计算机基础

中职信息技术应用基础知识点，如 世界上第一台计算机ENIAC（埃尼阿克）于1946年2月在美国宾夕法尼亚大学诞生。

计算机基础

单元1 认识计算机

任务1 走进计算机世界

1、计算机的发展历程

奠基人

图灵

人工智能之父、计算机科学之父

冯·诺依曼

存储程序原理为基础

采用二进制采用数字信息、采用存储程序及程序控制工作机制

世界上第一台计算机ENIAC（埃尼阿克）于1946年2月在美国宾夕法尼亚大学诞生

第一代

发展阶段

1946-1958年

电子元件

电子管

运算速度

毫秒（ms）

内存为磁鼓，外存为磁带

特点

庞大笨重、产生很多热量、容易损坏、存储设备比较落后

应用领域

科学计算、导弹的行道、军事和科研

第二代

发展阶段

1959-1964年

电子元件

晶体管

运算速度

微秒（us）

内存

磁芯

特点

体积相对小、重量轻、发热少、耗电省、速度快、使用寿命长

应用领域

科学计算、数据处理、自动控制、事务处理

第三代

发展阶段

1965-1970年

电子元件

中小规模集成电路

运算速度

纳秒（ns）

内存

半导体

特点

出现了“芯片”、机种多样化、系列化，出现了键盘、显示器等外围设备，可连接通信设备组成计算机网络

应用领域

科学计算、数据处理、自动控制

第四代

发展阶段

1971年至今

电子元件

大规模、超大规模集成电路

运算速度

皮秒（ps）

内存

半导体

特点

计算机网络技术、多媒体技术、分布式处理技术发展迅速，微型计算机进入家庭，产品更新速度加快

应用领域

网络、天气预报和多媒体、图像识别、人工智能通信等

子主题

2、计算机的特点

① 运算速度快

② 计算精确度高

③ 存储容量大

④ 自动化程度高

⑤ 具有逻辑判断功能

3、计算机的分类

用途

通用计算机

专用计算机

处理的对象

模拟计算机

数字计算机

混合计算机

性能

巨型机

特点

运算速度快、内存容量巨大、效率高、价格高

主要应用

军事、天文、仿真等处理领域

大中型计算机

特点

相对巨型计算机而言，规模较小、结构较简单、价格较低

主要应用

事务处理、信息处理、大型数据库和数据通信等领域

小型计算机

特点

规模小、结构简单、价格低

主要应用

医学、工业控制等领域

微型计算机

特点

体积小、价格低、功能全

主要应用

对运算速度要求不高，多用于生活领域

工作站

特点

运算速度快、存储容量大

主要应用

计算机辅助设计、高级图像处理、影视制作等领域

子长

8位

16位

32位

64位

网络作用

服务区

工作站

物理结构

单片机

单板机

多板机

4、计算机的应用领域

科学计算（数值计算）

高能物理、工程计算、地震预测、气象预报、航天技术、宇宙飞船、人造卫星等

实时控制（过程控制）

数控机床、智能化仪器仪表、智动起停等

信息处理（数据处理）

企业管理、物资管理、报表统计、账目计算、信息情报检索等

辅助技术

计算机辅助教学（CAI）

计算机辅助设计（CAD）

计算机辅助制造（CAM）

计算机辅助测试（CAT）

计算机辅助工程（CAE）

计算机辅助教育（CBE）

计算机辅助集成制造系统（CIMS）

人工智能（AI）

计算机推理、智能学习系统、专家系统、机器人等

网络应用

电子邮件、Web网页浏览服务、网络游戏、网上银行、网上购物

5、计算机的未来发展

巨型化→微型化→网络化→多媒体→智能化

① 多媒体技术（四个部分）

ⅰ多媒体硬件平台（包括计算机硬件、声音等多种媒体的输入输出设备和装置）

ⅱ多媒体操作系统（MPCOS）

ⅲ图形用户接口（GUI）

ⅳ支持多媒体数据开发的应用工具软件

② 云计算

特点：超大规模、虚拟化、高可靠性、通用性

云计算是一种基于互联网的计算方式

“云”是互联网的形象说法

③ 虚拟现实与增强现实技术

④ 人工智能（1956年）

机器人、语言识别、图像识别、自然语言处理、专家系统等

6、计算机在我国的发展

1957年，第一台模拟式电子计算机（哈尔滨工业大学研制）

1958年，第一台小型电子管数字计算机103型通用电子数字计算机

1964年，第一台大型通用数字电子管计算机119计算机

1965年，第一台大型晶体管计算机——109乙机（中科院诞生），两年后推出109丙机，被誉为“功勋机”

1970年初，441B/Ⅲ型计算机问世

1977年4月，第一台微型机DJS-050（清华大学、四机部六所、安徽无线电厂联合研制）

1983年12月，第一台亿次巨型电子计算机“银河”（国防科技大学）

1985年6月，第一台国产微型计算机——长城0520CH开发成功（具有字符发生器的汉字显示能力、具备完整中文信息处理能力）

1997年，巨型计算机系统银河-Ⅲ（国防科大）

2000年，曙光2000-Ⅱ超级服务器通过鉴定，其峰值计算速度达到1100亿次（中科院计算所研制）

2017年11月，中国超级计算机“神威·太湖之光”和“天河二号”

任务2 认识计算机系统

1、计算机硬件系统

主机

CPU

运算器

是计算机进行信息处理的部件

能进行的运算有：逻辑运算和算术运算

由ALU（算术逻辑单元）、累加器、状态寄存器、通用寄存器组成

控制器

是整个计算机系统的控制中心

负责指挥、控制计算机各部件协调地工作

内存储器

也称主存储器，简称内存，是记忆或用来存放处理程序、代处理程序及运算结果的部件

只读存储器（ROM）

随机存储器（RAM）

外部设备

输入设备

键盘、鼠标、扫描仪、数码摄像头和写字板等

外存储器

又称辅助存储器，简称外存，是内存的扩充

光盘、U盘、硬盘等

输出设备

显示器、打印机和音箱等

2、计算机软件系统

系统软件

操作系统（DOS、Windows、UNIX、Linux等）

语言处理系统

机器语言

也称机器码，编制的源程序是0和1组成的指令代码，能够被计算机直接理解和执行，被称为面向硬件的语言（二进制语言）

汇编语言

也称符号语言，是一种用助记符代替机器码而面向机器的语言。用汇编语言编写的程序必须经过专门软件（汇编语言编译器）转换成机器指令才能送给计算机去执行

高级语言

是面向用户的语言，脱离了计算机硬件，更接近于自然语言和数学公式，通用性好，如C#、VB、Delphi、Java等。高级语言设计的程序必须经过“翻译 ”以后才能被机器执行。

数据库管理系统

系统辅助处理程序

应用软件

办公软件（MS Office、WPS Office等）

图形图像处理软件（CorelDRAW、Photoshop等）

网络软件（QQ、MSN等）

辅助设计软件（AutoCAD、UG等）

其他类软件

3、总线

地址总线（AB）

由CPU向存储器传送地址

地址总线的位数与存储单元个数有关

控制总线（CB）

用来发送CPU命令信号到存储器或IV

数据总线（DB）

用于CPU存储器和IO设备之间的数据传送通道

数据总线是双向总线

目前计算机采用PCI总线，最大传输速率133 MBPS

计算机的所有设备都要通过总线（BUS）来进行通信

总线的类型和速度也是成为制约计算机整体性能上一个瓶颈

总线（BUS）是一种内部结构是CPU

4、计算机的工作原理

5、补充

翻译

解释

把源程序翻译一句，执行一句的过程

编译

源程序翻译成机器指令形式的目标程序的过程，再用链接程序把目标程序链接成可执行程序后才能执行

软件：为解决某种问题而组织在一起的程序、数据及相关说明文档的集合

程序：是实现特定目标而用计算机语言编写的指令序列的集合

指令：是指示计算机执行某种操作的命令。一般由一串二进制数码组成，规定计算机完成一个完整的任务

任务3 计算机信息编码

1、进制

即进位计数制。是利用固定的数字符号和统一的规则来计数的方法

数码：一种数制中表示基数数值大小的不同数字符号

基数：一种数制所使用数码的个数

位权：一种数制中某一位上的1表示的数值的大小

（1）十进制

字母：D

数码：0、1、2、3、4、5、6、7、8、9

基数：10

逢一进十（加法运算），借一当十（减法运算）

（2）二进制

字母：B

数码：0、1

基数：2

逢二进一（加法运算），借一当二（减法运算）

（3）八进制

字母：O

数码：0、1、2、3、4、5、6、7

基数：8

逢八进一（加法运算），借一当八（减法运算）

（4）十六进制

字母：H

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（加法运算，借一当十六（减法运算）

2、存储单位

① 位（bit）

即二进制位（b），每位代表应该“0”或“1”的信息，是信息存储中最小单位

② 字节（Byte）

字节（B）是信息存储最基本的单位

1个字节最多能编出256个不同的码

千字节（KB）、兆（百万）字节（MB）、吉（十亿）字节（GB）、TB（太子节）

1B=8b

1KB=1024B

1MB=1024KB=1024²B

1GB=1024MB=1024²KB=1024³B

1TB=1024GB=1024²MB=1024³KB=1024⁴B

存储1个阿拉伯数字或1个英文字母通常占一个字节的存储空间

存储一个汉子通常需要占用2个字节的存储空间

③ 字（Word）

子长是CPU一次处理数据的二进制位数，衡量计算机性能的重要指标。子长越长，存放数的范围越大，精度越高。常见的有8位、16位、32位、64位等

3、信息编码

（1）ASCII码

国标通用的ASCII码为7位，且最高位不总为1

即美国信息互换标准代码，是一种单字字符的编码方案，用于基于文本的数据。标准的ASCII，使用7位二进制数来表示所有的大写和小写字母，数字0~9、标点符号，以及在美式英语中使用的特殊控制字符

ASCII码值的大小为：0~9＜A~Z＜a~z

（2）中文编码

国标码（GB 2312——1980）是由中国国家标准总局颁布的“信息交换用汉字编码字符集”，用于不同的具有汉字处理功能的计算机系统间交换汉字信息时使用的编码

共收录常用汉字6763个和非汉字图形字符682个

外码

即汉字输入法，是指将汉字输入电子信息设备（如计算机、手机）而采用的编码方法

机内码

供计算机系统内部进行存储、加工处理、传输所使用的编码

字形码

是汉字的输出码，输出汉字时都采用图形方式

通常用16×16点阵来显示汉字，即16×16点阵的字要使用32个字节（16×16/8=32）

提示

机内码是汉字最基本的编码，不管是什么汉字系统和汉字输入方式，输入的汉字外码到机器内部都要转换成机内码，才能被存储和进行各种处理

区位码是一个四位的十进制数，每个国标码和区位码都对应着一个唯一的汉字或符号

国标码=区位码（十六进制）+2020H

机内码=国际码+8080H

任务4 认识信息安全与知识产权

1、信息安全

造成计算机中存储数据丢失的主要原因有：病毒入侵、人为窃取、计算机电磁辐射和计算机存储器硬件损坏等等

为保障信息安全技术

（1）防火墙技术

（2）数据加密技术

（3）身份认证技术

（4）入侵检测技术

日常操作时，用注意以下问题

① 安装反病毒软件和防火墙，并开启反病毒软件的实时监控功能

② 提高自身防范意识，一旦发现反常现象，应注意及时查找原因

③ 不使用盗版软件

④ 不随意下载文件

⑤ 不打开来路不明的文件和邮件

⑥ 及时为系统升级，更新补丁程序，同时将应用软件升级到最新版本

⑦ 为了保护工作信息安全和个人隐私，离开自己的计算机前记得锁定屏幕

2、计算机病毒

定义

是指“编制或者在计算机程序中插入的破坏计算机功能或者破坏数据，影响计算机使用并且能够自我复制的一组计算机指令或者程序代码”

特征

传染性、破坏性、隐蔽性、潜伏性、针对性、不可遇见性、可触发性

分类

引导性病毒、文件性病毒、混合性病毒等

3、知识产权

概念

是智力成果的创造人依法享有的权利和生产经营活动中标记所有人依法享有的权利总称

包括著作权、专利权、商标权、发现权、发明权和其他科技成果权

相关法律

《中华人民共和国商标法》《中华人民共和国专利法》《中华人民共和国著作权法》《中华人民共和国反不正当竞争法》《发明奖励条例》和《关于禁止侵犯商业秘密行为的若干规定》等

单元2 使用微型计算机

单元3 录入文字