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1、第1章 信息科学与计算机 电子计算机是20世纪最伟大的发明之一，半个世纪的发展，电子计算机早已家喻户晓，计算机的应用遍及人类社会的各个领域，极大地推动了人类社会的进步与发展。由计算机技术和通信技术相结合而形成的信息技术是现代信息社会最重要的技术支柱，对人类的生产方式、生活方式及思维方式都产生了极其深远的影响。把计算机的发展可以概括为五个“一”：开辟了一个新时代信息时代；形成了一个新产业信息产业；产生了一门新学科计算机科学与技术；开创了一种新的科研方法计算方法；孕育了一种新的文化计算机文化。目标目标1 理解计算机的概念2 了解计算机发展简史3 理解计算机的特点4 了解计算机的分类5 了解计算机的
2、应用领域1.1初识计算机初识计算机第1章 信息科学与计算机1.1初识计算机初识计算机1.1.1计算机的发展计算机的发展世界上第一台电子计算机诞生于1946年2月，它是美国军方为了计算炮弹的弹道轨迹而委托美国宾夕法尼亚大学研制的，取名为ENIAC（Electronic Numerical Integrator And Calculator的缩写，读作“埃尼阿克”）。1.第一代计算机（1946-1957）2.第二代计算机（1958-1964）3.第三代计算机（1965-1971）4.第四代计算机（1972至现在）第1章 信息科学与计算机1.1初识计算机初识计算机o世界上第一台计算机名叫世界上第一台
3、计算机名叫埃尼埃尼阿克阿克（ENIACENIAC）o19461946年年2 2月诞生于月诞生于美国美国的的宾夕宾夕法尼亚大学法尼亚大学。18000个电子管占地167平方米重达30吨耗电140千瓦保存80个字节每秒5千次加、减法运算价值40万美元第1章 信息科学与计算机1.1初识计算机初识计算机 按采用的电子器件电子器件电子器件电子器件划分：第1章 信息科学与计算机1.1初识计算机初识计算机o1.1.21.1.2计算机的特点计算机的特点 1 1、运算速度快、运算速度快 2 2、计算精度高、计算精度高 3 3、存储容量大、存储容量大 4 4、具有逻辑判断能力、具有逻辑判断能力 5 5、自动化程度高
4、、通用性强、自动化程度高、通用性强 6 6、可靠性高、可靠性高巨型化巨型化：发展高速、大存储容量和强大功能发展高速、大存储容量和强大功能的超大型计算机。用于核的超大型计算机。用于核反应、天文、气象、宇宙工程、生物工程等尖端科学及新兴科学。反应、天文、气象、宇宙工程、生物工程等尖端科学及新兴科学。微型化微型化：芯片的集成度越来越高，计算机的元器件越来越小，而使得芯片的集成度越来越高，计算机的元器件越来越小，而使得计算机的计算速度快、功能强、体积小、价格低。计算机的计算速度快、功能强、体积小、价格低。网络化网络化 在一定的地理区域内，将分布在不同地点的不同机型的计算机和外部设备由在一定的地理区域内
5、，将分布在不同地点的不同机型的计算机和外部设备由通信线路互联组成一个规模大、功能强的网络环境，在网络软件的协调下，可通信线路互联组成一个规模大、功能强的网络环境，在网络软件的协调下，可以共享信息、数据及系统资源以共享信息、数据及系统资源。多媒体化多媒体化 多媒体是多媒体是“以数字技术为核心的图象、声音与计算机、通信等融为一体的信以数字技术为核心的图象、声音与计算机、通信等融为一体的信息环境息环境”的总称，使计算机以更接近人的自然方式与我们交换信息的总称，使计算机以更接近人的自然方式与我们交换信息智能化智能化 让计算机来模拟人的感觉、行为、思维过程，使计算机具备听、视、语言、行让计算机来模拟人的
6、感觉、行为、思维过程，使计算机具备听、视、语言、行为、思维、推理，学习、证明等能力。包括模式识别、专家系统、智能机器人。为、思维、推理，学习、证明等能力。包括模式识别、专家系统、智能机器人。银河银河银河银河第1章 信息科学与计算机1.1初识计算机初识计算机 1.1.3计算机的计算机的分类分类按处理数据信息的形式划分：（1）数字计算机（2）模拟计算机（3）数字模拟混合计算机按性能划分：（1）巨型机 （4）微型机（2）大型机 （5）服务器（3）小型机 （6）工作站 按应用划分：（1）专用计算机（2）通用计算机第1章 信息科学与计算机1.1初识计算机初识计算机 1.1.4计算机应用计算机应用u 科学
7、计算科学计算 (数值计算）数值计算）u 数据及事务处理（数据处理）数据及事务处理（数据处理）u 实时控制实时控制u 计算机辅助系统计算机辅助系统 （CAD/CAI/CAMCAD/CAI/CAM）o CADComputer Aided Design:计算机辅助设计o CAMComputer Aided Manufacture:计算机辅助制造o CAIComputer Aided Instruction:计算机辅助教学o 其他计算机辅助系统其他计算机辅助系统u 网络应用网络应用u 人工智能人工智能u 生活工作生活工作第1章 信息科学与计算机1.1初识计算机初识计算机1.1.2计算机的特点计算机的特
8、点电子计算机在处理信息上，具有以下的主要特点：1运算速度快2计算精度高3存储容量大4具有逻辑判断功能5自动化程度高，通用性强6可靠性高第1章 信息科学与计算机1.1初识计算机初识计算机1.1.3计算机的分类计算机的分类随着计算机技术的迅速发展和应用领域不断扩大，计算机的种类也越来很多，可以从不同的角度对计算机进行分类。1.按照计算机工作原理可划分为模拟式电子计算机、数字式电子计算机和混合式电子计算机。2.按照计算机应用特点可划分为通用计算机和专用计算机。3.按照计算机性能可划分为巨型机、大型机、小型机、微型机、服务器和工作站。第1章 信息科学与计算机1.1初识计算机初识计算机1.1.4计算机的
9、应用计算机的应用计算机的应用领域极其广泛。经过几十年的发展，已渗透到社会的各行各业，正在改变着传统的工作、学习和生活方式，推动着社会的发展。概括起来可以归纳为以下几个主要的应用领域：1科学计算2数据处理3实时控制4计算机辅助系统计算机辅助系统包括CAD、CAM、CAT和CAI等。5网络应用6人工智能7生活、工作第1章 信息科学与计算机1.1初识计算机初识计算机思考题思考题1、你心目中的计算机是怎样的？2、现代计算机电路元件的典型特点是什么？3、谈谈未来计算机的发展？4、联系生活实际，接合上网搜索的资料，计算机的应用领域都有哪些呢？5、查阅资料或上网搜集整理归纳关于计算机辅助设计的相关信息。6、
10、查阅资料或上网搜集整理归纳关于电子商务、办公自动化的相关信息。第1章 信息科学与计算机1.1初识计算机初识计算机目标目标1 进位计数制2 数制间的转换3 计算机中的数据单位4 数据信息编码1.2计算机进制与信息编码计算机进制与信息编码第1章 信息科学与计算机1.2计算机进制与信息编码计算机进制与信息编码1.2.1进位计数制进位计数制1进位计数制的概念在人类历史发展的过程中，根据生产、生活交流的需要，人们创立了数。数制就是用一定的符号和规则来表示数的方法。在进位计数制中包含两个基本要素：“基数”和“位权”基数：一种进位计数制中允许使用的基本数字符号的个数称为基数。位权：就是单位数码在该数位上所表
11、示的数量。第1章 信息科学与计算机任务任务1.2计算机进制与信息编码计算机进制与信息编码2常用的进位计数制介绍常用的进位计数制有二进制、八进制、十进制和十六进制。（1）二进制二进制，它有两个数码：0和1。进位规则是“逢二进1，退1当二”。在计算机中之所以采用二进制的主要原因是：实现容易 便于使用逻辑代数 运算简单 记忆和传输可靠第1章 信息科学与计算机任务任务1.2计算机进制与信息编码计算机进制与信息编码（2）八/十六进制八进制，它有八个数码：0、1、2、3、4、5、6、7。进位规则是“逢八进1，退1当八”。十六进制，它有十六个数码：0、1、2、3、4、5、6、7、8、9、A、B、C、D、E、
12、F。进位规则是“逢十六进1，退1当十六”。（3）十进制日常生活中最常用的是十进制。十进制，它有十个数码：0、1、2、3、4、5、6、7、8、9。进位规则是“逢十进1，退1当十”。第1章 信息科学与计算机任务任务1.2计算机进制与信息编码计算机进制与信息编码1.2.2数制之间的相互转换数制之间的相互转换1R进制数转换为十进制数方法特别简单，先将R进制数按位权展开式展开，然后按十进制规则进行计算，其计算结果就是转换后的十进制数。2十进制数转换为R进制数这里的R通常是表示二、八、十六。转换规则分成整数部分和小数部分：整数部分：采用“除以R取余法”。小数部分：采用“乘以R取整法”。第1章 信息科学与计
13、算机1.2计算机进制与信息编码计算机进制与信息编码3二进制数与八进制、十六进制数之间的特殊转换（1）二进制数与八进制数的相互转换把一个二进制整数转换成八进制数的方法是，从二进制数的小数点开始从右向左，将每三位数字分成一组（最后一组若不足三位，可不补“0”），把每组数换成对应的八进制数码即得到转换结果。（2）二进制数与十六进制数的相互转换二进制数与十六进制数的相互转换方法和上述二进制与八进制间的转换相同，只是在转换时，用四位二进制数与一位十六进制数互换。第1章 信息科学与计算机1.2计算机进制与信息编码计算机进制与信息编码1.2.3计算机中的数据单位计算机中的数据单位计算机内所有的信息（无论是程
14、序还是数据）都以二进制的形式存放。其中，一个二进制是数据的最小单位，称为位（bit）。计算机处理信息时，一般以一组二进制数作为一个整体，这组二进制数称为一个字(word)。一个字的二进制位数自然数为字长。不同计算机系统内部的字长不同。计算机中常用的字长有8位、16位、32位、64位等。字长是衡量计算机性能的一个重要指标。有关存储的常用度量单位及其换算关系如下：1kB=210Byte=1024B(Byte)1MB=220Byte=1024kB=1024B1024B(Byte)1GB=230Byte=1024MB=102410241024B(Byte)1TB=240Byte=1024GB=1024
15、102410241024B(Byte)其中，k、M、G、T分别称为千、兆、吉、太。第1章 信息科学与计算机1.2计算机进制与信息编码计算机进制与信息编码1.2.4数据编码数据编码1数据与信息的概念数据（Data）是指计算机能够接收和处理的物理符号，包括字符（Character）、表格（Table）、声音（Sound）、图形（Picture）和影像（Video）等。数据可以在物理介质上记录和传输。2计算机中的字符信息编码由于计算机只能识别二进制代码，为了能够对字符进行识别和处理，同样要对字符进行二进制编码表示。每一个英文字符和一个确定的编码相对应，而一个汉字字符和一组确定编码相对应。计算机中英文
16、字符主要用ASCII编码，简体中文字符主要用变形的国标码。第1章 信息科学与计算机1.2计算机进制与信息编码计算机进制与信息编码（1）ASCII码ASCII码是“美国信息交换标准代码”（American Standard Code for Information Interchange）的简称，该标准已经被国际标准化组织（ISO）指定为国际标准，是国际上使用最广泛的一种字符编码。（2）汉字编码文字（字符、汉字）信息的编码体系包括机内码、输入码、字形码、交换码、地址码和控制码。其中最主要是机内码、输入码和字形码。（3）英文字符的全角与半角英文字符存储用一个字节，汉字用两个字节，早期显示时英文字符
17、用816点阵，汉字用1616点阵，即显示时汉字比英文字符宽一倍，在中文处理时会有半边汉字，出现不整齐的现象，与通常的中文方格不一致，于是在汉字编码时，把所有英文字符又按汉字编码方式再一次编码，仍是两个字节存储，显示和汉字一样宽，并把中文特有的标点符号如空心句号也进行了处理。这样显示时就和习惯一致了。汉字编码方式的英文字符称为英文字符的全角符号，ASCII编码方式的英文字符称为半角符号。第1章 信息科学与计算机1.2计算机进制与信息编码计算机进制与信息编码思考题思考题1、在计算机内部采用什么进制？为什么？2、完成下列各数的进制转换。（10101001.101011）2=（）10=（）8=（）16
18、（A8D）16=（）10=（）8=（）23、计算机的最小数据单位是什么、基本单位是什么？4、找几个硬盘、优盘、内存，查看其容量单位和大小。5、在电脑中找几个文件，查看其大小分别是多少？6、完成下列单位的换算。4GB=()MB=()KB=()B7、举例说明在计算机内部英文、中文、符号等是怎样表示的？计算机内部的这些编码信息又怎样让人眼识别呢？8、用浮点数表示十进制数123.625。9、分别用原码、反码、补码表示有符号十进制数+102和-103。第1章 信息科学与计算机1.2计算机进制与信息编码计算机进制与信息编码目标目标1 计算机系统的组成及工作原理2计算机硬件系统3计算机软件系统4指令和程序设
19、计语言5熟悉主机、显示器、键盘和鼠标、存储器、光盘、打印机、扫描仪等设备1.3计算机系统与常用设备计算机系统与常用设备第1章 信息科学与计算机任务1.3计算机系统与常用设备1.3.1计算机系统的组成计算机系统的组成一个完整的计算机系统是由硬件（Hardware）系统和软件（Software）系统两部分组成的。第1章 信息科学与计算机任务1.3计算机系统与常用设备1控制器2运算器3存储器4输入设备5输出设备通常将输入设备和输出设备合称为输入/输出设备，简称I/O(Input/Output)设备。第1章 信息科学与计算机任务任务1.3计算机系统与常用设备计算机系统与常用设备1.3.2计算机的工作原
20、理计算机的工作原理要了解计算机的工作原理，必须从以下3个方面来说明计算机的工作原理。1“存储程序”的基本原理 计算机应包括控制器、运算器、存储器、输入设备和输出设备5 个基本部分；计算机内部应采用二进制来表示指令和数据；将编好的程序和数据存储在内存中，然后计算机自动地从内存中逐条取出指令和数据进行分析、处理和执行。第1章 信息科学与计算机任务任务1.3计算机系统与常用设备计算机系统与常用设备2指令及其执行过程一条指令的执行过程可以分为下面4步：取出指令 把要执行的指令从内存取到CPU中；分析指令 把指令送到指令译码器中进行分析；执行指令 根据指令译码器的译码结果向各个部件发出相应的控制信号，完
21、成指令规定的操作功能；形成下条指令的地址，为执行下条指令做好准备。3程序的执行过程程序是由若干条指令构成的指令序列。第1章 信息科学与计算机任务任务1.3计算机系统与常用设备计算机系统与常用设备1.3.3计算机的软件系统计算机的软件系统计算机软件系统可分为系统软件和应用软件两大类。1系统软件它包括操作系统、语言处理程序、编译和连接程序、数据库系统、服务程序等。2应用软件由于计算机已渗透到各个领域，因此，按其服务对象的不同，可以分为通用软件和专用软件。第1章 信息科学与计算机任务任务1.3计算机系统与常用设备计算机系统与常用设备1.3.4微型计算机系统微型计算机系统目前，微型计算机（简称微型机或
22、微机）主要包括台式电脑即PC机和笔记本电脑，如图1-6、图1-7所示的分别是台式电脑和笔记本电脑的外观。第1章 信息科学与计算机任务任务1.3计算机系统与常用设备计算机系统与常用设备一一.中央处理器（中央处理器（CPU）微型机的中央处理器又称为微处理器，它是整个微型机系统的核心，可以直接访问内存储器。二二.存储器存储器微型机的存储器分为两大类，一类是内存储器（简称内存或主存），主要是临时存放当前运行的程序和所使用的数据；另一类是外存储器（简称外存或辅存），主要是用于永久存放暂时不使用的程序和数据。程序和数据在外存中以文件的形式存储，一个程序需要运行时，首先从外存调入内存，然后在内存中运行。第1
23、章 信息科学与计算机任务任务1.3计算机系统与常用设备计算机系统与常用设备1内存储器绝大多数内存储器是由半导体材料构成的，如图1-9所示。按其功能可分为：随机访问存储器（Random Access Memory，简称RAM）、只读存储器（Read Only Memory，简称ROM）等。2外存储器由于价格和技术方面的原因，内存的存储容量受到限制。为了满足存储大量的信息，就需要采用价格便宜的外存储器。目前，常用的外存储器有硬盘、光盘、U盘和移动硬盘等。由于外存储器设置在计算机外部，所以也可归属计算机外部设备。第1章 信息科学与计算机任务任务1.3计算机系统与常用设备计算机系统与常用设备三三.输入
24、输入/输出设备输出设备1输入设备输入设备负责将数字、文字、符号、图形、图像、声音等形式的信息输入到计算机中。常用的输入设备有键盘、鼠标、扫描仪等。2输出设备输出设备负责将主机内的信息转换成数字、文字、符号、图形、图像、声音等形式进行输出。常用的输出设备有显示器、打印机等。第1章 信息科学与计算机任务任务1.3计算机系统与常用设备计算机系统与常用设备四四.微型计算机性能指标微型计算机性能指标 要全面衡量一台微型机的性能，必须用系统的观点来综合考虑。除了前面已经介绍的CPU类型、主频、字长、存储容量这些主要的性能指标外，还应该考虑以下指标。（1）运算速度（2）外部设备配置（3）软件配置（4）可靠性
25、（5）性能价格比第1章 信息科学与计算机任务任务1.3计算机系统与常用设备计算机系统与常用设备五五.微型计算机系统集成微型计算机系统集成第1章 信息科学与计算机任务任务1.3计算机系统与常用设备计算机系统与常用设备思考题思考题1.一个完整的计算机系统由哪两大部分组成？这两部分有何联系？2.计算机硬件由哪五大部分组成？各部分的作用分别是什么？3.操作系统的作用是什么？你知道的有哪些操作系统？4.影响计算机硬件性能的主要性能指标有哪些？5.常见的存储设备有哪些？6.鼠标的基本操作有哪些？7.目前常用的计算机打印机有哪几种？各有何应用特点？第1章 信息科学与计算机任务任务1.3计算机系统与常用设备计
26、算机系统与常用设备目标目标1 键盘键位分区2 键盘指法1.4学会使用键盘学会使用键盘第1章 信息科学与计算机任务任务1.4学会使用键盘学会使用键盘1.4.1键盘与键盘分区键盘与键盘分区键盘是计算机中最基本的输入设备。传统的有101键盘、104键盘、108键盘等，目前在微型机上常用的是104键盘。按照功能的不同，可以将键盘分为4个键区，分别是主键盘区、功能键区、编辑键区和数字键区，如图1-26所示。第1章 信息科学与计算机任务任务1.4学会使用键盘学会使用键盘1.4.2键盘指法键盘指法键盘指法是最基本的计算机操作技能。它要求操作者用双手迅速而有节奏地弹击按键。正确的指法是提高操作输入速度的关键，
27、初学者从一开始就应严格要求自己，掌握正确的键盘操作指法和打字姿势，运用“盲打法”不断提高速度和准确性。键盘指法示意图如图1-27所示。第1章 信息科学与计算机任务任务1.4学会使用键盘学会使用键盘思考题思考题如何在网上下载并安装金山打字软件，应用该软件很规范地练习键盘指法。第1章 信息科学与计算机任务任务1.4学会使用键盘学会使用键盘目标目标1 计算机的安全知识2 计算机的病毒及其防范第1章 信息科学与计算机任务任务1.5计算机的维护与安全计算机的维护与安全1.5.1计算机安全知识计算机安全知识计算机安全应包括：计算机实体安全、软件安全、数据安全及运行安全等几个方面。第1章 信息科学与计算机任
28、务任务1.5计算机的维护与安全计算机的维护与安全1.5.2计算机病毒及其防范计算机病毒及其防范 计算机病毒是一种人为制造的入侵计算机系统的有害程序。当计算机运行时，侵入计算机系统的有害程序不仅破坏计算机系统的正常运行、毁坏系统数据，而且能通过自我复制或有修改地复制到其他程序中，还可以通过数据共享的途径迅速进行传染，以影响计算机的使用。第1章 信息科学与计算机任务任务1.4学会使用键盘学会使用键盘【本章小结】本章主要介绍了计算机的发展及其特点、计算机的基本原理、计算机软硬件组成、计算机进制表示、计算机编码与键盘操作。通过学习建立起计算机系统的全貌，并对计算机组成部分与工作原理有一定的认识与理解，同时重点掌握计算机编码与进制转换。第1章 信息科学与计算机