第1章 计算机基础知识-1

第1章计算机基础知识2课程简介MSOffice，是Microsoft公司推出的办公套装软件，主要版本有MSOffice97/2000/2003/XP/2007/2010等，它包括Word、Excel、Access、PowerPoint等应用软件。MSOffice套装系列应用软件的运行平台是Windows。3第1章计算机基础知识1.1

概述1.2信息的表示与存储1.3计算机硬件系统1.4

计算机软件系统1.5多媒体技术简介1.6

计算机病毒及其防治1.7

计Internet基础及应用41.1概述世界上第一台计算机问世：电子数字积分计算机（ElectronicNumericalIntegratorAndCalculatorENIAC）于1946年，在美国宾夕法尼亚大学研制成功。1.1.1计算机的发展使科学家从奴隶般的计算中解放出来。ENIAC的问世标志着计算机时代的到来。1.1概述ENIAC缺点

一、没有存储器

二、用布线接板进行控制，电路连线繁琐耗时561.1概述

冯·诺依曼型计算机原理

二进制：计算机的程序和程序运行所需要的数据以二进制形式表示和存储。

程序存储，自动执行：程序和数据存放在存储器中，计算机执行程序时，无需人工干预，能自动、连续地执行程序，并得到预期的结果。71.1概述计算机发展的四个阶段(因采用的物理器件不同)第一代(1946~1959)电子管几千（次/秒）第二代(1959~1964)晶体管几万~几十万（次/秒）第三代(1964~1972)中、小集成电路几十万~几百万（次/秒）第四代(1972~至今)大、超大规模集成电路上千万~万亿（次/秒）81.1概述

我国计算机的发展

1956年诞生第一台电子计算机

1964年研制成第二代晶体管计算机

1971年研制成第三代集成电路计算机

2004年6月研制成功10万亿次高新能计算机“曙光4000A”

2009年研制成功我国首台千万亿次超级计算机“天河一号”，运算速度排名世界第五。91.1概述1.计算机的特点1)高速、精确的运算能力2012年6月公布的世界超级计算机排名显示，排名第一的IBM公司“红杉”(Sequoia)运算速度达到每秒16324万亿次浮点运算。

我国“天河一号”实测运算速度可达每秒2570万亿次浮点运算，排名世界第五。2)准确的逻辑判断能力

在信息检索方面，能够根据要求进行匹配检索。1.1.2计算机的特点应用和分类101.1概述3)强大的存储能力

计算机能够长期保存大量数字、文字、图像、视频、声音等信息。如：能够“记住”一个大型图书馆的所有资料。4)自动功能

计算机能够自动执行预先编写好的一组指令(称为程序)。工作过程完全自动化，无需人工干预，而且可以反复进行。5)网络与通信功能目前广泛应用的“国际互联网”(Internet)连接了全世界200多个国家和地区的数亿台各种计算机。网上的计算机用户可以共享网上资料、交流信息。111.1概述2.计算机的应用1)科学计算

科学计算主要是使用计算机进行数学方法的实现和应用。许多科研研究仍然需要大量的运算需求，如：著名的人类基因序列分析计划

气象预报前，对气象卫星云图数据进行处理。2)数据/信息处理

数据/信息处理也称为非数值运算。如：计算机在文字处理方面的应用。121.1概述3)过程控制

过程控制计算是指利用计算机对生产过程、制造过程或运行过程进行检测与控制，即通过实时监控目标对象的状态，及时调整被控对象，使被控对象能够正确地完成生产、制造或运行。过程控制广泛应用于各种工业环境中。4)计算机辅助

计算机辅助（或称为计算机辅助工程）包括：计算机辅助设计CAD、计算机辅助制造CAM、计算机辅助教育CAI、计算机辅助技术CAT、计算机仿真模拟Simulation。

计算机模拟和仿真是计算机辅助的重要方面。131.1概述5)网络通信

计算机技术和数字通信技术的融合产生了计算机网络。计算机网络极大地改变人们的生活和工作方式。6)人工智能

人工智能（ArtificialIntellibence,AI）是用计算机模拟人类的某些智力活动。其主要研究内容包括：自然语言理解、专家系统、机器人以及自动定理证明等等。141.1概述7)多媒体应用

多媒体是包括文本、图形、图像、音频、视频、动画等多种信息类型的综合。

多媒体技术是指人和计算机交互地进行上述多种媒介信息的捕捉、传输、转换、编辑、存储、管理，并由计算机综合处理为表格、文字、图形、动画、音频、视频等视听信息有机结合的表现形式。8)嵌入式系统

嵌入式系统（Embeddedsystem），是一种“完全嵌入受控器件内部，为特定应用而设计的专用计算机系统”。151.1概述3.计算机的分类（按性能、规模分类）1)巨型机：型机是指速度最快、处理能力最强的计算机，现在又称其为高性能计算机。2)大型通用机：大型通用计算机的特点是通用性强，具有较高的运算速度、极强的综合处理能力和极大的性能覆盖。3)微型机：微型机具有小、巧、轻、使用方便的特点，是目前计算机应用的主流。161.1概述4)工作站

工作站是一种高档微型计算机，它比微型机有更大的存储容量和更快的运算速度，通常配有高分辨率的大屏幕显示器及容量很大的内部和外部存储器，并具有较强的信息处理功能和高性能的图形、图像处理功能和联网功能。5)服务器

服务器通常以各种应用的服务提供者角色出现。

例如：服务器以作为网络的节点，存储、处理网上80%的数据、信息，因此被称为网络的灵魂。171.1概述3.计算机的分类（按用途分类）专用机和通用机3.计算机的分类（按处理数据的类型分类）数字计算机、模拟计算机、数字和模拟计算机181.1概述1.人工智能人工智能主要研究如何让计算机完成过去只有人才能做的智能的工作，核心目标是赋予计算机人脑一样的智能。例如：

模式识别中的指纹识别技术已经得到了广泛应用；

计算机辅助翻译极大地提高了翻译效率；

人工智能让计算机有更接近人类的思维和智能，实现人机交互，能够听懂人们说话，看懂人们的表情，能够进行人脑思维。1.1.3计算机科学研究与应用191.1概述2.网格计算

网格计算是专门针对复杂科学计算的新型计算模式，这种计算模式是利用互联网把分散在不同地理位置的计算机组织成一个“虚拟的超级计算机”，其中每个参与计算的计算机就是一个“结点”，成千上万个“结点”组成一张“网格”，所以称其为“网格计算”。网格计算有两个优势：(1)处理能力超强；(2)能充分利用网上的闲置处理能力。

将全世界的计算机联合起来协同工作，这视为21世纪的新型网络基础架构。201.1概述3.中间件技术中间件是介于应用软件与操作系统之间的系统软件。211.1概述4.云计算

云计算是分布式计算、网格计算、并行计算网络存储及虚拟化计算机和网络技术发展融合的产物。

云计算的核心思想是对大量用网络连接计算资源进行统一管理和调度，构成一个计算资源池向用户提供按需服务。提供资源的网络被称为“云”。

云计算的构成包括硬件、软件和服务。用户可用极低成本的终端设备，并支付相应的服务费用给“云计算”服务商，通过网络就可以方便地获取所需要的计算、存储等资源。221.1概述1.电子计算机的发展方向巨型化

巨型化是指计算速度更快、存储容量更大、功能更完善、可靠性更高、运算速度可达万万亿次/秒、存储容量超过几百T字节。2)微型化

微型计算机正在循序向便携机、掌上机发展的价格、方便的使用、丰富的软件，使其受到用户的青睐。1.1.4未来计算机的发展趋势231.1概述3)网络化

网络化是指利用现代通信技术和计算机技术，把分布在不同地点的计算机互联起来，按照网络协议互相通信，以共享软件、硬件和数据资源。4)智能化

智能化是指模拟人的感觉和思维能力。智能计算机具有解决问题和逻辑推理的功能，以及处理知识和知识库管理的功能等。241.1概述2.未来新一代的计算机1)模糊计算机：基于模糊理论，能够实现模糊的、不确切的判断进行工程处理的计算机。2)生物计算机：以生物元件构建的计算机。3)光子计算机：一种用光信号进行数字运算、信息存储和处理的计算机。4)超导计算机：用超导材料替代半导体材料制造的计算机。超导计算机具有能耗小、运算速度快的特点。5)量子计算机：基于量子动力学规律进行高速数学和逻辑运算、存储及处理量子信息的计算机。251.1概述

有：狭义电子商务和广义电子商务两种

参加主体将电子商务分为：企业间的电子商务（B2B）企业与消费者间的电子商务（B2C）消费者与消费者间的电子商务（C2C）非商务的电子商务（No-businessEC）企业内的电子商务（IntrabusinessEC）1.1.5电子商务

电子商务是一种崭新的商务手段，从根本上改变传统经济活动中的交易方式和流通方式。电子商务是现代信息技术和现代商业技术的结合体。261.1概述

信息技术≠现代信息技术1.1.6信息技术一般说，信息的采集、加工、存储、传输和利用过程中的每一种技术都是信息技术，这是一种狭义定义。26

信息技术不仅包括现代信息技术，还包括在现代文明之前的原始时代和古代社会中与那个时代相对应的信息技术。271.1概述2.现代信息技术的内容

信息基础技术新材料、新能源、新器件的开发和制造技术

信息系统技术感测技术、通信技术、计算机与智能技术和控制技术

信息应用技术信息管理、信息控制、信息决策而发展起来的具体技术群类281.1概述3.现代信息技术的发展趋势

数字化

多媒体化

高速度、网络化、宽频带

智能化291.2信息的表示与存储数据：数据是对客观事物的符号表示。如：数值、文字、语言、图形、图像等都是不同形式的数据。信息：是对各种食物变化和特征的反映，是经过加工处理并对人类客观行为产生影响的数据表现形式。信息是数据处理之后的结果，必须数字化编码，才能传送、存储和处理。信息具有针对性和时效性。1.2.1数据与信息301.2信息的表示与存储数据与信息的区别：数据是信息的载体，信息是数据

处理之后产生的结果。信息有意义，而数据没有。

例如：数据2、4、8、16、32是一组数据，本身是没有意义的，我们从中可以分析出是一组等比数列，很清楚的得到后面的数字，便赋予了意义，这就是信息。是有用的数据。311.2信息的表示与存储1.2.2计算机中的数据物理上容易实现，信息的存储更加容易，可靠性强，运算简单，通用性强ENIAC采用十进制

冯·诺依曼研制IAS时，提出了二进制的表示方法

二进制的优点321.2信息的表示与存储1.位(bit)

位(bit)是度量数据的最小单位。在计算机技术中用二进制表示数据，1位数据只能表示0和1两种代码。2.字节(Byte)

一个字节(Byte)由8位(bit)二进制数字组成。存储器容量通常以字节为单位(Byte,B)来描述：

千字节1KB=1024B=210B兆字节1MB=1024KB=220B吉字节1GB=1024MB=230B太字节1TB=1024GB=240B1.2.3计算机中数据的单位331.2信息的表示与存储3.字长

字长是指计算机一次能够同时处理的二进制位数，即CPU在一个机器周期中最多能够并行处理的二进制位数。字长是计算机(CPU)的一个重要指标，直接反映一台计算机的计算能力和运算精度。字长越长，计算机的处理能力通常越强。字长是字节的整倍数，如8位、16位、32位，发展到今天微型机的64位，大型机/巨型机已达128位。341.2信息的表示与存储1.西文字符的编码计算机中最常用的字符编码是ASCII（AmericanStandardCodeforInformationInterchange，美国信息交换标准交换代码），为国际标准。

国际通用的ASCII码是7位ASCII码，用7位二进制数表示一个字符的编码，共有27=128个不同的编码值，相应可以表示128个不同字符的编码。

计算机用一个字节（8个二进制位）存放一个7位ASCII码，最高位置为0。

1.2.4字符的编码351.2信息的表示与存储

7位ASCII代码表361.2信息的表示与存储2.汉字的编码一级汉字：3755个，按汉语拼音排列二级汉字：3008个，按偏旁部首排列由94个区号和94个位号构成每个汉字占两个字节国标码（GB2312-80）区位码371.2信息的表示与存储例“中”区位码（5448）转换为国标码（5448）D+区、位分别加32

=（8680）D十六进制形式（3630）H

＋（2020）H=（5650）H二进制形式（0011011000110000）+（0010000000100000）B=（0101011001010000）B区、位分别加32国标码ASCII表中的控制码

区位码转换为国标码1.2信息的表示与存储通过键盘输入汉字的输入码

输出汉字时，将汉字的机内码通过简单的对应关系转换为相应的汉字地址码；通过汉字地址码对汉字库进行访问，从字库中提取汉字的字形码，最后根据字形数据显示和打印出汉字。

将输入码转换为相应国标码，再转换为机内码。

就可以在计算机内存储和处理了。

383.汉字的处理过程信息具有针对性和时效性。1.2信息的表示与存储五笔字型法、郑码输入法等语音、手写输入或扫描输入等

全拼、双拼、微软拼音、自然码和智能ABC等

为将汉字输入计算机，利用计算机标准键盘上按键的不同排列组合来对汉字的输入进行编码39音码类形码类其他

1)汉字输入码1.2信息的表示与存储汉字在计算机内部进行存储、处理的代码汉字内码：2个字节存储每个字节最高位置“1”

目地：区分于ASCII码方法：汉字的国标码＋8080H“中”字的国标码转换为汉字内码：国标码（5650）H＋（8080）H＝（D6D0）H

或：（

0101011001010000）+（1000000010000000）=1101011011010000

2)

汉字内码40例411.2信息的表示与存储用于汉字在显示屏或打印机输出。通常有两种表示方式：点阵和矢量表示方式。

汉字字形码——汉字字形点阵的代码16×16点阵显示汉字，需要多少存储空间？

计算16×16／8=32字节4.

汉字字形码

411.2信息的表示与存储输出设备输出汉字时，必须通过地址码字形信息是按一定顺序连续存放在存储介质上，所以汉字地址码大多是连续有序的，与汉字内码间有着简单的对应关系，以简化汉字内码到汉字地址码的转换。汉字库中存储汉字字形信息的逻辑地址码425.

汉字地址码1.2信息的表示与存储通用多八位编码字符集UCSUnicode国际编码标准扩充汉字内码规范GBK繁体汉字编码标准IG5436.其他汉字内码1.3计算机硬件系统

运算器又称算术逻辑部件（ArithmeticandLogicUnit，ALU）

主要用于算术运算和逻辑运算。内部结构：ALU、寄存器、控制电路执行操作：算术运算（+-×÷）、

逻辑运算（与或非）、

移位操作（左移、右移）性能指标：字长和运算速度。1.3.1运算器441.3计算机硬件系统1.3.2控制器45控制器：指挥和协调计算机各部件有自动、

协调地工作。内部结构：指令寄存器(IR)、指令译码器(ID）、

操作控制器（OC）和程序计数器（PC）。1.3计算机硬件系统46机器指令：按照一定格式构成的二进制代码串。执行过程：操作码源操作数（或地址）目的操作数地址分析指令产生控制信号执行指令自动取下一条指令1.3计算机硬件系统1.3.3存储器47存储器——帮助计算机记忆信息存储器是存取程序和数据的部件。

类型划分：依据CPU是否可以直接访存将存储

器划分为内存和外存。

1.3计算机硬件系统48

内存可以被CPU直接访问。内存容量小、速度快、掉电后RAM信息全部消失。

内存只读存储器随机存储器高速缓冲存储器可读可写，掉电消失只读不写，掉电不失速度快于内存，容量小于内存1.内存1.3计算机硬件系统49

2.

外存1）硬盘

硬盘是主要的外部存储设备内部结构：硬盘是由磁盘片、读写控制电路和驱动机构组成。空气过滤片主轴磁头转动装置磁盘控制器磁盘片磁头磁头臂SCSI接口，电缆的另一端连接到主板的SCSI接口电源接口1.3计算机硬件系统50工作原理：根据电磁学原理，