全国计算机等级考试一级教程电子课件-117页.pptx
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全国计算机等级考试一级教程,计算机基础及MSOffice应用（2019年版）,目录,第1章计算机基础知识,1.1计算机的发展,计算机前传之原始时代,计算机前传之机械时代,查尔斯.巴贝奇1832年设计的分析机,1812年差分机,计算机前传之巨人们,阿兰图灵,冯诺依曼,计算机前传之巨像机,所谓的图灵机就是指一个抽象的机器，它有一条无限长的纸带，纸带分成了一个一个的小方格，每个方格有不同的颜色。
有一个机器头在纸带上移来移去。
机器头有一组内部状态，还有一些固定的程序。
在每个时刻，机器头都要从当前纸带上读入一个方格信息，然后结合自己的内部状态查找程序表，根据程序输出信息到纸带方格上，并转换自己的内部状态，然后进行移动。
图灵机及图灵机原理,各代计算机比较,1958年研制出第一台电子计算机1964年研制出第二代晶体管计算机1971年研制出第三代集成电路计算机1977年研制出第一台微型计算机DJS0501983年研制出“深腾”18002019年“天河号”，国际TOP500组织17日公布了最新全球超级计算机500强排行榜榜单，中国国防科学技术大学研制的“天河二号”以每秒33.86千万亿次的浮点运算速度，成为全球最快的超级计算机。
我国计算机事业的发展,计算机的分类,ODBCCGIASPJSP,云存储云安全云物联云呼叫云教育云社交私有云,任务管理任务调度资源管理,模式识别专家系统智能搜索定理证明逻辑推理博奕信息感应,1.1.3计算科学研究与应用,1.1.4未来计算机的发展趋势,1.未来计算机的发展方向,2.未来新一代的计算机,1.1.5信息技术,1.信息技术的定义应用在信息加工和处理中的科学、技术与工程的训练方法和管理技巧；上述方面的技巧与应用；计算机及其责与人、机相互作用；与之相应的社会、经济和文化诸种事物。
信息：
一切可以用二进制数进行编码的东西,计算机科学的研究主要包括信息的采集、存储、处理和传输。
1.2信息的表示与存储,1.2.1数据与信息,现代计算机采用二进制（冯诺依曼原理），在研制IAS（EVDAC）时提出并采用，从而改变了计算机设计思路及计算机的发展史ENIAC是一台十进制计算机二进制的优点：
简单（运算规则和电路设计）通用性强节能稳定性高在计算机内部，所以数据均是以二进制数进行编码存储的。
1.2.2计算机中的数据,加法运算：
0+0=0;0+1=1;1+0=0；1+1=10逢二进一乘法运算：
0X0-0；0X1=0；1X0=0；1X1=1二进制数与逻辑运算对应关系用0对应逻辑假，1对应逻辑真，逻辑基本运算主要有与（AND）、或（OR）、非（NOT）：
逻辑与运算：
当且仅当真与真为真，其余均为假逻辑或运算：
当且仅当假或假为假，其余均为真逻辑非运算：
非真为假，非假为真,二进制数运算规则,各类数据在计算机中的转换过程,1.2.3计算机中数据的单位,1.进位计数制定义进位计数制是利用固定的数字符号和统一的规则来计数的方法要素三个基本要素基数（R）：
某数制可以使用的数码个数。
例如，十进制的基数是十；二进制的基数是二。
数位：
数码在一个数中所处的位置。
权：
权是基数的幂，表示数码在不同位置上的数值。
1.2.4进位计数制及其转换,常用的几种进位制表示,i值从零开始,！
任一R进制制数D可以表示成求和式,2.R进制转换为十进制,（D）R,将R进制数按展开求和即可得到相应的进制数表示,基本方法：
整除取余反序，以转换成二进制数为例，某十进制D连续整除以2，分别取各次得到的余数（0或1），直到余数为零时得到MSB为止，将得到余数序列倒排得到最终结果。
以（2019）D为例显示其转换过程,3.十进制转换成R进制（整数部分）,（2049）D=（100000000001）B,取最大权的方法：
从大到小抽取最大权如前例2049=2048+12048=211=（100000000000）B（2049）D=（100000000001）B+1100=64+32+4=26+25+22=（1000000）B+（100000）B+（100）B（100）D=（1100100）B,连续乘以R取进位，直到小数部分取完或到达精度要求，顺序。
十进制转换成R进制（小数部分）,并不是所有小数都能完全转换成R进制的。
将一个数在计算机内存储和表示形式统称为“机器数”。
在以下的示例中，我们将以数值数据在8位机中的表示和运算为例进行说明，对于其它字长的计算机，其处理方法完全类似。
为了区分正数和负数增加了符号位：
其值为0表示正数，1表示负数，具有符号位表示的数据称为有符号数，而不使用符号位则称为无符号数（非负数）有符号数根据编码方案又区分为原码，反码和补码。
对于非负数而言，原码，反码和补码形式都是一样的。
原码和反码零值有正零和负零两种，补码没有负零。
现在计算机中整数存储中基本采用补码，在计算机中加减法运算统一为加法。
数值在计算机中存储形式,N位二进制整数取值范围（以N=8为例）无符号数：
02n-1（0255）有符号数：
-2n-12n-1-1（-128127，补码形式）非整数有定点数和浮点数两种。
浮点数由阶码的尾数两部分组成，形式表示为：
=10其中，是尾数，前面的“”表示数符；是阶码，前面的“”表示阶符。
36,利用数的补码可以方便地进行运算。
7-9=7+（-9）的运算如下：
运算结果补码为：
11111110，符号位为1，即为负数。
已知负数的补码，要求其实际值，只要将数值位再求一次补就可得其原码：
10000010，再转换为十进制数，即为-2，运算结果正确。
所以现代计算机中运算单元只需要设加法器即可满足功能需求。
计算机中的字符（Character）是一个信息单位，包括西文字符（字母、数字符、各种符号）和中文字符，即包括所有不参与算术运算的数据。
在信息技术中，字符是可以用二进制数编码的，对应的数字本身仅作为字符的识别和处理的依据，而没有其它数学上的意义。
1.2.5字符的编码,西文字符的国际编码方案ASCII编码，ASCII编码有7位和8位两种方案，7位编码称为基本ASCII编码，8位编码称为扩展ASCII编码。
在微型计算机中普遍采用7位形式：
共收录27=128个字符：
其中非图形字符（控制符）34个；94个可显示的字符。
要记忆其排列的特征：
控制符；标点符号；数字09；标点符号；大写字母AZ；标点符号；小写字母az；标点符号；控制符（删除，最大编码）；数字符号和字母都是按序依次排列，大小写之间相关32。
基本ASCII编码存储时占一个字节，其最高位置为0。
1.西文字符的编码,ASCII码表,显示ASCII码表,汉字信息的处理过程,2.汉字的编码,汉字信息处理过程是将中文信息通过键盘以外码形式输入计算机；由中文操作系统中的输入处理程序把外码翻译成相应的交换码及内码（机内码的简称），并在计算机内部进行存储和处理；然后，再由输出处理程序查找字库，按中文内码需要显示的调用相应的字形码（又称字模），并送到输出设备进行显示和打印，如图所示。
共收录6763个汉字，682个其他符号。
每个字符用两个字节：
一级汉字：
3755个；二级汉字：
3008个。
为了兼容ASCII码，汉字9494的矩阵，即94个区和94个位，由区号和位号构成汉字的区位码将区位码中的区号和位号分别转换成十六进制数，并各加20H（避开ASCII中的控制码）就转换成了国标码为了进一步适应对更多汉字处理的需要，国家发布了GB18030,国标码GB2312-80,机内码是汉字在设备或信息处理系统内部最基本的存储-处理形式。
对应国标码，一个汉字的机内码也占两个字节，为了在计算机内部能够区分是一个汉字还是二个ASCII字符码，将国标码每个字节最高位设置为1（即加80H）。
汉字内码,三种编码之间关系：
国标码=区位码+2020H汉字机内码=汉字国标码+8080H=区位码+A0A0H,区位码国标码机内码中（3630）D（5650）H=（0101011001010000）B（1101011011010000）B=（D6D0）H华（2710）D（3B2A）H=（0011101100101010）B（1011101110101010）B=（BBAA）H,点阵字：
汉字字型码,矢量字：
存储的是描述汉字字形的轮廓特征,汉字地址码：
汉字库中汉字信息的逻辑地址其他汉字内码：
BIG5GBKUCSUnicode,汉字地址码和其他汉字内码,媒体（Media）就是人与人之间实现信息交流的中介，简单地说，就是信息的载体，也称为媒介。
多媒体就是多重媒体的意思，可以理解为直接作用于人感官的文字、图形、图像、动画、声音和视频等各种媒体的统称，即多种信息载体的表现形式和传递方式。
多媒体（Multimedia），在计算机系统中，组合两种或两种以上媒体的一种人机交互式信息交流和传播媒体。
使用的媒体包括文字、图片、照片、声音（包含音乐、语音旁白、特殊音效）、动画和影片，以及程序所提供的互动功能。
多媒体是超媒体（Hypermedia）系统中的一个子集，而超媒体系统是使用超链接（Hyperlink）构成的全球信息系统。
1.3多媒体技术简介,集成性能够对信息进行多通道统一获取、存储、组织与合成。
控制性多媒体技术是以计算机为中心，综合处理和控制多媒体信息，并按人的要求以多种媒体形式表现出来，同时作用于人的多种感官。
交互性交互性是多媒体应用有别于传统信息交流媒体的主要特点之一。
传统信息交流媒体只能单向地、被动地传播信息，而多媒体技术则可以实现人对信息的主动选择和控制。
非线性多媒体技术的非线性特点将改变人们传统循序性的读写模式。
以往人们读写方式大都采用章、节、页的框架，循序渐进地获取知识，而多媒体技术将借助超文本链接（HyperTextLink）的方法，把内容以一种更灵活、更具变化的方式呈现给读者。
实时性当用户给出操作命令时，相应的多媒体信息都能够得到实时控制。
互动性，它可以形成人与机器、人与人及机器间的互动，互相交流的操作环境及身临其境的场景，人们根据需要进行控制。
人机相互交流是多媒体最大的特点。
信息使用的方便性用户可以按照自己的需要、兴趣、任务要求、偏爱和认知特点来使用信息，任取图、文、声等信息表现形式。
信息结构的动态性“多媒体是一部永远读不完的书”，用户可以按照自己的目的和认知特征重新组织信息，增加、删除或修改节点，重新建立链接。
1.3.1多媒体的特征,数字化就是将许多复杂多变的信息转变为可以度量的数字、数据，再以这些数字、数据建立起适当的数字化模型，把它们转变为一系列二进制代码，引入计算机内部，进行统一处理，这就是数字化的基本过程。
1.3.2媒体的数字化,声音的数字化采用脉冲编码调制技术，主要过程有以下三步：
声音文件的格式,声音,图像,1.3.3多媒体数据的压缩,早在1949年，距离第一部商用计算机的出现还有好几年时，计算机先驱者冯诺伊曼（JohnVonNeumann）在他所提出的一篇论文复杂自动装置的理论及组织的进行中，就已把病毒程序的蓝图勾勒出来了，当时绝大部份的计算机专家都无法想像这种会自我繁殖的程序是可能的。
只有少数几个科学家默默地研究冯诺伊曼所提出的概念。
直到十年后，在美国电话电报公司（AT&T）的贝尔（Bell）实验室中，三个年轻的程序员道格拉斯麦基尔罗伊（H,DouglasMcIlroy）、维克多维索特斯克（VictorVysottsky）以及罗伯特.莫里斯（RobertT.Morris），当时三人年纪都只有二十多岁，常在工作后留在实验室里玩起他们自己创造的电子游戏，这种电子游戏叫做“核心大战（corewar）”计算机病毒的老祖宗。
附注：
RobertT.Morris就是后来写了一个Worm（蠕虫）病毒把Internet搞的天翻地覆的那个RobertT.MorrisJr.的爸爸，当时大Morris刚好是负责Arpanet（ARPA：
美国国防部高级战略研究所）网络安全。
1988年11月2日，美国六千多台计算机被病毒感染，造成Internet不能正常运行。
这是一次非常典型的计算机病毒入侵计算机网络的事件，迫使美国政府立即作出反应，国防部成立了计算机应急行动小组。
这次事件中遭受攻击的包括5个计算机中心和12个地区结点，连接着政府、大学、研究所和拥有政府合同的250,000台计算机。
这次病毒事件，计算机系统直接经济损失达9600万美元。
这个病毒程序设计者是罗伯特莫里斯（RobertT.Morris），当年23岁，是在康乃尔大学攻读学位的研究生。
1.4计算机病毒及其防治,定义：
编制或者在计算机中程序中插入的破坏计算机功能或者破坏数据，影响计算机使用并且能够自我复制的一组计算机指令或程序代码。
特征：
寄生性、破坏性、传染性、潜伏性、隐蔽性分类：
引导型病毒：
感染引导记录，先于系统文件获得控制权文件型病毒：
主要感染可执行文件，执行程序时才能进入内存混合型病毒：
兼有以上两种病毒特点宏病毒：
寄生在MSOFFICE文件中网络病毒：
通过因特网进行传播，是现代最主要病毒危害形式,1.4.1计算机病毒的特征和分类,计算机染毒的常见症状,一个计算机病毒发作的演示,计算机病毒的清除,计算机病毒的预防,知识体系：
计算机的产生原因和发展过程；计算机的应用；计算机的未来计算机和数据处理：
计算机中的数据（数值数据和非数值数据）信息和信息技术多媒体技术计算机病毒相关知识,1.5小结和复习,1.计算机的发展经历了哪几个阶段？
各阶段的主要特征是什么？
2.按综合性能指标，计算机一般分为哪几类？
3.试述当代计算机的主要应用。
4.计算机为什么采用二进制数？
5.计算机内如何区别汉字和ASCII字符？
6.综述计算机病毒的防范措施。
7.为你的课程学习制订一个学习计划。
思考题,1.如何将十进制数转换成R进制数？
2.为什么常将八进制和十六进制也说成二进制？
3.N位二进制整数，如果存储无符号数，最大值是多少？
4.十六进制FFFF相当于二进制数什么形式，为什么常常用来表示-1？
5.试将十进制数121转换成二进制、八进制和十六进制，你的方法有哪些，试试最简捷的方法是什么？
计算和解答,第二章计算机系统,硬件是计算机的物质基础，是构成计算机系统的物理实体，从逻辑上讲所有的计算机都是按冯诺依曼原理构造由运算器、控制器、存储器和输入/输出设备五大部件组成,2.1计算机的硬件系统,主要功能：
算术运算和逻辑运算，算逻部件ALU主要部件：
加法器（核心），若干寄存器主要性能：
字长，运算速度在计算机内部，所有运算可以归结为相加和位移累加器：
既保存本次运算暂存又参与下次的运算运算器的工作是在控制器指挥下进行的,2.1.1运算器,由程序计数器PC、指令寄存器IR、指令译码器ID、时序发生器和操作控制器等组成，它是发布命令的“决策机构”，即完成对整个计算机系统操作的协调与指挥。
微观上是产生机器指令以获得执行过程中所需要的全部控制信号控制器的主要功能：
控制机器从内存中取出一条指令，并指出下一条指令在内存中的位置；对指令进行译码或测试，并产生相应的操作控制信号，送往相应的部件，启动规定的动作；指挥并控制CPU、内存与输入/输出（I/O）设备之间数据流动的方向。
2.1.2控制器,中央处理器（CPU）结构,运算器和控制器合称为处理器，中央处理器，微处理器。
机器指令：
按一定格式构成的二进制代码串，用来描述计算机可以理解并执行的基本操作，计算机只能执行指令，并被指令所控制。
机器指令的格式：
指令的执行过程：
取指令分析指令生成控制信号执行指令重复,指令与指令的执行过程,操作码,源操作数,目的操作数,2.1.3存储器,存储器是存储程序和数据的部件，是计算机系统中的记忆设备，是计算机中各种信息存储和交流的中心。
可根据需要随时向存储器存取数据，其中，将信息存入存储器中称为“写”存储器；从存储器中取出信息称为“读”存储器。
存储器分内存（主存）和外存（辅存）。
其中内存存储当前正在执行的程序、数据和结果。
主存可以被CPU直接存取，外存是主存的后备，当需要的信息来自外存时，要将其调入内存。
存储器是由许多存储单元组成的，为使计算机能识别这些单元，给每个单元一个编号，称为“地址”，计算机就是根据地址来访问存储器的。
内存储器,数据不可变，只能读出，不能写入，关机后信息不丢失。
信息随时可变，既能读出，也可写入，关机后数据全部消失,高速缓冲存储器Cache,处理器,1.硬盘结构示意图2.硬盘参数容量：
磁头数X柱面数X扇区数X每扇区字节数（磁盘是按扇区进行读写的）接口：
ATA、SATA、SCSI转速3.其它外存储器光盘：
CD、DVD闪存盘：
USB1.1；UBS2.0；USB3.0,外存储器,存储体系结构,CPU内部,CPU外部,更小更快更贵,更大更慢更廉,键盘鼠标其他输入设备,2.1.4输入设备,显示器分类：
CRT；LCD性能指标：
分辨率；显存容量显卡：
连接显示器和主机接口卡打印机类型：
点阵式打印机；喷墨打印机；激光打印机,2.1.5输出设备,单屏显示所需的显存容量=图形分辨率X颜色精度/8（B）,2.1.6计算机的结构,直接连接：
IAS采用的模型,总线结构：
当今计算机模型,总线的分类和标准,总线标准：
ISA：
工业总线标准，16位，数据传输率达8MB/sEISA：
扩展工业标准总线，32位，数据传输率达32MB/sPCI：
32位，数据传输率达到133MB/sPCI-Express：
32/64位，目前最高数据传输率达32GB/sAGP：
加速图形接口，也是PCI的一种，数据传输率达2GB/sUSB：
通用串行总线，连接外部设备，最高速率达5.0Gb/s,软件系统：
为运行、管理和维护计算机而编制的各种程序、数据和文档的总称,2.2计算机软件系统,终端操作,应用开发人员,操作系统设计者,1.程序NiklausWirth：
程序=算法+数据结构算法：
解决问题的方法数据结构：
数据的组织形式2.程序设计语言：
用于书写计算机程序的语言机器语言：
直接使用二进制代码编写汇编语言：
使用助记符替代二进制代码高级语言：
最接近人类自然语言和数学语言，基本脱离硬件平台限制,2.2.1软件概念,机器语言程序：
计算机硬件直接执行汇编语言程序：
经过汇编和链接两个阶段转换成可执行程序高级语言程序：
经过编译和链接两个阶段转换成可执行程序（还有一种解释程序可以逐句执行高级语言代码）,代码的执行,源程序：
用汇编语言或高级语言代码书写的程序文本目标程序：
源程序经过相关程序（汇编或编译）转换成二进制代码程序可执行程序：
目标程序经过链接和定位最后形成二进制代码的程序,机器代码示例,;*;32bitmultiplicationroutine;multipliesDX:
AXxCX:
BX;returns64bitproductinDX:
AX:
CX:
BX;*PUSHSIPUSHDIMOVSI,DX;saveOP1HIinSIMOVDI,AX;saveOP1LOinDIMULBX;OP1L0xOP2LOPUSHAX;save1st（32bit）pp.onstackPUSHDX;MOVAX,SI;OP1HIinAXMULBX;OP1HIxOP2L0POPBX;add2nd（48bit）pp.topp1ADDAX,BXADCDX,0PUSHAXMOVBX,DX;pp1pp2inBX:
TOS:
TOS+2;,MOVAX,DI;OP1LOinAXMULCX;OP1LOxOP2HIPOPDI;add3rd（48bit）pp.topp1+pp2ADDDI,AXPUSHDIMOVDI,0ADCBX,DXADCDI,0;pp1+pp2+pp3inDI:
BX:
TOS:
TOS+2;MOVAX,SI;OP1HIinAXMULCX;OP1HIxOP2HIADDAX,BX;add4th（64bit）pp.topp1+pp2+pp3ADCDX,DIPOPCXPOPBX;finalproductinDX:
AX:
CX:
BX;POPDIPOPSIRETMUL32ENDP,一段32位数相乘的汇编代码段,一个计算圆周长和面积的C语言程序代码,2.2.2软件系统及其组成,软件系统,2.3.1操作系统是介于硬件和应用软件之间的一个系统软件，它直接运行于裸机上，是对计算机硬件的第一次扩充；操作系统管理计算机中的所有资源并控制各类软件运行；操作系统方便用户使用计算机，提高计算机使用效率；操作系统是人与计算机之间的惟一界面。
2.3操作系统,进程：
进程是程序的一次执行过程，是系统资源分配和处理器调度的一个单位；进程是有生命的。
进程和程序的关系：
程序是静态的，进程是动态的；一个进程对应一个程序，而一个程序可以对应多个进程；程序存储在外存储器中，进程活动在内存中。
进程和程序,右图中映像对应于程序，进程用PID来标识,线程是对进程的进一步细分，支持多线程的系统进一步把线程作为处理器调度的分派的单位，一个进程的诸线程可以共享同一进程的共有资源，同一进程的诸进程是并发执行的。
线程概念,并发：
在一个时间段内，共同存在的活动。
并行：
在同一时刻，共同存在的活动。
CPU的调度：
通常是以时间片为单位对CPU进行调度的，不同的进程/线程，根据不同的优先级，占用不同长度的时间片，当进程/线程活动用完当前所分派的时间片后，就退出CPU，等待下一次的调度。
计算机程序可分为内核态（或核心态）与用户态。
拥有内核态的程序可以占有所有计算机中所有资源，拥有高权限，关系到计算机系统的安全和稳定，如操作硬件等，系统程序通常运行内核态；普通程序运行在用户态，用户态程序只能通过访问（调用）内核态来实现自己的功能。
内核态和用户态,2.3.2操作系统的功能,手工操作（无操作系统）批处理系统联机批处理系统脱机批处理系统多道程序系统多道程序设计技术多道批处理系统,2.3.3操作系统的发展,分时系统实时系统通用操作系统操作系统的进一步发展个人计算机操作系统网络操作系统分布式操作系统,单用户系统：
任一时刻只能有一个用户登录系统进行操作批处理系统：
将用户作业成批输入系统等待系统运行完成分时系统：
允许多个用户同时登录系统，各自在终端前操作实时系统：
强调实时的用户交互，实效性特别强网络操作系统：
对网络的资源进行管理，提供用户方便使用网络资源的界面,2.3.4操作系统的种类,服务器操作系统Windows、Unix、Linux、NetWare个人机操作系统DOS、Windows、Linux、MacOs实时操作系统VxWorks、uC/OSII、eCos嵌入式操作系统Linux、PalmOS、Andrio、Windows系列,2.3.5典型的操作系统,以上举例实际上存在交叉操作系统的分类也是多种形式的,2.4Windows7操作系统,易用性全新的任务栏任务栏窗口动态缩略图自定义任务栏通知区域快速显示桌面硬件基本要求1GHz或更快的32位（x86）或64位（x64）处理器；1GB物理内存（32位）或2GB物理内存（64位）；16GB可用硬盘空间（32位）或32GB可用硬盘空间（64位）DirectX9图形设备（WDDM1.0以上驱动程序）屏幕垂直分辨率不低于768像素,2.4.1体验Windows7,桌面设计个性化桌面外观桌面背景桌面小工具,2.4.2操作和设置Windows7,2.资源管理器启动组成地址栏导航窗格检索栏收藏夹详细信息栏用户文件夹库检索文件,库是Windows7操作系统借鉴Ubuntu操作系统而推出的一个有效的文件管理模式。
Windows7引入库的概念并非传统意义上的用来存放用户文件的文件夹，它还具备了方便用户在计算机中快速查找到所需文件的作用。
在早期Windows时代，文件管理的主要形式是以用户的个人意愿，用文件夹的形式作为基础分类进行存放，然后再按照文件类型进行细化。
但随着文件数量和种类的增多，加上用户行为的不确定性，原有的文件管理方式往往
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