第一单元 计算机基础知识
第一部分 计算机的发展
1.计算机的诞生
计算机的产生是20世纪最重要的科学技术大事件之一。现代的计算机的基础是抽象的图灵机，英国数学家图灵提出理想的计算机器的数学模型。
世界上第一台计算机是ENIAC 埃尼阿克，1946年诞生在美国宾夕法尼亚大学，它的设计者是冯 诺依曼（美国）。冯诺依曼提出了“存储程序”这个现代计算机的最基本的概念。
我国从1956年开始电子计算机的研究。1958年就能自行设计并且制造第一台1万次每秒的电子管计算机。1971年，能生产第一台10万次每秒的小规模集成电路计算机。1983年，我们研制成功1亿次每秒的“银河”巨型计算机。1997年我们研制成功每秒130亿每秒的“银河Ⅲ”巨型计算机。2001年研制成功高性能计算机“曙光3000超级服务器”，它的峰值计算速度达到了4032亿次每秒。
属于冯诺依曼计算机模型的核心思想的是：采用存储程序的工作方法，采用二进制表示数据和指令，计算机硬件有五大部分组成，即由输入设备、输出设备、运算器、控制器、存储器组成。
2.计算机的成长
发展历程经历了大致四代：
第一代（1946年——1958年）：电子管和水银延迟线
这一时期计算机采用电子管为基本元器件，特点是体积大、能耗高、速度慢、容量小，价格昂贵，应用仅局限于科学计算和军事。
第二代（1958年——1964年）：晶体管和磁芯存储器
这一时期计算机的主要特点采用的是晶体管为主要的元器件，和第一代计算机相比，体积小、成本低、功能越来越强、可靠性高，用到了高级语言，操作系统的雏形开始出现。
第三代（1964年——1971年）：集成电路（IBM360宣布第三代计算机的诞生）
这一时期计算机采用中小规模的集成电路为主要元器件，出现了文字图像处理功能。
第四代（1971年——现在）：大规模集成电路（微型计算机的出现）
这一时期计算机是以大规模和超大规模的集成电路为主要元器件，它的特点是体积小、容量大、速度快。
计算机未来发展方向：微型化（巨型化）、多媒体化、网络化。
计算机的特点：计算精度高 计算速度快 具有记忆性 具有逻辑判断功能 具有自动控制能力。
操作系统的发展：
第一代计算机：手工操作。
第二代计算机：管理程序。
第三代计算机：单道批处理系统、多道批处理系统。
第四代计算机：分时操作系统、实时操作系统、网络操作系统。
几种目前世界上通行的操作系统：
MS-DOS操作系统：需要输入各种指令
Windows操作系统：单用户可以同时运行多个应用程序。
UNIX操作系统：多用户多任务操作系统，美国贝尔实验室用C语言开发的。
Linux操作系统：完全免费开放内核代码的操作系统。
Macintosh os操作系统：美国苹果公司提出
计算机语言的发展：
机器语言：面向机器的语言，是计算机最底层的语言。用机器语言编写的程序，能够被计算机直接识别。编写程序时，每一条机器指令都是二进制形式的代码。
汇编语言：面向机器的语言，计算机不能直接识别。
高级语言：面向问题，面向对象的语言，pascal、c/c+
3.计算机的组成
计算机系统是由软件系统和硬件系统组成的。
计算机的软件系统包括了系统软件和应用软件。
计算机的硬件系统是由输入设备、输出设备、运算器、控制器、存储器组成的。
硬件系统：
从外部设备看计算机是由显示器、主机、鼠标、键盘、音箱等组成的。
控制器和运算器
中央处理器（CPU）包括了控制器和运算器，控制器（CU）是计算机的指挥系统，它的操作过程是读取指令——分析指令——执行指令。运算器（ALU）又叫算术逻辑单元。运算器的功能是对信息和数据进行运算和加工处理，包括了算术运算和逻辑运算。
微处理器就是微型机的CPU，通常我们说的Intel80286指的是286的微型计算机。
字长表示了CPU每次计算数据的能力。字长越大，速度越快。
时钟频率主要是以GHz为单位来度量的。理论上，每个时钟里，可以进行一次加法操作。时钟频率越高，CPU处理的速度也越快。
主频就是CPU的时钟频率。主频决定了计算机的运算速度。它的单位是兆赫兹MHz。
假如一个微型计算机的CPU是PII300，PII指的是CPU的型号，此处的300指的是CPU的时钟频率；Intel80486中80486指的也是CPU的时钟频率；
存储器
存储器分为内存和外存，其中内存是主存，外存是辅存。内存与外存的本质区别在于是否能被CPU直接访问。
主存储器（内存）
内存储器主要由半导体器件构成，由随机存储器（RAM）和只读存储器(ROM)两部分组成。随机存储器是一种可读可写的存储器，断电后信息会消失，通常我们所说的内存条就是随机存储器。我们要养成随时存盘的习惯。只读存储器的特点是存储在其中的数据只能读出，不能修改，关机或断电数据不会丢失。
辅助存储器（外存）——永久性存储器
外存是主要用来保存暂时不用的信息，在计算机关闭电源之前，程序运行结束要保存到外存中，否则就会丢失。像光盘、U盘都是外存。
Cache 在RAM和CPU之间的高速缓存。
突然间断电的时候，下列哪个内存储器信息不会丢失ROM
软件系统：计算机的软件主要分为系统软件和应用软件。
系统软件是生成、准备和执行其它程序所需要的一组程序。
应用软件是专业人员为各种应用目的而编制的程序，一般不能独立运行，需要有系统软件的支持。
文件名：主文件名+扩展后缀名，其中扩展名代表了这个文件的属性。
*.txt(文本文档) *.exe(可执行程序)
*.doc(word文档) *.ppt(演示文稿) *.pps(演示文稿播放文件) *.xls(电子表格)
*.jpg *.bmp *.gif(图片) *.mp3 *.wma(音乐) *.mpg(视频)
*.htm(网页) *.swf(flash动画) *.pdf(电子文档)
多媒体计算机
多媒体技术就是用计算机交互第综合处理文本、图形、图象、动画、音频以及视频影象等多种信息，并使这些信息建立连接。
第二部分 数据与信息
在计算机中，所有的数据都是以二进制编码的形式存在的。
信息存储单位
一串二进制数（111100001）它可以表示数量值，也可以表示一个字符、汉字或者其他。
位（bit）缩写b：是计算机存储设备的最小的单位，由1和0组成。
字节（Byte）缩写是B：8个二进制位编为一组称为一个字节。1B=8b。字节是计算机处理数据的基本单位。通常，一个ASCII码占1个字节，一个汉字国标码占2个字节。
1个字节：1B=8b
1千字节：1KB=1024B=1024*8b
1兆字节：1MB=1024KB
1吉字节：1GB=1024MB
1T字节：1TB=1024GB
字（word）：计算机一次存取、处理和传输的数据长度。
字长：机器字长、一个字中所包含的二进制的位数称为字长。不同计算机字长不同，常用的有8位、16位、32位、64位。字长是衡量计算机性能的一个重要标志。字长越长，一次处理的数字位数越大，速度也就越快。
数据的表示
ASCII码
国际上统一用美国标准信息编码ASCII码，它用7位二进制数表示，存储时用一个字节，它的最高位是0，ASCII码共有128个。
汉字编码用连续的两个字节表示，且规定最高位为1，这是中国国家标准。
汉字编码和汉字输入码
机内码：我们国家标准的汉字信息交换码是GB2312，它也被称为国际码。它由两个字节组成，两个字节的最高位都是1.GB2312一共收纳了6763个汉字。
汉字的字模
字形存储码是指供计算机输出汉字用的二进制信息。通常，我们采用的是数字化点阵字模。一般的点阵字模规模有16*16,24*24,64*64等。每一个点在存储器中用1个二进制位存储。比如，16*16的点阵字模，需要8*32bit的存储空间。需要32字节的存储空间。
练习：存储400个24*24点阵汉字的字模需要的存储空间是
24*24=8*72b=72B=72个字节
400个汉字是400*72=28800字节=28800/1024=28.125K
数制：按照进位的原则进行计数，常用的数制有二进制、八进制、十进制、十六进制。
二进制由数1和0组成。
0、1、10、11、100、101、110、111、1000
二进制数变成十进制数：从最低位开始将权展开，然后将展开的值相加。
最低位开始，分别是20=1、21=2、22=4、23=8、24=16……
（11010）2=2+8+16=（26）10
十进制数变成二进制数：余数短除法-把要转换的数，除以2，得到商和余数，将商继续除以2，直到商为0为止。最后将所有余数倒序排列，得到的数就是转换的结果。
第三部分 计算机网络
计算机网络是将地理位置不同的计算机，用通信链路连接起来（硬件设备部分），共同遵守一定的协议（TCP/IP协议，软件部分），以实现计算机软硬件资源共享为目的的通信系统。
计算机网络是一个通信系统；计算机网络是一个最重要的功能是实现资源的共享。计算机网络是由网络硬件和网络软件组成。
网络的分类：
按照通信距离分类：LAN（局域网：10公里左右，校园网）CAN（城域网）WAN(广域网:Internet因特网)
按照网络的拓扑结构分类：星形网络、环形网络、总线型网络、树型网络等等。
计算机网络的发展历程
第一阶段：计算机网络的雏形——从“主机”到“终端机”系统
是由多台终端机通过通信线路连接到一台中央计算机上。
第二阶段：计算机网络的里程碑——ARPANET网
1969年，美国国防部高级研究计划局设计的。
第三阶段：广域网和局域网的形成。
第四阶段：覆盖全球的互联网——Internet。
计算机网络的体系结构：
计算机网络协议就是通信的计算机双方必须共同遵守的一组约定，国际标准化组织推出了开放系统互连参考模型OSI。
OSI模型分为7层：物理层（最底层）、数据链路层、网络层、传输层、会话层、表示层、应用层（最高层）。
TCP/IP协议：是位了使接入因特网的不同网络、不同设备之间能够进行正常的数据通讯，事先制定的一个大家共同遵守的格式和约定。
TCP/IP包括传输控制协议TCP和网际协议IP。
IP地址和域名：
和因特网相连的计算机必须具有唯一的IP地址。IP地址采用分段地址方式，其大小是0-255，每个数对应一个8位二进制数，所以IP地址用32位二进制位存储，占4个字节。
为了使用方便，我们在访问因特网的时候，用的是主机域名，主机域名和IP地址是一一对应的，IP地址如同电脑的身份证号码，而域名相当于电脑的名字。
INTERNET的功能：硬件软件资源共享、数据和信息共享。
INTERNET的应用：
WWW服务( world wide web)万维网：是基于超文本的、方便用户浏览信息和信息搜索的信息服务系统。
FTP服务：是Internet的一种标准协议，这种协议使用户在联网的计算机之间传送文件，可以上传，可以下载。
E-mail：电子邮件服务，点对点的信息传送。@ 电子邮件标识符。例如 zjsxpx@qq.com zjsxpx是用户名，qq.com是邮件服务器的域名 @的意思是“在”。
BBS：（电子公告牌）论坛
Telnet：远程登录
EC：电子商务
第四部分 计算机安全知识
计算机病毒：计算机病毒实际上是一种功能比较特殊的计算机程序，它一旦运行，便会取得系统控制权，同时把自己复制到媒体（硬盘、软盘、U盘）中去。计算机病毒的特征可以归纳为：1.计算机病毒能够将自身复制到其他程序上。2.病毒不能以独立的文件形式存在，需要依附在别的程序上。
计算机病毒的特征： 传染性（是判断病毒的依据）、隐蔽性、潜伏性、破坏性。
计算机病毒的分类
按照传染机器是否联网分为单机病毒和网络病毒。
按照传染程度分为操作系统型病毒和文件携带型病毒。
计算机病毒的防治：
1. 不要用软盘（U盘）启动机器。
2. 不要用来路不明的软件，盗版软件是没有任何保障的，很可能会蕴藏病毒。
3. 定期备份重要的系统数据。
4. 重要的数据盘、程序盘应该启用写保护，避免感染。
5. 使用杀毒软件检查和清除病毒，要用正版的杀毒软件。
如果计算机当中感染了病毒，又不能用杀毒软件清除干净的时候，我们应该将重要的数据备份，然后将计算机硬盘进行格式化（format）。
计算机软件的知识产权保护常识
1990年9月，通过了《中华人民共和国著作权法》，我们第一次把计算机软件作为一种知识产权列入法律保护的范畴。
1991年10月，《计算机软件保护条例》
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