第-章计算机基础知识优秀文档

1.1计算机概述1.2计算机系统的组成结构1.3计算机中的数制与编码1.4计算机病毒及其安全防护返回总目录返回总目录上一页

计算机的概念：1.1计算机概述

——是一种能够自动、高速地进行算术和逻辑运算的电子设备。速度快、记忆能力、自动执行命令、实时通信和交流能力、使用方便计算机的特点：——1.1.1计算机的发展阶段与发展趋势以电子器件（逻辑元件）划分为四个发展阶段，（见书第1页表1-1）。第一台电子数字积分计算机—ENIAC，诞生于1946年，美国宾夕法尼亚大学。计算机时代起讫年份物理器件主存储器软件应用范围第一代1946～1957电子管磁芯、磁鼓汇编语言科学计算第二代1958～1964晶体管磁芯、磁带程序设计语言管理程序科学计算数据处理第三代1965～1970中、小规模集成电路磁芯、磁盘操作系统高级语言逐步广泛应用第四代1971～至今超大、大规模集成电路半导体、磁盘数据库网络软件普及到社会生活各方面第一代计算机图片曙光型计算机图片返回本节笔记本电脑堂上电脑返回本节大规模集成电路——Pentium（奔腾）主板计算机的发展趋势巨速度快、容量大、计算处理功能强的巨型计算机系统

宇宙飞行、卫星图像及军事项目

微价格低、体积小、可靠性高、使用灵活方便、用途广泛的微型计算机系统

便携式计算机、笔记本

网将不同地点的计算机通过通信线路连接起来，使用户共享硬件、软件和数据等资源

计算机网络智感知能力和思维功能的计算机系统

1.1.2计算机的应用范围返回本节分类特点举例数值计算（科学计算）计算公式复杂，计算量大，数值变化范围大，原始数据相应较少。

科学研究、工程技术数据处理原始数据多，时间性强，计算公式相应比较简单。新生入学信息查询、分班过程控制利用计算机进行生产过程、实时过程的控制啤酒生产线、火箭发射控制计算机辅助设计利用计算机进行辅助设计（CAD）（CAM制造CAT测试CAI教学）建筑、船舶、飞机、机械、服装计算机网络实现软件、硬件和信息资源共享银行（存取钱、缴费、上网购物）人工智能模拟人类的感知、推理、学习和理解等智能行为。海洋机器人、火星机器人多媒体技术集合声音、文字、图片、影像为一体QQ语音聊天、QQ视频1.2计算机系统的组成结构一．冯·诺依曼型计算机的基本结构1945年美籍匈牙利科学家冯·诺依曼(VonNeumann)提出了一个“存储程序和程序控制”的计算机方案。这个方案包含3个要点：⑴采用二进制数的形式(0和1)表示数据和指令。⑵将指令和数据存放在存储器中。⑶计算机硬件由中央处理器CPU（运算器和控制器）、存储器、输入设备和输出设备5大部分组成（见下图所示）。20世纪最杰出的数学家之一，在计算机、物理、化学、经济等方面都有突出成就。1.2.1、计算机硬件系统图：计算机硬件组成输入设备：返回本节是用来输入计算程序(指令)和原始数据的设备。常见的输入设备有键盘、鼠标、扫描仪、光笔、摄像头等等。返回本节3)扫描仪返回本节4)光笔数字化仪是一种图形输入设备，它可将各种图纸的图形信息转换成计算机可识别的数字信号输入计算机中。它与绘图仪一起常用于工程设计单位。利用话筒可以进行语音输入。其硬件系统是由声卡和话筒（麦克风）组成。返回本节5)数字化仪6)麦克风返回本节7)数码相机条形码阅读器游戏手柄返回本节8)其他输入设备返回本节1)显示器显示器显示控制适配器（显卡）输出设备：2计算机系统的组成结构（1）源码型病毒（2）嵌入型病毒（3）外壳型病毒（4）操作系统型即(1101011.23．．余数=10代码<9代码,A代码<Z代码<a代码<z代码如家庭常用的CD-ROM片，只能录一次。20世纪最杰出的数学家之一，在计算机、物理、化学、经济等方面都有突出成就。5)数字化仪6)麦克风[X]16=Dn×16n-1＋Dn-1×16n-2＋…＋D2×161＋D1×160啤酒生产线、火箭发射控制5)数字化仪6)麦克风260．．．．．．．余数=0十进制数转换成二、八、十六进制数一般是由计算机厂家或专业软件公司研制。新生入学信息查询、分班↓↓↓↓返回本节2)打印机返回本节3)绘图仪

返回本节4)声音输出设备PCI声卡音箱返回本节5)投影机

返回本节外围设备连接口返回本节存储器：用来存储程序和各种数据信息（操作数、地址信息、中间结果等内容），并能在计算机运行中高速自动完成指令和数据的存取。存储系统主要包括内存（主存储器）和外存（辅助存储器）。RAM与ROM的区别内存储器：按其读/写工作方式，内存可分为RAM(随机读/写存储器)和ROM(只读存储器)两类。随机存取存储器（RAM，又可称为读写存储器）：其特点是能读能写，RAM中信息在关机后即消失，应执行保存命令，将其中信息保存到硬盘中。只读存储器（ROM）：其特点是能读不能写，存储单元中的信息由ROM制造厂在生产时或用户根据需要一次性写入，ROM中的信息关机后不会消失。如家庭常用的CD-ROM片，只能录一次。

位：是计算机中存储数据的最小单位。指二进制数中的一个位数，其值为“0”或“1”，其英文名为“bit”。主存容量（内存容量）：是指为计算机硬件系统中配置的内存总字节数，即存储空间。衡量计算机记忆能力的指标,内存越大，存储的数据和程序量就越多，机器的运行速度就越快，能运行的软件功能越丰富，处理能力就越强。存储容量以字节（用Byte表示，简称B）为单位，通常用B（字节）、KB（千字节）、MB（兆字节）或GB（吉字节）等单位。1B=8bit一个字节由8位(bit)二进制位组成1KB=210B

=1024B1MB=210×1KB=210×210B

=1024KB1GB=210×1MB=210×210×210B

=1024MB内存相关参数返回本节软盘存储器硬盘存储器光盘存储器磁带存储器

外存储器的种类返回本节光盘（OpticalDisk）是利用激光进行读写信息的圆盘。光盘驱动器返回本节3)光盘存储器光盘库

磁带机返回本节4)其他外部存储设备内存、外存、快存的关系存储器：按工作时与CPU的联系密切程序可分为内存（主存）、外存。内存与外存比较：CPU直接访问内存，而外存的信息必须调入内存后才能为CPU进行处理。内存比外存的存取速度快，但容量比外存较小，且价格较高。快存，缓存大小也是CPU的重要指标之一，缓存容量的增大，可以大幅度提升CPU内部读取数据的命中率。是为了解决CPU和主存之间速度匹配问题而设置的。返回本节中央处理器（CPU）----是计算机中最关键的部件，它由运算器和控制器组成。图：几种类型的CPU（奔腾、奔腾Ⅱ、Cyrix686、K6-2）

CPU相关参数:

字长：指该计算机能进行多少位二进制数的并行运算，机器字长既是运算器的长度，也是寄存器的长度，一般情况下，它也是存储器的字长。现代计算机的机器字长一般都是8位的整数倍，如8位、16位、32位、64位和128位等。通常，机器字长越长，计算机的运算能力越强，其运算精度也越高。主频：CPU（微处理器）的时钟工作频率。例如：CPUPIV主频以上主频一般以兆赫兹（MHz）为单位。目前的微机的主频在2000MHz左右，高的可达3000MHz左右，甚至更高。运算速度：衡量CPU工作快慢的指标，（每秒完成多少次运算），可达每秒几十万亿次。以每秒百万指令数（MIPS）为单位。如果把硬件比做是计算机系统的躯体，那么软件就是计算机系统的灵魂。软件系统是为了方便用户操作使用计算机和充分发挥计算机效率，以及为解决各类具体应用问题的各种程序的总称。分为：

计算机系统软件

计算机应用软件1.2.2、计算机软件系统

系统软件是为提高计算机效率和方便用户使用计算机而设计的各种软件的总称。一般是由计算机厂家或专业软件公司研制。系统软件又分为操作系统、编译系统和数据库管理系统等。⑴操作系统：如WINDOWSUNIXDOS⑵编译系统:将汇编语言和高级语言编写的程序翻译成机器语言程序(即0和1组成的代码)。⑶数据库管理系统（DBMS）：如FoxBASE、FoxPro、SQLServer、VisualFoxPro等。

相关知识点：指令影片（010301）程序语言（影片010302）1．系统软件返回本节应用软件是指专业人员和用户自己开发或外购的满足用户各种专门需要的程序。例如，图形处理软件Photoshop、文字处理软件Word2000、表格处理软件Excel2000、财会软件、计划报表软件、辅助教学软件CAI、杀毒软件和游戏软件等都是应用软件。返回本节2．应用软件101112131415⑵将指令和数据存放在存储器中。1958～1964感知能力和思维功能的计算机系统[X]16=Dn×16n-1＋Dn-1×16n-2＋…＋D2×161＋D1×160解：[X]2＝[00101001]2解题技巧:通过二进制数过渡转换。衡量计算机记忆能力的指标,内存越大，存储的数据和程序量就越多，机器的运行速度就越快，能运行的软件功能越丰富，处理能力就越强。是计算机中最关键的部件，它由运算器和控制器组成。按照计算机病毒的寄生部位或传染对象分类3计算机的信息编码十进制数（Decimal）④能清除目前流行的“黑客程序”，如特洛伊木马程序。存储系统主要包括内存（主存储器）和外存（辅助存储器）。2计算机系统的组成结构位：是计算机中存储数据的最小单位。3计算机的信息编码应用软件系统软件操作系统硬件图1-4微机的硬件、操作系统、系统软件和应用软件的关系图1.3.1进位计数制1.3.2数制之间的转换1.3.3计算机的信息编码1.3计算机中的数制与编码1.3.1进位计数制进位计数制（进位制）是一种数的表示方法，它按进位的方法来计数。日常生活采用哪些进制？（10、24、60）进制计数原则举例基本符号符号个数（基数）十进制逢十进一9+1=100，1，2……，910二进制逢二进一1+1=(10)20，12八进制逢八进一7+1=(10)80，1，……，78十六进制逢十六进一15+1=(10)160，1，……，9，A，……，F161.十进制数（Decimal）

6486＝6×103＋4×102＋8×101＋6×100abcd＝a×103＋b×102＋c×101＋d×100＝a×104-1＋b×103-1＋c×102-1＋d×101-1一般地说，n位十进制正整数[X]10=DnDn-1…D1D0可表达为以下形式：[X]10＝Dn×10n-1＋Dn-1×10n-2＋…＋D2×102-1＋D1×101-1（10n-1为该位的权（值），[X]10中下标10表示是十进制数）2.二进制数（Binary）

[X]10＝Dn×10n-1＋Dn-1×10n-2＋…＋D2×102-1＋D1×101-1

[X]2＝Dn×2n-1＋Dn-1×2n-2＋…＋D2×21＋D1×20式中：D0，D1，…，Dn-1为系数，可取0或1两种值；2n-1为各数位的权。【例2】[X]2＝00101001，写出各位权的表达式，及对应十进制数值。解：[X]2＝[00101001]2＝[0×27＋0×26＋1×25＋0×24＋1×23＋0×22＋0×21+1×20]10＝[1×32＋1×8＋1×1]10＝[41]10所以[00101001]2＝[41]103.八进制数（Octal,用Q表示）

n位八进制正整数的表达式可写成：[X]8=Dn×8n-1＋Dn-1×8n-2＋…＋D2×81＋D1×80【例3】求三位八进制数[X]8＝[212]8所对应的十进制数的值。解：[X]8＝[212]8＝[2×82＋1×81＋2×80]10＝[128＋8＋2]10＝[138]10所以，[212]8＝[138]104.十六进制数（Hexadecimal）

如7B5可表示为(7B5)16，或[7B5]16，或7B5H。n位十六进制正整数的一般表达式为[X]16=Dn×16n-1＋Dn-1×16n-2＋…＋D2×161＋D1×160【例4】求十六进制正整数[2BF]16所对应的十进制数的值。解：[2BF]16＝[2×162＋11×161＋15×160]10＝[703]10小结:转换为十进制数的计算思路----按权相加法先把每位上的权值求出，然后逐位相加。对于R进制数，其第n位权值（换算成十进制数）为：

an（系数）

*Rn-1R=10，2，8，16【例10】(10111.11)2＝(?)10解：(10111.11)2＝1×24+1×22+1×2+1+1×21+1×2-2即(10111.11)2＝(23.75)101.3.2数制之间的转换1.二进制数、八进制数和十六进制数之间的转换

每三位二进制数可对应一位八进制数；每四位二进制数可对应一位十六进制数。在转换时，要注意小数和整数要分别对应转换。例题讲解【例5】(1101011.11001)2＝(?)8解：

００１

１０１

０１１·１１０

０１０↓↓↓↓↓１５３·６２即(1101011.11001)2＝(153.62)8【例6】(1101011.11001)2＝(?)16解：０１１０

１０１１·１１００

１０００↓↓↓↓６Ｂ·Ｃ8即(1101011.1101)2＝(6B.C8)161=(1)22=(10)23=(11)24=(100)25=(101)26=(110)27=(111)28=(1000)2

A=(?)2B=(?)2C=(?)2D=(?)2E=(?)2F=(?)2

101112131415【例7】(345.67)8＝(?)16解：３４５·６７↓↓↓↓↓

０１１１００１０１·１１０１１１１１１００１０１·１１０１１１００↓↓↓↓Ｅ５·ＤＣ即(345.67)8＝(E5.DC)16

解题技巧:通过二进制数过渡转换。【例8】

(241)10=(?)2解：

2241．．．．．．．．．余数=1低位

2120．．．．．．．余数=0260．．．．．．．余数=0230．．．．．．余数=0215．．．．余数=127．．．余数=123．．余数=121．．余数=1

高位

0

即(241)10=(11110001)22.二进制数和十进制数之间的整数转换

(1)十进制整数转换为二进制数:采用除２逆向取余法。引伸一十进制数转换为八进制数,整数部分:采用除8逆向取余法。(241)10=(?)8八进制数转换为二进制数,采用除2逆向取余三位法。(241)10=(?)8=(?)2引伸二十进制数转换为十六进制数整数部分:采用除16逆向取余法。(241)10=(?)16十六进制数转换为二进制数，采用除2逆向取余四位法。(241)10=(?)16=(?)23.二进制数和十进制数之间的小数转换

(1)十进制小数转换为二进制数:采用乘２顺向取整法。【例9】(0.7451)10

=(?)2（要求精确到小数点后第五位）解：

╳21.4902．．．．．．整数部分=1╳20.9804．．．．．．整数部分=0╳21.9608．．．．．．整数部分=1╳21.9216．．．．．．整数部分=1╳21.8432．．．．．．整数部分=1即(0.7451)10=(0.10111)2每四位二进制数可对应一位十六进制数。按照计算机病毒的寄生部位或传染对象分类显示控制适配器（显卡）图1-4微机的硬件、操作系统、系统软件和应用软件的关系图⑥内存空间变小，经常出现死机或突然死机。↓↓↓↓小结:转换为十进制数的计算思路----按权相加法（1）磁盘引导区传染的计算机病毒（2）操作系统传染的计算机病毒（3）可执行程序传染的计算机病毒利用话筒可以进行语音输入。八进制数（Octal,用Q表示）1MB=210×1KB=210×210B=1024KB一般地说，n位十进制正整数[X]10=DnDn-1…D1D0可表达为以下形式：存储系统主要包括内存（主存储器）和外存（辅助存储器）。小结小结：数制转换二、八、十六进制数转换为十进制数用按权相加法十进制数转换成二、八、十六进制数整数部分用：除R逆向取余法小数部分用：乘R正向取整法R为2，8，161.3.3计算机的信息编码目前，计算机中一般都采用国际标准化组织规定的ASCII码（美国标准信息交换码）来表示英文字母和符号。

ASCII码规定1:ASCII码是7位二进制码，其最高位为0，其范围用二进制表示为00000000～01111111(值为0～127，共128种)。包含了键盘上的各种符号(大小写英文及数字和标点）。规定:数字代码<大写字母代码<小写字母代码0代码<9代码,A代码<Z代码<a代码<z代码例:0的代码=（0011,0000）2=48求3的代码=？A代码=0100,0001=65a代码=0110,0001=97求D的代码=？e的代码=？规定2:扩充ASCII码的最高位为1,范围为1000,0000～1111,1111(值为128～255，共128种)汉字编码

汉字的数量比较多，而且汉字的字形也是复杂多变,所以汉字编码比常用字符的编码要复杂，在GB2312—80中规定用2个连续字节（1个字节是8位），即16位二进制代码表示一个汉字。由于每个字节的高位规定为1，1???,????,1???,????这样就可以表示128×128=16384个汉字。

主要的汉字代码（1）汉字输入码（外码）汉字输入码是指用户从键盘上输入汉字时所使用的编码。汉字编码方法主要有：五笔字形输入、拼音输入、区位码（数字）输入、字形输入、音形输入等方法。主要的汉字代码（2）汉字内部码（内码）汉字内部码是在设备和信息处理系统内部存贮、处理和传输汉字用的代码。一般以ASCII码为内部码来设计计算机系统。英文字符的机内代码是7位ASCII码，最高位为“0”（0???,????)，汉字机内代码中两个字节的最高位均为“1”,两个字节各用7位，(1???????,1???????)则可表示16384个可区别的码。不同的计算机系统所采用的汉字内部码有可能不同。

（3）汉字字形码（输出码）汉字字形码是汉字字库中存储的汉字字形的数字化信息，用于汉字的显示和打印。字形码也称字模码，是用点阵表示的汉字字形代码，它是汉字的输出形式。根据输出汉字的要求不同，点阵的多少也不同。简易型汉字为16×16点阵，提高型汉字为24×24点阵、32×32点阵、48×48点阵等等。如16×16点阵表示一个汉字，字形码需用32字节。即：字节数=点阵行数×（点阵列数/8）=16行×16列/8=16行×2字节=32字节图形、图