计算机文化基础——基础知识.ppt

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 TuringMachine 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 Electronicnumericalintegratorandcalculator 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 1946 1958 第二代 晶体管 1958 1964 第三代 中小规模集成电路 1964 1970 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 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 1 1 3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 DesktopComputer 笔记本计算机 NotebookComputer 平板计算机 TablePC 超便携个人计算机 UltraMobilePC 1 1 4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 1 1 5计算机的应用 1 2计算机系统的组成 P19 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 CentralProcessingUnit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 450MHZ 3 80GHZ 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 IntelCore2Duo 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Core2Duo产品 IntelCore2DuoE8600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 64 128 256 512 4GB等 1 内部存储器 内存 2 内存的分类 ROM Readonlymemory 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 Randomaccessmemory 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1C 硬盘驱动器2D 光盘驱动器E 5 磁盘容量的计算方法为 软盘总容量 2 80 18 512B 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 32 4096 36 512B 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 1 2 3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 Windows98 2000 2002 WindowsNT WindowsXP 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 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 EnterSpacebackspace ShiftCtrlCapsLockDeletePageUpPageDown 总结 微机系统的组成 1 应用