甘肃省一万名考试(计算机基础课件)

1、 第一部分第一部分 计算机基础知识计算机基础知识 一、电子计算机的问世1946年年2月由宾州大学研制的月由宾州大学研制的ENIAC电子计算机时代的到来电子计算机时代的到来 Electronic Numerical Integrator And Calculator电子数字积分计算机电子数字积分计算机 ENIACENIAC重达重达30吨吨占地占地250m2启动工耗启动工耗150000瓦瓦18000个电子管个电子管:每秒每秒5千次加减运算千次加减运算:没有存储器没有存储器:采用十进制采用十进制第一款商用计算机：第一款商用计算机：UNIVAL1947年，莫奇莱和埃克特年，莫奇莱和埃克特史料：史料：

2、阿兰阿兰.图灵图灵 冯冯诺依曼诺依曼计算机科学奠基人计算机科学奠基人英国科学家英国科学家 阿兰阿兰. .图灵图灵主要贡献：主要贡献： 建立图灵机模型，奠定了可计算理论的建立图灵机模型，奠定了可计算理论的基础基础 提出图灵测试，阐述了机器智能的概念提出图灵测试，阐述了机器智能的概念 电子计算机之父：电子计算机之父：美籍匈牙利数学家美籍匈牙利数学家 冯冯. .诺依曼诺依曼阿兰.图灵和冯.诺依曼美国计算机学会美国计算机学会(ACM)1966(ACM)1966年设立图灵奖年设立图灵奖主要贡献：主要贡献： 与同事研制人类第二台计算机与同事研制人类第二台计算机EDVAC 提出提出“存储程序存储程序”概念概

3、念 冯冯诺依曼计算诺依曼计算机机 奠定了现代计算机体系结构和工作原理奠定了现代计算机体系结构和工作原理二、计算机的分代时代时代年份年份器件器件软件软件应用应用一一 46-58电子管电子管机器语言汇编语言机器语言汇编语言 科学计算科学计算二二58-64晶体管晶体管高级语言高级语言数据处理工业控制数据处理工业控制 三三64-70集成电路集成电路操作系统操作系统文字处理图形处理文字处理图形处理四四71年迄今年迄今大规模集成电路大规模集成电路数据库、网络等数据库、网络等社会的各个领域社会的各个领域电子管电子管晶体管晶体管集成电路集成电路大规模集成电路大规模集成电路史料：史料： IBMIBM的发展史的发

4、展史 硅谷人才摇篮仙童半导体公司硅谷人才摇篮仙童半导体公司 HPHP的发展史的发展史 比尔比尔. .盖茨盖茨 三、三、计算机的特点和发展趋势计算机的特点和发展趋势现代计算机算一般具有以下几个重要特点：现代计算机算一般具有以下几个重要特点：（1 1）处理速度快）处理速度快（2 2）存储容量大。）存储容量大。（3 3）计算精度高。）计算精度高。（4 4）自动运行。）自动运行。（5 5）可靠性高。）可靠性高。计算机未来发展趋势：计算机未来发展趋势：巨型化、微型化、网络化、多媒体化、智能化巨型化、微型化、网络化、多媒体化、智能化四、计算机的分类 按综合性能按综合性能指标分类指标分类高性能计算机（高性能

5、计算机（巨型机或大型机巨型机或大型机）：）： 速度最快、处理能力最强、速度最快、处理能力最强、 最快：最快：NEC Earth Simulator NEC Earth Simulator 每秒每秒3535万亿次浮点运算，峰值万亿次浮点运算，峰值4040万亿次万亿次 中国：中国：曙光曙光5000A 5000A 峰值速度峰值速度230230万亿次万亿次 LinpackLinpack实测值实测值180.6180.6万亿次万亿次 20082008年年1111月月 Top500Top500排名第排名第10工作站工作站：介于介于PCPC与小型机之间高档微机系统与小型机之间高档微机系统 高分辨率、大容量内外

6、存，图形功能较强高分辨率、大容量内外存，图形功能较强微型计算机微型计算机： 桌面型计算机桌面型计算机 、笔记本电脑、笔记本电脑、 平板电脑（平板电脑（Tablet PCTablet PC）和超便携个人电脑（）和超便携个人电脑（Ultra Mobile PCUltra Mobile PC）服务器服务器：网络环境中对外提供服务的计算机系统：网络环境中对外提供服务的计算机系统按用途分类按用途分类通用机通用机专用机专用机五五 计算机在信息社会中的应用计算机在信息社会中的应用 计算机的应用类型计算机的应用类型1. 科学计算科学计算2. 数据处理数据处理3. 电子商务电子商务 B2B 阿里巴巴：阿里巴巴：

7、http:/ B2C 亚亚 马马 逊：逊：http:/ C2C 淘淘 宝宝 网：网：http:/ 易易 趣：趣：http:/ 4. 过程控制过程控制5. CAD/CAM/CIMS6. 多媒体技术多媒体技术 7. .人工智能人工智能卡斯帕罗夫对弈“深蓝” 2.1 计算机系统概述计算机系统概述系统软件系统软件应用软件应用软件计算机系统计算机系统=硬件系统硬件系统+软件系统软件系统硬硬 件件软软 件件计算机系统的组成计算机系统的组成 输入设备：输入设备：键盘、鼠标、扫描仪等键盘、鼠标、扫描仪等 输出设备：输出设备：显示器、打印机、音响等显示器、打印机、音响等 外外 存：软盘、硬盘、光盘、存：软盘、硬

8、盘、光盘、U U盘等盘等 计计算算机机系系统统软件软件外部设备外部设备系统软件系统软件应用软件应用软件硬件硬件运算器运算器控制器控制器主机主机内存内存CPU随机存储器随机存储器(RAM)只读存储器只读存储器(ROM)高速缓冲存储器高速缓冲存储器(Cache)操作系统：操作系统：DOSDOS、WindowsWindows、UnixUnix、LinuxLinux语言处理程序：语言处理程序：C C、PascalPascal、VBVB等等 实用程序：诊断程序、排错程序等实用程序：诊断程序、排错程序等 办公软件包、数据库管理系统办公软件包、数据库管理系统 2.2.1 计算机硬件系统计算机硬件系统 计算机

9、硬件包括主机和外设计算机硬件包括主机和外设主机主机外设外设输入设备输入设备输出设备输出设备外存设备外存设备网络设备网络设备2.2 计算机硬件系统和工作原理计算机硬件系统和工作原理计算机的五大部件计算机的五大部件冯冯.诺依曼思想诺依曼思想： 二进制二进制程序与数据一样存放在内存程序与数据一样存放在内存五大模块五大模块存储器数据流数据流控制流控制流运算器外存储器输出设备内存储器输入设备控制器演示：演示：计算机的五大部件计算机的五大部件处理器处理器处处理理器器控制器控制器运算运算器器控制整个计算机控制整个计算机所有部件的工作所有部件的工作执行算术运算执行算术运算和逻辑运算和逻辑运算存储器存储器存储器

10、存储器是计算机存储是计算机存储数据和程序数据和程序的记忆单元集合，的记忆单元集合，每个记忆单元由每个记忆单元由8 8位二进制位组成，可读写其中的数据。位二进制位组成，可读写其中的数据。存储器存储器存储器通常分为内存储器和外存储器存储器通常分为内存储器和外存储器存放大量信息存放大量信息的外存储器的外存储器信息交流中心信息交流中心内存储器内存储器存储器存储器每个记忆单元由每个记忆单元由8 8位二进制位组成。位二进制位组成。1KB=210B=1024B1MB= 210KB= 1024KB1GB= 210MB= 1024MB1TB= 210GB= 1024GB字节字节BYTEBYTE7 6 5 4 3

11、 2 1 0位位BitBit输入输出设备输入输出设备常用输入设备：常用输入设备：键盘、鼠标、扫描仪、光笔、数字化仪等。键盘、鼠标、扫描仪、光笔、数字化仪等。常用输出设备：显示器、打印机、绘图仪等。常用输出设备：显示器、打印机、绘图仪等。2.2.2 计算机基本工作原理计算机基本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。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。操作码操作码 操作数操作数 数据传送指令数据传送指令数据处理指令数据处理指令程序控制指令程序控制指令输入输出指令输入输出指令 其它指令其它指令 If Goto And OrCPU内存I/O设备主机对计算机

12、的硬件进行管理等对计算机的硬件进行管理等指令指令 结构结构分分类类操作码操作码 要完成的操作类型或性质要完成的操作类型或性质操作数操作数 操作的内容或所在的地址操作的内容或所在的地址 计算机基本工作原理计算机基本工作原理 1.指令的串行执行指令的串行执行一条指令的执行过程分为以下一条指令的执行过程分为以下3步骤：步骤： 取指令取指令 按照指令计数器中的地址，从内存储器中取出指令，并按照指令计数器中的地址，从内存储器中取出指令，并送往指令寄存器。送往指令寄存器。 分析指令分析指令 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

13、作码转换成相应的控制电位信号；由地作码进行译码，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。址码确定操作数地址。 执行指令执行指令 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。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或将转移地址码送入程序计数器，然后回到。，然后回到。演示：演示：计算机基本工作原理计算机基本工作原理计算机基本工作原理计算机基本工作原理 1.指令的执行指令的执行 是依次完成指令的三个部件后，才开始下

14、一条指令的执行，在此是依次完成指令的三个部件后，才开始下一条指令的执行，在此过程中在执行某功能部件时，其他两个功能部件是不工作的。过程中在执行某功能部件时，其他两个功能部件是不工作的。 2. 指令流水线技术指令流水线技术 指令流水线技术指令流水线技术就是使这三个功能部件并行工作，则可提高计算就是使这三个功能部件并行工作，则可提高计算机执行指令的速度，现在的计算机一般采用流水线技术。机执行指令的速度，现在的计算机一般采用流水线技术。 则有三条指令的并行执行理论速度是串行执行的则有三条指令的并行执行理论速度是串行执行的3倍倍 取指令 1 分析指令 1 执行指令 1 取指令 2 分析指令 2 取指令

15、 3 执行指令 2 分析指令 n 指令 1 指令 2 指令 3 取指令 1 取 指 令 执 行 指 令 分 析 指 令 (a) 指 令 的 串 行 执 行 2.3 计算机软件系统计算机软件系统 软件是指程序、程序运行所需要的数据以及开发、使软件是指程序、程序运行所需要的数据以及开发、使用和维护这些程序所需要的文档的集合。用和维护这些程序所需要的文档的集合。 操操统统作作系系语言处理语言处理程序程序实用程序实用程序应用软件应用软件系统软件系统软件应用软件应用软件用户用户2.3.1系统软件系统软件1.操作系统操作系统 目的目的: : 计算机与人交互的接口计算机与人交互的接口, ,不必了解计算机内部

16、结构不必了解计算机内部结构 合理地使用系统内包含的各种软、硬件资源，提高整合理地使用系统内包含的各种软、硬件资源，提高整个系统的使用效率和经济效益。个系统的使用效率和经济效益。目前典型的操作系统有：目前典型的操作系统有：WindowsWindows、UNIXUNIX、LinuxLinux等，详等，详细介绍见第四章。细介绍见第四章。（1）机器语言）机器语言机器语言是由机器语言是由“”、“”二进制代码按一定规则组成的二进制代码按一定规则组成的、能被机器直接理解、执行的指令集合。、能被机器直接理解、执行的指令集合。 例如，计算例如，计算A=15+10 A=15+10 的机器语言程序如下：的机器语言程

17、序如下：10110000 0000111110110000 00001111： 把把1515放入累加器放入累加器A A中中00101100 0000101000101100 00001010： 1010与累加器与累加器A A的值相加，结的值相加，结果仍放入果仍放入A A中中1111010011110100： 结束，停机结束，停机缺点：缺点：编程工作量大，难学、难记、难修改，只适合专业编程工作量大，难学、难记、难修改，只适合专业人员使用；由于不同的人员使用；由于不同的计算机计算机，其指令系统不同，机器语，其指令系统不同，机器语言随机而异，通用性差，是面向机器的语言。言随机而异，通用性差，是面向机

18、器的语言。优点优点：程序代码不需要翻译，所占空间少，执行速度快。程序代码不需要翻译，所占空间少，执行速度快。现在已经没有人用机器语言直接编程了。现在已经没有人用机器语言直接编程了。 2 2程序设计语言与语言处理程序程序设计语言与语言处理程序（2）汇编语言）汇编语言将机器指令的代码用英文助记符来表示，代替机器语言中的指将机器指令的代码用英文助记符来表示，代替机器语言中的指令和数据。令和数据。例如用例如用ADDADD表示加、表示加、SUBSUB表示减、表示减、JMPJMP表示程序跳转等表示程序跳转等等，这种指令助记符的语言就是汇编语言。等，这种指令助记符的语言就是汇编语言。例如，计算例如，计算 A

19、=15+10 A=15+10 的汇编语言程序：的汇编语言程序：MOVMOV A A，1515：把：把1515放入累加器放入累加器A A中中ADDADD A A，1010：1010与累加器与累加器A A相加，结果存入相加，结果存入A A中中HLTHLT：结束，停机：结束，停机优点：优点：汇编语言克服了机器语言难读等缺点，保持了其编程质汇编语言克服了机器语言难读等缺点，保持了其编程质 量高，占存储空间少，执行速度快的优点。量高，占存储空间少，执行速度快的优点。缺点：缺点：还是依赖于机器，通用性差。还是依赖于机器，通用性差。特点：特点：源程序源程序必须通过汇编程序翻译成机器语言。必须通过汇编程序翻译

20、成机器语言。常用于：常用于：过程控制等编程。过程控制等编程。（3）高级语言）高级语言高级语言是由表达各种意义的词和数学公式按照一定的语法规则高级语言是由表达各种意义的词和数学公式按照一定的语法规则来编写程序的语言。来编写程序的语言。例如，计算例如，计算 A=15+10 的的BASIC语言程序如下：语言程序如下：A=15+10 15与与10相加的结果放入相加的结果放入A中中PRINT A 输出输出AEND 程序结束程序结束优点：优点：通用性强，编程效率高。通用性强，编程效率高。缺点缺点：源程序要翻译成机器语言，代码不最优。：源程序要翻译成机器语言，代码不最优。常用高级语言常用高级语言u Fort

21、ran语言语言 1954年推出，适用于科学和工程计算。年推出，适用于科学和工程计算。u COBOL语言语言 是面向商业的通用语言，是面向商业的通用语言，1959年推出，主要用于数年推出，主要用于数 据处理，随着数据库管理系统的迅速发展，很少使用。据处理，随着数据库管理系统的迅速发展，很少使用。u Pascal语言语言 结构化程序设计语言，结构化程序设计语言，1968年推出，适用于教学、科年推出，适用于教学、科学计算、数据处理和系统软件等开发，目前已被学计算、数据处理和系统软件等开发，目前已被C语言取代语言取代.u C、C+语言语言 1972年推出年推出C语言，语言，1983年加入面向对象的概念

22、，年加入面向对象的概念， 改名为改名为C+。语言简练、功能强，适用面广。语言简练、功能强，适用面广。u BASIC语言语言 初学者语言，初学者语言，1964年推出；年推出；1991年微软推出可视化的年微软推出可视化的、基于对象的、基于对象的VisualBasic开发环境，发展到现在的开发环境，发展到现在的VB.NET开开发环境，则是完全面向对象、功能更强大。发环境，则是完全面向对象、功能更强大。u Java语言语言 一种新型的跨平台的面向对象设计语言，一种新型的跨平台的面向对象设计语言，1995年推出，年推出，适用于网络应用适用于网络应用 .语言处理程序语言处理程序 在所有的程序设计语言中，除

23、了用机器语言编制的程序能在所有的程序设计语言中，除了用机器语言编制的程序能够被计算机直接理解和执行外，其他的程序设计语言编写够被计算机直接理解和执行外，其他的程序设计语言编写的源程序都必须经过一个的源程序都必须经过一个翻译翻译过程才能转换为计算机所能过程才能转换为计算机所能识别的机器语言程序，实现这个翻译过程的工具是识别的机器语言程序，实现这个翻译过程的工具是语言处语言处理程序理程序，即翻译程序。用非机器语言写的程序称为，即翻译程序。用非机器语言写的程序称为源程序源程序；通过翻译程序翻译后的程序称为通过翻译程序翻译后的程序称为目标程序目标程序。翻译程序也称。翻译程序也称为编译器。针对不同的程序

24、设计语言编写出的程序，有各为编译器。针对不同的程序设计语言编写出的程序，有各自的翻译程序，互相不通用。自的翻译程序，互相不通用。 语言处理程序语言处理程序 汇编程序汇编程序 汇编程序是将汇编语言编制的程序（汇编程序是将汇编语言编制的程序（源程序源程序）翻译成机器）翻译成机器语言程序（语言程序（目标程序目标程序）的工具。）的工具。 汇编语言汇编语言源程序源程序汇编汇编程序程序机器语机器语言程序言程序汇编程序的具体翻译工作步骤：汇编程序的具体翻译工作步骤： 用机器操作码代替符号化的操作符。用机器操作码代替符号化的操作符。 用数值地址代替符号名称。用数值地址代替符号名称。 将常数翻译为机器的内部表示

25、。将常数翻译为机器的内部表示。 分配指令和数据的存储单元。分配指令和数据的存储单元。 语言处理程序语言处理程序 高级语言翻译程序高级语言翻译程序 1)解释方式解释方式 解释方式的翻译工作由解释程序来完成，这种方式如同解释方式的翻译工作由解释程序来完成，这种方式如同“口口译译” 。解释程序对源程序进行逐句分析，若没有错误，将该语。解释程序对源程序进行逐句分析，若没有错误，将该语句翻译成一个或多个机器语言指令，然后立即执行这些指令；句翻译成一个或多个机器语言指令，然后立即执行这些指令；若解释时发现错误，会立即停止，报错并提醒用户更正代码。若解释时发现错误，会立即停止，报错并提醒用户更正代码。解释方

26、式不生成目标程序。解释方式不生成目标程序。 数据数据高级语言高级语言源程序源程序解释程序解释程序计算结果计算结果优点：优点：查找错误的语句行和修改方便查找错误的语句行和修改方便缺点：缺点：执行速度慢执行速度慢 BASIC、LISP等语言采用解释方式。等语言采用解释方式。2）编译方式）编译方式 翻译工作由编译程序完成。如同翻译工作由编译程序完成。如同“笔译笔译”在纸上记录翻译在纸上记录翻译后的结果。编译程序过程：后的结果。编译程序过程：u 对源程序编译产生目标程序；对源程序编译产生目标程序；u 连接程序将目标程序和有关的程序库组合可执行程序。连接程序将目标程序和有关的程序库组合可执行程序。目标程

27、序目标程序 源程序源程序可执行程序可执行程序编译程序编译程序连接程序连接程序数据数据计算结果计算结果.C .OBJ .EXE 优点：优点：执行速度快，修改源程序后都必须重新编译。执行速度快，修改源程序后都必须重新编译。一般高级语言（一般高级语言（C/C+、PASCAL、FORTRAN、COBOL等）都是等）都是采用编译方式。采用编译方式。 2.4 微型计算机硬件系统微型计算机硬件系统2.4 .1主机系统1. 微型计算机的诞生 1971年Intel的工程师马西安霍夫(M.E.Hoff)成功地在一个芯片上实现了中央处理器： 第一片4位微处理器 Intel 4004， 第一台4位微型计算机 MCS-

28、4，2. 摩尔定律 每18个月，集成度将翻一翻， 速度将提高一倍， 而其价格将降低一半主机系统主机系统主机的基本组成 主板主板 CPU 存储器：内存、外存存储器：内存、外存1. 主板注：集成了声卡、网卡、IEEE 1394卡 没有集成显卡 背板上没有串行口和IEEE 1394接口 但是主板上引脚主板（主板（Main Board）也叫母板（）也叫母板（Mother Board芯片组芯片组 是是主板的核心主板的核心，决定了主板的功能和档次，由北桥和南，决定了主板的功能和档次，由北桥和南桥芯片组成。桥芯片组成。 北桥芯片北桥芯片（Memory Control HubMemory Control Hu

29、b，MCHMCH） 负责与CPU的联系，决定主板支持的CPU的类型、内存的类型等。 位置：CPU和内存插槽最近 北桥芯片决定了主板的性能，人们常用北桥芯片的代号来称呼主板，如使用Intel 915北桥芯片的主板称为915主板。 南桥芯片南桥芯片（I/O Control HubI/O Control Hub，ICHICH） 负责与I/O总线的通信，如PCI总线、USB、IDE、SATA等，以及负责管理音频控制器、键盘控制器、实时时钟控制器、高级电源管理等。 位置：离CPU插槽较远的下方主板架构主板架构主板架构主板架构 概念：是对主板的尺寸大小、形状、各元器件的布局、排列方式等制定出标准，概念：是

30、对主板的尺寸大小、形状、各元器件的布局、排列方式等制定出标准，所有主板厂商都必须遵循。所有主板厂商都必须遵循。 主要解决散热、噪声等主要解决散热、噪声等常见架构 ATX:ATX:最常见的主板架构最常见的主板架构 ,扩展插槽较多，数量在扩展插槽较多，数量在4-64-6个个 Micro ATX:Micro ATX:常说的常说的“小板小板”，扩展插槽较少，扩展插槽较少 BTX:BTX:新一代主板结构，是将来的发展趋势新一代主板结构，是将来的发展趋势 ATXBTX主频、外频和前端总线频率关系 主频外频倍频系数 前端总线频率新引入 CPU和外界交换数据的唯一通道 前端总线数据传输速率前端总线频率前端总线

31、数据宽度8 字长和位数 通常，CPU位数=CPU的字长=通用寄存器位数 高速缓冲存储器容量核心数量 通过提高CPU主频来提高计算机运算能力，在早期主频比较低的时候还可行。随着频率越高，耗电越多，热量越大，问题越多。 多核心可以在较低主频，提高性能。制造工艺 CPU内电路与电路之间的距离，单位是微米和纳米。1纳米 =10-9米 现在先进的是65，45和32纳米 CPU主流主流CPUCPU产品产品Intel产品系列AMD产品系列龙芯龙芯1号龙芯2号龙芯2号E存储器存储器内存随机存储器(RAM)只读存储器(ROM)高速缓冲存储器 (Cache)外存磁介质,软盘和硬盘光盘Flash存储器内存储器内存储

32、器（主存储器）（主存储器）, , 速度快，容量小，价格较高速度快，容量小，价格较高，可由，可由CPUCPU直接访问。直接访问。外存储器外存储器（辅助存储器）（辅助存储器）, ,速度慢，容量大，价格低，速度慢，容量大，价格低，CPUCPU不可以直接访问。不可以直接访问。CPURAM外外存存数据访问数据访问RAMRAM的发展的发展SDRAM(SDRAM(同步动态存储器同步动态存储器) )DDR(DDR(双倍数据速率双倍数据速率SDRAM)SDRAM)DDR2DDR2DDR3DDR3一个总线时钟周期一个总线时钟周期读写一次数据读写一次数据一个总线时钟周期一个总线时钟周期 读写两次数据读写两次数据,

33、, 2 2倍倍一个总线时钟周期一个总线时钟周期读写两次数据读写两次数据并行存取两个数据并行存取两个数据, , 4 4倍倍一个总线时钟周期一个总线时钟周期读写两次数据读写两次数据并行存取四个数据并行存取四个数据, 8, 8倍倍ROM只读存储器,可读，不可写；掉电后数据不会丢失BIOS(Basic Input Output System)即基本输入输出系统。是被固化到主板ROM芯片上的程序。BIOS主要功能: 识别各种硬件(包括型号) 引导操作系统 进行硬件最直接的操作，如读文件等。引导操作系统过程 自检。检查电脑硬件是否良好。 初始化，读取CMOS里设置的参数,对硬件进行设置。 引导操作系统。开

34、机自检执行ROM中的启动程序加载操作系统执行操作系统Cache高速缓存高速缓存(Cache) ,CPU(Cache) ,CPU的速度很快而内存速度较慢，怎么的速度很快而内存速度较慢，怎么办？办？ CacheCache，它集成在，它集成在CPUCPU内部，高速，容量小内部，高速，容量小。CacheCache与内存数据交换是以块（页）为单位的与内存数据交换是以块（页）为单位的 。CPUCPU首先从首先从CacheCache中查找中查找 ，如果没有找到，再从内存中读取，如果没有找到，再从内存中读取，同时把这个数据所在的数据块调入，同时把这个数据所在的数据块调入CacheCache中中一级缓存一级缓存

35、L1 CacheL1 Cache，容量小。二级缓存，容量小。二级缓存L2 Cache L2 Cache ，容量大，容量大。主要区别在于。主要区别在于CPUCPU查找数据的顺序查找数据的顺序 。一般由一般由DRAM(DRAM(静态存储器静态存储器) )构成。构成。CPU内存Cache外存储器外存储器 外存储器，大容量、能长期保存数据，价格便宜。外外存存磁磁盘盘: :软盘和硬盘软盘和硬盘光盘光盘：CD,DVDCD,DVDFlashFlash存储器：存储器：U U盘和各种盘和各种FlashFlash卡卡软盘软盘(Floppy Disk) 微机使用的软盘直径为3.5英寸，称为3寸盘，容量为1.44MB

36、。 软盘容量小、单位容量成本高、速度慢且可靠性差。已被U盘替代。硬盘硬盘硬盘硬盘(Hard Disk) (Hard Disk) 微机中微机中最主要最主要的辅存的辅存，容量大。，容量大。盘片：盘片：一个硬盘有多个盘片，每盘片有一个硬盘有多个盘片，每盘片有上下两个面，都可以保存数据。上下两个面，都可以保存数据。磁道：磁道：盘片上不同半径的同心圆为磁道盘片上不同半径的同心圆为磁道。扇区：扇区：一个磁道被划分为多个扇区。一个磁道被划分为多个扇区。柱面：柱面：不同盘片相同磁道构成的圆柱面不同盘片相同磁道构成的圆柱面即柱面即柱面 。存储容量存储容量盘片数盘片数磁道（柱面）数磁道（柱面）数扇区数扇区数每扇区

37、字节数。每扇区字节数。信息记录可表示为：几号磁头（盘片）信息记录可表示为：几号磁头（盘片），几号磁道（柱面），几号扇区。，几号磁道（柱面），几号扇区。难点：硬盘接口IDE接口是一种并行接口 连接IDE硬盘 连接CD或DVD驱动器 SATA接口是一种串行接口 SATA 1.0 数据传输率达到150MBps SATA 2.0 数据传输率达到300MBps SATA 3.0 数据传输率达到600MBps 硬盘接口硬盘接口硬盘种类硬盘种类笔记本硬盘笔记本硬盘的直径一般仅为的直径一般仅为2.52.5英寸和英寸和1.81.8英寸。英寸。移动硬盘移动硬盘笔记本硬盘读写控制电路板外部接笔记本硬盘读写控制电路板

38、外部接口。外部接口主要有口。外部接口主要有USB2.0USB2.0和和IEEE1394IEEE1394。 USB 2.0USB 2.0 速度可达速度可达480Mbps480Mbps IEEE 1394IEEE 1394 速度目前可达速度目前可达400Mbps400Mbps微型硬盘微型硬盘一般为一般为1 1英寸以下的硬盘。主要用于数码英寸以下的硬盘。主要用于数码产品中，如数码摄像机。产品中，如数码摄像机。 固态硬盘固态硬盘（solid-state disksolid-state disk，SSDSSD）是运用）是运用FlashFlash芯片发展出最新的硬盘。不怕摔，能适应芯片发展出最新的硬盘。不

39、怕摔，能适应极端温度或湿度，适合工业或军事用途。价格极端温度或湿度，适合工业或军事用途。价格非常高非常高 。 光盘光盘CDCD的容量一般为的容量一般为680M , 680M , DVDDVD的容量为的容量为4.7G50G4.7G50G，采用更细的激光束，具有更，采用更细的激光束，具有更高的磁道密度。高的磁道密度。光驱： CD-ROM光驱：只能读取CD光盘。 DVD-ROM光驱：可以读取CD 和DVD光盘 COMBO光驱：“康宝” 是一种集合了CD、 DVD的读取和CD的刻录。 DVD刻录光驱：包括了CD、 DVD的读取和CD、 DVD的刻录。光驱的数据读取速率用光驱的数据读取速率用倍速倍速来表

40、示，来表示， CDCD光驱的光驱的1 1倍倍速是速是150KB/s, DVD150KB/s, DVD光驱的光驱的1 1倍速是倍速是1350KB/s1350KB/s CDCD最高为最高为6464倍速倍速,DVD,DVD为为2020倍速。倍速。 总线是各部件（或设备）之间传输数据的公用通道 共享总线带宽共享总线带宽如：如：USB总线总线 PCI总线总线独享总线带宽独享总线带宽如：如：AGP总线总线 PCI-e总线总线总线南桥芯片设备1设备3设备2总线总线总线衡量总线的指标就是总线带宽衡量总线的指标就是总线带宽 总线带宽总线带宽 = = 总线频率总线频率 总线位数总线位数 传输次数传输次数地址总线地

41、址总线: :传输地址信息传输地址信息数据总线数据总线: :传输数据信息传输数据信息控制总线控制总线: :传输控制信息传输控制信息内部总线内部总线：连接：连接CPU的各个组成部件（芯片内部）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系统总线：连接计算机中各大部件外部总线：连接计算机和外部设备外部总线：连接计算机和外部设备连连接接对对象象传传输输内内容容并行总线并行总线: :通信速度快、实时性好通信速度快、实时性好串行总线串行总线: :简易、方便、灵活简易、方便、灵活 通通信信方方式式 微机系统总线微机系统总线常见的总线有： ISA PCI PCI-E AGP 将来：串行总线肯定会逐

42、渐取代并行总线将来：串行总线肯定会逐渐取代并行总线原因：并行总线高频率的条件下容易出错原因：并行总线高频率的条件下容易出错串行总线：串行总线：RS232、PS/2、USB、SATA等等 串行总线和并行总线 速度 各种接口各种接口 USB接口：接口： USB 1.1 最高传输速率可达最高传输速率可达12Mbps 很少见到很少见到 USB 2.0 传输速率可达传输速率可达480Mbps 普遍普遍 IEEE 1394：支持的设备有：支持的设备有DV、移动硬盘、音响设备、移动硬盘、音响设备 可以达到可以达到400Mbps， 将来会将来会800Mbps，1Gbps，1.6GbpsPS/2接口接口 串行口

43、串行口并行口并行口接口 基本输入和输出设备基本输入和输出设备键盘、鼠标、触摸屏、显示器、打印机键盘、鼠标、触摸屏、显示器、打印机 新型数码设备新型数码设备数码相机、数码摄像机、摄像头、投影仪数码相机、数码摄像机、摄像头、投影仪 其它应用广泛的设备：其它应用广泛的设备： 磁卡、磁卡、IC卡、射频卡等许多卡片的读写设备卡、射频卡等许多卡片的读写设备 条形码扫描器条形码扫描器 指纹识别器等指纹识别器等输入和输出设备连接连接 基本输入设备基本输入设备PS/2（紫色）口（紫色）口键盘键盘 USB口口“蓝牙蓝牙”技术技术 无线键盘无线键盘PS/2（绿色）口（绿色）口鼠标鼠标 USB口口“蓝牙蓝牙”技术技术

44、 无线鼠标无线鼠标连接连接 鼠标鼠标 机械式的机械式的 光电式的光电式的 光电鼠标更精确、更耐用、更容易维护光电鼠标更精确、更耐用、更容易维护 控制鼠标指针：控制鼠标指针：轨迹球（轨迹球（TrackPoint） 触摸板（触摸板（TouchPad） 触摸板触摸板轨迹球轨迹球（笔记本电脑）（笔记本电脑） 触摸屏触摸屏输入和输出设备 基本输出设备基本输出设备CRT 性能价格比高，技术成熟性能价格比高，技术成熟分类分类 LCD 将取代将取代CRT分辨率分辨率 像素的数量像素的数量 如如1024768 12801024指标指标 颜色质量颜色质量 每一个像素占用的位数，真彩色是每一个像素占用的位数，真彩色

45、是24位位刷新频率刷新频率(CRT) 屏幕刷新速度屏幕刷新速度(Hz) 刷新频率越高，闪动就越少刷新频率越高，闪动就越少 不闪动至少需要不闪动至少需要75Hz 显示器显示器注注1：显示器颜色质量若为：显示器颜色质量若为32位，位， 因为增加了因为增加了1个字节的透明度个字节的透明度注注2：LCD在标准分辨率下最清晰在标准分辨率下最清晰输入和输出设备 基本输出设备打印速度 每分钟打印页数(ppm)指标 分辨率 每英寸的点数(dpi)针色打印机 9针、24针等，用于银行、超市分类 喷墨打印机 黑白、彩色，打印成本高，小批量打印激光打印机 速度最快，可达80ppm以上 质量最高，可达1200dpi以

46、上打印机输入和输出设备输入和输出设备 在计算机内部，数据的存储和处理都是采用二进制数，主在计算机内部，数据的存储和处理都是采用二进制数，主要原因是：要原因是：（1）二进制数在物理上最容易实现。）二进制数在物理上最容易实现。（2）二进制数的运算规则简单，这将使计算机的硬件结）二进制数的运算规则简单，这将使计算机的硬件结构大大简化。构大大简化。（3）二进制数的两个数字符号）二进制数的两个数字符号“1”和和“0”正好与逻辑命正好与逻辑命题的两个值题的两个值“真真”和和“假假”相对应，为计算机实现逻辑运相对应，为计算机实现逻辑运算提供了便利的条件。算提供了便利的条件。但二进制数书写冗长，所以为书写方便

47、，一般用十但二进制数书写冗长，所以为书写方便，一般用十六进制数或八进制数作为二进制数的简化表示。六进制数或八进制数作为二进制数的简化表示。3.1进位计数制及相互转换 3.13.1进位计数制及相互转换 3.1.1进位计数制 ariimni1N=aN=an-1n-1r rn-1n-1a an-2n-2r rn-2n-2a a0 0r r0 0a a-1-1r r-1-1a a-m-mr r-m-mR R进制数进制数N可表示可表示 为：为：R进制进制数用数用 r个基本符号（例如个基本符号（例如0，1，2，r- -1）表示数值）表示数值基数基数权权数码数码678.34=6102+7101+8100 +

48、310-1+410-2二进制位权表示： 27 26 25 24 23 22 21 20 2-1 2-2 1 1 1 1 1 1 1 1 . 1 1 128 64 32 16 8 4 2 1 0.5 0.2例如：(110111.01)B=32+16+4+2+1+0.25=(55.25)D3.1.2不同进位计数制间的转换 r 进制转化成十进制进制转化成十进制r 进制转化成十进制：数码乘以各自的权的累加进制转化成十进制：数码乘以各自的权的累加 例：例： 10101(B)=24+22+1=21 101.11(B)=22+1+2-1+2-2=5.75 101(O)=82+1=65 71(O)=78+1=

49、5 101A(H)=163+16+104106进制表示符号进制表示符号B 二进制二进制O八进制八进制D十进制十进制H十六进制十六进制演示：演示：十进制数转换成八进制数十进制数转换成八进制数十进制转化成 r 进制整数部分整数部分：除以：除以 r取余数，直到商为取余数，直到商为0，余数从右到左排列。，余数从右到左排列。小数部分小数部分：乘以：乘以 r取整数，整数从左到右排列。取整数，整数从左到右排列。100(D)=144(O)=64(H)例例 100.345(D)1100100.01011(B)1.3800.34520.69022 0.760 2 1.520 2 10025022521226232

50、100010011 1.04八进制八进制100812818044110016604616十六进制十六进制演示演示二进制、八进制、十六进制数间的相互转换 64(H)=0110 0100(B) 6 4144(O)=001 100 100(B) 1 4 41 101 101 110.110 101(B)= 1556.65(O)1 5 5 6 6 511 0110 1110.1101 01(B)=36F.D4(H) 3 6 F D 4一位八进一位八进制数对应三位二进制数制数对应三位二进制数一位一位十六进制数对应四位二进制数十六进制数对应四位二进制数二进制转化成八二进制转化成八(十六十六)进制进制) 整

51、数部分：从右向左按三整数部分：从右向左按三(四四)位进行分组位进行分组 小数部分：从左向右按三小数部分：从左向右按三(四四)位进行分组位进行分组 不足补零不足补零二进制、八进制、十六进制数间的关系二进制、八进制、十六进制数间的关系 八进制 对应二进制 十六进制对应二进制 十六进制 对应二进制0000000008100010011000191001201020010A1010301130011B1011410040100C1100510150101D1101611060110E1110711170111F11113.2 3.2 数据在计算机中的表示数据在计算机中的表示 数值 十二进制转换 西文

52、ASCII 码 汉字 输入码机内码转换 声音、图像 模数转换 二十进制转换 西文字形码 汉字字形码 数模转换 内存 输入设备 输出设备 数值 西文 汉字 声音、图像 1 1 1 1 1 1 1 1 1 0 1 0 0 1 0 1符号位 “0”表示正 、 “1”表示负运算带来问题复杂性运算带来问题复杂性: 3.2.1数值数值1. 1. 数的编码表示数的编码表示 1 10 01 10 01 11 10 00 0例3.9 （-5）+4的结果应为-1。 但在计算机中若按照上面讲的符号位同时和数值参加运算，则运算如下： 10000101 -5 的 机 器 数 + 00000100 4 的 机 器 数 1

53、0001001 运 算 结 果 为 -9 若要考虑符号位的处理，则运算变得复杂。为了解决此类问题，引入了多种编码表示方式，常用的是：原码、反码和补码，其实质是对负数表示的不同编码。(3)补码补码0X1|X|0=XX=0+7： 00000111 +0：00000000 - - 7： 10000111 - - 0：10000000 X原原=+7： 00000111 +0：00000000 0X1|X|0=XX=00X1|X|+10=XX=0 +7： 00000111 +0：00000000 - -7：11111000 - - 0：11111111 - - 7：11111001 - - 0：0000

54、0000 (2)反码反码X反反=X反反=带符号数的表示带符号数的表示 假定一个数在机器中占用假定一个数在机器中占用8位。位。(1) 原码原码3.2.2 3.2.2 字符字符 西文字符 ACSII码码(American Standard Code for Information Interchange) 128个常用字符，个常用字符，用用7位二进制编码位二进制编码，从，从0到到127 控制字符：控制字符：032，127；普通字符：；普通字符：94个。个。 例如：例如：“a”字符的编码为字符的编码为1100001，对应的十进制数是，对应的十进制数是97； 换行换行 0AH 10 回车回车 0DH

55、13 空格空格 20H 32 09 30H39H 4857 AZ 41H5AH 6590 az 61H7AH 97122汉字编码汉字编码(1) (1) 汉字输入码汉字输入码音码类音码类 全拼、双拼、微软拼音、全拼、双拼、微软拼音、自然码和智能自然码和智能ABC等等 形码类形码类 五笔字型法、郑码输入法等五笔字型法、郑码输入法等 。(2) (2) 汉字国标码汉字国标码(GB2312(GB231280)80) 每个汉字占两个字节。每个汉字占两个字节。 一级汉字：一级汉字：3755个；二级汉字：个；二级汉字：3008个。个。汉字汉字9494的矩阵，即的矩阵，即94个区和个区和94个位，由区号和位号构

56、成汉字的区位码个位，由区号和位号构成汉字的区位码 。区号区号位号位号汉字的国标码与区位码的关系：汉字的国标码与区位码的关系： 每个汉字的区号和位号各加每个汉字的区号和位号各加32(20H)就构成了国标码就构成了国标码 加加32的原因：的原因：为了与为了与ASCII码兼容，每个字节值大于码兼容，每个字节值大于32 （032为非图形字符码值）为非图形字符码值） (3)(3)机内码机内码 汉字在设备或信息处理系统内部最基本的表达形式。汉字在设备或信息处理系统内部最基本的表达形式。为了在计算机内部能够区分是汉字编码还是为了在计算机内部能够区分是汉字编码还是ASCII码码 ，将，将国标码每个字节最高位设

57、置为国标码每个字节最高位设置为1(80H). 区位码区位码 国标码国标码 机内码机内码中中 (36 30)H (56 50)H=(01010110 01010000)B (11010110 11010000)B=(D6 D0)H 华华 (1B0A)H (3B 2A)H=(00111011 00101010)B (10111011 10101010)B=(BB AA)H三种码之间关系：三种码之间关系： 汉字机内码汉字机内码=汉字国标码汉字国标码+80 80H=区位码区位码+A0 A0H 国标码国标码=区位码区位码+2020H(4) 汉字字形码汉字字形码点阵：点阵：汉字字形点阵的代码汉字字形点阵的

58、代码 有有1616、2424、3232、4848等等编码、存储方式简单、无需转换直接输出编码、存储方式简单、无需转换直接输出放大后产生的效果差放大后产生的效果差矢量：矢量：存储的是描述汉字字形的轮廓特征存储的是描述汉字字形的轮廓特征 矢量方式特点正好与点阵相反矢量方式特点正好与点阵相反(5) 其他汉字编码其他汉字编码UCS码、码、Unicode码、码、GBK码、码、BIG5码等码等 计算机病毒及其防治了解病毒的相关知识,具有病毒防卫意识病毒病毒的的定义和特点定义和特点传统病毒传统病毒: :单机单机现代病毒现代病毒: :网络网络蠕虫病毒蠕虫病毒木马病毒木马病毒 确诊病毒确诊病毒清除病毒清除病毒预

59、防病毒预防病毒杀毒软件杀毒软件专杀工具专杀工具手工清除手工清除根据具体病毒特征根据具体病毒特征网上免费查毒网上免费查毒计算机病毒基本知识1.计算机病毒的定义及特点 定义：是指编制或者在计算机程序中插入的破坏计算机功能或者数据，影响计算机使用并且定义：是指编制或者在计算机程序中插入的破坏计算机功能或者数据，影响计算机使用并且能够自我复制的一组计算机指令或者程序代码。能够自我复制的一组计算机指令或者程序代码。特点：破坏性，传染性，隐蔽性，可触发性特点：破坏性，传染性，隐蔽性，可触发性 危害危害: : 占用系统资源，破坏程序或数据，影响系统运行占用系统资源，破坏程序或数据，影响系统运行 注意：虽然机

60、器上存在病毒，但只要病毒代码不被执行，那么病毒就不会起作用，也就注意：虽然机器上存在病毒，但只要病毒代码不被执行，那么病毒就不会起作用，也就是说用户可以是说用户可以“与毒共舞与毒共舞”。2. 病毒的触发病毒病毒( (程序或一组指令程序或一组指令) )病毒进程病毒进程其他文件其他文件磁盘、磁盘、U U盘等盘等其他计算机其他计算机破坏数据破坏数据消耗系统资源消耗系统资源入侵并窃取机密信息入侵并窃取机密信息 磁盘、磁盘、U U盘等外存中盘等外存中内存中内存中传染传染破坏破坏3计算机病毒的分类（1）传统病毒 （单机环境下）n 引导型病毒：系统一启动时病毒就被激活。如如“小球小球”病毒病毒, ,影响屏幕