1、第1章 計算機基礎知識,電子計算機是20世紀最偉大的發(fā)明之一，半個世紀的發(fā)展，電子計算機早已家喻戶曉，計算機的應用遍及人類社會的各個領域，極大地推動了人類社會的進步與發(fā)展。由計算機技術和通信技術相結合而形成的信息技術是現代信息社會最重要的技術支柱，對人類的生產方式、生活方式及思維方式都產生了極其深遠的影響。 把計算機的發(fā)展可以概括為五個“一”：開辟了一個新時代信息時代；形成了一個新產業(yè)信息產業(yè)；產生了一門新學科計算機科學與技術；開創(chuàng)了一種新的科研方法計算方法；孕育了一種新的文化計算機文化。,1,目標 1 理解計算機的概念 2 了解計算機發(fā)展簡史 3 理解計算機的特點 4 了解計算機的分類 5

2、了解計算機的應用領域,1.1 初識計算機,第1章 計算機基礎知識1.1 初識計算機,2,1.1.1 計算機的發(fā)展 世界上第一臺電子計算機誕生于1946年2月，它是美國軍方為了計算炮彈的彈道軌跡而委托美國賓夕法尼亞大學研制的，取名為ENIAC（Electronic Numerical Integrator And Calculator的縮寫，讀作“埃尼阿克”）。 1. 第一代計算機（1946-1957） 2. 第二代計算機（1958-1964） 3. 第三代計算機（1965-1971） 4. 第四代計算機（1972至現在）,第1章 計算機基礎知識1.1 初識計算機,3,世界上第一臺計算機名叫埃尼

3、阿克（ENIAC） 1946年2月誕生于美國的賓夕法尼亞大學。,18000個電子管 占地167平方米 重達30噸 耗電140千瓦 保存80個字節(jié) 每秒5千次加、減法運算 價值40萬美元,第1章 計算機基礎知識1.1 初識計算機,4,按采用的電子器件劃分：,第1章 計算機基礎知識1.1 初識計算機,5,巨型化：發(fā)展高速、大存儲容量和強大功能的超大型計算機。用于核反應、天文、氣象、宇宙工程、生物工程等尖端科學及新興科學。 微型化：芯片的集成度越來越高，計算機的元器件越來越小，而使得計算機的計算速度快、功能強、體積小、價格低。 網絡化 在一定的地理區(qū)域內，將分布在不同地點的不同機型的計算機和外部設備

4、由通信線路互聯組成一個規(guī)模大、功能強的網絡環(huán)境，在網絡軟件的協調下，可以共享信息、數據及系統(tǒng)資源。 多媒體化 多媒體是“以數字技術為核心的圖象、聲音與計算機、通信等融為一體的信息環(huán)境”的總稱，使計算機以更接近人的自然方式與我們交換信息 智能化 讓計算機來模擬人的感覺、行為、思維過程，使計算機具備聽、視、語言、行為、思維、推理，學習、證明等能力。包括模式識別、專家系統(tǒng)、智能機器人。,銀河,第1章 信息科學與計算機1.1 初識計算機,6,1.1.2計算機的特點 1、運算速度快 2、計算精度高 3、存儲容量大 4、具有邏輯判斷能力 5、自動化程度高、通用性強 6、可靠性高,第1章 計算機基礎知識1.

5、1 初識計算機,7,1.1.3 計算機的分類 按處理數據信息的形式劃分： （1）數字計算機 （2）模擬計算機 （3）數字模擬混合計算機 按性能劃分： （1）巨型機 （4）微型機 （2）大型機 （5）服務器 （3）小型機 （6）工作站 按應用劃分： （1）專用計算機 （2）通用計算機,第1章 計算機基礎知識1.1 初識計算機,8,1.1.4計算機應用 科學計算 (數值計算） 數據及事務處理（數據處理） 實時控制 計算機輔助系統(tǒng) （CAD/CAI/CAM） CADComputer Aided Design:計算機輔助設計 CAMComputer Aided Manufacture:計算機輔助制造

6、CAIComputer Aided Instruction:計算機輔助教學 其他計算機輔助系統(tǒng) 網絡應用 人工智能 生活工作,第1章 計算機基礎知識1.1 初識計算機,9,思考題 1、你心目中的計算機是怎樣的？ 2、現代計算機電路元件的典型特點是什么？ 3、談談未來計算機的發(fā)展？ 4、聯系生活實際，接合上網搜索的資料，計算機的應用領域都有哪些呢？ 5、查閱資料或上網搜集整理歸納關于計算機輔助設計的相關信息。 6、查閱資料或上網搜集整理歸納關于電子商務、辦公自動化的相關信息。,第1章 計算機基礎知識1.1 初識計算機,10,目標 1 進位計數制 2 數制間的轉換 3 計算機中的數據單位 4 數據

7、信息編碼,1.2計算機進制與信息編碼,第1章 計算機基礎知識1.2計算機進制與信息編碼,11,1.2.1進位計數制 1進位計數制的概念 在人類歷史發(fā)展的過程中，根據生產、生活交流的需要，人們創(chuàng)立了數。數制就是用一定的符號和規(guī)則來表示數的方法。 在進位計數制中包含兩個基本要素：“基數”和“位權” 基數：一種進位計數制中允許使用的基本數字符號的個數稱為基數。 位權：就是單位數碼在該數位上所表示的數量。,第1章 計算機基礎知識任務1.2計算機進制與信息編碼,12,2常用的進位計數制介紹 常用的進位計數制有二進制、八進制、十進制和十六進制。 （1）二進制 二進制，它有兩個數碼：0和1。 進位規(guī)則是“逢

8、二進1，退1當二”。 在計算機中之所以采用二進制的主要原因是： 實現容易 便于使用邏輯代數 運算簡單 記憶和傳輸可靠,第1章 計算機基礎知識任務1.2計算機進制與信息編碼,13,（2）八/十六進制 八進制，它有八個數碼：0、1、2、3、4、5、6、7。 進位規(guī)則是“逢八進1，退1當八”。 十六進制，它有十六個數碼：0、1、2、3、4、5、6、7、8、9、A、B、C、D、E、F。 進位規(guī)則是“逢十六進1，退1當十六”。 （3）十進制 日常生活中最常用的是十進制。 十進制，它有十個數碼：0、1、2、3、4、5、6、7、8、9。 進位規(guī)則是“逢十進1，退1當十”。,第1章 計算機基礎知識任務1.2計

9、算機進制與信息編碼,14,1.2.2 數制之間的相互轉換 1R進制數轉換為十進制數 方法特別簡單，先將R進制數按位權展開式展開，然后按十進制規(guī)則進行計算，其計算結果就是轉換后的十進制數。 2十進制數轉換為R進制數 這里的R通常是表示二、八、十六。轉換規(guī)則分成整數部分和小數部分： 整數部分：采用“除以R取余法”。 小數部分：采用“乘以R取整法”。,第1章 計算機基礎知識1.2計算機進制與信息編碼,15,3二進制數與八進制、十六進制數之間的特殊轉換 （1）二進制數與八進制數的相互轉換 把一個二進制整數轉換成八進制數的方法是，從二進制數的小數點開始從右向左，將每三位數字分成一組（最后一組若不足三位，

10、可不補“0”），把每組數換成對應的八進制數碼即得到轉換結果。 （2）二進制數與十六進制數的相互轉換 二進制數與十六進制數的相互轉換方法和上述二進制與八進制間的轉換相同，只是在轉換時，用四位二進制數與一位十六進制數互換。,第1章 計算機基礎知識1.2計算機進制與信息編碼,16,1.2.3計算機中的數據單位 計算機內所有的信息（無論是程序還是數據）都以二進制的形式存放。其中，一個二進制是數據的最小單位，稱為位（bit）。計算機處理信息時，一般以一組二進制數作為一個整體，這組二進制數稱為一個字(word)。一個字的二進制位數自然數為字長。不同計算機系統(tǒng)內部的字長不同。計算機中常用的字長有8位、16位

11、、32位、64位等。字長是衡量計算機性能的一個重要指標。 有關存儲的常用度量單位及其換算關系如下： 1kB=210Byte=1024B(Byte) 1MB=220Byte=1024kB=1024B1024B(Byte) 1GB=230Byte=1024MB=102410241024B(Byte) 1TB=240Byte=1024GB=1024102410241024B(Byte) 其中，k、M、G、T分別稱為千、兆、吉、太。,第1章 信息科學與計算機1.2計算機進制與信息編碼,17,1.2.4 數據編碼 1數據與信息的概念 數據（Data）是指計算機能夠接收和處理的物理符號，包括字符（Char

12、acter）、表格（Table）、聲音（Sound）、圖形（Picture）和影像（Video）等。數據可以在物理介質上記錄和傳輸。 2計算機中的字符信息編碼 由于計算機只能識別二進制代碼，為了能夠對字符進行識別和處理，同樣要對字符進行二進制編碼表示。每一個英文字符和一個確定的編碼相對應，而一個漢字字符和一組確定編碼相對應。 計算機中英文字符主要用ASCII編碼，簡體中文字符主要用變形的國標碼。,第1章 信息科學與計算機1.2計算機進制與信息編碼,18,（1）ASCII碼 ASCII碼是“美國信息交換標準代碼”（American Standard Code for Information In

13、terchange）的簡稱，該標準已經被國際標準化組織（ISO）指定為國際標準，是國際上使用最廣泛的一種字符編碼。 （2）漢字編碼 文字（字符、漢字）信息的編碼體系包括機內碼、輸入碼、字形碼、交換碼、地址碼和控制碼。其中最主要是機內碼、輸入碼和字形碼。 （3）英文字符的全角與半角 英文字符存儲用一個字節(jié)，漢字用兩個字節(jié)，早期顯示時英文字符用816點陣，漢字用1616點陣，即顯示時漢字比英文字符寬一倍，在中文處理時會有半邊漢字，出現不整齊的現象，與通常的中文方格不一致，于是在漢字編碼時，把所有英文字符又按漢字編碼方式再一次編碼，仍是兩個字節(jié)存儲，顯示和漢字一樣寬，并把中文特有的標點符號如空心句號

14、也進行了處理。這樣顯示時就和習慣一致了。漢字編碼方式的英文字符稱為英文字符的全角符號，ASCII編碼方式的英文字符稱為半角符號。,第1章 計算機基礎知識1.2計算機進制與信息編碼,19,思考題 1、在計算機內部采用什么進制？為什么？ 2、完成下列各數的進制轉換。 （10101001.101011）2=（ ）10=（ ）8=（ ）16 （A8D）16=（ ）10=（ ）8=（ ）2 3、計算機的最小數據單位是什么、基本單位是什么？ 4、找?guī)讉€硬盤、優(yōu)盤、內存，查看其容量單位和大小。 5、在電腦中找?guī)讉€文件，查看其大小分別是多少？ 6、完成下列單位的換算。 4GB=( )MB=( )KB= ( )

15、B 7、舉例說明在計算機內部英文、中文、符號等是怎樣表示的？計算機內部的這些編碼信息又怎樣讓人眼識別呢？ 8、用浮點數表示十進制數123.625。 9、分別用原碼、反碼、補碼表示有符號十進制數+102和-103。,第1章 計算機基礎知識1.2計算機進制與信息編碼,20,目標 1 計算機系統(tǒng)的組成及工作原理 2計算機硬件系統(tǒng) 3計算機軟件系統(tǒng) 4指令和程序設計語言 5熟悉主機、顯示器、鍵盤和鼠標、存儲器、光盤、打印機、掃描儀等設備,1.3 計算機系統(tǒng)與常用設備,第1章 信息科學與計算機任務1.3計算機系統(tǒng)與常用設備,21,1.3.1計算機系統(tǒng)的組成 一個完整的計算機系統(tǒng)是由硬件（Hardware

16、）系統(tǒng)和軟件（Software）系統(tǒng)兩部分組成的。,第1章 信息科學與計算機任務1.3計算機系統(tǒng)與常用設備,22,1控制器 2運算器 3存儲器 4輸入設備 5輸出設備 通常將輸入設備和輸出設備合稱為輸入/輸出設備，簡稱I/O(Input/Output)設備。,第1章 信息科學與計算機任務1.3計算機系統(tǒng)與常用設備,23,1.3.2 計算機的工作原理 要了解計算機的工作原理，必須從以下3個方面來說明計算機的工作原理。 1“存儲程序”的基本原理 計算機應包括控制器、運算器、存儲器、輸入設備和輸出設備5 個基本部分； 計算機內部應采用二進制來表示指令和數據； 將編好的程序和數據存儲在內存中，然后計算

17、機自動地從內存中逐條取出指令和數據進行分析、處理和執(zhí)行。,第1章 信息科學與計算機任務1.3計算機系統(tǒng)與常用設備,24,2指令及其執(zhí)行過程 一條指令的執(zhí)行過程可以分為下面4步： 取出指令 把要執(zhí)行的指令從內存取到CPU中； 分析指令 把指令送到指令譯碼器中進行分析； 執(zhí)行指令 根據指令譯碼器的譯碼結果向各個部件發(fā)出相應的控制信號，完成指令規(guī)定的操作功能； 形成下條指令的地址，為執(zhí)行下條指令做好準備。 3程序的執(zhí)行過程 程序是由若干條指令構成的指令序列。,第1章 信息科學與計算機任務1.3計算機系統(tǒng)與常用設備,25,1.3.3 計算機的軟件系統(tǒng) 計算機軟件系統(tǒng)可分為系統(tǒng)軟件和應用軟件兩大類。 1

18、系統(tǒng)軟件 它包括操作系統(tǒng)、語言處理程序、編譯和連接程序、數據庫系統(tǒng)、服務程序等。 2應用軟件 由于計算機已滲透到各個領域，因此，按其服務對象的不同，可以分為通用軟件和專用軟件。,第1章 信息科學與計算機任務1.3計算機系統(tǒng)與常用設備,26,1.3.4 微型計算機系統(tǒng) 目前，微型計算機（簡稱微型機或微機）主要包括臺式電腦即PC機和筆記本電腦，如圖1-6、圖1-7所示的分別是臺式電腦和筆記本電腦的外觀。,第1章 信息科學與計算機任務1.3計算機系統(tǒng)與常用設備,27,一.中央處理器（CPU） 微型機的中央處理器又稱為微處理器，它是整個微型機系統(tǒng)的核心，可以直接訪問內存儲器。 二.存儲器 微型機的存儲

19、器分為兩大類， 一類是內存儲器（簡稱內存或主存），主要是臨時存放當前運行的程序和所使用的數據；另一類是外存儲器（簡稱外存或輔存），主要是用于永久存放暫時不使用的程序和數據。程序和數據在外存中以文件的形式存儲，一個程序需要運行時，首先從外存調入內存，然后在內存中運行。,第1章 信息科學與計算機任務1.3計算機系統(tǒng)與常用設備,28,1內存儲器 絕大多數內存儲器是由半導體材料構成的，如圖1-9所示。按其功能可分為：隨機訪問存儲器（Random Access Memory，簡稱RAM）、只讀存儲器（Read Only Memory，簡稱ROM）等。 2外存儲器 由于價格和技術方面的原因，內存的存儲容量

20、受到限制。為了滿足存儲大量的信息，就需要采用價格便宜的外存儲器。目前，常用的外存儲器有硬盤、光盤、U盤和移動硬盤等。由于外存儲器設置在計算機外部，所以也可歸屬計算機外部設備。,第1章 信息科學與計算機任務1.3計算機系統(tǒng)與常用設備,29,三. 輸入/輸出設備 1輸入設備 輸入設備負責將數字、文字、符號、圖形、圖像、聲音等形式的信息輸入到計算機中。常用的輸入設備有鍵盤、鼠標、掃描儀等。 2輸出設備 輸出設備負責將主機內的信息轉換成數字、文字、符號、圖形、圖像、聲音等形式進行輸出。常用的輸出設備有顯示器、打印機等。,第1章 信息科學與計算機任務1.3計算機系統(tǒng)與常用設備,30,四. 微型計算機性能

21、指標 要全面衡量一臺微型機的性能，必須用系統(tǒng)的觀點來綜合考慮。除了前面已經介紹的CPU類型、主頻、字長、存儲容量這些主要的性能指標外，還應該考慮以下指標。 （1）運算速度 （2）外部設備配置 （3）軟件配置 （4）可靠性 （5）性能價格比,第1章 信息科學與計算機任務1.3計算機系統(tǒng)與常用設備,31,五. 微型計算機系統(tǒng)集成,第1章 信息科學與計算機任務1.3計算機系統(tǒng)與常用設備,32,思考題 1. 一個完整的計算機系統(tǒng)由哪兩大部分組成？這兩部分有何聯系？ 2.計算機硬件由哪五大部分組成？各部分的作用分別是什么？ 3.操作系統(tǒng)的作用是什么？你知道的有哪些操作系統(tǒng)？ 4.影響計算機硬件性能的主要性能指標有哪些？ 5.常見的存儲設備有哪些？ 6.鼠標的基本操作有哪些？ 7.目前常用的計算機打印機有哪幾種？各有何應用特點？,第1章 信息科學與計算機任務1.3計算機系統(tǒng)與常用設備,33,目標 1 鍵盤鍵位分區(qū) 2 鍵盤指法,1.4 學會使用鍵盤,第1章 信息科學與計算機任務1.4學會使用鍵盤,34,1.4.1 鍵盤與鍵盤分區(qū) 鍵盤是計算機中最基本的輸入設備。傳統(tǒng)的有101鍵盤、104鍵盤、108鍵盤等，目前在微型機上常用的是104鍵盤。按照功能的不同，可以將鍵盤分為4個鍵