计算机文化基础教程（第二版）（Windows XP + Office 2003） 唐伟奇 主编 中国水利水电出版社

第2章 计算机基础知识 2.1 计算机的产生和发展 2.2 微型计算机系统的组成 2.3 数字化信息编码与数据表示 第2章 计算机基础知识 2.1 计算机的产生和发展 2.2 微型计算机系统的组成 2.3 数字化信息编码与数据表示 2.4 多媒体技术应用基础 2.5 计算机数据的安全

2.1 计算机的产生和发展 2.1.1 计算机的产生和发展 2.1.2 我国计算机的发展情况 2.1.3 计算机的分类 2.1 计算机的产生和发展 2.1.1 计算机的产生和发展 2.1.2 我国计算机的发展情况 2.1.3 计算机的分类 2.1.4 计算机的特点和应用 返回本章首页

2.1.1 计算机的发展 1．计算机的发展 2．微型计算机的发展

1．计算机的发展 表2-1 计算机发展的四个阶段 代次 起止年份 所用电子元器件 数据处理方式 运算速度 应用领域 第一代 1946~1957 电子管 汇编语言、代码程序 几千~几万次/秒 国防及高科技 第二代 1958~1964 晶体管 高级程序设计语言 几万~几十万次/秒 工程设计、数据处理 第三代 1965~1970 中、小规模集成电路 结构化、模块化程序设计、实时处理 几十万~几百万次/秒 工业控制、数据处理 第四代 1970~今 大规模、超大规模集成电路 分时、实时数据处理、计算机网络 几百万~上亿条指令/秒 工业、生活等各方面

2．微型计算机的发展 表2-2 微机的六个发展阶段 代次 起止年份 CPU 数据位数 主频（MHZ） 第一代 1971~1973 表2-2 微机的六个发展阶段 代次 起止年份 CPU 数据位数 主频（MHZ） 第一代 1971~1973 Intel4004、8008 4位、8位 1 第二代 1973~1975 Intel8080、M6800 8位 2 第三代 1975~1978 Intel8085、M6802 2 ~ 5 第四代 1978~1981 、M68000 16位 >5 第五代 1981~1993 Intel80386、80486 32位 >25 第六代 1993~今 Pentium系列 64位 60~2G

2.1.2 我国计算机的发展情况 我国的计算机事业始于20世纪50年代。1952年我国的第一个电子计算机科研小组在中科院数学所内成立。1960年，我国第一台自行研制的通用电子计算机107机问世。1964年，我国研制了大型通用电子计算机119机，用于我国第一颗氢弹研制工作的计算任务。20世纪70年代以后，我国生产的计算机进入了集成电路计算机时期。1974年，我国设计的DJS-130机通过了鉴定并投入批量生产。进入20世纪80年代，我国又研制成功了巨型机。1982年，我国独立研制成功了银河I型巨型计算机，运算速度为每秒1亿次，1997年6月研制成功的银河Ⅲ型巨型计算机，运算速度为每秒130亿次。这些机器的出现，标志着我国的计算机技术水平踏上了一个新的台阶。

2.1.3．计算机的分类 依据IEEE（美国电气和电子工程师协会）的划分标准，计算机分成: (1)巨型机 (2)小巨型机 (3)大型主机 (4)小型机 (5)工作站 (6)微型计算机 返回本节目录

2.1.4 计算机的特点和应用 1．计算机的特点 （1）运算速度快。 （2）计算精度高。 （3）存储容量大。 （4）具有逻辑判断能力。 2.1.4 计算机的特点和应用 1．计算机的特点 （1）运算速度快。 （2）计算精度高。 （3）存储容量大。 （4）具有逻辑判断能力。 ( 5 ) 工作自动化

2. 计算机的应用 （1）科学计算 （2）自动控制 （3）数据处理 （4）辅助设计（CAD） （5）辅助教育（CAI） （6）信息检索和传输 （7）人工智能技术 （8）网络应用 返回本节目录

2.2 微型计算机系统的组成 2.2.1 计算机的硬件系统 2.2.2 计算机的软件系统 返回本章首页

一个完整的计算机系统由“硬件”和“软件”两大系统组成。硬件是指计算机系统中物理装置的总称，例如：显示器、主机等，是构成计算机的实体；软件是计算机所需要的各种程序、数据及其相关资料的集合。软件和硬件相辅相承，缺一不可。

图2-1 计算机系统的基本组成 运算器 主机部分 内存储器 硬件系统 外围部分 计算机系统 软件系统 控制器 只读存储器（ROM） 随机读写存储器（RAM） 硬件系统 计算机系统 主机部分 外围部分 软件系统 系统软件（DOS 、Windows、UNIX等） 应用软件（Office、Photoshop等） 中央处理器 内存储器 运算器 外存储器（硬盘、软盘、光盘） 输入设备（键盘、鼠标、扫描仪） 输出设备（显示器、打印机） 图2-1 计算机系统的基本组成

2.2.1 计算机硬件系统 1．运算器 2．控制器 3．存储器 4．输入设备 5．输出设备

1．运算器 运算器是计算机的核心部件，主要负责对信息的加工处理。运算器不断地从存储器中得到要加工的数据，对其进行算术运算和逻辑运算，并将最后的结果送回存储器中，整个过程在控制器的指挥下有条不紊地进行。运算器除了进行信息加工外，还有一些寄存器可以暂时存放运算的中间结果，节省了从存储器中传递数据的时间，加快了运算速度。

2．控制器 控制器是计算机的指挥中枢，主要作用是使计算机能够自动地执行命令。控制器从存储器中将程序取出并进行翻译，再根据程序的要求向各部件发出命令；另外，控制器还从各部件中接受有关指令执行情况的反馈信息，并依此向各部件发出下一步执行命令。 微机中，运算器和控制器合在一起，称为微处理器，又称为CPU，是计算机的核心，习惯上常用微处理器的型号来区别微机的档次，例如：80486、PentiumⅢ、PentiumⅣ等都是CPU的型号。

3．存储器 存储器主要负责对数据和控制信息的存储，是计算机的记忆单元。存储器分为内存和外存两种。 （1）内存 也称主存。内存分成只读存储器（ROM）和随机读写存储器（RAM）两种。 （2）外存 外存也称为辅助存储器。外存分为磁介质型存储器和光介质型存储器两种，磁介质型常指硬盘和软盘，光介质型则指光盘。

软盘正面 软盘反面

图2-3 磁盘的磁道及扇区

4．输入设备 外部信息与计算机的接口称为输入设备。常用的输入设备有键盘、鼠标和扫描仪等。 （1）键盘 图2-4 101键键盘示意图

（2）鼠标 鼠标的外形非常像一只老鼠，所以取名鼠标，在Windows及网络中使用频率相当高，可以代替键盘的大部分功能。鼠标分为机械式、光学式和光学机械式三种，对鼠标的操作可分为左击、右击、双击及拖动，这四种不同的操作可以实现不同的功能。

（3）扫描仪 扫描仪是计算机输入图片和文字使用的设备，它内部有一套光电转换系统，可以把各种图片信息转换成计算机图像数据，并传送给计算机，再由计算机进行图像处理、编辑、存储、打印输出或传送给其他设备。 按色彩来分，扫描仪分成单色和彩色两种；按操作方式分，可分为手持式和台式扫描仪。扫描仪的主要技术指标有分辨率、灰度层次、扫描速度等。

5．输出设备 （1）显示器：显示器由监视器和显示适配卡组成，是最常用的输出设备。 （2）打印机：打印机也是计算机中最常用的输出设备。按输出方式可分为击打式和非击打式，击打式以针式打印机为主要代表，非击打式以激光打印机和喷墨打印机为主流。 返回本节目录

2.2.2 计算机的软件系统 软件是微机的灵魂。没有安装软件的微机称为“裸机”，无法完成任何工作。计算机软件根据其功能和面向的对象分成系统软件和应用软件两大类。

1．系统软件 系统软件一般是指用户能够使用计算机而提供的基本软件，用于计算机的管理、维护、控制、运行和语言翻译处理等，它管理和控制计算机的各种操作。系统软件又分为：操作系统、数据库管理系统、各种语言及其汇编、解释或编译程序等。 常用的系统软件有Dos、Windows等。

用汇编语言和各种高级语言编写出来的程序称为源程序，将高级语言或汇编语言经编译后产生的机器语言程序称为目标程序。 高级语言 源程序 执行 结果 解释并执行 机器语言 目标程序 编译 运行 编译程序 （事先装入计算机） 翻译程序 图2-6 编译过程示意图 图2-7 解释过程示意图

2．应用程序 应用软件是用高级语言编写出来的具有特定功能的为解决某一具体问题而开发的程序。用户不再编写程序就可以直接使用。例如：Word、WPS、网络蚂蚁、金山解霸等。应用软件是面向用户的最高层程序。 返回本节目录

2.3 数字化信息编码与数据表示 2.3.1 数字化信息编码的概念 2.3.2 进位计数制 2.3.3 不同进制之间的转换 2.3 数字化信息编码与数据表示 2.3.1 数字化信息编码的概念 2.3.2 进位计数制 2.3.3 不同进制之间的转换 2.3.4 计算机中数据的表示方法 2.3.5 常用信息编码 返回本章首页

2.3.1 数字化信息编码的概念 1．数字化信息编码的概念 2.3.1 数字化信息编码的概念 1．数字化信息编码的概念 计算机中的信息也称为数据。由于二进制电路简单、可靠且具有很强的逻辑功能，因此数据在计算机中均以二进制表示，并用它们的组合表示不同类型的信息。

2．计算机中常用的名词 （1）位 计算机中所有的数据都是以二进制来表示的，一个二进制代码称为一位，记为bit。位是计算机中最小的信息单位。 （2）字节 在对二进制数据进行存储时，以八位二进制代码为一个单元存放在一起，称为一个字节，记为Byte。字节是计算机中次小的存储单位。

（3）字 一条指令或一个数据信息，称为一个字。字是计算机进行信息交换、处理、存储的基本单元。 （4）字长 字长是CPU能够直接处理的二进制数据位数，它直接关系到计算机的精度、功能和速度。字长越长处理能力就越强。目前，常见的微机字长为32位和64位。字长是衡量计算机性能的一个重要技术指标。

指挥计算机执行某种基本操作的命令称为指令。一条指令规定一种操作，由一系列有序指令组成的集合称为程序。 （5）指令 指挥计算机执行某种基本操作的命令称为指令。一条指令规定一种操作，由一系列有序指令组成的集合称为程序。 （6）容量 容量是衡量计算机存储能力常用的一个名词，主要指存储器所能存储信息的字节数。常用的容量单位有B、KB、MB、GB，它们之间的关系是：1KB=1024B，1MB=1024KB，1GB=1024MB。 返回本节目录

（7）运算速度。运算速度是指计算机每秒所能执行的指令条数，一般用MIPS为单位。它是计算机的主要技术指标之一。 （8）主频。主频是指计算机的时钟频率，单位用MHz表示。它是计算机的主要技术指标之一。 （9）软件配置。包括操作系统、计算机语言、数据库语言、数据库管理系统、网络通信软件、汉字支持软件及其他各种应用软件。

2.3.2 进位计数制 1．十进制 日常生活中最常见的是十进制数，用十个不同的符号来表示：0、1、2、3、4、5、6、7、8、9，称为代码。 2.3.2 进位计数制 1．十进制 日常生活中最常见的是十进制数，用十个不同的符号来表示：0、1、2、3、4、5、6、7、8、9，称为代码。 2．二进制 二进制数只有两个代码“0”和“1”，所有的数据都由它们的组合来实现。二进制数据在进行运算时，遵守“逢二进一，借一当二”的原则。 返回本节目录

3．八进制和十六进制 计算机中的数据均以二进制形式存储，但当数比较大时，用二进制形式表示位数较多，不便于书写和较对，我们在书写时，总是将二进制数据以八进制或十六进制的形式表达，并在八进制数据后加英文字母“O”，在十六进制数据后加英文字母“H”以示分别。 八进制按“逢八进一”的原则计数，使用0、1、2、3、4、5、6、7共八个代码，十六进制数按“逢十六进一”的原则计数，采用0~9和A、B、C、D、E、F六个英文字母一起构成十六个代码。

2.3.3 不同进制之间的转换 1．二进制与十进制的相互转换 2.3.3 不同进制之间的转换 1．二进制与十进制的相互转换 二进制数要转换成十进制数非常简单，只需将每一位数字乘以它的权2n，再以十进制的方法相加就可以得到它的十进制的值（注意，小数点左侧相邻位的权为20，从右向左，每移一位，幂次加1）。 【例1】（10110.011）B=1×24+0×23+1×22+1×21+0×20+0×2-1 +1×2-2+1×2-3=（22.375）D

十进制数据转换成二进制采用的是：整数部分按“倒序除2取余法”的原则进行转换；小数部分按“顺序乘2取整法”的原则进行转换。

【例2】将（236）D转换成二进制。 转换过程如图2-1所示。 图2-8 将十进制数转变成二进制数

2．二进制数与十六进制数的相互转换 由于16=24，所以在将二进制数转换成十六进制数时，对于整数，从最右侧开始，每四位二进制数划为一组，用一位十六进制数代替；十六进制数转换成二进制数时正好相反，一位十六进制数用四位二进制数来替换。对于有小数的数，要分小数和整数部分处理。

3．十六进制与十进制的相互转换 十六进制数与十进制数相互转换时，有两种方法。方法一，可以分成两步完成：将待转换的数转换成二进制，然后再将二进制数转换成相应进制的数。方法二，直接进行转换。十六进制转变成十进制时，只需将各代码与相应的权相乘，然后用十进制的方法相加就可以实现；十进制转变成十六进制的方法与转变成二进制一样，不同的是除数为16。 返回本节目录

2.3.4 计算机中数据的表示方法 1．原码 一个二进制数同时包含符号和数值两部分，用最高位表示符号，其余位表示数值，这种表示带符号数的方法为原码表示法。 2．反码 反码是另一种表示有符号数的方法。对于正数，其反码与原码相同；对于负数，在求反码的时候，除了符号位外，其余各位按位取反，即“1”都换成“0”，“0”都换成“1”。

3．补码 补码是表示带符号数的最直接方法。对于正数，其补码与原码相同；对于负数，则其补码为反码加1。 4．数的小数点表示法 （1）数的定点表示 （2）数的浮点表示

阶符 阶 码 数符 尾 数 图2-13 计算机中浮点数的表示 返回本节目录

2.3.5 常用信息编码 1．BCD码 2．ASCII码

表2-4 十进制数和BCD码对照表 十进制 BCD码 0000 5 0101 1 0001 6 0110 2 0010 7 0111 3 0000 5 0101 1 0001 6 0110 2 0010 7 0111 3 0011 8 1000 4 0100 9 1001

表2-5 7位ASCII码表 765 4321 000 001 010 011 100 101 110 111 0000 NUL DLE SP @ P ′ p 0001 SOH DC1 ！ 1 A Q a q 0010 STX DC2 ” 2 B R b r 0011 ETX DC3 # 3 C S c s 0100 EOT DC4 $ 4 D T d t 0101 ENQ NAK % 5 E U e u 0110 ACK SYN & 6 F V f v

765 4321 000 001 010 011 100 101 110 111 0111 BEL ETB ’ 7 G W g w 1000 BS CAN （ 8 H X h x 1001 HT EM ） 9 I Y i y 1010 LF SUB * ： J Z j z 1011 VT ESC + ； K [ k { 1100 FF FS ， < L \ l | 1101 CR GS – = M ] m } 1110 SO RS . > N ↑ n ~ 1111 SI VS / ？ O ↓ o DEL 返回本节目录

3．汉字编码 在ASCII码编码方案中，用到了一个字节的低7位，最多只能表示128个字符，但对于汉字来说，日常使用的汉字就有7000多个，只用一个字节对汉字进行编码是不可能的，所以通常用多字节对汉字进行编码。 （1）国标码（GB2312-80编码集）。 （2）汉字内码。 （3）区位码。 （4）BIG5码。 （5）中、日、韩统一大汉字编码字符集。

2.4 多媒体技术应用基础 2.4.1 多媒体的基本概念 2.4.2 多媒体系统的硬件 2.4.3 多媒体系统的软件 2.4 多媒体技术应用基础 2.4.1 多媒体的基本概念 2.4.2 多媒体系统的硬件 2.4.3 多媒体系统的软件 2.4.4 多媒体技术的应用 返回本章首页

2.4.1 多媒体的基本概念 1．什么是“多媒体” 媒体是指信息的表示和传播载体，当这种载体可表示和传播两种或两种以上的信息时，称之为多媒体。 返回本节目录

2．多媒体的种类 （1）文本（文字和数字符号），其常用文件格式有TXT、DOC、WPS等。 （2）图形（静止图形，运动图形—动画），图像（静止图像，运动图像—视频）。图形和图像常用的文件格式有BMP、GIF、PCX、TIF、JPEG等；而动画文件的格式主要有FLC、FLI和AVI等。 （3）影像，既有声音，又有图形和图像，其常用文件格式有AVI、MPG、MOV等。 （4）音频（语音，音乐和音效）其常用的文件格式主要有WAV、MID和MP3等。

3．多媒体技术的特点 （1）运行的实时性。 （2）媒体运行的并发性。 （3）人机交互的灵活性。 4．多媒体信息的表示 （1）声音信息的表示。 （2）视觉信息的表示。

2.4.2 多媒体系统的硬件 多媒体系统根据应用的领域不同，硬件也不相同。多媒体计算机一般应该配置有CD-ROM（或DVD-ROM）、声卡、显示卡、音箱等硬件，根据需要还可以配置扫描仪、数码相机、彩色喷墨打印机、MODEM、视频采集卡等。

1．声卡 声卡可分为两种，一种是单独的声卡，必须通过接口才能接入计算机中；另一种是在主板上集成了的声卡。声卡的主要作用是对各种声音信息进行解码，并将解码后的结果送入音箱中播放。单独的声卡一般有以下几个端口，功能如下： LINE IN 在线输入 MIC IN 话筒输入 SPEAKER 扬声器输出 MIDI MIDI设备或游戏杆接口

2．显示卡 显卡的主要作用是对图像文件进行解压，并将解压后连续变化的图像信号转换为计算机能够处理的数字信号，送给显示终端显示出来。由于图像信息十分庞大，解压后存储在显卡配备的显示缓存区中，也称显存，目前一般为32M~64MB。

3．MODEM MODEM也称为调制解调器，俗称“猫”，是用于多媒体计算机联接互联网的专门设备。

4．光驱 光驱也称为光盘驱动器，是用于读出光盘中数据的专用设备。早期的光驱以CD-ROM为主，一张CD-ROM的标准容量为650MB左右。 随着光电子技术的发展，目前高档多媒体计算机的主流光驱配置成为DVD-ROM，一张DVD-ROM的容量达到了5G以上。 返回本节目录

5．视频采集卡 视频采集卡将模拟摄像机、录像机、LD视盘机、电视机输出的视频信号等输出的视频数据或者视频音频的混合数据输入电脑，并转换成电脑可辨别的数字数据存储在电脑中，成为可编辑处理的视频数据文件。按照其用途可分为广播级视频采集卡、专业级视频采集卡、民用级视频采集卡，它们档次的高低主要是看采集图像的质量不同。专业级视频采集卡的档次比广播级的性能稍微低一些，分辨率两者是相同的，但压缩比稍微大一些，其最小的压缩比一般在6:1以内，输入输出接口为AV复合端子与S端子。民用级视频采集卡的动态分辨率一般较低，绝大多数不具有视频输出功能。

2.4.3 多媒体系统的软件 随着多媒体技术的发展，多媒体系统的软件也在不断更新和完善。很多系统软件自带有多媒体功能，例如Windows，其附件中就有录音机、媒体播放器、CD播放器等多媒体工具。除此以外，针对不同的应用，还有一些专门的多媒体软件，如播放VCD，有金山解霸、Realplayer；在一些应用程序中，也附带有多媒体功能，例如：在WPS中可以进行图片的插入，进行幻灯片的编辑，并插入各种声音、图像乃至于动画等。进行多媒体制作的软件有：3DMAX、Authorware、Flash等。 返回本节目录

2.4.4 多媒体技术的应用 1．多媒体家电 2. 多媒体通信 3．电子图书馆 4．多媒体教学（CAI） 5．Internet中多媒体的应用 2.4.4 多媒体技术的应用 1．多媒体家电 2. 多媒体通信 3．电子图书馆 4．多媒体教学（CAI） 5．Internet中多媒体的应用 6. 虚拟现实 返回本节目录

2.5 计算机数据的安全 2.5.1 计算机病毒的概述 2.5.2 计算机病毒的预防 2.5.3 病毒的检测与消除 2.5 计算机数据的安全 2.5.1 计算机病毒的概述 2.5.2 计算机病毒的预防 2.5.3 病毒的检测与消除 2.5.4 计算机安全使用常识 返回本章首页

2.5.1 计算机病毒的概述 1．计算机病毒的特性 病毒是一种程序，所以它具有程序的所有特性，除此之外，它还具有隐蔽性、潜伏性、传染性和破坏性。 病毒通常的扩展途径是将自身的具有破坏性的代码复制到其他有用代码中，它的传播是以计算机系统的运行及读写磁盘为基础的 。

激活条 件 发作条 件 传染 激活 传染媒 介 触发 表现 传染源 （感染的 病毒） 图2-14 病毒的工作过程

2．病毒的分类 病毒按其危害程度，分为良性病毒和恶性病毒；按其侵害的对象来分，可以分为引导型、文件型、复合型和网络型等。

3．病毒的传播途径 在计算机应用的早期，软盘是传播病毒的最主要方式，随着网络的飞速发展，软盘趋于淘汰，网络这个载体给病毒的传播插上了翅膀。据统计，通过网络邮件系统附件传播的病毒超过病毒传播总途径的60%。继“CIH”病毒之后，又相继出现了“罗密欧与朱丽叶”、“智能病毒”、“震荡波”等新型网络病毒。 返回本节目录

2.5.2 计算机病毒的预防 预防计算机病毒要注意以下几个环节： l 创建紧急引导盘和最新紧急修复盘。 2.5.2 计算机病毒的预防 预防计算机病毒要注意以下几个环节： l  创建紧急引导盘和最新紧急修复盘。 l  使用外来磁盘或其他机器的文件时，要先杀毒再使用。 l  对不需要写操作的磁盘进行写保护。 l 为计算机安装病毒检测软件，定期清查病毒，并注意及时升级。 l 为计算机安装专门用于防毒、杀毒的病毒防火墙或防护卡。 在上网时，尽量减少可执行代码交换，能脱网工作时尽量脱网工作。 返回本节目录

2.5.3 病毒的检测与消除 1．病毒的检测 病毒潜伏在计算机中，不被激发，是很难得被发现的，因此要仔细观察系统的异常现象。一般计算机出现异常，首先判断是否是计算机硬件造成的，如果硬件系统正常，则应该考虑是否感染了计算机病毒。如果安装在计算机中的病毒检测软件或硬件检测到病毒后，就应该立即采取相应的措施。发生下列情况时，计算机也可能感染了病毒： l  计算机启动速度无原因就变得很慢。 l  内存无原因大量被占用。 l  经常无缘无故地死机。 l  磁盘文件无原因地变长。 l  磁盘读写的时间变长。 l  出现莫明其妙的显示信息。 程序运行出现不合理的结果。

对病毒的清除一般使用杀毒软件来进行。杀毒软件的作用原理与病毒的作用原理正好相反，可以同时清除几千种病毒，且对计算机中的数据没有影响。 2. 病毒的清除 对病毒的清除一般使用杀毒软件来进行。杀毒软件的作用原理与病毒的作用原理正好相反，可以同时清除几千种病毒，且对计算机中的数据没有影响。 常见的杀病毒软件有KV3000、诺顿、瑞星、金山毒霸等 返回本节目录

2.5.4 计算机安全使用常识 （1）使用符合额定电压的电源。电压高于额定电压会烧毁硬件，低于额定电压计算机不能正常启动或系统运行不正常，甚至也会烧毁硬件。 （2）正确开关计算机。正确的开机方法是：先开外设（显示器、打印机等），再开主机。正确的关机方法是：先关主机，再关外设。还应避免频繁地开关计算机，以防止电子元件被击穿。 （3）计算机的使用环境。要注意计算机使用的温度、湿度和卫生环境，以避免计算机内部元件过快老化或烧毁，使用时还应注意保持计算机的平稳，以免损坏硬盘。 （4）经常备份数据。重要的数据和文件要经常进行备份，防止由于硬盘损坏或病毒破坏而造成的损失。 （5）定期清查病毒，不使用盗版软件。 （6）设置安全权限和密码，并定期更改密码，对于来历不名的软件不要运行，防止黑客的入侵。

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