【学习课件】第一章微型计算机操作系统(基础知识)

1、课程内容框架 计算机的基础知识 图形用户界面的使用 办公室自动化软件 多媒体技术 计算机网络基础和网页制作编辑课件第1章 计算机的基础知识 计算机的发展、特点及应用 计算机的硬件系统 计算机的软件系统 信息数字化 计算机的病毒及其防治编辑课件1、计算机的发展、特点及应用 电子计算机是指由电子器件组成、具有逻辑判断、自动控制和记忆功能的现代计算和信息处理工具。什么是计算机？编辑课件 1946年2月世界上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)在美国宾夕法尼亚大学诞生。1.1 计算机的诞生与

2、发展A. 计算机的诞生第一台计算机叫“ENIAC”（埃历阿克），即“电子数值积分和计算机” 的英文缩写。编辑课件弱点：无法存储程序； 电子管太多，容易故障5000次加法/秒体重28吨占地170m218800只电子管1500个继电器功率150KW编辑课件第一代（19461956）电子管时代5千4万（次/秒）第二代（19571964）晶体管时代几十万百万（次/秒）第三代（19651970）集成电路百万几百万（次/秒）第四代（197180年代）大规模集成电路时代几百万几亿（次/秒）B. 计算机的发展编辑课件存储程序的思想1946年6月著名美籍匈牙利科学家冯 诺依曼首先提出在计算机中存储程序的设想，并

3、在第一台存储计算机EDVAC(Electronic Discerte Variable Automatic Computer)中得到应用。改进点： 1.使用二进制，使电路大大简化； 2.能够存储程序，使计算机能够自动执行程序成为现代计算机的雏形编辑课件 计算机朝着集成度越来越高和规模越来越大的方向发展，元器件没有本质上的变化，计算机在结构设计、体系设计以及算法设计上产生革命性的变化。 第五代：从90年代开始至今编辑课件 计算机发展趋势微型化巨型化网络化智能化ENIAC编辑课件Altair 8800 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，一种个人的信息机器。编辑课件CRA

4、Y- 计算机发展巨型化运算速度可达每秒几百亿次运算的超级计算机1975年世界上第一台超级计算机“Cray-I”超级计算机应用：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。中国超级计算机：国防科技大学研制的“银河1号”、 “银河2号”和“银河3号”国家智能计算机中心推出的“曙光1000”和“曙光2000”银河编辑课件 计算机发展网络化计算机网络：计算机技术与通信技术结合的产物。计算机网络的发展动力：使用远程资源，共享程序、数据和信息资源，网络用户的通讯和合作。编辑课件 计算机发展智能化“总有一天，人类会造出一些举止跟人一样的没有灵魂的机械来”。 笛卡尔（163

5、7）人类第一个“工业机器人”：一头在纺织机上挑纱的“驴”（1742年）第一代机器人机械手（1962年出现）第二代机器人具有“感觉”的机器人第三代机器人装有启发式计算机的“智能机器人”DeepblueGarry Kasparov 编辑课件香侬是现代信息论的著名创始人。1938年，香侬在发表的论文中，首次用布尔代数进行开关电路分析，并证明布尔代数的逻辑运算可以通过继电器电路来实现。阿塔纳索夫提出了计算机的三条原则：1）以二进制的逻辑基础来实现数字运算，以保证精度；2）利用电子技术来实现控制、逻辑运算和算术运算， 以保证计算速度；3）采用把计算功能和二进制数更新存储功能相分离的 结构。 奠定现代计算

6、机发展的重要人物和思想Claude Shannon编辑课件 图灵与图灵机为纪念图灵对计算机的贡献，美国计算机博物馆于1966年设立了“图灵奖”“计算机是使用相应的程序来完成任何设定好的任务。”图灵机是一种思想模型，它由三部分组成：一个控制器，一条可以无限延伸的带子和一个在带子上左右移动的读写头。编辑课件John von Neumann冯诺依曼1949 EDSAC 冯诺依曼计算机存储程序工作原理计算机的两个基本能力：一是能够存储程序，二是能够自动地执行程序。计算机是利用“存储器”（内存）来存放所要执行的程序的，而称之为CPU的部件可以依次从存储器中取出程序中的每一条指令，并加以分析和执行，直至完

7、成全部指令任务为止。编辑课件1.2 计算机的特点 运算速度快（每秒几十到数百兆次，甚至一万亿次） 计算精度高（15位有效数字） 具有超强的记忆功能复杂的逻辑判断功能（逻辑运算、逻辑判断和逻辑推理）具有自动执行程序的能力编辑课件1. 3 计算机的应用 数值计算（又称科学计算） 信息处理（事务处理） 自动控制(过程控制） 计算机辅助设计（CAD)和辅助教学(CAI)、 CAT（辅助测试）、CAM（辅助制造） 人工智能 计算机网络通信编辑课件1. 4 计算机的分类A、按用途划分 通用型： 完成多种任务，使用范围广，可以计算、处理信息等 专用型： 专门用于完成某种功能，针对某种用途设计编辑课件B、按计

8、算机的规模划分巨型机：运算速度快、处理能力最强的计算机，每秒可达1亿次以上。大型机：大型、通用，处理能力较强，运算速度在100万几千万次/秒， 主存容量在几十兆字节左右。中型机：结构简单，易推广，应用范围广，性能和规模处于大型机和小型 机之间。小型机：结构简单、规模较小、操作简单、成本较低微型机：简称微机或PC机。体积小、价格低、功能全、操作方便。工作站：一种高档次的微型机。性能高于一般微机。编辑课件硬 件系统软件系统2、计算机系统的组成一个完整的计算机系统是由硬件系统和软件系统两部分组成的。编辑课件 硬件系统：是组成计算机的各种物理设备的总称。是计算机系统的物质基础。 软件系统：是指运行在硬

9、件设备上的程序和数据，是人与计算机相互理解的纽带，在很大程度上发挥并决定计算机的性能。 硬件系统又称为裸机，裸机只能识别由0、1组成的机器代码，没有软件系统的计算机几乎是没用的。编辑课件微型机的结构 主机 音箱 显示器 键盘 鼠标图示： 从外部看到的微机系统编辑课件计算机微型结构计算机系统 操作系统系统软件 语言处理程序 数据库系统运算器控制器 主 机硬件 软件中央处理器 内存储器 外存储器外部设备 输入设备 输出设备 科学计算程序 信息管理程序 应用软件 辅助设计程序 文字处理程序 过程控制程序等编辑课件2.1 计算机硬件结构与工作原理硬件系统：运算器、控制器、存储器、输入设备、输出设备 编

10、辑课件运算器功能：对二进制编码进行算术运算和逻辑运算。包括：算术逻辑部件ALU、累加器A、寄存器R。寄存器R累加器AALU算术逻辑部件运算器结构框图加、减、乘、除控制信号也称为算术逻辑单元ALU编辑课件控制器功能：识别翻译指令，安排操作次序，并向计算机各部件发出 相应的控制信号，以指挥整个计算机有条不紊地工作。包括：指令寄存器、指令计数器PC、操作码译码器。操作控制部件指令计数器PC操作码译码器地址码形成部件操作码操作数地址操作信号指令码计算机的指挥中心运算器控制器中央处理器，简称CPU（Central Processing Unit）编辑课件程序和指令指令是计算机完成某个基本操作的命令。所有

11、的指令的集合称为计算机的指令系统。程序是为完成一项特定任务的一些指令的有序集合。机器指令格式操作码操作数机器执行什么操作执行对象（具体数、存放位置）PC+1控制器能根据人事先安排号的指令发出各种控制信号来控制计算机个部分的工作。也就示说，控制器通过程序来控制计算机。编辑课件存储器功能：用来存放数据和程序的部件。包括：主存储器、辅存储器（又称内存和外存）。存储单元存储单元存储单元读、写控制电路地址译码器数据寄存器地址地址总线数据总线至CPU存储器读、写命令编辑课件存储器的分类 内存（主存）：容量小，速度快，能直接和CPU交换信息。外在（辅存）：容量大，速度慢，不能直接和CPU交换信 息，作为主存

12、的补充和后援。内存RAM（随机存储器）：掉电信息丢失ROM（只读存储器）：只读，掉电信息不丢失中央处理器主存储器（内存） 主机编辑课件功能：接受操作者提供的原始信息，并将其转换成计算机可以接收和识别的信息方式。常用的有：键盘、鼠标、麦克风、扫描仪等输入设备输出设备功能：把计算机处理后的数据、计算结果等内部信息转换成人们习惯接受的信息形式，或成为其它机器所能接受的形式输出。常用的有：显示器、打印机、绘图仪、音响等 编辑课件输入设备数据存储器存储运算器数据结果输出设备结果控制器程序程序结果数据流指令流 冯诺依曼结构编辑课件 存储程序： 就是将程序以二进制形式存入计算机系统的 存储器中。程序控制：

13、指在计算机启动后，自动取出并执行存于存 储器中的程序，完成预定的操作。“存储程序、程序控制”的思想计算机历经几代的发展，虽然从性能指标、运算速度、工作方式、应用领域和价格等方面发生了很大的变化，但究其根本，都起源于冯诺依曼提出的计算机系统结构思想。编辑课件2. 2 计算机的软件系统计算机系统 操作系统系统软件 语言处理程序 数据库系统运算器控制器 主 机硬件 软件中央处理器 内存储器 外存储器外部设备 输入设备 输出设备 科学计算程序 信息管理程序 应用软件 辅助设计程序 文字处理程序 过程控制程序等编辑课件 在操作系统出现之前，只有专业人士才懂得怎样使用计算机，而在操作系统出现之后，不管你是

14、否是计算机专业毕业，只要经过简单的培训，你都能很容易地掌握计算机。 2.2.1 系统软件OS是用户与计算机之间的接口，是替我们管理计算机的一种软件。A、操作系统编辑课件DOS操作系统中文操作系统（UCDOS）多窗口操作系统（如WINDOWS95）多用户操作系统 网络操作系统操作系统的分类编辑课件 程序设计语言：是用户用来编写程序的语言，它是人与计算机之间交换信息的工具。是软件系统重要的组成部分。一般可分为机器语言、汇编语言和高级语言3类。 语言处理：是将编写的源程序转换成机器语言的形式，以便计算机能够运行 。 B、程序设计语言和语言处理程序编辑课件 数据库系统：主要面向解决数据处理的非数值计算

15、问题，目前主要用于档案管理、财务管理、图书资料管理及仓库管理等方面的数据处理。C、数据库系统编辑课件2.2.2 应用软件1 文字处理软件2 电子表格处理软件3 通信软件4 桌面出版和电子印刷系统5 财务会计系统6 科学计算与工程设计软件7 实用工具软件应用软件是指计算机用户利用计算机及其提供的系统软件，为解决某一专门的应用问题而编制的计算机程序。编辑课件3、信息在计算机中的表示 二进制概念这些信息在计算机中以0、1各种组合代码来表示，也就是说以二进制编码形式表示。在计算机中怎样表示呢？原因：1.在计算机中一个数是用电子器件的物理状态来表示，表示二进制只需要两种不同的稳定状态且能相互转换（电子器

16、件的导通和截至两种工作状态）；2.二进制是一种最简单的数制，运算起来最简单，也使得运算器的结构变得非常简单。现实世界中，信息以数值、文字、图形和声音等形式表示。编辑课件 计算机的语言二进制十进制R=10，可使用0,1,2,3,4,5,6,7,8,9二进制R=2 ，可使用0,1八进制R=8 ，可使用0,1,2,3,4,5,6,7十六进制R=16 ，可使用0,9,A,B,C,D,E,F“逢R进一，借一当R”进制的概念编辑课件 信息的存储单位位（Bit）：度量数据的最小单位字节（Byte）：最常用的基本单位K 字节1K = 1024 byteM（兆）字节1M = 1024 KG（吉） 字节1G =

17、1024 M T（太）字节1T = 1024 Gb7 b6 b5 b4 b3 b2 b1 b01 0 0 1 0 1 0 1=27+ 24+ 22+ 20=149编辑课件信息编码信息编码：对输入计算机中的各种数值和非数值数据用二进制进行编码的方式。为了使信息的表示、交换、存储或加工处理方便，计算机系统通常采用统一的编码方式，制定了编码的国家标准或国际标准。如二十进制编码（BCD码）、字符编码、汉字编码。编辑课件 汉字编码1）输入码：无理码、音码、形码2）国标码：每个字节最高位为03）机内码：每个字节最高位为1，与ASCII区分4）字型码：字模点阵汉字人工翻译输入码机内码字型码编辑课件4、 计算机病毒及其防治定义：计算机病毒是一种程序，它通过修改其它程序，并把病毒本身嵌入其中，从而“感染”其它程序。特征：隐蔽性、传染性、潜伏性、可触发性、破坏性。分类：按危害程度分为良性和恶性病毒。按寄生方式分为操作系统型、外壳型、入侵型和源码型。按传染方式分为引导型、文件型、混合型和设备驱动型。传播途径：通过软盘传染、通过网络传染编辑课件计算机病毒的表现特征及破坏情况 屏幕上突然出现某些异常字符串或画面； 文件长