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计算机文化基础

计算机文化基础. 参考教材： 《 计算机文化基础 》 （李秀主编 清华大学出版社） 任课教师： 程世杰 所在单位： 计算中心（哈理工大学） 联系方式 ： chengsj@hrbust.edu.cn. 概 述. 数制与编码. 硬件系统. 软件系统. 计算机的工作基础. 安全与道德. 重点 ： 计算机的工作原理. 多媒体. 计算机是一种能按照事先 存储 的程序， 自动 、 高速 进行大量 数值计算 和各种 信息处理 的现代化智能电子装置。. 什么是计算机. 软件系统 （程序、文档）. 硬件系统 （设备）. 计算机系统的组成. 计算机系统.

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  1. 计算机文化基础 参考教材：《计算机文化基础》 （李秀主编 清华大学出版社） 任课教师：程世杰 所在单位：计算中心（哈理工大学） 联系方式：chengsj@hrbust.edu.cn

  2. 概 述 数制与编码 硬件系统 软件系统 计算机的工作基础 安全与道德 重点：计算机的工作原理 多媒体

  3. 计算机是一种能按照事先存储的程序，自动、高速进行大量数值计算和各种信息处理的现代化智能电子装置。计算机是一种能按照事先存储的程序，自动、高速进行大量数值计算和各种信息处理的现代化智能电子装置。 什么是计算机

  4. 软件系统（程序、文档） 硬件系统（设备） 计算机系统的组成 计算机系统

  5. 硬件系统 CPU 外部设备 主 机

  6. 运算器 CPU 控制器 内存（ROM/RAM/Cache） 主机 总线 硬 件 I/O接口 外存储器 外部设备 输入设备 输出设备 微机硬件 （控制、数据、地址）

  7. 主机系统 • 主机箱 卧式机箱内部构造 立式机箱

  8. 电源 主机系统 直流稳压电源： 向主板、软盘驱动器、硬盘驱 动器或光盘驱动器等提供电源 (位于机箱内) 不间断电源：用于交流稳压以 及停电保护 (如：UPS)

  9. 微机主板

  10. 主机系统 软驱 硬盘 光驱 显示器 时钟 CPU 接口 接口 接口 接口 总线 RAM 总 线 控制电路 ROM 键盘接口 并行接口 串行接口 I/O插槽 主机板 鼠标 键盘 打印机 用户电路 • 微机主板示例

  11. 微型机的系统结构图如下： 微 处 理 器CPU AB DB CB 主存储器 外存接口 输入输出接口 其他I/O口 软、硬盘驱动器 键盘、显示器等 各种外设

  12. I/O接口 主板外部接口是用来连接键盘、鼠标、音箱、麦克风、显示器、电源线、电话线等其它外部设备的。

  13. 外部设备 键盘 硬 盘 鼠标 软 盘 打印机 显示器 输入设备 外存储器 输出设备

  14. 无线光电鼠标器 鼠标器 鼠标器通过串行通讯接口与主机相连，有机械式和光电式两种。

  15. 字符键 • 功能键 • 控制键 • 键盘的使用 F J

  16. 软盘的技术指标有： 3.5英寸软盘示意图 ①面数(side)：分为单面(第0面)和双面(第0、1面)软盘。 塑料壳 挡板 读写窗口 ②．磁道(track)：以盘片中心为圆心的一组同心圆． ③．扇区(sector)：将各个磁道分成的若干个扇形的区域。 扇区的编号从1开始。 每个扇区存储512个字节。 写保护孔 盘片 轴盘连接孔

  17. 5 2 4 3 1 磁道软盘的磁道和扇区 • 磁道00 • 磁道39(或79) • 扇区 • 软盘边缘 • 主轴孔

  18. 软磁盘容量： 格式化容量＝字节数/扇区×扇区数/磁道×磁道数/面×面数 如：一双面软盘，有80个磁道，18扇区/磁道，其格式容量为： 512 ×18 × 80 × 2＝1474560（字节） 1474560/1024=1440KB=1.44MB 硬盘容量的计算： 总容量＝512×磁头数×柱面数×扇区数

  19. 数 据 存 储 的 组 织 形 式 位、字节、字及字长 位 字节（8位） …… 字，字长

  20. 存储位 存储体 存储单元地址 存储体结构图 存储单元 （字节） 0000H 0001H 0002H FFFFH

  21. 计算机的工作基础 …… • 外围设备的配置 • 指令系统的功能 • 系统软件的配置情况 • 诊断能力与容错能力 计算机的性能指标 主频 内存容量 运算速度 字长

  22. 微型机的主要性能指标 1. 字长：是指CPU能够同时处理数据的二进制数位数 2.时钟主频：是指单位时间内（秒）发出的脉冲数。 3. 内存容量：是指内存存取数据的能力。 4. 外部设备配置 目 录 退 出

  23. 操作系统 语言处理程序 服务程序 … 软件系统 工具软件 应用软件包 用户程序 … 计算机软件系统 系统软件 应用软件

  24. 计算机的工作基础 原始数据 取数 运算器 I/O设备 内存储器 存数 结果 指令 存取命令 控制器 运算命令 输入/输出命令 计算机工作原理

  25. 计算机的工作基础 程 序 从存储器取一条指令 分析指令？ 执行指令 结 束 程序的执行过程

  26. 计算机的工作基础 用户程序或文档 软 件 操作系统 计算机系统层次结构 硬 件

  27. 计算机的工作基础 用户与硬件软件之间的关系 用 户 应用软件 系统软件 计算机硬件

  28. 计算机的工作基础 系统维护 • 开机与关机 • 硬盘的维护 • 软盘的维护 • 键盘与鼠标 • 显示器 • 打印机

  29. 数制与编码 定义： 数 制 • 按进位的原则进行计数 • 逢N进1 • 采用位权表示法

  30. 常用进位计数制表示方法 数制与编码 常用计数制的基数和数字符号

  31. 数制与编码 数制间的转换 十进制数 非十进制数 十进制数 非十进制数 二、八、十六进制之间的转换

  32. 十进制整数 非十进制整数 余数法：除基数取余数、由下而上排列。 示例： 8 75 3 8 9 1 8 1 1 0 结果为：113

  33. 十进制小数 非十进制小数 进位法：用十进制小数乘基数，当积为0或达到 所要求的精度时，将整数部分由上而下排列。 示例： 0.625 ╳ 2 1.250 整数=1 ╳ 2 0.50 整数=0 ╳ 2 1.0 整数=1 小数值=0 结果为：.101

  34. 又例： 2 75 1 2 37 1 2 18 0 2 9 1 2 4 0 2 2 0 2 1 1 0 结果为：1001011

  35. 非十进制数 十进制数 位权法：把各非十进制数按权展开求和 转换公式：(F)10 =a1×xn-1 + a2×xn-2 + ... + am-1×x1 + a m×x0 + am+1×x-1 + ... 示例： (1011.1) 2 = 1×23+0×22 + 1×21 + 1 ×20 +1× 2-1 = 8 + 0 + 2 + 1 + 0.5 = (11.5)10

  36. 一位拆三位 一位拆四位 二、八与十六进制之间的转换 整数从右向左三位并一位 小数从左向右三位并一位 二进制 八进制 整数从右向左四位并一位 小数从左向右四位并一位 二进制 十六进制

  37. 示例： 100 110 110 111 .010 100( 4 6 6 7 . 2 4 )8 1001 1011 0111.0101( 9 B 7 . 5 )16

  38. 数制与编码 计算机中数据的表示方法 即：+77 0 1001101 机 器 数 / 真 值 +77 0 1 0 0 1 1 0 1 符号位 真值 机器数

  39. 数制与编码 计算机中数据的表示方法 原码 反码 0 1 1 0 0 1 0 补码 1 1 0 0 1 1 0 1 1 0 1 1 0 0 1 带 符 号 的 机 器 数 -77 原码 1 反码 1 补码

  40. 数制与编码 计算机编码 二进制编码 的十进制数 ASCII码 字符编码 国 标 码 （7445） 汉字编码 BCD码 （余三码 / 8421码）

  41. 多媒体计算机 一、多媒体技术概述 1、媒体(Medium) 媒体是指信息的载体和表示方式，常用的媒体有语言、音乐、图片、书籍、电视、广播、报纸等。载体有磁盘、光盘、半导体存储器等。 信息的表示形式有数值、文字、声音、图像等。 2、多媒体(Multimedia) 多媒体是指用计算机中的数字技术和相关设备交互处理多种媒体信息的方法和手段。 目 录 退 出

  42. 多媒体的特性： (1) 多样性：即各种信息媒体的多样化。 (2) 交互性：它向用户提供更加有效的控制和使用信息的手段。 (3) 集成性：各种信息媒体集成为一体，统一存储与组织。 (4) 多样性：多媒体中的各个单媒体都是以数字形式存放在计算机中。 3、多媒体技术 利用计算机综合集成地处理文字、图形、声音、动画、视频等媒体，而形成一种全新的信息传播和处理技术，它包括数字信号处理技术、计算机软/硬件技术、视/音频技术、通信技术、图像处理技术、人工智能和模式识别技术等。 目 录 退 出

  43. 4、多媒体计算机系统 多媒体计算机系统是在个人计算机的基础上，能综合处理多媒体信息，并具有交互性的计算机系统。 多媒体计算机硬件系统是指在个人计算机基础上，增加各种多媒体输入/输出设备及其接口卡。软件系统是以操作系统为基础有多媒体压缩/解压软件、多媒体通信软件及多媒体开发软件包等。 5、多媒体计算机标准 多媒体计算机简称是MPC(Multimedia PC)。到目前先后建立了4种标准，即：MPC1.0， MPC2.0， MPC3.0， MPC4.0。 目 录 退 出

  44. 二、多媒体计算机的主要硬件设备 多媒体计算机与通用计算机相比，其增加的主要硬件设备有声频卡(Audio Card)、视频卡(Vidoe Card)、CD-Rom光驱。 1、声频卡 实现声波与数字信号相互转换的硬件电路。声卡有集成在主板上的，也有插在主板扩展插槽的。 (1) 主要技术指标 采样频率：指录音设备在1秒内对声音的采样次数。采样频率共分为11kHz、22.05kHz、44.1kHz、48kHz。当前主流声卡的采样频率为44.1kHz以上。 目 录 退 出

  45. 采样值的二进制编码位数有8位、16位、32位之分，16位是当今的主流产品。采样值的二进制编码位数有8位、16位、32位之分，16位是当今的主流产品。 (2) MIDI接口及音乐合成技术 MIDI意为音乐设备数字接口，是一种电子乐器与电脑之间以及电子乐器相互之间的一种统一的交流协议。 音乐合成技术：有FM合成和波表合成两种。 FM合成是将硬件产生的正弦信号，经过处理合成为音乐。波表合成是将真实的各种乐器的声音样本通过采样并编码录制下来，存储为一个波表文件，并存放在声卡的ROM芯片中。 目 录 退 出

  46. 2、视频卡 实现对视频模拟信号的采集、编码、压缩、解压和回放等快速处理和标准化问题，并提供各种视频设备的接口和集成能力。 视频卡按功能可分为：视频播放卡、视频捕获卡、视频转换卡。 3、CD-Rom CD-Rom光盘是多媒体信息的主要存储设备。它的主要性能是数据传输率，单倍速CD-Rom驱动器数据传输率为150kB/s，当今主流光驱为45倍速以上。 4、DVD 目 录 退 出

  47. 计算机系统安全与计算机病毒 一、计算机系统安全 计算机系统的安全技术指标： 1、实体安全 指为保证计算机设备和通信线路及设施(建筑物等)的安全。 2、数据安全 指为保证计算机系统中数据库(或数据文件)免遭破坏、修改、显露和窃取。 目 录 退 出

  48. 3、软件安全 指为保证计算机系统中的软件免遭破坏、非法拷贝和非法使用。 4、网络安全 指为保证网络及其结点安全而采用的技术和方法。 5、运行安全 包括安全运行与管理技术。 计算机病毒是计算机系统安全的最大威胁。 目 录 退 出

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