计算机基础知识部分

计算机应用基础数计系成斌Mail：chengbin20026412@163.com本课学习内容计算机基础知识1计算机网络3办公软件（文字、表格、幻灯片）2任务1.1介绍计算机基础知识1情景1认识计算机第一章计算机系统概述1.1计算机的发展（1）第一台电子计算机ENIAC第一台电子计算机ENIAC（ElectronicNumericalIntegratorAndCalculator，埃尼亚克）（电子数字积分计算机），于1946年2月14日在美国宾夕法尼亚大学研制成功。ENIAC重达30吨，占地160m2，使用了17000只电子管，10000多只电容器、7000多只电阻、1500多个继电器，需要功率170KW，是名副其实的“庞然大物”。它采用电子管作为计算机的基本元器件，每秒可进行5000次加减运算，400次乘法，利用它计算炮弹从发射到进入轨道的40个点仅用了3s。1.1计算机的发展图1-1ENIAC1.1计算机的发展（2）第一台存储程序式计算机EDVAC第一台“存储程序”控制的实验室计算机EDSAC（电子延迟存储自动计算机），1949年5月在英国剑桥大学完成。第一台“存储程序”控制的商品化计算机UNIVAC-I，1951年6月14日，埃克特—莫奇莱计算机公司生产了UNIVAC计算机，并交付美国人口统计局使用。1.1.2计算机的发展阶段计算机发展的四个阶段1.1.3计算机发展趋势1.巨型化2.微型化3.网络化4.智能化5.多媒体化6.未来新型计算机1.2.1计算机的特点

（1）运算速度快（2）计算精度高（3）具有自动执行程序的能力（4）具有超强的“记忆”能力（5）具有逻辑判断能力（6）可靠性高,通用性强1.2.2计算机的分类计算机按不同的分类标准可分成不同的种类，具体分类标准如下：（1）按信息表示和处理方式分：模拟计算机、数字计算机、数字计算机、数字模拟混合计算机。（2）按用途分：专用计算机和通用计算机。（3）按性能和规模分：巨型机、大型机、微型机、工作站、服务器。1.3计算机的应用（1）科学计算:如航天飞机飞行轨迹曲线方程的计算、人造卫星轨迹的计算等。（2）数据处理（信息处理）：如财务管理、仓库管理、人事管理、图书资料管理等。（3）自动控制（过程控制）：例如，导弹、人造卫星、无人驾驶飞机和宇宙飞船等飞行的控制。（4）计算机辅助系统：如计算机辅助设计（CAD）、计算机辅助制造（CAM）以及计算机辅助教学（CAI）。（5）人工智能：语音图像识别、专家系统、推理定理证明、语言翻译、机器人等方面。（6）计算机网络：如局域网、互联网等。返回任务目录任务1.2认识计算机的各部件2情景1认识计算机1.2.1计算机系统的组成一个完整的计算机系统由硬件系统和软件系统组成。计算机硬件系统（hardware）指的是所能够看得见的组成计算机的物理设备。计算机软件系统（software）是用来指挥计算机完成具体工作的程序和数据，是整个计算机的灵魂。1.2.1计算机系统的组成1.2.2计算机的硬件系统计算机硬件系统一般由运算器、控制器、存储器、输入设备和输出设备五大部分组成。运算器：主要负责完成算术运算和逻辑运算。控制器：主要协调和指挥整个计算机系统的操作。存储器：主要用来存储程序和数据，分为主存储器（简称内存）和外存储器（简称外存）。输入设备：将信息输入计算机的设备，如键盘、鼠标、扫描仪、光笔等。输出设备：接受计算机内的输出信息的设备，包括显示器、打印机、绘图仪等。1.2.2计算机的硬件系统1.2.2计算机的硬件系统1．主板主板是微机系统中最大的一块集成电路板，又叫主机板（MainBoard）、系统板（SystemBoard）或母板（MotherBoard），主板主要由CPU插槽、内存插槽、PCI插槽、AGP插槽、南北桥芯片、电源接口、电源供电模块、外部接口、SATA接口和PATA接口、USB接口、功能芯片、键盘和面板控制开关接口、指示灯插接件等组成。1.2.2计算机的硬件系统1.2.2计算机的硬件系统2．中央处理器（CPU）中央处理器（CentralProcessingUnit，简称CPU），包括控制器和运算器两个部件，是计算机硬件系统的核心。（1）运算器：运算器是对数据进行加工处理的部件，主要完成各种算术运算和逻辑运算，主要由算术逻辑部件（arithmeticlogicunit，简称ALU）和一系列的寄存器组成。（2）控制器：控制器是整个计算机系统的神经中枢和指挥中心，用来协调和指挥整个计算机系统的操作。CPU两大主要的竞争生产厂商是Intel公司和AMD公司。手机cpu生产厂商：高通公司（骁龙cpu）1.2.2计算机的硬件系统3．存储器存储器是用来存储程序和数据的部件，通常分为内存储器和外存储器。内存储器简称为内存，也称为主存储器；外存储器简称为外存，也称为辅助存储器。（1）内存：内存主要由只读存储器（ROM，Read-OnlyMemory）、随机存储器（RAM，Random-AccessMemory）和高速缓冲存储器（Cache）构成。1）只读存储器ROM：ROM的主要特点是存储器中的信息只能读出，不能写入，断电后信息不会丢失。ROM又分为PROM（ProgrammableROM，可编程ROM）、EPROM（ErasableProgrammableROM，可擦可编程ROM）、EEPROM（ElectricallyErasableProgrammableROM，电可擦写可编程ROM）、FlashROM（闪存可擦编程只读存储器）EEPROM也称为E2PROM。1.2.2计算机的硬件系统2）随机存储器RAM：RAM的主要特点是信息既可读又可写，断电后信息会丢失。RAM分为SRAM（StaticRAM，静态随机存储器）和DRAM（DynamicRAM，动态随机存储器）。DRAM常见的有SDRAM（Synchronousdynamicrandomaccessmemory，同步动态随机存储器）、DDRSDRAM（Doubledataratesynchronousdynamicrandomaccessmemory，双倍速率的同步动态随机存储器）、DDR2SDRAM（Doubledatarate2SDRAM）、DDR3SDRAM等几种。1.2.2计算机的硬件系统3）高速缓冲存储器（Cache）：Cache是由SRAM构成的，用于协调CPU与内存之间的速度，因此其速度关系为：CPU>Cache>内存（2）外存外存属于计算机的外部设备，其速度比内存慢，但容量大。主要有硬盘、光盘、闪存、移动硬盘、磁带、软盘等。1）硬盘：硬盘根据接口的不同又分为IDE接口硬盘（也称为ATA接口硬盘）、SCSI接口硬盘和SATA接口硬盘。1.2.2计算机的硬件系统3）高速缓冲存储器（Cache）：Cache是由SRAM构成的，用于协调CPU与内存之间的速度，因此其速度关系为：CPU>Cache>内存（2）外存外存属于计算机的外部设备，其速度比内存慢，但容量大。主要有硬盘、光盘、闪存、移动硬盘、磁带、软盘等。1）硬盘：硬盘根据接口的不同又分为IDE接口硬盘（也称为ATA接口硬盘）、SCSI接口硬盘和SATA接口硬盘。硬盘的内部结构图1.2.2计算机的硬件系统2）光驱和光盘光盘分为两类，一类是只读型光盘，如CD-ROM、DVD-ROM等；另一类是可读写型光盘，如CD-R（可写光盘）、CD-RW（可重写光盘）、DVD-R/RW蓝光DVD等图光盘图Ｕ盘3）闪存：闪存（俗称U盘），具有体积小、容量大、速度快、抗震强、功耗低、寿命长，支持即插即用等特点。1.2.2计算机的硬件系统4）移动硬盘移动硬动由于容量大（几十GB到几百GB），使用、携带方便，可靠性高，读/写速度快，和U盘一样支持热插拔等特点。图移动硬盘1.2.2计算机的硬件系统4．输入设备常用的输入设备主要有键盘、鼠标、扫描仪、光笔、触摸屏、手写板、数码相机、条形阅读机、磁卡读入机等。（1）键盘键盘可以分为AT接口键盘、PS/2接口键盘、USB接口键盘和无线键盘等。1.2.2计算机的硬件系统按键布局基本相同，共分为4个区域，即主键盘区、功能键区、数字小键盘区和编辑键区。1.2.2计算机的硬件系统（2）鼠标按接口类型的不同，鼠标可分为串口、PS/2接口、USB接口鼠标。按内部结构的不同，鼠标可分为机械式、光电式和无线鼠标。5．输出设备输出设备是将计算机中的数据信息转换成人们所需要的表示形式并输出到外部媒介中，常用的输出设备有显示器、打印机、绘图仪、音箱等。磁盘驱动器既是输入设备，又是输出设备。（1）显示器显示器又称监视器（Monitor），显示器是计算机系统中最基本的输出设备。显示器的分辨率表示显示器的清晰程度，如1024×768，表示每屏有768行扫描行，每行有1024个像素点。对于相同尺寸的屏幕，分辨率越高，所显示的字符或图像就越清晰。显卡有单色显卡和彩色显卡。单色显卡有MDA、HGA两种，目前已很少使用。彩色显卡有CGA、EGA、VAG和SVGA等1.2.2计算机的硬件系统（2）打印机打印机是将计算机的处理结果打印在纸的常用输出设备，打印机有针式打印机、喷墨打印机和激光打印机。1.2.3计算机的软件系统计算机的软件系统可以分为系统软件和应用软件两大类。1.系统软件（1）操作系统。操作系统（Operatingsystem，OS）是最基本、最核心的系统软件，任何软件都必须在操作系统的支持下才能运行。操作系统可分为：1）单用户单任务操作系统，如DOS（DiskOperateSystem）；2）单用户多任务操作系统，如WindowsXP/Vista操作系统；3）多用户多任务系统，如Unix、Linux，网络操作系统，如WindowsNT、Netware、Linux、Unix等；4）实时操作系统，5）分布式操作系统。（2）语言处理程序：计算机要解决实际问题，必须使用计算机语言来编写程序。计算机语言可分为机器语言、汇编语言、高级语言等。2.应用软件：如科学计算软件、财务管理软件、数据处理软件等。1.2.4计算机的指令系统1．计算机指令系统指令是指能被计算机识别并执行的命令。所有指令的集合就构成了指令系统。指令是以二进制代码形式来表示的，由操作码和操作数（地址码）组成。2．计算机执行指令的过程（1）取指令。（2）分析指令（3）执行指令。（4）一条指令执行后，程序计数器加1或转移地址码送入程序计数器，然后回到步骤（1），进入下一条指令的取指令阶段。1.2.4计算机的指令系统3．计算机执行程序的过程程序是为解决某一问题而编写的指令序列。计算机能直接执行的是机器指令，用高级语言或汇编语言编写的程序必须先翻译成机器语言，然后CPU从内存中取出一条指令到CPU中执行，指令执行完，再从内存取出下一条指令到CPU中执行，直到完成全部指令为止。1.2.5计算机的工作原理1．冯•诺依曼计算机的基本思想：美籍匈牙利数学家冯•诺依曼于1946年提出了计算机设计的三个基本思想：（1）计算机是由运算器、控制器、存储器、输入设备和输出设备五个基本部分组成。（2）采用二进制形式表示计算机的指令和数据。（3）将程序和数据存放在存储器中，让计算机自动地执行程序。归纳起来：冯•诺依曼计算机的基本思想是：存储程序与程序控制1.2.5计算机的工作原理2．计算机的工作原理图1.2.5计算机的工作原理3．计算机的工作原理（1）预先编写好的程序和运算处理中所需要的数据，在控制器的控制下通过输入设备送到计算机的内存储器中（或将外存储器中的数据读到内存储器中），如果需要长久保存的程序和数据也在控制器的控制下送到外存储器中保存，这个过程称为存储程序。（2）控制器根据程序计数器的内容，从内存储器中逐条读取程序中的指令，并按照每条指令的要求执行所规定的操作。（3）如果要执行某种运算，则在控制器的控制下，按指令中包含的地址从内存储器中取出数据，送往运算器进行运算，然后再在控制器的控制下按地址把结果送往内存储器中保存。（4）如果需要将处理结果长久保存或将处理结果通过外部设备输出，则在控制器的控制下将内存储器中的数据保存到外存储器中或通过输出设备输出。返回任务目录任务1.3组装一台计算机3情景1认识计算机1.3.1计算机的性能指标1．字长字长是指CPU在单位时间内一次处理的二进制数的位数。CPU字长越长，运算精度越高，信息处理速度越快，CPU性能也就越高。2．主频主频是指CPU在单位时间（秒）内发出的脉冲数。主频越高，计算机的运算速度就越快。如Pentium4/3.2GB，表示该计算机的CPU芯片类型为Pentium4，主频为3.2GB。3．运算速度计算机的运算速度是指每秒所能执行的指令数，用“百万条指令/秒”（millioninstructionpersecond，MIPS）来描述。4．内存容量存储器的容量决定它所能表示的信息量，是计算机性能的一个重要指标。1.3.1计算机的性能指标存储器的容量常采用的单位有：位（bit）、字节（Byte）、千字节（KB）、兆字节（MB）、吉字节（GB）、太字节（TB）；位是存储器的最小单位，可以表示一位二进制数，即0或1称为一位。它们的换算关系是：

1Byte=8bit1KB=1024B=210B1MB=1024KB=1024×1024B=220B1GB=1024MB=1024×1024×1024B=230B1TB=1024GB=1024×1024×1024×1024B=240B1.3.2计算机的选购1．CPU的选购2．主板的选购3．内存的选购4．硬盘的选购5．光驱的选购6．机箱和电源的选购7．显示器的选购1.3.3计算机的组装1.硬件的选购2.硬件的组装（1）CPU的安装安装CPU。安装CPU散热器和风扇（2）安装内存（3）安装主板（4）安装电源（5）连接主板电源线（6）安装显卡及扩展卡（7）安装硬盘（8）安装光驱、软驱（9）连接机箱引出线（10）整理主机箱内的线缆（11）盖上机箱，拧紧螺丝。（12）连接外部设备3.软件的安装（1）安装操作系统（2）安装应用软件返回任务目录情景2计算机的安全防范任务2.1处理计算机的病毒1任务2.2防范黑客的攻击2任务2.1处理计算机的病毒1情景2计算机的安全防范2.1.1计算机安全概述计算机硬件技术的发展，使得计算机能存储的程序和数据的量越来越大，如何保障存储在计算机中的数据不被丢失和窃取，是任何计算机应用部门首先要考虑的问题。计算机的安全性涉及到计算机系统的硬件、软件和数据等方面。总之，计算机的安全已成为每一个用户所必须面对的一个问题。现今计算机系统的安全威胁主要是来自计算机病毒和黑客攻击等方面。2.1.2计算机病毒及防范1.病毒的起源冯•诺依曼和他的《复杂自动装置的理论及组织的进行》，勾勒出病毒程序的蓝图。美国科普作家约翰•布鲁勒尔和他的《震荡波骑士》托马斯•捷•瑞安的科幻小说《P-1的春天》2.计算机病毒的定义计算机病毒是指编制或者在计算机程序中插入的破坏计算机功能或者数据，影响计算机使用并且能够自我复制的一组计算机指令或者程序代码。2.1.2计算机病毒及防范3.计算机病毒的特征（1）传染性（2）隐蔽性（潜伏性）（3）触发性（4）破坏性（5）不可预见性4.计算机病毒的分类（1）引导型病毒（2）可执行文件病毒（3）混合型病毒（4）宏病毒（MacroVirus）（5）网络病毒2.1.2计算机病毒及防范

5.计算机病毒的命名命名的一般格式为：<病毒前缀>.<病毒名>.<病毒后缀>6.计算机感染病毒后的常见症状系统无法启动、启动时间延长、重复启动或突然重启。出现蓝屏、无故死机或系统内存被耗尽。屏幕上出现一些乱码。出现陌生的文件、陌生的进程。文件时间被修改，文件大小变化。磁盘文件被删除、磁盘被格式化等。无法正常上网或上网速度很慢。某些应用软件无法使用或出现奇怪的提示。2.1.2计算机病毒及防范

5.计算机病毒的命名命名的一般格式为：<病毒前缀>.<病毒名>.<病毒后缀>6.计算机感染病毒后的常见症状系统无法启动、启动时间延长、重复启动或突然重启。出现蓝屏、无故死机或系统内存被耗尽。屏幕上出现一些乱码。出现陌生的文件、陌生的进程。文件时间被修改，文件大小变化。磁盘文件被删除、磁盘被格式化等。无法正常上网或上网速度很慢。某些应用软件无法使用或出现奇怪的提示。返回任务目录任务2.2防范黑客的攻击2情景2计算机的安全防范2.2.1黑客攻击与防范1．黑客攻击的方法“黑客”通过记录键盘的活动来获取得到密码、谈话内容等；通过浏览器的漏洞来窃取用户的登录网站名称、登录时间甚至登录密码；利用OICQ的嗅探器、键盘记录器、轰炸器及聊天记录来攻击用户；通过放置特洛伊木马程序和电子邮件攻击用户等。2.防范黑客的措施（1）关闭“文件和打印共享”（2）禁用Guest账号（3）禁止建立空连接（4）拒绝恶意代码（5）安装必要的安全软件（6）防范木马程序（7）不要回陌生人的邮件（8）给自己的系统打上补丁返回任务目录情景3数制与编码任务3.1完成数制间的转换1任务3.2完成信息间的编码2任务3.1完成数制间的转换1情景3数制与编码3.1.1数制的概念1.进位计数制用一组固定的符号和统一的规则来表示数的方法，也称为数制。计算机中有十进制数、二进制数、八进制数和十六进制数。基数（基）：进位计数制中所用的数字符号的个数。位权（权）：基数的若干次幂称为位权。2.计算机内部采用二进制的原因（1）易于实现（2）运算简单（3）可靠性高（4）适合逻辑运算3.1.2几种常用的数制1.常用进制的特点对于任何进位数制，它都有以下的特点：按进位的原则进行计数逢N进1采用位权表示法表1-5几种常用进制3.1.2几种常用的数制2.常用数制的对应关系：常用数制之间的关系如表1-6所示。3.1.2几种常用的数制3.常用数制的书写规则为了区别不同进制的数，通常采用两种方法来标记。（1）下标法例如，（101101）2、（2467）8、（1894）10、（18ADF）16分别表示二进制数、八进制数、十进制数、十六进制数（2）后缀法二进制数用B（binary）表示；八进制数用O（octonary）表示，由于O常和0搞混淆，因此八进制常用Q来表示；十进制数用D（decimal）表示；十六进制数用H（hexadecimal）表示。例如：101101B、2467Q、1894D、18ADFH分别表示二进制数、八进制数、十进制数、十六进制数。3.1.3不同数制间的转换1．R（R可为二、八、十六）进制数转换为十进制数方法：按“权”展开相加。不同进制数转换成十进制数时，将R进制数按权展开相加。3.1.3不同数制间的转换2.十进制整数转换为R进制数（1）十进制整数转换为R进制整数方法有两种：方法1：除R倒取余。用R不断去除要转换的十进制数，直至商等于0为止，将所得的各余数按逆序排列，最后一次的余数为最高位，即得所转换的二进制数。3.1.3不同数制间的转换3.1.3不同数制间的转换3.1.3不同数制间的转换（2）十进制小数转换为R进制小数方法：乘R顺取整。即用R连续去乘纯小数部分，直至纯小数部分为零或满足所要求的精度，每次乘积的整数部分顺序排列，就得到要求的二进制小数。3.1.3不同数制间的转换3.1.3不同数制间的转换（3）十进制数转换为R进制数十进制数转换为不同进制数，要将整数和小数分别转换，然后相加即得结果。3.1.3不同数制间的转换4．二进制数与十六进制数的相互转换（1）二进制数转换为十六进制数由于24=16，所以4位二进制数可以对应1位十六进制数，转换时以小数点为基准，向左向右每4位二进制数转换为1位十六进制数，整数前面不足4位的在前面补0，小数后面不足4位的在后补0。3.1.3不同数制间的转换（2）十六进制数转换为二进制数把一位十六进制数分解为4位二进制数，按原有顺序排列即可完成转换。方