第一部分 第1讲：计算机基础知识
第一节 计算机基础知识讲义
第一节计算机的发展与应用复习目的：1、了解计算机的发展分类2、掌握计算机的工作原理、应用、病毒、操作系统3、要求对知识能熟练掌握之处，对重点内容能达到理解应用复习重点：1、计算机的工作原理2、计算机的发展、分类、应用3、计算机的病毒4、操作系统复习难点：计算机的性能指标的理解和应用高考指南：这部分主要题型是用于单选题，多选主要在病毒和操作系统。
计算机专业词汇测试也在这一章节复习过程及内容：一、计算机的工作原理1、概念：计算机是一种能接收和存储信息，并按照存储在其内部的程序对输入的信息进行加工、处理，然后把处理结果输出的高度自动化电子设备。
2、计算机工作原理也称冯.诺会依曼原理（称存储程序原理）[典型题型分析]1、世界上第一台电子计算机是（）年，由美国科学家（）发明的，其代号为ENIAC。
A、1945B、1946C、1947D、1948E、图灵F、福雷斯特G、莫奇里H、冯.诺依曼2.简述冯诺依曼原理的基本思想？（2004年高考题）二、计算机的发展按电子计算机所采用的元器件将其划分为四代（具体见P2页表1-1），从第四代的大、超大规模集成电路的出现进入微机时代（具体见P2页表1-2）[典型题型分析]1、第二代电子计算机的主要元件器件是（）A、电子管B、晶体管C、小规模集成电路D、大规模集成电路相对应的第一代、第三代、第四代的电子元件必须记下。
2、微型计算机的分代是根据（）划分的。
A、体积B、速度C、微处理器D、内存三、计算机的特点○1处理速度快：用MIPS（每秒执行多少百万条指令）来衡量○2计算精度高：用二进制码数来决定○3记忆能力强○4可靠的逻辑判断能力○5可靠性高，通用性强[典型题型分析]1、下列数据都表示为计算机处理数据的位数，（）的精度最高A、16位B、32位C、64位D、128位2、下列哪些是属于计算机的特点的是（）（多选）A、处理速度快B、可靠性高，通用性强C、连续性D、计算精度高F、信息管理四、计算机的性能指标○1主频：是指计算机CPU在单位时间内输出的脉冲数，定了计算机的运行速度，单位为MHZ。
第1讲 计算机基础知识(计算机发展、应用与组成)
C) ①和③
D) ④ 【答案】 B
例3: 计算机是一种通用的信息处理工具 , 下面 是关于计算机信息处理能力的叙述 :
①它不但能处理数据 , 而且还能处理图象和声音 ②它不仅能进行计算 , 而且能进行推理决策 ③它具有几乎无限的信息存储能力 ④它能方便而迅速地与其他计算机交换信息 上面哪些叙述是正确的 ? A) ①、②和④ C) ①、②、③和④ B) ①、③和④ D) ②、③和④
1.1.2 计算机的组成与分类
1. 计算机的组成 计算机系统由计算机硬件系统和计算机软件 系统两大部分组成。
(1)中央处理器（ＣＰＵ） (2)主存储器和辅助存储器 (3)输入／输出设备 (4)总线
２.计算机的分类 (1)巨型计算机 (2)大型计算机 (3)小型计算机 (4)个人计算机
３.微处理器和ＰＣ机
４.计算机（ＰＣ机）性能指标
(1) CPU
以单字长定点指令的平均执行时间来计算 , 单位是 MIPS ( Million Instructions Per Second), 也可以以单字长浮点指令的辛均执行速度来衡量 , 单位是 MFLOPS( Million FlOating instructions Per Second)
（２）主存容量与速度
存储器的容量反映计算机记忆信息的能力。它常 以字节为单位表示。一个字节为八个二进制位， 即1byte = 8bit。 注意1MB=1024KB？还是1000ＫＢ？
（３）硬盘存储器性能 （４）系统总线的传输速率
（５）系统可靠性 平均无故障时间
（Ｍean Time Between Failure, ＭＴＢＦ） 平均故障修复时间 （Ｍean Ｔime To Repair ，ＭＴＴＲ） 可用性 Ａvailability
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
第一章计算机基础知识
(2)应用软件 在计算机软硬件基础上为某一专门应用目的而设计开发的软件称为应 用软件.应用软件大致可以分为三大类:通用应用软件,用于专门行业的应 用软件和定制软件. 1.2.4 微型计算机系统的硬件组成 1.CPU(Central Processing Unit) CPU即中央处理单元,又称微处 CPU即中央处理单元,又称微处 理器.是一块集成了运 算器和控制器的半导体芯片,是整个计算机系统的 "大脑". 大脑" 2.系统主板(Main board)系统主板又称为母板是微型计算机中最大的一块集 .系统主板(Main board)系统主板又称为母板是微型计算机中最大的一块集 成电路板.
1.2 计算机系统的基本组成及工作原理
1.2.1 计算机系统的组成 一个完整的计算机系统有硬件系统和软件系统两部分组成.
运算器 CPU 控制器 主 机 内存(主存) 硬件系统 计 算 机 系 统 输入设备:键盘,鼠标,扫描仪 输出设备:显示器,打印机,绘图仪
系统软件:操作体统,语言处理程序
软件系统
CMOS ISA 插槽 主板电池 控制芯片 PCI 插槽 串 行/并 口 插 槽 Socket7 插槽 键盘插座 CACHE 内存插槽
3.内存储器 (1)随机存取存储器(Random Access Memory,简称RAM) )随机存取存储器(Random Memory,简称RAM)
(2)只读存储器(Read Only Memory,简称ROM) )只读存储器(Read Memory,简称ROM) 只读存储器简称ROM.CPU从它们中读取信息,而不能写入信息. 只读存储器简称ROM.CPU从它们中读取信息,而不能写入信息. (3)高速缓冲存储器(Cache) )高速缓冲存储器(Cache)
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
第一章计算机基础知识
网络攻击防护
要点一
总结词
了解常见的网络攻击手段和防护方法，如防火墙、入侵检 测系统等，加强网络安全意识，不轻易泄露个人信息。
要点二
详细描述
随着网络的普及，网络攻击也日益增多。常见的网络攻击 手段包括拒绝服务攻击、钓鱼攻击、恶意软件感染等。为 了防止网络攻击，需要采取有效的防护措施，如使用防火 墙、入侵检测系统等安全设备，加强网络安全意识，不轻 易泄露个人信息。
互联网计算机时代
总结词
互联网计算机时代始于20世纪90年代，主 要特点是计算机网络技术的发展和应用。
详细描述
互联网计算机时代始于1991年的World Wide Web（万维网），它使得互联网成为 一个全球性的信息共享平台。随着互联网的 普及和深入应用，人们的生活、工作、学习 等方面都发生了深刻的变化。同时，互联网 技术的发展也催生了许多新的产业和商业模 式，如电子商务、在线教育等。
自动控制是指利用计算机对生产过程、机械装置等进行自动化控制，以提高生产效率、减少人工干预的过程。
详细描述
自动控制广泛应用于工业生产、航空航天、交通运输等领域。通过自动控制，可以实现精确控制、快速响应和高 效生产，提高生产效率和产品质量。
辅助设计
总结词
辅助设计是指利用计算机进行产品设计、工程制图、虚拟仿真等过程，以提高设计效率和设计质量。
数据备份与恢复
总结词
定期备份重要数据，并采取多种方式进行备份，确保数 据安全。同时，了解数据恢复的方法和步骤，以应对数 据丢失的情况。
详细描述
数据备份是保护数据安全的重要措施。为了防止数据丢 失或损坏，需要定期备份重要数据，并采取多种方式进 行备份，如本地备份、云备份等。同时，了解数据恢复 的方法和步骤，以应对数据丢失的情况。在数据备份和 恢复的过程中，需要注意数据的完整性和可用性，确保 数据的安全可靠。
第1章计算机基础知识第一讲
1.1 计算机概述
计算机系统
（1）完整的计算机系统由硬件系统和软件系统组成 （2）硬件系统：又称硬件或硬设备，指构成计算机的物理装置。 （3）软件系统：又称软件或软设备，指使计算机硬件系统进行 工作的各种程序、数据和文档资料的集合。 （4）两者关系：相辅相成，缺一不可。 （5） 裸机 缺少软件系统的计算机
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天河1号A型
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1.1 计算机概述
计算机的特点及主要应用领域
1.计算机的特点
计算机具有存储容量大、处理速度快、工作全自动、计算精度和 可靠性高、逻辑推理和判断能力强等特点。
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1.1 计算机概述
2.计算机的主要应用领域
（1）科学计算 （2）数据处理 （3）过程控制 （4）计算机辅助工程 （5）人工智能
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1.1 计算机概述
（2）应用软件 为解决用户的具体问题，面向某个领域而设计的软件。如：财
务管理软件、学习软件、游戏软件、Office、WPS等
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1.1 计算机概述
计算机工作原理
指令 指示计算机如何工作的命令，是计算机能实现的基本操作， 每一个计算机系统都有它的指令集。指令是由一串二进制代码表示， 通常由操作码和地址码两个部分组成。
7．BIOS
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1.2 微型计算机硬件构成
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1.2 微型计算机硬件构成
CPU（Central Processing Unit）即中央处理单元，是微机系统 的核心，也是整个系统最高的执行单位。它负责整个系统指令的执行， 数学与逻辑的运算，数据的存储与传送，以及对内对外输入与输出的控 制。
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第一部分计算机基础知识第一讲：计算机基础知识
测试（CAT）等
5. 嵌入式应用
6. 人工智能（AI）
第二节计算机的基本结构和原理
一、硬件和软件
硬件构成计算机的实际物理装置集合
软件为了运行、维护和管理计算机而编制的各种程序和文挡的总称二、计算机的硬件组成和基本工作原理
简单了解控制器、运算器、存储器和输入输出设备
1、CPU 计算机的核心部件，功能是执行算术和逻辑运算，运行存储器中的程序。
2、存储器存储数据和程序，相当于计算机中的记忆细胞。
3、 I/O设备计算机和外界进行交互的设备。
4、总线 CPU和内存及I/O设备之间进行数据传输的信号线。
（1）数据线 CPU与内存和I/O设备间传输数据
（2）地址线用来确定存储单元的地址
（3）控制线用来控制外设的动作，比如读、写和时钟信号等
第三节计算机软件基础
一、操作系统
定义：是自动管理计算机中硬件资源和软件资源的一组大型程序
1. 目的：（1）使系统资源得到高效利用，增强计算机处理能力
（2）为用户创造良好的工作环境
2. 分类：（1）单用户、单任务操作系统如：DOS
（2）单用户、多任务操作系统如：WINDOWS
（3）多用户、多任务操作系统如： UNIX、LINUX
（4）网络操作系统如：Netware, Windows NT ,LINUX
3. 三大功能：
（1）硬件管理 CPU管理、存储器管理、I/O设备管理
（2）软件资源管理程序和数据管理
（3）组织协调计算机运行控制用户的作业排序及运行、作业及外设等的调度、主机与外设的并行操作等等
二、程序设计和语言
定义把各种计算机语言编写的源程序翻译成计算机能直接执行的目的程序的软件
1. 翻译方式编译、解释。
2. 低级语言机器语言程序、汇编语言程序。
特点：不容易理解和编写，执行速度快，常用来编写系统软件和实时性要求较高的程序，例如：驱动程序、过程控制程序等。
3. 高级语言比较接近于人类语言的一种计算机语言。
特点容易理解和编写但是执行速度比较慢，常用来编写应用软件。
常用高级语言有：Basic、C语言、Fortran和可视化编程语言VisualBasic（VB）、VisualC（VC）等
4. 程序设计用各种编程语言设计制作程序的过程。