信息技术与计算机文化

项目_

计算机基础知

计算机的概念

目录计算机(Computer)是一种能够接

上一页收和存储信息，并按照存储在其内部的

下一页程序(这些程序是人们意志的体现)对

退出输入的信息进行加工、处理，得到人们

所期望的结果，然后把处理结果输出的

高度自动化的电子设备。

10/19/2012第一章信息技术与计算机文化

计算机的起源与发展

"L计算机的起源

10/19/2012第一章信息技术与计算机文化3

电子数字积分计算机

・内装18000个电子管

IlectronicumericalntegratorAndalculator・运算速度5000次/秒

10/19/2012第一章信息技术与计算机文化4

冯.诺依曼一计算机之父

冯•诺依曼体系结构

♦采用二进制形式表示数据和指令

・采用存储程序方式

・由运算器、存储器、控制器、输

入设备和输出设备五大部件组成计

算机系统，并规定了这五部分的基

*“本功能

10/19/2012第一章信息技术与计算机文化5

莪城电子管计算机(1946-1958)

特艮：存积庞大、运算速度低、成本高、可靠性差、内存容量小。主要用于

科任讣贾，从事军事和科学研究方面的工作

三代晶体管计算机(1958-1964)

特是：子积小、速度快、功耗低、性能更稳定。应用扩展到数据、自

岫有褥方面。

二代集成电路计算机(1964—1970)

可善性型脩储容量进一步提高，体积更小，运算速度更快，价格更低，与

通1(密前结合起来。广泛用于科学计算、数据处理、事务管理、工业控制

?-：?"?KT

L',二

「“，_，,“，・I3d蛆典典J,

...............—，I：：U”1;196。年，美国1部公司研制成功第一个采用集成电路的通用电子

---...........Z.'--二二

计算机系列IBM北。系统

1第一章信息技术与计算机文化8

1

第集成电路计算机（1971年迄今）

计算机的存吟量和可靠性乂有了很大提高3f能更加完番的类型

除即型录中型、大型机外，开始向巨型机和微型机（个人计算机）两个方面

发最，便讣算机开始进入了办公室、学校和家庭。

上一页

下一页

10/19/2012第一章信息技术与计算机文化9

计算机的发展

:五一

目录年代名称元件出口应用

上一页第一代电子管机器语言

电子管计算机科学计算

年〜

下一页19461957汇编语言

第二代高级程序

退出晶体管计算机晶体管数据处理

1958~1964设计语言

中小规模高级程序广泛应用到

第三代集成电路计算机

1965~1970集成电路设计语言各个领域

第四代面向对象的

集成电路计算机集成电路网络时代

高级语言

1971年〜现在

几\1里/、,nMA

第五代未来计算机JDNA

等

10/19/2012第一章信息技术与计算机文化10

3.微型机的发屐

微型机已从4位机、8位机、16位机、32位机发

展到64位机。微型机的核心是微处理器。

;目录I融理器推出时间字长主频（12柳漉（晶帷数/片）

「，上一页40041971年40.72,300

802861982年166〜2513.4万

下一页803861985年3216—4027.5万

♦退出804861989年3225~100120万

Pentixa1993年3260—233310万

Pentimll19卯年32133〜450750万

Pentiimlll1999年32350-550950万

Pentiui42000年321,400以上4,200万

Itaniu（安厝）2001年648002500万不包括Cacte）

Itaniui22002年64900~100022亿

骸Xeon

2006年徽1600~37302.91亿

（至强）5100系列

10/19/2012第一章信息技术与计算机文化11

摩东定律

目录3

■■生成电路?的晶体，数平.每18个月翻一

■■番’芯片的性能也随之提国一倍

退出2003年2月摩尔发表讲话说，摩尔定律

至少在未来10年中还能继续发挥作用

10/19/2012第一章信息技术与计算机文化.........>12

衫耳麻后微软董事会：麻比扎差茨梃出

未来计算机能与人对话，进

入无线网络。具有看、听和说

的能力。无论是在家里还是办

公室，人们都能够通过对话操

纵计算机

10/19/2012第一章信息技术与计算机文化13

2001年10月亚太会议上，盖英提出

目录

上一页

下一页未来十年，人类将迎来一个既个性

退出化又全球化的数字时代。未来的包脑,

会像一张纸那么大，它可以识别每一

个人的声音，无论在何时、何地，人

们都可以自由地与世界交流，再没有

在线与否的F艮制。

10/19/2

,在第13届Windows硬体设计会议(2004年5月4日

至7日，华康顿州的西雅图率行)上，盖茨彳一、

口m_____________________________________b±y

，1.桌面电脑从32位过渡到64位运算已经近在咫尺。微

软将在第四季度推出WindowsXP及WindowsServer

2003的64位元版本。

预计到2005年年底，几乎全部芯片将支持64位运算。

2.强调了“无缝运算(SeamlessComputing)”的重

要性，并表示不管在家或办公，重要的是无论在哪种环

境都可随时使用电脑。在这方面，“家庭概念电脑

(WindowsHomeConcept)”可算是无缝计算的典型一

例。,

19/2012第一章信息技术与计算机文化15

(2

计算机的特点及分类

目录

八机的特二

上一页3

下一页

退出

运算速度快存储容量大

通用性工作自动化

精确性

10/19/2012

计算机的特点及分类

石.计算机的分逐

目录

上一页

示一无1,按处理的对象划分

退出模拟计算机数字计算机混合计算机

2.根据计算机的用途划分

通用计算机专用计算机

3.根据计算机的规模划分

巨型机小巨型机大型主机小型机

工作站个人计算机

10/19/2012

计算机应用

目录

上一页

下一页1.科学计算

退出2.数据处理

3.过程控制

4.计算机辅助系统

5.人工智能

6.计算机网络与通信

10/19/2012

计算机的发展趋势

目录

上一页

下一页

退出

1.巨型化2.微型化

3.网络化4.智能化

5.多媒体化

10/19/2012

计算机基本系统

r运算器

中央处理器一

(CPU)1—控制器

只读存储器(ROM)

L-内存储

r-硬件系统随机存储器(RAM)

一输入设备

L外部设备一一输出设备

一外存储器(磁带、磁盘)

计算机系统一

厂操作系统

I-系统软件一语言编降程序

1-实用程序

L软件系统一

厂专用软件包

匚应用软件一

L-用户开发的应用程序

10/19/2012

3.计算机的工作原理

攸，।系统是指所有构成计算机的物理实体

计算机的基本组成：控制器、运算器、存储器、输入设备、输出设备

目录

上一页+运算器

下一页

程序、数据结果

退出

输入设备

控制器

数据走向

控制信号走向

10/19/2012第一章信息技术与计算机文化21

中央处理器（CPU）

目录CPU包括运算器和控制器，是计算机的运算和控制

中心。单CPU及多CPU

上一页

下一页控制器组成：程序计数器（PC）、指令寄存器、译码器、

退出操作控制部件等

控制器的主要任务是从内存储器中读取指令，经过译码

分析，再向各部件发出执行指令的控制信号

取指T分析T执行

自动执行程序中的指令

运算器由ALU（算术逻辑单元）、累加器及若干通用寄存

器组成，主要完成各种算术运算和逻辑运算

10/19/2012第一章信息技术与计算机文化22

存储器是计算机记忆信息的装置

可分为内在3曲加存储书—容

CPU量

内部寄存器越

访

来

问

II越

速^^ache

（静态随机存储器）大

度SRAM

，

越

价

格

来

越

越（动态随机存储器DRAM）

来

快

越

外存储器便

（硬盘、光盘、优盘等）宜

可以直接和中央处理器进行数据交换，因此存取速度

师至尾用来存放当前运行所需的程序和数据

地址：一般按字节分配地址

分类：

(1)只读存储器(ROM)

如BIOS(基本输入输出系统)ROM

(2)随机存取存储器(RAM)

(3)Cache(高速缓冲存储器)

(4)CMOS(存放机器系统的基本设置信息)

内存储器主要性能指标：内存容量、存取周期

在CPU和内存之间设置一种高速缓冲存储器(Cache),以此弥补内存的运行

2.外存储器

^sr外存储器简称外存。它通常是一种与主机相对独立的

存储器部件。与内存比较，外存容量一般都比较大，但存

取速度慢

微机常用的外存储器有三种：软盘存储器、硬盘存储

器和光盘存储器

(1)软盘存储器

学二玲出一F丁仔：罟/r-1Arm/士白、1T-:冶Aph口r4fA~TV-AA、

BB扇区(sector)

上一1页磁面

下一页软盘的容量=磁面数x磁道数x扇区数x512B

退出写保护/保养

10/19/2012第一章信息技术与计算机文化27

(2)硬盘

微机上用的硬盘片、硬盘驱劲电机右篌写磁轶等殂

装畀封装点一越感，温彻斯特驱劭器，硬盘作，微

机系疣的外卷储器感，微机的i要配置之一。

硬盘存储器

由多个金属盘片组成，并有多个磁头同时读写

早目前常用60〜200GB硬盘，主流硬盘转速有5400转/分和

目n录7200转/分

上一页

下一页

退出蜃

10/19/2012第一章信息技术与计算机文化30

(3)CD光盘存储器

CD光盘具有容量大、寿命长、价格低等特点

目录一个CD光盘的容量为650MB

类型：只读/一次写入型/可擦写型

上一页

光盘刻录机

下一页

退出

一个DVD光盘的容量为17GB

目前流行16倍速DVD

10/19/2012第一章信息技术与计算机文化31

常用的移动存储器还有活动硬盘、Zip盘、USB硬盘、USB闪

CD-RW光

主流产品：闪存盘（也称优盘、U盘、时代盘、电子盘等）。

闪存盘逐步取代软盘。容量16MB〜2GB不等。体积小，重量少于

20克

可擦写100万次以上，数据至少保存10年

第一章信息技术与计算机文化32

基本输入/输出设备

~~-

输入设备

\目录：⑴键盘

上一页键盘是最常用、最基本的一种输入设备(

R.j下一页

退出(2)鼠标(Mouse)

在图形界面的环境下,鼠标可以取代键盘进行光标定位或

完成某些特定的输入

(3)扫描仪

图像输入设备

10/19/2012第一章信息技术与计算机文化33

2.输出设备

1.显示器

显示器的种类很多，目前常用的是以阴极射线管(CRT)为核

目录心的显示器，笔记本式微机基本上采用液晶显示器。

'几个重要概念：显示器的点距、像素和分辨率，刷新率,

上一页显示卡，显存(VRAM),真彩色

下一页________

二日山CPUVRAM显示器

2.液晶显示器

3.打印机

三类具有图形功能的打印机:

•针式打印机

•喷墨打印机

•激光打印机

10/19/2012第一章信息技术与计算机文化34

总线、主板与接口

一1.总线

.。，［＞■ifc址总线/数据总线/控制总线

日舒采用总线结构，不但大大简化了结构，提高了系统的可靠

日求性和标准化，还促进了微机系统的开放性和可扩性

上一页2.主板及其结构

下一页由多层印刷电路板组成（常见4层）

退出主板安装了CPU芯片、内存条、CMOS、BIOS、时钟芯片、

电池、扩展槽、电源、总线等

⑴主板结构

主流机型：基于CPU及内存

一体化型：配置了各种标准接口电路

提供插槽（扩展槽），可扩充设备

10/19/2012第一章信息技术与计算机文化35

输入设备输出设备

上一页

下一页

退出

＞运算器

＞控制器CPU

＞存储器

ROM、RAM、软盘、硬盘、光盘

＞输入设备

＞输出设备键盘、鼠标、扫描仪、手写笔、触摸屏

显示器、打印机、绘图仪、音箱

10/19/2012第一章信息技术与计算机文化36

软件系统

软件是整个计算机系统中的重要组成部分

目录没有配备任何软件的计算机称为裸机

上一页

下一页软件可分为系统软件和应用软件两大类

退出系统软件的两大特点：公用性、基础性

用户

应用软件

其他系统软件

操作系统

10/19/2012第一章信息技术与计算机文化37

1.操作系统

目录操作系统(OperatingSystem)是用户和计算机的接口，对硬、

上一页软件资源进行管理的一种软件

下一页

⑴按操作系统所管理的用户数划分

退出单用户操作系统、多用户操作系统

单用户操作系统又分：单任务/多任务

(2)按操作系统的功能划分：

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、分布式操作系统等

10/19/2012第一章信息技术与计算机文化38

操作系统的功能:

目录

CPU管理作业管理存储管理

上一页设备管理文件管理

下一页

退出PC操作系统发展历程：

DOS-Win3.x-Win9x-Win2000―WinXP-Win2003

10/19/2012第一章信息技术与计算机文化

2.其他系统软件

⑴程序面疑言》常崎笥

，达，大致分为三类（三代）；多代共存

目录I

上一页机器语言10110000

00000101

下一页

退出MOVA,5

汇编语:ADDA,2

10LETX=5+2

高级语言20PRINTX

10/19/2012第一章信息技术与计算机文化40

⑵数据库管理系统(DBMS)

练香多种高级语言的优点，主要用于数据处理

建立、使用、管理和维护数据库

微机上最常用数据库管理系统有：

dBASE,FoxBASE,FoxPro,VisualFoxPro,

Oracle,SyBASE,Informix等。

(3)服务程序

4中心中

3.应用软件

用尸程序一般是用户自己组织编写的

4

软件系统

操作系统：DOS、WidowsXP/Me/2000s丽、OS/2等

系统软件<程序开发软件：QBasic、VisualBasicsC、C-H^W

聋

机数据库管理软件：VFP、耻cess、Oracle等

V

湾

系

'文档编辑软件：OfFceXPsWPS、Offie2003等

统

图龙,图像处理软件：PhotoshopPaint、FireWork等

应用软件《

工具软件：如压缩、解压软件，杀趣件、系统忧你件等

互联网应用软件：浏览器软件、邮件软件、接入服务器软件等

I

10/19/2012第一章信息技术与计算机文化44

3•内存容量

4.运算速度

10/19/2012第一章信息技术与计算机文化45

主频

目录A主频即时钟频率，是指计算机CPU在单

上一页位时间内发出的脉冲数，它在很大程度

下一页上决定了计算机的运算速度。

退出》主频的单位是兆赫兹（MHZ）或千兆赫

兹（GHZ）。目前cpu的最高主频达到34

GHZ

10/19/2012第一章信息技术与计算机文化46

字长

目录A字长是指计算机的运算部件能同时处理的二

上一页进制数据的位数。

下一页A计算机的字长越长，计算机处理信息的效率

退出就越高，计算机内部所存储的数值精度就越

高，计算机所能识别的指令位数就越多，功

能也就越强。

A一般机器的字长都是字节的1、2、4、8倍。如

286机为16位机，386机、486机以及Pentium系

列都是是32位机，安腾和Athlon64字长是64位

的。

10/19/2012第一章信息技术与计算机文化47

内存容量

目录》内存容量是指内存储器中能存储信息的

上一页总字节数。

下一页》所谓字节(Byte)是作为一个单位来处理

退出的一串二进制数位，通常以8个二进制位

(Bit)作为一个字节。

A一般地说，内存容量越大，计算机的处

理速度越快。

A目前的主流配置128M、256MB、512MB,

甚至1GB等

10/19/2012第一章信息技术与计算机文化48

运算速度

目录»运算速度是一项综合性的性能指标，其单位

上一页^MIPS（MillionInstructionsPerSecond,每秒1。6

条指令彳和BIPS（BillionInstructionsPerSecond,

下一页

每秒1。9条指令）。

退出

»影响机器运算速度的因素很多，一般主频越

高，运算速度越快；字长越长，运算速度越

快；内存容量越大，计算机的运算速度越快;

存取周期越小，计算机的运算速度越快。

10/19/2012第一章信息技术与计算机文化49

1.以下叙述中，错误的是—D。（单选）

A.平时所说的内存是指RAM___________

目录B.外存不怕停电，信息可长期保存

C.从输入设备输入的数据直接存放在内存

上一页

D.内存和外存都是由半导体器件组成的

下一页2.下列叙述中，正确的是—EF（多选题）

退出A.指令系统有一个统一的标准，所有的计算机指令系统相同

B.计算机所有的计算都是在内存储器中进行的

C.外存储器中的信息可直接交给CPU处理

D.微处理器中程序计数器用来存放当前要执行的指令的内容

E.程序一定要装到内存储器中才能运行

F.系统软件与具体应用领域无关

G.系统软件与具体硬件逻辑功能无关

10/19/2012第一章信息技术与计算机文化50

下一页计算机中数的表示

退出

计算机中数据的单位

字符在计算机内的表示

10/19/2012第一章信息技术与计算机文化51

进位计数制

目录

上一页1.常用的进位计数制

下一页

退出

2.数制的转换

3.二进制的运算规则

10/19/2012第一章信息技术与计算机文化52

常用的进位计数制

目录A数码：一组用来表示某种数制的

上一页符号。如:1、2、3、4、A、B、C、

I、II、III、IV等。

下一页

A基数：数制所使用的数码个数称

退出为“基数”或“基”，常用“R”

表示，称R进制。如二进制的数码

是：0、1,基为2。

A位权：指数码在不同位置上的权

值。在进位计数制中，处于不同

数位的数码，代表的数值不同。

10/19/2012第一章信息技术与计算机文化53

十进制、二进制、八进制、十六进制之间的对应关系

目录十进制二进制八进制十六进制十进制二进制八进制十六进制

上一页000091001119

下一页111110101012A

2102211101113B

退出3113312110014C

41004413110115D

51015514111016E

61106615111117F

71117716100002010

8100010817100012111

10/19/2012第一章信息技术与计算机文化54

数制的转换

目录A二进制、八进制、十六进制数转化为十进制数

上一页-对于任何一个二进制数、八进制数、十六进制数可

以写出它的按权展开式，再进行计算即可。

下一页

-例如：

退出

(1111,11)2=1X23+1X22+1X21+1X2°+1X2-1

+1X2-2=15.75

(A10B.8)16=1°X传3+1X162+0X161+11X16°+8XW

1=41227.5

10/19/2012第一章信息技术与计算机文化55

十进制数转化为二进制数

目录A对于整数部分采用除2取余法，即逐

上一页次除以2,直至商为0,得出的余数

下一页倒排，即为二进制各位的数码。

退出》小数部分采用乘2取整法，即逐次乘

以2,从每次乘积的整数部分得到二

进制数各位的数码。

10/19/2012第一章信息技术与计算机文化56

二进制数转换成十六进制数

目录》二进制数转换成十六进制数的方法是：

上一页将二进制数从小数点开始，对二进制整

下一页数部分向左每4位分成一组，对二进制小

退出数部分向右每4位分成一组，不足四位的

L，分别向高位或低位补。凑成四位。每一组

有4位二进制数，分别转换成十六进制数

码中的一个数字，全部连接起来即可。

10/19/2012第一章信息技术与计算机文化57

二进制的运算规则

目录》算术运算规则

上一页A加法规则：0+0=0；0+1=1；1+0=1；1+1=10（向高位有进位）

下一页》减法规则：0-0=0；10-1=1（向高位借位）；1-0=1；1-1=0

退LpA乘法规则：0X0=0；0X1-0；1X0-0；1X1-1

、>除法规则：0/1=0；vi=i

»逻辑运算规则

A逻辑与运算（AND）：0A0=0；0A1=0；1A0=0；1A1=1

A逻辑或运算（OR）：0V0=0；0V1=1；1V0=1；1V1=1

>逻辑非运算（NOT）：；

A逻辑异或运算（XOR）：0©0=0；0㊉1=1；1©0=1；1©1=0

10/19/2012第一章信息技术与计算机文化58

计算机中数的表示

目录1.符号位的表示

上一页

下一页

退出2.二进制数的原码、反码和

补码表示

3.定点数与浮点数

10/19/2012第一章信息技术与计算机文化59

符号位的表示

目录》数的正负号也用“0”和“产表示。通常

上一页规定一个数的最高位作为符号位，“(F

下一页表示正，“1”表示负。

退出》把在机器内存放的正负号数码化后的数

称为机器数；把在机器外存放的由正负

号表示的数称作真值。

10/19/2012第一章信息技术与计算机文化60

:进制数的原码、反码和补码表示

目录1）数的原码

L一行-数的原码表示指最高位为符号位，“0”表示

上贝正，“1”表示负，数值部分是原数的绝对值。

下一页2）数的反码

退出-数的反码表示法是指正数的反码和原码相同,

负数的反码是对其原码除符号位外各位求反,

即0变1,1变0。

3）补码表示法

-数的补码表示是指正数的补码和原码相同,

负数的补码是在其反码的最后一位上加1。

10/19/2012第一章信息技术与计算机文化61

计算机中数据的单位

目录

上一页位

下一页L(bit)

退出

2.字节(Byte)

3.字(Word)

10/19/2012第一章信息技术与计算机：

位(bit)、字节(Byte)、字(word)

目录A位，简记为b,也称为比特，是计算机存储

上一页数据的最小单位。一个二进制位只能表示

下一页一个0