计算机应用基础教程

计算机应用基础教程计算机基础知识 目录l计算机概述l数制与编码l计算机中字符的编码l指令和程序设计语言l计算机系统的组成l微型计算机的硬件系统l多媒体技术简介l计算机病毒及其防治 一、计算机概述l计算机发展简史l计算机的特点l计算机的应用l计算机的分类 计算机发展简史l 1946年2月15日，第一台计算机ENIAC在美国宾夕法尼亚大学诞生。主要元件是电子管，每秒钟能完成5000次加法、300多次乘法运算，占地170平方米，重30多吨。l在ENIAC的研制过程中，由美籍匈牙利数学家冯。诺依曼总结并提出两点改进意见：一是计算机内部直接采用二进制数进行运算；二是由程序控制计算机自动执行 计算机发展简史（大型计算机时代）l第一代计算机（1946-1958）主要元件：电子管l第二代计算机（1958-1964）主要元件：晶体管l第三代计算机（1965-1971）主要元件：小规模集成电路和中规模集成电路l第四代计算机（1971至今）大规模或超大规模集成电路 计算机发展简史（大型计算机时代）l新一代计算机（现在）计算机具有像人一样的听、说、看甚至思考的能力具有知识存储和知识库管理功能，能利用已有知识进行推理判断，具有联想和学习的功能。l集成电路指用特殊的工艺将完整的电子线路做在一个硅片上。 计算机发展简史（微型计算机时代）l微处理器是大规模和超大规模集成电路的产物。以微处理器为核心的计算机属于第四代计算机，通常人们以微处理器为标志来划分微型计算机：如286机、386机、486机、Pentium机、PII机、PIII机、P4 机等 计算机的特点l处理速度快l计算精度高l存储容量大l可靠性高l工作全自动l使用范围广，通用性强 计算机的应用l科学计算（数值计算）如：气象预报、卫星轨道计算、宇宙飞船的研制等l信息处理如数据处理等l过程控制如数控机床等 计算机的应用l计算机辅助设计和辅助制造计算机辅助设计（CAD）计算机辅助制造（CAM）l现代教育计算机辅助教学（CAI）计算机模拟多媒体教室 网上教学和电子大学家庭管理与娱乐 计算机的分类l按处理数据的形态分类数字计算机、模拟计算机、混合计算机l按使用范围分类通用计算机、专用计算机l按性能分类l超级计算机、大型计算机、小型计算机、微型计算机、工作站 二、数制与编码l二、十和十六进制数l各种数制之间的转换 二、十、十六、八进制数l十进制数基数为10，逢十进一，有十个数码：0、1、2、3、4、5、6、7、8、9l二进制数基数为2，逢二进一，有二个数码：0、1运算规则：0+0=0、0+1=1、1+0=1、1+1=10l十六进制数基数为16，逢十六进一，有十六个数码：0、1、2、3、4、5、6、7、8、9、A、B、C、D、E、Fl八进制数 基数为8，逢八进一，有八个数码：0、1、2、3、4、5、6、7 二、十、十六、八进制数l四种数制的表示方法l二进制数（101）2或101Bl十进制数 101或101Dl十六进制数（101） 16或101Hl八进制数（101）8或101O 三种数制的对应表示十进制二进制十六进制十进制二进制十六进制0 0000 0 8 1000 81 0001 1 9 1001 92 0010 2 10 1010 A3 0011 3 11 1011 B4 0100 4 12 1100 C5 0101 5 13 1101 D6 0110 6 14 1110 E 7 0111 7 15 1111 F 三种数制的对应表示十进制二进制八进制0 000 01 001 12 010 23 011 34 100 45 101 56 110 6 7 111 7 各种数制之间的转换l非十进制转换成十进制数按权展开l十进制整数转换成二进制数除2取余（用整数除以2，取余数，再用商除以2，取余数，依次类推直到商为0。）l二进制数转换成十六进制数从个位数开始向左按每四位二进制数一组划分，不足四位的前面以0补足，然后将每组四位二进制数代之以一个十六进制数字即可。 各种数制之间的转换l十六进制数转换成二进制数将每一位十六进制数字代之与其等值的四位二进制数即可。l二进制数转换成八进制数从个位数开始向左按每三位二进制数一组划分，不足三位的前面以0补足，然后将每组三位二进制数代之以一个八进制数字即可。l八进制数转换成二进制数将每一位八进制数字代之与其等值的三位二进制数即可。 数制与编码练习l与十六进制数BC等值的二进制数（）l二进制数00111101转换成十进制数为（）l与十进制数291等值的十六进制数为（）l与十进制数254等值的二进制数为（）l与十进制数100等值的二进制数是（）l十进制数100转换成八进制数（）l 1110+1011= 数制与编码练习l最大的10位无符号二进制数转换成十进制数（）l执行下列二进制数算术加法运算11001001+00100111，其运算结果是（）l若在一个非零无符号二进制整数右边加两个零形成一个新的数，则新数的值是原来的（）l十六进制数AC转换成等值的八进制数是（） 三、计算机中字符的编码l西文字符的编码l汉字的编码 西文字符的编码l计算机中的信息都是用二进制编码表示的。用以表示字符的二进制编码称为字符编码。常用的字符编码有大型机采用的EBCDIC码和微型机采用的ASCII码。l ASCII码又称为美国标准信息交换码，有7位码和8位码两种。7位码使用7位二进制位表示一个字符的编码，共有27=128个不同的编码值。8位码使用8位二进制位表示一个字符的编码，共有28=256个不同字符的编码。 汉字的编码l汉字信息交换码（国标码）国标码用于汉字信息处理系统之间或者通信系统之间进行信息交换的汉字代码。常用汉字及其分级l国标码规定了进行一般汉字信息处理时所用的7445个字符编码。其中非汉字图形字符为682个，汉字代码6763个。汉字代码中一级常用字有3755个，二级次常用字3008个。两个字节存储一个国标码。国标码的编址范围：2121H7E7EH 汉字的编码区位码l 7445个国标码放置在一个94行*94列的阵列中。阵列中的每一行称为一个汉字的“区”，每一列称为一个汉字的“位”。区号范围194；位号范围194。一个汉字的位置可用区号与位号来表示。115区为非汉字图形符区；1655区是一级常用汉字区；5687区是次常用汉字区；8894为保留区。区位码和国标码之间的转换 l将一个汉字的十进制区号和十进制位号转换成十六进制数，然后分别加上20H，就成为汉字的国标码。 汉字的编码l汉字输入码为将汉字输入计算机而编制的代码称为汉字输入码，也叫外码。目前流行的汉字输入码的编码方案有全拼输入法、双拼输入法、五笔字型等。 汉字的编码l汉字内码是为在计算机内部对汉字进行存储、处理和传输而编制的汉字代码。对应于国标码，一个汉字的内码也用2个字节存储，并把每个字节的最高二进制位置“1”作为汉字内码的标识。汉字的国标码和汉字的内码之间的关系 l汉字的内码=汉字的国标码+8080H 汉字的编码l汉字字型码描述汉字字形的方法有：点阵字形和轮廓字形点阵字形有16*16点阵、24*24点阵、32*32点阵 8位二进制数组成一个字节，一个16*16点阵的字形码需要16*16/8=32字节存储空间。一个24*24点阵的字形码需要24*24/8=72字节存储空间。一个32*32点阵的字形码需要32*32/8=128字节存储空间。l汉字地址码指汉字库中存储汉字字形信息的逻辑地址码。 汉字的编码l各种汉字代码之间的关系内部处理汉字字库 字库通信显示打印汉字输入系统输入字典输入码内码地址码字形码字形码字形码内码国标码 四、指令和程序设计语言l计算机指令l程序设计语言 计算机指令l指令即给计算机下达的命令。一条指令必须包括操作码和地址码（操作数）两部分，操作码指出该指令完成操作的类型，地址码指出参与操作的数据和操作结果存放的位置。 程序设计语言l机器语言是计算机唯一能识别并直接执行的语言，用机器语言编写的程序叫机器语言程序。l汇编语言在机器语言的基础上发展起来的，计算机不能直接识别它。必须把汇编语言源程序翻译成机器语言程序（目标程序），然后才能执行。这个翻译过程叫汇编过程。用汇编语言编写的程序叫汇编语言程序。 程序设计语言l高级语言程序目前的高级语言程序如C、C+、Visual C+、Visual Basic等。把高级语言源程序翻译成机器语言程序的方法有两种：解释、编译。一个高级语言源程序必须经过“编译”和“连接装配”后才能成为可执行的机器语言程序。 五、计算机系统的组成l“存储程序控制”计算机的概念l计算机硬件的组成l计算机软件系统的组成 计算机系统的组成示意图计算机系统硬件系统 软件系统主机外部设备CPU内存运算器控制器ROMRAM外存：硬盘、软盘、光盘、磁带输入设备：键盘、鼠标器、扫描仪输出设备：显示器、打印机、绘图仪其他设备：调制解调器系统软件应用软件操作系统程序语言处理系统数据库管理系统服务程序：检查、诊断、排错通用应用软件：Office、Wps等专用应用软件：用户程序 存储程序控制的计算机的概念l冯诺依曼结构的基本思想计算机由五部分组成：运算器、控制器、存储器、输入设备、输出设备。内部采用二进制存储程序控制l存储程序：即把程序和处理问题所需要的数据均以二进制编码形式预先按一定顺序存放到计算机的存储器里。 计算机硬件的组成l运算器由一个加法器、若干个寄存器和一些控制线路组成功能是对二进制数码进行算术运算或逻辑运算l控制器由指令寄存器、译码器、时序节拍发生器、操作控制部件、指令计数器组成功能是根据指令计数器中指定的地址从内存存取出一条指令，对其操作码进行译码，再由操作控制部件有序地控制各部件完成操作码规定的功能。 计算机的硬件组成l存储器具有存数（往存储器里“写入”数据）和取数（从存储器里“读取”数据）的功能l中央处理器（CPU）只能直接访问存储在内存中的数据l输入设备用来向计算机输入命令l输出设备 将计算机处理后的各种内部格式的信息转换为人们能识别的形式 计算机软件系统的组成l系统软件功能：启动计算机、存储、加载和执行应用程序，对文件进行排序、检索，将程序语言翻译成机器语言等。操作系统l功能：处理器管理、作业管理、存储器管理、设备管理、文件管理 计算机软件系统的组成操作系统的分类l单用户操作系统（DOS、WINDOWS）l批处理操作系统l分时操作系统l实时操作系统l网络操作系统（WINDOWS NT、UNIX）l微机操作系统语言处理程序 l对源程序进行解释和编译任务的程序，分别叫做编译程序和结实程序 计算机软件系统的组成服务程序l如诊断程序、调试程序、编辑程序等数据库管理系统l如FoxPro、Visual FoxPro等l应用软件通用软件 l如Office、WPS、Photoshop等专用软件 六、微型计算机的硬件系统l微型计算机的基本结构l微型计算机的硬件及其功能l微型计算机的技术指标 微型计算机的基本结构总 线（Bus）RAM ROM辅助存储器接口输入设备接口输出设备接口 辅助存储器输入设备输出设备CPU 微型计算机的硬件及其功能l中央处理器（CPU）包括运算器和控制器两大部件，和若干个寄存器和高速缓冲存储器以及一些内部总线。是计算机的核心部件，又称微处理器。它和内存储器构成了计算机的主机。 CPU的主要性能指标有字长和时钟主频。字长表示CPU每次处理数据的能力。字长越长，计算机精度越高。时钟频率以MHz（兆赫兹）或GHz（吉赫兹）为单位，时钟频率越高，计算机的速度越快。 微型计算机的硬件及其功能l存储器存储容量：l可容纳的二进制信息量，度量存储容量的基本单位是字节（Byte）。此外还有KB（千字节）、MB（兆字节）、GB（吉字节）。它们之间的关系是：l 1字节（Byte）=8个二进制位（bits）l 1KB=1024B l 1MB=1024KBl 1GB=1024MB 微型计算机的硬件及其功能内存储器（主存储器）l包括随机存储器（RAM）和只读存储器（ROM）l随机存储器又分为静态RAM（SRAM）和动态RAM（DRAM）。 SRAM常用做高速缓冲存储器（Cache）l RAM中存储当前使用的程序、数据、中间结果和外存交换的数据。特点是信息可以随时读出或写入，一但断电，信息H会丢失。l只读存储器又分为可编程的只读存储器（PROM）；可擦除、可编程只读存储器（EPROM）；掩模型只读存储器（MROM）。ROM中的信息是计算机在制造时用专门设备一次写入的，断电后信息不会丢失。 微型计算机的硬件及其功能l辅助存储器（外存储器）硬盘（硬磁盘）软盘（软磁盘）l 3.5英寸盘、5.25英寸盘。其中3.5英寸盘又分为双面双密和双面高密两种，容量分别为720KB和1.44KB。光盘l只读型光盘（CD-ROM）、一次性写入光盘（CD-R或WORM）、可擦除光盘（CD-RW） USB移动硬盘 USB优盘 DVD光盘 微型计算机的硬件及其功能扇区盘面磁道磁盘的结构和容量硬盘容量=柱面数*磁头数*扇区数*512B软盘容量=磁头数*扇区数*512B*2 微型计算机的硬件及其功能l 3.5英寸软盘片的参数盘片类别磁道数扇区数/每道字节/每扇区总容量3.5英寸双面双密80（079）9 512 720KB双面高密80 （079）18 512 1.44KB 微型计算机的硬件及其功能l输入设备键盘（键盘的使用见教材P27-P29）鼠标器扫描仪条形码阅读器光学字符阅读器触摸屏手写笔 声音输入设备（麦克风）图象输入设备（数码相机） 微型计算机的硬件及其功能l输出设备显示器l分为阴极射线管显示器（CRT）和液晶显示器（LED）。CRT又分为显示器又分为球面CRT和纯平CRTl像素：屏幕上图象的分辨率或说清晰度取决于能在屏幕上独立显示的点的直径，这种独立显示的点叫像素l点距：屏幕上像素之间的距离。点距越小，分辨率就越高，显示器的质量就越好 l分辨率：衡量显示器的一个常用指标。指的是屏幕上像素的数目（列*行）。目前常有640*480、800*600、1024*768、1280*1024等 微型计算机的硬件及其功能显示卡l显示器是通过“显示器接口”（显示卡）和主机相连的，显示器必须与显示卡相匹配。l PC机上的显示卡大多数与VGA兼容，SVGA和TVGA是两种比较流行的VGA兼容卡。VGA的分辨率为640*480，256种颜色。SVGA等是VGA的扩展，分辨率比VGA高很多。打印机l点阵打印机 l喷墨打印机l激光打印机 微型计算机的硬件及其功能其他输出设备l总线（数据总线、地址总线、控制总线）l主板l微型计算机的技术指标字长l指计算机运算部件一次能同时处理的二进制数据的位数。字长越长，计算精度越高。时钟频率 l指CPU的时钟频率。主频越高，速度越快。以兆赫兹（MHz）为单位。 微型计算机的技术指标l运算速度通常指每秒钟所能执行加法指令数目，常用百万次/每秒来表示。l存储容量存储容量越大，机器所能运行的程序越大。l存取周期是CPU从内存储器中存取数据所需要的时间。 七、多媒体技术简介l多媒体的特点数字化集成性交互性实时性l多媒体计算机（MPC）比PC机多声卡、视频卡、音箱（或耳机）、CD-ROM等 七、多媒体技术简介l多媒体的应用教育与培训商业和服务行业家庭娱乐、休闲影视制作电子出版业 Internet上的应用 八、计算机病毒及其防治l计算机病毒的实质和症状l计算机病毒的预防l计算机使用安全常识 计算机病毒的实质和症状l计算机病毒特殊的计算机程序l计算机病毒的特点寄生性破坏性传染性潜伏性 隐蔽性 计算机病毒的实质和症状l计算机感染病毒的症状磁盘文件数目增多系统的内存空间明显变小文件的日期/时间被修改成新近的日期/时间可执行文件的长度增加正常情况下可以运行的程序却突然因RAM区不足而不能装入程序加载时间或程序执行时间比正常时的明显变长经常出现死机或不能正常启动 显示器异常从有写保护的软盘上读取数据时，发生写盘的动作 计算机病毒的分类l引导区病毒l文件型病毒l混合型病毒l宏病毒l网络病毒 计算机病毒的清除l手工清除l借助杀读软件 计算机病毒的预防l专机专用l利用写保护l固定启动方式l慎用网上下载的软件l分类数据管理l建立备份l采用杀毒软件l定期检查 l严禁在计算机上玩电子游戏 计算机使用安全常识l电源要求l环境洁净要求l室内温度、湿度要求l防止干扰l注意正常开、关机