1、1Windows2000+Office2000版主编 杨振山 龚沛曾2第一章 计算机基础知识1.1 计算机概论1.1.1 什么是计算机 计算机是电子数字计算机的简称，是一种自动地、高速地进行数值运算和信息处理的电子设备。它主要由一些机械的、电子的器件组成，再配以适当的程序和数据。程序及数据输入后可以自动执行，用以解决某些实际问题。 计算机中的各个物理实体称为计算机硬件；程序和数据则称为计算机软件。1.1.2 计算机的特点1运算速度快 2计算精度高 3自动化程度高 4具有超强的“记忆”能力35具有逻辑判断能力6通用性强 1.1.3 计算机的分类1巨型机 2大型机 3小型机 4工作站5. 微型机6
2、. 网络计算机 1.1.4 计算机的应用领域1科学计算 2数据处理3电子商务 4计算机辅助系统 5过程控制 6多媒体技术7. 虚拟现实8. 人工智能 41.1.5 计算机的发展历程及发展趋势1计算机的产生2计算机的 发展（1）第一代计算机（1946年1958年）采用电子管作为基本元件，主存储器采用汞延迟浦线，其特点是主存存储器容量小、速度慢、机器体积大、重量大、功耗大、成本高。（2）第二代计算机（1959年1964年）采用晶体管作为基本元件，主存储器采用磁芯存储器其特点是主存储器容量加大、运算速度加快、减小了体积、重量、功耗及成本，提高了计算机的可靠性。 （3）第三代计算机（1965年1971
3、年）基本电子元件是中、小规模集成电路（几十至几百个/mm 2），其特点是功能进一步增强，体积功耗进一步降低。（4）第四代计算机（1971年至今）是大规模、超大规模集成电路（几万至几千万个/mm 2），主存采用半导体存储器，容量大大增加，外存主要有磁盘、光盘，运算速度可达几亿次/秒，计算机开始向标准化、模块化、系列化、多元化的方向前进。3计算机的发展趋势（1）智能化 5（2）网络化 （3）微型化 （4）多媒体化 1.2 计算机的基本组成及工作原理1.2.1 计算机系统的组成 一个完整的计算机系统由计算机硬件系统及软件系统两大部分构成。 计算机硬件是计算机系统中由电子、机械和光电元件组成的各种计算
4、机部件和设备的总称，是计算机完成各项工作的物质基础。 计算机软件是在计算机硬件设备上运行的各种程序及其相关文档的总称。1.2.2 计算机硬件的基本组成及工作原理（课本第9页起）1运算器： 用于加工、处理数据的部件，主要完成对数据的算术运算和逻辑运算。 2控制器 ：是计算机的控制部件，它控制其他部件协调统一的工作，并能完成对指令的分析和执行。 3存储器 ：是计算机的记忆装置，主要是存放程序和数据。 64输入设备：是从计算机外部向计算机内部传送信息的装置。其功能是将数据、程序及其他信息，从人们熟悉的形式转换为计算机能够识别和处理的形式输入到计算机内部。常用的输入设备有键盘、鼠标、光笔、扫描仪等。
5、5输出设备 ：输出设备是将计算机的处理结果传送到计算机外部供计算机用户使用的装置。其功能是将计算机内部二进制形式的数据信息转换成人们所需要的或其他设备能接受和识别的信息形式。常用的输出设备有显示器、打印机、绘图仪等。图 1.1 计算机硬件组成及简单工作原理数 据 流 控 制 流 输入设备输出设备运 算 器 控 制 器 存 储 器 7地 址 信 息 数 据 信 息 读 /写 操 作 命 令 地址寄存器数据寄存器地址译码器存 储 单 元 存 储 单 元 存 储 单 元 存 储 单 元 存 储 单 元 存 储 单 元 读 /写 控 制 电 路 图1.2 运算器示意图据信息图 1.3 内存储器原理A
6、B A L U 寄 存 器 寄 存 器 8图 1.4 CPU 访问内、外存储器的方式1.2.3 计算机软件1系统软件（1）操作系统：是计算机软件中最重要的程序，用来管理和控制计算机系统中的硬件和软件资源的大型程序。 （2）语言处理程序：必须和计算机语言及计算机程序设计结合起来。图1.5（3）实用程序：是指为了帮助用户使用与维护计算机，提供服务性手段，支持其他软件开发，而编制的一类程序。主要有以下几种：反病毒程序、诊断程序、卸载程序、备份程序、文件压缩程序。a b C P U 内 存 储 器 C P U 内 存 外 存 9图1. 5 汇编、编译与解释过程 2应用软件（1）办公软件包（2）数据库管
7、理系统（3）浏览器（4）实时控制软件 （5）图形图像处理软件（6）工程设计和数学计算软件（7）多媒体创作工具。（8）网上出版应用软件执 行 （ a） 汇 编 过 程 执 行 （ b） 编 译 过 程 （ c） 解 释 过 程 汇 编 源 程 序 目 标 程 序 汇 编 结 果 汇 编 程 序高 级 语 言 源 程 序 编 译 目 标 程 序 结 果 解 释 程 序 高 级 语 言 源 程 序 解 释 执 行 编 译 程 序 结 果 101.3 数据在计算机中的表示（课本第27页起）1.3.1 计算机中的各种数制 在计算机内部，信息广泛采用二进制形式表示，有时还会使用十进制、八进制、十六进制。
8、十进制使用广泛，它主要用在计算机外部。特点：一是十进制由十个不同的数符组成：0、1、2、3、4、5、6、7、8、9，即基数为“10”；二是十进制遵循每相邻两位“逢十进一”的原则。 二进制是用于计算机内部描述各种信息的一种数制。特点：一是二进制由“0”和“1”两个符号构成，即基数为2；二是每相邻两位遵循“逢二进一”的原则。 八进制和十六进制是为了弥补二进制数字长过长而出现在计算机中的，它们主要用来描述存储单元的地址。 1.3.2 二进制的算术、逻辑运算1算术运算 算术运算是指利用、（）等符号连接二进制数完成的运算。2逻辑运算 二进制的逻辑运算包括And（与）、Or（或）、Not（非）三种运算。1
9、11.3.3 数制之间的转换1二进制数、八进制数、十六 进制数与十进制数的互相转换2十进制数同二进制数、八进制数、十六 进制数之间的相互转换3二进制数同八进制数、十六进制数的互相转换1.3.4 数的定点与浮点表示法1数的定点表示（1）定点整数 ：将小数点固定在数的最低位之后，其格式如图1.6所示。图1.6 定点整数的存储格式（2）定点小数 ：将小数点固定在数的符号位之后、最高数位之前，其格式如图1.7所示。图1.7 定点小数的存储格式数 值 部 分 符 号 位 小 数 点 位 置 s dn-1 dn-2 d0 数 值 部 分 符 号 位 小 数 点 位 置 s dn-1 dn-2 d0 122
10、数的浮点表示 浮点表示法中的小数点位置不是固定不变的，是浮动的。任何浮点数都由阶码和尾数两部分组成，其格式如图1.8所示。 图1.8 浮点数存储格式3带符号数的表示 原码整数 X 的原码指：其数符位 0 表示正，1 表示负；其数值部分就是 X 绝对值的二进制表示。通常用 X原 表示 X 的原码。 反码整数 X 的反码指：对于正数与原码相同；对于负数，数符位为 1，其数值位 X 的绝对值取反。通常用 X反 表示 X 的反码。 补码整数 X 的补码指：对于正数与原码相同；对于负数，数符位为 1，其绝对值 X 的绝对值取反最右位加 1，即为反码加 1。通常用X 补 表示 X 的补码。阶 符 Em-1
11、 Em-2 E0 数 符 dn-1 dn-2 d0 阶 码 尾 数 阶 码 小 数 点 位 置 尾 数 小 数 点 位 置 131.3.5 数字化信息编码 数字化信息编码是把少量二进制符号（代码），根据一定规则组合起来，以表示大量复杂多样的信息的一种编码。一般来说，根据描述信息的不同可分为：1数字编码2字符编码3汉字编码（1）国标码 （2）汉字输入码与机内码表1.1 ASCII表141.3.6 声音媒体的表示1.模拟信号和数字信号模拟信号：在时间和空间上都是连续的的信号。数字信号：时间和幅度都用离散数字表示的信号2.声波采样与数字化在某些特定的时刻对模拟信号进行测量叫做采样。声波数字化就是对声
12、波进行采样和量化。(1)样频率：即每秒采样的次数。(2)采样点精度(3)声道数记录每秒钟存储声音的容量的公式为：采样频率采样精度声道数/8=字节数 3.声音文件(1)Wave格式文件（ .WAV）(2)MIDI格式文件(.MID)(3)MPEG音频文件(.MP1/.MP2/.MP3)151.3.7 图形和图像媒体的表示1.图像属性(1)图像分辨率：用每英寸多少点表示。(2)颜色深度：即每一个像素点表示颜色的二进制位数。2.图像文件格式(1)静态图像格式BMP和DIB格式文件(.BMP/.DIB)GIF格式文件(.GIF)JPEG格式文件(.JPG)WMF格式文件(.WMF)(2)动态图像格式A
13、VI格式文件(.AVI)MOV格式文件(.MOV)MPG格式文件(.MPG)DAT格式文件(.DAT)161.4 微型计算机的组成及配置1.4.1 微型计算机的硬件组成 微型计算机硬件系统由主机和常用外围设备两大部分组成。 主机由中央处理器和内存储器组成，用来执行程序、处理数据，主机芯片都安装在一块电路板上，这块电路板称为主机板（主板）。为了与外围设备连接，在主机板上还安装有若干个接口插槽，可以在这些插槽上插入不同外围设备连接的接口卡，用来连接不同的外部设备。 主机与外围设备之间信息通过两种接口传输。一种是串行接口，如鼠标；一种是并行接口，如打印机。 计算机中传输信息的公共通路称为总线（BUS
14、）。 按照总线上传输信息的不同，总线可分为：（1）数据总线（DB）：用来传送数据信息，它主要连接了 CPU与各个部件，是它们之间交换信息的通路。数据总线是双向的，而具体的传送方向由CPU控制。（2）地址总线（AB）：用来传送地址信息。CPU通过地址总线中传送的地址信息访问存储器。通常地址总线是单向的。 （3）控制总线（CB）：用来传送控制信号，以协调各部件之间的操作。 常用的总线结构有：（1）ISA总线（2）PCI总线（3）AGP总线（4）通用串行总路线USB总线17 微型计算机常用外围设备有显示器、键盘、鼠标器及外存储器。外存中常用的有硬磁盘（硬盘）、软磁盘（软盘）和光盘。如果需要还可以根据
15、用户的要求配置打印机、绘图仪、投影仪；同时为了联网，还可以配置调制解调器等通信设备。 微机用键盘按照按键个数多少可分为84键、101键、104键等几种，目前广泛使用的是101键、104键标准键盘。这两种键盘一般可分为四个区域：主键盘区、功能键区、编辑键区、小键盘区（数字键区）。显示器种类杂多，分类方法也有多种，如下所示。 按显示内容可以分为：字符显示器、图形显示器、视频显示器。 按显示颜色可以分为：单色显示器、彩色显示器。 按显示分辨率可以分为：低分辨率（300200）、中分辨率（600350）、高分辨率（640480或1024768以上）。分辨率越高，组成字符与图形的点密度越高，显示器显示的
16、画面越清晰。 鼠标器（Mouse）简称鼠标，也是一种常用的输入设备。它通过串行接口与主机相连。其使用方法有移动、点击和拖曳三种。从结构和原理上进行分类，鼠标可分为多种，如机械鼠标、光学鼠标、光机鼠标、两键鼠标、三键鼠标等。 微型机配备的打印机可分为击打式打印机和非击打式打印机两大类。 1.4.2 微型计算机的使用环境及系统维护1使用环境（1）环境温度在室温15 35之间能正常工作。 （2）环境湿度：放置微型机的房间的相对湿度在20%80%之间。 （3）洁净要求：应保持机房清洁，使磁头、磁盘读写准确。 （4）电源要求：微型机一般使用220V、50HZ的交流电。最好提供不间断供电电源UPS，并装有
17、可靠的地线。18（5）防止干扰：微型计算机附近避免强磁场干扰。2系统维护（1）微型机开关的顺序。 （2）机器应常处于运行状态，不应长期闲置不用。 （3）软盘的使用及保存过程中应防磁、热、强光或受潮霉变。（4）工作过程中不应经常搬动，它会使软盘、硬盘磁头受到伤害。（5）显示器的保护应做好防强磁场的措施。（6）打印机必须在干净无尘的环境中工作。附加：1.6 多媒体计算机1.6.1 媒体与多媒体技术 媒体（Media），又称介质，是存储、传播、表现信息的载体，是承载信息的有形物体。 多媒体是指多种媒体的集合，它是以数字技术为核心的，将文字、图像、声音、视频与计算机通信融为一体的信息环境的总称。 多媒
18、体技术是指能够同时采集、处理、编辑、存储和展示两个以上不同类型信息媒体的技术。多媒体技术是将声、文、图、像与计算机集成为一体的技术，其主要特点如下：（1）集成性、（2）实时性、（3）交互性、（4）数字化、（5）计算机化。1.6.2 多媒体计算机19 多媒体计算机（MPC） 是在多媒体技术的支持下，能够实现多媒体信息处理的计算机系统。 多媒体计算机的硬件系统构成可由公式MPC=PC+视频卡+音频卡+CD-ROM体现。 多媒体计算机软件主要有以下三种：支持多媒体计算机工作的操作系统，多媒体编辑工具及多媒体应用软件。通过多媒体计算机的硬件以及软件可构成以下三种多媒体系统：对多媒体对象具有编辑和播放的开发系统，对多媒体对象进行播放的演示系统及以家用电视机为输出设备的家用系统。 1.6.3 多媒体技术的应用（1）科技数据和文献的多媒体表示、存储及检索。它改变了过去只能利用数字、文字的单一方法，还描述对象的本来面目。（2）多媒体电子出版物，为读者提供了“图文声像”并茂的表现形式。（3）支持各种计算机应用的多媒体化，如电子地图。（4）娱乐和虚拟现实是多媒体应用的重要领域，它帮助人们利用计算机多媒体和相关设备把人们带入虚拟世界。（5）多媒体技术加强了计算机网络的表现力，无疑将更大程度的丰富计算机网络的表现能力。
