计算机基础知识99508PPT课件

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1、 计算机基础 第一章计算机基础知识 计算机一计算机的发展一 计算机的发展 三 计算机中数据的表示方法 四 计算机病毒与防治 本章内容 计算机概述数制与编码计算机硬件系统计算机软件系统性能指标计算机指令系统 1 1计算机概述 1946年ENIAC 1 1 1计算机发展简史 1 计算机的诞生 关公战秦琼 1971年至今 1965 1971年 1958 1964年 1946 1957年 以晶体管为逻辑元件 以电子管为逻辑元件 以小规模集成电路为主 以超大规模集成电路为主 按计算机采用元器件不同 可分为四代 1 1 1计算机发展简史 2 计算机的发展 将程序和数据存放在计算机的内存中 让计算机进行逻辑

2、判断 按照设计好的程序执行 直至完成全部指令任务为止 JohnvonNeumann约翰 冯 诺依曼 计算机之父存储程序原理 1 1 1计算机发展简史 3 冯 渃伊曼结构 1 1 2计算机的分类 1 按应用范围分类 专用计算机 1 1 2计算机的分类 1 按应用范围分类 通用计算机 1 1 2计算机的分类 2 按规模分类 巨型机 1 1 2计算机的分类 2 按规模分类 大型机 1 1 2计算机的分类 2 按规模分类 小型机 1 1 2计算机的分类 2 按规模分类 工作站 1 1 2计算机的分类 2 按规模分类 微型机 1 2数制与编码 什么是 进位计 数制 数制 指用一组固定的符号和统一的规则来

3、表示数的方法 也称计数制 进位计数制 按进位的方法进行计数 如十进制 满十进一 进位计数制的三要素数位 指数中各数字的位置基数 用来表示数字的符号个数位权 数字在不同位置上的倍率值 123456789 0 10810710610510410310210110010 1 987654321 1 计算机世界使用二进制 为什么计算机要使用二进制 为什么人类世界要使用十进制 古代世界起 几乎都采用十进制 中国最早使用十进制 古巴比伦采用60进制 玛雅采用20进制 计算机逻辑电路更适合使用二进制 技术易于实现 运算规则简单 适合逻辑运算 数制转换方便 抗干扰能力强 1 2 1计算机内数的表示与转换 1

4、常用的进位计数制 十进制 D R 10 可使用0 1 2 3 4 5 6 7 8 9二进制 B R 2 可使用0 1八进制 O R 8 可使用0 1 2 3 4 5 6 7十六进制 H R 16 可使用0 9 A B C D E F 逢R进一 借一当R 十 二 八 十六进制数间的对应 十 0123456789101112131415二 01101110010111011110001001101010111100110111101111八 012345671011121314151617 0123456789ABCDEF 十六 111011100101 0 1 1 1 1 11101110010

5、1110 1 2 1计算机内数的表示与转换 1 常用的进位计数制 十进制向二进制的转换 按权展开 1 2 1计算机内数的表示与转换 2 数制的转换 非十进制向十进制的转换 整数 除2取余小数 乘2取整 1 2 1计算机内数的表示与转换 2 数制的转换 十进制数 整数 小数 二进制数 例 将 25 25 10转换成二进制数 25 2 12 2 6 2 3 2 1 1 0 0 1 转换结果 25 25 10 11001 0 25 2 0 50 0 0 5 2 1 0 1 01 2 整数部分 小数部分 除2取余 倒排 乘2取整 顺排 1 2 1计算机内数的表示与转换 2 数制的转换 例 将八进制数

6、4675 21 8转换成二进制数 转换过程 4675 21 101 111 110 100 010 001 转换结果 4675 21 8 100110111101 010001 2 八进制向二进制的转换 对位取数一拆三 1 2 1计算机内数的表示与转换 2 数制的转换 例 将十六进制数 3ACD A1 16转换成二进制数 十六进制向二进制的转换 对位取数一拆四 1 2 1计算机内数的表示与转换 2 数制的转换 转换过程 3ACD A1 1101 1100 1010 0011 1010 0001 转换结果 3ACD A1 16 11101011001101 10100001 2 例 将二进制数

7、1010110101 1011101 2转换成八进制数 转换过程 101 110 010 001 110 100 转换结果 1010110101 1011101 2 1265 564 8 5 6 2 1 6 4 101 5 1左边补00为001 1右边补00为100 1 2 1计算机内数的表示与转换 2 数制的转换 二进制向八进制的转换 对位取数三合一 转换过程 1011 0111 0101 0010 1100 转换结果 10101111011 0011001011 2 57B 32C 16 B 7 5 2 C 0011 3 例 将二进制数 10101111011 0011001011 2转换

8、成十六进制数 1 2 1计算机内数的表示与转换 2 数制的转换 二进制向十六进制的转换 对位取数四合一 1 2 2计算机容量的表示 Bit最小单位Byte1Byte 8bitKB1KB 1024ByteMB1MB 1024KBGB1GB 1024MBTB1TB 1024GB 用7位二进制编码 其排列次序为d6d5d4d3d2d1d0 d6为高位 d0为低位 它共有128种编码组合 可表示128个字符 其中数字10个 大小写英文字母52个 其他字符32个和控制字符34个 为与字节相对应 ASCII编码时在高位填为0 称为基本ASCII码 1 2 3字符的表示 1 ASCII码 1 2 3字符的表

9、示 2 汉字编码 汉字输入码汉字区位码汉字国标码汉字机内码汉字字形码 1 2 3字符的表示 2 汉字编码 王永民 王码五笔创始人首创 汉字字根周期表 发明25键4码高效汉字输入法和字词兼容技术 在世界上 首破电脑汉字输入每分钟100字大关 获中 美 英三国专利 1 2 3字符的表示 2 汉字编码 1 2 3字符的表示 2 汉字编码 1 3计算机硬件系统 软件系统 硬件系统 计算机系统 计算机系统组成 计算机系统 硬件 软件 存储器 内存 CPU 控制器 随机存储器 RAM 只读存储器 ROM 输入设备 键盘 鼠标 扫描仪等 输出设备 显示器 打印机 绘图仪等 系统软件 OS 语言处理程序 DB

10、MS 工具 应用软件 字处理 计算机辅助设计等 运算器 外存 硬盘 光盘 U盘等 主机 外设 计算机系统组成 1 3 2微型计算机的组成 1 3 2微型计算机的组成 机箱 1 3 2微型计算机的组成 主板 1 3 2微型计算机的组成 1 3 2微型计算机的组成 中央处理器 1 3 2微型计算机的组成 内存储器 1 3 2微型计算机的组成 显示适配器 1 3 2微型计算机的组成 声卡 1 3 2微型计算机的组成 光盘驱动器 1 3 2微型计算机的组成 硬盘驱动器 1 3 2微型计算机的组成 USB闪存驱动器和固态硬盘 目前 人们多数使用的是基于Flash闪存的固态盘 Flash的最小存储单元是晶

11、浮栅晶体管 对应于磁盘中的一个bit的存储单元 固态盘中 在存储单元晶体管的栅 Gate 中 注入不同数量的电子 通过改变栅的导电性能 改变晶体管的导通效果 实现对不同状态的记录和识别 有些晶体管 栅中的电子数目多与少 带来的只有两种导通状态 对应读出的数据就只有0 1 有些晶体管 栅中电子数目不同时 可以读出多种状态 能够对应出00 01 10 11等不同数据 所以 Flash的存储单元可分为SLC 一个萝卜一个坑 和MLC 2个 多个萝卜一个坑 两种 1 3 2微型计算机的组成 区别在于SLC的状态简单 所以读取很容易 MLC有多种状态 读取时 容易出错 需要校验 速度相对较慢 实际MLC

12、的状态识别过程比上述复杂很多 读取一次MLC的功耗比SLC大很多 由于材料本身的缘故 SLC可以接受10万次级的擦写 而MLC材料只能接受万次级擦写操作 所以MLC的寿命比SLC少很多 但是 也是最重要的 由于MLC中的信息量大 同一个存储单元 信息量是SLC的N倍 所以相同容量的磁盘 MLC类型Flach成本更低 存储单元体积更小 这也导致市面上多数固态盘都采用了MLC型的Flash颗粒 SLC由于其特性 仅在高端的高速存储设备中使用 不难理解 固态盘写入 就是改变晶体管里栅中电子数目的过程 读出 就是向晶体管施加电压 获取不同导通状态 对应识别存储数据的过程 Flash颗粒便是大量这种浮栅

13、晶体管的阵列 一般的U盘中会有1 2粒这种Flash颗粒 视容量而定 在SSD硬盘中 常见会有8 16粒Flash颗粒 4 输入设备向计算机输入数据 程序及各种信息的部件 输出设备的作用是将计算机的处理结果传达给用户 常用的输出设备是显示器 打印机 绘图仪等 输入设备的作用是将用户对计算机的操作信息传递给计算机 常用的输入设备是键盘 鼠标 扫描仪等 5 输出设备将计算机处理结果以人们或其它设备能识别的形式输出的部件 输出设备 主频 内存容量 存取速度 外存容量 运算速度 四计算机的主要性能指标 字长 可靠性 计算机性能指标主要有以上几项 第四节微型计算机软件系统 软件是计算机的灵魂 它包括指挥

14、控制计算机各部分协调工作并完成各种功能的程序和各种数据 1 系统软件面向计算机管理 支持应用软件开发和运行的软件 系统软件大致包括以下几种类型 1 操作系统 OperatingSystem 操作系统是是系统软件的核心 是管理计算机软硬件资源 调度用户作业和处理各种中断 从而保证计算机各部分协调有效工作的软件 2 程序设计语言将高级语言编写的源程序翻译成计算机能识别和执行的二进制机器语言程序 3 数据库管理系统一种对数据进行组织 管理 查询并提供一定处理能力的大型系统软件 4 工具软件提供各种运行所需的服务 如软件开发工具的编辑程序 装配链接程序 测试程序及故障诊断程序等 机器语言是唯一能被计算机硬件识别和执行的语言 2应用软件应用软件是为解决各种实际问题而编制的计算机应用程序的总称 应用软件是面向用户 面向应用领域的软件 应用软件主要包括科学计算软件包 文字处理软件 辅助工程软件 图形软件 工具软件等 如人事管理系统 图书管理系统 Word Excel Office 3DMAXPhotoShop等 3计算机指令系统3 1概念 3计算机指令系统 3 2指令执行过程 3 2指令执行过程 谢谢