1、1,计算机文化基础教学课件 文科,2,第一章 计算机基础知识,1.1 计算机发展简史 1.2 计算机中数据的表示 1.3 计算机系统基本组成 1.4 多媒体技术 1.5 计算机文化,3,1.1 计算机发展史,1.1.1 传统计算机的发展 1. 计算机的诞生 (1) 近代计算机的发展史计算工具的发展 国内:手指 、石子、绳结、小木棍等。唐末出现的算盘是人类经过加工制造出来的第一种计算工具。,4,1.1 计算机发展史,国外:齿轮式加减法器、机械式计数器、机械式计算机、计算尺、差分机、分析机等。计算机就是上述计算工具的继承和发展。 (2) 现代计算机的发展孕育于英国,诞生于美国,遍布全世界。,5,1
2、.1 计算机发展史,2. 计算机的发展在推动计算机发展的众多因素中,电子元器件的发展起着决定性的作用;其次,计算机系统结构和计算机软件技术的发展也起了重大的作用。从第一台计算机诞生至今计算机的发展按其基本构成元件的技术进步而划分为:电子管、晶体管、中小规模集成电路和大规模集成电路四代。,6,1.1 计算机发展史,1.1.2 微型计算机的发展第四代计算机中最有影响的机种莫过于微型机,它诞生于70年代初,80年代得到了迅速推广,这是计算机发展史上最重要的事件。,7,1.1 计算机发展史,1.1.3 现代计算机的分类 1. 巨型机 2. 小巨型机 3. 大型主机 4. 小型机 5. 工作站 6. 个
3、人计算机,8,1.1 计算机发展史,1.1.4 计算机发展的趋向 1. 巨型化是指发展高速度、大存储量和强功能的巨型计算机。巨型计算机的发展集中体现了计算机科学技术的发展水平。,9,1.1 计算机发展史,2. 微型化就是进一步提高集成度,利用高性能的超大规模集成电路研制质量更加可靠、性能更加优良、价格更加低廉、整机更加小巧的微型计算机。 3. 多媒体化其实质就是让人们利用计算机以更接近自然的方式交换信息。,10,1.1 计算机发展史,4. 网络化就是把各自独立的计算机用通信线路连接起来,形成各计算机用户之间可以相互通信并能使用公共资源的网络系统。 5. 智能化是指让计算机具有模拟人的感觉和思维
4、过程的能力。,11,1.2 计算机中数据的表示,1.2.1 进位计数制及二进制 1. 数制定义用一组固定的数字和一套统一的规则来表示数值的方法,也称进位计数制或称计数制。N进制数:数字为0,1,2,N-1,规则为逢N进1 ,借1当N。十进制数:数字为0,1,2,3,4,5,6,7,8,9,规则为逢10进1,借1当10。,12,1.2 计算机中数据的表示,2. 基数某进位计数制允许选用的基本数字的个数。二进制数:基数为2。十进制数:基数位10。进制数:基数位N。,13,1.2 计算机中数据的表示,3. 权(或称位权)以基数为底,数字所处位置的序号为指数的整数次幂。二进制数:整数部分权分别为20,
5、21,22;小数部分权分别为2-1,2-2,2-3十进制数:整数部分权分别为100,101,102;小数部分权分别为10-1,10-2,N进制数:整数部分权分别为N0,N1,N2;小数部分权分别为N-1,N-2,N-3,14,1.2 计算机中数据的表示,4. 二进制数的算术运算运算规则如下:加法:0+0=0,0+1=1,1+0=1,1+1=0(进位1)减法:0-0=0,0-1=1(借位1),1-0=1,1-1=0乘法:00=0,01=0,10=0,11=1除法:01=0,11=1,15,1.2 计算机中数据的表示,5. 二进制的特点 (1)数码少、易表示、易实现。 (2)运算规则少且简单,易于
6、电路表示及记忆。 (3)节省设备、控制简单。 (4)易实现逻辑运算。,16,1.2 计算机中数据的表示,1.2.2 数制之间的转化 1. 二进制数和十进制数的互相转换 (1) 二进制数转十进制数:把数按权展开,再把各项相加。 例:(111001)2=125+124+123+022+021+120=(57)10 (1011.101)2=123+022+121+120+12-1+02-2+12-3=(11.625)10,17,1.2 计算机中数据的表示,十进制数转二进制数十进制整数转二进制整数:除2取余法,直到商为0,将所得的余数逆序排列例:(49)10=(110001)2十进制纯小数转二进制纯小
7、数:乘2取整法,直到小数部分为0或达到要求的位数。例: (0.625)10=(0.101)2例:将十进制数0.653转为二进制数,取6位小数。(0.653)10=(0.101001)2,18,1.2 计算机中数据的表示,综上所述可知(49.625)10=(110001.101)2 2. 二进制数与八进制数的互相转换 (1) 二进制数转八进制数:三位分组转换法,即三位合一位法。例:(011,010,001,011.110,110)2=(3213.66)8 (2) 八进制数转二进制数:一位分三位,不够三位在前面补0。,19,1.2 计算机中数据的表示,3. 十进制数与八进制数的互相转换 (1) 十
8、进制数转为八进制数有两种方法:可通过十转二,再由二转八得,也可通过除8取余法(对整数部分),或乘8取整法(对纯小数)得。 (2) 八进制数转为十进制数:按8的幂展开求和。,20,1.2 计算机中数据的表示,4. 二进制数与十六进制数的互相转换特殊地十六进制数的10,11,12,13,14,15分别用A,B,C,D,E,F代替. (1) 二进制数转十六进制数:四位分组转换法,即四位合一位法。 例:(0101,1011,1110,0011.1101,0111,1000)2=(5BE3.D78)16 (2) 十六进制数转二进制数:一分为四法,不够四位在前面补0 。,21,1.2 计算机中数据的表示,
9、5. 十进制数与十六进制数的互相转换 (1) 十进制数转为十六进制数有两种方法:可通过十转二,再由二转十六得,也可通过除16取余法(对整数部分),或乘16取整法(对纯小数)得。 (2) 十六进制数转十进制数:按16的幂展开求和。在计算机里,通常用数字后面跟一个英文字母来表示该数的数制。十进制用D、二进制用B、八进制用O、十六进制用H表示。,22,1.2 计算机中数据的表示,1.2.3 数据编码 1. ASCII编码在ASCII编码中,规定一个字节(8位二进制位)的最高位为0,余下的7位可以给出27即128个编码,用来表示128种不同的字符。各字符对应的十进制数从0到127。字符大小的比较,实际
10、是对字符编码进行比较,比如AB。,23,1.2 计算机中数据的表示,2. 汉字编码与汉字输入码 (1) 汉字编码 (2) 汉字输入码汉字输入编码方法主要有:数字编码(如区位码输入法)、拼音码(如全拼、智能全拼、双拼及简拼等)、字形编码(如五笔字型汉字输入法)、音形码或形音码(如自然码、智能ABC等)。,24,1.2 计算机中数据的表示,1.2.4 位、字节、字和内存容量位或比特(bit):数据的最小单位,即二进制数的0或1。字节(byte或B):由若干位构成一个字节,是计算机存储数据的基本单位。通常微机的CPU多用8个比特为一个字节,即1B8bit。一个字节用以表示一个字符的代码,25,1.2
11、 计算机中数据的表示,千字节(KB):习惯上把2的10次方,即1024个字节称为1K字节,即 1KB210B1024B。兆字节(MB):把2的20次方个字节记为1MB,读作兆字节。即1MB=220B=1024KB。吉字节(GB):把2的30次方个字节记为1GB,读作吉字节。即1GB=230B=1024MB。,26,1.2 计算机中数据的表示,太字节(TB):把2的40次方个字节记为1TB,读作太字节。即1TB=240 B=1024GB。拍字节(PB):把2的50次方个字节记为1PB,读作拍字节。即1PB=250B=1024TB,27,1.2 计算机中数据的表示,字(word或w):是计算机信息
12、交换、加工、存储的基本单位。由若干位或字节组成,可作为一个整体被处理。对计算机的运算器和内存储器来说,一个字或几个字是一个数据;对控制器来说,一个字或几个字是一条指令。 字长:即一个字所包含的二进制数码的位数,或能直接被处理,参与运算的二进制数码的位数。根据CPU字长可将微型机分为:8位、16位、32位和64位等类型。,28,1.3 计算机系统基本组成,完整的计算机系统包括硬件和软件两大部分。硬件是指计算机系统中的各种物理装置,是计算机系统的物质基础。包括控制器、运算器、内存储器、I/O设备以及外存储器等。软件是相对硬件而言的。软件系统着重解决如何管理和使用机器的问题。硬件和软件是相辅相成的。
13、只有配上软件的计算机才能成为完整的计算机系统。,29,1.3 计算机系统基本组成,1.3.1 计算机的硬件组成及功能计算机由运算器、控制器、存储器、输入装置和输出装置五大部件组成。 1. 运算器(或称算术逻辑单元ALU)主要功能是对数据进行各种运算。包括加、减、乘、除等基本算术运算,还具有逻辑判断和逻辑处理能力,即“与”、“或”、“非”和数据的比较、移位等操作。,30,1.3 计算机系统基本组成,2. 控制器是整个计算机系统的控制中心,它指挥计算机各个部件协调地工作,保证计算机按照预先规定的目标和步骤有条不紊地进行操作及处理。中央处理器(CPU):是控制器和运算器的合称,由最先进的超大规模集成
14、电路技术来制造,它是计算机的核心部件。它的性能主要是工作速度和计算精度,对机器的整体性能有全面的影响。,31,1.3 计算机系统基本组成,3. 存储器存储器分为:内部存储器和外部存储器两种。内部存储器简称为内存或主存,外部存储器简称为外存或辅存。内存一般由半导体器件构成。内存储器的主要功能是存储程序和各种数据信息,并能在计算机运行过程中高速自动地完成程序和数据的存取。,32,1.3 计算机系统基本组成,4. 输入设备就是用来向计算机输入各种原始数据和程序的设备。常用的输入设备有:键盘、鼠标器、图形输入板、扫描仪、视频摄像机等。 5. 输出设备就是从计算机输出各种数据的设备。常用的输出设备有:显
15、示器、打印机、绘图仪等。通常把输入设备和输出设备合称为I/O(输入/输出)设备。,33,1.3 计算机系统基本组成,1.3.2 微型计算机硬件的基本组成 微型机是由中央处理器(CPU)、内存储器、外存储器和输入输出设备构成的一个完整的计算机系统。构成微型机的关键是如何把这些部件有机地连接起来。微型机多采用总线型结构。,34,1.3 计算机系统基本组成,CPU(中央处理器),控制器,运算器,寄存器,35,1.3 计算机系统基本组成,1. 微处理器(MPU)微型机将运算器和控制器做在一个芯片上,这个芯片就是中央处理器,也叫微处理器。它是信息加工处理的中心部件,主要完成各种算术及逻辑运算,并控制计算
16、机各部件协调地工作。,36,1.3 计算机系统基本组成,(1) CPU的基本结构CPU的基本组成部分包括:一组称为寄存器的高速存储单元;一个或几个执行基本算术逻辑动作的计算部件,称为算术逻辑单元(ALU);一个作为CPU控制中心的程序控制单元。,37,1.3 计算机系统基本组成,(2) CPU性能CPU性能主要是由以下几个因素决定的。 CPU执行指令的速度 CPU的“字长” 指令本身的处理能力,38,1.3 计算机系统基本组成,2. 内存内存储器被分为若干存储单元,每个存储单元存放一定位数的二进制数,每个存储单元都有唯一的编号,称为存储单元的地址。计算机采用按地址访问(对存储器每一次读出或写入
17、,叫一次访问。)的方式到存储器中存取数据,存储器存取数据的速度是计算机系统的一个非常重要的性能指标。,39,1.3 计算机系统基本组成,(1) 随机访问存储器(RAM):主要用于数据的暂时存放和程序指令的随时启用。特点:可读出也可写入,关机或断电后,存储内容立即消失。 (2) 只读存储器(ROM):存放固定的程序指令和各种表格。基本输入输出系统(BIOS)就固化在ROM中。特点:写入的信息只能被读出,不能再写入,关机或断电后,信息不会消失。,40,1.3 计算机系统基本组成,(3) 高速缓存Cache : Cache在逻辑上位于CPU和内存之间,其运算速度高于内存而低于CPU。 Cache一般
18、采用静态RAM,也有同时内置于CPU的。Cache的内容是RAM中的部分内容的副本。CPU读写程序和数据时先访问Cache,若Cache中没有时再访问RAM。增加Cache,目的是提高CPU的读写速度,而不是增加内存的容量。,41,1.3 计算机系统基本组成,3. 外部存储器外存比内存容量大,但存取速度慢,且不能直接与CPU打交道。目前微型机上常用的外存储器有磁盘和光盘两种。磁盘是利用磁性介质来记录信息的设备,又分为软磁盘和硬磁盘两种。,42,1.3 计算机系统基本组成,(1)硬盘存储器硬盘存储器简称硬盘,是微机 的主要外部存储设备。硬盘存储器系统通常由硬盘机、硬盘控制适配器及连接电缆组成。硬
19、盘的存储速度比软盘高,容量也比软盘大。硬盘容量的大小和硬驱的速度也是衡量计算机性能技术的重要指标之一。,43,1.3 计算机系统基本组成,(2) 软盘存储器软磁盘的存储介质是一个封装起来的涂附着磁性材料的塑料圆盘片。目前常用的软盘是3.5英寸的,存储容量是1.44MB。软盘装入软盘驱动器才能读出或写入信息。 磁道盘面上的磁道顺序编号,最外面一个磁道编号为0,其余依此编号。,44,1.3 计算机系统基本组成,柱面对软盘来说,两面上编号相同的两个磁道称为一个柱面。 扇区磁盘的每个磁道被划分成的若干个弧段称为扇区。任意一个扇区所存储的数据量都是相同的。在软盘上读写信息是以扇区为单位成批进行的。 (3
20、) 光盘存储器,45,1.3 计算机系统基本组成,4. 输入设备 (1) 键盘 (2) 鼠标 (3) 图形扫描仪 5. 输出设备 (1) 显示器 (2) 打印机,46,1.3 计算机系统基本组成,6. 微机的总线结构计算机中的各个部件,包括CPU、内存储器、外存储器和输入输出设备的接口之间是通过一条公共信息通路连接起来的,这条信息通路称为总线。微机多采用总线结构,系统中不同来源和去向的信息在总线上分时传送。微机总线分为:,47,1.3 计算机系统基本组成,(1) 数据总线(DB) (2) 地址总线(AB) (3) 控制总线(CB),48,1.3 计算机系统基本组成,1.3.3 计算机软件计算机
21、软件分为:系统软件和应用软件两大类。 1. 系统软件系统软件是指管理、控制和维护计算机及其外部设备、提供用户与计算机之间的界面等的软件。主要有:操作系统、系统维护、诊断、服务程序、数据库管理系统以及各种程序设计语言的编译系统等。,49,1.3 计算机系统基本组成,2. 应用软件应用软件一般指那些能直接帮助个人或单位完成具体工作的各种各样的软件。如财务管理系统、统计、仓库管理系统 、字处理、电子表格、绘图、课件制作、网络通信等软件系统。它一般不能独立地在计算机上运行,而必须要有系统软件的支持。支持应用软件运行的最为基础的一种系统软件就是操作系统。,50,1.3 计算机系统基本组成,3. 计算机语
22、言 程序设计语言:用于编写计算机可执行程序的语言。程序设计语言按其发展的先后可分为机器语言、汇编语言和高级语言。 4. 新型软件开发工具 目前,面向对象的程序设计方法和方便实用的可视化编成语言,如Visual Basic,Visual C+等,已经取代了传统的BASIC,C等高级语言,成为软件开发的主要工具。,51,1.4 多媒体技术,1.4.1 多媒体的基本概念 1. 多媒体和多媒体计算机的简介多媒体技术的应用是20世纪90年代计算机的时代特征,是计算机的又一次革命。多媒体计算机是能够同时抓取、处理、编辑、存储和展示两个以上不同类型信息媒体的计算机。这些信息媒体包括:文字、声音、图形、图像、
23、动画、活动影像等。,52,1.4 多媒体技术,2. 多媒体数据处理对计算机及技术的要求 (1) 高性能CPU (2) 大容量的存储设备 (3) 数据压缩技术 (4) 人机交互技术和方法的改进 (5) 超文本技术 (6) 面向对象的编程技术,53,1.4 多媒体技术,1.4.2 多媒体技术发展现状及应用前景 1. 多媒体技术发展现状 (1) 音频技术 (2) 视频技术 (3) 数据压缩技术 (4) 网络传输技术 2. 多媒体技术的应用前景,54,1.4 多媒体技术,1.4.3 多媒体计算机的配置 1. 多媒体计算机的硬件配置多媒体计算机的关键设备有:声频卡、CD-ROM和视频卡,另外还可以配置麦
24、克风、扫描仪、数码相机、数码摄相机等。 2. 多媒体计算机的软件配置多媒体软件主要分操作系统软件和应用软件。,55,1.5 计算机文化,1.5.1 计算机的应用领域 1. 科学计算 2. 信息处理 3. 实时控制 4. 生产自动化 5. 人工智能 6. 网络应用,56,1.5 计算机文化,1.5.2 知识产权与软件版权保护 1.5.3 计算机安全使用与病毒预防 1. 安全使用 2. 计算机病毒 (1) 计算机病毒的定义计算机病毒是一种人为特制的程序,这种程序通过非授权入侵而隐藏在可执行程序或数据文件中,具有自我复制能力,极易传播,并能造成计算机系统运行失常或导致整个系统瘫痪的灾难性的后果。,5
25、7,1.5 计算机文化,(2) 计算机病毒的特点 破坏性 传染性 寄生性 隐藏性(潜伏性) 病毒除了具有以上特点,还具有程序的特征,其中传染性,即自我复制能力是计算机病毒最根本的特征,也是它和正常程序的本质区别。,58,1.5 计算机文化,(3) 计算机病毒的种类A. 按破坏程度分为良性病毒和恶性病毒B. 按传染的途径分为源代码病毒、入侵病毒、外壳病毒、操作系统病毒。 (4) 计算机病毒的表现形式与特征,59,1.5 计算机文化,3. 计算机病毒的主要传播途径与预防措施 (1) 传播途径 计算机网络 盗版光盘 软、硬磁盘 (2) 预防措施 软件预防 硬件预防 管理预防,60,1.5 计算机文化
26、,1.5.4 计算机犯罪 1. 概念计算机犯罪是行为人实施的在主观或客观上涉及到计算机的犯罪,是指针对计算机或者以计算机作为工具的犯罪。 2. 计算机犯罪特点(1) 智能性(2) 隐蔽性(3) 复杂性,61,1.5 计算机文化,(4) 跨国性 (5) 匿名性 (6) 发现概率太低 (7) 损失大,对象广泛,发展迅速,涉及面广 (8) 持获利和探秘动机居多 (9) 低龄化和内部人员居多 (10) 巨大的社会危害性,62,1.5 计算机文化,3. 我国现行的有关信息网络安全的法律体系框架 (1) 法律 (2) 行政法规 (3) 部门规章及规范性文件,63,1.5 计算机文化,4. 如何防范计算机犯罪 (1) 制定专门的反计算机犯罪法 (2) 加强反计算机犯罪机构的工作力度 (3) 建立健全的国际合作体系 (4) 计算机用户要增加安全防范意识和计算机职业教育,