《計算機應用基礎 》課件-第1章

第1章計算機基礎知識1.1計算機概述1.2計算機系統(tǒng)的基本組成

1.1計?算?機?概?述

1.1.1計算機的發(fā)展

自從第一臺電子計算機誕生以來，計算機科學與技術的發(fā)展之迅速、普及之廣泛、對整個社會和科學技術影響之深遠，遠非其他任何學科所能比擬。時至今日，計算機已經(jīng)成為人們生產(chǎn)勞動和日常生活中必備的重要工具。

電子元器件的發(fā)展是推動計算機技術發(fā)展的重要動力，所以學術界常以電子器件作為計算機發(fā)展年代劃分的依據(jù)。計算機發(fā)展的各個階段如表1.1所示。1.1.2計算機的分類

1．巨型計算機

2．大型計算機

3．小型計算機

4．微型計算機1.1.3計算機的應用

計算機的應用主要有以下六個方面。

1．科學研究和科學計算

2．信息傳輸和信息處理

3．自動化控制

4．計算機輔助設計、輔助制造和輔助教學

5．人工智能

6．計算機網(wǎng)絡1.1.4計算機中信息的表示方法

1.數(shù)制的定義

數(shù)制也稱計數(shù)制，是指用一組固定的符號和統(tǒng)一的規(guī)則來表示數(shù)值的方法。按進位的方法進行計數(shù)，稱為進位計數(shù)制。一種進位計數(shù)制包含數(shù)碼、基數(shù)和位權三個基本要素。

(1)數(shù)碼：一組用來表示某種數(shù)制的符號。

(2)基數(shù)：數(shù)制所使用的數(shù)碼個數(shù)，用R表示，稱R進制。進位規(guī)律是“逢R進一”，如十進制的基數(shù)是10，則“逢十進一”。

(3)位權：某個位置上的數(shù)代表的數(shù)量大小。一般來說，如果數(shù)值只采用R個基本符號(即R個數(shù)碼)，則稱為R進制。各位的權是以R為底的冪。對于任意一個具有n位整數(shù)和m位小數(shù)的R進制數(shù)N，按各位的權展開可表示為

其中a表示各數(shù)碼。

(4)常用進制的表示方法有兩種。

①圓括號下標法：將數(shù)用圓括號括起來，將基數(shù)寫在右下角，如(110110)2、(8HB3)16。

②字母表示法：在數(shù)字后面加一個英文字母表示該數(shù)所表示的進制。十進制用D表示，二進制用B表示，八進制用O表示，十六進制用H表示。

2.計算機中常用的數(shù)制

計算機中常用的數(shù)制有二進制、八進制、十進制和十六進制。

(1)二進制。二進制數(shù)具有以下特點：

①有兩個不同的數(shù)碼符號0和1。

②?R=2。每個數(shù)碼符號根據(jù)它在這個數(shù)中的數(shù)位，按照“逢二進一”的原則來決定其真實的數(shù)值。例如，將?(11101.01)2按各位的權展開，可得

(2)八進制。八進制數(shù)具有以下特點：

①有八個不同的數(shù)碼符號0，1，2，3，4，5，6，7。

②?R=8。每個數(shù)碼符號根據(jù)它在這個數(shù)中的數(shù)位，按照“逢八進一”的原則來決定其真實的數(shù)值。例如，將(34.12)8按各位的權展開，可得

(3)十進制。十進制數(shù)具有以下特點：

①有十個不同的數(shù)碼符號，即0、1、2、3、4、5、6、7、8、9。

②?R=10。每一個數(shù)碼根據(jù)它在這個數(shù)中所處的位置(數(shù)位)，按照“逢十進一”的原則來決定其真實數(shù)值，即各位的位權是10的若干次冪。例如：

(4)十六進制。十六進制數(shù)具有以下特點：

①有十六個不同的數(shù)碼符號0，1，2，3，4，5，6，7，8，9，A，B，C，D，E，F(xiàn)。

②?R=16。每個數(shù)碼符號根據(jù)它在這個數(shù)中的數(shù)位，按照“逢十六進一”的原則來決定其實際的數(shù)值。例如，將(3AB.48)16按各位的權展開，可得

常用數(shù)制各數(shù)碼的對應關系見表1.2。

3.不同進制之間的轉換

(1)十進制數(shù)轉換為N進制數(shù)的方法是：整數(shù)部分采取“除基數(shù)取余”法，直到商為0，余數(shù)逆序輸出；小數(shù)部分采取“乘基數(shù)取整”法，直到小數(shù)點后值為0或達到精度要求，取整數(shù)順序輸出。

(3)非十進制數(shù)之間的相互轉換。

①八進制數(shù)與二進制數(shù)的相互轉換。由于一位八進制數(shù)相當于三位二進制數(shù)，因此，要將八進制數(shù)轉換成二進制數(shù)，只需以小數(shù)點為界，向左或向右每一位八進制數(shù)用相應的三位二進制數(shù)取代即可。如果不足三位，整數(shù)部分前面或小數(shù)部分后面用零補足。反之，二進制數(shù)轉換成相應的八進制數(shù)，只是上述方法的逆過程，即以小數(shù)點為界，向左或向右每三位二進制數(shù)用相應的一位八進制數(shù)取代即可。如果不足三位，用零補足。

例5

將(1101111.10111)2轉換成八進制數(shù)。

例6

將(247.54)8轉換成二進制數(shù)。②十六進制數(shù)與二進制數(shù)之間的轉換。由于一位十六進制數(shù)相當于四位二進制數(shù)，因此，要將十六進制數(shù)轉換成二進制數(shù)，只需以小數(shù)點為界，向左或向右每一位十六進制數(shù)用相應的四位二進制數(shù)取代即可。如果不足四位，整數(shù)部分前面或小數(shù)部分后面用零補足。反之，二進制數(shù)轉換成相應的十六進制數(shù)，只是上述方法的逆過程，即以小數(shù)點為界，向左或向右每四位二進制數(shù)用相應的一位十六進制數(shù)取代即可。如果不足四位，用零補足。

例7

將(10101111.10111)2轉換為十六進制數(shù)。

例8

將(6EF3)16轉換為二進制數(shù)。1.1.5數(shù)字化信息編碼

1．數(shù)據(jù)

數(shù)據(jù)(Data)是指一切可以被計算機接收并處理的符號，包括數(shù)值、文字、圖形、聲音、視頻等各種信息。數(shù)據(jù)的常用單位有位、字節(jié)、字。

(1)位。在計算機內部，信息由0、1組成的二進制數(shù)形式存儲。二進制數(shù)中的每一數(shù)位稱之為一個位，記做一個比特(bit，簡寫為b)。比特是計算機存儲數(shù)據(jù)的最小單位。

(2)字節(jié)。字節(jié)(Byte，簡記為B)是計算機中存儲數(shù)據(jù)的基本單位。一個字節(jié)是由8位二進制數(shù)組成的，即1B?=?8bit。字節(jié)這個單位非常小，為描述大量數(shù)據(jù)，人們還定義了KB、MB、GB、TB、PB等概念，它們的換算規(guī)則如下：

(3)字。一個字通常由一個字節(jié)或若干個字節(jié)組成。字是計算機運算器進行一次基本運算所能處理的數(shù)據(jù)位數(shù)，字的長度就是字長。不同的計算機可能具有不同的字長，如8位機、16位機、32位機、64位機就是以它們所能處理的字長來劃分的。字長是計算機運行速度的重要指標，字長越大，速度就就越快。

2.字符編碼

由于計算機內部只能識別二進制數(shù)，因此，需要用二進制編碼來表示字符或漢字。字符(包括英文字母、數(shù)字和符號)的編碼很多，目前國際上廣泛采用的是ASCII碼(AmericanStandardCodeforInformationInterchange，美國標準信息交換碼)，用一個字節(jié)來編碼，如表1.3所示。

3.漢字的編碼

計算機在處理漢字信息時也要將其轉化為二進制代碼，這就需要對漢字進行編碼。通常漢字編碼有國標碼和機內碼兩種。國標碼是我國于1980年頒布的國家標準GB2312—80，即《中華人民共和國國家標準信息交換漢字編碼》的簡稱，主要作為漢字信息交換碼使用。1.1.6計算機安全操作

1.計算機硬件系統(tǒng)的日常維護

保養(yǎng)和維護好計算機的硬件，不僅可以使計算機保持比較穩(wěn)定的工作狀態(tài)，還能最大限度地延長計算機硬件的使用壽命。計算機對其運行環(huán)境有較高的要求，主要體現(xiàn)在以下幾個方面：

(1)潔凈度。

(2)溫度。

(3)濕度。

(4)電磁干擾。

2．正確操作計算機

誤操作是導致計算機故障的主要原因之一，要減少或避免誤操作，就必須具有良好的操作習慣。

(1)正確開關機。

(2)穩(wěn)定是前提。

3.計算機軟件系統(tǒng)的日常維護

軟件系統(tǒng)的日常維護應從以下幾個方面進行：

(1)垃圾文件清理。

(2)卸載無用的軟件。

(3)磁盤整理。1.1.7計算機病毒

1.計算機病毒及防范

1)計算機病毒的特征

(1)隱蔽性。

(2)傳染性。

(3)可激活性。

(4)破壞性。

(5)可觸發(fā)性。

2)計算機病毒的分類

計算機病毒的分類方法有很多種。

(1)按存儲及作用域可分為引導型病毒、文件型病毒、混合型病毒和宏病毒等四類。

(2)按造成危害的程度可分為良性病毒和惡性病毒。

(3)在網(wǎng)絡時代，計算機病毒可分為木馬、蠕蟲和腳本病毒。

3)計算機病毒的來源及傳播

計算機病毒來源多種多樣，有的是為了尋開心而制造出來的；有的是軟件公司為保護自己的產(chǎn)品被非法拷貝而制造的報復性懲罰；有的是用于研究或實驗而設計的“有用”程序；還有一種情況就是蓄意破壞。

4)計算機病毒的表現(xiàn)

如果計算機出現(xiàn)以下異常情況之一或幾種情況同時出現(xiàn)，就應該懷疑計算機已經(jīng)感染了病毒：

(1)某些文件字節(jié)數(shù)突然變大，這可能是由于病毒程序附加在文件上。

(2)突然死機，在無任何外界介入下自行啟動等。

(3)在沒有運行大型程序的前提下系統(tǒng)提示資源不足。這可能是因為病毒占用了內存和CPU資源。

(4)系統(tǒng)無法啟動，這可能是病毒修改了硬盤的引導信息，或刪除了某些啟動文件。

(5)文件打不開，這可能是病毒修改了文件格式或文件的鏈接位置。

(6)提示硬盤空間不夠，這可能是病毒復制了大量的病毒文件而占用了空間。

(7)出現(xiàn)大量來歷不明的文件，這些可能是病毒復制的文件。

(8)某些數(shù)據(jù)丟失，這可能是病毒刪除了文件。

(9)系統(tǒng)自動執(zhí)行操作，這可能是病毒在后臺執(zhí)行非法操作。

5)計算機病毒的防范

預防計算機病毒，安全使用計算機，可以從以下兩個方面入手。

(1)防毒。

(2)治毒。

2.殺毒軟件的使用

1)使用瑞星查殺病毒

雙擊瑞星殺毒軟件的圖標啟動瑞星。瑞星2011的主窗口如圖1.1所示。圖1.1瑞星殺毒軟件主窗口

2)瑞星殺毒軟件的升級

安裝的殺毒軟件一定要及時升級，使計算機對最新病毒也具有“免疫”能力。升級有兩種方法：

(1)通過瑞星主窗口即時升級。方法是在主窗口中單擊“軟件升級”圖標，軟件會自動搜索最新的病毒庫，若有則下載并自動安裝和更新病毒庫。

(2)使用升級包，這是不能上網(wǎng)的用戶可以采用的升級方式。方法是先找一臺能上網(wǎng)的計算機下載升級包，然后通過U盤等工具將升級包復制到自己的計算機上進行升級。

3.常用防火墻簡介

防火墻的作用是對進入計算機的數(shù)據(jù)進行實時監(jiān)控，當可疑的代碼出現(xiàn)時，及時向用戶報告并阻止病毒入侵。

1.2計算機系統(tǒng)的基本組成

完整的計算機系統(tǒng)由硬件系統(tǒng)及軟件系統(tǒng)兩部分構成，如圖1.2所示。圖1.2計算機系統(tǒng)的組成1.2.1計算機硬件系統(tǒng)

(1)運算器。

(2)控制器。

(3)存儲器。

(4)輸入設備。

(5)輸出設備。1.2.2計算機的工作原理

計算機的工作過程就是執(zhí)行指令的過程。指令通過計算機的輸入設備并在操作系統(tǒng)的統(tǒng)一控制下送入計算機的內存儲器，然后由CPU按照其在內存中的存放地址依次取出并執(zhí)行。執(zhí)行的結果再由輸出設備輸出。

(1)取指令：

(2)分析與取數(shù)：

(3)執(zhí)行：

計算機的工作原理圖如圖1.3所示。圖1.3計算機工作原理圖1.2.3計算機軟件系統(tǒng)

假如一臺計算機只有硬件(裸機)，那么這個計算機將只能認識機器語言(也就是二進制代碼)，對于普通人來說，這臺計算機是無法使用的。計算機必須有相應的軟件才能正常運行，例如Windows操作系統(tǒng)、Office等一些應用軟件。

計算機軟件系統(tǒng)一般分為兩大類，即系統(tǒng)軟件和應用軟件，如圖1.4所示。圖1.4軟件系統(tǒng)組成圖1.4軟件系統(tǒng)組成

1.系統(tǒng)軟件

系統(tǒng)軟件的主要功能是實現(xiàn)對計算機系統(tǒng)的管理、調度、監(jiān)視和服務等，其目的在于提高計算機的使用效率，擴展系統(tǒng)的功能。系統(tǒng)軟件主要分為以下4類：

(1)操作系統(tǒng)。

(2)數(shù)據(jù)庫管理系統(tǒng)。

(3)語言處理程序。

(4)服務性程序。

2.應用軟件

應用軟件是指為用戶利用計算機來解決某些實際問題所編制的軟件，如文字處理軟件、電子表格軟件、繪圖軟件、網(wǎng)絡通信軟件及各種游戲軟件等。1.2.4計算機的基本配置與選購

1．主機配置

表1.4提供的是2012年5月1日價格約為3500元的主機配置清單。

1)主板

主板實際上就是一塊電路板，如圖1.5所示，它是計算機最基本也是最重要的部件之一。主板上集成了各式各樣的電子零件并布滿了大量的電子線路，它是整個計算機內部結構的基礎，無論是CPU、內存、顯卡還是鼠標、鍵盤、聲卡、網(wǎng)卡，都是靠主板來協(xié)調工作的。因此，主板的好壞，將直接影響計算機的性能。圖1.5主板主板的選購原則：

(1)?CPU和主板要配對。

(2)確定需求，要超頻還是要穩(wěn)定。

2)?CPU

CPU是計算機的核心部件，相當于人的“大腦”。計算機的各種數(shù)據(jù)分析、運算等都是由CPU來完成的，CPU性能的高低直接決定著電腦的整體性能。

目前個人計算機的CPU生產(chǎn)商主要是英特爾(Intel)和AMD。一些CPU產(chǎn)品的外形如圖1.6所示。圖1.6CPU外形

CPU的主要性能指標包括：

(1)主頻。

(2)外頻。

(3)前端總線(FSB)頻率。

(4)?CPU字長，即計算機一次能處理的二進制位數(shù)。選購CPU的原則及注意事項：

(1)搭配要合理。

(2)頻率不代表一切。

3)內存儲器

內存即內部存儲器，安裝在主板上，是具有“記憶”功能的物理部件，由一組高集成度的COMS半導體集成電路組成，用來存放各種輸入/輸出數(shù)據(jù)和中間計算結果。此外，內存還負責直接與CPU通信，作為CPU與硬盤、光驅等外部儲存器之間交換信息的中轉站。目前主流的內存主要有DDR2和DDR3，每種規(guī)格的內存只能在相應的主板上使用。圖1.7所示為內存儲器的一般外形。圖1.7RAM內存儲器內存的選購原則：

(1)分清DDR2和DDR3。

(2)兼顧內存雙通道需求。

(3)警惕假冒品牌內存。

4)硬盤

硬盤是計算機中不可缺少的存儲設備。一臺獨立運行的計算機如果沒有硬盤，無論是操作系統(tǒng)、應用軟件還是用戶的文件都將無處保存。近年來，硬盤的技術進展速度比其他存儲設備要快，其容量越來越大，速度越來越快，價格卻越來越低。如今在系統(tǒng)軟件和應用程序的功能越來越多、占用存儲空間越來越大的情況下，硬盤的這種發(fā)展趨勢無疑給用戶帶來了很大的好處。硬盤是由若干磁性盤片組成的，磁性盤片是一種涂有磁性材料的鋁合金圓盤。硬盤的盤片和硬盤的驅動器是密封在一起的，所以通常所說的硬盤也指硬盤驅動器。硬盤的外觀如圖1.8所示。圖1.8硬盤使用硬盤時要注意以下幾點：

(1)保持使用環(huán)境的清潔。

(2)環(huán)境溫度保持在10℃～40℃，濕度為20%～80%。

(3)避免震動與沖擊。

(4)不能拆卸硬盤。

(5)避免頻繁開關計算機電源。

(6)計算機在運行時，不要移動。

5)光存儲器

光存儲器通常被人們稱為光驅，如圖1.9所示。光驅由過去的只讀型(readonly)向讀寫型(readwrite)發(fā)展，因此光盤刻錄機已經(jīng)取代普通的光驅作為計算機的標準配置。圖1.9光驅

6)聲卡、顯卡和網(wǎng)卡

聲音是一種模擬信號，將數(shù)字信號和模擬信號相互轉化就是聲卡的主要功能。

2．外設配置

一臺計算機除配好主機外，還需要配置輸入與輸出等外圍設備。計算機的外圍設備通常稱為外設。外設的種類非常多，常見的有鍵盤、鼠標、掃描儀、顯示器、打印機和音箱等，如圖1.10所示。圖1.10常用的外設

1)顯示器

顯示器通過屏幕顯示輸出計算機的處理結果及用戶需要的程序、數(shù)據(jù)、圖形等信息，也可以將輸入的信息直接顯示出來，它是計算機必不可少的輸出設備。按使用技術的不同，顯示器可分為陰極射線管顯示器(CRT)和液晶顯示器(LCD)兩種。在CRT顯示器中，純平顯示器為用戶首選。LCD顯示器具有圖像顯示清晰、體積小、重量輕、便于攜帶、能耗低和對人體輻射小等優(yōu)點，但價格比CRT顯示器高。圖1.11所示是CRT純平顯示器和LCD顯示器。圖1.11CRT純平顯示器和LCD顯示器

2)鍵盤和鼠標

鍵盤是最常見的計算機輸入設備，操作者通過鍵盤向計算機輸入各種指令、數(shù)據(jù)，指揮計算機工作。鍵盤作為日常使用較多的輸入設備，其手感很重要。

3)打印機

打印機(Printer)是計算機的輸出設備之一，用于將計算機處理結果打印在相關介質上。衡量打印機好壞的指標有三項：打印分辨率、打印速度和噪聲。按照打印機的工作原理，可將打印機分為擊打式和非擊打式兩大類。按工作方式可將其分為針式打印機、噴墨式打印機、激光打印機等。1.2.5計算機正確的基本操作

1．打開計算機

開機是指給計算機接通電源。應該按照正確的順序進行開機操作：首先打開顯示器及其他外設電源；接著按下主機上的Power按鈕，打開主機電源，等待計算機進行自檢；如果軟硬件沒有問題，就可以登錄到操作系統(tǒng)了。

2．重新啟動計算機

計算機在使用過程中，當安裝某些軟件或硬件后，可能會需要重新啟動計算機。