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计算机技术基础
第一章信息技术与计算机文化
1。
1 信息与信息技术
1。
1.1信息与数据
信息：
是在自然界、人类社会和人类思维活动中普遍存在的一切物质和事物的属性
数据:
是指存储在某种媒体上可以加以鉴别的符号和资料
举例说明什么是信息,什么是数据。
如学生的身高和给人的印象
信息与数据的关系:
数据是信息的具体表现形式，是信息的载体，而信息是对数据进行加工得到的结果，它可以影响到人们的行为、决策，或对客观事物的认知.
1.1。
2信息技术
1．概念：
信息技术是指人们获取、存储、传递、处理、开发和利用信息资源的相关技术。
2．现代信息处理技术的组成：
传感技术、计算机技术、通信技术、网络技术等
1。
1。
3信息社会
留给学生自己学习
1。
1。
4“计算机文化”的内涵
1.2 计算机技术概述
1。
2.1计算机的起源与发展
1．计算机的起源
1854 布尔 提出了符号逻辑的思想
1832巴贝奇提出通用数字计算机的基本设计思想,被称为“计算机之父”
图灵 计算机界的诺贝尔奖项-----图灵奖
1946年诞生美国宾夕法尼亚大学 名为ENIAC
2．计算机的发展
第一代：
电子管计算机，也叫真空管计算机，它的主要逻辑元件是电子管。
第二代：
晶体管计算机,它的主要逻辑元件是晶体管。
第三代：
中小规模集成电路计算机，它的主要逻辑元件是中小规模集成电路。
第四代:
大或超大规模集成电路计算机，逻辑元件是大或超大规模集成电路
新一代计算机：
量子计算机、分子计算机、生物计算机、和光计算机。
1。
2。
2计算机的特点及分类
1．计算机的特点：
运算速度快、存储容量大、通用性强、工作自动化、精确性高
2．计算机的分类
1）按处理对象分：
模拟计算机、数字计算机和混合计算机。
2）按用途分：
专用计算机和通用计算机.
3）按规模分：
巨型机、大中型计算机、小型计算机、微型计算机和工作站。
1.2.3计算机的应用
科学计算、信息管理、过程控制、计算机辅助系统（CAD、CAM、CBE、CAI）
人工智能（AI）、计算机网络与通信
1。
2.4计算机的发展趋势：
巨型化、微型化、网络化（Grid）、智能化
1.3 计算机中信息的表示
1.3.1数制及其转换
进位计数制：
是指用进位的方法进行计数的数制，简称进制。
数码：
一组用来表示某种数制的符号。
基数：
数制所使用的数码个数称为“基数”或“基”，常用“R”表示，称R进制。
位权:
指数码在不同位置上的权值。
1．常用的进位计数制。
十进制（DecimalSystem）：
由0、1、2、…9十个数码组成,基数为10，用D表示
二进制（BinarySystem）:
由0、1构成，基数为2,特点：
逢二进一，用B表示。
八进制（OctalSystem）：
由0、1、…8八个数码组成，基数为8，用O表示.
十六进制（HexadecimalSystem）：
由0、1、…9、A、B、C、D、E、F十六个数码组成，基数为16，用H表示。
2．数制的转换
1）R进制数转换为十进制数：
权位展开法：
2）十进制数转换为R进制数
整数部分:
除基数取余法
小数部分：
乘基数取整法.
3）二、八、十六进制数间的相互转换
3．二进制的运算规则：
算术运算规则、逻辑运算规则
1.3.2信息的编码
1。
计算机中的数据单位
1）位（bit）：
位，简记为b,也称为比特,是计算机存储数据的最小单位。
一个二进位只能表示0或1。
2）字节（Byte）
字节来自英文Byte,简记为B.规定1B=8bit。
字节是在存储信息的基本单位。
微机存储器是由一个个存储单元构成的，每个存储单元的大小就是一个字节。
其他度量单位：
KB,MB，GB和TB其换算关系:
1KB=210B，1MB=220B，1GB=230B，1TB=240B
3）字（Word）
计算机处理数据，CPU通过数据总线一次存取、加工和传送的数据称为字，计算机的运算部件能同时处理的二进制数据的位数称为字长。
一个字通常由一个字节或若干个字节组成.字长越长，速度越快，精度越高。
不同微处理字长是不同的，常见微处理的字长有8位、16位、32位和64位。
2．数值的表示:
BCD码：
常用8421BCD码。
3．文字信息的表示
1）字符编码
ASCII（AmericanStandardCodeforInformationInterchange）
用七位二进制表示一个字符，占用一个字节，规定最高位为O，可表示128个字符，其中包括数字、26个小写英文字母、26个大写英文字母，以及各种标点符号、运算符号和控制命令等.
注意:
同一个字母的不ASCII值，小写字母比大写字母大32。
2）汉字编码
所谓汉字编码,就是采用一种科学可行的办法，为每个汉字编一个唯一的代码，以便计算机辨认、接收和处理.
（1）汉字交换码
1980年颁布<信息交换用汉字编码字符集基本集>，即GB2312-80,简称国标码。
其中收录了6763个汉字及682个符号，共7445个字符。
（2）汉字机内码：
机内码是计算机内处理汉字信息时所用的汉字代码。
在汉字信息系统内部，对汉字信息的采集、传输、传输、存储、加工运算的各个处理过程都要用到机内码.机内码是真正的计算机内部用来存储和处理汉字信息的代码。
（3）汉字字形码
汉字字形码记录了汉字的外形，是汉字的输出形式。
记录汉字字形通常有两种方法：
点阵法和矢量法。
（4）汉字输入码：
汉字输入码根据编码规则可分为流水码、音码、形码和音形码。
1。
4节计算机系统
本节要求：
重点讲解计算机硬件系统的五大组成部分及各自的主要功能、软件的功能及分类。
1。
4。
1计算机硬件系统
一、计算机硬件系统
计算机硬件是指计算机系统中由电子、机械和光电元件等组成的各种计算机部件和计算机设备。
这些部件和设备依据计算机系统结构的要求构成一个有机整体，称为计算机硬件系统。
未配置任何软件的计算机叫裸机，它是计算机完成工作的物质基础。
1．输入设备：
输入设备的主要功能是把原始数据和处理这些数据的程序转换为计算机能够识别的二进制代码。
通过输入接口输入到计算机存储器中，供CPU调用和处理。
常用的输入设备有：
鼠标、键盘、扫描仪、数字化仪、数码摄像机。
条形码阅读器、数码相机、A/D转换器。
2．运算器：
运算器是计算机中执行数据处理指令的部件。
运算器负责对信息进行加工和运算，它的速度决定了计算机的运算速度。
1）运算器的功能：
运算器能进行算术运算和逻辑运算。
2）运算器的组成:
算术逻辑单元（ALU,ArithmeticLogicUnit）、寄存器和控制门
3．控制器：
控制器是整个计算机系统的控制中心，它指挥计算机各部分协调工作，保证计算机按照预先规定的目标和步骤有条不紊的进行操作和处理.
通常把控制器和运算器合称为中央处理器（CPU，CentralProcessingUnit）。
4.存储器：
存储器是计算机中用于存放程序和数据的部件，并能在计算机运行过程中高速、自动地完成程序或数据的存取。
1）存储器的分类：
内存（主存）和外存（辅存）内存是CPU可直接访问的存储器,是计算机的工作存储器，当前正在运行的程序与数据都必须放在内存中。
计算机工作时，所执行的指令及操作数都是从内存中取出的,处理的结果也放在内存中。
内存和CPU构成计算机的主机部分。
2）内存储器的分类:
ROM、RAM和CACHE
（1）只读存储器（ROM,ReadOnlyMemory）ROM中的数据或程序一般是在将ROM装入计算机前事先定好的.一般情况下，计算机工作过程中只能从ROM中读出事先存储的数据，而不能改写.ROM的容量较小，断电后其中数据和程序仍能长期保存。
（2）随机存储器（RAM，RandomAccessMemory）随机存储器的容量比ROM要大得多，CPU从RAM中既可以读出信息又可以写入信息，但断电后所存的信息就会丢失.
（3）高速缓存（Cache）随着CPU主频的不断提高，CPU对RAM的存取速度加快了，而RAM的响应速度相对较低，造成CPU等待，降低了处理速度，浪费了CPU的能力.为协调二者之间的速度差，就引入了Cache。
Cache分为一级和二级。
5．输出设备:
输出设备是指从计算机中输出信息的设备。
它的功能是将计算机处理的数据、计算结果等内部信息转换成人们习惯接受的形式，然后将其输出。
最常用的输出设备是显示器、打印机和音箱,还有绘图仪、各种数模转换器。
从信息的输入输出角度来说，磁盘驱动器和磁带机既可以看作输入设备，也可以看作输出设备。
1。
4.2计算机软件系统
1．存储程序工作原理
1）指令
指令是指示计算机执行某种操作的命令,它由一串二进制数码组成，这串二进制数码包括操作码和地址码两部分。
所有的指令的集合称为计算机指令系统。
目前常见的有复杂指令系统（CISC）和精简指令系统（RISC）.
2）程序
程序是由一系列的指令组成的,它是为解决某一问题而设计的一系列排列有序的指令的集合.
3）存储程序工作原理
计算机能够自动完成运算或处理过程的基础是存储程序工作原理，它的要点是：
为解决某个问题，需事先编制好程序，程序可以用高级语言编写，但最终需要转换为由机器指令组成，即程序是由一系列指令组成的。
将程序输入到计算机并存储在外存储器中，控制器将程序读入内存储器中（存储原理）并运行程序、控制器按地址顺序取出存放在内存储器中的指令（按地址顺序访问指令），然后分析指令，执行指令的功能，遇到程序中的转移指令时,则转移到转移地址，再按地址顺序访问指令（程序控制）.
2、计算机软件基础
1）软件
软件是指使计算机运行所需的程序、数据和相关的文档的总和。
数据是程序的处理对象，文档是与程序的研制、维护和使用有关的资料.
2）分类
计算机软件通常分为系统软件和应用软件。
系统软件，特别是操作系统是整个软件系统的核心.
应用软件是为解决某一问题而由用户或软件公司开发的.
3）系统软件
（1）操作系统
操作系统（OS）是一组对计算机资源进行控制与管理的系统化程序集合，它是用户和计算机硬件系统之间的借口，为用户和应用软件提供了访问和控制计算机硬件的桥梁。
操作系统是直接运行在裸机上的最基本的系统软件，任何其他软件必须在操作系统的支持下才能运行。
操作系统的管理功能包括:
处理器管理、存储器管理、设备管理、文件管理和作业管理。
操作系统按其管理用户的数量和管理的作业数分可以分为：
单用户单任务操作系统（dos）、单用户多任务 操作系统（win9x系列）、多用户多任务操作系统（winnt、Linux、Unix）。
（2）语言处理程序
（3）系统支撑和服务程序
（4）数据库管理系统
3．程序设计语言
一个计算机程序主要描述两个部分内容：
描述问题的每个对象和对象之间的关系，以及描述对这些对象进行处理的处理规则.
通常可以认为“程序=算法+数据结构"
1）程序设计的基础
（1）算法
算法有几个性质:
有穷性、确定性、可行性和输入/输出。
（2）数据结构
数据结构是从问题中抽象出来的数据之间的关系，它代表信息的一种组织方式，用来反映一个数据的内部结构。
2）程序设计语言
程序设计语言是用户编写应用程序使用的语言，是人与计算机之间交换信息的工具。
（1）机器语言
它是计算机系统唯一能够识别、不需要翻译直接供机器使用的程序设计语言，所以机器语言也是执行速度最快的程序设计语言.
（2）汇编语言
汇编语言是机器语言的“符号化”，由于汇编语言与特定的计算机结构及其指令系统密切相关，因此汇编语言的可移植性很差.
机器语言和汇编语言一般都称为低级语言。
（3）高级语言
高级语言编写的程序是由一系列的语句（或函数）组成的。
高级语言有两类，分别是解释型和编译型
1.5 微型计算机系统
本节要求：
重点讲解微机的主要性能指标，对于微机常见硬件略讲。
1.5。
1微型计算机分类
1）单片机：
将微处理器（CPU）、一定容量的存储器及I/O接口电路等集成在一个芯片上,就构成了单片机。
2）单板机：
将微处器、存储器、I/O接口电路安装在一块印刷电路板上，就成为单板机。
3）PC（PersonalComputer，个人计算机）：
供单个用户使用的微机一般称为PC机，是目前使用最多的一种微机。
4）便携式微机:
便携式微机大体包括笔记本计算机和个人数字助理（PDA）等.便携式微机将主机和主要的外部设备集成为一个整体,可以用电池直接供电.
1。
5。
2微机的主要性能指标
1．主频
主频即时钟频率，是指计算机CPU在单位时间内发出的脉冲数，它在很大程度上决定了计算机的运算速度，主频的单位是赫兹（Hz）
2．字长
字长是指计算机的运算部件能同时处理的二进制数据的位数,它与计算机的功能和用途有很大的关系。
字长越长，计算机处理信息的效率就越高,计算机内部所存储的数值精度就越高,计算机所能识别的指令个数就越多，功能就越强。
3．内核
随着社会对CPU处理效率的要求的提高,尤其是对多任务处理速度的要求的提高，Intel和AMD分别推出了双核心处理器。
所谓双核处理器简单地说就是在一块又CPU基板上集成了两个处理核心,并通过并行总线将各处理器核心连接起来。
4．内存容量
内存容量是指内存储器中能存储信息的总字节数。
一般来说，内存容量越大，计算机的处理速度越快。
5．运算速度
运算速度是项综合性指标、其单位是MIPS（MillionInstructionsPerSecond，每秒106条指令）和BIPS（BillionInstructionsPerSecond，每秒109条指令）.影响计算机运算速度的的因素很多，一般来说，主频越高,运算速度越快;字长越长,运算速度越快；内存容量越大，运算速度越快；存取周期越小，运算速度越快。
性能/价格比也是一项综合性评价计算机性能的指标。
1.5.3常见微型计算机的硬件设备
1．微处理器
微型计算机的CPU也称为微处理器，是将运算器、控制器、高速内部缓存集成在一起的大规模集成电路芯片，是计算机的核心部件.
计算机系统中，微处理器的发展速度最快，目前生产厂家有Intel公司、IBM公司、AMD公司和我国台湾的威盛公司等，近几年来我国研制的龙芯系列微处理器已经初步形成了规模。
2．存储器
1）内存
微机中的内存一般指随机存储器（RAM）.目前常用的有两种:
SDRAM（SynchronousDRAM）：
同步动态随机存储器,带宽64bit。
DDRSDRAM（DoubleDateRateSDDRAM）：
双倍数据传输速率同步动态随机存储器，简称为DDR.理论上具有双倍于SDRAM的带宽，是内存采用的主要标准。
2）外存
外存的特点是:
容量大、可靠性较高、价格低，在断电后可以永久保存信息。
微机中外存（按存储介质）分：
软盘、硬盘、闪存（FlashMemory）、光盘存储器
3．微机常见总线标准
总线（Bus）：
是各功能部件之间传送信息的公共通信干线.
是由导线组成的传输线束。
微机中的总线是一般分为数据总线、地址总线和控制总线,分别用来传输数据、数据地址及控制信号.现在配备较多的总线有:
PCI总线、AGP总线、USB总线、IEEE1394总线
4．主板
主板是微型计算机系统中最大的一块电路板,有时又称为母板或系统板。
是一块带有插口的大型印刷电路板（PCB），集成有电源接口、控制信号传输线路（控制总线）、数据总线以及相关控制芯片等。
它将主机的CPU芯片、存储器芯片、控制芯片、ROMBIOS芯片等各个部分有机地接合起来，还连接着软驱、硬盘、键盘、鼠标的I/O接口插座及供插入接口卡的I/O扩展槽等组件。
5．输入设备
输入设备是计算机系统与外界进行信息交流的工具。
输入设备是将原始信息转化为计算机能接受的二进制数，以便计算机能够处理的设备.
常见的输入设备:
鼠标、键盘、数码相机、数码摄像机、条形码阅读器等
6．输出设备
输出设备是将计算机内部信息以人们易于接受的形式传送出来的设备.常用的输出设备有显示器、打印机、绘图仪和音箱等。
1）显示系统:
是微型机最基本的，也是必备的输出设备，它包括显示器和显示适配器.显示器的种类很多,按所采用的显示器件分类，有阴极射线管（CRT）和液晶显示器（LCD）、等离子显示器.
2）打印机:
打印机是微机系统中常用的输出设备之一,是可选件.根据打印机的工作原理，可将打印机分为点阵式打印机、喷墨打印机和激光打印机。
3）声音系统
2.1操作系统概述
2。
1.1操作系统的概念
操作系统是管理软硬件资源,控制程序执行，改善人机界面，合理组织计算机工作流程和为用户使用计算机提供良好运行环境的一种系统软件.
从用户角度来看，操作系统是用户和计算机硬件之间的桥梁。
2.1.2操作系统的发展
微机上早期运行的是MS—DOS，具有字符型用户界面，采用命令方式进行操作和管理
1995年8月推出采用图形化界面的操作系统-———Windows95
后又相继推出Windows98、WindowsNT、Windows2000、WindowsXP等系统
2.1。
3操作系统的主要特性
并发性、共享性、异步性
2。
1.4操作系统的基本功能
处理机管理、存储管理、设备管理、文件管理、网络与通信管理、用户接口
2.1.5操作系统的分类
批处理操作系统、分时操作系统、实时操作系统、嵌入式操作系统、个人计算机操作系统、网络操作系统、分布式操作系统
2。
2WindowsXP基础
2.2。
1 WindowsXP概述
1.WindowsXP的版本
WindowsXP最初发行了两个版本,家庭版（Home）和专业版（Professional）.后来又相继发行了媒体中心版（MediaCenterEdition）和平板电脑版（TabletPCEdition）等等.
家庭版相比专业版在功能上有一定的缩水，主要表现在：
（1）没有组策略功能;
（2）只支持1个CPU和1个显示器（专业版支持2个CPU和9个显示器）；
（3）没有远程桌面功能；
（4）没有EFS文件加密功能;
（5）没有IIS服务；
（6）不能归为域；
（7）没有连接Netware服务器的功能.
2.WindowsXP的主要新特性
3.WindowsXP需要的基本环境
推荐计算机使用时钟频率为300MHz或更高的处理器；推荐使用128MBRAM或更高1。
5GB可用硬盘空间；SuperVGA（800×600）或分辨率更高的视频适配器和监视器；CD—ROM或DVD驱动器；键盘和Microsoft鼠标或兼容的指针设备。
2。
2。
2文件系统
文件系统是指文件命名、存储和组织的总体结构.MS-DOS和旧版本的Windows使用专门的FAT16文件系统，Windows98同时支持FAT16、FAT32两种文件系统，WindowsNT支持FAT16、NTFS两种文件系，Windows2000和WindowsXP则支持FAT16、FAT32、NTFS三种文件系统。
1． 基本文件系统（FAT16）：
主要优点是它可以被多种操作系统访问,不过,FAT文件系统不支持长文件名，它受到8。
3规则的限制（即:
文件主名最多8个字符，扩展名最多3个字符），同时FAT文件系统也无法支持系统高级容错特性，不具有内部安全特性等
2． 增强的文件系统（FAT32）：
与FAT16相比,FAT32文件系统提供了较大的分区和较小的簇。
注意：
FAT16不支持大于2GB的分区;FAT32不支持小于512MB的分区。
3． 高性能文件系统（HPFS）：
HPFS同样支持长文件名,还比FAT文件系统有更强的纠错能力。
WindowsNT也支持HPFS，使得从OS/2到WindowsNT的过渡更为容易。
4． NTFS文件系统：
NTFS是专用于WindowsNT/2000/XP操作系统的高级文件系统，它支持文件系统故障恢复，尤其是大存储媒体、长文件名和POSIX子系统.NTFS文件系统具有安全性、容错性、稳定性、向下的可兼容性、动态分区功能。
5． ext2文件系统：
ext2文件系统是Linux所使用的文件系统，它设计了崩溃恢复机制，ext2文件系统在处理过大的文件时显得不是很有效率，无法处理超过2GB大小的文件，这对服务器用户和使用磁盘阵列技术的用户来说就显得力不从心了。
2.2。
3 WindowsXP的基本操作
1．WindowsXP的启动
2．关闭计算机
3．鼠标的基本操作
4．窗口和菜单的操作:
边框、标题栏、菜单栏、工具栏、状态栏、文档视图、滚动条
5．对话框的操作：
模式对话框、非模式对话框、控件、公用对话框
6．帮助系统：
借助“搜索”、“索引"或目录表，可以访问详尽的联机帮助。
7．剪贴板:
是Windows操作系统在内存开辟的一块动态区域，用来提供一个数据暂存和共享的空间。
注意区分：
PrintScreen与Alt+PrintScreen键。
按PrintScreen键是将整个画面截图
按Alt+PrintScreen键是截一个窗口内的图（即当前激活状态的窗口截图）
2.3WindowsXP的桌面
2.3。
1桌面上的主要元素
1。
图标（Icon）：
是Windows中的一个小的图像.有的代表应用程序，有的代表打印机,有的代表快捷方式。
2．“开始”按钮:
WindowsXP的“开始”菜单有两种形式，一种是XP默认的分类显示“开始"菜单，一种是经典“开始"菜单。
3。
快捷按钮:
单击快捷按钮就可以启动相应的应用程序。
4。
快捷方式:
是一个扩展名为.lnk的文件，一般与一个应用程序或文档关联.
2.3.2WindowsXP桌面的基本设置
2.3.3设置任务栏和“开始”菜单
打开“开始”菜单，指向“设置",单击“任务栏和开始菜单”，将打开“任务栏和开始菜单属性”对话框。
2。
3.4设置快捷方式
快捷方式是到计算机或网络上任何可访问的项目（如程序、文件、文件夹、磁盘驱动器、Web页、打印机或者另一台计算机）的连接,可以将快捷方式放置在任何位置。
（1）在桌面上放置快捷方式
（2）在文件夹中创建快捷方式
（3）在“开始"菜单或子菜单中添加快捷方式
2。
4WindowsXP的资源管理器
2。
4。
1 文件和文件夹的概念
所谓文件（File）,是指存放在外存储器上的一组相关信息的集合。
值得注意的是，文件名是操作系统中区分不同文件的惟一标志，也就是说不允许文件重名.
文件的命名：
DOS中，采用8.3的规则，windows中组成文件名的字符个数最多可达255个,可以是英文字母（不区分大小写）、数字、汉字和一些特殊符号，且可以包括空格和英文句号。
但在文件名中不允许使用/、\、*、？
、〈、>、｜等符号。
文件名中最右边的句号后的字符组成文件的扩展名。
随着计算机硬件技术的发展，存放到磁盘中的文件的数量越来越多,为了便于管理引入了目录（Directory）的概念。
目录是一种层次化的逻辑结构，用来实现对文件的组织和管理。
Windows中扩展了目录的概念引入了文件夹（Folder
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