计算机基础知识(软件、硬件、发展史)

计算机应用基础162354计算机基础知识Windows7Word2010Excel2010PowerPoint2010计算机网络Internet技术基础1NE第一章计算机基础知识计算机发展史；分类；特点与运用；数据处理方式；系统组成；软件/硬件；性能指标；基本操作；使用与维护。计算机的产生和发展1-1世界上第一台电子数字式计算机于1946年2月15日在美国宾夕法尼亚大学研制成功，它的名称叫ENIAC（ElectronicNumericalIntegratorAndCalculator）。

该计算机是一个重30吨，用了18，800个电子管的庞然大物。它标志着人类进入了一个崭新的信息时代。18000个电子管占地167平方米重达30吨耗电140千瓦保存80个字节每秒5千次加、减法运算价值40万美元计算机的产生和发展1-1历代逻辑元器件起始年份结构应用第一代电子管

1946年以CPU为中心使用计算机语言，速度慢，存储量小，主要用于数值计算第二代晶体管

1958年以存储器为中心使用高级语言，应用范围扩大到数据处理和工业控制第三代中小规模集成电路

1964年以存储器为中心增加了多种外部设备，软件得到了一定的发展，文字图像处理功能加强第四代大规模和超大规模集成电路1971年核心部件集成在芯片上应用更广泛，很多核心部件可集成在一个或多个芯片上，从而出现了微型计算机第五代甚大规模集成电路

1991年计算机的主要部件集成到一个芯片上计算机的主要部件集成到一个芯片上，从而出现了单片机计算机的产生和发展1-1我国巨型计算机发展史1983年“银河Ⅰ”1亿次/秒1992年“银河Ⅱ”10亿次/秒1997年“银河Ⅲ”130亿次/秒2000年“神威Ⅰ”3480亿次/秒世界排名第48位2004年“曙光4000A”11万亿次/秒2010年“天河一号”2570万亿次/秒世界排名第1位2013年“天河二号”3.39亿亿次/秒世界六连冠2016年“神威·太湖之光”9.3亿亿次/秒世界排名第1位计算机的产生和发展1-12016全球十大超级计算机名次名字国家+部署地运算速度1顶点美国能源部（橡树岭国家实验室）200pf2神威·太湖之光中国国家超级计算中心（无锡）93.01pf3天河二号中国国家超级计算中心（广州）33.86pf4

泰坦美国能源部（橡树岭国家实验室）17.59pf5

红杉美国能源部（劳伦斯利弗莫尔国家实验室，加州）16.32pf6

Cori美国伯克利实验室（美国国家能源研究科学计算中心）14pf7Oakforest-PACs日本，先进高性能计算联合中心13.6pf8

K

Computer日本，Riken计算科学高级研究所10.5pf9PizDaint瑞士国家计算中心9.8pf10

Mira美国DOE/SC/Argonne国家实验室8.6pf计算机的分类1-2

计算机发展到今天，已经琳琅满目，种类繁多。按其本身的特性可以将计算机分为以下几种：巨型机（国家科研、国防、国计民生）大中型机（大银行、大公司、高校、科研院所）小型机（企业管理、工业控制、医疗设备）工作站（UNIX工程技术、图像处理、电影动画、工业设计）微型机（PC，CPU摩尔定律：每18个月性能提高一倍，价格下降一半）

微型计算机的种类很多，主要分成两类：台式机（DesktopComputer）和便携机（PortableComputer），目前非常流行的笔记本（Notebook）电脑和平板电脑属于便携机范畴。计算机的分类1-2艾伦·麦席森·图灵AlanMathisonTuring英国1912.06.23－1954.06.07计算机之父，人工智能之父图灵提出的著名的图灵机模型为现代计算机的逻辑工作方式奠定了基础，同时提出了一种用于判定机器是否具有智能的试验方法，即图灵试验。约翰·冯·诺依曼JohnvonNeumann美籍匈牙利1903~1957“计算机之父”、“博弈论之父”计算机的逻辑图式，现代计算机中存储、速度、基本指令的选取以及线路之间相互作用的设计，都深深受到冯·诺依曼思想的影响。计算机的分类1-2计算机的分类1-2计算机的分类1-2计算机的分类1-2计算机的分类1-2计算机的分类1-2计算机的分类1-2计算机的分类1-2计算机的分类1-2计算机的分类1-2计算机的分类1-2计算机的分类1-2计算机的分类1-2计算机发展史视频资料计算机的特点及应用领域1-3高速、精确的运算能力（IBM“深蓝”计算机）准确的逻辑判断能力（二进制）强大的存储能力（B,KB,MB,GB,TB）具有自动化功能和判断力（编好程序，按步进行）网络功能（Internet）1.3.1计算机的特点计算机的特点及应用领域1-31.3.2计算机应用领域数值计算：如人造卫星轨道计算、天气预报等信息处理：如财务管理、人事档案管理、医院看病、12306等过程控制：计算机控制发电（水位、温度、压力、燃料）、自动化车间等计算机辅助设计和辅助教学：计算机辅助设计(CAD）、计算机辅助制造(CAM)、计算机辅助教学(CAI)人工智能:如智能机器人(推理、学习）、神经网络计算机、生物计算机（遗传算法）、“贾维斯Jarvis”“Watson”“AlphaGo”等计算机的特点及应用领域1-3计算机的特点及应用领域1-3计算机在个人方面的应用1、资料查找：百度、谷歌、维基百科……2、信息传递：电子邮件、QQ、微信、微博……3、金融理财：余额宝、陆金所、真融宝、金蛋……4、购物消费：淘宝、天猫、京东、当当、……5、休闲娱乐：音乐、电影、DOTA、LOL、吃鸡……计算机系统组成1-5一个完整的计算机系统包括硬件系统和软件系统两大部分。

计算机硬件系统至少有五个基本组成部分：

运算器、控制器、存储器、输入设备和输出设备。计算机的软件系统1-6软件分为两大类：应用软件和系统软件。应用软件应用软件是为解决各种实际问题而专门设计的计算机程序，一般由用户编写或外购，例如：

财务系统、图形处理软件、辅助设计软件、教学软件等。计算机的软件系统1-6系统软件(操作系统、数据库管理系统、语言处理软件）

人机对话和信息交换时使用的语言是计算机语言，又叫程序设计语言。随着计算机技术的发展，程序设计语言也经历了从低级到高级发展的过程。按照其是否接近人类的自然语言，可划分为三大类：机器语言（0、1）、汇编语言（助记符代码）和高级语言（VB，VF,C，VC++,Java）。计算机的软件系统1-6汇编语言汇编语言是计算机、微处理器、微控制器等可编程器件的低级语言，是直接面向处理器的程序设计语言。（助记符、地址符号、标号）应用于底层：硬件操作、高要求的程序优化场合。

软件加密、计算机病毒分析、程序调试、

对时效性要求高的程序（工业控制）汇编语言—编译器—机器码（机器指令）汇编语言直接控制着存储器，所以执行速度快、暂用内存少，高效。“数据传输指令MOV，交换指令XCHG，加法指令ADD，无条件转移指令JMP，循环指令LOOP”计算机常用组件1-71.主机箱内的部件：主板（电路板）CPU、内存条、显卡、声卡、多种接口卡、键盘、鼠标器等，都连接在主板上。计算机常用组件1-7计算机常用组件1-7计算机常用组件1-7计算机常用组件1-7计算机常用组件1-7计算机常用组件1-7计算机常用组件1-7运算器

算术逻辑单元(ALU)+累加寄存器+数据缓冲寄存器+状态条件寄存器

它是核心部件，负责数据加工处理。

它性能的高低直接影响计算机的运算速度和性能。控制器计算机的控制中心。控制器+运算器一起组成中央处理单元，即CPU。(Intel,TI,ASM)计算机常用组件1-7GraphicsProcessingUnit，又称显示核心、视觉处理器、显示芯片，是一种专门在个人电脑、工作站、游戏机等设备上图像运算工作的微处理器。GPU(图形处理器)GPU是显卡的核心，专为执行复杂的数学和几何计算而设计的，这些计算是图形渲染所必需的。计算机常用组件1-7TPU[高性能处理器]TensorProcessingUnit，是谷歌打造的处理器，是专为机器学习量身定做的，执行每个操作所需的晶体管数量更少，自然效率更高。训练AlphaGo、AlphaZero计算机常用组件1-7SK海力士(SKHynix)：2015年单条最大128GB计算机常用组件1-7计算机常用组件1-7也称为计算机视频卡黄仁勋计算机常用组件1-7显卡性能天梯图计算机常用组件1-7计算机常用组件1-7声卡：把来自话筒、磁带、光盘的原始声音信号加以转换，输出到耳机、扬声器、扩音机、录音机等声响设备，或通过音乐设备数字接口(MIDI)使乐器发出美妙的声音。计算机常用组件1-7计算机常用组件1-7硬盘：单块硬盘的最大存储容量已达到10TB。硬盘技术还在继续向前发展，更大容量的硬盘还将不断推出。

预计2025年，能达到100TB。计算机常用组件1-7固态硬盘SSD固态硬盘的存储介质分为两种：1.一种是采用闪存（FLASH芯片）作为存储介质2.另外一种是采用DRAM作为存储介质。目前最大容量：2016年8月希捷发布的60TB计算机常用组件1-71.读写速度快2.防震抗摔3.低功耗4.无噪音5.工作温度范围大6.轻便优点500MB/s无机械马达和风扇闪存颗粒（即mp3、U盘等存储介质）无机械部件-10~70计算机常用组件1-7存储器存放程序和数据。通常分为内存储器、外存储器。内存储器简称内存（又称主存），是计算机信息交流的中心。内存又分随机存储器(RAM)和只读存储器(ROM)。RAM是一种读-写存储器，一旦电源中断，数据信息就会丢失。ROM断电后，数据仍然不会丢失。外存储器设置在主机外部，简称外存（又称辅存），主要用来长期存放“暂时不用”的程序和数据。计算机常用组件1-7高速缓存（Cache）高速缓存介于CPU的寄存器和主存储器之间，其中存放正在运行的一小段程序和数据。Cache在CPU与主存储器之间不停地进行程序和数据交换，把需要的内容调入，用过的内容返还。计算机常用组件1-7存储器的有关术语简述如下：①位（bit）：存放一位二进制数即0或l。②字节（Byte）：8个二进制位为一个字节。为了便于衡量存储器的大小，统一以字节（Byte简写为B）为单位。容量一般用KB、MB、GB、TB来表示，它们之间的关系是：1KB=1024B，1MB=1024KB，1GB=1024MB，1TB=1024GB，1PB=1024TB，1EB=1024PB，1ZB=1024EB，1YB=1024ZB，1BB=1024YB计算机常用组件1-7光驱：从1991年光驱诞生到现在，种类已经发展到CDROM、DVDROM、CDRW、Coombo、DVDRW、Rambo、蓝光光驱等。计算机常用组件1-7ALW15C-R1848：i7-7820HK32GBDDR41T固态硬盘+1T机械硬盘17寸显示屏（3840×2160）GTX1080(8GBGDDR5X)计算机常用组件1-7计算机常用组件1-7计算机常用组件1-7计算机常用组件1-72．主机箱外的部件：

显示器、键盘、鼠标、光盘、磁盘驱动、优（U）盘、

音响、打印机（激光式+喷墨式）、绘图仪、扫描仪。。。计算机常用组件1-7显示技术京东方、三星、LG、飞利浦、AOC。。。计算机常用组件1-72017年10月26号，京东方成都宣布第6代柔性AMOLED生产线实现量产，而第一条实现量产的生产线则来自面板大户三星。计算机常用组件1-7计算机常用组件1-7未来的手机可能会像魔法卷轴一样，元件集中在轴心，日常使用时拉出一部分屏幕，想要使用影音功能，可以再拉出一部分屏幕变成大屏。但是，今后技术可能会发展到：利用AR眼镜、全息投影等等功能实现终端产品的去屏幕化；利用谜一样的石墨烯代替传统主板芯片，让元件也实现可弯曲；把屏幕和手机主体分开的……计算机常用组件1-7计算机常用组件1-7计算机常用组件1-7计算机常用组件1-7计算机常用组件1-7计算机常用组件1-7计算机常用组件1-7计算机常用组件1-7未来更多高科技输入、输出设备：

VR、AR计算机常用组件1-7微型计算机系统的性能指标与配置1-8可以从以下几个指标来大体评价计算机的性能。1．字长在其他指标相同时，字长越大计算机处理数据的速度就越快。（8、16、32、64）2.主频在很大程度上决定了微机运算速度的快慢，主频越高，微机的运算速度就越快。（1.8GHz,4.4GHz）3．内存容量（2、4、6、8GB）4．存取周期（越短越好、速度越快）5．外存储器的容量（500GB，1TB，120GB固态硬盘）6.显卡（独显、集显，显存2G、4G、6G、8G）7．软件配置详细报表计算机的使用和维护1-10平稳防震适当的温度和湿度清洁防尘、防水良好的电磁环境防病毒计算机基本操作1-91.9.1鼠标的基本操作移动单击双击1.9.2键盘基本操作键盘的布局键盘按功能为分四个区：主键盘区功能、功能键区功能、编辑键区的功能、数字键区功能计算机基本操作1-91.9.3击键的正确指法正确的击键姿势十指分工金山打字通计算机基本操作1-9计算机基本操作1-9计算机基本操作1-9计算机的数据处理方式1-41.4.1数制基础进制转换

①非十进制数转十进制数按权展开，求和。即：r数制基数，如二进制r=2，八进制r=8i位序号[小数点后为负值]ki第i位上的数字符[0～r-1]ri第i位上的权m、n最低位和最高位的位序号例：将二进制数（1011.101）2转换成等值的十进制数。（1011.101）2=1×23+0×22+1×21+1×20+1×2-1+0×2-2+1×2-3=（11.625）10计算机的数据处理方式1-41.4.1数制基础

②十进制数转非十进制数

整数部分：除基取余（由低到高）；小数部分：乘基取整。注意：十进制小数不一定能准确地转换为其他进制小数！例：将十进制数26.8125转换为等值的二进制数。计算机的数据处理方式1-41.4.1数制基础

③二进制数与十六进制数之间的相互转换

方法：将要转换的二进制数从小数点开始分别向左（整数部分）和向右（小数部分）每4位二进制数码分成一组，在最左或最右不足四位的用0补足。

即每4位二进制数码转换成一位十六进制数码。

反之，每一位十六进制均可以写成4位二进制。④二进制数与八进制数之间的相互转换方法：将要转换的二进制数从小数点开始分别向左（整数部分）和向右（小数部分）每3位二进制数码分成一组，在最左或最右不足3位的用0补足。计算机的数据处理方式1-4计算机的数据处理方式1-4例：

将二进制数11010011010.11101010011转换为等值的十六进制数。∴（11010011010.11101010011）2=(69A.EA6)16计算机的数据处理方式1-41.4.2计算机中字符的表示ASCII码字符包括英文字母、数字、符号。

对它们的编码很多，但目前国际上广泛采用的是ASCII码。ASCII码是美国国家信息交换用标准字符码(American

Standard

Codes

forInformation

Interchange的缩写)，已被国际标准化组织(ISO)所确认。ASCII码规定以一个字节的二进制码表示一个字符，其低七位用作不同字符的编码，最高位通常作0处理(除非另有规定)，因此，共有128种代码,可以表示128种不同的字符。计算机的数据处理方式1-4计算机的数据处理方式1-41.4.2计算机中字符的表示汉字编码

①国标码该码规定：一个汉字用两个字节表示，每个字节只有7位，与ASCII码相似。

国标码共有汉字6763个一级汉字，是最常用的汉字，按汉语拼音字母顺序排列，共3755个；二级汉字，属于次常用汉字，按偏旁部首的笔划顺序排列，共3008个；数字、字母、符号等682个；

共7445个计算机的数据处理方式1-4汉字的数量并没有准确数字，大约将近十万个（北京国安咨讯设备公司汉字字库收入有出处汉字91251个），日常所使用的汉字只有七千字左右。据统计，1000个常用字能覆盖约92%的书面资料，2000字可覆盖98%以上，3000字则已到99%，简体与繁体的统计结果相差不大。中国汉字听写大会计算机的数据处理方式1-4②区位码将GB2312—80的全部字符集组成一个94×94的方阵，每一行称为一个“区”，编号为0l～94；每一列称为一个“位”，编号为0l～94，这样得到GB2312—80的区位图，用区位图的位置来表示的汉字编码，称为区位码。1.4.2计算机中字符的表示计算机的数据处理方式1-4③机内码（为了消除国标码与ASCII码之间的歧义）汉字机内码、国标码、区位码三者之间的关系为：

区位码（十进制）的两个字节分别转换为十六进制后加20H得到对应的国标码；

机内码是国标码两个字节的最高位分别加1，即国标码的两个字节分别加80H得到对应的机内码；