大學計算機基礎課程要求總學時為68學時：理論教學48，試驗20；采用課堂講授、上機實驗、課后練習三結合的方法學習；考試采用計算機考試。結業成績主要依據上機考試成績，并結合實驗和作業的完成情況進行綜合評定；

學時安排

第一章計算機與社會信息化 6學時第二章微型計算機與常用軟件 3學時第三章操作系統基礎知識 7學時第四章計算機網絡基礎 6學時第五章信息安全與社會責任 2學時第六章算法與數據結構基礎 8學時第七章數據庫技術基礎 7學時第八章多媒體技術基礎 6學時第九章程序設計基礎 3學時

實驗安排

實驗1掌握Word2003的基本操作第4周實驗2電子表格Excel的使用第6周實驗3演示文稿PowerPoint的使用第8周實驗4FrontPage2003的使用第10周實驗5數據庫實驗第12周實驗6動畫制作軟件Flash應用第15周第1輪：WORD實驗實驗題三：實驗一實驗二：①③④實驗三：②③④⑤實驗四：①②第1章姚期智王選1.計算機理論奠基人英國數學家喬治·布爾創立了邏輯代數，奠定了計算機的理論基礎。1936年，英國科學家圖靈提出邏輯機模型，圖靈機，并建立算法理論，被譽為計算機之父。1966年ACM設立圖靈獎。3.馮·諾依曼計算機體系結構1948年，美籍匈牙利數學家馮·諾依曼提出了EDVAC(electronicDiscreteVariableAutomaticComputer,離散變量自動電子計算機)計算機方案。⑴計算機基本結構：運算器、控制器、存儲器、輸入設備和輸出設備。⑵采用二進制數⑶存儲程序控制主要內容計算機的發展和應用領域；計算機硬件系統和軟件系統的組成；計算機使用的數制和編碼方式。1.1計算機的發展史

1946年2月由賓州大學研制成功的ENIAC，它標志著電子計算機時代的到來

ElectronicNumericalIntegratorAndCalculator電子數字積分計算機重達30噸；占地250m2功耗150千瓦；18000個電子管；保存80個字節1.1.1計算機發展歷程年份器件軟件應用第一代46-58電子管機器語言匯編語言科學計算第二代58-64晶體管高級語言數據處理工業控制第三代64-71集成電路操作系統文字處理圖形處理第四代71年迄今大規模集成電路數據庫、網絡等社會的各個領域1.2計算機的分類

按綜合性能指標分類高性能計算機：如巨型機：速度最快、處理能力最強。工作站：介于PC與小型機之間，高分辨率、大容量內外存，圖形功能強。微型計算機：小、巧、輕、使用方便、價格便宜。嵌入式計算機：作為一個信息處理部件，嵌入到其他設備中，使其成為智能化和自動化程度更高的設備。服務器：用于網絡管理、運行應用程序、處理網絡客戶的信息請求等。1.2.2計算機的主要應用科學計算（ScientificComputing）數據處理（DataProcessing）過程控制（ProcedureControl）計算機輔助系統（Computer-Aided System）CADCAMCAI人工智能（ArtificialIntelligence）是將人腦演繹推理的思維過程、規則、策略和技巧等變成計算機程序使計算機自動探索解題方法并推導出結論。信息高速公路（InformationSuper-Highway）多媒體技術（Multimedia）1.4計算機系統組成一個完整的計算機系統由硬件系統和軟件系統兩部分組成。

系統軟件應用軟件硬件軟件1.5計算機硬件組成主機輸入設備輸出設備外存設備馮.諾依曼模型五大模塊二進制存儲程序控制計算機硬件由控制器、運算器、存儲器、輸入和輸出設備5大部件組成。控制器和運算器合在一起稱為中央處理器（CPU）。中央處理器和內存儲器構成主機。在計算機硬件系統中不屬于主機的設備都是外部設備，簡稱外設。主機和外設合在一起構成計算機硬件系統。通常將一個僅由硬件組成的計算機稱為“裸機”。1.5.1中央處理器CPU1、運算器計算機用來進行算術、邏輯運算的部件。運算器中包含：⑴算術邏輯運算單元ALU⑵內部總線：中央處理器內部信息傳送的公共通道。⑶寄存器組：用于暫存參加運算的操作數和中間結果。2.控制器控制器是負責從存儲器中取出指令、翻譯指令、分析指令，向其他部件發出控制信號。控制器－般包含程序計數器（PC）、指令寄存器（IR）、指令譯碼器（ID）、時序控制電路以及微操作控制電路等。功能：⑴取指令：從存儲器中取出指令暫存在指令寄存器中。⑵分析指令：由指令譯碼器分析指令，將指令分解成一系列微操作。⑶執行指令：執行微操作命令，使各部件完成相應的動作。⑷中斷處理：用于處理非預期事件存儲器用以存儲程序和數據兩種存儲操作：①讀操作②寫操作

1.5.2存儲器數據11101101110011011000110111101101111010011110110111101101111011011000000011101101111011011000110111001101100011011110110100000001001000110100010101100111地址0001控制信號內存儲器的訪問過程：向[0001]單元寫數據2.存儲單位存儲器的主要性能指標是存儲容量。

8個二進制位組成一個字節（Byte，簡寫為B），是信息組織和存儲的基本單位。

B字節KBMBGB

1B=8bit1KB＝210B＝1024B1MB＝220B＝1024KB1GB＝230B＝1024MBb7b6b5b4b3b2b1b03．主存儲器存儲器一般分為主存儲器（內存）和輔助存儲器（外存）兩種類型。主存儲器用于存放正在執行的程序指令和數據，具有存取速度快、可直接與CPU交換信息等特點；而輔助存儲器中的數據只有先調入主存儲器后才能由CPU訪問和處理，它主要用于存放需要長期保存的信息。內存包含許多存儲單元，存儲單元按一定順序編號，這個編號稱為存儲單元地址。主存儲器包含隨機存儲器（RAM）和只讀存儲器（ROM）兩種。⑴隨機存儲器（RandomAccessMemory,RAM）:保存計算機正在執行的程序和數據，是臨時存儲區域，系統斷電后信息丟失。⑵只讀存儲器（ReadonlyMemory,ROM）:只讀存儲器在出廠時已寫入含有系統初始化程序、操作系統引導程序及多種硬件驅動等程序，并被固化。與隨機存儲器不同，只讀存儲器是非易失性的，系統斷電后信息不丟失。⒋輔助存儲器輔助存儲器是外存儲器，通常作為外部設備。輔助存儲器一般只與內存進行信息交換。當電源關閉時，其存儲信息不會丟失。常用輔助存儲器有磁盤存儲器、磁帶存儲器、光盤存儲器以及U盤等。⑴磁盤存儲器:屬于磁性材料存儲器。磁道：每個盤片的每一面都要劃分成若干條形如同心圓的磁道，這些磁道就是磁頭讀寫數據的路徑。磁道與扇區一個扇區磁道扇區雙面高密度3.25英寸軟磁盤的容量參數：每扇區字節數：512字節每磁道扇區數：18扇區每磁面磁道數：80磁道每盤片磁面數：2面柱面：一個硬盤由若干個盤片組成，每個盤片又有兩個盤面，每個盤面都有相同數目的磁道。所有盤面上相同半徑的磁道組合在—起，稱為一個柱面。扇區：每個磁道又分為許多扇區。每個磁道的扇區數相同，每個扇區能記錄的數據容量相同，通常每個扇區能存儲512個字節信息。軟磁盤軟磁盤總容量=磁面數×磁道數×扇區數×扇區字節數目前在微機上使用的軟盤主要是容量l.44MB3．5英寸軟盤，它有2個面，每面80磁道，每磁道18扇區，每扇區512B。硬磁盤硬磁盤：存儲容量可達幾百GB。磁頭數×柱面數×扇區數×扇區字節數光盤存儲器只讀型光盤（Compact.Disk－ReadOnlyMemory，簡稱CD－ROM）追記只讀型光盤（簡稱CD－R）可擦寫型光盤（CD-RW）數字化視頻光盤（DVD）U盤閃存盤：半導體芯片式活動硬盤。1.5.3輸入輸出設備

輸入輸出（I/O）系統的主要功能是對信息進行輸入輸出操作。

（1）輸入設備向主機輸入程序、數據和操作命令等信息的設備。鍵盤、鼠標、光筆、圖形輸入板、觸摸屏、數字化掃描儀、圖像攝像儀、光學字符閱讀器、聲音識別器等都是輸入設備。（2）輸出設備

將計算機處理后的信息，轉換成人們能識別的形式。

打印機、顯示器、繪圖儀、音箱等

常用輸入設備：鍵盤、鼠標、掃描儀、光筆、數字化儀。常用輸出設備：顯示器、打印機、繪圖儀等。1.6計算機軟件分類軟件（Software）是計算機硬件完成一定任務所需的程序、數據和資料。軟件是為運行、管理和維護計算機所編制的各種程序和文檔的總和。軟件可分為兩大類：系統軟件和應用軟件。系統軟件是指用于計算機系統內部管理、維護、控制和運行的軟件，以及計算機程序編輯、翻譯和裝入等軟件。它為應用軟件提供運行平臺，為開發應用系統提供工具。系統軟件包括操作系統、語言處理系統、數據庫管理系統和服務程序4大類。計算機軟件系統軟件應用軟件操作系統語言處理程序數據庫管理系統常用服務程序字處理軟件電子表格軟件繪圖軟件演示報告制作軟件用戶自己編制的各種軟件管理、控制和維護計算機系統的軟、硬件資源，使用戶能夠合理地方便地使用計算機資源。常用的操作系統有：DOS、Windows、UNIX、LINUX、OS／2、NovellNetware等。

1.操作系統OS2.語言處理系統通過計算機語言可以編寫程序，控制計算機完成預定任務。計算機語言分為機器語言、匯編語言和高級語言。3.數據庫管理系統主要用于檔案管理、財務管理、圖書資料管理及倉庫管理等的數據處理。數據處理的主要內容為數據的存儲、查詢、修改、排序、分類等。目前常用數據庫管理系統有：Access、FoxPro、SQLServer、Oracle、Sybase等。4.服務程序服務程序完成一些與管理計算機系統資源及文件有關的任務。常見的有：診斷程序、反病毒程序、卸載程序、備份程序、文件壓縮程序等。1.6.2應用軟件

針對某一應用目的而開發的軟件。分為二大類：通用應用軟件和專用應用軟件。

1.7計算機工作原理及主要技術指標計算機工作過程是執行程序的過程。程序為一系列指令及執行指令所需數據的有序集合。1.計算機指令系統指令是計算機完成某個操作所發出的命令，是計算機能識別并執行的二進制代碼。一臺計算機有許多不同的指令，所有指令的集合稱為該計算機的指令系統。一條指令由兩部分組成：操作碼和操作數。①操作碼：指明該指令要完成的操作類型或性質，如取數、做加法或輸出數據等。②操作數：指明操作數或操作數所在的單元地址。操作碼

操作數

數據傳送指令數據處理指令程序控制指令輸入輸出指令

其它指令

IfGoto……＋－×÷AndOr……CPU內存I/O設備主機對計算機的硬件進行管理等指令

結構分類2.計算機工作過程計算機工作過程是執行指令的過程。計算機執行指令一般分為兩個階段。首先從內存中取出要執行的指令送入CPU，然后由CPU對指令進行分析譯碼，判斷指令要完成的操作，向各部件發出完成操作的控制信號，完成指令功能。當執行完一條指令后再處理下一條指令。通常將第一階段稱為取指周期，第二階段稱為執行周期。

3.計算機的主要技術指標運算速度主頻字長存儲容量存儲周期1.8數制及其運算計算機中采用具有兩個穩定狀態的電子器件表示數，這就是二進制數。所謂二進制就是：以二元邏輯為基礎，用0和1兩個數碼組成數據信息。在計算機內，不管是什么樣的數，都是以二進制編碼的形式表示，以二進制編碼形式存儲。1.8.1進位計數制二進制、八進制、十進制、十六進制，都是進位計數制，即按進位的原則進行記數的方法。進位計數制使用位置表示法，有數碼、位權、基數3個要素。十進制具有的數碼符號為：0、1、2……8、9基數為：10其特點是：逢十進一權：10i表示形式：D八進制具有的數碼符號為：0、1、2……7基數為：8其特點是：逢八進一權：8i表示形式：O常見的進位記數制1357O或（1357）82049D或（2049）10十六進制具有的數碼符號為：0、1、2……8、9、A、B、C、D、E、F基數為：16其特點是：逢十六進一權：16i表示形式：H二進制具有的數碼符號為：0、1基數為：2其特點是：逢二進一權：2i表示形式：B 1011B或（1011）23FB9H或（3FB9）16基數位權數碼678.34=6×102+7×101+8×100+3×10-1+4×10-2在采用進位計數的數字系統中，如果只用R個基本符號（例如0，1，2，…，R－1）表示數值，則稱其為基數為R的R進制，R稱為該數制的“基數”，基數不同，表示進制不同。而數制中每一固定位置對應的單位值稱為“位權”。

2.R進制計數制對任何一種進位計數制表示的數，都可以按其權展開，寫成多項式之和的形式。任意一個R進制數N可以表示為：N=an-1×Rn-1+an-2×Rn-2+…+a1×R1+a0×R0+ a-1×R-1+…+a-m×R-m其中：ai是數碼，R是基數，Ri是位權；例如：(3AF.2A)H=3×162+10×161+15×160+2×16-1+10×16-2=(943.1640625)D

1.R進制數轉換為十進制數

(10101)B=24+22+1=21 (71)O=7

8+1=5(101A)H=163+16+10＝4106 (12D.B)H= (455.54)O=1.8.2各進制間數據的轉換2.十進制轉化成R進制將十進制數轉換為R進制數： 分兩步： 整數轉換、小數轉換 整數轉換：采用除R取余法。即將十進制整數不斷除以R取余數，直到商為0，余數從右到左排列，首次取得的余數最右。 小數轉換：采用乘R取整法。將十進制小數不斷乘以R取整數，直到小數部分為0或達到所求的精度為止；所得的整數在小數點后自左往右排列，首次取得的整數最左。十制數轉換成二進制數1、整數轉換：除2取余法。

除2取余直到商是0或1為止,第一個余數是二進制數的最低位。2、小數轉換：乘2取整法。

乘2取整數直到小數部分為0或達到要求的精度為止，首次取得的整數最左。3、整數和小數部分合并在一起。例如：將（100.345）D轉換為二進制數；例(100.345)D=(1100100.010110)B10025022521226232100010011八進制100812818044110016604616十六進制除2取余直到商是0或1為止；第一個余數是二進制數的最低位；除二取余法十進制數轉換為二進制數除2取余法572余數28

…………114

…………07

…………03

…………11

…………10

…………122222（57）10=（111001）21110010.3451.38

20.6922

0.76

2

1.52

2

1.0401011乘2取整數直到小數部分為0或達到要求的精度為止；首次取得的整數最左；乘2取整法轉換結果：（100.345）D≈（a6a5a4a3a2a1a0.a－1a－2a－3a－4a－5）B＝（1100100.01011）B例：將（301.6876）D轉換為二進制數；100101101.1011十進制轉換為十六進制

25716余數16

…………11

…………00

…………11616（257）10=（101）163.二進制、八進制、十六進制數間的相互轉換

11

0110

1110.1101

01(B)=36E.D4(H)36ED41

101

101

110.110

101(B)=1556.65(O)155665一位八進制數對應三位二進制數一位十六進制數對應四位二進制數二進制轉化成十六進制整數部分：從右向左按四位進行分組，不足四位補零小數部分：從左向右按四位進行分組，不足四位補零

二進制、八進制、十六進制數間的關系八進制對應二進制十六進制對應二進制十六進制對應二進制0000000008100010011000191001201020010A1010301130011B1011410040100C1100510150101D1101611060110E1110711170111F1111【例1.7.6】

（000100101101.1011）B＝（12D.B）H（整數高位補零）

100101101.101100）B＝（455.54）O（小數低位補零）【例1.7.7】

（2C1D.A1）H＝（0010110000011101.10100001）B

（7123.14）O＝（111001010011.001100）B

1.9數值型數據的存儲計算機中數據包括兩大類：數值型非數值型1.機器數的概念

把正、負號數碼化了的二進制數稱為機器數。由正負號表示的數稱為真值數。

通常把一個數的最高位規定為符號位，

0表示正1表示負其余的位表示數值；例如，真值數為（-11000001）B

機器數為（1000000011000001）B10000000110000012.定點數和浮點數

小數點位置固定,就稱為定點數。小數點位置不固定,就稱為浮點數

定點整數：小數點位置固定在數值最低位的后面，用來表示整數。例如:(193)D=(11000001)B

定點小數：小數點位置固定在數值最高位前面，用來表示小于1的純小數(-0.6875)D=(-0.1011)B0000000011000001數符數值部分數符數值部分小數點位置小數點位置1101100000000000定點數取值范圍：當計算機規定數據長度為2個字節時，定點整數的表示范圍：-（215-1）≤N≤（215-1）即-32767≤N≤32767定點小數N的范圍是：-（1-2-15）≤N≤（1-2-15）即-0.999969482421875≤N≤0.999969482421875。

3.浮點數表示法二進制數110.011可表示為多種形式：N＝110.011＝1.10011×1010

＝0.110011×1011＝11001.1×10－10計算機中浮點數形式表示為0.110011×10＋11。N=±S×10±jN的階碼階符N的尾數，最高為1數符階符(1位)階碼(決定所表示數的范圍)數符(1位)尾數(決定數的精度)階碼是定點整數，位數決定數的取值范圍，尾數是定點小數，位數決定數的精度。浮點數的正、負由尾數的數符確定。浮點數存放浮點數表示法浮點數表示法規定：二進制數0.110011×10＋11在機器中表示為: -0.10110111×10101表示為：011011001101011101101114.原碼、反碼和補碼原碼：正數的符號位為０，負數的符號位為１,數值部分是原數的絕對值。例：X=(+105)D

[X]原=01101001

X=(-105)D

[X]原=1110100111101001符號位反碼反碼：正數的反碼和原碼形式相同，負數的反碼是原碼的符號位保持不變，數值位逐位取反。例：X=-4

[X]原=10000100

[X]反=11111011補碼補碼：正數的補碼和其原碼相同。負數的補碼是將它的反碼的數值部分加１。

[8]原=00001000

[8]反

=00001000

[8]補=00001000

[-8]原=10001000

[-8]反=11110111[-8]補=11111000練習-14的補碼是（）[-14]補=111100101.10計算機的算術與邏輯運算

1.二進制數的加法運算2.二進制數的減法運算0+0=00+1=1+0=11+1=0

1101+1110110110-0=1-1=01-0=10-1=1

1011-111011013.二進制數的乘法運算4.二進制數的除法運算0×0=00×1=1×0=01×1=10÷1=01÷1=1

1101×1010000011010000+110110000010

10110111110111011111110111001.10.2補碼運算1.補碼運算規則：兩個n位二進制數之和（差）的補碼等于這兩個數的補碼之和（差）即：[X±Y]補=[X]補±[Y]補

當兩個數采用補碼表示時，符號位連同數值一起進行運算,結果也是補碼。【例1.19】用補碼進行加法運算：(+20)+(-10)=(+10)。

00010100[+20]補

+11110110[-10]補

100001010[+10]補

【例1.20】用補碼進行減法運算：(+20)-(-10)=(+30)。

00010100[+20]補

-11110110[-10]補

100011110[+30]補

2.通過補碼加法實現減法運算：利用補碼表示法，可以使減法運算通過加法運算實現，因此運算器的結構得到簡化。設兩個帶符號數分別為X和Y，

X-Y=X+（-Y）

[X-Y]補=[X+（-Y)]補=[X]補+[-Y]補[-Y]補=[Y]補的每一位取反加1。【例1.20】用補碼進行減法運算：(+20)-(-10)=(+30)。[20+（-(-10)]補=?[+20]補=00010100

00010100[-10]補=11110110 +00001010 [+30]補=100011110 000111101.10.3邏輯運算具有邏輯性的量稱為邏輯量。邏輯量之間的運算稱為邏輯運算。利用邏輯代數的規則進行邏輯運算。邏輯數據值用于判斷某個條件成立與否，成立為1（真），反之為0（假）。例如：張明是學生，若該描述成立則用1表示，否則用0表示。當要對多個條件進行判斷時，則需要用邏輯運算符構成邏輯表達式。邏輯運算主要包括：邏輯與邏輯或邏輯非還可以從這3種基本運算中推出其他運算。①邏輯非運算邏輯表達式：Y=A邏輯非的真值表AY=A0110②邏輯與運算邏輯表達式：Y=A*B邏輯與的真值表ABY=A×B000010100111邏輯或的真值表ABY=A+B000011101111③

邏輯或運算邏輯表達式：Y=A+B在邏輯運算中，將邏輯量的各種可能組合與對應運算結果列成表格，稱為真值表例如，某學院推薦免試研究生，必要條件是：大四學生，平均成績85分以上，通過外語四級，3個條件分別用A、B和C表示，則符合推薦免試研究生候選人的邏輯表達式為：A×B×C。1.11文字信息編碼形式1.11.1西文字符編碼

ASCⅡ(AmericanStandardCodeforInformationInterchange)美國國家信息交換標準字符碼。7位二進制數表示27即128個字符，編碼從0000000～1111111，稱為ASCII碼基本集，一個字符占一個字節。西文字符編碼-ASCII碼表在ASCⅡ碼表中，數字0～9和字母A～Z與a～z都是順序排列的，且同一字母的小寫比大寫碼值大32。

控制字符：0～31，127；圖形字符：95個。

‘0’～‘9’30H～39H48～57‘A’～‘Z’41H～5AH 65～90‘a’～‘z’ 61H～7AH 97～1221.11.2中文字符編碼漢字編碼包括輸入碼、國標碼、機內碼和字型碼。

輸入碼：外碼 字型碼：字模各種輸入碼機內碼字形碼顯示漢字打印漢字1.漢字輸入碼：⑴區位碼：用數字串代表一個漢字，如漢字“啊”的區位碼為1601。這是一種無重碼輸入方法，即一個漢字對應一個編碼⑵拼音輸入編碼：用漢語拼音作為輸入編碼。如漢字“學”的拼音輸入編碼是“xue”。拼音輸入方法是一種有重碼的輸入方法。⑶字形輸入編碼：是一種以漢字偏旁部首作基本鍵位的輸入編碼，即將鍵盤上某一鍵位當作偏旁部首，多個鍵位組合就是漢字字形輸入編碼。例如五筆字型。全拼、雙拼、微軟拼音、智能ABC、五筆字型法、鄭碼輸入法等。1.11.2中文字符