，使减法统一为加法。引入补码后，使减法统一为加法。例如： 所以， 。 同样有 。222201001110111001110110011125103010011107825103）（）（）（）（补补补补补补补补）（25103251032

30、5103补补补补）（10325103251032548 2.3 字符型信息的表示字符型信息的表示 字符型信息包括数字、字母、符号和汉字，它们在计算机中都是用二进制数编码的形式来表示的，并为此制定了国际或国家标准。 2.3. 1 字符编码（字符编码（ASCII码）码） 计算机中常用的字符编码是ASCII（American Standard Code for Information Interchange,美国标准信息交换代码），它用一个字节中的低7位（最高位为0）来表示128个不同的字符，其中的95个编码分别对应键盘上可敲入并可以显示和打印的95个字符（包括大、小各26个英文字母，09共10个数

31、字，还有33个通用运算符和标点符号等）及33个控制代码。具体编码如表1.2所示。49 表表2.2 7位位ASCII编码表编码表(B6B5B4B3B2B1B0) B6B5B4B3B2B1B0000001 010 011 100 101 110 111 0000 NUL DLE 空格空格 0 P 、 p 0001 SOH DC1 ！ 1 A Q a q 0010 STX DC2 ” 2 B R b r 0011 ETX DC3 # 3 C S c s 0100 EOT DC4 $ 4 D T d t 0101 ENQ NAK % 5 E U eu 0110 ACK SYN & 6 F V

32、f v 0111 BEL ETB 7 G W g w 1000 BS CAN （ 8 H X h x 1001 HT EM ） 9 I Y i y 1010 LF SUB * : J Z j z 1011 VT ESC + ; K k 1100 FF FS , N n 1111 SI US / ? O _ o DEL50 2.3. 2汉字编码汉字编码 我国在1981年颁布了信息交换使用汉字编码字符集，简称国标码，代号“GB231280”。国标码字符集中共有7445个字符（包括6763个汉字和682个非汉字的图形字符）。 由于国标码每个字节的最高位都是“0”，与国际通用的标准ASCII码无法区分

33、。因此，计算机内部采用机内码来表示汉字。机内码就是将国标码的两个字节的最高位设定为“1”。51汉字编码汉字编码（1）机内码）机内码内码、国际码（交换码）内码、国际码（交换码） 。（2） 机外码（汉字输入码）机外码（汉字输入码） 数字码数字码-区位码、电报码区位码、电报码 拼音码拼音码-全拼全拼/双拼、微软拼音码双拼、微软拼音码 、智能、智能ABC 字形码字形码-五笔字形五笔字形 音形混合码音形混合码-自然码自然码（3） 字形码字形码 点阵字形法、矢量法点阵字形法、矢量法 52 汉字的点阵有 1616、2424、3232、4848、 6464右图是一个1616点阵的汉字字模信息，其中被画到的地方

34、用表示空白处用表示。则一个汉字点阵占32字节。字形码举例字形码举例53 汉字机内码举例机内码：机内码：系统内部表示其字形码存储地址的编码。系统内部表示其字形码存储地址的编码。国标码：国标码：统一的国家信息交换编码统一的国家信息交换编码(GB231280)。 一级汉字：一级汉字：3755个；二级汉字：个；二级汉字：3008个；个； 图形符号：图形符号：682个。个。 汉字分区：每个区汉字分区：每个区94个汉字。个汉字。每个汉字占两个字节每个汉字占两个字节。机内码为对应的国标码的每个字节的最高位为机内码为对应的国标码的每个字节的最高位为1。 汉字汉字 沪沪 国标码国标码 27 06（ 000110

35、11 00000110B ) 汉字内码汉字内码 （ 10011011 10000110B ）区号区中的位置54汉字从输入到输出过程汉字从输入到输出过程输输入入码码国国标标码码机机内内码码字字形形码码汉字输出汉字输出汉字输入汉字输入55 2.4 图形图像和视频信息的表示 2.4. 1图形图像信息的表示图形图像信息的表示 (1) 位图图像（位图图像（Bitmap）：）： 它是通过图像扫描仪或数码摄像机采集并输入到计算机的图像，是由离散行列组成的图像点阵，称为数字图像。 为了适应不同应用的需要，计算机上的图像以多种格式进行存储。如微机中常用的位图格式的文件扩展名为：.BMP、.PCX、.TIF、.J

36、PG和.GIF等。 (2) 矢量图形（矢量图形（Vector Graphics）： 矢量图形是用一组描述构成该图形的所有图形单元（如点、直线、圆、矩形、曲线等）的位置、形状等参数的指令来表示该图形。计算机中常用位图来表示图像，而用矢量图来表示图形。56 2.4. 2视频信息的表示视频信息的表示 视频（Video）是由一幅幅静止的图像（称为帧frame）组成的序列。这些静止图像以一定的速率（即每秒显示的帧数目frames per second，称为帧率fps）连续地显示在屏幕上。典型的帧率从24 fps到30 fps，这样的视频图像看起来是平滑和连续的。57 表2.3 位图图像及其存储容量124

37、282242颜色编码颜色编码（位）（位）颜色总数颜色总数图像名称图像名称存储容量（位）存储容量（位） 1单色图像单色图像8006001416色图像色图像80060048256色图像色图像800600824真彩色图真彩色图像像8006002458 2.5 2.5 音频信息的表示音频信息的表示 声音或者音频信息在计算机中常以数字音频的形式表示。数字音频是声（音）波（形）数字化的结果。数字化就是将连续的声音波形离散化，主要包括采样和量化。数字音频的质量取决于采样频率和量化位数，采样频率越高、量化位数越多，音频质量就越好。计算机中，声音的采样频率为40 kHz左右，量化位数有8位、16位或32位。59

38、计算机系统计算机系统硬件系统硬件系统软件系统软件系统主机主机外部设备外部设备中央处理器中央处理器 CPU运算器（ALU ）控制器控制器内（主）存储器内（主）存储器随机存储器（随机存储器（RAM）只读存储器（只读存储器（ROM）外（辅）存储器外（辅）存储器 - 硬盘、光盘、软盘、硬盘、光盘、软盘、U盘盘输入设备输入设备 - 键盘、鼠标、扫描仪、话筒键盘、鼠标、扫描仪、话筒输出设备输出设备 -显示器、打印机、绘图仪、音箱显示器、打印机、绘图仪、音箱 系统软件系统软件应用软件应用软件操作系统操作系统语言处理程序语言处理程序服务程序（诊断、排错、编辑等）服务程序（诊断、排错、编辑等）数据库管理程序数据

39、库管理程序专用应用软件专用应用软件通用应用软件通用应用软件3. 3. 计算机系统的组成计算机系统的组成603.1 计算机硬件系统计算机硬件系统计算机硬件组成表格61中央处理器（又称为微处理器）62高速缓冲存储器（高速缓冲存储器（Cache）63主板 64内存 内存，又称内存储器，是电脑中的主要部件，它是相对于外存而言的。我们平常使用的程序，如Windows操作系统、打字软件、游戏软件等，一般都是安装在硬盘等外存上的，但仅此是不能使用其功能的，必须把它们调入内存中运行，才能真正使用其功能，我们平时输入一段文字，或玩一个游戏，其实都是在内存中进行的。通常我们把要永久保存的、大量的数据存储在外存上，

40、而把一些临时的或少量的数据和程序放在内存上，当然内存的好坏会直接影响电脑的运行速度。 65外存储设备 硬盘：主要的微机系统的外存储器，它由硬盘片、硬盘驱动电机和读写磁头等组装并封装在一起成为温彻斯特驱动器。硬盘工作时，固定在同一个转轴上的数张盘片以每分钟数7200转甚至更高的速度旋转，磁头在驱动马达的带动下在磁盘上做径向移动，寻找定位点，完成写入或读出数据工作。66外存储设备 光盘：关盘是利用激光原理进行读写的设备，目前计算机上配备CDROM（只读型光盘）驱动器。CDROM容量为680 MB。最近 DVD驱动器也开始流行，它的存储容量更大。67外存储设备 U 盘：便携存储(USB Flash

41、Disk)，也称闪存盘。是采用USB接口和非易失随机访问存储器技术结合的方便携带的移动存储器。特点是断电后数据不消失，因此可以作为外部存储器使用。具有可多次擦写、速度快而且防磁、防震、防潮的优点。闪盘采用流行的USB接口，无须外接电源，即插即用，实现在不同电脑之间进行文件交流，存储容量从16MB10GB不等。68主存（内存）硬盘CPU、内存、外存、内存、外存 运算性能比较运算性能比较 :CPU光驱软驱优盘、移动硬盘USBIDEIDEFDD运算速度依次降低运算速度依次降低cache69微型机的系统总线 微机各功能部件相互传输数据时，需要有连接它们的通道，这些公共通道就称为总线（BUS）。CPU本

42、身也由若干个部件组成，这些部件之间也是通过总线连接。通常把CPU芯片内部的总线称为内部总线，而连接系统各部件间的总线称为外部总线或称为系统总线。 数据总线(DB):用于传输数据信息，它是CPU同各部件交换信息的通道。数据总线都是双向的。地址总线(AB):用来传送地址信息，CPU通过地址总线把需要访问的内存单元地址或外部设备的地址传送出去。通常地址总线是单方向的。控制总线(CB):用来传输控制信号，以协调各部件的操作，它包括CPU对内存储器和接口电路的读写信息、中断响应信号等。70 将连接各部件的信息通道称为系统总线（BUS，简称总线）。 依据所传送信号的性质，总线由： 地址总线AB（ Addr

43、ess BUS）、 数据总线DB（ Data BUS） 控制总线CB（ Control BUS） 依据部件作用，总线一般由总线控制器、总线信号发送接收器和导线等所构成。 AB MPU CB DB显示器接口键盘接口内存储器串行接口USB接口磁盘接口显示器磁盘驱动器键盘并行接口鼠标器打印机扫描仪微型计算机的硬件系统结构示意图71微型机的接口 两个部件之间的交接部件称为接口，或称为界面。这里的部件即可以指硬件，也可以指软件。主机实际上是通过系统总线连接到接口，在通过接口与外部设备相连接。例如磁盘接口位于磁盘驱动器和系统总线之间，而显示器通过显示接口（俗称显卡）和系统总线连接。这些接口常以插件形式插在

44、系统总线的插槽上。各设备公用的接口逻辑如中断控制器、DMA控制器等往往集成在主板上 72输入设备最常见的输入设备就是键盘与鼠标73输出设备最常见的输出设备就是显示器与打印机743.2 计算机软件系统的组成计算机软件系统的组成 软件系统软件系统系统软件系统软件应用软件应用软件操作系统操作系统语言处理程序语言处理程序服务程序（诊断、排错、编辑等）服务程序（诊断、排错、编辑等）数据库管理程序数据库管理程序专用应用软件专用应用软件通用应用软件通用应用软件 系统软件（System Software）是指所有能支持用户运行自己的应用软件的的基础软件，是管理、监控和维护计算机资源的软件，用来扩大计算机的功能

45、、提高计算机的工作效率、方便用户使用计算机。软件系统分为系统软件和应用软件两大类。75系统软件 系统软件主要分为操作系统软件、各种语言处理程序和各种数据库管理系统3类 。1.操作系统是管理、控制和监督计算机软、硬件资源协调运行的程序系统，由一系列具有不同控制和管理功能的程序组成，它是直接运行在计算机硬件上的、最基本的系统软件，是系统软件的核心 。2.计算机语言又称程序设计语言，是计算机与用户之间进行相互交流的介质，也是开发计算机软件的重要工具。一般来说，计算机语言分为三类，即机器语言，汇编语言和高级语言。其中，机器语言和汇编语言又称低级语言 。3.数据库是以一定的组织方式存储起来的、具有相关性

46、的数据的集合。数据库管理系统就是在具体计算机上实现数据库技术的系统软件，由它来实现用户对数据库的建立、管理、维护和使用等功能。目前在计算机上流行的数据库管理系统软件有Oracle和SQL等 。76应用软件 应用软件（Applition Software）是为了解决某些专门问题而设计的软件。如用户程序、杀毒软件、计算机辅助软件、实时控制软件等。（1）用户程序用户程序是用户为了解决特定的具体问题而开发的软件。例如：火车站或汽车站的票务管理系统、人事管理部门的人事管理系统和财务部门的财务管理系统等。（2）杀毒软件杀毒软件是用于消除电脑病毒、特洛伊木马和恶意软件的一类软件。反病毒软件通常集成监控识别、

47、病毒扫描和清除和自动升级等功能，有的反病毒软件还带有数据恢复等功能。 后两者同时具有黑客入侵，网络流量控制等功能等，当前比较常用的杀毒软件有国内的瑞星、江民、金山等，国外的卡巴斯基等。（3）计算机辅助软件利用计算机的某些特点为人类从事的工作提供辅助的软件称为计算机辅助软件。例如，计算机辅助设计（Computer Aided Design,简称CAD）,计算机辅助工程（Computer Aided Engineering,简称CAE），计算机辅助制造（Computer Aided Manufacturing,简称CAM），计算机辅助教学（Computer Aided Instruction，简称CAI）等。（4）实时控制软件实时控制系统是指能对受控对象的状态保持连续监控，对状态的变化趋势迅速作出判断，并在这种变化尚未超越正常范围的情况下实时控制响应的系统。773.3 计算机工作原理计算机工作原理 计算机的基本工作原理即“存储程序”、“程序控制”原理，又称冯.诺依曼原理。计算机系统预先将编好的程序和原始数据通过输入设备输送到计算机内存储器中，在执行程序时，计算机按