《第1章计算机基础知识(课堂PPT)》由会员分享，可在线阅读，更多相关《第1章计算机基础知识(课堂PPT)（27页珍藏版）》请在金锄头文库上搜索。
1、 r 第1章计算机基础知识 r 本章要点 计算机的分类 特点及应用了解云计算及大数据计算机硬件和软件系统组成微机常用硬件及性能指标信息编码方法 r 计算机的基本概念 内容导航 计算机系统的组成 微型计算机的硬件组成 计算机在生命科学领域中的应用 r 1 1 1计算机的发展 世界第一台电子计算机 ENIAC 计算机的创始人 莫奇利和他的学生爱克特 世界上第一台电子数字积分计算机于1946年在美国宾夕法尼亚大学诞生 取名为ENIAC 埃尼阿克 该机的特征 占地面积为170平方米 运算速度为每秒5000次 18000多个电子管 耗电150千瓦 重量达30吨 1 1计算机的基本概念 r 第一代计算机
2、电子管时代 1946年 1957年 第二代计算机 晶体管时代 1958年 1964年 第三代计算机 集成电路时代 1965年 1970年 第四代计算机 超大规模集成电路时代 1971年 至今 按其结构中采用的主要电子元器件划分 一般分成4个时代 大型计算机 第一台晶体管计算机 电子管计算机 r 1 1 2超级计算机超级计算机是一个国家综合国力的体现 2013年6月17日国际TOP500组织公布了最新全球超级计算机500强排行榜榜单 中国国防科学技术大学研制的 天河二号 以每秒33 86千万亿次的浮点运算速度 成为全球最快的超级计算机 此次是继天河一号之后 中国超级计算机再次夺冠 r 1 1 3
3、微型计算机的发展霍夫和Intel40048位微处理器8080APPLE 计算机IBM与 PC机 PC之父当前计算机技术正朝着巨型化 微型化 网络化 智能化 多功能化和多媒体化的不同方向发展 r 1 1 4计算机的分类1 超级计算机或称巨型机2 小超级机或称小巨型机3 大型主机4 小型机5 工作站6 个人计算机或称微型机7 专用计算机8 模块化计算机9 服务器 r 1 1 5计算机的主要特点1 快速的运算能力2 超强的记忆能力3 足够高的计算精度4 复杂的逻辑判断能力5 通用性强 r 1 1 6计算机的主要用途科学计算数据处理过程控制计算机辅助系统人工智能计算机网络多媒体计算机系统虚拟现实技术
4、VirtualReality 简称VR 云计算 CloudComputing 大数据 r 1 2计算机系统的组成 r 1 2 1硬件系统 冯 诺依曼 体系结构计算机 r 运算器和控制器 运算器和控制器合称为中央处理单元 即CentralProcessingUnit 简称CPU CPU是整个计算机系统的中枢 它通过对各部分的协同工作 实现数据的分析 判断和计算等操作 以完成程序所指定的任务 运算器被集成在CPU中 用来进行数据处理 其功能是完成数据的算术运算和逻辑运算 控制器也被集成在CPU中 其功能是进行逻辑控制 它可以发出各种指令 以控制整个计算机的运行 指挥和协调计算机各部件的工作 r 存
5、储器 存储器用来存放计算机中的数据 存储器分为内存储器和外存储器 内存储器又叫内存 其容量小 速度快 用于存放临时数据 外存储器的容量大 速度慢 用于存放计算机中暂时不用的数据 外存储器的代表就是每台电脑必备的硬盘 r 输入设备 输入设备是指将数据输入到计算机中的设备 人们要向电脑发出指令 就必须通过输入设备进行 在计算机产生初期 输入设备是一台读孔的机器 它只能输入 0 和 1 两种数字 随着高级语言的出现 人们逐渐发明了键盘 鼠标 扫描仪和手写板等输入设备 使数据输入变得简单也更容易操作了 输出设备 输出设备负责将计算机处理数据的中间过程和最终结果以人们能够识别的字符 表格 图形或图像等形
6、式表示出来 最常见的输出设备有显示器 打印机等 现在显示器已成为每台计算机必配的输出设备 r 1 2 2软件系统软件是指计算机系统中使用的各种程序 而软件系统是指控制整个计算机硬件系统工作的程序集合 计算机软件系统一般可分为系统软件和应用软件两大类 常用的系统有DOS操作系统 WINDOWS操作系统 UNIX操作系统和Linux Netware等操作系统应用软件 applicationsoftware 是用户可以使用的各种程序设计语言 以及用各种程序设计语言编制的应用程序的集合 分为应用软件包和用户程序 r 指令 程序与计算机语言 指令是计算机执行某种操作的命令 由操作码和地址码组成 其中操作
7、码规定操作的性质 地址码表示操作数和操作结果存放的地址 1 机器语言 2 汇编语言 3 高级语言 r 1 位 b 位是计算机中存储数据的最小单位 指二进制数中的一个位数 其值为 0 或 1 其英文名为 bit 2 字节 B 字节是计算机存储容量的基本单位 计算机存储容量的大小是用字节的多少来衡量的 其英文名为 byte 通常用 B 表示 采用8位为1个字节 即1个字节由8个二进制数位组成 3 字 word 字是计算机内部作为一个整体参与运算 处理和传送的一串二进制数 是计算机进行信息交换 处理 存储的基本单元 通常由一个或几个字节组成 1 2 3计算机中数据存储概念 r 4 字长字长是计算机C
8、PU一次处理数据的实际位数 是衡量计算机性能的一个重要指标 字长越长 一次可处理的数据二进制位越多 运算能力就越强 计算精度就越高 5 存储容量存储容量是衡量计算机存储能力的重要指标 是用字节 B 来计算和表示的 除此之外 还常用KB MB GB TB作为存储容量的单位 其换算关系如下 1B 8b 1KB 1024B 1MB 1024KB 1GB 1024MB 1TB 1024GB 1PB 1024TB r 总线 bus 是微型计算机内部件之间 设备之间传输信息的公用信号线 总线的特点在于其公用性 可以形象地比作是从CPU出发的高速公路 系统总线包括集成在CPU内部的内部总线和外部总线 1 3
9、微型计算机的硬件组成 r 1 4 1数值在计算机中的表示形式1 十进制数 人类其实习惯使用十进制表示数 十进制有0 9十个数字 两个十进制数运算时遵循 逢十进一 的计算规律 2 二进制数 二进制数只有0和1两个计数符号 其进位的基数是2 遵循 逢2进1 的进位规则 3 二进制数与十进制数的转换 十进制数转换成二进制数分两种情况进行 整数部分和小数部分整数部分 除2取余 直到商为0 先取的余数在低位 后取的余数在高位 小数部分 乘2取整 直到值为0或达到精度要求 先取的整数在高位 后取的整数在低位 1 4信息编码 r 例如 将十进制数43 625转换成二进制数 小数部分 因此 43 625 10
10、1011 101B或表示为 101011 101 2 r 二进制数转换成十进制数只需以2为基数 按权展开求和即可 例如 将 101101 101 2转换成十进制数 101101 101 2 1 25 0 24 1 23 1 22 0 21 1 20 1 2 1 0 2 2 1 2 3 25 23 22 20 2 1 2 3 45 625 r 1 4 2字符编码1 字符编码字符编码 Characterencoding 是把字符集中的字符编码为指定集合中某一对象 以便文本在计算机中存储和通过通信网络的传递 常见的例子包括将拉丁字母表编码成摩斯电码和ASCII 其中 ASCII将字母 数字和其它符号
11、编号 并用7比特的二进制来表示这个整数 r 2 汉字编码汉字编码 Chinesecharacterencoding 为汉字设计的一种便于输入计算机的代码 由于电子计算机现有的输入键盘与英文打字机键盘完全兼容 因而如何输入非拉丁字母的文字 包括汉字 便成了多年来人们研究的课题 汉字信息处理系统一般包括编码 输入 存储 编辑 输出和传输 编码是关键 不解决这个问题 汉字就不能进入计算机 r 1 5计算机在生命科学领域中的应用进入21世纪以来 计算机在医药信息科学和生命科学中的应用产生了巨大而深远的影响 例如计算机在卫生信息系统中的建设与应用 医学诊断 治疗 教学科研 远程医疗 区域医疗 医学影像诊疗 电子病历 医学检验 新药开发 数字人体三维重构等方面越来越多的采用数字化的技术手段 数字化的诊疗设备 计算机化 网络化 智能化的信息处理方式 用来研究解决生命科学方面的问题 已取得了世人瞩目的成果和进展 r 本章小结通过本章的学习 旨在使学生全面了解和掌握计算机技术和信息技术应用的基本概念 简要了解计算机系统 信息系统的历史 现状及未来发展趋势 计算机技术在生命科学领域中的应用 为学生树立明确的计算机技术和信息技术的应用方向 为其打造科学 坚实 系统的IT知识结构 培养其分析解决实际问题的能力
