《大学计算机基础教程及实验指导》第一章计算机基础知识.ppt
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1、大学计算机基础 教程及实验指导,主 编:杨 继 副主编:于繁华 赵建华 徐金艳,21世纪高等院校计算机系列教材,全 书 介 绍,计算机文化基础课是高校非计算机专业学生的公共课,随着计算机技术应用的普及,计算机基础教育也不断地深入,从计算机文化基础发展到计算机应用基础和计算机技术基础。为了更有效的学习日益更新的新技术、新应用,本书编委结合高校学生特点,从如何提高学习效率、增强学习效果入手,从教材的内容、表现形式以及实用性等方面进行了研究,力图将理论知识具体化,尽可能的用形象、直观的图形、图象描述,达到容易理解、容易记忆的目的。 本书共分为五部分: 第一部分“计算机基础知识”讲述了计算机的发展简史
2、与应用,描述了计算机的基本组成与基本工作原理,以及各种信息在计算机中的存储形式,介绍了多媒体计算机的基本概念和基本组成。同时介绍了信息安全与计算机病毒防治等内容。 第二部分“操作系统”全面介绍了Windows2000的使用方法。 第三部分“办公软件”介绍Office2000常用套装软件(Word、Excel和PowerPoint)的操作与应用。 第四部分“计算机网络基本知识”介绍了计算机网络基础知识及Internet的信息浏览、电子邮件等应用。 第五部分“上机实验指导”根据不同章节的操作要求,安排了丰富的实验内容。,1.1 概述,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
3、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。 简言之:计算机是一种能够进行高速运算,具有存储能力,能按事先编好的程序控制其操作处理过程的自动化电子设备。,1.1.1计算机的产生与发展,1.1.1.1 计算机的诞生 世界上第一台通用电子数值积分计算机ENIAC于1946年2月15日在美国宾夕法尼亚大学诞生,组成它的主要元件是电子管,每秒能完成5000次加法或300多次乘法运算,重30吨、占地170平方米、使用了18000多个电子管、5000多个继电器、电容器、耗电150KW的庞然大物拉开了人类科技革命的帷幕。
4、,第一代(19461958)电子管 5千4万(次/秒) 时 间:1946年1958年。 特 征:采用电子管作为计算机的逻辑元件 系 统:机器语言或汇编语言编写 运算速度:几千次(次/秒) 处理速度:几千条(指令数/秒) 内存技术:水银延迟线 内存容量:几KB。 外存储器:穿孔卡片、纸带 应用领域:仅限于军事和科学研究工作。 代表机型:IBM65O(小型机)、IBM 709(大型机),1.1.1.2 计算机的发展的几个阶段,第二代(19591964)晶体管 几万几十万(次/秒) 时 间:1959年1964年。 特 征:逻辑元件逐步由电子管改为晶体管 系 统:出现了FORTRAN、Basic等高级
5、语言 运算速度:几万几十万(次/秒) 处理速度:几百万(指令数/秒) 内存技术:磁芯存储器 内存容量:几十 KB。 外存储器:磁带 应用领域:科学计算、数据处理和事务处理 代表机型:IBM7O94、CDC760,第三代(19651971)集成电路 几十万次万几百万(次/秒) 时 间:1965年1971年 特 征:采用小中规模集成电路 系 统:高级语言 运算速度:几十万次几百万 (次/秒) 处理速度:几千万条(指令数/秒) 内存技术:半导体存储器 内存容量:几MB。 外存储器:磁带、磁盘 应用领域:广泛应用在各个领域 代表机型:IBM360,第四代(1972现在)集成电路 几百万几亿(次/秒)
6、时 间:1972年-至今 特 征:采用大/超规模集成电路 系 统:高级语言 运算速度:百万次几亿(次/秒) 处理速度:数亿条以上 内存技术:半导体存储器 内存容量:几百MB。 外存储器:磁盘、光盘等大容量存储器 应用领域:广泛应用在各个领域及家庭,1.1.1.3 微型机的发展 通常人们以微处理器为标志来划分微型计算机,如286机、386机、486机、Pentium机、Pentium II机、Pentium III机以及Pentium 4机等。 1.第一代微型计算机: 时间:1971年 公司:Intel 型号:4位 4004 内部总线:16位 外部总线:8位 1981年,IBM公司用Intel8
7、088芯片首次推出准16位IBM PC 个人计算机。,2.第二代微型计算机: 时间:1982年 公司:Intel 型号:16位80286 集成度:13.4万个晶体管/片 时钟频率:20MHz 内部总线:16位 地址总线:24位 1984年IBM公司以Intel80286芯片为CPU推出IBMPC/AT机。,3.第三代微型计算机: 时间:1985年 公司:Intel 型号:32位80386 集成度:27.5万个晶体管/片 时钟频率:12.5MHz、33MHz 内部总线:32位 外部总线:32位 IBM公司的PS/2-50型微机就是第三代微机。,4.第四代微型计算机: 时间:1989年 公司:In
8、tel 型号:新型个人计算机芯片80486 集成度:120万个晶体管 时钟频率:25MHz、33MHz、50MHz 它是将80386和协处理器80387以及一个8KB的高速缓存集成在一个芯片内,它的处理速度是80386的4倍。,5.第五代微型计算机: 时间:1993年 公司:Intel 型号:Pentium(奔腾)或586 集成度:310万个晶体管 时钟频率:60MHz、75MHz、90MHz、100MHz 这是一种速度更快的微处理器,被广泛地运用于各种个人电脑和多媒体电脑上。,6.第六代微型计算机: 时间:1997年 公司:Intel 型号:Pentium II 7.第七代微型计算机: 时间
9、:1999年 公司:Intel 型号:Pentium III 时钟频率为1.5GHz的Pentium 4芯片已于2000推出,以Pentium 4为CPU的微型计算机是当前的主流微机。,1.1.2 计算机的特点,1.处理速度快 2.计算精度高 3.存储容量大 4.可靠性高 5.工作全自动 6.使用范围广,通用性强,1.1.3 计算机的应用,1.科学计算 2.信息处理 3.过程控制 4.计算机辅助设计和辅助制造 5.现代教育 1)计算机辅助教学() 2)计算机模拟 3)多媒体教室 4)网上教学和电子大学 6.家庭生活,1.1.4 计算机的分类,1.1.4.1 依其处理数据的形态分类 1.数字计算
10、机:处理的数据都是以“0” “1”表示的二进制数字,是不连续的数字量。优点是精度高、存储容量大、通用性强。 2.模拟计算机:处理的数据是连续的,称为模拟量。优点是解题速度快,但不如数字计算机精确,且通用性差。 3.混合计算机:是集数字计算机和模拟计算机的优点于一身。,1.1.4.2 依其使用范围分类 1.通用计算机:能适用于一般科技运算、学术研究、工程设计和数据处理等广泛用途的计算机。 2.专用计算机:为适应某种特殊应用而设计的计算机,其运行程序不变,效率较高,速度较快,精度较高,但不宜于它用。 1.1.4.3 依其本身性能分类 性能主要包括:自长、存储容量、运算速度、外部设备等。 1.超级计
11、算机(Supercomputer)或巨型机: 优点:它是目前功能最强、速度最快、价格最高的计算机, 可共几百个用户同时使用。 用途:一般用于解决诸如气象、太空、能源、医药等尖端 科学研究和战略武器研制中的复杂计算。 代表:银河-III型百亿次机、曙光-2000型机和“神威”千亿 次机。,2.大型计算机(Mainframe): 优点:很高的运算速度和很大的存储容量,并允许相当多的用户同时使用。在量级上不及超级计算机,价格上也比巨型机便宜;软件兼容。 用途:通常用于大型企业、商业管理或大型数据库管理系统,大型计算机网络的主机。 代表:IBM3400系列、IBM9000系列。 3.小型计算机(Min
12、icomputer) 优点:支持十几个用户同时使用,价格便宜。 代表:DEC公司生产的VAX系列、IBM公司生产的AS/400系列。,4.微型计算机(Microcomputer)或个人计算机 优点:小巧、灵活、便宜。 缺点:只能共一个用户使用。 分类:按字长:8位机、16位机、32位机和64位机。 按结构:单片机、单板机、多芯片机和多 板机。 按CPU:286、386、486、Pentium、 PentiumII、PentiumIII、Pentium4等。 5.工作站(Workstation) 优点:有较大的存储容量、较快的运算速度、 配大屏幕显示器。,1.2计算机中的数制,1.2.1数制的概
13、念 数制:数的表示规则就称为数制。如:十进制;钟表计时;一年等于12个月的十二进制;计算机中使用的二进制等。 基数R:一个计数制所包含的数字符号的个数称为该数制的基数,用R表示。 位值(权):数制中每一固定的位置对应的单位值称为“ 权 ”。单位值用基数R的i次幂Ri表示。 数值的按权展开:任一R进制数都可以表示为各位数码本身的值与其权的乘积之和。 任意一个r进制数N可表示为: (ana1a0.a-1a-m)r =anrn+a0 r0+a-1 r-1+a-m r-m 式中的ai为该数制采用的基本数符,ri是权,r是基数,不同的基数,表示不同的进制数。,1.2.2常用进制数,常用的几种进制数的表示
14、 进位制 二进制 八进制 十进制 十六进制 规则 逢二进一 逢八进一 逢十进一 逢十六进一 基数 r=2 r=8 r=10 r=16 数符 0,1 O,1, 7 0,1,2 9 0,1, 9,A,B,C,D,E,F 权 2i 8i 10i 16i 形式表示 B O D H,计算机内部是一个二进制数字世界,二进制的特点: (1)简单易行 (2)运算规则简单 (3)适合逻辑运算,1.2.3 各种数制间的转换,1、r 进制转换成十进制(按权展开法),几种进制之间的转换 :,(10101)2=24+22+1=21,(101.11)2=22+1+2-1+2-2=5.75,(101)8=82+1=65,(
15、71)8=7 8+1=57,(101A)16=163+16+10=4122,1.2.3 各种数制间的转换,2、十进制转换成r 进制,例 (100.345)10( )2,2、十进制转换成r进制 整数部分:除以r取余数,直到商为0, 余数从下到上排列。 小数部分:乘以r取整数, 整数从上到下排列。,* 先得到的数总是紧靠小数点。,* 不一定能精确转换,(1100100.01011)2,1、r 进制转换成十进制(按权展开法),几种进制之间的转换 :,1.2.3 各种数制间的转换,(11 0110 1110. 1101 01)2=(36E.D4)16 3 6 E D 4,(1 101 101 110.
16、 110 101)2=(1556.65)8 1 5 5 6 6 5,3、二进制转换成八进制和十六进制 转换成八进制时三位一组。(3合1) 转换成十六进制时四位一组。(4合1) 分组方法: 从小数点向两边三(四)位一组, 位数不足整数前补0,小数后补0。,2、十进制转换成r 进制,1、r 进制转换成十进制(按权展开法),几种进制之间的转换 :,3、二进制转换成八进制和十六进制,1.2.3 各种数制间的转换,4、八进制和十六进制转换成二进制,4、八进制和十六进制转换成二进制 每一位八进制数对应三位二进制数。 每一位十六进制数对应四位二进制数。,2、十进制转换成r 进制,1、r 进制转换成十进制(按
17、权展开法),几种进制之间的转换 :,3、二进制转换成八进制和十六进制,1、(100)10=( )2=( )8=( )16 2、(0.345)10=()2=( )8=( )16,答案:1、=(144)8=(64)16 2、=(0.26)8=(0.58)16,练习题,十进制转换成二、八以及十六进制,二进制数与八进制数之间的转换,1、(11010101)2=()8 八进制数转换成二进制数,是上面的一个逆过程。 练习: 1、(156.364)8=( )2 2、 (725.364)8=( )2 3、(6324)8=( )2 4、(3256、521)8=( )2,二进制数与十六进制数之间的转换,1、(11
18、010101)2=()16 十六进制数转换成二进制数,是上面的一个逆过程。 练习: 1、(56D.364)16=( )2 2、 (E25.A64)16=( )2 3、(AB3)16=( )2 4、(E5C、521)16=( )2,1.3 计算机的数据与编码,1.3.1数据的概念及单位 1.数据的定义: 数据:就是人们看到的景象和听到的事实。 信息:经过收集、整理和组织起来的数据,就构成了可供人们使用的信息。具体指计算机所处理的字符、符号、语言、文字、声音和图像。 2.数据的两种形态: 人类可读形式的数据 机器可读形式的数据 3.数据的单位:,字节(Byte):最常用的基本单位,一个字节用八位二
19、进 制数表示,K 字节 1KB = 1024 byte M(兆)字节 1M = 1024 K G(吉) 字节 1G = 1024 M T(太)字节 1T = 1024 G,b7 b6 b5 b4 b3 b2 b1 b0,1 0 0 1 0 1 0 1,=27+ 24+ 22+ 20,=149,字(Word):是指计算机一次存取、加工、运算和传送的数 据长度,一个字通常由一个或若干个字节组成,1.3.2字符的编码,字符编码:用来表示字符的二进制编码。 两种形式: ( 1 ) ASCII码: 美国标准信息交换码,被国际标准化组织指定为国际标准。国际上通用的7 位ASCII码是用7位二进制数表示一个
20、字符编码。主要应用在微型机和小型机中。 ( 2 ) EBCDIC码: 扩展的二十进制交换码。 主要应用在IBM的大型机中。,1.3.3汉字的编码,计算机对汉字的处理过程实际上是各种汉字编码间的转换过程。 1.汉字输入码(外码): 是为了将汉字输入计算机而编制的代码。 2.汉字的内码: 是计算机内部存储和处理汉字是所用的代码,即汉字机内码。 一般用两个字节表示一个汉字的内码,并把每个字节的最高位置“1”作为汉字内码的标识,以免与单字节的ASCII码产生歧义性。 3.汉字的输出码: 又称汉字字形码或汉字字模码,其作用是输出汉字。 目前汉字信息处理系统中产生汉字字形的方式大多是数字式的,即以点阵的方
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