第1章信息技术概论精.ppt

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1、第1章信息技术概论第1页，本讲稿共79页2022/12/3计算机文化基础2课程简介1.学时：3学时/周，本学期共48学时。2.考试：省文化基础统考。总分150分，90分及格；参与当年的奖学金的评定。3.课程性质：必修课，必须要通过省文化基础的统考，否则不能拿毕业证不能拿毕业证。4.课程内容：计算机基础知识和常用办公自动化软件的使用第2页，本讲稿共79页2022/12/3计算机文化基础3第1章 信息技术概论 1.1 信息与信息技术信息与信息技术 1.2 信息处理工具信息处理工具-计算机计算机 1.3 数据在计算机中的表示和存储数据在计算机中的表示和存储 1.4 计算机系统计算机系统第3页，本讲稿

2、共79页2022/12/3计算机文化基础41.1 信息与信息技术信息与信息技术1.1.1 信息与数据信息与数据1.1.2 信息技术信息技术1.1.3信息化与信息社会信息化与信息社会1.1.4计算机文化计算机文化第4页，本讲稿共79页2022/12/3计算机文化基础51.1.1 信息与数据信息与数据 信息：通俗地讲，信息一般泛指包含于消息、情报、指令、数据、图像和信号等形式之中的新的知识和内容。信息的表示：是通过符号（如文字、图像、声音等）、信号（如某种含义的动作、光电信号等）等具体形式所表达出来的消息、情报等内容。第5页，本讲稿共79页2022/12/3计算机文化基础6信息与数据信息与数据数据

3、：如文字、图形、图像、声音、数字、档案记录等。信息与数据的关系：数据是客观存在的一些符号，是信息的具体表现形式，是信息的载体；信息是对数据进行加工处理而抽象出来的逻辑意义。数据经过加工处理后，成为信息，信息必须通过数据才能传播。两者的关系是相辅相成的。第6页，本讲稿共79页2022/12/3计算机文化基础71.1.2 信息技术信息技术 信息技术（Information Technology，简称IT）：是主要用于管理和处理信息所采用的各种技术的总称。它主要是应用计算机科学和通信技术来设计、开发、安装和实施信息系统及应用软件。它也常被称为信息和通信技术（Information and Commu

4、nications Technology,ICT）。其中：感测技术、通信技术、计算机技术和控制技术是它的核心和支撑技术。第7页，本讲稿共79页2022/12/3计算机文化基础81.1.2 信息技术信息技术（1）感测技术 感测技术包括传感技术和测量技术。人类用眼、耳、鼻、舌等感觉器官捕获信息，而感测技术就是感觉器官功能的延长，是人类可以更好地从外部世界获得信息。目前，科学家已经研制出许多应用现代感测技术的装置，不仅能替代人的感觉器官捕获各种信息，而且能捕获人的感觉器官所不能感知的信息。（2）通信技术 通信技术的功能是传递信息，可以看作是传导神经系统功能的延长，它能传递人们想要传递的信息。信息只有

5、通过交流才能发挥效益，信息的交流直接影响着人类的生活和社会的发展。第8页，本讲稿共79页2022/12/3计算机文化基础9信息技术信息技术（3）智能处理技术 智能技术包括计算机硬件技术、软件技术和人工神经网络等，可以看作是思维器官功能的延长，它能帮助人们更好的存储、检索、加工和再生信息。（4）控制技术 控制技术是根据指令信息对外部事物的运动状态和方式实施控制的技术，可以看作是效应器官功能的扩展和延长，它能控制生产和生活中的许多状态。感测、通信、智能和控制四大信息技术是相辅相成的，而且相互融合。信息智能处理技术相对其它三项技术来说处于较为基础和核心的位置。目前，人们把通信技术、计算机技术和控制技

6、术合称3C（Communication、Computer和Control）技术。3C技术是信息技术的主体。第9页，本讲稿共79页2022/12/3计算机文化基础101.1.3信息化与信息社会信息化与信息社会 信息化是指培养、发展以计算机为主的智能化工具为代表的新生产力，并使之造福于社会的历史过程。社会信息化过程就是充分利用信息技术，开发利用信息资源，促进信息交流和知识共享，提高经济增长质量，推动经济社会发展转型的历史进程。现在的社会就是信息化，亦既是信息社会。信息社会的主要特征表现为：1.管理信息化：道路监控系统；办公自动化系统；物流管理系统等2.生产信息化：计算机辅助设计（CAD）；计算机辅

7、助制造（CAM）；计算机集成制造系统（CIMS）3.电子商务：电子货币（以银行卡（磁卡、智能卡）为媒体。）和网络购物等4.3G（3rd-generation）通信技术：第三代移动通信技术：集上网，通话，娱乐等。5.GPS：全球定位系统：全天候、高精度和自动测量等特点。在信息社会的经济形式中，是以信息经济为主导的。第10页，本讲稿共79页2022/12/3计算机文化基础111.1.4计算机文化计算机文化 计算机文化：就是以计算机为核心，集网络文化、信息文化、多媒体文化为一体，并对社会生活和人类行为产生广泛、深远影响的新型文化。人类文化：语言文字印刷术计算机文化（第四个里程碑）20世纪80年代初，

8、在瑞士召开的第三届世界计算机教育大会上，科学家提出了要树立计算机教育是文化教育的观念。作为计算机文化的一个重要组成部分，网络文化已成为人们生活的一部分，深刻地影响着人们的生活，同样，也给我们带来了前所未有的挑战。围绕网络互联，实现计算机网、电视网、电信网的“三网合一。计算机文化代表一个新的时代文化，因此具有计算机信息处理能力，是计算机文化的真正内涵。第11页，本讲稿共79页2022/12/3计算机文化基础121.2 信息处理工具信息处理工具-计算机计算机 1.2.1 计算机的诞生与发展计算机的诞生与发展1.2.2 计算机的特点和分类计算机的特点和分类1.2.3 计算机的性能指标计算机的性能指标

9、1.2.4计算机的应用领域计算机的应用领域1.2.5计算机的发展趋势计算机的发展趋势第12页，本讲稿共79页2022/12/3计算机文化基础131.2.1 计算机的诞生与发展计算机的诞生与发展结绳记事算盘计算机。计算机之父：查尔斯巴贝奇：19世纪，英国数学家查尔斯巴贝奇提出了通用数字计算机的基本设计思想。他于1832年开始设计顺应计算机自动化程序控制的分析机，在巴贝奇的设计中，它拥有可扩展的内存、一个中央处理器、微指令、并使用穿孔卡来编程。在现代电子计算机诞生100多年前，他已经提出了几乎是完整的计算机设计方案，被成为“计算机之父”。第13页，本讲稿共79页2022/12/3计算机文化基础14

10、第一台真正意义上的电子计算机ENIAC诞生日期与地点：诞生日期与地点：1946年2月在美国宾夕法尼亚大学诞生的，它的名字叫ENIAC（Electronic Numerical Integrator And Calculator，简称ENIAC）功能与组成：功能与组成：这台计算机的计算速度为5 000次/秒，大约使用了18 000个电子管，1 500个继电器，占地约170平方米，重30吨，其功率达到150千瓦。ENIAC的主要缺点：主要缺点：是存储容量太小，只能存20个字长为10位的十进制数，基本上不能存储程序，要用线路连接的方法来编排程序，每次解题都要依靠人工改接连线来编程序，准备时间远远超过

11、实际计算时间。意义意义：ENIAC是世界是第一台开始设计并投入运行的电子计算机，但它还不具备现代计算机的主要原理特征存储程序和程序控制第14页，本讲稿共79页2022/12/3计算机文化基础15第一台按存储程序功能设计的计算机EDVAC EDVAC（Electronic Discrete（离散的）Variable（变量）Automatic Computer，简称EDVAC），是由冯诺依曼 领导设计的。组成：组成：由运算器、逻辑控制装置、存储器、输入部件和输出部件五部分组成。主要改进：主要改进：采用了二进制，简化了计算机的内部构造；使用汞延迟线作存储器，指令的程序可存入计算机内部，提高了运行效率

12、。意义：意义：EDVAC使用二进制并实现了程序存储，把包括数据和程序的指令以二进制代码的形式存入计算机的存储器中，保证了计算机能够按照事先存入的程序自动进行运算。冯诺依曼提出的存储程序和程序控制的理论，以及计算机硬件基本结构和组成的思想，奠定了现代计算机的理论基础。计算机发展至今，整个四代计算机统称为“冯氏计算机”，世人也称冯诺依曼为“计算机鼻祖”。第15页，本讲稿共79页2022/12/3计算机文化基础16EDSAC 世界上第一台投入运行的存储程序式的电子计算机是EDSAC（Electronic Delay Storage Automatic Calculator，简称EDSAC），它是英国

13、剑桥大学的维尔克斯（M.V.Wilkes）教授在接受了冯诺依曼的存储程序计算机思想后于1947年开始领导设计的。该机于1949年5月制成并投入运行，比EDVAC早一年多。第16页，本讲稿共79页2022/12/3计算机文化基础17电子计算机的发展 根据采用的电子元器件不同，分为四个阶段：电子管计算机（第一代计算机）；晶体管计算机（第二代计算机）；中小规模集成电路计算机（第三代计算机）；大规模超大规模集成电路计算机（第四代计算机）；现在正在向智能计算机和神经网络计算机方向发展。第17页，本讲稿共79页2022/12/3计算机文化基础18电子计算机的发展年代年代名称名称元件元件语言语言应用应用第一

14、代第一代19461957电子管计算机电子管计算机电子管电子管 机器语言机器语言 汇编语言汇编语言 科学计算科学计算 第二代第二代19581964晶体管计算机晶体管计算机 晶体管晶体管 高级程序高级程序设计语言设计语言 数据处理数据处理 第三代第三代19651970集成电路计算机集成电路计算机 中小规模中小规模集成电路集成电路 高级程序高级程序设计语言设计语言 广泛应用到各个领广泛应用到各个领域域 第四代第四代 1971年现在年现在 集成电路计算机集成电路计算机 集成电路集成电路 面向对象的高级面向对象的高级语言语言网络时代网络时代 第五代第五代 未来计算机未来计算机 光子、量子、光子、量子、D

15、NA等等第18页，本讲稿共79页2022/12/3计算机文化基础191.2.2 计算机的特点和分类计算机的特点和分类1计算机的特点 计算机是一种高度自动化的信息处理设备。（1）运算速度快（2）计算精度高。（3）记忆能力强。（4）可靠的逻辑判断能力。（5）可靠性高，通用性强。第19页，本讲稿共79页2022/12/3计算机文化基础20计算机的分类（1）按处理的数据的表示划分：数字计算机、模拟计算机和混合计算机。数字计算机指用于处理数字数据的计算机。其特点是输入输出的数据都是用二进制0和1表示的离散的数字量表示的，具有逻辑判断功能。其特点是精确度高，速度快，应用范围广泛。模拟计算机处理的是连续的电

16、压、温度等模拟数据。参与运算的数据是连续的，计算精度较低，速度慢，应用范围较窄。混合计算机是指将模拟技术和数字技术结合在一起的电子计算机。输入输出的既可以是数字数据也可以是模拟数据。（2）按计算机用途划分：通用计算机和专用计算机。专用计算机，用于解决某一特定方法的问题，配有专门开发的软件和硬件。特点是针对性强、特定服务、专门设计，适合于实时体系，但适应性较差，不适于其他方面的应用。通用机：适合用于解决各类问题，在科学计算、数据处理、过程控制等领域都有广泛应用。第20页，本讲稿共79页2022/12/3计算机文化基础21计算机的分类（3）按计算机规模划分 巨型机。巨型机通常是指最大、最快、最贵的

17、计算机。主要用于国民经济和国家安全的尖端科学技术研究领域，如模拟核爆炸、天气预报、地震探测等，一般用于科学计算。它的技术是衡量一个国家科技发展水平的重要标志。我国研制的银河机属于巨型机，银河1号为亿次机，银河2号为十亿次机。大型机。大型机配置高档，性能优越，可靠性好，具有较高的运算速度和较大的存储容量，但价格昂贵，一般用于金融、证券等大中型企业数据处理有用作网络服务器。不过随着微机与网络的迅速发展，大型主机正在走下坡路。我们许多计算中心的大机器正在被高档微机群取代。小型机。由于大型主机价格昂贵，操作复杂，只有大企业大单位才能买得起。在集成电路推动下，60年代DEC推出一系列小型机，如PDP-1

18、1系列、VAX-11系列。HP有1000、3000系列等，通常小型机用于部门计算，同样它也受到高档微机的挑战。第21页，本讲稿共79页2022/12/3计算机文化基础22计算机的分类 工作站。工作站使用大屏幕、高分辨率的显示器；有大容量的内外存储器，而且大都具有网络功能。它们的用途也比较特殊，例如用于计算机辅助设计、图像处理、软件工程以及大型控制中心。工作站与高档微机之间的界限并不十分明确，而且高性能工作站正接近小型机、甚至接近低端主机。微型机。又称作个人计算机（PC），是目前发展最快应用最广泛的计算机。其特点是通用性好、体积小、灵活性大、价格便宜、使用方便，主要在办公室、家庭中使用。目前的微

19、型机有台式机、电脑一体机、笔记本电脑（Notebook或Laptop）、掌上电脑（PDA）、平板电脑。第22页，本讲稿共79页2022/12/3计算机文化基础231.2.3 计算机的性能指标计算机的性能指标1主频（时钟频率）是指计算机CPU在单位时间内发出的脉冲数；它在很大程度上决定了计算机的运行速度。主频的单位是兆赫兹（MHz）2内存容量内存储器中能存储的信息总字节数称为内存容量。内存容量越大，处理数据的范围越广，运算速度一般也快。第23页，本讲稿共79页2022/12/3计算机文化基础24计算机的性能指标计算机的性能指标3字长字长是指计算机的运算部件能同时处理的二进制数据的位数。它与计算机

20、的功能和用途有很大的关系。字长决定了计算机的运算精度，字长越长，计算机的运算精度就越高。第24页，本讲稿共79页2022/12/3计算机文化基础25计算机的性能指标计算机的性能指标4存储周期把信息代码存入存储器，称为“写”，把信息代码从存储器中取出，称为“读”。存储器进行一次“读”或“写”操作所需的时间称为存储器的访问时间（或读写时间）。连续启动两次独立的“读”或“写”操作所需的最短时间，称为存取周期（或存储周期）。微型机的内存储器目前都由超大规模集成电路技术制成，其存取周期很短，约为几十纳秒（ns）左右。第25页，本讲稿共79页2022/12/3计算机文化基础26计算机的性能指标计算机的性能

21、指标5运算速度运算速度是一项综合性的性能指标，其单位是MIPS（百万条指令/秒）。影响机器运算速度的因素很多，主要是CPU的主频和存储器的存取周期。衡量一台计算机系统的性能指标很多，除上面列举的五项指标外，还应考虑机器的兼容性（包括数据和文件的兼容、程序兼容、系统兼容和设备兼容），系统的可靠性（平均无故障工作时间MTBF），系统的可维护性（平均修复时间MTTR），机器允许配置的外部设备的最大数目，计算机系统的汉字处理能力，数据库管理系统及网络功能等。性能/价格比是一项综合性评价计算机性能的指标。第26页，本讲稿共79页2022/12/3计算机文化基础271.2.4 计算机的应用领域计算机的应用

22、领域1.科学计算2.信息管理3.过程控制4.计算机辅助系统 计算机辅助设计（CAD，Computer-Aided Design），它的应用大致可以分为两大方面：一类是产品设计；另一类是工程设计。第27页，本讲稿共79页2022/12/3计算机文化基础28计算机的应用领域计算机的应用领域计算机辅助制造（CAM，Computer-Aided Manufacturer），是指利用计算机进行生产设备的管理、控制与操作，从而提高产品质量，降低成本，缩短生产周期，并且还能大大改善制造人员的工作条件。计算机辅助教育（CBE，Computer Based Education）是指用计算机对学生的教学、训练和对

23、教学事物的管理。包括计算机辅助教学（CAI，Computer-Aid Instruction）和计算机辅助教育管理（CMI，Computer Managed Instruction）。多媒体技术和网络技术的发展推动了CBE的发展。另外，还有计算机辅助测试（CAT，Computer-Aided Test），是指利用计算机来进行复杂而大量的测试工作和计算机集成制造系统（CIMS，Computer Integrated Manufactuing System）。5.计算机网络与通信第28页，本讲稿共79页2022/12/3计算机文化基础291.2.5 计算机的发展趋势计算机的发展趋势1.巨型化2.微

24、型化3.网络化4.智能化第29页，本讲稿共79页2022/12/3计算机文化基础301.3 数据在计算机中的表示和存储数据在计算机中的表示和存储1.3.1 数值及其转换数值及其转换 1.3.2 信息编码信息编码1.3.3计算机中的数据单位计算机中的数据单位第30页，本讲稿共79页2022/12/3计算机文化基础311.3.1 数值及其转换数值及其转换 1进位计数制进位计数制进位计数制，是指用进位的方法进行计数的一种方法。它有两个基本要素：基数和位权。基数基数：数制中所用到的数码的个数。R进制中具有R个数码，它们是0，1，2，R-1。如，二进制基数为2，用来表示二进制的数码为0、1。位权位权：处

25、于不同数位的数码代表的数值不同，对每一个数位赋予不同的位值，称为位权。如，约定整数最低位的序号为i=0（i=n,2,1,0,-1,-2,）,R进制数的第i位的位权为Ri 第31页，本讲稿共79页2022/12/3计算机文化基础32数值及其转换数值及其转换2常用的数制及其表示1.十进制：数码：用0，1，2，3，4，5，6，7，8，9基数:10 “逢十进一”表示(数字)10 或 数字D例：（1.12）10 或 1.12D 2.二进制：数码：用0，1基数:2 “逢二进一”表示(数字)2 或 数字B例：（1.101）2 或 1.101B 第32页，本讲稿共79页2022/12/3计算机文化基础33数值

26、及其转换数值及其转换3.八进制：数码：用0，1，2，3，4，5，6，7基数:8 “逢八进一”表示(数字)2 或 数字O例：（1.101）8 或 1.101O4.十六进制：数码：0，1，2，3，4，5，6，7，8，9，A，B，C，D，E，F基数:16 “逢十六进一”表示(数字)16 或 数字H例：（1.101）16 或 1.101H第33页，本讲稿共79页2022/12/3计算机文化基础34十进制、二进制、八进制、十六进制之间的对应关系十进制、二进制、八进制、十六进制之间的对应关系十进制二进制八进制十六进制十进制二进制八进制十六进制000091001119111110101012A2102211

27、101113B3113312110014C41004413110115D51015514111016E61106615111117F711177161000020108100010817100012111第34页，本讲稿共79页2022/12/3计算机文化基础35二进制的运算规则二进制的运算规则1.1.算术运算规则算术运算规则 加法规则：0+0=0；0+1=1；1+0=1；1+1=10（向高位有进位）；减法规则：0-0=0；10-1=1（向高位借位）；1-0=1；1-1=0;乘法规则：00=0；01=0；10=0；11=1 除法规则：0/1=0；1/1=1第35页，本讲稿共79页2022/12

28、/3计算机文化基础36二进制的逻辑运算非(not)与(and)或（or)0=100=000=00 1=001=11=01 0=010=11 1=111=1第36页，本讲稿共79页2022/12/3计算机文化基础37数值及其转换数值及其转换3数制转换-对于整数整数转换最简单的方法：用计算器最简单的方法：用计算器程序程序附件附件计算器计算器查看查看科学型科学型 尽管计算机中的信息都以二进制数的形式表示，但人们仍然习惯于十进制，同时为了表示方便也引入了八进制和十六进制，因此需要在不同的数制之间进行相互转换。（1）N进制转换为十进制步骤：位权展开式，再按十进制运算规则求和：即把二进制数（或八进制数、十

29、六进制数）写成2（8或16）的各次幂之和的形式，然后计算。例：将1111001B、375.2O、FDH转换为十进制数。1111001 B=126+125+124+123+022+021+120=121375.2 O=382+781+580+28-1=253.25FDH=F161+D160=253第37页，本讲稿共79页2022/12/3计算机文化基础38数值及其转换数值及其转换（2）十进制数转换为N进制数整数转换用“除以基数N倒序取余法”；例：将25.745 D转换成二进制，精确到四位小数，转换过程如下：首先将25.745的整数部分转化成二进制数：25D=11001B 注：除到上“零”为止第3

30、8页，本讲稿共79页2022/12/3计算机文化基础39数值及其转换数值及其转换小数转换用“乘以基数N正序取整法”。再将小数部分0.745转化成二进制数；所以25.745D=11001.1011B注：小数转换成二进制数往往不精确，有的时候可以乘到余数为零,有时则不能，要看保留几位第39页，本讲稿共79页2022/12/3计算机文化基础40数值及其转换数值及其转换（3）二进制数与八进制数的相互转换 二进制数转换为八进制数方法是三位合一(421计算法）。即将二进制数从小数点开始，对二进制整数部分向左每三位分成一组，不足三位的，向高位补零；对二进制小数部分向右每三位分成一组，不足三位的向低位补零。将

31、每组的三位数，分别转化为八进制数。例如：把二进制数1010011.0101转换为八进制数。001 010 011 .010 100 所以，1010011.0101B=123.24O 反之，将八进制数转换成二进制数，只要将每一位八进制数转换成相应的三位二进制数，并依次连接起来即可。1 2 3 .2 4第40页，本讲稿共79页2022/12/3计算机文化基础41数值及其转换数值及其转换（4）二进制数与十六进制数的相互转换 二进制数转换为十六进制数方法是四位合一。(8421计算法)即将二进制数从小数点开始，对二进制整数部分向左每四位分成一组，不足四位的，向高位补零；对二进制小数部分向右每四位分成一组

32、，不足四位的向低位补零。将每组的四位数，分别转化为十六进制数。例如：把二进制数1010011.0101转换为十六进制数。0101 0011.0101 所以，1010011.0101B=53.5H 反之，将十六进制数转换成二进制数，只要将每一位十六进制数转换成相应的四位二进制数，并依次连接起来即可。5 3 .5练习题练习题第41页，本讲稿共79页2022/12/3计算机文化基础421.3.2 信息编码信息编码 在日常生活中，信息的表示形式多种多样。计算机可以处理数字、文本、声音和图片等多种信息数据，但在计算机内部，信息的表示和存储显得单调许多。由于计算机是由电子元件组成，为了简化电路设计并提高稳

33、定性等，计算机采用二进制。任何输入计算机的各种数据都将经过编码转化为二进制数的形式进行表示、处理和存储。第42页，本讲稿共79页2022/12/3计算机文化基础43信息编码信息编码1数字编码数字编码数值在计算机中的表示一般用BCD码，BCD编码是用4位二进制数来表示十进制数0-9这10个数码中的1位，它和四位自然二进制码相似，各位的权值为8、4、2、1，故称为8421BCD码。例如：十进制数456的8421码如下：十进制数4568421编码010001010110除此以外，对应不同需求，对数字亦开发了其他不同的编码方法，以适应不同的需求。第43页，本讲稿共79页2022/12/3计算机文化基础

34、44信息编码信息编码2字符编码:ASCII码 目前采用的字符编码主要是ASCII码，它是American Standard Code for Information Interchange的缩写（美国标准信息交换代码），已被国际标准化组织ISO采纳，作为国际通用的信息交换标准代码。ASCII码分类：有7位（标准ASCII码）、8位ASCII码（扩展ASCII码）两种7位标准ASCII码用一个字节（8位）表示一个字符，并规定其最高位为0，实际只用到7位，因此可表示128个不同字符。同一个字母的ASCII码值小写字母比大写字母大32（20H）。第44页，本讲稿共79页2022/12/3计算机文化基

35、础45信息编码信息编码ASCII码包括：0-9这十个数字字符、大小写英文字母各26个、标点符号、运算符号及其他符号等，另外还有回车、换行等控制字符。特点：大写字母的ASCII值小写字母的ASCII值；A的ASCII值为65,a的ASCII值为97,即大32;A-Z,a-z的ASCII值依次大1第45页，本讲稿共79页2022/12/3计算机文化基础46ASCII码表第46页，本讲稿共79页2022/12/3计算机文化基础47信息编码信息编码3汉字编码计算机处理汉字的过程较为复杂。从键盘输入汉字要使用输入码（如拼音、五笔字型、区位码等）；输入码转换为由数字组成的交换码；然后再转换为汉字机内码（汉

36、字在计算机内的唯一标识码）才能对其处理、存储。为了将汉字输出，还必须将机内码转换为汉字的字形码送到显示器或打印机，处理过程如图。第47页，本讲稿共79页2022/12/3计算机文化基础48信息编码信息编码4多媒体表示 在计算机中，数值数据和字符数据都要转换成二进制来存储和处理。同样，声音、图形、图像、视频等多媒体数据也要转换成二进制，但多媒体数据的表示方式是完全不同的。声音往往采用波形文件、MIDI音乐文件或压缩音频文件方式表示；图像有位图编码和矢量编码两种方式；视频由一系列“帧”组成。第48页，本讲稿共79页2022/12/3计算机文化基础491.3.3计算机中的数据单位计算机中的数据单位

37、1位（bit）位也称为比特，是计算机存储数据的最小单位。1bit表示一位二进制信息，有0和1两种取值。2字节（Byte）字节是计算机中数据存储和数据处理的基本单位，一个字节由八个二进制位组成（1Byte=8bit），记作B。一个西文字符在计算机中用一个字节存放，一个汉字则需要两个字节。3字（Word）字是计算机在进行数据处理过程中一次存取、加工和传送的数据长度单位。一个字由若干个字节组成。一个字的二进制长度称为字长。字长是衡量计算机性能的一个重要指标，字长越长，精确度越高。在实际应用中，我们还经常使用KB、MB、GB、TB等单位来表示计算机的存储容量，各种度量单位的换算关系为：1KB=210B

38、=1024B 1MB=210KB=1024KB 1GB=210MB=1024MB 1TB=210GB=1024GB第49页，本讲稿共79页2022/12/3计算机文化基础501.4计算机系统计算机系统1.4.1 计算机的工作原理计算机的工作原理1.4.2计算机的硬件组成计算机的硬件组成1.4.3 计算机的软件概述计算机的软件概述第50页，本讲稿共79页2022/12/3计算机文化基础511.4.1 计算机的工作原理计算机的工作原理 现代计算机的基本工作原理是由美籍匈牙利科学家冯诺依曼于1946年首先提出来的。冯诺依曼提出了存储程序和程序控制的原理，并确定了计算机硬件体系结构的五个基本部件：输入

39、设备、输出设备、控制器、运算器和存储器。第51页，本讲稿共79页2022/12/3计算机文化基础521.4.2计算机的硬件组成计算机的硬件组成 一个完整的计算机系统由硬件系统和软件系统两部分组成。硬件系统是构成计算机系统的各种物理设备的总称，它包括主机和外设两部分。软件系统是运行、管理和维护计算机的各类程序和文档的总称。通常把不安装任何软件的计算机称为“裸机”第52页，本讲稿共79页2022/12/3计算机文化基础53计算机的硬件组成计算机的硬件组成1微型计算机硬件系统的基本配置根据冯诺依曼计算机结构模型，计算机的硬件系统被分为输入设备、输出设备、控制器、运算器和存储器。但从一台微型机外观上看

40、，计算机硬件主要分为两大部分：主机和外设。主机是整个微机系统的核心，位于主机箱内。机箱里面装有硬盘、软驱和光驱，另外还有一块较大的集成线路板称为主板。主板上集中了微机的大部分重要部件，如CPU、内存以及各种插槽。另外，主板上还有一些重要的电路（总线）和元件（芯片组）。外设通过各种接口与连线连接到主机上。通常微机必备的外设有键盘、显示器和鼠标。随着价格的降低，打印机、多媒体设备以及一些新兴的数码设备也已经成为一些微机的标准配置。第53页，本讲稿共79页2022/12/3计算机文化基础54计算机的硬件组成计算机的硬件组成2微处理器在微机中，中央处理器被称为微处理器，即CPU，是一个单个集成电路，插

41、在主板的CPU插座上，是微机的核心部件，如图1-5所示。微处理器是微机进行数据处理的核心，它的性能直接决定了微机处理能力的大小。主频和字长是衡量微处理器的主要性能指标。（1）主频：是指CPU系统时钟脉冲发生器输出的周期性脉冲的频率，是衡量CPU运算速度的重要指标，单位为MHz或GHz。目前，微机配置的CPU主频已达到3GHz以上。（2）字长：是指CPU能够一次同时处理的二进制数据的位数。目前，微机通常配置的CPU是32位或64位，即一次能够处理32位或64位二进制数据。（3）带宽：是CPU与外部设备之间一次能够传递的数据位数，例如，Pentium系列的CPU的带宽是64位。第54页，本讲稿共7

42、9页2022/12/3计算机文化基础55计算机的硬件组成计算机的硬件组成3.主板是微机的另一个重要组成部件，是连接计算机各个功能部件的桥梁。有时又称为母板或系统板。第55页，本讲稿共79页2022/12/3计算机文化基础56计算机的硬件组成计算机的硬件组成4存储器（1）内部存储器内部存储器，简称内存，是计算机用来存储程序和中间数据的场所，是影响计算机运行速度的重要因素。在计算机内部，内存包括随机存储器（Random Access Memory，简称RAM）、只读存储器（Read Only Memory，简称ROM）和高速缓冲存储器（Cache）三类。ROM主要用来存储固定不变的数据，例如计算机

43、的BIOS信息。Cache是介于CPU与RAM之间的一种高速信息存储芯片，主要用于缓解它们之间的数据传输的速度差。Cache一般采用静态随机存取存储器SRAM构成，其访问速度是内存的10倍左右。通常意义上所说的内存就是指随机存储器，即RAM。RAM被做成内存条的形式，在使用时将其插在主板的内存插槽上即可。（2）外部存储器外部存储器主要用于保存程序和数据。外存的特点是存储容量大，可靠性高，价格低，断电后可以永久保存信息。按存储介质的不同，外存分为磁表面、光存储器和半导体存储器。磁表面存储器一般指软盘和硬盘。光盘存储器和以优盘为代表的半导体存储器（闪存）已成为移动存储的主要方式。第56页，本讲稿共

44、79页2022/12/3计算机文化基础57计算机的硬件组成计算机的硬件组成硬盘是常用的主要外部存储器，有盘片、控制器、驱动器和连线电缆组成。盘片是两个表面都涂附了一层很薄的高性能磁性材料的铝合金薄圆片，每个盘面有一个读写头。硬盘容量的大小、转速、寻道时间以及单碟容量是衡量硬盘性能的重要指标。目前，微机上配置的硬盘一般在几十G到上百G以上，高性能硬盘的转速已经达到10000-15000转/分钟以上，使用寿命也大大延长。光盘存储器，简称光盘，是利用激光原理存储和读取信息的媒介。光盘存储器由光盘和光盘驱动器两部分组成。光盘利用激光在某种介质上写入信息，然后再利用激光读出信息。目前，常用的光盘存储器有

45、只读光盘（CD-ROM DVD）、追记型光盘（CD-R、WORM）和可改写型光盘（CD-RW、MO）等。只读压缩光盘上的信息都是预先刻录上的，不能修改或删除。通常5英寸的CD-ROM的信息容量是640M。可擦写光盘（CD-RW）是一种可反复读写的光盘，但必须配备光盘刻录机才能写（刻）。DVD-ROM是CD-ROM的后继产品，它的存储容量可达几十GB。与其它存储介质相比，光盘存储容量大，存取速度快，信息不会丢失，可以用来储存永久保留的信息。移动存储设备主要包括闪存存储器和移动硬盘两种。闪存存储器又称为U盘，是一类体积小、存储容量相对较小的新型移动存储设备，目前常见U盘最大的一般是16GB和8GB

46、。使用U盘，只需要插入计算机的USB接口即可，闪存在手机、PDA、数码相机等系统中也有广泛应用。移动硬盘的体积与普通硬盘差不多，存储容量比较大，能够达到几百G。第57页，本讲稿共79页2022/12/3计算机文化基础58计算机的硬件组成计算机的硬件组成5输入设备输入设备是向计算机输入信息的设备，通过外设接口与计算机相连，常见的输入设备有键盘、鼠标、扫描仪和数码相机等。（1）键盘键盘是计算机的标准输入设备，是用户输入程序和文字信息等的重要工具。根据按键的数量分为83键、101键、104键以及107键。目前，由于Windows系统的广泛应用，104键键盘得到了广泛的应用。该键盘共有四处键区：功能键

47、区、主键盘区、控制键区和数字键区（小键盘）（2）鼠标鼠标是一种“指点”式设备，它是利用光标在显示器上的位置信息和点击信息来确定用户的输入指令的。随着Windows图形用户界面的广泛应用，鼠标已经成为重要的信息输入设备，它的出现极大地简化了用户操作。鼠标根据其实现的原理可以分为机械式鼠标和光电式鼠标；根据按键数量可以分为两键、三键以及多键鼠标。（3）扫描仪扫描仪是将各种图像信息输入计算机的重要设备，是一种光电一体化的高科技产品。扫描仪按照其处理的颜色可以分为黑白扫描仪和彩色扫描仪。衡量扫描仪性能的指标由：分辨率、扫描速度、扫描区域和灰度级等。第58页，本讲稿共79页2022/12/3计算机文化基

48、础59计算机的硬件组成计算机的硬件组成（4）数码相机数码相机是一种采用光电子技术摄取静止图像的照相机。数码相机摄取的光信号由电耦合器件成像后变换成电信号，保存在CF（Compact Flash）卡或SM（Smart Media）卡上，将其与计算机的USB通信端口连接，可将拍摄的照片上传到计算机内进行编辑。分辨率是数码相机最重要的性能指标。（5）其他外设随着科学技术的不断发展，越来越多的外部设备可以与计算机相连并进行数据交换，例如，摄像机、数字化仪、摄像头、麦克风和光笔等。第59页，本讲稿共79页2022/12/3计算机文化基础60计算机的硬件组成计算机的硬件组成6输出设备（1）显示器显示器是计

49、算机必备的标准输出设备，它通过显示卡与CPU相连，接受CPU控制并显示相关信息。显示卡是连接显示器和CPU的桥梁，它将微机的数字信号转化为模拟信号再输出给显示器。目前，常用的显示卡采用AGP（Accelerated Graphics Port）总线，能够大大提高计算机对图像的处理能力。显示器按照显示原理可以分为阴极射线显示器（CRT），液晶显示器（LCD）和等离子显示器（PDP）以及LED显示器等。目前，LCD和LED显示器已成为主流显示器。像素、点距和分辨率是衡量显示器的重要指标。像素：是指可显示的最小单位，例如，显示器的分辨率是1 024768，则共有1 024768=786 432个像素

50、点。点距：是指显示器屏幕上相邻两个像素点之间的距离。点距越小，图像越清晰。目前常用的显示器的点距在0.240.29mm之间。分辨率：是指显示器水平方向和垂直方向上所能显示的像素的个数。分辨率是1 024768的显示器表示，在其水平方向上有1 024个像素，在垂直方向上有768个像素。显然，显示器的分辨率越高，像素就越多，所显示的图像就越清晰。第60页，本讲稿共79页2022/12/3计算机文化基础61计算机的硬件组成计算机的硬件组成（2）打印机打印机已经成为必不可少的办公设备，是将计算机运行结果输出的重要手段。分辨率、打印速度和纸张大小是衡量打印机性能的重要指标。目前常用的打印机可分为点阵式（