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1、第1章 计算机基本概念与基础知识,2019/5/24,现代计算机的诞生是科学技术发展史上重要的里程碑，也是20世纪人类最大的发明创造之一。它的出现使社会生产技术和社会生活发生了划时代变化。 最近20年来，以计算机和通信技术为代表的信息技术的发展，极大地改变了人类的生活面貌。那些以前只在科幻小说和好莱坞电影中才出现的场景，正在一步一步变成现实：移动通信、可视电话、3D网游，博客 实现这一切都需要计算机技术。因此，掌握计算机的基本应用，已成为现代人必需的生活技能。,2019/5/24,本章目录,1.1 计算机的基本概念 1.2 计算机数据表示 1.3 计算机系统组成 1.4 汉字信息处理技术 1.

2、5 计算机软件维护与病毒的清除及防护,1.1 计算机的基本概念,2019/5/24,1.1.1 计算机的发展阶段,要了解电子计算机，首先要了解电子计算机的定义及计算机的发展简史。 1.电子计算机的定义 什么是电子计算机呢？我们不妨给它下个定义。电子计算机是一种能够自动高速而精确的进行信息处理的现代化的电子设备。它是一种具有计算能力和逻辑判断能力的机器。由于计算机可以进行自动控制并具有记忆能力，并可以像人脑一样具有逻辑判断能力，所以，计算机又称为电脑。,2019/5/24,2.计算机的发展的阶段 计算机的发展阶段一般称为划代，我们一般将计算机的发展分为三个阶段: 第一阶段是近代计算机的发展阶段；

3、 第二阶段是传统计算机发展阶段； 第三阶段是微机和网络的发展阶段。 传统的划代方法是以构成电子器件的不断更新为标志，而20世纪70年代出现的微型计算机则是以其核心部件微处理器不同的电路构成作为划代标志。,2019/5/24,近代计算机的发展,近代计算机的发展经历了大约120年的历史，其中最重要的代表人物是英国数字学家查乐斯巴贝奇。他为了解决当时人工计算数学用表所产生的误差，在1822年开始设计差分机，1834年他又设计了一台更完善的分析机，分析机的重要贡献在于它已具有计算机的五个基本部分：输入装置、处理装置、存储装置、控制装置以及输出装置。 1936年美国哈佛大学数学教授霍华德艾肯在读了巴贝奇

4、的文章后，提出用机电方法而不是纯机械的方法来实现分析机的想法，并设计制造了Mark I计算机，这台机器使用了大量继电器作为开关部件，使巴贝奇的想法变成现实。但这台机器不能属于真正的计算机，它仅仅是一般意义上的计算机器。,2019/5/24,传统计算机的发展,计算机的发展经历了半个多世纪，最重要的奠基人物是英国科学家艾兰图灵和匈牙利科学家冯诺依曼。图灵建立了图灵机的模型，发展了可计算性理论，奠定了人工智能的基础。冯诺依曼第一次提出了计算机的存储概念，确定了计算机的基本结构。,2019/5/24,第一代电子计算机(19461957年) 1946年2月在美国宾夕法尼亚大学诞生了世界第一台数字电子计算

5、机（Electronic Numerical Integrator And Computer，简称ENIAC）。该台计算机用于军事上弹道问题的计算。这台计算机从1946年2月使用到1955年10月最后切断电源，服役长达9年。它可以进行每秒5000次加法运算，使用了18000个电子管、1500多个继电器，占地面积170平方米，重达30吨，耗电140千瓦，价格40万美元，是个“庞然大物”，这是公认的现代电子计算机的始祖。它的出现，是计算工具发展史上的一个重要的里程碑，使人类进入了一个崭新时代电子计算机时代。,2019/5/24,第一代计算机是电子管计算机，时间大约从19461957年。其基本电子元

6、件是电子管，内存储器采用磁芯，外存储器有纸带、卡片、磁带、磁鼓等。由于当时电子技术的限制，每秒运算速度仅为几千次至几万次。内存容量仅几千字，要用二进制码表示的机器语言进行编程，工作十分繁琐。因此，第一代电子计算机体积庞大，造价很高，而且仅地军事研究工作中。,2019/5/24,第二代计算机(19581964年) 第二代电子计算机是晶体管计算机，时间约从19581964年。这个时期计算机的主要器件逐步由电子管改为晶体管，内存所使用的器件大多使用磁性材料制成的磁芯存储器。外存储器，有磁盘、磁带，外设种类也有所增加。运算速率达每秒几十万次，内存容量扩大到几十万字。与此同时，计算机软件也有了较大发展。

7、这个阶段创造了程序设计语言，计算机的使用也逐步扩大，除了科学计算之外，还用于数据处理和事务处理。,2019/5/24,第三代计算机(19651969年) 第三代计算机是集成电路计算机,时间约从19641969年。随着固体物理技术的发展，集成电路工艺已可以在几平方毫米的单晶硅片上集中由十几个甚至由上百个电子元件组成的逻辑电路。用这些小规模集成电路（SSISmallScale Intergration)和中规模集成电路(MSIMiddle Scale Intergration)器件作为计算机逻辑器件是第三代电子计算机的标志。第三代计算机的运算速度，每秒可达几十万次到几百万次。高级程序设计语言在这个

8、时期有了很大发展，并出现了操作系统和会话式语言，计算机开始广泛应用在各个领域。,2019/5/24,第四代计算机(1970年现在) 第四代计算机称为大规模集成电路电子计算机，时间从1970年至今。进入20世纪70年代以来，计算机逻辑器采用大规模集成电路（LSI），超大规模集成电路（VLSI）技术,集成度很高的半导体存储器代替了服役达20年之久的磁芯存储器。计算机的运算速度可以达到每秒几千万次甚至几十亿次。操作系统不断完善，应用软件已成为现代化工业的一部分。计算机的发展进入了以计算机网络为特征的时代。,2019/5/24,微型计算机发展阶段,20世纪70年代出现了微型计算机，它的出现与发展具有划

9、时代的意义。 计算机的核心部件是处理器，也叫中央处理单元即CPU（Center Processing Unit）。微机的核心部件是微处理器。微处理器的迅速发展，大大促进了微机的发展，反过来，微机的不断发展又给微处理器不断提出新的更高的要求，因而又促进了微处理器的不断发展和更新，二者相互促进、相辅相成，带动着整个计算机工业不断进步。 为了便于微型计算机系统内部电路和外设接口电路的连接，CPU的外部联线采用了三总线体系结构，即数据总线、控制总线、地址总线。 微型计算机的划代是以微处理器的更新为标志，为简单起见，我们对微机的划代将从准16位的IBM-PC开始。,2019/5/24,微型计算机发展阶段

10、,第一代微型计算机 1981年8月，第一台字长为8位的微机IBM PC在美国IBM公司诞生，它采用了Intel的8088芯片作为微处理器，内部总线为16位，外部总线为8位。自此，这台开放式体系结构的桌面台式机已被载入史册。 后来IBM PC/XT在世界微机市场取得了极大的成功。通常将IBM PC/XT及其兼容机称为第一代微型计算机。,2019/5/24,第二代微型计算机 1984年，IBM公司采用Intel微处理器80286，推出IBM PC/AT，其中AT代表先进型或高级技术（Advanced Type或Advanced Technology）。Intel 80286芯片的时钟从8MHz到1

11、6MHz，它是完全16位的微处理器，IBM PC/AT的内存达到1M，并配有高密软磁盘和20M以上的硬盘，采用了AT总线，又称工业标准体系结构ISA总线。 IBM PC/AT的性能高出IBM PC/XT2-3倍，进一步占领了20世纪80年代中后期世界微机市场。这时的286AT及其兼容机称为第二代微型计算机。,2019/5/24,第三代微型计算机 1986年，PC兼容机厂家Compaq公司率先推出386AT机，开辟了386微机的时代；1987年，IBM公司推出了PS/2-50型计算机，它使用80386作为其CPU芯片。但其总线不再与ISA总线兼容，而是IBM独自的微通道体系结构的MCA总线。19

12、88年Compaq公司又推出了与ISA总线兼容的扩展工业标准体系结构的EISA总线。这一时代的微机被称为第三代微型计算机，它分EISA总线与MCA总线两大分支。,2019/5/24,第四代微型计算机 1989年，Intel公司的80486芯片问世后，很快就出现了以它为CPU的微型主机，它们仍以总线类型分为EISA和MCA两个分支，但已发展了局部总线VESA技术。1993年NEC公司的ImageP60则采用了PCI局部总线，该种总线结构是目前微机普遍使用的结构。我们将486微型计算机又称为第四代微型计算机，它又以局部总线的不同而分为VESA和PCI两大分支。,2019/5/24,第五代微型计算机

13、 1993年，Intel公司的Pentium芯片的推出，将微机带到第五代以Pentium芯片的微机时代。随后各厂家纷纷推出更高档次的微机，使微机性能大大增强。同时，微软公司推出了视窗个人机操作系统，由于它大大改变了人机界面,即变字符界面（DOS操作系统）为图形界面，极大方便了用户对微机的操作。,2019/5/24,1.1.2 计算机的特点,(1)运算的高速性 (2)精确度高 (3)自动化程度好 (4)通用性强,2019/5/24,1.1.3 计算机的应用领域,在20世纪50年代，计算机主要用于科学计算，20世纪60年代，计算机应用扩展到工业、交通、军事部门的实时控制和大公司、大银行的数据处理。

14、20世纪70年代，许多中、小企业和事业单位用上了计算机，一方面扩展了在事务管理和工程控制方面的应用，另一方面在计算机辅助设计、数据库应用，乃至图形处理、专家系统等人工智能领域也开展了不少新用途。,2019/5/24,1.计算机的传统应用,（1）科学计算 科学计算是计算机最早的应用领域。今天，科学计算在计算机应用中的比重虽不断下降，但是在天文、地质、生物、数学等基础科学研究以及空间技术、新材料研制、原子能研究等高、新技术领域中，仍然占有重要的地位。在某些应用领域，对计算的速度和精度仍不时提出更高的要求。,2019/5/24,（2）数据处理 早在20世纪50年代，人们就开始把登记帐目等单调的事务工

15、作交给计算机处理。20世纪60年代初期，大银行、大企业和政府机关纷纷用计算机处理帐册、管理仓库或统计报表，从数据的收集、存储、整理到检索统计，应用的范围日益扩大，很快就超过了科学计算，成为最大的计算机应用领域。直到今天，数据处理在所有计算机应用中仍稳居第一位，耗用的机时约占全部计算机应用的2/3以上。,2019/5/24,（3）实时控制 由于计算机不仅支持高速运算，且具有逻辑判断能力，所以从20世纪60年代起，就在冶金、机械、电力、石油化工等产业中用计算机进行实时控制。其工作过程是，首先用传感器在现场采集受控制对象的数据，求出它们与设定数据的偏差，接着由计算机按控制模型进行计算，然后产生相应的

16、控制信号，驱动伺服装置对受控对象进行控制或调整。它实际上是自动控制原理在生产过程中的应用，所以有时也称为“过程控制”。,2019/5/24,2.计算机的现代应用,在三大传统应用的基础上，计算机应用在近30年中又有许多新发展。 （1）办公自动化（Office Automation） 办公自动化简称OA，是20世纪70年代中期首先从发达国家发展起来的一门综合性技术。它是计算机、通信与自动化技术相结合的产物，也是当代适用面最广的一类应用。,2019/5/24,（2）生产自动化（Production Automation） 生产自动化包括计算机辅助设计、计算机辅助制造和计算机集成制造系统等内容。它们是计算机在现代生产领域特别是制造业中的应用，不仅能提高自动化水平，而且使传统的生产技术发生了革命性的变化。,2019/5/24,计算机辅助设计 （CAD,Computer-Aided Design） 计算机辅助制造 （CAM,Computer-Aided Manufacturing） 计算机集成制