第1章(1)計(jì)算機(jī)基礎(chǔ)知識(shí)課件

第一章

計(jì)算機(jī)基礎(chǔ)知識(shí)

1.1

計(jì)算機(jī)的基本概念

1.2

計(jì)算機(jī)系統(tǒng)的組成

1.3

信息編碼1.4微型計(jì)算機(jī)的硬件組成11.1

計(jì)算機(jī)的基本概念

1.1.1

計(jì)算機(jī)的發(fā)展

1.1.2

計(jì)算機(jī)的分類

1.1.3

計(jì)算機(jī)的主要特點(diǎn)1.1.4計(jì)算機(jī)的新技術(shù)1.1.5未來新型計(jì)算機(jī)1.1.6信息技術(shù)基礎(chǔ)知識(shí)1.1.7計(jì)算機(jī)在信息社會(huì)中的應(yīng)用2

1.1計(jì)算機(jī)的發(fā)展

算盤中國(guó)唐代第一種手動(dòng)式計(jì)數(shù)器

計(jì)算尺

1622年，英國(guó)WilliamOughtred

手動(dòng)式，加、減、乘、除、指數(shù)和三角函數(shù)運(yùn)算

加法器

1645年，法國(guó)BlaisePascal

機(jī)械式，自動(dòng)進(jìn)位加法器，只能做加法。

計(jì)算器

1673年，德國(guó)GottfriedLeibniz

機(jī)械式，加、減、乘、除和開方現(xiàn)代計(jì)算機(jī)的真正起源

差分機(jī)

1812年，英國(guó)CharlesBabbage

分析機(jī)

1834年，英國(guó)CharlesBabbage

3

查爾斯.巴貝奇1812年差分機(jī)1834年分析機(jī)

三部分組成：(1)由許多輪子組成的保存數(shù)據(jù)的存儲(chǔ)庫(kù)；(2)運(yùn)算裝置；(3)能對(duì)操作順序進(jìn)行控制，并選擇所需處理的數(shù)據(jù)以及輸出結(jié)果的裝置。史料：查爾斯.巴貝奇1.1計(jì)算機(jī)的發(fā)展41.1計(jì)算機(jī)的發(fā)展世界上第一臺(tái)電子計(jì)算機(jī)稱為”ENIAC”，它于1946年誕生于美國(guó)。它的誕生宣告了計(jì)算機(jī)時(shí)代的到來。重達(dá)30噸占地250m2啟動(dòng)工耗150000瓦18000個(gè)電子管ElectronicNumericalIntegratorAndCalculator電子數(shù)字積分計(jì)算機(jī)每秒5千次加減運(yùn)算沒有存儲(chǔ)器采用十進(jìn)制51.1計(jì)算機(jī)的發(fā)展時(shí)代年份器件軟件應(yīng)用一

46-57電子管機(jī)器語(yǔ)言匯編語(yǔ)言科學(xué)計(jì)算二58-64晶體管高級(jí)語(yǔ)言數(shù)據(jù)處理工業(yè)控制三65-71集成電路操作系統(tǒng)文字處理圖形處理四71年迄今大規(guī)模集成電路數(shù)據(jù)庫(kù)、網(wǎng)絡(luò)等社會(huì)的各個(gè)領(lǐng)域電子管晶體管集成電路大規(guī)模集成電路史料：

IBM的發(fā)展史

硅谷人才搖籃仙童半導(dǎo)體公司

HP的發(fā)展史

比爾.蓋茨6史料：

阿蘭.圖靈

馮·諾依曼計(jì)算機(jī)科學(xué)奠基人英國(guó)科學(xué)家阿蘭.圖靈主要貢獻(xiàn)：建立圖靈機(jī)模型，奠定了可計(jì)算理論的基礎(chǔ)提出圖靈測(cè)試，闡述了機(jī)器智能的概念

電子計(jì)算機(jī)之父：美籍匈牙利數(shù)學(xué)家馮.諾依曼代表人物：阿蘭.圖靈和馮.諾依曼美國(guó)計(jì)算機(jī)學(xué)會(huì)(ACM)1966年設(shè)立圖靈獎(jiǎng)主要貢獻(xiàn)：與同事研制人類第二臺(tái)計(jì)算機(jī)EDVAC“存儲(chǔ)程序”概念馮·諾依曼計(jì)算機(jī)奠定了現(xiàn)代計(jì)算機(jī)體系結(jié)構(gòu)和工作原理71.2計(jì)算機(jī)的分類

按處理數(shù)據(jù)方式分類電子數(shù)字計(jì)算機(jī)電子模擬計(jì)算機(jī)按用途分類通用機(jī)專用機(jī)數(shù)模混合計(jì)算機(jī)81.2計(jì)算機(jī)的分類

按綜合性能指標(biāo)分類高性能計(jì)算機(jī)（巨型機(jī)或大型機(jī)）：

速度最快、處理能力最強(qiáng)、最快：NECEarthSimulator 每秒35萬億次浮點(diǎn)運(yùn)算，峰值40萬億次中國(guó)：曙光4000A2560顆64位AMDOpteron處理器

每秒8萬億次浮點(diǎn)運(yùn)算，全球排名第10工作站：介于PC與小型機(jī)之間高檔微機(jī)系統(tǒng)

高分辨率、大容量?jī)?nèi)外存，圖形功能較強(qiáng)微型計(jì)算機(jī)：

臺(tái)式機(jī)、筆記本和個(gè)人數(shù)字助量(PDA)服務(wù)器：網(wǎng)絡(luò)環(huán)境中為多個(gè)用戶提供服務(wù)的計(jì)算機(jī)系統(tǒng)91.3計(jì)算機(jī)的主要特點(diǎn)1.自動(dòng)控制能力常用于電力、冶金、石油化工、機(jī)械等工業(yè)。2.運(yùn)算速度快、精度高如導(dǎo)彈的發(fā)射，宇宙飛船的飛行軌跡計(jì)算等。3.記憶能力強(qiáng)4.具有邏輯判斷能力5.通用性強(qiáng)計(jì)算機(jī)可運(yùn)用于各個(gè)領(lǐng)域101.4計(jì)算機(jī)的新技術(shù)1．嵌入式技術(shù)將計(jì)算機(jī)作為一個(gè)信息處理部件，嵌入到應(yīng)用系統(tǒng)之中的一種技術(shù)。 系統(tǒng)和功能軟件固化起來，類似BIOS的工作方式。應(yīng)用：各種家電、數(shù)碼相機(jī)等2．網(wǎng)格計(jì)算利用互聯(lián)網(wǎng)把分散在不同地理位置的電腦組織成一個(gè)“虛擬的超級(jí)計(jì)算機(jī)”，其中每一臺(tái)的計(jì)算機(jī)就是一個(gè)“節(jié)點(diǎn)”，而整個(gè)計(jì)算是由成千上萬個(gè)“節(jié)點(diǎn)”組成的“一張網(wǎng)格”。優(yōu)點(diǎn)：數(shù)據(jù)處理能力超強(qiáng)；充分利用網(wǎng)上的閑置處理能力。示例：113．中間件技術(shù)中間件是介于應(yīng)用軟件和操作系統(tǒng)之間的系統(tǒng)軟件

121.5未來新型計(jì)算機(jī)1．光計(jì)算機(jī)利用光子取代電子進(jìn)行數(shù)據(jù)運(yùn)算、傳輸和存儲(chǔ)。不同波長(zhǎng)表示不同數(shù)據(jù)優(yōu)點(diǎn)：超高速缺點(diǎn)：體積龐大2．生物計(jì)算機(jī)（分子計(jì)算機(jī)）20世紀(jì)80年代中期開始研制

采用了生物芯片3．量子計(jì)算機(jī)利用處于多現(xiàn)實(shí)態(tài)下的原子進(jìn)行運(yùn)算的計(jì)算機(jī)，這種多現(xiàn)實(shí)態(tài)是量子力學(xué)的標(biāo)志。

131.6信息技術(shù)基礎(chǔ)知識(shí)

1.信息與數(shù)據(jù)病歷卡上記載病人的體溫39oC是數(shù)據(jù)。數(shù)據(jù)39oC本身是沒有意義的。當(dāng)數(shù)據(jù)以某種形式經(jīng)過處理、描述或與其它數(shù)據(jù)比較時(shí)，才能成為信息。某個(gè)病人的體溫是39oC，這才是信息，信息是有意義的。信息各種事物的變化和特征的反映數(shù)據(jù)信息的載體。例如：數(shù)值、文字、語(yǔ)言、圖形、圖像等。142.信息技術(shù)(InformationTechnology，IT)聯(lián)合國(guó)教科文組織的定義應(yīng)用在信息加工和處理中的科學(xué)、技術(shù)與工程的訓(xùn)練方法和管理技巧；上述方面的技巧和應(yīng)用；計(jì)算機(jī)及其與人、機(jī)的相互作用；與之相應(yīng)的社會(huì)、經(jīng)濟(jì)和文化等諸種事物。

151）信息基礎(chǔ)技術(shù)

微電子技術(shù)

當(dāng)今世界新技術(shù)革命的基石

光電子技術(shù)

采用光子作為信息的載體

2）信息系統(tǒng)技術(shù)

信息獲取技術(shù)

傳感技術(shù)、遙測(cè)技術(shù)和遙感技術(shù)信息處理技術(shù)

計(jì)算機(jī)技術(shù)成為現(xiàn)代信息技術(shù)的核心信息傳輸技術(shù)

光纖通信技術(shù)、衛(wèi)星通信技術(shù)等

信息控制技術(shù)利用信息傳遞和反饋來實(shí)現(xiàn)信息存貯技術(shù)縮微品、磁盤、光盤 通信技術(shù)(Communication)、計(jì)算機(jī)技術(shù)(Computer)和控制技術(shù)(Control)合稱為3C。3）信息應(yīng)用技術(shù)如信息管理、信息控制、信息決策

163.現(xiàn)代信息技術(shù)的特點(diǎn)數(shù)字化大量信息可以被壓縮，并以光速進(jìn)行傳輸。多媒體化文字、聲音、圖形、圖像、視頻等信息媒體與計(jì)算機(jī)集成在一起，以接近于人類的工作方式和思考方式來設(shè)計(jì)與操作。高速度、網(wǎng)絡(luò)化、寬頻帶下一代的Internet技術(shù)。

智能化在超媒體的世界里，軟件代理收集任何可能想要在網(wǎng)絡(luò)上取得的信息。171.7計(jì)算機(jī)在信息社會(huì)中的應(yīng)用計(jì)算機(jī)的應(yīng)用類型

1.科學(xué)計(jì)算

2.數(shù)據(jù)處理

3.電子商務(wù)

4.過程控制

5.CAD/CAM/CIMS

6.多媒體技術(shù)

7.虛擬現(xiàn)實(shí) 8.人工智能計(jì)算機(jī)的主要應(yīng)用領(lǐng)域

1.工商：電子商務(wù)、CAD/CAM

2.教育：多媒體教育、遠(yuǎn)程教育

3.醫(yī)藥：CAT、MRI、遠(yuǎn)程醫(yī)療

4.政府：電子政府

5.娛樂：虛擬現(xiàn)實(shí)、電影特技

6.科研：數(shù)據(jù)采集、計(jì)算分析

7.家庭：家庭信息化

18CAD／CAM／CAICAD(計(jì)算機(jī)輔助設(shè)計(jì)):

常用于飛機(jī)、輪船、建筑工程等復(fù)雜設(shè)計(jì)工程中。利用計(jì)算機(jī)進(jìn)行設(shè)計(jì)可以提高設(shè)計(jì)質(zhì)量，縮短設(shè)計(jì)周期，提高設(shè)計(jì)的自動(dòng)化水平．CAM(計(jì)算機(jī)輔助制造):

由計(jì)算機(jī)輔助設(shè)計(jì)派生出來的，常用來進(jìn)行生產(chǎn)設(shè)備的管理、控制、操作等的過程，例如操縱機(jī)器的運(yùn)行，控制材料的流動(dòng)，處理產(chǎn)品制造過程中的所需數(shù)據(jù)，以及對(duì)產(chǎn)品進(jìn)行測(cè)試和檢測(cè)等。CAI(計(jì)算機(jī)輔助教學(xué)):是利用計(jì)算機(jī)幫助對(duì)學(xué)生的教學(xué)。通常包括用形象的動(dòng)態(tài)圖示來表達(dá)一些用語(yǔ)言和文字不易表達(dá)清楚的概念，還包括學(xué)生與計(jì)算機(jī)之間的對(duì)話，并能夠指出學(xué)習(xí)過程中的錯(cuò)誤，以及學(xué)生學(xué)習(xí)課程的成績(jī)等。19AI(人工智能):目前已開發(fā)的典型人工智能應(yīng)用系統(tǒng)有：(a)計(jì)算機(jī)專家系統(tǒng)，它實(shí)際上是具有專門知識(shí)的程序系統(tǒng)。目前用的較多的領(lǐng)域有軍事、化學(xué)、氣象學(xué)、地質(zhì)學(xué)以及醫(yī)療診斷等。（b)機(jī)器人系統(tǒng)，它由專門的計(jì)算機(jī)程序配以相應(yīng)的運(yùn)動(dòng)部件組成。目前還只能做一些較簡(jiǎn)單的動(dòng)作，但也很有用了，比如大量繁重的勞動(dòng)，精度要求高而又不斷重復(fù)的勞動(dòng)，在有危險(xiǎn)、有放射線、有毒等的環(huán)境下的勞動(dòng)，連續(xù)長(zhǎng)時(shí)間的勞動(dòng)等等。另外，人工智能作為新一代電子計(jì)算機(jī)基礎(chǔ).201.2計(jì)算機(jī)系統(tǒng)的組成1.2.1

計(jì)算機(jī)系統(tǒng)的基本組成

1.2.2

硬件系統(tǒng)

1.2.3軟件系統(tǒng)211.2.1計(jì)算機(jī)系統(tǒng)的組成系統(tǒng)軟件應(yīng)用軟件計(jì)算機(jī)系統(tǒng)=硬件系統(tǒng)+軟件系統(tǒng)硬件軟件221.2.1計(jì)算機(jī)系統(tǒng)的組成

輸入設(shè)備：鍵盤、鼠標(biāo)、掃描儀等

輸出設(shè)備：顯示器、打印機(jī)、音響等

外

存：軟盤、硬盤、光盤、U盤等

計(jì)算機(jī)系統(tǒng)軟件外部設(shè)備系統(tǒng)軟件應(yīng)用軟件硬件運(yùn)算器控制器主機(jī)內(nèi)存CPU隨機(jī)存儲(chǔ)器(RAM)只讀存儲(chǔ)器(ROM)高速緩沖存儲(chǔ)器(Cache)操作系統(tǒng)：DOS、Windows、Unix、Linux語(yǔ)言處理程序：C、Pascal、VB等

實(shí)用程序：診斷程序、排錯(cuò)程序等

辦公軟件包、數(shù)據(jù)庫(kù)管理系統(tǒng)

231.2.2計(jì)算機(jī)硬件系統(tǒng)

計(jì)算機(jī)硬件包括主機(jī)和外設(shè)主機(jī)外設(shè)輸入設(shè)備輸出設(shè)備外存設(shè)備網(wǎng)絡(luò)設(shè)備24計(jì)算機(jī)的五大部件馮.諾依曼思想：

二進(jìn)制程序與數(shù)據(jù)一樣存放在內(nèi)存五大模塊存儲(chǔ)器數(shù)據(jù)流控制流運(yùn)算器外存儲(chǔ)器輸出設(shè)備內(nèi)存儲(chǔ)器輸入設(shè)備控制器25處理器處理器控制器運(yùn)算器控制整個(gè)計(jì)算機(jī)所有部件的工作執(zhí)行算術(shù)運(yùn)算和邏輯運(yùn)算26存儲(chǔ)器存儲(chǔ)器是計(jì)算機(jī)存儲(chǔ)數(shù)據(jù)和程序的記憶單元集合，每個(gè)記憶單元由8位二進(jìn)制位組成，可讀寫其中的數(shù)據(jù)。存儲(chǔ)器存儲(chǔ)器通常分為內(nèi)存儲(chǔ)器和外存儲(chǔ)器存放大量信息的外存儲(chǔ)器信息交流中心內(nèi)存儲(chǔ)器27存儲(chǔ)器每個(gè)記憶單元由8位二進(jìn)制位組成。1KB=210B=1024B1MB=210KB=1024KB1GB=210MB=1024MB1TB=210GB=1024GB字節(jié)BYTE76543210位Bit28輸入設(shè)備常用輸入設(shè)備：鍵盤、鼠標(biāo)、掃描儀、光筆、數(shù)字化儀等。常用輸出設(shè)備：顯示器、打印機(jī)、繪圖儀等。291.2.3計(jì)算機(jī)軟件系統(tǒng)

軟件是指程序、程序運(yùn)行所需要的數(shù)據(jù)以及開發(fā)、使用和維護(hù)這些程序所需要的文檔的集合。

操統(tǒng)作系語(yǔ)言處理程序?qū)嵱贸绦驊?yīng)用軟件系統(tǒng)軟件用戶30系統(tǒng)軟件

1.操作系統(tǒng)目的:計(jì)算機(jī)與人交互的接口,不必了解計(jì)算機(jī)內(nèi)部結(jié)構(gòu)合理地使用系統(tǒng)內(nèi)包含的各種軟、硬件資源，提高整個(gè)系統(tǒng)的使用效率和經(jīng)濟(jì)效益。目前典型的操作系統(tǒng)有：Windows、UNIX、Linux等31實(shí)用程序完成一些與管理計(jì)算機(jī)系統(tǒng)資源及文件有關(guān)的任務(wù)

系統(tǒng)設(shè)置軟件（不必直接修改注冊(cè)表）

如：超級(jí)兔子軟件、Windows優(yōu)化大師診斷程序（識(shí)別并且改正計(jì)算機(jī)系統(tǒng)存在的問題）

如：

控制面板的系統(tǒng)備份程序（備份程序把硬盤上的文件復(fù)制到其他存儲(chǔ)設(shè)備上）如：“附件|系統(tǒng)工具|”