大学计算机基础

大学计算机基础

上课了，Let'sg。！

课程HF向(Objectives)

•对计算机的基础知识有一个较为全面

的了解。

•熟练使用MicrosoftOfficeInternet

和其它一些常用工具软件来处理日常

的办公事务，来享受数字娱乐生活。

•为以后的学习和工作打下一个良好的

基础

期望(expectation)

•自主学习的能力(LearnbySelf)

•沟通的能力(Communication)

•团队合作的能力(Teamwork)

•表达的能力(Presentation)

成绩评估Assessment

平时上机（含考勤、课堂纪律）30%?

个人/团队作业20%

期京考考（机考）50%

Total100%

大学计算机基础

2009年

2019年专题：人类的未来

2029年

2099年

“Computer”的历史

1、642年开始在英语中出现，当时的含

义是apersonwhoperforms

calculations.

直到20世纪40年代，当第一台计算机

被研制出来后，computer一词才被

赋予了我们今天所熟悉的含义。

第一台计算机爱尼亚克

第一代计算机是庞然大物，装有18800个电子管，7万个电阻器、1

万个电容器和6000个开关，重达30吨，占地面积160多平方米，耗

电174千瓦。它工作时不得不对附近居民区停止供电，制造费用45

万美元（相当于现在的1200万美元）。然而，这个庞大的重物的计

算速度却只有每妙5000次。一

计算机分代(ComputerGenerations)

第一代(1946〜1957)电子管用于国防及高科技领

第二代(1958〜1964)晶体管工程设计、数据处理

第三代(1965〜1970)中、小规模集成电路

用于工业控制、数据处理

第四代(1970〜今)大规模、超大规模集成电路

广泛用于工业、生活等各方面

V7

计算机的发展趋势(Development

TrendofComouter)

•巨型化：巨型机

•微型化：嵌入式计算机

•网络化：网络计算机

■智能化：智能计算机

V7

巨型机(SuperComputers)

速度最快，处理能力最强

Back

嵌入式计算机(EmbeddedComputer)

w\

“计算机的主机嵌埋在应用系统或设备之中

••没有一般主机式应用的键盘、鼠标、显示器

“制造工业、过程控制、通讯、仪器、仪表、

汽车、船舶、航空、航天、军事装备、消费类

产品

Back

网络计算机/瘦客户机

(NetworkComputer/Thin-Client

瘦客户机：没有硬盘驱动器(HardDisk

Drive)＞光驱、软驱，关机时所有应用

和数据保留在服务器上。

优点：

投资少,正版软件只需安装一次

维护少,完全集中式的网络管理，简化了工作环节

系统安全性提高,数据保存在远端服务器端，有效

的防止了重要数据的丢失和泄漏，不易感染病

Back

智能化

可以理解人的语言，能思

考问题，并有逻辑推理的

能力

MVMXPEThMAMMran

ARTIFICIALINTELLIGENCE威胁：

MUMCComposedand(Jinductedhv

JOHNWILLIAMS

一、强大的智能工具威胁

二、人类价值体系毁灭的威胁

Next

2009年，人类将是怎样?

现在是2009年，个人使用的主要是便携

式计算机；同10年前的笔记本式计算机

相比，这种计算机又轻又薄。个人电脑

的尺寸和形状多种多样，通常内置于服

装和珠宝上，例如手表、戒指、耳环和

其他随身饰物。具有高分辨率视频接口

的计算机可以小到戒指、别针、信用

卡，或者大到一本薄薄的书。

摘自《灵魂机器的时代——当计算机超过人类智能时》

2009年，人类将是怎样?

计算机通常用无线技术接入无所不在的全

球互联网络，能提供可靠的、即时的，甚至

宽带通信。

大多数文本都通过使用连续语音识别听写

软件来输入，但键盘还在使用。连续语音

识别技术非常准确，远远胜过几年前还在使

用的根据录音直接进入文字输入工作的打字

也1

2009年，人类将是怎样?

•工作群体之间的地理分隔逐渐增大。尽管

人们在不同的地方生活和工作，也能顺利

地进行合作。

•平均每个家庭大约有100多台计算机，其

中大多数内置在家用电器或通信系统中。

家政服务机器人已经出现，但还没有被完

（全接受。

y

2019年

计算机本身：

它们在很大程度上都是看不到的，内嵌于

墙壁、桌子、衣物、珠宝和身体内部。人们

通过语言和视觉表情与计算机进行交流。

教育：

纸张化的书籍和文本非常少见。大多数学

习都是通过使用智能仿真教师来完成的。教

师更多被看成指导者和顾问，而不是学问和

施识的来源。J

2019年

f\

残疾人:

盲人使用安装在眼镜上的阅读指导系统。

聋人借助透镜显示器来阅读别人所说的内

容。截瘫和一些四肢麻痹的患者通过计算

机控制的神经刺激和外骨骼机械装置的组

合来行走和爬楼梯。一般情况下，失明、

失聪和瘫痪之类的残疾并不会引人注目，

算不上什么严重的大问题。

2019年

f\

电信：

打“电话”通常伴有直观显示器和听觉投

镜投射的高清晰度三维图像。大多数会议

不需要与会者亲身参与。通过高质量语音

翻译，人们可以自由的和任何国家的人进

行交流。人们通过无所不在的通信网络进

入虚拟环境进行学习、阅读、娱乐，并不

需要佩戴活植入任何设备、装置等。

2019年

商业与经济：

快速的经济增长和社会繁荣仍在继续。

家庭服务机器人非常普遍。自动驾驶系统

非常安全，交通事故非常少。

人们开始如自动化仿真人当作伙伴、老

师、保姆。人们对机器所带来的影响隐隐

担心，人类智能的优点正变得越来越难以

识别和掌握。人们努力用几乎无法破解的

密码技术来保护隐私。

2019年

所有艺术形式中都出现了受到人们认真对

待的虚拟艺术家。最受欢迎的艺术和娱乐

产品依然是虚拟体验软件。

战争：

对安全的威胁来自一些使用不可破解的加

密通信技术并综合了人类智能和机器智能

的小型组织。大多数飞行武器都很小，有

的就像昆虫大小。

2019年

健康和医药：

人类寿命到了100多岁。生物工程技术使具有

一定知识水平的人能轻易研制出具有巨大潜

在杀伤力的病毒。人们普遍用内嵌在手表、

衣物内的计算机健康监视器来诊断急性和慢

性疾病。

哲学：

关于通过图灵测试的计算机的报告越来越多，人

们编制的程序就是要让机器智能来服从其创造者O

2029年

计算机本身:

一台价值1000美元的计算机的运算能力相当于

1000个人类大脑。

教育:

学习主要利用虚拟教师，重要的新知识由机

器创造。

残疾人:

基本消灭了大多数残疾所带来的生理上的不便O

y

2029年

f\

政治与社会

人类世界和机器世界已经不再有严格的界限,

如何界定人的问题已经逐步成为一个重要的

法律和政治问题。机器能力的迅速增长成了

一个有争议的问题，关于机器合法权利的讨

论日渐突出。

健康与医药

人类的寿命现在已达到120岁，益寿延年的

心理后果正在引起极大的关注。

2029年

艺术

电脑艺术家已经不必再与人类或组织发生联

系。许多出类拔萃的艺术家都是机器。

哲学

机器智能与人类智能的多样性是否完全相等

依然有很多争议。机器声称自己有意识。

2099年

•人类的思想正与他所创造的机器智能融会

在一起。基于软件的人在数量上大大超过

仍以自身神经细胞为基础进行运算的人类。

身体基本上被纳米结构的器官所取代，所

以不需要吃真实世界的东西。“人类”这

个概念已经脱胎换骨。

也许你认为上述的描述只是天方

夜谭，也许你对未来兴奋不已,

也许……

不可否认的是，我们现在就生活

在一个伟大的时代，我们将目睹

计算机的发展所带来的巨大变

革！！！

作业:

•下载调查问卷表，请根据本人真实情况予以作

答，可将你对本课程的希望，建议或其他你想

说的话写在调查问卷的空白处。我将根据你们

的情况及时调整教学，并在实验课中对基础较

薄弱的同学予以更多的帮助。

•组建4-5人的团队，该团队将在实验课的时候互

相帮助，并共同完成团队作业。并请选出组长，

组长将对组员实验课的考勤负责，以及帮助解

答组员问题。组长在最后总评成绩中将予以加

分，但是不称职的组长，要予以扣分。

I1

62k-15k62k-6.5k

62k-5k^/

大学土,算机基础

上课了,Let'sgo!

回顾

•世界上第一台计算机诞生时间、名字

•计算机未来的发展趋势

现代计算机设计的先驱

•帕斯卡--一第一台机械式加法机，决策论

•莱布尼兹-----乘法机、二进制系统

•巴贝奇----分析机

•艾达------ADA,面向对象的计算机语言

•图灵------图灵机，人工智能之父

•冯•诺依曼一存储程序、二进制

I•比尔・盖茨一微软公司创始人J

冯・诺依曼

・计算机应由五个基本部分组成；运算器,控制

盎、存储器、输入设备和输出设备。

•程序和数据以同等地位存放在存储器中,并要

按地址寻访。

今朝IT英雄

陈天桥■■一盛大CEO,05年中国首富，关键字：网游

丁磊■■一网易创始人,03年中国首富，关键字：门户网站、

免费邮箱

马化腾■■一腾讯CEO,关键字：实时聊天工具及其衍生品

李彦宏■■一百度CEO,2005中国经济年度人物，关键字：

全球最大中文搜索引擎

马云■■一全球最大的网上贸易市场阿里巴巴网站主席兼

CEO,关键字：“中国黄页''创办者，电子商务应

矍越一e龙公司董事长，2005中国IT十大风云人物，

关键字：商旅市场

求伯君，逢军■■一金山公司创始人,现任总裁!关键字:

WPS,民族软件的旗帜

计算机的特点

•计算速度快

•计算精度高

•具有记忆存储能力

•逻辑判断能力

•具有自动控制能力

V)

计算机的特点

八

•运算速度快

•计口所谓运算速度是指平］

•具有t均每秒能执行指令的条数

•有逻辑判o目前巨型机已达每秒钟

•能进行自司万亿次。许多以前用人工

无法完成的定量分析工作

现在都能实现。

计算机的特点

•运算速度快

•计算精度高

•具计算机采用二进制数字运

•有逻算，可得到很高的计算精度。

•能进行例如，圆周率的计算，经过1500

多年许多科学家的人工计算达

到小数点后500位,而第一台

计算机诞生后，利用计算机计

算马上达到2000位，目前已达

到小数点后上亿位。

计算机的特点w\

•运算速度快

•计算精度高

•具有呼中功能、

•有逻相端’计算机不仅可以进行计总

•能进行N,还能把数据、结果、计算

机指令等信息存储起来。通

常用容量来衡量计算机的存

储记忆能力。计算机中的存

I储器容量可以很大。

计算机的特点w\

•运算速度快

•计算精度高

•具有记忆存储功能

•有逻狷判断功能

•能进彳计算机不但具有计算

能力，还具有逻辑判断能

力。由于能进行逻辑判断

,因而使得计算机能解决

各种不同的问题。

计算机的特点

•运算速度快

•计算精度高

•具有记忆存储功能

•有逻辑判断功能

•能进行自动控制___________________

由于程序和数据存储

在计算机中，一旦向计算

机发出指令，它就能自动

按规定步骤完成一系列的

I操作运算及输出结果C

计算机的分类

•按计算机的工作原理

数字计算机

模拟计算机

•按计算机的通途分

专用计算机

通用计算机

•按计算机的规模分类

巨型机、大型机、中型机

小型机、微型机、单片机

计算机的应用

Applications八

•科学计算(Scientificcomputing)

•数据处理(Dataprocessing)

•自动控制(AutoControl)

•计算机辅助设计和教学(CAD&CAI)

•人工智能(Al)

•多媒体(Multimedia)

1.2计算机组成与工作原理

F\

计算机由硬件系统和软件系统组成。

硬件系统:

软件系统：指挥计算机完成具体工作的程序和数据的总称。

计算机组成

计算机的基本结构

八

1

控

制

器-

-

;A-

▼输

输+-

出

运-

入

算

设-

设1

器-

备

备-

1-

-

外

21存

2储

内存储器器

数据流控制流---------

型号联想天骄S5000XP4630512160sV(W)

英特尔®奔腾®D处理器820处理器

S2.8G,2X1MB二级高速缓存，800MHz前端系统总线

营存类型DDRII

区存容量1G

极盘容量250G

硬盘类型7200转

驱类型DVD光盘刻录机

显示器类型液晶显示器

显示器尺寸20寸宽屏液晶显示器，支持1680X1050分辨率

1存容量256MDDRIIPCI-E高性能独立显卡

辎入/输出10M-100M集成网卡/1394接口/8合1读卡器/USB2.0接口/

USB光电鼠标/功能键盘

作系统正版Windows®XPSP2简体中文版操作系统

保修时间,方式三年上门服务

CPU

'运算器算术运算和逻辑运算

控制器计算机的神经中枢

主频：CPU主要的性能指标，单位一般是千兆赫兹

(GHz)o对于同种类的CPU,主频越高，CPU的速度

就越快，整机的性能就越高。

Next

双核处理器(DualCoreProcessor)

八

•CPU中心那块隆起的芯片就是核心，是

CPU最重要的组成部分，所有的计算、接

受/存储命令、处理数据都由核心执行

•双核处理器是指在一个处理器上集成两个

运算核心，从而提高计算能力

Next

摩尔定律

晶

体

管

数

1970197519801985199019952000

每18・24个月芯片能力增长一倍

Back

2存储器

存储器主要负责对数据和控制信息的存储，

是计算机的记忆单元。存储器分为内存和外

存两种。

内部存储器外部存储器

访问速度快访问速度慢

信息暂时性信息永久性

Back

2存储器——存储容量

位bit(BinaryDigits):存放一位二进制数,

即0或1,最小的存储单位

字节byte:8个二进制位为一个字节(B)。

最常用的单位。容量一般用KB、MB、

GB、TB来表示，它们之间的关系是：

1KB(Kilobyte)=1024B9

IMB(Megabyte)=1024KB.

1GB(Gigabyte)=1024MB9

ITB(Trillionbyte)=1024GB,其中

1024=21°

Next

2存储器——内存

A只读存储器ROM(ReadOnlyMemory):CPU对它们只取

不存，其信息用户无法修改。断电时信息不会丢失。ROM

中一般存放计算机系统管理程序。

B随机存取存储器RAM(RandomAccessMemory)(图)

存储器交换信息

C高速缓存(Cache):介于CPU与内存之间，速度比内存快。

CPUCache『RAMJ

V7

Q

2存储器——外存八

长期存放“暂时不用”的程序和数据。通

常外存不和计算机的其他部件直接交换数

据.只和内存交换和提_

Next

2存储器外存

硬盘的性能指标:转速(Rotationalspeed)是指硬?Inn

盘片每分钟转过的圈数,

PerMinute)这是起保护数据作用的磁

作的硬拧下头就在驱动臂

固定的螺丝口勺末端靠近盘J

并移开即可

看到下面的

这是带动磁头1

在盘片的切割

这个山多个线垂直方向作

运动的横梁，

盘片叠放在

形象的称其为

二起构成^r

湎柱体就是

盘体部分机联系在一起,

在盘体的中心这是带动驱

部位有一个带动臂作运动

动盘体做高速的寻道电机

波转的装置就/

反々矩弹簧

是主轴电机

Next

2存储器——外存

硬盘的内部结构，核心部分包括有磁盘盘片、硬盘存储数据的载体——盘片，它采用

主轴、读写磁头、传动手臂、传动轴等金属薄膜材料，存储密度非常高

Back

2存储器——外存

常见的有DVD刻录机、康宝(COMBO)

CD-ROM读取

CD-R写入

读取

CD-ROMCD-RW复写

・写入

CDRDVD-Rom读取

DVD-Rom读取DVD+R写入

目前售价约左右

260DVD+RW复写

目前售价约300左右

Next

3显卡及显存容量

•显卡

连接主机与显示器的接口卡

其作用是密主机的输出信息转换成字符、图形和颜色等信息，传送到

显示器上显不

显卡的性能好坏决定着机器的显示效果

•独立显卡

成独立的板卡存在，需要插在主板的AGP接口上

舞显撮就翻髓藕疆鬻髓;而且技术上领先于集成

•常用于中高端市场

•集成显卡

将显示芯片集成在主板芯片组中，在价格方面更具优势，但不具备显

存，需要占用系薪内存

常用于低端产品

•显存

显存大小决定了显示器分辨率的大小及显示器上能够显示的颜色数

Back

4输入输出设备

•输入设备：鼠标、键盘、扫描仪、摄像头

Back

5网卡

NetworkInterfaceCard,简称NIC,也称网络适配器,

是计算机与局域网相互连接的接口。

网卡的功能主要有两个：

一是将电脑的数据封装为帧，并通过网线（对无线网络来

说就是电磁波）将数据发送到网络上去；

二是接收网络上传过来的帧，并将帧重新组合成数据，发

送到所在的电脑中。网卡接收所有在网络上传输的信号，

但只接受发送到该电脑的帧和广播帧，将其余的帧丢弃。

然后，传送到系统CPU做进一步处理。

Back

6读卡器

•读卡器就是读取存储卡的设备

•目前在市面上比较常见的存储卡有SM卡

CF卡、MemoryStick（索尼记忆棒）、

MMC卡、SD卡、旧M微型硬盘，以及最

新的XD卡4

Back

7接口

•.en/2/lib/20051

2/02/20051202023_2.htm

Back

主板

•是安装在机箱中的最大的一块印刷电路板，是连接CPU、

内存、外存、各种适配器和外部设备的中心枢纽

总线

V\

・连接计算机中cpu、内存、外存和输入、

输出设备的一组信号线以及相关的控制电

路，是计算机中用于各个部件之间传输信

息的公共通道

・最普通的总线是PCI总线

V/

模拟组装w\

Flash演示

大学计算机基础

上课了，Let'sgo!

・计算机软件系统

软件：系统软件和应用软件。

(1)系统软件(SystemSoftware)

系统软件是指控制计算机的运行，管理计算机的

各种资源，并为应用软件提供支持和服务的一类

软件。系统软件通常包括操作系统、语言处理程

序、连接程序、诊断程序、数据库管理系统、。

系统软件---操作系统(OperatingSystem简称OS

对计算机软、硬件资源进行统一调度和管理的软件

A管理资源(Managingresources)

■■管理调度计算机的所有硬件和软件资源。

B用户界面(Userinterface)

■■提供了一个图形用户界面(graphicaluser

interfaceGUI),把一些被用户经常使用的操作用

图标(icon)来装示。

C运行程「(Runningapplications)

“大多数而操作系统支捋多任务(multitasking)。

Back

系统软件一一语言处理程序

定义：把各种语言源程序翻译成目标程序。

机底暹*

010101010101010101101()1010J01

01010101000100101010100101101

机器语言-能被机器直接理解,101011010101010100()1000101011

101010110101010101()0010010101

01010101010100101110101010101

10010101010110100101010101010

01110101010101000100101010101

执行的指令集合。低级语言10001000101011010101010110101

10100010010101110101010101000

汇编语言-用能反映指令功能的记编谦志

eax

Lesp-02h]

cbx

助记符表达。翻译成目标语言才ebx,HookExceptionNuBber+OSli+Olh;ZF-0

ebp.[ebx]

bp.[ebx-04h]

esi,MyExceptionHook©1[ecx]

esi

能被执行。低级语言[ebx-04h],si

esi,16

[ebx*02hl.si

高级语言-接近人类的表达方式,

编译方式

解释方式

Back

系统软件—连接程序

八

组合编译好了的目标程序，并把这些目标

程序装配成一个可执行程序的过程。

目

可

源

标

执

编程编连

程

行

辑序译接

序

程

序

系统软件——诊断程序

八

用于计算机系统的性能测试和系统

故障的诊断维护的系统程序。

V/

系统软件一数据库管理系统w\

管理数据库。能对数据进行存储、共享和处理。

如：Access,VisualFoxPro,SQLServer,

Oracle,Sybase

v/

应用软件

•数据处理软件

•文字处理软件

•表格处理软件

・计算机辅助工程应用

•实时处理软件

•计算机软件包等

V/

计算机组成

八

计算机工作原理

123八

•开机引导

BIOS

•概念

指令与指令系统

程序

•计算机执行指令的过程

取指周期与执行周期

•程序的执行过程

、、存储程序，自动执行

1.3计算机常用的数制及编码八

•数制：用一组固定的数字和一套统一的规

则来表示数目的方法。

・编码：采用少量的基本符号，选用一定的

组合原则，以表示大量复杂多样的信息的

技术。

V/

1.3计算机常用的数制及编码w\

基本概念

信息：数值、文字、语音、图形和图象等。

信息必须数字化编码，才能传送、存储和处理

4

常见的进制

•十进制

•八进制

・十六进制

•十二进制

•二进制

V7

进位计数制三要素八

数位：数码在一个数中所处的位置

基数：每个数位可以使用的数码总数

位权：一个数中每一位的计数单位称为权，

任何进制的数皆可以按权展开。

V)

N进制数

•有N种不同的数码符号

•逢N进一,

・整数部分第i位的位权为NiT,而小数部分

第j位的位权为N-j

V/

N进制与十进制的转换

•十进制D(Decimal)

321

(1011)D=1X10+0X10+1X10+1X10°

•二进制B(Binary)

321

(1011)B=1X2+OX2+1X2+1X20=(11)D

•八进制O(Octal)

321

(1011)o=1X8+0X8+1X8+1X80=(521)D

・十六进制H(Hexadecimal)

(1011)=1X163+0X162+1X161+1X16°=(4113)

H7

卜进制转N进制

八

•十进制数与二进制数之间的转换

余数

t最低位

整2|22—>0

2|彳—>1

数

215一1

部

212—>0

分

2|1-1

最高位

0

所以

(22)D=(10110)B

卜进制转N进制

八

•十进制数与二进制数之间的转换

0.8125

x2串►整

小最高位

1.6250一>1

数0.6250

x2

部1.2500―>1

0.2500

分x2

0.5000——>0

0.5000

1.0000最低位

所以(0.8125)D=(0.1101)B

二进制数转八进制数

八

•例：将二进制数

(11010110101.11101011101)B转换成八

进制数

整数：011010110101

3265------»(3265)0

小数：111010111010

7272——>(0.7272)o

所以(11010110101.11101011101)B=(3265.7272)0

八进制数转二进制数w\

6_____2___3____7_______._4___3____

~iiiii—

110010011111——>100011001

I

(6237.431)0=(11001001111.100011001)B

\/

二进制数转十六进制数

整数：0110100111111010

69FA-------»(69FA)H

小数:1011110110100100

丁丁丁丁

BDA4------->(O.BDA4)H

所以

(110100111111010.10111101101001)B=(69FA.BDA4)H

卜六进制数转二进制数w\

3AB11

001110101011——>00010001

(3AB.11)H=(1110101011.00010001)B

1.3.4常见的信息编码

CD码十进制BCD码

二一十进制编码00000

10001

20010

30011

举例：40100

(1209.56)D50101

=(0001001000001001.01010110)BCD

60110

(100100100011.0101)BCD70111

=(923.5)口81000

(1110011011.1)B

91001/

西文字符—ASCII码

八

♦(AmericanStandardCodeforInformation

Interchange)码，即美国信息交换标准代码,

♦国际上通用的是7位版本

128个元素

控制字符34,

阿拉伯数字10,

大小写字母56,

标点符号和运算符32

I

(3)机内码

•汉字内码

•一个汉字——2个字节

汉字机内码中两个字节的最高位均为“1”

•例:汉字“中”的国标码为

•5650H(0101011001010000)B

•机内码为

•D6D0H(1101011011010000)B

(5)字形码

0123456789101112131415十六1生制口

字库：所有字符的0□00300

1□□0300

形状描述信息集合2□□0300

3□□■0304

4□□□□□□□□□□□□□□□■FFFE

点阵字库和矢量字50300

60300

库70300

80300

点阵：16X16点阵、9■0380

10■0640

24X24点阵、11■0C20

12■■■1830

32X3213■••1018

14■•■200C

字库中存储了每个15•■■■■C007

汉字的字形点阵代

码

1.4多媒体技术基础

媒体：

»指用以存储信息的实体，如磁带、磁盘、光

盘和半导体存储器

»指多媒体技术中的媒体，即指信息载体，如

文本、声频、视频、图形、图像、动画等

多媒体技术：

»指利用计算机技术把各种信息媒体综合一体

化，使