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1、唐伟奇 主编 中国水利水电出版社,计算机文化基础教程（第二版）（Windows XP + Office 2003）,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,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,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,1计算机的发展,表2-1 计算机发展的四个阶段,2微型计算机的发展,表2-2 微机的六
2、个发展阶段,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13
3、0亿次。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。,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)工作站 (6)微型计算机,返回本节目录,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。 ( 5 ) 工作自动化,1计算机的特点,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 （8）网络应
4、用,返回本节目录,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,一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。,图2-1 计算机系统的基本组成,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,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
5、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。,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。,3存
6、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。,软盘正面,软盘反面,图2-3 磁盘的磁道及扇区,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,（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
7、为机械式、光学式和光学机械式三种，对鼠标的操作可分为左击、右击、双击及拖动，这四种不同的操作可以实现不同的功能。,（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。,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：打印机也是计算机中最常用的输出设备。按输出方式可分为击打式和
8、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,2.2.2 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。,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、解释或编译程序等。 常用的系统软件有Dos、Windows等。,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
9、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。,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,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,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
10、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。,2计算机中常用的名词,（1）位 计算机中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。,（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
11、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。,（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,（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
12、一。 （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。,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,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
13、数据后加英文字母“O”，在十六进制数据后加英文字母“H”以示分别。 八进制按“逢八进一”的原则计数，使用0、1、2、3、4、5、6、7共八个代码，十六进制数按“逢十六进一”的原则计数，采用09和A、B、C、D、E、F六个英文字母一起构成十六个代码。,2.3.3 不同进制之间的转换,1二进制与十进制的相互转换 二进制数要转换成十进制数非常简单，只需将每一位数字乘以它的权2n，再以十进制的方法相加就可以得到它的十进制的值（注意，小数点左侧相邻位的权为20，从右向左，每移一位，幂次加1）。 【例1】（10110.011）B=124+023+122+121+020+02-1 +12-2+12-3=（2
14、2.375）D,十进制数据转换成二进制采用的是：整数部分按“倒序除2取余法”的原则进行转换；小数部分按“顺序乘2取整法”的原则进行转换。,【例2】将（236）D转换成二进制。 转换过程如图2-1所示。,图2-8 将十进制数转变成二进制数,2二进制数与十六进制数的相互转换 由于16=24，所以在将二进制数转换成十六进制数时，对于整数，从最右侧开始，每四位二进制数划为一组，用一位十六进制数代替；十六进制数转换成二进制数时正好相反，一位十六进制数用四位二进制数来替换。对于有小数的数，要分小数和整数部分处理。,3十六进制与十进制的相互转换 十六进制数与十进制数相互转换时，有两种方法。方法一，可以分成两
15、步完成：将待转换的数转换成二进制，然后再将二进制数转换成相应进制的数。方法二，直接进行转换。十六进制转变成十进制时，只需将各代码与相应的权相乘，然后用十进制的方法相加就可以实现；十进制转变成十六进制的方法与转变成二进制一样，不同的是除数为16。,返回本节目录,2.3.4 计算机中数据的表示方法,1原码 一个二进制数同时包含符号和数值两部分，用最高位表示符号，其余位表示数值，这种表示带符号数的方法为原码表示法。,2反码 反码是另一种表示有符号数的方法。对于正数，其反码与原码相同；对于负数，在求反码的时候，除了符号位外，其余各位按位取反，即“1”都换成“0”，“0”都换成“1”。,3补码 补码是表
16、示带符号数的最直接方法。对于正数，其补码与原码相同；对于负数，则其补码为反码加1。,4数的小数点表示法,（1）数的定点表示 （2）数的浮点表示,图2-13 计算机中浮点数的表示,返回本节目录,2.3.5 常用信息编码,1BCD码 2ASCII码,表2-4 十进制数和BCD码对照表,表2-5 7位ASCII码表,返回本节目录,3汉字编码 在ASCII码编码方案中，用到了一个字节的低7位，最多只能表示128个字符，但对于汉字来说，日常使用的汉字就有7000多个，只用一个字节对汉字进行编码是不可能的，所以通常用多字节对汉字进行编码。 （1）国标码（GB2312-80编码集）。 （2）汉字内码。 （3）区位码。 （4）BIG5码。 （5）中、日、韩统一大汉字编码字符集。,2.4 多媒体技术应用基础,2.4.1 多媒体的基本概念 2.4.2 多媒体系统的硬件 2.4.3 多媒体系统的软件 2.4.4 多
