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1、主讲 李启勋,江苏省机关事业单位技术等级考核,计算机系统简介,计算机发展概述 计算机系统的组成 微机的接口 信息在计算机中的存储形式,1.1计算机的发展概述,第一台电子数字计算机 ENIAC 1946年2月研制单位：美国宾夕法尼亚大学用 途：军事计算运算速度：5000次/秒体积价格：170平方米，30吨，140千瓦，40万美元什么是计算机 计算机是一种能自动、高速、精确地完成信息处理、存储和加工的电子机器。,1.11计算机发展简史,发展阶段：第一代 电子管计算机 4657第二代 晶体管计算机 5864第三代 集成电路计算机 6569第四代 大、超大规模集成电路计算机 71,计算机的分代(按使用
2、的元器件),计算机的分代(按使用的元器件),第三代（65-69）中小规模集成电路(SSI,MSI)计算机速度：几十万次几百万次/秒内存：半导体存储器高级语言,OS,DBMS,第四代（71年起）大规模(LSI)和VLSI计算机速度：几百万次亿次/秒内存：半导体存储器软件工程，分布式处理等,计算机的发展过程,1.12计算机的特点,运算速度快计算精度高具有记忆和逻辑判断能力具有存储和自动执行程序的能力，自动化程度高可靠性好，通用性强1.13计算机的应用科学计算数据处理计算机辅助设计（CAD）、计算机辅助制造（CAM）、计算机集成制造系统（CIMS）实时（过程）控制人工智能计算机网络,1.14计算机的
3、分类,根据加工的信息分：数字计算机 数字信息 模拟计算机 模拟量 混合计算机根据规模分：巨型机、大型机、小型机、微型机 和工作站根据用途分：通用机 解决多种问题 专用机解决某个特定问题,软件：计算机系统中的程序、数据及其相关的文档集合。程序：完成特定任务所需的一个指令序列；文档：为了便于理解程序的结构、原理及操 作所必需 的阐明性的资料,1.2计算机系统的组成,1.21计算机系统概述 计算机系统的组成：硬件系统和软件系统 硬件：组成计算机的电子线路和元件,一、计算机的硬件系统,工作原理：存储程序和程序控制原理（冯诺依曼原理）具体内容：计算机由五部分组成：运算器、控制器、存储器、输入设备、输出设
4、备；以二进制形式表示数据和指令；程序预先存入存储器，工作中计算机自动取出执行。,二、计算机的基本工作原理,计算机的指令系统指令就是命令，规定CPU执行什么操作。指令是构成程序的基本单位，程序是由一连串指令组成指令采用二进位表示，通常指令由两个部分组成：,指出CPU应执行何种操作的一个命令词，例如加、减、乘、除、取数、存数等,指出该指令所操作(处理)的数据或者数据所在位置,举例:10 02 06,把02存储单元和06存储单元中的内容相加，和数保存在02单元,指令的执行过程,取指令：CPU的控制器从存储器读取一条指令并放入指令寄存器指令译码：指令寄存器中的指令经过译码，决定该指令应进行何种操作、操
5、作数在哪里执行指令取操作数进行运算修改指令计数器，决定下一条指令的地址,1 取指令,4 修改指令计数器,3 执行指令,2 指令译码,指令执行周期,问题：CPU的时钟频率(主频)与指令执行速度是什么关系？,计算机工作过程实际上是执行指令的过程,三、软件系统概述,软件系统：计算机所运行的全部程序的总称硬件和软件之间没有一条明确的界线，任何由硬件执行的指令也能用软件来完成，反之亦然。,软件：计算机系统中的程序、数据及其相关的文档集合。程序：完成特定任务所需的一个指令序列；文档：为了便于理解程序的结构、原理及操 作所必需 的阐明性的资料,1.22 硬件系统的组成,主机：CPU、内存、主板外设：输入设备
6、、外存、输出设备运算器：算术运算逻辑运算的执行部件(ALU)控制器：翻译、解释、执行指令，控制部件运行运算器、控制器组成中央处理器（CPU）,存储器：用以存放数据和程序信息的部件,外存（辅存）：存放未参加系统运行的程序和数据，系统需要时再成批读入内存中。性能特点：容量大、速度慢、价格低磁表面存储器光存储器,地址：每个存储单元有一个唯一编号，以便访问内存（主存）：直接与CPU进行信息交换的存储器。RAM 读写（随机）存储器 动态随机存储器(DRAM)静态随机存储器(SRAM)ROM 只读存储器性能特点：容量小、速度快、价格高,输入/输出（I/O）设备,计算机与外界进行信息交换的桥梁输入设备：向计
7、算机中输入信息的设备 键盘、鼠标、扫描仪输出设备：把计算机处理的结果转变为人们所能接受的形式输出 显示器、打印机、绘图仪,1.23 软件系统组成,计算机软件分为：系统软件和应用软件一)系统软件：是用来管理、控制和维护计算机各种资源，并使其充分发挥作用、提高功效、方便用户的各种程序的集合。组成：操作系统、语言处理程序、公用服务程序,计算机软件与硬件,高级语言编译程序数据库管理系统网络通信软件等,各种应用软件,用 户,操作系统,操作系统是控制和管理计算机软硬件资源、合理组 织工作流程以及为用户提供友好界面的软件。功能：处理器管理、存储管理、设备管理、文件管理和作业管理 DOS操作系统单用户、单任务
8、、字符界面、16位磁盘操作系统Windows操作系统单用户（NT多用户）、多任务、图形界面、32位磁盘操作系统,操作系统,Unix系统多用户系统，用于小型机，系统开销小、运行速度快OS/2系统多任务、图形界面、32位操作系统Mac OS 图形操作系统专用于苹果机,语言处理系统,机器语言：一种二进制语言，计算机中所有的指令集合称为计算机指令系统，这些指令就是机器语言汇编语言：用助于记忆与阅读的符号来代替机器语言，即符号语言，也称汇编语言。高级语言：用自然语言、数学语言设计程序。,除机器语言外，用其他语言编写的程序都不能直接由计算机执行。编译高级语言源程序程序 目标程序（机器语言程序）解释,数据库
9、管理系统,数据库(DB)是将具有相互关联的数据以一定的组织方式存储起来，形成相关系列数据的集合。数据库管理系统(DBMS)是管理数据的一组软件。即是用来对数据进行查询、维护和分析的特殊软件，是用户或应用程序与数据库间的接口，便于各类用户使用。,应用软件:为解决用户的具体问题而编制的各种程序用户程序应用软件包办公自动化软件：文字处理软件WPS、Word,电子表格软件CCED、Excel，网络通信软件通信协议软件、网络应用软件电子商务软件：用友财务管理软件、企业管理软件辅助类软件：教学软件、工程软件 图形图象处理软件：画笔、Photoshoop、AutoCAD多媒体软件：Authorware、方正
10、奥思,二)应用软件,1.3 微机的接口,1.31微机接口概述接口：是微处理器与外部设备的连接部件(电路)，使信息能够在计算机和外部设备之间有效地、高速地传递。如：PS/2、VGA、LPT、COM、USB,总线：是连接计算机各个部件的一组物理信号线及相关控制电路，是计算机中传输各部件信息的公共通道。地址总线：传送地址信息16根21665535 64Kb数据总线：传送数据和代码控制总线：传送控制器发出的各种控制信号,1.32 标准接口,标准接口不需安装驱动，即插即用显示器接口：提供给显示器标准接口VGA、DVI、HDMI并行接口：同时传递多位数据LPT 打印机接口串行接口：每次传递一位数据COM1
11、、COM2降低通信成本、速度慢USB接口：通用串行总线,1.33 扩展槽接口,计算机主板提供多(个)种扩充槽接口，使设备通过总线与CPU相连。扩充槽接口需要安装相应的外设驱动程序显示卡插槽：PCI、AGP、PCI-E连接显示卡适配器（显卡）存储器(内存)插槽：DDM1、DDM2多功能卡：软盘、硬盘适配器、LPT、COM、游戏口现已集成于主板上,1.4信息在计算机中的存储形式,1.41计算机中的数据一、计算机中数据的单位：位（b）一个二进制位 存取数据的最小单位字节（B）八个二进制位 信息的最小单位字数据存取、处理时的数据长度数据的换算关系字节（B）1B=8b(bit)千字节（KB）1KB=10
12、24B兆字节（MB）1MB=1024KB吉字节（GB）1GB=1024MBT 字节（TB）1TB=1024GB硬盘80GB80102410241024B85899345920B,二、进位计数制,计算机中各种信息都是以二进制数的形式表示二进制特点：电路简单两种状态工作可靠状态稳定简化运算运算法则简单逻辑性强与逻辑运算匹配,1.42计算机中常用的几种计数制,一、进位计数制数码 表示基本数值大小的不同符号基数 使用数码的个数位权 某一位上的1所表示数值的大小任何数可化为数码与位权乘积之和如:（456.24)10=4102+5 101+6 100+2 10-1+4 10-2,各进位制,十进制数数码：0
13、、1、2、3、4、5、6、7、8、9基数：10进位关系：逢十进一，借一当十（456.24)10=4102+5 101+6 100+2 10-1+4 10-2,各进位制,二进制数数码：0、1基数：2进位关系：逢二进一，借一当二(11001.101)2=124+123+022+021+120+12-1+02-2+12-3=25.625,各进位制,八进制数数码：0、1、2、3、4、5、6、7基数：8进位关系：逢八进一，借一当八(5346.7)8=583+382+481+680+781=2790.875,各进位制,十六进制数数码：0、1、2、3、4、5、6、7、8、9、A、B、C、D、E、F基数：16
14、进位关系：逢十六进一，借一当十六(4C5D.B)16=4163+C162+5161+D160+B16-1=4163+12162+5161+13160+1116-1=19549.68758421码,1.43 常用计数制间的转换,二、八、十六十进制数字与位权乘积之和(101.11)2=122+021+120+12-1+12-2=5.75(2576.2)8=283+582+781+680+2 8-1=1406.25(5EA.11)16=5162+14 161+10 160+1 16-1+1 16-2=1514.066406210(O)A(H)11(O)B(H)12(O)C(H)13(O)D(H)14
15、(O)E(H)15(O)F(H),十进制二、八、十六,整数部分和小数部分分别转换整数部分：除以基数、取其余数、倒排列小数部分：乘以基数、取其整数、顺排列 2 13 2 6 1 2 3 0 2 1 1 0 1,(13.534)10=(1101.10001)2,二、八、十六进制间互化,23=8 每3位二进制数等于1位八进制数24=16 每4位二进制数等于1位十六进制数以小数点为中心，分别向左右每三位或四位分一组，不足部分补“0”,1.44 字符的表示,数据：数值型数据非数值型数据（符号数据）1、字符数据的表示：ASC码：美国标准信息交换码94个可见字符（10个数字符号、26个大小写字母、32个符号）34个控制符7位二进制数(27)表示128个元素采用1个字节表示1个ASC字符，最高位取0,2、汉字的存储与编码：,GB2312-80：中华人民共和国国家标准信息交换汉字编码6763个汉字：一级汉字3755个 二级汉字3008个682个图形符号汉字交换码9494矩阵表示，行称为“区”，列称为“位”汉字机内码采用2个字节表示1个汉字，最高位取1汉字国际码（交换码）8080H汉字机内码,2、汉字的存储与编码：,汉字输入码（外码）通过键盘将汉字输入计算机的编码。如：五笔字型、拼音等汉字字形码汉字点阵字库1616、2424、3232点阵,制作 李启勋,再 见,二零零三年九月,
