计算机应用基础(中等职业技术学校)第1章.ppt

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第1章计算机基础知识第1章计算机基础知识1.1预备知识预备知识1.2认识微型计算机认识微型计算机1.3微型计算机的组成微型计算机的组成1.4计算机的输入计算机的输入/输出设备输出设备1.5计算机软件及其使用计算机软件及其使用1.6汉字输入法汉字输入法1.7数制与编码数制与编码习题一习题一计算机应用基础第1章计算机基础知识1.1预备知识计算机在人们的日常生活、工作中能够帮助存储信息、检索信息、加工信息和再生信息，它已由一种计算工具逐渐演变为适用于多种领域的信息处理设备。

1.1.1信息信息信息作为一种客观存在，它一直都在积极地发挥着重大作用。

科学技术在近两个世纪所取得的空前进步，使人们终于认识到，信息是可以与物质和能源相提并论的、用以维系人类社会存在及发展的一大要素。

计算机应用基础第1章计算机基础知识在人类社会发展以及科学技术发展的漫长历史中，总是伴随着信息技术的普遍应用和不断发展。

随着科学技术的发展，各种高新技术层出不穷，但发展最快、对人类社会影响最大的是信息技术。

在第一台计算机问世以前，人类已经历了四次信息技术的革命，如表1.1所示。

表1.1人类社会经历的四次信息技术革命计算机应用基础第1章计算机基础知识一般来说，信息是指对各种事物的变化和特征的反映，它是事物之间相互作用和联系的表征，如形状、颜色、图像、文字等。

人们在生产和生活活动过程中，一般是通过接受信息来认识事物的。

1.1.2数据数据数据是表示信息的物理符号（例如数值、文字、语言、图形、图像等），通过对数据的处理来进行信息处理。

在实践中，数据和信息是难以区分的，数据是信息的载体，而信息是数据所表达的含义。

数据只是信息的一种表示形式，而信息具体反映了数据所表达的含义。

计算机应用基础第1章计算机基础知识1.1.3数字化与二进制数字化与二进制人们能够使用的各种信息源需要经过对数据进行采集、检索、加工等过程，如图1.1.1所示。

计算机可以代替人工对信息进行加工处理，它既能够处理数字和文字信息，也能够处理图形、图像、声音等信息。

一切信息在计算机内部都是用0和1两个数字组成的数字序列来表示的。

图1.1.1数据与信息的转换计算机应用基础第1章计算机基础知识1.2认识微型计算机计算机是一种能存储程序和数据、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。

它能按照程序规定的步骤对数据进行加工、存储或传递，并提供所需的结果。

计算机是20世纪人类最伟大的发明之一，它有力地推动了国民经济的发展和科学技术的进步，它的应用已深入到人类社会的各个领域，计算机已经成为现代人类参加政治、社会、经济、科技活动的新工具，是人类进入信息时代的重要标志。

计算机应用基础第1章计算机基础知识1.2.1计算机的发展计算机的发展从1946年世界上第一台电子数字计算机诞生以来，电子计算机在短短的半个多世纪里经历了电子管、晶体管、集成电路和超大规模集成电路4个阶段的发展，计算机的体积越来越小，功能越来越强，价格越来越低，应用越来越广泛，目前正朝智能化（第五代）计算机方向发展。

计算机应用基础第1章计算机基础知识1第一代计算机第一代计算机于1946年诞生，主要用于美国军队计算弹道曲线。

它以电子管作为逻辑电路的主要器件，主存储器采用汞延迟线，后来采用磁芯，外存储器采用磁鼓或磁带。

计算机总体结构以运算器为中心，计算速度一般为每秒数千至数万次，体积较大，重量重，价格昂贵，使用者编写程序时，使用机器语言（二进制指令），主要应用在科学计算方面。

因此，此时的计算机还只是掌握在计算机专家手中的工具，如图1.2.1所示。

计算机应用基础第1章计算机基础知识图1.2.1第一代计算机计算机应用基础第1章计算机基础知识2第二代计算机晶体管技术诞生于1948年。

最初由于晶体管的不稳定性，人们不敢贸然使用，直到20世纪50年代末期，计算机才开始采用晶体管。

第二代计算机的特点是采用晶体管为主要逻辑元件，主存储器采用磁芯，外存储器采用磁鼓或磁带，后期也使用磁盘。

计算速度可达每秒数十万至数百万次。

与第一代计算机相比，第二代计算机体积小、重量轻、耗电低、可靠性提高。

软件得到了很大发展，发明了多种语言和编译程序，其中影响最大的是Fortran语言，操作系统的雏形在这个时期的后期开始形成。

此时的计算机主要应用于科学计算、数据处理和事务管理。

计算机应用基础第1章计算机基础知识3第三代计算机20世纪60年代初，由于微电子学的发展，出现了集成电路。

随后，集成电路的集成度以每34年提高一个数量级的速度增长。

第三代计算机的特点是使用中、小规模集成电路作为逻辑元件，主存储器除磁芯外，已出现了半导体存储器，外存储器有磁盘、磁带等。

计算机速度可达每秒数百万至数千万次，可靠性进一步提高，价格明显下降。

与此同时，小型机也获得了迅速的发展，并逐步走向标准化。

在程序设计方面，出现了会话式语言，采用了操作系统，形成了操作系统、编译系统和应用程序3个独立的系统，总称为软件系统。

计算机应用基础第1章计算机基础知识4第四代计算机1971年由于大规模集成电路在存储器和微处理器方面的应用，计算机进入第四代之后，微型机不断占领小型机领域，标志着计算机技术已进入微型机的时代。

随着微型机功能不断完善，微型机以可靠性高、体积小、使用方便、价格低廉等优势得到了越来越广泛的应用，使微型机走向实用化和网络化。

微型机的应用深入到社会生活的各个方面，并步入千家万户，影响和改变着人们的生活和工作方式。

计算机应用基础第1章计算机基础知识5第五代计算机第五代计算机被称为智能计算机，目前的计算机已能够部分地代替人的脑力劳动，因此也常称为电脑。

但是人们希望计算机具有更多的类似于人的智能，例如能听懂人类的语言，能识别图形，会自行学习等。

近年来，通过进一步的深入研究，发现由于电子电路的局限性，理论上电子计算机的发展也有一定的局限，因此人们正在研制不使用集成电路的计算机，例如生物计算机、光子计算机、超导计算机等。

计算机应用基础第1章计算机基础知识1.2.2计算机系统的组成计算机系统的组成计算机系统是由硬件和软件两大部分组成的，如图1.2.2所示。

硬件是指计算机本身和各种外部设备，软件是指系统软件和一些应用软件。

硬件是计算机的物质基础，软件在硬件的基础上发挥作用。

硬件和软件相辅相成，协调工作才能充分发挥计算机系统的功能。

图1.2.2计算机系统组成计算机应用基础第1章计算机基础知识1.2.3计算机的硬件组成计算机的硬件组成计算机由一系列的电子元器件组成，具有处理信息的能力。

在使用计算机进行数据处理时，首先要将实际问题编成程序存入计算机，然后计算机按程序要求一步步进行运算，并对运算结果进行逻辑判断，从而自动执行程序中规定的操作。

1计算机系统的组成结构第一台计算机“ENIAC”诞生不久，美籍匈牙利科学家冯诺依曼对计算机提出了重大的改进理论，主要有两点：

（1）数据运算与存储应以二进制为基础。

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（2）计算机应采用“存储程序”和“程序控制”的方式工作，并且进一步明确指出计算机的结构由运算器、控制器、存储器、输入设备和输出设备5部分组成。

按照冯诺依曼计算机的工作原理，计算机系统基本结构如图1.2.3所示。

图中实线为数据线，虚线为控制线。

图1.2.3计算机系统基本结构框图计算机应用基础第1章计算机基础知识提示：

CPU（CentralProcessingUnit）是中央处理器的缩写，又称为微处理器。

它是计算机的核心，包括运算器和控制器两部分（见图1.2.3）。

控制器是整个计算机的指挥中心，由它从存储器取出程序中控制的信息，经过分析后，按照要求给其他部分发出控制信号，使计算机各部分能够协调一致地工作。

计算机应用基础第1章计算机基础知识运算器也称算术逻辑单元。

运算器是一个“信息加工厂”，大量数据的运算和处理工作就是在运算器中完成的。

其中的运算主要包括基本算术运算和基本逻辑运算。

它主要完成对数据的算术运算和逻辑运算，此过程是在控制器的控制下和内存进行数据交换，从而完成程序所需的各种运算。

运算器由算术逻辑部件和一系列寄存器构成。

2计算机的特点目前计算机获得了空前广泛的应用，这与计算机本身所具有的特点是密不可分的，计算机的特点主要包括以下几点：

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（1）运算速度快。

目前最快的巨型机运行速度已达每秒100多亿次，这是传统计算工具无法比拟的。

随着技术的进步，计算机的运算速度还在不断提高。

（2）计算精度高。

计算机的运算精度取决于机器的字长，字长越长，精度越高。

由于计算机采用二进制表示数据，因此易于扩充机器字长。

不同型号计算机的字长有8位、16位、32位、64位等，为了获取更高的精度，还可以进行双倍字长或多倍字长的运算，甚至达到数百位二进制位的运算。

计算机应用基础第1章计算机基础知识（3）存储容量大。

计算机的存储器可以把原始数据、中间结果以及运算指令等存储起来备用。

存储器不仅可以存储大量的信息，还能够快速而准确地存入或读取这些信息。

存储容量的大小标志着计算机记忆能力的强弱。

采用半导体存储元件作为存储器的计算机，其主存容量可达几百千字节至几十兆字节，其辅存容量可达几十兆字节至几十吉字节，而且吞吐率很高。

计算机应用基础第1章计算机基础知识（4）判断能力强。

计算机除了具有高速、高精度的计算能力外，还具有对文字、符号、数字等进行逻辑推理和判断的能力。

人工智能机的出现将进一步提高其推理、判断、思维、学习、记忆与积累的能力，从而可以代替人脑更多的功能。

（5）工作自动化。

计算机的内部操作是按照人们事先编好的程序自动进行的。

只要将事先编写好的程序输入到计算机中，计算机就会自动按照程序规定的步骤来完成预定的处理任务，而不需要人工干预，而且通用性很强，是现代化、自动化、信息化的基本技术手段。

计算机应用基础第1章计算机基础知识（6）可靠性强。

随着科学技术的不断发展，电子技术也正发生着很大的变化，电子器件的可靠性也越来越高。

在计算机的设计过程中，通过采用新的结构可以使其具有更高的可靠性。

计算机应用基础第1章计算机基础知识1.3微型计算机的组成微型计算机是计算机发展到第四代的产物，虽然微型计算机的品牌、机型多样，但其主机的内部结构和基本原理与一般计算机没有本质的区别。

1.3.1主机主机主机是微型计算机系统的核心，主要由主板、CPU、内存储器等组成。

计算机应用基础第1章计算机基础知识1主板主板是一块集成电路板，上面设计有CPU插槽、内存条插槽、扩展槽以及外部设备（键盘、鼠标、USB）接口。

主板性能的好坏从根本上决定了CPU等设备性能的发挥。

和以往相比，现在的主板已经把很多设备的适配卡集成在上面了，如音频适配卡（声卡）、显示适配卡（显卡）、网络适配卡（网卡）、内置调制解调器（MODEM）等，使用这样的主板就没有必要再另配单独的适配卡了。

但是这种集成式的主板也存在一些诸如部分集成“卡”的性能不高、容易损坏、不易升级等问题。

主板的外观如图1.3.1所示。

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（1）CPU插槽。

CPU插槽用来连接和固定CPU（见图1.3.1）。

图1.3.1计算机主板计算机应用基础第1章计算机基础知识

（2）芯片组。

主板是由一组固定在电路板上的超大规模集成电路芯片组成的，它们直接影响主板的所有性能指标。

芯片组是主板的组成部分，控制和协调整个计算机系统的正常运行。

一般的主板芯片组由两块芯片组成，按在主板上排列的位置，将其分为北桥（靠近CPU插槽）芯片和南桥（靠近PCI插槽）芯片。

计算机应用基础第1章计算机基础知识（3）总线与总线扩展插槽。

总线（BUS）是一组信号线，通过它在各部件之间传递数据和信息。

总线分16位、32位和64等，通道越多则数据的流动越快。

目前微机中最常用的是内部总线PCI插槽和外部总线USB接口。

总线扩展插槽用来插入各种功能的板卡，如显示卡、声卡等，扩展计算机的用途。

总线扩展插槽通过总线与CPU连接，在操作系统的支持下扩展使用。

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