計算機基礎(chǔ)修改后

NCRE第1章計算機基礎(chǔ)知識2課程簡介MSOffice，是Microsoft公司推出的辦公套裝軟件，主要版本有MSOffice97/2000/2003/XP/2007/2010等，它包括Word、Excel、Access、PowerPoint等應(yīng)用軟件。Windows，是Microsoft公司推出的基于圖形用戶界面的操作系統(tǒng)，最近的新版本包括Windows

7/Windows8。MSOffice套裝系列應(yīng)用軟件的運行平臺是Windows3課程學(xué)習(xí)內(nèi)容計算機發(fā)展簡史、特點、分類、及其應(yīng)用領(lǐng)域計算機中數(shù)據(jù)、字符和漢字的編碼多媒體技術(shù)的基本知識計算機病毒的概念和防治4第1章計算機基礎(chǔ)知識1.1計算機的發(fā)展1.2信息的表示與存儲1.3多媒體技術(shù)簡介1.4計算機病毒及其防治1.5本章小結(jié)51.1計算機的發(fā)展

計算機概念:計算機是一種能夠按照事先存儲的程序，自動高速地對數(shù)據(jù)進行輸入、處理、輸出和存儲的系統(tǒng)。世界上第一臺計算機問世：電子數(shù)字積分計算機（ElectronicNumericalIntegratorAndCalculator）于1946年，在美國賓夕法尼亞大學(xué)研制成功。1.1.1計算機的發(fā)展使科學(xué)家從繁重的計算中解放出來。ENIAC的問世標志著計算機時代的到來。61.1計算機的發(fā)展

ENIAC缺點：（1）沒有存儲器（2）用布線接板進行控制，電路連接繁瑣開始研制(電子離散變量自動計算機)EDVAC，馮.諾依曼也開始研制。其特點：（1）計算機采用二進制（2）程序存儲

71.1計算機的發(fā)展馮·諾依曼型計算機原理計算機的五大組成部分：輸入、存儲、運算、控制和輸出。今天計算機仍然采用這種結(jié)構(gòu)。馮.諾依曼被譽為“現(xiàn)代電子計算機之父”。81.1計算機的發(fā)展計算機發(fā)展的四個階段(因采用的物理器件不同)第一代(1946~1959)電子管幾千（次/秒）第二代(1959~1964)晶體管幾萬~幾十萬（次/秒）第三代(1964~1972)中、小集成電路幾十萬~幾百萬（次/秒）第四代(1972~至今)大、超大規(guī)模集成電路上千萬~萬億（次/秒）91.1計算機的發(fā)展中國電子計算機的發(fā)展1958年，研制出第一臺電子計算機。1964年，研制出第二代晶體管計算機。1971年，研制出第三代集成電路計算機。2010年，研制出千萬億次/秒的“天河一號”計算機。

2013年5月，國防科大研制成功“天河二號”，其峰值運算速度突破億億次/秒。“天河二號”已經(jīng)三次奪得全球超級計算機的冠軍。101.1計算機的發(fā)展1.計算機的特點1)高速、精確的運算能力2)準確的邏輯判斷能力

在信息檢索方面，能夠根據(jù)要求進行匹配檢索。3)強大的存儲能力長期保存大量數(shù)字、文字、圖像、視頻、聲音等信息。4)自動功能

計算機能夠自動執(zhí)行預(yù)先編寫好的一組指令(稱為程序)。工作過程完全自動化，無需人工干預(yù)，而且可以反復(fù)進行。1.1.2計算機的特點應(yīng)用和分類111.1計算機的發(fā)展5)網(wǎng)絡(luò)與通信功能網(wǎng)上的計算機用戶可以共享網(wǎng)上資料、交流信息。2.計算機的應(yīng)用1)科學(xué)計算2)數(shù)據(jù)/信息處理3)過程控制4)計算機輔助(CAD、CAI、CAT、CAM)5)網(wǎng)絡(luò)通信

6)人工智能7)多媒體應(yīng)用8)嵌入式系統(tǒng)121.1計算機的發(fā)展3.計算機的分類按計算機處理數(shù)據(jù)的類型：模擬計算機、數(shù)字計算機和混合計算機按計算機的用途：通用計算機和專用計算機按計算機的性能、規(guī)模和處理能力：（1）巨型機（2）大型通用機：企業(yè)級計算機（3）微型機微型機分獨立式（日常使用）和嵌入式（嵌入式系統(tǒng)）微型計算機的結(jié)構(gòu)：單片機、單板機、多芯片機和多板機

131.1計算機的發(fā)展（4）工作站

高檔的微型計算機（5）服務(wù)器：描述了計算機的應(yīng)用角色，而不是刻畫機器檔次特點：1)只有在客戶機的請求下才為其提供服務(wù)2)服務(wù)器對客戶透明3)服務(wù)器嚴格說是一種軟件的概念

141.1計算機的發(fā)展1.人工智能指紋識別機器翻譯手寫輸入1.1.3計算機科學(xué)研究與應(yīng)用2.網(wǎng)格計算利用互聯(lián)網(wǎng)把分散在不同地理位置的計算機組織成一個“虛擬的超級計算機”，其中每個參與計算的計算機就是一個“結(jié)點”，成千上萬個“結(jié)點”組成一張“網(wǎng)格”，所以稱其為“網(wǎng)格計算”。網(wǎng)格計算有兩個優(yōu)勢：(1)處理能力超強；(2)能充分利用網(wǎng)上的閑置處理能力。151.1計算機的發(fā)展3.中間件技術(shù)中間件是介于應(yīng)用軟件與操作系統(tǒng)之間的系統(tǒng)軟件。161.1計算機的發(fā)展4.云計算

云計算分布式計算、網(wǎng)格計算、并行計算網(wǎng)絡(luò)存儲及虛擬化計算機和網(wǎng)絡(luò)技術(shù)發(fā)展融合的產(chǎn)物。

云計算的核心思想是對大量用網(wǎng)絡(luò)連接計算資源進行統(tǒng)一管理和調(diào)度，構(gòu)成一個計算資源池向用戶提供按需服務(wù)。提供資源的網(wǎng)絡(luò)被稱為“云”。

云計算的構(gòu)成包括硬件、軟件和服務(wù)。用戶可用極低成本的終端設(shè)備，并支付相應(yīng)的服務(wù)費用給“云計算”服務(wù)商，通過網(wǎng)絡(luò)就可以方便地獲取所需要的計算、存儲等資源。171.1計算機的發(fā)展1.電子計算機的發(fā)展方向巨型化

巨型化是指計算速度更快、存儲容量更大、功能更完善、可靠性更高、運算速度可達萬萬億次/秒、存儲容量超過幾百T字節(jié)。2)微型化

微型計算機正在循序向便攜機、掌上機發(fā)展的價格、方便的使用、豐富的軟件，使其受到用戶的青睞。1.1.4未來計算機的發(fā)展趨勢181.1計算機的發(fā)展3)網(wǎng)絡(luò)化

網(wǎng)絡(luò)化是指利用技術(shù)和計算機技術(shù)，把分布在不同地點的計算機互聯(lián)起來，按照網(wǎng)絡(luò)協(xié)議互相通信，以共享軟件、硬件和數(shù)據(jù)資源。4)智能化

智能化是指模擬人的感覺和思維能力。智能計算機具有解決問題和邏輯推理的功能，以及處理知識和知識庫管理的功能等。191.1計算機的發(fā)展2.未來新一代的計算機1)模糊計算機：基于模糊理論，能夠?qū)崿F(xiàn)模糊的、不確切的判斷進行工程處理的計算機。2)生物計算機：以生物元件構(gòu)建的計算機。3)光子計算機：一種用光信號進行數(shù)字運算、信息存儲和處理的計算機。4)超導(dǎo)計算機：用超導(dǎo)材料替代半導(dǎo)體材料制造的計算機。超導(dǎo)計算機具有能耗小、運算速度快的特點。5)量子計算機：基于量子動力學(xué)規(guī)律進行高速數(shù)學(xué)和邏輯運算、存儲及處理量子信息的計算機。201.1計算機的發(fā)展1.信息技術(shù)的定義狹義定義：一般來說，信息的采集、加工、存儲、傳輸和利用過程中的每一種技術(shù)都是信息技術(shù)。廣義定義：指一系列與計算機相關(guān)的技術(shù)。

信息技術(shù)≠現(xiàn)代信息技術(shù)：信息技術(shù)不僅包括現(xiàn)代信息技術(shù)，還包括在現(xiàn)代文明之前的原始時代和古代社會中與那個時代相對應(yīng)的信息技術(shù)。1.1.5信息技術(shù)211.1計算機的發(fā)展2.現(xiàn)代信息技術(shù)的內(nèi)容1)信息基礎(chǔ)技術(shù)

新材料、新能源、新器件的開發(fā)和制造技術(shù)。2)信息系統(tǒng)技術(shù)

感測技術(shù)、通信技術(shù)、計算機與智能技術(shù)、控制技術(shù)。3)信息應(yīng)用技術(shù)

信息管理、信息控制、信息決策而發(fā)展起來的具體的技術(shù)類群。如，工廠的自動化、辦公自動化……等。它們是信息技術(shù)開發(fā)的根本目的所在。221.1計算機的發(fā)展3.現(xiàn)代信息技術(shù)的發(fā)展趨勢1)數(shù)字化

當信息被數(shù)字化并經(jīng)由數(shù)字網(wǎng)絡(luò)流通時，便可以利用數(shù)字處理設(shè)備（最典型的是計算機）對信息進行各種所需要的處理。2)多媒體化

隨著信息技術(shù)的發(fā)展，多媒體技術(shù)將文字、聲音、圖形、圖像、視頻等信息媒體與計算機集成在一起，使計算機的應(yīng)用由單純的文字處理擴展到文、圖、聲、影集成處理。231.1計算機的發(fā)展3)高速度、網(wǎng)絡(luò)化、寬頻帶

目前，幾乎所有國家都在進行新一代的信息基礎(chǔ)設(shè)施建設(shè)，即建設(shè)寬頻信息高速公路。

下一代的Internet的傳輸速率可達2.4GB/s。4)智能化

隨著信息技術(shù)向智能化方向發(fā)展，在超媒體世界里，“軟件代理”可以替代人們在網(wǎng)上漫游；“軟件代理”不再需要瀏覽器，它本身就是信息的尋找器。241.2信息的表示與存儲數(shù)據(jù)：數(shù)據(jù)是對客觀事物的符號表示。如，數(shù)值、文字、語言、圖形、圖像等都是不同形式的數(shù)據(jù)。信息：信息是既是對客觀事物變化和特征的反映，又是事物之間相互作用、相互聯(lián)系的表征。

信息必須數(shù)字化編碼，才能用計算機進行傳送、存儲和處理。

信息具有針對性和時效性。1.2.1數(shù)據(jù)與信息251.2信息的表示與存儲數(shù)據(jù)與信息的區(qū)別：數(shù)據(jù)是信息的載體，信息是數(shù)據(jù)處理之后產(chǎn)生的結(jié)果。信息有意義，而數(shù)據(jù)沒有。例如：數(shù)據(jù)2、4、8、16、32是一組數(shù)據(jù)，本身是沒有意義的，我們從中可以分析出是一組等比數(shù)列，很清楚的得到后面的數(shù)字，便賦予了意義，這就是信息。是有用的數(shù)據(jù)。261.2信息的表示與存儲二進制的優(yōu)點物理上容易實現(xiàn)，信息的存儲更加容易，可靠性強，運算簡單，通用性強。1.2.2計算機中的數(shù)據(jù)ENIAC采用十進制

馮·諾依曼研制IAS時，提出了二進制的表示方法

271.2信息的表示與存儲1.位(bit)

位(bit)是度量數(shù)據(jù)的最小單位。多個數(shù)碼(0和1的組合)來表示一個數(shù)，其中每一位數(shù)碼稱為1位。2.字節(jié)(Byte)

一個字節(jié)(Byte)由8位(bit)二進制數(shù)字組成。

存儲器容量通常以字節(jié)為單位(Byte,B)來描述：

千字節(jié)1KB=1024B=210B兆字節(jié)1MB=1024KB=220B吉字節(jié)1GB=1024MB=230B太字節(jié)1TB=1024GB=240B1.2.3計算機中數(shù)據(jù)的單位281.2信息的表示與存儲3.字長字長是指計算機一次能夠同時處理的二進制位數(shù)，即CPU在一個機器周期中最多能夠并行處理的二進制位數(shù)。字長是計算機(CPU)的一個重要指標，直接反映一臺計算機的計算能力和運算精度。字長越長，計算機的處理能力通常越強。計算機字長常常是字節(jié)的整倍數(shù)，如8位、16位、32位，發(fā)展到今天微型機的64位，大型機/巨型機已達128位。291.2信息的表示與存儲1.進位計數(shù)制

多位數(shù)碼中每一位構(gòu)成方法以及從低位到高位的進位規(guī)則稱為進位計數(shù)制（簡稱數(shù)制）。

如果采用R個基本符號(0,1,…,R-1)表示數(shù)值，則稱R數(shù)制，R稱為該數(shù)制的基數(shù)(Radix)。

例如，十進制采用10個基本符號0,1,…,9表示數(shù)值，十進制的基數(shù)是10。1.2.4進位計數(shù)制及其轉(zhuǎn)換301.2信息的表示與存儲任何一個R進制數(shù)D都可以展開為：其中，R為計數(shù)的基數(shù)；ki為第i位的系數(shù)，可以為0,1,…,R-1中的任意1個；Ri稱為第i位的權(quán)，i的取值規(guī)律：個位上為0，十位上為1，依次遞增；十分位上為-1，百分位上為-2，依次遞減。311.2信息的表示與存儲表1-2計算機中常用的幾種進位計數(shù)制的表示十進制八進制二進制十六進制數(shù)碼0~90~70，10~9，A~F基(或模)108216進位原則逢十進一逢八進一逢二進一逢十六進一位權(quán)值10i8i2i16i位值規(guī)則通項公式N=∑Di×10i，

i=n-1~-mN=∑Oi×2i，

i=n-1~-mN=∑Bi×2i，

i=n-1~-mN=∑Hi×16i，

i=n-1~-m數(shù)制后綴符號D或者省略O(shè)BH321.2信息的表示與存儲各進制數(shù)之間的關(guān)系十進制（D）二進制（B）八進制（O）十六進制（H）0123456789101112131415011011100101110111100010011010101111001101111011110123456710111213141516170123456789ABCDEF331.2信息的表示與存儲2.R進制轉(zhuǎn)換為十進制將R進制數(shù)按前述展開式展開求和即可得到相應(yīng)的十進制數(shù)。例如：(234)H=(2×162+3×161+4×160)H

=(512+48+4)D

=(564)D(10110)B=(1×24+0×23+1×22+1×21+0×20)B

=(16+4+2)D

=(22)D341.2信息的表示與存儲3.十進制轉(zhuǎn)換為R進制

將十進制數(shù)轉(zhuǎn)換為R進制數(shù)時，可將此數(shù)分為整數(shù)和小數(shù)兩部分分別進行轉(zhuǎn)換，然后再拼接起來即可。

一種常見的十進制數(shù)轉(zhuǎn)換為R進制數(shù)的方法是：

整數(shù)部分用“除R取余”，直到商為0，余數(shù)倒排列；

小數(shù)部分用“乘R取整”，直到小數(shù)部分為零或給定的精度為止，整數(shù)順排列。351.2信息的表示與存儲【例1-1】將十進制數(shù)225.8125轉(zhuǎn)換成二進制數(shù)。整數(shù)部分小數(shù)部分2|225

余1低位0.81252|112

余0×2

取整高位2|56

余01.625012|28

余0×22|14

余01.250012|7

余1×22|3

余10.500002|1

余1×20高位1.00001低位結(jié)果：(225.8125)D=(11100001.1101)B361.2信息的表示與存儲4.八進制轉(zhuǎn)換為十六進制

二進制數(shù)雖然非常適合計算機內(nèi)部的數(shù)據(jù)表示，但是書寫起來位數(shù)比較長，很不方便，也不直觀。

因此，在書寫程序和數(shù)據(jù)用到二進制數(shù)的地方。往往采用八進制數(shù)或十六進制數(shù)的形式。1位八進制數(shù)相當于3位二進制數(shù)；1位十六進制數(shù)相當于4位二進制數(shù)；

根據(jù)這種對應(yīng)關(guān)系，二進制數(shù)轉(zhuǎn)換為八進制數(shù)/十六進制數(shù)時，以小數(shù)點為中心，向左右兩邊分組，每3/4位為一組，兩頭不足3/4位補0即可。371.2信息的表示與存儲4.八進制轉(zhuǎn)換為十六進制例：把二進制數(shù)10110.1轉(zhuǎn)換為十六進制數(shù)10110.1B=0001

0110.1000B

=16.8H例：把十六進制數(shù)5A.7轉(zhuǎn)換為二進制數(shù)5

A.7H=0101

1010.0111B=1011010.0111B

381.2信息的表示與存儲1.西文字符的編碼

計算機中最常用的字符編碼是ASCII（AmericanStandardCodeforInformationInterchange，美國信息交換標準碼），為國際標準。

國際通用的ASCII碼是7位ASCII碼，用7位二進制數(shù)b6b5b4b3b2b1b0表示一個字符的編碼，共有27=128個不同的編碼值，相應(yīng)可以表示128個不同字符的編碼。

計算機用一個字節(jié)（8個二進制位）存放一個7位ASCII碼，最高位置為0。1.2.5字符的編碼391.2信息的表示與存儲

7位ASCII代碼表401.2信息