计算机应用基础第1章计算机基础知识

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,*,*,*,第1章 计算机根底知识,第1章计算机根底知识本章学习目标1.计算机的开展、分类、特点及用途；2.计算机的系统组成；3.微型系统的硬件组成；4.计算机中的数制与各进制数之间的转换；5.计算机的病毒及网络平安。计算机是一种能快速、自动完成处理信息的电子设备，可以方便地管理个人资料、浏览、存取和查找个人信息，绘制精美的图片、处理个人照片，通过Internet可以畅游精彩的网上世界，计算机的出现和开展大大推动了科学技术的开展，同时也不知不觉改变着人们的生活。,1.1计算机的开展、分类现代计算机的产生和开展计算机的产生世界上第一台电子数字计算机叫ENIAC(Electronic Numerical Integrator And Calculator，电子数字积分器和计算机)。计算机的开展ENIAC的问世，标志着电子计算机时代的到来。,计算机的分类从不同的角度出发，可将计算机分为如下几类：电子计算机按运算分类电子计算机按运算分类可划分为电子数字计算机、电子模拟计算机和混合式电子计算机。按计算机的用途、功能分类按计算机的用途、功能可划分为专用计算机和通用计算机。,按计算机的规模和性能分类按计算机的规模和性能可划分为巨型机、大型机、中型机、小型机、工作站和微机。1.巨型计算机(Supercomputer)巨型机也称为超级计算机，是目前计算机家族中价格最贵、功能最强、速度最快、容量最大的计算机，主要用于高科技领域和尖端科学与技术的研究领域。2.大型计算机(Mainframecomputer)大型机具有大型、通用、容量大和I/O通道多，支持多道处理、批处理、分时处理和并行处理等特点；运算速度达每秒数亿条指令，内存容量达1亿字节以上，具有很强的数据处理能力，主要用于银行、政府和社会管理机构以及大中型企事业单位的中央主机。,3.小型计算机(Minicomputer)小型机的功能略逊于大型机，但仍能支持十几个用户同时使用。4.微型计算机(Microcomputer)微型计算机又称为个人计算机(Personal Computer)，简称PC。,1.2计算机的根本特点及应用计算机的特点现代的计算机以电子器件为根本部件，内部数据采用二进制编码表示，工作原理采用“存储程序原理，有运算速度快、精度高、具有存储和“记忆功能、自动化、可靠性强等特点。运算速度快计算机的运算部件采用的是电子器件，其运算速度是远非其他计算工具所能比较的。运算精度高计算机能够表示的有效数值越多，其计算精度也越高。具有存储和“记忆能力计算机的内部有一个名叫存储器的设备，专门用来存放大量信息(数值的和非数值的)，使得计算机具有记忆功能。,具有逻辑判断能力计算机内部是按照逻辑代数进行运算的，所以不仅可以进行加、减、乘、除等运算，还可以进行与、或、非等逻辑运算。高度自动化计算机能自动协调完成各种运算和处理。计算机未来的开展趋势计算机开展的趋势是：巨型化、微型化、多媒体化、网络化和智能化。巨型化巨型化是指高速、大储量和强功能的超大型计算机，现在运算速度高达每秒数万亿次，美国还在开发每秒1000万亿次运算的超级计算机。,微型化其标志是运算器和控制器集成在一起。多媒体化这是“以数字技术为核心的图像、声音与计算机、通信等融为一体的信息环境的总称。智能化智能化是让计算机来模拟人的感觉、行为、思维过程，使它具备视觉、听觉、语言、行为、思维、逻辑推理、学习、证明等能力，形成智能型计算机，可以更多地代替或超越人类某些方面的脑力劳动。网络化从单机到联网是计算机应用开展的必然结果。计算机的应用计算机问世之初，主要用于数值计算，“计算机也因此得名。,科学计算科学计算也称为数值计算，是计算机最早的应用领域。信息处理计算机实际应用中要处理的信息包括：数值、文字、符号、声音、图形和图像等。电子商务与电子政务电子商务，具有商务、方便、整体、可扩展、平安和协调等特性。过程控制过程控制是对被控制对象及时地采集和检测必要的信息，并按最正确状态来自动控制或调节被控制对象的一种控制方式。计算机辅助系统计算机辅助系统是指借助计算机系统在设计、生产、教学、决策等活动中进行有效的辅助性工作，以充分发挥人的创造力，提高效率，降低本钱。,人工智能人工智能的主要目的是用计算机模拟人的智力活动。人工智能与计算机模拟人工智能有时也称为“智能模拟，它的主要目的是用计算机模拟人的智力活动。,1.3计算机的系统组成一个完整的计算机系统由硬件系统和软件系统两大局部组成。冯诺依曼型计算机计算机硬件系统是指看得见摸得着的设备实体，根本的功能是接受计算机程序的控制来实现数据输入、运算、输出等一系列根本性的操作。冯诺依曼计算机的工作过程冯诺依曼机的工作过程是：人们按照要解决的问题的数学描述，用计算机能接受的“语言编制成程序，将程序和数据以二进制的形式存入计算机的存储器中；在控制器的控制下，自动从存储器中取出一条指令，分析指令并执行，以完成计算机的各项工作；把计算结果再存入存储器中；再处理下一条程序指令，直到整个程序运行结束。冯诺依曼机的特点,计算机的硬件系统计算机硬件由五大局部组成：运算器、控制器、存储器、输入设备、输出设备。运算器运算器的主要功能是对数据进行各种运算。控制器控制器是计算机的神经中枢和指挥中心，主要功能是协调并控制计算机硬件系统的各个部件按程序中安排好的指令序列执行指定的工作，使整个计算机系统有条不紊地工作。存储器存储器是计算机的存储部件，用于存放原始数据和程序。输入设备输入设备通过接收电路把原始数据和程序转换成0、1代码串输入到计算机的存储器中。输出设备输出设备通过接口电路将计算机处理过的信息从机器内部表示形式转换成人们熟悉的形式输出，或转换成其他设备能够识别的信息输出。,计算机的软件系统计算机软件是各种程序和文档的总和。指令与指令系统指令是指示计算机执行某种操作的命令。1.运算指令包括算术和逻辑运算指令。2.传送指令包括取数指令(将数据从内存储器取到存放器)、存储指令(将运算结果从存放器送到内存储器)，将内存储器数据从一个地址移位到另一个地址。3.控制指令主要用来控制计算机各局部的动作。4.输入输出指令主要用来控制各种输入、输出设备的动作。5.特殊指令除了以上通用指令外，不同计算机根据设计要求不同，设计了一些特殊指令。,程序对于机器语言而言，程序是指令的有序集合。程序设计语言程序设计语言是人工语言，它是编写程序、表达算法的一种约定，是进行程序设计的工具，是人与计算机进行对话(交换信息)的一种手段。1.机器语言机器语言是以二进制形式的0、1代码串表示的机器指令以及其使用规那么的集合。2.汇编语言汇编语言是一种符号语言。3.高级语言高级语言是一种接近于人类自然语言的程序设计语言。,计算机的软件系统构成软件系统是指使用和发挥计算机效能的各种程序和数据的总称。1.系统软件系统软件是指控制和协调计算机及外部设备,支持应用的软件开发和运行的系统,是无需用户干预的各种程序的集合，它通常负责管理监督和维护计算机各种软硬件资源，给用户提供一个友好的操作界面。2.应用软件应用软件是指除了系统软件以外的所有软件，它是在计算机硬件和系统软件的支持下由软件开发人员编制的用来解决某一具体问题以满足计算机用户应用需要的程序。,软件系统的层次计算机是按照层次结构组织的，各个层次之间的关系是：1.4微型计算机的硬件组成我们日常所见和使用的大都是微型计算机。主机主板主板(Main Board)又称为系统板(System Board)或母板(Mother Board)，是装在主机箱中的一块最大的多层印刷电路板(如图17所示)，主板的中心任务是维系CPU与外部设备之间的协同工作，使之不出过失。,中央处理器(CPU)CPU(Central Processing Unit)的中文名称是中央处理器，又称为微处理器(Micro-Processor)，它的内部是由几十万个(Intel 80386)到几百万个(Intel Pentium)晶体管元件组成的十分复杂的电路，是利用大规模集成电路技术，把整个运算器、控制器集成在一块芯片上的集成电路。1.字长字长是指微机能直接处理的二进制信息的位数。2.主频主频是决定微处理器性能优劣的另一个重要指标。3.外频外频是CPU的基准频率，单位为MHz。,4.一级高级缓存(L1 Cache)它是封闭在CPU内部的高速缓存，用于暂时存储CPU运算时的局部指令和数据，容量单位一般为KB。5.二级高级缓存(L2 Cache)一般与CPU封装在一起，可以提高内存和CPU之间的数据交换频率，提高计算机的总体性能。内存储器内存储器简称内存，主要用于存放计算机当前工作中正在运行的程序、数据等。,外部存储设备外部存储器用以存放系统文件、大型文件、数据库等大量程序与数据信息，它们位于主机范畴之外，常称为外部存储器，简称外存。软磁盘与软盘驱动器软盘驱动器(FDD)又称为软驱，由盘片驱动系统、磁头定位系统、数据读写系统等组成。硬盘硬盘驱动器HDD(Hard Disk Driver)为微型计算机的根本外部存储设备。光盘驱动器和光盘由于技术成熟、读取速度快、价格低和使用方便等优点，光存储器的使用越来越广泛，光盘驱动器简称光驱。,输入设备微型机的输入设备主要包括：键盘、鼠标、扫描仪、光笔、数字化仪、条形码阅读器、数字摄像机、数码相机、麦克风、触摸屏等。键盘键盘是计算机中主要的输入设备之一。鼠标鼠标是输入设备中除了键盘之外，另一个最常用的输入设备，如图115所示。扫描仪扫描仪(如图116所示)可以把彩色印刷品、照片和胶片等的图像输入计算机，保存为文件，便于进行图像处理。数码相机数码照相机也叫数字式照相机，如图117所示，与普通光学相机相比，它的最大的优点在于数字化信号便于处理、保存和传送。,输出设备微型计算机常见的输出设备包括：屏幕显示设备、打印机、绘图仪等。显示器及显示卡显示器是计算机必不可少的输出设备，通过显示器可以显示操作系统界面、系统提示、程序运行的状态和结果等。1.分辨率分辨率是指屏幕的水平和垂直方向最多能显示的像素点。2.颜色数颜色数是指一个像素可显示成多少种颜色。,打印机为了将计算机输出的内容印在纸上以便保存，就要通过打印机输出。1.打印机的种类打印机的种类和型号很多，一般按成字的方式分为击打式和非击打式两种。2.打印机的性能指标打印机的主要性能指标有：绘图仪常见的绘图仪有两种：平板式与滚筒式。,1.5计算机平安使用常识计算机的环境要求要使一台计算机工作在正常状态并延长使用寿命，必须使它处于一个适合的工作环境，应具备以下条件：温度条件一般计算机应工作在2025环境下，现在的计算机虽然本身散热性能很好，但过高的温度仍然会使计算机工作时产生的热量散不出去，轻那么缩短机器的使用寿命，重那么烧毁计算机的芯片或其他配件，现在计算机硬件的开展非常迅速，更新换代相当快，计算机的散热已成为一个不可无视的问题；温度过低那么会使计算机的各配件之间产生接触不良的毛病，从而导致计算机不能正常工作。湿度条件湿度不能过高，计算机在工作状态下应保持通风良好，否那么计算机内的线路板很容易腐蚀，使板卡过早老化。,做好防尘由于计算机各组成部件非常精密，如果计算机工作在较多灰尘的环境下，就有可能堵塞计算机的各种接口，使计算机不能正常工作，因此，不要将计算机安置于粉尘高的环境中，如确实需要安装，应做好防尘工作。电源要求电压不稳容易对计算机电路和器件造成损害。做好防静电工作静电有可能造成计算机芯片的损坏。防止震动和噪音震动和噪音会造成计算机中部件的损坏(如硬盘的损坏或数据的丧失等)，因此计算机不适宜工作在震动和噪音很大的环境中，如确实需要将计算机放置在震动和噪音大的环境中应考虑安装防震和隔音设备。,硬件维护与本卷须知计算机主板的日常维护计算机的主板在计算机中的重要作用是不容无视的，主板的性能好坏在一定程度上决定了计算机的性能，有很多的计算机硬件故障都是因为计算机的主板与其他部件接触不良或主板损坏所产生的，做好主