《2022年2022年计算机应用基础课程教学设计第一单元计算机基础知识 .pdf》由会员分享，可在线阅读，更多相关《2022年2022年计算机应用基础课程教学设计第一单元计算机基础知识 .pdf（12页珍藏版）》请在taowenge.com淘文阁网|工程机械CAD图纸|机械工程制图|CAD装配图下载|SolidWorks_CaTia_CAD_UG_PROE_设计图分享下载上搜索。
1、第一单元计算机基础知识一、教学目标1.熟悉计算机的诞生与发展。2.了解计算机的特点及分类3.掌握不同数制的表示方式。4.熟悉计算机中数据的存储单位及数据表示方式。5.了解多媒体技术的基本概念。6.熟悉多媒体技术的组成及应用。7.了解信息安全的概念。8.熟悉计算机病毒特征及分类。9.学习计算机信息安全措施及网络道德建设与软件知识产权的内容。二、课时分配本单元 5 个任务，安排 3 个课时。三、教学重点1.计算机发展的四个阶段。2.进制数之间的转换。3.信息编码（ASCII 码；区位码、国标码、机内码的转换）。4.计算机硬件构成及计算机软件的分类。5.计算机病毒防治。四、教学难点1.进制数之间的转
2、换。2.计算机病毒的防治。五、教学内容任务一 计算机法扎概述一、计算机的诞生与发展自第一台电子计算机问世以来，以计算机硬件逻辑元器件为标志，计算机的发展大致经历了电子管、晶体管、中小规模集成电路、大规模和超大规模集成电路的等四个阶段。第一代计算机（19461957 年）采用电子管作为基本电子原件。代表机型名师资料总结-精品资料欢迎下载-名师精心整理-第 1 页，共 12 页 -有 ENIAC、IBM650（小型机）和 IBM709（大型机）。第二代计算机（19581964年）采用晶体管作为基本电子元件。代表机型有IBM7090、IBM7094和 CDC7600 等。第三代计算机（1965197
3、0 年）采用中小规模集成电路作为基本电子元件。代表机型有 IBM360系列（如图 1-2 所示）和富士通 F230系列。四代计算机（1971年至今）采用大规模和超大规模集成电路作为主要功能部件。二、计算机的特点（1）运算速度快（2）计算精度高（3）具有记忆和逻辑判断能力（4）自动化程度高（5）可靠性高三、计算机的分类按计 算机 信息 的表 示形 式和 对信息 的 处理方式 不同分 为数字计算机（digital computer）、模拟计算机（analogue computer）和混合计算机。按计算机的用途不同分为通用计算机（general purpose computer）和专用计算机（spe
4、cial purpose computer）。计算机按其运算速度快慢、存储数据量的大小、功能的强弱，以及软硬件的配套规模等不同又分为巨型机、大中型机、小型机、微型机、工作站与服务器等。四、计算机的应用计算机的应用范围归纳起来主要包括以下方面。（1）科学计算亦称数值计算，是指用计算机完成科学研究和工程技术中所提出的数学问题。（2）数据处理数据处理又称信息处理，它是指信息的收集、分类、整理、加工、存储等一系列活动的总称。名师资料总结-精品资料欢迎下载-名师精心整理-第 2 页，共 12 页 -（3）计算机辅助计算机辅助设计（Computer Aided Design，CAD）是指使用计算机的计算、
5、逻辑判断等功能，帮助人们进行产品和工程设计。（4）过程控制亦称实时控制，是用计算机及时采集数据，按最佳值迅速对控制对象进行自动控制或采用自动调节。（5）人工智能人工智能（Artificial Intelligence，AI）是用计算机模拟人类的智能活动，如判断、理解、学习、图像识别、问题求解等。（6）计算机网络把计算机的超级处理能力与通信技术结合起来就形成了计算机网络。人们熟悉的全球信息查询、邮件传送、电子商务等都是依靠计算机网络来实现的。任务二 进位计数制计算机中的数据是以二进制的形式表现的，它不同于人们日常使用的十进制。计算机存储和处理数据采取二进制的原因在于：电路简单，易实现。计算机由逻
6、辑电路组成，逻辑电路通常只有两种状态，如开关的“通”、“断”，电压的“高”、“低”，电容器的“充电”、“放电”，这两种状态正好可以用二进制的两个数码“0”和“1”来表示。同时，两种状态代表的两个数据在数字传输和处理中不容易出错，因而电路更加可靠。简化运算。同其它进制相比，二进制的运算规则简单，它的两种基本运算类型算术运算和逻辑运算都很容易进行。逻辑运算方便。二进制的数码“0”和“1”正好与逻辑代数中的“真”和“假”相对应，从而为计算机的逻辑运算提供方便。一、进位计数制的表示进位计数制是指用一组固定的数字（数码符号）和一套统一的规则来表示数名师资料总结-精品资料欢迎下载-名师精心整理-第 3 页
7、，共 12 页 -值的方法。十进制（Decimal notation）包含 10 个数码：0、1、2、3、4、5、6、7、8、9，逢十进一；二进制（Binary notation）包含 2 个数码：0、1，逢二进一；八进制（Octal notation）包含 8 个数码：0、1、2、3、4、5、6、7，逢八进一；十六进制（Hexadecimal notation）包含 16 个数码：0、1、2、3、4、5、6、7、8、9、A、B、C、D、E、F，逢十六进一。为了区分 4 种进制的数据，可将数据用以下两种方法表示：下标法。在数据符号序列的右下角以下标的形式表示进制，下标用进制的基表示，如（100
8、1011）2，（B64E4）16。后缀法。在符号序列后加后缀表示进制，用字母 D（Decimal）表示十进制（D可省略），用 B（Binary）表示二进制，用 Q（Octal，由于字母 O容易与数字 0 混淆，所以用 Q表示）表示八进制，用H（Hexadecimal）表示十六进制，如 209EH，1075Q。二、不同进制之间的转换（1）R进制转换成十进制要将二进制、八进制、十六进制转换成十进制，只要根据符号序列的组成规则、按位权展开求和即可，如：(1111)2 1231221211208421(15)10(11010.11)2 12412302212102012-112-2 16820.5 0
9、.25(26.75)10(217.55)8 28218178058-158-2 128870.6250.078125(143.703125)10(ABCD)16 1016311162121611316040960281619213(43981)10（2）十进制转换成二进制、八进制、十六进制十进制转换成其他3 种进制时，整数和小数转换的原则分别如下。整数转换规则除基取余，倒读余数，即转换时除基，得到商如不为0，继续用商除基，直名师资料总结-精品资料欢迎下载-名师精心整理-第 4 页，共 12 页 -到商为 0 时为止，然后倒序取每次除的过程中的余数组成的序列即为转换结果。小数转换规则乘基取整，顺
10、读整数，即用小数部分乘基，取其整数部分组成的序列，即为转换的结果。将(64)10 转换成二进制的结果为：(64)10(1000000)2。将(64)10 转换成八进制的结果为：(64)10(100)8。将(64)10 转换成十六进制的结果为：(64)10(40)16。将(221.625)10 转换成二进制的结果为：(221.625)10(11011101.101)2。（3）二进制和八进制的相互转换3位的二进制数 000111所代表的数据恰好可以一一对应地表示一位的八进制数 07，因此两者之间的转换比较简单。二进制数转换成八进制数以小数点为准，整数部分从右向左，每3 位一组，最高有效位不足3 位
11、，补0 凑足 3 位；小数部分从左向右，每3 位一组，低位不足3 位，补 0 凑足 3 位。然后，写出每 3 位二进制对应的一位八进制值，如此形成的序列即为转换后的结果。如：(110100101010.00111101)2(110100101010.001111010)2(6452.172)8 八进制数转换成二进按八进制序列，每位八进制码拆分为3 位二进制码形成的序列，即为其对应二进制数据。如：(2435.567)8(11100011101.101110111)2。（4）二进制数与十六进制数的转换二进制数与十六进制数之间的转换与二进制同八进制之间的转换类似，每 4位二进制表示一位十六进制数，从
12、0000 到 1111 表示从 0 到 F。二进制数转换成十六进制数以小数点为准，整数部分从右向左，每4 位一组，最高有效位不足4 位，补0 凑足 4 位小数部分从左向右，每4 位一组，低位不足4 位，补 0 凑足 4 位。然后写出每 4 位二进制对应的一位十六进制值，形成的序列即为转换后的结果。如：(110100101011.10101001)2(110100101011.10101001)2(D2B.A9)16。十六进制数转换成二进制数名师资料总结-精品资料欢迎下载-名师精心整理-第 5 页，共 12 页 -按十六进制序列，每位十六进制码拆分为4 位二进制码形成的序列，即为其对应的二进制数
13、据。如：(5B6A.2F)16(0101101101101010.00101111)2.至于十进制与八进制以及十六进制之间的转换通常不需要直接进行，可用二进制作为中间数制进行转换。三、二进制数据的运算（1）二进制数据的算术运算二进制数据的算术运算与十进制数据类似，可进行加、减、乘、除运算，且运算规则比十进制简单、直观，并容易实现。二进制数据的运算规则下。加减乘除0+00 0-00 000 000 0+11 1-01 010 010 1+01 0-11(借位)100 10(无意义)1+110(进位）1-10 111 111（2）二进制数据的逻辑运算计算机不但可以对数值型数据进行算术运算，也能够对
14、逻辑数据进行逻辑运算，从而实现计算机的逻辑判断。人们常用“是”和“否”、“真”和“假”、“成立”和“不成立”、“对”和“错”来表示只有2 种可能的情况。这种只具有 2 种状态的关系就是一种逻辑关系，可以用二进制的0 和 1 简单地表示，如用1 代表“真”，用0 代表“假”。在二进制的逻辑运算中，逻辑数据只有 2 个。若干位二进制的序列，其各位之间没有“位权”的关系。对 2 个逻辑数据进行运算时，应孤立对待，按位进行，不存在借位和进位问题，运算结果也只有2 种可能：1 或 0。逻辑运算有 3 种基本运算：与、或、非，可分别用符号、表示，运算规则如下。非(not)与(and)或(or)01 000
15、 000 010 011 10 100 101 111 111 名师资料总结-精品资料欢迎下载-名师精心整理-第 6 页，共 12 页 -任务三 计算机中的信息编码一、计算机中数据的存储单位计算机内的所有数据都是以二进制的形式存储的，为了衡量计算机中的数据容量，需要使用一些常用单位：位（bit）：是二进制中的一个数位，可以是“1”或“0”。它是计算机中数据的最小单位，又称为比特。字节（byte）：缩写为 B，通常每 8 个二进制位组成一个字节。字节的容量一般用 KB、MB、GB、TB来表示，其换算关系如下：1KB 1024B，1MB 1024KB，1GB 1024MB，1TB 1024GB。字
16、（word）：在计算机中作为一个整体被存取、传送、处理的二进制数字串叫做一个字或单元，每个字中二进制位数的长度称为字长。一个字由若干字节组成，不同的计算机系统字长是不同的，常见的有8 位、16位、32 位、64 位等，字长越长，存放数的范围越大，精度越高。字长是计算机性能的重要指标。二、计算机中的数据表示（1）原码、反码和补码原码数 x 的原码是指：其符号位用 0 或 1 表示 x 的正或负，数值部分即 x 绝对值得二进制表示，记为 x 原。如 17 原10010001；反码正数的反码与原码相同。负数的反码是把原码出符号位以外，其余各位取反而得到的，记为 x 反。如 17 反11101110
17、补码正数的补码与原码相同。负数的补码是把原码除符号为以外，其余各位取反，然后最低位加 1 得到的，记为 x 补。如 17 补11101111（2）定点数和浮点数于计算机中数的表示，还需考虑数的长度。在计算机中为了使其表示的数能名师资料总结-精品资料欢迎下载-名师精心整理-第 7 页，共 12 页 -够符合实际需要，采取了固定小数点的方式。在计算机中，任意一个二进制数Y都可以表示成 Y2j?S。其中 S为数 Y的尾数，j 为数 Y的阶码，2 为阶码的底。尾数S表示数 Y的全部有效数字，阶码j 则指出了小数点的位置。S和 j 的值可正可负。计算机中的数有两种常用的表示形式：定点和浮点。二、计算机中
18、的信息编码（1）BCD 码十进制数8421 码十进制数 8421码0 0000 5 0101 1 0001 6 0110 2 0010 7 0111 3 0011 8 1000 4 0100 9 1001（2）ASCII 编码英文是符号文字，是一个用少量的基本元素（如字母）通过词法和句法组合成的文字系统。因此，只要用二进制编码表示其基本元素，即可实现英文文字的数字化表示。英文编码标准是美国信息交换标准代码(American Standard Code for Information Interchange，ASCII)，如表 1-4 所示。该编码采用一个字节、8 位二进制。标准的ASCII 码
19、只用了其中 7 位，最高一位为 0。字符对应编码十进制H 01001000 72 e 01100101 101 l 01101100 108 l 01101100 108 o 01101111 111!00100001 33（3）汉字编码汉字是由各种图形逐渐演化而来的象形文字系统，不是由字母这样简单的元素构成的，因此其编码要比英文复杂。而汉字的输入输出必须利用现有的设备，名师资料总结-精品资料欢迎下载-名师精心整理-第 8 页，共 12 页 -所以汉字在输入、输出、存储和处理过程中必须采用不同的编码。汉字信息交换码我国于 1980 年颁布的信息交换用汉字编码字符集?基本集（代号 GB23128
20、0）是汉字交换码的国家标准，又称“国标码”。汉字输入码目前，汉字的输入主要利用现有的输入设备(如键盘)来实现。种类繁多的汉字输入方法主要可分为音码和型码。汉字机内码计算机内部使用的汉字编码成为汉字机内码，是在信息处理系统内部存储、处理和传输用。汉字字形码汉字的显示、打印输出的是汉字的字形，是将汉字的字形分解成由点阵组成的图形，也称为字形码。任务四 计算机多媒体技术一、多媒体技术的基本概念媒体是指载有信息的文本、图像、声音、动画等，多种媒体的组合称之为多媒体。目前，被国际社会广泛认可和应用的通用压缩编码标准大致有H261、JPEG、MPEG 和 DVI四种。二、多媒体技术的应用多媒体系统的应用范
21、围广泛，包括信息管理、宣传广告、教育与训练、演示系统、咨询服务、电子出版物、视像会议、家庭、通信等。三、多媒体计算机的组成多媒体计算机系统一般由支持多媒体应用的计算机硬件系统和多媒体计算机软件系统组成。1.多媒体计算机硬件系统多媒体硬件系统主要包括如下一些设备。（1）多媒体主机（2）多媒体输入设备。如：摄象机、麦克风、录像机、录音机、扫描仪、名师资料总结-精品资料欢迎下载-名师精心整理-第 9 页，共 12 页 -CD ROM 等。（3）多媒体输出设备。如：打印机、绘图仪、音箱、录音机、录像机、高分辨率屏幕等。（4）多媒体存储设备。如：硬盘、光盘、声像磁带等。（5）多媒体功能卡。如：视频卡、声
22、音卡、压缩卡、通信卡等。（6）操纵控制设备。如：鼠标、操纵杆、键盘、触摸屏等。2.多媒体计算机软件系统多媒体软件系统以操作系统为基础，还包括在不同领域的应用中开发出来的实现多媒体信息处理、传递的所有软件。多媒体软件的作用是对文字、图形、声音、动画、图象及各种媒体进行处理。如：动画制作软件 Flash 网页制作软件 Frontpage 图形处理软件 Photoshop、CAD、Coredrow 等。多媒体计算机处理的主要是声音、图形、静态图像等几种形式的媒体，每一种媒体形式都通过文件表现出来，大致可以分为声音、图像、视频三大类。1.声音声音文件指的是通过话筒之类的声音录入设备录制的原始声音，通过
23、对真实声音进行直接的数据采样，形成数字信号。播放声音文件时，通过声卡将信号恢复成悦耳的声音，由音箱或耳机播放出来。声音文件格式(1)wave 文件(.WAV)（特点：文件较大，占用存储空间，不利于网络传输。）(2)MPEG音频文件（mp1、mp2、mp3)特点：(占用空间小，文件质量好。）2.图形、静态图像文件格式（1）BMP 文件（.BMP）（2）JPEG 文件（.JPG）3.动态图像文件格式（1）GIF动画文件（.GIF）名师资料总结-精品资料欢迎下载-名师精心整理-第 10 页，共 12 页 -（2）MPG 影像文件（.MPG）任务五 计算机信息安全一、计算机信息安全计算机信息安全包括信
24、息的保密性（Confidentiality）、信息的可靠性（Reliability）、信息的完整性（Integrity）、信息的可用性（Availability）、信息的可控性 Controllability）和信息的不可否认性（Non-repadiation）。二、计算机系统安全计算机系统有三类安全性问题：技术安全、管理安全和政策法律安全。三、计算机网络安全计算机网络的广泛应用使得计算机的安全问题进一步突出。这是因为通过网络对计算机系统的攻击可以更隐蔽、远距离、没有时间限制。四、计算机信息安全措施目前国际社会及我国已出台了许多计算机信息的安全措施，也研制了许多计算机信息系统的安全防范技术手段。六、课后作业完成每个任务的目标检测。名师资料总结-精品资料欢迎下载-名师精心整理-第 11 页，共 12 页 -名师资料总结-精品资料欢迎下载-名师精心整理-第 12 页，共 12 页 -