第一章 计算机基础知识
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
4
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
5
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。
26
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
计算机基础_基础知识
十六进制: 位合并成 位合并成1位 十六进制 4位合并成 位
例: (1 0 0 1 1 0 1 . 0 1 )2 = ( 115.2 )8 2 5 1 1 (1 0 0 1 1 0 1 . 0 1 )2 = ( 4D.4 )16 4 4 D
P10 表
15
4.
八进制 十六进制
1位拆分为 位 位拆分为3位 位拆分为
(后缀法：1010D 后缀法： 后缀法
1010B
1010O
1010H )
7
1.2.2 数制转换 数制转换(P7)
二、八、十六进制 → 十进制 十进制 → 二、八、十六进制 二进制 → 八、十六进制 八、十六进制 → 二进制
8
1. 二(八、十六 进制 →十进制 按权展开相加 十进制: 八 十六)进制 十进制 各种进制位权如下: 各种进制位权如下 十进制： 十进制：10n……103 102 101 100 . 10-1 10-2 ……10-m
如:
(123.45)=1×102+2×101+3×100+4×10-1+5×10-2 × × × × ×
二进制： 二进制：2n……23 22 21 20 . 2-1 2-2 ……2-m 八进制： 八进制：8n……83 82 81 80 . 8-1 8-2 ……8-m 十六进制： 十六进制：16n……163 162 161 160 . 16-1 16-2 ……16-m
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1.2.4二进制数的逻辑运算 二进制数的逻辑运算(P12) 二进制数的逻辑运算
1.逻辑加法（或） 逻辑加法（ 逻辑加法 •运算符 “∨” 或 “ +” 运算符 •运算规则 运算规则 0∨0=0 ∨ 1∨0=1 ∨
0∨1=1 ∨ 1∨1=1 ∨
计算机基础知识
第一章计算机基础知识1、人类历史上的第一台电子计算机是由美国宾夕法尼亚大学莫克利教授和他的学生埃克特设计，并在1946 年 2 月15 日投入运行，他的名称叫ENIAC（埃尼阿克），是一台电子数值积分式计算机。
2、计算机的发展：第一代到第四代计算机使用的基本元件分别是电子管、晶体管、中小规模的集成电路、大规模和超大规模的集成电路。
3、计算机按处理数据的方式分为：数字计算机（一般所用的计算机指的是数字计算机）模拟计算机（不如数字计算机精确，但解题速度快，主要运用于远程控制和模拟仿真）数模混合计算机（既能接收、输出和处理模拟量，又能接收、输出和处理数字量）。
按计算机的使用用途分：专用计算机（模拟计算机通常都是专用计算机）通用计算机（一般我们使用的个人计算机都是通用计算机）按计算机的处理能力分：巨型机、大型机、小型机、工作站。
微型机（个人计算机）。
4、生物计算机又称为仿生计算机，它的主要原材料是生物工程技术产生的蛋白质分子，并以此作为生物芯片。
5、计算机的发展：我国从1956年开始研制计算机。
1958年研制成功第一台电子管计算机103机。
1959年研制成功运行速度为每秒1万次的104机，是我国研制的第一台大型通用电子数字计算机。
1964年研制成功晶体管计算机，1983年我国第一台被命名为“银河”的亿次巨型电子计算机诞生。
1992年10亿次巨型计算机银河-II研制成功。
1995年5月曙光1000研制成功，这是我国独立研制的第一套大规模并行机系统。
2009年10月29日，我国国防科技大学自主研制的首台千万亿次超级计算机“天河一号”问世，在2010年11月发布的第36届世界超级计算机500强排行榜上，“天河一号”超级计算机系统，以峰值速度每秒4700万亿次，持续速度每秒2566万亿次，首次位居世界第一。
6、计算机的特点：处理速度快、计算精度高、记忆存储能力强、具有自动运行能力、具有逻辑判断能力、支持人机交互。
《计算机应用基础》各章知识点归纳大全
《计算机应用基础》各章知识点归纳大全计算机已经成为我们日常生活和工作中不可或缺的工具，而《计算机应用基础》是我们了解和掌握计算机的重要入门课程。
下面就为大家详细归纳一下这门课程各章的知识点。
第一章：计算机基础知识计算机的定义和发展历程是首先要了解的。
计算机是一种能够按照预先设定的程序，对数据进行存储、处理和输出的电子设备。
从早期的巨型机到现在的微型机，计算机的发展经历了电子管、晶体管、集成电路和大规模集成电路等几个阶段。
计算机的分类也有多种方式，按照性能可分为超级计算机、大型计算机、小型计算机、微型计算机等；按照用途可分为专用计算机和通用计算机。
计算机系统由硬件系统和软件系统两大部分组成。
硬件系统包括中央处理器（CPU）、存储器、输入设备和输出设备等。
其中 CPU 是计算机的核心部件，它的性能直接影响计算机的运行速度。
存储器又分为内存储器（如内存）和外存储器（如硬盘、U 盘等）。
软件系统则包括系统软件和应用软件。
系统软件是管理和控制计算机硬件与软件资源的程序，如操作系统（如 Windows、Linux 等）、语言处理程序等。
应用软件是为解决特定问题而开发的软件，如办公软件（Word、Excel 等）、图形图像处理软件（Photoshop 等）。
计算机中的数制和编码也是重要的知识点。
常见的数制有二进制、八进制、十进制和十六进制，它们之间可以相互转换。
计算机中采用二进制进行数据存储和处理，而编码则用于表示字符、数字等信息，如 ASCII 码、汉字编码等。
第二章：Windows 操作系统Windows 操作系统是我们最常用的操作系统之一。
了解其基本操作是必不可少的。
首先是桌面的认识，包括桌面图标、任务栏等。
掌握如何设置桌面背景、屏幕保护程序等个性化设置。
文件和文件夹的管理是重点，要学会新建、复制、移动、删除、重命名文件和文件夹，以及如何设置文件和文件夹的属性（如只读、隐藏等）。
Windows 操作系统还提供了丰富的系统工具，如磁盘清理、磁盘碎片整理、系统还原等，要知道如何使用这些工具来维护系统的性能和稳定性。
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
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▪ 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。
7
▪ 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
计算机基础教程【大学全套课件】
第一章 计算机基础知识
3.常用工具软件 微机所使用的工具软件种类繁多，各有用途、各有
特色。主要有： （1）压缩和解压缩：Win RAR，Win Zip，ARJ。 （2）杀毒软件：金山毒霸、瑞星杀毒软件、
KV3000、诺顿、卡巴斯基。 （3）翻译软件：金山词霸、东方快车等。 （4）多媒体播放软件：MS Media Player, 金山影霸，
为了区别各种数制，一般用( ) 带下标来表示不同进制的数。例如：十 进制用( )10表示，二进制数用( )2表示。或者在数的后面加一个大写 字母表示该数的进制。B表示二进制数制；O表示八进制数制；D或不 带字母表示十进制数制；H表示十六进制数制。
101110 1103 0 102 1101 1100
第一章 计算机基础知识
与计算机有关常用的几种进位计数制有：
(1) 十进制(十进位计数制) 具有十个不同的数码符号0，1，2，3，4，5，6，7，8，9，
其基数为10；十进制数的特点是逢十进一，例如：
(2) 八进制(八进位计数制)
具有八个不同的数码符号0，1，2，3，4，5，6，7，其基数 为8；八进制数的特点是逢八进一，例如：
2、基本输入输出系统BIOS和CMOS BIOS实际上是一组存储在EPROM中的软件，它被固化在芯片中，并安 装在主板上，负责对基本I/O系统进行控制和管理。而CMOS是一种存 储BIOS所使用的系统配置的存储器，它分为两部分：一部分存储口令， 另一部分存储启动信息。当计算机断电时，其内容由一个电池供电予 以保存。用户利用CMOS可以对微机的基本参数进行设置。
1.3.4 外存 1、硬盘
第一章 计算机基础知识
优点：容量大，存取速度快、可靠性高、存储成本低等。
第一章 计算机基础知识
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。
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第一章 计算机基础知识 1.4数制间相互转换
例1-8 将二进制数1010100101.10101转换成十六进制数 5、八进制数与十六进制数相互转换 八进制数与十六进制数之间的转化可以通过二进制数作为中间桥 梁，先转化为二进制数，再转化为其码、补码、反码
软盘
硬盘
第一章 计算机基础知识 1.7计算机系统
（1）显示器 （2）显示卡 （3）声卡 （4）音箱 （5）打印机 ① 点阵打印机 ② 喷墨打印机 ③ 激光打印机
显卡
声卡
第一章 计算机基础知识 1.7计算机系统
1.7.6 微型计算机的主要技术指标 1、CPU （1）主频：主频是衡量CPU运行速度的重要指标。通常的单位是 MHz。 （2）字长：字长是CPU可以同时处理的二进制数据位数。 （3）运算速度：计算机的运算速度是指计算机每秒钟执行的指令数。 单位为每秒百万条指令。（MIPS） 2、内存 （1）存取速度。内存储器完成一次读（或写）操作所需的时间称为存 取时间或者访问时间。而连续两次的间隔称为存储周期。 （2）存储容量是计算机内存所能存放二进制数的量。 3、I/O的速度 4、主板
第一章 计算机基础知识 1.5原码、补码、反码
1.5.3补码表示法 机器数的补码可由原码得到。如果机器数是正数，则该机器数的 补码与原码一样，如果机器数是负数，则该机器数的补码是对它 的原码（除符号位外）各位取反，并在末位加1而得到的。设有一 数X，则X的补码表示记作[X]补。 设X1=+1010110，X2=-1001010. [X1]原=[+1010110]原=01010110 [X1]反=[X1]原=01010110 [X1]补=[X1]原=01010110 [X2]原=[-1001010]原= 11001010 [X2]反=10110101（符号位除外，各位取反） [X2]补= [X2]反+1=10110101+1=10110110
第一章 计算机基础知识 1.1计算机概述
1.1.1计算机发展 举世公认的第一台电子计算机ENIAC（Electronic Numerical Integrator and Computer）是1946年2月在美国宾夕法尼亚大学莫 尔学院研制成功的。 计算机的发展共经历了4个发展历程，根据计算机所使用的电子逻辑 器件的更替发展来描述计算机的发展过程。 ① 第一代计算机为电子管计算机（1946年到1957年）。电子管计算机的 主要电子元件是电子管，仅用于军事研究和科学计算。 ② 第二代计算机为晶体管计算机（1988年到1964年）。晶体管计算机的 主要电子元件是晶体管。 ③ 第三代计算机为中小规模集成电路计算机（1965年到1970年）。 ④ 第四代计算机为大规模集成电路计算机（1970年至今）
第一章 计算机基础知识 1.1计算机概述
1.1.2计算机的特点和分类 1、计算机的特点 ① 计算机速度快。计算机的运算速度用MIPS（百万条指令每秒）来 衡量。 ② 计算精度高。一般来说，现在的计算机有几十位有效数字。位数 越多精度就越高。 ③ 超强的记忆能力。计算机的存储器类似于人的大脑，可以“记忆” （存储）大量的数据和计算机程序而不丢失，在计算的同时，还 可把中间结果存储起来，供以后使用。 ④ 具有逻辑判断能力。计算机在程序的执行过程中，会根据上一步 的执行结果，运用逻辑判断方法自动确定下一步的执行命令。 ⑤ 可靠性高、通用性强。现代计算机不仅可以用于数值计算，还可 以用于数据处理、工业控制、辅助设计、辅助制造和办公自动化 等。具有很强的通用性。
第一章 计算机基础知识 1.4数制间相互转换
例1-4 将十进制数20.58转换成二进制数 例1-5 将十进制数20.58转换成八进制数。 例1-6 将十进制数20.58转换成十六进制数。 3、二进制数与八进制数的相互转换 二进制数转换成八进制数的方法：将二进制数从小数点开始，对 二进制整数部分向左每3位分成一组，对二进制小数部分向右每3 位分成一组，不足3位的分别向高位或低位补0凑成3位。全部连接 起来即可。 例1-7 将二进制数1010100101.10101转换成八进制数。 4、二进制数与十六进制数的相互转换 二进制数转换成十六进制数，4位分成一组，再分别转换成十六进 制数码中的一个数字，不足4位的分别向高位或低位补0凑成4为， 全部连接起来即可。
第一章 计算机基础知识 1.7计算机系统
1、存储器的有关术语 （1）位（bit），存放一位二进制数即0或1.最小单位。 （2）字节（byte），8个二进制位为一个字节。是基本单位 （3）地址：为了能有效地存取该单元内的内容，每个单元必须有唯一 的编号（地址）来标识。 （4）读操作：按地址从存储器中取出信息。 （5）写操作：把信息写入存储器中。 2、存储器的分类 （1）按存储介质分 （2）按存储方式分 随机存储器和顺序存储器。 （3）按存储器的读写功能分 只读存储器和随机读写存储器
第一章 计算机基础知识 1.7计算机系统
（4）按信息的可保存性分 非永久记忆的存储器（内存）和永久记忆性存储器（硬盘）。 （5）按在计算机系统中的作用分 主存储器、辅助存储器、高速缓冲存储器等。 P20表1-4 3、存储器的性能指标 （1）存储容量 （2）存取速度 （3）数据传输率 （4）位存储价格
第一章 计算机基础知识 1.7计算机系统
控制器和运算器一起组成中央处理器，也成CPU。 CPU的主要性能指标： （1）主频，即CPU工作的时钟频率。 （2）外频，通常是主板上提供一个基准节拍供各部件使用，主板提供 的节拍称为外频。 （3）倍频，CPU主频是外频的倍数，称为CPU的倍频。即CPU主频= 倍频×外频。 （4）地址总线宽度,CPU能够送出的地址宽度决定了它能直接访问的 内存单元的个数。 （5）数据总线宽度，该宽度决定了它一次所能传递的二进制数。数据 总线的宽度决定了在内存和CPU之间数据交换的效率。 （6）L1高速缓存，缓存是位于CPU和内存之间的容量较小但速度很 快的存储器。
第一章 计算机基础知识 1.7计算机系统
1.7.1计算机系统组成 计算机系统由硬件和软件两部分组成。 硬件是组成计算机的物理设备的总称，它们由各种器件和电子线路组成， 是计算机完成计算工作的物质基础。 软件是计算机硬件设备上运行的各种程序及相关的资料的总称。 1.7.2控制器和运算器 控制器是计算机的神经中枢，它的工作过程如下：首先从内存中取出指令， 并对指令进行分析，然后根据指令的功能向有关部件发出控制命令，控制 它们执行这条规定的操作。当各部件执行完控制器发来的命令后，都会向 控制器反馈执行的情况。 运算器的主要功能是进行算术运算和逻辑运算。算术运算是指加、减、乘、 除等基本运算，逻辑运算是指逻辑判断、逻辑比较等。运算器由加法器和 补码器等组成。 运算器中的数据取自内存，结果也送回内存，运算器对内存的读写操作是 在控制器的控制之下进行的。
第一章 计算机基础知识 1.5原码、补码、反码
在补码表示法中，0只有一种表示形式。P13 例1-9已知[X]原=10011010，求[X]补。 首先判断该机器数是正数还是负数。 如果为正数，则原码和补码一样。 如果为负数，则补码为反码+1. 例1-10 已知[X]补=11100110，求[X]原。 首先判断机器数是否为正数。如为正数，则原码与补码相同。 若机器数为负数，则有[X]原=[[X]补]补 例1-11 求-3的补码。
第一章 计算机基础知识 1.6字符数据编码
字符包括西文字符和汉字字符。 1.6.1西文字符 西文字符编码最常用的是ASCII字符编码，即American Standard Code for Information Interchange（美国信息交换 标准代码）。ASCII是用7位二进制编码，它可以表示27，即128 个字符。表1-3 1.6.2汉字编码 1、汉字国标码 2、汉字机内码（是计算机内部对汉字的表示） 3、汉字的输入编码（常用的有五笔字型编码、智能拼音码） 4、汉字的字形码
第一章 计算机基础知识 1.7计算机系统
（7）L2高速缓存，即二级高速缓存，通常做在主板上。 （8）工作电压，是指CPU正常工作时所需的电压。目前CPU的工作电 压一般在1.6～2.8V之间。工作电压越低，CPU运行时的耗电功 率就越小。 （9）协处理器，含有内置协处理器的CPU可以加快特定类型的数值计 算。 1.7.3存储器 存储器是计算机的记忆部件，主要功能是存放程序和数据。 存储分类两大类：一类是和计算机的运算器、控制器直接相连， 称为主存储器，简称主存；另一类称为辅助存储器（外部存储 器），简称辅存（外存）。
进制就是进位计数制，是指按照某种由低位到高位的进位方法进 行计数的数制，简称进制。在一般情况下，人们习惯于用十进制 来表示数。P9 1、十进制 2、二进制 3、八进制 4、十六进制 表1-2
第一章 计算机基础知识 1.4数制间相互转换
1、二进制数、八进制数、十六进制数转换为十进制数P10 例1-1 二进制数转十进制数 (1111.11)B 例1-2八进制数转十进制数 (677.2)O 例1-3十六进制数转十进制数 (A10B.8)H 2、十进制数转换为二进制数、八进制数、十六进制数 对于整数部分采用除基数取余法，即逐次除以基数，直至商为0， 得出的余数倒序排列，即为该进制各位的数码；小数部分采用乘 基数取整法，即逐次乘以基数，从每次乘积的整数部分得到该进 制数各位的数码。