计算机应用基础知识

计算机应用基础第一章计算机基础知识第1章计算机基础知识概述理解计算机计算机硬件计算机软件信息技术相关问题小结1.概述何谓信息技术计算机技术的发展第一代计算机到第四代计算机摩尔定律如何学习何谓信息技术信息技术的概念信息技术（InformationTechnology，IT）主要是指利用计算机和现代通讯手段实现信息的获取、传递、存储、处理、显示、分配等的相关技术四个方面信息获取技术信息传递技术（包括存储）信息处理与再生技术信息施用技术信息获取技术作用：扩展人获取信息的感觉器官功能。传感技术：信息识别、信息提取、信息检测等遥感技术：传感技术、测量技术与通信技术相结合模式识别：一种用于信息识别的方法。信息识别包括文字识别、语音识别和图形识别等。信息传递(包括存储)技术主要功能：实现信息快速、可靠、安全的转移。包括：各种通信技术广播技术也是信息传递技术的一种信息存储也可以看作信息传递技术——从“过去”向“现在”、从“现在”向“未来”传递信息信息处理与再生技术信息处理易于程序化的处理：分类、识别、变换、计算、筛选、整理、排序、制表等更深层次的处理：分析、综合、抽象、演绎、证明等信息的再生：在对信息进行处理的基础上，形成一些新的更深层次的决策信息。信息施用技术要点是信息过程的最后环节包括控制技术、显示技术等——“用信息”现代信息技术的核心是计算机技术！计算机技术的发展从第一代到第四代分代的依据：制造计算机所用的器件电子管、晶体管、中/小规模集成电路、大/超大规模集成电路高速、大容量、微型化——功能提升摩尔定律集成电路的集成规模每年翻一番有一个期限，不是永远有效的。第一代计算机（1946~1958）特征用电子管作为计算机的功能单元用电子射线管磁鼓存储信息使用机器语言和汇编语言编制程序主要用于数值计算ENIAC和程序存储原理1946年诞生第一台电子计算机——(ElectronicNumerical

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ENIAC冯∙诺伊曼提出的思想第一台电子计算机——ENIAC5000次加法/秒重约30吨占地160m218000只电子管1500个继电器功率150KW冯∙诺伊曼提出的思想计算机采用二进制形式表示数据和指令“存储程序”工作原理存储程序自动执行程序冯∙诺伊曼计算机模型计算机硬件部分由五大部件组成： 运算器 控制器 存储器 输入设备 输出设备第二代计算机（1959~1964）特征用晶体管制作计算机的基本逻辑部件用磁芯作主存，用磁盘和磁鼓作外存提出操作系统概念，有了高级语言开始进入商用时期IBM公司IBM——国际商用机器公司当时全球最大的计算机制造和销售公司，技术和营销都远超其他公司第三代计算机（1965~1972）特征用中、小规模集成电路制作计算机的元器件用半导体存储器代替磁芯作主存系统软件大发展，出现分时操作系统不仅用于事务处理，而且产生了MISIMB360应用更广泛：“360”表示“全方位”有一定的通用性和兼容性第四代计算机（1972年起）特征用超大规模、极大规模集成电路CPU高度集成化—将控制器、运算器全部集成到一块芯片中主存采用高集成度的半导体存储器软件资源丰富微型化

微型计算机，又称个人计算机或PC机，以微处理器为中央处理单元而组成，它体积小、功能全、软件丰富、价格低廉，广泛应用于各行各业及家庭，极大推动了计算机的普及和应用。微型计算机的发展微芯片技术和微型计算机4位微处理器 (1971年）

Intel公司的4004，最早问世的微处理器芯片8位微处理器 Intel8008，Motorola6800，ZilogZ80,Rockwell6502Intel8080/8085,APPLE-II16位微处理器 Intel8086(8088),Motorola68000，ZilogZ8000,32位微处理器 Intel80386,80486,……Pentium64位微处理器 Itanium8038680486奔腾奔腾2代奔腾4代802868086奔腾3代4004微处理器飞速发展如何学习充分利用Internet从网上查找资源不断尝试和体验必须不断尝试，才能够真正学会勤于观察他人先从看、问、模仿再到创造性应用学会分析、抽象总结规律，提高理解层次2.理解计算机内部结构及工作原理外观组成形式计算机系统计算机中信息的表示二进制系统信息存储单位信息编码数值和文字的转换处理内部结构及工作原理内部结构控制器、运算器、存储器、输入设备和输出设备5大部件工作原理在控制器的控制下，操作人员通过输入设备把程序和数据输入计算机，存储在存储器中；控制器从存储器中取出程序指令，对指令进行分析后，控制运算器执行相应指令，完成计算，中间结果和最终结果仍然存储在存储器中；计算完毕后，通过输出设备将计算结果按需要的形式输出。外观组成形式不同类型的计算机外观不尽相同超级计算机，大、中、小型机，台式个人机，笔记本便携机，掌上型（手持）计算机组成部件（以台式机为例）主机箱：其中有主板、电源、磁盘光盘驱动器等显示器键盘鼠标各种类型的计算机（a）超级计算机（b）大中小型机（c）台式机（d）笔记本（e）手持式电脑台式机的组成计算机系统硬件系统物理的计算机设备部件是计算机能够正确工作的物质基础软件系统指挥计算机工作的程序是控制计算机正确工作的灵魂计算机系统组成结构图计算机中信息的表示二进制系统数制二进制数码信息存储单位（二进制）位（bit）、字节（Byte）、字（word）、KB、MB、GB等信息编码BCD，ASCII，汉字编码等数字和文字的转换处理输入编码，文字信息运算，输出编码二进制系统数制问题：进位计数制基数，权；具体所用的数码符号计算机采用的数制：机内一律采用二进制人一般习惯用十进制八进制和十六进制的作用数据的数制转换：二进制与八进制、十六进制之间十进制与二进制、八进制、十六进制之间数制问题进位计数制是一种计数方法，最常用的是十进制计数制，在计算机中，一般在数字的后面用特定字母表示该数的进制，具体表示方法为：

B表示二进制；

D表示十进制（D可省略）；Q表示八进制；H表示十六进制。基数是一个进位计数制允许使用的基本数码符号的个数权是是数制中每一固定位置对应的单位值计算机采用的数制机内：依据冯.诺依曼体系，计算机中从存储到计算，一律采用二进制八进制和十六进制的作用：人一般习惯用十进制，二进制基数小，位数多，不便于人读写八进制和十六进制的基数接近十，且是二的幂，便于转换。早期多用八进制，后来更多是用十六进制，因为一个字节是8个二进制位，又正好是2个十六进制位。数据的数制转换二进制与八进制、十六进制：八进制1位对应二进制3位十六进制1位对应二进制4位十进制与二进制、八进制、十六进制：二进制、八进制、十六进制转换为十进制，用展开式十进制（整数）转换为二进制、八进制、十六进制，用连除取余数十进制与二进制数据的转换，通常由计算机完成二进制、八进制、十六进制1

011

100

001

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101 二进制

001011100001100101 134145 八进制

1011100001100101 B865 十六进制11100100B=（11100100）2=27+26+25+22=228E4H=（E4）16=14161+4160=228344Q=（344）8=382+481+3480=228二进制、八进制、十六进制与十进制各种进制之间的关系信息存储单位二进制位、字节和字１个二进制位称为１个bit，是最小存储单位８个二进制位称为１个字节，记为１Byte字是计算机进行一次运算能够处理的一组二进制数，是计算机内部信息交换、加工、存储及输入/输出处理的基本信息单元一个字所包含的二进制数码的位数称为字长，不同的计算机字长不同信息存储单位存储容量单位字节：存储容量的基本单位大容量存储的单位：1KB＝1024Byte1MB＝1024KB1GB＝1024MB1TB＝1024GB信息编码十进制数据在计算机中的表示：BCD码，用二进制代码表示的十进制数字十进制数0~19的8421编码表信息编码ASCII码：AmericanStandardCodeforInformation

Interchange“美国信息交换标准代码”，已成为国际标准7位码，加上校验位1字节表示1个字符包括字母、数字、标点、运算符和控制字符汉字编码：国标码：2字节1个汉字，两表7千多汉字和符号多媒体信息的编码图形、图像、声音、视频等多媒体信息在计算机中也是以某种二进制编码表示和存储数值和文字的转换处理数值的转换处理数值转换成二进制进行存储和运算处理，以十进制输出，二—十进制转换计算机自动完成文字的转换处理输入编码：西文：键入的是键盘上标的符号的ASCII码汉字：外码（输入码）内码（汉字在机内存储、传输、处理的编码）文字信息运算：对代码进行运算数值和文字的转换处理文字的转换处理输出编码：

要将编码转化为字符的图形字库:编码和图形的对照表汉字字形点阵表示3.计算机硬件主板中央处理器存储器内存储器外存储器输入设备输出设备主板“主机”主机箱中最重要的部分是主板，所有部件均与主板相连主板上有CPU、主存储器，即所谓“主机”总线插口主板上有总线插口，各种板卡都插在总线插口，通过总线与CPU相连中央处理器（CPU）CPU（CentralProcessingUnit）CPU是一块集成了控制器和运算器的芯片CPU即“中央处理单元”，又称“微处理器”CPU的性能指标主频：CPU内部时钟晶体振荡频率，用MHZ表示，它是协调同步各部件行动的基准，主频率越高，CPU运算速度越快。总线性能：总线是CPU连接微机各部件的枢纽和CPU传送数据的通道。分为数据总线（DataBusDB）、地址总线（AddressBusAB）和控制总线（ControlBusCB），总线的带宽、时钟和传输率直接影响计算机性能存储器——主（内）存储器存储器计算机的存储器分“内存”和“外存”“内存”即主存储器，五大部件中的“存储器”就是指内存，内存是主机的一部分，是CPU直接访问的存储器，程序必须装入内存才可以执行存储器——主（内）存储器主（内）存储器的类型只读存储器ROM只能读出不能写入的存储器，断电后，其内容不会丢失随机存储器RAM（内存条）存取速度快、容量小、价格高、断电后，信息丢失高速缓冲存储器CacheCache在逻辑上位于CPU与内存之间，速度上接近CPU，其作用是加快CPU与RAM之间的数据交换速率存储器——辅助（外）存储器外存“外存”即辅助存储器，属于外部设备，主要用于存放暂时不用的或需要永久保存的程序和数据。存取速度慢、容量大、价格低外存的种类软盘硬盘USB闪存存储器光盘输入设备功能输入设备的功能是将程序和原始数据转换为计算机能够识别的形式送到计算机的内存。输入设备的种类键盘鼠标——笔记本电脑用跟踪球、触控板多媒体输入设备：数码照相机、扫描仪、麦克风、录音机、语音手笔识别系统、光学字符阅读器和触摸屏等输出设备功能将内存中经CPU处理过的信息以人们能接受的形式输送出来种类显示器：CRT显示器和LCD显示器打印机：针式，喷墨，激光其他多媒体输出设备：投影仪、绘图仪、音箱、VCD机、语音输出合成器和缩微胶片等4.计算机软件算法和程序软件的分类系统软件应用软件计算机语言机器语言、汇编语言和高级语言算法和程序“算法”是指在解决一个问题时采用的准确的、系统的方法

完成同一个任务可以有多种算法不同算法效率不同“程序”就是采用一种特定的编程语言针对一系列特定的条件而写下的算法完成某种功能的计算机指令的有序集合程序的编写过程称之为编程软件的分类系统软件系统软件是管理、监控、维护计算机正常运行的各类程序系统软件有两个特点：一是通用性，二是基础性应用软件应用软件是用户为了解决某些具体问题而开发和研制或购买的各种软件，是针对某一应用领域的、面向最终用户的软件计算机语言任何程序都是用一种专门的语言编写的机器语言机器语言是由“0”和“1”编码的指令组成，CPU可以直接理解执行汇编语言汇编语言的指令采用助记符来取代二进制编码，和机器机型有关高级语言高级语言的特点是脱离特定的机器，是一种类似于自然语言和数学描述语言的程序设计语言计算机语言汇编语言和高级语言编写的程序需要经过转换计算机才能执行使用汇编语言的工作过程汇编程序连接程序运行汇编语言源程序机器语言目标程序运行程序结果(.obj)(.exe)编辑程序计算机语言使用高级语言的工作过程编译程序连接程序运行高级语言源程序机器语言目标程序运行程序结果(.obj)(.exe)编辑程序解释程序运行高级语言源程序结果编辑程序5.信息技术相关问题数字化社会计算机的局限性计算机安全性计算机犯罪病毒与黑客知识产权软件的使用许可网上的版权数字化社会以计算机和软件为核心的数字和信息技术的日益发展，在全球掀起了一场意义深远的数字化革命。“数字化”已经渗透到当今社会人们生活、工作、学习、娱乐的方方面