計算機基礎知識教案

第1章計算機基礎知識1.1計算機概述一、什么是計算機計算機是一種能對各種信息進行存儲和高速處理的工具或電子機器。對上述定義要強調兩點：①計算機不僅是一個計算工具，而且還是一個信息處理機。②計算機不同于其它任何機器，它能存儲程序，并按程序的引導自動存取和處理數(shù)據(jù)。1.1計算機概述(1)二、計算機的發(fā)展簡史1.早期的計算工具東方的創(chuàng)造：算籌、算盤西方的靈感：機械式計算工具機械-電動式計算機2.電子計算機的誕生1946年2月,美國賓夕法尼亞大學物理學家莫克利和電氣工程師?？颂匮兄瞥晒α耸澜缟系谝慌_通用電子數(shù)字計算機(ENIAC)。ENIAC(ElectronicNumericalIntegratorAndCalculator)電子數(shù)值積分計算機電子管:18800只電阻:70000個電容:10000只繼電器:1500個耗電:140kW/h占地:170m2重量:30噸速度:5000次/秒1.1計算機概述(2)ENIAC的主要任務是分析炮彈軌跡。當ENIAC公開展出時,一條炮彈的軌道用20秒就能算出來，比炮彈本身的飛行速度還快。1.1計算機概述(3)1.1計算機概述(4)馮·諾依曼(VonNeumann)與計算機結構理論圖靈(Turing)與現(xiàn)代計算機的設計思想①1946年6月發(fā)表“電子計算機裝置邏輯

結構初探”論文②采用電子元件的計算機應使用二進制③程序應保存在存儲器中(存儲程序)④EDVAC(離散變量自動電子計算機)①1936年提出“理想計算機”，論文題目是論可計算數(shù)及其在判定問題的應用②加、減和比較運算能完成許多數(shù)學計算③通用圖靈機是現(xiàn)代通用數(shù)字計算機的數(shù)學模型，它把程序和數(shù)據(jù)都以數(shù)碼形式存儲，屬“存儲程序”型計算機1.1計算機概述(5)3.計算機的發(fā)展階段4.計算機的發(fā)展趨勢⑴巨型化(功能巨型化)巨型化是指具有高速運算、大存儲容量和功能強大的巨型計算機系統(tǒng)。如ILLIAC-IV、銀河機。⑵微型化(體積微型化)包括臺式微機、筆記本電腦、掌上電腦。⑶網(wǎng)絡化(資源網(wǎng)絡化)網(wǎng)絡化是指利用通信技術和計算機技術，把分散在不同地點的計算機互聯(lián)起來，按照網(wǎng)1.1計算機概述(6)1.1計算機概述(7)絡協(xié)議相互通信，以使所有用戶均可共享軟件、硬件和數(shù)據(jù)資源的目的。如Internet。⑷智能化(處理智能化)智能化就是要求計算機能模擬人的感覺和思維能力。如專家系統(tǒng)和智能機器人。5.未來計算機的展望⑴神經網(wǎng)絡計算機：神經元⑵生物計算機：生物芯片⑶光子計算機：光子代替電子三、計算機的特點1.運算速度快(每秒數(shù)萬億次)2.計算精度高(理論上不受限制)3.存儲能力強(中等規(guī)模圖書館)4.具有邏輯判斷能力(算術運算、邏輯運算、判斷比較)5.具有自動執(zhí)行能力(無需人工干預)1.1計算機概述(8)1.1計算機概述(9)四、計算機的分類1.按計算機用途分類⑴通用計算機：它是為了能解決多種類型的問題，具有較強的通用性而設計的計算機。⑵專用計算機：它是為了解決一個特定的問題而專門設計的計算機。2.按計算機性能分類⑴巨型機(GiantComputer)它是指運算速度超過每秒1億次的高性能計算機，如Cray系列機、銀河系列機。1.1計算機概述(10)⑵大型機(Large-ScaleComputer)它是指運算速度在每秒100萬次～幾千萬次的計算機,如IBM,DEC,日立等都是大型機廠商。⑶中型機(Medium-ScaleComputer)⑷小型機(Minicomputer)DECPDP-11,VAX-II,DJS-130⑸微型機(Microcomputer)IBMPC/XT/AT,386,486,Pentium,蘋果機

IEEE-1989：巨型機、小巨型機、大型機、小型機、工作站、個人計算機六大類。五、計算機的應用領域1.科學計算它是指利用計算機來完成科學研究和工程技術中提出的數(shù)學問題的計算。2.信息處理信息處理是指對各種信息進行收集、存儲、整理、分類、統(tǒng)計、加工、利用和傳播等一系列活動的統(tǒng)稱。3.過程檢測與控制

它是指用計算機及時采集檢測數(shù)據(jù)，按最1.1計算機概述(11)1.1計算機概述(12)優(yōu)值迅速地對控制對象進行自動調節(jié)或控制。4.輔助技術與制造⑴計算機輔助設計--CAD⑵計算機輔助制造--CAMCIMS--計算機集成制造系統(tǒng)⑶計算機輔助教學--CAI5.人工智能人工智能是用計算機來模擬人的感應、判斷、理解、學習、問題求解等人類智能活動。6.網(wǎng)絡應用一、數(shù)制及其轉換1.什么是進位計數(shù)制⑴非進位計數(shù)制其特點是：表示數(shù)值大小的數(shù)碼與它在數(shù)中的位置無關。典型的非進位計數(shù)制是羅馬數(shù)字，例如,羅馬數(shù)字中:Ⅰ,Ⅱ,Ⅲ,Ⅳ,┄,Ⅹ⑵進位計數(shù)制其特點是：表示數(shù)值大小的數(shù)碼與它在數(shù)中的位置有關。例如，十進制數(shù)123.451.2數(shù)制與編碼(1)任何進位計數(shù)制的要素：①基數(shù)：它是指各種進位計數(shù)制中允許選用基本數(shù)碼的個數(shù)。例如十進制的數(shù)碼有：

0,1,2,3,4,5,6,7,8,9

則十進制的基數(shù)為10。②權值：每個數(shù)碼所表示的數(shù)值等于該數(shù)碼乘以一個與數(shù)碼所在位置相關的常數(shù)，這個常數(shù)叫做權值。例如：

123.4=1×102+2×101+3×100

+4×10-11.2數(shù)制與編碼(2)2.幾種進位計數(shù)制1.2數(shù)制與編碼(3)③幾種進位計數(shù)制的對應關系1.2數(shù)制與編碼(4)幾種進位計數(shù)制的對應關系1.2數(shù)制與編碼(5)3.不同進制之間的轉換

⑴二進制數(shù)與十進制數(shù)的互換①二進制數(shù)轉換成十進制數(shù)

采用按權展開式求和，就可把二進制數(shù)轉換成十進制數(shù)。例如：

(101.1)2=1*22+0*21+1*20+1*2-1=(?)10②十進制數(shù)轉換成二進制數(shù)十進制數(shù)有整數(shù)和小數(shù)兩部分。在轉換時,整數(shù)部分采用除2取余法,小數(shù)部分采用乘2取整法。例如：

(105.625)10=(?)21.2數(shù)制與編碼(6)⑵二進制數(shù)與八進制數(shù)的互換①二進制數(shù)轉換成八進制數(shù)可概括為三位并一位。即以小數(shù)點為基準，整數(shù)部分從右到左，小數(shù)部分從左到右，每三位一組，不足三位添0補足,然后把每組的三位二進制數(shù)按權展開相加，得到相應的一位八進制數(shù)碼，再按權的順序連接即得相應的八進制數(shù)。例如:(1011100.00101011)2=(?)8(001,011,100.001,010,110)2=(134.126)8

134.1261.2數(shù)制與編碼(7)②八進制數(shù)轉換成二進制數(shù)可概括為一位拆三位。即把每一位八進制數(shù)寫成對應的三位二進制數(shù)，然后按權連接即可。例如：(123.67)8=(?)2123.67(八進制)

001,010,011.110111(二進制)(123.67)8=(1010011.110111)21.2數(shù)制與編碼(8)⑶二進制數(shù)與十六進制數(shù)的互換①二進制數(shù)轉換成十六進制數(shù)可概括為四位并一位。即以小數(shù)點為基準，整數(shù)部分從右到左，小數(shù)部分從左到右，每四位一組，不足四位添0補足,然后把每組的四位二進制數(shù)按權展開相加，得到相應的一位十六進制數(shù)碼，再按權的順序連接即得相應的十六進制數(shù)。例如：(1011110.00011)2=(?)16(0101,1110.0001,1000)2=(5E.18)16

5E.181.2數(shù)制與編碼(9)②十六進制數(shù)轉換成二進制數(shù)可概括為一位拆四位。即把一位十六進制數(shù)寫成對應的四位二進制數(shù)，然后按權連接即可。例如：(123.EF)16=(?)2123.EF(十六進制)

0001,0010,0011.1110,1111(二進制)(123.EF)16=(100100011.11101111)2

十進制數(shù):512D或512二進制數(shù):1011B

八進制數(shù):127Q十六進制數(shù):A8H1.2數(shù)制與編碼(10)4.計算機采用二進制的原因⑴電路簡單：計算機是由邏輯電路組成，而邏輯電路通常只有兩個狀態(tài)。⑵可靠性高：兩個狀態(tài)表示的二進制兩個數(shù)碼，數(shù)字傳輸和處理不容易出錯。⑶運算簡單：二進制運算法則簡單。⑷邏輯性強

計算機工作原理是建立在邏輯運算基礎上的，邏輯代數(shù)是邏輯運算的理論依據(jù)。1.2數(shù)制與編碼(11)二、二進制的算術運算1.加法運算法則：0+0=00+1=1

1+0=11+1=10(逢二進一)例如：(1011011)2+(1010.11)2=(?)21011011

+)1010.11

1100101.11(1011011)2+(1010.11)2=(1100101.11)21.2數(shù)制與編碼(12)2.減法運算法則：0-0=00-1=1(借一當二)

1-0=11-1=0例如：(1010110)2-(1111.11)2=(?)21010110

-)1111.11

1000110.01(1010110)2+(1111.11)2=(1000110.01)21.2數(shù)制與編碼(13)3.乘法運算法則：0×0=01×0=0

0×1=01×1=1例如：(1011.01)2×(101)2=(111000.01)2

二進制乘法運算可歸結為加法與移位。4.除法運算法則：0÷0=01÷0=(無意義)

0÷1=01÷1=1例如：(100100.01)2÷(101)2=(111.01)2

二進制除法運算可歸結為減法與移位。1.2數(shù)制與編碼(14)三、二進制的邏輯運算1.什么是邏輯運算邏輯是指條件與結論之間的關系，因此邏輯運算是指對因果關系進行分析的一種運算。邏輯運算的結果并不表示數(shù)值大小，而是表示一種邏輯概念，若成立用真或1表示,若不成立用假或0表示。2.三種基本邏輯運算⑴與運算(邏輯乘法)

兩個二進制數(shù)進行與運算是按位進行的。1.2數(shù)制與編碼(15)與運算規(guī)則：0∧0=0

0∧1=0

1∧0=0

1∧1=1

例如：10111001∧11110011=?10111001

∧)11110011

1011000110111001∧11110011=101100011.2數(shù)制與編碼(16)⑵或運算(邏輯加法)

或運算規(guī)則：0∨0=0

0∨1=1

1∨0=1

1∨1=1

例如：10100001∨10011011=?10100001

∨)10011011

1011101110100001∨10011011=101110111.2數(shù)制與編碼(17)⑶非運算(邏輯否定)非運算實現(xiàn)邏輯否定，即進行求反運算。

非運算規(guī)則：0=1

1=0

例如：10111101=010000103.邏輯運算的應用(A=b7b6b5b4b3b2b1b0)⑴對指定位進行運算

若將A的b5位置1,則A∨(00100000)→A⑵對一個字節(jié)進行運算

若將A各位全部清0,則A∧(00000000)→A四、信息存儲單位1.位(bit)位是計算機存儲信息的最小單位，表示一位二進制數(shù)據(jù)。2.字節(jié)(Byte,拜特)字節(jié)是信息處理的基本單位，一個字節(jié)由八位二進制數(shù)組成，即1Byte=8bit。計算機存儲器容量大小是以字節(jié)數(shù)來度量的，常用的單位有KB、MB或GB。1.2數(shù)制與編碼(18)1.2數(shù)制與編碼(19)1KB=210=1024B1MB=210×210=1024×1024=1048576B1GB=210×210×210=1024×1024×1024

=1073741824B3.字(Word)

字是CPU通過數(shù)據(jù)總線一次存取、加工和傳送數(shù)據(jù)的長度。一個字通常由一個或若干個字節(jié)組成，字長越長，性能越強。常用的字長有8位、16位、32位、64位。1.2數(shù)制與編碼(20)五、信息編碼1.ASCII碼

ASCII碼是AmericanStandardCodeforInformationInterchange,即美國標準信息交換代碼的簡稱,它被國際標準化組織ISO采納為國際通用的信息交換標準代碼,稱為ISO646。ASCII碼是用七位二進制表示一個字符,它可表示128個不同的字符，即0000000→1111111ASCII碼表(7位)高三位b6b5b4低四位b3b2b1b01.2數(shù)制與編碼(21)一個字節(jié)中ASCII編碼位的使用編碼位奇偶校驗位1.2數(shù)制與編碼(22)[例]將China五個字符的ASCII碼查出并存放在內存中。[例]有一個ASCII碼為b70110010

問：①該字符=

②當采用偶校驗時，b7=2.漢字編碼⑴漢字編碼標準①漢字編碼基本集(GB2312-80,國標碼)信息交換用漢字編碼字符集--基本集一級漢字3755個(按拼音排序)

二級漢字3008個(按部首排序)

英文字母、數(shù)字和特殊圖形記號等1.2數(shù)制與編碼(23)21圖形字符(7445個)1.2數(shù)制與編碼(24)國標碼規(guī)定：一個漢字采用兩個字節(jié)來表示，兩個字節(jié)可以組成一個編碼平面。

第一字節(jié)第二字節(jié)漢字內碼＝漢字國標碼＋8080H

例如“啊”的內碼為3021H+8080H=B0A1H②漢字內碼擴展規(guī)范(GBK)1996年3月全國信息標準化技術委員會公布了《漢字內碼擴展規(guī)范》，包含GB2312、BIG5、ISO10646/CJK。01XXXXXXX01XXXXXXX國標碼內碼⑵漢字編碼分類利用計算機處理漢字首先要解決漢字輸入、內部處理和輸出問題。①輸入碼它是一種用計算機標準鍵盤上按鍵的不同排列組合來對漢字進行編碼。目前可將各種漢字輸入碼分成四類，它們分別是：漢字流水碼：電報碼、區(qū)位碼、國標碼漢字拼音碼：全拼、簡拼、雙拼漢字拼形碼：五筆字型、鄭碼、表形碼1.2數(shù)制與編碼(25)漢字音形碼：自然碼、錢碼、智能ABC②機內碼不論使用哪種輸入碼，漢字進入計算機后必須轉換為機內碼。機內碼是在設備和信息處理系統(tǒng)內部存儲、處理、傳輸漢字用的代碼。目前我國使用的機內碼是國標碼或GBK。③字形碼字形碼是一種用點陣表示漢字字形的編碼，是漢字的輸出形式。常用的點陣有16×16、24×24、32×32、48×48或更高。1.2數(shù)制與編碼(26)以16*16點陣為例,把一個方塊橫向和縱向都分為16格。若用1表示黑點,用0表示白點,則一個16*16的點陣漢字可用256位二進制數(shù)來表示，存儲時占用32B。漢字“寶”的16*16點陣的數(shù)字化信息可用下列一串十六進制數(shù)表示。1.2數(shù)制與編碼(27)02H00H01H04H7FHFEH40H04H80H08H00H00H3FHF8H01H00H01H00H1FHF0H01H00H01H40H01H20H01H20H7FHFCH00H00H所有不同字體、字號的漢字字形碼的集合構成漢字庫。1.2數(shù)制與編碼(28)⑶各種漢字編碼的關系漢字編碼轉換都需要各自的轉換程序來實現(xiàn)。交換碼(國標碼)

字形碼

內碼

顯示漢字打印漢字流水編碼字音編碼字形編碼1.3計算機基本結構(1)一、計算機硬件組成1.馮·諾依曼的設計思想馮·諾依曼設計思想可概括為以下三點：⑴計算機應由運算器、控制器、存儲器、輸入設備和輸出設備五個基本部件組成⑵計算機應采用二進制來表示指令和數(shù)據(jù)⑶計算機能自動逐條取出指令和執(zhí)行任務上述設計思想集中到一點，就是“存儲程序”的概念。這樣的計算機被稱為馮·諾依曼結構計算機。數(shù)據(jù)傳送線控制信號線存儲器輸入設備輸出設備運算器控制器結果程序或數(shù)據(jù)1.3計算機基本結構(2)2.計算機原理框圖按“存儲程序”思想組成的計算機應由運算器、存儲器、控制器、輸入設備和輸出設備五大部件組成，其原理框圖是：1.3計算機基本結構(3)3.計算機的基本部件⑴運算器(ArithmeticLogicUnit--ALU)

它是用來對數(shù)據(jù)進行算術運算或邏輯運算的部件。即在控制器的操縱下，它對取自內存或內部寄存器的數(shù)據(jù)進行算術或邏輯運算，其結果暫存內部寄存器或送到內存。⑵控制器(Controller)

控制器的功能是使計算機能夠自動執(zhí)行程序，并控制各部件協(xié)調工作。即程序執(zhí)行時，控制器按順序先從內存取出一條指令，并對指令進行分析，然后向有關部件發(fā)出控制命令，控制它們執(zhí)行這條指令所規(guī)定的任務。這樣周而復始，保證了計算機自動、連續(xù)地工作。⑶存儲器(Memory)

它是用來存放大量程序或數(shù)據(jù)的部件。

存儲器可分為內部存儲器和外部存儲器兩類。內存的特點是存取速度快、存儲容量小；外存的特點是存取速度慢、存儲容量大。⑷輸入設備(InputDevice)

輸入設備是用來接受用戶輸入的原始數(shù)據(jù)和程序，并將它們轉變?yōu)橛嬎銠C能識別的形式存放的內存中。1.3計算機基本結構(4)常用的輸入設備有：鍵盤、鼠標器、掃描儀、觸摸屏、光筆、磁盤機等。⑸輸出設備(OutputDevice)

輸出設備是用來將處理結果轉變?yōu)槿藗兓颥F(xiàn)場所能接受的形式。

常用的輸出設備有：顯示器、打印機、繪圖儀、磁盤機等。4.名詞術語

中央處理器(CPU)=運算器+控制器

主機=CPU+內部存儲器

外部設備=輸入設備+輸出設備1.3計算機基本結構(5)1.3計算機基本結構(6)二、計算機工作原理1.指令和程序的概念指令是計算機硬件可執(zhí)行的、完成一個基本操作所發(fā)出的命令。一臺計算機的基本指令的集合稱為該計算機的指令系統(tǒng)。一條指令是用一串二進制代碼表示，它可分成兩部分：操作碼操作數(shù)程序是指用戶根據(jù)某一問題的解決步驟，選用一條條指令進行有序排列的集合。1.3計算機基本結構(7)2.指令的執(zhí)行過程計算機執(zhí)行指令可分為兩個階段：一是將要執(zhí)行的指令從內存取到CPU中；二是CPU對該指令進行分析譯碼，再向各部件發(fā)出完成該操作的控制信號。例如：要求計算簡單算題5+4=?計算程序文字簡寫形式指令操作碼表操作數(shù)存放單元用二進制表示的計算程序存儲單元地址存儲單元內容00010010001101000101011001111000┋54計算結果取數(shù)指令加法指令存數(shù)指令打印輸出指令存儲器布局1.3計算機基本結構(8)三、計算機軟件組成軟件是指使計算機為某種特定目的運行所需的各種程序及有關的文檔資料。

通常軟件可分為系統(tǒng)軟件和應用軟件。1.系統(tǒng)軟件系統(tǒng)軟件是指管理、監(jiān)控和維護計算機系統(tǒng)資源的程序和有關資料。它主要包括：⑴操作系統(tǒng)(OperatingSystem--OS)

操作系統(tǒng)是負責管理和控制計算機系統(tǒng)硬軟件資源與運行程序的系統(tǒng)軟件。操作系統(tǒng)的功能有五種，即處理機管理、存儲管理、文件管理、設備管理和作業(yè)管理。

目前常用的操作系統(tǒng)有：DOS,Windows,Unix,Linux等。⑵程序設計語言與語言處理程序①機器語言

它是以二進制代碼表示的機器指令集合,是計算機能直接識別和執(zhí)行的語言。

機器語言編制的程序表現(xiàn)為一系列二進制信息。例如：用Intel8086指令系統(tǒng)來編寫機器語言程序,要求完成9+8=？1.3計算機基本結構(9)機器語言的優(yōu)點是占用內存少，執(zhí)行速度快；缺點是面向機器的語言，通用性差，不易閱讀和記憶，編程工作量大，難以維護。②匯編語言

它是用助記符來表示機器指令的符號語言,下面采用8086匯編語言對9+8=?進行編程。1.3計算機基本結構(10)

匯編語言的優(yōu)點是比機器語言易學易記，缺點是通用性差，隨機而異。

匯編語言編寫的源程序需要通過匯編程序翻譯成機器能夠執(zhí)行的目標程序。③高級語言它是人們創(chuàng)造的獨立于機型、接近于自然語言和數(shù)學表達式的語言。1.3計算機基本結構(11)常用的高級語言有：BASIC、FORTRAN、C、Java等。例如前面的9+8=?，用C++語言編程如下：

main()

{intal;

al=9+8;

}高級語言的優(yōu)點是通用性強，程序簡短易讀，便于維護。

高級語言編寫的源程序需要通過翻譯程序將其變成機器能夠執(zhí)行的目標程序。1.3計算機基本結構(12)高級語言源程序執(zhí)行結果解釋程序解釋方式編譯方式執(zhí)行結果高級語言源程序編譯程序目標程序將高級語言或匯編語言編寫的程序稱為源程序，而把已翻譯成機器語言的程序稱為目標程序。將源程序翻譯成機器指令時，通常有兩種翻譯方式：即解釋方式和編譯方式。1.3計算機基本結構(13)⑶數(shù)據(jù)庫管理系統(tǒng)(DBMS)

數(shù)據(jù)庫管理系統(tǒng)是在操作系統(tǒng)支持下幫助用戶建立、使用和管理數(shù)據(jù)庫的軟件系統(tǒng)。

目前常用的有:Access,FoxPro,Oracle等。⑷服務程序服務程序是指一些公用的工具性程序，以方便用戶對計算機的使用和管理人員對計算機的維護管理。服務程序主要有：①編輯程序:EDLIN,EDIT,記事本

②連接裝配程序:LINK

③測試、診斷程序:QAPLUS,NU1.3計算機基本結構(14)2.應用軟件

應用軟件是指為解決各類實際問題而編制的程序和有關資料。常用的應用軟件有：①文字處理軟件:Word,WPS②電子表格軟件:Excel,Lotus1-2-3③信息管理軟件：財務管理軟件④繪圖軟件:Photoshop,3DSMAX⑤課件制作軟件:PowerPoint,Authorware⑥網(wǎng)絡通信軟件:E-mail⑦其它工具軟件:Cakewalk,Premiere1.3計算機基本結構(15)1.3計算機基本結構(16)計算機系統(tǒng)=硬件系統(tǒng)+軟件系統(tǒng)

硬件系統(tǒng)={各功能部件的集合}

軟件系統(tǒng)={各種程序和有關資料的集合}運算器服務程序計算機系統(tǒng)軟件系統(tǒng)軟件應用軟件控制器硬件主機外部設備外存儲器中央處理器內存儲器輸入設備輸出設備操作系統(tǒng)程序設計語言處理程序數(shù)據(jù)庫管理系統(tǒng)1.3計算機基本結構(17)四、計算機系統(tǒng)的層次結構1.硬軟組成的層次結構語言處理程序各種應用程序、軟件包用戶程序數(shù)學模型、算法機器硬件操作系統(tǒng)系統(tǒng)分析級用戶程序級1.3計算機基本結構(18)2.語言功能的層次結構匯編語言虛擬機高級語言虛擬機專用語言虛擬機實際機器(機器語言物理機)1.3計算機基本結構(19)五、計算機系統(tǒng)的性能指標1.字長字長是計算機CPU能直接處理二進制數(shù)據(jù)的位數(shù)，它決定了系統(tǒng)數(shù)據(jù)總線的位數(shù)。字長越長，運算精度越高，處理速度越快,但價格也越高。微型機的字長一般為8位、16位、32位、64位不等。2.運算速度運算速度是用每秒能執(zhí)行多少條指令來表示。運算速度的計算方法有以下三種：⑴每秒執(zhí)行定點加法指令的條數(shù);⑵每秒執(zhí)行機器指令的條數(shù);⑶執(zhí)行定點加、減、乘、除指令和浮點加、減、乘、除指令的平均時間。3.內存容量內存容量是指計算機系統(tǒng)所配置的主存總字節(jié)數(shù)，這部分內存CPU可以直接訪問。很多復雜軟件要求足夠大的內存空間才能運行，因此現(xiàn)在高檔微機的內存容量一般配置32MB或更多。1.3計算機基本結構(20)4.外部設備的配置主機允許配置的外設數(shù)量和實際配置的具體外設，常常是衡量一臺計算機綜合性能的重要技術指標。5.軟件的配置另外，還要考慮計算機的可靠性、可維護性、兼容性、外部設備和軟件的配置以及漢字處理等方面。1.3計算機基本結構(21)微處理器CPU鍵盤鼠標器顯示器打印機內存各種外設其它外設接口外存接口硬盤光驅軟驅輸入接口輸出接口1.4微機系統(tǒng)的組成(1)一、微型計算機的結構框圖微型計算機由微處理器、存儲器、總線、I/O接口及其相應設備組成,它也屬于馮·諾依曼型計算機。其基本結構框圖如下：組成結構1.4微機系統(tǒng)的組成(2)主機板鍵盤顯示器打印機等鼠標器等顯示卡并行接口串行接口外存儲器接口軟驅硬盤電源光驅安裝結構1.4微機系統(tǒng)的組成(3)二、主機主機通常有CPU、內存、系統(tǒng)主板、總線、擴展槽及其接口電路等。1.CPU

CPU由運算器和控制器組成的，它決定了微機的檔次。2.內存

內存是用來存放運行的程序和當前使用的數(shù)據(jù)，內存的大小直接影響程序的運行?，F(xiàn)在系統(tǒng)主板多采用內存條結構，有8MB、16MB、32MB、64MB等多種容量的內存條。3.擴展槽和總線系統(tǒng)主板上有一系列的擴展槽，用來連接各種接口板。任何接口板插入擴展槽后，就可通過系統(tǒng)總線與CPU連接。總線是一種內部體系結構，計算機的控制信號和處理的數(shù)據(jù)通過總線從系統(tǒng)的一部分傳送到另一部分。在總線上通常傳送三種信號：數(shù)據(jù)、地址和控制信號，相應地也分為數(shù)據(jù)總線(DB)、地址總線(AB)、控制總線(CB)?？偩€接口：ISA,EISA,PCI,IDE,SCSI1.4微機系統(tǒng)的組成(4)1.4微機系統(tǒng)的組成(5)三、存儲系統(tǒng)存儲系統(tǒng)包括高速緩沖存儲器(Cache)、主存儲器(MainMemory)、輔助存儲器(AuxiliaryStorage)和海量存儲器(MassStorage),這樣可采用多種類型的存儲器建立存儲層次體系。1.內存

⑴RAM-RandomAccessMemory

隨機存取存儲器，其特點是存放的內容可隨時讀寫，但斷電后RAM存放的內容全丟失。

用戶輸入的數(shù)據(jù)和程序放在內存的RAM中。⑵ROM-ReadOnlyMemory

只讀存儲器，其特點是存放的內容只能讀出不能寫入，但斷電后ROM存放的內容仍存在。

通常在系統(tǒng)主板上裝有ROM-BIOS，它是固化在ROM芯片中的系統(tǒng)引導程序,完成系統(tǒng)加電自檢。1.4微機系統(tǒng)的組成(6)MROM--掩膜ROMPROM--可編程ROMEPROM-可擦除可編程ROME2PROM-電可擦除可編程ROMROM⑶Cache

高速緩沖存儲器，它通常采用與CPU速度相接近的RAM。其工作方法是將當前要執(zhí)行的程序段和要處理的數(shù)據(jù)復制到Cache中，CPU讀寫時,首先訪問Cache。1.4微機系統(tǒng)的組成(7)CPU內部Cache,一級Cache,容量小CPU外部Cache,二級Cache,容量大Cache從PentiumPro開始，一級和二級Cache都集成在CPU芯片中。2.外存目前常用的外存有硬盤、光盤和軟盤。⑴硬盤

硬盤存儲器是由若干個同樣大小的、涂有磁性材料的鋁合金圓盤片環(huán)繞一個共同的軸心組成。每個盤片上下兩面各有一個讀寫磁頭，磁頭傳動裝置將磁頭快速準確地移到指定的磁道。硬盤驅動器采用溫徹斯特技術，即把磁頭、盤片及執(zhí)行機構都密封在一個容器內。

硬盤的特點是存儲容量大、存取速度快、可靠性高、每兆字節(jié)成本低等。1.4微機系統(tǒng)的組成(8)硬盤存儲格式是按柱面、磁道和扇區(qū)來衡量的,柱面是由一組盤片上的同一個磁道垂直形成的同心圓柱。

硬盤容量=柱面數(shù)×磁道數(shù)×扇區(qū)數(shù)×512B硬盤使用前需要做：低級格式化、分區(qū)、高級格式化。⑵光驅(CD-ROM,DVD-ROM)

光盤是用激光方式進行讀寫信息的盤片,光驅的工作原理是:光驅馬達帶動光盤高速旋轉，激光讀取頭在光盤表面橫向移動讀取存儲在光盤數(shù)據(jù)軌跡中的數(shù)據(jù)。1.4微機系統(tǒng)的組成(9)光盤的特點是標準化、存儲容量大、價格低廉、不易損壞。光盤存儲容量為650MB,數(shù)據(jù)存取時間為550ms,數(shù)據(jù)傳輸率為150kB/s,300kB/s(倍速),600kB/s(4倍速),…,7200kB/s(48倍速)甚至更高。1.4微機系統(tǒng)的組成(10)CD-ROM只讀型光盤CD-WORM一次寫入型光盤CD-R可記錄型光盤CD-ETOM可擦寫型光盤光盤存儲器DVD是計算機的數(shù)字視盤驅動器，隨著其物理格式的兼容和價格的下降,DVD將取代CD-ROM.⑶軟驅軟盤是一種兩面涂有磁性物質的塑料盤片,軟驅是讀/寫軟盤信息的裝置。軟盤的特點是體積小、價格便宜、攜帶方便。軟盤是由起保護作用的塑料封套和盤片組成，其結構包括塑料外殼、快門、標簽、寫保護、盤片、金屬環(huán)等。1.4微機系統(tǒng)的組成(11)磁道扇區(qū)數(shù)據(jù)在軟盤上是按磁道和扇區(qū)來存放的。一個軟盤的存儲容量可由下列公式求出：容量=磁面數(shù)×磁道數(shù)×扇區(qū)數(shù)×扇區(qū)字節(jié)數(shù)1.4微機系統(tǒng)的組成(12)1.4微機系統(tǒng)的組成(13)四、輸入設備輸入是指將要進行處理的數(shù)據(jù)送入計算機的過程。輸入設備是把程序和原始數(shù)據(jù)等轉變?yōu)橛嬎銠C能識別的信息存放到內存中的設備。輸入設備有以下幾類：①字符輸入類：鍵盤

②指點輸入類：鼠標器、光筆、觸摸屏

③掃描輸入類：掃描儀、條形碼

④語音輸入類：IBMViaVoice1.鍵盤鍵盤通過一根螺旋形電纜與主機相連，鍵盤內有一個單片機，它負責控制整個鍵盤的工作。當按下某個鍵時，單片機跟據(jù)其位置，將該鍵的二進制代碼送給計算機的主機，并將按鍵字符顯示在顯示器上。鍵盤的物理結構有三種形式：機械式鍵盤、薄膜式鍵盤和電容式鍵盤。鍵盤上鍵位的排列有一定規(guī)律，按其用途可分為四個區(qū)域。即打字機鍵區(qū)、功能鍵區(qū)、全屏幕操作鍵區(qū)和小鍵盤區(qū)。1.4微機系統(tǒng)的組成(14)2.鼠標器鼠標器是一種手持式屏幕定位裝置，在圖形界面中大多數(shù)操作都可用鼠標器來完成。常用的鼠標器有以下兩種：

⑴機械式鼠標：移動鼠標時，用滾動小球來進行定位。

⑵光電式鼠標：在特定的反射板上移動鼠標，用鼠標底部光電轉換裝置來定位坐標點。鼠標器有兩個鍵(左,右)或三個鍵(左,中,右),通常使用左邊，根據(jù)不同的軟件系統(tǒng)，右鍵的功能也不一樣。1.4微機系統(tǒng)的組成(15)1.4微機系統(tǒng)的組成(16)五、輸出設備輸出是指將計算機處理的數(shù)據(jù)轉換為用戶需要的形式。輸出設備是把計算機的處理結果以人們或現(xiàn)場所接受的形式表達出來的設備。輸出設備可分為四大類：①顯示器：字符方式,圖形方式

②打印機：擊打式,非擊打式

③繪圖儀：平板式,滾筒式

④語音輸出系統(tǒng)：語音輸出,音樂音響輸出1.顯示器顯示器是用于顯示輸入的程序或數(shù)據(jù)以及程序的運行結果等。顯示器的類型可分為：

①陰極射線顯示器件(CRT):臺式微機

②液晶顯示器件(LCD):便攜式微機

③發(fā)光二極管顯示器件(LED):單板機CRT顯示器的尺寸用最大對角線表示，一般使用12、14英寸，15、17、20英寸為大屏幕顯示器，用于圖形處理。CRT顯示器的工作原理與電視機的工作原理相同。1.4微機系統(tǒng)的組成(17)顯示器的主要參數(shù)：

①分辨率：顯示器分辨率是用圖象元素(簡稱象素)來度量，它是指屏幕上水平方向象素的數(shù)目乘上垂直方向象素的數(shù)目。例如：標準VGA的分辨率是640*480。

②點距：點距是指某一熒光材料點與其上下左右同一顏色的熒光點的最近距離。點距越小，圖象越清晰。比如：0.26,0.28mm。

③掃描方式:它分為隔行掃描和逐行掃描。顯示卡是主機與顯示器之間的接口電路,顯示標準有CGA、EGA、VGA、TVGA。1.4微機系統(tǒng)的組成(18)2.打印機打印機是用于打印輸出計算機的處理結果,產生計算機輸出的硬拷貝,以便在計算機之外也可使用計算機的處理結果。打印機的類型可分為：1.4微機系統(tǒng)的組成(19)熱敏打印機打印機擊打式打印機非擊打式打印機激光打印機噴墨打印機串式打印機行式打印機打印機的技術指標

①打印速度:用CPS(字符/秒)或LPM(行/分)來度量。

②印字質量:用分辨率即DPI(印點/英寸)或DMPP(印點/毫米)來衡量,可分為低質量(草稿質量<180DPI),近似質量(仿信函質量,180-300DPI)和印刷質量(>400DPI)。

③打印噪聲:沒有統(tǒng)一標準,有些國家規(guī)定為55dB。

④打印機壽命:一般用無故障能完整打印的字符數(shù)或印點數(shù)表示。1.4微機系統(tǒng)的組成(20)激光打印機是接受由主機發(fā)出的信息，然后進行激光掃描，將要輸出的信息在磁鼓上形成靜電潛像，并轉換成磁信號，使碳粉吸附到紙上，經加熱定影后輸出。其特點是打印速度高、印字質量高、無噪音，但價格高。常用的有HPLaserJet系列、CanonLaserJet系列。噴墨打印機是靠墨水通過精制的噴頭射到紙面上而形成輸出的字符或圖形。其特點是價格便宜、體積小、無噪音、打印質量高，但對紙張要求高、墨水消耗量大。常用的噴墨打印機有HPDeskJet系列和Canon噴墨系列等。1.4微機系統(tǒng)的組成(21)六、機箱和電源在微機系統(tǒng)中，機箱的作用：①為主板、各種I/O卡、軟硬盤驅動器、電源等提供安裝支架；②保護和屏蔽微機系統(tǒng)內板卡免受外界電磁場的干擾；③給微機系統(tǒng)建立外觀形象。標準機箱控制面板上有一些開關(電源開關、復位鍵)和指示燈(電源、硬盤、休眠)。從結構上分為：AT、ATX等1.4微機系統(tǒng)的組成(22)機箱臥式(桌面式)立式(塔史)微機電源主要有AT和ATX之分。AT結構

兩組6芯凹接口并有正反

12V,5VATX結構

20芯凹插口并有反插保護

12V,5V,3.3V(直接為部分設備供電)電源標稱功率：200W,230W,250W,300W1.4微機系統(tǒng)的組成(23)1.5多媒體技術(1)一、多媒體技術概述1.什么是多媒體⑴媒體(兩種含義)

存儲信息的實體,如磁盤、光盤、磁帶等；

傳遞信息的載體,如文字、聲音、圖象等。⑵多媒體與多媒體技術

多媒體是多種媒體信息的綜合，它包括文本、圖形、圖象、動畫、視頻和音頻等。多媒體技術是指能同時獲取、處理、存儲和展示兩種以上不同類型信息媒體的技術。1.5多媒體技術(2)⑶多媒體計算機(MPC)

多媒體計算機是指能將多種媒體集成進行處理的計算機。MPC具有三大特征：

①集成性：圖、文、聲一體化

②交互性：人機交互

③數(shù)字化：各