計(jì)算機(jī)基礎(chǔ)知識(shí)概述課件

計(jì)算機(jī)基礎(chǔ)知識(shí)第一章第1講計(jì)算機(jī)基礎(chǔ)知識(shí)第一章第1講1主要內(nèi)容計(jì)算機(jī)概述計(jì)算機(jī)的概念與發(fā)展概述（§1.1）計(jì)算機(jī)的分類(lèi)、特點(diǎn)和應(yīng)用（§1.2）計(jì)算機(jī)系統(tǒng)的組成（§1.3—1.4）主要內(nèi)容計(jì)算機(jī)概述2教學(xué)目標(biāo)了解計(jì)算機(jī)的發(fā)展與應(yīng)用了解計(jì)算機(jī)的分類(lèi)掌握計(jì)算機(jī)系統(tǒng)的組成掌握計(jì)算機(jī)系統(tǒng)的工作原理教學(xué)目標(biāo)了解計(jì)算機(jī)的發(fā)展與應(yīng)用3教學(xué)重難點(diǎn)計(jì)算機(jī)系統(tǒng)的組成計(jì)算機(jī)系統(tǒng)的工作原理教學(xué)重難點(diǎn)計(jì)算機(jī)系統(tǒng)的組成41計(jì)算機(jī)的概念與發(fā)展概述電子計(jì)算機(jī)概念ElectronicComputer是一種能夠自動(dòng)、高速、精確地進(jìn)行信息處理的現(xiàn)代化電子設(shè)備。1計(jì)算機(jī)的概念與發(fā)展概述電子計(jì)算機(jī)概念51計(jì)算機(jī)的概念與發(fā)展概述第一臺(tái)電子計(jì)算機(jī)1946年美國(guó)賓夕法尼亞大學(xué)ENIAC（埃尼阿克）用于導(dǎo)彈的彈道計(jì)算長(zhǎng)30.48米，寬1米，占地面積170平方米，30個(gè)操作臺(tái)，約相當(dāng)于10間普通房間的大小，重達(dá)30噸，功率140多千瓦，造價(jià)48萬(wàn)美元，每秒執(zhí)行5000次加法或400次乘法，是繼電器計(jì)算機(jī)的1000倍、手工計(jì)算的20萬(wàn)倍。1計(jì)算機(jī)的概念與發(fā)展概述第一臺(tái)電子計(jì)算機(jī)1946年長(zhǎng)30.61計(jì)算機(jī)的概念與發(fā)展概述第一代，1946—1957年

電子管計(jì)算機(jī)時(shí)代體積大、耗電多、容量小幾千次——幾萬(wàn)次/秒采用機(jī)器語(yǔ)言手編程序幾乎沒(méi)有軟件配置1計(jì)算機(jī)的概念與發(fā)展概述第一代，1946—1957年71計(jì)算機(jī)的概念與發(fā)展概述第二代，1958─1964年

晶體管計(jì)算機(jī)時(shí)代體積小、質(zhì)量輕、耗電少、壽命長(zhǎng)幾十上百萬(wàn)次/秒

使用匯編語(yǔ)言，開(kāi)始出現(xiàn)高級(jí)語(yǔ)言開(kāi)始出現(xiàn)軟件配置和外存等輔助設(shè)備1計(jì)算機(jī)的概念與發(fā)展概述第二代，1958─1964年81計(jì)算機(jī)的概念與發(fā)展概述第三代，1965─1970年中小規(guī)模集成電路計(jì)算機(jī)時(shí)代

體積更小、質(zhì)量更輕、耗電更少、壽命更長(zhǎng)1-10億次/秒開(kāi)始走向系列化、通用化和標(biāo)準(zhǔn)化操作系統(tǒng)在性能和規(guī)模上取得進(jìn)展1計(jì)算機(jī)的概念與發(fā)展概述第三代，1965─1970年91計(jì)算機(jī)的概念與發(fā)展概述第四代，1971年至今

超大規(guī)模集成電路計(jì)算機(jī)時(shí)代計(jì)算機(jī)性能大大提升操作系統(tǒng)逐步完善，并出現(xiàn)網(wǎng)絡(luò)兩個(gè)發(fā)展方向：巨型、微型1計(jì)算機(jī)的概念與發(fā)展概述第四代，1971年至今101計(jì)算機(jī)的概念與發(fā)展概述未來(lái)的計(jì)算機(jī)：光計(jì)算機(jī)生物計(jì)算機(jī)量子計(jì)算機(jī)DNA計(jì)算機(jī)神經(jīng)元計(jì)算機(jī)特點(diǎn)：以超大規(guī)模集成電路為邏輯元件，采用分布式體系結(jié)構(gòu)和人工智能技術(shù)1計(jì)算機(jī)的概念與發(fā)展概述未來(lái)的計(jì)算機(jī)：111計(jì)算機(jī)的概念與發(fā)展概述是一部由應(yīng)用驅(qū)動(dòng)發(fā)展的歷史1946年，ENIAC，彈道計(jì)算50年代，軍用60-80年代，軍事與科學(xué)計(jì)算90年代，事務(wù)處理/軍事/科學(xué)計(jì)算21世紀(jì)，互聯(lián)網(wǎng)/商用/科學(xué)計(jì)算1計(jì)算機(jī)的概念與發(fā)展概述是一部由應(yīng)用驅(qū)動(dòng)發(fā)展的歷史122.1計(jì)算機(jī)的分類(lèi)按工作原理分類(lèi)數(shù)字計(jì)算機(jī)、模擬計(jì)算機(jī)按用途分類(lèi)

通用計(jì)算機(jī)、專(zhuān)用計(jì)算機(jī)按規(guī)模分類(lèi)

巨型、大/中型、小型、微型……2.1計(jì)算機(jī)的分類(lèi)按工作原理分類(lèi)132.2計(jì)算機(jī)的特點(diǎn)(1)運(yùn)算速度快(2)計(jì)算精度高，可靠性強(qiáng)(3)存儲(chǔ)容量大，記憶功能強(qiáng)(4)具有邏輯判斷能力，高度自動(dòng)化2.2計(jì)算機(jī)的特點(diǎn)(1)運(yùn)算速度快142.3計(jì)算機(jī)的應(yīng)用領(lǐng)域1、科學(xué)計(jì)算高新科技2、自動(dòng)控制工業(yè)、交通、軍事等3、信息處理

商業(yè)、管理、教育等2.3計(jì)算機(jī)的應(yīng)用領(lǐng)域1、科學(xué)計(jì)算152.3計(jì)算機(jī)的應(yīng)用領(lǐng)域4、計(jì)算機(jī)輔助系統(tǒng)

CAI、CAD、CAM、CAT5、人工智能

模擬人類(lèi)智能行為6、計(jì)算機(jī)通信

電子商務(wù)、遠(yuǎn)程通信等2.3計(jì)算機(jī)的應(yīng)用領(lǐng)域4、計(jì)算機(jī)輔助系統(tǒng)16物理設(shè)備的總稱(chēng)內(nèi)存運(yùn)算器控制器內(nèi)部寄存器組主機(jī)外存I/O設(shè)備外設(shè)計(jì)算機(jī)硬件計(jì)算機(jī)系統(tǒng)計(jì)算機(jī)軟件3.1計(jì)算機(jī)系統(tǒng)組成主板CPU物理設(shè)備的總稱(chēng)內(nèi)存運(yùn)算器控制器內(nèi)部寄存器組主機(jī)外存I/O設(shè)備17系統(tǒng)軟件應(yīng)用軟件計(jì)算機(jī)軟件計(jì)算機(jī)系統(tǒng)計(jì)算機(jī)硬件操作系統(tǒng)程序設(shè)計(jì)數(shù)據(jù)庫(kù)管理驅(qū)動(dòng)程序……MISOFFICEIECAD……運(yùn)行、管理和維護(hù)計(jì)算機(jī)的各類(lèi)程序、數(shù)據(jù)和文檔的總和3.1計(jì)算機(jī)系統(tǒng)組成系統(tǒng)軟件應(yīng)用軟件計(jì)算機(jī)軟件計(jì)算機(jī)系統(tǒng)計(jì)算機(jī)硬件操作系統(tǒng)MIS183.1計(jì)算機(jī)工作原理計(jì)算機(jī)體系結(jié)構(gòu)的設(shè)計(jì)思想馮·諾依曼原理計(jì)算機(jī)由控制器、運(yùn)算器、存儲(chǔ)器、輸入設(shè)備、輸出設(shè)備五大功能部件組成；計(jì)算機(jī)采用二進(jìn)制表示指令和數(shù)據(jù)；存儲(chǔ)程序和原始數(shù)據(jù)，在程序控制下自動(dòng)工作。核心：采用存儲(chǔ)程序和程序控制方式3.1計(jì)算機(jī)工作原理計(jì)算機(jī)體系結(jié)構(gòu)的設(shè)計(jì)思想193.2計(jì)算機(jī)的工作過(guò)程例：進(jìn)行一個(gè)簡(jiǎn)單的算數(shù)運(yùn)算1、通過(guò)輸入設(shè)備將程序或數(shù)據(jù)輸入，控制器通知輸入設(shè)備接收，然后調(diào)入存儲(chǔ)器2、控制器指揮運(yùn)算器計(jì)算，并將結(jié)果存入存儲(chǔ)器3、控制器命令輸出設(shè)備將計(jì)算機(jī)結(jié)果顯示3.2計(jì)算機(jī)的工作過(guò)程例：進(jìn)行一個(gè)簡(jiǎn)單的算數(shù)運(yùn)算20

輸出設(shè)備

輸入設(shè)備

運(yùn)算器

控制器

存儲(chǔ)器計(jì)算結(jié)果程序和數(shù)據(jù)計(jì)算機(jī)的組成部件控制流CS數(shù)據(jù)流DS3.2計(jì)算機(jī)的工作過(guò)程輸出設(shè)備213.3微型計(jì)算機(jī)硬件系統(tǒng)1、控制器：指揮中心，分析指令，控制指令的執(zhí)行，協(xié)調(diào)其它部件工作2、運(yùn)算器：完成算數(shù)運(yùn)算和邏輯運(yùn)算運(yùn)算器和控制器是信息處理的中心部件，所以它們合稱(chēng)為“中央處理單元”（CentralProcessingUnit，即CPU）3.3微型計(jì)算機(jī)硬件系統(tǒng)1、控制器：指揮中心，分析指令，控223.3微型計(jì)算機(jī)硬件系統(tǒng)3、存儲(chǔ)器：存放指令和數(shù)據(jù)存儲(chǔ)器按功能分類(lèi)：內(nèi)存儲(chǔ)器：RAM、ROM、Cache等外存儲(chǔ)器：硬盤(pán)、光盤(pán)等3.3微型計(jì)算機(jī)硬件系統(tǒng)3、存儲(chǔ)器：存放指令和數(shù)據(jù)233.3微型計(jì)算機(jī)硬件系統(tǒng)（1）內(nèi)存：

隨機(jī)存儲(chǔ)器(RAM)：可讀可寫(xiě)，存取系統(tǒng)運(yùn)行時(shí)的程序和數(shù)據(jù)，斷電后信息丟失只讀存儲(chǔ)器(ROM)：只能讀，不能寫(xiě)，存放一些固定的程序和數(shù)據(jù)，斷電后信息不丟失高速緩沖存儲(chǔ)器(Cache)：用于解決內(nèi)存速度CPU速度不匹配的矛盾3.3微型計(jì)算機(jī)硬件系統(tǒng)（1）內(nèi)存：243.3微型計(jì)算機(jī)硬件系統(tǒng)（2）外存：存放CPU暫時(shí)不會(huì)用到的信息和數(shù)據(jù)外存只同內(nèi)存交換信息CPU只同內(nèi)存交換信息3.3微型計(jì)算機(jī)硬件系統(tǒng)（2）外存：25外存一、磁盤(pán)：磁道：由外向內(nèi)編號(hào)為0，1，2…n，每個(gè)磁道又被劃分為多個(gè)扇區(qū)扇區(qū)：存儲(chǔ)信息的最小物理單位，通常為512B內(nèi)外磁道存儲(chǔ)量相同，但密度不同開(kāi)啟寫(xiě)保護(hù)：只能讀，不能寫(xiě)，防止數(shù)據(jù)遭到破壞外存一、磁盤(pán)：26外存二、光盤(pán)：只讀型光盤(pán)VCD、DVD、CD-ROM一次寫(xiě)入型光盤(pán)CD-R可重寫(xiě)型光盤(pán)外存二、光盤(pán)：27外存三、移動(dòng)存儲(chǔ)器：USB（UniversalSerialBus，通用串行總線）移動(dòng)硬盤(pán)閃存（FlashMemory）外存三、移動(dòng)存儲(chǔ)器：283.3微型計(jì)算機(jī)硬件系統(tǒng)4、輸入設(shè)備用來(lái)向計(jì)算機(jī)輸入數(shù)據(jù)和程序鍵盤(pán)鼠標(biāo)掃描儀……3.3微型計(jì)算機(jī)硬件系統(tǒng)4、輸入設(shè)備293.3微型計(jì)算機(jī)硬件系統(tǒng)5、輸出設(shè)備將計(jì)算機(jī)內(nèi)部處理后的信息傳遞出來(lái)顯示器打印機(jī)繪圖儀……3.3微型計(jì)算機(jī)硬件系統(tǒng)5、輸出設(shè)備303.3微型計(jì)算機(jī)硬件系統(tǒng)6、主板和總線主板：主機(jī)內(nèi)各種電子元件的載體總線：為多個(gè)功能部件服務(wù)的一組信息傳送線傳輸信息的公共通路分為地址總線、數(shù)據(jù)總線和控制總線3.3微型計(jì)算機(jī)硬件系統(tǒng)6、主板和總線313.4計(jì)算機(jī)的軟件系統(tǒng)1、指令：計(jì)算機(jī)完成某個(gè)基本操作的命令是程序執(zhí)行的最小語(yǔ)言單位用二進(jìn)制數(shù)表示的一組符號(hào)由操作碼和操作數(shù)兩部分組成3.4計(jì)算機(jī)的軟件系統(tǒng)1、指令：用二進(jìn)制數(shù)表示的一組符號(hào)323.4計(jì)算機(jī)的軟件系統(tǒng)2、指令系統(tǒng)：一種計(jì)算機(jī)能執(zhí)行的全部指令的集合基本功能：數(shù)據(jù)傳送指令數(shù)據(jù)處理指令程序控制指令輸入/輸出指令其他指令3.4計(jì)算機(jī)的軟件系統(tǒng)2、指令系統(tǒng)：333.3計(jì)算機(jī)的軟件系統(tǒng)3、程序：一系列指令的有序集合用于解決某一問(wèn)題3.3計(jì)算機(jī)的軟件系統(tǒng)3、程序：343.4計(jì)算機(jī)的軟件系統(tǒng)4、軟件的分類(lèi)：系統(tǒng)軟件計(jì)算機(jī)本身運(yùn)行所需要的軟件應(yīng)用軟件為解決某些特定問(wèn)題而開(kāi)發(fā)的專(zhuān)用軟件3.4計(jì)算機(jī)的軟件系統(tǒng)4、軟件的分類(lèi)：35一、系統(tǒng)軟件1、操作系統(tǒng)：用戶(hù)與計(jì)算機(jī)之間的接口基本功能：作業(yè)管理進(jìn)程管理存儲(chǔ)管理設(shè)備管理文件管理一、系統(tǒng)軟件1、操作系統(tǒng)：用戶(hù)與計(jì)算機(jī)之間的接口36一、系統(tǒng)軟件2、數(shù)據(jù)庫(kù)管理系統(tǒng)：用于建立、管理、維護(hù)和使用數(shù)據(jù)庫(kù)常見(jiàn)數(shù)據(jù)庫(kù)管理系統(tǒng)：VisualFoxProMicrosoftAccessSQLServerOracle一、系統(tǒng)軟件2、數(shù)據(jù)庫(kù)管理系統(tǒng)：37一、系統(tǒng)軟件3、程序設(shè)計(jì)語(yǔ)言人與計(jì)算機(jī)進(jìn)行交流的語(yǔ)言三個(gè)級(jí)別：機(jī)器語(yǔ)言匯編語(yǔ)言高級(jí)語(yǔ)言一、系統(tǒng)軟件3、程序設(shè)計(jì)語(yǔ)言38lw$15,0($2)lw$16,4($2)sw$16,0($)sw$15,4($2)temp=v[k];v[k]=v[k+1];v[k+1]=temp;000010011100011010101111010110001010111101011000000010011100011011000110101011110101高級(jí)語(yǔ)言程序匯編語(yǔ)言程序機(jī)器語(yǔ)言程序控制信號(hào)描述編譯器匯編器機(jī)器解釋同一程序可以在不同復(fù)雜度級(jí)別進(jìn)行表示lw$15,0($2)temp=v[k];000039程序設(shè)計(jì)語(yǔ)言1)機(jī)器語(yǔ)言使用二進(jìn)制代碼，如：1100011000000011能被計(jì)算機(jī)直接識(shí)別處理讀寫(xiě)、記憶困難一種機(jī)器語(yǔ)言只能在一種計(jì)算機(jī)上運(yùn)行程序設(shè)計(jì)語(yǔ)言1)機(jī)器語(yǔ)言40程序設(shè)計(jì)語(yǔ)言2)匯編語(yǔ)言使用助記符，如：ADDA，3源程序機(jī)器無(wú)法直接執(zhí)行源程序機(jī)器語(yǔ)言一種匯編語(yǔ)言只能在一種計(jì)算機(jī)上運(yùn)行匯編程序程序設(shè)計(jì)語(yǔ)言2)匯編語(yǔ)言匯編程序41程序設(shè)計(jì)語(yǔ)言3)高級(jí)語(yǔ)言使用英文字母、數(shù)字、符號(hào)，如：A=A+3不依賴(lài)于具體的計(jì)算機(jī)指令系統(tǒng)源程序必須經(jīng)過(guò)翻譯后才能執(zhí)行兩種執(zhí)行方式：程序設(shè)計(jì)語(yǔ)言3)高級(jí)語(yǔ)言42程序設(shè)計(jì)語(yǔ)言(1)編譯方式：編譯程序整個(gè)地把源程序翻譯成機(jī)器語(yǔ)言目標(biāo)程序，然后，計(jì)算機(jī)執(zhí)行該目標(biāo)程序，得到計(jì)算結(jié)果程序設(shè)計(jì)語(yǔ)言(1)編譯方式：43程序設(shè)計(jì)語(yǔ)言(2)解釋方式：事先設(shè)計(jì)好一個(gè)能識(shí)別解釋高級(jí)語(yǔ)言源程序，稱(chēng)為解釋程序的語(yǔ)言處理程序，存儲(chǔ)在計(jì)算機(jī)中，當(dāng)高級(jí)語(yǔ)言源程序輸入計(jì)算機(jī)后，解釋程序便逐句翻譯解釋?zhuān)g一句，執(zhí)行一句，直至計(jì)算結(jié)束程序設(shè)計(jì)語(yǔ)言(2)解釋方式：44一、系統(tǒng)軟件4、設(shè)備驅(qū)動(dòng)程序協(xié)助計(jì)算機(jī)控制外部設(shè)備如：打印機(jī)、掃描儀驅(qū)動(dòng)等一、系統(tǒng)軟件4、設(shè)備驅(qū)動(dòng)程序45二、應(yīng)用軟件1、文字處理軟件2、信息管理軟件3、網(wǎng)絡(luò)應(yīng)用軟件4、計(jì)算機(jī)輔助設(shè)計(jì)軟件二、應(yīng)用軟件1、文字處理軟件463.5微型計(jì)算機(jī)的性能指標(biāo)1、字長(zhǎng)2、運(yùn)算速度3、主頻4、內(nèi)存容量5、外設(shè)配置6、軟件配置3.5微型計(jì)算機(jī)的性能指標(biāo)1、字長(zhǎng)47練習(xí)1、當(dāng)前計(jì)算機(jī)的工作原理是（）單選A、存儲(chǔ)程序B、程序設(shè)計(jì)C、程序控制D、存儲(chǔ)程序和程序控制練習(xí)1、當(dāng)前計(jì)算機(jī)的工作原理是（）單選48練習(xí)2、計(jì)算機(jī)的主要性能指標(biāo)有（）多選A、運(yùn)算速度B、主頻C、字長(zhǎng)D、存儲(chǔ)容量練習(xí)2、計(jì)算機(jī)的主要性能指標(biāo)有（）多選49練習(xí)3、（）存儲(chǔ)器只能讀不能寫(xiě)，（）存儲(chǔ)器斷電后信息將丟失。單選A、RAMB、ROMC、硬盤(pán)D、閃存練習(xí)3、（）存儲(chǔ)器只能讀不能寫(xiě)，（）存儲(chǔ)器斷電后信息將丟失。50練習(xí)4、寫(xiě)保護(hù)開(kāi)啟后（）單選A、不能讀，可寫(xiě)B(tài)、可讀，可寫(xiě)C、不能讀，不能寫(xiě)D、可讀，不能寫(xiě)練習(xí)4、寫(xiě)