第一章计算机发展史计算机系统的组成ppt课件

1、从根底学起.第一章：计 算 机 概 述1.1 计算机的产生和开展 1946年2 月，世界上第一台计算机在美国宾夕法尼亚大学诞生，名字叫埃尼阿克ENIAC。这台计算机的主要元件是电子管，它由1.88万个电子管组成，体积庞大，占地约为170平方米，重达30吨，它能在一秒钟内完成5000次运算，耗电总量超越174千瓦/小时。图1-1 第一台计算机ENIAC. 电子计算机的产生与开展 发展阶段特性第一代（1946-1958）第二代（1959-1964）第三代（1965-1970）第四代（1971-至今）逻辑元件电子管晶体管中、小规模集成电路大规模、超大规模集成电路主存储器磁芯、磁鼓磁芯、磁鼓半导体存储

2、器半导体存储器辅助存储器磁带、磁鼓磁带、磁鼓、磁盘磁带、磁鼓、磁盘磁带、磁盘、光盘处理方式机器语言、汇编语言作业连续处理、编译语言实时、分时处理多道程序实时、分时处理网络结构运算速度（次/秒）5千4万几十万百万百万几百万几百万几百亿主要特点体积大，功耗大，可靠性差，价格昂贵体积较小、重量轻，功耗小，可靠较高小型化，功耗少，可靠性高微型化，功耗极少，可靠性很高.计算机的产生与开展时代年份器件软件应用一 4659电子管机器语言汇编语言 科学计算二5965晶体管高级语言数据处理工业控制 三6570集成电路操作系统文字处理图形处理四71年迄今大规模集成电路数据库、网络等社会的各个领域.冯.诺依曼构造计

3、算机存储程序的计算机方案包含的三个要点1.采用二进制数的方式表示数据和指令2.将指令和数据安执行顺序都存放在存储器中3.由控制器、运算器、存储器、输入设备和输出设备五大部分组成计算机。其任务中心是存储程序和程序控制计算机之父-冯诺依曼 冯诺依曼Von Neumann19031957，美籍匈牙利科学家，是计算机科学的开创人之一。他不仅在计算机方面，而且在教学、逻辑、物理等领域都做出了宏大的奉献，他的出色成就成为科学上的巨人，被誉为“计算机之父。.计算机的特点和分类1.计算机的主要特点1运算速度快。如今的电子计算机可以到达每秒上亿次，甚至更高。2计算精度高。电子计算机的计算精度是其他计算工具无法相

4、比的。3具有记忆和逻辑判别才干。4程序进展自动化。计算机与以前的一切计算工具本质区别在于它 能摆脱人的干涉，自动、延续地进展各种操作。.2.计算机的分类 计算机的种类很多，通常根据计算机系统规模的大小和功能强弱不同，将计算机分为：巨型机、大型机、中型机、小型机、微型机等，如以下图所示：图1-2 巨型机图1-3 大型机.微型机(台式机)便携机(笔记本电脑)掌上电脑.1.3 计算机的运用领域1计算机的传统运用领域：科学计算、数据处置、过程控制、计算机辅助系统、人工智能、计算机通讯、计算机网络、办公自动化。 计算机最早运用于科学计算，20世纪五六十年代，计算机运用范围扩展到数据信息处置，并成为最大的

5、运用领域。由于计算机不仅可以高速运算，而且具有逻辑判别才干，所以从20世纪60年代起，计算机广泛运用于工业消费过程的实时监测和控制；20世纪70年代起，过程控制技术又逐渐运用于军事和家电。A.计算机辅助系统：CAD、CAM、CAE、CIMS、CAT、CSa.计算机辅助设计CADComputer-Aided Design:是指经过计算 机帮 助各类设计人员进展设计。 .b.计算机辅助制造CAMComputer-Aided Manufaturing:是指用计算机进 行消费设备的管理、控制 的操作的技术。c.计算机辅助教育CAEComputer-Aided Education:包括计算机辅助教学 C

6、AI，计算机管理教学CMI。d.计算机集成制造系统CIMS Computer I ntergrated Manufacturing System:是集设计、制造和管理3大功能于一体的现代化工厂消费系统。e.计算机辅助测试CAT Computer-Aided Test:是利用计算机处置大批 量数据，完成各种复杂的测试任务和系统。 .f.计算机模拟CSComputer Simulation:是利用计算机模拟进展工程、产 品、决策的实验，模拟军事演习以及模拟训练。B.办公自动化OA a.事务型OA系统，又称电子数据处置(EDP)系统或业务信息系统，主要供 秘书和业务人员处置日常事务。 b.管理型OA

7、系统，又称管理信息系统，它是一个以计算机为根底，对企、 事业单位或政府机关实行全面管理的信息系统。 c.决策型OA系统，是在上述事务处置和信息管理的根底上，添加了决策辅 助功能而构成。C.文娱休闲 计算机游戏、计算机多媒体、网上冲浪等。.数的编码计算机中的数据单位 数据泛指一切可以被计算机接受并处置的符号，包括数值、文字、图形、图像、声音、视频等各种信息。计算机中数据的常用单位有位、字节和字。 1.位Bit 位又称比特，是计算机表示信息的数据编码中的最小单位。1位二进制的数码用0或1来表示。 2.字节Byte 字节是计算机存储信息的最根本单位，因此也是信息数据的根本单位。一个字节用8位进制数表

8、示。通常计算机以字节为单位来计算内存容量。.*计算机中字节与容量的换算： lB=8bit lKB=210 B=l024B lMB=220 B=l024KB lGB=230 B=l024MB 3.字Word 计算机一次存储、传输或操作时的一组二进制数称为字。一个字由假设干个字节组成，用于表示数据或信息的长度。.2ASCII码美国规范信息交换码 在将用汇编言语或各种高级言语编写的程序输入到计算机中时，人与计算机通讯所用的言语，已不再是一种纯数学言语了，而多为符号式言语。因此，需求对各种符号进展编码，以使计算机能识别、存储、传送和处置。 最常见的符号信息是文字符号，所以字母、数字和各种符号都必需按商

9、定的规那么用二进制编码才干在机器中表示。 ASCII码有7位版本和8位版本两种。国际上通用的是7位版本。7位版本的ASCII码有128个元素，其中通用控制字符34个，阿拉伯数字10个，大、小写英文字母52个，各种标点符号和运算符号32个。 7位版本ASCII码只需用7个二进制位(27=128)。. 8位ASCII码需用8位二进制数进展编码。当最高位为0时，称为根本ASCII码编码与7位ASCII码一样，当最高位为1时，构成扩展的ASCII码，它表示数的范围为128255，可表示128种字符。通常各个国家都把扩展的ASCII码作为本人国家言语文字的代码。2.4 汉字编码 我国用户在运用计算机进展

10、信息处置时，普通都要用到汉字，因此，必需处理汉字的输入、输出以及汉字处置等一系列问题。当然，关键问题是要处理汉字编码的问题。 . 由于汉字是象形文字，数目很多，常用汉字就有30005000个，加上汉字的外形和笔画多少差别极大，因此，不能够用少数几个确定的符号将汉字完全表示出来，或像英文那样将汉字拼写出来。每个汉字必需有它本人独特的编码。1 是我国于1980年制定的国家规范GB231280，代号为国标码，是国家规定用于汉字信息交换运用的代码根据。.2汉字的输入码外码 汉字输入码是为了将汉字经过键盘输入计算机而设计的代码。汉字输入编码方案很多，其表示方式大多用字母、数字或符号。 3汉字的机内码 汉

11、字的机内码是供计算机系统内部进展存储、加工处置、传输一致运用的代码，又称为汉字内部码或汉字内码。4汉字的字形码 汉字字形码是汉字字库中存储的汉字字形的数字化信息，用于汉字的显示和打印。. 计算机系统组成系统软件运用软件计算级系统分为：硬件+软件硬 件软 件. 计算机系统的硬件组成 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存储器数据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.处置器存放程序和数据处理器控制器运算器控制整个计算机一切部件的任务执行算术运算和逻辑运算存储器大容量存储器I/O设备I/O子系统计算机系统的硬件组成 存储器.输入/输出设备常用输入设备：键盘、鼠标、扫

12、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。计算机系统的硬件组成 .微型计算机的根本组成.1计算机硬件系统计算机硬件系统由五部分构成运算器、控制器、存储器、输入设备、输出设备。1、输入设备：输入设备是用来向计算机主机输入程序和数据的设备。2、运算器ALU：是计算机中进展算术运算和逻辑运算的部件。3、控制器：是一致控制和指挥计算机各个部件协调任务的部件。运算器和控制器合称为中央处置器CPU是计算机的中心部件。4、存储器：是用来存储程序和数据的部件把数据从存储器中取出的过程称为读，把数据存入存储器的过程称为写存储容量用B、KB、MB、GB等单位表示通常将存储器分为内存储器和外存

13、储器。.内存储器又称为主存储器优点是存取速度快，但存储容量小，主要来存放系统正在处置的数据。内存储器只读存储器在任务过程中只能读出其中的数据，不能写入新的数据，即使电源中断，ROM中的数据也不会消逝。随机存储器在任务过程中既可读出其中数据，也可修正其中数据或写入新的数据，一旦电源中断，RAM中存放的数据全部丧失。只读存储器随机存储器.存储器又称辅助存储器，外存读取速度慢，但存储容量大，主要用来存放暂时不用但又需求长期保管的程序或数据。5、输出设备：是将计算机处置的数据、计算结果等内部信息按人们要求的方式输出。 中央处置器和内存储器合称为主机，各种输入设备、输出设备、外存储器称为外围设备。.存储

14、器存储器是计算机存储数据和程序的记忆单元集合每个记忆单元由8位二进制位组成。可读写其中的数据。1KB=1024B1MB=1024KB1GB=1024MB1TB=1024GB字节Byte7 6 5 4 3 2 1 0位Bit.主存储器内存 微型机的程序和数据都是以二进制代码存放在存储器中的，在执行程序和运用数据时必需先存放在内存的随机存储器中，微型机中如今运用的内存条主要有SDRAM、RDRAM等动态随机存储器。常见的内存.外存储器 外存储器用于存储暂时不用的程序和数据，外存储器有磁存储器、光存储器、和U盘存储器等。它们存储容量大，访问时间相对内存也要慢得多。硬盘 光驱 U盘.外存储器 外存储器

15、用于存储暂时不用的程序和数据，外存储器有磁存储器、光存储器、和U盘存储器等。它们存储容量大，访问时间相对内存也要慢得多。硬盘 光驱 U盘.3.2.5 外围设备 外围设备中显示器、键盘和鼠标是必需选择的部件。除了这些还有其他的一些设备如以下图： 图3-27 显示器 图3-28 键盘 图3-29 鼠标. 图3-30 打印机 图3-31 音箱 图3-32 摄像头 图3-33 声卡 图3-34 显卡 图3-35 网卡.2计算机软件系统概念 计算机软件系统：是指在计算机硬件上运转的各种程序及有关文档资料的总称。 它的作用在于对计算机硬件资源的有效控制与管理，提高计算机资源的运用效率，协调计算机各组成部分

16、的任务，并在硬件提供的根本功能的根底上，扩展计算机的功能，提高计算机实现和运转各类运用义务的才干：同时向用户提供尽能够方便、灵敏的计算机操作运用的界面和诊断等所需求的工具等。.计算机软件系统包括系统软件和运用软件1.系统软件 系统软件是指管理、监控和维护计算机资源的软件，它主要包括操作系统、各种言语处置程序以及各种工具软件等。 操作系统是控制和管理计算机硬件和软件资源、合理地组织计算机任务流程并方便用户充分有效的运用计算机资源的程序集合、操作系统是系统软件的中心，是用户与计算机之间的接口，也是其他系统软件和运用软件可以在计算机上运转的根底。 软件系统操作系统言语处置系统数据库管理系统常用效力程

17、序系统软件运用软件.程序设计言语及处置程序 程序设计言语就是用来编写程序的言语，它是人与计算机交换信息的工具。分类：机器言语、汇编言语和高级言语。1、机器言语 机器言语是以二进制0、1代码表示的能被计算机直接识别和执行的指令系统。特点：不需求翻译，但用计算机言语编写程序，任务量大，难于记忆、阅读和书写，调试修正费事，同时每秒钟计算机的指令系统不同，所编的机器言语程序只适宜相应的计算机运用，不能通用，因此说它是面向机器的言语。.汇编言语 汇编言语运用助记符号表示二进制代码方式的面向机器的言语。特点：汇编言语的指令与机器指令根本上坚持了一一对应的关系，汇编言语与机器言语比容易记忆、阅读和书写。用汇

18、编言语编写程序的机器不能直接识别和执行，必需将其翻译成机器言语程序才干在计算机上运转，翻译的过程由计算机执行汇编程序自动完成，称为汇编过程由于汇编言语也是面向机器的，所以用其编写程序也有很大的局限性，可移植性差。 机器言语和汇编言语都是面向机器的言语，普通称为低级言语。.高级言语 面向问题的程序设计言语，称为高级言语。特点:类似于人类的言语，用它来描画一个解题过程或某一问题的处置过程非常灵敏、方便。高级言语独立于机器、通用性和可移植性好。解释方式：解释一句执行一句，不生成目的程序编译方式：将源程序全部译出，生成目的程序。.源程序言语处置程序翻译程序目的程序源程序：用源言语汇编或高级言语写的有待

19、翻译的程序目的程序：也称为结果程序，是源程序经过翻译程序加工以后所生成的程序翻译程序：是指一个把源程序翻译编译、解释成等价的目的程序的程序.微型机系统的组成.用 户 程 序应用软件包语言处理程序操 作 系 统裸 机高低图3-2 微型机系统层次构造表示图.微型计算机的主机构造.微型计算机的组成总线是微机中各个硬件组成部件之间传送信息的公共通道，是衔接各硬件模块的纽带。总线分为内部总线和外部总线内部总线：是指在CPU内部存放器之间和算术逻辑部件ALU与控制部件之间传输数据的通路。外部总线：是指CPU与内存和输入输出设备接口之间进展通讯的通路。外部总线分为：数据总线DB地址总线(AB)控制总线CB.

20、主板 主板又称母板,是微型计算机中最大的一个集成电路板,主要有以下重要部件：CPU插槽、内存插槽、各种总线插槽(如PCI、ISA、AGP)、主板芯片、BIOS芯片、CMOS芯片、IDE接口、软驱接口、主板电源插座、电池、周边设备接口(如COM、LPT、USB)、跳线等。下面我们就以图所示的Slot主板、如下图的Socket 370和图37所示的Socket 478主板为例。. Socket 478架构主板 Slot 架构主板.1是整合音效芯片， 2是I/O控制芯片， 3是光驱音源插座， 4是外接音源辅助插座， 5是SPDIF插座， 6是USB插头， 7是机箱被开启接头， 8是PCI插槽， 9是

21、AGP4X插槽， 10是机箱前端通用USB接口， .11是BIOS， 12是机箱面板接头， 13是南桥芯片， 14是IDE1插口， 15是IDE2插口， 16是电源指示灯接头， 17是去除CMOS记忆跳线， 18是风扇电源插座， 19是电池， 20是软驱插座， 21是ATX电源插座， 22是内存插槽， 23是风扇电源插座， 24是北桥芯片， 25是CPU风扇支架， 26是CPU插座， 27是12VATX电源插座， 28是第二组音源插座， 29是PS/2键盘及鼠标插座， 30是USB插座， 31是并串口， 32是游戏控制器及音源插座， 33是SUP_CEN插座.3.2.2 中央处置器CPU 运算

22、器、控制器和一组存放器，合在一个芯片上称之为CPU Central Processing Unit有的还包括高速缓冲存储器，以下图是从8086等各种类型的CPU。8086808880286.80386 CPU80486 CPU80586 CPUK6 CPUCyrix 6X86IDTC 6.Pentium CPU K62 CPUSlot1 Celeron CPUSocket 370 Celeron CPU MCPUPentium CPU.决议未处置器的性能目的主要是字长和主频、字长越长寻址才干越强，运算速度就越快，数据处置才干越强。主频是指微处置器的时钟频率，主频越高，运算速度越快。内存储器是用

23、来记忆或存放执行程序、待处置数据及运算结果的部件。广义的讲还有虚拟存储器和小内存comos存储器，在386以上的微机还有高速缓冲存储器，简称高速缓存普通说内存容量时那么指RAM不包括ROM在内。.3、高速缓存cache逻辑上位于cpu和内存之间，为内存与CPU交换数据提供缓冲区。为理处理内存与CPU速度的不匹配问题，在CPU与内存之间添加了Cache，cache分为一级cache和二级cache。4、 CMOS存储器保管时间比RAM长，但又不像ROM那样不可修正用来存放计算机当前的配置信息，如日期时间等.(5)外存储器1、软盘存储器由软盘、软盘驱动器和软盘控制适配器3部分组成。2、硬盘存储器硬

24、盘的性能目的存储容量和存取速度3、光盘存储器存储容量大，读取速度快、可靠性高、价位低、携带方便。.硬盘正侧面表示图.硬盘存储信息的格式是按柱面、磁道和扇区来存储的：扇区：将一个磁道分成假设干个弧段，每一弧段成为一个扇 区，记录一个信息块。从索引孔开场编号，依次为 1号扇区，2号扇区 柱面：由一组盘片上的同一磁道纵向构成的同心圆构成， 即同轴盘片上具有一样编号的磁道的集合。 从外向内依次是0柱面，1柱面磁道：和软盘磁道的编排方法不同，先编0柱面上的，依 次为0、1，再编1柱面上的.挪动头磁盘表示图扇区磁头柱面磁道硬盘容量的计算方法： 硬盘容量柱面数扇区数每扇区字节数磁头数.光盘与光盘驱动器 光盘

25、也称为光盘存储器，是一种利用激光技术存储信息的安装。 光盘分为：只读光盘CD-ROM：存储容量大，只能读不能写。可写入一次性光盘WORM:一次写入，多次读取。 磁光盘MO：可以反复读写。可重写型光盘：可反复运用 DVD-ROM DVD-RM.4.挪动式存储器可挪动硬盘U盘：运用时留意拔插U盘时，必需等指示灯停顿闪烁时方可进展。写维护的封锁和翻开，均需在从接口上拔下后进展。5.磁盘驱动接口6.输入/输出接口 是微型计算机中cpu和外部设备之间的衔接通道。具有数据缓冲及转换、设备选择和寻址、联络、解释并执行cpu命令、中断管理、错误检测等功能。.6.输入设备1、键盘2、鼠标3、扫描仪4、数码相机与

26、数码摄像机7.输出设备 显示器点距、分辨率、像素、刷新频率、打印机点阵、喷墨、激光、绘图仪.计算机平安与病毒知识1 计算机的平安操作 1微型机的运用环境 随着计算机技术的迅速开展，特别是微电子技术的提高，使得微型计算机的运用日趋深化和普及。 一个良好的环境是计算机正常任务的根底。微型机对环境条件的要求有如下几条： 1环境温度 微型机在室温1030之间普通都能正常任务。 .2环境湿度 相对湿度最高20 % 80%，否那么会使微机内各部件外表结露，使元器件受潮、蜕变，严重时会呵斥短路而损坏机器。 3防尘干净要求 微机机房应该坚持干净。 4电源要求 一是电压要稳，二是在微机任务期间不能断电。2微型机的维护 微型机虽然在普通的办公室条件下就能正常运用，但要留意防潮、防水、防尘、防火。在运用时应留意通风，不用时应盖好防尘罩。机器外表要