《計(jì)算機(jī)應(yīng)用基礎(chǔ)》(一)第一章計(jì)算機(jī)基礎(chǔ)知識

第一章計(jì)算機(jī)基礎(chǔ)知識1.1計(jì)算機(jī)、信息與社會1.2計(jì)算機(jī)內(nèi)信息的表示與編碼1.3微型計(jì)算機(jī)系統(tǒng)的組成1.4多媒體技術(shù)與多媒體計(jì)算機(jī)1.5計(jì)算機(jī)安全與病毒防范1.1計(jì)算機(jī)、信息與社會一、計(jì)算機(jī)文化二、計(jì)算機(jī)的特點(diǎn)三、計(jì)算機(jī)的發(fā)展歷史四、計(jì)算機(jī)的分類五、21世紀(jì)計(jì)算機(jī)發(fā)展趨勢六、信息的數(shù)字化一、計(jì)算機(jī)文化1．計(jì)算機(jī)文化現(xiàn)象2．計(jì)算機(jī)應(yīng)用領(lǐng)域3．計(jì)算機(jī)醫(yī)學(xué)應(yīng)用什么是計(jì)算機(jī)？計(jì)算機(jī)是一種能夠?qū)Ω鞣N信息進(jìn)行自動存儲和處理的電子裝置計(jì)算機(jī)文化人類利用計(jì)算機(jī)革新創(chuàng)造文化的方式和方法1、計(jì)算機(jī)文化現(xiàn)象2、計(jì)算機(jī)應(yīng)用領(lǐng)域（1）科學(xué)計(jì)算（數(shù)值計(jì)算）（2）數(shù)據(jù)處理（3）過程控制（4）計(jì)算機(jī)輔助系統(tǒng)（CAD、CAM、CAI）（5）人工智能（AI）（6）信息高速公路3、計(jì)算機(jī)醫(yī)學(xué)應(yīng)用（1）醫(yī)院信息系統(tǒng)（HospitalInformationSystem）（2）醫(yī)學(xué)數(shù)據(jù)處理（SASS、SPSS）（3）醫(yī)藥信息檢索系統(tǒng)（4）智能化醫(yī)療儀器的研制（CT電子計(jì)算機(jī)斷層掃描、MRI核磁共振儀）（5）醫(yī)學(xué)專家系統(tǒng)二、計(jì)算機(jī)的特點(diǎn)（1）運(yùn)算速度快。（2）運(yùn)算精度高。（3）存儲容量大。（4）自動化程度高、可靠性好（5）嚴(yán)密的邏輯判斷能力（6）聯(lián)網(wǎng)通訊，共享資源三、計(jì)算機(jī)的發(fā)展歷史計(jì)算機(jī)的分代代次起止年份所用電子元器件數(shù)據(jù)處理方式運(yùn)算速度應(yīng)用領(lǐng)域第一代1946~1957電子管匯編語言、代碼程序5千~3萬次/秒國防及高科技第二代1958~1964晶體管高級程序設(shè)計(jì)語言數(shù)十萬~幾百萬次/秒工程設(shè)計(jì)、數(shù)據(jù)處理第三代1965~1970中、小規(guī)模集成電路結(jié)構(gòu)化、模塊化程序設(shè)計(jì)、實(shí)時處理數(shù)百萬~幾千萬次/秒工業(yè)控制、數(shù)據(jù)處理第四代1970~今大規(guī)模、超大規(guī)模集成電路分時、實(shí)時數(shù)據(jù)處理、計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)上億條指令/秒工業(yè)、生活等各方面三、計(jì)算機(jī)的發(fā)展歷史代次起止年份CPU數(shù)據(jù)位數(shù)主頻（MHZ）第一代1971~1972Intel4004、80084位、8位1第二代1973~1977Intel80808位2第三代1978~1980Intel808616位>5第四代1981~1992Intel80386、8048632位>25第五代1993~1998Pentium及PentiumPro64位60~400第六代1999~今PentiumⅢ64位450~800微機(jī)的六個發(fā)展階段三、計(jì)算機(jī)的發(fā)展歷史我國計(jì)算機(jī)的發(fā)展銀河I1983年1億次銀河II1993年10億次銀河III1997年130億次神威-I2000年3840億次曙光30002001年4032億次深騰18002002年1.08萬億次深騰68002003年4.183萬億次曙光4000A2004年11萬億次四、計(jì)算機(jī)的分類依據(jù)IEEE（美國電氣和電子工程師協(xié)會）的劃分標(biāo)準(zhǔn)，計(jì)算機(jī)分成:(1)巨型機(jī)(2)小巨型機(jī)(3)大型主機(jī)(4)小型機(jī)(5)工作站(6)個人計(jì)算機(jī)五、21世紀(jì)計(jì)算機(jī)發(fā)展趨勢（1）超級計(jì)算機(jī)（2）光電子計(jì)算機(jī)（3）計(jì)算機(jī)微型化、人工智能化和人性化（4）計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)：高速寬帶六、信息的數(shù)字化1、什么是信息信息是客觀存在的一切事物及其運(yùn)動狀態(tài)的表征，信息通過物質(zhì)載體以消息、情報、數(shù)據(jù)和信號等方式被表達(dá)，并進(jìn)行傳遞和交換2、信息的特征普遍性、寄載性、共享性、時效性、可識別性、可表征性和可處理性3、信息與數(shù)據(jù)信息是數(shù)據(jù)表達(dá)的內(nèi)涵或解釋數(shù)據(jù)時信息的載體和表達(dá)形，是計(jì)算機(jī)化得信息1.2計(jì)算機(jī)內(nèi)信息的表示與編碼一、數(shù)的進(jìn)位制計(jì)數(shù)法二、數(shù)在計(jì)算機(jī)內(nèi)的表示方法三、編碼一、數(shù)的進(jìn)位制計(jì)數(shù)法1．十進(jìn)制日常生活中最常見的是十進(jìn)制數(shù)，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(jìn)制二進(jìn)制數(shù)只有兩個代碼“0”和“1”，據(jù)在進(jìn)行運(yùn)算時，遵守“逢二進(jìn)一，借一當(dāng)二”的原則。

4．十六進(jìn)制十六進(jìn)制數(shù)采用0~9和A、B、C、D、E、F六個英文字母一起構(gòu)成十六個代碼。

3．八進(jìn)制八進(jìn)制數(shù)采用0、1、2、3、4、5、6和7一起構(gòu)成八個代碼。

1．二進(jìn)制與十進(jìn)制的相互轉(zhuǎn)換二進(jìn)制數(shù)要轉(zhuǎn)換成十進(jìn)制數(shù)，只需要把每一位數(shù)字乘以它的權(quán)2n展開，再相加求和就可以得到它的十進(jìn)制的值（注意，小數(shù)點(diǎn)左側(cè)相鄰位的權(quán)為20，從右向左，每移一位，冪次加1）?！纠?】（110.101）2=1×22+1×21+0×20+1×2-1+0×2-2+1×2-3=（6.625）10不同進(jìn)制之間的轉(zhuǎn)換a、十進(jìn)制數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)換成二進(jìn)制采用的是“除2取余”的方法。具體過程介紹如下：（1）將十進(jìn)制數(shù)除2，保存余數(shù)。（2）若商為0，則進(jìn)行第三步，否則，用商代替原十進(jìn)制數(shù)，重復(fù)第1步。（3）將所有的余數(shù)找出，最后得到的余數(shù)作為最高位，最先得出的余數(shù)作為最低位，由各余數(shù)依次排列而成的新的數(shù)據(jù)就是轉(zhuǎn)換成二進(jìn)制的結(jié)果。不同進(jìn)制之間的轉(zhuǎn)換【例2】將（257）10轉(zhuǎn)換成二進(jìn)制。轉(zhuǎn)換過程如下圖所示。十進(jìn)制數(shù)轉(zhuǎn)變成二進(jìn)制數(shù)b．二進(jìn)制數(shù)與十六進(jìn)制數(shù)的相互轉(zhuǎn)換如下圖

將二進(jìn)制數(shù)轉(zhuǎn)變成十六進(jìn)制數(shù)由于16=24，所以在將二進(jìn)制數(shù)轉(zhuǎn)換成十六進(jìn)制數(shù)時，從最右側(cè)開始，每四位二進(jìn)制數(shù)劃為一組，用一位十六進(jìn)制數(shù)代替，也稱為“以四換一”；十六進(jìn)制數(shù)轉(zhuǎn)換成二進(jìn)制數(shù)時正好相反，一位十六進(jìn)制數(shù)用四位二進(jìn)制數(shù)來替換，也稱“以一換四”。

將二進(jìn)制數(shù)轉(zhuǎn)變成十六進(jìn)制數(shù)c．十六進(jìn)制與十進(jìn)制的相互轉(zhuǎn)換

十六進(jìn)制數(shù)與十進(jìn)制數(shù)相互轉(zhuǎn)換時，可以分成兩步完成：將待轉(zhuǎn)換的十六進(jìn)制數(shù)轉(zhuǎn)換成二進(jìn)制，然后再將二進(jìn)制數(shù)轉(zhuǎn)換成十進(jìn)制。不同進(jìn)制之間的轉(zhuǎn)換（1）位計(jì)算機(jī)中所有的數(shù)據(jù)都是以二進(jìn)制來表示的，一個二進(jìn)制代碼稱為一位，記為bit。位是計(jì)算機(jī)中最小的信息單位。

（2）字節(jié)在對二進(jìn)制數(shù)據(jù)進(jìn)行存儲時，以八位二進(jìn)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(jì)算機(jī)中次小的存儲單位。二、數(shù)在計(jì)算機(jī)內(nèi)的表示方法

—信息度量單位（3）字一條指令或一個數(shù)據(jù)信息，稱為一個字。字是計(jì)算機(jī)進(jìn)行信息交換、處理、存儲的基本單元。（4）字長CPU中每個字所包含的二進(jìn)制代碼的位數(shù)，稱為字長。字長是衡量計(jì)算機(jī)性能的一個重要指標(biāo)。

（5）指令指揮計(jì)算機(jī)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(jì)算機(jī)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(shù)。常用的容量單位有B、KB、MB、GB，它們之間的關(guān)系是：1KB=1024B，1MB=1024KB，1GB=1024MB。二、數(shù)在計(jì)算機(jī)內(nèi)的表示方法

--原碼、反碼、補(bǔ)碼1．原碼一個二進(jìn)制數(shù)同時包含符號和數(shù)值兩部分，用最高位表示符號，其余位表示數(shù)值，這種表示帶符號數(shù)的方法為原碼表示法。

2．反碼反碼是另一種表示有符號數(shù)的方法。對于正數(shù)，其反碼與原碼相同；對于負(fù)數(shù)，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(bǔ)碼補(bǔ)碼是表示帶符號數(shù)的最直接方法。對于正數(shù)，其補(bǔ)碼與原碼相同；對于負(fù)數(shù)，則其補(bǔ)碼為反碼加1。4．?dāng)?shù)的小數(shù)點(diǎn)表示法

（1）數(shù)的定點(diǎn)表示（2）數(shù)的浮點(diǎn)表示純小數(shù)如下圖1所示，純整數(shù)如下圖2所示。階符階

碼數(shù)符尾

數(shù)

計(jì)算機(jī)中浮點(diǎn)數(shù)的表示

三、編碼（字符在計(jì)算機(jī)內(nèi)的表示方法）ASCII編碼（美國標(biāo)準(zhǔn)信息交換碼）

7位ASCII碼表76543210000010100111001011101110000NULDLESP0@P′p0001SOHDC1！1AQaq0010STXDC2”2BRbr0011ETXDC3#3CScs0100EOTDC4$4DTdt0101ENQNAK%5EUeu0110ACKSYN&6FVfv76543210000010100111001011101110111BELETB’7GWgw1000BSCAN（8HXhx1001HTEM）9IYiy1010LFSUB*：JZjz1011VTESC+；K[k{1100FFFS，<L\l|1101CRGS–=M]m}1110SORS.>N↑n~1111SIVS/？O↓oDEL漢字編碼（1）漢字內(nèi)碼（2）漢字輸入編碼（外碼）區(qū)位碼、拼音輸入編碼和字形輸入編碼（3）漢字輸出編碼（字模）1.3計(jì)算機(jī)系統(tǒng)的組成一、計(jì)算機(jī)基本工作原理二、計(jì)算機(jī)硬件系統(tǒng)三、計(jì)算機(jī)軟件系統(tǒng)

一、計(jì)算機(jī)基本工作原理1．計(jì)算機(jī)系統(tǒng)的組成微型計(jì)算機(jī)由硬件系統(tǒng)和軟件系統(tǒng)組成。

硬件指的是所能夠看得見的組成計(jì)算機(jī)的物理設(shè)備，例如：顯示器、主機(jī)等，是構(gòu)成計(jì)算機(jī)的實(shí)體；

軟件是用來指揮計(jì)算機(jī)完成具體工作的程序和數(shù)據(jù)，是整個計(jì)算機(jī)的靈魂。

計(jì)算機(jī)的硬件系統(tǒng)計(jì)算機(jī)硬件系統(tǒng)組成圖計(jì)算機(jī)的硬件系統(tǒng)1．運(yùn)算器2．控制器3．存儲器4．輸入設(shè)備5．輸出設(shè)備

1．運(yùn)算器運(yùn)算器是計(jì)算機(jī)的核心部件，主要負(fù)責(zé)對信息的加工處理。運(yùn)算器不斷地從存儲器中得到要加工的數(shù)據(jù)，對其進(jìn)行加、減、乘、除及各種邏輯運(yùn)算，并將最后的結(jié)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(jìn)行。

2．控制器控制器是計(jì)算機(jī)的指揮中樞，主要作用是使計(jì)算機(jī)能夠自動地執(zhí)行命令。

3．存儲器存儲器主要負(fù)責(zé)對數(shù)據(jù)和控制信息的存儲，是計(jì)算機(jī)的記憶單元。存儲器分為內(nèi)存和外存兩種。（1）內(nèi)存也稱主存。內(nèi)存分成只讀存儲器（ROM）和隨機(jī)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(zhì)型存儲器和光介質(zhì)型存儲器兩種，磁介質(zhì)型常指硬盤和軟盤，光介質(zhì)型則指光盤。

軟盤正面

軟盤反面

磁盤的磁道及扇區(qū)

4．輸入設(shè)備

外部信息與計(jì)算機(jī)的接口稱為輸入設(shè)備。常用的輸入設(shè)備有鍵盤、鼠標(biāo)和掃描儀等。

（1）鍵盤101鍵鍵盤示意圖（2）鼠標(biāo)

鼠標(biāo)的外形非常像一只老鼠，所以取名鼠標(biāo)，在Windows及網(wǎng)絡(luò)中使用頻率相當(dāng)高，可以代替鍵盤的大部分功能。鼠標(biāo)分為機(jī)械式、光學(xué)式和光學(xué)機(jī)械式三種，對鼠標(biāo)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(shí)現(xiàn)不同的功能。

（3）掃描儀掃描儀是計(jì)算機(jī)輸入圖片使用的主要設(shè)備，它內(nèi)部有一套光電轉(zhuǎn)換系統(tǒng)，可以把各種圖片信息轉(zhuǎn)換成計(jì)算機(jī)圖像數(shù)據(jù)，并傳送給計(jì)算機(jī)，再由計(jì)算機(jī)進(jìn)行圖像處理、編輯、存儲、打印輸出或傳送給其他設(shè)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(shù)指標(biāo)有分辨率、灰度層次、掃描速度等。5．輸出設(shè)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(shè)備。

（2）打印機(jī)：打印機(jī)也是計(jì)算機(jī)中最常用的輸出設(shè)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(jī)為主要代表，非擊打式以激光打印機(jī)和噴墨打印機(jī)為主流。計(jì)算機(jī)的軟件系統(tǒng)軟件是微機(jī)的靈魂。沒有安裝軟件的微機(jī)稱為“裸機(jī)”，無法完成任何工作。微機(jī)軟件分成系統(tǒng)軟件和應(yīng)用軟件兩大類。1．系統(tǒng)軟件系統(tǒng)軟件用來管理和控制計(jì)算機(jī)的各種操作，是計(jì)算機(jī)的基礎(chǔ)軟件。常用的系統(tǒng)軟件有Dos、Windows及Unix、Linux各種語言系統(tǒng)。高級語言源程序執(zhí)行結(jié)果解釋并執(zhí)行機(jī)器語言目標(biāo)程序執(zhí)行結(jié)果編譯運(yùn)行編譯程序（事先裝入計(jì)算機(jī)）翻譯程序（事先裝入計(jì)算機(jī)）高級語言源程序

編譯過程示意圖

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(jīng)編譯后產(chǎn)生的機(jī)器語言程序稱為目標(biāo)程序。

2．應(yīng)用程序

應(yīng)用程序是用各種高級語言編寫出來的具有特定功能的程序，例如：Word、NetAnt、金山解霸等。應(yīng)用程序是面向用戶的最高層程序。1.4多媒體技術(shù)與多媒體計(jì)算機(jī)一、多媒體的基本概念二、多媒體系統(tǒng)的硬件三、多媒體系統(tǒng)的軟件四、多媒體技術(shù)的應(yīng)用一、多媒體的基本概念1．什么是“多媒體”媒體是指表示和傳播信息的載體，當(dāng)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。2．多媒體信息的表示（1）聲音信息的表示（2）視覺信息的表示

二、多媒體系統(tǒng)的硬件多媒體系統(tǒng)根據(jù)應(yīng)用的領(lǐng)域不同，硬件也不相同。多媒體計(jì)算機(jī)一般應(yīng)該配置有CD-ROM、聲卡、顯示卡、音箱等硬件，根據(jù)需要還可以配置掃描儀、數(shù)碼相機(jī)、彩色噴墨打印機(jī)、MODEM等。1．聲卡

多媒體聲卡

2．顯示卡

顯示卡3．MODEMMODEM也稱為調(diào)制解調(diào)器，昵稱“貓”，是用于多媒體計(jì)算機(jī)聯(lián)接互聯(lián)網(wǎng)的專門設(shè)備。MODEM分為內(nèi)置式和外置式兩種。內(nèi)置式的為板卡形式，插于主板的擴(kuò)展槽中；外置式MODEM的外形像個盒子，置于主機(jī)外。

光盤及光盤驅(qū)動器4．光驅(qū)三、多媒體系統(tǒng)的軟件很多的系統(tǒng)軟件自帶有多媒體功能，例如Windows，其附件中就帶有錄音機(jī)、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(yīng)用，還有一些專門的多媒體軟件，如播放VCD，有金山解霸、Real；中英文翻譯有金山詞霸、東方快車；對于教學(xué)，有各種CAI教學(xué)軟件（多媒體教學(xué)軟件）。

四、多媒體技術(shù)的應(yīng)用1．多媒體家電2．電子圖書和圖書數(shù)字化3．多媒體教學(xué)（CAI）和計(jì)算機(jī)輔助設(shè)計(jì)（CAD）4．Internet中多媒體的應(yīng)用1.5計(jì)算機(jī)數(shù)據(jù)的安全一、計(jì)算機(jī)病毒的概念 二、計(jì)算機(jī)病毒的預(yù)防三、病毒的檢測與消除一、計(jì)算機(jī)病毒的概念 1．病毒的概念病毒是指在計(jì)算機(jī)程序中插入的破壞計(jì)算機(jī)功能、破壞數(shù)據(jù)、影響計(jì)算機(jī)使用并且能夠自我復(fù)制的一組計(jì)算機(jī)指令或者程序代碼。每個病毒都由如下幾個部分構(gòu)成：危害部分、引發(fā)部分、潛伏部分和傳染部分。

2．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(kuò)展途徑是將自身的具有破壞性的代碼復(fù)制到其他有用代碼中，它的傳染是以計(jì)算機(jī)系統(tǒng)的運(yùn)行及讀寫磁盤為基礎(chǔ)的。3．病毒的分類