第1章计算机文化基础

计算机文化基础赵丽丽 计算机是一种能快速而高效计算机是一种能快速而高效地自动完成信息处理的数字化地自动完成信息处理的数字化电子设备。电子设备。随着信息时代的到来，计算随着信息时代的到来，计算机已经成为人类活动中不可缺机已经成为人类活动中不可缺少的工具。少的工具。主页主页 第第1 1章章 计算机基础知识计算机基础知识 退出退出计算机的发展与应用计算机的发展与应用计算机中的数据及编码计算机中的数据及编码计算机系统计算机系统CPU 存储器存储器 计算机安全计算机安全输入设备输入设备 输出设备输出设备 总线、主板与接口总线、主板与接口 软件系统软件系统 讨论题讨论题主页主页 1.11.1 计算机的发展与应用计算机的发展与应用 1.1.1 计算机的发展计算机的发展 1.1.计算机的分代计算机的分代 按电子器件来划分按电子器件来划分 电子管电子管晶体管晶体管小规模集成电路小规模集成电路 超大规模集成电路超大规模集成电路 器件集成度不断提高器件集成度不断提高 按应用发展划分按应用发展划分 大型机大型机 微型机微型机 计算机网络计算机网络开创了以网开创了以网络为中心、络为中心、实现资源共实现资源共享的新纪元享的新纪元从实验室少数从实验室少数人拥有到社会人拥有到社会大普及，并进大普及，并进入千家万户入千家万户开创了使用机开创了使用机器代替脑力劳器代替脑力劳动的新纪元动的新纪元第一台电子计算机的诞生第一台电子计算机的诞生主页主页 2.2.冯冯诺依曼设计思想和摩尔定律诺依曼设计思想和摩尔定律 冯冯诺依曼提出诺依曼提出“存储程序存储程序”的思想；的思想；确立现代计算机体系结构；确立现代计算机体系结构；五十多年来，虽然计算机技术突飞五十多年来，虽然计算机技术突飞猛进，但计算机系统基本结构没有猛进，但计算机系统基本结构没有变。变。英国科学家艾兰英国科学家艾兰.图灵图灵 1936 1936发表论文发表论文“论可计算数及其在论可计算数及其在判定问题中的应用判定问题中的应用”，为计算机的理，为计算机的理论和模型奠定了基础；论和模型奠定了基础；提出图灵测试，阐述了机器智能的提出图灵测试，阐述了机器智能的概念概念。美籍匈牙利数学家冯美籍匈牙利数学家冯.诺依曼诺依曼主页主页 冯冯诺依曼的三个重要设计思想诺依曼的三个重要设计思想五大基本部件五大基本部件;采用二进制数表示指令和数据采用二进制数表示指令和数据;将程序和数据存放在计算机的内存中，并让计算机自将程序和数据存放在计算机的内存中，并让计算机自动执行动执行 集成电路中的晶体管数平均每集成电路中的晶体管数平均每18个月翻一番，芯片的性个月翻一番，芯片的性能能 也随之提高一倍也随之提高一倍 2003年年2月摩尔发表讲话说，月摩尔发表讲话说，摩尔定律至少在未来摩尔定律至少在未来10年中年中还能继续发挥作用还能继续发挥作用摩尔定律摩尔定律主页主页 3.3.微型机的发展微型机的发展 微型机已从微型机已从4位机、位机、8位机、位机、16位机、位机、32位机发展到位机发展到64位机。位机。微型机的核心是微型机的核心是微处理器微处理器 微型机已经深入到社会生活的各个领域，并进入千家万户，真正成为大众微型机已经深入到社会生活的各个领域，并进入千家万户，真正成为大众化的信息处理工具化的信息处理工具主页主页 4.4.计算机的发展趋向计算机的发展趋向 三合一：三网合一（电信网、计算机网、广播电视网）三合一：三网合一（电信网、计算机网、广播电视网）三线合一（数据线、声频线、视频线）三线合一（数据线、声频线、视频线）三机合一（电脑、电视、电话）三机合一（电脑、电视、电话）微型化微型化巨型化巨型化网络化网络化智能化智能化多媒体化多媒体化主页主页 9696年前后微软董事会主席比尔年前后微软董事会主席比尔.盖茨提出盖茨提出 未来计算机能与人对话，进未来计算机能与人对话，进入无线网络。具有看、听和说入无线网络。具有看、听和说的能力。无论是在家里还是办的能力。无论是在家里还是办公室，人们都能够通过对话操公室，人们都能够通过对话操纵计算机纵计算机主页主页 20012001年年1010月亚太会议上，盖茨提出月亚太会议上，盖茨提出 未来十年，人类将迎来一个未来十年，人类将迎来一个既个性化又全球化的数字时代。既个性化又全球化的数字时代。未来的电脑，会像一张纸那么未来的电脑，会像一张纸那么大，它可以识别每一个人的声大，它可以识别每一个人的声音，无论在何时、何地，人们音，无论在何时、何地，人们都可以自由地与世界交流，再都可以自由地与世界交流，再没有在线与否的限制。没有在线与否的限制。主页主页在第在第1313届届WindowsWindows硬体设计会议（硬体设计会议（20042004年年5 5月月4 4日日至至7 7日，华盛顿州的西雅图举行）上，日，华盛顿州的西雅图举行）上，盖茨盖茨又指出又指出 1.桌面电脑从桌面电脑从32位过渡到位过渡到64位运算已经近在咫尺。微位运算已经近在咫尺。微软将在第四季度推出软将在第四季度推出Windows XP及及Windows Server 2003的的64位元版本。位元版本。预计到预计到2005年年底，几乎全部芯片将支持年年底，几乎全部芯片将支持64位运算。位运算。2.强调了强调了“无缝运算（无缝运算（Seamless Computing）”的重的重要性，并表示不管在家或办公，重要的是无论在哪种环要性，并表示不管在家或办公，重要的是无论在哪种环境都可随时使用电脑。在这方面，境都可随时使用电脑。在这方面，“家庭概念电脑家庭概念电脑（Windows Home Concept）”可算是无缝计算的典型一可算是无缝计算的典型一例。例。主页主页 1.1.2 1.1.2 1.1.2 1.1.2 1.1.2 1.1.2 计算机的特点计算机的特点计算机的特点计算机的特点计算机的特点计算机的特点(5)自动化程度高自动化程度高(4)逻辑判断能力强逻辑判断能力强(3)存储容量大存储容量大(2)计算精确度高计算精确度高(1)运算速度快运算速度快主页主页 1.1.3 1.1.3 计算机的应用计算机的应用 (1)科学计算科学计算 (2)事务数据处理事务数据处理 (3)过程控制过程控制 (4)计算机辅助系统计算机辅助系统 CAI/CAD/CAM/CAT等等 (5)人工智能人工智能 机器人机器人/专家系统专家系统/模式识别模式识别 (6)计算机网络通信计算机网络通信主页主页 1.1.4 1.1.4 计算机的新技术计算机的新技术 中间件技术中间件技术 网格技术网格技术 嵌入式技术嵌入式技术主页主页 1.1.5 1.1.5 计算机与信息社会计算机与信息社会 1 1信息信息 信息既是对各种事物的变化和特征的反映，又是事物之间相互信息既是对各种事物的变化和特征的反映，又是事物之间相互作用和联系的表征。人通过信息认识各种事物，借助信息进行交流，作用和联系的表征。人通过信息认识各种事物，借助信息进行交流，相互协作，从而推动社会的进步。相互协作，从而推动社会的进步。人类三大重要资源：物质、能量、信息人类三大重要资源：物质、能量、信息 数据数据 是指能够输入计算机并由计算机处理的符号是指能够输入计算机并由计算机处理的符号 例如：数值、文字、语言、图形、图像等。例如：数值、文字、语言、图形、图像等。信息的载体，是信息的具体表示形式。信息的载体，是信息的具体表示形式。信息信息 是数据所表达的含义是数据所表达的含义 例如：病历卡上记载病人的体温例如：病历卡上记载病人的体温3939o oC C是数据。数据是数据。数据3939o oC C本身是没本身是没有意义的。当数据以某种形式经过处理、描述或与其它数据比较时，有意义的。当数据以某种形式经过处理、描述或与其它数据比较时，才能成为信息。某个病人的体温是才能成为信息。某个病人的体温是3939o oC C，这才是信息，信息是有意，这才是信息，信息是有意义的。义的。主页主页 2 2信息技术（信息技术（IT IT）信息技术是关于信息的产生、发送、传输、接受、变换、信息技术是关于信息的产生、发送、传输、接受、变换、识别、控制等应用技术的总称，是在信息科学的基础原理识别、控制等应用技术的总称，是在信息科学的基础原理和方法的指导下扩展人类信息处理功能的技术。和方法的指导下扩展人类信息处理功能的技术。其主要的支柱是其主要的支柱是“3C”技术（计算机、通讯和控制技术（计算机、通讯和控制）计算机技术是信息技术的核心。计算机作为信息处理计算机技术是信息技术的核心。计算机作为信息处理工具，在信息存储、处理、交流传播等方面起着核心作用工具，在信息存储、处理、交流传播等方面起着核心作用。多媒体技术和网络技术是当前信息技术发展的热点。多媒体技术和网络技术是当前信息技术发展的热点。信息科学、生命科学和材料科学一起构成了当代三种信息科学、生命科学和材料科学一起构成了当代三种前沿科学。前沿科学。主页主页3 3信息高速公路信息高速公路 信息高速公路信息高速公路(ISH)是国家信息基础设施是国家信息基础设施(NII)和全球信息和全球信息基础设施基础设施(GII)的总称。前者常称为国家信息高速公路，后者的总称。前者常称为国家信息高速公路，后者常称为全球信息高速公路。常称为全球信息高速公路。信息高速公路之信息高速公路之“路路”，实际上是以光纤为主干线，辅以，实际上是以光纤为主干线，辅以微波和卫星通信，遍布全国各地的高速信息网络。微波和卫星通信，遍布全国各地的高速信息网络。信息高速公路之信息高速公路之“车车”，是巨量的信息资源，包括电话通，是巨量的信息资源，包括电话通信的语音信息、计算机通信的数据信息、高清晰度电视和电影信的语音信息、计算机通信的数据信息、高清晰度电视和电影等的图像、视频信息。等的图像、视频信息。信息高速公路以超高速、大容量和高精度传送各种信息，信息高速公路以超高速、大容量和高精度传送各种信息，为人们提供交互式多媒体信息服务。为人们提供交互式多媒体信息服务。主页主页3 3智慧地球和物联网智慧地球和物联网在物联网时代，通过在各种各样的日常用品上嵌入一种短距离的移动收发器，人类在信息与通信世界里将获得一个新的沟通维度，从任何时间，任何地点的人与人之间的沟通连接扩展到人与物和物与物之间的沟通连接。智慧地球 智能楼宇 智能家居主页主页1.2 1.2 计算机中的数据及编码计算机中的数据及编码 1.2.1 1.2.1 进位计数制及它们之间的转换进位计数制及它们之间的转换 1.1.数的进制数的进制 进位计数制三个基本特点进位计数制三个基本特点:基数基数 某计数制中某计数制中,数码的个数，如十进制的基数数码的个数，如十进制的基数为为10，数码为，数码为0，1，2，3，9 逢逢n进一进一 如十进制中逢如十进制中逢10进进1 位权位权 某计数制中某计数制中,数位中数码所代表数值的大小数位中数码所代表数值的大小等于这数码乘上一个固定的值等于这数码乘上一个固定的值,该值称为该值称为位权位权的，如的，如10，100，计算机内部使用二进制数计算机内部使用二进制数 一个二进制数可按位权展开成一个多项式，例如：一个二进制数可按位权展开成一个多项式，例如：(11.101)221+120+12-1+02-2+12-3主页主页 十进制数与十六进制数之间的转换，以及十进制十进制数与十六进制数之间的转换，以及十进制数与八进制数之间的转换，可以二进制数为媒介。即数与八进制数之间的转换，可以二进制数为媒介。即 十六进制数十六进制数 十进制数十进制数 二进制数二进制数 八进制数八进制数 (1)(1)十进制数与二进制数之间的转换十进制数与二进制数之间的转换 十进制整数转换为二进制数的十进制整数转换为二进制数的基本方法：基本方法：除除2取余取余 例例1.1 将将117 转换成二进制数转换成二进制数 结果为结果为1110101，通常写成，通常写成(117)10(1110101)2 2.2.数制之间的转换数制之间的转换主页主页 例例1.3 将十进制小数将十进制小数0.6875转换成二进制数转换成二进制数 方法：乘方法：乘2 2取整取整 (0.6875)10=(0.1011)2 例例1.4 将十进制数将十进制数117.6875转换成二进制数转换成二进制数 方法：将整数部分和小数部分分别转换方法：将整数部分和小数部分分别转换 (117.6875)10=(117)10+(0.6875)10 =(1110101)2+(0.1011)2=(1110101.1011)2主页主页 (2)(2)二进制数与十六进制数之间的转换二进制数与十六进制数之间的转换 “四位一并法四位一并法”“一分为四一分为四”例例1.6 将二进制数将二进制数11001011.01011转换为十六进制数转换为十六进制数 1100 1011 .0101 1000 C B .5 8 因此因此(11001011.01011)2(CB.58)16主页主页 “三位一并法三位一并法”“一分为三一分为三”例如：例如：(11001011.01011)2=(313.26)8 下列各数中，最大的一个数是下列各数中，最大的一个数是 _?_。A.(11011001)A.(11011001)2 2 B.(75)B.(75)1010 C.(37)C.(37)8 8 D.(A7)D.(A7)1616想一想想一想A思考题思考题(3)(3)二进制数与八进制数之间的转换二进制数与八进制数之间的转换主页主页 1.2.21.2.2 计算机的数据单位计算机的数据单位 在计算机内部，数据是以二进制形式存储和运算的。在计算机内部，数据是以二进制形式存储和运算的。数据采用的单位有位、字节和字。数据采用的单位有位、字节和字。位位(bit)是指二进制数的一个位是指二进制数的一个位 8个二进制位作为一个字节，即个二进制位作为一个字节，即 1B=8 bit 字是由一个或若干个字节组成的存储单元字是由一个或若干个字节组成的存储单元 组成一个字的二进制位数叫做该字的字长组成一个字的二进制位数叫做该字的字长 存储器的容量：存储器的容量：B，KB，MB，GB，TB主页主页 1.2.31.2.3 ASCIIASCII码码 两类字符：键盘字符和汉字字符两类字符：键盘字符和汉字字符 键盘字符编码是键盘字符编码是ASCIIASCII码码 常用的汉字编码是国标码常用的汉字编码是国标码 例如：字母例如：字母A A的的ASCIIASCII码为码为1000001(1000001(十进制为十进制为65)65)每个每个ASCIIASCII码用一个字节表示码用一个字节表示 最高二进制位为最高二进制位为0 0主页主页 字符代码字符代码两类字符：两类字符：键盘字符键盘字符和和汉字字符汉字字符 编码编码 ASCII码码如如”A”为为01000001 “0”为为00110000 区位码区位码。如如”啊啊”为为:1601 国标码国标码 交换码。交换码。机内码。机内码。占占2个字节个字节 高位字节高位字节=(区号区号)16+(A0)16 =(10)16+(A0)16 低位字节低位字节=(区号区号)16+(A0)16 =(01)16+(A0)16 如如“啊啊”为：为：B0A1H 高位字节高位字节=(B0)16 低位字节低位字节=(A1)16 字形码：字形码：每个汉字是由特定点阵构成的图形每个汉字是由特定点阵构成的图形 汉字库：汉字库：所有汉字字形码的集合所有汉字字形码的集合 除了国标码（表示除了国标码（表示7445个汉字字个汉字字符）外，还引入符）外，还引入GBK（20902个）个）等字符集。等字符集。16为区号为区号01为位号为位号示例：存储示例：存储“A啊啊0”01000001 (41H)10110000 (B0H)10100001 (A1H)00110000 (30H)主页主页 1.2.41.2.4 汉字的编码汉字的编码 1.区位码和国标码区位码和国标码 例如，汉字例如，汉字“啊啊”的区位码为的区位码为1601，转换成，转换成16进进制数为制数为1001H，则国标码，则国标码3021H。2.汉字内码汉字内码(机内码机内码)例如，汉字例如，汉字“啊啊”的区位码为的区位码为1601，转换成，转换成16进进制数为制数为1001H，则机内码，则机内码B0A1H 每个汉字内码采用两个字节表示，最高二进制每个汉字内码采用两个字节表示，最高二进制位均为位均为1 3.汉字外码汉字外码(汉字输入码汉字输入码)主页主页 4.4.汉字字形码汉字字形码 每个汉字是由特定点阵构成的图形每个汉字是由特定点阵构成的图形 汉字处理大致可分为三个步骤：汉字处理大致可分为三个步骤：(1)汉字信息输入汉字信息输入(键盘输入、语音输入或字形输入键盘输入、语音输入或字形输入)(2)汉字信息的加工处理汉字信息的加工处理(从某种意义上说，汉字处理过程实际从某种意义上说，汉字处理过程实际上就是对汉字代码的转换过程上就是对汉字代码的转换过程)(3)汉字信息的输出汉字信息的输出 (显示输出、打印输出和语音输出等显示输出、打印输出和语音输出等)主页主页汉字编码之间的关系汉字编码之间的关系 其他系统的汉字编码其他系统的汉字编码交换码交换码（国标码）（国标码）显示显示打印打印输入输入机机内内码码字字形形码码汉字汉字信息信息外码外码(输入码输入码)汉字汉字信息信息汉字库汉字库两个字节两个字节最高二进制位均为最高二进制位均为1主页主页5.5.其他汉字编码其他汉字编码 其他汉字编码有其他汉字编码有BIG5、GBK、UCS等等。BIG5码俗称码俗称“大五码大五码”，是通行于台湾、香港地区的一，是通行于台湾、香港地区的一个繁体字编码方案。个繁体字编码方案。GBK(汉字扩展内码规范汉字扩展内码规范)是中华人民共和国全国信息技是中华人民共和国全国信息技术标准化技术委员会于术标准化技术委员会于1995年年12月制定的一个汉字编码标月制定的一个汉字编码标准，它向下与准，它向下与GB编码兼容，向上支持编码兼容，向上支持ISO/IEC10646国际国际标准。一共收录了标准。一共收录了20902个汉字和图形符号，简、繁体字融个汉字和图形符号，简、繁体字融于一库。于一库。ISO/IEC10646(通用多通用多8位编码字符集位编码字符集)是国际标准化组是国际标准化组织于织于1993年公布的一个编码标准，简称年公布的一个编码标准，简称UCS。它用于对世。它用于对世界各国文字进行统一编码。界各国文字进行统一编码。主页主页 1.3 1.3 计算机系统计算机系统 计算机系统的基本组成及工作原理计算机系统的基本组成及工作原理硬件系统硬件系统软件系统软件系统主页主页 1.3.11.3.1 计算机系统的基本组成及工作原理计算机系统的基本组成及工作原理 1 1指令和指令系统指令和指令系统 指令是能被计算机识别并执行的二进制代码，它规定了计算指令是能被计算机识别并执行的二进制代码，它规定了计算机能完成的某一种基本操作。机能完成的某一种基本操作。指令通常包括两部分：操作码和操作数。指令通常包括两部分：操作码和操作数。例如：例如：10110000 00000101 这是一条这是一条2字节指令，第字节指令，第1个字节（即个字节（即10110000）表示操作码，第）表示操作码，第2个字节（即个字节（即00000101）表示操作数。其含义是把数）表示操作数。其含义是把数5送入累加器送入累加器A。一台计算机所有指令的集合称为指令系统，指令系统体现了一台计算机所有指令的集合称为指令系统，指令系统体现了计算机的基本功能。指令系统是依赖于计算机的，即不同类型的计计算机的基本功能。指令系统是依赖于计算机的，即不同类型的计算机的指令系统各不相同。算机的指令系统各不相同。对应的汇编语言指令是：对应的汇编语言指令是：MOV A,5MOV A,5主页主页 2.2.计算机基本系统计算机基本系统 运算器运算器 中央处理器中央处理器 控制器控制器 主机主机 只读存储器只读存储器(ROM)内存储器内存储器 随机存取存储器随机存取存储器(RAM)硬件硬件 外存储器外存储器 外部设备外部设备 输入设备输入设备 输出设备输出设备微型机微型机 操作系统操作系统 系统系统 系统软件系统软件 语言处理程序语言处理程序 数据库管理系统数据库管理系统 软件软件 服务程序服务程序 应用软件应用软件 通用应用软件通用应用软件 专用应用软件专用应用软件(用户程序用户程序)主页主页 3.3.计算机的工作原理计算机的工作原理 硬件系统是指所有构成计算机的物理实体硬件系统是指所有构成计算机的物理实体 计算机的基本组成：控制器、运算器、存储器、输入计算机的基本组成：控制器、运算器、存储器、输入设备、输出设备设备、输出设备数据流控制流程序数据处理结果输入设备输出设备外存储器内存储器运算器控制器计算机的工作原理:存储程序及程序控制存储程序及程序控制主页主页 1.3.21.3.2 中央处理器（中央处理器（CPUCPU）CPUCPU包括运算器和控制器，是计算机的运算和控制中包括运算器和控制器，是计算机的运算和控制中心。心。单单CPUCPU及多及多CPUCPU 控制器组成：程序计数器控制器组成：程序计数器(PC)、指令寄存器、译码器、指令寄存器、译码器、操作控制部件等操作控制部件等控制器的主要任务是从内存储器中读取指令，经过译控制器的主要任务是从内存储器中读取指令，经过译码分析，再向各部件发出执行指令的控制信号码分析，再向各部件发出执行指令的控制信号 取指取指分析分析执行执行 自动执行程序中的指令自动执行程序中的指令运算器由运算器由ALU(算术逻辑单元算术逻辑单元)、累加器及若干通用寄存、累加器及若干通用寄存器组成，主要完成各种算术运算和逻辑运算器组成，主要完成各种算术运算和逻辑运算主页主页内存储器内存储器CPU数数据据区区程程序序区区地址地址运算结果运算结果地址码地址码自动加自动加“1”开始开始/转移地址转移地址操作控制信号操作控制信号程序计数器程序计数器译码器译码器 指令寄存器指令寄存器 ALU寄存器寄存器指令指令数据数据操作码操作码操作控制部件操作控制部件累加器累加器主页主页 CPU主要技术性能指标：字长及主频率主要技术性能指标：字长及主频率 主频率主频率=外频率外频率*倍频倍频 两项新技术：两项新技术：6464位处理器技术和双核处理器技术。位处理器技术和双核处理器技术。IntelIntel公司公司20002000年推出年推出6464位安腾微处理器，安腾的运算速度比早位安腾微处理器，安腾的运算速度比早期巨型机快期巨型机快4040倍。倍。而而AMDAMD公司于公司于20032003年年4 4月推出能从月推出能从3232位平滑过渡的位平滑过渡的6464位微处理器位微处理器“铁锤铁锤”(Opteron)(Opteron)。如。如“电话升位电话升位”，开创新纪元。，开创新纪元。20062006年年6 6月月IntelIntel推出全新双核至强处理器推出全新双核至强处理器51005100系列（代码为系列（代码为WoodcrestWoodcrest），与前一代产品相比，新产品实现了高达），与前一代产品相比，新产品实现了高达135%135%的性能提的性能提升和升和40%40%的能耗节省。与此同时，的能耗节省。与此同时，AMDAMD公司推出了拥有双内核的公司推出了拥有双内核的OpteronOpteron处理器处理器主页主页 1.3.31.3.3 存储器存储器 存储器是计算机记忆信息的装置存储器是计算机记忆信息的装置 可分为内存储器和外存储器可分为内存储器和外存储器 主存主存（动态随机存储器（动态随机存储器DRAM）外存储器外存储器（硬盘、光盘、优盘等）（硬盘、光盘、优盘等）CPUCPU内部内部Cache（静态随机存储器（静态随机存储器SRAM）访访问问速速度度越越来来越越快快容容量量越越来来越越大大，价价格格越越来来越越便便宜宜寄存器寄存器主页主页 1.1.内存储器内存储器(内存内存)可以直接和中央处理器进行数据交换，因此存取速度快可以直接和中央处理器进行数据交换，因此存取速度快 内存主要用来存放当前运行所需的程序和数据内存主要用来存放当前运行所需的程序和数据 地址：一般按字节分配地址地址：一般按字节分配地址 分类分类:(1)1)只读存储器只读存储器(ROM)(ROM)如如 BIOSBIOS（基本输入输出系统）（基本输入输出系统）ROMROM (2)(2)随机存取存储器随机存取存储器(RAM)(RAM)(3)Cache (3)Cache（高速缓冲存储器（高速缓冲存储器)(4)CMOS (4)CMOS（存放机器系统的基本设置信息（存放机器系统的基本设置信息)内存储器主要性能指标：内存容量、存取周期内存储器主要性能指标：内存容量、存取周期主页主页 在在CPU和内存之间设置一种高速缓冲存储器和内存之间设置一种高速缓冲存储器(Cache)，以此弥补，以此弥补内存的运行速度与内存的运行速度与CPU之间的差距，之间的差距，减少减少CPU直接访问内存的次数，直接访问内存的次数，提高处理速度提高处理速度。CPU对对Cache的访问速度比一般内存快数倍。的访问速度比一般内存快数倍。目前目前在常用微机中在常用微机中,Cache,Cache分为二级分为二级。内存储器内存储器(RAM)(RAM)CacheCache CPUCPU采用采用 DRAM体积小，容量大，体积小，容量大，价格低，但速度慢价格低，但速度慢采用采用 SRAM容量小，价格高容量小，价格高速度快速度快速度比速度比DRAM高出数倍高出数倍 2.2.外存储器外存储器 外存储器简称外存。它通常是一种与主外存储器简称外存。它通常是一种与主机相对独立的存储器部件。与内存比较，外机相对独立的存储器部件。与内存比较，外存容量一般都比较大，但存取速度慢存容量一般都比较大，但存取速度慢 外存不能直接与外存不能直接与CPU交换信息交换信息 微机常用的外存储器有三种：软盘存储微机常用的外存储器有三种：软盘存储器、硬盘存储器和光盘存储器器、硬盘存储器和光盘存储器主页主页 (1)(1)软盘存储器软盘存储器 存储格式存储格式：磁道（同心圆信息记录道磁道（同心圆信息记录道,编号由编号由0开始）开始）扇区（扇区（sector)磁面磁面 软盘的容量软盘的容量=磁面数磁面数磁道数磁道数扇区数扇区数512B512B 写保护写保护/保养保养写保写保护口护口主页主页扇区扇区末磁道末磁道0 磁道磁道(2)(2)硬盘硬盘 微机上用的硬盘片、硬盘驱动电机和读写磁头等组微机上用的硬盘片、硬盘驱动电机和读写磁头等组装并封装在一起成为温彻斯特驱动器，硬盘作为微装并封装在一起成为温彻斯特驱动器，硬盘作为微机系统的外存储器成为微机的主要配置之一。机系统的外存储器成为微机的主要配置之一。主页主页 由多个金属盘片组成，并有多个磁头同时读写由多个金属盘片组成，并有多个磁头同时读写 目前常用目前常用60200GB硬盘，主流硬盘转速有硬盘，主流硬盘转速有5400转转/分和分和7200转转/分分硬盘存储器硬盘存储器主页主页 (3)CD光盘存储器光盘存储器 CD光盘具有容量大、寿命长、价格低等特点光盘具有容量大、寿命长、价格低等特点 一个一个CD光盘的容量为光盘的容量为650 MB 类型：只读类型：只读/一次写入型一次写入型/可擦写型可擦写型 光盘刻录机光盘刻录机 (4)DVD光盘存储器光盘存储器 一个一个DVD光盘的容量为光盘的容量为17GB 目前流行目前流行16倍速倍速DVD主页主页 (5)移动存储器移动存储器 常用的移动存储器还有活动硬盘、常用的移动存储器还有活动硬盘、ZipZip盘、盘、USBUSB硬硬盘、盘、USBUSB闪存盘、闪存盘、CD-RWCD-RW光盘等光盘等 主流产品：闪存盘（也称优盘、主流产品：闪存盘（也称优盘、U U盘、时代盘、盘、时代盘、电子盘等电子盘等)。闪存盘逐步取代软盘。容量。闪存盘逐步取代软盘。容量16MB2GB16MB2GB不不等。体积小，重量少于等。体积小，重量少于2020克克 可擦写可擦写100100万次以上，数据至少保存万次以上，数据至少保存1010年年优优盘盘主页主页 1.3.4 1.3.4 基本输入基本输入/输出设备输出设备 1.1.输入设备输入设备 (1)键盘键盘 键盘是最常用、最基本的一种输入设备（见附录键盘是最常用、最基本的一种输入设备（见附录2）(2)鼠标鼠标(Mouse)在图形界面的环境下，鼠标可以取代键盘进行光标定位或在图形界面的环境下，鼠标可以取代键盘进行光标定位或完成某些特定的输入完成某些特定的输入 (3)扫描仪扫描仪 图像输入设备图像输入设备主页主页 2.2.输出设备输出设备 1.显示器显示器 显示器的种类很多，目前常用的是以阴极射线管显示器的种类很多，目前常用的是以阴极射线管(CRT)为核为核心的显示器，笔记本式微机基本上采用液晶显示器。心的显示器，笔记本式微机基本上采用液晶显示器。几个重要概念：显示器的点距、像素和分辨率，刷新率，几个重要概念：显示器的点距、像素和分辨率，刷新率，显示卡，显存显示卡，显存(VRAM)，真彩色，真彩色 2.液晶显示器液晶显示器 3.打印机打印机 三类具有图形功能的打印机三类具有图形功能的打印机:针式打印机针式打印机 喷墨打印机喷墨打印机 激光打印机激光打印机 显示器显示器VRAM CPU主页主页 1.3.5 1.3.5 总线、主板与接口总线、主板与接口 1.总线总线 地址总线地址总线/数据总线数据总线/控制总线控制总线 采用总线结构，不但大大简化了结构，提高了系统的可靠性和采用总线结构，不但大大简化了结构，提高了系统的可靠性和标准化，还促进了微机系统的开放性和可扩性标准化，还促进了微机系统的开放性和可扩性 2.主板及其结构主板及其结构 由多层印刷电路板组成由多层印刷电路板组成(常见常见4层层)主板安装了主板安装了CPU芯片、内存条、芯片、内存条、CMOS、BIOS、时钟芯片、电、时钟芯片、电池、扩展槽、电源、总线等池、扩展槽、电源、总线等 (1)主板结构主板结构 主流机型：基于主流机型：基于CPU及内存及内存 一体化型：配置了各种标准接口电路一体化型：配置了各种标准接口电路 提供插槽（扩展槽），可扩充设备提供插槽（扩展槽），可扩充设备主页主页主板主板CPU插座插座AGP插槽插槽4个个ISA扩展槽扩展槽3个个PCI扩展槽扩展槽4个内存条插槽个内存条插槽2个个IDE接口接口1个个软驱接口软驱接口电源连接电源连接键盘接口键盘接口并行接口并行接口串行接口串行接口充电电池充电电池主页主页(2)CPU(2)CPU芯片芯片 决定了微型机的档次决定了微型机的档次 主要性能指标主要性能指标(线宽、集成度、位数、运算速度线宽、集成度、位数、运算速度)工作时产生了大量的热量工作时产生了大量的热量 降温风扇降温风扇 正常温度：正常温度：5070 插脚：插脚：Pentium Pro有有337条条 P4分为分为423条和条和478条两种条两种 型号：型号：Intel、AMD、赛扬、赛扬主页主页电源（电源（5V)接口接口奔腾奔腾CPU风扇风扇主页主页 (3)时钟芯片时钟芯片 不断产生时钟脉冲信号不断产生时钟脉冲信号 计算机在时钟脉冲信号控制下有规则地一个计算机在时钟脉冲信号控制下有规则地一个一个节拍地进行工作一个节拍地进行工作 (4)内存条内存条 采用大容量内存条采用大容量内存条 64MB/条、条、128MB/条、条、256MB/条和条和512MB/条条 线脚分线脚分72线、线、168线和线和184线（流行）线（流行）内存条内存条主页主页 (5)BIOS(5)BIOS（系统基本输入输出系统）（系统基本输入输出系统）只读存储器（只读存储器（ROM）装入了系统启动时的引导程序装入了系统启动时的引导程序 两种制造方法两种制造方法 EPROM（可擦除可编程）（可擦除可编程）EEPROM（加（加“擦除电压擦除电压”后可改写）后可改写）主页主页 (6)CMOS（互补金属氧化物半导体）（互补金属氧化物半导体）由充电电池供电的由充电电池供电的RAM 既能长期保存信息，又允许用户根据需要修既能长期保存信息，又允许用户根据需要修改改 记录了日期、时间、软驱及硬盘的规格、系记录了日期、时间、软驱及硬盘的规格、系统密码、内存大小等统密码、内存大小等 (7)充电电池充电电池 关机时，为关机时，为CMOS供电；用机时可向电池充电供电；用机时可向电池充电 充满电后，可用几个月充满电后，可用几个月 长期不用机，电池会缺电或失效长期不用机，电池会缺电或失效主页主页 (8)输入输出接口类别输入输出接口类别 总线接口：扩展槽总线接口：扩展槽 有三种总线规格：有三种总线规格：ISA，PCI，AGP 用来扩充各种接口卡，如显示卡、声卡、用来扩充各种接口卡，如显示卡、声卡、Modem、鼠标、打印机、鼠标、打印机等，等，防止硬件冲突；驱动程序；防止硬件冲突；驱动程序；“即插即用即插即用”串行口：串行口：COM1，COM2，PS/2(接鼠标接鼠标)并行口：并行口：LPT1，LPT2，如打印机，如打印机 USB口（通用串行总线）：口（通用串行总线）：一个接口可串接高达成一个接口可串接高达成127种外部设备（如网卡、扫描仪、打印机种外部设备（如网卡、扫描仪、打印机等）等）,支持支持“即插即用即插即用”USB接口有两个标准：接口有两个标准：USB 1.1和和USB 2.0主页主页 接口包括适配器接口包括适配器(硬件硬件)和驱动程序和驱动程序(软件软件)适配器是设置在微机与外部设备之间的逻辑控制适配器是设置在微机与外部设备之间的逻辑控制部件，其作用是完成两个相互通讯的设备之间的一些部件，其作用是完成两个相互通讯的设备之间的一些控制、数据缓冲、速度匹配和协调等工作控制、数据缓冲、速度匹配和协调等工作 如显示卡如显示卡(或显示适配器或显示适配器)3.3.接口接口主页主页 接口接口PS2PS2键盘、键盘、鼠标接口鼠标接口并行接口并行接口串行接串行接口口四个四个USBUSB接口接口RJ45LAN接口接口主页主页 1.3.61.3.6 软件系统软件系统 软件是整个计算机系统中的重要组成部分软件是整个计算机系统中的重要组成部分 没有配备任何软件的计算机称为裸机没有配备任何软件的计算机称为裸机 软件可分为系统软件和应用软件两大类软件可分为系统软件和应用软件两大类 系统软件的两大特点：公用性、基础性系统软件的两大特点：公用性、基础性用用 户户应用软件应用软件其他系统软件其他系统软件操作系统操作系统硬件硬件主页主页 操作系统操作系统(Operating System)是用户和计算机的接口，是用户和计算机的接口，对硬、软件资源进行管理的一种软件对硬、软件资源进行管理的一种软件 (1)按操作系统所管理的用户数划分按操作系统所管理的用户数划分 单用户操作系统、多用户操作系统单用户操作系统、多用户操作系统 单用户操作系统又分：单任务单用户操作系统又分：单任务/多任务多任务 (2)按操作系统的功能划分按操作系统的功能划分:批处理操作系统、分时操作系统、实时操作系统、网批处理操作系统、分时操作系统、实时操作系统、网络操作系统、分布式操作系统等络操作系统、分布式操作系统等 1.1.操作系统操作系统主页主页 操作系统的功能操作系统的功能:CPU管理管理 作业管理作业管理 存储管理存储管理 设备管理设备管理 文件管理文件管理 PC操作系统发展历程：操作系统发展历程：DOSWin3.xWin9xWin2000WinXP Win2003主页主页 2.2.其他系统软件其他系统软件 (1)(1)程序设计语言程序设计语言(计算机语言计算机语言)大致分为三类大致分为三类(三代三代)；多代共存；多代共存 机器语言机器语言 汇编语言汇编语言 高级语言高级语言1011000000000101.MOV A,5ADD A,2.10 LET X=5+220 PRINT X.(2)2)数据库管理系统数据库管理系统(DBMS)(DBMS)综合多种高级语言的优点，主要综合多种高级语言的优点，主要用于数据处理用于数据处理 建立、使用、管理和维护数据库建立、使用、管理和维护数据库 微机上最常用数据库管理系统有：微机上最常用数据库管理系统有：dBASE，FoxBASE,FoxPro,Visual FoxPro，Oracle,SyBASE,Informix 等。等。(3)3)服务程序服务程序 协助用户进行软件开发或硬件维协助用户进行软件开发或硬件维护的软件。护的软件。包括编辑程序、连接装配程序、包括编辑程序、连接装配程序、纠错程序、诊断程序及工具软件等纠错程序、诊断程序及工具软件等 3.3.应用软件应用软件 应用软件可分为通用应用软件应用软件可分为通用应用软件和专用应用软件（用户程序）两种和专用应用软件（用户程序）两种 通用应用软件包一般是从软件通用应用软件包一般是从软件公司购买的用户程序一般是用户自公司购买的用户程序一般是用户自己组织编写的己组织编写的主页主页1.4 1.4 计算机安全计算机安全 目前危害计算机安全的主要是计算机病毒和目前危害计算机安全的主要是计算机病毒和黑客黑客 1.4.1 1.4.1 计算机病毒与防治计算机病毒与防治 60年代末开始出现利用计算机进行犯罪的年代末开始出现利用计算机进行犯罪的活动活动 已经发现的病毒已超过已经发现的病毒已超过4万种，每月以万种，每月以 300500种的速度增长。种的速度增长。1.计算机病毒的定义计算机病毒的定义 对计算机系统具有破坏作用的计算机程对计算机系统具有破坏作用的计算机程序人为制造出来的序人为制造出来的主页主页 2.2.计算机病毒的特征计算机病毒的特征 (1)(1)潜伏性。具有寄生在其他程序上的能力，它入侵潜伏性。具有寄生在其他程序上的能力，它入侵后可在较长一段时间后可在较长一段时间(如几个月甚至一年以上如几个月甚至一年以上)不发作，当不发作，当满足一定条件时才发作。例如，满足一定条件时才发作。例如，“黑色星期五黑色星期五”病毒只有病毒只有遇到遇到1313日并且又是星期五这一天才发作。日并且又是星期五这一天才发作。(2)(2)隐蔽性隐蔽性 (3)(3)传播性。具有很强的再生和扩散能力，它能把自传播性。具有很强的再生和扩散能力，它能把自身拷贝给其他的程序身拷贝给其他的程序 (4)(4)破坏性破坏性 “蠕虫蠕虫”已成为当前威胁最大的一种病毒，如已成为当前威胁最大的一种病毒，如“欢乐时光欢乐时光”、“红色代码红色代码”、“2003蠕虫王蠕虫王”等，它通过大量消耗系统资源而最等，它通过大量消耗系统资源而最后导致系统瘫痪，严重的还会删除磁盘文件、格式化磁盘等后导致系统瘫痪，严重的还会删除磁盘文件、格式化磁盘等主页主页 3.3.计算机病毒的传播途径计算机病毒的传播途径 计算机病毒主要通过软盘、可移动磁盘、光盘、计算机计算机病毒主要通过软盘、可移动磁盘、光盘、计算机网络（网络（Internet和内部网）、电子邮件等多种方式传播和内部网）、电子邮件等多种方式传播。4.4.计算机病毒的检查计算机病毒的检查 计算机受到病毒感染后，常常会表现出一些异常现象，例计算机受到病毒感染后，常常会表现出一些异常现象，例如如 机器不能正常启动机器不能正常启动 经常出现经常出现“死机死机”现象现象 自动运行某些程序自动运行某些程序 系统运行速度变慢系统运行速度变慢 有特殊文件自动生成有特殊文件自动生成 文件莫名其妙丢失文件莫名其妙丢失 文件大小和内容有所改变文件大小和内容有所改变 外部设备工作异常，如屏幕出现一此杂乱无章的内容等外部设备工作异常，如屏幕出现一此杂乱无章的内容等主页主页5.5.计算机病毒的防治计算机病毒的防治 (1)(1)预防病毒预防病毒 “预防为主预防为主”。防范病毒入侵的有效方法是堵塞传播渠道。防范病毒入侵的有效方法是堵塞传播渠道 具体措施有：具体措施有：尽量不要让不明病毒情况的软盘到自己的机上使用尽量不要让不明病毒情况的软盘到自己的机上使用 软盘写保护软盘写保护 不要将磁盘随便借给他人使用不要将磁盘随便借给他人使用 对于交换的软件和数据文件，要先检测，确认无病毒时对于交换的软件和数据文件，要先检测，确认无病毒时方可使用方可使用 对重要文件，要经常进行备份，以便当系统遭到破坏时，对重要文件，要经常进行备份，以便当系统遭到破坏时，能及时得以恢复能及时得以恢复 对执行重要工作的机器，要专机专用，专盘专用对执行重要工作的机器，要专机专用，专盘专用 不要轻易打开或下载来历不明的文件或邮件不要轻易打开或下载来历不明的文件或邮件主页主页(2)(2)检测和清除病毒检测和清除病毒 如果发现了计算机病毒，通常的方法是采用现成如果发现了计算机病毒，通常的方法是采用现成的反病毒软件将其消除。的反病毒软件将其消除。常用的反病毒软件有：常用的反病毒软件有：KV300、KV300+、KV3000 瑞星瑞星9.0 金山毒霸金山毒霸 KILL、KILL98 等等等等主页主页 防毒的其他措施防毒的其他措施 实时监控实时监控 装上防病毒卡装上防病毒卡 采用双采用双BIOS 在在BIOS中写入防毒程序中写入防毒程序 特制主板特制主板主页主页1.4.21.4.2 防范黑客防范黑客 1.什么是什么是“黑客黑客”通过计算机网络非法进入他人计算机系通过计算机网络非法进入他人计算机系统的入侵者或入侵行为统的入侵者或入侵行为 黑客破坏活动内容：黑客破坏活动内容：截取重要信息截取重要信息 （利用（利用“木马木马”程序）程序）改动信息改动信息 获取巨额资金获取巨额资金 攻击网络服务器攻击网络服务器主页主页“木马木马”程序程序 黑客黑客 将将“木马木马”程序隐藏在有用软件的程序隐藏在有用软件的“肚内肚内”，当你下载并运行后，当你下载并运行后，“木马木马”就会自动在计算机内安装。就会自动在计算机内安装。你一上网，你一上网，黑客通过黑客通过“木马木马”就就“进入进入”你的电脑，你的电脑，当你敲下的任何信息时，当你敲下的任何信息时，黑客一是直接从屏幕上获知，黑客一是直接从屏幕上获知，二是设置一个程序，你敲下的各种信息会以电子邮件的形二是设置一个程序，你敲下的各种信息会以电子邮件的形式，发往到黑客的信箱里式，发往到黑客的信箱里主页主页羊城晚报羊城晚报0404年年6 6月报道：月报道：黑客黑客“骑木马骑木马”网上偷钱包网上偷钱包 湖北首例网上银行盗窃案判湖北首例网上银行盗窃案判“网银大盗网银大盗”判入狱判入狱三年三年 该电脑该电脑“黑客黑客”利用利用“木马木马”程序潜入北京一从程序潜入北京一从事软件开发的计算机专业人员的电脑，对其进行网上事软件开发的计算机专业人员的电脑，对其进行网上跟踪，并获取了其牡丹灵通卡及密码后，入侵中国工跟踪，并获取了其牡丹灵通卡及密码后，入侵中国工商银行网上银行系统，分三次划走账户现金商银行网上银行系统，分三次划走账户现金 他在网上盗取密码七千多个他在网上盗取密码七千多个 主页主页 2.2.黑客的作案手法黑客的作案手法 “信息轰炸信息轰炸”获取密码获取密码 “PINGPING炸弹炸弹”攻破防火墙攻破防火墙主页主页 3.3.防范黑客防范黑客 外部网络外部网络(Internet)(Internet)内部网络内部网络Intranet)Intranet)防火墙防火墙主页主页 1.4.3 1.4.3 计算机使用中的道德规范与法制计算机使用中的道德规范与法制 在计算机及网络给人类带来极大便利的同时，在计算机及网络给人类带来极大便利的同时，它也不可避免地引发了一系列新的社会问题。因它也不可避免地引发了一系列新的社会问题。因此，有必要建立和调整相应的社会行为道德规范和此，有必要建立和调整相应的社会行为道德规范和相应的法律制度，从法制和伦理两方面约束人们在相应的法律制度，从法制和伦理两方面约束人们在计算机使用中的行为。计算机使用中的行为。1.道德规范道德规范 2.法律法规法律法规主页主页 1.4.4 1.4.4 计算机的安全操作计算机的安全操作 提供好的工作环境提供好的工作环境 用电要正常用电要正常 正常开、关机正常开、关机 不要带电插拔组件不要带电插拔组件 注意通风散热注意通风散热 防止病毒入侵防止病毒入侵 慎重安装新软件慎重安装新软件主页主页 不要用手摸芯片不要用手摸芯片 至少一个月左右开次机至少一个月左右开次机 对软盘中的重要数据，要备份多份对软盘中的重要数据，要备份多份 用正确方法卸掉不用的应用程序用正确方法卸掉不用的应用程序 硬、软件升级不要太快，采用流行的硬、软件升级不要太快，采用流行的硬、软件硬、软件 定期整理磁盘碎片定期整理磁盘碎片主页主页讨论题讨论题 1.1.以下叙述中，错误的是以下叙述中，错误的是_。(单选单选)A.A.平时所说的内存是指平时所说的内存是指RAMRAM B.B.外存不怕停电，信息可长期保存外存不怕停电，信息可长期保存 C.C.从输入设备输入的数据直接存放在内存从输入设备输入的数据直接存放在内存 D.D.内存和外存都是由半导体器件组成的内存和外存都是由半导体器件组成的 2.2.下列叙述中，正确的是下列叙述中，正确的是_。（多选题）（多选题）A.A.指令系统有一个统一的标准，所有的计算机指令系统相同指令系统有一个统一的标准，所有的计算机指令系统相同 B.B.计算机所有的计算都是在内存储器中进行的计算机所有的计算都是在内存储器中进行的 C.C.外存储器中的信息可直接交给外存储器中的信息可直接交给CPUCPU处理处理 D.D.微处理器中程序计数器用来存放当前要执行的指令的内容微处理器中程序计数器用来存放当前要执行的指令的内容 E.E.程序一定要装到内存储器中才能运行程序一定要装到内存储器中才能运行 F.F.系统软件与具体应用领域无关系统软件与具体应用领域无关 G.G.系统软件与具体硬件逻辑功能无关系统软件与具体硬件逻辑功能无关想一想想一想EFEF主页主页 .与二进制小数与二进制小数0.10.1等值的十进制数是等值的十进制数是 _。.与十进制小数与十进制小数0.250.25等值的二进制数是等值的二进制数是 _。.已知大写的英文字母已知大写的英文字母“I”I”的十六进制的十六进制ASCIIASCII码值为码值为4949，则，则大写英文字母大写英文字母“K”K”的十六进制的十六进制ASCIIASCII码值是码值是_。.已知已知“方方”的区位码为的区位码为2329D2329D，它对应的国标码是，它对应的国标码是 _H_H，机内码是，机内码是_H_H。.十进制数转换成二进制数：十进制数转换成二进制数：543(_)543(_)2 2 543.625(_)543.625(_)2 20.50.014B373DB7BD10000111111000011111.101填空题填空题