第章计算机基础知识

1、1 2n 课程学时安排 总课时20学时n 成绩考核 平时成绩30%，考试成绩70%n 参考书目 1.计算机应用基础，王超、李进、秦勇主编，四川科学技术出版社 2.计算机文化（原书第13版），（美）帕森斯，（美）奥贾 著，吕云翔，傅尔也 译，机械工业出版社 3.计算机操作系统（第三版），汤小丹等编著，西安电子科技大学出版社 4.Office 2003中文版实用教程(第2版)，宋立智主编，人民邮电出版社35.计算机网络（第5版），（美）特南鲍姆，（美）韦瑟罗尔著，严伟，潘爱民译，清华大学出版社6.计算机网络 第5版，谢希仁编著，电子工业出版社7.计算机安全导论，（美）古德里奇，（美）塔玛萨著，葛秀

2、慧等译，清华大学出版社4第第1 1章章 计算机基础计算机基础本章主要内容本章主要内容51.1.1 1.1.1 计算机发展的几个阶段计算机发展的几个阶段 1.1.2 1.1.2 计算机的分类计算机的分类 1.1.3 1.1.3 计算机的特点与应用计算机的特点与应用 1.1.4 1.1.4 信息社会与计算机文化信息社会与计算机文化 6 1.1.1 1.1.1 计算机发展的几个阶段计算机发展的几个阶段 人类计算工具沿革人类计算工具沿革n算盘算盘n机械计算机机械计算机n计算尺计算尺n机电计算机机电计算机7 第一台第一台电子计算机电子计算机 ENIACENIAC 8 ENIACENIAC的技术参数的技术

3、参数50005000次加法次加法/ /秒秒保存保存8080个字节个字节重量重量2828吨吨占地占地170m170m2 21880018800只电子管只电子管15001500个继电器个继电器功率功率150KW150KW电子管（电真空管）图示电子管（电真空管）图示9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，奠定了可计算理建立图灵机模型，奠定了可计算理 论的基础论的基础 提出图灵测试，机器智能的概念提出图灵测试，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 图灵奖图灵奖-

4、- 计算机界的计算机界的“诺贝尔奖诺贝尔奖”主要贡献：主要贡献： 奠定了现代计算机的体系结构奠定了现代计算机的体系结构 和工作原理和工作原理 ： 诺依曼计算机诺依曼计算机 “存储程序存储程序”概念概念 10 计算机的分代计算机的分代 （按使用的电子器件划分按使用的电子器件划分） 时代时代年年 份份元器件元器件软软 件件应用领域应用领域一一1946-1946-19571957电子管电子管机器语言机器语言汇编语言汇编语言科学计算科学计算二二1958-1958-19641964晶体管晶体管高级语言高级语言监控程序监控程序数据处理数据处理工业控制工业控制三三1965-1965-19701970中小规模

5、集成中小规模集成电路电路操作系统操作系统文字处理文字处理图形处理图形处理四四19711971大规模集成电路大规模集成电路数据库、数据库、网络等网络等社会的各个社会的各个领域领域11巨型化巨型化微型化微型化网络化网络化智能化智能化12 未来新型计算机发展蓝图未来新型计算机发展蓝图n 光计算机光计算机 利用光子取代电子进行数据运算、传输和存储的计算机利用光子取代电子进行数据运算、传输和存储的计算机 。 n 生物计算机（分子计算机）生物计算机（分子计算机） 是以生物芯片取代半导体硅片制成的计算机。它的主要原是以生物芯片取代半导体硅片制成的计算机。它的主要原 材料是生物工程技术产生的材料是生物工程技术

6、产生的蛋白质分子蛋白质分子，并以此作为生物芯片。，并以此作为生物芯片。 生物芯片具有超高速运算、超低能量消耗、并行处理等功能生物芯片具有超高速运算、超低能量消耗、并行处理等功能。n 量子计算机量子计算机 遵循量子力学规律进行高速运算、存储及处理的的计算机。遵循量子力学规律进行高速运算、存储及处理的的计算机。n 神经网络计算机神经网络计算机 能模仿人的大脑神经网络工作原理，具有联想、记忆、判断能模仿人的大脑神经网络工作原理，具有联想、记忆、判断 及并行处理能力的智能计算机及并行处理能力的智能计算机13 1.1.2 1.1.2 计算机的分类计算机的分类n 按计算机原理分类按计算机原理分类n数字计算

7、机数字计算机n模拟计算机模拟计算机n 按计算机用途分类按计算机用途分类n通用计算机通用计算机n专用计算机专用计算机n 按计算机性能分类按计算机性能分类n巨型机、大型机、小型机、微型机，工作站等巨型机、大型机、小型机、微型机，工作站等14 1.1.3 1.1.3 计算机的特点与应用计算机的特点与应用15 1.1.3 1.1.3 计算机的特点与应用计算机的特点与应用n ( ( 网络应用网络应用 多媒体技术的应用）多媒体技术的应用）161.1.4 1.1.4 信息社会与计算机文化信息社会与计算机文化1. 1. 信息社会是人类发展的必然信息社会是人类发展的必然2 2信息社会的特征信息社会的特征3 3计

8、算机文化计算机文化17 1.2 1.2 181.2.1 1.2.1 进位计数制进位计数制 采用若干个基本数字符号，按照一定的采用若干个基本数字符号，按照一定的 进位规则组成的计数系统称为进位规则组成的计数系统称为进位计数制进位计数制。 生活中各种进位制的例子：生活中各种进位制的例子： 十进制十进制 二进制二进制 七进制七进制 八进制八进制 六十进制六十进制 三进制三进制 十二进制十二进制 十六进制十六进制 思考：思考：请举出请举出这些进位制在这些进位制在生活中应用的生活中应用的例子例子。19计数制的基数与位权计数制的基数与位权 基数基数 在一种进位计数制中所使用的所有在一种进位计数制中所使用的

9、所有 基本符号（数码）的个数称为基数。基本符号（数码）的个数称为基数。 位权位权 在一个数中，处于不同位置的数字所在一个数中，处于不同位置的数字所 代表的数值的大小叫做位权。代表的数值的大小叫做位权。 例如，十进制数例如，十进制数635635，从高位到低位，从高位到低位， 各位数字的位权依次为各位数字的位权依次为10102 2 、 10101 1 、10100 0 即即 ：635 = 6 635 = 6 10102 2 + 3 + 3 10101 1 + 5+ 5 10100 020 计算机中常用进制数的表示计算机中常用进制数的表示进位制进位制 二进制二进制 八进制八进制 十进制十进制 十六进

10、制十六进制规则规则 逢二进一逢二进一 逢八进一逢八进一 逢十进一逢十进一 逢十六进逢十六进一基数基数 r = 2 r = 8 r = 10 r = 16数符数符 0，1 0,1,7 0,1,9 0,1,9,A,B,C,D,E,F位权位权 2i 8i 10i 16i下标下标 B O D H21 1. r1. r进制转化为十进制进制转化为十进制 设有设有r r进制数进制数 P P（r)r) = a = an-1n-1a an-2n-2aa1 1a a0 0. .a a-1-1a a-2-2aa-m-m 转换法则：转换法则： 按位权展开相加按位权展开相加 把把r r进制数中每位数字和该位的位权相乘，

11、并将进制数中每位数字和该位的位权相乘，并将 所得的全部乘积相加，即为转换结果（十进制数）。所得的全部乘积相加，即为转换结果（十进制数）。 转换公式：转换公式： P =P = a an-1n-1r r n-1n-1 + a + a1 1r r 1 1 + a + a0 0r r 0 0位权位权 + a+ a-1-1r r -1-1 +a +a-m-mr r - -m m ( 1101.1 )( 1101.1 )2 2 = 1= 12 23 3+1+12 22 2+0+02 21 1+1+12 20 0+1+12 2-1 -1 = = （13.513.5）101022 r r进制转化为十进制示例进

12、制转化为十进制示例 (101)(101)B B = 1= 12 22 2 + 0 + 0 2 21 1 + 1 + 1 2 20 0 = 4+0+1= ( 5 )= 4+0+1= ( 5 )D D(203)(203)O O = 2= 28 82 2 + 0+ 08 81 1 + 3 + 38 80 0 = 128+0+3= 128+0+3=（ 131 131 ）D D(ABC)(ABC)H H = A= A16162 2 + B+ B16161 1 + C+ C16160 0 = = 101016162 2 + 11+ 1116161 1 + 12+ 1216160 0 =2560+176+1

13、2=( 2748 )=2560+176+12=( 2748 )D D23 例例 (100)D( )B 除除2 2取余取余 2| 100 余数余数 2| 50 0 (最低位最低位) 2| 25 0 2| 12 1 2| 6 0 2| 3 0 2| 1 1 0 1 (最高位）最高位） 结果结果：(100)D( 1100100 )B 十进制整数十进制整数 r r进制整数进制整数 整数转换法则：整数转换法则： 除除r r取余取余 即：把一个十进制整数不即：把一个十进制整数不断除以所需要转换进制数的基断除以所需要转换进制数的基数数r r，取其余数，商作为下一，取其余数，商作为下一次的被除数，直到商为次的

14、被除数，直到商为0 0时除时除法结束，再把每次得到的余数法结束，再把每次得到的余数反序排列，即可转换成反序排列，即可转换成r r进制进制数。数。 2. 2. 十进制转化为十进制转化为r r进制进制24课堂练习课堂练习1. ( 251 )D ( )B2. ( 251 )D = ( )O3. ( 251 )D = ( )H 答案答案1. 2. 3733. FB25例例 (0.625)D=( )B 乘乘2取整取整 整数部分整数部分 0.625 2= 1 .250 1 ( (高位高位)0.250 2= 0 .500 0 0.500 2= 1.000 1 ( (低位低位) )小数部分为小数部分为0,0,

15、转换结束转换结束 结果：结果： (0.625 )D = ( 0.101)B小数转换法则：小数转换法则：乘乘r r取整取整 即：将一个十进制小即：将一个十进制小数转换成数转换成r r进制小数时，进制小数时，将十进制小数不断地乘以将十进制小数不断地乘以r r，将每一次乘积的整数，将每一次乘积的整数部分取出，而将乘积的小部分取出，而将乘积的小数部分作为下一次被乘数，数部分作为下一次被乘数，直至乘积的小数部分为直至乘积的小数部分为0 0时乘法结束。将取出的整时乘法结束。将取出的整数按照先后次序排列，即数按照先后次序排列，即为最后的转换结果。为最后的转换结果。十进制小数十进制小数 r r进制小数进制小数

16、26 混和数的转换混和数的转换 若十进制数包含整数和小数两部分，若十进制数包含整数和小数两部分，则必须将小数点两边的整数和小数分开，则必须将小数点两边的整数和小数分开，分别完成相应的转换，再把转换得到的分别完成相应的转换，再把转换得到的r r进进制整数和制整数和r r进制小数组合在一起。进制小数组合在一起。 课堂练习课堂练习 ( 86.875 )( 86.875 )1010 = ( ) = ( )2 2 答案答案 1010110.1111010110.111 27 3. 3. 非十进制数之间的转换非十进制数之间的转换 常规转换方法常规转换方法 特别转换方法特别转换方法 利用二进制、八进制和十六

17、进制之间的利用二进制、八进制和十六进制之间的 特殊关系直接转换。特殊关系直接转换。28 二进制与八进制、十六进制数对照表二进制与八进制、十六进制数对照表 二进制二进制 八进制八进制 二进制二进制 十六进制十六进制 二进制二进制 十六进制十六进制 000 0 0000 0 1000 8 001 1 0001 1 1001 9 010 2 0010 2 1010 A 011 3 0011 3 1011 B 100 4 0100 4 1100 C 101 5 0101 5 1101 D 110 6 0110 6 1110 E 111 7 0111 7 1111 F 注意：注意：每每3 3位二进制数对

18、应于一位八进制数；位二进制数对应于一位八进制数； 每每4 4位二制数对应于一位十六进制数。位二制数对应于一位十六进制数。29 二、八、十六进制数之间的简便转换方法二、八、十六进制数之间的简便转换方法 二进制数转换为八进制，只要将二进制数从小数点开始，二进制数转换为八进制，只要将二进制数从小数点开始，整数部分从右向左整数部分从右向左3 3位一组，小数部分从左向右位一组，小数部分从左向右3 3位一组位一组（不足（不足3 3位补零）进行分组，每组转换为位补零）进行分组，每组转换为1 1位八进制数。反位八进制数。反向转换时只需将向转换时只需将1 1位八进制数展开为位八进制数展开为3 3位二进制数即可。

19、位二进制数即可。 例例1 1 ( (11 11 110110. .001001 100100 ) )B B( 36.14 )( 36.14 )O O (12.34) (12.34)O O = ( = ( 001001 010010. .011011 100100 ) )B B = =（1010.01111010.0111）B B 二进制和十六进制之间的转换与八进制和二进制之间二进制和十六进制之间的转换与八进制和二进制之间的转换方法相同，只是要注意每的转换方法相同，只是要注意每4 4位二进制数对于一位十六位二进制数对于一位十六进制数。进制数。 例例2 2 (10A1) (10A1)H H = (

20、= ( 0001 0001 00000000 10101010 00010001) )B B ( (11111111 01010101 01110111) )B B = (F57)= (F57)H H30 1. 1. 机器数机器数：数值：数值+ +数值化的符号数值化的符号 在计算机中，机器数的绝对值及符号都用二进制在计算机中，机器数的绝对值及符号都用二进制数表示。数表示。 机器字长机器字长：计算机一次传送及处理的二进制数的：计算机一次传送及处理的二进制数的位数，标志着计算精度，是字节的整数倍（位数，标志着计算精度，是字节的整数倍（8 8位、位、1616位、位、3232位等）。位等）。 假设机器

21、字长假设机器字长n n为为8 8位，则十进制数位，则十进制数5 5在计算机内在计算机内的表示形式如下：的表示形式如下：符号位符号位 数值位数值位00000101机器数的符号表示机器数的符号表示负号：负号： 1 1正号：正号： 0 031 2. 2. 定点数定点数 所谓所谓定点数定点数，是指小数点位置固定不变的数。，是指小数点位置固定不变的数。 1 1）定点整数）定点整数 2 2）定点小数）定点小数32 对于既有整数部分又有小数部分的对于既有整数部分又有小数部分的数，由于其小数点的位置不固定，一般用数，由于其小数点的位置不固定，一般用浮点数浮点数表示。表示。 计算机中通常用一串连续的二进制计算机

22、中通常用一串连续的二进制位来存放浮点数，其存储格式如下图所示：位来存放浮点数，其存储格式如下图所示： 阶符阶符 阶码阶码 数符数符 尾数尾数33 4. 4. 原码、反码和补码原码、反码和补码 在计算机内，为了运算的方便，带符号的数在计算机内，为了运算的方便，带符号的数 通常有原码、反码和补码三种编码方式，他们运通常有原码、反码和补码三种编码方式，他们运 算时各有优缺点，其中，原码和补码最常用。算时各有优缺点，其中，原码和补码最常用。 原码原码：机器数原来的形式。例如：机器数原来的形式。例如 十进制十进制 二进制真值二进制真值 原码原码 +5 +0000101 +5 +0000101 0 000

23、00101 0000101 -6 -0000110 -6 -0000110 1 134 反码反码：正数的反码同原码；负数的反码是将其原码除：正数的反码同原码；负数的反码是将其原码除 符号位外的各位数字取反（符号位外的各位数字取反（即即“1”1”变变“0”0”，即，即“0”0”变变“1”1”）。）。 例如：例如： 十进制十进制 二进制真值二进制真值 原码原码 反码反码 +1 + 0000001 +1 + 0000001 0 00000001 0000001 0 0 -1 - 0000001 -1 - 0000001 1 10000001 0000001 1 1 补码补码：正数的补码同原码；负数的

24、补码是将其原码除符正数的补码同原码；负数的补码是将其原码除符号位外的各位数字取反，然后在末位加号位外的各位数字取反，然后在末位加1 1。例如：。例如： 十进制十进制 二进制真值二进制真值 原码原码 补码补码 +1 + 0000001 +1 + 0000001 0 00000001 0000001 0 0 -1 - 0000001 -1 - 0000001 1 10000001 0000001 1 1小结：小结： 正数的原码、反码和补码是同一形式，即原码；正数的原码、反码和补码是同一形式，即原码；负数的原码、反码和补码是三种不同形式。负数的原码、反码和补码是三种不同形式。35 1.2.31.2.

25、3 目前微型机上最常用的字符编码方式是目前微型机上最常用的字符编码方式是ASCIIASCII码。码。ASCIIASCII是是“美国信息交换标准代码美国信息交换标准代码” 的英文缩写。的英文缩写。 一个西文字符在计算机内用一个西文字符在计算机内用7 7位二进制编位二进制编 码，占码，占1 1个字节（个字节（8 8位）的存储空间，低位）的存储空间，低7 7位为位为 字符的字符的ASCIIASCII编码值，最高位用作校验位编码值，最高位用作校验位( (置置0 0）。 36西文西文字符的字符的ASCIIASCII编码编码 6 5 4 3 2 1 0 标准标准ASCIIASCII字符集包括字符集包括12

26、8128个基个基本字符，其中包括本字符，其中包括9595个可显示、打个可显示、打印字符及印字符及3333个控制字符个控制字符。例例 大写字母大写字母A A的的ASCIIASCII码值为：码值为： (1000001)(1000001)B B = =（65)65)D D =(41) =(41)H H字母字母A A在计算机内的存储形式在计算机内的存储形式为：为： 0100000137ASCIIASCII字符集字符集38 二、二、 汉字编码汉字编码 汉字在计算机内的处理比西方文字复杂得多。汉汉字在计算机内的处理比西方文字复杂得多。汉字是一种象形文字，字数极多，且字形复杂，每一个字是一种象形文字，字数极

27、多，且字形复杂，每一个汉字都有汉字都有“音、形、义音、形、义” 三要素。对应于汉字的输入、三要素。对应于汉字的输入、内部存储及输出等处理环节，每一个汉字都要用到内部存储及输出等处理环节，每一个汉字都要用到输输入码入码、交换码交换码、内部码内部码和和字形码字形码。 在计算机汉字信息处理系统中，处理汉字时需要在计算机汉字信息处理系统中，处理汉字时需要进行以下几种代码的转换：进行以下几种代码的转换：汉字输入汉字输入 汉字输出汉字输出 输入码输入码交换码交换码内部码内部码字形码字形码39 常用的常用的 汉字输入编码分为三大类：汉字输入编码分为三大类：数字编码数字编码 数字编码就是用等长的数字为汉字逐一

28、编码，常用的有数字编码就是用等长的数字为汉字逐一编码，常用的有 国标区位码。如：国标区位码。如：“中中” 5448 5448 。不直观、。不直观、 难记，但易于与难记，但易于与 机内码转换。机内码转换。拼音码拼音码 是以汉语普通话读音为基础的输入方法。常用的有搜是以汉语普通话读音为基础的输入方法。常用的有搜狗拼音、智能全拼、微软拼音、紫光拼音等。易学易用，但狗拼音、智能全拼、微软拼音、紫光拼音等。易学易用，但因汉字同音字多，故重码率较高。因汉字同音字多，故重码率较高。字形编码字形编码 字形编码是以汉字的字形结构为基础的输入编码。常用字形编码是以汉字的字形结构为基础的输入编码。常用的有五笔字形、

29、表形码等。较难掌握，但录入速度快。的有五笔字形、表形码等。较难掌握，但录入速度快。40 即国标码（中华人民共和国信息交换汉字编码字符集，即国标码（中华人民共和国信息交换汉字编码字符集，代号为代号为GB2312GB231280)80)，用于汉字外码和内码的转换。，用于汉字外码和内码的转换。 国标码用两个字节表示一个汉字的编码，每个字节国标码用两个字节表示一个汉字的编码，每个字节最高位为最高位为0 0。在国标汉字编码字符集中在国标汉字编码字符集中: : 一级汉字：一级汉字：37553755个；二级汉字：个；二级汉字：30083008个。个。 将汉字分区，每个区将汉字分区，每个区9494个汉字。个汉

30、字。 国标码的构成：国标码的构成： 例例 “中中”字的国标码字的国标码： 8680( 01010110 01010000 )区号区号区中位置区中位置41 汉字内部码是在计算机信息处理系统内部存储、汉字内部码是在计算机信息处理系统内部存储、 处理、传输汉字用的代码。是汉字在计算机内的基本处理、传输汉字用的代码。是汉字在计算机内的基本 表示形式。用两个字节的编码表示一个汉字，将汉字表示形式。用两个字节的编码表示一个汉字，将汉字 国标码的每个字节的最高位由国标码的每个字节的最高位由0 0变为变为1 1，即可将国标码，即可将国标码 转化为内部码。例如转化为内部码。例如： 汉字汉字 国标码（交换码）国标

31、码（交换码） 内部码内部码 中中 8680( 01010110 01010000 ) ( 11010110 11010000 ) 华华 5942( 00111011 00101010 ) ( 10111011 10101010 ) 42 字形码用来实现汉字的输出。汉字字形码用来实现汉字的输出。汉字是方块字，常用是方块字，常用点阵方式点阵方式或或矢量方式矢量方式表表示汉字的字形信息，它是汉字输出形式示汉字的字形信息，它是汉字输出形式的编码。的编码。 点阵点阵：汉字字形点阵的代码。：汉字字形点阵的代码。 有有16161616、24242424、32323232、48484848等点阵，点数愈多，输

32、出的字形等点阵，点数愈多，输出的字形愈精确美观，但需要的存储容量愈大。愈精确美观，但需要的存储容量愈大。 矢量矢量：矢量方式存储的是描述汉字：矢量方式存储的是描述汉字字形轮廓特征的编码。字形轮廓特征的编码。 “犬犬”字的字的1616点阵点阵43 1.3 1.3 44 一台可供使用的计算机一台可供使用的计算机 ， 称为称为计算机系统，由硬件和软件两大部计算机系统，由硬件和软件两大部分组成。分组成。 硬件硬件 硬件是指由电子设备和机械部件硬件是指由电子设备和机械部件等所组成的机器实体等所组成的机器实体 ，是整个系统运，是整个系统运行的物理平台。行的物理平台。 软件软件 各种程序及其相关资料、数据的

33、各种程序及其相关资料、数据的总和称为软件。总和称为软件。 45 1. 计算机系统组成总图 主机主机 硬件硬件 计算机计算机 系系 统统 系统软件系统软件 软件软件 应用软件应用软件中央处理器中央处理器内存储器内存储器外部外部 外存储器外存储器 设备设备 输入输入/输出设备输出设备46 2.2. 硬件和软件的关系硬件和软件的关系 硬件是软件依存的物质基础硬件是软件依存的物质基础 软件能充分发挥硬件的功能软件能充分发挥硬件的功能 硬件通过软件来管理硬件通过软件来管理 47 3.3. 计算机系统的层次结构计算机系统的层次结构底层）裸机裸机48 从第一代计算机到当今最先进的计算机，在从第一代计算机到当

34、今最先进的计算机，在工作原理上一脉相承，都是采用存储程序原理。工作原理上一脉相承，都是采用存储程序原理。 预先将所要执行的程序和数据存放预先将所要执行的程序和数据存放 在计算机的内存储器中。计算机工作时，在计算机的内存储器中。计算机工作时， 按按 顺序逐条执行程序所包含的指令。顺序逐条执行程序所包含的指令。 一、存储程序原理一、存储程序原理49 诺依曼与计算机的存储程序原理诺依曼与计算机的存储程序原理 冯冯诺依曼诺依曼是是美籍匈牙利数学美籍匈牙利数学家，现代计算机之父。家，现代计算机之父。 他奠定了现代计算机的体系结他奠定了现代计算机的体系结结和工作原理。结和工作原理。冯冯诺依曼体系结诺依曼体

35、系结构的精髓是构的精髓是： 1.1.计算机内程序和数据用计算机内程序和数据用二进制二进制 形式表示。形式表示。 2.2.程序存储程序存储，顺序执行指令序列。，顺序执行指令序列。 3. 3. 计算机有计算机有5 5个个组成部分，分别组成部分，分别 是：输入、存储、处理（运算）、是：输入、存储、处理（运算）、控制和输出。控制和输出。冯冯诺依曼诺依曼 (1903 1957 )50二、计算机指令的执行过程二、计算机指令的执行过程 计算机执行程序时，在控制器的控制下，计算机执行程序时，在控制器的控制下， 从内存储器中按顺序取出每一条指令，依次执行，从内存储器中按顺序取出每一条指令，依次执行， 直至将一个

36、程序所包含的全部指令执行完毕。直至将一个程序所包含的全部指令执行完毕。 执行每一条指令的具体步骤是：执行每一条指令的具体步骤是： 1) 1) 取指令取指令 2) 2) 分析指令分析指令 3) 3) 执行指令执行指令 计算机的整个工作过程就是执行程序的过程，计算机的整个工作过程就是执行程序的过程， 亦即不断执行指令的过程亦即不断执行指令的过程。511.3.31.3.3计算机存储器计算机存储器1.1.内存内存 处系统中心，依字节编址，半导体材料，速度快，处系统中心，依字节编址，半导体材料，速度快，价格高。价格高。 RAM RAM 随机存储器，切断电源，数据丢失。随机存储器，切断电源，数据丢失。 R

37、OM ROM 只读存储器，信息可长期保存。只读存储器，信息可长期保存。 2.2.外存外存 磁鼓，磁带，磁盘，光盘。磁鼓，磁带，磁盘，光盘。 容量大，价格低，速度慢。容量大，价格低，速度慢。 软盘保护软盘保护8 8忌：脏，摸，弯，压，忌：脏，摸，弯，压， 热，晒，磁，潮。热，晒，磁，潮。CACHECACHE 高速缓存，不参加编址。高速缓存，不参加编址。 52 1.4 1.4 计算机系统的软件计算机系统的软件 操作系统 ( Windows 、Unix、Linux 等） 系统软件 语言处理程序（C编译器、BASIC解释程序等） 数据库管理系统 （Access 、Oracle等） 软件 系统服务程序（

38、诊断程序、工具程序等） 系统 实用程序（计算软件包、文字处理软件等） 应用软件 用户程序（根据用户需求开发的各类应用程序）53 系统软件与应用软件系统软件与应用软件 系统软件 为整个计算机系统配置的 、用来管理维护计算机硬件和软件资源、支持计算机工作并提供各种服务的通用软件称为系统软件。 应用软件 为某一专门的应用目的而开发的软件称为应用软件。54 5556. 微机主板图微机主板图内存插槽内存插槽总线插槽总线插槽CPU插槽插槽USB接口接口电池电池芯片组芯片组串行接口串行接口鼠标插口鼠标插口键盘插口键盘插口并行接口并行接口571.5.2 主机 中央处理器（CPU）是计算机硬件中最核心、 最重要

39、的部件，由运算器和控制器组成。 CPU的性能直接决定了整台计算机的性能。 微型计算机的CPU又称为微处理器（MPU）， 是将运算器和控制器集成在一张芯片上。 处理器 运算器运算器控制器58 运算器与控制器运算器与控制器 运算器运算器 运算器是用来进行算术运算和逻辑运算的部件，运算器是用来进行算术运算和逻辑运算的部件，又称为算术逻辑单元（又称为算术逻辑单元（ALUALU）。）。 控制器控制器 控制器用来控制指令的执行、控制计算机各部件控制器用来控制指令的执行、控制计算机各部件协调工作，是计算机的协调工作，是计算机的“神经中枢神经中枢”。 寄存器寄存器 寄存器是寄存器是CPUCPU中用来临时存放数

40、据的部件。分为中用来临时存放数据的部件。分为数据寄存器、指令寄存器等。数据寄存器、指令寄存器等。 59 4款 Intel微处理器外观标志60 CPU 芯片61 摩尔定律晶晶体体管管数数10K100K1M10M100M197519801985199519902000单单位位时时间间执执行行的的指指令令数数每秒百万条每秒百万条0.111025500400480808088828683868486Pentium2000年的年的微处理器微处理器每每1818个月芯片能力增长一倍个月芯片能力增长一倍 摩尔定律摩尔定律 摩尔定律是由英特尔公司创摩尔定律是由英特尔公司创始人之一戈登始人之一戈登摩尔提出来的。摩

41、尔提出来的。其内容为：当价格不变时，集成其内容为：当价格不变时，集成电路上可容纳的晶体管数目，约电路上可容纳的晶体管数目，约每隔每隔1818个月便会增加一倍，性能个月便会增加一倍，性能也将提升一倍。换言之，每一美也将提升一倍。换言之，每一美元所能买到的电脑性能，将每隔元所能买到的电脑性能，将每隔1818个月翻两倍以上。这一定律揭个月翻两倍以上。这一定律揭示了示了信息技术信息技术进步的速度。进步的速度。62 CPUCPU主要技术指标主要技术指标 1 1. . 主频主频 CPUCPU内部元部件的工作频率。内部元部件的工作频率。 单位：单位：MHzMHz（兆赫兹）（兆赫兹） 2. 2. 字长字长:

42、: CPU CPU一次所能处理的数据的二进制一次所能处理的数据的二进制位数。字长有位数。字长有8 8位位,16,16位位,32,32位等。位等。 3. 3. 执行速度执行速度 CPUCPU每秒钟所能执行指令的条数。每秒钟所能执行指令的条数。 单位：单位： MIPS MIPS （每秒（每秒1 1百万条指令）百万条指令） 4. 4. 指令系统指令系统 CPUCPU所能执行的全部指令的集合。所能执行的全部指令的集合。 63内存储器 计算机的存储器分为两大类：计算机的存储器分为两大类：内存储器内存储器和和外存储器外存储器。内存储器也称为主存储器，是计算。内存储器也称为主存储器，是计算机主机的重要组成部

43、分。机主机的重要组成部分。 内存用于存放计算机工作过程中需要运行内存用于存放计算机工作过程中需要运行的程序及相关数据。内存可直接与的程序及相关数据。内存可直接与CPUCPU进行信息进行信息交换交换, ,存取速度快，但容量相对较小。存取速度快，但容量相对较小。 内存条内存条内存条插槽内存条插槽64 关于关于内存储器的重要概念内存储器的重要概念 65 高速缓存与虚拟存储器高速缓存与虚拟存储器 高速缓冲存储器高速缓冲存储器( ( Cache Cache ) ) 高速缓冲存储器位于高速缓冲存储器位于CPUCPU和内存之间，是一个读写速度比和内存之间，是一个读写速度比内存更快的小容量存储器，设置高速缓存

44、的目的就是为了解决内存更快的小容量存储器，设置高速缓存的目的就是为了解决CPUCPU工作速度与内存速度不匹配的问题。工作速度与内存速度不匹配的问题。 虚拟存储技术虚拟存储技术 采用虚拟存储技术可将外存的一部分作为内存来使用，在采用虚拟存储技术可将外存的一部分作为内存来使用，在逻辑上相当于扩大了内存的容量。逻辑上相当于扩大了内存的容量。 系统自动实现信息在内、外存之间的部分装入和部分替换系统自动实现信息在内、外存之间的部分装入和部分替换功能，能从逻辑上为用户提供一个比实际物理存储容量大得多功能，能从逻辑上为用户提供一个比实际物理存储容量大得多的可寻址的的可寻址的“内存储器内存储器”。虚拟存储区的

45、容量仅受限于计算机。虚拟存储区的容量仅受限于计算机的地址结构和可用磁盘容量。的地址结构和可用磁盘容量。66 总线概述总线概述 计算机各部件之间传输信息的公共通道称为计算机各部件之间传输信息的公共通道称为总线总线。 总线由一组导线和相关的控制、驱动电路组成，总线由一组导线和相关的控制、驱动电路组成，位于微机的主板上。位于微机的主板上。 现代微机大多采用三层总线结构：现代微机大多采用三层总线结构： 1. CPU1. CPU总线总线 2. 2. 系统总线系统总线 3. 3. 外设总线外设总线67 CPUCPU总线总线 地址总线地址总线 （ABAB） 用来传送地址信息用来传送地址信息2. 2. 数据总

46、线数据总线 （DBDB） 用来传送数据用来传送数据3. 3. 控制总线控制总线 （CBCB） 用来传送控制信号用来传送控制信号68 关于关于USBUSB接口接口 USBUSB是一个外部总线标准，即通用串行总线是一个外部总线标准，即通用串行总线（Universal Serial BusUniversal Serial Bus，简称，简称USBUSB），用于规范电脑与），用于规范电脑与外部设备的连接和通讯。外部设备的连接和通讯。USBUSB接口支持设备的接口支持设备的即插即用即插即用和和热插拔热插拔功能，可连接多达功能，可连接多达127127种外设，如种外设，如U U盘、移动硬盘、盘、移动硬盘、数

47、码照相机、调制解调器等，已成为当今个人电脑和大量数码照相机、调制解调器等，已成为当今个人电脑和大量外部设备之间的必配接口外部设备之间的必配接口。 69联机外存 脱机外存硬磁盘硬磁盘软磁盘软磁盘光盘光盘可移动磁盘可移动磁盘磁带机磁带机 外存储器特点外存储器特点：存储容量大，可永久保存存储容量大，可永久保存信息，但不能与信息，但不能与CPUCPU直接交换信息，工作速度直接交换信息，工作速度低于内存低于内存。70一、硬磁盘 1.硬盘的工作原理 磁性材料 读写磁头 磁盘驱动器71 关于硬盘2. 硬盘信息存储格式 1) 记录面 = 磁头数 2) 磁道: 记录面上的同心圆 柱面：所有记录面上同一编号的磁道

48、 3) 扇区：每个磁道划分为扇区 每个扇区容量为512字节3. 硬盘存储容量 计算公式：扇区容量扇区数柱面数磁头数72 关于硬盘 4. 磁盘格式化 磁盘在第一次使用前必须进行初始化处理，称为磁盘格式化 ，对磁盘按标准格式划分磁道,扇区,分配区域。 若对已存储了信息的磁盘再进行格式化，则磁盘上的所有信息将被清除，作此操作时应特别谨慎！5. 硬盘接口标准 EIDE SCSI73 二、软磁盘 软盘的工作原理及存储格式与硬盘类似。常用的软盘为3.5英寸软盘，容量为 1.44 MB。 随着新型存储设备（优盘、移动硬盘等）的问世，曾经广泛使用多年的软盘目前已基本不再使用。74 三、光盘 1. 光盘的种类 (1) CD-ROM 只读光盘 (2) CD-R 一次性