计算机和信息技术
第一章计算机与信息技术
§1．1计算机概述
一、计算机的发展历程
1946年在美国宾夕法尼亚大学诞生第一台计算机ENIAC
1．第一代：1946年—50年代中，电子管时代，有机器语言和汇编语言。
2．第二代：50年代中—60年代中，晶体管时代，使用操作系统，出现Fortran、COBOL、ALGOL高级语言。
3．第三代：60年代中—70年代初：中小规模集成电路时代，用半导体存储器代替了磁芯存储器，使用了磁盘。
4．第四代：70年代初至今：大规模集成电路时代，开始引入光盘、优盘。
二、计算机的特点
1．运算速度快
2．计算机精确度高
3．具有存储和逻辑判断能力
4．有自动控制能力
5．采用二进制表示数据
三、计算机的分类
1．按工作原理分类：电子数字计算机、电子模拟计算机
2．按用途分类：通用计算机和专用计算机。
3．按规模分类：巨型机、小巨型机、大型主机、小型机、工作站、PC机
四、计算机的应用
1．科学计算
2．数据处理和信息管理
3．自动控制
4．计算机辅助功能
CAD：计算机辅助设计CIMS：计算机集成制造系统CAI：计算机辅助教学
5．人工智能
五、计算机的发展趋势
巨型化、微型化、网络化、智能化和多媒体化。
§1．2信息与信息技术
一、什么是信息
信息就是收信者事先不知道的报道，数据是信息的具体表示形式，是信息的载体。二、什么是信息技术
信息技术是用于获取信息、传递信息、处理并再生信息的一类技术。
第一次信息革命是文字的使用，第二次信息革命是印刷术的发明，第三次革命是电话、广播、电视的使用，第四次革命是电子计算机与通信相结合的现代信息技术。
三、计算机中信息的表示
1．二进制
只有0、1逢二进一
2．八进制
3．十六进制
B—二进制D—十进制O—八进制H—十六进制
4．不同进制数据之间的转换
5．西文字符的编码
计算机系统中有两种重要的西文字符编码：ASCII和EBCDIC码（IBM大型机用）普通采用的是ASCII（美国信息交换标准代码），用一个字节表示一个字符，一个字节为8个二进制位，最高位为0，共有1
28个字符
EBCDIC采用8位二进制表示256个字符
6．汉字编码
（1）国标码
GB2312-80国标码收录了6763个汉字和682个字符，其中一级汉字3755个，按拼音顺序排列，二级汉字3008个，按部首顺序排列，所有汉字和字符组成一个94行（区号）和94列（位）的矩阵，第一个字对应的行号和列号合起来叫区位码。
（2）机内码
汉字的机内码是计算机系统内部对汉字进行存储、处理、传输统一使用的代码，用2个字节来表示一个汉字，最高位都为1
（3）汉字的字形码
用来显示和打印汉字用，也叫字库。
§1．3信息化与信息社会
一、什么是信息化
信息化就是工业社会向信息社会前进的过程。
信息化建设的主要内容包含三个层面和六个要素。三个层面：信息基础设施与信息资源的开发和建设，这是信息化建设的基础；信息技术与信息资源的应用，这是信息化建设的核心与关键；信息产品制造业的不断发展，这是信息化建设的重要支撑。
六个要素：信息基础设施、信息资源、信息技术与应用、信息产业、信息化法规与信息科技人才。
二、信息化推动工业化
工业化的发展直接导致信息化的出现，信息化的发展必须借助于工业化的手段，信息化主导着新时期工业化的方向。
三、信息化指标体系
一个国家或地区的信息化水平，体现出该国或地区的综合国力和综合实力。
§1．4信息安全与相关法规
一、信息安全的概念
信息安全有两层含义：数据（信息）的安全和信息系统的安全，数据安全是指保证计算机数据的机密性、完整性和可用性。信息系统的安全是指信息基础设施安全、信息资源安全和信息管理安全，涉及到计算机安全和网络安全。
二、信息安全技术
访问控制、数据加密、身份验证、数字签名和防火墙
三、计算机病毒及防治
1．计算机病毒的定义
指编制或者在计算机程序中插入破坏计算机功能或者毁坏数据，影响计算机使用，并能自我复制的程序代码。
2．计算机中毒的症状
3．计算机病毒的特点
传染性、破坏性、隐蔽性、潜伏性、可触发性、攻击的主动性、不可预见性4．计算机病毒的传播途径
（1）被动传播途径
（2）主支传播途径
5．计算机病毒的种类
（1）网络病毒（2）邮件病毒（3）文件型病毒（4）宏病毒（5）引导型病毒（6）变体病毒（7）混合型病毒
6．计算机病毒的主要危害
（1）病毒发作时对计算机信息数据的直接破坏作用
（2）非法侵占磁盘空间，破坏信息数据
（3）抢占系统资源，影响计算机运行速度
7．计算机病毒的预防
（1）牢固树立预防为主的思想
（2）制定切实可行的预防管理措施
（3）采用技术手段预防病毒
8．计算机病毒的清除
四、信息安全相关法规
硬盘性能指标第二章计算机硬件
§2.1计算机硬件的基本结构
一、计算机系统的组成
一个完整的计算机系统包括计算机硬件和计算机软件两大部分，计算机硬件是指构成计算机的物理设备，计算机软件是指计算机系统中的程序、数据以及文档。没有配备任何软件的计算机叫裸机。
二、计算机硬件的基本组成
1.冯·诺依曼提出“存储程序和程序控制”的计算机工作原理，奠定了计算机硬件的基
本结构，计算机由运算器、控制器、存储器、输入设备和输出设备五个基本组成，五个部件通过系统总线互连，传递数据、地址、控制信号，因此系统总线分为：数据总线、地址总线、控制总线。
2.运算器和控制器合在一起称为CPU（中央处理器）它是计算机的核心，存储器分为内
存储器和外存储器两种，CPU、内存储器、总线构成了计算机的主机。输入设备和输出设备简称I/O设备，I/O设备和外存储器等称为计算机的外部设备。
3.控制器是对输入的指令进行分析，并统一控制计算机的各个部件完成一定任务的部
件，运算器主要任务是执行各种算术运算和逻辑运算。CPU的主要技术指标是字长和主频，字长是CPU同时处理二进制数据的位数。字长越长，运算能力越强，主频用来表示CPU的运算速度。
4.存储器具有记忆功能，用来保存信息。内存储器（主存）直接与CPU相连接，容量小，
但存储速度快，存放当前运行的指令和数据，与CPU直接交换信息，内存一般由半导体器件构成，可分为随机存储器（RAM）和只读存储器（ROM）。
5.RAM通电时内容可以保存，断电后存储的信息立即消失，RAM可分为静态随机存储器
和动态随机存储器，静态的特点是速度快可作高速缓冲存储器（Cache），动态的集成密度高，用于大容量的存储器（通常的内存条）。
6.ROM是存储的信息只能读出，不能写入，断电后信息不丢失。
7.外存储器，存储容量大，但速度相对慢，外存中的程序和相关数据必须先传送到内存，
然后才能被CPU使用。
8.输入设备是把信息送入计算机的设备。输出设备是将信息送出计算机的设备。
9.系统总线是用于在CPU、内存、外存和种种输入/输出设备之间传输信息并协调它们
工作的一种部件（含传输线和控制电路）
§2.2常用的输入设备
一、键盘
PrintScreen记录当前的屏幕内容，键盘的接口：PS/2，USB
二、鼠标
鼠标的技术指标为：分辨率（DPI），分辨率越高，定位越精确，接口有EIA-232、PS/2、USB
三、笔输入设备
兼有鼠标和键盘的功能，一般有串行接口或USB接口。
四、扫描仪
可分手持式、平板式、胶片式和滚筒式，性能指标：分辨率、彩位数、扫描幅面、与主机的接口（USB、SCSI、FireWare）
五、数码相机
将影像聚集在成像芯片（CCD或CMOS）上，再由芯片转换成电信号，再经模数转换（A/D 转换）变成数字图像。数码相机的主要指标有：CCD像素和存储容量，通常数码相机的存储器采用快擦式存储器（闪烁存储器），断电不会丢失信息。
§2.3常用的输出设备
一、显示器
计算机的显示器通常由两部分组成：监视器和显示控制器，监视器有CRT（阴极射线管）显示器或LCD液晶显示器。显示器的主要性能参数：显示屏的尺寸、显示器的分辨率、刷新速度、可显示颜数目。
二、打印机
可分为：针式打印机、激光打印机和喷墨打印机三种。
针式打印机在存折和票据打印方面有不可替代的地位。打印机的性能指标有打印精度、打印速度、彩数目。
§2.4外存储器
一、软盘存储器
二、硬盘存储器
1.是每台计算机必备的外存储器，为了提高CPU访问硬盘速度，硬盘还有一个高速缓存
Cache，由DRAM构成。硬盘与主机接口主要有IDE和SCSI接口，硬盘主要性能有容量、平均访问时间、Cache容量、数据传输速率。
2.硬盘使用时就注意：在读写时，不能关掉电源，保持使用环境清洁，防止震动，及时
整理，防止病毒。
三、移动存储器
1.优盘
2.移动硬盘
四、光盘存储器
1.只读光盘：CD-ROM只能读不能写
2.可刻录光盘：CD-R只能写一次
3.可擦写光盘：CR-RW，可多次擦写
4.DVD存储器
光盘的性能指标是数据传输速度，即倍速，接口大多为E-IDE
§2.5计算机基本工作原理
计算机由运算器、控制器、存储器、输入设备和输出设备五大部分组成，其工作原理是“存储程序和程序控制”，计算机的工作过程就是执行程序的过程，而程序则是由一条条指令组成。指令是构成程序的基本单位。
第三章计算机软件
§3.1计算机软件概述
一、计算机软件的概念
二、计算机软件的分类
计算机软件通常分为系统软件和应用软件
1.系统软件是用于控制和维护计算机的正常运算、管理计算机的各种资源、支持应用软
件开发和维护、便于用户使用计算机而配置的各种程序。
2.系统软件的特征
与具体的应用领域无关，具有计算机各种应用所需的通用功能；与计算机硬件系统有很强的交互性，要对硬件共享资源进行调度管理。系统软件中的数据结构复杂、外部接口多样化。
3.系统软件包括操作系统、语言处理程序、数据库管理系统、各种实用程序
4.应用软件是指针对应用需求设计的、用于解决各种不同具体应用问题的专门软件，应
用软件可分为通用应用软件和定制应用软件。
§3.2操作系统
一、操作系统的概念
操作系统（OS）是管理计算机系统的各种资源，使它们能协调、高效地工作。
操作系统是紧挨着硬件的第一层软件，是对硬件功能的首次扩充，统一管理和支持各种软件的运行，其它软件是建立在操作系统之上的。没有操作系统，任何其它软件都无法运行。
二、操作系统的作用
1.管理系统中的各种资源
2.为用户提供各种服务功能和良好的用户界面
三、操作系统的特征
1.并发性：指两个或两个以上的活动在同一时间间隔内发生。
2.共享性：计算机系统中的资源可被多个并发执行的应用程序和系统程序共同使用。
3.异步性：随机性。
四、操作系统的功能
1.进程管理（处理器管理）：进程就是程序的一次执行过程，是操作系统进行资源调度
和分配的单位。（按Ctrl+Alt+Del可以打开进程管理器）
2.存储管理：操作系统管理内存资源，对其进行分配、保护和回收、还要解决内存“扩
充”问题，提供“虚拟内存”。
3.文件管理：文件管理的任务是有效地支持文件的存储、检索和修改等操作。
（1）文件是按照文件名访问文件的即“按名存取”，文件名由文件主名和扩展名两部分组成。
文件名由用户命名，一般与文件的用途符合，扩展名通常表示文件的类型。
（2）文件还有大小、读写控制、创建时间等属性，在windows系统中文件的属性有三类：只读、隐藏、存档。
（3）文件操作：建立、移动、复制、删除等
（4）目录结构：Unix和Windows等操作系统均采用树型目录结构。
在树形文件目录中，有一个主目录（根目录）和许多分目录（子目录），目录也叫文件夹。子目录与父目录之间用“\”和“/”进行分开。
（5）windows文件系统支持三种格式：FAT、FAT32、NTFS，FAT最多只能支持512M，用于软盘，
4.设备管理：设备管理是指对计算机中所有输入/输出设备的管理，还有其他设备。提
高使用效率和整个系统的运行速度。
5.作业管理：作业是指用户提交的任务，它包括用户程序、数据和作业控制说明，通
常以作业控制语言（JCL）或操作控制命令实现。
操作系统各功能之间并不是完全独立的，它们之间存在着相互信赖的关系。操作系统必须实现对计算机系统软硬件资源的合理管理，并向用户提供一个越来越歇脚于使用的高效、安全的操作环境。
五、常用操作系统
1.windows操作系统：提供多任务、图形用户界面以及统一的应用程序接口。
2.UNIX操作系统：最悠久的操作系统，功能强大的多任务、多用户、交互式、分时操
作系统。
3.Linux操作系统：90年代出现的多用户、多任务操作系统，是一套源代码公开的免费
操作系统，其内核源代码可以免费传播。
§3.3软件的安装与卸载
系统软件安装和应用程序安装
§3.4程序设计语言
一、程序设计语言分类
1.机器语言：二进制语言，使用计算机指令系统的程序语言。
2.汇编语言：用助记符来代替机器指令的操作码和操作数
3.高级语言

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