計算機(jī)文化基礎(chǔ)（第三版）

北方工業(yè)大學(xué)計算中心

計算機(jī)基礎(chǔ)學(xué)科

2002.09

課時安排

☆課內(nèi)48學(xué)時

☆課外16學(xué)時（上機(jī)）

☆答疑：每周三中午12:30—14:00

☆上機(jī)：周三5、6節(jié)

☆上機(jī)周次：4、5、7、8、9、11、12、

13、15、16

☆考試時間：考試周

☆考試內(nèi)容：上機(jī)（基礎(chǔ)理論+實(shí)際操作）

本彈主要內(nèi)容

基本結(jié)構(gòu)

?計算機(jī)概述-------

硬件發(fā)

?計算機(jī)的發(fā)展與應(yīng)用

操作系統(tǒng)

微機(jī)用戶界面

?DOS

?字處理軟件WordOFFICE

?電子表格Excel辦公軟件

?演示文稿PowerPoint

?多媒體技術(shù)一

簡要介紹

?計算機(jī)網(wǎng)絡(luò)基礎(chǔ).

本課程學(xué)習(xí)目標(biāo)

?掌握計算機(jī)基礎(chǔ)知識

?了解計算機(jī)的發(fā)展過程

?熟悉微機(jī)操作系統(tǒng)(WINDOWS98)

?熟練掌握OFFICE辦公軟件的使用

?了解多媒體及網(wǎng)絡(luò)的基本知識

認(rèn)識計算機(jī)

外存"

運(yùn)算器：

控制器：輸

出

設(shè)

存儲器：備

輸入設(shè)備

運(yùn)

算

輸出設(shè)備器

主機(jī)

168線DIMM內(nèi)存

鼠標(biāo)、鍵盤.串口和井口

連接硬盤軟驅(qū)數(shù)據(jù)線的接口

ATX電源

使用計算機(jī)

?開機(jī)

?接通總電源

?按下主機(jī)電源按鈕

?進(jìn)入操作系統(tǒng)

?運(yùn)行應(yīng)用程序

?關(guān)機(jī)

?結(jié)束所有應(yīng)用程序

?開始少關(guān)機(jī)少確定

?關(guān)閉總電源

第一章計算機(jī)概述

主要介紹計算機(jī)的基本知識和計算機(jī)在信

息化社會中的應(yīng)用，使得大家對計算機(jī)有個大

致的了解，為以后各章的學(xué)習(xí)打好基礎(chǔ)。

?工作原理：存儲程序”工作原理

程序和指令系統(tǒng)

計算機(jī)的數(shù)字系統(tǒng)

信息表示和存儲

?組成：計算機(jī)硬件系統(tǒng)

?硬件配置

1.1計算機(jī)的工作原理

計算機(jī)是一臺能存儲程序和數(shù)據(jù)并能自動執(zhí)

行程序的機(jī)器，是一種能對各種數(shù)字化信息進(jìn)行

處理的工具。在當(dāng)今信息時代，計算機(jī)可以協(xié)助

人們獲得信息、處理信息、存儲信息和傳遞信息,

是一種名副其實(shí)的信息處理機(jī)。

決定計算機(jī)工作方式的兩個基本能力

?存儲程序

?自動執(zhí)行程序

1.1計算機(jī)的工作原理

“存儲程序”工作原理

美籍匈牙利數(shù)學(xué)家馮.諾依曼于1946年提出，并據(jù)此設(shè)

計出了一個完整的現(xiàn)代計算機(jī)雛形，確立了存儲程序計算

機(jī)的五大組成部分和基本工作方法。

運(yùn)算器：進(jìn)行算術(shù)、邏輯運(yùn)算，加工和處理數(shù)據(jù)。

控制器：分析程序控制信息，控制并協(xié)調(diào)各項(xiàng)操作。

存儲器：存儲程序和數(shù)據(jù)。

輸入設(shè)備：將用戶程序和數(shù)據(jù)輸入計算機(jī)存儲器中。

輸出設(shè)備：從計算機(jī)中取出程序執(zhí)行結(jié)果或其它信息,

供用戶查看。

1.1計算機(jī)的工作原理

“存儲程序”工作原理

M計算機(jī)利用“存儲器”（內(nèi)存）來存

放所要執(zhí)行的程序，而稱之為CPU的部件

可以依次從存儲器中取出程序的每一條

指令,并加以分析和執(zhí)行，宣至完成全

部指令任務(wù)為止。

這種計算機(jī)不但能按照指令的存儲順序依次讀取并執(zhí)

行指令，還能根據(jù)指令執(zhí)行結(jié)果轉(zhuǎn)移指令，這就使計算機(jī)

具有了判斷思維能力，再加上它的高速運(yùn)算特征，使它真

正晟為人類腦力勞動的得力助手。

計算機(jī)的總線結(jié)構(gòu)

1.1計算機(jī)的工作原理

程序的自動執(zhí)行

計算機(jī)硬件系統(tǒng)

最終只能執(zhí)行由機(jī)器

工匕口口

程序：完成既定任務(wù)的一組指令序列，計算機(jī)按照程序規(guī)

定的流程依次執(zhí)行一條條指令，最終完成所要實(shí)現(xiàn)

的目標(biāo)。

條取出指令并進(jìn)行分指令譯碼

析和識別，最后執(zhí)彳亍停機(jī)指令

指令，從而完成一,條

指令的執(zhí)行周期。轉(zhuǎn)移指令完成本指令操作

CPU就是這樣周而復(fù)形成轉(zhuǎn)移地址

始地工作，直至程序PC+1PC

的完成。程序結(jié)束

1.1計算機(jī)的工作原理

計算機(jī)的指令系統(tǒng)

機(jī)器指令是要計算機(jī)執(zhí)行某種操作的命令，且能夠

:

由計算機(jī)直接識別執(zhí)行。一臺計算機(jī)可以有許多指令，作

用也各不相同，所有指令的集合稱為計算機(jī)指令系統(tǒng)。

指令系統(tǒng)是計算機(jī)基本功能具體而集中的體現(xiàn)，其內(nèi)

核是硬件。

?指令的組成：

》操作碼：指明計算機(jī)應(yīng)該執(zhí)行的某種操作的性質(zhì)與功能。

》地址碼：指出被操作數(shù)據(jù)（操作數(shù)）的地址。

■指令種類：

》操作類：命令計算機(jī)的各個部件完成基本算術(shù)邏輯運(yùn)算、

數(shù)據(jù)存取和數(shù)據(jù)傳送等操作。

》控制轉(zhuǎn)移類：用來控制程序本身的執(zhí)行順序，實(shí)現(xiàn)程序

的分支、轉(zhuǎn)移等。

1.1計算機(jī)的工作原理

精簡指令系統(tǒng)

當(dāng)某一系列計算機(jī)增設(shè)新型號機(jī)或高檔機(jī)時，為維護(hù)

老用戶在軟件上的投資不受損失，新機(jī)器中不得不繼承老

的機(jī)器指令系統(tǒng)中的全部指令，使同一系列計算機(jī)的指令

系統(tǒng)越來越復(fù)雜，被稱為“復(fù)雜指令系統(tǒng)計算機(jī)

M為縮短新機(jī)器研制周期，降低調(diào)試和維護(hù)難度,

從而提高系統(tǒng)性能，1975年出現(xiàn)了“精簡指令系

統(tǒng)（RISC）”的想法。

精簡指令系統(tǒng)的特點(diǎn)：

通過簡化指令，使計算機(jī)的結(jié)構(gòu)更加簡單合理，從

而提高運(yùn)算速度，并最終達(dá)到整體上的性能優(yōu)化。

計算機(jī)的數(shù)字系統(tǒng)

計算機(jī)內(nèi)部是一個二進(jìn)制數(shù)字世界，不論是指令還是

數(shù)據(jù)，若想存入計算機(jī)，都必須采用二進(jìn)制編碼形式。即

便是圖形、聲音等這樣的信息，也必須轉(zhuǎn)換成二進(jìn)制的形

式才能存入計算機(jī)。

N1N21

(V)R=aN-xXR+aN_2XR+...+axXR

MX%*為

+a0vXR°-+1a[XR/+…-+1Va1XR2=1

其中:i是位序，4是第i位的數(shù)碼,R是基數(shù),R是第i位的權(quán)值，不

同的基數(shù)表示不同的進(jìn)制數(shù)。

十進(jìn)制：基數(shù)10(0-9),權(quán)值10、D53.79D|

二進(jìn)制：基數(shù)2(0、1),權(quán)值2N,B(11010010B

八進(jìn)制：基數(shù)8(0-7),權(quán)值8N,0

十六進(jìn)制：基數(shù)16(0-9、A-F),權(quán)值16N,H

1.2計算機(jī)的數(shù)字系統(tǒng)

數(shù)制的轉(zhuǎn)換

2—>10：按權(quán)相加法

(1100101.101)=1X26+1X25+0X24+0X23+1X22+0X21+1X2°

+1X21+0X2-2+1X23

=64+32+0+0+4+0+1+0.5+0.125

=(101.625)10

10一2：整數(shù)部分和小數(shù)部分分別轉(zhuǎn)換

整數(shù)部分：除2取余法。即把整數(shù)部分不斷除以2,并記下

每次除得的余數(shù)，直到商0為止，將所得余數(shù)從最

后一位讀起，即得所求的二進(jìn)制整數(shù)。

小數(shù)部分：乘2取整法。被轉(zhuǎn)換的小數(shù)部分每次乘2,所得

乘積的整數(shù)部分就為對應(yīng)的二進(jìn)制數(shù)，將所得乘積

整數(shù)從第一位讀起，即得所求的二進(jìn)制小數(shù)。

1.2計算機(jī)的數(shù)字系統(tǒng)

士H匕耳蟲二冬少

(66.625)10=(1000010)2+(0.101)2=(1000010.101)2

整數(shù)部分小數(shù)部分

O0.625*2=1.250——1

1

O0.25*2=0.50——o

O0.5*2=L0——1

0

0

11(O?625)IO=(O?1Q1)2

ONote：十進(jìn)制小數(shù)不一定

都能轉(zhuǎn)換成完全等值的二

(66)10=(1000010)2進(jìn)制小數(shù)，所以有時要取

近似值。

1.2計算機(jī)的數(shù)字系統(tǒng)

以小數(shù)點(diǎn)為基準(zhǔn),

二進(jìn)制與其它進(jìn)制數(shù)的轉(zhuǎn)換整數(shù)部分從右至

左，每三位一?組,

2-8:“三位并一位"Y-最高位不足三位

(1010111011.0010111)2=(127X131^時，添0補(bǔ)足；小

數(shù)邙分從左至右,

001010111011.001011100每三位一■組，最

低有效位不足三

1273.134位時，添0補(bǔ)足。

8-2：“一位拆三位”然后,將各組的

2-16“四位并一位1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

(1011010101.011101)=(2

2廢左至右，每四位一組，不

001011010101.011101(足四位添0補(bǔ)足。修各組二

迸制數(shù)按權(quán)展開，即得到

2D5.74一位對應(yīng)的十六進(jìn)制數(shù)。

16-2：“一位拆四位”

1.2計算機(jī)的數(shù)字系統(tǒng)

信息的表示和存儲

味二進(jìn)制編碼幾種

量綱:用一組特定的二進(jìn)制數(shù)代表某個信息

?位（I

2.......(00110010)2

?字節(jié)

，8”.......(00111000)2

信息彳

'F'.......(01000110)2

T'.......(01100110)2

?字：

的固久“Ff28”.......

?機(jī)01000110011001100011001000111000

數(shù)的技46H66H32H38H

1.2計算機(jī)的數(shù)字系統(tǒng)

非數(shù)值信息的表示

1、西文字符編碼

ASCII碼：AmericanStandardCodeforInformation

Interchange,美國標(biāo)準(zhǔn)信息交換代碼。

微型機(jī)中普遍采用ASCH碼。這種編碼方案中，用八

位二進(jìn)制來存放一個字符，其排列次序?yàn)閐7d6d5d4d3d2可為,

d7為最高位，d0為最低位，正常情況下為“0”，在需要奇

偶校驗(yàn)時，這一位可用于存放奇偶校驗(yàn)的值，此時稱這一

位為校驗(yàn)位。其余七位可以用來表示128個不同的字符，

其中包括數(shù)碼（0~9）,以及大小寫英文字母和一些控制

符。

EBCDIC碼：ExtendedBinary-CodedDecimal

InterchangeCode,擴(kuò)充的二-十進(jìn)制交換碼。

美國IBM公司在它的各類機(jī)器上廣泛使用的一種信息代碼。

1.2計算機(jī)的數(shù)字系統(tǒng)

非數(shù)值信息的表示

2、中文信息編碼

國標(biāo)碼：雙字節(jié)編碼，每個漢字使用兩個七位二進(jìn)制數(shù)編

碼來袤示。

目前國標(biāo)碼收入6763個漢字，其中一級漢字（最常用

字）3755個，二級漢字3008個，還包括682個西文字符和

圖符。

3、漢字編碼與西文編碼的區(qū)分

雙字節(jié)的國標(biāo)碼中，兩個字節(jié)的最高位都為“1”，而

ASCH碼所用字節(jié)最高位保持為“0”，可以由軟件或硬件根

據(jù)字節(jié)最高位來做出判斷。

1.2計算機(jī)的數(shù)字系統(tǒng)

非數(shù)值信息的表示

M計算機(jī)的外部信息，無論是聲音、圖象、

字符或者數(shù)字，都需要經(jīng)過某種轉(zhuǎn)換，變?yōu)?/p>

二進(jìn)制信息編碼后，才能被計算機(jī)的主機(jī)所

接收；

同樣，計算機(jī)內(nèi)部的信息也必須經(jīng)過轉(zhuǎn)

換之后才能恢復(fù)信息的“本來面貌”。

這種轉(zhuǎn)換通常是由計算機(jī)的輸入輸出設(shè)

備來實(shí)現(xiàn)的，有時還需要軟件來參與。

1.3計算機(jī)硬件系統(tǒng)

_1、CPU

-2、內(nèi)存

_3、外存

_4、各種輸入輸出設(shè)備

一5、一些常用的多媒體設(shè)備

1.3計算機(jī)硬件系統(tǒng)

中央處理器(CPU)

CPU是微機(jī)硬件系統(tǒng)的核心，有計算機(jī)的心臟之稱,

主要包括運(yùn)算器和控制器，以及某些通用寄存器。

運(yùn)算器：負(fù)責(zé)數(shù)據(jù)的算術(shù)運(yùn)算和邏輯運(yùn)算，即數(shù)據(jù)的加

工處理。

控制器：負(fù)責(zé)對程行分析、控制并

協(xié)調(diào)輸入問。

CPU一般由高士二CPU在微機(jī)中的

關(guān)鍵作用，人們往■亍量和購買計算機(jī)

的標(biāo)準(zhǔn)。如PH、P

1.3計算機(jī)硬件系統(tǒng)

CPU的性能指標(biāo):

a?CPU的速度與主頻

速度：CPU的執(zhí)行速度與系統(tǒng)時鐘有密切關(guān)系，時鐘

頻率越高，整個機(jī)器的工作速度就越快。

主頻：CPU能夠適應(yīng)的時鐘頻率，即其標(biāo)準(zhǔn)工作頻率,

等于CPU在一秒鐘內(nèi)能夠完成的工作周期數(shù)，

超常以MHz、GHz為單位。

?CPU的字長

指CPU在一次操作中能處理的最大數(shù)據(jù)單位，它體現(xiàn)

了一條指令所能處理數(shù)據(jù)的能力。早期的微處理器都是8

位機(jī)和16位機(jī)，486之后上升為32位機(jī)，目前的奔騰機(jī)已

是64位機(jī)。

1.3計算機(jī)硬件系統(tǒng)

存儲器

存儲器是微機(jī)內(nèi)實(shí)現(xiàn)記憶功能的部件，其功能是存

:放程序和數(shù)據(jù)，有內(nèi)存和外存之分。

內(nèi)存：用于存放正在執(zhí)行的程序和待處理的數(shù)據(jù)，它直

接與CPU交換信息，又稱為主存。

內(nèi)存主要采用RAM技術(shù)，隨機(jī)存取，速度快，但具有

易失性。

外存：輔助存儲器，可長期保存程序和數(shù)據(jù)。容量大但

速度低，只能通過內(nèi)存與CPU交換信息。

1.3計算機(jī)硬件系統(tǒng)

高速緩存：

介于內(nèi)存和CPU之間，是為了解決CPU與內(nèi)存

之間的速度矛盾而引入的技術(shù)。高速緩存的存取

速度比內(nèi)存快，但容量不大，主要用來存放當(dāng)前

內(nèi)存中使用最多的程序塊和數(shù)據(jù)塊，并以接近

CPU的速度向CPU提供程序指令和數(shù)據(jù)。它能進(jìn)一

步加快CPU訪問內(nèi)存的速度，從而加快了指令的

執(zhí)行速度。

虛擬內(nèi)存：

采用“虛擬存儲技術(shù)“，通過軟件方法，將

主存和一部分外存空間構(gòu)成一個整體。為用戶提

供一個比實(shí)際物理內(nèi)存大得多的存儲器，即“虛

擬存儲器”。

1.3計算機(jī)硬件系統(tǒng)

內(nèi)存：

?地址

每個存儲體內(nèi)包含許多存儲單元，每個單元存放一

個適當(dāng)單位的信息，全部單元按一定的順序編號，此編

號即稱為存儲器的地址。

?工作原理

存儲器采取按地址讀寫地址數(shù)據(jù)

的工作方式。來自地址總線總線總線

的信號經(jīng)地址譯碼后選中指

定的存儲器單元；讀寫控制

電路根據(jù)讀寫命令實(shí)施存取讀寫

命令

操作；數(shù)據(jù)總線則傳送寫入讀寫控制電路」

內(nèi)存或讀自內(nèi)存的數(shù)據(jù)。

1.3計算機(jī)硬件系統(tǒng)

外存：磁盤、磁帶、光盤等

個盤面組成，每個盤面又有數(shù)目相同的磁道。所有盤

面上相同半徑的磁道組合在''起叫做'?個柱面。

扇區(qū)：為了存取數(shù)據(jù)方便，每個磁道又分為許多稱

為扇區(qū)的小區(qū)段，每個磁道的扇區(qū)數(shù)相同，記錄的數(shù)

據(jù)一樣多，所以內(nèi)圈磁道上的記錄密度大于外圈。

1.3計算機(jī)硬件系統(tǒng)

外存：磁盤、磁帶、光盤等

?磁帶存儲器

工作原理如同錄音帶、錄，

裝卸方便，但讀寫速度慢，常)

備介質(zhì)，或存放不經(jīng)常使用的3

?光盤存儲器(CD-ROM)

通過光學(xué)方式讀取和記錄彳

用激光束來實(shí)現(xiàn)的，分為三種北一___________________

只讀光盤：盤片一旦制成，其內(nèi)容不可改變，只能讀取。

一次性寫入盤：開始為空白盤，可分一次或幾次對他寫

入數(shù)據(jù)，但寫入內(nèi)容不能更改。

可擦寫型光盤：這種光盤允許重復(fù)讀寫，兼有磁盤的大

容量和軟盤的可裝卸等優(yōu)點(diǎn)，是一種新型光盤。

1.3計算機(jī)硬件系統(tǒng)

CD-ROM涉及到的幾個重要概念：

(1)數(shù)據(jù)傳輸率：CD-ROM驅(qū)動器每秒鐘能夠讀

取的數(shù)據(jù)量。單倍速的驅(qū)動器每秒可讀取

50KB的數(shù)據(jù)量。目前光盤的傳輸率已達(dá)50

倍速。

(2)平均搜尋時間：激光讀取頭移到指定的點(diǎn),

并讀取該點(diǎn)數(shù)據(jù)的時間，是評判CD-ROM的

另一個重要因素。

1.3計算機(jī)硬件系統(tǒng)

輸入輸出設(shè)備

簡稱I/O設(shè)備，實(shí)現(xiàn)外部世界與主機(jī)之間的信息交換,

提供了人機(jī)交互的硬件環(huán)境。由于通常設(shè)置在主機(jī)之外，

故稱之為外部設(shè)備。

輸入設(shè)備：負(fù)責(zé)把用戶的程序和數(shù)據(jù)輸入到計算

機(jī)的存儲器中。常用的輸入設(shè)備有鍵盤、

鼠標(biāo)、掃描儀等。

輸出設(shè)備：負(fù)責(zé)從計算機(jī)中取出程序執(zhí)行結(jié)果或

其它信息，供用戶查看。常用的輸出設(shè)備

包括顯示器、打印機(jī)、繪圖儀等。

狀態(tài)鎖定鍵：左大小寫鎖定、NumLock數(shù)字領(lǐng)是。

1.3計算機(jī)硬件系統(tǒng)

I/O設(shè)備：鼠標(biāo)

鼠標(biāo)有二個或三個鍵，一般左鍵為主鍵，右鍵為副

鍵，中間鍵用的較少。其基本操作如下：

指向：移動鼠標(biāo)，將鼠標(biāo)指針移到屏幕的一個特定位置

或指定對象上（為下一個鼠標(biāo)動作做準(zhǔn)備）

單擊：（將■鼠標(biāo)指向目標(biāo)）快速地按一^下鼠標(biāo)按鍵（選

取一^對象）

雙擊：（將1鼠標(biāo)指向目標(biāo)）快速地連續(xù)按兩下鼠標(biāo)按鍵

（有啟動某項(xiàng)功能之意，命令計算機(jī)去做一件事情）

拖動：（鼠標(biāo)指向目標(biāo)后）按下鼠標(biāo)按鍵不放，并移動

鼠標(biāo)（可拖動對象移到新位置，或選取一段文本等）

的相互關(guān)系「畫標(biāo)形狀以一種醒目的方式提醒你目前可

以做什么。

1.3計算機(jī)硬件系統(tǒng)

-X

〃港一

I/O設(shè)備：顯示器

顯示器用于顯示輸,

配器）負(fù)責(zé)將需要顯示I

示器共同構(gòu)成了計算機(jī)I

P????

顯示卡的性能指布

示內(nèi)存的大小、支持的刀力下干、匕七歹人日、方不沁小'J城|如

率及圖形加速性能等。顯存大小應(yīng)滿足下列等式:

水平分辨率*垂直分辨率*色彩數(shù)目=顯存

1.3計算機(jī)硬件系統(tǒng)

|/。設(shè)備：聲卡

1)CDAudioconnect:CD聲頻接口。

2)Synthesizer：電子合成器。

3)