第1章计算机基础与应用概述

1计算机基础与应用授课老师：黄五星第1章计算机基础知识课程要求总

学

时：68学时总成绩分配■平时成绩（30%）■平时作业■期中考试■课堂表现■考勤■期末70%第1章计算机基础知识教学常规要求1、学生要有秩序进入室内，并按指定座位就坐，未经老师许可，不准使用其它电脑。2、室内保持安静，不过位，严禁喧闹。3、保持室内卫生清洁，不吐痰，不吃零食，不乱扔纸屑，垃圾随手带出。4、要在老师的指导下正确使用电脑，发现问题要及时向老师报告，否则作使用者损坏处理。5、下课后，正确关闭计算机，有秩序离开电脑室。第1章计算机基础知识教学常规要求6、服务器、教师机等主控设备只供老师使用，学生不得使用。7、爱护公物，损坏者按情节轻重给予批评教育或赔偿。8、不准删除硬盘文件、篡改软件运行参数，安装软件，不准插、拔电源线、控制线等设备引线，否则按损坏公物论处。9、未经许可不准携带手机、ipad、U盘入室，否则一经发现，除没收外还将予以严肃批评。10、上课时要按老师指定内容进行操作，不准玩游戏；不论是堂上还是课余上网，都不准看不健康的图、文，如发现取消其本人该节课的上机资格，甚至全校通报批评。第1章计算机基础知识导入第1章计算机基础知识

同学们，让我们共同来说一下计算机在日常生活中的应用以及你所掌握的计算机的一些操作。第1章计算机概述1.1计算机的发展和应用1.2

计算机组成1.3计算机硬件系统1.4计算机软件系统1.5计算机病毒1.6上机初步知识第1章计算机基础知识1.1计算机的发展和应用1.1.1计算机的发展1.1.2计算机的特点1.1.3计算机的分类1.1.4计算机的应用第1章计算机基础知识1.1.1计算机的发展第1章计算机基础知识1．1946年，在美国的宾夕法尼亚大学，第一台电子计算机ENIAC诞生。5000次加法/秒体重30吨占地170m218800只电子管1500个继电器功率150KW1.1.1计算机的发展2．计算机发展的几个阶段

第一代计算机：电子管计算机时代（1946年到1958年）

第二代计算机：晶体管计算机时代（1958年到1964年）

第三代计算机：中、小规模集成电路计算机时代（1964年到1971年）

第四代计算机：大规模和超大规模集成电路计算机时代（1971年至今）第1章计算机基础知识根据计算机所采用的主要电子元器件，我们将计算机发展的4个阶段归纳如表1-2所示。1.1.1计算机的发展第1章计算机基础知识1.1.2计算机的特点计算机是一种能存储程序、自动连续地对各种数字化信息进行算术运算、逻辑运算和加工处理的电子工具。其特点概括起来主要有以下五个方面：

1．运算速度快

2．计算精度高

3．记忆能力强

4．具有逻辑判断能力和自动运行能力

5．可靠性高、通用性强第1章计算机基础知识1.1.3计算机的分类

在时间轴上，“分代”代表了计算机纵向的发展，而“分类”可用来说明计算机横向的发展。

下面从计算机处理数据的方式、使用范围、规模和处理能力三个角度进行说明。

1．从计算机处理数据的方式上划分，可分为模拟计算机、数字计算机、数模混合计算机。

2．从计算机使用范围上划分，可分为专用计算机和通用计算机。

3．从计算机的规模和处理能力上划分，可以将通用计算机进一步划分为巨型机、大型机、小型机、微型机、工作站及服务器。第1章计算机基础知识1.1.4计算机的应用1．科学计算2．信息处理3．过程控制4．计算机辅助系统计算机辅助系统是以计算机为工具，配备专用软件辅助人们完成特定任务的工作系统，以提高工作效率和工作质量为目标。计算机辅助系统有:

计算机辅助设计CAD（ComputerAidedDesign）

计算机辅助制造CAM（ComputerAidedManufacturing）

计算机辅助教学CAI（ComputerAidedInstruction）

计算机辅助测试CAT（ComputerAidedTesting）

计算机集成制造CIM（ComputerIntegratedManufacturing）等系统。第1章计算机基础知识5．网络与通信6．人工智能

除此之外，计算机在电子商务、电子政务、办公自动化、家庭娱乐等应用领域也得到了快速的发展。1.1.4计算机的应用第1章计算机基础知识1.2

计算机组成一个计算机系统由硬件系统和软件系统两大部分组成，其基本结构如下所示。硬件软件计算机主机外部设备中央处理器应用软件内部存储器运算器控制器外部存储器输入设备输出设备操作系统支撑软件编译系统数据库管理系统系统软件第1章计算机基础知识1.2

计算机组成硬件

是指实际的物理设备，主要包括运算器、控制器、存储器、输入设备和输出设备五部分。软件

是指为解决实际问题而编制的程序及文档。计算机软件包括计算机本身运行所需要的系统软件和用户完成任务所需要的应用软件。

计算机是依靠硬件系统和软件系统的协同工作来执行给定任务的。第1章计算机基础知识1.3计算机硬件系统1.3.1硬件系统的基本组成1.3.2计算机的工作原理1.3.3微型计算机第1章计算机基础知识1.3.1硬件系统的基本组成计算机硬件系统是指计算机系统中由电子、机械、磁性和光电元件组成的各种计算机部件和设备，虽然目前计算机的种类很多，但从硬件体系结构来看，采用的基本上是计算机的经典结构——冯·诺依曼结构。这种结构的要点是：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；数据和程序以二进制代码形式存放在存储器中，存放位置由地址指定，地址码也为二进制；控制器是根据存放在存储器中的指令序列（即程序）来工作的，并由一个程序计数器（即指令地址计数器）控制指令的执行；控制器具有判断能力，能以计算结果为基础，选择不同的动作流程。第1章计算机基础知识1.3.1硬件系统的基本组成输入设备输出设备存储器控制器运算器数据流指令流计算机硬件的基本组成第1章计算机基础知识1.3.2计算机的工作原理冯·诺依曼

“程序存储”设计思想计算机的基本工作原理是由美籍匈牙利科学家冯·诺依曼于1946年首先提出的。概括3点：（1）计算机应包括存储器、运算器、控制器、输入设备、输出设备等基本部件。（2）计算机内部采用二进制的形式表示数据和指令（3）采用存储程序方式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。冯·诺依曼第1章计算机基础知识1.3.3微型计算机

目前计算机中发展最快、应用最广泛的是微型计算机。微型计算机自1971年美国Intel公司研制了第一个单片微处理器Intel4004以来，由于其功能齐全、可靠性高、体积小、价格低廉、使用方便，得到了迅速的发展和广泛的应用。微型计算机包含了多种系列、档次、型号的计算机，比较普及的微型计算机是IBMPC系列及其兼容机。

第1章计算机基础知识1.3.3微型计算机

从外观看，一台微机由主机和外部设备组成。在主机箱内有主板（包括CPU和内存、总线扩展槽）、外存、输入输出接口电路等。如下图所示：第1章计算机基础知识1.3.3微型计算机1．主板主板是位于主机箱内包含计算机系统的主要组件的主电路板，又称母板。包括中央处理器、主存储器、支持电路和总线控制器及接插件。并口PCI插槽串口北桥芯片组CPU插槽南桥芯片组内存条插槽硬盘插槽IDE软盘插槽FDDCMOS电池主板电源插槽第1章计算机基础知识1.3.3微型计算机第1章计算机基础知识2.中央处理器（CentralProcessingUnit）是一个大规模集成电路芯片，是整个微型机的核心，执行对信息的处理与控制，主要包括运算器和控制器。ADM公司和Intel公司生产的CPUIntel公司生产的Pentium4251.3.3微型计算机CPU的性能指标：CPU速度即CPU每秒所能执行的指令条数。

主频也叫时钟频率，单位是MHz，用来表示CPU的运算速度。CPU的字长即CPU在单位时间内（同一时间）能一次处理的二进制数的位数指令本身的功能强弱及复杂程度CPU型号推出时间字长（位）芯片集成度（万/片）主频（MHz）寻址范围80861978.6162.94.7～101MB80881979.

6准162.94.7～101MBPentium1993.33231060～2334GBPentium42001644200以上1000～200064GBIntelCPU主要性能指标第1章计算机基础知识1.3.3微型计算机3．存储器随机存储器RAM（可读可写，断电数据丢失）只读存储器ROM（只能读不能写，断电数据不丢失）高速缓冲存储器CacheCMOS存储器存储器主存储器（内存）辅助存储器（外存）光盘存储器、优盘磁盘存储器：软磁盘、硬磁盘第1章计算机基础知识1.3.3微型计算机（1）内存储器内存是微型计算机主机的组成部分，用来存放当前正在使用的或随时要使用的程序或数据。CPU可以直接访问内存。微机以字节为单位线性地组织内存储器，每个存储单元（一个字节）都有一个唯一的编号称为地址。内存储器按其工作特点分为：

随机存取存储器RAM（RandomAccessMemory）

只读存储器ROM（Read-OnlyMemory）常见的内存容量有512MB、1GB、2GB(主流)、4GB等。第1章计算机基础知识金士顿内存条1.3.3微型计算机随机存取存储器RAM（RandomAccessMemory），计算机运行时的程序和数据均放在RAM中，可读可写，断电后数据丢失。①动态内存DRAM（DynamicRAM）：需要周期性地给电容充电。一种叫做SDRAM的新型DRAM，由于采用与系统时钟同步的技术，所以比DRAM快的

多。当今，多数计算机用的都是SDRAM。②静态内存SRAM（StaticRAM）：静态RAM是利用双稳态的触发器来存储“1”和“0”的。“静态”的意思是指它不需要像DRAM那样经常刷新。只读存储器ROM（ReadOnlyMemory）其中的信息是在制造时一次写入

的，只能读不能写，断电后信息不丢失。只读存储器常用来存放固定不

变、重复使用的程序、数据或信息，如存放汉字库、各种专用设备的控制程序等。最典型的是ROMBIOS（基本输入/输出系统），其中部分内容适用于启动计算机的指令，内容固定但每次开机时都要执行。存储在ROM中的指令叫微程序，这样的ROM称为固件。第1章计算机基础知识1.3.3微型计算机高速缓冲存储器（Cache）一种特殊的高速存储器，也称缓存。缓存的存取速度比内存要快，多数现代计算机都配有两级缓存。一级缓存也叫主缓存或内部缓存，直接设计在CPU芯片内部。一级缓存容量很小，通常在8KB~64KB之间。二级缓存也叫外部缓存，不在CPU内部而是独立的SRAM芯片，其速度比一级缓存稍慢，但容量较大，多在64KB~2MB之

间。人们讨论缓存时，通常是指外部缓存。当CUP需要指令或数据时，实际检索存储器的顺序是：首先检索一级缓存，然后二级缓存，再后是RAM。内存条内存集成电路，通常封装在一条形电路板上，俗称内存条。所谓的内存条是多少线就是指内存条与主板插接时有多少个接触点，这些接触点也叫金手指，如30线、72线、168线、184线等。一般说来，内存的线数越多，传输速度就越快。第1章计算机基础知识1.3.3微型计算机（2）外存储器又称辅助存储器，是指除计算机内存及CPU缓存以外的储存器，此类储存器一般断电后仍然能保存数据。外存储器分类：软磁盘存储器

硬磁盘存储器

光盘存储器优盘（FlashMemory)移动硬盘第1章计算机基础知识硬盘移动硬盘软盘U盘光盘1.3.3微型计算机计算机中数据处理和容量存储的基本单位计算机存储信息的最小单位，称之为位（bit，又称比特）

存储器中所包含存储单元的数量称为存储容量，其计量基本单位是字节（Byte。简称B），8个二进制位称为1个字节，比字节大的存储单位有KB、MB、GB、TB等，它们之间的换算关系是1Byte＝8bit，1KB=1024B，1MB=1024KB，1GB=1024MB，1TB=1024GB。通常存储一个英文字母或是一个数字需要一个字节，存储一个汉字需要两个字节。第1章计算机基础知识1.3.3微型计算机4．输入设备向计算机输入数据和信息的设备，是计算机与用户或其他设备通信的桥梁。键盘，鼠标，摄像头，扫描仪，光笔，手写输入板，游戏杆等都属于输入设备。（1）键盘（Keyboard）键盘作为最普通的输入设备，是用户与计算机之间进行联系和对话的工具。键盘的种类繁多，目前常见的有101键、102键和104键的键盘，键盘的基本形状如下所示。键盘划分为主键盘区、功能键区、光标控制键区、数字小键盘键区。功能键编辑键指示灯光标移动键打字机键盘数字小键盘第1章计算机基础知识1.3.3微型计算机（2）鼠标器（Mouse）鼠标器也是微机上的一种常用的输入设备，是控制显示屏上光标移动位置的一种指点式设备。常见的鼠标器有2种：机械式和光电式。（3）扫描仪（Scanner）（4）彩色摄像头（ColorCameraforPC）近年来，随着电子技术的发展，数字相机和数字摄像机（DigitalCamera&DigitalVideo）、触摸屏（TouchScreen）和光笔（LightPen）等也被广泛应用于计算机的输入设备。第1章计算机基础知识扫描仪光笔手写输入板游戏杆1.3.3微型计算机5．输出设备（1）显示器（Monitor）显示器是微型计算机不可缺少的输出设备，是计算机将信息传给人的重要窗口。计算机操作时的各种状态，工作的结果，编辑的文件、程序、图形等都要随时显示在显示器上。衡量显示器的技术指标有：点节距、行频、场频及带宽等。例如：PHILIPS105A15英寸显示器的点节距为0.28mm，行频（水平扫描频率）为30～70KHz，场频（垂直扫描频率）为55～120Hz，带宽为108MHz。第1章计算机基础知识1.3.3微型计算机（2）打印机（Printer）目前，打印机的种类繁多，常用的有针式打印机、喷墨打印机和激光打印机。但目前市场上应用最广泛的是激光打印机。激光打印机是页式的非击打式打印机，它有很好的打印质量，实际上是复印机、计算机和激光技术的复合，聚集了光、电、机等技术。激光打印机的特点是速度快

（每分钟可打印好几页）、分辨率高、噪音小。激光打印机的价格相对较贵。第1章计算机基础知识1.4计算机软件系统一个完整的计算机系统包含计算机硬件和软件两大部分。如果把计算机硬件看成是计算机的躯体，那么计算机软件就是计算机系统的灵魂。广义的计算机软件是相对计算机硬件而言，泛指各种程序的总称，有时也称为程序系统。目前更为流行的提法是：软件是某一程序系统连同其相应的全部文档。1.4.1系统软件1.4.2应用软件1.4.3计算机语言概述第1章计算机基础知识1.4.1系统软件系统软件是计算机系统的基本软件，也是计算机系统必备的软件。它包括四个方面的软件：操作系统、各种语言处理程序、系统支持和服务程序、数据库管理系统。1．操作系统操作系统是为了合理、方便地利用计算机系统，而对其硬件资源和软件资源进行管理和控制的软件。第1章计算机基础知识1.4.1系统软件2．各种语言处理程序用汇编语言和各种高级语言各自规定使用的符号和语法规则，并按规定的规则编写的程序称为“源程序”。将计算机本身不能直接读懂的源程序翻译成相应的二进制语言（机器语言）程序，这样的程序称为“目标程序”。这些翻译程序就是语言处理程序，包括汇编程序、编译程序和解释程序。3．系统支持和服务程序为了保证计算机的正常运转，系统配有一系列的维护程序，常用的有：设备安装程序、设备诊断程序、软件维护程序等。第1章计算机基础知识1.4.1系统软件4．数据库管理系统数据库管理系统（DataBaseManagementSystem，DBMS）是对数据库中的资源进行统一管理和控制的软件，数据库管理系统是数据库系统的核心，是进行数据处理的有利工具。目前，广泛使用的数据库管理系统有Oracle、Sybase、SQLServer、VisualFoxPro、Informix等。第1章计算机基础知识1.4.2应用软件应用软件是指为用户解决某个实际问题而编制的程序和有关资料，可分为应用软件包和用户程序。应用软件包是指软件公司为解决通用性的问题精心研制的供用户选择的程序。用户程序是指，为特定用户解决特定问题而开发的软件，面向特定的用户，如银行、邮电等行业，具有专用性。第1章计算机基础知识1.4.3计算机语言概述人使用计算机，就需要和计算机交换信息。为解决人和计算机对话的语言问题，就产生了计算机语言。计算机语言是随着计算机技术的发展，根据解决实质问题的需要逐步形成的。程序设计语言分为三个层次：机器语言、汇编语言、高级程序设计语言。第1章计算机基础知识1.4.3计算机语言概述1．机器语言（MachineLanguage）机器语言是以二进制代码表示的指令集合，是计算机中的CPU能唯一直接识别、直接执行的计算机语言。2．汇编语言（AssembleLanguage）汇编语言是第二代程序设计语言。它的特点是用助记符来表示机器指令，用符号地址来表示指令中的操作数和操作地址。用汇编语言编写的程序称为汇编语言源程序，由于计算机只能执行用机器语言编写的程序，因而，必须用汇编程序将汇编语言编制的源程序（SourceProgram）翻译成能直接执行的机器语言表示的目标程序（ObjectProgram），这一翻译加工过程称作汇编。第1章计算机基础知识1.4.3计算机语言概述汇编语言和机器语言都是面向机器的程序设计语言，不同的机器具有不同的指令系统，一般将它们称为“低级语言”。3．高级程序设计语言（HighProgrammingLanguage）高级程序设计语言简称高级语言，也称算法语言，是20世纪50年代末推出的第三代程序设计语言。用高级语言编写的源程序，必须翻译成机器指令才能在计算机上运行。计算机将源程序翻译成机器指令时，采用解释方式或编译方式。第1章计算机基础知识1.4.3计算机语言概述编译方式是把源程序用相应的编译程序翻译成相应的机器语言的目标程序，然后通过连接装配程序连接成可执行程序，再运行可执行程序而得到结果。在编译之后形成的程序称为“目标程序”，连接之后形成的程序称为“可执行程序”，目标程序和可执行程序都是以二进制文件方式存放在磁盘上，再次运行该程序，只需直接运行可执行程序，不必重新编译和连接。解释方式就是将源程序输入计算机后，用该种语言的解释程序将其逐条解释，逐条执行，执行完后只得到结果，而不保存解释后的机器代码，下次运行该程序时还要重新解释执行。第1章计算机基础知识1.4.3计算机语言概述综上所述，计算机语言的发展经历了机器语言、汇编语言和高级语言三个阶段。机器语言始终是最基础的语言，是计算机唯一可识别的语言，汇编语言和高级语言的执行都离不开机器语言。从编程的角度出发，使用高级语言比汇编语言来得容易，但是高级语言程序运行的速度较慢，而汇编语言编制的程序运行速度较快。因此，在许多领域仍然使用汇编语言来编程，特别是在计算机实时控制的应用领域中。第1章计算机基础知识1.5.1计算机病毒的概念1.5.2计算机病毒的特征1.5.3计算机病毒的分类1.5.4计算机病毒的预防1.5

计算机病毒第1章计算机基础知识计算机病毒

是指编制或者在计算机程序中插入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。1.5.1计算机病毒的概念第1章计算机基础知识1.传染性2.隐蔽性3.潜伏性4.触发性5.破坏性6.不可预见性1.5.2计算机病毒的特征第1章计算机基础知识1.宏病毒(宏病毒是针对微软公司的文字处理软件Word编写的一种病毒。)2.CIH病毒(CIH病毒是一种能够破坏计算机系统硬件的恶性病毒，产自台湾，CIH病毒只感染Windows95/98操作系统，CIH病毒每月26日都会爆发（有一种版本是每年4月26日爆发）。CIH病毒发作时，一方面全面破坏计算机系统硬盘上的数据，另一方面对某些计算机主板的BIOS进行改写。BIOS被改写后，系统无法启动，只有将计算机送回厂家修理，更换BIOS芯片。)3.蠕虫病毒（计算机蠕虫（Worm）与病毒、木马等类似，都是在用户不知情的情况下，偷偷执行预期外的恶意行为，以达到破坏电脑环境、窃取用户信息或传播自身等操作。如：“熊猫烧香”，2006年10月16日由25岁的中国湖北武汉新洲区人李俊编写，拥有感染传播功能用户电脑中毒后可能会出现蓝屏、频繁重启以及系统硬盘中数据文件被破坏等现象。）1.5.3计算机病毒的分类第1章计算机基础知识4.特洛伊木马病毒（特洛伊木马在计算机领域中指的是一种后门程序，是黑客用来盗取其他用户的个人信息，甚至是远程控制对方的计算机而加壳制作，然后通过各种手段传播或者骗取目标用户执行该程序，以达到盗取密码等各种数据资料等目的。与病毒相似，木马程序有很强的隐秘性，随操作系统启动而启动。源于古希腊传说。）5.爱情后门病毒（属蠕虫病毒该病毒通过病毒邮件进行传播，一旦感染计算机后，就会建立一个