大学计算机基础(第2版)第1章

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1、Windows 7 Office 2010大学计算机基础第1章：信息技术概论 第2章：Windows操作系统 第3章：Word文字处理 第4章：Excel电子表格 第5章：PowerPoint演示文稿 第6章：计算机网络基础 第7章：Internet及其应用第1章 信息技术概论学习目标：了解计算机的发展、特点和应用 掌握计算机系统的组成和工作原理 熟练掌握数制的概念及不同数制之间的转换 了解计算机中的信息表示 了解常见的信息编码 掌握微机的硬件组成和主要的性能指标 了解微机的配置和组装 了解计算机信息系统安全、计算机病毒和黑客的概念以及对其 防范措施1.1 信息技术概述 信息是客观世界中物质及

2、其运动的属性及特征的反 映，分为自然信息和社会信息，人们每时每刻都在 自觉或不自觉地接收和传播信息。 信息技术是在信息的获取、整理、加工、传递、存 储、利用过程中采取的技术和方法，信息技术也可 看作代替、延伸、扩展人的感官及大脑信息功能的 一种技术。 信息同数据、知识、消息、信号的关系。各项信息技术概述如下： 1信息获取技术利用各种传感器和仪器直接或 间接地获取信息。 2信息传输技术以光缆通信、微波通信、卫星 通信、无线移动通信、数字通信等高新技术作为通信 技术基础的。 3信息处理技术通过计算机实现的，其核心是 计算机技术和计算机网络技术。 4信息控制技术利用信息传递和信息反馈来实 现对目标系

3、统控制的技术。 5信息存储技术主要可分为：直接存储、移动存储 ；网络附加存储（NAS）和存储区域网络（SAN）。1.2 计算机概述电子计算机（Electronic Computer）俗称电脑， 是20世纪科学技术发展的重大成就之一。 电子计算机是一种能够按照事先存储的程序，自 动、高速地对数据进行输入、处理、输出和存储 的系统。1946年2月由宾州大学 研制成功的ENIACENIAC电子计算机时代的到来 Electronic Numerical Integrator And Calculator电子数字积分计算机:重达30吨 :占地170m2 :耗电量150千瓦 :18000个电子管 :每秒5

4、000次 1.第一台计算机的诞生 2计算机的发展时代年份电路特点第一代19461957电子管运算速度5千4万次/秒，体积庞大； 机器语言；数值计算 第二代19581964晶体管运算速度10万次300万次/秒；体积缩 小，功耗降低，寿命延长；机器语 言、汇编语言、数值计算、管理 第三代19651970小、中规模 集成电路运算速度达到1000万次/秒；体积更小 ，功耗及价格下降，寿命更长；机器 语言、汇编语言、高级语言；数值计算、管理、实时处理 第四代1971今大、超大规 模集成电路运算速度达到100亿/秒；耗电少、体积 小、可靠性高、适应性强；机器语 言、汇编语言、高级语言；数值计 算、实时处理

5、、社会管理、多媒体及 网络通信等 （1）今后计算机的发展趋势 巨型化 微型化 网络化 智能化 3计算机发展的趋势与展望 （2）未来的新型计算机展望 超导计算机 光子计算机 量子计算机 生物计算机 神经网络计算机 3计算机发展的趋势与展望 1.2.2 计算机的特点 1运算速度快 2计算精度高 3具有存储的能力 4逻辑判断的能力 5能进行自动控制1.2.3 计算机的分类 按功能和应用分类： 通用计算机 (General Computer) 专用计算机 (Special Purpose Computer)1.2.3 计算机的分类 按性能分类 (运算速度和性能等指标等)1高性能计算机高性能计算机 曾称

6、为巨型机或大型机，目前指速度最快、处理能力最强的计算机。2微型计算机（个人计算机）微型计算机（个人计算机） w 台式计算机（Desktop Computer）w 笔记本计算机（Notebook Computer）w 平板计算机（Tablet PC）w 超便携个人计算机（Ultra Mobile PC） 1.2.3 计算机的分类 3 工作站工作站工作站是一种高档的微机系统。4服务器服务器服务器是一种在网络环境中对外提供服务的 计算机系统。5嵌入式计算机嵌入式计算机嵌入式计算机是指作为一个信息处理部件，嵌 入到应用系统之中的计算机。 1.2.4 计算机的应用 计算机已几乎应用于一切领域。归结起来计

7、算机 的应用主要有以下几个方面：1科学计算科学计算也就是数值计算，指用于完成科学研究和 工程技术中提出的数学问题的计算，它是电子计算机 应用最为基础的领域。 2数据处理所谓数据及事务处理，泛指非科技方面的数据管理 和计算处理。1.2.4 计算机的应用 3计算机辅助工程辅助教育计算机辅助设计与制造，简称CADCAM。计算机 集成制造系统，简称CIMS，它是集设计、制造、管理 三大功能于一体的现代化工厂生产系统。计算机辅助教 育，简称CBE，它包括计算机辅助教学（CAI）和计算 机管理教学（CMI）。4过程控制过程控制又称实时控制。 1.2.4 计算机的应用 5电子商务所谓电子商务（Electro

8、nic Commerce）是利用计算 机技术、网络技术和远程通信技术，实现整个商务（买 卖）过程中的电子化、数字化和网络化。6多媒体技术多媒体技术是以计算机技术为核心，将现代声像技 术和通信技术融为一体，以追求更自然、更丰富的界面 ，其应用领域十分广泛。 1.2.4 计算机的应用 7数据通信前面提到的“信息高速公路”主要是利用通信卫 星群和光导纤维构成的计算机网络，实现信息双向 交流，同时利用多媒体技术扩大计算机的应用范 围。 利用计算机把整个地球网络起来，使“地球村”成为现 实。1.3 新的计算机应用技术1普适计算 又叫普及计算，指的是无所不在的、随时随地 可以进行计算的一种方式无论何时何地

9、， 只要需要，就可以通过某种设备访问到所需的 信息。2网格计算 是利用互联网上计算机CPU的闲置处理能力来 解决大型计算问题的一种计算科学。1.3 新的计算机应用技术3云计算 云计算的核心思想是，将大量用网络连接的计 算资源统一管理和调度，构成一个计算资源池 向用户提供按需服务。 提供资源的网络被称为“云（Cloud）”。4人工智能 人工智能（Artificial Intelligence，AI）是研究 ，开发用于模拟，延伸和扩展人的智能的理 论、方法、技术及应用系统的一门新的技术科 学。1.3 新的计算机应用技术5物联网 物联网是通过各种信息传感设备及系统（传感 网、射频识别、红外感应器、激

10、光扫描器等）、 条码与二维码、全球定位系统，按约定的通信协 议，将物与物、人与物、人与人连接起来，通过 各种接入网、互联网进行信息交换，以实现智能 化识别、定位、跟踪、监控和管理的一种信息网 络。 物联网的主要特征是每一个物件都可以寻址，每 一个物件都可以控制，每一个物件都可以通信。1.4 计算机系统的组成 1.4.1 计算机系统概述 一个完整的计算机系统包括硬件系统和软件系统 组成 硬件是指计算机装置，即物理设备。硬件系统是 组成计算机的电子的、机械的、电磁的、光学的 各种元部件和设备的总称，是计算机的物理基 础。 软件是指实现算法的程序及其文档。软件系统是 为运行、管理和维护计算机而编制的

11、各种程序、 数据和文档的总称。 图1-3 计算机系统的组成1.4.2 计算机的工作原理 1存储程序和程序控制原理美籍匈牙利数学家冯诺依曼于1946年提出了计算机 设计的3个基本思想。 计算机由运算器、控制器、存储器、输入设备和输 出设备5个基本部分组成。 采用二进制形式表示计算机的指令和数据。 将程序（由一系列指令组成）和数据存放在存储器 中，计算机依次自动地执行程序。1.4.2 计算机的工作原理 冯诺依曼计算机工作原理的核心是：“程序存储”和“程序控制” 将需要执行的任务用程序设计语言写成程序，与需 要处理的原始数据一起通过输入设备输入并存储在 计算机的存储器中，即“程序存储”； 在需要执行

12、时，由控制器取出程序并按照程序规定 的步骤或用户提出的要求，向计算机的有关部件发 布命令并控制它们执行相应的操作，执行的过程不 需要人工干预而自动连续进行，即“程序控制”。 现代计算机体系结构 冯诺依曼机：“存储程序”的概念五十多年来，计算机系统 基本结构没有变。 美籍匈牙利数学家冯.诺依曼1.4.2 计算机的工作原理 2指令、指令系统、程序指令就是指挥计算机执行基本操作命令。一条指令通常由两个部分组成，即操作码和操作数 指令系统 一台计算机所有指令的集合、称为该计算机的指令系统 指令系统一般包括数据传送指令、算术运算指令、逻辑 运算指令、转移指令、输入输出指令和处理机控制指令 等 。程序是人

13、们为解决某项任务而编写的指令的有序集合。1.4.2 计算机的工作原理 3计算机的工作过程 计算机的工作过程就是执行程序的过程。 执行一条指令的过程如下。 取指令：从内存储器中取出要执行的指令送到 CPU 内部的指令寄存器暂存。 分析指令：把保存在指令寄存器中的指令送到指令 译码器，译出该指令对应的操作。 执行指令：CPU向各个部件发出相应控制信号，完 成指令规定的操作。1.4.3 计算机的硬件系统 计算机硬件系统主要由运算器、存储器、控制器、输入 设备、输出设备五大部分组成。1.4.3 计算机的硬件系统 1运算器（Arithmetic Unit）运算器是计算机进行算术运算与逻辑运算的主要部 件

14、。2控制器（Control Unit）控制器由程序计数器（PC）、指令寄存器（IR）、 指令译码器（ID）、时序控制电路以及微操作控制电 路组成。3存储器（Memory）存储器是计算机用来存放程序和数据的记忆装置，是 计算机存储信息的仓库。 1.4.3 计算机的硬件系统 4输入设备（Input Device）计算机的输入设备种类很多，常用的有键盘、鼠标 器、扫描仪、麦克风、触摸屏、光笔等。 5输出设备（Output Device）输出设备的种类也很多，常用的有打印机、显示器、 绘图仪、喇叭或音箱等。输入设备和输出设备简称为I/O（Input/Output）设 备。1.4.4 计算机的软件系统

15、所谓软件，是指能指挥计算机工作的程序与程 序运行时所需要的数据，以及与这些程序和数 据有关的文字说明和图表资料，其中文字说明 和图表资料又称为文档。 一般可以将软件系统分为:系统软件和应用软件两大类。1.4.4 计算机的软件系统 1系统软件 （1）操作系统目前典型的操作系统有DOS、UNIX、Windows、 Linux等。（2）程序设计语言与语言处理程序程序设计语言一般分为机器语言、汇编语言和高 级语言三类。程序设计语言编译与解译系统软件：包括汇编程 序、编译系统和解释程序。是软件系统的重要组 成部份。计算机只能执行二进制代码组成的程序指令，不能执行用户采用汇编语言或高级语言写的源程序。 汇

16、编程序将汇编语言源程序翻译成机器语言 (.COM或.EXE)，这一过程称作汇编。1.4.4 计算机的软件系统 高级语言需要用编译程序或解释程序翻译成机器语言，通常有两种方式：编译方式和解释方式。 编译方式：用编译程序将高级语言源程序翻译成机 器语言的目标程序(.OBJ)后，再用连接程序将其连接成机器可执行程序 (.EXE) 。 解释方式：用解释程序将源程序逐句翻译成机器语言，边解释边执行。1.4.4 计算机的软件系统 1.4.4 计算机的软件系统 机器语言例：计算A = 3 + 4的机器语言（8086）程序如下： 10110000 00000011 ；把3送给寄存器AL10110011 00000