第一章一级考证

莫惠芳计算机等级考试一级教程操作系统计算机基础知识计算机网络及多媒体应用Excel表处理软件Word文字处理软件本课程主要内容Powerpoint演示文稿第1章计算机基础知识本章学习重点：1、计算机的发展简史、特点、分类及其应用领域。2、数制的基本概念，二进制和十进制整数之间的转换。3、计算机中数据的表示、存储与处理。4、计算机中数据、字符和汉字的编码。5、多媒体技术的概念与应用。6、计算机的性能和技术指标。7、计算机病毒的概念和防治。§1.1计算机的发展电子计算机的出现

世界上第一台数字式电子计算机是由美国宾夕法尼亚大学的物理学家约翰·莫克利（JohnMauchly）和工程师普雷斯伯·埃克特（J–PresperEckert）领导，于1943年开始研制并于1946年完成，取名为ENIAC（ElectronicNumericalIntegratorAndCalculator）的计算机。它的出现标志着电子计算机时代的到来。

§1.1.1

计算机的发展电子计算机的出现

第一台电子计算机（ENIAC）5000次加法/秒体重28吨占地170m218800只电子管1500个继电器功率150KW在ENIAC的研制过程中，由美籍匈牙利数学家冯·诺依曼提出两点设计思想改进意见：一是采用二进制代码表示指令和数据；二是由“存储程序”和“程序控制”方式工作。电子计算机的出现电子计算机的出现

冯·诺依曼体系结构1、第一代计算机采用电子管为主要元件，主要用于科学计算。电子真空管体积大、散热大、工作不稳定。计算机的发展

2、第二代计算机采用晶体管为主要元件，除科学计算外，用于数据处理和工业控制。软件配置开始出现，高级程序设计语言问世。3、第三代计算机采用中、小规模集成电路为核心元件，应用进入到很多科学技术领域，软件配置完善，具有了操作系统。摩尔定律：每18个月，集成电路的价格降低一半而性能提高一倍。4、第四代计算机以大规模或超大规模集成电路为主要部件。计算机沿两个方向发展⑴利用逻辑芯片，组装出大型、巨型计算机，速度和存储容量有了大幅度提高。⑵产生微处理器，微计算机飞速发展，渗入到生活的各个领域。计算机的发展

代次起止年份所用电子元器件数据处理方式运算速度应用领域第一代1946~1958电子管汇编语言、代码程序5千~3万次/秒军事及科研第二代1958~1964晶体管高级程序设计语言数十万~几百万次/秒事务处理、数据处理第三代1964~1970中、小规模集成电路结构化、模块化程序设计、实时处理数百万~几千万次/秒工业控制、数据处理第四代1971~今大规模、超大规模集成电路分时、实时数据处理、计算机网络上亿条指令/秒工业、生活等各方面计算机的发展

电子管、晶体管、集成电路、大规模集成电路和超大规模集成电路

基于冯若依曼思想设计的计算机采用二进制存储程序和程序控制发展：多媒体化智能化网络化微型化巨型化§1.1.4

计算机的发展趋势中国超级计算机：国防科技大学研制的1983年，我国研制成功的“银河”巨型计算机，每秒可运算1亿次。1993年和1997年，成功研制每秒运算达10亿次的“银河2号”和每秒运算达百亿次“银河3号”。2010年，我国第一台千万亿次超级计算机“天河一号”诞生。2013年，“天河二号”以每秒5.49亿亿次的峰值计算速度和每秒3.39亿次的双精度浮点运算性能，成为全球最快的超级计算机。银河Ⅱ计算机发展——巨型化利用微电子技术和超大规模集成电路技术，把计算机的体积微型化已成为计算机发展的重要方向。最近几年，便携式计算机飞速发展，膝上型、笔记本型、口袋型、掌上型等各种便携式计算机应用日益广泛。计算机发展——微型化智能模拟也是计算机发展的一个方向，它将计算机科学与控制理论、仿生学、心理学等学科相结合，使计算机模拟人的感觉和思维。计算机发展——智能化水下机器人机器人乐队计算机网络：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。计算机发展——网络化计算机发展——多媒体化

多媒体技术是当前计算机领域中引人关注的技术之一。不仅可以执行计算机的一般功能，还可以用来欣赏音乐及影视作品等。多媒体技术大大改善了人机界面，使计算机朝着人类人类接受和处理信息的最自然的方向发展。通过网络看电视、打可视电话等都是多媒体技术，还有些性能优异的多媒体IT产品（数码相机、数码摄像机、MP4等影音娱乐产品）走进千家万户。计算机发展——多媒体化计算机的未来发展

未来计算机将是微电子技术、光学技术、量子技术、超导技术和电子仿生技术相结合的产物。目前，计算机的发展正处在向第五代即超导型计算机、智能型计算机迈进的阶段，计算机未来发展会超越许多人想象，让我们畅想一下未来计算机的模样吧！1、运算速度快2、存储容量大3、计算精确度高4、逻辑判断能力强5、自动化程度高1.1.2计算机的特点、用途和分类计算机的特点1、运算速度快计算机的CPU采用超大规模集成电路，其运算速度远非其他计算工具所能比拟，而且，其运算速度还以每隔几年提高一个数量级的水平不断发展。例：海量运算：天气预报，运载火箭参数的计算等2、存储容量大存储器不但能够存储大量的信息，而且能够快速准确地写入或读出这些信息。计算机的应用使得从浩如烟海的文献、资料、数据中查找信息并且处理这些信息成为容易的事情。例如，一台普通PC机就可以把一个大型图书馆内的所有文献资料保存起来，并且能够实现快速查找。3、计算精度高计算精度与机器字长有关，机器字越长，精度越高。计算机中每个字包含的二进制位数越长，计算机处理速度越快，因为字长是计算机并行处理数据的位数。目前计算机的字长有：8位、16位、32位、64位4、具有逻辑判断能力逻辑判断：对文字、符号进行判断和比较。例：A>BANDB>C（即A>B>C）结果：TRUEFALSE1

0

若：A=10，B=5，C=6结果：FALSE（0）5、能进行自动控制计算机内部的操作运算全是根据人们事先编制好的程序自动控制进行的。科学计算（数值计算）在科学研究和工程设计中，存在着大量繁琐、复杂的数值计算问题，穷尽几代人的精力也无法得到最终的结果，因此人们发明了计算机。数值计算是计算机的第一个应用领域，高速度，高精度地解算复杂的数学问题正是电子计算机的专长。如：气象预报、卫星轨道计算、宇宙飞船的研制等

计算机应用数据处理应用广泛：就是利用计算机来加工、管理和操作各种形式的数据资料，又称信息处理。与数值计算不同的是，数据处理着眼于对大量的数据进行综合和分析处理。一般不涉及复杂的数学问题，只是要求处理的数据量极大而且经常要求在短时间内处理完毕。例如办公自动化、计算机辅助管理与决策、文档管理、信息检索、文字处理、激光排版等等。近年来出现的管理信息系统（MIS）、制造资源规划软件（MRP）、电子信息交换系统（EDI）等都属于数据处理领域。计算机应用过程控制用计算机对工业生产过程中的某些信号自动进行检测，并把检测到的数据存入计算机，再根据需要对这些数据进行处理。实时控制不仅可提高生产自动化水平，同时也能提高产品的质量、降低成本、减轻劳动强度、提高生产效率。应用于石油化工、电力、冶金、机械加工、通信及轻工业等各行各业中的生产过程控制，如：计算机数控车床、实时控制高炉炼铁过程、计算机控制汽车生产线等等。计算机应用计算机辅助工程计算机辅助设计（CAD）是指利用计算机来帮助设计人员进行工程设计，以提高设计工作的自动化程度，节省人力和物力。例如，计算机辅助制图系统提供了一些最基本的作图元素和命令，在这个基础上可以开发出适合不同部门应用的图库。计算机应用计算机辅助制造（CAM）是指利用计算机进行生产设备的管理、控制与操作，从而提高产品质量、降低生产成本、缩短生产周期，大大改善制造人员的工作条件。计算机辅助测试（CAT）是指利用计算机进行复杂而大量的测试工作。计算机辅助教学（CAI）指利用计算机帮助教师讲授和帮助学生学习的自动化系统，使学生能够轻松自如地从中学到所需要的知识。人工智能

计算机用来模拟人类思维使其能够像人一样具有识别文字、图像、语音和推理及学习能力。智能计算机可以代替甚至超越人类某些方面的脑力劳动，它能够给病人诊断、开处方、下棋、对话，翻译文字，查找图书资料等。计算机应用网络通信计算机网络是将分散在不同地理位置的计算机系统用通信线路连接起来，实现计算机之间的数据通信和各种资源共享。例：QQ，skype等即时通信软件早已众所周知。计算机网络的紧密结合使得人们更为有效地共享和利用资源。

计算机网络已经成为“第四媒体”。计算机应用多媒体视听

20世纪80年代以来，多媒体技术的发展扩展了计算机的应用领域。人们不仅可以用计算机打字、学习、处理信息，而且还能通过它绘画、听音乐、看电影、玩游戏。计算机的娱乐功能使得计算机成为人生活中的一部分。计算机应用（1）按处理数据的类型分类按处理数据的分类分为数字计算机、模拟计算机及数字和模拟计算机。（2）按用途分类按用途分可分为通用计算机和专用计算机。（3）按性能分类按性能分类可分为巨型机、大型机、小型机、微型机和工作站。计算机的类型计算机的类型按性能规模分类：（1）巨型机特点：运算速度快、存储容量大。我国目前自主研发的“银河”就属于巨型机。主要用于核武器、空间站技术、大范围天气预报。（2）大型机特点：运算速度快，具有很强的综合处理能力，性能覆盖面广，主要用于公司、政府部门。通常人们称大型机位企业计算机。计算机的类型计算机的类型按性能规模分类：（3）小型机小型机规模小、结构简单、设计周期短，便于及时采用先进工艺。特点：可靠性能高，对运行环境要求低，易于操作且便于维护。（4）微型机微型计算机又称为个人计算机，它是日常生活中使用最多、最普遍的计算机。具有价格低、性能强、体积小、功耗低的特点。计算机的类型计算机的类型按性能规模分类：（5）工作站

工作站是一种高档的微型计算机。它具有较高的运算速度，具有大型机、小型机的多任务、多用户功能，具有微型机的操作便利和良好的人机界面。它可以连接到多种输入/输出设备。具有易于联网、处理功能强的特点。其应用领域也从最初的计算机辅助扩展到商业、金融、办公领域，并充当网络服务器的角色。计算机的类型1、人工智能2、网络计算3、中间件技术4、云计算§1.1.3计算机的新技术1、人工智能

人工智能是研究开发能与人类智能相似的方式作出反应的智能机器。人工智能能让计算机更接近人类的思维，实现人机交互。§1.1.3计算机的新技术2、网络计算网络计算是一种分布式计算，它研究如何把一个需要非常巨大的计算能力才能解决的问题分成许多小的部分，然后把这些部分分配给许多计算机进行处理，最后把这些计算机结果综合起来得到最终结果。网络计算的特点如下：（1）能够提供资源共享，实现应用程序的互相连接。（2）协同工作，共同处理一个项目。（3）基于国际的开发技术标准（4）可以提供动态服务，适应变化。

§1.1.3计算机的新技术3、中间件技术为解决分布异构问题，人们提出了中间件的概念。中间件是位于操作系统和应用软件之间的通用服务。特点：（1）满足大量应用的需要；（2）运行于多种硬件和操作系统平台；（3）支持分布计算，提供跨网络硬件和操作系统平台的透明性的应用或服务交换；（4）支持标准协议；（5）支持标准接口。§1.1.3计算机的新技术4、云计算云计算是分布式计算、并行计算、效用计算、网络存储、虚拟化、负载均衡等传统计算机和网络技术发展融合的产物。云计算是一种按使用量付费的模式，这种模式提供可用的、便捷的、按需的网络访问。进入可配置的计算机资源共享池（资源包括网络、服务器、存储、应用软件、服务）。特点：超大规模、虚拟化、高可靠性、通用性、高可扩展性、按需服务、价廉。§1.1.3计算机的新技术2、未来新一代的计算机（1）模糊计算机由模糊陈述或判断所表示的概念属于模糊概念。解决模糊问题需通过模糊推理才能得到结果。模糊理论：判断问题不是以是、非两种绝对值，而是取许多值。

模糊计算机：用这种模糊的不确切的判断进行工程处理的计算机。§1.1.4

未来计算机的发展趋势2、未来新一代的计算机（2）生物计算机生物计算机又称为仿生计算机，是以生物芯片取代在半导体硅片上集成数以万计的晶体管制成的计算机。（3）光子计算机光子计算机是一种由光信号进行数字计算、逻辑操作、信息存储和处理的新型计算机。它由激光器、光学反射镜、透镜滤波器等光学元件和设备组成，靠激光束进入反射镜组成阵列进行信息处理，以光子代替电子，光运算代替电运算。特点：运算速度快、信息存储容量大、能量消耗小的优点。§1.1.4

未来计算机的发展趋势2、未来新一代的计算机（4）超导计算机

一些材料在接近某温度时，会失去电阻，流入它们中的电流会畅通无阻，可进行无损耗的流动。超导计算机运算速度快且电能消耗极低，但超导计算机的组件必须在超低温度下工作。（5）量子计算机量子计算机是一类遵循量子力学规律进行高速数学和逻辑运算、存储及处理量子信息的物理装置。§1.1.4

未来计算机的发展趋势1、信息技术信息技术：应用在信息加工和处理中的科学、技术与工程的训练方法和管理技巧。信息技术不仅包括现代信息技术，还包括在现代文明之前的原始时代和古代社会中与那个时代相对应的信息技术。2、现代信息技术的内容一般来说，信息技术（IT）包括信息基础技术、信息系统技术、信息应用技术。§1.1.5

信息技术简介3、现代信息技术的发展趋势信息技术在社会各个领域得到广泛的应用，未来向数字化、多媒体化、高速化、网络化、宽频化、智能化等方向发展。§1.1.5

信息技术简介计算机中的数据都是采用的二进制0和1组成的编码表示。数据处理后的结果为信息。1、数据数值数据：表示量的大小和正负。

字符数据：用以表示一些符号、标记，如英文字母、数字、专用符号、标点符号等，汉字、图形、声音等数据。§1.2信息的表示与存储1、数据（1）位（bit）计算机中所有数据以二进制来表示，一个二进制代码称一位，记为bit,简称b。位是计算机存储数据的最小单位。（2）字节（byte）字节是计算机数据处理的最基本单位。字节简写为B，规定一个字节由8个二进制位组成，即1B=8bit。一个ASCII码占用一个字节，一个汉字占用两个字节。§1.2信息的表示与存储（3）字

一个字通常由一个或若干个字节组成。（4）字长

字长是计算机一次所能处理信息的实际位数，它决定了计算机数据处理的速度，用来衡量计算机性能的一个重要指标。字长越长，性能越强。§1.2.1计算机中数据的概念5、数值的换算表示存储容量的单位有字节（B）、KB、MB、GB、TB，它们之间的关系是

1Byte=8bit

1KB=1024B=210B

1MB=1024KB=220B

1GB=1024MB=230B1TB=1024GB=240B§1.2.1计算机中数据的概念

1、数据进制

数码：一个数制中表示基本数值大小的不同数字符号。如：十进制有10和数码即0,1,2,3,4,5,6,7,8,9.

基数：一个数值所使用的数码的个数。如八进制的基数是8，十进制的基数为10。

位权：一个数值中某一位上的1所表示数值的大小。如八进制的214,2的位权是82,1的位权是81,4的位权是80.§1.2.2进位计数制及其转换§1.2.2进位计数制及其转换计算机中常用的几种进位计数制的表示2、进位数制基本特点（1）数制基数确定了所采用的进位计数制。如十进制数制的基数为10，二进制数制的基数为2.对于N个进制数制有N个数字符号。

十进制56：56D；或（56）10；二进制101：101B；（101）2；八进制24：24O；（24）8；十六进制34B:（34B）16;34BH;§1.2.2进位计数制及其转换(2)逢N进1.如十进制逢10进1，八进制逢8进1，十六进制逢16进1。（3）不同进制的数按位权表示法§1.2.2进位计数制及其转换（3）不同进制之间的转换1、R进制转换为十进制基数为R的数字，只要将R进制数按位权展开，求和即可实现R进制转换为十进制。（216）16=2×162+1×161+6×160=（534）10

（216）8=2×82+1×81+6×80=（142）10

（11001）2=1×24+1×23+1×20=（25）10§1.2.2

进位计数制及其转换2、十进制转换成R进制

十进制数转换为R进制数

方法：基数连除、连乘法原理：将整数部分和小数部分分别进行转换。

整数部分采用基数连除法，小数部分采用

基数连乘法，转换后再合并。§1.2.2

进位计数制及其转换

(44.375)10＝(101100

.010)2

整数部分采用基数连除法，除小数部分采用基数连乘法，乘基取基取余，先得到的余数为低位，后整，先得到的整数为高位，后得到得到的余数为高位。

的整数为低位。

§1.2.2

进位计数制及其转换十进制转换成二进制例：将十进制225.8125转换成二进制数§1.2.2

进位计数制及其转换（225.8125）D=（11100001.1101）B例：将十进制数转换成8进制数（225.15）D=（341.11463）O§1.2.2

进位计数制及其转换3、二进制、八进制、十六进制之间的转换§1.2.2

进位计数制及其转换§1.2.2

进位计数制及其转换§1.2.2

进位计数制及其转换§1.2.2

进位计数制及其转换1、字符分类西文字符与中文字符2、编码用一定位数的二进制数来表示十进制数码、字母、符号等信息称为编码

（1）西文字符编码

ASCII码（美国信息交换标准交换代码）：由0-9十个数符，52个大小写英文字母，32个符号及34个计算机通用控制符组成，共128个元素，故用二进制编码表示需用7位。

§1.2.3

字符的编码要记住的几个字符的编码值：

a字符编码为1100001，对应十进制为97，则b的编码值为9