《計(jì)算機(jī)文化基礎(chǔ)》第1章 計(jì)算機(jī)基礎(chǔ)知識(shí)

第一章計(jì)算機(jī)基礎(chǔ)知識(shí)§1計(jì)算機(jī)與計(jì)算機(jī)文化計(jì)算機(jī)文化的誕生：計(jì)算機(jī)作為信息通信技術(shù)(ICT)的核心，已經(jīng)成為人們工作、學(xué)習(xí)和生活的重要組成部分，由此形成了計(jì)算機(jī)文化。計(jì)算機(jī)文化的概念：計(jì)算機(jī)文化是對(duì)計(jì)算機(jī)的特性、功能和作用的理解，以及能熟練地應(yīng)用計(jì)算機(jī)來(lái)有效地解決個(gè)人和社會(huì)的問(wèn)題。

計(jì)算機(jī)文化素養(yǎng)的構(gòu)成獲取知識(shí)的方式發(fā)生了巨大的變化表達(dá)自己的方式發(fā)生了巨大的變化社會(huì)交往活動(dòng)的方式發(fā)生了巨大的變化計(jì)算機(jī)文化素養(yǎng)的培養(yǎng)加強(qiáng)使用計(jì)算機(jī)進(jìn)行信息處理的意識(shí)掌握基本的計(jì)算機(jī)科學(xué)技術(shù)知識(shí)提高獲取信息與處理信息的能力加強(qiáng)信息道德能力計(jì)算機(jī)文化課程的學(xué)習(xí)要求作為應(yīng)用技術(shù)來(lái)掌握處理好應(yīng)用和基礎(chǔ)知識(shí)的關(guān)系處理好應(yīng)用和素質(zhì)培養(yǎng)的關(guān)系培養(yǎng)三種能力操作使用能力應(yīng)用開(kāi)發(fā)能力研究創(chuàng)新能力計(jì)算機(jī)概念：是一種能按程序自動(dòng)進(jìn)行信息處理的通用電子設(shè)備。俗稱為電腦。計(jì)算機(jī)功能：進(jìn)行數(shù)字計(jì)算和信息處理§2計(jì)算機(jī)概述5000次加法/秒體重30噸占地170m218800只電子管1500個(gè)繼電器功率150KW世界上第一臺(tái)電子計(jì)算機(jī)ENIAC于1946年在美國(guó)賓夕法尼亞大學(xué)研制成功。一、計(jì)算機(jī)的發(fā)展計(jì)算機(jī)發(fā)展按其所使用邏輯元件分為四代第一代（1946~1956）電子管5千~4萬(wàn)（次/秒）第二代（1957~1964）晶體管幾十萬(wàn)~百萬(wàn)（次/秒）第三代（1965~1970）中、小規(guī)模集成電路百萬(wàn)~幾百萬(wàn)（次/秒）第四代（1971至今）大和超大規(guī)模集成電路幾百萬(wàn)~幾億（次/秒）

計(jì)算機(jī)的發(fā)展趨勢(shì)是向著微型化、巨型化、網(wǎng)絡(luò)化和智能化方向發(fā)展。CRAY-Ⅱ新一代計(jì)算機(jī)展望第一臺(tái)電子管計(jì)算機(jī)：1958年；第一臺(tái)大型通用晶體管計(jì)算機(jī)：1964年；第三代集成電路計(jì)算機(jī)：1971年；第一臺(tái)巨型計(jì)算機(jī)“銀河一號(hào)”:1983年；首臺(tái)千萬(wàn)億次超級(jí)計(jì)算機(jī)系統(tǒng)“天河一號(hào)”：2009年“天河二號(hào)”超級(jí)計(jì)算機(jī)：2013.6.18起連續(xù)三年成為全球最快的計(jì)算機(jī)“神威·太湖之光”超級(jí)計(jì)算機(jī)：世界上首臺(tái)運(yùn)算速度超過(guò)十億億次的超級(jí)計(jì)算機(jī)，2016.6.20成為全球最快的計(jì)算機(jī)我國(guó)計(jì)算機(jī)的發(fā)展二、計(jì)算機(jī)的分類(lèi)1、超級(jí)計(jì)算機(jī)2、大/中型機(jī)3、小型機(jī)4、微型計(jì)算機(jī)5、工作站1．運(yùn)算速度快2．計(jì)算精度高3．自動(dòng)化程度高4．具有很強(qiáng)的記憶能力5．具有很強(qiáng)的邏輯判斷能力6．可靠性高、通用性強(qiáng)三、計(jì)算機(jī)的特點(diǎn)1．科學(xué)計(jì)算2．?dāng)?shù)據(jù)處理和信息加工3．自動(dòng)控制4．計(jì)算機(jī)輔助系統(tǒng)（CAD、CAM、CAI、CAL）5．人工智能6．網(wǎng)絡(luò)服務(wù)四、計(jì)算機(jī)應(yīng)用領(lǐng)域§3數(shù)字化信息編碼與數(shù)據(jù)表示

一、二進(jìn)制數(shù)二、信息編碼二進(jìn)制數(shù)1、計(jì)算機(jī)內(nèi)所有信息都用二進(jìn)制數(shù)表示2、不同進(jìn)制數(shù)對(duì)應(yīng)關(guān)系及相互轉(zhuǎn)換

十進(jìn)制二進(jìn)制八進(jìn)制十六進(jìn)制十進(jìn)制二進(jìn)制八進(jìn)制十六進(jìn)制000091001119111110101012A2102211101113B3113312110014C41004413110115D51015514111016E61106615111117F711177161000020108100010817100012111信息編碼一、字符編碼國(guó)際通用的信息交換標(biāo)準(zhǔn)代碼：ASCII碼（美國(guó)標(biāo)準(zhǔn)信息交換代碼）二、漢字編碼輸入碼、機(jī)內(nèi)碼、字形碼三、信息的存儲(chǔ)單位位（bit）：數(shù)據(jù)的最小存儲(chǔ)單位字節(jié)（Byte）：數(shù)據(jù)存儲(chǔ)、處理的基本單位最小的計(jì)算機(jī)容量單位K字節(jié) 1KB=1024ByteM（兆）字節(jié) 1MB=1024KBG（吉）字節(jié) 1GB=1024MB

T（太）字節(jié) 1TB=1024GB1MB=8Mbb7b6b5b4b3b2b1b010010101信息的存儲(chǔ)單位字：表示數(shù)據(jù)或信息長(zhǎng)度，由若干字節(jié)組成。作為一個(gè)獨(dú)立的信息單位處理。字長(zhǎng)：一個(gè)字包含的二進(jìn)制位數(shù)稱為字長(zhǎng)。機(jī)器字長(zhǎng)：一般是指參加運(yùn)算的寄存器所含有的二進(jìn)制數(shù)的位數(shù),它代表了機(jī)器硬件的精度。微機(jī)一般字長(zhǎng)為8位、16位、32位、64位等。§4計(jì)算機(jī)系統(tǒng)構(gòu)成一、計(jì)算機(jī)硬件系統(tǒng)二、計(jì)算機(jī)軟件系統(tǒng)口CPUALUControlUnitRAMROMInputOutputOSIO設(shè)備診斷程序器系統(tǒng)程序計(jì)算機(jī)的硬件系統(tǒng)由五個(gè)基本部分組成：運(yùn)算器、控制器、存儲(chǔ)器、輸入設(shè)備和輸出設(shè)備。其中存儲(chǔ)器又有內(nèi)存儲(chǔ)器和外存儲(chǔ)器之分。計(jì)算機(jī)硬件系統(tǒng)（外）存儲(chǔ)器（內(nèi)）存儲(chǔ)器中央處理器（CPU）控制器輸入設(shè)備輸出設(shè)備數(shù)據(jù)流地址控制流運(yùn)算器計(jì)算機(jī)硬件基本組成框圖執(zhí)行算術(shù)和邏輯運(yùn)算的部件計(jì)算機(jī)的指揮中心，負(fù)責(zé)對(duì)控制指令進(jìn)行分析，然后發(fā)出操作控制信號(hào)，控制并協(xié)調(diào)計(jì)算機(jī)各個(gè)部分的工作。主要是存放程序和數(shù)據(jù)。存儲(chǔ)器有內(nèi)存和外存，外存是存放程序和數(shù)據(jù)的“倉(cāng)庫(kù)”可以長(zhǎng)時(shí)間保存大量信息，但是程序必須調(diào)入內(nèi)存方可執(zhí)行，待處理的數(shù)據(jù)也只有進(jìn)入內(nèi)存后才能被程序加工。運(yùn)算器:執(zhí)行算術(shù)和邏輯運(yùn)算的部件?？刂破?計(jì)算機(jī)的指揮中心，控制并協(xié)調(diào)計(jì)算機(jī)各個(gè)部分的工作。中央處理器CPU：由運(yùn)算器和控制器組成。存儲(chǔ)器:主要是存放程序和數(shù)據(jù)。存儲(chǔ)器有內(nèi)存和外存，內(nèi)存----CPU能直接存取的存儲(chǔ)器，容量雖小但存取速度快。程序必須調(diào)入內(nèi)存方可執(zhí)行，斷電后，RAM的內(nèi)容會(huì)被清除，而ROM的則不會(huì)。外存----CPU間接存取其中的數(shù)據(jù)，存取速度雖慢但容量大。斷電后，外存中的數(shù)據(jù)仍存在。輸入輸出設(shè)備：(input/output)簡(jiǎn)稱I/O設(shè)備，它們實(shí)現(xiàn)了外部世界與主機(jī)之間的信息交換，提供了人機(jī)交互的硬件環(huán)境。一、系統(tǒng)軟件1、操作系統(tǒng)OS

統(tǒng)一管理和調(diào)度計(jì)算機(jī)所有資源的軟件。常用的有DOS、Windows、UNIX、Linux、MacOS2、語(yǔ)言處理程序—Basic、C、VC、VFP、VB、Java3、診斷程序4、數(shù)據(jù)庫(kù)管理系統(tǒng)計(jì)算機(jī)軟件系統(tǒng)

計(jì)算機(jī)軟件(software)

可分為系統(tǒng)軟件和應(yīng)用軟件二、應(yīng)用軟件

應(yīng)用軟件：是為解決各類(lèi)實(shí)際問(wèn)題而開(kāi)發(fā)的軟件。這些程序通常是利用高級(jí)語(yǔ)言編程生成的。常見(jiàn)的應(yīng)用軟有科學(xué)計(jì)算、工程設(shè)計(jì)、財(cái)務(wù)管理、辦公自動(dòng)化、圖形處理等軟件。應(yīng)用軟件需要在系統(tǒng)軟件的支持下開(kāi)發(fā)和運(yùn)行。§5微型計(jì)算機(jī)微型計(jì)算機(jī)又稱做PC機(jī)（個(gè)人計(jì)算機(jī)），簡(jiǎn)稱“微機(jī)”。微機(jī)分類(lèi)：臺(tái)式機(jī)、一體機(jī)、筆記本電腦、超極本、平板電腦、掌上電腦、單板和單片機(jī)、穿戴式智能設(shè)備等。微機(jī)硬件主要有：主機(jī)箱、CPU、內(nèi)存、主板、微機(jī)接口、外存儲(chǔ)器、輸入/輸出設(shè)備等。

（一）主機(jī)箱機(jī)箱一般有臥式與立式兩種，主要作用是保護(hù)內(nèi)部設(shè)備不受破壞。散熱好，防漏電，美觀是對(duì)主機(jī)箱的普遍要求。

（二）CPU

中央處理器（CentralProcessingUnit，CPU）是微機(jī)硬件系統(tǒng)的核心。主要包括運(yùn)算器和控制器等。集成在一塊芯片上，稱微處理器。它的主要技術(shù)指標(biāo)有：主頻、字長(zhǎng)、緩存和多核心。

（三）內(nèi)存

內(nèi)存儲(chǔ)器按其基本功能和性能，可分為只讀存儲(chǔ)器（ROM）和隨機(jī)存儲(chǔ)器（RAM），但一般說(shuō)“內(nèi)存容量”時(shí)，則指RAM，不包括ROM在內(nèi)。

（四）主板

主板是一塊多層印刷信號(hào)電路板。主板插有微處理器（CPU），還有6～8個(gè)長(zhǎng)條形插槽，用于插顯