計算機應(yīng)用第一章

1、計算機應(yīng)用概念：計算機是一種能快速、準(zhǔn)確、自動地對各種數(shù)字信息進行存儲和處理的電子設(shè)備，通常也稱為電子計算機。它按照人們事先編好的程序?qū)斎氲臄?shù)據(jù)進行加工處理、存儲及傳輸，以獲得預(yù)期的輸出信息。1.1 計算機的概述1.1.1 計算機發(fā)展簡史1.第一臺計算機 20世紀(jì)40年代中期，美國賓夕法尼亞大學(xué)電工系由莫利奇和艾克特領(lǐng)導(dǎo)，為美國陸軍軍械部阿伯丁彈道研究實驗室研制了一臺用于炮彈彈道軌跡計算的“電子數(shù)值積分計算機”(ElectronicNumericalIntegratorandCalculator簡稱ENIAC)。這臺叫做“埃尼阿克”的計算機占地面積170平方米，總重量30噸，使用了18000

2、只電子管，6000個開關(guān)，7000只電阻，10000只電容，50萬條線，耗電量140千瓦，可進行5000次加法/秒運算。這個龐然大物于1946年2月15日在美國舉行了揭幕典禮。這臺計算機的問世，標(biāo)志著電腦時代的開始。開創(chuàng)了人類科技的新紀(jì)元，也拉開了人類第四次科技革命的帷幕。2,、計算機的發(fā)展 計算機的原理可分為模擬計算機和數(shù)字計算機按照計算機所采用的電子元件劃分，計算機發(fā)展有五代：第一代計算機（1946-1958）：電子管計算機，采用電子管作基礎(chǔ)元件;使用汞延遲線作存儲設(shè)備，后來逐漸過渡到用磁芯存儲器;輸入、輸出設(shè)備主要是用穿孔卡片，用戶使用起來很不方便;系統(tǒng)軟件還非常原始，用戶必須掌握用類似

3、于二進制機器語言進行編程的方法。第二代計算機（1959-1964）：晶體管計算機，特點是主存儲容量加大，運算速度加快，減小了體積，重量，功耗及成本，提高了計算機的可靠性。第三代計算機（1965-1971）：中、小規(guī)模集成電路計算機。特點是速度進一步提高，體積更小，功耗更低，而且可靠性更高，成本更低。第四代計算機（1971年至今）：大規(guī)模，超大規(guī)模集成電路計算機。特點是速度加快，體積縮小，重量減輕，速度提高，成本降低，可靠性增強。第五代計算機：人工智能計算機，正在研制中。3 3、計算機史上的杰出人物介紹艾倫.圖靈艾倫麥席森圖靈，1912年生于英國倫敦，1954年死于英國的曼徹斯特，他是計算機邏輯

4、的奠基者，許多人工智能的重要方法也源自于這位偉大的科學(xué)家，被譽為計算機科學(xué)之父、人工智能之父。計算機邏輯的奠基者，提出了“圖靈機”和“圖靈測試”等重要概念。人們?yōu)榧o(jì)念其在計算機領(lǐng)域的卓越貢獻而專門設(shè)立了“圖靈獎”。艾倫麥席森圖靈是一名男同性戀者，同時還是一位世界級的長跑運動員。他的馬拉松最好成績是2小時46分3秒，比1948年奧林匹克運動會金牌成績慢11分鐘。1948年的一次跨國賽跑比賽中，他跑贏了同年奧運會銀牌得主湯姆理查茲（Tom Richards）。馮.諾依曼馮諾依曼（John von Neumann，19031957），出生于匈牙利的美國籍猶太人數(shù)學(xué)家，現(xiàn)代計算機創(chuàng)始人之一，被稱為“計

5、算機之父”和“博弈論之父”。他在計算機科學(xué)、經(jīng)濟、物理學(xué)中的量子力學(xué)及幾乎所有數(shù)學(xué)領(lǐng)域都作過重大貢獻。1930年前往美國，后入美國籍。歷任普林斯頓大學(xué)、普林斯頓高級研究所教授，美國原子能委員會會員。美國全國科學(xué)院院士。早期以算子理論、量子理論、集合論等方面的研究聞名，開創(chuàng)了馮諾依曼代數(shù)。第二次世界大戰(zhàn)期間為第一顆原子彈的研制作出了貢獻。為研制電子數(shù)學(xué)計算機提供了基礎(chǔ)性的方案。主要著作有量子力學(xué)的數(shù)學(xué)基礎(chǔ)（1926）、計算機與人腦（1958）、經(jīng)典力學(xué)的算子方法、博弈論與經(jīng)濟行為（1944）、連續(xù)幾何（1960）等。4.4.中國計算機發(fā)展史1958年，中科院計算所研制成功我國第一臺小型電子管通用

6、計算機103機(八一型),標(biāo)志著我國第一臺電子計算機的誕生。 1965年，中科院計算所研制成功第一臺大型晶體管計算機109乙，之后推出109丙機，該機為兩彈試驗中發(fā)揮了重要作用； 1974年，清華大學(xué)等單位聯(lián)合設(shè)計、研制成功采用集成電路的DJS-130小型計算機，運算速度達每秒100萬次； 1983年，國防科技大學(xué)研制成功運算速度每秒上億次的銀河-I巨型機，這是我國高速計算機研制的一個重要里程碑； 1985年，電子工業(yè)部計算機管理局研制成功與IBM PC機兼容的長城0520CH微機。 1992年，國防科技大學(xué)研究出銀河-II通用并行巨型機，峰值速度達每秒4億次浮點運算(相當(dāng)于每秒10億次基本運

7、算操作)，為共享主存儲器的四處理機向量機，其向量中央處理機是采用中小規(guī)模集成電路自行設(shè)計的，總體上達到80年代中后期國際先進水平。它主要用于中期天氣預(yù)報； 1993年，國家智能計算機研究開發(fā)中心（后成立北京市曙光計算機公司）研制成功曙光一號全對稱共享存儲多處理機，這是國內(nèi)首次以基于超大規(guī)模集成電路的通用微處理器芯片和標(biāo)準(zhǔn)UNIX操作系統(tǒng)設(shè)計開發(fā)的并行計算機； 1995年，曙光公司又推出了國內(nèi)第一臺具有大規(guī)模并行處理機(MPP)結(jié)構(gòu)的并行機曙光1000(含36個處理機)，峰值速度每秒25億次浮點運算，實際運算速度上了每秒10億次浮點運算這一高性能臺階。曙光1000與美國Intel公司1990年推

8、出的大規(guī)模并行機體系結(jié)構(gòu)與實現(xiàn)技術(shù)相近，與國外的差距縮小到5年左右。 1999年，國家并行計算機工程技術(shù)研究中心研制的神威I計算機通過了國家級驗收，并在國家氣象中心投入運行。系統(tǒng)有384個運算處理單元，峰值運算速度達每秒3840億次 2001年，中科院計算所研制成功我國第一款通用CPU“龍芯”芯片 2002年，曙光公司推出完全自主知識產(chǎn)權(quán)的“龍騰”服務(wù)器，龍騰服務(wù)器采用了“龍芯-1”CPU，采用了曙光公司和中科院計算所聯(lián)合研發(fā)的服務(wù)器專用主板，采用曙光LINUX操作系統(tǒng)，該服務(wù)器是國內(nèi)第一臺完全實現(xiàn)自有產(chǎn)權(quán)的產(chǎn)品，在國防、安全等部門將發(fā)揮重大作用。 2003年，百萬億次數(shù)據(jù)處理超級服務(wù)器曙光4

9、000L通過國家驗收，再一次刷新國產(chǎn)超級服務(wù)器的歷史紀(jì)錄，使得國產(chǎn)高性能產(chǎn)業(yè)再上新臺階。1.1.21.1.2計算機的特點計算機之所以能成為現(xiàn)代化信息處理的重要工具，主要有如下特點：1.運算速度快2.計算精度高，可靠性好3.自動化程度高4.具有超強的記憶與存儲功能5.具有邏輯判斷功能6.通用性強1.1.31.1.3計算機的應(yīng)用計算機發(fā)展到現(xiàn)在，已經(jīng)滲透到社會的各個領(lǐng)域，主要有如下幾個方面：1.科學(xué)計算2.數(shù)據(jù)與信息處理3.自動控制4.計算機輔助系統(tǒng)5.人工智能6.計算機網(wǎng)絡(luò)7.電子商務(wù)1.1.41.1.4計算機的分類1.21.2 計算機中的數(shù)值與存儲單位計算機是處理信息的工具，數(shù)字計算機處理的都

10、是數(shù)字化的信息。日常生活中人們采用十進位的計數(shù)方法，但是計算機內(nèi)部卻采用二進制進行計數(shù)和運算，所以掌握計算機中數(shù)制的表示和數(shù)制間的轉(zhuǎn)換時十分重要的。1.2.1 1.2.1 數(shù)值得概念1.進位計數(shù)制計算機的數(shù)制采用進位計數(shù)制。所謂進位計數(shù)制是指按照進位的原則來進行計數(shù)。例如：十進制按照“逢十進一”的原則進行計數(shù)。計數(shù)制由基本數(shù)碼（通常稱為基碼）、基數(shù)和位權(quán)值三個要素組成。例如：一個十進制數(shù)由09這十個基碼組成，基數(shù)是10，位權(quán)的值為10的位數(shù)次冪。010十進制：逢十進一，借一當(dāng)十二進制：逢二進一，借一當(dāng)二1.2.21.2.2各數(shù)制間的轉(zhuǎn)換1.任意進制數(shù)轉(zhuǎn)換為十進制數(shù)只需將其個位上數(shù)字與其對應(yīng)位權(quán)

11、值的乘積相加，所得之和即為對應(yīng)的十進制數(shù)2.十進制數(shù)轉(zhuǎn)換成二進制、八進制、十六進制等。a.整數(shù)轉(zhuǎn)換采用“除以基數(shù)取其余逆排”法b.小數(shù)轉(zhuǎn)換采用“乘基數(shù)取其整順排”法c.含整數(shù)和小數(shù)的混合數(shù)，將整數(shù)部分和小數(shù)部分分開轉(zhuǎn)換完后再合并1.2.31.2.3二進制的算術(shù)運算和邏輯運算1.二進制的算術(shù)運算二進制的加法規(guī)則0+0=0 0+1=1 1+0=1 1+1=0(向高位進1)二進制的減法規(guī)則0-0=0 1-1=1 1-0=1 0-1=0(向高位借1)二進制的乘法規(guī)則0/0=1/0=0/1=0 1/1=0二進制的邏輯運算“與”運算是實現(xiàn)“必須都有，否則就沒有”這種邏輯關(guān)系的一種運算?！盎颉边\算是實現(xiàn)“只

12、要有其中之一有就有”這種邏輯關(guān)系的一種運算“非”運算是實現(xiàn)“求反”這種邏輯關(guān)系的一種運算。1.2.41.2.4數(shù)據(jù)的存儲單位1、位（元；Bit)計算機中數(shù)據(jù)的最小單位是二進制的一個數(shù)位，簡稱為位（比特）如：10001為5位二進制數(shù) 10010001為8位二進制數(shù)一個比特可表示 0 與 1 兩種狀態(tài) 21二個比特可表示00 01 10 11 四種狀態(tài) 22三個比特可表示000；001；010；100；011；101；110111八種狀態(tài) 23n個比特可表示2n種狀態(tài) 2n2、字節(jié)(Byte) 人們規(guī)定8位二進制數(shù)為一個字節(jié)（簡稱B，1B8bit)字節(jié)是計算機信息存儲的基本單位（最小單位）常見信息

13、存儲的單位有千字節(jié)（KB）、兆字節(jié)（MB）、吉字節(jié)（GB)它們的換算關(guān)系：1KB=1024(210)B1MB=1024(210)KB=10241024(220)B1GB=1024(210)MB=10241024(220)KB=102410241024(230)B3、字長（Word)計算機中用字長來表示數(shù)據(jù)或信息的長度，它由若干個字節(jié)組成，通常把組成一個字的二進制位數(shù)叫做該字的字長如：一個字由兩個字節(jié)（16位）組成，字長為16位（286機） 一個字由四個字節(jié)（32位）組成，則字長為32位（386、486） 一個字由八個字節(jié)組成，則字長為64位字長一般由計算機本身性能決定，它事實上是允許數(shù)據(jù)進出C

14、PU的寬度字長越長，則同一時間內(nèi)傳輸數(shù)據(jù)越多，計算機速度越快存儲單位之間的轉(zhuǎn)換b最小，YB最大除了1Byte=8bit外，相鄰的兩個單位的換算比例都是 1 0 2 4 : 1 ， 也 就 是 說 1 0 2 4 K B = 1 M B ，1024MB=1GB1.3 1.3 計算機中的數(shù)據(jù)編碼概念：利用少量的基本符號和一定的組合原則來表示大量復(fù)雜的數(shù) 據(jù)稱為數(shù)據(jù)編碼。 1.3.1 ASCII編碼它是美國信息交換標(biāo)準(zhǔn)代碼的簡稱，分為兩種7位ASCII碼（標(biāo)準(zhǔn)ASCII碼）8位ASCII碼（擴充ASCII碼）1.3.2 漢字編碼1.包括輸入碼、交換碼、內(nèi)部碼、字形碼2.輸入碼交換碼內(nèi)部碼字形碼1.4

15、1.4多媒體概論 1.多媒體的概念“多媒體”有兩重含義.一是指存儲信息的實體，如磁盤、光盤、磁帶等，中文常譯作媒質(zhì)；二是指傳遞信息的載體，如數(shù)字、文字、聲音、圖形等，中 文 譯 作 媒 介 。 所 以 與 多 媒 體 對 應(yīng) 的 一 詞 是 單 媒 體（Monomedia），從字面上看，多媒體就是由單媒體復(fù)合而成的啦。 多媒體技術(shù)從不同的角度有著不同的定義。比如有人定義“多媒體計算機是一組硬件和軟件設(shè)備；結(jié)合了各種視覺和聽覺媒體，能夠產(chǎn)生令人印象深刻的視聽效果。在視覺媒體上，包括圖形、動畫、圖像和文字等媒體，在聽覺媒體上,則包括語言、立體聲響和音樂等媒體。用戶可以從多媒體計算機同時接觸到各種各

16、樣的媒體來源”。還有人定義多媒體是“傳統(tǒng)的計算媒體-文字、圖形、圖像以及邏輯分析方法等與視頻、音頻以及為了知識創(chuàng)建和表達的交互式應(yīng)用的結(jié)合體”。概括起來就是:多媒體技術(shù)，即是計算機交互式綜合處理多媒體信息-文本、圖形、圖像和聲音，使多種信息建立邏輯連接，集成為一個系統(tǒng)并具有交互性。簡言之，多媒體技術(shù)就是具有集成性、實時性和交互性的計算機綜合處理聲文圖信息的技術(shù)（這句話的三性可是精髓哦?。?。多媒體在我國也有自己的定義，一般認(rèn)為多媒體技術(shù)指的就是能對多種載體(媒介)上的信息和多種存儲體(媒介)上的信息進行處理的技術(shù)。2.2.多媒體的特性1.多樣性2.集成性3.交互性4.實時性 3. 3.多媒體計算

17、機的組成1.多媒體硬件系統(tǒng)2.多媒體軟件系統(tǒng)1.4.21.4.2多媒體文件格式1.常見的音頻文件格式1、AU格式。UNIX系統(tǒng)開發(fā)的音頻格式。 2、AIFF格式。蘋果公司開發(fā)的音頻格式。 3、VQF格式（末日黃花）。雅馬哈公司開發(fā)的音頻格式。 4、CD格式（天籟之音）。當(dāng)今世界上音質(zhì)最好的音頻格式。 5、APE格式（無損壓縮）。APE是目前流行的數(shù)字音樂文件格式之一。 6、MP3格式（流行的風(fēng)尚）。誕生于八十年代的德國，文件尺寸較小。 7、RealAudio格式（流動的旋律）。主要適用于在網(wǎng)絡(luò)上的在線音樂欣賞。 8、WMA格式（最具實力的敵人）。微軟高壓縮率適合網(wǎng)絡(luò)在線播放的音頻格式。 9、M

18、IDI格式（作曲家的最愛）。MIDI文件是一段錄制好的記錄聲音信息的文件。 10、WAV格式（無損的音樂）。微軟公司開發(fā)的一種PC機上廣為流行的聲音文件格式。2.2.常見的視頻文件格式網(wǎng)上下載的電影一般是:rmvb avi wmv土豆等網(wǎng)站的視頻:flv手機可播放的格式:3gp mp4網(wǎng)上的視頻教程:swf,AVI一般比較大,也是最清晰的一種,rmvb,wma中等清晰,rm格式小,清晰度稍微差些.flash,.mp4,.mid,3GP都是格式比較小的適合網(wǎng)絡(luò)播放與移動媒體設(shè)備播放用的.3.3.常見的圖形文件格式一、BMP格式 BMP它是Windows操作系統(tǒng)中的標(biāo)準(zhǔn)圖像文件格式，能夠被多種Wi

19、ndows應(yīng)用程序所支持。隨著Windows操作系統(tǒng)的流行與豐富的Windows應(yīng)用程序的開發(fā)，BMP位圖格式理所當(dāng)然地被廣泛應(yīng)用。這種格式的特點是包含的圖像信息較豐富，幾乎不進行壓縮，但由此導(dǎo)致了它與生俱生來的缺點-占用磁盤空間過大。所以，目前BMP在單機上比較流行二、GIF格式 GIF這種格式是用來交換圖片的。GIF格式的特點是壓縮比高，磁盤空間占用較少，所以這種圖像格式迅速得到了廣泛的應(yīng)用。 三、JPEG格式可以用最少的磁盤空間得到較好的圖像質(zhì)量。同時JPEG還是一種很靈活的格式，具有調(diào)節(jié)圖像質(zhì)量的功能，允許你用不同的壓縮比例對這種文件壓縮，1.4.3 1.4.3 多媒體信息處理工具一，媒體播放器媒體播放器（又稱媒體播放機），通常是指電腦中用來播放多媒體的播放軟件，例如Windows Media Playe