計算機基礎知識計算機教研室計算機基礎知識學習目標了解計算機發(fā)展史、計算機特點、應用及分類，計算機軟件系統(tǒng)和數(shù)制了解計算機病毒和網絡安全相關知識計算機硬件系統(tǒng)和馮·諾依曼體系模型了解多媒體技術的基本概念和多媒體的組成重點和難點計算機硬件系統(tǒng)和軟件系統(tǒng)數(shù)制計算機硬件系統(tǒng)和馮·諾依曼體系模型1.1計算機發(fā)展與應用計算機發(fā)展史計算機發(fā)展可以追溯到古代中國。中國人創(chuàng)造了世界上第一和動計算工具——算盤。隨著技術發(fā)展，計算機由簡單機械發(fā)展到復雜機械，并逐漸向電子計算過渡。電子計算機區(qū)別于機械式計算機的最主要特點是使用了電子元器件作為其控制和存儲部件，依靠元器件完成計算。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個繼電器耗電150KW計算機發(fā)展史

電子恐龍的縮骨法——晶體管ENIAC劃時代的實驗裝置晶體管實質上是按顯微比例的真空管建造的。電子管的缺點：體積大；耗能高、散熱量大；晶體管的優(yōu)點：體積小；耗能低；性能穩(wěn)固；計算機發(fā)展史第一代（1946~1956）電子管5千~4萬（次/秒）第二代（1957~1964）晶體管幾十萬~百萬（次/秒）第三代（1965~1970）集成電路百萬~幾百萬（次/秒）第四代（1971~90年代）集成電路幾百萬~幾億（次/秒）1964年911機1966年112機計算機發(fā)展的幾個階段計算機發(fā)展史

計算機的商用化計算機的第一個商業(yè)顧客——烤面包賣茶點的利昂（lyons）ENIACEDSAC改進lyons參與部分投資進入社會，開啟辦公自動化理念Lyons復制EDSACLEO(LyonsElectronicOffice)LED充當會計師計算機發(fā)展史Altair8800計算機發(fā)展趨勢——微型化計算機不再是單一的計算機器，而是一種信息機器，一種個人的信息機器。計算機發(fā)展趨勢CRAY-Ⅱ計算機發(fā)展趨勢——巨型化運算速度可達每秒幾百億次運算的超級計算機1975年世界上第一臺超級計算機“Cray-I”超級計算機應用：天氣預報、地震機理研究、石油和地質勘探，衛(wèi)星圖像處理等大量科學計算的高科技領域。中國超級計算機：國防科技大學研制的“銀河1號”、“銀河2號”和“銀河3號”國家職能計算機中心推出的“曙光1000”和“曙光2000I”銀河Ⅱ計算機發(fā)展趨勢計算機發(fā)展趨勢——網絡化計算機網絡：計算機技術與通信技術結合的產物。計算機網絡的發(fā)展動力：使用遠程資源，共享程序、數(shù)據和信息資源，網絡用戶的通訊和合作。計算機發(fā)展趨勢計算機發(fā)展趨勢——智能化“總有一天，人類會造出一些舉止跟人一樣的‘沒有靈魂的機械’來”。

——笛卡爾（1637）人類第一個“工業(yè)機器人”：

一頭在紡織機上挑紗的“驢”（1742年）第一代機器人

機械手（1962年出現(xiàn)）第二代機器人

具有“感覺”的機器人第三代機器人

裝有啟發(fā)式計算機的“智能機器人”DeepblueGarryKasparov計算機發(fā)展趨勢計算機特點運算速度快（發(fā)展追求的主要目標）計算精度高（字長）具有存儲功能具有邏輯判斷功能計算機分類按性能分類微型機工作站小型機主機小巨型機巨型機計算機分類按原理分類數(shù)字計算機模擬式計算機混合式計算機計算機分類按用途分類通用計算機（最常見的PC機）專用計算機（專門應用某一領域）計算機應用領域科學計算（數(shù)值計算）信息處理（數(shù)據處理）過程控制計算機輔助工程（CAD、CAM、CAT、CAI等）人工智能網絡應用計算機應用領域按性能分類微型機工作站小型機主機小巨型機巨型機1.2計算機系統(tǒng)組成計算機系統(tǒng)由硬件系統(tǒng)和軟件系統(tǒng)兩大部分組成。一、硬件系統(tǒng)二、軟件系統(tǒng)硬件是組成計算機系統(tǒng)的物理部件軟件是計算機工作所需的程序、數(shù)據以及相關的各種文字資料等。相互配合，缺一不可總結硬件系統(tǒng)（從內部結構及功能上看）

輸入設備存儲器輸出設備CPU（中央處理器）：接收原始數(shù)據：輸出運算結果：存放數(shù)據運算器：進行算術與邏輯運算。控制器：協(xié)調各部分的工作。計算機系統(tǒng)軟件系統(tǒng)硬件系統(tǒng)輸入設備應用軟件存儲器輸出設備中央處理器系統(tǒng)軟件BIOS專用應用軟件通用應用軟件用戶自編程序操作系統(tǒng)程序設計語言系統(tǒng)……控制器運算器

1.2計算機硬件基本組成（外）存儲器（內）存儲器中央處理器（CPU）控制器輸入設備輸出設備數(shù)據流地址控制流運算器計算機工作原理硬件系統(tǒng)：顯示器音響鍵盤鼠標主機箱從外觀看JohnvonNeumann馮諾依曼1949EDSAC馮·諾依曼計算機存儲程序工作原理計算機的兩個基本能力：一是能夠存儲程序，二是能夠自動地執(zhí)行程序。計算機是利用“存儲器”（內存）來存放所要執(zhí)行的程序的，而稱之為CPU的部件可以依次從存儲器中取出程序中的每一條指令，并加以分析和執(zhí)行，直至完成全部指令任務為止。計算機工作原理計算機的工作原理運算（處理）存儲（記錄）控制（協(xié)調）計算機工作原理一、運算器也稱算術邏輯單元AL（ArithmeticLogicUnit）。它的功能就是算術運算和邏輯運算。算術運算就是指加、減、乘、除，而邏輯運算就是指“與”、“或”“非”、“比較”、“移位”等操作。在控制器的控制下，它對取自內存或內部寄存器的數(shù)據進行算術或邏輯運算。二、控制器

1、它的基本功能是指揮計算機的各組成部分協(xié)調地工作，保證信息處理任務能按預先規(guī)定的步驟有條不紊地進行。

2、計算機是在控制器的指揮下高速運轉的。

3、控制器可以向計算機的其它部分發(fā)出控制信號，控制信息處理的整個過程。同時，控制器還可接收其它部分送來的信號，然后根據信號調整對其它部分的控制。二、控制器

4、計算機系統(tǒng)運行過程中，控制器不斷地從存儲器中順序地取出指令，并對指令代碼進行翻譯，然后向計算機的各個部件發(fā)出操作控制信號，控制和指揮計算機各部件調整協(xié)調地工作。因此，控制器是計算機的指揮中心。三、存儲器用來存儲數(shù)據和程序的部件。對存儲器的操作有兩種方式。從存儲器中取出原來記錄的內容，并且不破壞存儲器中的內容，則稱對存儲器“讀”；用新的內容覆蓋存儲器中原來的內容，稱對存儲器“寫”存儲器（用于存儲信息）1、內存儲器：也叫主存儲器，由集成電路芯片組成，安裝在計算機的主板上。2、外存儲器：也叫輔助存儲器，簡稱外存。內存儲器隨機存取存儲器（RAM)只讀存儲器(ROM)

RAM中存儲的信息可以有使用者更改，關閉計算機電源時，其中存儲的信息將全部丟失。

ROM中存儲的信息是由生產廠家設定的，使用者可以使用其中的信息，但一般不能更改它們，計算機斷電后信息也不會丟失。返回

外存儲器用于存放長期保存的程序和數(shù)據等信息常用的外存有：硬盤存儲器光盤存儲器軟盤存儲器閃存盤存儲器硬盤驅動器和外觀

硬盤是計算機最重要的外部存儲器,。它被密封在硬盤驅動器內部，一般固定安裝在主機箱內。硬盤具有容量大、速度快的特點。常用的計算機軟件一般都存放在硬盤上。現(xiàn)在的硬盤容量一般以GB作為單位，硬盤的盤符常用“C：”、“D”等來表示光盤驅動器和外觀由光盤驅動器和盤頭組成。軟盤驅動器和外觀

軟盤體積較小，可以方便攜帶，但容量一般較小。常見的軟盤以3.5英寸，1.44MB為主，它不適合存儲數(shù)據量較大的多媒體信息。軟盤驅動器簡稱為軟驅，固定在計算機的主機箱上。計算機是通過軟驅來對軟盤中的數(shù)據進行讀寫操作。閃存盤存儲器和外觀閃存盤由集成電路芯片構成，目前比較常用，其容量有128MB、256MB、2GB或更大的。其特點是攜帶方便，容量比較大。1、概念：用于把外部的信息輸入計算機。四、輸入設備2、常見的輸入設備：掃描儀手寫板數(shù)碼相機3、輸入設備的功能：把用字母、數(shù)字、符號以及聲音、機械動作等其他形式表示的程序或數(shù)據轉換為計算機可以辨認的電信號，并把他們送入存儲器。五、輸出設備1、概念：用于將存放在內存中由計算機處理的結果轉化為人們所能接受的形式。2、常見的輸出設備：噴墨打印機激光打印機針式打印機

輸出設備的功能：

把以電信號形式表示的處理結果轉變?yōu)樽帜浮?shù)字、符號、聲音、圖像等各種人們能夠識別的形式，并展示出來。軟件系統(tǒng)

只有硬件的計算機叫做裸機，還不能用它做事情。配上各種軟件以后，才能稱之為計算機系統(tǒng)，才可以用來完成信息處理任務。為裸機裝配軟件的過程，是一個使計算機系統(tǒng)逐層升級的過程。目前常用的微型計算機，一般都是在裸機上安裝了BIOS軟件后，再安裝操作系統(tǒng)軟件以及應用軟件，從而形成的具有很強信息處理功能的系統(tǒng)。計算機系統(tǒng)的分層結構圖裸機BIOS系統(tǒng)軟件應用軟件軟件系統(tǒng)1、BIOSBIOS以為基本輸入輸出系統(tǒng)。這類軟件一般都由生產廠家把它們“固化”在計算機的ROM里。開機時，計算機首先運行BIOS，完成對系統(tǒng)硬件的初始化設置和檢測。如果發(fā)現(xiàn)硬件有問題，BIOS會把有關的問題反饋給用戶；如果沒有問題，啟動過程就繼續(xù)進行。BIOS相當于硬件與軟件之間的橋梁。裸機配上BIOS后就形成了比較初級的系統(tǒng)。這時，用鍵盤可以輸入自負，驅動器可以讀寫信息，顯示器可以顯示信息。在此基礎上，就可安裝系統(tǒng)軟件了。2、系統(tǒng)軟件系統(tǒng)軟件是計算機必須具備的，用以實現(xiàn)計算機系統(tǒng)的管理、控制、運行和維護等方面的操作。一般人們把操作系統(tǒng)、各種程序設計語言的解釋或編譯程序等看做系統(tǒng)軟件。種類：DOS、UNIX、Linux、Windows系統(tǒng)。系統(tǒng)軟件是計算機與用戶之間的橋梁。3、應用軟件種類：IE瀏覽器、Word、POwerpoint等都是應用軟件，各種管理軟件、輔助教學軟件、媒體播放軟件、游戲軟件等也是應用軟件。應用軟件是計算機系統(tǒng)與用戶之間的橋梁。計算機系統(tǒng)：裸機（硬件）：負責具體的運算和操作。BIOS

：負責為硬件與軟件建立聯(lián)系。系統(tǒng)軟件：負責完善系統(tǒng)的功能。應用軟件：面對的是具體的信息處理問題和需要解決實際問題的用戶。1.3計算機數(shù)制和編碼按進位原則進行計數(shù)稱為進位計數(shù)制，簡稱：“數(shù)制”。數(shù)制特點：逢基數(shù)進位計算機常用數(shù)制：二進制，八進制，十六進制。

計算機的語言——二進制十進制 R=10，可使用0,1,2,3,4,5,6,7,8,9二進制 R=2，可使用0,1八進制 R=8，可使用0,1,2,3,4,5,6,7十六進制 R=16，可使用0,……,9,A,B,C,D,E,F“逢R進一，借一當R”進制的概念計算機軟件概述二進制概念128瓦32瓦64瓦16瓦8瓦4瓦1瓦2瓦11111000我認識她已有1111年了。信息復制的精確性運算規(guī)則簡單（R(R+1)/2）電子線路制造計算機成為可能計算機軟件概述程序和指令指令是對計算機進行程序控制的最小單位。所有的指令的集合稱為計算機的指令系統(tǒng)。程序是為完成一項特定任務而用某種語言編寫的一組指令序列。機器指令格式操作碼操作數(shù)機器執(zhí)行什么操作執(zhí)行對象（具體數(shù)、存放位置）PC+1計算機軟件概述信息的存儲單位位（Bit）：度量數(shù)據的最小單位字節(jié)（Byte）：最常用的基本單位K字節(jié) 1K=1024byteM（兆）字節(jié) 1M=1024KG（京）

字節(jié) 1G=1024M

T（垓）字節(jié) 1T=1024Gb7b6b5b4b3b2b1b0100101