第2章 計算機基礎知識,2.1 計算機的產生和發(fā)展 2.2 微型計算機系統(tǒng)的組成 2.3 數字化信息編碼與數據表示 2.4 多媒體技術應用基礎 2.5 計算機數據的安全,2.1 計算機的產生和發(fā)展,2.1.1 計算機的產生和發(fā)展 2.1.2 我國計算機的發(fā)展情況 2.1.3 計算機的分類 2.1.4 計算機的特點和應用,返回本章首頁,2.1.1 計算機的發(fā)展,1計算機的發(fā)展 2微型計算機的發(fā)展,1計算機的發(fā)展,表2-1 計算機發(fā)展的四個階段,2微型計算機的發(fā)展,表2-2 微機的六個發(fā)展階段,2.1.2 我國計算機的發(fā)展情況,我國的計算機事業(yè)始于20世紀50年代。1952年我國的第一個電子計算機科研小組在中科院數學所內成立。1960年，我國第一臺自行研制的通用電子計算機107機問世。1964年，我國研制了大型通用電子計算機119機，用于我國第一顆氫彈研制工作的計算任務。20世紀70年代以后，我國生產的計算機進入了集成電路計算機時期。1974年，我國設計的DJS-130機通過了鑒定并投入批量生產。進入20世紀80年代，我國又研制成功了巨型機。1982年，我國獨立研制成功了銀河I型巨型計算機，運算速度為每秒1億次，1997年6月研制成功的銀河型巨型計算機，運算速度為每秒130億次。這些機器的出現，標志著我國的計算機技術水平踏上了一個新的臺階。,2.1.3計算機的分類,依據IEEE（美國電氣和電子工程師協(xié)會）的劃分標準，計算機分成:,(1)巨型機 (2)小巨型機 (3)大型主機,(4)小型機 (5)工作站 (6)微型計算機,返回本節(jié)目錄,2.1.4 計算機的特點和應用,（1）運算速度快。 （2）計算精度高。 （3）存儲容量大。 （4）具有邏輯判斷能力。,1計算機的特點,2. 計算機的應用,（1）科學計算 。 （2）自動控制 。 （3）數據處理 。 （4）輔助設計（CAD） 。 （5）輔助教育（CAI） 。 （6）信息檢索和傳輸。 （7）人工智能技術。,返回本節(jié)目錄,2.2 微型計算機系統(tǒng)的組成,2.2.1 計算機的硬件系統(tǒng) 2.2.2 計算機的軟件系統(tǒng),返回本章首頁,一個完整的計算機系統(tǒng)由“硬件”和“軟件”兩大系統(tǒng)組成。硬件是指計算機系統(tǒng)中物理裝置的總稱，例如：顯示器、主機等，是構成計算機的實體；軟件是計算機所需要的各種程序、數據及其相關資料的集合。軟件和硬件相輔相承，缺一不可。,圖2-1 計算機系統(tǒng)的基本組成,2.2.1 計算機硬件系統(tǒng),1運算器 2控制器 3存儲器 4輸入設備 5輸出設備,1運算器,運算器是計算機的核心部件，主要負責對信息的加工處理。運算器不斷地從存儲器中得到要加工的數據，對其進行算術運算和邏輯運算，并將最后的結果送回存儲器中，整個過程在控制器的指揮下有條不紊地進行。運算器除了進行信息加工外，還有一些寄存器可以暫時存放運算的中間結果，節(jié)省了從存儲器中傳遞數據的時間，加快了運算速度。,2控制器,控制器是計算機的指揮中樞，主要作用是使計算機能夠自動地執(zhí)行命令。控制器從存儲器中將程序取出并進行翻譯，再根據程序的要求向各部件發(fā)出命令；另外，控制器還從各部件中接受有關指令執(zhí)行情況的反饋信息，并依此向各部件發(fā)出下一步執(zhí)行命令。 微機中，運算器和控制器合在一起，稱為微處理器，又稱為CPU，是計算機的核心，習慣上常用微處理器的型號來區(qū)別微機的檔次，例如：80486、Pentium、Pentium等都是CPU的型號。,3存儲器,存儲器主要負責對數據和控制信息的存儲，是計算機的記憶單元。存儲器分為內存和外存兩種。 （1）內存 也稱主存。內存分成只讀存儲器（ROM）和隨機讀寫存儲器（RAM）兩種。 （2）外存 外存也稱為輔助存儲器。外存分為磁介質型存儲器和光介質型存儲器兩種，磁介質型常指硬盤和軟盤，光介質型則指光盤。,軟盤正面,軟盤反面,圖2-3 磁盤的磁道及扇區(qū),4輸入設備,外部信息與計算機的接口稱為輸入設備。常用的輸入設備有鍵盤、鼠標和掃描儀等。,（1）鍵盤 圖2-4 101鍵鍵盤示意圖,（2）鼠標,鼠標的外形非常像一只老鼠，所以取名鼠標，在Windows及網絡中使用頻率相當高，可以代替鍵盤的大部分功能。鼠標分為機械式、光學式和光學機械式三種，對鼠標的操作可分為左擊、右擊、雙擊及拖動，這四種不同的操作可以實現不同的功能。,（3）掃描儀,掃描儀是計算機輸入圖片和文字使用的設備，它內部有一套光電轉換系統(tǒng)，可以把各種圖片信息轉換成計算機圖像數據，并傳送給計算機，再由計算機進行圖像處理、編輯、存儲、打印輸出或傳送給其他設備。 按色彩來分，掃描儀分成單色和彩色兩種；按操作方式分，可分為手持式和臺式掃描儀。掃描儀的主要技術指標有分辨率、灰度層次、掃描速度等。,5輸出設備,（1）顯示器：顯示器由監(jiān)視器和顯示適配卡組成，是最常用的輸出設備。 （2）打印機：打印機也是計算機中最常用的輸出設備。按輸出方式可分為擊打式和非擊打式，擊打式以針式打印機為主要代表，非擊打式以激光打印機和噴墨打印機為主流。,返回本節(jié)目錄,2.2.2 計算機的軟件系統(tǒng),軟件是微機的靈魂。沒有安裝軟件的微機稱為“裸機”，無法完成任何工作。計算機軟件根據其功能和面向的對象分成系統(tǒng)軟件和應用軟件兩大類。,1系統(tǒng)軟件,系統(tǒng)軟件一般是指用戶能夠使用計算機而提供的基本軟件，用于計算機的管理、維護、控制、運行和語言翻譯處理等，它管理和控制計算機的各種操作。系統(tǒng)軟件又分為：操作系統(tǒng)、數據庫管理系統(tǒng)、各種語言及其匯編、解釋或編譯程序等。 常用的系統(tǒng)軟件有Dos、Windows等。,圖2-6 編譯過程示意圖,圖2-7 解釋過程示意圖,用匯編語言和各種高級語言編寫出來的程序稱為源程序，將高級語言或匯編語言經編譯后產生的機器語言程序稱為目標程序。,2應用程序,應用軟件是用高級語言編寫出來的具有特定功能的為解決某一具體問題而開發(fā)的程序。用戶不再編寫程序就可以直接使用。例如：Word、WPS、網絡螞蟻、金山解霸等。應用軟件是面向用戶的最高層程序。,返回本節(jié)目錄,2.3 數字化信息編碼與數據表示,2.3.1 數字化信息編碼的概念 2.3.2 進位計數制 2.3.3 不同進制之間的轉換 2.3.4 計算機中數據的表示方法 2.3.5 常用信息編碼,返回本章首頁,2.3.1 數字化信息編碼的概念,1數字化信息編碼的概念 計算機中的信息也稱為數據。由于二進制電路簡單、可靠且具有很強的邏輯功能，因此數據在計算機中均以二進制表示，并用它們的組合表示不同類型的信息。,2計算機中常用的名詞,（1）位 計算機中所有的數據都是以二進制來表示的，一個二進制代碼稱為一位，記為bit。位是計算機中最小的信息單位。,（2）字節(jié) 在對二進制數據進行存儲時，以八位二進制代碼為一個單元存放在一起，稱為一個字節(jié)，記為Byte。字節(jié)是計算機中次小的存儲單位。,（3）字 一條指令或一個數據信息，稱為一個字。字是計算機進行信息交換、處理、存儲的基本單元。,（4）字長 字長是CPU能夠直接處理的二進制數據位數，它直接關系到計算機的精度、功能和速度。字長越長處理能力就越強。目前，常見的微機字長為32位和64位。字長是衡量計算機性能的一個重要技術指標。,（5）指令 指揮計算機執(zhí)行某種基本操作的命令稱為指令。一條指令規(guī)定一種操作，由一系列有序指令組成的集合稱為程序。,（6）容量 容量是衡量計算機存儲能力常用的一個名詞，主要指存儲器所能存儲信息的字節(jié)數。常用的容量單位有B、KB、MB、GB，它們之間的關系是：1KB=1024B，1MB=1024KB，1GB=1024MB。,返回本節(jié)目錄,（7）運算速度。運算速度是指計算機每秒所能執(zhí)行的指令條數，一般用MIPS為單位。它是計算機的主要技術指標之一。 （8）主頻。主頻是指計算機的時鐘頻率，單位用MHz表示。它是計算機的主要技術指標之一。 （9）軟件配置。包括操作系統(tǒng)、計算機語言、數據庫語言、數據庫管理系統(tǒng)、網絡通信軟件、漢字支持軟件及其他各種應用軟件。,2.3.2 進位計數制,1十進制 日常生活中最常見的是十進制數，用十個不同的符號來表示：0、1、2、3、4、5、6、7、8、9，稱為代碼。,2二進制 二進制數只有兩個代碼“0”和“1”，所有的數據都由它們的組合來實現。二進制數據在進行運算時，遵守“逢二進一，借一當二”的原則。,返回本節(jié)目錄,3八進制和十六進制 計算機中的數據均以二進制形式存儲，但當數比較大時，用二進制形式表示位數較多，不便于書寫和較對，我們在書寫時，總是將二進制數據以八進制或十六進制的形式表達，并在八進制數據后加英文字母“O”，在十六進制數據后加英文字母“H”以示分別。 八進制按“逢八進一”的原則計數，使用0、1、2、3、4、5、6、7共八個代碼，十六進制數按“逢十六進一”的原則計數，采用09和A、B、C、D、E、F六個英文字母一起構成十六個代碼。,2.3.3 不同進制之間的轉換,1二進制與十進制的相互轉換 二進制數要轉換成十進制數非常簡單，只需將每一位數字乘以它的權2n，再以十進制的方法相加就可以得到它的十進制的值（注意，小數點左側相鄰位的權為20，從右向左，每移一位，冪次加1）。 【例1】（10110.011）B=124+023+122+121+020+02-1 +12-2+12-3=（22.375）D,十進制數據轉換成二進制采用的是：整數部分按“倒序除2取余法”的原則進行轉換；小數部分按“順序乘2取整法”的原則進行轉換。,【例2】將（236）D轉換成二進制。 轉換過程如圖2-1所示。,圖2-8 將十進制數轉變成二進制數,2二進制數與十六進制數的相互轉換 由于16=24，所以在將二進制數轉換成十六進制數時，對于整數，從最右側開始，每四位二進制數劃為一組，用一位十六進制數代替；十六進制數轉換成二進制數時正好相反，一位十六進制數用四位二進制數來替換。對于有小數的數，要分小數和整數部分處理。,3十六進制與十進制的相互轉換 十六進制數與十進制數相互轉換時，有兩種方法。方法一，可以分成兩步完成：將待轉換的數轉換成二進制，然后再將二進制數轉換成相應進制的數。方法二，直接進行轉換。十六進制轉變成十進制時，只需將各代碼與相應的權相乘，然后用十進制的方法相加就可以實現；十進制轉變成十六進制的方法與轉變成二進制一樣，不同的是除數為16。,返回本節(jié)目錄,2.3.4 計算機中數據的表示方法,1原碼 一個二進制數同時包含符號和數值兩部分，用最高位表示符號，其余位表示數值，這種表示帶符號數的方法為原碼表示法。,2反碼 反碼是另一種表示有符號數的方法。對于正數，其反碼與原碼相同；對于負數，在求反碼的時候，除了符號位外，其余各位按位取反，即“1”都換成“0”，“0”都換成“1”。,3補碼 補碼是表示帶符號數的最直接方法。對于正數，其補碼與原碼相同；對于負數，則其補碼為反碼加1。,4數的小數點表示法,（1）數的定點表示 （2）數的浮點表示,圖2-13 計算機中浮點數的表示,返回本節(jié)目錄,2.3.5 常用信息編碼,1BCD碼 2ASCII碼,表2-4 十進制數和BCD碼對照表,表2-5 7位ASCII碼表,返回本節(jié)目錄,3漢字編碼 在ASCII碼編碼方案中，用到了一個字節(jié)的低7位，最多只能表示128個字符，但對于漢字來說，日常使用的漢字就有7000多個，只用一個字節(jié)對漢字進行編碼是不可能的，所以通常用多字節(jié)對漢字進行編碼。 （1）國標碼（GB2312-80編碼集）。 （2）漢字內碼。 （3）區(qū)位碼。 （4）BIG5碼。 （5）中、日、韓統(tǒng)一大漢字編碼字符集。,2.4 多媒體技術應用基礎,2.4.1 多媒體的基本概念 2.4.2 多媒體系統(tǒng)的硬件 2.4.3 多媒體系統(tǒng)的軟件 2.4.4 多媒體技術的應用,返回本章首頁,2.4.1 多媒體的基本概念,1什么是“多媒體” 媒體是指信息的表示和傳播載體，當這種載體可表示和傳播兩種或兩種以上的信息時，稱之為多媒體。,返回本節(jié)目錄,2多媒體的種類 （1）文本（文字和數字符號），其常用文件格式有TXT、DOC、WPS等。 （2）圖形（靜止圖形，運動圖形動畫），圖像（靜止圖像，運動圖像視頻）。圖形和圖像常用的文件格式有BMP、GIF、PCX、TIF、JPEG等；而動畫文件的格式主要有FLC、FLI和AVI等。 （3）影像，既有聲音，又有圖形和圖像，其常用文件格式有AVI、MPG、MOV等。 （4）音頻（語音，音樂和音效）其常用的文件格式主要有WAV、MID和MP3等。,3多媒體技術的特點 （1）運行的實時性。 （2）媒體運行的并發(fā)性。 （3）人機交互的靈活性。 3多媒體信息的表示 （1）聲音信息的表示。 （2）視覺信息的表示。,2.4.2 多媒體系統(tǒng)的硬件,多媒體系統(tǒng)根據應用的領域不同，硬件也不相同。多媒體計算機一般應該配置有CD-ROM（或DVD-ROM）、聲卡、顯示卡、音箱等硬件，根據需要還可以配置掃描儀、數碼相機、彩色噴墨打印機、MODEM、視頻采集卡等。,1聲卡 聲卡可分為兩種，一種是單獨的聲卡，必須通過接口才能接入計算機中；另一種是在主板上集成了的聲卡。聲卡的主要作用是對各種聲音信息進行解碼，并將解碼后的結果送入音箱中播放。單獨的聲卡一般有以下幾個端口，功能如下： LINE IN 在線輸入 MIC IN 話筒輸入 SPEAKER 揚聲器輸出 MIDI MIDI設備或游戲桿接口,2顯示卡,顯卡的主要作用是對圖像文件進行解壓，并將解壓后連續(xù)變化的圖像信號轉換為計算機能夠處理的數字信號，送給顯示終端顯示出來。由于圖像信息十分龐大，解壓后存儲在顯卡配備的顯示緩存區(qū)中，也稱顯存，目前一般為32M64MB。,3MODEM,MODEM也稱為調制解調器，俗稱“貓”，是用于多媒體計算機聯(lián)接互聯(lián)網的專門設備。 MODEM分為內置式和外置式兩種。內置式的為板卡形式，插于主板的擴展槽中；外置式MODEM的外形像個盒子，置于主機外。,光驅也稱為光盤驅動器，是用于讀出光盤中數據的專用設備。早期的光驅以CD-ROM為主，一張CD-ROM的標準容量為650MB左右。 隨著光電子技術的發(fā)展，目前高檔多媒體計算機的主流光驅配置成為DVD-ROM，一張DVD-ROM的容量達到了5G以上。,4光驅,返回本節(jié)目錄,5視頻采集卡 視頻采集卡將模擬攝像機、錄像機、LD視盤機、電視機輸出的視頻信號等輸出的視頻數據或者視頻音頻的混合數據輸入電腦，并轉換成電腦可辨別的數字數據存儲在電腦中，成為可編輯處理的視頻數據文件。按照其用途可分為廣播級視頻采集卡、專業(yè)級視頻采集卡、民用級視頻采集卡，它們檔次的高低主要是看采集圖像的質量不同。專業(yè)級視頻采集卡的檔次比廣播級的性能稍微低一些，分辨率兩者是相同的，但壓縮比稍微大一些，其最小的壓縮比一般在6:1以內，輸入輸出接口為AV復合端子與S端子。民用級視頻采集卡的動態(tài)分辨率一般較低，絕大多數不具有視頻輸出功能。,2.4.3 多媒體系統(tǒng)的軟件,返回本節(jié)目錄,隨著多媒體技術的發(fā)展，多媒體系統(tǒng)的軟件也在不斷更新和完善。很多系統(tǒng)軟件自帶有多媒體功能，例如Windows，其附件中就有錄音機、媒體播放器、CD播放器等多媒體工具。除此以外，針對不同的應用，還有一些專門的多媒體軟件，如播放VCD，有金山解霸、Realplayer；在一些應用程序中，也附帶有多媒體功能，例如：在WPS中可以進行圖片的插入，進行幻燈片的編輯，并插入各種聲音、圖像乃至于動畫等。進行多媒體制作的軟件有：3DMAX、Authorware、Flash等。,2.4.4 多媒體技術的應用,1多媒體家電 2. 多媒體通信 3電子圖書館 4多媒體教學（CAI） 5Internet中多媒體的應用 6. 虛擬現實,返回本節(jié)目錄,2.5 計算機數據的安全,2.5.1 計算機病毒的概述 2.5.2 計算機病毒的預防 2.5.3 病毒的檢測與消除 2.5.4 計算機安全使用常識,返回本章首頁,2.5.1 計算機病毒的概述,1計算機病毒的特性 病毒是一種程序，所以它具有程序的所有特性，除此之外，它還具有隱蔽性、潛伏性、傳染性和破壞性。 病毒通常的擴展途徑是將自身的具有破壞性的代碼復制到其他有用代碼中，它的傳播是以計算機系統(tǒng)的運行及讀寫磁盤為基礎的 。,圖2-14 病毒的工作過程,2病毒的分類 病毒按其危害程度，分為良性病毒和惡性病毒；按其侵害的對象來分，可以分為引導型、文件型、復合型和網絡型等。,3病毒的傳播途徑 在計算機應用的早期，軟盤是傳播病毒的最主要方式，隨著網絡的飛速發(fā)展，軟盤趨于淘汰，網絡這個載體給病毒的傳播插上了翅膀。據統(tǒng)計，通過網絡郵件系統(tǒng)附件傳播的病毒超過病毒傳播總途徑的60%。繼“CIH”病毒之后，又相繼出現了“羅密歐與朱麗葉”、“智能病毒”、“震蕩波”等新型網絡病毒。,返回本節(jié)目錄,2.5.2 計算機病毒的預防,預防計算機病毒要注意以下幾個環(huán)節(jié)： l 創(chuàng)建緊急引導盤和最新緊急修復盤。 l 使用外來磁盤或其他機器的文件時，要先殺毒再使用。 l 對不需要寫操作的磁盤進行寫保護。 l 為計算機安裝病毒檢測軟件，定期清查病毒，并注意及時升級。 l 為計算機安裝專門用于防毒、殺毒的病毒防火墻或防護卡。 在上網時，盡量減少可執(zhí)行代碼交換，能脫網工作時盡量脫網工作。,返回本節(jié)目錄,2.5.3 病毒的檢測與消除,1病毒的檢測 病毒潛伏在計算機中，不被激發(fā)，是很難得被發(fā)現的，因此要仔細觀察系統(tǒng)的異?，F象。一般計算機出現異常，首先判斷是否是計算機硬件造成的，如果硬件系統(tǒng)正常，則應該考慮是否感染了計算機病毒。如果安裝在計算機中的病毒檢測軟件或硬件檢測到病毒后，就應該立即采取相應的措施。發(fā)生下列情況時，計算機也可能感染了病毒： l 計算機啟動速度無原因就變得很慢。 l 內存無原因大量被占用。 l 經常無緣無故地死機。 l 磁盤文件無原因地變長。 l 磁盤讀寫的時間變長。 l 出現莫明其妙的顯示信息。 程序運行出現不合理的結果。,2. 病毒的清除 對病毒的清除一般使用殺毒軟件來進行。殺毒軟件的作用原理與病毒的作用原理正好相反，可以同時清除幾千種病毒，且對計算機中的數據沒有影響。 常見的殺病毒軟件有KV3000、諾頓、瑞星、金山毒霸等,返回本節(jié)目錄,2.5.4 計算機安全使用常識,（1）使用符合額定電壓的電源。電壓高于額定電壓會燒毀硬件，低于額定電壓計算機不能正常啟動或系統(tǒng)運行不正常，甚至也會燒毀硬件。 （2）正確開關計算機。正確的開機方法是：先開外設（顯示器、打印機等），再開主機。正確的關機方法是：先關主機，再關外設。還應避免頻繁地開關計算機，以防止電子元件被擊穿。 （3）計算機的使用環(huán)境。要注意計算機使用的溫度、濕度和衛(wèi)生環(huán)境，以避免計算機內部元件過快老化或燒毀，使用時還應注意保持計算機的平穩(wěn)，以免損壞硬盤。 （4）經常備份數據。重要的數據和文件要經常進行備份，防止由于硬盤損壞或病毒破壞而造成的損失。 （5）定期清查病毒，不使用盜版軟件。 （6）設置安全權限和密碼，并定期更改密碼，對于來歷不名的軟件不要運行，防止黑客的入侵。,Thank you very much!,謝謝您的光臨！,返回本章首頁,退 出,