第一章 计算机基础知识

1. 计 算 机 应 用 基 础 第一章 计算机基础知识 策划制作：计算机综合教研室

2. 本 章 重 点 • 信息表示与计算机概述 • 微型计算机工作原理与系统组成 • 微型计算机硬件系统 • 微型计算机软件系统 计算机 一计算机的发展一、计算机的发展 三、计算机中数据的表示方法 四、计算机病毒与防治

3. 一 计算机中数的表示方法 1.1数制的表示 1. 常用数制 十进制(D) 二进制(B) 几种常见的进位计数制 八进制(O) 十六进制(H) 计算机的语言 —— 二进制计算机内部一律采用二进制，在编程中为了方便，还常用八进制或十六进制。

4. 进制的概念 “ 逢R进一，借一当R ” 十进制(D) R=10， 可使用 0,1,2,3,4,5,6,7,8,9 二进制(B) R=2 ， 可使用 0,1 八进制(O) R=8 ， 可使用 0,1,2,3,4,5,6,7 十六进制(H) R=16 ，可使用 0,……,9,A,B,C,D,E,F

5. 2. 不同进制数间的相互转换 非十进制数转换成十进制数 十进制数转换成二进制数 二进制数与八、十六进制数相互转换 十进制数与八、十六进制数相互转换

6. 十、二、八、十六进制数间的对应 十：0 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 二：0 1 10 11 100 101 110 111 1000 1001 1010 1011 1100 1101 1110 1111 八：0 1 2 3 4 5 6 7 10 11 12 13 14 15 16 17 ：0 1 2 3 4 5 6 7 8 9 A B C D E F 十六 1 1 10 11 100 101 + 0 + 1 + 1 + 1 + 1 + 1 1 10 11 100 101 110

7. 例：将二进制数（1011.01）2 转换成十进制数 （1011.01）2 2-2 = 1 23 + 0 22 + 1 21 + 1 20 + 0 2-1 + 1       = 8+0+2+1+0+0.25=（11.25）10 （1）非十进制向十进制的转换 将非十进制数转换成十进制数，只需按权展开式做一次十进制运算即可。按权展开 八、十六进制的数转换成十进制，可照此进行。但因计算复杂，一般不采用这种办法！

8. （2）十进制向二进制的转换 将十进制数转换成二进制数，要将整数和小数分别转换 整数：除2取余小数：乘2取整 十进制数 整数 小数 二进制数

9. 例：将（25.25)10 转换成二进制数 整数部分 小数部分 • 乘2 取整，顺排 除2 取余，倒排 2 25 ··········· 1 0. 2 5 2  2 ··········· 0 12 0 0. 5 0 ··········· 2 6 0 0. 5 2 ·········· 3 1 2  1 1. 0 1 转换结果： （25.25)10 =（11001 .01)2

10. （3）八、十六进制向二进制的转换 1）八进制数转成二进制数（对应取数） 23 = 8 1位八进值数恰好与3位二进制数相对应 “一位拆三位” 例:　将八进制数（4675.21)8转换成二进制数 转换过程： 4 6 7 5 .2 1 100 110 111 101 .010 001 转换结果： （4675.21）8 =（100 110 111 101.010 001）2

11. 2）十六进制数转成二进制数（对应取数） 24 = 16 1位十六进值数恰好与4位二进制数相对应 “一位拆四位” 例:将十六进制数（3ACD.A1)16转换成二进制数 转换过程： 3 A C D .A 1 0011 1010 1100 1101 . 1010 0001 转换结果： （3ACD.A1）16 =（11 1010 1100 1101.1010 0001）2

12. 3）二进制向八、十六进制的转换 ①二进制数转成八进制数（对应取数、三位一组） 以二进制数小数点为中心，向两端每三位截成一组，然后每一组二进制数下写出对应的八进制数码，最高位或最低位不足时，用0补齐，并将小数点垂直落到八进制数中。 例:　将二进制数（1 010 110 101.101 110 1）2 转换成八进制数 转换过程： 001 010 110 101 . 101 110 100 1右边补00为100 1左边补00为001 1 2 6 5 . 5 6 4 转换结果： （1 010 110 101.101 110 1）2=（1265.564）8

13. ② 二进制数转成十六进制数（对应取数、四位一组） 以二进制数小数点为中心，向两端每四位截成一组，然后每一组二进制数下写出对应的十六进制数码，最高位或最低位不足时，用0补齐，并将小数点垂直落到十六进制数中。 例:将二进制数（101 0111 1011.0011 0010 11）2 转换成十六进制数 1100 0101 0111 1011 . 0011 0010 转换过程： C 5 7 B . 3 2 转换结果： （101 0111 1011.0011 0010 11）2 =（57B.32C）16

14. 不同进制之间的转换 1. 非十进制转换成十进制 2. 十进制转换成二进制 3. 八、十六进制转换成二进制 对应取数 4. 八、十六进制转换成十进制 借 2 转换

15. 3. 数制转换可使用计算器 注意：小数部分不能计算

16. 练习 将二进制数（1 010 111 011.001 011 1）2 转换成八进制数 将二进制数（10 1101 0101.0111 01）2 转换成十六进制数 将下列数转换成十进制数 • 1、(101011)2 • 2、(370)8 • 3、(20CF)16

17. 这个一定要背下来哦 信息的存储单位 内存中的最小单位： b（bit） 最常用、最基本的存储单位：B（字节） 1B=8b 其他存储容量单位： 1KB=1024B 1MB=1024KB 1GB=1024MB

18. 常用的信息编码 1. 字符编码（ASCII码） 　 英文字母和其它字符必须按一定的规则，用二进制数编码后才能在计算机中使用。 　 字符编码就是规定所有字符的二进制代码的表示形式 　 目前在计算机使用最多的编码是ASCII码。它是用7位二进制编码，其排列次序为d6d5d4d3d2d1d0，d6为高位，d0为低位。它共有128种编码组合，可表示128个字符，其中数字10个、大小写英文字母52个、其他字符32个和控制字符34个。 为与字节相对应，ASCII编码时在高位填为0，称为基本ASCII码 如：A

20. 2. 汉字编码 • 汉字的输入码 • 汉字的交换码 • 汉字的内 码 • 汉字的输出码

21. ENIAC 现代PC机 A 耗资 100万$元 800$元 B 重量 30吨 10KG C 占地 170平方米 0.25平方米 D 电子器件 19000只电子管 100块集成电路 E 运算速度 5000次/秒 几十亿次/秒 二、计算机概述 1.计算机的产生 • 1946年第一台计算机ENIAC诞生于美国宾西法尼亚大学 • 现在就一起来看一下一组数据的对比

22. 1946 ENIAC

23. 2. 计算机的发展 按计算机采用元器件不同，可分为四代： 以超大规模集成电路为主 1971年至今 以小规模集成电路为主 60年代中期 - 70年代前期 以晶体管为逻辑元件 50年代中期 - 60年代前期 以电子管为逻辑元件 1946年 - 50年代后期

24. 3. 计算机的特点 记忆 能力强 运算 速度快 使用 方便 逻辑判断能力强 计算 精度高 通用性 强

25. 巨型机 小型机 按规模分类 大型机 微型机 中型机 单片机 4. 计算机的分类 计算机按其应用特点可分为两大类: 专用计算机　通用计算机 按规模分为6类

26. CAD CAI 计算机辅助应用 CAT CAE CAM 1.1.4 计算机的应用领域 • 科学计算 • 信息处理 • 过程控制 • 计算机辅助系统 • 辅助设计（CAD） • 辅助教学（CAI） • 辅助工程（CAE） • 辅助制造（CAM） • 辅助测试（CAT） • 人工智能 • 网络应用

27. 第二节 微型计算机工作原理与系统组成 冯诺依曼原理： 存储程序原理 将程序和数据存放在计算机的内存中，让计算机进行逻辑判断，按照设计好的程序执行，直至完成全部指令任务为止。 John von Neumann 冯诺依曼 现代计算机的基本结构都是按冯·诺依曼的提出的工作原理设计制造的，故又统称为“冯·诺依曼型计算机”

28. 指令是计算机完成某个基本操作的命令 一条计算机指令是用一串二进制代码表示 多媒体化 用来表征该指令的操作特性和功能，即进行什么操作 操作码 指令 指出参与操作的数据在存储器中的地址 地址码

29. 三 计算机系统组成 硬件 系统 主机 外设 系统 软件 软件 系统 应用 软件 １ 计算机系统的组成 计算机 系统 硬件 系统 软件 系统

30. 2、计算机系统结构 运算器 主机 CPU 控制器 只读存储器(ROM) 内存 随机存储器(RAM) 硬件 存储器 外存（硬盘、光盘、U盘等） 外设 输入设备（键盘、鼠标、扫描仪等） 计算机系统 输出设备（显示器、打印机、绘图仪等） 系统软件(OS、语言处理程序、DBMS、工具） 软件 应用软件(字处理、计算机辅助设计等)

31. 四 计算机的主要性能指标 外存容量 内存容量 存取速度 运算速度 主频 字长 可靠性 计算机性能指标主要有以上几项

32. 第三节 微型计算机硬件系统 迄今为止所有计算机从功能结构来看，都可看作由五大部分组成： 1.运算器 计算机的核心部件 执行算术运算和逻辑运算的部件 加法器是运算器的核心部分

33. 2. 控制器使计算机能自动地执行程序，并使各部分协调工作 任务： 负责从内存中取出指令、分析指令和执行指令; 负责向各部件发出控制信号； 保证各部件协调一致地工作，一步一步地完成各种操作。 运算器、控制器统称中央处理器（CPU）

34. 3. 存储器计算机的记忆部件 任务： 临时或长期存放各种 数据、程序及运算结果。 内存按字节分成 许多存储单元。每 个存储单元都有一 个编号，称为地址。 内存储器（主存储器）：速度快，容量小，直接与CPU进行信息交换，存放运算器传送来的数据。 外存储器（辅助存储器）：速度慢，容量大，不能直接与CPU进行信息交换，须将外存内容调入内存；存放暂不用数据、程序 。 注意：一切程序和数据必须进入内存才能被计算机执行和使用

35. 3. 存储器 只读存储器(ROM) 随机存储器(RAM) 内存 一级 高速缓存(Cache) 存储器 二级 外存（硬盘、光盘、U盘等）

36. Cache 高速缓存（Cache） 高速缓存位于CPU与内存之间，就像是内存与CPU之间的“转接站”。其作用是加快CPU与RAM之间的数据交换速率。Cache中保存着当前急需执行及使用频繁的程序段和要处理的数据。CPU读写时，首先访问Cache，因此就大大提高了CPU访问的速度。 Cache分为两级：一级Cache被集成到CPU芯片内部，其容量较小；而把二级Cache放在主板上，其容量比一级Cache大一个数量级以上。从Pentium 档次的微机开始，一级和二级Cache都被集成在CPU芯片中。 CPU 内存 外存

37. 内存储器 内存也称主存，是CPU直接访问的存储器。主要存放当前运行的程序、数据和结果。 CPU从内存中取出数据，叫“读”操作；把数据存入存储器叫“写”操作。统称为“存取”或“访问”。 内存按使用的功能可分为只读存储器（ROM）和随机存储器（RAM）两种。 RAM也称为主存，一般说的内存就是指RAM。

38. 外存储器 外存储器也称辅存，外存储器不能直接与CPU交换信息，它需要经过内存与CPU及输入、输出设备交换信息，即必须先调入内存，才能进行处理。 外存可以长久保存大量的程序和数据，因此既可以作为输入设备也可以作为输出设备。 外存储器的存储容量大、存储成本低、存取速度慢。 目前常用的外存有软盘、硬盘、光盘和U盘。它们和内存一样，也是以字节为单位存储信息的。

39. 4. 输入设备向计算机输入数据、程序及各种信息的部件 输入设备的作用是将用户对计算机的操作信息传递给计算机，常用的输入设备是键盘、鼠标、扫描仪等。 5. 输出设备将计算机处理结果以人们或其它设备能识别的形式输出的部件 输出设备的作用是将计算机的处理结果传达给用户。常用的输出设备是显示器、打印机、绘图仪等。 输出设备

40. 第四节　微型计算机软件系统 软件是计算机的灵魂，它包括指挥控制计算机各部分协调工作并完成各种功能的程序和各种数据。 1、系统软件 面向计算机管理、支持应用软件开发和运行的软件。 系统软件大致包括以下几种类型： 机器语言是唯一能被计算机硬件识别和执行的语言 (3)数据库管理系统 一种对数据进行组织、管理、查询并提供一定处理能力的大型系统软件。 (1)操作系统(Operating System) 操作系统是是系统软件的核心。是管理计算机软硬件资源，调度用户作业和处理各种中断，从而保证计算机各部分协调有效工作的软件。 (4)工具软件 提供各种运行所需的服务。如软件开发工具的编辑程序、装配链接程序、测试程序及故障诊断程序等。 (2) 程序设计语言 将高级语言编写的源程序翻译成计算机能识别和执行的二进制机器语言程序。

41. 2 应用软件 应用软件是为解决各种实际问题而编制的计算机应用程序的总称。 应用软件是面向用户、面向应用领域的软件。 应用软件主要包括科学 计算软件包、文字处理软件 、辅助工程软件、图形软件、 工具软件等。如人事管理系 统、图书管理系统、Word、 Excel、Office、3DMAX、 PhotoShop等。