计算机基础知识-修改版.ppt

主讲教师：邹红霆广东轻工职业技术学院计算机系,计算机应用基础教程,一、重要性 等级考试二、教材三、课程安排四、要求,第1章 计算机基础知识,1.1 计算机的发展与应用 1.2 计算机系统的基本组成 1.3 计算机中信息的表示 1.4 微型计算机的分类及主要技术指标1.5 计算机病毒基础知识 1.6 信息录入,1.1 计算机的发展与应用,1.1.1 计算机的概念 1.1.2 计算机的发展 第一台计算机的诞生 1946年ENIAC，电子数值积分计算机(Electronic Numerical Integrator And Computer),1.1 计算机的发展与应用,1.1.2 计算机的发展 第1代计算机（19461958）：电子管;第2代计算机（19581964）：晶体管;第3代计算机（19641970）：中小规模集成电路;第4代计算机（1970以后至今）：大规模超大规模集成电路组成。,体积庞大的电子管,晶体管,大规模集成电路,1.1 计算机的发展与应用,1.1.3 计算机的分类 巨型机：也称为超级计算机，运算速度可达每秒百万亿次;大/中型计算机：每秒可执行几千万条指令;小型计算机：规模较小、结构简单、运行环境要求低；微型机：中央处理器采用微处理器芯片；工作站：与高档微型机类似，处理器性能更高。,1.1 计算机的发展与应用,1.1.4 计算机的应用领域1科学计算,2、数据处理,3、过程控制,4、计算机辅助系统计算机辅助设计CAD计算机辅助制造CAM计算机辅助教学CAI 计算机辅助工程CAE,5、人工智能,1.2 计算机系统的基本组成,1.2.1 计算机系统概述,图1-1 计算机系统的组成,1.2 计算机系统的基本组成,1.2.2 计算机硬件系统的组成,输入设备,运算器,存储器,控制器,输出设备,控制流,信息流,结果,程序,图1-2 计算机硬件系统的组成,1.2 计算机系统的基本组成,1中央处理器 中央处理器（CPU）是计算机系统的核心、CPU完成计算机的运算和控制功能。主要由运算器、控制器、寄存器组和辅助部件组成。2存储器（1）内存储器（简称内存或主存）（2）外存储器(3)存储容量的单位:位、字节、千字节（KB）、兆字节（MB）、吉字节（GB）、太字节（TB）。换算公式：1Byte=8bit；1KB=1 024B；MB=1 024KB；1GB=1 024MB；1TB=1 024GB；,1.2 计算机系统的基本组成,3输入/输出设备（1）输入设备是将外界的各种信息（如程序、数据、命令等）输入到计算机内部的设备。键盘、鼠标、扫描仪、数字化仪、条形码读入器等。（2）输出设备是将计算机处理后的信息以人们能够识别的形式（如文字、图形、数值、声音等）显示或打印出来的设备。显示器、打印机、绘图仪等。,4总线 为了使构成计算机的各功能部件成为一个可靠的工作系统，必须将它们按某种方式有组织地连接在一起，总线（Bus）就是计算机各部件之间传送信息的公共通道。,1.2 计算机系统的基本组成,图1-3 总线结构图,1.2.3 计算机软件系统的组成 软件是指挥计算机工作的程序和程序运行时所需要的数据，以及与这些程序和数据相关的文字说明和图表资料。文字说明和图表资料又称为文档。,1.2 计算机系统的基本组成,图1-4 计算机的层次结构,从整体上看计算机系统，可以把它看成如图1-4所示的层次结构。,1.2 计算机系统的基本组成,计算机系统的软件分为系统软件和应用软件两类。系统软件 系统软件是管理、监控、维护计算机资源（包括硬件和软件）的软件。操作系统语言处理程序机器语言、汇编语言、高级语言和第4代语言 数据库管理系统服务性程序,1.2 计算机系统的基本组成,应用软件 应用软件是用户为解决实际问题而编制的各种程序，是除了系统软件之外的所有软件。常用的应用软件有：Microsoft Office、CAD/CAM软件、办公自动化系统、管理信息系统、电子商务/电子政务应用系统、自动控制软件、图形图像处理、多媒体应用软件等。,1.2 计算机系统的基本组成,1.2.4 微型计算机硬件组成,图1-5 典型的主板结构,1主板 主板是计算机的关键部件之一,主板一般为多层印刷电路板，上面安装元器件，下面主要是线路连接，中间有电源层，典型的主板结构如图1-5所示。2CPU CPU是计算机系统的核心，一般决定了计算机的档次，CPU的主要供应商有Intel、AMD和威盛三大公司，下图是CPU的外观。CPU的主要性能指标:主频、前端总线频率、字长、一级（L1）和二级（L2）高速缓存,1.2 计算机系统的基本组成,3内存 内存一般分为RAM（读写存储器）和ROM（只读存储器）。（1）RAM：内容可随时读出写入，断电后内容全部丢失。主流的内存:SDRAM、DDR DRAM、DDR2 DRAM 内存容量:256MB、512MB和1GB。（2）ROM：存入的内容只能读出，不能写入，断电后内容仍存在。一般固化在ROM中的是机器的自检程序、初始化程序、基本输入输出设备的驱动程序等。,1.2 计算机系统的基本组成,1.2 计算机系统的基本组成,4外存储器外存储器主要有硬盘、光盘和光驱、软盘和软驱、U盘等。（1）硬盘,1.2 计算机系统的基本组成,（2）光盘和光驱 光盘系统由光盘片和光盘驱动器组成，如图1-9所示。光盘是利用激光进行读写信息的圆盘，价格低、体积小、容量大、易长期保存。光盘容量：CD-ROM为650M，DVD-ROM为4.5GB。光盘类型：CD-ROM、CD-R、CD-RW、DVD,不同类型的光盘要用相应的光盘驱动器进行读写。,（3）软盘和软驱 现在使用的软盘一般为1.44MB的3.5英寸软盘，现在大都被U盘所取代。软盘驱动器一般由控制电路板、马达、磁头定位器和磁头组成。（4）U盘 U盘也叫闪盘，是采用Flash Memory（一种半导体存储器）制造的，具有断电存储数据不丢失的特点，一盘在USB接口上使用，所以称为U盘。U盘具有体积小、存储容量大的特点，存储容量一般为128MB、256MB、512MB等。,1.2 计算机系统的基本组成,5显卡和显示器 显卡是控制计算机发送信号到显示器的扩充插件板，显示器的质量和显卡的能力决定计算机显示的清晰度。,1.2 计算机系统的基本组成,（1）显卡显卡外形结构如图，主要由显示芯片、显存、随机存取内存数/模转换器（RAMDAC）、显卡BIOS、总线接口、VGA/DVI插座等组成。,1.2 计算机系统的基本组成,显卡的性能参数：显存大小：主要有16MB、32MB、64MB和128MB等几种。显存位宽：在一个时钟周期内所能传输数据的位数，主要有64位、128位、256位三种，位宽越高、性能越好，价格越高。色深：色深指的是每个像素可显示的颜色数，它的单位是bit（位）。分辨率：显卡在显示器上所能描绘的像素点的数量。刷新频率：指图像在显示器上的更新速度，也就是图像每秒钟在屏幕上出现的帧数，用Hz作为单位。刷新频率越高，屏幕上图像的闪烁感就越小，图像就越稳定，视觉效果就越好。,1.2 计算机系统的基本组成,（2）显示器 显示器按显像管可分为CRT显示器、液晶显示器、等离子显示器PDP；CRT显示器进一步可细分为球面显像管、纯平显像管；按显示色彩可分为单色显示器、彩色显示器；按屏幕大小可分为14英寸、15英寸、17英寸、19英寸、20英寸或更大等几种。,显示器的主要性能指标：点距 分辨率 刷新频率 带宽,1.2 计算机系统的基本组成,6声卡和网卡（1）声卡 声卡是多媒体计算机处理声音信息必不可少的设备。声卡的功能：录音、播放声音、乐器数字接口MIDI。（2）网卡 网卡，也叫网络适配器，它是计算机接入网络（局域网、广域网）的接口，也是局域网中最基本的部件之一。传输速率：100M、10M/100M自适应、1000M。MAC地址（Media Access Control，物理地址）：全球唯一，,1.2 计算机系统的基本组成,7键盘和鼠标（1）键盘：是计算机系统上的一个必不可少的输入设备，也是人机交互的主要媒介。键盘接口：AT键盘、PS/2键盘、USB口键盘和无线键盘。键盘按键数：83键、93键、96键、101键、102键、104键和107键等几种。键盘工作原理：机械式、塑料薄膜式、导电橡胶式和电容式。（2）鼠标：也是一种不可缺少的输入设备。鼠标按接口：串行口、PS/2口、USB接口和无线鼠标等。工作原理：机械式鼠标、光机式鼠标和光电式鼠标。鼠标按键数：双键鼠标、三键鼠标和多键鼠标。,1.2 计算机系统的基本组成,8机箱和电源 机箱：用来放置固定计算机配件，对各配件起着保护作用，可以防压、防冲击、防尘和屏蔽电磁辐射。电源：是计算机的动力源泉，它为计算机各个配件提供电力支持。机箱的选择：主要考虑外观、用料、防尘性能、散热性能及使用的便利性。,电源的种类：AT电源、ATX电源。电源的性能指标：功率、电源插头种类与数量、可靠性和安全认证等。,1.2.5 多媒体计算机 1多媒体计算机的硬件 除常规的硬件外还包括音频信息处理硬件，视频信息处理硬件及光盘存储器和光盘驱动器。音频信息处理硬件：声卡和声音输入/输出设备视频信息处理硬件：视频卡和视频输入/输出设备 2多媒体计算机的软件 音频与视频信息压缩与还原子系统，多媒体设备输入/输出控制子系统，多媒体操作系统，多媒体数据库、多媒体编辑工具和创作工具以及多媒体应用软件等。,1.2 计算机系统的基本组成,1.2 计算机系统的基本组成,1.2.6 计算机的工作原理 程序存储：为让计算机工作，需先把程序编写出来，然后通过输入设备把它送到存储器中保存起来，需要时执行程序。计算机工作的实质：就是执行程序的过程。程序：是由若干条指令组成的，计算机逐条执行程序的指令，就可以完成一个程序的执行，指令：是计算机执行特定操作的命令，CPU根据指令来指挥和控制计算机各部分协调工作以完成规定的操作，指令系统：计算机全部指令集合。,1.2 计算机系统的基本组成,计算机指令执行的3个阶段：1取出指令：从存储器的某个地址取出要执行的指令送到CPU内部的指令寄存器暂存。2分析指令：把保存在指令寄存器的指令送到指令译码器，译出该指令对应的微操作。3执行指令：根据指令译码器的结果，向各个部件发出相应的控制信号，完成指令规定的操作。,1.3 计算机中信息的表示,计算机是用来进行信息处理的工具，计算机内存储着各种信息和数据，这些信息和数据必须经过数字化编码后才能被传送和存储，各种信息在计算机内部都是以二进制编码形式来存储的。1.3.1 数制基础1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称为数制，按进位的原则进行计数的数制称为进位计数制，简称“进制”。进位计数制逢N进一，N是指进位计数制表示一位数所需要的符号数目，称为基数。处在不同位置上的数字所代表的值是确定的，这个固定位上的值称为位权，简称“权”。各进位制中的位权的值恰好是基数的若干次幂。因此任何一种数制表示的数都可以写成按权展开的多项式之和。,1.3 计算机中信息的表示,设一个基数为r的数值N，N=，则N的展开式为：N=【例】1234.56=计算机中常用的进制有二进制、十进制、八进制、十六进制等。,1.3 计算机中信息的表示,2十进制十进制有10个数码是0、1、2、3、4、5、6、7、8、9，基数是10，逢10进1（加法运算），借1当10（减法运算），按权展开式为：D=,1.3 计算机中信息的表示,3二进制 二进制只有两个数码0和1，基数为2，逢二进一，借一当二，对于任意一个n位整数和m位小数的二进制数B，其按权展开式为：B=,1.3 计算机中信息的表示,4八进制 八进制有8个数码是0、1、2、3、4、5、6、7，基数是8，逢8进1，借1当8。对任意一个n位整数和m位小数的八进制数O，其按权展开式为：,1.3 计算机中信息的表示,5十六进制 十六进制有16个数码是0、1、2、3、4、5、6、7、8、9、A、B、C、D、E、F，其中A、B、C、D、E、F分别代表10进制数的10、11、12、13、14、15，基数是16，逢16进1，借1当16，对任意一个n位整数和m位小数的十六进制数H，其按权展开式为：,表1-1 各种进制之间数值的对应关系,1.3 计算机中信息的表示,1.3 计算机中信息的表示,1.3.2 数制转换 1二进制、八进制、十六进制换算成十进制数 将二进制、八进制、十六进制数按权展开相加即可以得到相应的十进制数。2十进制数换算成二进制、八进制、十六进制数 十进制数换算成二进制、八进制或十六进制数的方法基本相同。十进制数换算成n进制数，其整数部分和小数部分的换算方法不同：,1.3 计算机中信息的表示,（1）整数部分的换算 将已知的十进制数的整数部分反复除以n，（n为进制数，取值为2、8、16，分别表示二进制、八进制和十六进制），直到商为0为止，并将每次相除之后所得到的余数按次序记下来，第一次相除所得的余数K0为n进制数的最低位，最后一次相除所得余数Kn-1为n进制数的最高位，排列次序为 Kn-1、Kn-2、K1、K0的数就是换算后得到的n进制数。,1.3 计算机中信息的表示,1.3 计算机中信息的表示,（2）小数部分的换算 将已知的十进制的纯小数部分（不包括乘后所得整数部分），反复乘以n，直到乘积的小数部分为0或小数点后的位数达到精度要求为止，第一次乘n所得的整数部分为k-1，最后一次乘n所得的整数部分为k-m，则所得n进制小数部分为0.k-1k-2k-m。,1.3 计算机中信息的表示,0.572=1.141=k1 高位 0.578=4.564=k1 高位0.142=0.280=k2 0.568=4.484=k2 0.282=0.560=k3 0.488=3.843=k3 0.562=1.121=k4 0.848=6.726=k4 0.122=0.240=k5 低位 0.728=5.765=k5 低位所以(0.57)10=(0.10010)2 所以(0.57)10=(0.44365)80.5716=9.12 9=k10.1216=1.92 1=k20.9216=14.7214=k3 0.7216=11.5211=k40.5216=8.23 8=k5所以(0.57)10=(0.91EB8)16,1.3 计算机中信息的表示,3二进制数转换成八进制数和十六进制数 二进制数转换成八进制数的方法是：整数部分：从低位向高位每3位一组，高位不足3位用0补足3位，然后每组分别按权展开求和即可。小数部分：从高位向低位每3位一组，低位不足3位用0补足3位，然后每组按权展开求和即可。【例】将(1101110011.011100)2转换成八进制数。001 101 110 011.011 100 1 5 6 3 3 4所以(1101110011.01110)2=(1563.34)8,1.3 计算机中信息的表示,二进制转换成十六进制：整数部分：从低位向高位每4位一组，高位不足4位用0补足4位，然后每组分别按权展开求和。小数部分：从高位向低位每4位一组，低位不足4位用0补足4位，然后每组按权展开求和。【例】将(1101110011.01110)2转换成十六进制数。0011 0111 0011.0111 0000 3 7 3 7 0所以(1101110011.0110)2=(373.70)16,1.3 计算机中信息的表示,4八进制和十六进制数转换成二进制数 八进制数转换成二进制数：将八进制数的每一位用相应的三位二进制数代替。【例】将八进制数(356.27)8转换成二进制数 3 5 6.2 7 011 101 110 010 111所以(356.27)8(011101110.010111)2十六进制数转换成二进制：将十六进制数的每一位用相应的四位二进制数代替。【例】将(356.27)16 转换成二进制数 3 5 6.2 7 0011 0101 0110 0010 0111所以，(356.27)16(001101010110.00100111)2,1.3 计算机中信息的表示,1.3.3 数据编码 数据编码就是规定用什么样的二进制码来表示字母、数字以及专用符号。计算机中常用的字符编码有ASCII码和BCD码。1ASCII码 ASCII码由7位二进制数组成，定义了128（27）种符号，其中包括26个大写字母，26个小写字母，09共10个数字，32个专用字符（标点符号和运算符）和34个通用控制符，具体编码如表1-2所示。,1.3 计算机中信息的表示,2汉字编码（1）国标码 国家标准汉字编码简称国标码。国家标准GB 23121980信息交换用汉字编码字符集 基本集中国标码集中收录了7 445个汉字及符号，其中一级常用汉字3 755个，汉字按拼音字母顺序排列，二级常用汉字3 008个，汉字按偏旁部首顺序排列，图形符号682个。国标码的每个汉字（图形符号）采用2个字节表示，每个字节只用低7位。由于低7位中有34种状态是用于控制字符，因此，只有94（128-34=94）种状态可用于汉字编码。这样，双字节的低7位只能表示9494=8 836种状态。国标码的汉字编码表有94行、94列。其行号称为区号，列号称为位号。,1.3 计算机中信息的表示,（2）外码和内码 汉字的外部码又称输入码，简称外码，是输入汉字时由键盘输入的编码。每个汉字对应一个外码。根据输入法不同，大体可分为数字编码（如区位码）、字形编码（如五笔字型）、字音编码（如各种拼音输入法）和音形码等几大类。区位码是根据我国国家标准GB 23121980，将6 763个汉字和一些常用的图形符号分为94个区，每区94个位的方法将它们定位在一张表上，成为区位码表。区位码表中，每个汉字或符号的区位码由两个字节组成，第一个字节为区码，第二个字节为位码，区码和位码分别用一个两位十进制数表示，这样区码和位码合起来就形成了一个区位码。,1.3 计算机中信息的表示,国标码是汉字信息交换的标准编码。国标码并不等于区位码，它是由区位码稍作转换得到，其转换方法为：先将十进制区码和位码转换为十六进制的区码和位码，再将这个代码的第一个字节和第二个字节分别加上20H，就得到国标码。汉字的机内码是供计算机系统内部进行存储、加工处理、传输统一使用的代码，又称为汉字内部码或汉字内码。不同的系统使用的汉字机内码有可能不同。目前使用最广泛的一种为两个字节的机内码。其变换方法为：即将国标码两个字节的最高位由0改1，其余7位不变。,1.3 计算机中信息的表示,（3）汉字字形码 汉字字形码是汉字字库中存储的汉字字形的数字化信息，用于汉字的显示和打印。目前汉字字形的产生方式大多是数字式，即以点阵方式形成汉字。因此，汉字字形码主要是指汉字字形点阵的代码。汉字字形点阵有1616点阵、2424点阵、3232点阵、6464点阵、9696点阵、128128点阵、256256点阵等。汉字字库是汉字字形数字化后，以二进制文件形式存储在存储器中而形成的汉字字模库。汉字字模库亦称汉字字形库，简称汉字字库。,1.5.1 计算机病毒的定义与特征1计算机病毒的定义计算机病毒，是指编制或者在计算机中插入的破坏计算机功能或者毁坏数据，影响计算机使用，并能自我复制的一组计算机指令或者程序代码。2计算机病毒的特点（1）程序性（2）传染性（3）潜伏性（4）干扰与破坏性（5）可触发性（6）针对性（7）衍生性（8）夺取系统的控制权（9）依附性（10）不可预见性,1.5 计算机病毒基础知识,3计算机病毒的破坏行为 不同病毒有不同的破坏行为，其中有代表性的行为如下。（1）攻击系统数据区（2）攻击文件（3）攻击内存（4）干扰系统运行（5）速度下降（6）攻击磁盘（7）扰乱屏幕显示（8）攻击键盘（9）攻击喇叭（10）攻击CMOS（11）干扰打印机,1.5 计算机病毒基础知识,1.5.2 计算机病毒的分类与传播途径1计算机病毒的分类（1）按传染方式分类 引导型病毒、文件型病毒和混合型病毒3种。（2）按连接方式分类 源码型病毒、入侵型病毒、操作系统型病毒、外壳型病毒等4种。（3）按破坏性分类 病毒按破坏性可分为良性病毒和恶性病毒。,1.5 计算机病毒基础知识,1.5 计算机病毒基础知识,（4）按程序运行平台分类 DOS病毒、Windows病毒、OS/2病毒等，（5）新型病毒 无法按照前面的类型进行分类，如宏病毒、黑客软件、电子邮件病毒等。2计算机病毒的传播途径（1）通过不可移动的计算机硬件设备进行传播。（2）通过移动存储设备来传播（包括软盘、U盘等）。（3）通过计算机网络进行传播。（4）通过点对点通信系统和无线通道传播。,1.5 计算机病毒基础知识,1.6.3 计算机病毒的预防与清除1计算机病毒的预防（1）不使用盗版或来历不明的软件（2）写保护所有系统盘，绝不把用户数据写到系统盘上。（3）安装真正有效的防毒软件，并经常进行升级。（4）新购买的电脑要在使用之前首先进行病毒检查，（5）准备一张干净的系统引导盘引导系统，然后进行检查、杀毒等操作。,1.5 计算机病毒基础知识,（6）对外来程序要使用尽可能多的查毒软件进行检查。（7）一定要将硬盘引导区和主引导扇区备份下来，并经常对重要数据进行备份，防患于未然。（8）随时注意计算机的各种异常现象（如速度变慢、出现奇怪的文件、文件尺寸发生变化、内存减少等），一旦发现，应立即用杀毒软件仔细检查。,1.6 信息录入,1.6.1 键盘及特殊键的用法,104键盘布局,1.6 信息录入,1.6 信息录入,图1-18 键位按手指分工示意图,图1-19 基本键位示意图,S,D,F,J,K,L,A,；,