項目1 計算機基礎(chǔ)知識

計算機應(yīng)用基礎(chǔ)項目化教程

（Windows10+Office2016）項目1計算機基礎(chǔ)知識一、計算機概述二、計算機系統(tǒng)三、計算機中信息的表示一、計算機概述計算機（Computer）俗稱電腦，是20世紀最偉大的科學(xué)技術(shù)發(fā)明之一。計算機是一種能夠按照程序運行、自動調(diào)整、處理海量數(shù)據(jù)的現(xiàn)代化智能電子設(shè)備，它由硬件系統(tǒng)和軟件系統(tǒng)組成，沒有安裝任何軟件的計算機稱為裸機。1．計算機的發(fā)展史

第一階段

（1946—1959年）第二階段

（1959—1964年）第三階段

（1964—1972年）第四階段

（1972年至今）主要電子器件電子管晶體管中小規(guī)模集成電路大規(guī)模、超大規(guī)模集成電路內(nèi)存汞延遲線磁芯存儲器半導(dǎo)體存儲器半導(dǎo)體存儲器外存穿孔卡片、紙帶磁帶磁帶、磁盤磁盤、磁帶、光盤等大容量存儲器處理速度

（每秒指令數(shù)）幾千條幾萬至幾十萬條幾十萬至幾百萬條上千萬到億億條1946年2月14日，由美國軍方定制的世界上第一臺電子計算機“電子數(shù)字積分計算機”（ElectronicNumericalAndCalculator，ENIAC）在美國賓夕法尼亞大學(xué)問世。1946年6月，美籍數(shù)學(xué)家馮·諾依曼提出了一個利用“二進制”數(shù)進行“存儲程序”的計算機設(shè)計方案。這個方案確定以二進制形式表示數(shù)據(jù)和指令。從第一臺電子計算機誕生至今，根據(jù)構(gòu)成計算機主要元器件的不同，將計算機的發(fā)展大致分為如下4個階段。2．計算機的特點（1）計算速度快（2）計算精度高（3）超強的記憶能力（4）判斷能力強（5）工作自動化3．計算機的應(yīng)用領(lǐng)域（1）科學(xué)計算（2）數(shù)據(jù)處理（3）實時控制（4）計算機輔助系統(tǒng)（5）數(shù)據(jù)通信（6）智能應(yīng)用（7）電子商務(wù)（8）多媒體應(yīng)用二、計算機系統(tǒng)一個完整的計算機系統(tǒng)由硬件系統(tǒng)和軟件系統(tǒng)兩部分組成。硬件系統(tǒng)是計算機系統(tǒng)的物質(zhì)基礎(chǔ)，軟件系統(tǒng)是計算機發(fā)揮功能的必要保證。計算機硬件系統(tǒng)由5大部件組成，即運算器、控制器、存儲器、輸入設(shè)備及輸出設(shè)備。計算機系統(tǒng)構(gòu)成硬件系統(tǒng)軟件系統(tǒng)主機外設(shè)中央處理器（CPU）各種總線（主板和各種板卡）內(nèi)部存儲器（內(nèi)存）運算器控制器外部存儲器（移動硬盤和U盤等）輸入設(shè)備（鍵盤、鼠標、掃描儀、攝像頭和麥克風(fēng)等）輸出設(shè)備（顯示器、打印機和投影儀等）系統(tǒng)軟件應(yīng)用軟件操作系統(tǒng)語言處理程序網(wǎng)絡(luò)軟件輔助設(shè)計軟件文字處理軟件圖形圖像處理軟件其他軟件外部存儲器（硬盤、光盤和軟盤等）數(shù)據(jù)庫管理系統(tǒng)計算機系統(tǒng)（1）運算器運算器在控制器的控制下完成各種算術(shù)運算（如加、減、乘、除）、邏輯運算（如邏輯與、邏輯或、邏輯非等），以及其他操作（如取數(shù)、存數(shù)、移位等）。運算器主要由兩部分組成，即算術(shù)邏輯運算單元和寄存器組。（2）控制器控制器是控制計算機各個部件協(xié)調(diào)一致、有條不紊工作的電子裝置，也是計算機硬件系統(tǒng)的指揮中心。運算器和控制器集成在一起被稱為中央處理器（CPU）。在微型計算機中又稱為微處理器，它是計算機硬件的核心部件。CPU與內(nèi)部存儲器、主機板等構(gòu)成計算機的主機。1．計算機硬件系統(tǒng)（3）存儲器存儲器是用來存儲數(shù)據(jù)和程序信息的部件，可分為內(nèi)部存儲器（簡稱內(nèi)存）和外部存儲器（簡稱外存）兩大類。內(nèi)部存儲器一般包括ROM和RAM。ROM是只讀存儲器，也就是說計算機只能從其中讀出數(shù)據(jù)，而不能寫入數(shù)據(jù)，它的內(nèi)容是由廠家在出廠時就已寫入進去的，而且一旦寫好就不能改變了。RAM是隨機存儲器，也稱可讀寫存儲器，它是暫時存儲信息的地方，在計算機加電運行時存儲信息，當電源切斷后，RAM中所存放的信息將全部消失。與外部存儲器相比，內(nèi)部存儲器的存儲容量較小，但內(nèi)部存儲器的存儲速度快。外存又叫輔助存儲器，具有相當大的存儲容量，是永久存儲信息的地方。不管計算機接通或切斷電源，在外存中所存放的信息是不丟失的。常見的外存有硬盤和光盤等。（4）輸入設(shè)備輸入設(shè)備的功能是把計算機程序和數(shù)據(jù)輸入計算機。常見的輸入設(shè)備有鍵盤、鼠標、圖像輸入設(shè)備（攝像機、數(shù)碼相機、掃描儀和傳真機等）和聲音輸入設(shè)備等。（5）輸出設(shè)備輸出設(shè)備的功能是把計算機程序和數(shù)據(jù)從計算機輸出。常見的輸出設(shè)備有顯示器、打印機、繪圖機和聲音輸出設(shè)備等。其中，外存儲器（包括磁盤和硬盤）、觸摸屏，既是輸入設(shè)備又是輸出設(shè)備。2．計算機軟件系統(tǒng)計算機軟件系統(tǒng)是由系統(tǒng)軟件和應(yīng)用軟件構(gòu)成。系統(tǒng)軟件是計算機系統(tǒng)中最靠近硬件的軟件，其他軟件一般都通過系統(tǒng)軟件發(fā)揮作用。（1）系統(tǒng)軟件系統(tǒng)軟件可以看作是用戶與計算機的接口，它為應(yīng)用軟件和用戶提供了控制、訪問硬件的手段，這些功能主要由操作系統(tǒng)完成。系統(tǒng)軟件分為操作系統(tǒng)軟件與計算機語言翻譯系統(tǒng)軟件兩部分，包括4個方面：①操作系統(tǒng)軟件。②各種語言翻譯系統(tǒng)。③系統(tǒng)支撐和服務(wù)程序。④數(shù)據(jù)庫管理系統(tǒng)。（2）應(yīng)用軟件為解決各類實際問題而設(shè)計的軟件稱為應(yīng)用軟件。按照其服務(wù)對象，一般分為通用的應(yīng)用軟件和專用的應(yīng)用軟件。通用的應(yīng)用軟件一般是為了解決大多數(shù)人都會遇到的某一類問題而設(shè)計的，包括文字處理（Word）、電子表格（Excel）、數(shù)據(jù)庫管理（DataBase）等方面。專用的應(yīng)用軟件是專為少數(shù)用戶設(shè)計的、目標單一的應(yīng)用軟件，如某機床設(shè)備的自動控制軟件、用于某實驗儀器的數(shù)據(jù)采集與數(shù)據(jù)處理的專用軟件和學(xué)習(xí)某門課程的輔助教學(xué)軟件等。三、計算機中信息的表示數(shù)據(jù)是計算機處理的對象。在計算機內(nèi)部，各種信息都必須經(jīng)過數(shù)字化編碼后才能被傳送、存儲和處理，而在計算機中采用什么數(shù)制？1．數(shù)據(jù)與信息數(shù)據(jù)是對客觀事物的符號表示。數(shù)值、文字、語言、圖表、圖像、音頻、視頻等都是不同形式的數(shù)據(jù)。信息是現(xiàn)代生活和計算機科學(xué)中一個非常流行的詞匯。一般來說，信息是對各種事物變化和特征的反映，是經(jīng)過加工處理并對人類客觀行為產(chǎn)生影響的數(shù)據(jù)的表現(xiàn)形式。計算機科學(xué)中的信息通常被認為是能夠用計算機處理的有意義的內(nèi)容或消息，它們以數(shù)據(jù)的形式出現(xiàn)。2．計算機中的數(shù)據(jù)ENIAC是一臺十進制的計算機，它采用10個真空管來表示一位十進制數(shù)。馮·諾依曼在研制IAS時，發(fā)現(xiàn)這種十進制的表示和實現(xiàn)方式十分麻煩，故提出了二進制的表示方法，從此改變了整個計算機的發(fā)展歷史。二進制只有“0”和“1”兩個數(shù)字，相對十進制而言，采用二進制表示不但運算簡單、易于物理實現(xiàn)、通用性強，更重要的優(yōu)點是它所占用的空間和所消耗的能量小得多，機器可靠性高。3．計算機中數(shù)據(jù)的單位計算機中數(shù)據(jù)的最小單位是位（bit）。存儲容量的基本單位是字節(jié)（Byte）。8個二進制位稱為1個字節(jié)，此外還有KB、MB、GB、TB等。（1）位（bit）位是度量數(shù)據(jù)的最小單位。在數(shù)字電路和計算機技術(shù)中采用二進制表示數(shù)據(jù)，代碼只有0和1，采用多個數(shù)碼（0和1的組合）來表示一個數(shù)，其中的每一個數(shù)碼稱為1位。（2）字節(jié)（Byte）一個字節(jié)由8位二進制數(shù)字組成（1Byte=8bit）。字節(jié)是信息組織和存儲的基本單位，也是計算機體系結(jié)構(gòu)的基本單位。為了便于衡量存儲器的大小，統(tǒng)一以字節(jié)（Byte，B）為單位。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=240B（3）字長人們將計算機一次能夠并行處理的二進制數(shù)稱為該機器的字長，也稱為計算機的一個“字”。計算機的字長通常是字節(jié)的整倍數(shù)，如8位、16位、32位、64位，大型機已達128位。字長是計算機的一個重要指標，直接反映一臺計算機的計算能力和精度。字長越長，計算機的數(shù)據(jù)處理速度就越快。4．字符的編碼字符包括西文字符（字母、數(shù)字、各種符號）和中文字符。由于計算機是以二進制的形式存儲和處理數(shù)據(jù)的，因此字符也必須按特定的規(guī)劃進行二進制編碼才能進入計算機。用以表示字符的二進制編碼稱為字符編碼。（1）西文字符計算機中最常用的西文字符編碼ASCII（AmericanStandardCodeforInformationInterchange，美國信息交換標準碼），被國際標準化組織指定為國際標準。ASCII碼有7位碼和8位碼兩種版本，國際通用的是7位ASCII碼。用7位二進制數(shù)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。（2）漢字的編碼漢字信息的交換碼漢字信息交換碼簡稱交換碼，也叫國標碼。規(guī)定了7445個字符編碼，其中有682個非漢字圖形符和6763個漢字的代碼。有一級常用字3755個，二級常用字3008個。兩個字節(jié)存儲一個國標碼。區(qū)位碼和國標碼之間的轉(zhuǎn)換方法是將一個漢字的十進制區(qū)號和十進制位號分別轉(zhuǎn)換成十六進制數(shù)，然后再分別加上20H，就成為此漢字