第一章 计算机基础知识.docx

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第一章计算机基础知识

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§1.1计算机的特点、分类与应用

一、计算机特点

①存储容量大

②运算速度快

③计算精度高

④自动化程度高

补充：

⑤逻辑判断能力强

⑥可靠性强

⑦通用性强

二、计算机应用范围

1、科学计算（也称为数值计算）—【最早应用】

例：

天气预报、人造卫星、地震分析、航天计算等

2、数据处理（也叫数值计算或信息处理）--【最广泛应用】

例：

办公自动化（OA目前最广泛的应用）、档案/物资管理

3、实时控制（也叫过程控制）

例：

工业生产、自动化生产

4、计算机辅助系统（P2）

ØCAD：

计算机辅助设计

ØCAM：

计算机辅助制造

ØCAT；计算机辅助测试

ØCAI：

计算机辅助教学

ØCAE：

计算机辅助工程

5、计算机网络

例：

Internet国际互联网、网络和通信、电子商务

1993年9月，美国政府宣布实施一项新的高科技计划――国家信息基础设施（简称NII）

6、人工智能（模拟人的智能）

例：

机器人（难度大，目前研究最活跃）、专家系统

7、多媒体技术应用（除数值以外的其他形式）

例：

图形、图像、声音、动画、教育、医疗、广播、保险等领域

补充：

OA:

办公自动化系统

DSS:

决策支持系统

例题：

1、化工厂中用计算机系统控制物料配比，温度调节，阀门开关的应用属于（AB）

A、过程控制B、数据处理C、科学计算D、CAD/CAM

2、在计算机应用中，“DSS”表示（B）

A、管理信息系统B、决策支持系统

三、计算机发展过程

1、计算机的诞生

①世界上第一台计算机—ENIAC（电子数字积分计算机）

②产生于1946年2月，美国宾夕法尼亚大学

③电子管（18000个）

④主要作用：

科学计算（数值计算）

⑤运算速度：

5000次加法/秒

了解：

现代超级计算机神威-太湖之光运算速度超过十亿亿次。

2、计算机发展史（划分年代的依据：

器件；每代使用的器件）

时代

时间

主要元器件

特征

第一代

1946-1957

电子管

科学计算，使用机器语言、

汇编语言

第二代

1958-1964

晶体管

数据处理，使用操作系统、高级语言、结构化程序设计，半导体存储材料

第三代

1964-1971

集成电路（中小规模）

第四代

1971-至今

大规模或超大规模集成电路

3、新一代计算机特点：

人工智能、常温超导材料。

四、计算机分类（P2）

Ø按信息形式和处理方式：

数字计算机、模拟计算机、数字模拟混合计算机

Ø按功能和用途：

通用计算机、专用计算机

Ø按性能和规模：

巨型机、大型机、中型机、小型机、微型机

Ø【补充】按工作方式：

工作站、服务器

考点：

Ø个人计算机—PC（personalcomputer）属于：

微型机

Ø家里上网电脑属于：

工作站（去哪里交网费，哪里是服务器）

§1.2计算机系统组成与工作原理

一、计算机系统组成

1、计算机系统：

包括硬件系统和软件系统。

只有硬件系统没有软件系统的计算机称为裸机。

2、硬件系统的五大部分：

运算器、控制器、存储器、输入设备、输出设备。

3、计算机各部分工作原理（如图）

原理：

①控制器控制输入设备接收数据，并将数据送到存储器存储；②控制器根据指令在运算器进行运算处理，并将结果送回存储器；③控制器再控制输出设备将处理结果在输出设备上输出。

4、微机系统的组成（P6）

说明：

1）主机

两部分组成：

CPU、内存储器RAM

三部分组成：

运算器、控制器、内存储器

2）中央处理器CPU

Ø包括运算器和控制器，还包括Cache（高速缓冲存储器）、寄存器。

ØCPU在微机中称为微处理器，是组成微机的核心部件。

Ø微型计算机的发展以微处理器的发展为特征。

①运算器：

（P3）

●组成：

算术逻辑单元ALU、累加器、寄存器。

ALU是运算器核心。

●功能：

算术运算（+-*/）、逻辑运算

逻辑运算包括与（用and或*表示）、或（用or或+表示）、非（用not或！

表示）三种，用1表示真（True，T），用0表示假（Faults，F）。

●运算规则：

与运算规则：

（全为真时结果为真，否则为假）0*0=00*1=01*1=1

或运算规则：

（全为假时结果为假，否则为真）0+0=00+1=11+0=11+1=1

非运算规则：

！

1=0！

0=1

②控制器

功能：

控制与协调各部件自动、连续的执行各条指令。

执行指令的过程：

取出指令—分析指令—执行指令。

3）存储器

①分类

●RAM：

断电后信息丢失。

平时所说的内存就是指RAM。

（P12）

●ROM：

断电后信息不丢失。

ROM中的信息在制造时就已经固定下来，其内容只能读、不能写。

●外存：

属于外设；既是输入设备，又是输出设备。

包括硬盘、软盘、U盘、磁盘、SD卡等。

断电后信息不丢失。

用于长期保存数据。

其内容可读、可写。

文件只能保存在外存中。

●Cache（高速缓冲存储器）：

作用是解决CPU与内存速度不匹配问题，提高整体运行速度，断电后信息丢失。

●内存又称为主存储器，外存又称为辅助存储器。

一个文件只能放到外存中保存。

②CPU读取程序的过程

在计算机内部直接与CPU交换信息的存储器是内存。

5、外部设备

●常见的输入设备：

键盘、鼠标、扫描仪、麦克、摄像头、光笔、手写输入板、

游戏杆、语音输入设备、条形码阅读器、磁盘。

●常见的输出设备：

显示器、打印机、音响、投影仪、绘图仪、磁盘。

1）显示器

①种类：

CRT、LED、LCD（液晶显示器）

②主要指标（5个，P12）

●尺寸：

屏幕对角线的长度。

●分辨率：

指行和列上像素点的个数，越多越精确；单位：

像素。

例如：

分辨率1280*1024，是指屏幕图像水平方向有1280个像素，垂直方向有1024个像素。

●点距：

像素点之间的间隔距离，越小越好。

●扫描频率：

显示器每秒钟扫描的行数，单位：

KHz千赫兹。

●刷新率：

每秒钟出现新图像的数量，单位：

Hz（赫兹）。

70-72Hz以上可保证

图像稳定。

③显示卡（显示器适配器）：

连接主板和显示器的接口卡。

显示效果由显示卡和显示器共同决定。

2）键盘

输入设备；5芯接口电缆与主机相连，84键和101键两种标准键盘。

3）软盘

①容量：

2面，每面划分40或80个磁道，每个磁道划分成若干（18个）扇区，每个扇区容量为512B。

软盘的容量为：

字节数╳扇区数╳磁道数╳面数

=512╳18╳80╳2=1.44MB

②0磁道：

磁道编号从0开始，0磁道位于最外边。

③引导区：

扇区编号从1开始，0面0磁道1扇区为引导区。

④软盘写保护：

写保护口透光时，只能读，不能写；不透光时，能读、能写。

4）硬盘

①容量：

多个盘片，多个磁头。

盘片划分成若干个柱面（类似磁道），每个柱面划分成若干个扇区。

硬盘的容量为：

字节数╳扇区数╳磁头数╳柱面数。

②硬盘接口：

分IDE、SATA、SCSI，一般IDE和SATA是用在普通的PC机上，而SCSI是用在服务器上。

③读取速度：

硬盘读取速度与接口类型、转速有关与容量大小无关。

5）光盘

①容量：

普通光盘标准容量650MB,DVD可达4.7GB

②分类：

CD—ROM或DVD—ROM：

只读型光盘

CD—R或WORM：

只写一次光盘

CD—RW：

可重写光盘

6）虚拟磁盘

在内存中开辟一块空间来模拟磁盘，断电后其存储的内容会丢失。

7）各种介质存取速度比较

CPU>Cache>RAM>虚拟磁盘>硬盘>光盘>软盘

8）打印机

分类：

针式打印机、喷墨打印机、激光打印机

击打式：

针式打印机

非击打式：

喷墨打印机、激光打印机

6、总线（P6）：

传送信息的通道。

1）分类

①按位置分类：

●内部总线：

CPU内部的总线。

●外部总线：

连接系统各部件的总线，又称系统总线。

②按传送的信息的类型分类：

●地址总线（AB）：

只传输地址信号。

●数据总线（DB）：

只传输数据信号。

●控制总线（CB）：

只传输控制信号。

2）寻址空间

如果总线的根数是n，则寻址空间是2n，表示的最大的数是2n-1。

7、I/O接口

作用：

连接主机和外设

8、冯·诺依曼原理

●冯·诺依曼----计算机之父，美籍匈牙利人，科学家。

●提出五部分的计算机结构。

●存储程序、自动执行

9、软件系统（P4）

1）软件包括：

程序、数据、文档。

指令：

存储在CPU内部，对CPU运算进行指导和优化的硬程序，指令不在内存中。

2）分类

①按用途：

系统软件、应用软件。

●能被计算机直接执行的语言：

机器语言、汇编语言。

●高级语言编写的程序，不能被计算机直接执行，必须经过编译或解释才能被计算机执行。

●编译和解释的区别：

编译：

先产生目标程序，再根据需要执行。

解释：

一边解释，一边执行。

②按功能：

程序、文档。

③按应用范围：

通用软件（WORD）、专用软件（杀毒软件）

二、微机的主要技术指标（P6）

1.字长

CPU一次能处理的二进制数的位数，字长越大，处理的精度越高。

微机的字长：

8、16、32、64。

2、主频

CPU的时钟频率，单位为MHz。

主频越高，CPU运算速度越快。

通常所说的PⅢ800,800即为主频。

3、运算速度

单位：

MIPS，百万条指令/秒。

4、存储容量（P7）

指内存容量。

内存越大，速度越快。

存储信息（或处理数据）的基本单位：

字节（byte，B）。

计算机存储设备的最小单位：

位（bit，b）。

1字节=8位。

1B=8b

1KB=210B=1024B

1MB=210KB=1024KB=220B

1GB=210MB=1024MB=230B

1TB=210GB=1024GB=240B

例：

1GB=230B那么8GB=？

B解析：

20=123=8所以8GB=233B

一般来讲：

cache容量<内存容量<硬盘容量

5、兼容性

要求各个部件之间相互兼容。

§1.3计算机中的数据表示

一、计算机中常用的数制

1、常见的数制及表示

二进制B：

如（1010）21010（B）1010B每位数码范围：

0--1

八进制Q：

如（257）8257（Q）257Q每位数码范围：

0--7

十进制D：

如（258）10258（D）258D258每位数码范围：

0--9

十六进制H：

如（2A8）162A8（H）2ABH每位数码范围：

0—F

考点：

八进制表示法：

312Q318Q

2、计算机中使用的数制

计算机中使用二进制表示指令和程序。

优点：

物理上容易实现（电路容易实现）、运算简单（逻辑简单）、可靠性高。

n个数据位可以表示二进制数的个数：

2n；表示的最大数是：

2n-1。

例：

1个数据位可以表示2（21）个二进制数：

0、1。

2个数据位可以表示4（22）个二进制数：

00、01、10、11。

3个数据位可以表示8（23）个二进制数：

000、001、···111。

例：

有64个符号集合中，每个符号需要的二进制位是（C）

A、4B、5C、6D、7

解析：

看2的几次方能达到64。

3.数制转换

①任意进制→十进制

方法：

按权展开成多项式求和

346.5=3*102+4*101+6*100+5*10-1

101.1B=1*22+0*21+1*20+1*2-1=5.5

124.3Q=1*82+2*81+4*80+3*8-1=84.375

12C.4H=1*162+2*161+12*160+4*16-1=300.25

②十进制→其它进制（P9）

方法：

整数部分：

除权值取余

小数部分：

乘权值取整

③二进制、八进制、十六进制之间的转换

方法：

3位二进制→1位八进制

4位二进制→1位十六进制

八进制、十六进制之间的转换需先转成二进制（常用方法）或十进制

二、信息编码

一切信息在计算机内都表示为二进制。

信息编码有2种

●8421BCD编码

●ASCII编码（美国信息交换标准代码）

1、8421BCD编码

①只可以表示0—9，十个数字的编码。

②有10个数字符号（四位二进制数），表示的是十进制数。

8421BCD编码

十进制数

0000

0

0001

1

····

····

1001

9

考点：

8421BCD编码和十进制数互相转换。

方法：

四位一转，不够补前面0

例如：

（1357）10的8421BCD码为（0001001101010111）

将8421BCD码1000000110101转为十进制数为（1035）

2、ASCII编码

①用8位二进制数表示键盘上的各种符号，共128个，其值见教材P10。

②每个字符占1个字节，最高位为奇偶校验位。

③是西文字符的编码方法。

④记住ASCII值的大小关系：

控制字符空格字符<空格<数字符<大写英文字母<小写英文字母

考点：

A的ASCII值为01000001，则C的ASCII值为（01000011）

3、计算机中的正负数表示（P11）

一个字节的高位表示正负号，0：

正数；1：

负数。

例：

11111111：

-127

01111111：

127

4、汉字编码（补充）

在汉字的输入、存储、处理、输出的不同过程中，使用的汉字编码也不同。

常见的汉字编码有：

●汉字输入码（又称：

外码、汉字输入法）

●汉字交换码（又称：

国标码）

●汉字内码（又称：

机内码、内码）

●汉字字形码

1）汉字输入码

用英文键盘输入汉字使用的编码，常见的有：

●数字编码（如：

区位码）

●字音编码（如：

全拼输入法）

●字形编码（如：

五笔字型）

●字形编码和音型形结合编码（如：

二笔输入法）

考点：

区位码属于（汉字输入码）

2）汉字交换码（国标码）

●汉字进行传递和交换时使用的编码，使用的编码为GB2312-80编码。

●GB2312-80编码使用2个字节表示一个汉字，每个字节的最高位为0。

●国标码与区位码的关系：

国标码=区位码+2020H

3）汉字内码

汉字在计算机内存储、运算时使用的编码。

内码使用的是变形的国标码：

将每个字节的最高位设为1，即：

机内码=国标码+8080H

4）汉字字形码

在打印和显示时使用的编码形式。

使用点阵的形式显示。

考点：

每个汉字用16X16点阵字形码，则一个汉字需要（）存储空间。

解析：

每个点需要1位存储，则需要16X16=256位，即256/8=32字节。

§1.4计算机病毒

一、计算机病毒的定义（P14）

二、分类

①按传播方式：

系统型：

破换系统

文件型：

破换文件

混合型：

两者兼有

②按危害程度：

良性：

消耗系统资源、速度变慢、死机

恶性：

破坏系统数据、文件

三、病毒的特点（P15）

●具有一切程序的特征

●传染性

●破坏性（破坏软件、程序）

●隐蔽性、不易发现

●潜伏性、不马上发作

●可激活性（满足某种条件时激活）

●自我复制

●短小精悍

四、病毒的危害（P16）

总结：

①耗费系统资源（CPU、内存），使系统变慢、死机

②破坏系统数据

③破坏、修改或删除数据、文件

④破坏磁盘文件分配表、引导记录

五、病毒的表现形式（P16）

六、病毒的传播途径

①只要能传送文件，就可能传播病毒。

②只要查看、打开或执行感染病毒的文件或程序，就可能感染病毒。

③传播病毒的主要途径：

磁盘、U盘、网络（浏览网页、打开邮件、文件传输）。

七、病毒的预防与清除

总结：

①限制上网：

不允许执行可疑的代码或程序，不访问可疑的网站，不打开

可疑的电子邮件。

②不允许可疑的访问者查看、执行文件或程序

③不非法拷贝软件

④尽量做到专机专用、专盘专用

⑤安装正版防毒、杀毒软件，经常查杀病毒，经常升级杀毒软件

⑥使用正版软件

⑦重要的文件及时备份

补充：

①杀毒软件的原理：

将病毒特征代码写入病毒库。

杀毒软件不能查杀最

新的病毒。

②格式化磁盘可以清除病毒，但文件也将会丢失。

③文件被病毒破坏后，杀毒软件不能恢复文件。

八、木马

●木马，也称木马病毒，是指通过特定的程序（木马程序）来控制另一台计算机。

●木马通常有两个可执行程序，一个是控制端，另一个是被控制端。

●木马重点在于控制别人的计算机，进入别人的计算机系统。

§1.4多媒体技术基础

一、定义（P17）

理解：

①媒体：

信息的载体。

②多媒体：

用多种媒体来表示信息。

③多媒体技术：

处理和应用多种媒体的技术。

二、多媒体处理的对象（P17）

①包括：

文字、图像、图形、动画、音频、视频。

多媒体信息从时效上分为两类：

Ø静态媒体：

文字、图像、图形

Ø动态媒体：

动画、音频、视频

②存储形式：

数字形式存储。

③多媒体的存储介质：

早期：

光盘（容量大）

现在：

和其它数据相同（硬盘、光盘等）

一般不包括软盘：

因为软盘存储容量小。

三、多媒体计算机

①构成：

普通计算机+多媒体功能

②多媒体功能的实现：

硬件：

CD-ROM、声卡、显卡、视频卡（也叫采集卡，视频信号处理设备的统称）

软件：

工具软件：

暴风影音等

开发软件：

3DMAX等

四、多媒体处理技术（P18）

●多媒体处理技术：

把多种媒体通过计算机进行数字化采集、获取，并进行存储、加工处理，再以单独或合成的方式表现出来的技术。

●主要技术有：

录入、变换、压缩、存储、解压缩、传输、显示等

●核心：

压缩技术

五、多媒体计算机特点（P18）

数字化：

存储、传输、处理都是数字信息号

集成化：

多种媒体合成表现（声音、图像同时表现）

交互性：

计算机都具有

多样性：

多种媒体

实时性：

影音同步

六、各种媒体文件类型

1、图形图像：

.BMP.JPG.GIF（动态图像）

2、文本类：

.TXT.DOCX.DOC.XLSX.XLS.PPTX.PPT

.WPS.RTF（多信息文本）

3、声音类：

.WAV.MP3.MIDI

4、动画类：

.SWF

5、视频：

.AVI.MPG.MEPG.MOV.RMVB