[互联网]基础1、2wlx信息技术与计算机概述计算机系统.ppt

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1、主 讲：王丽霞办公室：西区主楼东214信 箱：,计算机应用基础,1,2,教学内容,第一章 信息技术与计算机概述第二章 计算机系统第三章 操作系统与文件管理 第四章 计算机多媒体技术第五章 数据库系统及其应用第六章 计算机网络和INTERNET第七章 计算机信息安全技术,3,授课计划,授课计划（4-11周）课堂学时 16学时 实验学时 16学时学分 2学分,4,考核方式,考试50分实验30分 出勤10分 两次测验各10分 平时20分 出勤10分 EXCEL、WORD作业各5分,5,课程要求,学习要求基础理论，操作能力按时完成作业作业要求电子文档形式完成发送至 网路教学平台文件命名主题 例：12信

2、管1班-姓名（学号）,6,信息技术与计算机概述,计算机的发展,计算机的特点,计算机的应用,计算机中的数据表示,信息技术的发展,第一章,7,信息化社会的特点,信息化社会对计算机人才的需要,什么是计算机,电子计算机 electronic computer利用电子学原理根据一系列指令来对数据进行处理的机器功能可以完成大量，复杂的数值计算可以实现各种信息处理强大的工具，应用渗透到各行各业,8,1.1 计算机的发展,1.1.1 手动计算器,算筹 算盘计算器和计算尺,9,1.1 计算机的发展,1.1.2 机械式计算器：机械式计算器则可以自己实现算法,加法器 计算器差分机和分析机,帕斯卡,由许多轮子组成的保

3、存数据的存储库；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。今天电子计算机的直系祖先,莱布尼茨,查尔斯巴贝奇,10,1.1 计算机的发展,近代计算机的发展艾兰图灵(英国)图灵机（Turing machine）模型，奠定了可计算理论的基础；提出了机器智能的概念。冯诺依曼(美籍匈牙利)程序存储体系的概念奠定了现代计算机的体系结构,11,1.1 计算机的发展,1.1.3 电子计算机问世世界上第一台电子计算机1941年阿塔纳索夫-贝瑞计算机真空管计算器，二进制数值，可复用内存第一台全自动计算机基于二进制的“埃尼阿克”（ENIAC，1946年），全称“電子數值積分計算器”,Electr

4、onic Numerical Integrator And Calculator,12,1.1 计算机的发展,ENIAC 电子数值积分计算机，美国宾夕法尼亚大学,重达30吨占地250m2启动工耗150000瓦18000个电子管保存80个字节,13,14,1.1.4 电子计算机的发展阶段,1.1.4 电子计算机的发展阶段,第一代 电子管计算机时代通过机器语言，汇编语言写程序应用只限于数值计算体积庞大，造价高，速度慢，储存容量小第二代 晶体管计算机时代开始使用高级语言应用扩展到事物、数据处理与控制体积减小，成本降低，速度，可靠性提高,15,第三代 集成电路时代通过在单晶硅片上集成电子元件 组成逻辑

5、电路使用半导体存储器，发展出了操作系统图形处理等领域广泛应用,1.1.4 电子计算机的发展阶段,16,大规模集成电路LSI(Large Scale Integration),超大规模集成电路VLSI(Very Large Scale Integration),第四代 大规模集成电路计算速度大幅度提高操作系统完善，数据库，网络技术、多媒体、分布式处理、仿真模拟飞速发展应用渗透到各行各业，成为必备工具,1.1.4 电子计算机的发展阶段,结果：微处理器和微计算机的诞生,17,摩尔定律,英特尔（Intel）创始人之一戈登摩尔（Gordon Moore）提出内容：集成电路可容纳的晶体管数目，约每隔24个

6、月便会增加一倍，性能也将提升一倍，或者说，每一美元所能买到的电脑性能，将每隔24个月翻两倍以上一种简单评估半导体技术发展的经验法则，揭示了技术进步的速度适用时间一、还会延续10-15年二、摩尔定律时代即将结束,18,19,电子计算机的发展遇到瓶颈,随着元器件的高度密集，高热量与干扰问题电子运动速度限制了运算速度功能要求复杂需增加集成度，已经接近极限。,20,未来新型计算机的发展方向,光计算机利用光作为信息传输的媒体高传输速度，光电混合生物计算机（分子计算机）采用生物芯片，利用蛋白质的开关特型高速，高储存，体积微小量子计算机利用处于多实现态下的原子进行运算的计算机可以同时实现多重运算，提高运算速

7、度,21,未来新型计算机的发展方向,超导计算机采用超导开关器件和超导存储器元件开关速度快、功耗小、散热量少、集成度高其性能是现有计算机无法比拟的神经网络计算机从人脑工作的模型中抽取计算机设计模型采用许多处理机模仿人脑的神经元机构采用分布式网路，极具发展前景,22,计算机处理数据的方式 计算机使用范围 计算机的规模,数字计算机 模拟计算机 数模混合计算机,通用计算机 专用计算机,巨型计算机 大/中型计算机 小型计算机 个人计算机(Personal Computer,PC)工作站 嵌入式计算机,1.1.5 计算机的分类,23,24,个人计算机、服务器、大型机和超级计算机、嵌入式计算机,服务器的目的

8、是通过为网络（如因特网或家庭网络）上的计算机提供数据来向它们提供服务大型计算机（或简称“大型机”）是大型且昂贵的计算机，能同时为成百上千的用户处理数据计算机如果被归类于超级计算机，那么它一定是这个时代里世界最快的计算机之一计算机密集型问题是使用复杂的数学计算处理大量数据的问题,24,25,个人计算机、服务器、大型机和超级计算机、嵌入式计算机,25,世界第九大,欧洲最大超级计算机MareNostrum,26,27,28,29,30,个人计算机、服务器、大型机和超级计算机、嵌入式计算机,个人计算机是基于微处理器的计算设备，用来满足个人的计算要求,30,31,PDA、便携式播放器和智能电话,31,3

9、2,PDA、便携式播放器和智能电话,PDA（个人数字助理）是袖珍数字记事簿，它带有小型标准键盘或者触摸屏幕，靠电池运行，并在掌中使用掌上电脑在本质上是带有例如移动存储器、电子邮件、Web接入、语音通信、内置相机和GPS等功能的加强版PDA智能电话，除了语音通讯外，还包含其它功能，如完整的标准键盘、文本消息、电子邮件、Web接入、移动存储器、照相机、FM收音机、数字音乐播放器、游戏软件、财务管理、个人管理、GPS和地图等iPod和其它类似装置被归类于便携式媒体播放器，因为他们的主要功能是播放音乐、播放视频和存储照片,32,33,个人计算机、服务器、大型机和超级计算机、嵌入式计算机,工作站这个术语

10、包含两种含义:连接到网络的普通的个人计算机性能强劲的用来执行高性能任务的桌面计算机,33,个人计算机、服务器、大型机和超级计算机、嵌入式计算机,嵌入式计算机不仅把运算器和控制器集成在一起，而且把存储器、输入输出控制与接口电路等也都集成在同一块芯片上。嵌入式计算机是内嵌在其他设备中的计算机例如控制大棚的湿度和温度，监测病人的心率和血压，播放MP3音乐，机器人,34,信息技术与计算机概述,计算机的发展,计算机的特点,计算机的应用,计算机中的数据表示,信息技术的发展,第一章,35,信息化社会的特点,信息化社会对计算机人才的需要,1.2 计算机的特点,运算速度快自动化程度高强大的“记忆”能力具有逻辑判

11、断能力精度高,36,信息技术与计算机概述,计算机的发展,计算机的特点,计算机的应用,计算机中的数据表示,信息技术的发展,第一章,37,信息化社会的特点,信息化社会对计算机人才的需要,科学计算(数值分析）：用于完成科学研究和工程技术中数学问题的计算。数据处理 实时控制：工业和军事上的重要应用。信息管理：特点是涉及数据量大，计算方法简单。,1.3 计算机的应用,38,计算机辅助系统：（CAD/CAM/CAI/CAT）办公自动化 人工智能：用计算机来模拟人类某些的脑力劳动 电子商务,1.3 计算机的应用,39,信息技术与计算机概述,计算机的发展,计算机的特点,计算机的应用,计算机中的数据表示,信息技

12、术的发展,第一章,40,信息化社会的特点,信息化社会对计算机人才的需要,1.4 信息编码与数据表示 数据表示,信息在计算机中的表示,计算机能直接识别、加工、处理的信息,所有的外部信息都得按一定的规则转换成二进制信息后，才能被计算机所识别。,二进制编码,二进制信息,41,42,数据在计算机中的表示,二进制优点：物理上容易实现，运算简单，可靠性、通用性强,1.4 信息编码与数据表示 信息编码,数制编码常用的信息编码汉字的编码,43,数制,数制编码常用的信息编码汉字的编码,用一组固定的数字和一套统一的规则来表示数值的方法。,44,1.4.1 常用数制,十进制：逢十进一(213.68)10=2102+

13、1101+3100+810-1+610-2,相邻两位中高位的权与低位的权之比,权,权：数位代表的不同数值，R进制数的基数为R,基数：,基数是10,数码 09,45,R进制数的分解,N=an-1rn-1an-2rn-2a0r0a-1r-1a-mr-m,r进制数N可表示 为,46,1.4.2 二进制数,二进制：逢二进一,=124+023+122+121+120,(10111)2,基数：,权：,2,各位上的权值是基数2的若干次幂,=23,()10,数码 0、1,47,二进制数转换成十进制数：,整数：除“2”取余；小数：乘“2”取整。,(10111)2=(23)10,十进制数转换成二进制数,按权展开求

14、和法,=124+023+122+121+120,48,【例】将(215)10转换为二进制数。,215,2,107,2,1,53,1,1,2,26,2,13,2,6,2,3,2,1,2,1,0,1,0,1,1,高位,低位,(215)10=(11010111)2,余数,除“2”取余,49,【例】将(0.8125)10转换为二进制数。,0.8125,2,1.6250,0.6250,2,1.2500,0.2500,2,0.5000,2,1.0000,1,1,0,1,取整数,低位,高位,(0.8125)10=(0.1101)2,乘“2”取整,50,【例】将(0.1)10转换为二进制数。,0.1,2,2,

15、0.4,2,0.8,2,1.6,0.2,2,1.2,0.6,0.2,0,0,0,1,1,(0.1)10=(0.000110011)2,一个十进制小数不一定能精确转换成二进制小数,可根据精度要求只保留小数点后某一位为止,51,【例】将(215.8125)10转换为二进制数。,(215.8125)10=(215)10+(0.8125)10,(215)10=(11010111)2,(0.8125)10=(0.1101)2,(215.8125)10=(11010111.1101)2,若要转换的十进制数既有整数部分，又有小数部分，应分别转换,52,二进制的加法运算,加法运算法则0+0=00+1=1+0=

16、11+1=0(向高位进位，实际为1+1=10)例 1101+1110=？,53,二进制的减法运算,减法运算法则0-0=1-1=01-0=10-1=1（向高位借位）11011-1110=？,54,二进制的乘法运算,乘法运算法则0*0=00*1=1*0=01*1=11101*1010,55,二进制的除法运算,除法运算法则乘法的逆运算1110111011=,56,二进制数的逻辑运算-非(NOT),逻辑非,逻辑非的真值表,57,二进制数的逻辑运算-与AND,逻辑与AB,58,逻辑与的真值表,二进制数的逻辑运算-或OR,逻辑或运算A+B,逻辑或的真值表,59,1.4.3 八进制数,八进制：逢八进一,基数

17、：,权：,8,各位上的权值是基数8的若干次幂,(154.11)8=182+581+480+18-1+18-2,=108.140625,()10,数码 07,60,八进制数转换成十进制数：,整数：除“8”取余；小数：乘“8”取整。,十进制数转换成八进制数:,按权展开求和法,61,1.4.4 十六进制数,十六进制：逢十六进一,基数：,权：,16,各位上的权值是基数16的若干次幂,(A12)16=10162+1161+2160,=2578,()10,数码 09 AF,62,十六进制数转换成十进制数：,整数：除“16”取余；小数：乘“16”取整。,十进制数转换成十六进制数:,按权展开求和法,63,数制

18、的表示,如何知道一个数是十进制234.567(234.567)10八进制(234.567)8二进制(101.11)2十六进制101A16 101A(H),进制表示符号B(binary)二进制O(octonary)八进制D(decimal)十进制H(hexadecimal)十六进制,234.56(D),234.56(O),101.11(B),64,常用计数制的基数和数字符号,R进制数用 r个基本符号（例如0，1，2，r-1）表示数值,65,练习：十进制转为8，16进制,100(D)=?(O)=?(H)=144(O)=64(H),66,八进制与二进制的转换,八进制数与二进制数的关系：一位八进制数对

19、应三位二进制数,八进制：0 1 2 3 4 5 6 7,二进制：,000,001,010,011,100,101,110,111,67,二进制,八进制:,合三为一,(11010111.1101)2,7,2,3,6,4,=(327.64)8,八进制,二进制:,一分为三,(1 6 7.5 4)8,001,110,111,101,100,=(1110111.1011)2,68,十六进制与二进制的转换,十六进制数与二进制数的关系：一位十六进制数对应四位二进制数,十六进制：0 1 2 3 4 5 6 7,二进制：0000 0001 0010 0011 0100 0101 0110 0111,十六进制：8

20、 9 A B C D E F,二进制:1000 1001 1010 1011 1100 1101 1110 1111,69,二进制,十六进制:,合四为一,(11010111.11001)2,7,D,C,8,=(D7.C8)16,十六进制,二进制:,一分为四,(A 6.5 8)16,1010,0110,0101,1000,=(10100110.01011)2,70,练习：转换为10进制(权展开求和法),(10101)B=1*24+0*23+1*22+0*21+1*20=(21)10(101.11)B=1*22+0*21+1*20+1*2-1+1*2-2=(5.75)10(101)O=1*82+0

21、*81+1*80=64+1=(65)10(71)O=7*81+1*80=57(101A)H=1*163+0*162+1*161+10*160=63+16+10(4106)10,71,权展开法转10进制：,110101.11B432.6O=3AF1.5 H,=1*25+1*24+0*23+1*22+0*21+1*20+1*2-1+1*2-2=32+16+0+4+0+1+0.5+0.25=53.75D,4*82+3*81+2*80+6*8-1=4*64+3*8+2*1+6*1/8=282.75D,=3*163+A*162+F*161+1*160+5*16-1=3*4096+A*256+F*16+1

22、*1+5*1/16=12288+2560+240+1+0.3125=15089.3125 D,72,练习：十进制转为其他进制(取余法),转为2进制整数部分，除2取余小数部分，乘2取整例：53.725D=(？)B整数部分53D=110101B小数部分0.725D=0.1011B53.75D=110101.1011B,73,练习：十进制转为2进制,例：100.345(D)=1100100.01011(B),74,练习：其他进制之间的转换,二进制-八进制从小数点位向左、向右每三位分为一组，读出对应的数码 1001110010.1010(B)=1162.50(O)1 001 110 010.101 0

23、 1 1 6 2.5 0,75,练习：其他进制之间的转换,八进制-二进制方法：每个八进制数用三位二进制数表示,读出对应的数码,2571.33(O)=10101111001.011011(B)2 5 7 1.3 3 010 101 111 001.011 011,76,练习：其他进制之间的转换,二进制-十六进制从小数点位向左、向右每四位分为一组，读出对应的数码,1001110010.1010B=272.AH 10 0111 0010.1010 2 7 2.A,77,练习：其他进制之间的转换,十六进制-二进制方法：每个十六进制数用四位二进制数表示,读出对应的数码,25F.3CH=100101111

24、1.001111B 2 5 F.3 C 0010 0101 1111.0011 1100,78,练习：二，八，十六进制转换,一位八进制数对应三位二进制一位十六进制数对应四位二进制二进制转八，十六进制整数部分：从右向左 按三(四)位进行分组小数部分：从左向右 按三(四)位进行分组不足补零,144(O),64(H),1 101 101 110.110 101(B)=1556.65(O)1 5 5 6 6 511 0110 1110.1101 01(B)=36F.D4(H)3 6 F D 4,79,=001 100 100(B),1 4 4,6 4,=0110 0100(B),2进制，8进制，16进

25、制的关系,80,1.4.5 二进制在计算机内的表示,真值数：,机器数：,计算机外部用“+”、“-”表示的数,计算机内存放的连同符号位一起数码化的数。,81,1.4.5 二进制在计算机内的表示,机器数的表示：,定点数：浮点数：,小数点位置不固定的数（科学计数法）。,小数点位置固定在某一位置上的数。,82,机器数在机器中的存放方法：,原码反码补码,83,原码,将真值数的“+”用“0”表示，“-”用“1”表示的机器数。,例如：真值：+1001-0110,原码：,00001001,10000110,假设字长为8位，最高位为符号位,符号位,84,反码,正数：,原码：,负数：,在原码的基础上，符号位不变，

26、数值位各位变反。,反码和原码相同；,例如：真值：+0110 1011,反码：,00000110,10001011,00000110,11110100,85,补码,正数：,原码：,负数：,在反码的基础上，最低数值位加“1”。,补码和反码相同；,例如：真值：+0110 1010,反码：,00000110,10001010,00000110,11110101,补码：,00000110,11110110,86,我们使用自然语言文字英文 中文 日文.计算机使用机器语言,1.4.6 常用信息编码,常用编码,87,1.4.6 常用信息编码,8421码（BCD码）ASCII码（American Standar

27、d Code For Information Interchange）汉字编码,二十进制的数字编码,字符编码,处理汉字,88,8421码（BCD码）,每位十进制数用4位二进制数编码表示,89,ASCII码,一般置为0,用七位二进制数进行编码 27=128个字符,表示：英文字母、数字符号、算术与逻辑运算符、标点符号,高位,低位,American Standard Code for Information Interchange,90,A：,ASCII码,01000001,0,a：,ASCII码,01100001,0,()2,()2,91,常用ASCII码对照表,换行 10 回车 13 空格32

28、09 4857 AZ 6590 az 97122,92,汉字编码,汉字输入码音码（拼音输入法）形码（字型输入，比如五笔）汉字交换码：国标码(GB231280)：每个汉字占两个字节。一级汉字：3755个；二级汉字：3008个机内码汉字在设备或信息处理系统内部最基本的表达形式字型码：显示，打印用的点阵码,93,汉字的输入码：,从键盘输入汉字时所用的代表该汉字的编码。,94,键盘输入指法,小拇指,无名指,中指,食指,小拇指,无名指,中指,食指,95,常用汉字输入法,搜狗拼音输入法免费下载词库多全，适合中国人使用习惯微软拼音Windows系统自带,五笔字型码、区位码,96,汉字的交换码：,汉字在信息交

29、换时使用的编码。,国标码或区位码,在国标码中，将汉字分成94个区，每个区分成96位,每个汉字以两个字节表示，第一个字节表示区码，后一个字节表示位码,97,汉字的内码：,汉字在计算机中存储、处理、传输用的编码,每个汉字内码占两个字节，与ASCII码相容，每个字节的最高位均为1,98,汉字的字型码：,显示、打印用的点阵代码,汉字字库的字型按字型点阵数量来分：16*16 24*24 32*32,99,输入码,交换码（国标码）,内码,字型码,显示汉字,打印汉字,汉字编码之间的关系,100,进制转换-复习,其他进制转为十进制拆分法：数码*权十进制转为其他进制整数部分：取余法；小数部分：取整法二，八，十六

30、进制相互转换八 二 一分为三，二 八 合三为一十六 二 一分为四，二 十六 合四为一,101,信息技术与计算机概述,计算机的发展,计算机的特点,计算机的应用,计算机中的数据表示,信息技术的发展,第一章,102,信息化社会的特点,信息化社会对计算机人才的需要,1.5 信息技术的发展,21世纪是信息化的崭新时代，信息技术是当今世界上发展最为迅速的产业，信息处理技术突飞猛进，日新月异，给人类社会带来了前所未有的冲击和变革，信息技术水平已经成为衡量一个国家科学技术水平的重要标志。,103,信息与数据,信息：一般来说，信息既是对各种事物变化和特征的反映，又是事物之间相互作用和联系的表征。数据是信息的载体

31、：数据包括数值、文字、语言、图形、图像等多种形式。信息与数据不同：信息是有意义的，而数据则没有。,104,信息分类,信息可从不同的角度分类：（1）按照信息来源分类，一般将信息分为宇宙信息、地球自然信息和人类社会信息三类（2）按用途分为决策信息、预测信息、统计信息、行为信息、控制信息、销售信息、管理信息和市场信息。（3）依据信息的作用分为有用信息、无用信息和干扰信息。,105,信息技术,联合国教科文组织对信息技术的定义是：应用在信息加工和处理中的科学、技术与工程的训练方法和管理技巧；上述方面的技巧和应用；计算机及其与人、机的相互作用；与之相应的社会、经济和文化等诸多事物。该定义侧重于信息技术的应

32、用，针对信息技术可能对社会、科技、人们的日常生活产生的影响进行了广泛的研究。,106,信息技术,在计算机相关专业中，信息技术（Information Technology，IT）是指用于管理和处理信息所采用的各种技术的总称。它主要应用计算机科学和通信技术，进行信息的传输、加工和处理以及实施信息管理，因此也被称为信息和通信技术（Information and Communication Technology，ICT）。,107,信息技术的内容,信息技术的主要内容包含三个层次：,108,信息基础技术,信息基础技术就是信息技术的基础，可以概括为对新材料、新能源、新器件的开发和制造技术。微电子技术光子

33、技术,109,信息系统技术,信息系统技术是指与获取、传输、处理、控制信息的系统相关的技术，包括感测与识别技术、传递技术、信息施用技术。信息获取技术 信息处理技术 信息传输技术 信息控制技术 现代信息存储技术,110,信息应用技术,信息应用技术是以实用为目的的。在当今社会，信息技术在各个领域得到了广泛的应用，如人工智能、互联网通信、办公自动化、工业自动化等，显示出其强大的生命力，对社会的生产和人类的生活产生了巨大的影响。,111,信息技术的应用热点,当今，人们普遍关心信息技术的应用热点、新潮信息产品的发展和应用。可视图文电视会议电子出版和电子书数字图书馆,112,信息技术与计算机概述,计算机的发

34、展,计算机的特点,计算机的应用,计算机中的数据表示,信息技术的发展,第一章,113,信息化社会的特点,信息化社会对计算机人才的需要,1.6 信息化社会的特点,随着社会生产力发展，人类认识和实践活动的不断推动下，信息技术将会得到更快、更广、更深的发展，其发展趋势可以概括为数字化、多媒体化、高速化、网络化、宽频带、智能化等。,114,信息技术与计算机概述,计算机的发展,计算机的特点,计算机的应用,计算机中的数据表示,信息技术的发展,第一章,115,信息化社会的特点,信息化社会对计算机人才的需要,1.7 信息化社会对计算机人才的需求,根据社会对计算机专业毕业生的需求，大致上可以将计算机人才分为以下三

35、类：从事研究型工作的专门人才，主要从事计算机基础理论、新一代计算机及其软件核心技术与产品等方面的研究工作，具有创新意识和创新能力。从事工程型工作的专门人才，主要从事计算机软硬件产品的工程性开发和实现工作，需要熟练掌握并应用计算机技术原理、具备职业道德、社会责任感、团队精神等。,116,1.7信息化社会对计算机人才的需求,从事应用型(信息化类型)工作的专门人才，主要从事企业与政府信息系统的建设、管理、运行、维护的技术工作，以及在计算机与软件企业中从事系统集成或售前售后服务的技术工作，需要熟悉多种计算机软硬件系统的工作原理，能够从技术上实现信息化系统的构成和配置。,117,计算机系统,计算机系统的

36、组成,计算机的基本结构和工作原理,计算机性能评价,计算机软件系统,第二章,118,办公自动化应用案例,119,一份4000元装机配置单,CPU Intel酷睿2双核E4400(盒)￥520主板 华硕P5QL￥599内存 金士顿2GBDDR2800￥135硬盘 日立250G7200转8M（串口/3年盒）￥280显卡 七彩虹IGAME9600GT-GD3UP￥788光驱 先锋DVD-130D1￥120显示器 飞利浦220SW91￥1210机箱 百盛博弈C4041￥80电源 航嘉冷静王钻石2.3版本￥228键鼠 貂王炫美光学套装K51￥39合计金额：3999元,120,2.1 计算机系统的组成,计算

37、机系统的组成,硬件系统 软件系统,121,计算机硬件(Hardware)：,组成一台计算机的物理实体。,看得见的部分,122,计算机软件(Software)：,计算机能够为我们使用，依靠的是软件能在硬件设备上运行的各种程序及其相关资料。,裸机：,不装任何软件的计算机。,123,计算机系统,计算机系统,124,计算机系统,计算机系统的组成,计算机的基本结构和工作原理,计算机性能评价,计算机软件系统,第二章,125,办公自动化应用案例,2.2.1 存储程序原理,2.2 计算机的基本结构和工作原理,冯.诺依曼体系二进制程序与数据一样存放在内存（存储器）中五大模块计算器控制器储存器输入输出设备,126

38、,冯诺依曼提出的“存储程序和程序控制”的思想数据传送功能数据存储功能数据处理功能操作控制功能操作判断功能,2.2 计算机的基本结构和工作原理,127,2.2.2 计算机的硬件系统,在计算机硬件系统中，运算器和控制器统称为中央处理器中央处理器与存储器合起来称为主机。,128,计算机硬件系统,计算机硬件(Hardware)组成：,运算器控制器存储器输入设备输出设备,算术运算逻辑运算,统一指挥和协调计算机各部件的工作,用于存储程序和数据,计算机与外部联系的通道,129,主板,内存条（主要存储器）,显卡等扩展卡,CPU（微处理器）,电源供应器,硬盘（次要存储器）,主机机箱,光驱,显示器,鼠标,键盘,1

39、30,2.2.3 CPU-中央处理器,运算器（ALU）控制器 高速缓存系统,Pentium,算术运算逻辑运算,统一指挥和协调计算机各部件的工作,131,Intel酷睿2双核,132,2.2.4中央理器的性能指标,时钟频率：它决定了执行指令的速度 字长：是微处理器CPU能同时处理的二进制数据的位数 能处理字长为8位数据的CPU通常就叫8位的CPU缓存（Cache）：是微处理器内部的专用高速内存,133,2.2.4中央理器的性能指标,指令系统：计算机设计人员为微处理器设计了各种指令，这些指令的集合称为指令系统处理技术：串行处理、流水线技术及并行处理,134,存储器中的所有信息都是以二进制数的形式存

40、放的。,2.2.5 存储器,135,每个存储单元可存放8位二进制数，称为一个字节（Byte），简记为B,存储单元,存储器,存储单元的地址,136,存储器,存储器的特点：,整个存储器被分成若干个存储单元，每个存储单元可存放8位二进制数，称为一个字节（Byte），简记为B,每个存储单元都用一个唯一的编号来标识，称为存储单元的地址,137,存储器,存储信息：用一个或若干个字节进行存放,138,例：存放独立的两个信息：1011011111000111,1,139,存储器,计算机存储容量的最小单位（基 本信息单位）：,存储信息的最小单位：二进制数的位 bit，其存放一位二进制数0或1。,字节,140,存

41、储器,存储容量：,一个存储器中所包含的字节数,存储容量的表示：,KB、MB、GB、TB,1KB=1024B=210Byte1MB=1024KB=220Byte1GB=1024MB=230Byte1TB=1024GB=240Byte,141,存储器的分类,外存储器,内存储器,存储器,只读存储器（ROM）Read Only Memory,随机存储器（RAM）Random Access Memory,142,内存储器,随机存取存储器(Random Access Memory，简称RAM)RAM通常指计算机主存，使用动态随机存储器，制作成内存条形式出现。RAM的特点,随机从RAM中读写数据；断电后RA

42、M的信息消失。,143,内存储器,只读存储器(Read only Memory，简称ROM)CPU对它们只取不存，其信息用户无法修改。ROM中一般存放计算机系统管理程序。ROM的特点,存储的内容一次性写入；使用时只能读出，不能再次写入；断电后内容不丢失。,144,内存储器,高速缓冲存储器CacheCPU和内存之间的一种可高速存取信息的芯片，用于解决它们之间的速度冲突问题，,145,辅助存储器,外存储器,内存储器,存储器,只读存储器（ROM）,随机存储器（RAM）,软盘,硬盘,光盘,（主存）,（辅存）,146,软盘,用表面涂有磁性材料柔软的聚酯材料制成.读写软盘时，磁头直接接触盘面。常用软盘容量

43、为1.44MB软盘容量最大的具有100MB250MB容量，如mo等软盘存储容量=磁道数扇区数磁盘面数扇区字节数例：3.5英寸软盘存储容量=80182512B=1.44B,软 盘,147,光盘,利用光学方式读取，储存信息容量较大分为只读与可写最大容量高达400GB读写面怕磨损,148,硬盘,149,硬盘,硬盘片是由涂有磁性材料的铝合金构成读写硬盘时，磁性圆盘高速旋转产生的托力使磁头悬浮在盘面上而不接触盘面技术成熟，容量大怕震动,150,利用闪存芯片的存储器,闪存 flash memory(半导体芯片)具有高速，安全地特性可擦写次数达到10万次单位容量造价高,U盘,151,2.2.6 输入设备,键

44、盘、定点设备、扫描仪等,152,键盘鼠标,153,2.2.7 输出设备,尺寸,显示器、打印机、绘图仪等,显示器,主要指标：,刷新频率,分辨率（像素）,扫描方式,154,显示器,液晶显示器LCD,CRT,155,显卡,显卡是主机与显示器之间的接口电路。它的主要功能是将要显示的字符或图形的机器内码转换成图形点阵，并形成视频信号输出到显示器。有些显卡插在系统主板的总线扩展槽上，这种显卡称为独立显卡。有些主板将视频接口电路直接做在其上，这种显卡称为集成显卡。显卡内有一个专用的视频内存，称为显存，用于存储正在处理而未被显示的屏幕图像。大容量的显存是进行动作游戏、三维建模等需要快速更新屏幕的关键部件。除了

45、显存外，多数的显卡还含有专用的图形加速器技术以增强性能。,156,输出设备,点阵式、喷墨式、激光,打印机：,157,输入输出设备(I/O)的连接,数据寄存器:用来存放主机与外设之间传送的数据控制寄存器:用来存放处理器发给外设的命令信息状态寄存器:用来保存外设及接口的状态信息,输入输出设备与主机的连接通过寄存器控制,158,通讯设备,调制解调器,网络适配卡,调制：,解调：,159,2.2.8 总线各部件的连接,总线-以主板为载体，连接微处理器，储存器以及其他外围设备的线路,160,总线的分类,根据连接对象内部总线：连接CPU的各个组成部件（芯片内部）系统总线：连接计算机中各大部件外部总线：连接计

46、算机和外部设备传输对象地址总线:传输地址信息数据总线:传输数据信息控制总线:传输控制信息根据通信方式并行总线:通信速度快、实时性好串行总线:简易、方便、灵活,161,1片内总线：片内总线是微处理器芯片内部采用的总线结构，它服务于芯片内部各个功能部件。片内总线的连接形式往往取决于芯片生产商的自主设计，没有统一的标准。2系统总线：系统总线主要用于连接计算机内部的各大模块，包括地址总线、数据总线和控制总线。3I/O总线：I/O（Input/Ooutput，输入输出）总线也称为设备总线，用于连接计算机系统中的各种外部设备，如ISA总线、PCI总线、AGP总线等。4外部总线：外部总线又称为通信总线，用于

47、完成计算机系统之间或计算机与其它外部设备之间的通信。如RS-232C总线以串行方式实现计算机系统与其他设备之间的数据通信。,162,163,个人计算机（微型计算机）,微型机算计也称为个人计算机即pc机或微机。,微型计算机由主机、外设组成。,主机系统主板、CPU、主存储器、高速缓冲存储器、I/O总线和扩展槽、通用串行总线（USB）输入/输出接口电路等。,系统主板,CPU,ROM,个人计算机（微型计算机）,164,系统主板,主板连结着主机箱内的其他硬件，是其他硬件的载体，因此又称“母板(Motherboard)”主板的功能(主板的结构及CPU的使用)由芯片组决定，根据其功能，分做南桥芯片和北桥芯片

48、南桥芯片主要负责I/O接口控制、IDE设备（硬盘等）控制以及高级能源管理等北桥芯片负责与CPU的联系并控制内存、AGP、PCI数据在北桥内部传输，由于北桥芯片的发热量较高，所以芯片上会装有散热片。,165,主板示意图,166,PC99规范要求主板各接口必须采用有色识别标识,167,主机箱,168,电源,169,完整的机箱后部,170,2.2.9 计算机的工作原理,冯诺依曼提出的“存储程序和程序控制”的思想,171,数据的运行流程,172,计算机的工作原理,指令是能被计算机识别并执行的的二进制代码完成一种操作。,173,指令执行的过程,取指令 按照指令计数器中的地址，从内存储器中取出指令，并送往

49、指令寄存器。分析指令 对指令寄存器中存放的指令进行分析，由译码器对操作码进行译码，将指令的操作码转换成相应的控制电位信号；由地址码确定操作数地址。执行指令 由操作控制线路发出完成该操作所需要的一系列控制信息，去完成该指令所要求的操作。一条指令执行完成，指令计数器加1 或将转移地址码送入程序计数器，然后回到。,174,计算机系统工作示意图,175,计算机工作原理示意,176,计算机系统,计算机系统的组成,计算机的基本结构和工作原理,计算机性能评价,计算机软件系统,第二章,177,办公自动化应用案例,计算机的主要性能指标：,字长,内存容量,运算速度,计算机一次能够并行处理的二进制代码的位数。8位机

50、、16位机、32位机、64位机；,指主存储器所能存储的二进制信息的总量。内存容量：128MB、256MB、512MB等；,指每秒执行的指令数量。单位：MIPS；,178,计算机的主要性能指标：,时钟频率,存取周期,指CPU在单位时间内发出的脉冲数。单位：MHz（兆赫）。Pentium CPU的主频已达到3G。,存储器的读取时间：存储器进行一次“读”或“写”操作所需的时间。存取周期：连续启动两次独立的“读”或“写”操作所需的最短时间,179,计算机系统,计算机系统的组成,计算机的基本结构和工作原理,计算机性能评价,计算机软件系统,第二章,180,办公自动化应用案例,计算机软件系统,计算机软件系统