莫惠芳計算機等級考試一級教程操作系統計算機基礎知識計算機網絡及多媒體應用Excel表處理軟件Word文字處理軟件本課程主要內容Powerpoint演示文稿第1章計算機基礎知識本章學習重點：1、計算機的發展簡史、特點、分類及其應用領域。2、數制的基本概念，二進制和十進制整數之間的轉換。3、計算機中數據的表示、存儲與處理。4、計算機中數據、字符和漢字的編碼。5、多媒體技術的概念與應用。6、計算機的性能和技術指標。7、計算機病毒的概念和防治。§1.1計算機的發展電子計算機的出現

世界上第一臺數字式電子計算機是由美國賓夕法尼亞大學的物理學家約翰·莫克利（JohnMauchly）和工程師普雷斯伯·埃克特（J–PresperEckert）領導，于1943年開始研制并于1946年完成，取名為ENIAC（ElectronicNumericalIntegratorAndCalculator）的計算機。它的出現標志著電子計算機時代的到來。

§1.1.1

計算機的發展電子計算機的出現

第一臺電子計算機（ENIAC）5000次加法/秒體重28噸占地170m218800只電子管1500個繼電器功率150KW在ENIAC的研制過程中，由美籍匈牙利數學家馮·諾依曼提出兩點設計思想改進意見：一是采用二進制代碼表示指令和數據；二是由“存儲程序”和“程序控制”方式工作。電子計算機的出現電子計算機的出現

馮·諾依曼體系結構1、第一代計算機采用電子管為主要元件，主要用于科學計算。電子真空管體積大、散熱大、工作不穩定。計算機的發展

2、第二代計算機采用晶體管為主要元件，除科學計算外，用于數據處理和工業控制。軟件配置開始出現，高級程序設計語言問世。3、第三代計算機采用中、小規模集成電路為核心元件，應用進入到很多科學技術領域，軟件配置完善，具有了操作系統。摩爾定律：每18個月，集成電路的價格降低一半而性能提高一倍。4、第四代計算機以大規模或超大規模集成電路為主要部件。計算機沿兩個方向發展⑴利用邏輯芯片，組裝出大型、巨型計算機，速度和存儲容量有了大幅度提高。⑵產生微處理器，微計算機飛速發展，滲入到生活的各個領域。計算機的發展

代次起止年份所用電子元器件數據處理方式運算速度應用領域第一代1946~1958電子管匯編語言、代碼程序5千~3萬次/秒軍事及科研第二代1958~1964晶體管高級程序設計語言數十萬~幾百萬次/秒事務處理、數據處理第三代1964~1970中、小規模集成電路結構化、模塊化程序設計、實時處理數百萬~幾千萬次/秒工業控制、數據處理第四代1971~今大規模、超大規模集成電路分時、實時數據處理、計算機網絡上億條指令/秒工業、生活等各方面計算機的發展

電子管、晶體管、集成電路、大規模集成電路和超大規模集成電路

基于馮若依曼思想設計的計算機采用二進制存儲程序和程序控制發展：多媒體化智能化網絡化微型化巨型化§1.1.4

計算機的發展趨勢中國超級計算機：國防科技大學研制的1983年，我國研制成功的“銀河”巨型計算機，每秒可運算1億次。1993年和1997年，成功研制每秒運算達10億次的“銀河2號”和每秒運算達百億次“銀河3號”。2010年，我國第一臺千萬億次超級計算機“天河一號”誕生。2013年，“天河二號”以每秒5.49億億次的峰值計算速度和每秒3.39億次的雙精度浮點運算性能，成為全球最快的超級計算機。銀河Ⅱ計算機發展——巨型化利用微電子技術和超大規模集成電路技術，把計算機的體積微型化已成為計算機發展的重要方向。最近幾年，便攜式計算機飛速發展，膝上型、筆記本型、口袋型、掌上型等各種便攜式計算機應用日益廣泛。計算機發展——微型化智能模擬也是計算機發展的一個方向，它將計算機科學與控制理論、仿生學、心理學等學科相結合，使計算機模擬人的感覺和思維。計算機發展——智能化水下機器人機器人樂隊計算機網絡：計算機技術與通信技術結合的產物。計算機網絡的發展動力：使用遠程資源，共享程序、數據和信息資源，網絡用戶的通訊和合作。計算機發展——網絡化計算機發展——多媒體化

多媒體技術是當前計算機領域中引人關注的技術之一。不僅可以執行計算機的一般功能，還可以用來欣賞音樂及影視作品等。多媒體技術大大改善了人機界面，使計算機朝著人類人類接受和處理信息的最自然的方向發展。通過網絡看電視、打可視電話等都是多媒體技術，還有些性能優異的多媒體IT產品（數碼相機、數碼攝像機、MP4等影音娛樂產品）走進千家萬戶。計算機發展——多媒體化計算機的未來發展

未來計算機將是微電子技術、光學技術、量子技術、超導技術和電子仿生技術相結合的產物。目前，計算機的發展正處在向第五代即超導型計算機、智能型計算機邁進的階段，計算機未來發展會超越許多人想象，讓我們暢想一下未來計算機的模樣吧！1、運算速度快2、存儲容量大3、計算精確度高4、邏輯判斷能力強5、自動化程度高1.1.2計算機的特點、用途和分類計算機的特點1、運算速度快計算機的CPU采用超大規模集成電路，其運算速度遠非其他計算工具所能比擬，而且，其運算速度還以每隔幾年提高一個數量級的水平不斷發展。例：海量運算：天氣預報，運載火箭參數的計算等2、存儲容量大存儲器不但能夠存儲大量的信息，而且能夠快速準確地寫入或讀出這些信息。計算機的應用使得從浩如煙海的文獻、資料、數據中查找信息并且處理這些信息成為容易的事情。例如，一臺普通PC機就可以把一個大型圖書館內的所有文獻資料保存起來，并且能夠實現快速查找。3、計算精度高計算精度與機器字長有關，機器字越長，精度越高。計算機中每個字包含的二進制位數越長，計算機處理速度越快，因為字長是計算機并行處理數據的位數。目前計算機的字長有：8位、16位、32位、64位4、具有邏輯判斷能力邏輯判斷：對文字、符號進行判斷和比較。例：A>BANDB>C（即A>B>C）結果：TRUEFALSE1

0

若：A=10，B=5，C=6結果：FALSE（0）5、能進行自動控制計算機內部的操作運算全是根據人們事先編制好的程序自動控制進行的。科學計算（數值計算）在科學研究和工程設計中，存在著大量繁瑣、復雜的數值計算問題，窮盡幾代人的精力也無法得到最終的結果，因此人們發明了計算機。數值計算是計算機的第一個應用領域，高速度，高精度地解算復雜的數學問題正是電子計算機的專長。如：氣象預報、衛星軌道計算、宇宙飛船的研制等

計算機應用數據處理應用廣泛：就是利用計算機來加工、管理和操作各種形式的數據資料，又稱信息處理。與數值計算不同的是，數據處理著眼于對大量的數據進行綜合和分析處理。一般不涉及復雜的數學問題，只是要求處理的數據量極大而且經常要求在短時間內處理完畢。例如辦公自動化、計算機輔助管理與決策、文檔管理、信息檢索、文字處理、激光排版等等。近年來出現的管理信息系統（MIS）、制造資源規劃軟件（MRP）、電子信息交換系統（EDI）等都屬于數據處理領域。計算機應用過程控制用計算機對工業生產過程中的某些信號自動進行檢測，并把檢測到的數據存入計算機，再根據需要對這些數據進行處理。實時控制不僅可提高生產自動化水平，同時也能提高產品的質量、降低成本、減輕勞動強度、提高生產效率。應用于石油化工、電力、冶金、機械加工、通信及輕工業等各行各業中的生產過程控制，如：計算機數控車床、實時控制高爐煉鐵過程、計算機控制汽車生產線等等。計算機應用計算機輔助工程計算機輔助設計（CAD）是指利用計算機來幫助設計人員進行工程設計，以提高設計工作的自動化程度，節省人力和物力。例如，計算機輔助制圖系統提供了一些最基本的作圖元素和命令，在這個基礎上可以開發出適合不同部門應用的圖庫。計算機應用計算機輔助制造（CAM）是指利用計算機進行生產設備的管理、控制與操作，從而提高產品質量、降低生產成本、縮短生產周期，大大改善制造人員的工作條件。計算機輔助測試（CAT）是指利用計算機進行復雜而大量的測試工作。計算機輔助教學（CAI）指利用計算機幫助教師講授和幫助學生學習的自動化系統，使學生能夠輕松自如地從中學到所需要的知識。人工智能

計算機用來模擬人類思維使其能夠像人一樣具有識別文字、圖像、語音和推理及學習能力。智能計算機可以代替甚至超越人類某些方面的腦力勞動，它能夠給病人診斷、開處方、下棋、對話，翻譯文字，查找圖書資料等。計算機應用網絡通信計算機網絡是將分散在不同地理位置的計算機系統用通信線路連接起來，實現計算機之間的數據通信和各種資源共享。例：QQ，skype等即時通信軟件早已眾所周知。計算機網絡的緊密結合使得人們更為有效地共享和利用資源。

計算機網絡已經成為“第四媒體”。計算機應用多媒體視聽

20世紀80年代以來，多媒體技術的發展擴展了計算機的應用領域。人們不僅可以用計算機打字、學習、處理信息，而且還能通過它繪畫、聽音樂、看電影、玩游戲。計算機的娛樂功能使得計算機成為人生活中的一部分。計算機應用（1）按處理數據的類型分類按處理數據的分類分為數字計算機、模擬計算機及數字和模擬計算機。（2）按用途分類按用途分可分為通用計算機和專用計算機。（3）按性能分類按性能分類可分為巨型機、大型機、小型機、微型機和工作站。計算機的類型計算機的類型按性能規模分類：（1）巨型機特點：運算速度快、存儲容量大。我國目前自主研發的“銀河”就屬于巨型機。主要用于核武器、空間站技術、大范圍天氣預報。（2）大型機特點：運算速度快，具有很強的綜合處理能力，性能覆蓋面廣，主要用于公司、政府部門。通常人們稱大型機位企業計算機。計算機的類型計算機的類型按性能規模分類：（3）小型機小型機規模小、結構簡單、設計周期短，便于及時采用先進工藝。特點：可靠性能高，對運行環境要求低，易于操作且便于維護。（4）微型機微型計算機又稱為個人計算機，它是日常生活中使用最多、最普遍的計算機。具有價格低、性能強、體積小、功耗低的特點。計算機的類型計算機的類型按性能規模分類：（5）工作站

工作站是一種高檔的微型計算機。它具有較高的運算速度，具有大型機、小型機的多任務、多用戶功能，具有微型機的操作便利和良好的人機界面。它可以連接到多種輸入/輸出設備。具有易于聯網、處理功能強的特點。其應用領域也從最初的計算機輔助擴展到商業、金融、辦公領域，并充當網絡服務器的角色。計算機的類型1、人工智能2、網絡計算3、中間件技術4、云計算§1.1.3計算機的新技術1、人工智能

人工智能是研究開發能與人類智能相似的方式作出反應的智能機器。人工智能能讓計算機更接近人類的思維，實現人機交互。§1.1.3計算機的新技術2、網絡計算網絡計算是一種分布式計算，它研究如何把一個需要非常巨大的計算能力才能解決的問題分成許多小的部分，然后把這些部分分配給許多計算機進行處理，最后把這些計算機結果綜合起來得到最終結果。網絡計算的特點如下：（1）能夠提供資源共享，實現應用程序的互相連接。（2）協同工作，共同處理一個項目。（3）基于國際的開發技術標準（4）可以提供動態服務，適應變化。

§1.1.3計算機的新技術3、中間件技術為解決分布異構問題，人們提出了中間件的概念。中間件是位于操作系統和應用軟件之間的通用服務。特點：（1）滿足大量應用的需要；（2）運行于多種硬件和操作系統平臺；（3）支持分布計算，提供跨網絡硬件和操作系統平臺的透明性的應用或服務交換；（4）支持標準協議；（5）支持標準接口。§1.1.3計算機的新技術4、云計算云計算是分布式計算、并行計算、效用計算、網絡存儲、虛擬化、負載均衡等傳統計算機和網絡技術發展融合的產物。云計算是一種按使用量付費的模式，這種模式提供可用的、便捷的、按需的網絡訪問。進入可配置的計算機資源共享池（資源包括網絡、服務器、存儲、應用軟件、服務）。特點：超大規模、虛擬化、高可靠性、通用性、高可擴展性、按需服務、價廉。§1.1.3計算機的新技術2、未來新一代的計算機（1）模糊計算機由模糊陳述或判斷所表示的概念屬于模糊概念。解決模糊問題需通過模糊推理才能得到結果。模糊理論：判斷問題不是以是、非兩種絕對值，而是取許多值。

模糊計算機：用這種模糊的不確切的判斷進行工程處理的計算機。§1.1.4

未來計算機的發展趨勢2、未來新一代的計算機（2）生物計算機生物計算機又稱為仿生計算機，是以生物芯片取代在半導體硅片上集成數以萬計的晶體管制成的計算機。（3）光子計算機光子計算機是一種由光信號進行數字計算、邏輯操作、信息存儲和處理的新型計算機。它由激光器、光學反射鏡、透鏡濾波器等光學元件和設備組成，靠激光束進入反射鏡組成陣列進行信息處理，以光子代替電子，光運算代替電運算。特點：運算速度快、信息存儲容量大、能量消耗小的優點。§1.1.4

未來計算機的發展趨勢2、未來新一代的計算機（4）超導計算機

一些材料在接近某溫度時，會失去電阻，流入它們中的電流會暢通無阻，可進行無損耗的流動。超導計算機運算速度快且電能消耗極低，但超導計算機的組件必須在超低溫度下工作。（5）量子計算機量子計算機是一類遵循量子力學規律進行高速數學和邏輯運算、存儲及處理量子信息的物理裝置。§1.1.4

未來計算機的發展趨勢1、信息技術信息技術：應用在信息加工和處理中的科學、技術與工程的訓練方法和管理技巧。信息技術不僅包括現代信息技術，還包括在現代文明之前的原始時代和古代社會中與那個時代相對應的信息技術。2、現代信息技術的內容一般來說，信息技術（IT）包括信息基礎技術、信息系統技術、信息應用技術。§1.1.5

信息技術簡介3、現代信息技術的發展趨勢信息技術在社會各個領域得到廣泛的應用，未來向數字化、多媒體化、高速化、網絡化、寬頻化、智能化等方向發展。§1.1.5

信息技術簡介計算機中的數據都是采用的二進制0和1組成的編碼表示。數據處理后的結果為信息。1、數據數值數據：表示量的大小和正負。

字符數據：用以表示一些符號、標記，如英文字母、數字、專用符號、標點符號等，漢字、圖形、聲音等數據。§1.2信息的表示與存儲1、數據（1）位（bit）計算機中所有數據以二進制來表示，一個二進制代碼稱一位，記為bit,簡稱b。位是計算機存儲數據的最小單位。（2）字節（byte）字節是計算機數據處理的最基本單位。字節簡寫為B，規定一個字節由8個二進制位組成，即1B=8bit。一個ASCII碼占用一個字節，一個漢字占用兩個字節。§1.2信息的表示與存儲（3）字

一個字通常由一個或若干個字節組成。（4）字長

字長是計算機一次所能處理信息的實際位數，它決定了計算機數據處理的速度，用來衡量計算機性能的一個重要指標。字長越長，性能越強。§1.2.1計算機中數據的概念5、數值的換算表示存儲容量的單位有字節（B）、KB、MB、GB、TB，它們之間的關系是

1Byte=8bit

1KB=1024B=210B

1MB=1024KB=220B

1GB=1024MB=230B1TB=1024GB=240B§1.2.1計算機中數據的概念

1、數據進制

數碼：一個數制中表示基本數值大小的不同數字符號。如：十進制有10和數碼即0,1,2,3,4,5,6,7,8,9.

基數：一個數值所使用的數碼的個數。如八進制的基數是8，十進制的基數為10。

位權：一個數值中某一位上的1所表示數值的大小。如八進制的214,2的位權是82,1的位權是81,4的位權是80.§1.2.2進位計數制及其轉換§1.2.2進位計數制及其轉換計算機中常用的幾種進位計數制的表示2、進位數制基本特點（1）數制基數確定了所采用的進位計數制。如十進制數制的基數為10，二進制數制的基數為2.對于N個進制數制有N個數字符號。

十進制56：56D；或（56）10；二進制101：101B；（101）2；八進制24：24O；（24）8；十六進制34B:（34B）16;34BH;§1.2.2進位計數制及其轉換(2)逢N進1.如十進制逢10進1，八進制逢8進1，十六進制逢16進1。（3）不同進制的數按位權表示法§1.2.2進位計數制及其轉換（3）不同進制之間的轉換1、R進制轉換為十進制基數為R的數字，只要將R進制數按位權展開，求和即可實現R進制轉換為十進制。（216）16=2×162+1×161+6×160=（534）10

（216）8=2×82+1×81+6×80=（142）10

（11001）2=1×24+1×23+1×20=（25）10§1.2.2

進位計數制及其轉換2、十進制轉換成R進制

十進制數轉換為R進制數

方法：基數連除、連乘法原理：將整數部分和小數部分分別進行轉換。

整數部分采用基數連除法，小數部分采用

基數連乘法，轉換后再合并。§1.2.2

進位計數制及其轉換

(44.375)10＝(101100

.010)2

整數部分采用基數連除法，除小數部分采用基數連乘法，乘基取基取余，先得到的余數為低位，后整，先得到的整數為高位，后得到得到的余數為高位。

的整數為低位。

§1.2.2

進位計數制及其轉換十進制轉換成二進制例：將十進制225.8125轉換成二進制數§1.2.2

進位計數制及其轉換（225.8125）D=（11100001.1101）B例：將十進制數轉換成8進制數（225.15）D=（341.11463）O§1.2.2

進位計數制及其轉換3、二進制、八進制、十六進制之間的轉換§1.2.2

進位計數制及其轉換§1.2.2

進位計數制及其轉換§1.2.2

進位計數制及其轉換§1.2.2

進位計數制及其轉換1、字符分類西文字符與中文字符2、編碼用一定位數的二進制數來表示十進制數碼、字母、符號等信息稱為編碼

（1）西文字符編碼

ASCII碼（美國信息交換標準交換代碼）：由0-9十個數符，52個大小寫英文字母，32個符號及34個計算機通用控制符組成，共128個元素，故用二進制編碼表示需用7位。

§1.2.3

字符的編碼要記住的幾個字符的編碼值：

a字符編碼為1100001，對應十進制為97，則b的編碼值為9