第1部分 計算機基礎

第1章

計算機基礎知識計算機文化基礎_2014-2015-1學期2024/3/3計算機科學系1、今天很殘酷，明天更殘酷，后天很美好，但是絕大部分人死在明天晚上——馬云2、今天有多少孩子，既要美國式的自由，又要中國式的寵愛，卻沒有美國孩子的主動，又失去了中國傳統(tǒng)的孝道。然而這批孩子進入社會后，既要美國式的公司福利，又要中國式的鐵飯碗，卻沒有美國員工的自律和中國傳統(tǒng)的忠誠。從小討價還價，長大后失去原則，該講情的時候講理，該講理的時候說情。這是我們現(xiàn)在許多家庭教育缺失理性成分的結果?！獎④瓫]有擔起你的責任，就不要伸手要自由。2024/3/3與大家分享幾句話1、學校網站下載軟件42、下載課件資料地址18交作業(yè)：文件名——姓名選擇“計算機應用基礎”—班級—實驗次數189904829882024/3/3常用IP地址使用FTP下載2024/3/3計算機概念一、計算機的定義：計算機是一種能夠按照事先存儲的程序，自動、高速地進行大量數值計算和各種信息處理的現(xiàn)代化智能電子裝置。1946年，美國賓夕法尼亞大學重30多噸，占地約170平方米大約使用了18000個電子管運算速度：5000次加減法運算/秒存儲容量：20個10位的十進制數編程：對大約6000個多位開關進行機械定位，并用轉插線把選定的各個控制部分互連起來以構成程序序列，要花上幾天時間2024/3/3第一臺計算機ENIAC2024/3/3ENIAC計算機和主要發(fā)明人J.毛赫利和艾克特電子計算機：是一中自動、高速、精確地處理信息的電子設備，并具有計算能力和邏輯判斷能力的機器。通常是指一種能夠存儲程序和數據、自動執(zhí)行程序、從而快速高效地完成對各種數字化信息處理的電子設備，是一種能夠協(xié)助人們獲得、處理、存儲和傳遞學習的信息處理機。1-2-1計算機的特點和發(fā)展史1.計算機的基本特點運算速度快計算機精度高邏輯判斷能力強超強的記憶能力自動控制能力。2024/3/31.1計算機的發(fā)展2.計算機的發(fā)展史（1）近代計算機階段（2）現(xiàn)代計算機階段第一代—電子管（1946—1958）第二代—晶體管（1958—1964）第三代—集成電路，小規(guī)模（SSI）和中規(guī)模（MSI）（1964—1970）第四代—大規(guī)模（VLSI）和超大規(guī)模（ULSI）。（1971——今）（3）微機和網絡階段（4）未來的新型計算機（可能性）光子計算機、生物（分子）計算機、量子計算機2024/3/31.1計算機的發(fā)展1.按用途來分專用計算機通用計算機2.按規(guī)模來分巨型機（速度在1萬億次以上）大型機（1億次以上）小型機（幾百萬次）工作站（介于個人微機與小型機之間）微型機（個人計算機或PC機）。服務器網絡計算機2024/3/31.2計算機的分類計算機的主要應用領域科學和數值計算信息處理（數據處理）過程控制計算機輔助設計（CAD）、計算機輔助制造CAM、計算機輔助測試CAT）、計算機輔助工藝規(guī)劃（CAPP）、計算機輔助工程（CAE）、計算機輔助教育（CBE）、計算機輔助教學（CAI）、計算機集成制造系統(tǒng)（CIMS）人工智能、計算機網絡、電子商務多媒體技術虛擬技術2024/3/31.3計算機的應用2024/3/3鍵盤(一)、鍵盤的構成

鍵盤分為四個區(qū)域:功能鍵區(qū)、主鍵盤區(qū)、編輯鍵區(qū)、小鍵盤區(qū)。小鍵盤區(qū)輔助鍵區(qū)2024/3/3鍵盤(二)、鍵的功能

1、功能鍵區(qū)

（１）PrintScreen鍵：整個桌面屏幕拷貝鍵。Alt＋ＰrintScreen，只拷貝活動窗口（2）Esc鍵：強行退出鍵。中止程序執(zhí)行，在編輯狀態(tài)放棄編輯的數據。（3）F1－F122024/3/3鍵盤2、主鍵盤區(qū)

CapsLock：大小寫轉換鍵Shift：換檔鍵（上檔鍵）

Ctrl、Alt：控制鍵，組合鍵Space：空格鍵Enter：回車鍵Backspace：退格鍵Tab：制表鍵3、編輯鍵區(qū)Insert：插入、改寫轉換鍵Delete:刪除光標后的一個字符Home:光標到行首Ctrl+Home文首End：光標到行未Ctrl+End文尾PageUp：

向下翻一屏Ctrl+PageUP向下翻一頁PageDown：向上翻一屏Ctrl+PageDown向上翻一頁4、NumLock鍵：鎖定鍵。小鍵盤輸入的是數字。再按此鍵，指示燈滅為功能鍵。2024/3/3鍵盤(三)、正確的姿勢腰要挺直，雙腳自然地踏在地板上，身體可微向前傾。

上臂和肘靠近身體，下臂和腕向上傾斜，但不可拱起手腕，也不可使手腕觸到鍵盤上。

手指輕輕地放在規(guī)定的鍵上，并調節(jié)好人與鍵盤的距離以及座椅的高低2024/3/3鍵盤(四)、鍵盤指法

基準鍵位分別為"Ａ"、"Ｓ"、"Ｄ"、"Ｆ"、"Ｊ"、"Ｋ"、"Ｌ"、"；"八個鍵。

拇指輕置于空格鍵上。輸入過程中手指始終應置于基準鍵上。2024/3/3五筆輸入法一、漢字的三個層次：筆畫、字根、單字二、漢字的五種筆畫：一丨丿丶乙代號名稱筆畫走向筆畫及變形1橫左→右一、提2豎上→下丨、亅3撇右上→左下丿、4捺左上→右下丶、5折帶轉折乙、ㄋ、ㄣ、ㄅ、乚、乛、2024/3/3三、五筆字根分布規(guī)則1、首筆定區(qū)：首筆畫與區(qū)號一致（車、力、心除外）2、次筆定位（木、丁、西、工、除外）3、筆畫數定位4、字型相近的字根在同一鍵上5、有字源關系的字根在同一鍵上6、字音關系：口（K）、衣底（E）7、包圍和半包圍：目（21）、日（22）、小口（23）、田（24）、月（33）2024/3/3四、字根之間的結構關系：1、單：本身就單獨構成漢字的字根。2、散：構成漢字不只一個字根，且字根間保持一定距離。3、連：單筆畫字根與多筆畫字根相接。如千、自帶點結構4、交：指兩個或多個字根交叉套疊構成的漢字。如農、申、必2024/3/3五、漢字字型結構字型代號字型

圖示

例字1左右型

江湘婚封2上下型字意宛暫3雜合型回過可1、散字結構字必定為左右型或上下型2、連和交結構的字為雜合型3、內外型含走之旁的字屬雜合型2024/3/3六、五筆字型編碼規(guī)則1、鍵面有——輸入法（1）鍵名輸入：所在的鍵連打四下(不再打空格鍵)（2）成字字根輸入：先“報戶口”，再打1，2，末單筆畫，不足4鍵時，加打空格。2、鍵面無：拆字根>2筆：鍵名碼+首筆碼+次筆碼+末筆碼字根=2筆：鍵名碼+首筆碼+末筆碼+空格3、詞語（1）兩字詞：每字取全碼的前兩碼。操作（RKWT）（2）三字詞：前兩字各取一碼，最后一字取兩碼。如：計算機：（YTSM）（3）四字詞：每字全碼的第1碼。如：科學技術：（TIRS）（4）多字詞：取第1、2、3及末的第一碼，共四碼。如：電子計算機：（JBYS）中華人民共和國：（KWWL）美利堅合眾國：（UTJL）2024/3/3五筆輸入法鍵外字：1、>4碼：第一碼+第二碼+第三碼+末碼2、=4碼：第一碼+第二碼+第三碼+第四碼3、=3碼：第一碼+第二碼+第三碼+（空格或識別碼）4、=2碼：第一碼+末碼+（空格或識別碼）2-2-1信息與數據數據（Data）是事實、概念或指令的特殊表達形式。數據是加工處理的信息。2-2-2數制和數據的存儲單位1、關于數制的幾個基本術語：數制、權、基2024/3/32.2數制轉換及運算進位制二進制八進制十進制十六進制規(guī)則逢二進一逢八進一逢十進一逢十六進一基數r281016數符0,10,1,…70，1…90,1…9，A…F權281016表示形式BODH（1）r進制表示r為基，其基本符號為0，1，2，…….r-1。如十進制，其基本符號為1，2，3……8，9；二進制的基本符號為0，1。（2）位置表示法：處于不同位置的數符所代表的值不同，其值與所在位置的權有關。如：A）十進制數758.63可表示為（按權展開）758.63=7×102+5×101+8×100+6×10-1+3×10-2B）十進制數4769.15可表示為（按權展開）4769.15=4×103+7×102+6×101+9×100+1×10-1+5×10-22.二進制2024/3/32.2數制轉換及運算不同進制之間的轉換（1）r進制轉化為十進制（按權展開法）如（156.7）o=1×82+5×81+6×80+7×8-1（2）十進制轉化為r進制

1）整數部分（除基取余法）如把（21）o轉成二進制數為（10101）B221余數

2101250221210012024/3/32.2數制轉換及運算低高(2)十進制

二進制整數部分：除2取余2024/3/32.2數制轉換及運算(269)10=(100001101)2低高小數部分：乘2取整2024/3/32.2數制轉換及運算(0.6875)10=(0.1011)2

數整

0.6875

2

1.37501

高

2

0.75002

1.5012 低

1.012）小數部分（乘基取整法）如把（0.615）o轉成二進制數（0.615）o=(0.1001)B0.615×2=1.2310.23×2=0.4600.46×2=0.9200.92×2=1.841

2024/3/32.2數制轉換及運算高低1、算術運算加法：0+0=00+1=1+0=11+1=0（有進位）減法：0-0=1-1=01-0=10-1=1（向高位借位）乘法：0×0=1×0=0×1=01×1=1除法：0÷1=01÷1=12、邏輯運算或∨：0∨0=00∨1=1∨0=1∨1=1與∧：0∧0=0∧1=1∧0=01∧1=1非：0的非為11的非為0異或⊕：0⊕0=1⊕1=00⊕1=1⊕0=12024/3/32.2.3二進制的運算數據的存儲單位位（bit）是計算機中最小的信息單位字節(jié)（byte）是信息的基本單位，一個字節(jié)可表示256種狀態(tài)。一個英文字母占一個字節(jié)，一個漢字占兩個字節(jié)。1Byte=8bit1KB=1024B=210B1MB=1024KB=210KB1GB=1024MB=210MB1MB相當于50萬漢字（300頁的書）字（WORD）是信息交換、加工、存儲的基本單元。一個字可以是一個或者若干個字節(jié)構成。字長CPU所包含的二進制的位數或包含的字符的數目。常有8位、16位、32位、64位。字長越長，性能精度越高2024/3/32.2數制轉換及運算1、ASCⅡ碼—美國標準信息交換碼，有7位和8位8位ASCⅡ碼，其范圍從0000000B到1111111B，可表示256種字符，前128表7位ASCⅡ碼，后128位為擴充碼，作本國家的語言字符編碼。如中國擴充為漢字的機內碼?；镜腁SCII字符集共有128個字符，其中有96個可打印字符，包括常用的字母、數字、標點符號等，另外還有32個控制字符。標準ASCII碼使用7個二進位對字符進行編碼，對應的ISO標準為ISO646標準。字母和數字的ASCII碼的記憶是非常簡單的。我們只要記住了一個字母或數字的ASCII碼（例如記住A為65，0的ASCII碼為48），知道相應的大小寫字母之間差32，就可以推算出其余字母、數字的ASCII碼。2024/3/3ASCⅡ碼表十進制縮寫十進制縮寫十進制字符十進制字符0NUL32SP64@96'1SOH33!65A97a2STX34"66B98b3ETX35#67C99c4EOT36$68D100d5ENQ37%69E101e6ACK38&70F102f7BEL39'71G103g8BS40(72H104h9HT41)73I105i10LF42*74J106j11VT43+75K107k12FF44,76L108l13CR45-77M109m14SO46.78N110n15SI47/79O111o16DLE48080P112p17DC149181Q113q18DC250282R114r19DC351383S115s20DC452484T116t21NAK53585U117u22SYN54686V118v23ETB55787W119w24CAN56888X120x25EM57989Y121y26SUB58:90Z122z27ESC59;91[123{28FS60<92\124|29GS61=93]125}30RS62>94^126~31US63?95_127del2024/3/32、漢字碼漢字編碼包括漢字信息交換碼（國標碼）、漢字內碼、漢字字型碼、漢字輸入碼、漢字地址碼1980年國家制定的GB2312-80《信息交換用漢字編碼字符集·基本集》。一個國標碼又兩個字節(jié)表示。漢字內碼：一個漢字內碼用兩個字節(jié)存儲。漢字字型碼:24×24點陣，每行24個位（3字節(jié)）字節(jié)表示24×3=72字節(jié)16×16點陣，每行16個位（2字節(jié)）字節(jié)表示16×2=32字節(jié)漢字地址碼2024/3/31、原碼位：用0表示正數，用1表示負數。數值部分：用二進制的絕對值表示。[+105]原=01101001[-105]原=111010012、反碼正數的反碼與其原碼相同。而負數的反碼等于其絕對值各位求反。[+105]反=01101001[-105]反=100101103、補碼正數的補碼與其原碼相同。負數的補碼是把其原碼除符號位外的各位先求其反碼，然后在最低位加1。[+105]補=01101001[-105]補=100101112024/3/3原碼、補碼和反碼表示四、補碼加減法

計算機中實際上只有加法，減法運算轉換成加法運算進行，乘法運算轉換成加法運算進行，除法運算轉換成減法運算進行。1、補碼加法

[X+Y]補=[X]補+[Y]補

【例7】X=+0110011,Y=-0101001，求[X+Y]補

[X]補=00110011

[Y]補=11010111

[X+Y]補=[X]補+[Y]補=00110011+11010111=00001010

注：因為計算機中運算器的位長是固定的，上述運算中產生的最高位進位將丟掉，所以結果不是

100001010，而是00001010。2、補碼減法

[X-Y]補=[X]補-[Y]補=[X]補+[-Y]補

其中[-Y]補稱為負補，求負補的方法是：對補碼的每一位（包括符號位）求反，最后末位加“1”。

【例8】X=+0111001,Y=+1001101，求[X-Y]補

[X]補=00111001

[Y]補=01001101

[-Y]補=10110011

[X-Y]補=[X]補+[-Y]補=00111001+10110011=11101100

2024/3/3五、數的表示范圍

計算機如果用一個字節(jié)表示一個整數：1、如果是無符號數，可以表示0~255共256個數（0000000~1111111）2、如果是有符號數則能表示-128~127共256個數（10000000~01111111）。3、如果兩個字節(jié)表示一個整數，則共有65536個數可以表示，大部分程序設計語言中整數的范圍都是-32768~32767的原因，可以看出這種整數類型是16位的有符號數，而且是補碼表示的。2024/3/31.2計算機系統(tǒng)的組成與工作原理計算機系統(tǒng)：硬件系統(tǒng)和軟件系統(tǒng)硬件系統(tǒng)：主機、鍵盤、顯示器、鼠標、寫字板、掃描儀、打印機等物理設備。軟件系統(tǒng)：系統(tǒng)軟件（如DOS操作系統(tǒng)和Windows系統(tǒng)等）和應用軟件（如工資處理軟件、財務軟件等）。2024/3/31.2.1計算機系統(tǒng)的組成2024/3/31.2.2計算機系統(tǒng)的硬件組成運算器和控制器存儲器輸入設備、輸出設備2024/3/3計算機硬件系統(tǒng)組成2024/3/3微處理器中央處理器1.運算速度CPU的主頻、字長、指令系統(tǒng)的合理性2.內存儲器的指標存取速度、存儲容量3.I/O的速度CPU與外部設備進行數據交換的速度。2024/3/3計算機的性能指標計算機硬件——中央處理器(CPU)

1、運算器:算術、邏輯運算單元(ALU)加減乘除運算用加法器實現(xiàn)2、控制器:指揮協(xié)調計算機整個工作過程中央處理器(CPU)：運算器+控制器計算機的心臟，負責完成各種運算和控制，2024/3/3CPU2024/3/3計算機硬件——存儲器存儲器的種類內存儲器：與CPU直接相連的存放數據的器件，如隨機存儲器(RAM)、只讀存儲器(ROM)。外存儲器：不直接與CPU相連的存儲介質，如磁盤等。內存儲器(內存、主存)：以半導體為器件，存取數據的速度很快，但價格昂貴，存儲容量受到限制。隨機存儲器(RAM)：可讀可寫只讀存儲器(ROM)：只讀不寫2024/3/3計算機硬件——存儲器RAM(隨機存取存儲器)：主要用于保存計算機在運行過程中使用的數據，便于CPU對數據進行及時處理。RAM就像一塊黑板，可以反復擦寫。它的內容可以改變，是一個可重用資源。RAM中的數據無法長期保存，如果計算機掉電或關機，保存在RAM中的數據就立刻永久丟失。2024/3/3計算機硬件——存儲器等待CPU處理（臨時存放）2024/3/3信息外存RAM保存輸入（長久存放）計算機硬件——存儲器外存儲器(外存)用來存放“暫時不用”的數據或程序。它的容量比內存大得多，但存取信息的速度比內存慢。外存不怕停電，可長期保存信息，價格便宜。當計算機內存不夠用時，會借用硬盤的空間作為計算機的虛擬存儲器。常用的外存有硬盤、光盤、優(yōu)盤等2024/3/3存儲器——硬盤硬盤使用厚的、剛性的金屬磁盤片硬磁盤特征大容量，通常可以存儲幾十個G字節(jié)。高速，硬盤的信息存取速度比較快，其盤片的轉速達5400轉/分，高的達到7200轉/分，甚至10000