大学计算机文化基础1

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1、研究出版社高等教育“十一五”规划教材计算机应用基础研究出版社高等教育“十一五”规划教材第1章 计算机文化基础概述1.1 计算机文化 1.2 计算机的发展概况 1.3 微型计算机系统 1.4 微机的接口 1.5 计算机中数据的表示 1.6 计算机中信息的编码 1.7 计算机语言 1.8 操作系统简介研究出版社高等教育“十一五”规划教材1.1 计算机文化 1.1.1 计算机文化概述 所谓计算机文化，就是在经济、科技和社会各个领域 ，广泛应用现代信息技术，有效开发利用信息资源的 一种崭新文化形态，这种崭新的文化形态可以体现为 ： （1）计算机理论和技术已经渗透到社会的方方面面， 并形成了一套完备的理

2、论体系。 （2）计算机已经成为一种新的生产力，它所产生的价 值极大地丰富了人们的物质生活。 （3）计算机技术的应用也深入到人们的日常生活，从 而创造和形成的科学思想、科学方法、科学精神、价 值标准等成为一种崭新的文化观念。与信息获取、信 息分析、信息加工有关的知识称为“信息学基础知识” ，利用计算机获取和处理信息的能力称为“信息能力” 。 研究出版社高等教育“十一五”规划教材 1.1.2 计算机文化的形成 1946年第一台计算机问世。回顾过去60多年的历史， 在计算机文化的形成过程中，计算机价格下降，微型 计算机的普及，计算机性能的大幅度提高以及信息高 速公路的提出，这四件大事起到了重大的促进

3、作用。 1. 微型计算机的普及 2. 微机性能的大幅度提高 3. 操作简单易学研究出版社高等教育“十一五”规划教材 1.1.3 计算机文化的社会影响 1. 计算机文化的正面影响 文化从广义上指人类社会历史实践中所创造的物质财 富和精神财富的总和。 2. 计算机文化的负面影响 任何事物都有两面性，信息技术和计算机文化在为人 们生活提供便利的同时，也为人们带来一些负面影响 ，主要表现在： （1）网络和信息安全已经成为社会问题。 （2）信息爆炸和信息污染。 （3）网络信息侵权。 （4）信息侵略和信息渗透。研究出版社高等教育“十一五”规划教材1.2 计算机的发展概况 1.2.1 计算机的发展历史 1.

4、2.2 计算机的特点 计算机的特点，简单归纳有如下几点： 1. 记忆功能 计算机中的存储器（外存储器）能长期保存大量的数据和程序。 2. 逻辑判断功能 计算机主要是借助有关的数理逻辑和布尔代数，可进行某些逻辑 推理和各种基本的逻辑判断。可以对文字或符号进行判断和比较 ，进行逻辑推理和证明。 3. 计算功能 计算机能够进行各种算术运算及逻辑运算。运算速度是指计算机 每秒钟能执行多少条指令。计算精确度高，计算机的有效数字可 以准确到十几位、几十位等，这样就能精确地进行数据计算和表 示数据的计算结果。 4. 具有自动运算功能 计算机不仅能存储数据，还能存储程序。研究出版社高等教育“十一五”规划教材1

5、.2.3 计算机的主要应用 计算机的应用很广，简单地概括有如下几个方面： 1. 数值计算 2. 信息处理 信息处理是目前计算机应用中最广泛的领域。 3. 过程控制 过程控制也称为实时控制，是指用计算机采集检测数据 ，按最佳方式迅速地对控制对象进行自动控制或自动调 节。 4. 人工智能 人工智能（Artificial Intelligence，AI）是指使用计算机 来模拟人的某些智能活动。人工智能的研究领域包括模 式识别、自然语言理解和生成、机器人、专家系统、景 物分析等。 5. 计算机辅助系统 计算机辅助系统包括计算机辅助教学（CAI）、计算机辅 助设计（CAD）、计算机辅助制造（CAM）和计

6、算机辅 助测试（CAT）等。研究出版社高等教育“十一五”规划教材 6. 计算机网络 计算机网络是通过通信线路将分布在不同地理 位置上的若干台计算机连接起来，再通过相应 的网络软件，实现多用户共享网络中的硬件、 软件和信息等资源，彼此间能够进行通讯、数 据处理及传输等。而联网的每台计算机并不改 变其原有的功能，它们的工作仍是独立的。研究出版社高等教育“十一五”规划教材1.3 微型计算机系统 1.3.1 计算机系统的组成 一个完整的计算机系统应该包括硬件系 统和软件系统两大部分。硬件系统也称 为硬件或硬设备，都是看得见、摸得着 的，它们是计算机的实体部分。软件系 统（也称软件或软设备）是相对于硬件

7、 而言的，它是使用计算机和发挥计算机 效能的各种程序的总称。微型计算机系 统如图1-1所示。研究出版社高等教育“十一五”规划教材图1-1 微型计算机系统的组成 研究出版社高等教育“十一五”规划教材 1.3.2 计算机的硬件基本结构 计算机的硬件基本结构早在20世纪40年代就由Von Neumann提出，它主要由以下五个部件组成：控制器 、运算器、存储器、输入设备和输出设备。计算机各 部件联系的示意图如图1-2所示（图中单线表示由控制 器发出的控制命令的流向，双线表示数据的流向）。图1-2 计算机各部件联系示意图研究出版社高等教育“十一五”规划教材 中央处理器（Central Processin

8、g Unit， CPU）包括控制器和运算器两大部件，它是计 算机的心脏，在微机中，中央处理器也称微处 理器（MPU）。计算机主机是由控制器、运算 器和内存储器三大部件组成的，即计算机主机 包括中央处理器和内存储器。输入设备、输出 设备与外存储器也称为计算机的外部设备。通 常把上述计算机的五大部件称为计算机的硬件 系统（硬件或硬设备） 。研究出版社高等教育“十一五”规划教材1. 中央处理器 运算器和控制器合称为中央处理器。中央处理器CPU是计算机的 核心部分，通过它指挥全机各部件的协调动作。微机的档次高低 ，主要取决于其微处理器的芯片、主频率和字长。主频率越高， 字长越长，计算机的计算速度就越快

9、，精确度就越高。 CPU的性能指标之一是它的主频率，主频率以兆赫（MHz）为单 位。主频（主频率）的高低在很大程度上决定了计算机的运行速 度。 字是计算机的CPU与内存之间交换信息的单位，字长是指一个字 的二进制位的位数。 1）控制器 控制器主要用来实现计算机本身运行过程的自动化，即实现程序 的自动执行。 控制器是由指令寄存器、指令译码器、指令计数器等主要部件以 及其他的一些电路组成。 2）运算器 运算器（又称算术与逻辑部件）是计算机中对信息进行加工、运 算的部件。它的主要功能是用来对信息进行算术运算（加、减、 乘、除）和逻辑运算（比较、移位、布尔运算等）。研究出版社高等教育“十一五”规划教材

10、2. 存储器 存储器好比是计算机的电子仓库。它的主要功能是保存信息，如 保存有关的数据、程序等。 1）存储器的概述 （1）存储容量常用的单位。8位二进制位（bit）称为一个字节（ Byte），通常用B表示。它可以存放一个“8位二进制数”。字节是 一个很小的存储单位，更大的单位是KB（千字节）、MB（兆字 节）、GB（千兆字节）或TB。1024B（字节）称为1KB； 1024KB称为1MB；1024MB称为1GB；1024GB称为1TB。即 KB、MB、GB、TB之间的进率是1024。 （2）存储器的分类。存储器可分为内存储器和外存储器两大类 。 内存储器（也称内存或主存储器）是指主机中的存储器

11、。它体 积小，存取速度快，但相对容量较少，价格较贵。内存储器的基 本单位是存储单元，每个存储单元都有自己的序号，叫做存储器 地址，存储单元内存放的信息称为存储单元的内容。机器中的所 有信息都以一定的规则存放在内存单元中。内存储器包括随机存 取存储器（Random Access Memory，RAM）和只读存储器（ Read Only Memory，ROM）两部分。 研究出版社高等教育“十一五”规划教材 微机中内存储器容量越大，运行速度就越快，处理的 数据范围就越广。目前微机中常用的内存储器（内存 ）容量有：256MB、512MB、1G等。 外存储器（也称外存或辅助存储器）的存储容量大 ，价格低

12、廉，但读取速度比较慢。外存不能直接与 CPU交换信息，当CPU需要使用外存的某些信息时， 必须先将这些信息调入内存，然后再使用。常见的外 存有磁盘、光盘、闪盘、磁带等。内存和外存相辅相 成构成计算机的存储系统。 研究出版社高等教育“十一五”规划教材 2）磁盘 磁盘是目前广泛采用的外存储器介质。 （1）硬盘。硬盘是由多个金属盘片组成，并由多个磁 头同时读写。硬盘的存储容量大，读写速度较软盘快 ，可靠性高。 （2）软盘。软盘具有使用方便，并且可以随身携带等 特点，但由于其读写速度比硬盘慢，存储容量又小， 不能满足大量数据的存储，目前已经基本上被优盘取 代。 （3）闪盘（又称闪存盘、USB闪盘或优盘

13、）。 闪盘使用的存储介质是闪存（Flash memory），功 能和软盘相似，都可用来交换和存储数据。目前，闪 盘的存储容量有64MB4GB不等，甚至容量更大。它 是靠USB来驱动的，传输数据的时候比软驱快得多。 目前闪盘大致有三种型号的产品：无驱型、加密型和 启动型。研究出版社高等教育“十一五”规划教材 3）光盘 光盘是一种新型的信息存储设备。它以容量大，使用 时间长，价格便宜等特点深受用户的欢迎。目前，一 个光盘的容量为650MB。光盘的读写必须通过光盘驱 动器（简称光驱）来完成。 目前CD光盘有三种类型：只读型光盘（CD-ROM）、 一次写入型光盘（CD-R）和可擦写型光盘（CD-RW

14、）。 （1）只读型光盘只允许读操作，即只能将光盘的信息 读出，不允许写入新的信息或修改原有的信息，光盘 里的信息是由厂家出厂前预先写入的。 （2）一次写入型光盘只允许用户写入一次信息，写入 后不能删除或修改，以后只允许读操作。 （3）可擦写型光盘允许用户读写操作。即允许用户读 光盘的内容，也允许写入新的内容，还可以修改、删 除其中的内容，就像使用一般的硬盘一样，用户可以 任意读写。研究出版社高等教育“十一五”规划教材 3. 输入设备 只有控制器、运算器、存储器三种设备，计算 机还不能正常工作。 计算机与外界联系的桥梁，称为计算机的输入 输出设备。 计算机的输入设备是指向计算机输入有关的信 息（

15、包括数据、程序等）的设备。在微机中， 常用的输入设备有键盘、鼠标、光笔、图形扫 描仪、条码扫描仪、触摸屏等设备。研究出版社高等教育“十一五”规划教材 4. 输出设备 计算机的输出设备是指从计算机中将有关的数据、处 理结果等信息输出的设备。在微机中，常用的输出设 备有显示器、打印机、绘图仪等设备。 1）显示器 显示器用来显示字符或图形信息，显示器连接到显示 卡上。目前常见的显示器有两种：阴极射线管（CRT ）显示器 和液晶（LCD）显示器 。CRT显示器体积大，比较笨重，且工作时有辐射， 但价格相对低廉，色彩还原效果好。LCD显示器轻巧 ，没有辐射污染，但价格高，色彩还原效果不如前者 。研究出版社高等教育“十一五”规划教材