大学计算机文化基础

大孽封售机攵化基础

杭州商学院计算机系

RenWuling

Copyright2001,2002

第一章计算机基础知识

计算机基础知识

•电子计算机(ElectronicComputer)又称电脑(computer),

年代。

♦本章主

-计算机的一些基础知识，通过本章的学习，了解计算机的发

展、胃寺点及用途;

-了解计算机中使用的数制和各数制之间的转换；

-弄清计算机的主要组成部件及各部件的主要功能；

-了解多媒体计算机、计算机病毒和计算机产业及其主要产品

等基本知识。

/

2001-10-283

信息社会与计算机文化

计算机文化。

•计算机文化(ComputerLiteracy)是相对于人类传统文化(第一

文化)而言的第二文化。计算机诞生后，信息的交流和传播起了

质的变化，产生了计算机文化。文化是知识的代名词。

•计算机文化是信息时代的文化，同时它又作为一种全新的生产力

,推动了人类社会的飞速发展。

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信息社会与计算机文化

•在人类历史发展的长河中，曾经历了农业社会和工业社会两大阶

段.目前乜进入信息社会。W

•信息是构成世界的三大要素之一，信息的处理及交流传播一直对

人类的生产、生活及思维活动起着至关重要的作用。

•在信息社会之前，人类曾经历了四次信息革命

_第一次信息革命是语言的创造及使用；

-第一次信息堇金是文平的他孙

一第二次焦a革皿里刷家的发明;

-第四次信息革命是电话、广播和电视的发明和使用。

•以信息技术为核心的信息革命，则是内容更广泛、影响更深远的

一次信息革命。

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信息社会与计算机文化

•信息社会的特征

信息社会以大量采集、存储、加工、生产、传播及利用信息为主

要特征，

-信息成为重要战略资源

-信息产业成为社会最重要的产业

-信息网络成为社会的基础设施

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计算机的诞生和发展概况

•第一台计算机的诞生

-世界上第一台计算机是1946年2月在美国诞生，它的名字叫ENIAC（

译作“埃尼克”），是一台电子数字积分计算机。由美国宾夕法尼亚

大学的物理学家莫奇利（JOHNW.MAUCHLY）和埃克特（J.PRESPER

ECKERT）领导的研究小组设计制造的，该机用于美国陆军部的弹道

研究实验室。它的诞生宣告一个新的时代——电子计算机时代的到

来。

-ENIAC是世界上第一台投入运行的电子计算机，但它还不具备现代计

算机主要原理特征（存储程序和程序控制原理）。

笫一台设计具有存储程序功能的计算机叫EDVAC（译作“埃德

瓦克”）。与ENIAC相比，它的主要改进有两点：采用了两进制和使

用汞延迟线作存储器。EDVAC从1946年开始设计，于1950年研制成功

2001-10-28

计算机的诞生和发展概况

•计算机发展简史

-第一代——电子管计算机(约在1946〜1957年)

*主要特征：使用电子管作为电子器件，用光屏管或汞延时电路

作存储器，输入输出主要采用穿孔纸带或卡片。软件还处于初

始阶段，几乎没有4千么系统软件。

用途：主要用于科学计臬3

总代表产品：UNIVAC——I(UNIVERSALAUTOMATICCOMPUTER)

◎缺点：体积大、耗电多、运算速度低、成本高、使用不方便。

2001-10-28

计算机的诞生和发展概况

•计算机发展简史

-第二代——晶体管计算机（约在1958〜1964年）

*主要特征：使用晶体管作为电子器件，用磁性材料制成的磁芯

和磁鼓作存储器，输入输出主要采用磁带和磁盘。软件有了较

大的发展，产生了FORTRAN（1957年）、COBOL（I960年）、

ALG0L60、PL/1等高级程序设计语言和批量处理系统。

逐渐用于，业控制。全

◎代表产品：IBM公司的IBM7090、IBM7094、IBM7040、IBM7044

*优点：体积大大缩小、耗电少、运算速度加快、内存容量增加

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计算机的诞生和发展概况

•计算机发展简史

-第三代——集成电路计算机（约在1965〜1970年）

嘉生使用中小规模集成电路作为计算机电子器件，用半

导体作主存储器。软件有了更进一步的发展，有了标准化的程

序设计语言和人机会话式的BASIC语言。

期用途：除了用于科学计算外，还用于企业管理、自动控制、辅

京代表产品：IBM公司的IBM360（中型机）、IBM370（大型机）

、DEC公司的PDP—H系列小型计算机等。

-------或耗上靠牲知运箕速城

氤二

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计算机的诞生和发展概况

•计算机发展简史

-第四代——大规模、超大规模集成电路计算机（约在1971〜至今）

。主要特征：采用集成度为上千甚至上万的大规模、超大规模集

成电路作为计算机主要功能部件，用集成度更高的半导体存储

器（16K、64K）作主存储器，输入输出除入采用磁带和磁盘外

,还引进入光盘。软件配置空前丰富，软件系统工程化、理论

化，程序设计自动化，是软件方面的主要特点。

电用途：应用已经涉及到国民经济的各个领域，已经在办公自丈

化、数据库管理、图像识别、语音识别、专家系统等众多领域

中大显身手，并且进入了家庭。

*优点：体积进一步缩小、性能进一步提高，机器的性能价格比

大幅度上升。

2001-10-28

微型计算机

•微型计算机的定义

以微处理器为核心，加上用大规模集成电路做成的RAM和ROM存储器芯片

、输入输出接口芯片等组成的计算机称为微型计算机。

•微型计算机的分类

微型计算机的种类有很多，常见的分类方法有以下四种:

按字长分：可分为8位机、16位机、32位机和64位机等

按结构分：单片机、单板机与多芯片机、多板机

按用途分：工业控制机和数据处理机

按CPU芯片分：INTEL系列（8088/8086、80286、80386、80486、

PENTIUM、PENTIUMPRO）和非INTEL系列机。

2001-10-2812

微型计算机

f型甘簟朝发展

典型产品：INTEL4004和INTEL8008

期第二代微处理器（1973~1977年）

典型产品:INTEL8008、M6800、Z80等

总第三代微处理器（1978〜1980年）

典型产品：INTEL8086、M68000、Z8000和INTEL80286,M68020,

Z80000等

*第四代微处理器（198「至今）

典型产品：INTEL386、INTEL486,M68030等

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计算机的特点

计算机的特点

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计算机的性能指标

•主频

即口寸钟频率，计算机CPU在单位时间内发出的脉冲数。主频的单位

是兆赫兹MMH0三

•字长

计算机的运算部件能同时处理的二进制数据的位数。

•内存容量

内存储器中能存储的信息总字节数称为内存容量。

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计算机的性能指标

•存取周期

连续启动两次独立的“读”或“写”操作所需的最短时间。

•运算速度

计算机每秒所能执行的指令的百万条数，单位是MIPS,取决于指令

的执行时间。

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计算机的性能指标

I里安•他

磔位：存储器中最小的存储单位，用来记存一位二进制信息，以

一b表示。二

期字节：八位二进制信息称为一个字节，字节是计算机内外存之

间交换信息的最小单位，以B表示。・

w字：CPU对内存进行操作时，通常将若干个二进制位誉为N

整体存入或取出，这组二进制代码称为一个字，其包含的二进

制个数称为字长。

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计算机的应用领域

•科学计算

•数据处理（信息处理）

•过程控制（实时控制）

争算机辅助系统

-计算机辅助教学（CAD

-计算机辅助设计（CAD）

-计算

―-讦算机辅助测试（CAT）-----

计算机集成制造系统（CIMS）

•计算机通信

・人工智能

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计算机的运行基础

数制（进位计数制）：人们利用符号来计数的方法

_数值数据，如：+25,-365

非数值数据，如：各种字母、符号

常用的进位计数制

数码：用不同的数字符号来表示一种数制的数值，这些数字符号称为“数码”。

基：数制所使用的数码个数。

权：某数制每一位所具有的值。

带十进制(DecimalSystem)

米二进制(BinarySystem)

带八进制(OctareSystem)

W十六进制(HexadecimalSystem)

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计算机的运行基础

•注意点：在书写进位计数制时，往往在数字后面加上2、8、10、16,或用

字母符号B（二进制）、O（八进制）、D（十进制）、H（十六进制）来

表示该数是哪种进制的数。

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计算机的运行基础

•二进制数的运算规则

在计算机中，采用二进制数来实现各种算术运算和逻辑运算。

(1)、算术运算规则

◎加法运算规则

期减法运算规则

而加

例：1011-1101=-(1101-1011)=-0010

◎乘法规则

W除法规则

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计算机的运行基础

（2）、逻辑运算规则

逻辑运算是在对应的两个三进制数位之间进行的，不存在算术运算中的进位或借位。

密逻辑非运算（一）

逻辑非运算对每位的逻辑值取反。

密逻辑与运算（A）

规贝|J：0八0=00A1=01A0=01Al=l

密逻辑或运算（V）

规贝I」：0v0=0Ovl=l1v0=l1vl=l

密逻辑异或运算（㊉）

逻辑异或运算实现按位加的功能，只有当两个逻辑值不相同时，结果才会是1。

规则：0㊉0=00㊉1=1100=11㊉1=0

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计算机的运行基础

•信息在计算机内的表示

1、二进制数的原码、补码和反码表示

机器数：一个数在计算机中的表示形式。

真值：机器数所对应的原来数值。

(1)、原码

◎原码表示的规则：符号位用0表示正数，用1表示负数，数值部

。注意点：0的原码不唯一，有“正0”和“负0”之分

[+0]原=00000000[-0]^=10000000

磔表示范围：-127〜+127

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计算机的运行基础

(2)、补码

W补码的表示法：正数的补码与其原码相同，负数的补码

是把其原码除符号位外的各位先求其反码，然后在最低位

力口人=

----专一0，的隆卜码睢^

祖路野O*=EOb=MOOOOOO

。补码值转成真值的方法：若符号位为0,则符号位后的二

进制数就是真低棚将符号翎割

的二进制代码逐位取反，再在末位加1,所得结果为真值

,且为负。

卷表示范围：-128〜+127

-_____________________________________________________________________________________________________

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计算机的运行基础

(3)、反万马

*反码是对一个数的求反。正数的反码就是这个数本身，负

数的反码等于其绝对值各位求反。

例:[1101]反=1101[-1101]反=0010

◎[+0]反=00000000[—0]反=11111111

。表示氾围:-127〜+127

(4)、符号位

机器数的另一个特点是符号位数字化。把最高位定义为符号位，符号位

为0,则为正数；符号位为1,该数为负。

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计算机的运行基础

2、定点数和浮点数

定点数和浮点数是指在计算机中小数点位置是固定的，还是浮动的。如果小数点位置

周^耳霜点数L否则为浮点数.

=0^；=^^表示法

在定点表示法中，小数点通常有两种形式：

期纯小数表示法：把小数点的位置固定在数的最高位之前。

符号位数值部分

计算机的运行基础

计算机的运行基础

3、计算机中字符的表示万法

计算机中的字符，是用7位二进制编码来表示的，并且经常用一个字节来保存这个

二进制数。通用编码方案是ASCII码。

汉字在计算机申是用连续的两个字节来编码的。

4、信息在计算机中的存储地址

期存储元：二个二进制位就是一个存储元，是用一种叫做触发器

的电子器件来实现的。!

期存储单元：能存储八位二进制代码信息的物理器件。

裁baa单元都曼三废编曼称为她化

计算机硬件基础

、计算机系统的硬件组成

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。

1、硬件：构成计算机的物理装置，是看得见、摸得着的一些实实在在的

有形实体。计算机的硬件由输入设备、输出设备、运算器、存储器和控制

器五部分组成。

裸机：只有硬件而没有任何软件支持的计算机。

2、软件：计算机运行需要的程序、数据和有关的技术文档资料。软件通

常分为系统软件和应用软件两大类。

2001-10-2833

计算机硬件基础

步骤数据数据计算结果

输入设备存储器三输出设备

原始不

数据数控制控制

据信号信号

V控制I一

运算器,控制器

信号=

图1-2以存储器为中心的计算机组成框图

（微机组成框图）

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计算机硬件基础

（一）、输入输出设备和外部设备

1、输入设备：

功能：把原始数据和处理这些数据的程序通过输入接口输

入到让算机的存储器中。

常见的输入设备：键盘、鼠标

其它输入设备：图形数字化仪、光笔、条形码阅读器、磁

盘驱动器以及各种模-数（A/D）转换器。

2、输出设备

能:输出计算机的处理结塞______________________

常用的输出设备有：显示器、打印机、绘图仪、磁盘驱动

器和数-模（D/A）转换器。

3、I/O设备

输入设备和输出设备统称I/O设备。键盘和显示器是每台微型计算机必备的

I/O设备。

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计算机硬件基础

广字符输入设备：键盘、条形码阅读器

广输入设备卜图形输入设备：鼠标器、图形数字化仪、操纵杆

k图象输入设备：摄像机、扫描仪、传真机

模拟输入设备：声音、模数转换器

,甘打“活字式3阵针式七―

产打印机

外L非击打式：激光式、喷墨式、热敏式

部

设-输出设备「平板式

修绘图仪「滚筒式」

备

广字符显示器

昨显示器,图形、图象显示器

1液晶显示器、等离子显示器

产硬磁盘存储器

作磁盘存储器

）外存储器L软磁盘存储器

,磁带存储器

＞通信设备'光盘存储器

4输入输出处理机

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计算机硬件基础

（二）、存储器

计算机用来存放程序和数据的记忆部件，是计算机各种信息存放和

交流的中心。它的基本功能是在控制器的控制下按照指定的地址存入和取

出信息。

1、儿个重要概念：

白位：^用来记存一位

0或1）O

*字节：八位制信息称业十字节，字节痣选算机内处在

之间交换信息的最小单位，以B表示。

期存储单元：能存储八位二进制代码信息的物理器件。

2001-10-2837

计算机硬件基础

。地址：每个存储单元都有三个编号，此编号称为地址。

一个整体存入或取出，这一组二进制代码称为一个字，其包

含的二进制个数称为字长。^3

Q存储容量：存彳的元的总的』te储容留的单位

是KB,MB与GB。

1KB=1O24字节（B）

1MB=1O24KB

1GB=1O24MB

2001-10-2838

计算机硬件基础

2、存储器分类

存储器可分为两大类：内存储器和外存储器。

标内存储器（主存储器）：由CPU直接访问的存储罂，它存放现在运

行的程序和数据，也可以存储计算的结果或中间结果。

ROM：只读存储器

内存储器

RAM：随机存取存储器

2001-10-2839

计算机硬件基础

期外存储器（辅助存储器）：用来存储大量的暂时不参加运算或处理

的数据和程序。

年再L硬盘

L磁盘4g

A磁表面存储器一」软盘I

外存储器f磁带

只读光盘_____

A光存储器次型光盘

可重写型光盘

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运算器的功能:

1、实现对数据的算术运算和逻辑运算。

2、暂时存放参与运算的数据和某些中间运算结果。

3、挑选参加运算的数据，选中要执行的运算功能，并把运算结果送到所要

求的部件中。

（四）、控制器

是计算机的控制中心，用来实现计算机本身运算过程的自动化。

2001-10-2841

计算机硬件基础

二、计算机的工作原理

1、指令和程序

期指令：计算机完成某个基本操作的命令，通常由一串二

进制数码组成，包括两方面的信息：操作码和地址码。

W程序：由二系列指令组成，为解决某二问题而设计的一

系列排列有序的指令的集合。

2、存储程序和程序控制原理

存储程序和程序控制原理是计算机能够自动完成运算或处理过程的基础。

3、计算机的工作过程

计算机的工作过程可以归纳为五步。

2001-10-2843

计算机硬件基础

、微型计算机系统的硬件配置

1、微型计算机硬件系统的基本配置

目前国内使用的微型计算机硬件系统的基本配置为:

*CPU：Pentiumin或PentiumIV

期内存：256MB

W外存：1个软驱（1.44MB）、二个硬盘（几十G）、三个光盘

葭键盘：KTOtO27to4标准键盘

期显示器：VGA或SVGA,TVGA彩色显示器

*打印机：喷墨打印机或激光打印机

2001-10-2844

计算机硬件基础

四、微机常用的输入输出设备

（一）、键盘

键盘是微机系统必配的基本输入设备。它通过一根5芯的接口电缆和主机相

连接，用以向主机输入数据和程序。

1、键盘的分类

1）按键数分，可分为:

◎86键键盘

◎101键键盘

4104键键盘

*Win98键盘

2001-10-2846

计算机硬件基础

2）按键盘的形式可分为:

空无线犍盘一―

白带托键盘

*USB接口键盘

*多功能键盘

2、104键键盘使用介绍

该键盘共有四个键区:

1）功能键区：F1-F12

2001-10-2847

2001-10-2848

计算机硬件基础

（二）、鼠标

鼠标是目前二些常用软件和图形系统中采用的方便、灵活一、可靠的输入

设备。鼠标按其工作原理可分为以下几类:

1、机械式鼠标

2、光电式鼠标

3、半机械半光电式鼠标

4、网络鼠标

2001-10-2849

计算机硬件基础

2001-10-28

计算机硬件基础

2、软磁盘存储器（软盘）

1）、软盘的分类

软盘主要有5.25英寸和3.5英寸两种。

按存储面数和存储信息的密度分，可分为以下几种:

单面单密度盘（SS,SD）单面双密度盘（SS,DD）

双面单密度盘（DS,SD）双面双密度盘（DS,DD）

单面高密度盘（SS,HD）双面高密度盘（DS,HD）

2）、软盘片结构:

磁头读/写窗口

写保护缺口

2001-10-2854

2001-10-2855

计算机软件基础

一、计算机软件的分类

1、计算机软件的含义

计算机软件是指在计算机硬件上运行的各种程序以及有关的文档资料。

程序：用某种特定的符号系统（语言）对被处理的数据和实现算法的过程进

行描述，通俗地说就是用于指挥计算机执行各种动作以便完成指定任务的指令集合。

计算机软件系统可分为系统软件和应用软件两大类，如图1-8所示:

2001-10-2857

计算机软件基础

广操作系统j—＞汇编程序

f语言处理程序一

一系统软件

If----一检查、诊断排错程序，

—►支J持M〃服区刀务程土/序4-

―防田二、病厂二毒三E程不门序

►—

■库管理系统・

厂用户程序3■

1用软件包/

图1-8计算机的软件系统

2001-10-2858

计算机软件基础

2、系统软件

系统软件是计算机系统必备的软件，主要功能是管理、监控和维护计算机资

源（包括硬件和软件），以及开发应用软件。系统软件包含以下四方面的内容:

1）操作系统：操作系统是系统软件的核心，其主要功能是管理计算机所有

的硬件和软件资源，对计算机的工作流程进行合理的组织。如DOS、UNIX和

Windowso

2）语言处理程序：它的基本功能是把面向用户的高级语言或汇编语言编写

的源程序翻译成机器可执行的程序。

2001-10-2859

计算机软件基础

3）系统支持和服务程序（工具软件）：

4）数据库管理系统：主要用来建立存储各种数据资料的数据库，并进行

操作和维护。

3、应用软件

为解决计算机各类应用问题而编制的软件称为应用软件。又可分为：

I）用户程序：用户为了解决自己特定的具体问题而开发的软件。

2）应用软件包：是为实现某种特殊功能或特殊计算，经过精心设计的

独立软件系统，是三套满足同类应用的许多用户需要的软件。

2001-10-2860

计算机软件基础

二、计算机语言知识

1、计算机语言（程序设计语言）的分类

计算机语言是编写计算机程序所用的语言。它分为三种类型：机器

语言、汇编语言和高级语言。

1）、机器语言——第一代语言

机器语言是直接用计算机指令作为语句与计算机交换信息的语言，

是一种二进制语言。

京指令：计算机每一条最基本的操作称作指令。指令i

码和地址码组成。

期指令系统：一台机器所有指令的集合称作该机器的指令系统。

2001-10-2861

计算机软件基础

2）、汇编语言——第二代语言

和机器语言基本上一一对应，表示方法作了根本性改进，用一种

助记符来代替操作码，用符号来表示操作数地址（地址码）。

低级语言：机器语言和汇编语言称为低级语言。

3）、高级语言——第三代语言

面向问题求解过程的语言。如BASIC、FORTRAN.PASCAL>C等。

智能语手第四代语言：面向对象的语言。

2001-10-2862

计算机软件基础

2、语言处理程序

1）、汇编程序

汇编程序是把方:编语言源程序翻译成机器可执行的由机器语言表示的H标程

序的翻译程序，其翻译过程叫汇编。

2）、解释程序

解释程序接受用某程序设计语言编写的源程序，然后对源程序中的每个语句

进行解释并执行，最后得出结果。

3）、编译程序

将用高级语言所编写的源程序翻译成与之等价的用机器语言表示的目标程序

的翻译程序，其翻译过程称为编译。

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计算机病毒(ComputerVirus)：是蓄意编制的一种特殊的寄生性计算机程

序，它能在计算机系统中生存、自我复制并传播，给计算机系统造成严重的损害乃至

破坏。

2)、计算机病毒的危害

计算机病毒对计算机系统的工作有极大的干扰和破坏作用。如使有的程序不

3)、计算机病毒产生的原因：

2001-10-2864

计算机安全基础

三