第一章计算机基础知识[目的要求]1、掌握计算机的定义、用途、特点、发展历史、分类，熟练掌握计算机系统的基本组成、结构和常用外设的使用。
[课时安排]本章总教学课时为8节，其中理论课时6节，上机课时2节。
[教学手段]使用计算机多媒体设备进行教学，使用计算机设备进行实践训练。
[教学内容]1.1 计算机概述1.1.1 计算机的概念计算机是一种能够高速且自动地执行算术运算和逻辑运算的数字化电子设备，它能够按照人们预先编写的程序高效准确地处理信息。
1.1.2 计算机的发展世界上第一台电子计算机称为ENIAC(Electronic Numerical Integrator And Calculator)，即电子数字积分计算机，它于1946年诞生于美国。
计算机”是一种非冯·诺伊曼型计算机，其目标是使计算机具有人工智能，使其能模拟甚至替代人的智能，具有人—机自然交流的能力。
1.1.3未来计算机的发展趋势1．巨型化2．微型化3．网络化4．智能化1.1.4 计算机的特点1.记忆能力强2.运算速度快且精度高3.具有逻辑判断能力4.在程序控制下自动完成各种操作1.1.5 计算机的分类电子计算机是一种通过电子线路对信息进行加工处理以实现其计算功能的机器，按照不同的原则可以有多种分类方法。
1.按信息在计算机内的表示形式划分2.按计算机的大小、规模、性能划分3.按计算机使用范围来划分4.按计算机的字长位数来划分1.1.6 计算机的应用1. 科学计算2. 数据处理3.辅助技术CAI、CAD、CAM等。
4.自动控制5.人工智能6.网络应用7.多媒体技术1.2 数制与编码1.2.1 计算机中的进位计数制在生产实践和日常生活中人们创造了多种表示数的方法，这些数的表示规则就称为数制。
为区分不同的数制本书约定对于任一R进制的数N记作：（N）R。
如：(1100)2表示二进制数1100，(567)8表示八进制数567，(ABCD)16表示十六进制数ABCD。
不用括号及下标的数默认为十进制数。
此外，还有一种表示数制的方法，即在数字的后面使用特定的字母表示该数的进制，具体方法是：D(Decimal)表示十进制，B(Binary)表示二进制，O(Octal)表示八进制，H(Hex)表示十六进制。
若某数码后面没加任何字母默认为十进制数。
1.进位计数制数制是人们对数量计数的一种统计规律。
将数字符号按顺序排列成数位，并遵照某种从低位到高位的进位方式计数来表示数值的方法称为进位计数制，简称计数制。
基数：指某种进位计数制中允许使用的基本数字符号的个数。
在基数为R的计数制中，包含0、1、…、R-1共R个数字符号，进位规律是“逢R进一”，称为R进位计数制，简称R进制。
位权：是指在某一种进位计数制表示的数中，用于表明不同数位上数值大小的一个固定常数。
不同数位有不同的位权，某一个数位的数值等于这一位的数字符号与该位对应的位权相乘。
R进制数的位权是R的整数次幂。
例如，十进制数的位权是10的整数次幂，其个位的位权是100，十位的位权是101。
总之，可总结R进制的特点如下：● 有0、1、┄、R-1共R个数字符号；● “逢R进一”；● 任何数位上的位权是R的整数次幂。
2.二进制基数R=2的进位计数制称为二进制。
二进制数中只有0和1两个基本数字符号；进位规律是“逢二进一”；二进制数的位权是2的整数次幂。
二进制数的运算规则如下：3.八进制基数R=8的进位计数制称为八进制。
八进制有0、1、…、7共8个基本数字符号；进位规律是“逢八进一”；八进制数的位权是8的整数次幂。
例如，一个八进制数127可作如下表示：(127)8=1×82+2×81+7×80=(87)104.十六进制基数R=16的进位计数制称为十六进制。
十六进制数中有0、1、…、9、A、B、C、D、E、F共16个数字符号，其中，A～F分别表示十进制数的10～15。
进位规律为“逢十六进一”;十六进制数的位权是16的整数次幂。
例如，一个十六进制数2AB可以表示成：(2AB)16=2×162+10×161+11×160=(683)101.2.2 不同进制之间的转换（1R进制数用 R个基本符号表示，R进制数N转换成十进制数可表示为数码乘以各自的权的累加，即：(N)R=a n-1×R n-1＋a n-2×R n-2＋…＋a0×R0＋a-1×R-1＋…＋a-m×R-m（2）十进制转换成R进制（二进制、八进制和十六进制）整数部分：除以R取余数，直到商为0，余数从下到上排列。
小数部分：乘以R取整数，整数从上到下排列。
1.2.3 计算机中的信息与数据1．信息与数据从计算机应用的角度，通常将信息看作人们进行各种活动所用到的各种知识，即人们对客观世界的认识。
数据是一组可以识别的记号或符号，它通过各种组合来代表客观世界中的各种信息。
信息和数据的区别：数据是信息的表现形式，信息是数据所表达的含义。
2．数据的单位（1）位二进制的一个数位简称为位（bit，比特，简写为b），是计算机中最小的数据单位。
一位只能用来存放一位二进制数，即0或1。
（2）字节通常将相邻的8位二进制数组成一个字节（Byte，拜特，简写为B），是计算机中用以衡量容量大小的最基本的单位。
（3）字字是作为一个整体被存取和处理的运算单位，它由若干个字节组成，也就是说它是字节的整数倍。
1.2.4 计算机中常见的信息编码1．BCD码2．ASCII码3．汉字编码1.3 计算机系统概述1.3.1 计算机系统的基本组成计算机系统包括硬件系统和软件系统两大组成部分。
硬件是计算机的物理实体，又称为硬设备，是所有固定装置的总称，是构成计算机的所有实体部件的集合，这些部件包括电子器件、机械装置等物理部件。
软件是指运行于计算机硬件之上的程序、数据和相关文档的总称。
程序是用于指挥计算机执行各种功能而编制的指令的集合，数据是程序运行所需的信息，文档是为了便于程序运行而作的说明。
图1-1 计算机系统的组成1.3.2 计算机的硬件系统图1-2 冯· 诺伊曼结构计算机现代的计算机已转化为以存储器为中心，如图1-3所示。
图中实线为控制线，虚线为反馈线，双线为数据线。
(1)图1-3 以存储器为中心的计算机结构框图计算机的五大部件在控制器的统一指挥下，有条不紊地自动工作。
各部件的功能是：∙运算器用于完成算术运算和逻辑运算，并将运算的中间结果暂存在运算器内；∙存储器用于存放数据和程序；∙控制器用于控制、指挥程序和数据的输入、运行以及处理运算结果；∙输入设备用于将人们熟悉的信息形式转换为机器能识别的信息形式，常见的有键盘、鼠标等。
∙输出设备可将机器运算结果转换为人们熟悉的信息形式，如打印机输出、显示器输出等。
运算器和控制器一起构成中央处理器，简称CPU （Central Processing Unit ）。
1.3.3 计算机的软件系统软件是指为运行、维护、管理、使用计算机所编制的各种程序和文档的总称，通常按功能分为系统软件和应用软件两大类。
1.系统软件系统软件，就是用来扩大计算机的功能，提高计算机的工作效率以及方便用户使用计算机的软件，如操作系统、语言处理程序、系统服务程序、数据库管理系统等。
⑴ 操作系统（Operating System ）（2）语言处理程序（3）系统服务程序（4）数据库管理系统2.应用软件应用软件是为解决某个应用领域中的具体任务而编制的程序，如各种科学计算程序、数据统计与处理程序、情报检索程序、企业管理程序、生产过程自动控制程序等。
日常生活和工作中普通用户常用的是以下四类软件：（1）文字处理软件（2）表格处理软件（3）图像处理软件（4）多媒体处理软件1.3.4 计算机的工作过程计算机的工作过程主要是指计算机逐条执行程序指令的过程。
通常可分为两个阶段：第一阶段将要执行的指令从内存取到CPU ；第二阶段对指令进行分析译码，然后在控制器的控制下，完成指令规定的操作。
这样就完成了一条指令的执行过程，这段时间又称为一个机器周期。
1．指令指令是由二进制代码表示的要求计算机完成各种操作的命令，通常一条指令对应一种操作2．程序利用计算机解决问题时，必须按照解题步骤选用一条条指令，并将它们编排好，这样的指令序列就叫做程序。
1.4 微型计算机的结构1.4.1 微型计算机系统的基本结构微型计算机由具有一组不同功能的部件组成，系统中各功能部件的类型及其之间的相互连接关系称为“微型计算机的结构”。
微型计算机大多采用总线结构，因为在微型计算机系统中，无论是各部件之间的信息传送，还是处理器内部信息的传送都通过总线进行。
1.4.2 微型计算机系统的硬件组成1.主板2.CPU3.存储器下面是衡量存储器大小的常用单位及其换算关系：1B=8b1KB=1024B=210B1MB=1024KB=220B1GB=1024MB=230B1TB=1024GB=240B（1）内存内存储器又分为随机存储器（Random Access Memory ，RAM ）和只读存储器（Read Only 图1-4CPU 示意图Memory，ROM）两类。
图1-5 内存条示意图（2）外存外存主要用于存放长期保存的程序和数据，其特点是存储量大、关机甚至掉电的情况下都不会丢失信息，因此外存又称为永久性存储器。
主要的外存设备有硬盘、光盘、U盘等。
4.输入设备输入设备主要用于把信息与数据转换成电信号，并通过计算机的接口电路将这些信息传送到计算机的存储设备中。
常用的输入设备有键盘、鼠标等。
（1）键盘（2）鼠标鼠标的基本操作有五种：指向、单击、双击、拖动和右击。
（3）其它输入设备5.输出设备输出设备将计算机处理的结果通过接口电路以人机能够识别的信息形式显示或打印出来。
常用的输出设备有显示器、打印机等。
（1）显示器（2）打印机（3）其它输出设备1.4.3 微型计算机的主要性能指标1 机器字长2 存储容量3 时钟主频4 运算速度5. 内存主频1.4.4 微型计算机的组装1安装CPU2安装内存3 固定主板4安装显卡5 安装驱动器1.5 计算机的安全使用1.5.1 环境要求和正确的使用习惯1．使用计算机的环境要求计算机硬件是计算机系统的实体, 为保证计算机系统设备及相关的设施正常运行，计算机系统对环境、建筑、设备、电磁辐射、数据介质、灾害报警等都有一定的要求。
2．使用计算机的习惯（1）在计算机带电时，不要随意移动各种设备，不要拔插各种接口卡和电缆。
支持热插拔的设备除外。
（2）由于显示器在开关时会产生瞬间的冲击电流，有可能对主机造成损害。
因此在计算机开机时应先开显示器再开主机，关机时应先关主机再关显示器。
（3）不要把重要数据存放在系统分区，否则一旦系统出现故障需要重装系统时，这些数据就会丢失。