《计算机文化基础教程(第二版) 第2章 计算机基础知识

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1、第 二 章：计 算 机 基 础 知 识第2章 计算机基础知识2.1 计算机的产生和发展2.2 微型计算机系统的组成2.3 数字化信息编码与数据表示2.4 多媒体技术应用基础2.5 计算机数据的安全第 二 章：计 算 机 基 础 知 识2.1 计算机的产生和发展2.1.1 计算机的产生和发展 2.1.2 我国计算机的发展情况 2.1.3 计算机的分类 2.1.4 计算机的特点和应用返回本章首页第 二 章：计 算 机 基 础 知 识2.1.1 计算机的发展1计算机的发展2微型计算机的发展第 二 章：计 算 机 基 础 知 识1计算机的发展表2-1 计算机发展的四个阶段代次起止年份所用电子元 器件数

2、据处理方 式运算速度应用领域第一代19461957电子管汇编语言、代 码程序几千几万 次/秒国防及高科 技第二代19581964晶体管高级程序设计 语言几万几十 万次/秒工程设计、 数据处理第三代19651970中、小规模集 成电路结构化、模块 化程序设计、 实时处理几十万几 百万次/秒工业控制、 数据处理第四代1970今大规模、超大 规模集成电路分时、实时数 据处理、计算 机网络几百万上 亿条指令/ 秒工业、生活 等各方面第 二 章：计 算 机 基 础 知 识2微型计算机的发展代次起止年份CPU数据位 数主频（ MHZ）第一代19711973Intel4004、80084位、8位1第二代19

3、731975Intel8080、M68008位2第三代19751978Intel8085、M68028位2 5第四代19781981、M6800016位5第五代19811993Intel80386、8048632位25第六代1993今Pentium系列64位602G表2-2 微机的六个发展阶段第 二 章：计 算 机 基 础 知 识2.1.2 我国计算机的发展情况我国的计算机事业始于20世纪50年代。1952年我国的 第一个电子计算机科研小组在中科院数学所内成立。 1960年，我国第一台自行研制的通用电子计算机107机 问世。1964年，我国研制了大型通用电子计算机119机 ，用于我国第一颗氢弹

4、研制工作的计算任务。20世纪 70年代以后，我国生产的计算机进入了集成电路计算机 时期。1974年，我国设计的DJS-130机通过了鉴定并 投入批量生产。进入20世纪80年代，我国又研制成功 了巨型机。1982年，我国独立研制成功了银河I型巨型 计算机，运算速度为每秒1亿次，1997年6月研制成功 的银河型巨型计算机，运算速度为每秒130亿次。这 些机器的出现，标志着我国的计算机技术水平踏上了一 个新的台阶。 第 二 章：计 算 机 基 础 知 识2.1.3计算机的分类依据IEEE（美国电气和电子工程师协会）的划 分标准，计算机分成:(1)巨型机 (2)小巨型机 (3)大型主机(4)小型机 (

5、5)工作站 (6)微型计算机返回本节目录第 二 章：计 算 机 基 础 知 识2.1.4 计算机的特点和应用（1）运算速度快。（2）计算精度高。（3）存储容量大。（4）具有逻辑判断能力。1计算机的特点 第 二 章：计 算 机 基 础 知 识2. 计算机的应用 （1）科学计算 。（2）自动控制 。（3）数据处理 。（4）辅助设计（CAD） 。（5）辅助教育（CAI） 。（6）信息检索和传输。（7）人工智能技术。返回本节目录第 二 章：计 算 机 基 础 知 识2.2 微型计算机系统的组成2.2.1 计算机的硬件系统2.2.2 计算机的软件系统 返回本章首页第 二 章：计 算 机 基 础 知 识一

6、个完整的计算机系统由“硬件”和“软 件”两大系统组成。硬件是指计算机系统中物 理装置的总称，例如：显示器、主机等，是构 成计算机的实体；软件是计算机所需要的各种 程序、数据及其相关资料的集合。软件和硬件 相辅相承，缺一不可。 第 二 章：计 算 机 基 础 知 识图2-1 计算机系统的基本组成 控制器只读存储器（ROM）随机读写存储器（RAM） 硬件系统计算机系统主机部分外围部分软件系统系统软件（DOS 、Windows、UNIX等）应用软件（Office、Photoshop等）中央处理器内存储器运算器外存储器（硬盘、软盘、光盘） 输入设备（键盘、鼠标、扫描仪） 输出设备（显示器、打印机）第

7、二 章：计 算 机 基 础 知 识2.2.1 计算机硬件系统1运算器 2控制器 3存储器 4输入设备 5输出设备 第 二 章：计 算 机 基 础 知 识1运算器运算器是计算机的核心部件，主要负责对 信息的加工处理。运算器不断地从存储器中得 到要加工的数据，对其进行算术运算和逻辑运 算，并将最后的结果送回存储器中，整个过程 在控制器的指挥下有条不紊地进行。运算器除 了进行信息加工外，还有一些寄存器可以暂时 存放运算的中间结果，节省了从存储器中传递 数据的时间，加快了运算速度。 第 二 章：计 算 机 基 础 知 识2控制器控制器是计算机的指挥中枢，主要作用是 使计算机能够自动地执行命令。控制器从

8、存储 器中将程序取出并进行翻译，再根据程序的要 求向各部件发出命令；另外，控制器还从各部 件中接受有关指令执行情况的反馈信息，并依 此向各部件发出下一步执行命令。 微机中，运算器和控制器合在一起，称为 微处理器，又称为CPU，是计算机的核心，习 惯上常用微处理器的型号来区别微机的档次， 例如：80486、Pentium、Pentium等都是 CPU的型号。 第 二 章：计 算 机 基 础 知 识3存储器存储器主要负责对数据和控制信息的存储，是计算机的 记忆单元。存储器分为内存和外存两种。 （1）内存 也称主存。内存分成只读存储器（ROM）和随机读写 存储器（RAM）两种。 （2）外存外存也称为

9、辅助存储器。外存分为磁介质型存储器和光 介质型存储器两种，磁介质型常指硬盘和软盘，光介质 型则指光盘。第 二 章：计 算 机 基 础 知 识软盘正面 软盘反面第 二 章：计 算 机 基 础 知 识图2-3 磁盘的磁道及扇区 第 二 章：计 算 机 基 础 知 识4输入设备 外部信息与计算机的接口称为输入设备。常用 的输入设备有键盘、鼠标和扫描仪等。 （1）键盘 图2-4 101键键盘示意图 第 二 章：计 算 机 基 础 知 识（2）鼠标 鼠标的外形非常像一只老鼠，所以取名鼠标， 在Windows及网络中使用频率相当高，可以代替键盘的大部分功能。鼠标分为机械式、光学式和光学机械式三种，对鼠标的

10、操作可分为左击、右击、双击及拖动，这四种不同的操作可 以实现不同的功能。 第 二 章：计 算 机 基 础 知 识（3）扫描仪扫描仪是计算机输入图片和文字使用的设备， 它内部有一套光电转换系统，可以把各种图片 信息转换成计算机图像数据，并传送给计算机 ，再由计算机进行图像处理、编辑、存储、打 印输出或传送给其他设备。 按色彩来分，扫描仪分成单色和彩色两种；按 操作方式分，可分为手持式和台式扫描仪。扫 描仪的主要技术指标有分辨率、灰度层次、扫 描速度等。第 二 章：计 算 机 基 础 知 识5输出设备 （1）显示器：显示器由监视器和显示适配卡组 成，是最常用的输出设备。 （2）打印机：打印机也是计

11、算机中最常用的输 出设备。按输出方式可分为击打式和非击打式 ，击打式以针式打印机为主要代表，非击打式 以激光打印机和喷墨打印机为主流。返回本节目录第 二 章：计 算 机 基 础 知 识2.2.2 计计算机的软件系统软件是微机的灵魂。没有安装软件的微机称为“ 裸机”，无法完成任何工作。计算机软件根据其 功能和面向的对象分成系统软件和应用软件两 大类。第 二 章：计 算 机 基 础 知 识1系统软件系统软件一般是指用户能够使用计算机而提供 的基本软件，用于计算机的管理、维护、控制 、运行和语言翻译处理等，它管理和控制计算 机的各种操作。系统软件又分为：操作系统、 数据库管理系统、各种语言及其汇编、

12、解释或 编译程序等。 常用的系统软件有Dos、Windows等。 第 二 章：计 算 机 基 础 知 识高级语言 源程序执行结果 解释并执行机器语言 目标程序执行结果编译运行编译程序（事先装入计算机）翻译程序（事先装入计算机）高级语言 源程序图2-6 编译过程示意图图2-7 解释过程示意图用汇编语言和各种高级语言编写出来的程序称为源程序，将高 级语言或汇编语言经编译后产生的机器语言程序称为目标程序 。 第 二 章：计 算 机 基 础 知 识2应用程序 应用软件是用高级语言编写出来的具有特定功能的为解决某一具体问题而开发的程序。用户不再编写程序就可以直接使用。例如：Word、WPS、网络蚂蚁、金

13、山解霸等。应用软件是面向用户的最高层程序。 返回本节目录第 二 章：计 算 机 基 础 知 识2.3 数字化信息编码与数据表示2.3.1 数字化信息编码的概念2.3.2 进位计数制2.3.3 不同进制之间的转换 2.3.4 计算机中数据的表示方法2.3.5 常用信息编码返回本章首页第 二 章：计 算 机 基 础 知 识2.3.1 数字化信息编码的概念1数字化信息编码的概念 计算机中的信息也称为数据。由于二进制电路 简单、可靠且具有很强的逻辑功能，因此数据 在计算机中均以二进制表示，并用它们的组合 表示不同类型的信息。 第 二 章：计 算 机 基 础 知 识2计算机中常用的名词（1）位 计算机中

14、所有的数据都是以二进制来表示的，一个二进 制代码称为一位，记为bit。位是计算机中最小的信息 单位。（2）字节 在对二进制数据进行存储时，以八位二进制代码 为一个单元存放在一起，称为一个字节，记为 Byte。字节是计算机中次小的存储单位。第 二 章：计 算 机 基 础 知 识（3）字 一条指令或一个数据信息，称为一个字。字是计算 机进行信息交换、处理、存储的基本单元。（4）字长 字长是CPU能够直接处理的二进制数据位数， 它直接关系到计算机的精度、功能和速度。字 长越长处理能力就越强。目前，常见的微机字 长为32位和64位。字长是衡量计算机性能的一 个重要技术指标。 第 二 章：计 算 机 基

15、 础 知 识（5）指令 指挥计算机执行某种基本操作的命令称为指令。 一条指令规定一种操作，由一系列有序指令组成 的集合称为程序。（6）容量 容量是衡量计算机存储能力常用的一个名词，主 要指存储器所能存储信息的字节数。常用的容量 单位有B、KB、MB、GB，它们之间的关系是： 1KB=1024B，1MB=1024KB，1GB=1024MB。返回本节目录第 二 章：计 算 机 基 础 知 识（7）运算速度。运算速度是指计算机每秒所能 执行的指令条数，一般用MIPS为单位。它是计 算机的主要技术指标之一。 （8）主频。主频是指计算机的时钟频率，单位 用MHz表示。它是计算机的主要技术指标之一 。 （

16、9）软件配置。包括操作系统、计算机语言、 数据库语言、数据库管理系统、网络通信软件 、汉字支持软件及其他各种应用软件。 第 二 章：计 算 机 基 础 知 识2.3.2 进位计数制1十进制 日常生活中最常见的是十进制数，用十个不同的符号来 表示：0、1、2、3、4、5、6、7、8、9，称为代码。 2二进制 二进制数只有两个代码“0”和“1”，所有的数据都 由它们的组合来实现。二进制数据在进行运算时，遵 守“逢二进一，借一当二”的原则。 返回本节目录第 二 章：计 算 机 基 础 知 识3八进制和十六进制 计算机中的数据均以二进制形式存储，但当数比较 大时，用二进制形式表示位数较多，不便于书写和 较对，我们在书写时，总是将二进制数据以八进制 或十六进制的形式表达，并在八进制数据后加英文 字母“O”，在