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计算机文化基础（第三版）北 方 工 业 大 学 计 算 中 心计 算 机 基 础 学 科2002.09课时安排课内48学时课外16学时（上机）答 疑：每 周 三 中 午12:3014:00上 机：周 三5、6节上机周次：4、5、7、8、9、11、12、13、15、16考试时间：考试周考试内容：上 机（基础理论+实际操作）本弹主要内容 计算机 概 述-计算机的发展与应用二 微机用户界面一 字处理软件Word、电子表格Excel 演示文稿PowerPoint 一基本结构硬件先操作系统DOSLOFFICE办公软件多媒体技术 一计算机网络基础.简要介绍学习目标 掌握计算机基础知识 了解计算机的发展过程 熟悉微机操作系统(W I N D O W S 9 8)熟练掌握O F F I C E办公软件的使用 了解多媒体及网络的基本知识 认识计算机运 算 器：G控 制 器：存 储 器：;输入设备:输出设备，!I1输 出 设 备L运算器控制器CPV 主机I-pentium9 接通总电源 按下主机电源按钮 进入操作系统 运行应用程序 结束所有应用程序 开始分关机确定 关闭总电源第一章 计算机概述主要介绍计算机的基本知识和计算机在信息化社会中的应用，使得大家对计算机有个大致的了解，为以后各章的学习打好基础。

工作原理：存储程序”工作原田程序和指令系统计算机的数字系统信息表示和存储组成：计算机硬件系统硬件配置1.1 计算机的工作原理计算机是一台能存储程序和数据并能自动执行程序的机器，是一种能对各种数字化信息进行处理的工具在当今信息时代，计算机可以协助人们获得信息、处理信息、存储信息和传递信息，是一种名副其实的信息处理机决定计算机工作方式的两个基本能力存储程序自动执行程序1.1 计 算 机 的 工 作 原 理，存储程序”工作原理美籍 匈 牙 利 数 学 家 冯.诺 依 曼 于1946年 提 出，并据此设计 出 了 一 个 完 整 的 现 代 计 算 机 雏 形，确立了存储程序计算机 的 五 大 组 成 部 分 和 基 本 工 作 方 法运 算 器：进行算术、逻辑运算，加工和处理数据控 制 器：分析程序控制信息，控制并协调各项操作存 储 器：存储程序和数据输 入 设 备：将用户程序和数据输入计算机存储器中输 出 设 备：从计算机中取出程序执行结果或其它信息,供用户查看的 工 作 原 理存储程序”工作原理M计算机利用“存储器”（内存）来存放所要执行的程序，而称之为CPU的部件可以依次从存储器中取出程序的每一条指令）并加以分析和执行，直至完成全部指令任务为止。

这种计算机不但能按照指令的存储顺序依次读取并执行指令，还能根据指令执行结果转移指令，这就使计算机具有了判断思维能力，再加上它的高速运算特征，使它真正最为人类脑力劳动的得力助手计算机的总线结构停机指令条取出指令并进行分析和识别，最后执行指令，从而完成一,条启动地址一 PC口最工 匕程序：完成既定任务的一组指令序列，计算机按照程序规定的流程依次执行一条条指令，最终完成所要实现的目标指令的执行周期CPU就是这样周而复始地工作，直至程序的完成指令译码转移指令完成本指令操作1.1 计 算 机 的 工 作 原 理计算机的指令系统机 器 指 令 是要计算机执行某种操作的命令，且能够由计算机直接识别执行一台计算机可以有许多指令，作用也各不相同，所有指令的集合称为计算机 指 令 系 统指令系统是计算机基本功能具体而集中的体现，其内核是硬 件指令的组成：操作码：指明计算机应该执行的某种操作的性质与功能地址码：指出被操作数据（操作数）的地址指令种类：操作类：命令计算机的各个部件完成基本算术逻辑运算、数据存取和数据传送等操作控制转移类：用来控制程序本身的执行顺序，实现程序的分支、转移等tllN i7.7 计 算 机 的 工 作 原 理精简指令系统当某一系列计算机增设新型号机或高档机时，为维护老用户在软件上的投资不受损失，新机器中不得不继承老的机器指令系统中的全部指令，使同一系列计算机的指令系统越来越复杂，被 称 为“复杂指令系统计算机力M为缩短新机器研制周期，降低调试和维护难度,从而提高系统性能，1975年出现了“精简指令系统(RISC)的想法。

精简指令系统的特点：通过简化指令，使计算机的结构更加简单合理，从而提高运算速度，并最终达到整体上的性能优化1.2 计算机的数字系统计算机内部是一个二进制数字世界，不论是指令还是数据，若想存入计算机，都必须采用二进制编码形式即便是图形、声音等这样的信息，也必须转换成二进制的形式才能卷入计算机V)R=aN 4X RN 1+aN 2X RN-2+.+axX R1+a0 X R+a4 X R +.+a X R-M=E aiX Ri其中:i是位序,冉是第i位的数码,R是基数,R是第M立的权值，不同的基数表示不同的进制数十进制：基数10(0-9),权值10X D二进制：基数2(0、1),权值2N ,B八进制：基数8(0-7),权值8N ,0十六进制：基数16(0-9、A-F),权值16N ,H53.79D|(11010010B1.2 计 算 机 的 数 字 系 统数制的转换2 10：按权相加法(1100101.101)；=1 X 26+1 X 25+0 X 24+0 X 23+1 X 22+0 X21+1 X 2+1X2-1+0 X 22+1 X 23=64+32+0+0+4+0+1+0.5+0.125=(101.625)1010 一 2：整数部分和小数部分分别转换整数部分：除2取余法。

即把整数部分不断除以2,并记下每次除得的余数，直到商0为止，将所得余数从最后一位读起，即得所求的二进制整数小数部分：乘2取整法被转换的小数部分每次乘2,所得乘积的整数部分就为对应的二进制数，圈所得乘积整数从第一位读起，即得所求的二进制小数/2 计 算 机 的 数 字 系 统(66.625)10=(1000010)2+(0.101)2=(1000010.101)20.252=0.50 o0.5*2=1.0-1(0.625万0=(0.101)2(66)1O=(1OOOO1O)2Note：十进制小数不一定都能转换成完全等值的二进制小数，所以有时要取近似值1.2 计 算 机 的 数 字 系 统L进制与其它进制数的转也以小数点为基准,整数部分从右至，三 位(1010111011.0010111)2=(1 2 7 3 1 3 001 010 111 011.001 011 100左，每三位一组,18-2：2-162 7 3.1“一 位 拆 三 位”“四 位并一位q3 4最高位不足三位时，添0补 足；小数 部 分 从 左 至 右,每三位一组，最低有效位不足三位 时，添0补 足然 后,将 各 组 的(1011010101.011101)2=(2 调0010 1101 0101.0111 012 D 5.7 4以 小 数 点 为 基 准，整数部分 从 右 至 左，小数部分从左 至 右，每 四 位 一 组，不足 四 位 添0补 足。

将各组二迸 制 数 按 权 展 开，即得到一 位 对 应 的 十 六 进 制 数16-2：”一 位 拆 四 位”彳量纲:计 算 机 的 数 字 系 统信息的表示和存储息存储单位常采用“位”、“字节”、”位(b i t):度量数据的最小单位，表示一位二进制信,几种字节(b yt e):由8 位二进制数字组成(1 b yt e=8 b i t),是信息存储由最常梆能单件样=10 24 K B;1G B=1O 24 M B位的组合，并作为一个独立的信息单位处理常用的固机1定字长有8 位、16 位.32位、6 4位字长.一般走指参加运算的寄存器,听含药的二段制数的横纥它代表了机器的精度1.2 计 算 机 的 数 字 系 统非数值信息的表示1、西文字符编码A S C I I 码：A m e r i c a n S t a n d a r d C o d e f o r I n f o r m a t i o nI n t e r c h a n g e,美国标准信息交换代码微型机中普遍采用A S C H 码这种编码方案中，用八位二进制来存放一个字符，其排列次序为d 7 d 6 d 5d 4d 3d 2 5 1，d 7 为最高位，d 0 为最低位，正常情况下为“0”，在需要善偶校验时，这一位可用于存放奇偶校验的值，此时称这一位为校验位。

其余七位可以用来表示128 个不同的字符，其中包括数码（0 9）,以及大小写英文字母和一些控制符E B C D I C 码：E x t end ed B i na r y-C o d ed D ec i ma lI nt er c h a nge C o d e,扩充的二-十进制交换码美国I B M 公司在它的各类机器上广泛使用的一种信息代码计 算 机 的 数 字 系 统非数值信息的表示2、中文信息编码国标码：双字节编码，每个汉字使用两个七位二进制数编码来表示目前国标码收入6 76 3 个汉字，其中一级汉字（最常用字）3 75 5 个，二级汉字3 0 0 8 个，还包括6 8 2 个西文字符和图符3、汉字编码与西文编码的区分双字节的国标码中，两个字节的最高位都为“1”，而A S C H 码所用字节最高位保持为“0”，可以由软件或硬件根据字节最高位来做出判断数 字 系 统的表示M计算机的外部信息，无论是声音、图象、字符或者数字，都需要经过某种转换，变为二进制信息编码后，才能被计算机的主机所接收；同样，计算机内部的信息也必须经过转换之后才能恢复信息的“本来面貌”这种转换通常是由计算机的输入输出设备来实现的，有时还需要软件来参与。

计算机硬件系统-4、_ 5、CPU内存外存各种输入输出设备一些常用的多媒体设备计 算 机 硬 件 系 统中央处理器(CPU)C P U是微机硬件系统的核心，有计算机的心脏之称,主要包括运算器和控制器，以及某些通用寄存器运算器：负责数据的算术运算和逻辑运算，即数据的加工处理控制器：负责对程协调输入Intelpentium1行分析、控制并问C P U一般由高士关键作用，人们往的标准如PH、PI，C P U在微机中的亍量和购买计算机1.3 计 算 机 硬 件 系 统CPU的性能指标:CPU的速度与主频速度：CPU的执行速度与系统时钟有密切关系，时钟频率越高，整个机器的工作速度就越快主频：CPU能够适应的时钟频率，即其标准工作频率,等于CPU在一秒钟内能够完成的工作周期数，超常以MHz、GHz为单位CPU的字长指CPU在一次操作中能处理的最大数据单位，它体现了一条指令所能处理数据的能力早期的微处理器都是8位机和16位机，486之后上升为32位机，目前的奔腾机已是64位机计 算 机 硬 件 系 统存储器存储器是微机内实现记忆功能的部件，其功能是存放程序和数据,有内存和外存之分内存：用于存放正在执行的程序和待处理的数据，它直接与CPU交换信息，又称为主存。

内存主要采用R A M技术，随机存取，速度快，但具有易失性外存：辅助存储器，可长期保存程序和数据容量大但速度低，只能通过内存与CPU交换信息1.3 计 算 机 硬 件 系 统高速缓存：介于内存和CPU之 间，是为了解决CPU与内存之间的速度矛盾而引入的技术高速缓存的存取速度比内存快，但容量不大，主要用来存放当前内存中使用最多的程序块和数据块，并以接近CPU的速度向CPU提供程序指令和数据它能进一步加快CPU访问内存的速度，从而加快了指令的执行速度虚拟内存：采 用“虚拟存储技术”，通过软件方法，将主存和一部分外存空间构成一个整体为用户提供一个比实际物理内存大得多的存储器，即“虚拟存储器”1.3 计 算 机 硬 件 系 统内存:地址每个存储体内包含许多存储单元，每个单元存放一个适当单位的信息，全部单元按一定的顺序编号，此编号即称为存储器的地址工作原理存储器采取按地址读写的工作方式来自地址总线的信号。