计算机基础知识(2)专题培训课件

CompanyLogo教材、参考书与课时安排教材十二五创新型规划教材—计算机应用基础基础 北京理工大学出版社参考书课时安排授课：24学时实验：48学时CompanyLogo考试方式1.笔试：60分钟，满分100分,全部为选择题.2.上机：50分钟，满分100分.上机操作包括：

(1)资源管理器的使用。

(2)电子文档Word操作。

(3)电子表格Excel操作。

(4)幻灯片PowerPoint操作

(5)用Outlook收发电子邮件.CompanyLogo课程要求课前请做好预习保持课堂安静，头脑清醒，思维活跃认真、独立、按时完成作业重视上机实践，有效利用宝贵的上机时间CompanyLogo授课安排周次内容课时2计算机概述、数制与编码23计算机系统组成及PC操作初步24磁盘文件目录结构及windows基本操作25Windows资源管理器26Word基础知识及文本输入和编辑27Word文本排版28Excel基础知识及工作表建立、编辑和格式化29Excel中数据图表化、数据管理和分析210Access数据库基础、数据库和数据表的建立211数据表的编辑、数据库查询312创建报表213计算机网络基础与信息安全1CompanyLogo第1章计算机概论重点,难点了解,自己阅读计算机的诞生1计算机的跨越式发展2数的表示和符号编码4计算机的应用5新一代计算机技术及其它6计算机的特点3CompanyLogo学习目标理解计算机工作原理和冯•诺伊曼体系结构了解计算机的特点和分类掌握计算机各种数制之间的转换关系了解计算机硬件的组成部分及各个部分的功能了解微型计算机软件系统的构成和基本配置CompanyLogo东方的创造算筹实际上是一根根同样长短和粗细的小棍子，一般长为１３--１４ｃｍ，径粗０．２～０．３ｃｍ，多用竹子制成，也有用木头、兽骨、象牙、金属等材料制成的，大约二百七十几枚为一束，放在一个布袋里，系在腰部随身携带。马克思在他的《数学手稿》一书中称十进位记数法为"最妙的发明之一"十进制—逢十进一一、早期的计算工具CompanyLogo筹算是我国古代传统的计算方法，它具有简单、形象、具体等优点，但也存在着布筹占用面积大，运筹速度加快时容易因摆弄不正而造成错误等缺点。所以，筹算经过数百年的改革，终于导致了一种新的计算方法算盘东方的创造CompanyLogo西方的灵感--机械式计算工具计算尺的出现，开创了模拟计算的先河。从冈特开始，人们发明了多种类型的计算尺。直到20世纪中叶，计算尺才逐渐被袖珍计算器取代。

1621年，英国人冈特发明计算尺，这是世界上最早的模拟计算工具。达·芬奇

很早就提出过计算工具的设想。后人在达·芬奇的手稿中，发现了关于机械式计算工具设计方案的记录。

CompanyLogo17世纪，欧洲出现了利用齿轮技术的计算工具。1642年，法国数学家帕斯卡（BlaisePascal）发明了帕斯卡加法器，这是人类历史上第一台机械式计算工具.帕斯卡加法器是由齿轮组成、以发条为动力、通过转动齿轮来实现加减运算、用连杆实现进位的计算装置。西方的灵感--机械式计算工具CompanyLogo西方的灵感--机械式计算工具1673年，莱布尼茨研制了一台能进行四则运算的机械式计算器，称为莱布尼兹四则运算器莱布尼茨四则运算器在计算工具的发展史上是一个小高潮，此后的一百多年中，虽有不少类似的计算工具出现，但除了在灵活性上有所改进外，都没有突破手动机械的框架，使用齿轮、连杆组装起来的计算设备限制了它的功能、速度以及可靠性。CompanyLogo西方的灵感-机械式计算工具1804年，法国机械师约瑟夫·雅各（JosephJacquard）发明了可编程织布机，通过读取穿孔卡片上的编码信息来自动控制织布机的编织图案，引起法国纺织工业革命。雅各织布机虽然不是计算工具，但是它第一次使用了穿孔卡片这种输入方式。如果找不到输入信息和控制操作的机械方法，那么真正意义上的机械式计算工具是不可能出现的。直到20世纪70年代，穿孔卡片这种输入方式还在普遍使用。CompanyLogo巴贝奇差分机1822年，巴贝奇开始研制差分机，专门用于航海和天文计算，在英国政府的支持下，差分机历时10年研制成功，这是最早采用寄存器来存储数据的计算工具，体现了早期程序设计思想的萌芽，使计算工具从手动机械跃入自动机械的新时代。西方的灵感-机械式计算工具CompanyLogo1832年，巴贝奇开始进行分析机的研究。在分析机的设计中，巴贝奇采用了三个具有现代意义的装置：⑴存储装置：采用齿轮式装置的寄存器保存数据，既能存储运算数据，又能存储运算结果；⑵运算装置：从寄存器取出数据进行加、减、乘、除运算，并且乘法是以累次加法来实现，还能根据运算结果的状态改变计算的进程，用现代术语来说，就是条件转移；⑶控制装置：使用指令自动控制操作顺序、选择所需处理的数据以及输出结果。巴贝奇的分析机是可编程计算机的设计蓝图，但是巴贝奇先进的设计思想超越了当时的客观现实，由于当时的机械加工技术还达不到所要求的精度，使得这部以齿轮为元件、以蒸汽为动力的分析机一直到巴贝奇去世也没有完成。西方的灵感-机械式计算工具CompanyLogo1886年，美国统计学家赫尔曼·霍勒瑞斯（HermanHollerith）借鉴了雅各织布机的穿孔卡原理，用穿孔卡片存储数据，采用机电技术取代了纯机械装置，制造了第一台可以自动进行加减四则运算、累计存档、制作报表的制表机，这台制表机参与了美国1890年的人口普查工作，使预计10年的统计工作仅用1年零7个月就完成了，是人类历史上第一次利用计算机进行大规模的数据处理。霍勒瑞斯于1896年创建了制表机公司TMC公司，1911年，TMC与另外两家公司合并，成立了CTR公司。1924年，CTR公司改名为国际商业机器公司（InternationalBusinessMachinesCorporation），这就是赫赫有名的IBM公司。西方的灵感-机电式计算工具CompanyLogo1938年，德国工程师朱斯（K.Zuse）研制出Z-1计算机，这是第一台采用二进制的计算机。在接下来的四年中，朱斯先后研制出采用继电器的计算机Z-2、Z-3、Z-4。Z-3是世界上第一台真正的通用程序控制计算机，不仅全部采用继电器，同时采用了浮点记数法、二进制运算、带存储地址的指令形式等。这些设计思想虽然在朱斯之前已经提出过，但朱斯第一次将这些设计思想具体实现。在一次空袭中，朱斯的住宅和包括Z-3在内的计算机统统被炸毁。德国战败后，朱斯流亡到瑞士一个偏僻的乡村，转向计算机软件理论的研究。西方的灵感-机电式计算工具CompanyLogo1936年，美国哈佛大学应用数学教授霍华德·艾肯（HowardAiken）在读过巴贝奇和爱达的笔记后，发现了巴贝奇的设计，并被巴贝奇的远见卓识所震惊。艾肯提出用机电的方法，而不是纯机械的方法来实现巴贝奇的分析机。在IBM公司的资助下，1944年研制成功了机电式计算机Mark-I。Mark-I长15.5米，高2.4米，由75万个零部件组成，使用了大量的继电器作为开关元件，存储容量为72个23位十进制数，采用了穿孔纸带进行程序控制。它的计算速度很慢，执行一次加法操作需要0.3秒，并且噪声很大。尽管它的可靠性不高，仍然在哈佛大学使用了15年。Mark-I只是部分使用了继电器，1947年研制成功的计算机Mark-Ⅱ全部使用继电器。艾肯等人制造的机电式计算机，其典型部件是普通的继电器，继电器的开关速度是1/100秒，使得机电式计算机的运算速度受到限制。20世纪30年代已经具备了制造电子计算机的技术能力，机电式计算机从一开始就注定要很快被电子计算机替代。事实上，电子计算机和机电式计算机的研制几乎是同时开始的。Mark-I二、计算机的发展

什么是计算机？

计算机是一种能对各种信息进行存储和高速处理的工具或电子机器。提高人类脑力劳动的效能

①计算机不仅是一个计算工具，而且还是一个信息处理机。 ②计算机不同于其它任何机器，它能存储程序，并按程序的引导自动存取和处理数据。

2023/6/241642法帕斯卡机械加法器Pascaline1670德莱布尼兹改进Pascaline，加入乘法、除法和平方根运算，并提出二进制计算德概念，使高速自动运算成为可能1822英巴贝奇设计差分机利用机器编制数表1834完成分析机设计方案，可以做数值运算和逻辑运算二、计算机的发展2023/6/241938德朱斯第一台二进制计算机Z-1，Z-3第一台通用程序控制的机电计算机1944美艾肯通用型机电计算机MARK-I,1947年MARK-II1888美霍勒瑞斯机电式穿孔卡系统－制表机，将机械设计原理与信息自动比较和分析方法结合起来的统计分析机1896创办制表机公司，1911年组建计算机制表记录公司，1924年改为国际商用机器公司，IBM2023/6/241946年2月,美国宾夕法尼亚大学物理学家莫克利和电气工程师埃克特研制成功了世界上第一台通用电子数字计算机(ENIAC)。ENIAC(ElectronicNumericalIntegratorAndCalculator)电子数值积分计算机

ENIAC的全称是什么？

三、第一台计算机2023/6/24电子管:18800只电阻:70000个电容:10000只继电器:1500个耗电:140kW/h占地:170m2重量:30吨速度:5000次/秒2023/6/24存贮程序式计算机—

冯·诺依曼机

美籍匈牙利人冯·偌依曼（JohnVonNeumann）教授于1946年6月提出了“存贮程序”的设想：将组成解题程序的一条条指令，象数据一样采用二进制编码方式事先存入计算机中，运行时只须顺序取出这些指令，经译码后执行相应的操作即可。从而可以实现真正的全自动运算。

1949.5第一台EDVAC(ElectronicDiscreteVariableAutomaticComputer离散变量自动电子计算机)诞生在英国剑桥大学。EDVAC—ElectronicDiscreteVariableAutomaticComputer五大部件—运算、控制、存储器、输入、输出采用二进制运算计算机依次执行指令称这种具有“存储程序”设计思想的计算机为冯·诺依曼结构计算机。2023/6/24图灵(Turing)与现代计算机的设计思想①1946年6月发表“电子计算机装置逻辑

结构初探”论文②采用电子元件的计算机应使用二进制③程序应保存在存储器中(存储程序)④EDVAC(离散变量自动电子计算机)①1936年提出“理想计算机”，论文题目是论可计算数及其在判定问题的应用②加、减和比较运算能完成许多数学计算③通用图灵机是现代通用数字计算机的数学模型，它把程序和数据都以数码形式存储，属“存储程序”型计算机冯·诺依曼(VonNeumann)与计算机结构理论2023/6/241.2计算机的跨越式发展电子管计算机时代晶体管计算机时代集成电路计算机时代大规模、超大规模集成计算机时代按照构成计算机的电子元器件，可以分为四个年代2023/6/24根据元器件的不同，可以分为四代：2023/6/24计算机的分类:按照计算机的规模与性能划分微型机小型机巨型机大型机中型机巨型机：速度最快、处理能力最强 例如：曙光4000L644GB内存，浮点运 算达每秒3万亿次

大型、通用、较快、较强大型机：一般作“客户机/服务器”的服务器 作“终端/主机”的主机小型机：规模小，结构简单，设计试制周期短 工艺先进、使用维护简单

微型机：小、巧、轻、使用方便、价格便宜 中央处理器：一个芯片2023/6/24发展方向微型机小型机大型机中型机微型机突出优点：技术新，工艺新、产品新；革新快、换代快、生命力强；品种多、产量大；体积小、用材少、价格低；涉及广、用途广巨型机高性能大型计算机：运算速度快、存储量大、功能强、可靠性好，已经成为科学研究的必备工具第一代微机：1970年4月由美国英特尔公司研制成功。发展方向：小型化、轻量化、高性能发展核心：操作简单2023/6/24计算机主要特点:运算速度快精度高具有记忆（存储）功能具有逻辑判断和推理能力具有高度自动化与灵活性主要由运算器实现主要由存储器实现1.3计算机的特点2023/6/241.4数的表示和符号编码

思考：计算机中为什么要采用二进制？(1)受制于元器件(2)二进制的运算规则很简单(3)物理上容易实现数据的存储(4)便于逻辑判断一、进位计数制2023/6/24二进制数的算术运算：加法：

0011+）0+）1+）0+）1

01110110110111001111012023/6/24减法：

0110-）0-）1-）0-）10011111000011001011010111011101012023/6/24乘法：

0011×）0×）1×）0×）10001

被乘数

1110

乘数

1101────────

1110

部分积

0000

11101110即：拷贝、移位、加法────────乘积

101101102023/6/24除法：

0÷1=01÷1=1

110

除数

-----110100110------被除数

-)110───────0111-)110───────0010---------余数2023/6/24

思考：什么是进位计数制？用一组固定的数字和一套统一的规则来表示数的方法称为数制。按照进位方式计数的数制叫做进位计数制。2023/6/24其特点是：表示数值大小的数码与它在数中的位置无关。典型的非进位计数制是罗马数字，例如,罗马数字中:Ⅰ,Ⅱ,┄,Ⅹ其特点是：表示数值大小的数码与它在数中的位置有关。例如，十进制数123.45非进位计数制进位计数制2023/6/24进位计数制的要素：基数它是指各种进位计数制中允许选用基本数码的个数。例，如十进制的数码有：0,1,2,3,4,5,6,7,8,9

则十进制的基数为10。2023/6/24位权值每个数码所表示的数值等于该数码乘以一个与数码所在位置相关的常数，这个常数叫做权值，也称为该位的位权。用基数R的i次幂Ri表示例如：

123.4=1×102+2×101+3×100+4×10-12023/6/24进制N进制必须是逢N进一。2023/6/24例如：有十进制数如下222.22=200+20+2+0.2+0.02=2×102+2×101+2×100+2×10-1+2×10-2=∑ai×10ii=-22由此可知，任何一个十进制数整数都可以表示为：N10=an×10n-1+an-1×10n-2+…+a1×101+a0×100=∑ai×10ii=0n权值基数其中：ai为数字字符0~9中的一个，10i为第i项的权值以这种方式表示数的方法也称为“按权展开法”2023/6/24(１０１０)221202223(１４３

)8818082(０６３

)16161160162(１９９９)10101100102103以这种方式表示数的方法也称为“按权展开法”2023/6/24例题：（进制与权） ⑴十进制数的特点是逢十进一：

(1010)10＝1×103＋0×102＋1×101＋0×100 ⑵二进制数的特点是逢二进一:(1010)2＝1×23＋0×22＋1×21＋0×20＝(10)10 ⑶八进制数的特点是逢八进一:(1010)8＝1×83＋0×82＋1×81＋0×80＝(520)10 ⑷十六进制数的特点是逢十六进一: (BAD)16＝11×162＋10×161＋13×160＝(2989)102023/6/24种类符号数字字符基数权值规则主要用途十进制D0~91010i逢十进一计算机数据输入。二进制B0和122i逢二进一计算机内部使用八进制O0~788i逢八进一解决二进制书写不方便而采用，用在计算对地址和字符编码。十六进制H0~9、A~F1616i逢十六进一表1-1数制种类计算机使用八（十六）进制原因：二进制书写麻烦、容易出错、很难记忆，十进制与二进制之间的转换过程复杂，二进制与八（十六）进制之间转换简单。二、数制的种类DecimalBinaryOctalHexadecimal2023/6/24

为什么要采用八进制和十六进制？计算机使用八（十六）进制原因：二进制书写麻烦、容易出错、很难记忆，十进制与二进制之间的转换过程复杂，二进制与八（十六）进制之间转换简单。它们主要用来描述存储单元的地址。2023/6/242023/6/24总结：（数制的基本概念）对于N进制数，整数部分第i位的位权为

Ni-1对于N进制数，小数部分第j位的位权为

N-j基数位权2023/6/24二进制与十进制的转换二进制转化为十进制:

按权相加，逢十进一例1:11001101.01011B=?从“0”开始计位数11001101.01011B=127+126+025+024+123+122+021+120+02-1+12-2+02-3+12-4+12-5=205.345或(205.345)10795432102023/6/24二进制与十进制的转换例2:十进制转化为二进制,205.345=?十进制转化为二进制:整数部分除2取余,逆序排列,小数部分乘2取整，顺序排列。2023/6/2420521021225121212602302510低位高位211201余数因此:205.345=11001101.01011B低位高位0.34520.69022

0.760

2

1.520

2

1.380

1.042023/6/242023/6/242023/6/24练习一：

(110001011)2=(?)10 (1011000100)2=(?)10

(1050.2625)10=(?)2

(357.113)10=(?)2练习二：2023/6/24二进制1位扩3位八进制3位并1位1位扩4位十六进制4位并1位二、八、十六进制间的转换2023/6/24 转换规则：整数部分：从右向左按三(四)位进行分组小数部分：从左向右按三(四)位进行分组例：1

101

101

110.110

101(B)=1556.65(O)15566511

0110

1110.1101

01(B)=36E.D4(H)36ED40100二进制转换为八（十六）进制2023/6/24转换规则一位八进制数对应三位二进制数一位十六进制数对应四位二进制数例如：144(O)=001

100

100(B)

14464(H)=0110

0100(B)

64八（十六）进制转换为二进制2023/6/24二进制→八（十六）进制：举例10011100011（B）=(O)=(H)10011100011（B）=

010011100011=

234310011100011（B）=

010011100011=

4E3八（十六）进制→二进制：AE5（H）=(B)365(O)=(B)举例AE5（H）=AE5=101011100101365(O)=365=01111010123430111101011010111001014E3提示数值较大的十进制数转换为二进制数，可以先转化为十六进制。再转化为二进制，这样可减少长除法的步数。2023/6/24计算机中数的表示：

在计算机中，数值型数据是用二进制数来表示的。数值型数据有正、负之分，通常人们在数字前面冠以“+”或“-”符号来表示数的正负，而在计算机内部“+”号和“-”号也需要数码化，用一位二进制表示。一般规定：用“0”表示“+”号，用“1”表示“-”号。因此，数值型数据的最高位用来表示数值的正负，这一位称为符号位。在计算机内部数字和正负号都用二进制数码表示，两者结合在一起构成数值型数据的机内表示形式。2023/6/24机器数：真值：把连同数字和符号组合在一起的二进制数称为机器数。由机器数所表示的实际值称为真值。例如：(+45)10

＝(+101101)2＝(00101101)机器数；

(-45)10＝(-101101)2＝(10101101)机器数；2023/6/24计算机中数的相关概念：数的长度：按比特（bit,二进制位）来计算，但因存储容量以“字节”（1字节=8比特）为计量单位，故数据长度也常以字节为单位计算。数的符号：用数的最高位（即左边第一位）来表示数的正负号，并约定以“0”表示正，以“1”表示负。小数点的表示：计算机中没有专门设置小数点，但在特定位置默认有一个小数点。三、整数、实数的表示方法2023/6/24整数、实数的表示方法定点数的表示方法：定点整数：如果小数点约定在数值的最低位之后，这时所有参加运算的数都是整数，即为定点整数。格式：

dndn-1dn-2……d0符号位数值部分(尾数)小数点的位置2023/6/24整数、实数的表示方法定点纯小数：如果小数点约定在符号位和数值的最高位之间，所有参加运算的数绝对值小于1，即为定点纯小数。格式：

dndn-1dn-2……d0符号位数值部分(尾数)小数点的位置任何一个二进制数N都可以写成2e×t的形式。e称为阶码，是一个二进制整数，t称为尾数，是一个二进制纯小数。2023/6/24例如：(110.011)2=＝11001.1×2－10＝0.110011×2+11任何一个二进制数N都可以写成2e×t的形式。e称为阶码，是一个二进制整数，t称为尾数，是一个二进制纯小数。1.10011×2＋102023/6/24浮点数任意浮点数N=RE*M在计算机中的表示形式M为尾数,是纯小数,尾数通常用规格化形式表示Ms是尾数的符号位,也就是浮点数N的符号位E为阶码,通常为整数,其最高位E0为阶符,表示正阶或负阶R为阶的基数,为一常数(2、8、16等),R不需要表示出来数符阶码MsE0E1E2…EnM1M2…Mm尾数是指小数点位置不固定，根据需要而浮动的数，它既有整数部分又有小数部分2023/6/24浮点数的标准格式

(IEEE754)32位浮点数的标准格式如下：

64位浮点数的标准格式如下：MsEM

b31b30b23b22b0MsEM

b63b62b52b51b01823111522023/6/24例如：256.5的浮点数格式(32位)为：000001001010000000010000000000000

b31b30

b23b22

b02561000000000.50.1100000000.10.1000000001*2910012023/6/24数值数据的表示：一个数在计算机内被表示的二进制形式称为机器数，该数称为这个机器数的真值。机器数有固定的位数，通常是8位或16位。机器数有真值的符号数字化，通常用最高位用来表示符号。“1”表示负，“0”表示正。例如：若机器数为8位，则00101110和10010011的真值分别为十进制数+46和-19：

四、原码、反码和补码2023/6/24原码：一个整数的原码是指：符号用0表示正，1表示负，数值部分就是该整数的绝对值的二进制表示。例如：假设机器数的位数是8，那么

[+17]原=00010001,[-39]原=10100111注意：由于

[+0]原=00000000，[-0]原=10000000所以数0的原码不唯一。2023/6/24反码：在反码的表示中，正数的表示方法与原码相同，负数的反码是把其原码除符号位以外的各位取反（即0变1，1变0）。例如：[+45]反=[+45]原=00101101[-32]原=10100000[-32]反

=110111112023/6/24补码：在补码的表示中，正数的表示方法与原码相同，负数的补码在其反码的最低有效位上加1。例如：

[-36]原=10100100[-36]反=11011011[-36]补=11011100注意：0的补码的表示是唯一的。即：

[0]补=[+0]补=[-0]补=000000002023/6/24[例]假设字长为8，求十进制数+78和-78的补码。

(78)10＝(1001110)2[+78]原＝01001110[+78]补＝01001110[-78]原＝11001110[-78]补＝10110010可以验证，任何一个数的补码的补码即是原码本身。引入补码后，加减法运算都可以用加法来实现，也就是说减法变为加法来运算，并且两数“和”的补码等于两数的补码之“和”。即

[X＋Y]补＝[X]补＋[Y]补

[X－Y]补＝[X＋(-Y)]补＝[X]补＋[-Y]补在计算机中加减法运算基本上都采用统一化成补码的加法运算，其符号位也参与运算。2023/6/24练习：写出二进制数1010的原码、补码和反码写出二进制数-1010的原码、补码和反码已知[X]补=11100，求X(真值)

[1010]原

=01010

[1010]补

=01010[1010]反

=01010

[-1010]原

=11010

[-1010]补

=10110[-1010]反

=10101

X=-0100正数的原码、补码和反码均相同负数的原码符号位为1，其余各位不变；反码的符号位为1，其余各位0变1，1变0；补码的符号位为1，其余各位0变1，1变0，并在最末位加1X的补码的补码，即为X