《计算机组成与发展课件.ppt》由会员分享，可在线阅读，更多相关《计算机组成与发展课件.ppt（77页珍藏版）》请在三一办公上搜索。
1、第一章 计算机组成与发展,第一节 计算机的发展及特点第二节 计算机系统的组成第三节 计算机的信息表示与存储第四节 计算机的安全知识,第一章 计算机组成与发展,教学目标:了解计算机外观、发展史、分类 理解计算机系统构成 掌握硬件系统各部分设备 掌握软件系统相关知识,第一章 计算机组成与发展,重难点：计算机的硬件系统构成软件系统计算机的信息单位进制间的转换（选讲）,第一节 计算机的发展及特点,一、计算机的发展二、计算机的分类三、计算机的特点四、计算机的用途五、计算机的发展趋势,1812年差分机,查尔斯巴贝奇（Charles Babbage 1792-1871）1840年设计的分析机,由许多轮子组成
2、的保存数据的存储库；运算装置；能对操作顺序进行控制，并选择所需处理的数据以及输出结果的装置。,一、计算机的发展,计算机的发展（续）,冯诺依曼思想计算机的基本结构采用二进制存储程序控制,计算机的发展（续）,1946年，在美国宾夕法尼亚大学生产ENIAC（Electronic Numerical Integrator And Calculator 电子数字积分计算机）第一台电子计算机重达30吨占地250m2启动工耗150000瓦18000个电子管保存80个字节,计算机的发展（续）,二、计算机的分类,1、按性能分：,计算机的分类（续）,2、按处理数据的形态分：数字计算机、模拟计算机、混合计算机3、按
3、使用范围分：通用计算机、专用计算机,三、计算机的特点,运算速度快计算精度高存储容量大逻辑判断能力强自动化程序高可靠性高适用范围广、通用性强,四、计算机的用途,科学计算（数值计算）数据处理（信息处理）过程控制计算机辅助系统（CAD、CAM）人工智能计算机网络电子商务现代教育（CAI、模拟、多媒体、远程教育）家庭生活,五、计算机发展趋势,巨型化微型化网络化智能化多媒体化新型计算机（光计算机、生物计算机、量子计算机）,第二节 计算机系统的组成,一、计算机的系统构成二、硬件系统三、软件系统,硬件系统,软件系统,中央处理器CPU（运算器、控制器）,内存储器（ROM、RAM）,输入设备（键盘、鼠标）,系统
4、软件,应用软件,外存储器（软盘、光盘、硬盘、磁带等）,操作系统：DOS、Windows、UNIX、Linux等数据库管理系统,计算机系统,输出设备（显示器、打印机）,应用程序：汉字软件（王码、金山等）财务软件（用友、先锋、金蜘蛛）字处理软件（Word）工具软件：WINZIP等,一、计算机系统构成示意图,存储器,运算器,控制器,计算机的系统构成,冯诺依曼计算机5大基本部件,控制器：电子计算机的指挥部，负责协调指挥各部件的工作。运算器：对数据进行算术运算和逻辑运算的部件。存储器：计算机记忆或暂存数据的部件。输入设备：输入是指利用某种设备将数据转换成计算机可以接收的编码，所使用的设备称为输入设备。输
5、出设备：用来输出处理结果的设备。,计算机的系统构成,内存储器,中央处理器（CPU）,控制器,输入设备,输出设备,运算器,计算机硬件系统构成,计算机的系统构成,计算机系统构成（续）,指令：是一组二进制代码数（0，1），是计算机可执行的、完成一个基本操作的命令。（一道工作命令）指令=操作码（什么操作）+操作数（什么数据）程序：指按特定顺序排列，可使计算机能执行某种任务的语句集。（完成一定功能）,计算：1+(2*3)-52*3=66-5=11+1=2结论：1+(2*3)-5=2,计算机系统构成（续）,系统软件,应用软件,主机,二、硬件系统 CPU,运算器,控制器,运算器的任务是对信息进行加工处理。功
6、能：主要完成各种算术运算和逻辑运算。,控制器是计算机的指挥控制中心。功能：读取指令，分析指令，并作出相应的控制。控制器按照计算机的工作节拍（主频）产生各种控制信号，以指挥整个计算机有条不紊地自动执行程序。,硬件系统,存储器,存储器是计算机的记忆装置。,内部存储器（主存）,外部存储器（辅存）,硬件系统,内存储器,ROM(Read Only Memory)：只能读出信息，不能写入新的信息；存放在ROM中的信息能长期保存而不受停电的影响。其中常存放一些不能改写的管理机器本身的监控程序和其他服务程序。RAM(Random Access Memory)：可读可写，关机后RAM中的信息自动消失。一般用来存
7、储计算机运行的程序、数据以及支持用户程序运行的系统程序。注意：计算机内存容量是指RAM的大小。,硬件系统,外存储器,常见的外存储器有：硬盘：固定在机箱内，容量大。移动硬盘：容量大、USB接口，携带方便。优盘：USB接口，体积小，携带方便。光盘：方便存储永久性数据。,存储容量大,断电后，数据不丢失。,硬件系统,硬件系统（续）,主机箱构成：机箱壳+电源主板内存CPU+风扇显示卡硬盘光驱(软驱)网卡,机箱壳,硬盘,软驱及软盘,光驱,主板,显卡,网卡,电源,硬件系统（续）,硬件系统（续）,Modem,显示器,键盘,鼠标,打印机,U盘,移动硬盘,扫描仪,计算机的配置,CPU类型：Intel Pentiu
8、m 4系列、AMD Athlon系列主频速度：2.0G赫兹以上主板及扩展插槽：芯片组支持、PCI串口（COM）、并口（LPT）数量：12其它接口：PS/2（鼠标接口）、USB（其它外设接口）内存（主存）：RAM:DDR3硬盘（外存）:40G 320G光驱：CD-ROM、DVD-ROM显示器标准：CRT、液晶其它配置：显示卡（显存）、网卡、声卡,硬件系统,计算机的性能指标,字长：一次可以同时处理二进制数的位数，由主板、CPU决定主频：CPU的频率（Hz）运算速度：运算一条加法指令的时间MIPS（百万次/秒）其它：存储容量、存储周期、可靠性、可维护性、平均无故障时间、性价比等,硬件系统,三、软件系
9、统,软件系统计算机运行所需的各种程序及其有关资料文档系统软件操作系统语言处理程序系统诊断监控程序数据库管理程序应用软件应用程序工具软件（阿里旺旺),操作系统,控制、管理和监督计算机软硬件资源目的：方便用户使用计算机 统一管理计算机的全部资源五大功能：处理器管理、作业管理、存储器管理、设备管理、文件管理,软件系统,操作系统,目前主流操作系统：微软:DOS、Microsoft Windows苹果：Mac OS开源操作系统:Unix、Linux,软件系统,操作系统（续）,微机操作系统单用户单任务操作系统（DOS）单用户多任务操作系统（Windows98）多用户多任务操作系统（Unix、Win2000
10、、Win XP）,软件系统,语言处理程序,机器语言计算机能够识别，由0和1组成的指令或数据程序难读，难写，易出错，不易移植汇编语言简单助记符，通过汇编程序转变成机器语言难写，不易移植高级语言硬件无关，易写，易移植，执行效率较低C语言、Java语言、XML语言、Ruby语言等,软件系统,应用软件,应用软件为某一专门的应用目的而开发的软件通用应用软件支持最基本的应用，应用于几乎所有的专业领域，如办公软件包、浏览器、财务处理软件等专门行业的应用软件专门用于某一个专业领域，如牙科诊所、法律事务所定制的应用软件满足特殊需求的定制软件,软件系统,软件系统（续）,字处理：对文字和图形进行编辑排版Word、W
11、PS,表处理：提供数据的计算、分析与筛选等功能，绘制统计图表Excel、Lotus1-2-3,软件系统（续）,图形图像处理：用于美术设计、彩色印刷、排版、摄影和创建Web图片PhotoShop、CorelDraw,软件系统（续）,计算机辅助设计：AutoCAD、Protel,软件系统（续）,动画制作：Flash（二维）、3DMAX（三维）,软件系统（续）,数据库：对大量数据的存储、组织和检索能力Oracle、MySQL、Visual FoxPro、MS Access,第三节 计算机的信息表示与存储,一、计算机的信息单位二、计算机的数制三、非数值信息编码,计算机的信息表示与存储,在这部分里将介绍
12、如下几方面的内容：,逻辑运算概述数据在计算机中的表示数的表示范围信息内部表示与外部显示的关系十进制数的二进制编码BCD码西文字符的编码ASCII码,计算机中的信息单位进位计数制的概念计算机科学中常用的数制数制的书写规则进制的加减运算不同进制数之间的转换,一、计算机的语言二进制,计算机的信息单位,在冯诺依曼型计算机中，所有的信息都是采用二进制编码。包括：数据、指令；图形、声音、视频等。二进制系统仅有两个数0和1二进制表示信息的优点：易于物理实现二进制数运算简单 机器可靠性高通用性强,计算机中的信息单位,K（千）字节1KB=1024 BM（兆）字节1MB=1024 KBG（吉）字节1GB=1024
13、 MB T（太）字节1TB=1024 GB,计算机的信息单位,位（bit）存储数据的最小单位，表示1位二进制数字。简写为b。字节（Byte）字节是信息组织和存储的基本单位，也是计算机体系结构的基本单位。8个二进制位。简写为B。可存一个字母或数字。一个汉字占2个节。1 B=8 bit,计算机的信息单位（续）,字计算机内部进行数据处理的基本单位，word。是计算机内部CPU进行数据处理的基本单位。字长计算机一次可以同时处理二进制数的位数，字长越长，处理速度越快。由CPU芯片类型决定。,进位计数制的概念,二、计算机的数制,思考十进制数的特点：一个十进制数的每一位可以出现哪些符号？两个十进制数进行加法
14、或减法运算时候如何进位和借位？R进制：采用R个基本符号；遵循“逢R进1，借1当R”。基数：一种计数制允许选用基本数字符号的个数。如：十进制基数为10个。,十进制基数10，可使用0,1,2,3,4,5,6,7,8,9二进制基数2，可使用0,1八进制基数8，可使用0,1,2,3,4,5,6,7十六进制基数16，可使用0,9,A,B,C,D,E,F,计算机科学中常用的数制,二、计算机的数制,数制的书写规则,方法一：采用括号外面加下标。如：(1011)2：表示二进制数1011。(9981)10：表示十进制数9981。方法二：采用字母后缀：B：表示二进制数，如：101B。O：表示八进制数，如：101O。
15、D：表示十进制数，可省略，如：101D或101。H：表示十六进制数，如：101H。,二、计算机的数制,进制的加减运算逢R进1，借1当R,二进制运算法则：“逢2进1，借1当2”。例如：,二、计算机的数制,进制的加减运算逢R进1，借1当R,八进制“逢8进1，借1当8”。,十六进制“逢16进1，借1当16”,二、计算机的数制,各数制中数的对照表,思考：十进制数15，是个两位数。那么将它表示成二、八、十六进制。值为多少，分别是几位数？,二、计算机的数制,不同进制数之间的转换,思考：(10010101)2=(？)10=(？)8=(？)16,二、计算机的数制,位权,=1102+5101+3100,R进制按
16、权展开式的一般形式为：基数位权，之和N=dn-1bn-1+dn-2bn-2+d1b1+d0b0,十进制数153.29的按权展开式，如下：,式中：n 整数部分的总位数；m 小数部分的总位数；d下标 该位的数码；b 基数。b上标 位权。,数制中每一固定位置对应的单位值称为“权”。,二、计算机的数制,“二”、“八”、“十六”转“十”进制,1 0 0 1 0 1 0 1,=120+021+122+023+124+025+026+127,=149,b7 b6 b5 b4 b3 b2 b1 b0,=20+22+24+27,=1+4+16+128,写出按权展开式,按十进制规则计算求和,2:进制的基数；23=
17、8是b3位的权值,方法：按权展开，再求和。,二、计算机的数制,例1：将(101)2转换成十进制数。(101)2122+021+120 4+0+1(5)10例2：将(113)8转换成十进制数。(113)8 182+181+380 64+8+3(75)10例3：将(2B)16转换成十进制数。(2B)16 2161+11160 32+11(43)10,“二”、“八”、“十六”转“十”进制,方法：按权展开，再求和。,二、计算机的数制,“十”转“二”、“八”、“十六”进制,方法：整数部分和小数部分分别转换，两部分再求和。整数部分：除以基数，取余数；当商为零时，余数倒排序。小数部分：乘以基数，取整数；当小
18、数部分为零时，整数顺排序。,整数部分：除R取余；小数部分：乘R取整。,二、计算机的数制,“十”转“二”、“八”、“十六”进制,整数部分结果：(48)10=(110000)2,例1：将(48.375)10转换成二进制数。解：整数部分、小数部分 分别进行。整数部分转换过程如下：,二、计算机的数制,小数部分转换过程如下：0.3752=0.75 b-1=00.752=1.5 b-2=10.52=1.0b-3=1,小数部分结果：(0.375)10=(0.011)2,“十”转“二”、“八”、“十六”进制,整数部分结果：(48)10=(110000)2小数部分结果：(0.375)10=(0.011)2整数部
19、分+小数部分：(48.375)10=(110000.011)2,二、计算机的数制,“十”转“二”、“八”、“十六”进制,整数部分结果：(47)10=(101111)2,例2：将(47.39)10转换成二进制数。解：整数部分、小数部分 分别进行。整数部分转换过程如下：,二、计算机的数制,小数部分转换过程如下：0.392=0.78 b-1=00.782=1.56 b-2=10.562=1.12 b-3=1,小数部分结果：(0.39)10(0.011)2,小数部分转换时，乘2的过程一直继续下去，直到达到小数部分为零或者达到所需要的位数（例如本例中取了3位）。,“十”转“二”、“八”、“十六”进制,二
20、、计算机的数制,“十”转“二”、“八”、“十六”进制,整数部分结果：(47)10=(101111)2 小数部分结果：(0.39)10(0.011)2整数部分+小数部分：(47.39)10=(101111.011)2,二、计算机的数制,“二”转“八”进制,方法：“三位合一”。首先分组：以小数点为界，分别向左向右，每三位为一组，不足三位补零。其次转换：每一组二进制数转换成相应的一位八进制数。,例：将二进制数(1110111.11)2转化成八进制数。,二、计算机的数制,“八”转“二”进制,二进制和八进制对照表,例：将八进制数(34.57)8转化成二进制数。,方法：“一分三”。将八进制数的每一位数码转
21、换成三位二进制数即可。,二、计算机的数制,“二”转“十六”进制,方法：“四合一”首先分组：以小数点为界，分别向左向右，四位一组，不足四位补零。其次转换：每一组二进制数转换成相应的一位十六进制数。,二、计算机的数制,二进制和十六进制对照表,“二”转“十六”进制,例：将(1110111.11)2转化成十六进制数。,二、计算机的数制,“十六”转“二”进制,方法：“一分四”。将十六进制数的每一位数码转换成四位二进制数即可。例：将(AB.C)16转化成二进制数。,二、计算机的数制,三、非数值信息编码,ASCII码字符编码，用一个字节表示，最高位为0，共128种,非数值信息编码,非数值信息编码（续）,编码
22、的作用：需要计算机处理的数据（数值或字符）转换成二进制数字串，以便在机器中存储和处理字符输入时由机器将数据转换成二进制 编码；输出时由机器自动转换成对应符号,非数值信息编码,汉字交换码和汉字内码占2B,计算机的信息表示与存储,汉字交换码是指在不同汉字信息系统之间进行汉字交换时所使用的编码。我国1981年制定的“中华人民共和国国家标准信息交换汉字编码”(代号GB 231280)中规定的汉字交换码为标准汉字编码，简称GB231280编码或国标码。汉字内码是汉字在信息处理系统内部最基本的表现形式，是信息处理系统内部存储、处理、传输汉字而使用的编码，简称内码,汉字编码汉字输入码：五笔输入、拼音输入国标
23、码：GB2312-80，机内码（内码）：汉字在设备或信息处理系统内部最基本的表达形式,非数值信息编码,汉字字形码,点阵方式矢量方式,点阵：汉字字形点阵的代码1616,2424,3232,4848,矢量：存储的是描述汉字字形的轮廓特征。,=1616 bit=256 bit=32 B,思考:存储右边的这个汉字需要多少字节？,汉字字形码是表示汉字字形信息的编码，在显示或打印时使用。,非数值信息编码,信息内部表示与外部显示字符是通过ASCII方式输入输出的图像、声音使用数据前一段协议来识别,非数值信息编码,第四节 计算机安全知识,一、信息安全概述二、计算机病毒与防范,一、信息安全概述,访问控制：对用户
24、访问权限的控制防火墙：保护本机（或内网）安全的系统信息加密：保证秘密信息通过网络时更安全,二、计算机病毒与防范,是人编制的程序，用于侵入计算机，或破坏计算机的软硬件。计算机病毒特点：寄生性、破坏性、传染性、针对性、潜伏性传播途径：软盘（U盘）、网络、光盘症状：系统变慢、网络非正常访问等,计算机病毒与防范（续）,预防和清除重要数据备份安装病毒防火墙查杀病毒（金山毒霸、Norton Anti-Virus、Kaspersky、PC-Cillion）木马：远程监控程序,总结,通过本章的学习，能对计算机有一个初步的认识和理解，为今后的学习打下基础。,作业,了解计算机的外观、发展史、分类、技术发展方向及应用领域了解计算机外部设备及其功能掌握计算机的系统组成及相互之间的关系,
