【正文】 第 1章 計(jì)算機(jī)基礎(chǔ)知識(shí)與基本操作 計(jì)算機(jī)應(yīng)用基礎(chǔ) 第 1章 計(jì)算機(jī)基礎(chǔ)知識(shí)與基本操作 第 1章 計(jì)算機(jī)基礎(chǔ)知識(shí)與基本操作 計(jì)算機(jī)發(fā)展概述 計(jì)算機(jī)系統(tǒng)的組成 微型計(jì)算機(jī)的系統(tǒng)組成與基本操作 計(jì)算機(jī)中的數(shù)制與編碼 計(jì)算機(jī)多媒體技術(shù) 信息高速公路與金字工程 計(jì)算機(jī)信息安全與病毒防治 第 1章 計(jì)算機(jī)基礎(chǔ)知識(shí)與基本操作 計(jì)算機(jī)發(fā)展概述 計(jì)算機(jī)發(fā)展歷程 1946年 2月，人類歷史上第一臺(tái)電子數(shù)字計(jì)算機(jī) ENIAC在美國賓夕法尼亞大學(xué)誕生。在同年，著名美籍匈牙利數(shù)學(xué)家馮 諾依曼（ Neumann，John von）提出了“存儲(chǔ)程序”和“程序控制”的思想，這一卓越的思想為電子計(jì)算機(jī)的邏輯結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)奠定了基礎(chǔ)，已成為計(jì)算機(jī)設(shè)計(jì)的基本原則。 1. 馮 諾依曼思想的核心要點(diǎn)是： 1)計(jì)算機(jī)的基本結(jié)構(gòu)應(yīng)由五大部件組成：運(yùn)算器 、 控制器 、 存儲(chǔ)器 、 輸入設(shè)備和輸出設(shè)備 。 2)計(jì)算機(jī)中應(yīng)采用二進(jìn)制形式表示數(shù)據(jù)和指令 。 3)采用 “ 存儲(chǔ)程序 ” 和 “ 程序控制 ” 的工作方式 。 第 1章 計(jì)算機(jī)基礎(chǔ)知識(shí)與基本操作 第一代計(jì)算機(jī)（ 1946年～ 1957年 ），采用電子管作為邏輯元件，因此稱為電子管計(jì)算機(jī)。使用機(jī)器語言作為編程語言，應(yīng)用范圍主要是科學(xué)計(jì)算。其 體積較大，運(yùn)算速度較低，存儲(chǔ)容量不大，而且價(jià)格昂貴，使用也不方便。 第二代計(jì)算機(jī) （ 1958年～ 1964年 ） ， 采用晶體管作為邏輯元件 。開始使用匯編語言進(jìn)行程序設(shè)計(jì) ， 應(yīng)用范圍擴(kuò)展到數(shù)據(jù)處理和事務(wù)處理及工業(yè)控制 。 其運(yùn)算速度比第一代計(jì)算機(jī)的速度提高了近百倍 ， 體積為原來的幾十分之一 。 2. 計(jì)算機(jī)大致經(jīng)歷了四個(gè)階段 第 1章 計(jì)算機(jī)基礎(chǔ)知識(shí)與基本操作 第三代計(jì)算機(jī) （ 1965年～ 1970年 ） ， 這一時(shí)期的主要特征是以中 、小規(guī)模集成電路為電子器件 ， 并且出現(xiàn)了操作系統(tǒng) ， 使計(jì)算機(jī)的功能越來越強(qiáng) ， 應(yīng)用范圍越來越廣 。 它們不僅用于科學(xué)計(jì)算 ， 還用于文字處理 、 企業(yè)管理 、 自動(dòng)控制等領(lǐng)域 ， 出現(xiàn)了計(jì)算機(jī)技術(shù)與通信技術(shù)相結(jié)合的信息管理系統(tǒng) ， 可用于生產(chǎn)管理 、 交通管理 、 情報(bào)檢索等領(lǐng)域 。 第四代計(jì)算機(jī) （ 1971年至今 ） ， 采用大規(guī)模集成 電路 （ LSI） 和超大規(guī)模集成電路 （ VLSI） 為主要電子器件制成的計(jì)算機(jī) 。 例如80386微處理器 ， 在面積約為 10mm l0mm的單個(gè)芯片上 ， 可以集成大約 32萬個(gè)晶體管 ， 使計(jì)算機(jī)的體積大大縮小 ， 出現(xiàn)了微型化的計(jì)算機(jī) 。 操作系統(tǒng)不斷完善 ， 出現(xiàn)了 Windows操作系統(tǒng) ， 應(yīng)用軟件層出不窮 ， 逐步形成軟件產(chǎn)業(yè) 。 第 1章 計(jì)算機(jī)基礎(chǔ)知識(shí)與基本操作 3. 微型計(jì)算機(jī)大致經(jīng)歷了四個(gè)階段： 第一階段是 1971～ 1973年 ， 微處理器有 400 40 8008。 1971年 Intel公司研制出 MCS4微型計(jì)算機(jī) （ CPU為 4040， 4位機(jī) ） 。 第二階段是 1974～ 1977年 ， 微型計(jì)算機(jī)的發(fā)展和改進(jìn)階段 。 微處理器有 8080、 808 M6800、 Z80。 第三階段是 1978～ 1983年 ， 16位微型計(jì)算機(jī)的發(fā)展階段 ， 微處理器有 808 808 8018 8028 M68000、 Z8000。 微型計(jì)算機(jī)代表產(chǎn)品是 IBMPC（ CPU為 8086） 。 本階段的頂峰產(chǎn)品是 APPLE公司的Macintosh(1984年 )和 IBM公司的 PC／ AT286(1986年 )微型計(jì)算機(jī) 。 第四階段是從 1985年開始為 32位微型計(jì)算機(jī)的發(fā)展階段 。 微處理器相繼推出 8038 80486。 1993年 ， Intel公司推出了 Pentium或稱 P5（ 中文譯名為 “ 奔騰 ” ） 的微處理器 ， 它具有 64位的內(nèi)部數(shù)據(jù)通道 。 由此可見 ， 微型計(jì)算機(jī)的性能主要取決于它的核心器件 ——微處理器 （ CPU） 的性能 。 第 1章 計(jì)算機(jī)基礎(chǔ)知識(shí)與基本操作 計(jì)算機(jī)的特點(diǎn) 1． 運(yùn)算速度快 計(jì)算機(jī)的運(yùn)算速度從每秒幾十萬次到上千億次，是人工和傳統(tǒng)運(yùn)算工具所無法比擬的，高速運(yùn)算是計(jì)算機(jī)的一個(gè)基本特征。 2． 精確度高 它具有人類無能為力的高精度控制，計(jì)算機(jī)在進(jìn)行數(shù)值運(yùn)算時(shí)能夠達(dá)到很高的精度，可以精確到十幾位到幾十位有效數(shù)字，計(jì)算機(jī)的高精確度使得它應(yīng)用于航空航天、核物理等尖端科學(xué)領(lǐng)域。 第 1章 計(jì)算機(jī)基礎(chǔ)知識(shí)與基本操作 3． 具有很強(qiáng)的存儲(chǔ)（記憶）功能 在計(jì)算機(jī)中有容量很大的存儲(chǔ)裝置 ， 它不僅可以長(zhǎng)久性地存儲(chǔ)大量的文字 、 圖形 、 圖像 、 聲音等信息資料 ， 還可以存儲(chǔ)指揮計(jì)算機(jī)工作的程序 ， 使得計(jì)算機(jī)具有了很強(qiáng)的記憶能力 。 4． 具有邏輯判斷功能 計(jì)算機(jī)內(nèi)部是按照布爾代數(shù)進(jìn)行運(yùn)算的，布爾代數(shù)也就是邏輯代數(shù)，所以不僅可以進(jìn)行加、減、乘、除等算術(shù)運(yùn)算，也可進(jìn)行與、或、非等邏輯運(yùn)算。因此具有可靠的判斷能力， 5． 自動(dòng)執(zhí)行功能 計(jì)算機(jī)在進(jìn)行計(jì)算、事務(wù)管理中，人只需要事先將編好的應(yīng)用程序輸入計(jì)算機(jī)，發(fā)布執(zhí)行指令，計(jì)算機(jī)就能自動(dòng)按照程序規(guī)定的步驟完成預(yù)定的處理任務(wù)。 第 1章 計(jì)算機(jī)基礎(chǔ)知識(shí)與基本操作 計(jì)算機(jī)的應(yīng)用 1. 科學(xué)計(jì)算 2．信息處理 3．過程控制 4．計(jì)算機(jī)輔助功能 5．計(jì)算機(jī)與網(wǎng)絡(luò)、多媒體技術(shù) 第 1章 計(jì)算機(jī)基礎(chǔ)知識(shí)與基本操作 計(jì)算機(jī)的分類 根據(jù)計(jì)算機(jī)規(guī)模和性能 ， 可以將計(jì)算機(jī)分為以下幾類： 1．巨型計(jì)算機(jī) 運(yùn)算速度在每秒億次以上的計(jì)算機(jī)可稱為巨型計(jì)算機(jī)。 2. 大型計(jì)算機(jī) 運(yùn)算速度在每秒幾千萬次以上的計(jì)算機(jī)為大型計(jì)算機(jī)。 3. 中型計(jì)算機(jī) 運(yùn)算速度在每秒百萬次以上千萬次以下的計(jì)算機(jī)為中型計(jì)算機(jī) ， 與大型計(jì)算機(jī)的區(qū)別不甚明顯 ， 通常用在國家重點(diǎn)科研機(jī)構(gòu) 、 重點(diǎn)理工科院校 。 第 1章 計(jì)算機(jī)基礎(chǔ)知識(shí)與基本操作 4. 小型計(jì)算機(jī) 小型計(jì)算機(jī)的運(yùn)算速度在每秒幾百萬次左右 5．微型計(jì)算機(jī) 微型計(jì)算機(jī)也稱為個(gè)人計(jì)算機(jī)，簡(jiǎn)稱微機(jī)、 PC機(jī)。 隨著計(jì)算機(jī)技術(shù)的發(fā)展，各類機(jī)器之間的差別越來越不明顯。近幾年的高檔微機(jī)，其速度、性能甚至超過了前幾年的小型計(jì)算機(jī)。 6．工作站 工作站實(shí)際上是一臺(tái)高檔微機(jī)。它的運(yùn)算速度通常比微機(jī)快，配有大容量的存儲(chǔ)器和大屏幕顯示器，并有較強(qiáng)的網(wǎng)絡(luò)通信功能。它主要用在計(jì)算機(jī)圖像處理和計(jì)算機(jī)輔助設(shè)計(jì)等專業(yè)領(lǐng)域。 第 1章 計(jì)算機(jī)基礎(chǔ)知識(shí)與基本操作 計(jì)算機(jī)系統(tǒng)的組成 第 1章 計(jì)算機(jī)基礎(chǔ)知識(shí)與基本操作 計(jì)算機(jī)硬件系統(tǒng) 計(jì)算機(jī)硬件系統(tǒng)均由運(yùn)算器、控制器、存儲(chǔ)器、輸入設(shè)備和輸出設(shè)備五大部分構(gòu)成。他們之間的邏輯關(guān)系如下圖所示 : 第 1章 計(jì)算機(jī)基礎(chǔ)知識(shí)與基本操作 下面分別簡(jiǎn)述這五大部件的基本功能： 1. 運(yùn)算器 又名“算術(shù)邏輯部件”，簡(jiǎn)稱“邏輯部件 ALU ( Arithmatic Logic Unit)‖。它是實(shí)現(xiàn)各種算術(shù)運(yùn)算和邏輯運(yùn)行的實(shí)際執(zhí)行部件。算術(shù)運(yùn)算是指各種數(shù)值運(yùn)算；邏輯運(yùn)算則是指因果關(guān)系判斷的非數(shù)值運(yùn)算。運(yùn)算器的核心部件就是加法器和高速寄存器，前者用于實(shí)施運(yùn)算，后者用于存放參加運(yùn)算的各類數(shù)據(jù)和運(yùn)算結(jié)果。 第 1章 計(jì)算機(jī)基礎(chǔ)知識(shí)與基本操作 2．控制器 控制器是分析和執(zhí)行指令的部件 ， 也是統(tǒng)一指揮和控制計(jì)算機(jī)各部件按時(shí)序協(xié)調(diào)操作的部件 。 計(jì)算機(jī)之所以能自動(dòng) 、 連續(xù)地工作就是依靠控制器的統(tǒng)一指揮 。 控制器通常是由一套復(fù)雜的電子電路組成 ， 現(xiàn)在普遍采用超大規(guī)模的集成電路 。 控制器與運(yùn)算器都集成在一塊超大規(guī)模的芯片中 ， 形成整個(gè)計(jì)算機(jī)系統(tǒng)的核心 ， 這就是我們常說的中央處理器－ CPU（ Central Processing Unit） 。 中央處理器是計(jì)算機(jī)硬件的核心 ， 是計(jì)算機(jī)的心臟 。 微型計(jì)算機(jī)的中央處理器又稱為微處理器 。 第 1章 計(jì)算機(jī)基礎(chǔ)知識(shí)與基本操作 3．存儲(chǔ)器 一般是指內(nèi)部存儲(chǔ)器 ， 或稱 “ 主存儲(chǔ)器 ” 。 內(nèi)部存儲(chǔ)器是計(jì)算機(jī)的記憶部件 ， 用于存放正在運(yùn)行的程序及數(shù)據(jù) 。 內(nèi)部存儲(chǔ)器通常由許許多多的記憶單元組成 ， 各種數(shù)據(jù)存放在這一個(gè)個(gè)存儲(chǔ)單元中 ， 當(dāng)需要存入或取出時(shí) ，可通過該數(shù)據(jù)所在單元的地址對(duì)該數(shù)據(jù)進(jìn)行訪問 。 內(nèi)部存儲(chǔ)器按其存儲(chǔ)信息的方式可以分為只讀存儲(chǔ)器ROM(Read Only Memory)、 隨機(jī)存儲(chǔ)器 RAM(Random Access Memory)和高速緩沖存儲(chǔ)器 Cache三種 。 第 1章 計(jì)算機(jī)基礎(chǔ)知識(shí)與基本操作 4．輸入設(shè)備 輸入設(shè)備是計(jì)算機(jī)用來接收外界信息的設(shè)備 ， 人們利用它送入程序 、 數(shù)據(jù)和各種信息 。 輸入設(shè)備一般是由兩部分組成 ， 即：輸入接口電路和輸入裝置 。 輸入接口電路是輸入設(shè)備中將輸入裝置 (外設(shè)的一類 )與主機(jī)相連的部件 ， 如鍵盤 、 鼠標(biāo)接口 ， 通常集成于計(jì)算機(jī)主板上 。 也就是說輸入裝置一般必須通過輸入接口電路掛接在計(jì)算機(jī)上才能使用 。 最常見的輸入設(shè)備當(dāng)然就是鍵盤和鼠標(biāo)了 ， 掃描儀也是輸入設(shè)備 ， 現(xiàn)在還有一種用于手寫輸入的手寫光電筆也屬于輸入設(shè)備 。 第 1章 計(jì)算機(jī)基礎(chǔ)知識(shí)與基本操作 5．輸出設(shè)備 輸出設(shè)備的功能與上面所介紹的 “ 輸入設(shè)備 ” 相反 ， 它是將計(jì)算機(jī)處理后的信息或中間結(jié)果以某種人們可以識(shí)別的形式表示出來 。 輸出設(shè)備與輸入設(shè)備一樣 ， 也包括兩個(gè)部分 ， 即輸出接口電路和輸出裝置 。 輸出接口電路是用來連接計(jì)算機(jī)系統(tǒng)與外部輸出設(shè)備的 ， 如顯卡是用來連接顯示器這樣一種輸出設(shè)備的 ， 聲卡可以連接主機(jī)與音箱之類的輸出設(shè)備；打印機(jī)接口則是用來連接打印機(jī)與主機(jī)系統(tǒng)的 。 輸出裝置就是上面所說的顯示器 、 音箱 、 打印機(jī) 、 繪圖儀等 。 第 1章 計(jì)算機(jī)基礎(chǔ)知識(shí)與基本操作 計(jì)算機(jī)軟件系統(tǒng) 第 1章 計(jì)算機(jī)基礎(chǔ)知識(shí)與基本操作 基本概念： 軟件： 由程序 、 數(shù)據(jù)和文檔三部分內(nèi)容組成 。 程序： 是一系列有序指令的集合 。 計(jì)算機(jī)之所以能夠自動(dòng)而連續(xù)地完成預(yù)定的操作 ， 就是運(yùn)行特定程序的結(jié)果 。 計(jì)算機(jī)程序通常是由計(jì)算機(jī)語言來編制 ， 編制程序的工作稱為程序設(shè)計(jì) 。 數(shù)據(jù)： 指各種信息集合 ， 數(shù)值的與非數(shù)值的 。 文檔： 用自然語言 （ 漢語或英語 ） 對(duì)程序進(jìn)行描述的文本稱為 文檔 。 第 1章 計(jì)算機(jī)基礎(chǔ)知識(shí)與基本操作 計(jì)算機(jī)軟件系統(tǒng)： 1. 系統(tǒng)軟件 是指管理、監(jiān)控和維護(hù)計(jì)算機(jī)資源（包括硬件和軟件）的軟件。系統(tǒng)軟件主要包括操作系統(tǒng)、各種語言處理程序、數(shù)據(jù)庫管理系統(tǒng)、網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)及服務(wù)性程序。核心是：操作系統(tǒng)、語言處理程序和各種服務(wù)性程序。 (1) 操作系統(tǒng) 操作系統(tǒng) 是管理、控制計(jì)算機(jī)的軟、硬件和數(shù)據(jù)資源的大型程序，是用戶和計(jì)算機(jī)之間的接口，并提供了軟件的開發(fā)和應(yīng)用環(huán)境。 第 1章 計(jì)算機(jī)基礎(chǔ)知識(shí)與基本操作 操作系統(tǒng)的分類方法很多 ， 如：按計(jì)算機(jī)的機(jī)型可以分為大型機(jī) 、 中 、 小型機(jī)和微型機(jī)操作系統(tǒng)；按計(jì)算機(jī)用戶數(shù)目的多少可以分為單用戶和多用戶操作系統(tǒng)；按照操作系統(tǒng)的功能特征來對(duì)操作系統(tǒng)進(jìn)行分類 ， 主要分為三類：批處理操作系統(tǒng) 、實(shí)時(shí)操作系統(tǒng)和分時(shí)操作系統(tǒng) 。 隨著計(jì)算機(jī)技術(shù)和計(jì)算機(jī)體系結(jié)構(gòu)的發(fā)展 ， 又出現(xiàn)了許多新型的操作系統(tǒng) ， 例如 ， 微機(jī)操作系統(tǒng) 、 多處理機(jī)操作系統(tǒng) 、網(wǎng)絡(luò)操作系統(tǒng)以及分布式操作系統(tǒng)等 。 微機(jī)操作系統(tǒng)當(dāng)前主流是 Microsoft公司的 DOS（ 單用戶單任務(wù) ） 操作系統(tǒng)和 Windows（ 單用戶多任務(wù) ） 操作系統(tǒng) 。 第 1章 計(jì)算機(jī)基礎(chǔ)知識(shí)與基本操作 (2) 語言處理程序 機(jī)器語言 是用二進(jìn)制代碼編寫 ， 能夠直接被機(jī)器識(shí)別的程序設(shè)計(jì)語言 。 它的優(yōu)點(diǎn)是不需要翻譯就能夠被計(jì)算機(jī)識(shí)別 ， 因而執(zhí)行速度快 。 它的缺點(diǎn)是不易書寫和閱讀 ， 直觀性差 （ 全是 0和 1的數(shù)字 ） ， 在使用時(shí)難記 、 易出錯(cuò) ， 且針對(duì)具體機(jī)型 ， 局限性大 。 匯編語言 是用能夠反映指令功能的助記符來表示指令的程序設(shè)計(jì)語言 ， 即符號(hào)化了的機(jī)器語言