信息技术基础导论课件

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期末考试以课堂考试或者大作业为主主要考察实践技能、实际动手操作能力期末总评成绩=期末考试成绩*0.7+平时成绩*0.3其中，平时成绩包括考勤和日常作业学习结束后需参加全国计算机等级（一级）考试，一般是第二学期第一个月全国计算机等级考试证书在国内具有权威效力，公务员考试、教师招考、社会招聘等一般均需要该证书3考试方式期末考试以课堂考试或者大作业为主32023/7/304第１章计算机基础知识42023/7/254第１章计算机基础知识42023/7/305本章要求：基本知识点了解计算机的发展、特点及用途掌握计算机中使用的数制及数制间的转换弄清计算机的主要组成部件及其功能重点及难点计算机系统中数据的表示形式数制之间的转换原码、反码、补码的概念及计算浮点数码制逻辑运算基础52023/7/255本章要求：基本知识点52023/7/306主要内容1.1计算机概论1.2计算机常用的数制及编码1.3常见的信息编码1.4计算机系统的组成62023/7/256主要内容1.1计算机概论62023/7/3071.1

计算机概述计算机是一种能按照事先存储的程序，自动、高速进行大量数值计算和各种信息处理的现代化智能电子装置。什么是计算机72023/7/2571.1计算机概述计算机是一种能按照事先2023/7/3081.1.1

计算机的发展概况第一代电子管计算机第二代晶体管计算机第三代中小规模集成电路计算机第四代大规模和超大规模集成电路计算机1946年第一台计算机ENIAC在美国宾夕法尼亚大学问世。人们常按制造计算机所用的主要元器件将计算机分为四代：体积庞大、速度低、成本高、可靠性差、内存容量小体积大大减小、速度提高、可靠性和内存容量有较大提高速度、可靠性和内存容量都进一步提高，外设种类繁多速度可靠性和内存容量又有了很大提高82023/7/2581.1.1计算机的发展概况第一代电子

人类追求的计算工具1642BlaisePascal加法器CharlesBabbage1822差分机1833分析机MARKIENIAC电子计算机时代9人类追求的计算工具1642BlaisePascal加香侬是现代信息论的著名创始人。1938年，香侬在发表的论文中，首次用布尔代数进行开关电路分析，并证明布尔代数的逻辑运算可以通过继电器电路来实现。阿塔纳索夫提出了计算机的三条原则：1）以二进制的逻辑基础来实现数字运算，以保证

精度；2）利用电子技术来实现控制、逻辑运算和算术运

算，以保证计算速度；3）采用把计算功能和二进制数更新存储功能相分

离的结构。

奠定现代计算机发展的重要人物和思想ClaudeShannon10香侬是现代信息论的著名创始人。1938年，香侬在发表的论文中

图灵与图灵机为纪念图灵对计算机的贡献，美国计算机博物馆于1966年设立了“图灵奖”计算机是使用相应的程序来完成任何设定好的任务。图灵机是一种思想模型，它由三部分组成：一个控制器，一条可以无限延伸的带子和一个在带子上左右移动的读写头。11图灵与图灵机为纪念图灵对计算机的贡献，计算机是使用相应的JohnvonNeumann冯诺依曼1949EDSAC

冯·诺依曼计算机存储程序工作原理计算机的两个基本能力：一是能够存储程序，二是能够自动地执行程序。计算机是利用“存储器”（内存）来存放所要执行的程序的，而称之为CPU的部件可以依次从存储器中取出程序中的每一条指令，并加以分析和执行，直至完成全部指令任务为止。12JohnvonNeumann1949EDSAC冯·诺

第一台电子计算机（ENIAC）5000次加法/秒体重28吨占地170m218800只电子管1500个继电器功率150KW13第一台电子计算机（ENIAC）5000次加法/秒132023/7/30141.1.1

计算机的发展概况1．第一代（1946年~1958年）：电子管阶段

基本特征采用电子管作为计算机的逻辑元器件，每秒运算速度仅为几千次，内存容量仅数KB。其数据表示主要是定点数，使用机器语言或汇编语言编写程序。第一代电子计算机体积庞大，造价昂贵，用于军事和科学研究工作。其代表机型有IBM650（小型机）、IBM709（大型机）。电子管142023/7/25141.1.1计算机的发展概况1．第一代2023/7/30151.1.1

计算机的发展概况2．第二代（1959年~1964年）：晶体管阶段

基本特征是采用晶体管作为计算机的逻辑元器件，由于电子技术的发展，运算速度达每秒几十万次，内存容量增至几十KB。与此同时，计算机软件技术也有了较大发展，出现了FORTRAN、COBOL、ALGOL等高级语言。与第一代计算机相比，晶体管电子计算机体积小、成本低、功能强、可靠性大大提高。除了科学计算外，还用于数据处理和事务处理。其代表机型有IBM7094、CDC7600。

晶体管152023/7/25151.1.1计算机的发展概况2．第二代2023/7/30161.1.1

计算机的发展概况3．第三代（1965年~1970年）：集成电路阶段

基本特征是采用小规模集成电路作为计算机的逻辑元器件，随着固体物理技术的发展，集成电路工艺己可以在几平方毫米的单晶硅集成电路片上集成由十几个甚至上百个电子元器件组成的逻辑电路。它的运算速度每秒可达几十万次到几百万次，体积越来越小，价格越来越低，软件越来越完善，在监控程序的基础上发展形成了操作系统。其代表机型有IBM360。集成电路162023/7/25161.1.1计算机的发展概况3．第三代2023/7/30171.1.1

计算机的发展概况4．第四代（1971年~现在）：大规模/超大规模集成电路阶段

基本特征是采用大规模集成电路和超大规模集成电路作为计算机的逻辑元器件，20世纪70年代以来，集成电路制作工艺取得了迅猛的发展，在硅半导体上可集成更多的电子元器件，半导体存储器代替了磁芯存储器，目前，计算机的速度最高可以达到每秒几百万亿次浮点运算。操作系统不断完善，高级程序设计语言功能更加完善，人们的生活与计算机应用息息相关。超大规模集成电路172023/7/25171.1.1计算机的发展概况4．第四代第一代（1946~1956）电子管5千~4万（次/秒）第二代（1957~1964）晶体管几十万~百万（次/秒）第三代（1965~1970）集成电路百万~几百万（次/秒）第四代（1971~90年代）集成电路几百万~几亿（次/秒）1964年911机1966年112机

计算机发展的几个阶段18第一代第二代第三代第四代1964年911机1966年112机2023/7/3019计算机发展的几个阶段192023/7/2519计算机发展的几个阶段192023/7/30201.1.2

计算机的特点高速运算能力计算精度高和可靠的判断能力具有记忆和逻辑判断能力具有自动控制能力202023/7/25201.1.2计算机的特点高速运算能力22023/7/30211.1.3

计算机的应用科学计算（数值计算）如：天文、地质、气象、航天等涉及的大量计算数据处理（信息处理）对数据进行收集、分类、排序、存储、计算等操作自动控制无人驾驶飞机的控制计算机辅助设计（CAD）和辅助教学（CAI）人工智能（AI）方面的研究和应用专家系统(Expertsystem）机器人(Robert)多媒体（Multimedia）技术应用212023/7/25211.1.3计算机的应用科学计算（数值2023/7/30221.1.3

计算机的应用（1）科学计算：解决科学技术和工程设计中存在的大量的数学计算问题。例如，求解上千阶的微分方程组、几百个方程的线性方程组、大型矩阵运算等.数据处理：数据处理泛指任何形式的计算机管理和操纵数据的过程，例如，企业管理、库存管理、帐目计算、信息情报检索等。实时控制：计算机的速度不断提高，计算机的指令周期已降到几ns级，使得许多生产过程的实时控制成为可能。例如，化工生产过程中的压力、流量、温度等参数的控制。

222023/7/25221.1.3计算机的应用（1）科学计算2023/7/30231.1.3

计算机的应用（2）

4.计算机辅助设计和制造：CAD/CAM系统已发展成为更高级的计算机集成制造系统(CIMS)。5.人工智能：是探索和模拟人的感觉和思维过程的科学，它是在控制论、计算机科学、仿生学、生理学等基础上发展起来的新兴边缘学科。6.通信和文字处理：包括文字信息的产生、修改、编辑、复制、保存、检索、传输等，通信和文字处理是实现办公自动化、电子邮件、计算机会议和计算机出版等新技术的必由之路。7.多媒体技术：图形、声音、静态图像、动画、动态图像等多媒体技术。232023/7/25231.1.3计算机的应用（2）4.2023/7/30241.1.3

计算机的应用（3）

8.网络技术与信息高速公路：把分布在不同地域的独立的计算机系统用通信设施连接起来，以实现数据通信和资源共享。网络从地域范围大小上分为局域网和广域网。9.教育：包括计算机辅助教学、知识信息系统、自然语言处理等。计算机辅助教学生动、形象、易于理解，是提高教学质量的重要手段之一。10.军事：包括军队自动化指挥系统、计算机作战模拟、军事信息处理武器的自动控制、精确制导武器、军用机器人、数字化部队、后勤保障等。

242023/7/25241.1.3计算机的应用（3）8.2023/7/30251.1.4

计算机的发展方向

未来的计算机以超大规模集成电路为基础，向巨型化（不是体积大，而是速度高、容量大、功能强）微型化（体积缩小、重量减轻）网络化（分散的计算机联成网）智能化（计算机将具有一定的“思维能力”）方向发展。252023/7/25251.1.4计算机的发展方向未来的计CRAY-Ⅱ

计算机发展——巨型化运算速度可达每秒几百亿次运算的超级计算机1975年世界上第一台超级计算机“Cray-I”超级计算机应用：天气预报、地震机理研究、石油和地质勘探，卫星图像处理等大量科学计算的高科技领域。中国超级计算机：国防科技大学研制的“银河1号”、“银河2号”和“银河3号”国家职能计算机中心推出的“曙光1000”、“曙光200I”和“曙光3000”银河Ⅱ26CRAY-Ⅱ计算机发展——巨型化运算速度可达每秒几百亿次2023/7/3027计算机发展——巨型化

社会在不断发展，人类对自然世界的认识活动也越来越多，很多情况要求计算机对数据进量的运算，如，数学命题的证明、行星轨迹的计算以及航天飞机、宇宙飞船的设计等等。这些应用对计算机速度的要求也越来越高。“巨型化”在这里并不是通常意义上的大小，主要是指机器的性能——运算速度等。272023/7/2527计算机发展——巨型化社会在不断发展，Altair8800

计算机发展——微型化计算机不再是单一的计算机器，而是一种信息机器，一种个人的信息机器。28Altair8800计算机发展——微型化计算机不再是单2023/7/3029计算机发展——微型化一方面，随着计算机的应用日益广泛，在一些特定场合，需要很小的计算机(如航天飞机，由于燃料的关系，设计原则是为了减少每一克而奋斗)，所以计算机的重量、体积都变得越来越小，但功能并不减少。另一方面，随着计算机在世界上日益普及，个人电脑正逐步由办公设备变为电子消费品。人们要求电脑除了要保留原有的性能之外，还要有时尚的外观、轻便小巧、便于操作等特点，如平板电脑、手持电脑等。今后个人电脑在电脑中所占的比重将会越来越大，使用也将会越来越方便。292023/7/2529计算机发展——微型化一方面，随着计算机

计算机发展——网络化计算机网络：计算机技术与通信技术结合的产物。计算机网络的发展动力：使用远程资源，共享程序、数据和信息资源，网络用户的通讯和合作。30计算机发展——网络化计算机网络：302023/7/3031计算机发展——网络化因特网的建立正在改变我们的世界，改变我们的生活。网络具有虚拟和真实两种特性，网上聊天和网络游戏等具有虚拟特性，而网络通信、电子商务、网络资源共享则具有真实的特性。我们完全可以通过因特网购买生活必需品，交纳各种费用、教学、管理个人账务等等。312023/7/2531计算机发展——网络化因特网的建立正在改

计算机发展——智能化“总有一天，人类会造出一些举止跟人一样的‘没有灵魂的机械’来”。 ——笛卡尔（1637）人类第一个“工业机器人”：

一头在纺织机上挑纱的“驴”（1742年）第一代机器人

机械手（1962年出现）第二代机器人

具有“感觉”的机器人第三代机器人

装有启发式计算机的“智能机器人”DeepblueGarryKasparov32计算机发展——智能化“总有一天，人类会造出一些举止跟人一2023/7/3033计算机发展——智能化今后，计算机在我们的生活中扮演的角色将会更加重要。计算机应用将具有更多的智能特性，能够帮助用户解决一些自己不熟悉或不愿意做的事。如，智能家电、烹调等。332023/7/2533计算机发展——智能化今后，计算机在我们2023/7/30341.1.5计算机的分类数字计算机模拟计算机数模混合计算机按处理对象按使用范围通用计算机专用计算机按规模……巨型计算机大/中型计算机小型计算机微型计算机工作站或服务器342023/7/25341.1.5计算机的分类数字计算机模拟2023/7/30351.2

计算机常用的数制及编码数制（计数制）

指用一组固定的符号和统一的规则来表示数值的方法。编码

是采用少量的基本符号，选用一定的组合原则，以表示大量复杂多样的信息的技术。计算机只认识“0”和“1”，任何信息必须转换成二进制形式数据后才能由计算机进行处理、存储和传输。352023/7/25351.2计算机常用的数制及编码数制（计2023/7/3036二进制数的特点：最多只有两个不同的数字符号，即0和1。逢二进一。

(基数为二，逢二进一，借一为二。)二进制优点：0，1两个状态易物理实现；运算规则简单。算术运算与逻辑运算容易沟通。1.2.1

二进制数362023/7/2536二进制数的特点：1.2.1二进制数32023/7/3037进位计数制的三要素：数位：数码在一个数中所处的位置。基数：每个数位上所能使用的数码的个数。位权：处在某一位上的“1”所表示的数值的大小。

（N进制数中，整数部分第i位的位权为Ni-1,小数部

分第j位的位权为N-j。十进制(101.1)10＝1×102＋0×101＋1×100＋1×10-1二进制(101.1)2＝1×22＋0×21＋1×20＋1×2-1＝(5.5)10八进制(101.1)8＝1×82＋0×81＋1×80＋1×8-1＝(65.125)10十六进制

(101.1)16＝1×162＋0×161＋1×160＋1×16-1＝(257.0625)101.2.2

二进制与其它数制372023/7/2537进位计数制的三要素：1.2.2二进制2023/7/3038二进制数与其它数制的对照表二进制

十进制

八进制

十六进制00000000001111001022200113330100444010155501106660111777100081081001911910101012A10111113B11001214C11011315D11101416E11111517F

382023/7/2538二进制数与其它数制的对照表二进制2023/7/30391.2.3

不同进制数之间的转换二进制八进制十进制十六进制392023/7/25391.2.3不同进制数之间的转换二进制2023/7/3040十进制整数转换为二进制整数规则：除二取余，直到商为零为止，倒排。例：将十进制数86转化为二进制2|86……0 2|43……12|21……1 2|10……02|5……1 2|2……02|1……10所以,(86)10=(1010110)2402023/7/2540十进制整数转换为二进制整数规则：除二取2023/7/3041规则：乘二取整，直到小数部分为零或给定的精度为止，顺排。例：将十进制数0.875转化为二进制数0.875

╳2

1.750.75

╳2

1.50.5

╳2

1.0所以(0.875)10=(0.111)2

十进制小数转换为二进制小数412023/7/2541规则：乘二取整，直到小数部分为零或给定2023/7/3042例：(1999.8)10=1╳103+9╳102+9╳101+9╳100+8╳10-1“权”(1101.1)2=1╳23+1╳22+0╳21+1╳20+1╳2-1

=（8+2+1+0.5+0.25）10=（11.75）10二进制数转换为十进制数规则：按“权”展开，求和。422023/7/2542例：(1999.8)10=1╳1032023/7/3043二进制转换为八进制方法——三合一法整数部分：自右向左，三个一组，不够补零，每组对应一个八进制数码。小数部分：自左向右，三个一组，不够补零，每组对应一个八进制数码。例如：将（10100101.10111）2转换成八进制数。

（10100101.10111）2=(010

100

101.101

110)2

=（245.56）8

432023/7/2543二进制转换为八进制方法——三合一法432023/7/3044方法——一分为三法

八进制01234567

二进制000001010011100101110111

例如：将（207.54）8转换成二进制：207.54010000111.101100

所以，（207.54）8=（010000111.101100）2=（10000111.1011）2八进制转换为二进制442023/7/2544方法——一分为三法八进制转换为二进制42023/7/3045二进制转换为十六进制方法——四合一法整数部分：自右向左，四个一组，不够补零，每组对应一个十六进制数码。小数部分：自左向右，四个一组，不够补零，每组对应一个十六进制数码。例：

(11001111.01111)2

=(1100

1111.0111

1000)2

=(CF.78)16452023/7/2545二进制转换为十六进制方法——四合一法42023/7/3046十六进制转换成二进制方法——一分为四法十六进制01234567二进制00000001001000110100010101100111十六进制89ABCDEF二进制10001001101010111100110111101111例如（1E4.2A）16=（0001

1110

0100.0010

1010）2=（111100100.0010101）2462023/7/2546十六进制转换成二进制方法——一分为四法2023/7/30471.2.4

二进制数在计算机内的表示计算机中整数一般用定点数表示。

定点数指小数点在数中有固定的位置。整数(不带符号的整数)8位：0~255，16位：0~65535带符号整数

符号位（0：正；1：负）

最高位为符号位（原码表示法）8位：-128~127，16位：-32768~+32767472023/7/25471.2.4二进制数在计算机内的表示计2023/7/3048实数的表示0100101011数符尾数阶符阶码计算机中实数一般用浮点数表示。

浮点数指小数点在数中位置不固定。一个浮点数由阶码（指数）和尾数两部分组成。阶码：尾数中的小数点应当向左或向右移动的位数。尾数：表示数值的有效数字，其小数点约定在数符和尾数之间。

例：100.101=2+3×0.100101

482023/7/2548实数的表示01001012023/7/30491.3

常见的信息编码十进制数的编码与表示西文信息的编码与表示中文信息的编码与表示492023/7/25491.3常见的信息编码十进制数的编码与2023/7/30501.3.1BCD(二-

十进制编码）BCD码BCD(BinaryCodeDecimal)码是用若干个二进制表示一个十进制数的编码，BCD码有多种编码方法，常用的有8421码。8421码是将十进制数码0～9中的每个数分别用4位二进制编码表示，对于多位数，只须将它的每一位数字用8421码直接列出即可。例如，十进制数转换成BCD码如下：(1209.56)10

＝(0001001000001001.01010110)BCD502023/7/25501.3.1BCD(二-十进制编码2023/7/30511.3.1十进制数的编码与表示512023/7/25511.3.1十进制数的编码与表示512023/7/30521.3.2西文信息的编码与表示字符编码(CharacterCode)就是用二进制编码来表示字母、数字以及专门的符号。在计算机系统中有两种重要的字符编码方式：ASCII和EBCDIC。EBCDIC(扩展的二—十进制交换码)是西文字符的一种编码。采用8位二进制表示，共有256种不同的编码，可表示256个字符。目前计算机中普遍采用的是ASCII(AmericanStandardCodeforInformationInterchange)码，即美国信息交换标准代码。522023/7/25521.3.2西文信息的编码与表示字符2023/7/3053西文信息的编码与表示数字→二进制数字符→二进制编码字符编码：每个字符对应一个整数值字符编码标准：

ASCII码：美国标准信息交换代码(AmericanStandardCodeforInformationInterchange)规定：字节(８位)最高位为０,７位给出128个编码。b7b6b5b4b3b2b1b000010101532023/7/2553西文信息的编码与表示数字→二进制数b72023/7/3054西文信息的编码与表示128种字符：95个可见字符，33个控制字符;制码542023/7/2554西文信息的编码与表示128种字符：952023/7/30551.3.3

汉字编码汉字字符集与编码1981年，GB2312-80国家标准，其中有6763个汉字和682个非汉字字符，其字符及编码称为国标码又叫国际交换码。GB2312字符集的构成：一级常用汉字3755个，按汉语拼音排列二级常用汉字3008个，按偏旁部首排列非汉字字符682个552023/7/25551.3.3汉字编码汉字字符集与编码52023/7/30561.3.3中文信息的编码与表示(1)汉字也是字符，是中文的基本组成单位。汉字数量大(目前汉字的总数已超过6万个)、字形复杂、异体字多、同音字多。汉字信息的处理相对较复杂，汉字信息的处理一般包括汉字的编码、输入、输出、存储、处理与传输。562023/7/25561.3.3中文信息的编码与表示(12023/7/30571.3.3中文信息的编码与表示(2)汉字字符集与编码：1981年我国颁布了《信息交换用汉字编码字符集——基本集》(GB2312-80)

。汉字的输入：(1)数字编码、(2)拼音编码、(3)字形编码汉字的机内码：是指计算机系统内部为存储、处理和传输汉字而使用的代码，简称内码，是汉字在设备或信息处理系统内部最基本的表达形式。

572023/7/25571.3.3中文信息的编码与表示(22023/7/3058汉字编码4、汉字的输出：如要显示或打印出来，必须把汉字的机内码转换成人们可以阅读的方块字形式。

5、汉字信息处理的工作过程582023/7/2558汉字编码4、汉字的输出：如要显示或打印2023/7/3059汉字编码（续）

输入码

数码：由数字组成的编码，代码和汉字一一对应，无重码，但编码规则较难记忆，如区位码，电报码。音码：用汉字拼音字母组成的编码，容易学，但重码多，输入速度不高，如拼音码等。形码：把汉字的基本构件偏旁、部首和字根等分类，和不同的键相对应，如五笔字型码、表形码、首尾码等。音形码：根据汉字的读音并兼顾汉字字型而设计的编码，如自然码、声韵部形码、快速输入码等。592023/7/2559汉字编码（续）输入码592023/7/3060汉字编码

汉字国标码(GB2312－80)

每个汉字占两个字节。 一级汉字：3755个；二级汉字：3008个。

汉字分区，每个区94个汉字。机内码计算机系统内部处理和存储汉字时所用的代码，简称内码。汉字国标码汉字内码

中

8680(0101011001010000)B (1101011011010000)B

华

5942(0011101100101010)B (1011101110101010)B

区号区中位置602023/7/2560汉字编码区号区中位置602023/7/3061汉字编码（续）输出码：又称字型码或字模点阵码。点阵字形（“1”表示对应位置是黑点、“0”表示是空白）轮廓字形（用曲线描述，精度高、字形可变，如：Windows中的TrueType）612023/7/2561汉字编码（续）输出码：又称字型码或字模2023/7/3062汉字编码（续）汉字字形码点阵：汉字字形点阵的代码

有16×16、24×24、32×32、48×48等编码、存储方式简单、无需转换直接输出，放大后产生的效果差矢量：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622023/7/2562汉字编码（续）汉字字形码622023/7/30631.4

计算机系统的组成计算机系统包括：硬件系统和软件系统。

硬件：指构成计算机的物理设备，即具有输入、存储、计算、控制和输出功能的实体部分。软件：指系统中的程序以及开发、使用和维护程序所需的所有文档的集合。632023/7/25631.4计算机系统的组成计算机系统包括2023/7/3064计算机系统的组成

硬件系统（设备）软件系统（程序、文档）计算机系统计算机基础知识642023/7/2564计算机系统的组成 硬件系统（设备）软件6565现代计算机模型66现代计算机模型662023/7/30671.4.1

计算机的基本结构计算机由运算器、控制器、存储器、输入设备和输出设备五个基本部分组成。运算器控制器存储器输入设备输出设备CPU672023/7/25671.4.1计算机的基本结构计算机由运2023/7/3068运算器和控制器运算器又称算术逻辑单元（ALU），是计算机对数据进行加工处理的部件。

功能：对二进制数码进行加、减、乘、除等算术运算和与、或、非等基本逻辑运算，实现逻辑判断。控制器用来控制计算机各部件协调工作。功能：从内存中取指令和执行指令。运算器和控制器两部分组成CPU，又称微处理器。表征微机运算速度的指标是微机CPU的主频。682023/7/2568运算器和控制器运算器又称算术逻辑单元（2023/7/3069存储器存储器是有记忆能力的部件，用来存储程序和数据。存储器分为内存储器和外存储器。内存储器直接和CPU相连，存放当前要运行的程序和数据，故也称主存储器。外存储器又称辅助存储器，主要用于保存暂时不用但又需长期保留的程序或数据，存储容量大。存放在外存的程序必须调入内存才能运行。内存处理速度快，但价格昂贵。692023/7/2569存储器存储器是有记忆能力的部件，用来存2023/7/3070内存储器简称内存或主存按功能分：随机存储器和只读存储器。随机存储器（RAM）：静态RAM，通常小容量存储器采用这种RAM，由触发器构成存储单元，每个单元存储1bit二进制信息。动态RAM，大容量的存储器采用。以电荷形式来存储信息，具有高度集成、功耗低、速度快、价格便宜等优点。但是，存储的信息在几豪秒后会衰减甚至消失，因此需要周期性的进行刷新（再生），在电路中就必须配备刷新逻辑电路。

特点：可以读出，也可以改写，断电后信息丢失。702023/7/2570内存储器简称内存或主存702023/7/3071内存储器（续）只读存储器（ROM）：

与RAM相比，具有集成度高、成本低的优点，而且其中的信息不受断电的影响能始终保存，因此常用来存储固定的程序，如系统软件、引导程序、监控程序等。掩模ROM，在芯片生产时就将信息写入其中，一次写入后就不能改变。可擦写ROM，通常指EPROM，可用紫外线擦去里面的程序，然后用专门的编程器写入新的程序。

特点：只能读出，不能改写，断电后信息不丢失。712023/7/2571内存储器（续）只读存储器（ROM）：72023/7/3072外存储器软盘：表面沉涂有磁性介质，被封装在方形的硬质保护套中。磁道：存储表面被划分的许多的同心圆。每个磁道的编号叫道号；从外到内越来越大，最外边叫0磁道。每一磁道分为许多扇区。扇区：软盘读写的基本单位。存储容量：面数*磁道数*扇区数*字节/扇区优点：存取方便、携带方便、价格便宜。722023/7/2572外存储器软盘：表面沉涂有磁性介质，被封2023/7/3073外存储器（续）硬盘：由若干个盘片置于同一轴上组成。磁道：格式化使系统把硬盘的磁表面划分成若干的同心圆。柱面：每片盘的同一垂直面上所有的磁道构成的一个磁道组。柱面从外向内越来越大。硬盘的读写时有柱面号、磁头号和扇区号来确定读写信息的具体位置。732023/7/2573外存储器（续）硬盘：由若干个盘片置于同2023/7/3074外存储器（续）光盘存储器只读光盘：CD-ROM,光盘上的信息由厂家制作写入，写好后就永久保留在磁盘上，用户只能读出信息。一次写入性光盘：WORM,允许用户写入一次数据，一旦写入就不能修改和删除，但可以多次读出使用。可读写光盘：E-R/W,可多次写、多次读，可对已记录的信息进行修改。742023/7/2574外存储器（续）光盘存储器742023/7/3075外存储器（续）磁带存储器：使用历史相对比较久的一类辅助存储设备。工作原理十分类似于录音磁带。优点是具有多条磁道可同时记录信息，便于携带，易保存。缺点是传输速率低。752023/7/2575外存储器（续）磁带存储器：使用历史相对2023/7/3076ALU寄存器Cache存储器主存储器（DRAM）辅助存储器（软盘、硬盘、光盘）后援存储器（磁带库、光盘库）存储器的层次结构762023/7/2576ALU寄存器存储器的层次结构762023/7/3077输入/输出设备输入设备是向计算机输入信息的装置，用于向计算机输入原始数据和处理数据的程序。输入设备：键盘、鼠标器、扫描仪、数字化仪等。输出设备主要用于将计算机处理过的信息保存起来，或以人们能接受的数字、文字、符号、图形和图像等形式显示或打印出来。输出设备：显示器、打印机、绘图仪等。772023/7/2577输入/输出设备输入设备是向计算机输入信2023/7/3078782023/7/25787879792023/7/3080主机外部设备计算机硬件系统结构图运算器控制器内存储器外存储器存储器输出设备硬件CPU硬件系统输入设备802023/7/2580主机外部设备计算机硬件系统结构图运算2023/7/3081硬件主机外部设备内存（ROM/RAM/Cache）I/O接口外存储器输入设备输出设备CPU运算器控制器总线硬件系统812023/7/2581硬主机外部设备内存（ROM/RAM2023/7/3082

1.4.2微型计算机概述

1．微型计算机基本结构

系统主板（又称母板）CPU硬盘驱动器DVD-ROM驱动器软盘驱动器显示器适配器内存电源822023/7/2582

1.4.2微型计算机概述1．微型2023/7/3083微型计算机概述

2．微型计算机的主要性能指标①CPU指标CPU字长、时钟频率。②运算速度每秒钟所能执行的指令条数。③内存容量内存储器存储数据的能力。3．微型计算机的分类按用途分类微型计算机按用途可分为台式、便携式、手持式等。

832023/7/2583微型计算机概述2．微型计算机的主要性2023/7/3084常见微机系统计算机、电视、影音三模式

平板电脑

家庭网络计算机

移动计算机

842023/7/2584常见微机系统计算机、电视、影音三模式2023/7/3085主机箱立式机箱卧式机箱内部构造硬件系统852023/7/2585主机箱立式机箱卧式机箱内部构造硬件系统2023/7/3086系统主板内存总线插槽接口卡CPU串行接口USB接口芯片组862023/7/2586系统主板内存总线插槽接口卡CPU串行接2023/7/3087系统主板系统板，微机最重要部件。安装了组成计算机的主要电路，具有扩展槽和各种接插件。微机质量很大程度上取决于主板质量。通常针对某种CPU设计制造872023/7/2587系统主板系统板，微机最重要部件。安装了2023/7/3088I/O插槽CPU接口接口接口接口键盘硬盘鼠标打印机显示器用户电路光驱软驱总线控制电路串行接口并行接口键盘接口时钟RAMROM总线主机板微机主板示例882023/7/2588I/O插槽CPU接口接口接口接口键盘硬2023/7/3089CPU

CPU字长：内部各寄存器之间一次能够传递的数据位•

位宽

与外部设备之间一次能够传递的数据位•x位CPU通常用CPU字长和位宽来称呼CPU。例如，PentiumCPU字长是32位，位宽是64位，称为超32位CPU。•

CPU外频：CPU总线频率

•

CPU主频：CPU内核电路的实际工作频率892023/7/2589CPUCPU字长：内部各寄存器之间一2023/7/3090内部存储器访问速度快信息暂时性相对价格高外部存储器访问速度慢信息永久性相对价格低

存储器微型计算机存储器分内部存储器和外部存储器902023/7/2590内部存储器外部存储器存储器902023/7/3091（1）随机存取存储器(RandomAccessMemory，简称RAM)RAM通常指计算机主存，使用动态随机存储器，制作成内存条形式出现。CPU对它们既可读出又可写入数据。（2）只读存储器(ReadonlyMemory，简称ROM)CPU对它们只取不存，其信息用户无法修改。断电时信息不会丢失。ROM中一般存放计算机系统管理程序。（3）高速缓冲存储器Cache是介于CPU和内存之间的一种可高速存取信息的芯片，用于解决它们之间的速度冲突问题，内部存储器CPUCacheRAM912023/7/2591内部存储器CPUCacheRAM912023/7/3092内存储器：和CPU一起构成微机主机，按地址访问.。性能指标：存储容量和工作速度.K字节1K=1024byteM字节1M=1024KG字节1G=1024M

T字节1T=1024G

内存容量922023/7/2592内存储器：和CPU一起构成微机主机，按2023/7/3093……位字，字长位、字节、字及字长字节（8位）数据存储的组织形式932023/7/2593……位字，字长位、字节、字及字长字节（2023/7/3094存储单元地址0000H0001H0002HFFFFH存储体结构图存储位存储单元（字节）存储体942023/7/2594存储单元地址0000H存储体结构图存储2023/7/3095（1）软盘用表面涂有磁性材料柔软的聚酯材料制成读写软盘时，磁头直接接触盘面。常用软盘容量为1.44MB新型磁盘具有100MB~250MB容量（2）光盘衡量光盘驱动器传输数据速率的指标叫做倍速，一倍速率=150KB/秒常用：只读型光盘CD-ROM

一次性可写入光盘CD-R，需要光盘刻录机完成数据的写入后继产品DVD-ROM，DVD-ROM一倍速率是1.3MB/秒外部存储器952023/7/2595（1）软盘用表面涂有磁性材料柔软的聚酯2023/7/3096硬盘的磁道、扇区、柱面柱面扇区磁道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片读写磁头硬盘962023/7/2596硬盘的磁道、扇区、柱面柱面扇区磁道硬盘2023/7/3097移动存储产品

磁光技术移动存储产品磁盘技术与光技术结合

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

972023/7/2597移动存储产品磁光技术移动存储产品2023/7/3098总线与接口处理器存储子系统I/O子系统总线：微处理器与各部件和外围设备共用的连接线路982023/7/2598总线与接口处理器存储子I/O子总线：微2023/7/3099总线分类地址总线:传输地址信息数据总线:传输数据信息控制总线:传输控制信息内部总线：连接CPU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外部总线：连接计算机和外部设备连接对象传输对象并行总线:通信速度快、实时性好串行总线:简易、方便、灵活通信方式

992023/7/2599总线分类地址总线:传输地址信息内部总线2023/7/30100总线微处理器地址总线数据总线控制总线内存插槽外存接口I/O接口其他I/O主存储器硬盘等各种外设键盘显示接口电路微处理器、总线、存储器、接口电路和外设逻辑关系

1002023/7/25100总线微处理器地址总线数据总线控制总线2023/7/30101键盘键盘是主要的输入设备。标准键盘由101个键组成，是当前我国使用最多的键盘。键盘上的按键可以分为四类：数字键英文字母键各类符号键各种控制键1012023/7/25101键盘键盘是主要的输入设备。标准键盘由2023/7/30102键盘的使用

字符键

功能键

控制键硬件系统1022023/7/25102键盘的使用字符键硬件系统1022023/7/30103鼠标鼠标：是控制显示器上光标移动位置并向主机输入用户所选中的某个操作命令或对象的一种输入设备.机械式鼠标器光电式鼠标器光机式鼠标器1032023/7/25103鼠标鼠标：是控制显示器上光标移动位置2023/7/30104显示器CRT（阴极射线管）的功能是将计算机中的信息转换成各种直观的字符和图象，并在屏幕上显示出来。显示器屏幕上用光点来构成输出内容。像素越多，分辨率越高。像素的深浅程度称为灰度（允许有256级灰度）。彩色有红绿蓝三色组合而成，因此每个像素用24位表示时；真彩可以有224种不同的颜色。分辨率、彩色数及屏幕尺寸是衡量显示器性能的主要指标。1042023/7/25104显示器CRT（阴极射线管）的功能是将2023/7/30105打印机打印机主要分为针式、激光、喷墨三种。针式打印机又称点阵打印机，属于击打式打印机。

特点：价格便宜，速度慢，噪音大。喷墨打印机：噪声低、速度快、打印效果较好。激光打印机：速度快、无噪声、分辨率高但价格稍高。1052023/7/25105打印机打印机主要分为针式、激光、喷墨2023/7/30106用于交流稳压及停电保护(如：UPS)向主板、软盘驱动器、硬盘驱动器或光盘驱动器等提供电源(位于机箱内)电源直流稳压电源不间断电源1062023/7/25106用于交流稳压及停电保护向主板、软盘驱2023/7/30107计算机工作原理1．计算机采用二进制形式来表示数据和指令

数据：以器件的两种物理状态，如晶体管的“通”和“断”等来表示，这种器件只能表示二进制代码。因此，计算机处理的所有数据都要转换成二进制代码。指令：计算机中另一种重要信息，

计算机的所有动作都按一条条指令的规定来进行。

指令也用二进制代码表示

操作码：指出操作的性质

操作数：操作的对象10000110

001101

AddR1R5

操作码操作数1072023/7/25107计算机工作原理1．计算机采用二进制形2023/7/30108计算机工作原理2．存储程序是计算机自动工作的基础

在计算机上算题前，先把解题方法分解成一个个步骤，都用计算机能够执行的指令表示出来，这些指令就构成了解题程序。把程序通过输入设备送入计算机，以二进制代码形式存入存储器。“启动”程序，计算机就逐个分析执行程序中一条条指令，从而一步一步地自动算完题目。1082023/7/25108计算机工作原理2．存储程序是计算机自2023/7/30109I/O设备内存储器运算器控制器指令存取命令运算命令输入/输出命令计算机工作原理原始数据命令/程序取数读结果存数写数据线：控制线：3．计算机由五大部件组成1092023/7/25109I/O设备内存储器运算器控制器指令存运算器：数据的算术、逻辑运算，比较、移位等操作。存储器：存储程序和数据：运算之前接受输入设备送来的信息。运算过程中为其它部件提供信息。保存中间结果和最终结果。控制器：计算机的控制中心，实现“程序控制”的主要部件。它从存储器中逐条取指令，分析指令规定的操作、所需数据等，再按分析结果向各部分发控制信号，统一指挥计算机完成操作。输入设备：将数字、文字、图像等转换为计算机能识别的二进制编码，并输入到计算机内存储起来，以便加工处理。常用的有键盘、鼠标器、扫描仪等。输出设备：将计算机内数字形式的编码转换成人或其它设备所能接收和识别的信息形式。常用的有显示器、打印机、绘图仪等。110运算器：数据的算术、逻辑运算，比较、移位等操作。1102023/7/30111程序从存储器取一条指令分析指令？执行指令结束程序的执行过程NY1112023/7/25111程序从存储器取一条指令分析指令？2023/7/30112计算机的性能指标

外围设备的配置

指令系统的功能

系统软件的配置情况

诊断能力与容错能力……内存容量字长主频其它运算速度1122023/7/25112计算机的性能指标外围设备的配置……2023/7/30113…服务程序语言处理程序操作系统用户程序应用软件包工具软件…系统软件应用软件1.4.3计算机软件系统1132023/7/25113…服务程序语言处理程序操作系统用户程2023/7/301141.4.3

微型计算机的软件配置微型计算机系统的软件分为系统软件和应用软件两类。。系统软件：管理、控制和维护计算机及其外设、计算机网络，提供用户与计算机界面等的软件。一般包括操作系统、语言编译程序、数据库管理系统。应用软件是指计算机用户为某一特定应用而开发的软件。例如文字处理软件、表格处理软件、绘图软件、财务软件、过程控制软件等。1142023/7/251141.4.3微型计算机的软件配置微型2023/7/30115硬件操作系统软件用户程序或文档计算机系统层次结构1152023/7/25115硬件操作系统软件用户程序或文档计2023/7/30116用户与硬件/软件之间的关系计算机硬件

用户

应用软件

系统软件

1162023/7/25116用户与硬件/软件之间的关系计算机硬件2023/7/30117操作系统操作系统是最基本，最重要的系统软件。它负责管理计算机系统的全部软件资源和硬件资源，合理地组织计算机各部分协调工作，为用户提供操作和编程界面。

功能：处理机管理、存储器管理、设备管理、文件管理、作业管理。分类：单用户操作系统、批处理操作系统、分时操作系统、实时操作系统、网络操作系统、分布式操作系统。1172023/7/25117操作系统操作系统是最基本，最重要的系2023/7/30118操作系统基础操作系统的定义

操作系统的功能

操作系统用户界面UNIX1182023/7/25118操作系统基础操作系统的定义UNIX2023/7/30119什么是操作系统？用来控制和管理系统资源、方便用户使用计算机的程序的集合，是人－机交互的接口。操作系统基础KV3001192023/7/25119什么是操作系统？用来控制和管理系统资2023/7/30120操作系统的功能

CPU的控制与管理