信息技术基础知识课件

1、信息技术基础知识第一讲大学计算机基础教程信息技术基础知识第一讲大学计算机基础教程一、计算机的发展 1946年2月，美国物理学家约翰莫克利和工程师普雷斯伯埃克特领导研制出了世界上第一台数字式电子计算机ENIAC（Electronic Numerical Integrator And Calculator）电子数值积分计算机 大学计算机基础教程一、计算机的发展 大学计算机基础教程美籍匈牙利科学家冯诺依曼(Von Neumann)提出了一个“存储程序”的计算机方案。这个方案包含三个要点：采用二进制数的形式表示数据和指令。将指令和数据同时存放在存储器中。由控制器、运算器、存储器、输入设备、输出设备五大

2、部分组成计算机。EDVAC 第一台按“存储程序”原理设计的计算机大学计算机基础教程美籍匈牙利科学家冯诺依曼(Von Neumann)提出了一计算机的发展经历了四代大学计算机基础教程计算机的发展经历了四代大学计算机基础教程计算机的特点运算速度快：普通微机可达每秒万亿次 计算精度高具有记忆和逻辑判断能力 能自动运行，并支持人机交互 通用性强 大学计算机基础教程计算机的特点运算速度快：普通微机可达每秒万亿次 大学计算机基按综合性能指标分类巨型机：速度最快、处理能力最强 已达十几万亿次浮点运算 “银河 ” 达每秒130亿次 大型机：大型、通用、较快、较强 作“客户机/服务器”的服务器 作“终端/主机”

3、的主机 小型机：规模小，结构简单，设计试制周期短 工艺先进、使用维护简单 工作站：介于PC与小型机之间 高分辨率、大容量内外存，图形功能较强微型计算机：小、巧、轻、使用方便、价格便宜中央处理器：一个芯片网络计算机：基于Java技术的瘦客户机系统 计算机的分类大学计算机基础教程按综合性能指标分类巨型机：速度最快、处理能力最强大型机：大型按用途分类通用机：通用性强，综合能力强，解决各种问题 专用机：特殊配置，功能单一，解决特定问题 按处理 的数据分类数字计算机模拟计算机混合计算机大学计算机基础教程按用途分类通用机：通用性强，综合能力强，解决各种问题 专用计算机发展趋势微型化巨型化网络化多媒体化智能

4、化大学计算机基础教程计算机发展趋势微型化大学计算机基础教程未来计算机神经网络计算机生物计算机光子计算机大学计算机基础教程未来计算机神经网络计算机大学计算机基础教程计算机的应用科学计算信息管理电子商务过程控制计算机辅助设计现代教育大学计算机基础教程计算机的应用科学计算大学计算机基础教程计算机系统硬件系统软件系统主机外部设备内存CPU运算器寄存器随机存储器(RAM)只读存储器(ROM)外存储器输入/输出设备（I/O设备）系统软件(操作系统、 语言处理程序等)应用软件(字处理、计算机辅助设计等)控制器存储器二、计算机系统组成大学计算机基础教程计算机系统硬件系统软件系统主机外部设备内存CPU运算器寄存

5、器计算机硬件系统输入设备运算器输出设备存储器控制器程 序运行结果存取命令输出命令输入命令取数存数指令及其地址计算机的硬件组成 冯.诺依曼计算机五大模块（控制器、运算器、存储器，输入设备、输出设备）大学计算机基础教程计算机硬件系统输入设备运算器输出设备存储器控制器程 序运行计算机硬件系统1.控制器：核心部件，分析指令并发出控制信号。2.运算器：又称算术逻辑单元(Arithmetic Logic Unit，简称ALU)，它由加法器、寄存器、累加器等逻辑电路组成。 运算器和控制器在逻辑关系和电路结构上有十分紧密的联系,特别是大规模集成电路中往往把这两部分做在一块芯片上,因此把它们称为中央处理机（Ce

6、ntral Processing Unit），简称CPU。大学计算机基础教程计算机硬件系统1.控制器：核心部件，分析指令并发出控制信号。计算机硬件系统3.存储器：存储程序和数据，分内存和外存。内存：与CPU直接相连，存放当前正在使用的程序和数据。容量小、速度快、价格高。外存：存放尚未使用的程序和数据。容量大、速度慢、价格低。有软盘、硬盘、光盘和可移动磁盘等。大学计算机基础教程计算机硬件系统3.存储器：存储程序和数据，分内存和外存。大学【位】bit : 二进制位，是计算机中数据最小的单位。能够代表0和1的一个二进制电路称为二进制位，简称位【字节】Byte : 8位二进制数组成1个字节，是衡量信息

7、数量或存储设备容量的基本单位。1 Byte = 8 bit 【字】Word : 一个存储单元所存放的内容称为一个字。常用来表示数据或信息的长度。 【字长】： 一个存储单元（或一个字）所包含的二进制位数称为字长，它是衡量计算机精度和运算速度的主要技术指标。同常说计算机是8位机、16位机或32位机，就是指计算机的字长是8位的、16位的或32位的。 信息数量或存储容量的单位及换算关系： 1 TB = 210 GB = 220 MB = 230 KB = 240 B 太字节 吉字节 兆字节 千字节 字节相邻单位之间是210倍关系，即：1 KB1024 B 1 MB 1024 KB 1 GB 1024

8、MB 1 TB 1024 GB有关内存的几个术语：大学计算机基础教程【位】bit : 二进制位，是计算机中数据最小的单位。能够代计算机硬件系统4.输入设备：信息输入。有键盘、鼠标、光笔、读卡机和扫描仪等。5.输出设备：结果输出。有显示器、打印机等。大学计算机基础教程计算机硬件系统4.输入设备：信息输入。有键盘、鼠标、光笔、读计算机软件系统1.系统软件：控制和管理计算机各种资源，扩展功能，方便使用。（1）操作系统硬件第一级扩充；软件系统中最基础、最核心的部分；控制、管理全部资源；支持应用软件的开发和运行。大学计算机基础教程计算机软件系统1.系统软件：控制和管理计算机各种资源，扩展功计算机软件系统

9、（2）语言处理系统：包括汇编、编译和解释程序。（3）服务型程序：用于软件开发的编辑、调试与装配连接和用于机器的诊断与维护程序。（4）数据库管理系统(DBMS)：管理数据库(DB)（5）网络软件：包括网络操作系统、网络协议和各种网络应用软件。大学计算机基础教程计算机软件系统（2）语言处理系统：包括汇编、编译和解释程序。计算机语言处理程序（1）源程序用高级语言或汇编语言编写的程序。（2）目标程序把源程序翻译成的机器语言程序。（3）汇编 把汇编语言源程序翻译成的机器语言程序的过程。 所使用的翻译程序称为汇编程序。（4）解释把高级语言源程序逐句翻译，翻译一句执行一句， 边翻译边执行。解释执行所用的程序

10、称解释程序。 源程序输出结果编辑程序解译程序程序解释执行过程大学计算机基础教程计算机语言处理程序（1）源程序用高级语言或汇编语言编写（5）编译把高级语言源程序的整个程序翻译成等价的独立的 目标程序。翻译所用的程序称为编译程序。（6）连接把目标程序以及所需的功能库转换成一个可执行的 程序。连接所用的程序叫连接程序。源程序可执行程序目标程序编辑程序汇编或编译程序联接程序程序的汇编或编译执行过程大学计算机基础教程（5）编译把高级语言源程序的整个程序翻译成等价的独立的 计算机软件系统2.应用软件：用于解决各种实际问题而设计。字处理软件：Word, WPS等电子表格软件：Excel, Lotus1-2-

11、3等绘图软件：Auto CAD, Protel等课件制作软件：PowerPoint, Authorware等网络通讯软件：Internet Explorer, OutLook等大学计算机基础教程计算机软件系统2.应用软件：用于解决各种实际问题而设计。大学计算机软件系统3.软件系统的层次结构（见下图）内层软件应向外层软件提供服务。操作系统是用户和计算机之间的媒介。用户须在各类软件支持下才能使用计算机。应用软件各类系统软件操作系统裸机大学计算机基础教程计算机软件系统3.软件系统的层次结构（见下图）应用软件各类系计算机的工作原理指令与指令系统指令：指挥计算机进行某一操作的命令。由操作码和操作数两部分

12、组成。如：movA,13addA,12指令系统：一台计算机所能识别的全部指令集合。工作过程应用程序读入内存，反复进行“取指令 分析指令 执行指令”，直到程序结束。大学计算机基础教程计算机的工作原理指令与指令系统大学计算机基础教程微机硬件系统微机硬件组成与结构组成主机：微处理器( MPU)、主存储器、I/O电路。外设：辅助存储器、I/O设备。结构三总线：地址总线(AB)、数据总线(DB)、控制总线(CB)。系统结构框图：见下页大学计算机基础教程微机硬件系统微机硬件组成与结构大学计算机基础教程微机硬件组成系 统 总 线CPURAMBIOSIDE接口软盘接口打印接口键盘接口键盘硬盘软盘打印机鼠标接口

13、鼠标光驱AGP插槽显示器显示卡大学计算机基础教程微机硬件组成系 统 总 线CPURAMBIOSIDE微机硬件系统1.微处理器组成：运算器、控制器、寄存器主要性能指标字长：字是MPU进行数据处理的基本单位。字长越长，运算能力越强，计算精度越高。有：8、16、32、64bit主频：主频越高，运算速度越快。目前可3.0G内部缓存(Cache)：缓存越大，运算速度越快大学计算机基础教程微机硬件系统1.微处理器大学计算机基础教程微机硬件系统2.主存储器分类(实物图片见下页)RAM(Random Access Memory)：可读/写，断电丢失信息DRAM：用于内存，有64、128、256、512MBSR

14、AM：用于CacheROM(Read Only Memory)：只能读，信息永存Cache：容量小，速度快。有128、256、512KB性能指标存储容量：影响程序运行速度存取周期：一次读写所需时间，影响工作速度大学计算机基础教程微机硬件系统2.主存储器大学计算机基础教程内存储器芯片插在主板扩展槽中的RAM内存条主板上的ROM BIOS芯片大学计算机基础教程内存储器芯片插在主板扩展槽中的RAM主板上的ROM BIOS微机硬件系统3.辅助存储器软盘存储器：包括盘片、驱动器和接口软盘分类：分5.25”/3.5”；单/双面；单/双/高密度。常用1.44MB软盘驱动器：读写控制电路、马达、磁头及其定位装

15、置,硬盘存储器：包括盘片、驱动、读写控制。分类：按直径分有1.8”,2.5”,3.5”,5.25”；按容量分有15G,20G,40G,80G大学计算机基础教程微机硬件系统3.辅助存储器大学计算机基础教程微机硬件系统光盘存储器：包括光盘、驱动器和接口光盘分类：CD-ROM(只读型)、CD-WO(一次写入型)、CD-RW(可重写型)、DVD(数字视频)几种外存的比较类型容量速度寿命价格软盘小慢短低硬盘大快长高光盘中较快长低大学计算机基础教程微机硬件系统光盘存储器：包括光盘、驱动器和接口类型容量速度寿微机硬件系统4.系统总线总线：连接各部件的公共通道分类内部总线、系统总线、外部总线常用总线标准ISA

16、：时频8MHz；位宽16bit；带宽16MB/sEISA：时频8.33MHz；位宽32bit；带宽33MB/sVESA：时频33MHz；位宽3264bit；带宽132PCI：位宽3264bit；带宽132264MB/s大学计算机基础教程微机硬件系统4.系统总线大学计算机基础教程微机硬件系统5.输入设备键盘（实物图片见下页）分类：83/101/102/104键；AT口和PS/2口分区：主键盘、功能键、控制键和数字小键盘常用键：Esc, Shift, Alt, Ctrl, Caps Lock, Enter, Back space, Tab, Home, End, PgUp, PgDn, Ins,

17、Del, Print Screen, Scroll Lock, Pause/Break, Num Lock鼠标分类：机械式、光电式、无线遥控式大学计算机基础教程微机硬件系统5.输入设备大学计算机基础教程键盘主键盘区数字小键盘功能键控制键大学计算机基础教程键盘主键盘区数字小键盘功能键控制键大学计算机基础教程微机硬件系统6.输出设备显示器,分类：单/彩色；CRT/LCD/LED；字符/图形主要性能指标尺寸：对角线长度。有：15”、17”、19”、21”分辨率：表示为“水平点数垂直点数”，如：800600、1024768 灰度或颜色深度：像素点的亮度等级或颜色数。有：8、16、24、32位色刷新频率

18、：每秒屏幕画面刷新次数。通常75200Hz扫描方式：分隔行扫描和逐行扫描。常用后者大学计算机基础教程微机硬件系统6.输出设备大学计算机基础教程微机硬件系统显示卡组成：显示控制芯片、显存RAM 、DAC芯片、BIOS分类：单色/彩色/2D/3D；ISA/VESA/PCI/AGP；伪彩/高彩/真彩打印机分类按输出方式：逐行、逐字按打印颜色：单色和彩色按工作方式：击打式和非击打式（激光和喷墨）主要性能参数打印分辨率（DPI）、打印速度（CPS）、纸张大小大学计算机基础教程微机硬件系统显示卡大学计算机基础教程击打式打印机：利用机械原理由打印头通过色带把字体或图形打印在打印纸上。点阵针式打印机(例如EP

19、SON LQ-1600K)非击打式印字机：利用光、电、磁、喷墨等物理和化学的方法把字印出来。主要有激光打印机和喷墨打印机。喷墨打印机激光打印机：激光打印机是激光扫描技术和电子照相技术相结合的产物。是页式打式打印机，它具有很好的印刷质量和打印速度。 大学计算机基础教程击打式打印机：利用机械原理由打印头通过色带把字体或图形打印三、 信息的表示及编码计算机中的数制 计算机科学中经常使用十进制、二进制、八进制和十六进制。但在计算机内部，不管什么样的数都使用二进制编码形式来表示。基数：每种数制中数码的个数称为该数制的基数 。如十进制中有10个数码，基数是10；二进制中有两个数码0和1，基数是2 。大学计

20、算机基础教程三、 信息的表示及编码计算机中的数制 大学计算机基础教程进制：在数制中有一个规则，就是N进制一定是“逢N进一”。如十进制就是“逢十进一”，二进制就是“逢二进一” 。位权值：在任何数制中，数码所处的位置不同，代表的数值大小也不同 。某一位数码代表的数值的大小是该位数码与位权的乘积 。234.18=2102+3101+4100+110-1+810-2大学计算机基础教程进制：在数制中有一个规则，就是N进制一定是“逢N进一”。如十十进制数（D）特点： (1)有0、1、2、9十个数字 (2)逢十进一，进位基数为10，位的权数是十的幂。举例： 十进制数569.28可以表示为： 569.28=5

21、102 6101 9100 2101 8102换一个角度： 102 101 100 101 102 5 6 9 2 8推广：任意一个十进制数可以表示为： (D)10 = dn10n-1 dn-110n-2 d2101 d1100 d-110-1 d-210-2 d-m10-m n m = di10i-1 dj10-j i=1 j=1 其中： di和 dj 为09中任一个数字；n为整数部分位数；m为小数部分位数； 10i-1 和10-j分别为整数部分和小数部分位权。大学计算机基础教程十进制数（D）大学计算机基础教程 二进制数（B）特点： (1)、有0、1二个数字 (2)、逢二进一，进位基数为2。

22、举例： 二进制数1101.01可以表示为： 1101.01=123 122 021 120 021 122换一个角度： 23 22 21 20 21 22 1 1 0 1 0 1推广：任意一个二进制数可以表示为： (B)2 = bn2n-1 bn-12n-2 b221 b1 0 b-12-1 b-22-2 b-m2-m n m = bi2i-1 bj2-j i=1 j=1 其中： bi和 bj 为0或1；n为整数部分位数；m为小数部分位数 ；2i-1 和2-j分别为整数部分和小数部分位权。大学计算机基础教程 二进制数（B）大学计算机基础教程八进制数（O）特点： (1)、有07八个数 (2)、逢

23、八进一，进位基数为8。举例： 八进制数2533.42可以表示为： 2533.42 =283 582 381 380 48-1 282 换一个角度： 83 82 81 80 81 82 2 5 3 3 4 2推广：任意一个八进制数可以表示为： (E)8 = e n8 n-1 e n-18 n-2 e 28 1 e 18 0 e -18 -1 e -28 -2 e -m8 -m n m = e i8 i-1 e j8 -j i=1 j=1 其中： ei和 ej 为07中一个；n为整数部分位数；m为小数部分位数； 8i-1 和8-j分别为整数部分和小数部分位权。大学计算机基础教程八进制数（O）特点：

24、 (1)、有07八个数举例： 八进十六进制数（H）特点： (1)、有09、A、B、C、D、E、F十六个数码 (2)、逢十六进一，进位基数为16。举例： 十六进制数16B.68可以表示为： 16B.68 =1162 6161 B160 616-1 8162 =1162 6161 11160 616-1 8162换一个角度： 162 161 160 161 162 1 6 11(B) 6 8 1推广：任意一个十六进制数可以表示为： (H)16 = h n16 n-1 h n-116 n-2 h 216 1 h 116 0 h -116 -1 h -216 -2 h -m16 -m n m = h

25、i16 i-1 h j16 -j i=1 j=1 其中： hi和 hj 为0、19、A、B、C、D、E、F中一个；n为整数部分位数；m为小数部分位数； 16 i-1 和16 -j分别为整数部分和小数部分位权。大学计算机基础教程十六进制数（H）特点： (1)、有09、A、B、C、D、常用数制之间的相互转换二进制数转换成十进制数【例】将1101.01转换成十进制数 (1101.01)2 = 123 122 021 120 021 122 = 8+4+0+1+0+0.25 = (13.25) 10 【注】括号外的下标用来表示不同的数制【举一反三】八进制数和十六进制数如何转换成十进制数？【提示】方法同

26、二进数转换成十进制数大学计算机基础教程常用数制之间的相互转换二进制数转换成十进制数【例】将1101十进制数转换成二进制数(1)A、整数【方法】除2取余数倒排 【例】将十进制数253转换成二进制数 十进制数(D) 余数 253 2 126 1 2 63 0 2 31 1 2 15 1 2 7 1 2 3 1 2 1 1 2 0 1 转换结果的最高位 转换结果的最低位 转换结果： (253)10=(11111101)2大学计算机基础教程十进制数转换成二进制数(1)A、整数【方法】除2取余数倒排 十进制数转换成二进制数(2)B、小数【方法】乘2取整法 【例】将十进制数0.45转换成二进制小数（取4位

27、） 十进制数(D) 乘 2 取整数部分0.45 20.9 00.9 21.8 10.8 21.6 10.6 21.2 1 转换结果的最高位 转换结果的最低位 转换结果： (0.45)10=(0.0111)2 为取4位的近似值【举一反三】十进制数如何转换成八进制数或十六进制数？【提示】方法同十进制数转换成二进制数大学计算机基础教程十进制数转换成二进制数(2)B、小数【方法】乘2取整法 【例二进制数转换成十六进制数【方法】将给定的二进制数以小数点为界，分别向左、向右每4位分成一组，若不足4位，要分别前补0（整数部分）或后补0（小数部分）。然后将每4位一组的数分别用对应的十六进制数来书写。【例】将二进制数101101011.01101转换成十六进制数 二进制数： 0001 0110 1011 . 0110 1000 十六进制数： 1 6 B . 6 8大学计算机基础教程二进制数转换成十六进制数【方法】将给定的二进制数以小数点为界十六进制数转换成二进制数【举一反三】二进制数和八进制数之间如何转换？【方法】将每一位十六进制数用对应的4位二进制数来表示，其最左侧和最右侧的0可以省去。 十六进制数： 1 6 B . 6 8 二进制数 ： 0001 0110 1011 . 0110