计算机基础知识1
第1章计算机基础知识
第1 章计算机基础知识1．1 思考题1．计算机的定义与特点是什么？计算机自1946 年诞生以来，哪几件事情对它的普及影响最大？为什么？【答】计算机的定义：现代计算机通常指电子计算机，这是一种能够存储程序和数据、自动执行程序，快速而高效地完成对各种数字化信息处理的电子设备。
它能部分地代替人的脑力劳动，因此也俗称为电脑。
计算机的特点：运行速度快，计算精确度高，可靠性好，记忆和逻辑判断能力强，存储容量大而且不易损失，具有多媒体以及网络功能等。
计算机自1946 年诞生以来，以下几个方面的发展对它的普及影响最大：（1）组成计算机的主要电子器件，由电子管到中小规模、大规模和超大规模集成电路的变化，使得计算机的成本不断下降，体积不断缩小，功能不断增强，特别是微型计算机的出现，使得计算机广泛普及进而走进寻常百姓家成为可能。
（2）多媒体技术的快速发展，使得多媒体计算机成为学习、办公和家庭电脑的主流。
（3）网络技术特别是1995 年以后网络技术的迅速发展，并进入普通家庭，使计算机的发展进入了网络、微机、多媒体时代，或简称为进入了计算机网络时代，更进一步推动了计算机的普及。
2．什么是计算机的主要应用领域？试分别举例说明。
【答】计算机的主要应用领域有科学计算（也称数值运算）、数据处理（也信息处理）、自动控制（也称是实时控制或过程控制）、人工智能、网络应用、计算机模拟、计算机辅助设计、计算机辅助制造、计算机辅助教育等。
计算机的应用实例随处可见，读者可自行列举生活、工作中的许多例子。
3．计算机的主要类型有哪些？自从1975 年到现在的这些年中，PC 发生了哪些巨大的变化试用几句话概括这些变化的特点。
【答】计算机的主要类型有巨型机、大型主机（也称大型机）、小巨型机、小型机、工作站和微型机 6 类。
20 世纪70 年代中期出现的苹果机和20 世纪80 年代初期出现的IBM PC，均属卫星计算机（简称微型机或微机）。
IBM PC 及其兼容机又简称为PC。
第1章计算机基础知识
计算机硬件的发展
电子计算机按其性能分类：
巨型计算机 大型计算机 中型计算机 小型计算机 微型计算机
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微型计算机是第四代计算机的典型代表
微型计算机的发展
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发展到以大规模集成电路为主要部件的第四代， 产生了微型计算机 以大规模、超大规模集成电路为主要部件，以 集成了计算机主要部件——控制器和运算器的 微处理器为核心所构造出的计算机系统 微处理器(Microprocessor)/微型计算机 (Microcomputer) 1971年，Intel公司设计了世界上第一个微处 理器芯片Intel4004，开创了一个全新的计算机 时代
同余的概念
同余的性质：
a+M=a(mod M)； a+nM=a(mod M)； 例：以12为模，-4+12=-4 (mod 12) 8= -4 (mod 12) 我们称8与-4对模12来说互为补数。
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小结：
通过补数，将负数变成正数(减法变成加法) 计算机字长为n时，其模为2n (1 00······00) 计算机的序数是从0开始的，故2n在n位系统中是无 法表示的，它的表示形式与0的表示形式是一样的。
原码
数0的原码有两种不同形式:
[+0]原=00000000B [-0]原=10000000B
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原码范围：
-127~127 11111111~01111111(0FFH~7FH)
例：8位原码机器数：
真值：x1＝ 84 = +1010100B x2 ＝－84＝－ 1010100B 机器数：[x1]原 = 01010100 [x2]原 = 11010100
符号位 数值位
机器数及真值
当一个数据用16位表示时，用最高位 D15表示符号
第1章 计算机基础知识
1.1.3 计算机的分类
1、按规模和综合性能指标分类 1) 巨型机：运算速度快，可达到数百亿次/秒。处理能力最强：航天、
气象等尖端领域。我国的“银河”、“神威”和“曙光” 等
2)大型机：运算速度在100万～几千万次/秒，大型、通用、速度较快、
1.2.1 计算机的基本结构
1．冯·诺依曼型计算机的基本结构 1945年美籍匈牙利科学家冯·诺依曼(Von Neumann)提
出了一个“存储程序”的计算机方案。这个方案包含3个 要点：
⑴采用二进制数的形式表示数据和指令。
⑵将指令和数据存放在存储器中。
⑶计算机硬件由控制器、运算器、存储器、输入设备和输 出设备5大部分组成。
随机存储器 （RAM）
计
内存储器 （内存）
算 机
外存储器（外存）
只读存储器 （ROM） 软盘
硬盘
系
光盘
统
键盘
外设
结
输入
图
显示器、投影机
输出设备（Output）
打印机
微机计算机系统
操作系统
绘图仪
语言处理程序
数据库管理系统
网络通信管理程序
系统软件 应用软件 软件系统
应用软件包 用户程序
几种类型的CPU（奔腾4、赛扬D、AMD）
Pentium 4 506+ 2.66G 接口类型：LGA 775
CPU主频：2.66 针脚数（Pin）：775
CPU外频： 制作工艺：0.09微米 二级缓存容量：1M CPU类型：台式机
64位技术：支持
Celeron D 346 3.06G 接口类型：LGA 775
1 计算机基础知识
一、计算机基础知识大纲要求：1.计算机的发展、特点、分类及应用领域；2.数制的概念，二、八、十及十六进制的表示及相互转换；3.计算机的数与编码，计算机中数的表示，字符、汉字的编码；4.计算机中信息的存储单位：位、字节、字、字长的概念；5.汉字常用的输入方法（熟练一种）；了解汉字输入码（外码）、内码、字库的概念。
大纲知识点：（一）计算机的发展、特点、分类及应用领域；1．计算机的发展史【熟记】第一台计算机的名称、诞生时间和地点；各代计算机的元器件。
1946年美国宾夕法尼亚大学研制成功了世界上第一台计算机ENIAC（电子数字积分计算机），ENIAC的诞生标志着电子计算机时代的到来。
通常根据计算机采用电子元件的不同将计算机划分为电子管、晶体管、集成电路和超大规模集成电路4个阶段，分别称为第一代至第四代计算机。
2. 计算机的特点【熟记】计算机的特点1）运算速度快运行速度：每秒所能执行的指令条数。
单位：MIPS（百万条指令/秒），Million Instructions Per Second主频：2GHz的Pentium 4 运行速度为40亿次/秒，即4000MIPS。
一般来说主频越高，运算速度就越快。
2）计算精度高计算机的计算精度一般用字长来表示。
字长：指的是CPU一次能并行处理的二进制位数，一般有8位、16位、32位、64 位等。
字长总是8的整数倍。
通常PC机的字长为16位（早期），32位，64 位。
3）存储能力强不仅可以把原始数据、中间结果、运算指令等信息存储，还可以存储指挥计算机工作的程序，同时还可以保存大量的文字、图片、声音等信息资料。
硬盘：1956年9月IBM公司制造的世界上第一台磁盘存储系统只有区区的5MB 。
40GB、80GB、160GB、 320GB、1TB=1024GB4）具有逻辑判断能力计算机不仅能进行算术运算，同时也能进行各种逻辑运算，具有逻辑判断能力。
计算机的逻辑判断能力是计算机智能化必备的基本条件。
第一节 计算机基础知识
计算过程在程序控制下自动执行，中间无需人工干预，
每秒可做5000个加法，或500次乘法，或50次除法，工
作一小时完成的计算量相当于100个人用手摇计算机计
算两个月。"埃尼克''被认为是电子计算机的始祖，它开
创了电子计算机的历史。
3
4
▪ 2.计算机的发展
1.1.2 微型计算机的发展 概况
▪1．第一代（1971~1973年）4位型计算机 ▪2．第二代（1974~1978年）8位型计算机 ▪3．第三代（1979~1985年）16位型计算机 ▪4．第四代（1986~1992年）32位型计算机 ▪5．第五代（1993~今）64位型计算机 ▪位：指的是机器的字长，字长越长，其精度 越高。
已达几十亿次。
▪ 我国"银河"计算机
每秒达几亿次。
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▪ 2 .计算精度高
▪ 一般电子计算机可以有十几位有效数字，有的在百位以上甚至更 高。
▪ 3.有较强的记忆能力
▪ 计算机能自动记忆住进入计算机的数据和程序，记忆的数据可以 达到几千万甚至几亿个。
▪ 4. 具有逻辑判断能力，自动化程度高
▪ 计算机并无自己的意志，它不能自己启动，不会自己寻求问题和 制定求解问题的方案，计算机必须接受人的指令。但是，一旦人 们把求解问题的一串指令输入机器启动后，计算机就能按照程序 自动地进行工作直到完成为止，工作过程中一般不需要的人工干 预。它不但能顺序地逐个执行指令，也能按照程序的规定通过逻 辑判断选定下一步要执行的指令，还可按照程序的规定使某些指 令反复执行若干遍。
大家好
1
第一章 计算机基础知识
2
第一章 计算机基础 1.1计算机概述
第一章计算机基础知识
十进制小数0.8125转换为二进制小数。
0.8125 0.625 0.25 0.5
Х 2 Х 2 Х 2 Х2
1.6250 1.250 0.50 1.0
取整数部分： 1 b-1
1
0
1
b-2
b-3
b-4
小数部分可得： （0.8125）10=（0.1101）2 因此：69.8125D=100010.1101B
§2 计算机中信息的表示与存储
二、数制的转换 十→二 A
例1、3 把十进制数69.8125转换为二进制数
2 69
余数
对
2 34
整 数
2 17
69
28
转
24
1……b0 0……b1 1……b2 0……b3
换
22
0……b4
21
0……b5
0
1……b6
整数部分： （69）10=（1000101）2
§2 计算机中信息的表示与存储
位权：某数制每一位所具有的权值。如十进制的 个位的位权是“1”，百位的位权是“100”。
§2 计算机中信息的表示与存储
一、进位计数制 各进制的比较
数制 尾标
二进制 八进制 十六进 十进制 制
(2)、B (8)、O (16)、H (10)、D
数码 K 0、1 0～7
基数 R 2
8
位权
Fi=Ri
0 ～9， 0 ～9 A～F
计算机文化基础
第一章 计算机基础知识
第1章 计算机基础知识
§1 计算机的发展和应用 §2 计算机中信息的表示与存储 §3 计算机硬件系统 §4 计算机软件系统
§1 计算机的发展和应用
计算机基础知识一
一、计算机的基本概念计算机（Computer）也称电脑，它是一种能高速自动地进行算术运算和逻辑运算，具有内、外部存储能力，由程序自动控制操作的电子设备。
二、近代计算机史上的风云人物1．阿兰·图灵（Alan Turing，1912～1954）阿兰·图灵，英国著名数学家、逻辑学家、密码学家，被称为计算机科学之父、人工智能之父。
1912年6月23日生于英国帕丁顿，1931年进入剑桥大学国王学院，师从著名数学家哈代，1938年在美国普林斯顿大学取得博士学位，二战爆发后返回剑桥，曾协助军方破解德国的著名密码系统Enigma，帮助盟军取得了二战的胜利。
1954年6月7日在曼彻斯特去世。
图灵是计算机逻辑的奠基者，提出了“图灵机”和“图灵测试”等重要概念。
人们为纪念其在计算机领域的卓越贡献而专门设立了“图灵奖”。
2．冯·诺依曼（Von Neumann，1903～1957）美籍匈牙利人，经济学家、物理学家、数学家、发明家，正是他，开创了现代计算机理论，其体系结构沿用至今，被誉为“现代电子计算机之父”，他制定的计算机工作原理直到现在还被各种电脑使用着。
图1-1-1 图灵图1-1-2 冯·诺依曼冯·诺依曼对计算机的杰出贡献主要表现在以下三个方面：（1）计算机是由五大部件组成，即运算器、控制器、存储器、输入和输出设备。
（2）计算机内部采用二进制进行运算和处理。
（3）计算机“存储程序”的工作原理。
三、计算机的发展世界上公认的第一台电子计算机于1946年2月诞生于美国宾夕法尼亚大学，取名为ENIAC（Electronic Numeric Integrator and Calculator），即电子数字积分计算机。
计算机从诞生至今，总的来说，我们可以根据使用的物理元件分为四个阶段，也称为四个时代，即电子管时代、晶体管时代、集成电路时代和超大规模集成电路时代。
1．第一代：电子管计算机（1946～1957）1946年2月14日，标志现代计算机诞生的ENIAC（The Electronic Numerical Integrator And Computer）在费城公诸于世。
计算机基础知识
1.2.2 计算机的分类
1.2.2.2 依其本身性能分类 这是最常用的分类方法，所依据的性能主要包括：字长、存储容量、
运算速度、外部设备、允许同时使用一台计算机的用户多少和价格高低等。 根据这些性能可将计算机分为：超级计算机、大型计算机、小型计算机、 微型计算机和工作站五类。 （1）超级计算机（Supercomputer）
1.2.3 计算机应用举例
5计算机辅助设计（CAD）,计算机辅助制造（CAM）,计算机模拟 （CS）,计算机辅助教学（CAI）
运用计算机进行设计，监控生产过程，可以使生产进入高度自动化。 许多复杂的事物可以在计算机产生的虚拟环境中进行模拟分析，使所 需时间大大缩小，成本大大降低。例如，训练驾驶员的环境模拟，复 杂的化学反应过程模拟，核反应过程模拟，飞机、车辆、桥梁、大坝 等的应力情况模拟，等等。
1.2.3 计算机应用举例
从本质上讲，计算机的工作就是对信息进行处理，而信息无 处不在，所以计算机应用涉及到所有的领域。下面我们根据信息 处理任务的性质，分类列举部分典型的应用领域。
1科学计算 科学计算一般指这样一种类型的任务：原始数据不太多，而计算 量大且比较复杂。例如求解数学方程，大坝、桥梁等工程结构的 应力分析，航天技术中对卫星轨道的计算，气象预报，对化学反 应甚至核爆炸的计算机模拟等。 2信息管理中的数据处理 信息管理中的数据处理一般是指那种数据量很大而操作类型相近 的任务，如各种人事管理、企业管理、金融管理、信息情报与文 献资料检索等。这类数据处理中存储数据所需的存储空间远大于 处理数据的程序所需的存储空间。大多数计算机被用来为这一类 任务服务。 以计算机信息管理系统为核心，加上文字处理、通信、分析决策， 就形成了办公自动化系统。
它与功能较强的高档微机之间的差别不十分明显。通常，它比微型机有较 大的存储容量和较快的运算速度，而且配备大屏幕显示器。主要用于图像处 理和计算机辅助设计等领域。不过，随着计算机技术的发展，包括前几类机 在内，各类机之间的差别有时也不再是那么明显了。比如，现在高档微机的 内存容量比前几年小型机甚至大型机的内存容量还大得多。
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练习1：小明刚装了一台电脑，硬盘容量为320G，问在这块硬 盘最多能存多少汉字。
（办公软件Office、Wps、游戏软件、听歌、 上网、看电影、计算成绩、发邮件等）
计算机专业人员为满足用户某一方面的要求，而开发的程序，都可称为应用软件。
要点二：共享软件、绿色软件、自由软件的特点
共享软件：以“先试用后付费”方式销售的享有版权的软件，可以免费试用， 但却不是免费软件（免费软件不收取使用费用）。免费软件和共享软件的源代 码都是受版权保护的，不能随意更改、使用或公布。 自由软件：自由软件是全部开放的，不仅可以免费使用全部功能，而且其源代 码也是开放的。可以自行更改和使用，但是其源代码衍生出的新软件也必须是 自由软件，不能用作商业用途或者自行声明知识产权，否则将被视为侵权。
要点三：信息技术的发展与应用
1、信息技术：五大信息技术微电子技术、计算机技术、通信技术、大众传媒 技术和传感器技术 ，其中计算机技术是核心技术。 2、国家信息技术应用的重大工程项目——“三金”工程
（1）金桥工程。国家公用经济信息网工程，是信息化建设的基础设施。 （2）金卡工程。通过计算机网络实现货币流通的电子货币工程。 （3）金关工程。国家对外经济贸易信息网工程。
3、小明在商场的计算机柜台前，看到一款计算机的配置说明写着“Intel core2DuoCPUT5750 2.00GHz/2G/250G/DVD刻录”，其中“250G”表示( D A . 内存大小 B . CPU的型号 C . CPU的主频 D . 硬盘容量
)
4、如果存储一个汉字要占用2个字节，那么２万个汉字占用的磁盘空间是（ A ）
320G＝ 320*1024MB＝ 320*1024 * 1024KB＝ 320*1024 * 1024 * 1024B ＝320*230B 容量为320G的硬盘能存汉字数量＝ 320*230B/2≈1.72×1011个，约172亿个汉字。 2：如果一首MP3歌曲大小约4MB，那么2G的U盘最多可以存储MP3歌曲（C ）首 A、50 B、100 C、500 D、1000
版权归方晓烈所有
信息技术简介
要点一：信息与信息载体
信息：用语言、文字、符号、场景、图像、声音等方式表达的新闻、消息、 情报和数据统称信息。信息的传播离不开载体。 信息载体：用来传递信息的介质称为信息载体。语言、文字、数字、符号、 图像、声音、情景、表情、光波、电磁波、影像、纸张、磁盘、光盘、人的 大脑等都是信息的载体。 注：（1）信息与信息载体的区别在于表达的内容为信息，传递内容的介 质为信息载体。 （2）共享性是信息区别于物质和能量最显著的特征。 以下属于信息还是信息载体？ ①录像带 ②记录成绩的纸张 ③国内新闻 ④做作业的本子
3、一个完整计算系统包括 （ D） A、计算及其外部设备 B、主机、键盘、显示器 C、系统软件 D、硬件系统及软件系统
4、信息的来源从一定程度上反映了信息的真实程度。下列信息来源中最真实可信的是 （ B ） A、电视 B、事物本身 C、家人 D、因特网 ）
5、可以免费下载、试用或传播，以“先试用后付费”方式销售的享有版权的软件是 A （
练习： 1、CIH病毒三个变种的发作时间分别为4月26日、6月26日和每月26日，病 毒的种特征属于（ C）
A、传染性 B、破坏性 C、潜伏性 D、寄生性 2、下列设备中，具有防止黑客攻击功能的是（A ） A、防火墙 B、网络交换机 C、存储器 D、避雷针 3、下列事件中，不会对计算机安全造成威胁的是（C ） A、黑客入侵 B、计算机感染病毒 C、安装正版软件 D、硬盘损坏 4、关于计算机病毒，下列说法中错误的是( B ) A . 计算机病毒是一段人为的程序代码 B . 计算机病毒只能破坏软件系统，不能破坏硬件系统
绿色软件：绿色软件特点是直接复制到硬盘上就可以使用（不必安装），卸载 的时候直接删除软件本身即可，不会在计算系统中留下任何垃圾。绿色软件的 下载应该到正规有权威网站完成，以防止计算机系统中毒。 例：既可以免费使用、复制，也可以自由修改并分发其源代码的软件是（ A ） A、自由软件 B、共享软件 C、绿色软件 D、盗版软件
练习：
1、如果一台计算机的配置为“Intel酷睿2.1GHz/4G/500G/DVD/19’”，其内存大小 B 最可能是（ ）
A、2.1GHz B、4GB C、500GB D、4.7GB ） C、硬盘的存储容量 D、硬盘的规格
2、俗称的“2T“硬盘中的”2T“是指 C （ A、硬盘的重量 B、硬盘的生产厂家
要点二：信息的基本特征、获取信息途径
信息的基本特征：传递性、共享性、时效性、载体的依附性和可处理性、价 值相对性、真伪性等，其中共享性是信息区别于物质和能量最显著的特征。 获取信息的基本途径：实地观察、访谈、传媒、书籍、音像制品等均可获取 信息。 例1：下列不属于信息的是 （ ）
A、一篇新闻报道内容 B、正在播放的广告 C、电视的新闻内容 D、书上的文字
计算机系统
要点一：计算机系统的组成
主机 （中央处理器、内存储器） 输入设备 硬件 外设 输出设备 外存 系统软件 软件
（显示器、打印机、绘图仪） （键盘、鼠标、扫描仪）
计算机系统
（软盘、硬盘、U盘、光盘、Mp3等）
（操作系统、编译程序）
（Dos、Windows、Linux）
Windows 3.1、3.2、95、98、me、xp、vista、7 应用软件
控制计算机各部件协调一致工作
中央处理器是计算机的心脏，CPU的型号决定机器的型号。世界上 第一块微处理器芯片是美国英特尔（Intel）公司于１９７１年生产的， 现在比较流行的处理器英特尔酷睿2双核和AMD速龙64双核。两大CPU 生产厂：英特尔、AMD
要点五：存储容量单位
计算机存储最基本单位是B字节（Byte),计算机存储一个字母、数字、 符号需要一个字节（B），存储一个汉字需要2个字节(B)。容量单位除了B， 从小到大还有KB、MB、GB、TB，简写为K、M（兆）、G、T。
C . 计算机病毒具有破坏性、复制性和传染性
D . 计算机病毒传播最快的途径是因特网
问题二：说一说下面电脑硬件的名称
ቤተ መጻሕፍቲ ባይዱ点三：计算机系统的存储器
RAM 随机存储器。可以读可写、断电后内容消失。
内存
ROM 只读存储器。只可以读不可写、断电后内容不 消失。
存储器
硬盘 容量约几百G~1TB
外存
移动硬盘 容量约几十G~几百G~1TB 光盘 容量650M(CD-ROM)、4.7G(DVD) U盘 容量从几GB~十几GB
内存特点：容量小、速度快；外存的特点：容量大、速度慢。
A、共享软件
B、自由软件 C、绿色软件 D、免费软件
6、关于系统软件和应用软件，下列说法错误的是 （ B） A、Windows XP是系统软件 B、WPS是系统软件
C、Office 2003是应用软件 D、KV3000是应用软件
要点四：计算机的心脏－中央处理器(CPU、微处理器)
运算器 负责进行数值或逻辑计算 中央处理器 控制器
A . 小于40KB B . 等于40KB C . 大于40MB D . 等于40MB
要点六：计算机安全
1、什么是计算机病毒 计算机病毒特指以破坏计算机系统为目的的计算机程序。 2、计算机病毒特征 非授权可执行性、破坏性、自我复制性、传染性、寄生性、潜伏性、可触发性等。 3、计算机感染病毒的症状 程序文件变大、可用内存变小、有规律呈现异常信息、程序或数据异常丢失、计算 重启等。 4、黑客（Hacker） 利用系统安全漏洞对网络进行攻击破坏或窃取资料的人。 5、红客（Honker） 维护国家利益，不利用网络技术入侵自己国家电脑，而是维护正义，为自己国家争 光的黑客。