大学计算机基础知识.ppt
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大学计算机应用基础,教学模式：
课堂网络实践,学习建议：
学会归纳、总结和提炼；,学时安排：
课堂讲授上机（课内、课外）,注重动手能力，抵制网络诱惑,教学安排,考核标准,资格认定（作业、上机、出勤、提问、解答问题的情况）（20）网络操作、Powerpoint的使用（10%）水平测试（机试）（70）期末总成绩=资格认定+（网络操作、Powerpoint的使用）+水平测试,前言,大学计算机应用基础是高校是非计算机专业的计算机公共基础必修课，内容涉及计算机的基础知识、基本概念和基本操作技能。
是提高学生的综合学习能力和信息处理能力的必备课程。
本教材在教学内容的组织上注重计算机基本操作技能的学习及培养学者的计算机综合应用能力；,1.1计算机的发展与应用1.2计算机的组成及工作原理1.3微型计算机的构成及主要技术指标1.4计算机中信息的表示1.5汉字输入方法,计算机基础知识,计算机的发展与应用,计算机组成及工作原理,计算机硬件基本知识;微机系统计算机五大组成部分及功能;计算机的主要性能指标,计算机软件基本知识;系统软件、应用软件的概念,本章重点,1.1计算机的发展与应用,什么是计算机？
概括的说，计算机是一种处理信息的工具，它能自动、高速、精确的对信息进行存储、传输和加工处理。
计算机本质特征是存储控制，即将事先编好的“程序”（指令和数据）存入“存储器”中，然后计算机就可以按照程序步骤自动连续执行。
世界上第一台计算机，1946年，美国,ENIAC（爱尼亚克）,1.1.1计算机的发展,全机用了电子管18000个，继电器1500个，占地170平方米，重30吨，耗电150千瓦，每秒运算5000次加减运算，相当于手工的20万倍。
第一台电子计算机：
爱尼亚克（ENIAC）,英国的艾兰图灵,主要贡献：
一是建立了图灵机（TM）的理论模型，对数字计算机的一般结构、可实现性和局限性产生了意义深远的影响；二是提出了定义机器智能的图灵测试（TuringTest），奠定了“人工智能”的理论基础。
计算机发展中最杰出的代表人物,计算机发展中最杰出的代表人物,美国的冯诺依曼,在纯粹数学、应用数学、量子物理学、逻辑学、气象学、军事学、计算机理论及应用、对策论和经济学诸领域都有重要建树和贡献。
首先提出了在计算机内存储程序的概念，使用单一处理部件来完成计算、存储及通信工作，使具有“存储程序”的计算机成为现代计算机的重要标志。
计算机发展的4个阶段,
（1）第一代计算机是电子管计算机。
因而体积大，耗电多，运算速度慢，存储容量小，可靠性差，价格昂贵。
（2）第二代：
晶体管代替电子管做计算机的基本电子元器件。
另一个特点是存储器的革命，发明了磁芯存储器，这项技术大大缩小了存储器的体积。
（3）第三代：
中小规模集成电路计算机，该工艺可以在几平方毫米的单晶硅片上集成由十几个甚至上百个电子元器件组成的逻辑电路。
（4）第四代：
超大规模集成电路计算机。
在硅半导体上集成了一千十万个及以上电子元器件。
计算机的运算速度可以达到上千万次到十万亿次。
操作系统正式形成,计算机发展的个阶段,4,1.1.2计算机的特点,
（1）运算速度快；人们对时间的计量已发展到了毫秒、微秒、毫微秒，以我们人脑细胞传递信息的速度和计算能力，无论如何也是反应不过来的。
（2）计算精度高；计算机的精确度，从硬件角度讲，取决于它的字长，字长越长越精确。
目前通用的计算机有16位、32位、64位机等。
（3）具有很强的记忆功能；可以成为容纳全人类知识的“宝库”。
（4）自动化程度高；自动计算，是高速、精确的重要保证。
1.1.2计算机的特点,具有复杂的逻辑推理和判断功能。
它还可以代替人脑做一些逻辑推理和判断工作而且还具有模拟人脑智力的功能。
1.1.5.计算机的分类,根据用途及其使用范围，计算机可分为通用计算机与专用计算机。
通用计算机的特点是通用性强，具有很强的综合处理能力，能够解决各种类型的问题；专用计算机的功能单一，配备了解决特定问题的软、硬件，能够高速、可靠地解决特定的问题。
计算机的分类,根据计算机的运算速度、字长、存储容量、软件配置等多方面的综合性能指标，计算机可以分为：
巨型机大型机小型机微型机工作站服务器网络计算机等,1.1.3计算机的应用领域,计算机以其卓越的性能和强大的生命力，在科学技术、国民经济、社会生活等各个方面都得到了广泛的应用，并且取得了明显的社会效益和经济效益。
其应用范围已渗透到科研、生产、军事、教学、金融银行、交通运输、农业林业、地质勘探、气象预报、邮电通信等各行各业，并且深入到文化、娱乐和家庭生活等各个领域，其影响涉及社会生活的各个方面。
计算机的应用,
（1）科学运算也称为数值计算，主要是将计算机用于科学研究和工程技术中提出的数学问题的计算。
是计算机的传统应用领域，例如，气象预报、地震探测、导弹卫星轨迹的计算等。
计算机的应用,
（2）数据处理也称信息处理，是对大量非数值数据（文字、符号、声音、图像等）进行加工处理，例如，编辑、排版、分析、检索、统计、传输等。
广泛应用于办公自动化、情报检索、事务管理等。
近年来，利用计算机来综合处理文字、图形、图像、声音等的多媒体数据处理技术，已成为计算机最重要的发展方向。
目前数据处理已成为计算机应用的主流。
计算机的应用,（3）过程控制又称实时控制，指用计算机及时采集动态的监测数据，并按最佳值迅速地对控制对象进行自动控制或调节。
不仅可以大大提高控制的自动化水平，而且可以提高控制的及时性、准确性和可靠性。
主要应用于冶金、石油、化工、纺织、水电、机械、航天等工业领域，在军事、交通等领域也得到了广泛的应用。
计算机的应用,（4）计算机辅助系统包括计算机辅助设计、计算机辅助制造和计算机辅助教育等。
计算机辅助设计（CAD）：
是指用计算机帮助各类设计人员进行工程或产品设计。
例如，飞机、船舶、建筑、机械和大规模集成电路设计等。
计算机的应用,（5）人工智能（ArtificialIntelligence，AI）也称智能模拟，是将人脑进行演绎推理的思维过程、规则和采取的策略、技巧等编制成程序，在计算机中存储一些公理和规则，然后让计算机去自动进行求解。
主要应用在机器人、专家系统、模拟识别、智能检索等方面，此外还在自然语言处理、机器翻译、定理证明等方面得到应用。
计算机的应用,（6）电子商务是指通过计算机和网络进行的商务活动。
计算机网络的建成，使得金融业务率先实现自动化，电子货币改传统的货币交易方式为“电子贸易”，不仅方便快捷，且减少了现金的流通量，避免了货币交易的风险和麻烦。
以银行为例，自动化的实现可使银行每日处理上百万笔业务，交易价值达上百万美元。
1.2计算机的组成与工作原理,计算机系统的组成,1计算机系统的基本组成,一套完整的计算机系统由硬件系统和软件系统两大部分组成，两者不可分割。
如图1-4所示。
硬件：
是指计算机的各种看得见、摸得着的实实在在的装置，是计算机系统的物质基础。
软件：
是指所有应用计算机的技术，是看不见、摸不着的程序和数据，但用户能感到它的存在。
计算机系统的基本组成,计算机系统,图1-4计算机系统的组成,办公软件包、数据库管理系统、实时控制系统,1.2计算机的组成及工作原理,1.2.1计算机硬件系统的构成,1计算机硬件系统,计算机的硬件系统基本上沿袭冯诺依曼提出的传统框架，由运算器、控制器、存储器、输入设备和输出设备五大基本部件构成，如图1-6所示。
计算机的基本功能是接受计算机程序的控制来实现数据的输入、计算、输出等一系列操作。
计算机硬件系统的基本构成,图1-6计算机硬件系统的基本结构和工作过程,计算机硬件系统的基本构成,
（1）运算器主要用来对信息和数据进行各种处理，如各种算术和逻辑运算等，是计算机的核心部件。
构成部件：
由加法器和补码器构成。
指令的解释和执行部件，是计算机的心脏。
计算机硬件系统的基本构成,
（2）控制器能够控制中央处理器乃至整个计算机硬件系统的工作，是计算机的指挥中心。
构成部分：
主要包括指令寄存器、指令译码器、时序信号发生器、程序控制器等。
功能：
可以识别、分析并执行各种指令。
计算机硬件系统的基本构成,（3）存储器主要的功能是用来“记忆”，也就是用于存储各种信息和数据，它可以分为内存储器和外存储器。
内存储器：
又称主存储器、内存，它与CPU一起构成主机。
包括三种内存储器。
只读存储器ROM：
用户只能读取信息，不能更改随机存储器RAM：
可不断进行各种读写操作高速缓冲存储器Cache,存储器,外存储器：
也称辅助存储器、外存，是内存的延伸和拓展。
它存储容量大，通常容量为几十GB，可用来存储CPU暂时不会用到的信息和数据。
外存只与内存交换信息，而CPU则只和内存交换信息。
外存主要有磁盘存储器、光盘存储器、软盘存储器等。
计算机硬件系统的基本构成,（4）输入设备输入设备可以将各种外部信息和数据转换成计算机可以识别的电信号，从而使计算机能够接收。
常见的输入设备有键盘、鼠标等。
（5）输出设备输出设备可以将计算机内部处理后得出的电信号形式的信息传递出来，让人们能够接收，如显示器、打印机等。
1.2.2计算机软件系统的组成,操作系统是控制和管理计算机硬件、软件和数据等资源5大功能：
1.进程与处理器（CPU）管理2.作业管理3.存储管理4.设备管理5.文件管理单用户操作系统：
DOS多用户多任务：
windowsXP/2000/98网络操作系统：
Unix,netware,WindowsNT,Linux,1、系统软件,系统软件是管理、监控和维护计算机各种资源，并使其充分发挥作用，提高工作效率，方便用户的各种程序的集合。
1.操作系统（OS,OperatingSystem）,源程序：
由高级语言或汇编语言编写的程序。
目标程序：
由源程序翻译成的机器语言程序。
可执行程序：
由机器语言组成的程序。
（1）高级语言：
一种接近人类语言的计算机程序设计语言。
特点：
编程容易，程序设计能力较强，可移植性好，是目前广泛采用的一种编程语言，如BASIC、FORTRAN、C、FoxPro、VB、VC、VF、Java语言等。
编写的程序分为3类：
源程序、目标程序、可执行程序,包括汇编程序、编译程序、解释程序：
汇编程序：
将汇编语言源程序翻译成目标语言程序。
编译程序：
将源程序一次性翻译成目标语言程序。
如Fortran、Pascal、C。
解释程序：
对源程序逐条解释，解释一条，执行一条，直至执行完整个程序。
无目标程序生成。
如Basic.,将高级语言编写的源程序翻译成机器程序有两种方式：
编译和解释,
（2）语言处理程序,（3）数据库管理系统,（4）网络服务,应用软件是针对某一具体应用目的而编制的软件。
如：
财务软件、工资管理软件、文字处理软件、CAD软件以及各种游戏软件等。
分专用和通用型。
特点：
运行于操作系统之上，通过一些编程工具开发实现。
分类：
办公自动化软件、多媒体应用、辅助设计、企业应用、网络应用、安全防护、系统工具、娱乐休闲等。
2、应用软件,组成图,层次图,1.2计算机系统的组成,
（1）计算机系统,JohnvonNeumann冯诺依曼,计算机奠基人冯诺依曼,冯诺依曼结构：
硬件核心由五部分组成采用二进制和程序存储,存储程序工作原理计算机的两个基本能力：
一是能够存储程序，二是能够自动地执行程序。
计算机是利用“存储器”（内存）来存放所要执行的程序的，而称之为CPU的部件可以依次从存储器中取出程序中的每一条指令，并加以分析和执行，直至完成全部指令任务为止。
1.2.3计算机的工作原理,重点,1.2.3冯诺依曼计算机结构模型,取数,存数,地址,指令,操作命令,处理,结果,反馈信号,控制信号,请求信号,1,2,3,4,5,6,7,8,9,10,11,12,13,14,注意：
其中5-10是个重复的过程,执行各种算术运算和逻辑运算,存储程序和数据，根据命令提供程序和数据,对程序的每条指令进行分析、判断，发出各种控制信号，是有关设备实现协调各种的任务,1.2.3“存储程序”原理,核心内容：
（1）计算机硬件包括控制器、运算器、存储器、输入设备和输出设备5大部分。
（2）计算机的指令和数据都用二进制数表示。
（3）程序存放在存储器中，计算机自动执行程序中的指令。
1.2.3计算机指令系统,计算机能够直接识别并执行的指令为机器指令。
一台计算机可以识别许多机器指令，每一条指令都有不同的作用，计算机能够执行的全部指令集合称为指令系统。
1.2.3计算机指令系统,取指令：
CPU根据其内部的程序计数器的内容，从存储器中取出对应的指令，同时程序计数器增加一，使其为下一条指令的地址。
分析指令：
CPU分析所取出的指令，确定要进行的操作。
执行指令：
CPU根据指令的分析结果，向有关的部件发出相应的控制信号，相关的部件进行工作，完成指令规定的操作。
反复：
指令计数器加1，反复上述3个过程。
如果遇到转移指令，则将转移地址放入指令计数器；如果为结束指令，则结束。
指令执行过程,从外观看，一台微机由主机（包括内存）和外部设备（包括外存）组成。
在主机箱内有主板（包括CPU和内存、总线扩展槽）、外存、输入输出接口电路等，如下图所示：
1.3微型计算机的构成及主要技术指标,1.4.1CPU,正面,反面,中央处理器CPU（核心）：
运算器和控制器的总称。
它是计算机的中枢，其作用是从存储器取出指令，完成指定的操作运算。
2.主流产品：
Intel公司的酷睿系列,AMD公司的羿龙系列,工作频率时钟频率是衡量CPU运行速度的重要指标。
它是指时钟脉冲发生器输出周期性脉冲的频率。
在整个计算机系统中，它决定了系统的处理速度。
CPU主频通常以MH和GH为单位，MH指每秒执行百万条指令。
目前流行的CPU的主频均已达GH数量级,3.主要性能指标：
1.4.2存储器系统,计算机的存储器用来存放程序和数据，其容量的大小、存取数据速度的快慢将直接影响到微机系统的性能。
注意：
计算机运行时的程序和数据均放在RAM中，一旦掉电，其中的内容将全部丢失。
ROM：
不可写，断电后数据不丢失。
1、内存,外存储器之一：
硬盘存储器,2、外存,外存是一种长期保留数据的装置，属外部设备。
既是输入设备，又是输出设备，主要用于和内存储器交换信息。
有硬盘、软盘、光盘、U盘、移动硬盘。
CPU、内存、外存间的关系：
外存和内存的比较：
速度较内存慢、容量一般较内存大,外存储器之二：
光盘存储器,原理：
运用光盘盘面的凸凹不平，表示“0”和“1”的信息，光驱利用激光头产生激光扫描光盘盘面，读取“0”和“1”的信息。
特点：
记录密度高，存储容量大，数据保存时间长。
外存储器之三、四：
优盘与移动硬盘,U盘（优盘）,移动硬盘,特点：
容量大、速度快；兼容性好，即插即用；,特点：
防潮、耐高低温、抗震、防电磁波、容量大、携带方便等,1.4.3输入、输出设备,1、键盘（101键）由4个部分组成（主键盘区、功能键区、编辑键区、小键盘区）。
（1）功能键区：
F1F12，每一个功能键往往对应一串字符，不同软件中功能键的定义不相同。
字符键：
每按一次字符键，屏幕显示一个对应的字符。
控制键：
常用的控制键如下：
Enter键:
回车键。
Shift键:
上下档换档键。
CapsLock键：
大小写字母锁定键。
Space键：
空格键。
BackSpace键：
退格键。
Ctrl键：
控制键。
Esc键：
强行退出键。
Tab键：
标记键，制表键。
在Windows中按Ctrl+Space组合键，可以启动和关闭中文输入法，也可以用Ctrl+Shift或Alt+Shift在英文及各种输入法之间切换。
（2）主键盘区：
分为字符键和控制键两类。
（4）光标控制键区：
Insert键：
插入转换键。
Delete键：
删除光标所在处字符。
Home键：
把光标移到所在行的开始位置。
End键：
把光标移到所在行的末尾。
PageUP键：
显示上一页的内容。
PageDown键：
显示下一页的内容。
（3）小键盘区：
小键盘区的数字都有双重功能。
开机后“NumLock”指示灯亮，这时按每个数字键，均可显示数字。
当“NumLock”指示灯熄灭时，小键盘上的2，4，6，8等键变成了控制光标移动的键。
无线光电鼠标器,2.鼠标,主要用于视窗界面的操作环境中，通过在桌面上移动鼠标器带动光标移动来实现各种需要的操作。
鼠标分为机械式、光机式和光电式三种，对鼠标的操作有移动、单击、双击、拖曳等，这四种不同的操作可以实现不同的功能。
3.扫描仪,扫描仪是一种光机电一体化的输入设备，它可以将图形和文字转换成可由计算机处理的数字数据。
4.显示器,如同一台电视机，能及时显示计算机的提示信息和程序的运行结果，是向用户提供信息的重要设备。
CRT显示器,LCD显示器,
（1）显示器的分类：
CRT（阴极射线管）模拟显示方式，显示效果好，显示器CRT显示器价格低，使用寿命长，但是它外观尺寸较大，不便于移动办公，它主要用于台式微机。
LCD（液晶）采用数字显示方式，图象质量不如CRT。
LCD可以通过可视面积、可视角度、色彩、响应时间、亮度、对比度等指标来评判它的性能好坏。
LCD外面尺寸较小，适应于移动办公，它是今后微机显示器的发展方向。
5打印机,有打印机是将输出结果打印在纸张上的一种输出设备。
市场上常见的打印机大致分为喷墨打印机、激光打印机、针式打印机。
激光打印机,针式打印机,喷墨打印机,1.4.4总线与接口,总线是计算机中传送信息的一组导线，是整个微型计算机系统的“大动脉”，对微型计算机系统的功能和数据传送速度有极大的影响。
能够为多个部件共享的一组公共信息传输线路。
按照其功能及传输信息的种类可分为：
控制总线（CB）数据总线（DB）地址总线（AB）,1、总线,数据总线（DB）：
用来传送控制信息，一般是双向传输的，控制总线的位数根据系统的实际控制需要而定。
地址总线（AB）：
用来实现CPU、存储器和I/O设备之间的数据传送，具有双向功能，宽度一般与CPU字长相同,控制总线（CB）：
用来把地址信息传送到存储器和I/O接口，以便找到所需要的数据。
一般是单向的，宽度取决于系统可直接寻址的存储器容量。
主板外部接口是用来连接键盘、鼠标（串行接口）、音箱、麦克风、显示器、打印机（并行接口）、电话线等其它外部设备，实现数据交换的功能。
USB接口，通用串行总线接口标准。
2.I/O接口,1.4.5主板,三大芯片北桥芯片决定主板性能高低南桥芯片决定主板功能多少,主板是整个计算机内部结构的基础，不管是CPU、内存、显示卡，还是鼠标、键盘、声卡、网卡，都是靠主板来协调工作。
衡量主板性能的指标，主要是主板芯片组。
主板的性能不好，则其他一切插在它上面的部件的性能都不能充分发挥出来，所以如果把CPU看成是计算机的大脑，那么主板是计算机的身驱,南桥芯片,北桥芯片,1.6微型计算机的主要技术指标,字长：
计算机一次可并行处理的二进制数码的位数（分32位、64位等几种字长）,内存容量：
512MB/1GB/2GB/4GB/8GB/16GB等,运算速度（或时钟频率）单位时间内（S）执行多少条指令主频，即主时钟频率，通常以吉赫（GHz）为单位。
如：
Pentium4：
2.4GHZ频率越高，速度越快。
性能指标,重点,容量单位之间的数量关系：
存储容量越大，存储程序和数据量越大，处理能力越强,存储器的容量反映计算机记忆信息的能力。
它常以字节为单位，一个字节为八个二进制位，即1Byte=8bit。
存储器的容量一般都比较大，习惯上用表示。
内存容量,1KB=210B=1024B1MB=210KB=1024KB1GB=210MB=1024MB1TB=210GB=1024GB。
1.7计算机中信息的表示与存储,自然界的信息是丰富多彩的，有数值、文字、声音、图形、图像、视频等，但是计算机本质上只能处理二进制的“0”和“1”，因此必须将各种信息转换成为计算机能够接受和处理的二进制数据，这种转换往往由外部设备和计算机自动进行。
小结,计算机发展经历了哪几个阶段？
计算机系统的构成？
计算机的组成及工作原理？
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