多媒体制作专业计算机基础

1、.PAGE ：.；第一章计算机根底知识计算机是人类最伟大的发明之一,它广泛的运用于社会的各个角落，改动了社会的容颜，推进社会的开展，对人类社会有着宏大而深远的影响。随着计算机技术的开展，廉价且功能强大微型计算机的普及，多媒体技术与网络信息技术的广泛运用。计算机曾经走入千家万户，改动着我们原有的生活方式、任务方式，成为现代社会不可或缺的工具，计算机知识成为一切现代人必备的根本技艺。本章将以通俗、易懂的言语来论述计算机的根底知识。让读者系统的掌握计算机的概念定义、开展过程、组成构造、分类、任务特点及开展方向。消除对计算机的迷惑、恐惧与概念的混乱，使读者真正明白计算机的原理及任务方式，为深化的学习奠

2、定坚实的根底。第一节 什么是计算机？注：有一种分类方式，将计算机分为电子计算机与机械计算机两种，而机械计算机已根本退出历史舞台，我们平常所讲与本书出现的“计算机如不做特殊阐明，全部指电子计算机，我们俗称电脑。计算机的概念众所周知计算机有着强大的运算处置才干并且涉及领域非常广泛。这就为其蒙上了奥秘的面纱，为何它会有如此非凡的才干与众多功能呢？甚至有人以为它无所不能，科幻电影中往往将其描画成深不可测，凌驾于人类智慧之上的的奥秘机器！这其实是对计算机知识不了解产生的误解与概念的混淆，以及艺术夸张、科梦想像的结果。那计算机究竟是是什么呢？其实计算机是一种可以按照人们所编写的程序，自动的、高速的、准确的

3、进展数据运算及信息处置的电子设备。简单的说计算机是一种有程序能运算的电子设备。图1：生活中最常见的计算机PC机其定义中有三点要素：1.计算机要进展任务必需求有人所编写的程序，没有程序，计算机根本无法运转。2.只需在程序的根底上，计算机才可以自动、高速、准确的进展运算和处置。3.计算机是一种电子设备。由于计算机运用范围非常广泛，不同任务领域的特点与要求也不尽一样，呵斥外形与操作方式的宏大差别，比如用于科学计算的超级计算机重达数十吨，而进展自动化控制的微控计算机只需豆粒般大小！所以我们千万不能经过外形与操作方式来判别能否它是计算机，而是看其能否符合三点要素。而我们经常运用的PC机图1，也只是计算机

4、大家庭的很小一部分而已。注：PC机是微型计算机的一种机型是我们最常用的计算机，它们普通运用Intel及兼容处置器，运用Windows操作系统，在后面的章节将详细引见。1.1.2 特殊的计算机有一类计算机比较特殊，一出生就规定了特殊的运用范围和封锁固定的功能，外形与操作方式也为了顺应其固定功能发生了很大变化，它们就是为了实现其特定功能而设计消费的。由于功能的固定，人们不再叫它计算机，而称它固定功能的称号，比如专门进展数字计算的我们叫计算器，专门用于游戏文娱的游戏机,专门为了实现网络路由功能的路由器，虽然这些公用计算机外形、功能、特点、速度、操作方式等千差万别但内在任务原理与我们经常运用的PC机是

5、根本一致的。它们都符合计算机的三要素，是一类特殊的公用计算机。有的公用计算机在经过软、硬件技术改造后，甚至可以正常运转PC计算机的程序图1。图1：正在运转Windows 95的PSP游戏机有些计算机能够只需豆粒般大小，如在各种数字家电、通讯设备、程控设备、电子仪器的控制电路中的单片计算机、微控计算机图2，它们经过预先写入的程序来控制这些设备自动的、高速的、准确的完成人们所交付的义务。指挥交通的信号灯，工厂中自动作业的数控机床、工业机器人都是它们的杰作。例：全自动洗衣机，它的控制电路中就存在着微控计算机，在出厂前人们将编写好轻柔洗衣，快速洗衣，约定洗衣等各种控制程序写入到控制电路中，在任务时我们

6、只需悄然按下开关，微控计算机就根据预设程序自动的控制洗衣机完成我们所交付的义务，而且可以侦测整个过程并对发生的情况进展相应的处置，比如水量缺乏时的自动补水；非正常情况的停转维护等。这些义务都是由微控计算机控制完成的。 (图2：意法公司的32位微控计算机) 以上的例子不难看出，不同的计算机外形与操作方式千差万别，它们有着各自的特点与任务领域，存在于人类社会的每个角落，各司其职提供着各种效力，推进着人类社会的开展。而我们经常运用的PC机也只是这个大家庭中的一员，我们千万不能以貌取人，而是看它能否符合计算机的三点要素。由于这些公用计算机功能上的局限、运用范围的固定以及构造的特殊性。这一类计算机不作为

7、本书的主要研讨对象。本节重点：计算机的定义三要素以及实践判别才干。本节出现的专业术语与需求查询的资料：计算机、电子计算机、机械计算机、程序、PC机、单片机、公用计算机、微控计算机。思索：经过查阅资并结合学习的知识，分析它们是不是计算机？图1-5 图1：多普达838智能手机 图2：Neuron音乐合成器 图3：微软XBOX游戏机 图4：苹果 Apple TV客厅影音系统图5：运转Windows CE系统的纽曼影音王MP4第二节 计算机的来源与开展人类在很早之前就盼望发明一种能协助 我们进展脑力劳动的计算工具，从原始计算工具到计算尺，从机械计算机到手摇计算机，从电动计算机到电子计算机，经过先人不断

8、的努力与尝试，计算机的演化阅历了一个漫长的开展过程。原始的计算机公元前5世纪，中国人发明了算盘，广泛运用于商业贸易中，算盘被以为是最早的原始计算工具，并不断运用至今。直到17世纪，计算设备才有了第二次重要的提高。1642年，法国科学家帕斯卡发明了自动进位机械加法器。1694年，德国数学家莱布尼茨加以改良，使之可以计算乘法。后来，法国人查尔斯发明了可以进展四那么运算的机械计算器。各种机械式计算机不断的被发明。现代计算机的真正来源于英国数学家巴贝奇。他制造出了第一台机械方式的差分机，它可以处置3个不同的5位数，计算精度到达6位小数。并开场设计包含现代计算机根本组成部分的机械式分析机图1，并最先提出

9、现代计算机根本设计思想。他的助手，英国著名诗人拜伦的独生女阿达.奥古斯塔为分析机编制了人类历史上最早的原始计算机程序。正是他们的研讨与先进思想为今后计算机的开展奠定了实际根底图1：被后人复原的巴贝奇分析机现代计算机的诞生1946年，世界第一台真正意义上的电子计算机也是第一台数字通用电子计算机ENIAC图2在美国宾西法尼亚大学诞生了，它是为美国陆军军械部进展弹道计算与氢弹研讨而设计消费的。这台计算机总共安装了18800只电子管，7200个二极管，70000多个电阻器，10000多只电容器和6000只继电器，电路的焊接点多达50万个,机器被安装在一排2.75米高的金属柜里，占地面积为170平方米左

10、右，总分量到达30吨，功耗到达了150千瓦。其运算速度只需每秒5000次加法，并且可以进展平方和立方运算，计算正弦和余弦等三角函数值及其它一些更复杂的运算。 图2：技术人员正在操作ENIAC 虽然ENIA的性能与现代计算机有非常大的差距截止到2007年，世界最快的计算机是美国洛斯阿拉莫斯国家实验室的超级计算机“Roadrunner，其速度可以到达千万亿次每秒。，功能也很落后，操作原始且效率低下，读取结果也非常的困难。但它依然具有划时代的意义，它的诞生宣布着电子计算机时代的到来，整个人类社会的进程也将因此而改动。1.2.3 电子计算机的开展自ENIA诞生的的60多年间，随着技术的提高，重要的科技

11、成果不断运用在计算机上，使其得到了极大的开展。它们的体积越来越小，功能变得异常强大，价钱低廉，软件极度丰富，且容易操作，运用非常广泛。在60多年的开展过程中，人们按电子计算机所采用的逻辑电子元器件将其划分为四代。注：逻辑电子元器件简单来说就是实现数字信号逻辑运算和操作的电子元器件，它是计算机的关键所在。第一代 电子管计算机 (1945-1956) 代表计算机：ENIA第一代计算机运用电子管作为主要逻辑元件，存储器运用磁芯、磁鼓、卡片、纸带等，运算速度只需几千次，效率低下，操作非常复杂而且价钱昂贵，由于电子管发热量与耗电量宏大，所以极易损坏。这些计算机都是为军事研讨、科学计算等特定任务设计消费的

12、，其操作指令与机器言语各不一样，编程言语普通只能运用机器言语。电子管是一种古老的电子元器件，随着技术的更新换代，它曾经退出了我们的视野，几乎所用的厂商都曾经停顿消费，在现代的电子设备中已难觅其踪。但一部分音频发烧友依然对它情有独钟，运用电子管来制模拟信号放大设备，这种运用电子管进展功率放大的设备普通俗称为“胆机图1，造价普通也比较昂贵。 图1:仍在运用电子管的“胆机第二代 晶体管计算机 (1956-1963) 代表计算机：IBM 14011947年，美国贝尔实验室的肖克莱、巴丁和布拉顿三位科学家胜利研制出晶体管。晶体管很快替代了体积庞大，耗电量、发热量宏大且易损坏的电子管，成为第二代计算机的逻

13、辑电子元器件。晶体管技术极大的推进了计算机业的开展，第三代与第四代计算机技术也与之密不可分，它的的发明是计算机业开展的最关键技术之一，因此晶体管的三位发明者在1956年共同获得了的诺贝尔物理学奖。1956年，晶体管开场替代电子管在计算机中运用，由于晶体管的参与，计算机的体积变得更小，造价更低，稳定性与性能也迅速提升，运算速度到达几万次每秒；计算机的存储器开场运用磁带、磁盘，并出现了键盘、打印机等现代输入输出设备；计算机的程序文语从机器言语开展到汇编言语，并出现了早期的高级计算机言语：FORTRAN言语和COBOL言语；由于价钱的下降功能的提升计算机的运用范围不断扩展，商业领域、大学与政府机关开

14、场运用计算机。第三代 集成电路计算机 (1964-1971) 代表计算机：IBM-360晶体管计算机的出现，计算机的体积确实小了不少，但依然不能满足许多行业的要求，他们需求体积更小、性能更好、造价更低廉的计算机，例如航天工业要求在狭小的飞行仓内放入高性能的计算机设备。这就迫切需求新的计算机技术出现。1958年美国德州仪器公司的工程师基尔比发明了集成电路技术。所谓的集成电路就是将一定功能的电子元器件与电路制造在半导体基片上的技术，人们为了维护精细的半导体基片，往往为它封装了一层维护外壳，这就构成了我们见到的各种各样的芯片图1。细小芯片可以将千万的电子元器件与复杂电路制造在本人体内，完成以前一大堆

15、设备才可以完成的功能，但它往往只需指甲盖大小。由于芯片中的半导体基片普通都是由单晶硅图2制造的，所以人们也称它们为“硅芯片。现有的一切电子电器设备都是基于集成电路技术的产物,它为计算机业的腾飞插上了翅膀，因此基尔比获得了2000年诺贝尔物理学奖 图1：电子设备上的运用的各种芯片 图2：制造芯片的单晶硅由于半导体技术的参与，计算机的体积大幅减小，人们可以放入更多的电子元器件所以计算机的性能也有了质的提升，价钱确成倍的下降；在存储方面开场运用半导体技术的存储芯片，极大的提升了计算机存储模块的速度；软件方面，计算机开场运用操作系统为人们提供了更加便利软硬件管理平台。大量的中小企业及教育机构开场规模的

16、运用计算机。第四代 大规模及超大规模集成电路计算机 (1971-今) 代表计算机：遍及全球的PC电脑70年代以后，随着集成电路技术的开展，制造工艺的成熟，小小的芯片可以包容数万个晶体管及其它电子元器件。人们开场尝试着将计算机两个最重要的部分，暨运算器电路和控制器电路制造在一块芯片内，从而产生了微处置器CPU，也就是说CPU是运算器与控制器的组合体，其主要功能是进展运算与控制。1971年第一块真正的微型处置器CPU4004图1-2在美国的Intel公司诞生了，在它体内集成了2000多个晶体管与其它电子元件；而如今主流的酷睿2处置器竟集成有数亿个晶体管，可见集成电路技术开展之快。正如摩尔定律说的那样：“集成电路中的晶体管数量每18个月翻一倍，性能提高一倍而价钱下降一半。注：1965年4月19日，时任仙童半导体公司研讨开发实验室主任的摩尔应邀为杂志35周年专刊写了一篇评论报告，摩尔应这家杂志的要求对未来十年间半导体元件工业的开展趋势作出预言。 图1:Intel 4004微处置器 图2：4004的芯片内部构造随着各个部件的高度集成化