第1章计算机基础知识本章首先介绍计算机的发展历史，并从文化的角度讨论计算机发展对人类社会的影响；然后从信息的角度出发讨论学习计算机所必需掌握的基础知识；最后介绍计算机病毒的基础知识及计算机安全防范常识。本章要点应知：（1）计算机发展的历史和计算机文化的基本概念。（2）信息在计算机中的表示形式、存储方式、计算方法等。（3）计算机中信息的表示与存储的基本单位。（4）计算机领域中各种不同信息编码的基本概念。应会：（1）二进制数的补码表示及运算。（2）二进制、十进制及十六进制之间的转换。（3）计算机中各信息单位之间的转换。1.1概述1.1.1计算机发展简史1．关于世界上第一台计算机世界上最早的计算工具当数中国的算盘了。今天虽然无法考证算盘具体发明的年代，但算盘的使用却是有了几千年，它是最早同时具有“算”和“存”两种功能的计算工具，但是算盘却不是计算的机器，而世界上最早的计算的机器是欧洲的齿轮加减法器，它是1642年由法国的物理学家帕斯卡（BlaisePascal）发明的，1673年德国的数学家莱布尼兹（G.N.WonLeibniz）在帕斯卡的基础上增加了乘除法制成了能进行四则运算的机械式计算机器。从此计算的机器随着工业革命的发展及需要，也不断地发展，直到1822年英国的数学家查尔斯·巴贝奇（CharlesBabbage）才算真正设计出了机械式的计算机——差分机，1834年又设计了分析机，他的机械式计算机由3个部分构成：“仓库（thestore）”、“工厂（themill）”和“控制桶（controlbarrel）”。“仓库”是用来存储数据信息的，“工厂”则是进行数据运算处理的，最巧妙的要算“控制桶”，它是在“仓库”和“工厂”中用来调度使机器的运算能够持续有序的进行。正是他的巧妙设计才奠定了今天计算机的基本构架：“仓库”相当于现在计算机的内存，“工厂”相当于现在计算机的运算器，“控制桶”相当于现在计算机的控制器，以及输入/输出装置，人们将巴贝奇称为计算机之父就是这个原因。1936年美国的霍德华·艾肯（HowardAiken）在深入研究了巴贝奇分析机的基础上，对巴贝奇分析机设计作了重大改革，提出了用机电方法而不是纯机械方法来实现分析机，次年进入哈佛大学任教，1944年终于制成了改进的巴贝奇分析机——MarkI计算机。世界上公认的第一台数字式电子计算机是1946年由美国宾夕法尼亚大学任教的物理学家约翰·莫齐利（JohnMauchly）和工程师普雷斯伯·埃克特（J.PresperEckert）领导研制的，取名为ENIAC（ElectronicNumericalIntergratorAndCalculator）的计算机。它是在第二次世界大战中美国陆军弹道研究所为了解决弹道问题所涉及的许多复杂计算而设计制造的，与现代的计算机相比，它体积庞大，耗电量也特别大，而存储容量却很小，运算速度也非常慢。但在当时它的功能确实出类拔萃。例如，它可以在1秒内进行5000次加减运算，2.8毫秒便可进行一次乘法运算，比当时IBM公司生产的MarkI计算机快1000倍，在ENIAC出现之前，一个熟练的台式计算机操作员至少要花24小时才能得出的一条抛物线的正确结果，用MarkI做要20分钟，而用ENIAC只需30秒。但它也明显地存在着很多缺点，如它体积庞大，重约30吨，整个机器占据了170m2；机器中用了17468只电子管，约1500只继电器，10000多只电容器，7000余只电阻及其他各类电气元件，运行时，耗电量很大，约为150000W。另外，它的存储容量却很小，只能存20个字长为10位的十进制数。假如让现代的人使用它，最不能容忍的则是编排程序都要靠人工改接连线，因此每次解题都要靠人工改接连线，准备时间大大超过实际计算时间。尽管如此，ENIAC的研制成功还是为以后计算机科学的发展做出了重大贡献。然而，在ENIAC诞生之前，在美国依阿华大学数学物理系任教的阿塔纳索夫于1940年在缺乏资金的情况下，用了300只电子管及电阻、电容等元器件完成了世界上真正的第一台电子计算机——ABC机，它能做加减法运算，可以存储300个数字。因为其太简陋，校方没有看到这个“怪物”的前景，停止资助了进一步的研究工作而使阿塔纳索夫当时失去了获得世界上第一台电子计算机发明的机会。1940年12月，莫齐利在宾夕法尼亚大学召开的有关科学发展的美国联...
