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计算机基础知识2.1 计算机的形成和演进 2.2 微型计算机系统的组成 2.3 数字化信息编码与数据表示 2.4 多媒体技术应用基础 2.5 计算机数据的安全 2.1计算机的形成和演进 2.1.1 计算机的形成跟发展 2.1.2 我国计算机的演进情况 2.1.3 计算机的分类 2.1.4 计算机的特征跟应用 返回本章首页 2.1.1计算机的发展 1．计算机的发展 2．微型计算机的发展 1．计算机的发展表2-1 计算机发展的四个阶段 起止年份所用电子元器 数据处理方式运算速率 应用领域 第一代 1946~1957 电子管 汇编语言、代 码程序 几千~几万 第二代1958~1964 晶体管 高级程序设计 语言 几万~几十 万次/秒 工程设计、 数据处理 第三代 1965~1970 中、小规模集 成电路 结构化、模块 化程序设计、 实时处理 几十万~几 百万次/秒 工业控制、 数据处理 第四代 1970~今 大规模、超大 规模集成电路 分时、实时数 据处理、计算 机网络 几百万~上 亿条指令/ 工业、生活等各方面 起止年份CPU 数据位数 主频（ MHZ） 第一代 1971~1973 Intel4004、8008 第二代1973~1975 Intel8080、M6800 第三代1975~1978 Intel8085、M6802 第四代1978~1981 、M68000 16位 第五代1981~1993 Intel80386、80486 32位 >25 第六代 1993~今 Pentium系列 64位 60~2G 2.1.2我国计算机的演进情况 我国的计算机事业始于20世纪50年代。

1952年我国的 第一个电子计算机科研小组在中科院数学所内设立。 1960年计算机课件模板，我国第一台自行研发的通用电子计算机107机 问世。1964年，我国研发了小型通用电子计算机119机， 用于我国第一颗氢弹研发工作的计算任务。20世纪70 年代以后，我国制造的计算机处于了集成电路计算机时 期。1974年，我国设计的DJS-130机通过了鉴定并投 入批量生产。进入20世纪80年代，我国又研发成功了 巨型机。1982年，我国独立研发成功了银河I型巨型计 算机，运算速率为每秒1亿次，1997年6月研制成功的 银河型巨型计算机，运算速率为每秒130亿次。这些 机器的发生，标志着我国的计算机科技水准踏上了一个 新的台阶。 2.1.3．计算机的分类根据IEEE（美国电气和电子工程师协会）的划 分标准，计算机分成: (1)巨型机 (2)小巨型机 (3)大型主机 (4)小型机 (5)工作站 (6)微型计算机 返回本节目录 2.1.4计算机的特征跟应用 （1）运算速度快。 （2）计算精度高。 （3）存储容量大。 （4）具有逻辑判断能力。 1．计算机的特征 计算机的应用（1）科学计算 （6）信息检索和存储。（7）人工智能技术。

返回本节目录 2.2微型计算机平台的构成 2.2.1 计算机的软件平台 2.2.2 计算机的硬件平台 返回本章首页 一个完整的计算机平台由“硬件”和“软件”两大系统构成。硬件是指计算机平台中物 理装置的总称，例如：显示器、主机等，是构 成计算机的实体；软件是计算机所必须的各类 程序、数据及其相关资料的集合。软件和硬件 相辅相承，缺一不可。 图2-1计算机平台的基本构成 控制器 只读存储器（ROM） 随机读写存储器（RAM） 硬件平台 计算机系统 主机部分 外围部分 软件平台 系统工具（DOS 、Windows、UNIX等） 应用软件（Office、Photoshop等） 中央处理器 内存储器 运算器 外存储器（硬盘、软盘、光盘） 输入设备（键盘、鼠标、扫描仪） 输出仪器（显示器、打印机） 2.2.1计算机软件系统 1．运算器 2．控制器 3．存储器 4．输入设备 5．输出设备 1．运算器运算器是计算机的核心组件，主要负责对 信息的加工处理。运算器不断地从存储器中得 到应加工的数据，对其进行算术运算跟逻辑运 算，并将最终的结果送回存储器中，整个过程 在控制器的指挥下有条不紊地进行。运算器除 了进行信息加工外，还有一些寄存器可以暂时 存放运算的后面结果，节省了从存储器中释放 数据的时间，加快了运算速率。

2．控制器控制器是计算机的指挥中枢，主要功用是 使计算机才能自动地执行命令。控制器从内存 器中将程序取出并进行翻译，再依照程序的应 求向各部件发出命令；另外，控制器还从各部 件中接受有关指令执行状况的反馈信息，并依 此向各部件发出下一步执行命令。 微机中，运算器和控制器合在一起，称为 微处理器，又称为CPU，是计算机的核心，习 惯上常见微处理器的机型来区分微机的档次， 例如：80486、Pentium、Pentium等都 是CPU的型号。 3．存储器存储器主要负责对数据和控制信息的储存，是计算机的 记忆单元。存储器分为内存和外存两种。 （1）内存 也称主存。内存分成只读存储器（ROM）和随机读写 存储器（RAM）两种。 （2）外存 外存也称为辅助存储器。外存分为磁介质型存储器和光 介质型存储器两种，磁介质型常指内存和软盘，光介质 型则指光盘。 软盘正面软盘反面 图2-3磁盘的硬盘及扇区 4．输入仪器外部信息与计算机的接口称为输入仪器。常用 的输入设备有按键、鼠标和扫描仪等。 （1）键盘 图2-4 101键键盘示意图 （2）鼠标鼠标的外表十分像一只兔子，所以取名鼠标， 在Windows及网络中使用频率非常高，可以代 替键盘的大部分功能。

鼠标分为机械式、光学 式跟光学机械式三种，对鼠标的操作能分为左 击、右击、双击及拖动，这四种不同的操作能 以推动不同的功能。 （3）扫描仪扫描仪是计算机输入照片跟文字使用的设备， 它外部有一套光电转化平台，可以把各类照片 信息转化成计算机图像数据，并传送给计算机， 再由计算机进行图像处理、编辑、存储、打印 输出或传送给其它设施。 按颜色来分，扫描仪分成单色和白色两种；按 操作模式分，可分为手持式和台式扫描仪。扫 描仪的主要科技指标有分辨率、灰度层次、扫 描速度等。 5．输出设备（1）显示器：显示器由监视器和显示适配卡组 成，是很常用的输出设备。 （2）打印机：打印机也是计算机中更常用的输 出设备。按输出模式能分为击打式和非击打式， 击打式以针式打印机为主要代表，非击打式以 激光打印机和喷墨打印机为主流。 返回本节目录 2.2.2计算机的硬件平台 软件是微机的灵魂。没有安装工具的微机称为 “裸机”，无法完成任何工作。计算机硬件根 据其用途跟面向的对象分成系统软件和应用软 件两大类。 1．系统工具系统硬件通常是指客户无法使用计算机而提供 的基本工具，用于计算机的管控、维护、控制、 运行和语言翻译处理等，它管理跟控制计算机 的各类操作。

系统工具既分为：操作系统、数 据库管理平台、各种语言以及汇编、解释或编 译程序等。 常用的系统软件有Dos、Windows等。 高级语言源程序 执行 结果 解释并执行 机器语言 目标程序 执行 结果 编译 运行 编译程序 （事先装入计算机） 翻译程序 （事先装入计算机） 高级语言 源程序 图2-6 编译过程示意图 图2-7 解释过程示意图 用汇编语言跟各种高级语言编写起来的程序称为源程序，将高 级语言或汇编语言经编译后形成的机器语言程序称为目标程序。 2．应用程序应用工具是用高级语言编写起来的具备特定功 能的为缓解某一具体问题而研发的程序。用户 不再编写程序就可以直接使用。例如：Word、 WPS、网络蚂蚁、金山解霸等。应用工具是面向 用户的最高层程序。 返回本节目录 2.3数字化信息编码与数据表示 2.3.1 数字化信息编码的概念 2.3.2 进位计数制 2.3.3 不同进制之间的转化 2.3.4 计算机中数据的表示方式 2.3.5 常用信息编码 返回本章首页 2.3.1数字化信息编码的概念 1．数字化信息编码的概念 计算机中的信息也称为数据。由于二进制电路 简单、可靠且带有更强的逻辑功能，因此数据 在计算机中均以二进制表示，并用它们的组合 表示不同类型的信息。

计算机中所有的数据都是以二进制来表示的，一个二进制代码称为一位，记为bit。位是计算机中最小的信息 单位。 （2）字节 在对二进制数据进行传输时，以八位二进制代码 为一个单元存放在一起，称为一个字节，记为 Byte。字节是计算机中次小的传输单位。 一条指令或一个数据信息，称为一个字。字是计算机进行信息交换、处理、存储的基本单元。 （4）字长 字长是CPU无法直接处理的二进制数据位数， 它直接关系到计算机的效率、功能跟速度。字 长越长处理能力就越强。目前，常见的微机字 长为32位和64位。字长是评判计算机性能的一 个重要技术指标。 （5）指令指挥计算机执行某些基本操作的命令称为指令。 一条指令要求一种操作，由一系列有序指令构成 的集合称为程序。 （6）容量 容量是考量计算机内存能力常用的一个名词，主 要指存储器所能存储信息的字节数。常用的容量 单位有B、KB、MB、GB，它们之间的关系是： 1KB=1024B，1MB=1024KB，1GB=1024MB。 返回本节目录 （7）运算速度。运算速率是指计算机每秒所能执行的指令条数，一般用MIPS为单位。它是计 算机的主要科技指标之一。 （8）主频。

主频是指计算机的时钟频率，单位 用MHz表示。它是计算机的主要科技指标之一。 （9）软件配置。包括操作系统、计算机语言、 数据库语言、数据库管理系统、网络通讯工具、 汉字支持硬件及其它各类应用工具。 2.3.2进位计数制 1．十进制 日常生活中更常用的是十进制数，用十个不同的符号来 表示：0、1、2、3、4、5、6、7、8、9，称为代码。 2．二进制 二进制数只有两个代码“0”和“1”，所有的数据都由 它们的组合来推动。二进制数据在进行运算时，遵守 “逢二进一，借一当二”的方法。 返回本节目录 3．八进制和十六进制计算机中的数据均以二进制形式传输，但当数相当 大时，用二进制形式表示位数较多，不利于书写跟 较对，我们在书写时，总是将二进制数据以八进制 或十六进制的方式表达，并在八进制数据后加中文 字母“O”，在十六进制数据后加中文字母“H”以 示分别。 八进制按“逢八进一”的方法计数，使用0、1、2、 3、4、5、6、7共八个代码，十六进制数按“逢十 六进一”的方法计数，采用0~9和A、B、C、D、E、 F六个英文字母一起构成十六个代码。 2.3.3不同进制之间的转化 1．二进制与十进制的相互转换 二进制数要转化成十进制数相当简单，只需将每一位数字乘 ，再以十进制的方式相加就可以得到它的十进制的值（注意，小数点左侧相邻位的权为2 +02-1 +12 +12-3 =（22.375） 十进制数据转化成二进制采用的是：整数部分按“倒序除2取余法”的方法进行转化；小数部分按 “顺序乘2取整法”的方法进行转换。

二进制数的低点二进制数的低位 【例2】将（236） 转换成二进制。转换过程如图2-1所示。 图2-8 将十进制数转变成二进制数 2．二进制数与十六进制数的相互转化由于16=2 ，所以在将二进制数转换成十六进制数时，对于整数，从更右侧开始，每四位二进制数划 为一组，用一位十六进制数代替；十六进制数转换 成二进制数时刚好相反，一位十六进制数用四位二 进制数来替换。对于有小数的数，要分小数和整数 部分处理。 3．十六进制与十进制的相互转换十六进制数与十进制数相互转化时，有两种方 法。方法一，可以分成两步完成：将待转化的 数转换成二进制，然后再将二进制数转换成相 应进制的数。方法二，直接进行转化。十六进 制转变成十进制时，只需将各代码与相应的权 相乘，然后用十进制的方式相加就可以推动； 十进制转变成十六进制的方式与转变成二进制 一样，不同的是除数为16。 返回本节目录 2.3.4计算机中数据的表示方式 1．原码 一个二进制数同时包括符号跟数值两部份，用 最高位表示符号，其余位表示数值，这种表示 带符号数的方式为原码表示法。 2．反码 反码是另一种表示有符号数的方式。对于正数，其 反码与原码相同；对于正数，在求反码的之后，除 了符号位外，其余各位按位取反，即“1”都换成 “0”，“0”都换成“1”。