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,单击此处编辑母版文本样式,第二级,第三级,第四级,第五级,Company Logo,#,单击此处编辑母版标题样式,计算机应用基础,第,1,章 计算机基础知识,计算机发展概述,1.1,进位计数制,1.2,计算机中的信息编码,1.3,计算机多媒体技术,1.4,计算机信息安全,1.5,第,1,章 计算机基础知识,导入,如今已进入信息化时代，计算机应用作为信息技术的基础，已渗透到人们活动的每个角落。计算机为人们的工作、学习和生活带来了巨大的便利，对推动人类社会的进步发挥着无可替代的作用，同时为人类的发展开辟了新的道路。学习和应用计算机已成为当今社会每个人的迫切需求。本章主要介绍计算机基础知识，包括计算机发展史、计算机中的信息表示、计算机多媒体技术和信息安全等内容。,1.1 计算机发展概述,世界上第一台计算机,ENIAC（Electronic Numerical Integrator and Computer）于1946年2月诞生于美国宾夕法尼亚大学，是美国物理学家莫克利（John Mauchly）教授和他的学生埃克特（Presper Eckert）为计算弹道和射击表而研制的，如图1,-,1所示。,在ENIAC的研制过程中，美籍匈牙利数学家冯诺依曼（Von Neumann，见图1,-,2）提出了“存储程序控制”的计算机方案。,1.1.1 计算机的诞生与发展,1.1 计算机发展概述,1.第一代计算机（19461957年）,2.第二代计算机（19581964年）,3.第三代计算机（19651970年）,4.第四代计算机（1971年至今）,5.第五代计算机从20世纪80年代开始,根据所采用逻辑元件的不同，计算机的发展过程大致可以分成以下5个阶段。,1.1 计算机发展概述,第一代计算机通常称为电子管计算机，它的逻辑元件采用电子管（见图1,-,3）,第二代计算机的逻辑元件采用晶体管（见图1,-,4）,第三代计算机的逻辑元件采用中小规模集成电路（见图1,-,5）,第四代计算机的逻辑元件是大规模和超大规模集成电路（见图1,-,6）,1.1 计算机发展概述,（2）计算精度高,（1）运算速度快,（3）记忆能力强,（4）具备逻辑判断能力,（6）可靠性高和通用性强,（5）自动化程度高,1.,计算机的特点,1.1.2 计算机的特点及分类,1.1 计算机发展概述,（1）按照计算机原理分类,数字式电子计算机,、模拟式电子计算机、混合式电子计算机,（2）按照计算机用途分类,通用计算机,、专用计算机,（3）按照计算机性能分类,巨型机、小巨型机、大型机、小型机、工作站和个人计算机六大类,2.,计算机的分类,1.1 计算机发展概述,1.1 计算机发展概述,计算机的应用主要体现在,计算机的应用将推动信息社会更快地向前发展,1.,科学计算,2.,信息处理,3.,自动控制,4.,计算机辅助系统,5.,人工智能,6.,多媒体技术应用,1.1.3 计算机的应用,1.2 进位计数制,进位计数制,是指用一组固定的数字（数码符号）和一套统一的规则来表示数值的方法。,十进制,（Decimal Notation）包含10个数码：0、1、2、3、4、5、6、7、8、9，逢十进一；,二进制,（Binary Notation）包含2个数码：0、1，逢二进一；,进位方式计数包括基数和各数位的位权。,基数指该进制中允许使用的基本数码的个数，以十进制为例，它的基数为10（0，1，2，9）。一个数码处在不同的位置时代表的值不同，每个数码代表的数值等于该数码乘以一个常数，而该常数与其位置相关，称为位权。位权的大小是以基数为底、数码所在位置的序号为指数的整数次幂，以十进制为例，如,10,1,、,10,2,、,10,3,等。,任意一个R（R1）进制数均可按权展开，如序列：,XKnKn-1K1K0.K-1K-2K-m，Ki0，1，2，R-1,可以展开为十进制：,XKnRn+Kn-1Rn-1+K1R1+K0R0+K-1R-1+K-mR-m,其中，下标是以小数点为基准的位置序号，小数点左侧从0开始，从右向左按1递增；小数点右侧从-1开始，从左向右按1递减。其展开结果即为对应的十进制数值。,1.2.1 进位制的表示,1.2 进位计数制,1,电路简单，易实现,计算机由逻辑电路组成，逻辑电路通常只有两种状态，如开关的“通”“断”、电压的“高”“低”、电容器的“充电”“放电”，这两种状态正好可以用二进制的两个数码“0”和“1”来表示。另外，两种状态代表的两个数据在数字传输和处理中不容易出错，因而电路更加可靠。,3,逻辑运算方便,二进制的数码“0”和“1”正好与逻辑代数中的“真”和“假”相对应，从而为计算机的逻辑运算提供了方便。,2,简化运算,同其他进制相比，二进制的运算规则简单，它的两种基本运算类型（算术运算和逻辑运算）都很容易实现。,计算机中的数据是以二进制形式表示的，它不同于人们日常使用的十进制。计算机存储和处理数据采取二进制的原因如下。,1.2 进位计数制,1.下标法,在符号序列的右下角以下标的形式表示进制，下标用进制的基数表示，如（1001011,）,2,（B64E4）,16,为了区分4种进制的数据，可将数据用以下两种方法表示。,2.后缀法,在符号序列后加后缀表示进制，用字母D（Decimal）表示十进制（D可省略）；用B（Binary）表示二进制；用Q（Octal，由于字母O容易与数字0混淆，所以用Q表示）表示八进制；用H（Hexadecimal）表示十六进制，如209EH、1075Q。,1.2 进位计数制,几种常用进制之间的对照关系如表,1-,1,所示。,1.2 进位计数制,1.2.2 不同进制之间的转换,1.R进制数转换成十进制数,要将二进制数、八进制数、十六进制数转换成十进制数，只要根据符号序列的组成规则、按位权展开求和即可。例如：,（1111）,2,12,3,+12,2,+12,1,+12,0,8+4+2+1,（15）,10,（11010.11）,2,=,12,4,+12,3,+02,2,+12,1,+020+12,-1,+12,-2,16+8+2+0.5+0.25,（26.75）,10,（217.55）,8,28,2,+18,1,+78,0,+58,-1,+58,-2,128+8+7+0.625+0.078 125,（143.703 125）,10,（ABCD）,16,=,1016,3,+1116,2,+1216,1,+1316,0,40 960+2 816+192+13,（43 981）,10,1.2,进位计数制,1.2.2 不同进制之间的转换,2.十进制数转换成二进制数、八进制数、十六进制数,十进制数转换成其他3种进制数时，整数和小数转换的规则分别如下。,（1）整数转换规则,除基取余，倒读余数，即转换时除基，得到的商如不为0，继续用商除基，直到商为0时为止，然后倒序取每次除的过程中的余数组成的序列，即为转换结果。,（2）小数转换规则,乘基取整，顺读整数，即用小数部分乘基，取其整数部分组成的序列，即为转换结果。,将（64）10转换成二进制数的结果为（64）10（1000000）,2,将（64）10转换成八进制数的结果为（64）10（100）,8,将（64）10转换成十六进制数的结果为（64）10（40）,16,1.2,进位计数制,上述例题的转换过程如下。,1.2,进位计数制,将（221.625）,10,转换成二进制数的结果为（221.625）,10,（11011101.101）,2,。整数、小数部分的转换过程如下。,1.2,进位计数制,1.2.2 不同进制之间的转换,3.二进制数和八进制数的相互转换,3位二进制数000111恰好可以一一对应地表示1位八进制数07，因此两者之间的转换比较简单。,（1）二进制数转换成八进制数,以小数点为基准，整数部分从右向左，每3位一组，最高有效位不足3位时，补0凑足3位；小数部分从左向右，每3位一组，低位不足3位时，补0凑足3位。然后写出每3位二进制数对应的1位八进制数，如此形成的序列即为转换后的结果。例如：,（110100101010.00111101）,2,（110100101010.001111010）,2,（6 452.172）,8,（2）八进制数转换成二进制数,按八进制序列，每位八进制数拆分为3位二进制数形成的序列，即为其对应的二进制数。例如：,（2 435.567）,8,（10100011101.101110111）,2,1.2,进位计数制,1.2.2 不同进制之间的转换,4.二进制数与十六进制数的转换,二进制数与十六进制数之间的转换同二进制数与八进制数之间的转换类似，每4位二进制数表示1位十六进制数。,（1）二进制数转换成十六进制数,以小数点为基准，整数部分从右向左，每4位一组，最高有效位不足4位时，补0凑足4位；小数部分从左向右，每4位一组，低位不足4位时，补0凑足4位。然后写出每4位二进制数对应的1位十六进制数，形成的序列即为转换后的结果。例如：,（110100101011.10101001）,2,（D2B.A9）,16,（,2）十六进制数转换成二进制,数按十六进制序列，每位十六进制数拆分为4位二进制数形成的序列，即为其对应的二进制数。例如：,（5B6A.2F）,16,=（0101101101101010.00101111）,2,=（101101101101010.00101111）,2,1.2,进位计数制,1.二进制数据的算术运算,二进制数据的算术运算与十进制数据类似，可进行加、减、乘、除运算，且运算规则比十进制简单、直观，并容易实现。二进制数据的运算规则如表1,-,2所示。,1.2.3 二进制数据运算,1.2,进位计数制,2.二进制数据的逻辑运算,逻辑运算有3种基本运算：与、或、非，可分别用符号、表示，运算规则如表1,-,3所示。,1.2.3 二进制数据运算,1.3,计算机中的信息编码,1,位（Bit）,位是二进制中的一个数位，可以是1或0。它是计算机中数据的最小单位，又称为比特。,3,字（Word）,在计算机中作为一个整体被存取、传送、处理的二进制数字串称为一个字或单元，每个字中二进制位数的长度称为字长。一个字由若干字节组成，不同的计算机系统，其字长是不同的，常见的有8位、16位、32位、64位等。字长越长，存放数的范围越大，精度越高。字长是计算机性能的重要指标。,2,字节（Byte）,字节的缩写为B，通常每8个二进制位组成一个字节。数据的容量一般用KB、MB、GB、TB来表示，其换算关系为：1KB1 024B，1MB1 024KB，1GB1 024MB，1TB1 024GB。,1.3.1 计算机中数据的存储单位,1.3,计算机中的信息编码,1.3.,2,计算机中的数据表示,1.,原码、反码和补码,计算机中的数值型数据分为不带符号数和带符号数，不带符号数只能表示非负数。,对于带符号数，通常规定一个数的最高位（即最左边一位）为其符号位，一般用,0,表示正数，用,1,表示负数，其余的二进制位用来表示数值的大小。例如，机器字长为,8,位，则,D7,位为符号位，,D6,D0,位为数值位；机器字长为,16,位，则,D15,位为符号位，,D14,D0,位为数值位。一个数在计算机中被表示成二进制形式称为机器数，而它的数值称为机器数的真值。对于带符号数，最常见的机器数形式有原码、反码和补码等。,2.,定点数和浮点数,对于计算机中数的表示，还需考虑数的长度。在计算机中，为了使其表示的数能够符合实际需要，采取了固定小数点的方式。,在计算机中，任意一个二进制数,Y,都可以表示成,Y,2j,S,。其中，,S,为数,Y,的尾数，,j,为数,Y,的阶码，,2,为阶码的底。尾数,S,表示数,Y,的全部有效数字，阶码,j,则指出了小数点的位置。,S,和,j,的值可正可负。计算机中的数有定点和浮点两种常用的表示形式。,1.3,计算机中的信息编码,1.3.,3,计算机中的信息编码,1.BCD,码,计算机内部用二进制表示所有的数据，而人们习惯采用十进制。BCD码提供了一种通过二进制表示十进制的方法，即用二进制编码表示十进制09的10个符号。要表示09的10个符号，必须采用4位二进制数。4位二进制数有16个编码，用其中的10个表示十进制的10个符号。最常见的BCD码是自然权的8421码，4位组成的二进制编码按位权展开后的和恰好是十进制符号的值，而10101111等6个编码是多余的，在8421码编码中不能使用。十进制数字与8421码的对应关系如表1,-,4所示。,1.3,计算机中的信息编码,1.3.,3,计算机中的信息编码,2.ASCII,编码,英文编码标准是美国信息交换标准代码（American Standard Code for Interchange，ASCII），如表1,-,5所示。,1.3,计算机中的信息编码,1.3.,3,计算机中的信息编码,2.ASCII,编码,1.3,计算机中的信息编码,汉字编码汉字是由各种图形逐渐演化而来的象形文字系统，不是由字母这样简单的元素构成的，因此其编码要比英文复杂。而汉字的输入、输出必须利用现有的设备，所以汉字在输入、输出、存储和处理过程中必须采用不同的编码。,从汉字编码转换的角度来看，4种汉字编码的关系如图1-13所示。,3.汉字编码,1.4 计算机多媒体技术,多媒体,媒体是指载有信息的文本、图像、声音、动画等，多种媒体的组合称为多媒体。,多媒体,技术,多媒体技术是将计算机系统中图形、图像、声音、文字等多种信息综合于一体进行编排处理的技术。,多媒体计算机,多媒体计算机（Multimedia Personal Computer,MPC）是指能综合处理多媒体信息，使多种信息之间具有交互性的计算机系统。,1.,4.1 多媒体技术的基本概念,1.4 计算机多媒体技术,2.JPEG,1.H.261,4.DVI,3.MPEG,目前，被国际社会广泛认可和应用的通用压缩编码标准,1.4 计算机多媒体技术,多媒体技术的,应用,应用范围广泛,1.,信息管理,2.,广告宣传,3.,教育与训练,5.,咨询系统,6.,多媒体电子出版物,7.,多媒体通信,4.,演示系统,8.,娱乐应用,1.,4.,2,多媒体技术的,应用,1.4 计算机多媒体技术,多媒体硬件系统,包括多媒体输入设备,、,多媒体输出设备,、,多媒体存储设备,、,多媒体功能卡,。,多媒体计算机主要包括硬件系统和软件系统两部分。,多媒体软件系统,以多媒体操作系统为基础，大量使用多媒体数据库管理系统，以及多媒体信息采集、压缩、制作、通信等应用软件。,1.,4.,3,多媒体,计算机的组成,1.4 计算机多媒体技术,1,多媒体计算机硬件设备,（1）音频卡,（2）光盘驱动器,（3）视频卡,多媒体计算机必需的配置是音频卡和光盘驱动器，用户还可以根据需要选择其他的配置，如配置视频卡可以接电视机、摄像机、录像机进行视频会议、视频采集、特技制作，配置触摸屏可以实现无键盘操作等。,2,多媒体应用软件多媒体应用软件,（1）文字编辑软件,（2）绘画和作图软件,（3）图像编辑软件,（4）动画制作软件,（5）视频处理软件,（6）多媒体集成软件,多媒体应用软件多媒体应用软件是由各种应用领域的专家或开发人员利用计算机语言或多媒体创作工具制作的多媒体产品，如多媒体会议系统、点播电视服务（VOD）等。医用、家用、军用、工业应用等已成为多媒体应用的重要领域，多领域应用的特点和需求推动了多媒体应用软件的研究和发展。,1.5,计算机信息安全,（2）信息的可靠性,（1）信息的保密性,（3）信息的完整性,（4）信息的可用性,（6）信息的不可否认性,（5）信息的可控性,1.,计算机信息安全,1.,5,.,1,信息安全概念,1.5,计算机信息安全,1.,5,.,1,信息安全概念,2.,计算机系统安,包括计算机网络在内的计算机系统的安全性是指为计算机系统建立和采取各种安全保护措施，以保护计算机系统中的硬件、软件和数据，防止由于偶然或恶意的原因使系统遭到破坏，数据遭到更改或泄露等。,计算机系统安全的涉及面很广。它不仅涉及计算机系统本身的技术问题、管理问题，而且涉及法学、犯罪学和心理学等学科。,3.,计算机网络安全,计算机网络的广泛应用使得计算机的安全问题进一步突出。这是因为通过网络对计算机系统的攻击可以更隐蔽、远距离、没有时间限制。,和计算机系统安全相比，计算机网络安全不仅具有计算机系统安全的全部内容，而且具有一些新的特点。,其一，网络安全保护的范围更广。其二，保护的操作不限于各种合法或非法访问其三，限制或制止某些不良的信息在网络上传播，这里同样有技术和法律的问题，此外还有道德问题。,1.5,计算机信息安全,多媒体技术的,应用,其本质是一样的，都是人为编制的程序，病毒的最大特点是其传染性,（1）可执行性,（2）传染性,（3）非授权性,（6）可触发性,（7）破坏性,（8）针对性,（4）隐蔽性,（9）衍生性,1.,5,.,2,计算机病毒,（5）潜伏性,1.计算机病毒的特征,（10）不可预见性,1.5,计算机信息安全,1,（1）按照计算机病毒的破坏情况分类,良性病毒,恶性病毒,3,（3）按照寄生方式和传染途径分类,引导型病毒,文件型病毒,混合型病毒,2,（2）根据病毒的破坏能力分类,无危害型,无危险型,危险型,非常危险型,2,.计算机病毒的分类,1.5,计算机信息安全,（1）使用品质优良的正版杀毒软件，安装实时防火墙,（2）及时升级操作系统,（3）跟踪最新病毒动态,3,.计算机病毒的防治,1.5,计算机信息安全,3.,安全技术,2.,安全管理,1.,安全立法,1.,5,.,3,计算机信息安全措施,1.5,计算机信息安全,1.,5,.,4,网络道德建设和软件知识产权,1,.网络道德建设,（,4,）,（4）网络用户行为规范,为维护每个网民的合法权益，必须用网络公共道德和行为规范约束每个人，由此产生了网络文化，如网络礼仪、行为守则等。网络礼仪是网民之间交流的礼貌形式和道德规范，它建立在自我修养和自重自爱的基础上。,（,3,）,（3）网络道德建设的措施,加强立法。,严格执法。,加强教育，建设网络文明。,（,1,）,（1）网络道德建设的必要性,信息反映的是人们的知识、情感、文化和社会制度，由于网络的出现和普及，信息的传播超出了特定的地域。面对网络信息的膨胀，网络中出现了大量不道德信息和窃取有用信息的不道德行为。,（,2,）,（2）网络道德建设的主要问题,网络世界虽是“虚拟”的，但绝非“虚假”的，也是现实生活的延伸或补充，同样需要讲求真诚及遵循相应的道德和法律规范。,1.5,计算机信息安全,（1）知识产权组织及法律,1967年，在瑞典斯德哥尔摩成立了世界知识产权组织。1980年，我国正式加入该组织。,2,.软件知识产权,（2）计算机软件受著作权法保护,对计算机软件来说，著作权法并不要求软件达到某个较高的技术水平，只要是开发者独立自主开发的软件，即可享有著作权。,习题,1. 将下列各进制数按权展开。,（1001101.101）,2,（56.214）,10,（364.75）,8,（6B4F.26）,16,2. 将下列二进制数分别转换为十进制数、八进制数和十六进制数。,（101010111）,2,（1000011101）,2,（1101010011）,2,3. 将下列各进制数转换为二进制数。,（64.21）,10,（374.26）,8,（7D9C.24）,16,Thank You,
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