计算机基础及应用教程信息工程系王春会第 1章 计算机基础知识
1.1 计算机概述
1.2 计算机中常用的数制
1.3 计算机的数据与编码
1.4 微型计算机系统概述
1.5 计算机语言
1.6 微型机硬件系统
1.7 微型计算机系统配置
1.8 微型计算机的性能指标
1.9 计算机的安全使用
1.10 多媒体计算机的初步知识
1.1 计算机概述
1.1.1 计算机的概念
1.1.2 计算机的发展概况
1,电子计算机发展
2,微型计算机的发展
1.1.3,计算机的特点和应用领域
1.1.4,计算机的类型
1.1.5,计算机的发展趋向名 称 逻辑部件 程序设计 语言 主要用途第一代 电子管计算 机 电子管 汇编语言,机器语言 科学计算第二代 晶体管计算 机 晶体管 高级语言事务处理、
经济信息处理第三代 集成电路计 算机 中小集成 电路 高级语言 各个领域第四代大规模、超大规模集成电路计算机大规模、
超大规模集成电路各种应用软件 各个领域
1 计算机的特点
( 1) 运算速度快
( 2) 计算精度高
( 3),记忆”能力强
( 4) 具有逻辑判断能力
( 5) 高度自动化能力
2 计算机的应用领域
( 1) 科学计算
( 2) 信息处理
( 3) 过程控制
( 4) 计算机辅助系统
( 5) 人工智能计算机的类型
1、按功能和用途分类:通用计算机、专用计算机;
2、按工作原理分类:数字计算机、模拟计算机、混合计算机;
3、按性能和规模分类:巨型机、大型机、
中型机、小型机、微型机、工作站。
计算机的发展趋向
1、巨型化;
2、微型化;
3、网络化;
4、智能化。
1.2 计算机中常用的数制
1.2.1 进位计数制
1.2.2 几种常用的进位计数制
1.2.3 不同进位计数制间数据的转换
1.2.4 二进制的算术运算
1.2.5 二进制的逻辑运算
1.2.1 进位计数制基数:某种进位制的基数是指在这种进位制中允许使用的基本数码 的个数,也即每个数位上能使用的数码个数。如:十进制中基数即为 10,即可以使用 0,1,2,3……9 十个数字。
权:每个数码所代表的数值等于该数码自尊心一个与数码所处数位有关的常数,这个常数就叫做“位权”,科称“权”。如:十进制中小数点左边第一位是个位,权是 100;
小数点左边第二位是十位,权是 101……
几种常用的进位计数制
1、十进制
2、二进制:只有两个基本数码 0和 1
3、八进制:有八个基本数码
4、十六进制:有十六个基本数码,为 0、
1,2,3,4,5,6,7,8,9,A,B,C、
D,E,E,F
1,1.2.3 不同进位计数制间数据的转换非十进制数转换成十进制数方法:按权相加法十进制数转换成非十进制数方法:除基取余法十六进制数和八进制数转换成二进制数方法:一位八进制数等于三位二进制数;
一位十六进制数等于四位二进制数。
二进制数转换成八进制数和十六进制数方法:以小数点为中心,整数部分自右向左分组,小数部分自左向右分组,每三
(四)位一组,不足的补 0,就得到一位八
(十六)进制数。
1.2.4 二进制数的算术运算
1、加法
0+0= 0 0+1= 1 1+0= 1 1+1= 10
2、减法
0-0= 0 0-1= 1 1-0= 1 1-1= 0
3、乘法
0× 0= 0 0× 1= 0 1× 0= 0 1× 1
= 1
4、除法
1.2.5 二进制数的逻辑运算
1、逻辑“与”
只有当所有条件都满足时,结果才成立,
这种关系称为逻辑“与”。运算规则如下:
0× 0= 0 0× 1= 0 1× 0= 0 1× 1= 1
用逻辑“与”表示:当参与运算的逻辑变量都为 1时,与运算的结果才为 1,类似于电路中的串联关系。
2 逻辑或逻辑或:只要有一个条件满足,结果就成立,这种逻辑关系叫做逻辑或。
运算规则如下:
0+0= 0 0+1= 1 1+0= 1 1+1= 10
运算意义:只要参与运算的任意一个逻辑变量为 1时,运算结果就为 1,类似于电路中的并联。
3 逻辑非逻辑非:指的是逻辑否定,即“求反”。
10? 01?
2 逻辑异或逻辑异或:只有当两个逻辑变量的值不同时,异或运算的结果为 1;否则为
0。运算规则如下:
0⊕ 0= 0 0⊕ 1= 1
1⊕ 0= 1 1⊕ 1= 0
1.3 计算机的数据与编码
1.3.1 信息与数据
1.3.2 二进制与计算机
1.3.3 数据的单位
1.3.4 编码
1.3.5 计算机中数据的表示
1.3.1 信息与数据信息:是人们对客观世界的认识。
数据:是一组可以识别的记号或符号,
它通过各种组合来代表客观世界中的各种信息。
数据是信息的载体,可以是数字、字符、文字、声音、图像等,可以存储在物理介质上,用于传输与处理。
1.3.2 二进制与计算机
1、表示方便
2、运算简单
3、逻辑性强
4、与十进制转换方便
1.3.3 数据的单位位:是计算机中最小的数据单位
( bit,比特),一位只能用来存放一位二进制数 0或 1。
字节:相邻的 8位二进制数组成一个字节( Byte,B),是计算机中用来衡量容量的最基本的单位。 KB,MB、
GB,TB。
字:作为一个整体被存取和处理的运算单位,由若干字节组成。是字节的整数倍。
1.3.4 编码
1,BCD码:用四位二进制数表示一位十进制数,又称二 —— 十进制码或
8421码。
2,ASCII码美国信息交换标准码。
3、汉字编码汉字输入编码、汉字交换码、汉字内码、汉字字形码。
1.3.5 计算机中数据的表示
1、机器数与真值
2、定点数与浮点数
3、原码、反码、补码
1.4 微型计算机系统概述
1.4.1 计算机系统的基本组成
1.4.2 计算机硬件系统
1.4.3 指令和程序
1.4.4 计算机软件系统
1.4.5 计算机的工作过程
1.4 微型计算机系统概述
1.4.1 计算机系统的基本组成一个计算机系统由硬件系统和软件系统组成 。
硬件指那些看得见,摸得着的实体部件,这些部件一般是由电子器件和机械设备组成的 ( 五大部分:运算器,控制器,存储器,
输入设备,输出设备 ) 。
软件指计算机运行时所需的各种程序及其有关的文档资料 ( 两大部分:系统软件,应用软件 ) 。
1.4.2 计算机硬件系统
1、中央处理器包括运算器和控制器
2、存储器分为内存储器和外存储器两种
3、输入 /输出设备统称为计算机的外部设备
1.4.3 指令和程序
1、指令指令是由二进制代码表示的,要求计算机完成各种操作的命令。
2、程序程序是按照解题步骤选用一条条指令并将它们编排好,这样的指令的序列就叫做程序。
1.4.4 计算机软件系统
1、系统软件计算机设计者为高效使用和管理计算机而提供的软件,统称为系统软件。主要包括操作系统、语言处理程序、数据库管理系统、
网络通信管理程序和其他常用服务程序。
2、应用软件应用软件是指为了解决计算机应用中的实际问题而编制的软件,
它是针对某一具体应用领域的、
面向最终用户的软件。
用户应用软件其他系统软件操作系统计算机硬件
1.4.5 计算机的工作过程主要是指计算机逐条执行程序指令的过程。分为两阶段:第一将要执行的指令从内在中取到 CPU;第二阶段对指令进行分析解码,然后在控制器的控制下,完成指令规定的操作。
1.5 计算机语言
1.5.1 机器语言
1.5.2 汇编语言
1.5.3 高级语言
1.5.4 数据库语言
1.5.1 机器语言机器语言就是机器指令序列,直接由二进制代码组成,可以直接被计算机识别并执行。
1.5.2 汇编语言机器语言是指用一些有意义 的符号作为编程用的语言,实际上是一种符号语言。
其中一些符号为英文缩写的助记符。
1.5.3 高级语言高级语言一种独立于机型的、接近于人们习惯的自然语言的计算机语言。
1.5.4 数据库语言
1.6 微型计算机硬件系统
1.6.1 微型计算机的主机箱
1.6.2 微型计算机主机
1.6.3 微型计算机的输入 /输出接口
1.6.4 微型计算机主要的外部设备
1.6.5 微型计算机的总线结构
1.6.1 微型计算机的主机箱
1.6.2 微型计算机的主机主机是安装在一个主机箱内所有部件的统一体,
其中除了功能意义上的主机以外,还包括电源和若干构成系统所必不可少的外部设备和接口部件,打开机箱外壳后看到的主机内部结构,如图所示 。
1.6.3 微型计算机的输入 /输出接口
1、显示器适配卡
2、声音卡
3、多功能卡
4、视频卡
5、调制解调器
1.6.4 微型计算机主要的外部设备
1、外部存储器光驱、软盘、硬盘,U盘,MP4等。
2、输入设备键盘、鼠标、扫描仪等。
3、输出设备显示器、打印机、绘图仪等。
1,字符键区
(1) 小写字母的输入 (2) 大写字母的输入 (3) 空白字符的输入
(4) 上档键 〈 Shift〉 (5) 大写字母锁定键 〈 Caps Lock〉 (6) 回车键 〈 Enter〉
(7) 退格键 〈 ←Backspace 〉 (8) 制表定位键 〈 Tab〉 (9) 控制键 〈 Ctrl〉
(10) 转换键 〈 Alt〉
2,功能键区
(1) 操作功能键
(2) 控制功能键 ( 简称控制键 )
3,全屏幕编辑键区
(1) 光标移动操作键
(2) 编辑操作键
4,小键盘区(数字/全屏幕操作键区)
鼠标的使用鼠标 ( Mouse) 的主要用途是用来光标定位或用来完成某种特定的输入,如图 1.7所示 。
鼠标有 5种基本操作:指向,单击,双击,拖动和右键单击 。
显示器的使用从原理或显示器件来分,可分为阴极射线管显示器 ( 又称显像管或
CRT),发光二极管显示器 ( LDD),液晶显示器 ( LCD) 。
根据显示器的颜色可分为单色显示器和彩色显示器 。 显示器的大小有
14英寸,15英寸,17英寸,21英寸等 。 分辨率是显示器的一项技术指标,
一般用,横向点数 × 纵向点数,表示,主要有 640× 480,800× 600、
1024× 768,1280× 1024,1600× 1280等,分辨率越高则显示效果越清晰 。
显示器的调节方式有低档的旋钮式和高档的数字式,如图 1.8所示 。
外部存储器的使用
1,磁盘存储器概述磁盘存储器是计算机系统中常用的外部存储设备,根据其存储介质的材料不同和生产工艺的不同,分为软盘存储器和硬盘存储器 。
打印机的使用打印机是微机系统中常用的设备之一 。 根据打印机的工作原理,可以将打印机分为 3类:针式打印机,喷墨打印机和激光打印机,如图 1.10所示 。
1.6.5 微型计算机的总线结构
1,PC总线
2,ISA总线
3,MCA总线
4,EISA总线
5,PCI总线
1.7 微型计算机系统配置
1、硬件配置
2、软件配置
1.8 微型计算机的性能指标
1、字长
2、内存容量
3、存取周期
4、运算速度
5、主频
1.9 微型计算机的安全使用
1.9.1 环境要求和正确的使用习惯
1.9.2 计算机病毒
1.9.1 环境要求和正确的使用习惯
1、环境要求
2、使用习惯
A、先开显示器再开主机,先关主机再关显示器。
B、不要带电插拔。
C、注意备份重要信息。
D、使用杀毒软件。
1.9.2 计算机病毒
1、什么是计算机病毒计算机病毒是被设计为能潜伏、复制、
传播和进行破坏的程序,是人为制造的。
2、计算机病毒的特性传染性、隐蔽性、触发性、潜伏性、
破坏性。
3、计算机病毒的分类
4、计算机病毒的危害
5、计算机病毒的防范
1.10 多媒体技术基础
1.10.1 媒体的概念
1 媒体是指信息表示和传播的载体 。 例如,文字,声音,图像等都是媒体,它们向人们传递各种信息 。 在计算机领域中,几种主要媒体的定义如下:
(1) 感觉媒体 。
(2) 表示媒体 。
(3) 表现媒体 。
(4) 存储媒体 。
(5) 传输媒体 。
2 多媒体技术的概念多媒体技术具有以下一些特征:
(1) 集成性 。
(2)实时性 。
(3)交互性 。
1.10.2 多媒体计算机系统的基本组成
1,多媒体计算机硬件系统多媒体计算机硬件系统主要包括以下几部分:
(1) 多媒体主机,如微型机,工作站,超级微机等 。
(2) 多媒体输入设备,如摄像机,电视机,话筒,录像机,录音机,视盘,扫描仪,光驱等 。
(3) 多媒体输出设备,如打印机,绘图仪,音响,电视机,录音机,录像机,高分辨率监视器等 。
(4) 多媒体存储设备,如硬盘,光盘,声像磁带等 。
(5) 多媒体适配器 ( 卡 ),如视频卡,声卡,压缩卡,家电控制卡,调制解调器等 。
(6) 操纵控制设备,如鼠标,操纵杆,键盘,触摸屏等 。
2,多媒体计算机软件系统
1.10.3 多媒体技术的应用多媒体技术的应用主要体现在以下几个方面:
(1) 教育与培训 。 (2) 商业领域 。 (3) 信息领域 。 (4) 娱乐与服务 。
1.8 计算机网络基础
1.8.1 计算机网络概述
1,计算机网络的定义所谓计算机网络就是利用通信设备和线路,将地理位置不同的,功能独立的多个计算机系统互联起来,以功能完善的网络软件 ( 即网络通信协议,信息交换方式及网络操作系统等 ) 实现网络中资源共享和信息交换的系统 。
2,计算机网络的功能计算机网络的功能主要体现在三个方面:信息交换,资源共享,分布式处理 。
3,网络的分类计算机网络有各种各样的分类方法,有按网络规模,距离远近分类的,
有按网络连接方式分类的等 。 从网络规模和距离远近可以将计算机网络分为:局域网 LAN( Local Area Network),城域网 MAN( Metropolitan
Area Network),广域网 WAN( Wide Area Network) 。
1.8.2 计算机网络的构成
1,网络的拓扑结构计算机网络中常见的拓扑结构有总线型,星型,环型,树型,网型和混合型等 。
(1) 总线结构 (2) 星型结构 (3) 环形结构
1.8.3 局域网
1,局域网的概念局域网是指将小区域内的各种通信设备互连在一起的通信网络 。
局域网根据所采用的技术,应用范围和协议标准的不同,可分为以下 3种类型:
(1) 局部区域网 ( LAN) 。 (2) 高速局部网 ( HSLN) 。
(3) 计算机交换网 ( CBX) 。
LAN主要有 3种网络拓扑结构,即总线结构,星型结构和环型结构 。
2,局域网的构成微机局域网包括网络硬件和网络软件两大部分,它的基本组成部分有:传输介质,互联设备和网络系统软件等 。
(1) 传输介质传输介质是数据传输系统中发送装置和接收装置间的物理通路,
它对网络数据通信的质量有很大的影响 。 常用的传输介质有双绞线,
同轴电缆,光缆,微波和红外线等 。
(2) 互联设备互联设备包括计算机设备和网络连接设备 。
计算机设备包括:服务器,工作站,共享设备等 。
网络连接设备包括用于网内连接的网络适配器,中继器,集线器
( HUB),传输线等,及网间连接的网桥,路由器等 。
(3) 网络系统软件网络系统软件主要由服务器操作系统,网络服务软件,工作站重定向软件,传输协议软件组成 。
习题 1
1.1 电子计算机的发展经历了哪几个阶段?
1.2 一个完整的计算机系统,包括哪两大部分? 什么叫裸机?
1.3 计算机的硬件系统由哪几部分组成? 现代电子计算机的组成结构是哪位科学家提出的? 其基本思想是什么?
1.4 计算机软件是如何分类的?
1.5 微型机硬件系统有哪些主要部分? 其中哪些属于主机? 哪些属于外部设备? 各有什么功能?
1.6 指出你正在使用微型机的硬件配置和软件配置 。
1.7 学会正确开,关微机 。
1.8 观察键盘的布局,上机操作练习英文,数字,符号的输入 。
1.9 学习 3.5英寸 1.44MB软盘的正确使用及写保护开关的操作 。
1.10 鼠标有哪几种基本操作?
1.11 熟悉显示器开关及各种调节钮的使用 。
1.12 常用的打印机有哪几类?
1.13 什么是多媒体技术?
1.14 什么是计算机网络? 其主要功能有哪些?
1.15 从网络规模和计算机之间的距离来看,计算机网络如何分类?
1.16 什么是计算机网络的拓扑结构? 常用的网络拓扑结构有哪几种?
1.17 计算机网络常用的传输介质和互联设备有哪些?
1.18 你们学校机房局域网采用的操作系统是什么网络操作系统?