计算机文化基础-基础知识

计算机文化基础基础知识模块描述基础知识基础知识

本模块任务和涉及的操作技能任务要求任务1.1 了解计算机的基本概念什么是计算机？现代计算机是如何产生的？我们身边经常接触到哪些种类的计算机？本任务我们将回顾电子计算机的发明过程，帮助你建立对计算机的基本认识，了解现代计算机的结构，懂得何谓“程序控制”和“五大部件”。通过对计算机发展阶段和分类的介绍，使你了解计算机的历史和各类计算机的应用范围。任务1.1 了解计算机的基本概念1.1.1 计算机的概念和诞生“计算机是接收、处理和提供数据的一种装置”——《高级汉语大词典》这是否是现代计算机的准确定义？任务1.1 了解计算机的基本概念1.1.1 计算机的概念和诞生1.早期的计算机早期计算机已包含有运算器和控制器，能够实现自动或半自动计算。具备运算器和控制器，能够自动完成运算的设备就是现代计算机吗？莱布尼兹发明的乘法计算机任务1.1 了解计算机的基本概念1.1.1 计算机的概念和诞生2.可编程的计算机现代计算机是一个智力的工具，其核心是可编程。使用相同的程序，不同的数据就会有不同的运算结果。同样，人们可以根据需要编写各种不同的程序来解决各种问题。相关知识点任务1.1 了解计算机的基本概念程序（program）“program”是为实现特定目标或解决特定问题而用计算机语言编写的命令序列的集合。在港台则翻译为“程式”。任务1.1 了解计算机的基本概念1.1.1 计算机的概念和诞生3.智能化与逻辑运算计算机的智能表现在哪里？智能的基本表现为具备逻辑判断和处理能力。计算机被称为“电脑”更重要的特点是具备逻辑判断和处理的能力。阿兰•图灵任务1.1 了解计算机的基本概念1.1.1 计算机的概念和诞生4.ENIAC1946美国陆军和宾西法尼亚大学联合向世界宣布ENIAC的诞生。ENICA是历史上第一台通用的、完全电子化的计算机。ENIAC任务1.1 了解计算机的基本概念1.1.1 计算机的概念和诞生5.EDVAC1952年由冯•诺伊曼设计的电子计算机EDVAC在美国问世。EDVAC是遵照冯•诺伊曼结构制造的第一台现代电子计算机。冯·诺伊曼和EDVAC任务1.1 了解计算机的基本概念任务1.1 了解计算机的基本概念1.1.2现代计算机的模型2.二进制电子设备使用二进制成本低而且稳定性好。在现代计算机模型中，任何需要处理的数据，包括计算机的程序，必须经过转换后以统一的二进制形式存储。3.存储程序程序和数据都是以二进制形式存储在同一个存储器中。任务1.1 了解计算机的基本概念第一代第二代第三代第四代起迄年份1946～19571958～19641965～19701971～今电子器件电子管晶体管中、小规模集成电路大规模、超大规模集成电路内存水银延迟线磁芯存储器半导体存储器半导体存储器外存穿孔卡片、纸带磁带磁带、磁盘磁盘、光盘等软件汇编语言管理程序程序设计语言操作系统高级语言数据库网络软件处理速度（指令数/秒）几千条几百万条几千万条几亿条以上应用范围科学计算科学计算数据处理逐步广泛应用普及到社会生活各方面任务1.1 了解计算机的基本概念第一代IBMPC机任务小结任务1.1 了解计算机的基本概念按照冯•诺依曼的定义，现代电子计算机是一种可以接收输入、处理数据、存储数据并可产生输出的装置。计算机系统由运算器、存储器、控制器、输入和输出设备五大部件组成；程序由一组计算机能够识别并能执行的操作命令组成，计算机在程序的控制下完成对二进制数据的操作。任务要求任务1.2掌握数据的表示计算机是处理数据的机器，现代计算机数据的组织必须使用二进制。在本任务中我们将学习二进制数的表示方法以及与其他进制数之间的转换方式。现实世界有各种各样类型的数据，不同类型的数据需要编码为二进制形式才能被计算机处理，本任务中着重学习中英文编码的方式。任务1.2掌握数据的表示1.2.1数值数据的表示1.进制数的概念人们用不同的规则来记录不同的数量，当数量超过一定值的时候需要按进位的方法进行计数。任意一个十进制数都可以用以下数学表达式来表示，这种用数学表达式来表示不同进制数的方法称为“按权展开”。相关知识点任务1.2掌握数据的表示数制数制是用一组基本符号和一定的使用规则表示数的方法。在进位记数的数字系统中，如果只用r个基本符号表示数值，则称其为r进制，r称为该数制的基数。在数制中，各个符号在不同的位置，代表的实际数值意义不同，一个数字在某个固定位置上所代表的值称为权（位权）。r数制的进位方法是“逢r进一，借一当r”。任务1.2掌握数据的表示1.2.1数值数据的表示2.二进制数据的表示二进制数的特点为：①二进制的基数为2；②只有0和1两个数字符号；③二进制数中在n位的位权为2n-1；④进位方法为“逢二进一，借一当二”。任务1.2掌握数据的表示1.2.1数值数据的表示3.二进制的存储单位

①bit（位）：表示可存储一位的二进制信息；

②Byte（字节）：由八个bit组成。

③Word（字）：由两个字节组成；

④DoubleWord（双字）：由四个字节组成；

⑤更高的存储单位包括KB（千字节）、MB（兆字节）、GB（吉字节）、TB（太字节）等。任务1.2掌握数据的表示1.2.1数值数据的表示4.程序设计中常用的其它进制数（1）八进制

八进制数的特点是有0、1、2、……、7等八个数字符号，进位方法为“逢八进一，借一当八”。（２）十六进制

十六进制数的特点是有0、1、2、……、9，A、B、C、D、E、F等共十六个数字符号，进位方法为“逢十六进一，借一当十六”。任务1.2掌握数据的表示1.2.2字符数据的表示1.ASCII码ASCII码作为英文字符的编码标准，是一种国际通用的信息交换用标准代码。ASCII码是一种7位的二进制编码，在计算机的存储器中通常用1个字节（8位二进制数）来存储，一般使用低7位为字符的ASCII码，最高位为0，可表示27=128个不同的字符。任务1.2掌握数据的表示000000010010001101000101011001110000NULDLESP0@P`p0001SOHDC1!1AQaq0010STXDC2“2BRbr0011ETXDC3#3CScs0100EOTDC4$4DTdt0101ENQNAK%5EUeu0110ACKSYN&6FVfv0111BELETB‘7GWgw1000BSCAN(8HXhx1001HTEM)9IYiy1010LFSUB*：JZjz1011VTESC+；K[k{1100FFFS,<L\l|1101CRGS－=M]m}1110SORS．>N^n~1111SIUS/?O_oDEL任务1.2掌握数据的表示1.2.2字符数据的表示2.汉字的编码通常，计算机汉字的处理一般包括汉字编码的输入、汉字的存储和汉字的输出等处理阶段，在不同的处理阶段所需要使用不同的编码方法。（1）汉字输入码

主要可分为三大类：数字编码、拼音编码和字形编码。任务1.2掌握数据的表示1.2.2字符数据的表示2.汉字的编码（２）汉字内部码

是汉字在设备或信息处理系统内部最基本的表达形式，是设备和信息处理系统内部存储、处理、传输汉字用的代码，也称机内码或简称内码。

GB2312-80标准规定：一个汉字用两个字节表示，每个字节只用低7位，最高位为“0”。任务1.2掌握数据的表示任务小结任务1.2掌握数据的表示任务要求任务1.3

掌握微机的硬件结构本任务将介绍计算机的硬件系统组成，由于微型计算机是目前用户最常使用的计算机类型，其中PC机是微型计算机的主流产品，本任务中要求掌握的硬件知识以PC机为主。本任务中的涉及到原理的部分内容比较复杂，但有助于初学者深入理解计算机原理。只有首先熟悉计算机的内部组成，才能更好地使用计算机。任务1.3

掌握微机的硬件结构1.3.1 主板主板是微机系统中最大的一块电路板，是计算机配件和外设控制与数据信号传输的平台。CPU等硬件和外设通过主板有机地组合成一套完整的系统。主板任务1.3

掌握微机的硬件结构1.3.1主板主板上主要的部件包括以下几种：芯片组CPU插槽内存条插槽串行接口和并行接口总线扩展插槽BIOS与CMOS台式机主板外接接口任务1.3

掌握微机的硬件结构1.3.2 CPUCPU是微型计算机的核心，也是决定计算机性能的最重要的部件。它是一个大规模集成电路芯片，通过专门的CPU插座安置在主板上。CPU相关知识点任务1.3

掌握微机的硬件结构运算速度：计算机每秒能够执行指令的数量，取决于指令的执行时间。运算速度是衡量计算机水平的一项最主要的指标，其常用单位是MIPS（百万条指令每秒）和BIPS（十亿条指令每秒）。运算速度不仅仅由CPU的主频决定，CPU的结构、类型等因素对运算速度的影响也很大。任务1.3

掌握微机的硬件结构1.3.2CPUCPU的性能高低直接决定了一个微机系统的性能。其性能主要由以下几个因素决定

①主频，CPU的时钟频率；

②字长，即运算器一次所能处理的数据的二进制位数；

③CPU的结构类型，即使主频和字长相同，不同的结构下CPU的性能也是不同的。任务1.3

掌握微机的硬件结构1.3.3 内存内存是计算机的中心，其它四大部件通过内存交换程序和数据。因此，内存的性能也决定了计算机系统的运行效率。内存条任务1.3

掌握微机的硬件结构1.3.3 内存1.主要性能指标

①存储器容量，表示存储器的大小。

②内存频率，体现存储器的速度。

③存储周期，体现存储器的运行效率。任务1.3

掌握微机的硬件结构1.3.3 内存2.内存的分类

①随机存储器，工作过程中可以读，也可以写，断电后存储的信息会丢失。

②只读存储器，在通常状态下只可以读，不可以写，断电后存储的信息不会丢失。

③高速缓冲存储器，是RAM的一种，为解决高速与低速设备运行的匹配性而设置。任务1.3

掌握微机的硬件结构1.3.4 外存容量大、存储成本低、可以长期保存信息，但访问速度慢，存放在外存上的程序和数据必须调入到内存中才能被CPU直接访问。目前常用的外存有磁盘、光盘、U盘、移动硬盘、磁带等。任务1.3

掌握微机的硬件结构1.3.4 外存1.磁盘存储器磁盘可根据盘片基体的材料的不同分为软盘和硬盘两种。硬盘的主要性能指标包括：容量、转速、平均存取时间等。3.5英寸固定硬盘任务1.3

掌握微机的硬件结构1.3.4 外存2.光盘存储器容量大、价格便宜、便于携带、读取速度快。光盘按读写方式分为只读型光盘和可写入光盘两种。光盘按工业标准分为CD、DVD、BD等几种。光盘驱动器任务1.3

掌握微机的硬件结构1.3.4 外存3.移动存储设备带有存储介质且自身具有读写介质的功能，不需要或很少需要其他装置（例如计算机）等的协助。现代的移动存储主要有移动硬盘、USB盘和各种存储卡。U盘与各类存储卡相关知识点任务1.3

掌握微机的硬件结构任务1.3

掌握微机的硬件结构1.3.5 输入和输出设备输入设备的功能是将外界的信息输入到计算机中，常用的输入设备包括键盘、鼠标、扫描仪、条码阅读器、话筒、数码相机、摄像头、触模屏、手写笔等。输出设备的功能是将计算机处理的结果输出到外界，常用的输出设备包括显示器、音箱、打印机、绘图仪、投影仪等。还有一些设备即可作输入设备也可作输出设备，如磁盘驱动器、U盘、网卡等。任务1.3

掌握微机的硬件结构1.3.5 输入和输出设备1.显示系统显示器是微型计算机中最重要的输出设备，而显示器中显示的内容则是由显示卡输出。显示器和显示卡构成了微机的显示系统。显卡任务1.3

掌握微机的硬件结构1.3.5 输入和输出设备2.打印机能将计算机输出的文字及图像信息打印到纸质介质上，以便保存及传阅。按照工作原理分为三大类：针式打印机、激光打印机和喷墨打印机。喷绘机任务1.3

掌握微机的硬件结构相关知识点任务1.3

掌握微机的硬件结构任务1.3

掌握微机的硬件结构平板式扫描仪任务小结任务1.3

掌握微机的硬件结构在微型计算机硬件系统的划分中，通常将CPU、内存和主板称为主机设备，将输入和输出设备（包括外部存储器）称为外部设备。主机设备是一台微机中最主要的硬件，决定了微机的处理能力和运行速度，微机所配备的外设的种类和档次决定了这台计算机所能够接受、处理、存储和输出的信息类型和应用的范围。任务要求任务1.4

掌握微机的软件系统本任务将学习计算机的软件系统，软件是为计算机用户直接服务的，我们使用计算机从直观而言就是使用各类软件，我们需要使用计算机完成各种任务就需要掌握各种软件的操作技能。本任务主要介绍系统软件和应用软件的功能和分类，使你对微机的软件系统的结构有一定的了解，为今后学习软件的操作技能建立知识基础。任务1.4

掌握微机的软件系统计算机系统基本组成任务1.4

掌握微机的软件系统1.4.1 操作系统1.操作系统的地位操作系统是计算机系统中最基本的系统软件。操作系统向上服务应用软件，向下管理计算机硬件，并为用户提供人机交互的接口。硬件系统系统软件（含操作系统）应用软件操作系统的位置相关知识点任务1.4

掌握微机的软件系统什么是操作系统：虽然操作系统已经出现了很多年，或许由于它的复杂性和功能的不断扩展，至今还没有一个统一的定义，通常可以这样来解释这一概念：操作系统是用来控制和管理计算机系统的各种硬件和软件资源，合理地组织计算机的工作流程，为用户提供一个方便统一的操作环境的一组系统软件的集合。任务1.4

掌握微机的软件系统1.4.1 操作系统2.操作系统的功能主要包括：处理器管理、内存管理、设备管理、文件管理等3.常用的操作系统在微型计算机上可使用的操作系统有很多，其中有代表性的有DOS、Windows、UNIX、Liunx和AppleOS等。任务1.4

掌握微机的软件系统1.4.2 工具软件和设备驱动程序1.工具软件工具软件是系统软件的一个子类，用来提供一种让计算机用户控制分配和使用计算机资源的方法，也可以认为工具软件是对操作系统管理功能的扩充或增强。常见的工具软件包括：系统测试软件、系统增强软件、磁盘管理软件、文件管理软件和安全防护软件等。任务1.4

掌握微机的软件系统1.4.2 工具软件和设备驱动程序2.设备驱动程序设备驱动程序是用来允许特定的设备（如网卡、扫描仪或打印机等）与计算机相连接并实现与操作系统进行通信的程序，操作系统使用驱动程序管理各种外设。任务1.4

掌握微机的软件系统1.4.3 编程语言程序设计就是将计算机要完成的任务及解决问题的具体方法和步骤用计算机语言描述清楚，即用计算机的语言来告诉计算机要“做什么”以及“怎么做”。要学习程序设计首先要掌握计算机语言。计算机语言有很多种，如：汇编语言、C、C++、Java、VisualBasic等。这些计算机语言通常可分为三大类：机器语言、汇编语言和高级语言。。任务1.4

掌握微机的软件系统1.4.3 编程语言1.机器语言机器语言是用二进制的形式来表示计算机指令的一种程序设计语言。机器语言是唯一可以直接被CPU理解和执行的一种计算机语言。但二进制编码不便于记忆和理解，可读性差，通常人们是不会直接用机器语言来进行程序设计的。任务1.4

掌握微机的软件系统1.4.3 编程语言2.汇编语言汇编语言是用助记符的形式来表示计算机指令的一种程序设计语言。汇编语言的指令与机器语言的指令是一一对应的关系，汇编语言的指令比机器语言的指令书写更方便，更容易记忆和理解。相关知识点任务1.4

掌握微机的软件系统汇编：汇编语言编写的程序必须经过翻译，变成与之对应的机器语言程序才能在计算机上最终运行。通常将用汇编语言编写的程序称为源程序，对应的机器语言程序称为目标程序，把汇编语言的源程序翻译成机器语言的目标程序的过程称为汇编，汇编工作可以由一种被称为汇编程序的系统软件来完成。任务1.4