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1、1计算机基础知识和使用知识点及题目课件第一篇 计算机基础知识和使用1.1计算机概述一、电子计算机，是一种能预先存储程序，自动的、高速的、精确的进行信息处理的现代电子设备。二、计算机的发展简史第一台计算机：1946年2月诞生，电子数字积分计算机(ENIAC)。（每秒5000次，使用18000多只电子管，耗电150KW，占地170M2，自重30吨）第一台实现存储程序计算机是EDSAC（1946-1949）1、 传统的计算机发展时代年份器件运算速度（次/S）应用第一代46-55电子管几千几万科学计算第二代55-64晶体管几万几十万数据处理工业控制等第三代54-71集成电路几十万几百万文字处理图形处理

2、第四代71年迄今大规模集成电路几百万几千万上亿次几十亿次社会各领域80年迄今超大规模集成电路80年代末迄今光导纤维2、微型机的发展第一台微型计算机：Intel 4004, 4位，1969年由Intel 公司的马西安.霍夫(M.E.Hoff) 设计。 时代年份位数代表芯片第一代19714位和低档8位INTEL4004/8008第二代19738位INTEL8080 Z80/MC6800第三代197816位INTEL8086第四代120001年迄今32位和64位INTEL80386 PENTIUM系列3、未来微型机的发展方向 巨型化：性能最好，功能最强，容量最大，速度最快。 微型化：体积小，功能全，

3、价格低，可靠性高。网络化：多个用户共享计算机软件、硬件资源。 智能化：让计算机模仿人的感觉、行为、思维的机三、计算机的分类1. 按性能分类 微型机、小型机、中型机、大型机、巨型机2. 按使用方法分类 掌上电脑：是一种袖珍型的计算机，功能相对较弱， 没有扩展能力。笔记本电脑；是将微机的主机、显示器和键盘合成在一起，便于携带。台式机：是一般的微机，主机、显示器和键盘分开放在桌上， 不便于携带。网络计算机：一种在网络环境下运行的计算机。 工作站：指在网络上用于操作的计算机。服务器：是计算机网络中起核心作用的提供各种服务的计算机。四、计算机应用科学计算 、数据处理、过程控制(传统应用）、计算机辅助系统

4、（CAD/CAM/CAI）、人工智能（AI）、办公自动化(OA)、信息高速公路、电子商务(E_Business)等1.2 微型机系统组成一、微型机系统硬件主机CPU运算器控制器内存随机存储器（RAM）只读存储器（ROM）外部设备输入设备输出设备软件系统软件应用软件1、微型机系统的主要技术指标字长 计算机的运算部件能同时处理的二进制位数。主频 CPU的时钟频率 （单位：MHz） 如：586 / 233，其中586指CPU 型号， 233指CPU 的主频。 Pentium 800, 其中Pentium 指CPU 型号， 800指CPU 的主频。运算速度 每秒钟能执行的指令数。存储容量 微机所配置的

5、内存总字节数。外部设备配置 用于衡量一台机器综合性能的重要指标，包括键盘、显示器、打印机、硬盘驱动器、鼠标等。软件配置 包括操作系统、计算机语言、数据库管理系统、网络通讯软件等。2. 微型机的基本工作原理 冯诺依曼结构: 冯.诺依曼的计算机设计思想简要概括为三点 1. 计算机应包含运算器、存储器、控制器、输入设备、输出设备； 2. 计算机内部采用二进制来表示指令与数据，一条指令一般具有一个操作码和一个地址码。其中操作码表示操作性质，地址码指出操作数在存储器的地址； 3.将编好的程序送入内存储器中，然后启动计算机工作。计算机不需要操作人员干预，能自动取出逐条指令和执行指令。输入设备：输入和转换。

6、 常用的输入设备有：键盘、鼠标、扫描仪、光笔、数字化仪等。输出设备：输出和转换。常用的输出设备有：显示器、打印机、绘图仪等。存储器：用于存储各种程序和数据。 位(bit)：存放一位二进制数即0或1。 存储信息基本单位是字节(Byte)； 1个字节=8位二进制码； 1KB（千字节）=1024B 1MB（兆字节）=1024KB 1GB（吉字节）=1024MB 1TB（太字节）=1024GB运算器：用于各种算术运算和逻辑运算。 控制器：起着统一指挥管理计算机各部件协调工作。二、微型机系统硬件基础总线：是一组连接各个部件的公共通信线 地址总线（AB）：传送地址信息，它的宽度决定了微机的直接寻址能力。数

7、据总线（DB）：传送数据和指令，它的宽度与CPU 的字长有关。 控制总线（CB）：传送控制信号。常用的总线标准：ISA总线： 是一种16位的总线结构，适用范围广。EISA总线：是ISA总线的扩展，是一种支持多处理器的32位高性能的32位标准总线，兼容ISA总线。PCI总线：是一种32位高性能的局部总线，可扩展到64位，与ISA总线兼容。CPU(中央处理机)CPU包括： 运算器 用来快速地进行各种算术运算和逻辑计算。 控制器 用来控制和管理计算机各部件协调一致地工作。 把运算器和控制器采用现代集成工艺制成在一块芯片上,称为微处理器。 以Intel公司的CPU产品为标志，CPU经历了8086/80

8、88、80286、80386、80486 Pentium （80586奔腾） Pentium MMX （多能奔腾） Pentium Pro（高能奔腾） Pentium / Celeron（赛扬） Pentium 等 主存储器(内存 )1) 随机存取存储器 RAM：既可读，又可写， 断电后信息丢失。2) 只读存储器 ROM：只能读，不能写，断电后信息仍保留。输入/输出接口电路 1) 硬盘驱动器接口电路 2) 软盘驱动器接口电路 3) 并行打印机适配器电路：插座25孔。 4) 异步通信适配器接口 插座9针或25针两种，连接鼠标，绘图仪等串行设备。 5) 游戏操纵杆接口 6) 多功能适配器卡(Sup

9、er I/O卡) 连接硬盘、软盘、打印机、鼠标、游戏操纵杆等。7) 显示卡 PCI和AGP：都属于VGA卡，有3D加速功能，显存2MB以上， 12801024以上，显示速度快。目前AGP最常用。（二）基本配置 1、辅助存储器（外存）(1) 磁盘类存储器 软盘：3.5英寸高密度容量 =2 面 80 磁道 18扇区 512字节 =1.44MB 硬盘：由若干个磁性圆盘组成。 存储容量=磁头数 柱面数 扇区数 每扇区字节数 (2) 光盘存储器 CD-ROM：Compact Disk-ROM，只读型光盘。 容量：650MB 一倍速率：150KB/s；24倍速率：24150KB/s=3.6MB/s。2、显

10、示器 显示器是微型机最基本的输出设备。 显示器常用参数： 分辨率：显示器水平方向和垂直方向的像素点数。(横向点纵向点)颜色数：显示器能显示的颜色数量。 目前流行的显示卡是VGA显卡，其分辨率在640*480之上，颜色数在256色之上，除此之外，还有更高分辨率的显卡，如：SVGA(增强型的VGA),分辨率为1024*768，AVGA(加速的VGA)，分辨率为1600*1200等。 分辨率越高，光点越细腻，色彩越丰富，其清晰度也越高。3、打印机 打印机也是计算机重要的输出设备 打印机大致分为三类： 针式打印机。 喷墨打印机。 激光打印机。4、键盘 键盘是计算机最常用的输入设备5、鼠标器 鼠标是目前

11、一些常用软件和图形系统采用的，方便、灵活、可靠的输入设备。 可分为： 机械式、光电式。6.调制解调器(Modem) 调制(Modulation)：将数字信号转换成模拟信号。 解调(Demodulation)：将模拟信号转换成数字信号。速率：28.8kbps、33.6kbps和56kbps。 外置式：连接串行口。 内置式：插在扩展槽上。 PC卡式：笔记本专用。 ISDN：综合业务数字网。 利用一个通信网实现各种通信义务。 窄带-ISDN：2B+1D，144kbps。三、微型机系统计算机软件基础 软件 = 程序 + 数据+文档1、 系统软件 功能：为发挥计算机效能的程序。（1）操作系统(Opera

12、ting System) 它起着指挥、控制、协调内存与外设的工作，是计算机所有资源的管理者和组成织者，是辅助应用程序的开发和执行者，也是其它软件运行时所必须的依赖基础。任务：1. 管理好计算机的所有资源。 2. 担当 人和机器的接口。常用操作系统：DOS 、Windows 95/2000 、Windows NT/2000、UNIX等。(2) 语言处理程序和联接程序(3) 常用服务程序 现代计算机系统提供多种服务程序，它们可供用户共享，方便用户使用计算机和管理人员维护管理计算机。常用的服务程序有： 编辑程序：能提供方便的编辑环境，使用户通过简单的操作 就可建立、修改程序或其它文件。连接装配程序：

13、可以把几个分别编译的目标程序连接成一个目标程序，并在必要时和系统提供的库程序相连接，得到一个可执行程序。测试程序 ：能检查出程序中的某些错误，方便用户对错误的排除。诊断程序：能检测计算机硬件故障并对故障定位，方便用户对计算机维护。BIOS：BIOS是主板上ROM存储器中的基本输入/输出模块，其中包含有计算机所配置的一些典型外设驱动程序，用来管理外设的工作。CMOS参数：CMOS参数是指存储在CMOS芯片中的关于计算机启动和正常运行的基本程序和数据。在计算机运行过程中，硬件的配置情况（如存储器的型号及容量、软盘驱动器的类型、硬盘容量等），由CMOS参数提供；一些重要的参考数据（如系统的日期和时间

14、、键盘速度、内存奇偶错误检查、内存存取等待时间、启动盘顺序等），由CMOS参数提供。CMOS参数设置，计算机启动时，根据显示器的屏幕提示，按下DEL键，即可进入CMOS参数设置程序。(4) 数据库 1) 数据库处理的对象 数据是数据库系统研究和处理的对象，信息是现实世界的反映。数据与信息是两个既有联系又有区别的概念。信息(Information)是向人们(或计算机)提供关于现实世界新的事实的知识。信息是现实世界各种事物的存在特征、运动形态以及不同物体间的相互联系等诸要素在人脑中的抽象反映，进而形成概念。 数据(Data)泛指一切可以被计算机接受并能被计算机处理的符号。数据实际上是指存储在某种媒

15、体上能够识别的物理符号，如图形、图像、文字、声音、语言等，它是对信息的一种符号化表示。数据是信息的载体，而信息是数据的内涵。 数据处理(DataProcessing)是指将数据转换成信息的过程，也就是对不同的数据按一的目的行收集、储存、合并、分类、计算、传输、制表等一系列活动的总称。其目的是从大量的、杂乱无章的数据中抽取或推导出有价值的、有意义的新的数据，以作为决策的依据。数据与信息之间的关系: 信息=数据+数据处理数据库(Database，简称DB)数据库指长期存储在计算机内有组织的、可共享的数据集合。数据库中的数据按一定的数据模型组织、描述和储存，具有较小的冗余度，较高的数据独立性和易扩展

16、性，并可为各种用户共享。数据库管理系统(DatabaseManagementSystem,简称DBMS)数据库管理系统指位于用户与操作系统之间的一层数据管理软件。数据库在建立、运用和维护时由数据库管理系统统一管理、统一控制。数据库管理系统使用户能方便地定义数据和操纵数据，并能够保证数据的安全性、完整性、多用户对数据的开发使用及发生故障后的系统恢复。2)数据库系统(DatabaseSystem，简称DBS)数据库系统指在计算机系统中引人数据库后构成的系统，一般由数据库、操作系统、数据库管理系统(及其开发工具)、应用系统、数据库管理员(DBA)和用户构成。3）、数据管理技术的发展数据管理是指对数据

17、进行分类、组织、编码、存储、检索和维护等。数据管理技术的发展与计算机的硬件、软件和计算机应用的范围有密切的联系。数据管理技术的发展经过了四个阶段:人工管理阶段、文件系统阶段、数据库阶段和高级数据库阶段。人工管理阶段人工管理阶段处于20世纪50年代中期以前，这一阶段在软件上没有操作系统、没有管理数据的软件，数据直接依附于应用程序;在硬件上没有直接存储设备(磁盘、磁带等)，一且断电后，程序和数据全部丢失;其处理方式为批处理。人工管理阶段的特点表现在:(I)数据不能保存;(2)数据作为程序的组成部分因而不能独立存在;(3)数据由程序员在程序中进行管理(无专门的软件管理)i(4)数据面向应用，不能共享

18、;(5)数据存在大量冗余。 文件管理阶段文件管理阶段处于20世纪50年代后期至60年代中期，文件管理方式本质上是把数据组织成文件形式存储在磁盘上，文件是操作系统管理数据的基本单位。文件管理阶段的特点表现在:(1)数据可以长期保存在磁盘上，并可以多次存取;(2)程序和数据有了一定的独立性，程序和数据分开存储;(3)数据的存取以记录为单位，并出现了多种文件组织，如顺序文件、索引文件和随机文件等;(4)数据可以共享:一个应用程序使用多个文件，一个文件可以为多个应用程序使用;(5)数据仍是面向应用，缺陷:（I）文件之间彼此独立，不能反映数据之间的联系;（2）仍存在数据的大量冗余;（3）同一数据存放在不

19、同的数据文件中，易造成数据不一致。 数据库管理阶段（1）数据库技术的产生数据库中数据的组织是面向整个系统，供多个用户共享。其指导思想是对所有的数据实行统一的、集中的、独立的管理。（2）数据库管理阶段的特点数据库系统克服了文件系统的不足，提供了对数据更高、更有效的管理。其特点主要表现在:数据结构化(这是数据库与文件系统的根本区别)。在文件系统中，文件之间不存在联系，因而从整体上看是没有结构的;而数据库中的文件是相互联系的，并在总体上遵从一定的结构形式。数据库正是通过文件之间的联系，反映现实世界事物间的自然联系。数据共享。数据库中的数据是考虑所有用户的数据需求、面向整个系统组织的。因此数据库中包含

20、了所有用户的数据成分，但每个用户通常只用到其中一部分数据。不同用户所使用的数据可以重叠，同一部分数据也可以为多用户共享。数据控制功能。系统提供了四个方面的数据控制功能:数据库的恢复、并发控制、数据完整性和数据安全性，以保证数据库中数据是安全的、正确和可靠的。采用数据库技术其优点规纳为:字典统一管理数据结构及其数据之间的联系。建立数据库时，只需简单地定义数据的逻辑结构。自动实现逻辑数据与物理数据之间的转换。通过封锁和授权机制，确保数据库的安全性和保密性。实现数据共享。具有备份和恢复的能力，保证数据的可靠性。提供完整性约束功能，以控制数据冗余和数据不一性。提供数据查询语言(SQL语言)，提供3GL

21、(第三代语言)作为存取数据的接口。数据库技术的发展70年代后期，计算机技术获得更快的发展，并更加广泛地与其他学科技术相互结合、相互渗透，在数据库领域中产生了很多高新技术和许多新型数据库。(1)分布式数据库。分布式数据库是数据库技术和计算机网络技术相互渗透，有机结合的产物。分布式数据库是由一组数据组成，这些数据物理分布在计算机网络的不同结点上(结点也称场地)，既能完成本地的局部应用，又参与涉及多个场地的全局应用。这些分布的数据逻辑上属于同一个整体。(2)面向对象的数据库。在数据处理领域，关系数据库的使用已相当普遍和出色。但是在现实世界，存在许多具有更复杂数据结构的实际应用领域，例如多媒体数据、多

22、维表格、CAD数据等应用问题，已有的层次、网状、关系等数据模型都显得不适宜。因而需要更高级的数据库技术来表达，以便于管理、构造与维护大容量的持久数据，并使它们能与大型复杂程序紧密结合。面向对象的数据库可以解决此类问题。面向对象数据库技术最重要的进展，是数据和数据操作的方法作为对象，由面向对象的数据库管理系统来统一管理，任何被开发的应用都成为对象目标库的一部分，由开发者和用户共享。4)数 据 模 型模型是抽象地模仿现实世界的事物，在数据库技术中，使用模型的概念描述数据库的结构和语义。根据应用不同，数据模型可分为两类:概念数据模型和结构数据模型。概念数据模型一种独立于计算机系统的模型。它不涉及信息

23、在系统中的表示，只是用来描述某个特定组织所关心的信息结构，而不涉及信息在计算机中的表示，是现实世界到信息世界的第一层抽象。概念数据模型应包含数据和联系两方面的描述。数据的描述:对记录型和数据项命名，定义各数据项的类型和取值范围。联系的描述:对联系进行命名，说明联系方式。概念数据模型可形式化表示为:DM=（R,L） 其中:R表示各种记录型的集合；L表示各种联系类型的集合。概念数据模型在实际中常使用实体-联系模型(E-R图)表示。概念数据模型按用户的观点建模，主要用于数据库设计。结构数据模型结构数据模型是直接面向数据库的逻辑结构，是现实世界的第二层抽象。这类模型涉及到计算机系统和数据库管理系统，所

24、以称为结构数据模型。结构数据模型应包含:数据结构、数据操作、数据完整性约束3部分。数据结构是指对实体，类型和实体间联系的表达和实现。数据操作是指对数据库的检索和更新(包括插入、删除和修改)操作。数据完整性约束给出数据及其联系应具有的制约和依赖规则。结构数据模型按计算机系统的观点建模，主要用于DBMS实现。概念模型中的术语(I)实体:客观存在并且可以相互区别的事物称为实体。(2)属性:实体所具有的某一特性称为属性。(3)码:惟一标识实体的属性集称为码。(4)域:属性的取值范围称为该属性的域。(5)实体型:具有相同属性的实体必然具有共同的特征和性质，用实体名及其属性名集合来抽象和刻画同类实体，称为

25、实体型。(6)联系:在现实世界中，事物内部以及事物之间是有联系的，这些联系在信息世界中，反映为实体(型)内部的联系和实体(型)之间的联系。实体内部的联系通常是指组成实体的各属性之间的联系。实体联系方式实体集之间的对应关系称为联系。实体间联系有3种不同的方式，以两个不同实体集间的联系为例:1)一对一联系(1:1。现有两个不同型实体集A和B，若对于某个联系K来说，A中每个实体至多与B中一个实体相联，反之亦然，则称A与B对于联系K来说，具有一对一的联系。(2)一对多联系(l:n)。现有两个不同型实体集A和B，对于联系K来说，若A中的每一实体，B中可有多个实体与之联系;但对B中的每一个实体，A中最多有

26、一个实体与之联系，则称A与B对于联系K来说是一对多联系的。(3)多对多联系(m:n)。现有两个不同型实体集A和B，若A中的每一实体，B中有多个实体与之联系，反之亦然，则称A与B对于联系K来说是多对多联系。在现实世界中，两个实体集之间的联系究竟是属于哪一类的，不仅与实体集有关，还与联系的内容有关。与现实世界不同，具体应用时，信息世界中实体集之间往往只关心一种主要联系。此时，在谈论两个实体集之间的联系性质时，可直接说，两个实体集之间具有一对一，一对多或者多对多的联系。实体-联系模型的表示法：实体-联系表示法(E-R图)。E-R图是一种直观地表示实体-联系模型的方法，广泛用于数据库设计中。5）、逻辑

27、数据模型 层次数据模型、网状数据模型、关系数据模型（1）、关系的定义：关系模型是一种简单的二维表格结构，每个二维表称做一个关系，一个二维表的表头，即所有列的标题称为一个元组，每一列数据称为一个属性，列标题称属性名。同一个关系中不允许出现重复元组和相同属性名的属性。6）、数据库体系结构 外模式：或子模式、应用模式、局部模式等，它是对数据库在某个方面局部应用所涉及数据的逻辑结构和特征的描述，它是终端用户和应用程序员所见到的数据库。模式：或概念模式、逻辑模式、全局模式等。它是对整个数据库逻辑结构和特征的描述，用户以DBMS支持的逻辑数据模型为基础。 内模式：或存储模式、物理模式等。它是对整个数据库的

28、存储结构和特征的描述。7）、DBMS的主要功能1、 数据定义和操纵2、 数据库管理控制3、 数据库辅助服务4、 提供使用数据库工具5、 建立和维护数据字典8）、关系运算关系数据结构域：域是具有相同特性的数据集合。笛卡儿积：笛卡儿积是定义在一组域上的集合，假定一组域用D1、D2、Dn表示，则它们的笛卡儿积表示为：D1*D2*Dn。关系：关系到笛卡儿积的一个子集，若笛卡儿积具有n个域，则该笛卡儿积上的关系被称为n元关系。码：码又称为键、关键字等。候选码：关系中能惟一标识每个元组的最少属性或属性组被称为该关系的候选码。主码：从候选码中选择一个作为该关系的主码，数据库系统将按主码标识和排序每个元组。关

29、系完整性 实体完整性实体完整性规则：关系的主码不能取空值，或者说任何关系中每个元组的主码不能为空。 参照完整性参照完整性规则：在两个参照和被参照关系中，参照关系中每个元组的外码或者为空，或者等于被参照关系中某个元组的主码。关系运算传统的集合运算包括：并、交、差和笛卡儿积等四种运算。1） 并运算：设两个关系R 和S具有完全相同的结构，则R和S的并仍是一个关系，该关系的结构与R或S的结构相同，该关系的值是R中所有元组与S中所有元组成的信合。2） 交运算设两个关系R和S具有完全相同的结构，则R和S的交仍是一个关系，该关系的结构与R或S的结构相同，该关系的值是R和S中共同具有的元组的集合。3） 差运算

30、：设两个关系R和S具有完全相同的结构，则R和S的差仍是一个关系，该关系的结构与R与S的结构相同，该关系的值是R中去掉在S中同时出现的元组后，由R中剩余元组所组成的集合。专门的关系运算：包括选择、投影、连接和除四种。1）选择运算：选择运算是单目运算，它从一个关系R中选择出满足给定条件的所有元组，并同R具有相同的结构。2）投影运算：投影运算也是单目运算，它从一个关系R中按所需顺序选取若干个属性构成新关系，该新关系的元组数必然小于等于原关系R中的元组数，因为要从中去掉在新关系模式下重复的元组。3）连接运算连接运算是双目运算，它把两个关系R和S按相应属性值的比较条件连接起来，它是R和S的笛卡积的一个子

31、集。2. 应用软件功能：为解决实际问题而编制的程序。(1) 文字处理软件 用来编辑各类文件，对文件进行排版、存储、传送、打印等。 常用的有： WPS、Word等。 (2) 表格处理软件（电子表格软件） 常用的有： Excel、Lotus 1-2-3等。(3) 辅助设计软件 具有建立图形、编辑图形、输出图形 等功能。常用的有： AutoCAD(4) 实时控制软件(5) 图形处理软件1.3数制与编码一、数制数制概念 数制是数的表示及计算的方法。任何一种数制，都具有三个要素：2、进位记数制3、计算机中数的表示法二进制4、不同进制之间的转换（1） r 进制转化成十进制原则：按权展开，相加之和。（2） 十进制转化成 r 进制 原则：整数部分：除以 r取余数，直到商为0，余数从下到上排列。 小数部