第1章计算机基础知识1ppt课件.pptx

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1、在此输入您的封面副标题第1章计算机基础知识1概述计算机系统数字和信息编码计算机网络程序设计基础数据库设计基础数据结构与算法软件工程基础多媒体技术一、计算机的发展二、计算机的分类三、计算机的应用一、计算机的发展1、计算机的起源1946年2月14日，第一台电子计算机ENIAC（Electronic Numerical Integrator And Calculator，电子数字积分计算机）研制成功。计算机体系结构的形成EDVAC其主要思想有以下3点：（1）采用二进制表示数据。（2）“存储程序”，即程序和数据一起存储在内存中，计算机按照程序顺序执行。（3）计算机由运算器、控制器、存储器、输入设备和输

2、出设备5个部分组成。2、计算机的分代按所用的逻辑元器件的不同，将其发展分为四个阶段。二、计算机的分类高性能计算机微型计算机工作站服务器嵌入式计算机三、计算机的应用科学计算数据处理自动控制计算机辅助设计电子商务人工智能多媒体及网络应用一、计算机系统的组成二、计算机的工作原理三、计算机的主要技术指标一、计算机系统的组成二、计算机的工作原理1、存储程序存储程序和程序控制，计算机的工作过程就是执行程序的过程，按照程序的顺序一步步取出指令，自动地完成指令规定的操作。“存储程序”原理：（1）用二进制形式表示数据与指令。（2）指令与数据都存放在存储器中，使计算机在工作时能够自动高速地从存储器中取出指令加以执

3、行。程序中的指令通常是按一定顺序一条条存放，计算机工作时，只要知道程序中第一条指令放在什么地方，就能依次取出每一条指令，然后按规定的操作执行程序。2、程序控制计算机的工作过程是程序的执行过程。三、计算机的主要技术指标字长字长是指计算机运算部件一次能同时处理的二进制数据的位数运算速度运算速度是指每秒钟所能执行的指令条数主频主频即CPU的时钟频率存贮容量存贮容量指存贮器所能寄存的数字或指令的数量存取周期存取周期指存贮器进行一次完整的存取操作所需要的时间一、计算机中的数据二、计算机中信息的表示三、字符的编码一、计算机中的数据数据可分为数值数据和字符数据。（1）数值数据用以表示量的大小、正负，如整数、

4、小数等。（2）字符数据也称为非数值数据，用以表示一些符号、标记，如英文字母、各种专用字符及标点符号等。1、基本概念数制：也称为“计数制”，是用一组固定的符号和统一的规则来表示数值的方法。任何一个数制都包含两个基本要素：基数和位权。例如人们常用的十进制，钟表使用的六十进制，计算机使用的二进制等。基数：一个数制中所包含的数字符号的个数称为该数制的基数，用R表示。如二进制有0和1两个数字符号，其基数为2；十进制有0到9十个数字符号，其基数为10。位权：任何一个R进制的数都是由一串数码表示的，其中每一位数码表示的实际值的大小，除数字本身的数制外，还与它所处的位置有关。该位置上的基准值称为位权。位权的大

5、小是以基数为底，数码所在的位置序号为指数的整数次幂。对于R进制数，小数点前第一位的位权为R0，小数点前第二位的位权为R1，小数点后第一位的位权为R1，小数点后第二位的位权为R2，依此类推。例如：十进制数123.45可按权展开表示为123.451102+2101+3100+4101+5102其中102、101、100、10-1、10-2就是每个数码所处位置对应的权。2、计算机中的数制在计算机内部一律采用二进制表示数据信息，编程时还常常使用八进制和十六进制。为了区分不同数制的数，约定对于任一R进制的数N，记为（N）R3、各种数制之间的转换在计算机内部一律采用二进制表示数据信息，编程时还常常使用八进

6、制和十六进制。为了区分不同数制的数，约定对于任一R进制的数N，记为（N）R（1）非十进制数转换成十进制数方法：对该N进制数“按权展开求和”即可。例如： 二进制转十进制（100.01）2122+021+020+021+1224+0+0+0+0.25=(4.25)10八进制转十进制（101）8182+081+18064+0+1=(65)10十六进制转十进制（A3.2）16A161+3160+2161160+3+0.125=(163.125)10（2）十进制数转换成非十进制数方法：将十进制数转换成其它任意N进制数，将此数分成整数与小数两部分并分别转换，然后再拼接起来。整数部分：对被转换的十进制整数连

7、续除以对应N进制的基数，直到商为0为止，所得的余数（从末位读起）就是这个数的N进制表示。简单的说，就是“除基取余倒排列（先低位后高位）”。例如：（20）10（10100）22201025222120余数00101低高小数部分：对被转换的十进制小数连续乘以对应的N进制的基数，选取每次进位产生的整数，直到满足精度要求为止（小数部分可能永远不会得到0）。简单的说就是“乘基取整顺排列（先高位后低位）”。小数部分转换时可能是不精确的，要保留多少位小数，主要取决于用户对数据精确度的要求。例如：（0.234）10（0.0011）2（保留小数点后4位）0.234 2 整数 (0).468 0 2 (0).93

8、6 0 2 (1).872 1 2 (1).744 1综上所述：十进制数20.234转换成二进制数为（20.234）10（10100.0011）2（2）二进制、八进制和十六进制数的相互转换方法：由于二位、八位和十六位这三种进制数的权之间有一定的内在联系，n位二进制数最多能够表示2n种状态， 8123、16124，即1位八进制数相当于3位二进制数，1位十六进制数相当于4位二进制数。将二进制数转换成八进制数方法：把一个二进制数转换为八进制数时，以小数点为中心向左右两边延伸，每三位为一组，中间的0不省，到了两头不够分组时就用0补足位数，算出每一组相对应的十进制数，然后将这些十进制数组合起来就成了一个

9、八进制数。 例如：（）2（3503.72）8 011 101 000 011 . 111 010 3 5 0 3 7 2将八进制数转换成二进制数方法：以小数点为界，向左或向右每一位八进制数用相应的3位二进制数组取代即可。 例如：（3503.72）8（）2 3 5 0 3 . 7 2 011 101 000 011 . 111 010 将二进制数转换成十六进制数方法：把一个二进制数转换为十六进制数时，以小数点为中心向左右两边延伸，每四位为一组，中间的0不省，到了两头不够一组时用0补足位数，算出每一组相对应的十进制数，然后将这些十进制数组合起来就成了一个十六进制数。例如：（）2（4743.C5）1

10、6将十六进制数转换成二进制数方法：以小数点为界，向左或向右每一位十六进制数用相应的四位二进制数取代，然后将其连在一起。例如： （4743.C5）16（）2二、计算机中信息的表示位位是计算机数据的最小单位，也称为比特（bit，缩写为小写字母b）字节字节（Byte，缩写为大写字母B）是计算机中的基本存储单位，一个字节由八位二进制位构成，即1B=8b。1KB=1024B1MB=1024KB1GB=1024MB1TB=1024GB字字长三、字符的编码BCD码BCD码是用若干个二进制数表示一个十进制数的编码。ASCII码ASCII 码使用指定的7 位或8 位二进制数组合来表示128 或256 种可能的字

11、符。标准ASCII 码也叫基础ASCII码，使用7 位二进制数（剩下的1位二进制为0）来表示所有的大写和小写字母，数字0 到9、标点符号，以及在美式英语中使用的特殊控制字符。汉字编码（1）国标码（2）外码（3）字形码（4）机内码一、计算机网络的概念、组成及分类二、网络体系结构三、网络安全四、 Internet基础一、计算机网络的概念、组成及分类1、计算机网络的定义计算机网络应具有以下要素：（1）至少拥有两台计算机（2）使用传输介质和通信设备把若干台计算机连接在一起（3）把多台计算机连接在一起，形成一个网络，是为了资源共享。（4）为了正确地通信，需要有一个共同遵守的约定通信协议。2、计算机网络的

12、组成资源子网（1）主机（2）终端（3）网络软件通信子网（1）通信控制处理机（2）通信线路（3）通信设备3、计算机网络的分类按照覆盖的地理范围分类（1）局域网()（2）城域网()（3）广域网()按网络拓扑结构分类（a）星型拓扑（b）环型拓扑（c）总线型拓扑（d）树型拓扑（e）网状拓扑（f）混合型拓扑按传输介质分类（1）有线网（2）无线网按适用范围分类（1）公用网（2）专用网按传播方式分类（1）点到点网络（2）广播式网络按网络控制方式分类（1）集中式（2）分布式二、网络体系结构1、网络协议协议要素：（1）语法：规定用户数据与控制信息的结构与格式（2）语义：规定通信双方需要发出何种控制信息、完成何种

13、动作及做出何种响应等。（3）时序：又称“同步”，用于规定事件实现顺序的详细说明，即通信双方动作的时间、速度匹配和事件发生的顺序等。2、OSI参考模型OSI参考模型从下到上由物理层、数据链路层、网络层、传输层、会话层、表示层和应用层组成。低层（物理层、数据链路层）执行的功能与物理通信相关，如构建帧、传输含有包的信号；中间层（网络层、传输层、会话层）协调结点间的网络通信，如确保通信会话无中断、无差错地持续进行；高层（表示层、应用层）的工作直接影响软件应用和数据表示，包括数据格式化、加密以及数据与文件传输管理。现实生活处理一些复杂问题时，人们通常会采用层次化的解决方式。例如在网络购物系统中。OSI参

14、考模型中，划分层（子模块）要遵循以下原则：（1）各层（子模块）具有相对的独立性，保持层间交互的信息最少。（2）单向调用：各层（子模块）只能引用其下层提供的服务。（3）增值服务：在使用下层服务的基础上，各层完成特定的通信功能。3、TCP/IP参考模型TCP/IP参考模型是将多个网络进行无缝连接的体系结构，共包含4个功能层，由下往上依次为：网络接口层、网络互连层、传输层和应用层，每一层负责不同的通信功能。TCP/IP参考模型的分层与OSI参考模型的分层不同，它的分层更加注重互联设备间的数据传输。但是，OSI参考模型和TCP/IP参考模型的分层有一个大致的对应关系。4、TCP/IP参考模型与OSI参

15、考模型的比较两者层数不一样两者服务类型不同概念区分不同通用性不同三、网络安全1、网络安全概述一个安全的计算机网络应具有以下特征：（1）完整性（2）保密性（3）不可否认性（4）可用性（5）可控性2、网络安全的内容计算机网络安全主要有以下内容：（1）保密（2）鉴别（3）访问控制（4）攻击防范3、防火墙技术分为包过滤型防火墙和应用级防火墙。4、病毒与木马计算机病毒具有几个明显的特征：传染性、破坏性、隐蔽性、潜伏性和寄生性。5、计算机病毒的防治（1）建立良好的安全习惯（2）及时升级操作系统的安全补丁（3）关闭或删除系统中不需要的服务（4）安装专业的防病毒软件（5）定期进行数据备份6、网络信息安全的防控

16、（1）从数据传输方面加大安全保护力度。（2）从访问控制方面提高安全指数。（3）加大培养网络人才的步伐，致力于开发网络技术。（4）从技术层面提高管理力度。（5）努力提高用户对网络安全的认识程度。四、Internet基础1、Internet概述为了便于管理，因特网采用了层次网络的结构，即采用主干网、中间层网和底层网的逐级覆盖的结构：2、WWW服务WWW（World Wide Web）服务，又称Web服务，是Internet上被广泛应用的一种信息服务。它是一种基于超文本方式的信息查询服务，提供交互式图形界面，具有强大的信息连接功能，使得成千上万的用户通过简单的图形界面就可以访问各个组织的最新信息和各

17、种服务。HTML和WebURLURL由三部分组成：第一部分表示访问信息的方式或使用的协议，如FTP表示使用文件转换协议进行文件传输；第二部分表示提供服务的主机名及主机名上的合法用户名；第三部分是所访问主机的端口号、路径或检索数据库的关键词等。因此，URL的一般形式为：访问方式或协议：/例如，就是一个URL。浏览器/服务器模式（B/S模式）Web服务以浏览器/服务器（B/S）模式工作。B/S模式是在C/S模式的基础上发展起来的，一方面继承和融合了C/S模式中的网络软、硬件平台和应用，另一方面又具有自身独特的优点，例如C/S模式中的客户端承担着显示逻辑和事物处理逻辑双重功能。HTTP协议典型的HT

18、TP事务处理有如下的过程： （1）客户与服务器建立连接；（2）客户向服务器提出请求；（3）服务器接受请求，并根据请求返回相应的文件作为应答；（4）客户与服务器关闭连接。3、Internet应用FTP与Telnet服务文件传输服务（File Transfer Protocol，FTP）用于实现计算机之间的文件传输，它的主要作用就是让用户连接上一个运行着FTP服务器程序的远程计算机，实现既可以查看远程计算机有哪些文件，也可以把文件从远程计算机上拷到本地计算机，或把本地计算机的文件发送到远程计算机的功能。下图是FTP的工作过程。电子邮件服务发送邮件：为用户准备报文、创建信封，并将报文装进信封，暂存起

19、来。接收邮件：定期检查邮箱，有新邮件时就向用户发出通知；用户读取邮件时为用户显示邮件清单等。电子邮件地址的典型格式是：其中，是“at”的意思，之前是用户选择代表自己的字符组合或代码，之后是为用户提供电子邮件服务的服务供应商名称，如。电子邮件不同于普通的信件，但它的工作原理又和传统信件的处理流程有相似之处。电子邮件的发送主要涉及3个步骤，电子邮件的工作过程如下图：网络信息搜索服务搜索引擎按其工作方式主要分为3类：全文搜索引擎、目录索引搜索引擎和元搜索引擎。其他应用（1）通信服务（2）网上教学（3）电子商务（4）生活娱乐（5）网上医疗咨询（6）企业管理（7）云盘4、Internet的接入方式专线连

20、接专线连接是指用光缆、电缆，或者通过卫星、微波等无线通信方式，或租用电话专线、将网络连通。局域网连接局域网的覆盖范围一般是方圆几千米之内，其具备的安装便捷、成本节约、扩展方便等特点使其在各类办公室内运用广泛。无线连接“无线连接”是指使用WiFi、4G等无线技术建立设备之间的通讯链路，为设备之间的数据通讯提供基础，也称为无线链接，常用的实现无线链接的设备有无线路由器、蜂窝设备等。电话拨号连接通过电话线接入到Internet，对家庭用户来说是最为经济、简单的一种方式。目前普遍采用的是ADSL（非对称数字用户线路）方式。一、程序设计风格二、结构化程序设计三、面向对象的程序设计一、程序设计风格1、源程

21、序文档化（1）符号名的命名（2）程序的注释 序言性注释 功能性注释（3）视觉组织2、数据说明3、语句结构4、输入和输出二、结构化程序设计1、结构化程序设计的原则（1）自顶向下（2）逐步求精（3）模块化（4）限制使用goto语句二、结构化程序设计2、结构化程序的基本结构顺序结构分支结构循环结构三、面向对象的程序设计1、面向对象方法的主要优点可重用性、稳定性好、可维护性好以及易于开发。2、对象、属性和操作一个对象由对象名、属性和操作三个部分组成。对象对象是面向对象方法中最基本的概念。对象是指现实世界中具体存在的实体，可以用来表示客观世界中的任何实体，对象是实体的抽象。对象的基本特点：标识惟一性，分

22、类性，多态性，封装性，模块独立性好。属性属性即对象所包含的信息，它在设计对象时确定，一般只能通过执行对象的操作来改变。每一个对象都有自己的属性（包括自己特有的属性和同类对象的共同属性）。属性值应该指的是纯粹的数据值，而不能指对象。属性反映对象自身状态变化，表现为当前的属性值。操作操作描述了对象执行的功能，操作也称为方法或服务。3、类类是指具有共同属性、共同方法的对象的集合。4、消息消息由三部分组成：（1）接收消息的对象的名称（2）消息标识符，也称消息名（3）零个或多个参数5、继承继承是指能够直接获得已有的性质和特征，而不必重复定义他们。继承分单继承和多重继承。6、多态性多态性是指同样的消息被不同的对象接受时可导致完全不同的行动的现象。