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1、第一章 计算机基础知识(教材：第一、二章),1.1计算机概述,1.1.1电子计算机的发展两名重要的人物：艾兰图灵：1912-1954，英国科学家，计算机科学的奠基人。贡献主要有两个方面：建立图灵机模型(Turing Machine，TM)，奠定了可计算理论的基础；提出图灵测试，阐述了机器智能的概念。冯诺依曼：1903-1957，美藉匈牙利数学家，计算机之父。研制EDVAC(第二台)，提出“存储程序”概念，50多年来，计算机的基础结构一直没有变化。,世界上第一台计算机于1946年2月在美国宾州大学诞生的，名称为“埃尼亚克”，英文名为ENIAC(Electronic numerical integ
2、rator and calculator)，电子数字积分计算机。它有两个缺点：一是没有存储器；二是用布线接板进行控制，计算速度慢。,每秒5000次加法18000个电子管占地170平方米重30吨耗电140千瓦,ENIAC,世界上第一款商用计算机是1951年生产的UNIAC计算机，计算机第一次作为商品被出售。用于公众领域 数据处理，共生产了50台。,1.1.2 计算机的分代,通常是按所使用的电子器件来划分：第一代_电子管(19461958)第二代_晶体管(19581964)第三代_中小规模集成电路(19641970)第四代_大规模集成电路：新一代：光子计算机、生物计算机(分子计算机)、量子计算机。
3、“分代”代表了计算机纵向的发展，而“分类”可用来说明横向的发展。,计算机的分类,1.按规模分：巨型机、大型机、中型机、小型机、微型机2.按用途分：通用机、专用机。3.按运算速度和性能分：高性能计算机、微型计算机、工作站、服务器、嵌入式计算机。其中微型计算机分为：台式计算机(Desktop Computer)笔记本计算机(Notebook Computer)平板计算机(Table PC)超便携个人计算机(Ultra Mobile PC),计算机的新技术,1.嵌入式计算机：系统的应用软件与硬件一体化，具有可靠性和时实性等特点，常用于家电中，例如：自动洗衣机，数码照相机等。2.网格计算：针对复杂科学
4、计算的新型模式，利用Internet将不同地理位置上的计算机组织成一个“虚拟的超级计算机”，每台参与计算的计算机称为一个节点。优势：数据处理能力强；充分利用网上的闲置处理能力。3.中间件技术：介于应用软件和操作系统之间的系统软件。在客户机和服务器中间增加一组服务，如ODBC。,科学计算：量子化学、核物理学、天气预报等。数据处理：办公自动化、企业管理、情报检索 过程控制：冶金、化工、水利等。计算机辅助系统：CAD、CAM、CBE、CIMS等。人工智能（模拟人脑）：机器人、模式识别、专家系统 信息高速公路：网上交换各种信息（文字数据、声音、图象等）电子商务,计算机的应用,1.2计算机系统的组成(P
5、19),计算机系统,硬件(Hardware)系统,软件(Software)系统,什么是硬件、软件1.硬件系统(Hardware)：是指构成计算机系统的各种物理设备的总称，是计算机系统的物质基础。2.软件系统(Software)：指存储在存储介质中的各种形式的程序和文档。它可以扩大计算机的功能、提高计算机的效率。3.相互关系：硬件系统和软件系统并不是独立的，软件是建立和依托在硬件基础上的，没有硬件对软件的支持，软件的功能就无从说起；没有软件的硬件称为裸机，不能使用。它们的关系是相辅相承、缺一不可的。,1.2.1硬件系统基本结构,控制器,输入设备,输出设备,存储器,运算器,数据流,结果,中央处理器
6、CPU,.,美籍匈牙利数学家冯.诺依曼思想：二进制程序与数据一样存放在内存五大模块,1.输入设备,输入的数据存放在？,2.输出设备,显示器是将电信号转换成视觉信息的一种输出设备。用于显示程序、数据、图形等。显示卡 目前常用的显示卡是VGA卡(模拟信号)和DVI(数字信号)。,2.输出设备,输出设备还包括打印机、绘图仪、音箱等。打印机常用的有针式打印机、喷墨打印机、激光打印机。,中央处理器（CPU）Central Processing Unit 计算机的核心部件，包括运算器和控制器。,(1)运算器(ALU)进行各种数学运算和逻辑运算。,(2)控制器 指挥整个计算机各部件协调工作，是计算机的指挥中
7、心。基本功能是取指令和执行指令。,3.CPU(P37),CPU的性能指标：(1)字长：在计算机中作为一个整体被传送和运算的一串二进制数码称为字，每个字所包含的二进制数的位数称为字长。二进制数就是逢二进一，只有 1 和 0 两个数位。字长越长，微机计算的数字的有效位数越多，计算越精确。字长通常是8的整数倍，如16位、32位、64、128、256、512位等。,CPU的性能指标：(2)主频(工作频率)：CPU的主频是指CPU工作时的时钟频率，它反映了指令执行周期的长短。它是考查CPU运行速度的主要参数，主频越高，则运行速度也越高。常用的CPU频率：166MHZ、200MHZ、450MHZ3.80G
8、HZ(P4)等。,目前生产CPU的厂家：Intel 公司；AMD公司。Intel产品主要有：Pentium(奔腾)系列 Celeron(赛扬)系列 Core(酷睿)系列AMD产品：速龙，炫龙，羿龙等。国产CPU：中国科学院计算所自主研发了龙芯系列。,目前较好的CPU：Intel Core2 Duo(Intel 酷睿2双核)较高频率：3.2gHZ(E8500)3.3gHZ(E8600),英特尔已经明确表示不会再推出更高端的Core 2 Duo产品，Intel Core 2 Duo E8600成为英特尔最高端的产品，而未来的重点Intel则是放在了45nm的Wolfdale四核处理方面。,4.存储
9、器,存储器：存放数据和程序。,存储器,内存（主存储器）,外存（辅助存储器）,(1)内部存储器（内存）（P21）,从输入设备得到的各种数据首先存放到内存里。只有内存才能和CPU 打交道。基本概念：位（Bit）：一位二进制数（即0或1），简写为b。字节(Byte)=8bit，简写为B。一个存储单元是1B。存储容量：描述计算机存储能力的指标。目前配置的内存容量是 32、64、128、256、5124GB等。,(1)内部存储器（内存）,(2)内存的分类,ROM(Read only memory)只读存储器。计算机在出厂以前由厂家固化一些程序，这些程序断电后也不丢失。RAM(Random access
10、memory)随机存取器。内存信息可以读出也可以写入，但断电后信息全部丢失。,(2)内存的分类,高速缓冲存储器(Cache)计算机工作时CPU频繁地和内存交换信息，CPU的速度越来越快，已达到了几ns(纳秒)，而RAM访问数据的周期最快也需50ns。Cache是介于CPU和内存之间的一种可高速存取信息的芯片，是CPU和RAM之间的桥梁，用于解决它们之间的速度冲突问题。,(3)外部存储器,又称辅助存储器。常用的盘片有硬盘、软盘、光盘.。,要有相应的驱动器才能使用这些盘片。,(4)驱动器的命名,软盘驱动器 A：硬盘驱动器1 C：硬盘驱动器2 D：光盘驱动器 E：,(5)磁盘容量的计算方法为：,软盘
11、总容量=2 8018512B=1.44MB,一个扇区，512字节/扇区,一个磁道,硬盘的磁道、扇区、柱面,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，硬盘容量视具体类型而定。,硬盘,硬盘总容量=磁头数磁道数扇区数每扇区字节数 若某牌号的硬盘有32个磁头，4096个柱面，每个磁道上有36个扇区数，则：硬盘总容量=32409636512B=4.2GB,(6)光盘,CD-ROM 分为只读型和可读写型，容量可达650MB。倍速：衡量光盘驱动器传输数据速率的指标，最高64倍速。一倍速率=150KB/秒 后继产品DVD-ROM(它向下兼容)可读
12、音频CD和CDROM，容量可达17GB，最高20倍速。一倍速率=1.3MB/秒,(7)移动存储产品,Flash存储设备 闪存芯片为存储介质 采用USB的接口 可擦写100万次以上,(8)内存与外存的比较,存储容量 存取速度 与CPU交换信息 信息的保留,内存小快可以断电丢失,外存大慢不可以永久保留,5 总线p47,总线是各部件或设备之间传输数据的公用通道，(也叫BUS)。主要用于连接CPU、内存、外存和各种输入输出设备并协调它们的工作。,5 总线,按数据传输方式，总线可分为：串行总线：二进制数据逐位通过一根数据线发送到目的部件或设备。并行总线：数据线有许多根，故一次能发送多个二进制数据位。从表
13、面上看，并行总线似乎比串行总线快，其实在高频率的条件下串行总线比并行总线更好，并将会逐渐取代。,5 总线,按总线内所传输的信息种类，可分为：数据总线(DB)：CPU与内存或I/O接口之间的数据传递。地址总线(AB)：内存与I/O接口的地址信息，它的条数决定了内存空间的范围大小。控制总线(CB)：传送控制器的控制信息。它的条数由CPU的字长决定。,6 主板p34,CPU插座,内存条,BIOS芯片,芯片组,串行接口,AGP扩展槽,PCI扩展槽,电池,7.主机箱及其中的主要部件,1.指令和程序的概念 指令：让计算机完成某个操作所发出的命令。指令的组成：,1.2.2计算机基本工作原理p22,操作码 操
14、作数,一台计算机所有指令的集合称为该计算机的指令系统。程序：指令序列,2.计算机执行指令的过程,分为三个阶段：取指令、分析指令和执行指令,取指令：从内存取指令到CPU(指令寄存器)。分析指令：对操作码进行译码、确定操作数的地址。执行指令：根据指令要完成的操作，向各部件发出控制信号。,3.程序的执行过程CPU不断地取指令、分析指令和执行指令的过程。,计算机软件(P25),软件：程序+文档,没有软件我可不能工作呀！,软件,系统软件,应用软件,1.系统软件,包括：操作系统 什么是操作系统？操作系统是指用于控制和管理计算机系统的软硬件资源，合理地组织计算机的工作流程，方便用户操作的一组程序的集合。有了
15、操作系统，可以使计算机系统所有资源最大限度地发挥作用，为用户提供方便的、有效的、友好的服务界面。常用的操作系统：Windows 98(2000、2002)、Windows NT、Windows XP、DOS 还有unix、Netware,OS/2等,操作系统的作用,其它系统软件,高级语言处理程序 主要包括：机器语言、汇编语言、高级语言例如：Fortran,Pascal,C/C+,VC+,Basic,VB,Java等诊断程序 主要用于对计算机系统硬件的检测。,2.应用软件,用户编写的软件办公软件Office组合软件图形和图像处理软件数据库系统：数据库管理系统；数据库应用程序 例如：Access,
16、Foxpro,SQL,Oracle,Sybase,1.2.4鼠标器与键盘的使用,(1)鼠标器：是一种指点设备，取代键盘上的光标移动键常用的有机械式鼠标和光学式鼠标。,(2)键盘：,104键的键盘,功能键区,主键盘区,编辑区,小键盘区,常用键的说明,Enter Space backspace()Shift Ctrl CapsLock Delete PageUp Page Down,总 结：微机系统的组成,1.应用软件在没有操作系统的情况下，可以运行吗？A 可以，应用软件能否运行不依赖有没有操作系统 B 不能，应用软件需要在操作系统下运行 C 要看应用软件的功能，功能强的可以不依赖操作系统，直接运行,思考题,2.应用软件可以直接操作电脑的硬件设备吗?A 不行，应用软件要通过操作系统和硬件打交道 B 可以，应用软件进行存储、显示都是在操作硬件 C 不行，只能由用户（人）才能操作硬件。D 不知道。,作业：,上机完成：教材 p17 1，2，7 教材 P54 1，2，7，11，14，22文件名：P17.doc；P54.doc,
