信息技术基础1-计算机基础知识

单击此处编辑母版标题样式,单击此处编辑母版文本样式,第二级,第三级,第四级,第五级,*,信息技术应用基础,主 讲,机电学院计算机系赵学军,1,总 目 录,第1章计算机基础知识,第2章微机用户界面及其使用,第3章 Word字处理软件,第4章 Excel电子表格软件,第5章演示软件,第6章多媒体技术应用,第7章计算机网络应用基础,第8章网页制作,2,第1章 计算机基础知识,1.1 计算,机,的发展,1.2 计算,机应用,1.3 计算,机中,的信息表示,1.4 计算机组成与工作原理,1.5 计算机软件系统,1.6 操作系统基本概念,3,1.3 计算,机中,的信息表示,1.3.1 计算机采用二进制编码,1.3.2 计算机中的信息单位,1.3.3 计算机中的数字系统,1.3.4 计算机中的非数值信息,4,1.3.1 计算机采用二进制编码,1.3 计算,机中,的信息表示,计算机内部是二进制数字世界。,指令、数据、图形、声音,二进制具有以下优势:,易于物理实现,因为具有二种稳定状态的物理器件是很多的,如,门电路,的导通与截止,电压的高与低,而它们恰好对应表示1和0两个符号。假如采用十进制,要制造具有十种稳定状态的物理电路,那是非常困难的。,二进制数运算简单,数学推导证明,对R进制的算术求和、求积规则各有 R(R+1)/2 种。如采用十进制,就有55种求和与求积的运算规则;而二进制仅各有三种,因而简化了运算器等,物理器件,的设计。,5,机器可靠性高,由于电压的高低,电流的有无等都是一种,质,的变化,两种状态分明，所以基2码的传递抗干扰能力强,鉴别信息的可靠性高。,通用性强,基2码不仅成功地运用于,数值信息编码,(二进制),而且适用于各种,非数值信息的数字化编码,。特别是仅有的二个符号0和1正好与逻辑命题的两个值“,真,”与“,假,”相对应,从而为计算机实现逻辑运算和逻辑判断提供了方便。,6,1.3.2 计算机中的信息单位,（位、字节、字）,位（Bit）：度量数据的最小单位,表示一位二进制信息。,字节（Byte）：最常用的基本单位,一个字节由八位二,进制数字组成(1byte=8 bit),K 字节1K=1024 byte,M（兆）字节1M=1024 K,G（吉）字节1G=1024 M,T（太）字节1T=1024 G,b,7,b,6,b,5,b,4,b,3,b,2,b,1,b,0,1 0 0 1 0 1 0 1,=,2,7,+2,4,+2,2,+2,0,=149,来历？,IBM的第一台超级机：机器字长64位打印机120字符，7位够但考虑发展用8位。,7,字(word),字是位的组合,并作为一个独立的信息单位处理。字又称为计算机字,指CPU一次操作中能处理的最大数据单位,。它取决于,机器的类型、字长以及使用者的要求,。常用的固定字长有8位、16位、32位等。,机器字长,是一个与机器硬件指标有关的单位机器字长。,机器字长一般是指参加运算的,寄存器所含有的二进制数的位数,它代表了机器的精度。,机器的功能设计决定了机器的字长,一般大型机用于数值计算,为保证足够的精度,需要较长的字长,如32位、64位等。而小型机、微机一般字长为16位、32位等。,8,1.3.3 计算机中的数字系统,数值信息在机器内的,表示方法是二进制,，,编码方法采用原码与补码,。采用,“定点数”和“浮点数”表示方式,表示整型和实型数。,我们熟悉十进制数据，但在与计算机打交道时，会接触到二进制、八进制、十六进制系统，但无论哪种数制,其共同之处都是,进位记数制,。,9,（1）认识进位记数制,如果采用的数制有,R个,基本符号，则称为,基R数制,R称为数制的“,基数,”,而数制中每一固定的位置对应的单位值称为,“权,”。,进位记数制的编码符合“逢R进位”的规则,各位的,权,是以R为底的幂,一个数可,按权展开成为多项式,。,256.47=2*10,2,+5*10+6*10,0,+4*10,-1,+7*10,-2,1.进位计数制及不同进制数之间的转换,10,十进制,R,=10，可使用0,1,2,3,4,5,6,7,8,9,二进制,R,=2，可使用0,1,八进制,R,=8，可使用0,1,2,3,4,5,6,7,十六进制,R,=16，可使用0,9,A,B,C,D,E,F,“逢,R,进,一,，借,一,当,R,”,进制的概念,11,几种数制间转换：,(2)R进制十进制,将各位数字与它的,权,相乘，其积+，和即十进制数。,例：P14,(3)十进制R进制,用短除法。除R取余法、乘R取整法：,例：P14-15,(3)二、八、十六相互转换,例：P15,12,2、计算机中正、负数的表示,符号位放最高位。1：负 0：正,编码方法：原、反、补码,（1）原码,原码简单直观，但0的表示不唯一，四则运算时，符号位单独处理，复杂。,（2）反码,符号位同，其余按位取反。,（3）补码,反码+1。0的表示唯一：+0=-0=00000000,正数原反补同，负数不同，用补码。,13,3、计算机中实数的浮点表示,X=+-M*2,+-E,尾数,阶码,0-11位尾数,12-15位阶数,14,如：57.3125=111001.0101=0.1110010101*2,6(110),0,110,0,15,计算机最主要的功能是处理各种各样的信息，比如：数值、文字、声音、图形和图象等。在计算机内部，各种信息都必须经过数字化编码后才能被传送、存储和处理。,非数值信息也用0、1来进行编码表示。,因此，掌握信息编码的概念与处理技术是至关重要的。,1.3.4 计算机中的非数值信息,16,包括0,9十个数字，大小写英文字母,及专用符号等,95,种可打印字符，,33,种控制字符。,一个,ASCII,码占1个字节，由,7,位二进制编码组成，最多表示,128个,不同符号。,Computer,0,1000011,0,1101111,0,1101101,0,1110000,0,1110101,0,1110100,0,1100101,0,1110010,7 6 5 4 3 2 1,ASCII 码（美国国家标准信息交换码）,1.西文字符编码,17,EBCDIC码,是美国IBM公司在它的各类机器上广泛使用的一种信息代码。,一个码占一个字节，用8位二进制码表示信息，最多表示256个不同代码。,0=F0H(1111 0000),A=C1H(1100 0001),18,2.中文信息编码,常用汉字几千个，八位编码不够。编码方案有二字节、三字节、四字节。,主要介绍,“国家标准信息交换用汉字编码,”=国标码,国标码是二字节码，用两个7位二进制编码表示一个汉字。,目前国标码收入6763个汉字，一级3755个，二级3008个，还有682个西文字符和图符。,如：“巧”39H 41H,在机内形式 0 1 1 1 0 0 1 1 0 0 0 0 0 1,第一字节 第二字节,19,3.多媒体信息编码,图形用图形原语描述,图象用象素矩阵,20,信息的内部表示与外部显示,信息多样，都可用0，1表示，机器才能处理，就需要编码实现。,计算机外部信息需经,转换,二进制编码后，才能处理；,计算机内部信息需经,转换,，才能显示；,转换由I/O设备实现，还需软件参与。,如：输入10，终端编码电路变成对应,ASCII,码31H和30H，送往主机。,主机的终端接口程序，一方面将这两个,ASCII,码送给终端，另一方面传给有关程序。,程序将10转换成二进制表示。,21,同理,：,将结果送往终端显示时，,数字转换成ASCII码，由主机终端。,将ASCII码转换成字符点阵信息，控制显示器显示。,将图形、图象、声音等信息送入计算机，要靠专用外设。,22,电子计算机是什么？,电子计算机,（Electronic Computer），又称,电脑,，是一种能,存储程序和数据并能自动执行程序,的机器，是一种能对各种数字化信息进行,处理,的工具。可协助人们获取信息、处理信息、存储信息和传递信息的信息处理机。,1.4 计算机组成与工作原理,23,1.4.1 “存储程序”工作原理,程序,计算机模拟人脑程序数据装入大脑脑力劳动。,用计算机完成工作制定解决方案分解成计算机能识别执行基本操作命令命令排列,程序,。,计算机能识别执行每一条操作命令,机器指令,。,它规定了计算机所要执行的一种操作。,程序完成即定任务的一组指令序列，计算机照程序规定流程依次执行一条条的指令，最终完成程序目标。,24,存储程序工作原理：,计算机的两个基本能力：,一是能够存储程序，二是能够自动地执行程序。,计算机是利用“存储器”（内存）来存放所要执行的程序的，用CPU可以依次从存储器中取出程序中的每一条指令，并加以分析和执行，直至完成全部指令任务。,25,存储程序原理是由美籍匈牙利数学家冯,诺依曼于,1946,年提出的。,把,程序本身当作数据,来对待，程序和该,程序,处理的,数据,用同样的方式,储存,。冯,诺依曼和同事们依据此原理设计出了一个完整的现代计算机,雏形,，并确定了存储程序计算机的,五大组成部分和基本工作方法,。,冯,诺依曼的这一设计思想被誉为计算机发展史上的里程碑，标志着计算机时代的真正开始,。,John von Neumann,冯,诺依曼,26,二进制编码表示数据和指令,程序和数据预先入内存，计算机自动从内存中取指令执行。,五大部件,（分别解释）,27,虽然计算机技术发展很快，但“存储程序原理”至今仍然是计算机内在的基本工作原理。自计算机诞生的那一天起，这一原理就决定了人们使用计算机的主要方式,编写程序和运行程序,。,科学家们一直致力于提高,程序设计,的自动化水平，改进用户的,操作界面,，提供各种开发工具、环境与平台，其目的都是为了让人们更加方便地使用计算机，可以少编程甚至不编程来使用计算机。但不管用户的开发与使用界面如何演变，“,存储程序原理,”没有变，它仍然是我们,理解,计算机系统功能与特征的基础。,1949,EDSAC,28,1.4.2 计算机组成硬件系统,计算机硬件由5个部分组成：,（外）存储器,（,内）存储器,中央处理器（CPU）,控制器,输入,设备,输出,设备,数据流,地 址,控制流,运算器,主机,29,微型计算机的硬件组成,主机,是包含,电源,、,存储设备,和,电路板,的机箱，其中电路板上有计算机的,主处理器,和,内存,。,监视器,是计算机的主要输出设备，它将来自计算机,显卡,的电信号转换为屏幕上的彩色亮点，从而形成图像。,硬盘驱动器,一般安装在系统单元内，当其工作时，机箱上的指示灯会亮。,软盘驱动器,将数据写到,软盘,上，当其工作时，其指示灯就亮，警告用户此时不要取出软盘。,CD-ROM和DVD驱动器,采用激光技术从,光盘,上读取数据。,鼠标,是一种输入指示设备，帮助用户操作对象并选择菜单项。,键盘,作为多数计算机的主要输入设备。,声卡,位于,系统单元内，提供到,扬声器,、,麦克风,和,耳机,的连接。,30,中央处理器CPU,P4,AMD,31,1、运算器,用来算术运算、逻辑运算。叫算逻部件ALU。,2、控制器,硬件系统的指挥和控制中心。,3、存储器,用来存放程序、原始数据和运算结果。计算机存储信息的记忆部件。,内部存储器,访问速度快,暂时性,价高,外部存储器,访问速度慢,永久性,价低,有,内（主）、外（辅）,存之分。,32,内存：存执行的程序和待处理的数据，直接与CPU交换信息。,外存：保存程序和数据。,内,存以半导体存储器为主，为,RAM,外（辅）,存,（磁存储器、光存储器、半导体集成电路存储器）,1,、内存,随机存储器（,RAM,）,所指内存。微机一般,52M512M,。,33,内存,地址,读写控制电路,地址译码器,地址总线,数据总线,内存储器,内存是易失性存储器，断电信息失。,外存是仓库，可长期保存。,34,特殊存储器芯片：,ROM，CMOS,只读存储器（,ROM,）,ROM,中保存一个,BIOS,小型指令集合，是固化程序，,ROM,又叫固件。,BIOS,非常小。但有用，它告诉,OS,如何访问磁盘驱动器。,当开机时，,CP