【计算机应用基础教程】计算机系统概述

第一篇计算机基础

知识与基本操作

第1章

计算机系统概述

L1计算机的发展简史

1.1.1电子计算机的概念

■指能自动、高速、精确的进行

懒和逻辑运算的电子机器。

1.1.2计算机的产生

人类追求a

OOQ<3ooa

加法器

CharlesBabbage

BlaisePascal1822差分机

目子计算机时代

ENIAC1833分析机

LL2计算机的产生

第一台电子计算机（ENIAC）

5000次加法/秒

体重30吨

占地170M2

、姮18800只电子管

版1500个继电器

口耗电174KW

1.1.3计算机的发展过程

第一代

(1946-19V

电子管

5千~4万(次/秒

第三代

(1964*1971)

集成电路

百万~几百万(次/秒)

二.，一一二一

计算机第一定律/千定律

单

1975193019B519do1995

晶

体10M600

(tronfltMortt)2goE2

管

Per<iiIV)

数Proou“■or

二10OK1.0

“BO2«3G

1OK■一

Bioao

，4bo.0.01

L*1-*■玄乂

、月芯片能力增长一倍。

1.1.4计算机的发展趋势

未来计算机的发展趋势主要是：微型

化、网络化、智能化

1.2计算机的特点及应用

1.2.1计算机的特点

■1、运算速度快

j2,计算精度高

.3、记忆能力强

1'-4、具有逻辑判断能力

5、具有自动执行程序的能力Deepblue

GarryKasparov

1.22计算机的应用

1、科学计算

2、信息处理

3、过程控制

4、计算机辅助系统

5、人工智能

6、办公自动化

1.2.3计算机的分类

1.3计算机系统的组成

概念

计算机系统二硬件系统+软件系统

硬件是指有形的物理设备，是计算机系统中实际物理装

置的总称。

软件是指在硬件上运行的程序和相关的数据及文档。

硬件是软件的工作基础，软件是硬件功能的扩充和完善。

两者相互依存，相互促进。软件与硬件的结合，构成完

整的计算机系统。

1.3.1计算机的硬件系统

■.台计算机的硬件系统主要由运算器、拴制器、

存储慈、输入设备和输出设备五大功能部件如成

输出设备表示数据

表示控制信号r

1.3.2计算机的软件系统

系统软件

1、操作系统：DOS、Windows、OS/2、Unix等

2、程序设计语言

2、语言处理程序

3、实用程序：错误诊断、程序检查、自动纠错、测试程序和软硬件

的调试程序等

4、数据库管理系统：Dbase>Foxbase>FoxPro>Access等

•应用软件

字处理软件、表处理软件、计算机辅助设计软件

微型机软,

■系统软件

■.操作系统：DOS、Windows、OS/2、Unix等

♦2、语言处理程序

3、实用程序：错误诊断、程序检查、自动纠错、测试程序和软硬件

三.的调试程序等

-4、数据库管理系统：Dbase>Foxbase>FoxPro、Access等

一•应用软件

字处理软件、表处理软件、计算机辅助设计软件

程序设计语嘈

1

■机器语言

t采用二进制数编写程序的语言；计算机能直接执行。

汇编语言

'采用助记符（例如MOV、ADD等）来编写程序的语言；需汇编程序汇

■,编后计算机才能执行。

高级语言

是一种易学易懂和书写的语言，采用人们习惯的自然语言和数学语言;

需解释和编译程序，是一种面向问题的语言，而前两者是面向机器的

语言。

常见的高级语言有：C、Basic>Pascal等。

1.4微型计算机及操作系统

1.4.1微型计算机系统组成

「运算器（ALU）

「中央妇襦7CPU）H

主机JL控制器（CU）

I内存储器

「输入输出设备（键盘、鼠标、显示器、打印机）

外设/

趣型机系统JL外存储器（硬盘、软盘、光驱、u盘）

「操作系统（DOS、Unix>Windows）

程序设计语言（机器语言、汇编语言、高级语言）

<系统软件

语言处理程序（汇编、编译、解释）

工软件乂I实用程序

应用软件包

I应用软件

用户程序

微型机系统主要技术

LT二_—1

窗(1)字长例如:8位、16位、32位、64位

0(2)主频例如:166MHz、233MHz

血⑶运算速度单位：MIPS(每秒执行百万条指令)

^^(4)存储容量内存容量一般为64M、128M、256M

幅(5)系统总线的传输速率单位：MB/S

---一

日(6)系统配置

1.4.1微型机硬件系统

主板、CPU、内部存储器、I/O接

口、总线

2、外部设备

磁盘、硬盘、光盘等外存及I/O设

备

系统王7

■r

1.组成：由

处理器模块、

内存模块、

基本I/O接口、

中断控制器、

==DMA控制器

及系统总线

组成

2.二体化主

板

•II•«•

奔腾4CPUAMDCPU

微处理器由运算器、控制器及一组寄存器组成

中央处m

*-处理器是计算机的核心部分，主要由运算器、

■控制器组成。运算器用来对数据进行各种算

K术和逻辑运算。也称为执行单元。控制器是

M计算机硬件系统的指挥中心，它的作用是控

叁.制程序的执行，确保各个部件协调一致，有

一一条不紊地完成各种操作。

-一台计算机中可以包含多个处理器，其中承

担系统软件和应用软件运行任务的处理器称

为中央处理器，简称CPU

主存储器

自RAM和ROM构成

RAM和ROM的特点

内存条

内存的要技术指标

容量、存取时间、奇偶校验位、接口类型

主存储器-

-RAM(RandomAccessMemory)即随机存取存储器。

即可从其中读取信息，也可向其中写入信息。开机

奉，-R之om前(RRAeaMd中O没nl有y信Me息mo，ry开)机即后只操读作存系储统器对。只其可管从理其，

•一二中关读机取后信其息中，的不信可息向都其将中消写失入。信RA息M中，的在信开息机可之随前时

一一R根OM据中需已要经而事改先变存。有信息，关机后其中的信息不会

消失。

-内存中可存储信息的多少称为存储的容量，其基本

单位为字节(Byte),目前，主存的容量为几兆字

r节到几十兆字节。

•Cache称为高速缓冲存储器，分为L1

Cache和L2Cache

■(1)概念

(2)总线类型

ISA16位、8MHz

•PCI32位或64位

•AGP只用于显卡

(3)I/O接口

•USB

•其他接口

-外存储器又称为辅助存储器，或外存。其容

量相对较大，一般用来存放长期保存或相对

来说暂时不用的各种程序和信息。计算机实

际执行程序和加工处理数据时，辅存中的信

息需要先传送到主存后才能被CPU使用。

-辅存容量大，能长期可靠地保存信息，存取

方便

-目前，微机中常用辅存有软磁盘存储器、硬

磁盘存储器、光盘存储器和U盘存储器。

-3.5英寸软盘存储容易1.44MB,软盘驱动器是读写软盘

的专用装置。一般用标识符A：（或B：）表示软盘驱

动器（盘号）软盘使用注意几点：

-①软盘首次使用前需格式化

-②软盘角上有一个方形小孔（写保护窗口），将窗口

内滑块推上露出小口，则对软盘只能读出信息而不能

写入信息，称为写保护。

-③软盘易损坏，受潮、受热、磁场干扰，挤压均会引

起软盘受损。

<2♦硬盘

-硬磁盘存储器是由一组磁盘和硬盘驱动器构成，二

者封装在金属盒中，称为硬盘。与软盘相比硬盘容

量大，存取速度快，目前微机上硬盘容量1GB-

120GB,般用C：表示硬盘驱动器。硬盘若分成

几个逻辑驱动器，一般再用D：（或E：等）表示,

硬盘首次使用前也要格式化。

"•光存储器

-CD光盘存储容量达650MB,DVD光盘达几GB。

一光驱分为CD-ROM和DVD-ROM；倍速（单倍速为

150KB/S）

•<4>U盘（32MB、64MB、128MB等）

写保护

硬盘外观I

・转速：

瞿^5400rpm和7200rpm

一工DE接口和SCSI接口

•容量

磁盘容量和缓存容量

U盘外观图

加密HI型大容量U2D高速优盘

显示系统：显示器和显示卡

;打印机：针式、激光、喷墨等打印机

鼠标和键盘：鼠标分为机械式、光电式

音效系统：声卡、音箱、麦克风等,

调制解调器和网卡

•其它外设

扫描仪、数码相机、数码摄像机、视频摄像头等

分辨率、点距、逐行和隔行扫描、刷新频率

•类型:

■按原理分：CRT显示器和液晶显示器；按尺寸分：15英寸、

17英寸；按外观分：纯平、平面直角等

二、显示卡（性能主要取决于显示芯片和显存）

按总线标准分：ISA、PCLAGP三种显卡。

显示器外观画

显小卡外

显示芯片

niiir2

IIIIIIS

调制解调器

网

1.4.3微型计算机的操作系统

常见的操作系统有DOS、Unix、

Windows98/2000/XP/NT>Netware等

1、DOS基本组成

■引导记录、输入输出接口程序、文件管理

模块、命令处理模块

2、DOS的基础知识

文件、目录、路径、通配符、命令类型

tn

1.5.1冯・诺依曼思想

存储程序工作原理

（1）采用二进制形式表示程序和数据

(2)存储程序、程序控制

(3)由运算器、存储器、控制器、输

入和输出设备5大基本部件组成计算机

系统。

JohnvonNeumann

冯•诺依曼

匹Q一

--

1.5.2程序和指令

最小单位

1机器指令格式

I操作码I操作数

A

机器执行什么操作」L执行对象（具体数

O

11.6计算机内部表示信息的方法

1.6.1数制的概念•

__数制是数的表示及计算方法，一般从以下

几个方面来反映：

(1)数码

「(2)进位原则

(3)基数

-(4)位权

(5)位权展开式

常见的数制有十进制、二进制、十六进制、八进制

R，可使用0,……,9,A,B,C,D,E,F可用H表示：

U如：111OB=1X41X2+1Xl+OX=1

我认识她已有1111年了。

十进制二进制十六进制十进制二进制十六进制

000000810008

100011910019

200102101010A

300113111011B

401004121100C

501015131101D

601106141110E

701117151111F

1.6.2不同计数制之间的等值转换

二、八、十六进制转换成十进制

转换方法：按位权展开相加求和。

举例：

十进制转换成二、八、十六进制

转换方法：整数部分除基取余

小数部分乘基取整

举例：

•二进制与八、十六进制的转换

举例：

数制转换一

一分三

三合一

按位权展开相加除取余乘取整

十

制88

进

，八进制

本

除取余乘取整按按位权展开相加

22目

除

口

乘位

力

1616权

取

取展

余

开

整——

四合一

十六进制

一分四

1.6.3计算机中的数值型数据（1）

0101o1=27+24+22+2°=149

K字节1KB=1024B

M（兆）字节1MB=1024KB

G（吉）字节1GB=1024MB

T（太）字节1TB=1024GB

1.6.3计算机中的数值型数据（2）

概念

[符号用二进制数来表示的机器数，有符号位（0为正，1为负）

有原码、反码、补码3种表示方式。

求法

S正数的原码、反码、补码为同一个数；负数的反码为原码的各位求

反，补码为反码+1

举例：

•二—十进制编码（8421—BCD码）

1.6.4计算机中的字符型数据（1）

,概念：各种字符与二进制数的对应关系

IASCII码（美国标准信息交换码）

F用7位二进制数与字母、数字、符号、控制符等

守一一对应，在最高位加。构成8位二进制数（1B）,

一便于存储，也便于与汉字编码区别（最高位为1）。

例如：A的ASCII码为01000001（41H、65D）

"字符ASCII码的大小规律：.

一a〜z>A〜Z>0〜9>空格〉控制符

1.6.4计算机中的字符型数据(2)

国标码

汉字输入码(全拼、五笔字型等)

汉字交换码(国标码)

汉字机内码

二用一个16位二进制数来表示一个汉字，每个字节的最高位为1,以区

别于ASCII码。共可表示214(16384)个汉字。一个汉字占2B。

•汉字字形码

(1)点阵一个点阵汉字占多少字节的存储空间？

(2)汉字库：硬字库、软字库。

1.7.1多媒