計(jì)算機(jī)基礎(chǔ)知識

年一章

計(jì)算機(jī)基礎(chǔ)知識

計(jì)算機(jī)基礎(chǔ)知識

目錄

計(jì)算機(jī)發(fā)展簡史

計(jì)算機(jī)中的數(shù)據(jù)表示

計(jì)算機(jī)系統(tǒng)組成

微型計(jì)算機(jī)

計(jì)算機(jī)數(shù)據(jù)的安全

1.1

計(jì)算機(jī)發(fā)展簡史

“?

L1計(jì)算機(jī)概述

目錄⑴

■

*1.1.1傳統(tǒng)電子計(jì)算機(jī)的發(fā)展

?1.1.2微型計(jì)算機(jī)的發(fā)展

41.1.3計(jì)算機(jī)在分類

■>1.1.4計(jì)算機(jī)的發(fā)展趨向

1.1.1

傳統(tǒng)電子計(jì)算機(jī)的發(fā)展

LL1計(jì)算機(jī)的發(fā)展（1）

?中國最早的計(jì)算工具算籌。

?公元600年左右，我國出現(xiàn)新的計(jì)算工具算盤。

?17世紀(jì)歐洲出現(xiàn)計(jì)算尺和機(jī)械式計(jì)算機(jī)。

?19世紀(jì)英國數(shù)學(xué)家提出通用計(jì)算

機(jī)的基本設(shè)計(jì)思想。

LL1計(jì)算機(jī)的發(fā)展（2）

?19世紀(jì)中葉，英國數(shù)學(xué)家創(chuàng)立了布

爾代數(shù)。

?1937年英國數(shù)學(xué)家提出了著名的

“圖靈機(jī)”的模型。

?1946年2月世界上第一臺電子計(jì)算機(jī)ENIAC在美國的

賓夕法尼亞大學(xué)誕生。

1.1.1

計(jì)算機(jī)的發(fā)展（3）

計(jì)算機(jī)的發(fā)展史

起迄年份代別主要邏輯元件軟件

1946-1957—一電子管機(jī)器語言、匯編語言

高級語言、監(jiān)控程序、簡

1958-1964晶體管

單操作系統(tǒng)

功能較強(qiáng)的操作系統(tǒng)、會

1965-1970集成電路

話式語言

大規(guī)?；虺浖こ痰难芯颗c應(yīng)用、數(shù)

1970至今四大規(guī)模集成據(jù)庫、語言編譯系統(tǒng)和網(wǎng)絡(luò)

電路

1.1.2

微型計(jì)算機(jī)的發(fā)展

微型計(jì)算機(jī)的發(fā)展

*第一代微處理器

*第二代微處理器

*第三代微處理器

*第四代微處理器

*第五代微處理器

*第六代微處理器

計(jì)算機(jī)的分類

目前計(jì)算機(jī)的分類方法是依據(jù)

美國電氣和電子工程師協(xié)會提

出的劃分標(biāo)準(zhǔn)分為巨型機(jī)、小

巨型機(jī)、大型主機(jī)、小型機(jī)、

工作站、微型機(jī)。

計(jì)算機(jī)的發(fā)展趨向

目前計(jì)算機(jī)的發(fā)展是向著五個(gè)

方向：巨型化、微型化、多媒

體化、網(wǎng)絡(luò)化和智能化。

1.2

計(jì)算機(jī)中的數(shù)據(jù)表示

1.2.1數(shù)字化信息編碼的概念

1.2.2進(jìn)位計(jì)數(shù)制（自學(xué)）

1.2.3不同進(jìn)制數(shù)之間的轉(zhuǎn)換（自學(xué)）

1.2.4計(jì)算機(jī)中數(shù)據(jù)的信息編碼

1.2.1

數(shù)字化信息編碼的概念

1.2.1數(shù)字化信息編碼的概念

編碼的概念

計(jì)算機(jī)中采用二進(jìn)制碼的原因

編碼的概念

所謂編碼就是采用少量的基本符號，選用一

定的組合原理，以表示大量復(fù)雜多樣的信息。

基本符號的種類和這些符號的組合規(guī)則是一切

信息編碼的兩大要素。

計(jì)算機(jī)中采用二進(jìn)制碼的原因

1.容易實(shí)現(xiàn)

2.運(yùn)算簡單

3.適合邏輯運(yùn)算

1.2.2

計(jì)數(shù)制（本節(jié)自學(xué)）

1.2.2進(jìn)位計(jì)數(shù)制

＞進(jìn)位計(jì)數(shù)制的特點(diǎn)

＞不同數(shù)制數(shù)的表示

進(jìn)位計(jì)數(shù)制的特點(diǎn)

格每一種進(jìn)制都允許使用固定個(gè)數(shù)的數(shù)不

呆逢N進(jìn)一

格采用位權(quán)表示法

什么是位權(quán)

?在一個(gè)數(shù)字當(dāng)中，處在不同位置上的相同數(shù)字所表示的值

也是不同的。一個(gè)數(shù)字在某個(gè)位置上的值等于該數(shù)字與這

個(gè)位置上的因子的乘積，而該因子的值恰是由所在位置相

對于小數(shù)點(diǎn)的距離來確定，這個(gè)因子就是位權(quán)。

例如：（286）io中，2的位權(quán)是100;8的位權(quán)是10,6的位權(quán)是1

再如：（247）8中，2的位權(quán)是64;4的位權(quán)是8,7的位權(quán)是1

0?16之間整數(shù)的常用進(jìn)制數(shù)對應(yīng)關(guān)系

十進(jìn)制二進(jìn)制八進(jìn)制十六進(jìn)制十進(jìn)制二進(jìn)制八進(jìn)制十六進(jìn)制

000091001119

111110101012A

2102211101113B

3113312110014C

41004413110115D

51015514111016E

61106615111117F

71117716100002010

81000108

不同數(shù)制數(shù)的表示

在數(shù)字后加字母B表示二進(jìn)制數(shù)，加字母0表示八進(jìn)制

數(shù)，加字母D表示十進(jìn)制數(shù)，加字母H表示十六進(jìn)制數(shù)。

例：

10UB為二進(jìn)制數(shù)1011,也記為（1011）2

13570為八進(jìn)制數(shù)1357,也記為（1357）8

2049D為十進(jìn)制數(shù)2049,也記為（2049）10

3FB9H為十六進(jìn)制數(shù)3FB9,也記為（3FB9）16

123

不同數(shù)制間數(shù)的互相轉(zhuǎn)換（本節(jié)自學(xué)）

@*?

不同數(shù)制間數(shù)的互相轉(zhuǎn)換

*0-16之間整數(shù)的常用進(jìn)制數(shù)對應(yīng)關(guān)系

品任意進(jìn)制數(shù)轉(zhuǎn)化為十進(jìn)制

*十進(jìn)制數(shù)轉(zhuǎn)化為任意進(jìn)制數(shù)

品二進(jìn)制、八進(jìn)制、十六進(jìn)制數(shù)之間的相

互轉(zhuǎn)化

0?16之間整數(shù)的常用進(jìn)制數(shù)對應(yīng)關(guān)系

十進(jìn)制二進(jìn)制八進(jìn)制十六進(jìn)制十進(jìn)制二進(jìn)制八進(jìn)制十六進(jìn)制

000091001119

111110101012A

2102211101113B

3113312110014C

41004413110115D

51015514111016E

61106615111117F

71117716100002010

81000108

任意進(jìn)制數(shù)轉(zhuǎn)化為十進(jìn)制

任意進(jìn)制數(shù)轉(zhuǎn)化為十進(jìn)制數(shù)只要寫出該進(jìn)制數(shù)的按

權(quán)展開式，進(jìn)行乘法和加法運(yùn)算，得出結(jié)果即可。

5432

(101101)2=2xl+2x0+2xl+2xl+2^0+20X1

=32+0+8+4+0+1=(45)10

QI。》=82x7+81x1+8°x0=448+8+0=(456)1。

21

(1B6)16=16xl+16xll+16°x6=256+176+6=(438)10

卜進(jìn)制數(shù)轉(zhuǎn)化為任意進(jìn)制數(shù)

將十進(jìn)制數(shù)轉(zhuǎn)化為任意進(jìn)制數(shù)需對整數(shù)部分和

小數(shù)部分分別進(jìn)行轉(zhuǎn)化

十進(jìn)制化成二進(jìn)制舉例

?)2185余數(shù)

(185)10=?)2H-------------------

2|92...........1

2|46...........0

223...........0

2|11...........1

2|5...........1

2|2...........1

2............0

)

(18510=(10111001)20...........1

0.812,整數(shù)

十進(jìn)制化成二進(jìn)制舉例

1.6250...1

0.6250

X2

(0.8125)io=(?其1.2500...1

0.2500

X2

0.5000...0

0.5000

(0.8125)=(0.1101)X2

1021.0000...1

十進(jìn)制化成八進(jìn)制舉例

(185)10=(?)8

8|185余數(shù)

8|231

81t............7

0...........2

(185)10=(271)8

十進(jìn)制化成十六進(jìn)制舉例

(3981)io=(?)16

余數(shù)

...........13(D)

...........8

.........15(F)

(3981)io=(F8D)16

二進(jìn)制、八進(jìn)制、十六進(jìn)制數(shù)之間的相互轉(zhuǎn)化

?二進(jìn)制數(shù)轉(zhuǎn)化為八進(jìn)制數(shù)

*八進(jìn)制數(shù)轉(zhuǎn)化為二進(jìn)制數(shù)

由二進(jìn)制數(shù)轉(zhuǎn)化為十六進(jìn)制數(shù)

*十六進(jìn)制數(shù)轉(zhuǎn)化為二進(jìn)制數(shù)

二進(jìn)制數(shù)轉(zhuǎn)化為八進(jìn)制數(shù)

二進(jìn)制數(shù)轉(zhuǎn)換成八進(jìn)制數(shù)，概括為“三位合一”、

即：以小數(shù)點(diǎn)為基準(zhǔn)，整數(shù)部分從右至左，小數(shù)部分

從左至右，每三位一組，不足三位時(shí)，整數(shù)部分在高

端補(bǔ)齊，小數(shù)部分在低端補(bǔ)齊。然后，把每一組二進(jìn)

制數(shù)用一位相應(yīng)的八進(jìn)制數(shù)表示，小數(shù)點(diǎn)位置不變，

即得到八進(jìn)制數(shù)

舉例

(1011010101110)2

13256為八進(jìn)制的13256

(11011111.011100)2

337.34為八進(jìn)制的33734

八進(jìn)制數(shù)轉(zhuǎn)化為二進(jìn)制數(shù)

八進(jìn)制數(shù)轉(zhuǎn)換成二進(jìn)制數(shù)，概括為“一位拆三位”，即把一

位八進(jìn)制數(shù)寫成對應(yīng)的三位二進(jìn)制數(shù)，然后按權(quán)連接即可

例如：

(54270)8(163.64)8

101100010111000001110011.110100

二進(jìn)制數(shù)轉(zhuǎn)化為十六進(jìn)制數(shù)

二進(jìn)制數(shù)轉(zhuǎn)換成十六進(jìn)制數(shù)，概括為“四位合一”、

即：以小數(shù)點(diǎn)為基準(zhǔn)，整數(shù)部分從右至左，小數(shù)部分

從左至右，每四位一組，不足四位時(shí)，整數(shù)部分在高

端補(bǔ)齊，小數(shù)部分在低端補(bǔ)齊。然后，把每一組二進(jìn)

制數(shù)用一位相應(yīng)的十六進(jìn)制數(shù)表示，小數(shù)點(diǎn)位置不變，

即得到十六進(jìn)制數(shù)

舉例

(1011010101110)2

16AE為十六進(jìn)制的16AE

(11010011111.01111000)42

69F.78為十六進(jìn)制的69F.78

十六進(jìn)制數(shù)轉(zhuǎn)化為二進(jìn)制數(shù)

十六進(jìn)制數(shù)轉(zhuǎn)換成二進(jìn)制數(shù)，概括為“一位拆四位”,即把

一位十六進(jìn)制數(shù)寫成對應(yīng)的四位二進(jìn)制數(shù),然后按權(quán)連接即可

例如：

(B4F7)16(C2.A8)16

101101001111011111000010.10011000

1.2.4

計(jì)算機(jī)中數(shù)據(jù)信息編碼

L計(jì)算機(jī)中數(shù)據(jù)的單位

?一個(gè)二進(jìn)制位稱為1比特（bit）；

?8個(gè)二進(jìn)制位組成1字節(jié)（byte;B）,通常把

字節(jié)作為最小的存取單位；

?1KB=1O24B

?1MB=1O24KB=1O48576B

?lGB=1024MB=1048576KB=1073741824B

?lTB=1024GB=1048576MB=1073741824KB

2.數(shù)字編碼

卜進(jìn)制編碼

1十進(jìn)制BCD碼二進(jìn)制十六進(jìn)制十進(jìn)制BCD碼二進(jìn)制十六進(jìn)制

00000000009100110019

100010001110000100001010A

200100010211000100011011B

300110011312000100101100C

401000100413000100111101D

501010101514000101001110E

601100110615000101011111F

701110111716000101101000010

8100010008H

_____—

3.字符編碼

高三位

低四位

美國信000001010Oil100101110111

、

息交換0000SP0@pP

標(biāo)準(zhǔn)碼0001?11AQaq

00102BRbr

ASCII0011#3cScs

llrA0100$4DTdt

0101%5EUeu

0110&6FVfV

6

ASCH碼的十01117GWgw

進(jìn)制表示：1000(8HXhX

*

1001)9IY1y

***

SP:321010*JzJz

*

1011+K[k(

0-9:48-57

1100<L\11

A-Z:65-901101—=M]m)

1110*>NAn

?

a-z:97-1221111/O—o

4.漢字編碼（本小節(jié)自學(xué)）

*漢字輸入碼

品漢字國標(biāo)碼

承漢字內(nèi)碼

*漢字字形碼

弟系統(tǒng)代碼交換流程

漢字輸入碼

漢字輸入碼是用來完成漢字的輸入的漢字編碼,也稱之為

漢字的外碼。般漢字輸入碼可分為以下四類:

?流水碼（如電報(bào)碼，區(qū)位碼，國標(biāo)碼

?音碼（如全拼碼，簡拼碼，雙拼碼等）

?形碼（如五筆字型，大眾碼，倉吉碼

?音形碼（如自然碼，首尾碼等）

漢字國標(biāo)碼

?1981年國家標(biāo)準(zhǔn)總局頒布了GB2312-80《通訊用漢字字符集（基本

集）及其交換標(biāo)準(zhǔn)》，通稱標(biāo)準(zhǔn)碼或交換碼。

?在此標(biāo)準(zhǔn)中，收錄了7445個(gè)漢字和符號，其中漢字6763個(gè)（一級漢

字3755個(gè)，二級漢字3008個(gè)）。

?所有漢字字符共分為94個(gè)區(qū)（01-94區(qū)）,每個(gè)區(qū)分為94個(gè)位（01?

94位），漢字所在的區(qū)號和位號共同組合成該漢字的區(qū)位碼，即標(biāo)

準(zhǔn)碼（或稱交換碼）。

?1993年國家新標(biāo)準(zhǔn)GB13000,采用國際“通用多八位字符集”標(biāo)準(zhǔn),

簡稱UCS。它使全世界的文字編碼得以統(tǒng)一，是一種4字節(jié)編碼。目

前最新標(biāo)準(zhǔn)是GB18030。

漢字的內(nèi)碼

?計(jì)算機(jī)處理信息時(shí)所用的漢字編碼，也稱為機(jī)內(nèi)碼。漢字的

內(nèi)碼用兩個(gè)字節(jié)來保存，前一字節(jié)保存高位內(nèi)碼，后一字節(jié)

保存低位內(nèi)碼。機(jī)內(nèi)碼與交換碼有以下?lián)Q算關(guān)系:

?高位內(nèi)碼=AOH+區(qū)碼=160D+區(qū)碼

?低位內(nèi)碼=AOH+位碼=160D+位碼

漢字的字形碼

?字形碼是指字形的點(diǎn)陣信息的數(shù)字代碼。存放

在漢字庫中。字型碼有顯示字形碼和打印字形

碼兩種。根據(jù)輸出的去向?qū)h字輸出在顯示器

上或打印機(jī)上。

00行一＞8

漢字顯示碼

舉例

64*64點(diǎn)陣，共占

512字節(jié)

000700E0

0700OC00

其中的第32行用字

節(jié)保存后如上所示

系統(tǒng)代碼交換流程

1.3

計(jì)算機(jī)系統(tǒng)的基本組成

@“???

1.5計(jì)算機(jī)系統(tǒng)

目錄⑶

1.3.1計(jì)算機(jī)的硬件組成及功能

1.3.2計(jì)算機(jī)軟件

1.3.3計(jì)算機(jī)系統(tǒng)的層次結(jié)構(gòu)

1.3.1

計(jì)算機(jī)的硬件組成

1.3.1計(jì)算機(jī)的硬件組成

數(shù)據(jù)流控制流

1.3.2

計(jì)算機(jī)軟件

1.3.2計(jì)算機(jī)軟件

＞什么是軟件

＞計(jì)算機(jī)軟件的發(fā)展

,計(jì)算機(jī)軟件的分類

什么是軟件

軟件是指使計(jì)算機(jī)運(yùn)行所需的程序

和有關(guān)的文檔。

計(jì)算機(jī)軟件的發(fā)展

?第一階段：從第一臺計(jì)算機(jī)上的程序到實(shí)用高級程序

設(shè)計(jì)語言的出現(xiàn)以前(1946—1956)。

?第二階段：從實(shí)用高級程序設(shè)計(jì)語言的出現(xiàn)到軟件工

程出現(xiàn)以前(1956?1968)o

?第三階段：從軟件工程出現(xiàn)以后至今(1968-)o

計(jì)算機(jī)軟件的分類

*系統(tǒng)軟件*應(yīng)用軟件

-操作系統(tǒng)-字處理軟件

-程序設(shè)計(jì)語言和語言處理程序-電子表格軟件

-數(shù)據(jù)庫管理-繪圖軟件

-網(wǎng)絡(luò)軟件-演示報(bào)告制作軟件

-常用服務(wù)程序-用戶自己編制的各

種軟件

計(jì)算機(jī)語言的種類

?計(jì)算機(jī)語言分機(jī)器語言、匯編語言和高級語言三類。

其中前兩類又稱低級語言，因?yàn)樗鼈兪敲嫦蛴?jì)算機(jī)的。

機(jī)器語言編寫的程序可以被計(jì)算機(jī)直接執(zhí)行，其它語

言編寫的程序，稱源代碼，不能被計(jì)算機(jī)直接執(zhí)行,

必須經(jīng)過一定的處理，形成計(jì)算機(jī)可以執(zhí)行的指令程

序（目標(biāo)程序），然后才能執(zhí)行。不同的計(jì)算機(jī)語言

有各自不同的處理程序:般分為匯編程序、解釋程

序和編譯程序三種。

常用的幾種計(jì)算機(jī)高級語言

?BASIC?LISP?JAVA

?COBOL?PROLOG?FOXPRO

?PASCAL?C或C++

計(jì)算機(jī)語言的處理方式

匯編方式:

匯編程序

計(jì)算機(jī)語言的處理方式

解釋方式:

解釋程序

計(jì)算機(jī)語言的處理方式

編譯方式:

編譯執(zhí)行

編譯程序

1.3.3

計(jì)算機(jī)系統(tǒng)的層次結(jié)構(gòu)

1.3.3計(jì)算機(jī)系統(tǒng)的層次結(jié)構(gòu)

1.4

微型計(jì)算機(jī)

“???

微型計(jì)算機(jī)示意圖

當(dāng)前流行的多媒體微型計(jì)算機(jī)

1.6微型計(jì)算機(jī)

目錄(4)

*L4.1主機(jī)

.L4.2輸入輸出設(shè)備

*143微型計(jì)算機(jī)的主要技術(shù)指標(biāo)

2L4.4常用的操作系統(tǒng)

*145多媒體計(jì)算機(jī)

1.4.1主機(jī)

格主板

*CPU

*內(nèi)存

*適配盎和總線

*外部設(shè)備接口

*磁盤驅(qū)動器

條光盤驅(qū)動器

*電源

軟盤驅(qū)動器

主板

內(nèi)存

1.Rom只讀存儲器

2.Ram隨機(jī)存儲器

適配器以顯示卡為例

t1:8

單色顯示接口（9芯，杉

色顯示器為3擂15芯）

串行接、

電源風(fēng)扇01（9針）

主機(jī)電源開關(guān)T并行接\、

交流電源微盤接口口2（25芯）、

輸入播孔并行接■

串行接口2《25竹）（25芯

1.4.2

輸入/輸出設(shè)備

鍵盤

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0HS?IZEEL④

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B區(qū)匚□C3、回□□□4E0

①打字機(jī)鍵區(qū)②功能控制鍵區(qū)③全屏幕控制鍵區(qū)④小鍵盤區(qū)

聲卡

序rite?#*?由

主板

Case黑.扇接喊

Slot1forPentiumHVPtntiumII三侏168PinDI時(shí)插櫓

插槽

CPUsockets支筱SDRAM橫組

枚卑擷插槽

吊一組IDE插懵

第二妞IDE插檢

ATX隨源供為插槽

UftraDMA66

CPU皿扁接沖第一阻IDE捕懵

AGP插懵UltraDMA66

第二勉IDE插槽

邊接穌

WakeonLANUltraDMA66IDE拄制品g

Intel440BX&Km

SuperI/O晶片電(82443BXand82371EB)

煤串缸外糠訛接齡

WakoonRingst拉照

5.MPCI摘懵

他敏氏測速排球SB-Unk池接第

TwoISACPU屏扇接簿

PS/2滑鼠建接埠譙隼/EPP/ECP莖列速」《尊

PS/2械轆速接埠16550相容串列埠建換瑞＜COM1)

16550恒客串列埠速接那(COM2)

南犯USB迎接母

平

啕

光驅(qū)

1.4.3

微型計(jì)算機(jī)的主要技術(shù)指標(biāo)

噬

1.4.3微型計(jì)算機(jī)的主要技術(shù)指標(biāo)

運(yùn)算速度

船主頻

圣字長

施存儲容量

運(yùn)算速度

?運(yùn)算速度是計(jì)算機(jī)的重要技術(shù)指標(biāo)，一般指每秒鐘執(zhí)行

指令的條數(shù)。單位是MIPS（millioninstructionsper

second,每秒10,條指令）和BIPS（billioninstructions

persecond,每秒條指令）。

?計(jì)算機(jī)的運(yùn)算速度與機(jī)器的主頻有關(guān)。

主頻

?主頻也叫時(shí)鐘頻率，是計(jì)算機(jī)時(shí)序信號源的頻率，由

控制器內(nèi)的石英晶體振蕩器所產(chǎn)生和控制，能以較高

的精度協(xié)調(diào)機(jī)器各部分的工作，是衡量計(jì)算機(jī)運(yùn)行速

度的重要指標(biāo)。主頻的單位是“兆赫茲（MHz）”o

386機(jī)的主頻為16.33MHz,486機(jī)為