第1章-計算機基礎知識

第1章-計算機基礎知識第一頁，共106頁。本次課程所講內容課程注意事項教學內容安排計算機基礎知識課時分配課程考核方式教學服務器作業(yè)和實驗報告2第二頁，共106頁。課時分配理論課（24學時）上課時間：

1-8周,12-15周，周三上午1-2節(jié)上課地點：二教110實驗課（16學時）上課時間：14-16周，18周，周五上午1-4節(jié)，上課地點：計算中心3第三頁，共106頁。計算機應用基礎4本課程的考核方式本課程采用的考核方式是機考方式（閉卷），考試題型為：單項選擇題（理論知識，共40分）、軟件操作題（3道上機題，共60分）

?？傇u成績＝(作業(yè)+實驗+出勤)*(30%~40%)+(期末考試的成績)*(70%~60%)第四頁，共106頁。教學服務器李群/課件課件下載、實驗和作業(yè)通知、教學輔助材料李群/作業(yè)

包含各班文件夾：上傳作業(yè)和實驗報告5第五頁，共106頁。作業(yè)和實驗報告每次作業(yè)和實驗報告都要按照規(guī)定的時間按時提交，否則扣分嚴禁抄襲，若發(fā)現(xiàn)抄襲現(xiàn)象，抄襲者和被抄襲者本次作業(yè)或者實驗報告的分數(shù)都為0分6第六頁，共106頁。作業(yè)和實驗報告上傳上傳作業(yè)和實驗報告時，請按照以下格式給你的文件取名學號-姓名-實驗X.***上交到作業(yè)文件夾下各自班級的子文件夾內7第七頁，共106頁。本次課程所講內容課程注意事項教學內容安排計算機基礎知識8第八頁，共106頁。教學內容安排計算機基礎知識計算機的發(fā)展歷程、數(shù)據(jù)在計算機中的表示形式、信息編碼計算機系統(tǒng)硬件系統(tǒng)、軟件系統(tǒng)、模擬攢機操作系統(tǒng)文件的概念、資源管理器、控制面板9第九頁，共106頁。教學內容安排（續(xù)）辦公軟件應用文字處理藝術排版、科技排版電子表格處理工作表操作、單元格設置、函數(shù)和公式、圖表分析演示文稿基本操作、添加對象、設置動畫效果、設置幻燈片放映10第十頁，共106頁。教學內容安排（續(xù)）多媒體技術應用多媒體信息基礎知識、圖形圖像處理網絡基礎知識網絡概述、網絡組成、網絡應用技術計算機安全病毒定義、網絡入侵、防治措施11第十一頁，共106頁。本次課程所講內容課程注意事項教學內容安排計算機基礎知識計算機的發(fā)展歷程數(shù)據(jù)在計算機中的表示方法信息化的發(fā)展趨勢信息編碼12第十二頁，共106頁。計算機的定義計算機（Computer）是一種可以接收輸入信息，并且具有處理和存儲程序和數(shù)據(jù)的能力，能產生輸出信息的裝置13第十三頁，共106頁。計算工具的演變勞動創(chuàng)造工具工具擴展人類探索自然界的功能機械工具擴展四肢的功能測試工具擴展感官的功能計算工具擴展大腦的功能14第十四頁，共106頁。手動式計算工具籌算法(秦漢時期)算盤(中國唐朝)最古老的手動式計算工具15第十五頁，共106頁。手動式計算工具（續(xù)）納皮爾計算尺:一種能簡化計算的乘法速算器，由英國數(shù)學家納皮爾發(fā)明(1622年)16第十六頁，共106頁。手動式計算工具（續(xù)）納皮爾計算尺733273×32090612416做個位904做十位011做百位2做千位2336632317第十七頁，共106頁。機械式計算工具1642年，法國科學家帕斯卡發(fā)明了世界上第一臺機械式加減法器18第十八頁，共106頁。機械式計算工具（續(xù)）1674年，德國數(shù)學家萊布尼茲發(fā)明了機械式四則運算計算器19第十九頁，共106頁。近代計算機1822年，差分機

英國數(shù)學家

查爾斯.巴比奇20第二十頁，共106頁。近代計算機（續(xù)）1834年，分析機21第二十一頁，共106頁。第一臺電子計算機名稱？誕生時間？誕生地點？由誰研制？用途？ENIAC美國賓夕法尼亞大學?？颂?、莫克利等計算炮彈彈道1946年2月22第二十二頁，共106頁。約翰·?？颂?/p>

莫克利第一臺電子計算機—

ENIAC約18000個電子管重30噸占地170平方米耗電174千瓦/小時第二十三頁，共106頁。第一臺電子計算機—

ENIAC每秒進行5000次加減運算沒有存儲器用線路連接的方式編排程序標志電子計算機時代的到來24第二十四頁，共106頁。巨人(Colossus)計算機電子管塵封在電腦史冊里的超級機密第二十五頁，共106頁?！熬奕恕睓C于1943年10月秘密運到布雷契萊

莊園。這臺機器用1500個電子管組成十進制計數(shù)器，閱讀速度可達每秒5000字符?！熬奕恕卑惭b在兩個用支架架起的7英尺高、16英尺寬的箱子里，中間隔開6英尺，總重量約1噸，功率達4.5千瓦。英國人用它來破譯德國人的密碼。隨著時間的推移，“超級機密”逐漸被人向外批露：研制“巨人”的團隊，是一個人才濟濟的英雄群體；研制“巨人”的歷程，是一場驚心動魄的戰(zhàn)斗，有的軍事學史家甚至認為，“巨人”參戰(zhàn)改變了二戰(zhàn)進程。26第二十六頁，共106頁。大學計算機基礎27電子計算機之父計算機世界中不能忘記的人---美籍匈牙利數(shù)學家馮·諾依曼發(fā)表題為“電子計算機邏輯結構初探”報告，奠定了存儲程序式計算機的理論基礎。第二十七頁，共106頁。計算機應用基礎28馮.諾依曼的“存儲程序”理論1.計算機必須由運算器、控制器、存儲器、輸入器和輸出器五大部件組成2.存儲器中預先存放著控制計算機運行的程序和數(shù)據(jù)，并且程序必須能自動執(zhí)行3.計算機中的程序和數(shù)據(jù)用二進制表示從電子計算機誕生至今，除第一臺電子計算機ENIAC之外，其余的計算機幾乎都遵循以上三條原則第二十八頁，共106頁。電子計算機的發(fā)展歷程時代年份使用的邏輯元件第一代1946-1958電子管第二代1958-1964晶體管第三代1964-1970集成電路第四代1971年迄今大規(guī)模和超大規(guī)模集成電路微機時代的到來29第二十九頁，共106頁。科學計算是計算機最早的應用領域，例如導彈發(fā)射軌道的計算，天氣預報等工作。計算機應用：科學計算30第三十頁，共106頁。計算機應用：過程控制或者自動控制用計算機對衛(wèi)星或者飛船進行實時監(jiān)控2011年11月，神舟八號飛船發(fā)射,與天宮一號目標飛行器實現(xiàn)無人對接。2012年6月18日,神舟九號飛船與天宮一號目標飛行器實現(xiàn)首次載人的空間交會對接。

2013年6月11日,神舟十號飛船升天，完成了自動和手動交會對接、組合體飛行、繞飛等任務。31第三十一頁，共106頁。計算機應用：計算機輔助系統(tǒng)計算機輔助設計（CAD）計算機輔助制造（CAM）計算機輔助測試（CAT）計算機集成制造系統(tǒng)（CIMS）計算機輔助教育（CBE）32第三十二頁，共106頁。計算機應用：多媒體應用數(shù)字聲音設計制作數(shù)字視覺設計制作圖形圖像設計動畫設計

電影特技制作電子游戲33第三十三頁，共106頁。計算機應用：網絡、信息處理網絡應用電子郵件信息檢索電子商務等信息處理辦公自動化財務管理系統(tǒng)等34第三十四頁，共106頁。計算機的發(fā)展趨勢巨型化微型化網絡化智能化35第三十五頁，共106頁。計算機的新技術嵌入式技術:將計算機作為一個信息處理部件，嵌入到應用系統(tǒng)之中，系統(tǒng)和功能軟件固化起來。應用：各種家電、數(shù)碼相機、手機等。人臉識別36第三十六頁，共106頁。計算機的新技術網格計算技術：利用互聯(lián)網把分散在不同地理位置的電腦組織成一個“虛擬的超級計算機”，其中每一臺的計算機就是一個“節(jié)點”，而整個計算是由成千上萬個“節(jié)點”組成的“一張網格”。優(yōu)點：數(shù)據(jù)處理能力超強，充分利用網上的閑置處理能力。37第三十七頁，共106頁。3D投影技術：

2013年，美國利用3D投影技術來快速組裝戰(zhàn)機：3D投影系統(tǒng)可以將裝配復雜機械部件的說明直接投影到零部件的表面，從而為裝配提供了一分清晰的數(shù)字路線圖。計算機的新技術第三十八頁，共106頁。3D打印技術——呈現(xiàn)真實的你……3D打印如今正越來越多的在生活中進行商業(yè)化應

用的嘗試

，從打印玩具到打印物體模型，再到打印金屬零件。3D打印技術的進步已經讓我們可以打印真人。德國漢堡有一家創(chuàng)業(yè)公司Twinkind可以實現(xiàn)這個愿景，專門打印個人雕塑，將mini版的你栩栩如生地還原出來計算機的新技術第三十九頁，共106頁。本次課程所講內容課程注意事項教學內容安排計算機基礎知識計算機的發(fā)展歷程數(shù)據(jù)在計算機中的表示方法信息編碼40第四十頁，共106頁。什么是二進制？二進制表示的數(shù)據(jù)中，每個數(shù)位上的數(shù)字只能是0或者1(10101011)2逢2進一：(1)2+(1)2=(10)2計算機中采用二進制來表示數(shù)據(jù)41第四十一頁，共106頁。容易實現(xiàn)二進制只有0和1兩個狀態(tài)，

電子器件具有實現(xiàn)的可行性運算簡單

二進制的運算法則少，運算簡單，使硬件結構大大簡化有邏輯性

二進制的0和1正好和邏輯代數(shù)的假和真相對應有穩(wěn)定性

二進制只有0和1兩個狀態(tài)，傳輸和處理時不容易出錯二進制的優(yōu)點42第四十二頁，共106頁。常用的進位計數(shù)制日常使用：十進制（Decimal）計算機采用：二進制（Binary）為了簡化二進制的表示方式，使用八進制（Octal）十六進制（Hexdecimal）43第四十三頁，共106頁。進位計數(shù)制的要素數(shù)碼、基數(shù)、計數(shù)規(guī)則R進制數(shù)(R=2,8,10or16)數(shù)碼：0~(R-1)基數(shù)：R計數(shù)規(guī)則：逢

R進一特殊說明，十六進制的數(shù)碼比較特殊，為：0～9，A、B、C、D、E、F44第四十四頁，共106頁。進位計數(shù)制的表示形式數(shù)字后面加各計數(shù)制的英文單詞的第一個字母的大寫1011B16D26O6AH數(shù)字加括號再加下標(1011)2

(16)10

(26)8

(6A)16每一個數(shù)位上的數(shù)字不能超出數(shù)碼的范圍(1010)2，(18)10，(28)8，(6AEI)16(正確)(正確)(錯誤)(錯誤)45第四十五頁，共106頁。不同進位制之間的轉換二進制十進制二進制八進制二進制十六進制十進制十六進制46第四十六頁，共106頁。二進制十進制方法每個數(shù)位上的數(shù)字乘以各自位權的累加示例

(1011.01)2=1*23+0*22+1*21+1*20+0*2-1+1*2-2=11.25D位權47第四十七頁，共106頁。十進制二進制整數(shù)部分除2取余，先余為低，后余為高除2取余數(shù)，直到商為0首次取得的余數(shù)是轉換后的進制部分的最低位，最后取得的余數(shù)是最高位48第四十八頁，共106頁。十進制二進制（續(xù)）將(100)10

二進制(100)10=(1100100)210025022521226232100010011高2低49第四十九頁，共106頁。十進制二進制（續(xù)）小數(shù)部分乘2取整，先整為高，后整為低乘2取整數(shù)，直到小數(shù)部分為0或達到要求的精度為止首次取得的整數(shù)是轉換后的進制部分的最高位，最后取得的整數(shù)是最低位50第五十頁，共106頁。將(0.6875)10轉換為二進制形式：

0.6875×21.3750……

整數(shù)部分為1高位

0.3750×20.7500……

整數(shù)部分為00.7500×21.5000……

整數(shù)部分為10.5000×21.0000……

整數(shù)部分為1低位即：(0.6875)10=(0.1011)2

第五十一頁，共106頁。將一個既有整數(shù)部分又有小數(shù)部分的十進制數(shù)轉換成二進制數(shù)，可以將其整數(shù)部分和小數(shù)部分分別轉換，然后再組合。十進制二進制（續(xù)）52第五十二頁，共106頁。二進制八進制八進制二進制0000100120103011410051016110711153第五十三頁，共106頁。二進制八進制（續(xù)）1位八進制數(shù)相當于3位二進制數(shù)從二進制整數(shù)的最右端向左分組，每3

位為一組，最左端不足3位補0即可(100 101 110 111)2

( )8674554第五十四頁，共106頁。二進制十六進制十六進制二進制十六進制二進制0000081000100019100120010A101030011B101140100C110050101D110160110E111070111F111155第五十五頁，共106頁。二進制十六進制（續(xù)）1位十六進制數(shù)相當于4位二進制數(shù)從二進制整數(shù)的最右端向左分組，每4

位為一組，最左端不足4位補0即可(1010100101)2

( )165A20056第五十六頁，共106頁。計算機應用基礎57十六進制數(shù)十進制數(shù)十六進制數(shù)→十進制數(shù) 各位十六進制數(shù)碼乘以與其相應的權之和即為該十六進制數(shù)相對應的十進制數(shù)

例如：N=A8CH=A*162+8*161+C*160=2700D第五十七頁，共106頁。計算機應用基礎58十進制數(shù)十六進制數(shù)十進制數(shù)→十六進制數(shù)方法一：把要轉換的十進制數(shù)的整數(shù)部分不斷除以16,記下余數(shù)，直到商為0。對小數(shù)部分要不斷地乘以16,記下其整數(shù)部分,直到結果的小數(shù)部分為0為止。方法二：把要轉換的十進制數(shù)先轉換成二進值，然后由二進值再轉換成十六進值。第五十八頁，共106頁。本次課程所講內容課程注意事項教學內容安排計算機基礎知識計算機的發(fā)展歷程數(shù)據(jù)在計算機中的表示方法信息編碼59第五十九頁，共106頁。計算機中數(shù)據(jù)的存儲單位位：也稱比特，記為bit或b。是數(shù)據(jù)的最小表示單位，用0或1表示字節(jié)：也稱拜特，記為Byte或B，是計算機中用來表示存儲容量大小的最基本單位

1B=8bit1KB=1024B=210B1MB=1024KB=210KB=220B1GB=1024MB=210MB=230B1TB=1024GB=210GB=240B

1PB=1024GB=210GB=250B60大學計算機基礎第六十頁，共106頁。計算機中數(shù)據(jù)的存儲單位（續(xù)）字：常記為Word或W，字由若干字節(jié)組成，每個字中包含的二進制位數(shù)稱為字長示例：64位計算機是指計算機一次可以處理64位二進制數(shù)64位計算機中的64是指機器字長1011111110000000一個位一個字節(jié)字長（16位）61第六十一頁，共106頁。計算機應用基礎62數(shù)的表示在計算機中，數(shù)只有“0”和“1”。所以數(shù)的正負也是由“0”和“1”來表示的。習慣上用“0”表示正數(shù)，用“1”表示負數(shù)。一個帶符號的二進制數(shù)通常是由兩部分組成，即數(shù)的符號部分和數(shù)值部分。通常把一個數(shù)的最高位定義為符號位，其他位為數(shù)值位。例如,一個字長為16的計算機中,對于有符號數(shù)來說,最高為其符號位,數(shù)值只有15位；而對無符號來說,16位全部為數(shù)值位。

第六十二頁，共106頁。例如：在一個字長為8位的計算機中，一個帶符號的數(shù)表示+1010011，等效于十進制數(shù)+83。帶符號的數(shù)表示-10011，等效于十進制數(shù)-19；如果表示的是無符號數(shù)則等于十進制數(shù)147。63計算機應用基礎第六十三頁，共106頁。計算機應用基礎64數(shù)的表示—原碼、反碼和補碼將符號數(shù)值化了的數(shù)據(jù)表示形式稱為機器數(shù)。計算機中機器數(shù)的表示有原碼、反碼和補碼。對于正數(shù)，其原碼、反碼與補碼表示是完全相同的；對于負數(shù)，其原碼、反碼和補碼是不同的表示形式。除符號位外，將其原碼的數(shù)值部分求反（即0變1，1變0）則可求其反碼，由反碼的最低位加1即可求得其補碼。

第六十四頁，共106頁。原碼編碼簡單直觀，但不能直接對兩個同符號

的數(shù)相減或兩個異符號的數(shù)相加。

使用補碼的優(yōu)點是：（1）使得符號位能與有效數(shù)值部分一起參加運算，從而簡化運算規(guī)則。（2）使減法運算轉換為加法運算，簡化計算機中運算器的線路設計。計算機應用基礎65第六十五頁，共106頁。計算機應用基礎66小數(shù)點的表示1.定點表示法：所謂定點表示法就是小數(shù)點在數(shù)中的位置是固定不變的。(1)定點整數(shù)——小數(shù)點位置固定在數(shù)的最低位之后,如：Dn-1Dn-2??????D1D0.(2)定點小數(shù)——小數(shù)點位置固定在數(shù)的符號位之后、數(shù)值最高位之前。如：D0.D-1??????D-(n-2)D-(n-1)第六十六頁，共106頁。2.

浮點數(shù)的表示

小數(shù)點在數(shù)中的位置是浮動的一個浮點數(shù)由階碼部分和尾數(shù)部分組成階碼部分：階碼是整數(shù)，確定小數(shù)點移動的位數(shù)，階符為正向右移，階符為負則向左移。尾數(shù)部分：尾數(shù)是小于1的數(shù)字，尾符確定尾數(shù)的正負；E0E1E2………EmM0M1M2………Mn尾數(shù)值

階值階符尾符9×10－28=0.9×10-272×1033=0.2×1034任意一個十進制數(shù)Ｎ可以寫成Ｎ=10E·×Ｍ

（十進制表示）計算機應用基礎67第六十七頁，共106頁。計算機的信息轉換過程

輸入信息數(shù)值西文字符漢字……二進制數(shù)數(shù)值西文字符漢字……

計算機

輸出信息編碼編碼68第六十八頁，共106頁。各類數(shù)據(jù)在計算機中的轉換過程數(shù)值->十/二進制轉換（輸入）->內存->二/十進制轉換（輸出）->數(shù)值西文->ASCII碼(輸入)->內存->西文字形碼(輸出）->西文漢字->輸入碼/機內碼轉換(輸入）->內存->漢字字形碼（輸出）->漢字聲音、圖像->模/數(shù)轉換(輸入)->內存->數(shù)/模轉換(輸出）->聲音、圖像69第六十九頁，共106頁。字符編碼：規(guī)定用怎樣的二進制碼來表示

字母、數(shù)字以及專門符號。在微型機系統(tǒng)中，有一種重要的字符編碼方式：ASCII碼。ASCII碼:是美國標準信息交換碼（AmericanStandardCodeforinformationInterchange）的縮寫。它本來只是一個美國交換碼的國家標準，但它成為一種國際標準。

字符的表示計算機應用基礎70第七十頁，共106頁。ASCII編碼用7位二進制數(shù)表示0～127共128個字符每一個字符有一個唯一的二進制編碼。每個字符占一個字節(jié)，其中最高位為0。

0～900110000B～B48～57A～Z01000001B～B65～90a～z01100001B～B97～122

32個標點符號和運算符以及34個控制碼。ASCII編碼計算機應用基礎擴展ASCII碼：有128個字符，編碼從128到255。每個字符占一個字節(jié)，最高位為1。71第七十一頁，共106頁。ASCII編碼表第七十二頁，共106頁。漢字字數(shù)多，字形復雜，計算機存儲和

處理比較復雜。計算機處理漢字信息的

前提條件是對每個漢字進行編碼，這些編碼

統(tǒng)稱為漢字編碼。從漢字代碼轉換的角度，可以把漢字信息處理系統(tǒng)抽象為一個結構模型，如下圖示

漢字編碼73第七十三頁，共106頁。輸入碼：輸入漢字時使用的編碼音碼類：全拼、雙拼、微軟拼音、智能ABC等形碼類：五筆字型法、鄭碼輸入法漢字編碼（續(xù)）74第七十四頁，共106頁。機內碼

是計算機內部處理漢字信息所用的漢字編碼。

機內碼為二進制，為方便多用十六進制表示。國標碼

1981年我國頒布了《信息交換用漢字編碼字符集·基本集》，制定了國標碼。根據(jù)詞頻統(tǒng)計選擇出6763個常用漢字，為每個漢字分配了標準代碼，國標碼又稱為漢字交換碼。后歷經十余年90余稿的修改，《通用規(guī)范漢字表》公布，8105個漢字領到“身份證”。一些異體字加入到了規(guī)范字行列，有了“合法地位”，比如，“堃”、“喆”等字。漢字編碼（續(xù)）75第七十五頁，共106頁。區(qū)位碼：將漢字和漢字符號組成一個94×94的方陣，每一行稱為一個“區(qū)”；每一列稱為一個“位”，區(qū)、位的序號均從01到94。漢字機內碼、國標碼、和區(qū)位碼三者之間的關系：

漢字編碼（續(xù)）

區(qū)碼位碼如漢字“啊”的區(qū)位碼是1601，區(qū)碼為16，位碼為01，區(qū)位碼、區(qū)碼、位碼都為十進制數(shù)76第七十六頁，共106頁。區(qū)位碼（十進制）的兩個字節(jié)分別轉換為

十六進制后加20H得到對應的國標碼：

國標碼＝區(qū)位碼＋2020H

機內碼是將國標碼兩個字節(jié)的最高位分別加1，即漢字交換碼（國標碼）的兩個字節(jié)分別加80H得到對應的機內碼；

機內碼＝國標碼＋8080H區(qū)位碼（十進制）的兩個字節(jié)分別轉換為十六進制后加A0H得到對應的機內碼。

機內碼＝區(qū)位碼＋A0A0H漢字編碼（續(xù)）77第七十七頁，共106頁。漢字機內碼=漢字區(qū)位碼+A0A0H“啊”的區(qū)位碼為“1601D”，機內碼為“B0A1H”

區(qū)碼、位碼分別轉換成16進制為：“1001H” 1001H＋A0A0H＝B0A1H漢字編碼（續(xù)）78第七十八頁，共106頁。

漢字字形碼

字形碼是漢字字形的字模數(shù)據(jù)，以點陣方

式或矢量函數(shù)表示。000010000000100000000100000010100001000100100000108087F081422410012345678123456788×8的點陣第七十九頁，共106頁。漢字點陣的信息量很大，所以占用的存儲

空間也很大：如8×8點陣

每個漢字占8個字節(jié)字模點陣就構成了所謂的“字庫”，用于顯示和打印。根據(jù)漢字形式的精密程度要求的不同，每個漢字點陣的大小也不同。點陣形式有：8×8、16×16、24×24、32×32、48×48、

64×64、72×72、128×128……漢字字形碼80第八十頁，共106頁。課程小結課程注意事項教學內容安排計算機基礎知識計算機的發(fā)展歷程數(shù)據(jù)在計算機中的表示信息編碼81第八十一頁，共106頁。Thanks!82第八十二頁，共106頁。83第八十三頁，共106頁。84第八十四頁，共106頁。85第八十五頁，共106頁。86第八十六頁，共106頁。87第八十七頁，共106頁。88第八十八頁，共106頁。89第八十九頁，共106頁。90第九十頁，共106頁。91第九十一頁，共106頁。電子管92第九十二頁，共106頁。晶體管93第九十三頁，共106頁。集成電路94第九十四頁，共106頁。平板計算機超便攜個人計算機95第九十五頁，共106頁。電子管96第九十六頁，共106頁。晶體管97第九十七頁，共106頁。集成電路98第九十八頁，共106頁。IBM——Roadrunner