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1、柯志勇联系电话 13632101211 计算机应用基础 WindowsXP Office2003 本章内容 1 1电子计算机的发展与应用 1 1 1电子计算机的产生与发展 1 1 2电子计算机的主要应用 1 2微型计算机系统组成及工作原理 1 2 1微机软件系统的组成 1 2 2微型计算机硬件系统 1 2 3微型计算机软件系统 1 3计算机中信息表示及计量单位 1 3 1计算机中信息的计量单位 1 3 2数制 1 3 3字符编码 1 3 4计算机语言 第一章计算机基础知识 1 1电子计算机的发展与应用 1 电子计算机的诞生1946年 美国宾西法尼亚大学研制成功了世界上第一台电子数字计算机ENI
2、AC 2 电子计算机的发展阶段 3 冯 诺依曼思想美籍匈牙利数学家冯 诺依曼 JohnvonNeumann 提出了一个通用的计算机设计方案 在这方案中 冯 诺依曼提出了三个重要的思想 1 计算机至少应由运算器 控制器 存储器 输入设备 输出设备五个基本功能部分组成 2 采用二进制数形式表示计算机的指令和数据 3 将程序 一系列指令的集合 和数据放在存储器中 由程序控制计算机自动执行 即 存储程序控制 4 计算机发展方向未来的计算机将朝着巨型化 微型化 网络化 多媒体化和智能化方向发展 1 巨型机巨型机指运算速度更快 容量更大 功能更强的计算机 2 微型机微型机是大规模集成电路的产物 它利用大规
3、模集成电路技术 把计算机的控制器和运算器做在一个集成电路芯片上 构成中央处理器 或称为微处理器 英文缩写为CPU CentralProcessingUnit 以微处理器为核心 加上半导体存储器和一些接口芯片 就构成了微型计算机 简称微机 或称为PC机 自1971年微型机问世以来 就以体积小 性能可靠 价格低 使用方便 功能日益增强等优点而迅速占领市场 为计算机应用的普及做出了重大的贡献 微型计算机通常以微处理器为标志来划分 微型计算机的型号和性能主要决定于其所采用的CPU 表1 1列出了不同时期的微处理器 表1 1微处理器一览表 3 计算机网络计算机网络是计算机技术与通讯技术相结合的产物 计算
4、机网络把独立的 分布于不同地域 不同型号的计算机使用通信设备和通信线路互联起来 在网络操作系统和通信协议的支持下 实现计算机之间的数据通信和资源共享 4 多媒体计算机多媒体计算机能处理数字 文字 声音 图形 图像 动画和视频等形式的信息 5 智能计算机计算机智能化是建立在控制论和现代科学的基础上 智能计算机能模拟人的感觉 思维和行为 不仅能根据人的指挥进行工作 而且会 看 听 说 想 做 它具有逻辑推理 学习与证明的能力 具有主动性和人脑的部分功能 1 数值计算2 数据处理 1 数据是指能被计算机识别和处理的物理符号 包括数字 文字 图形 图像 声音 动画和影像等 数据是信息具体化的表示形式
5、数据 数字 2 数据处理是指对数据进行采集 存储 计算 分类 排序和传输等操作 当今大多数计算机不是用于数值计算 而是用于数据处理 例如 计算机应用于企事业的人事管理 工资管理 文件管理 情报资料管理 人口管理和图书管理等 1 1 2电子计算机的主要应用 3 过程控制计算机加上感应检测设备及模 数转换器 就构成了自动控制系统 它通过检测设备实时地测量某物理量 经过模 数转换后送入计算机 计算机根据预置的程序对数据进行分析 并采取相应的控制操作 从而实现由计算机控制的自动化的 实时的过程控制 4 辅助系统利用计算机软件作为辅助工具的计算机系统叫做辅助系统 它包括计算机辅助设计 CAD 计算机辅助
6、制造 CAM 计算机辅助教学 CAI 等 5 其他应用 1 办公自动化 2 电子商务 3 人工智能智能计算机能够给病人诊断 开处方 证明定理 文字翻译 与人下棋等 一个完整的微型计算机系统是由硬件系统和软件系统两个部分组成 如右图所示 1 2微型计算机系统组成及工作原理 微型计算机硬件系统由控制器 运算器 存储器 输入设备和输出设备五个部分组成 把计算机看作一个加工信息的工厂 控制器运算器存储器输入设备输出设备 厂长办公室 车间 仓库 采购 销售 1 运算器运算器是对数据进行加工的部件 它在控制器的指挥下对数据进行算术运算和逻辑运算 2 控制器控制器是分析指令并发出控制信号的部件 它指挥和控制
7、计算机各部件按时序协调地工作 1 2 2微型计算机硬件系统 1 CPU运算器 控制器和存储器组成了计算机的主机 人们将运算器和控制器做在一个半导体芯片上 称为中央处理器或微处理器 英文缩写CPU 1 CPU的类型Pentium以前的各种类型的CPU 8088 80286 80386DX 80486DX 如图1 2所示 图1 2Pentium以前的各种类型的CPU 各种类型的PentiumCPU Pentium Pentium Pentium4 如图1 3所示 图1 3各种类型的PentiumCPU 2 CPU的性能指标CPU的主要性能指标有 主频 内存总线频率 CPU与内存之间的通信速度 数据
8、总线宽度 决定CPU与二级高速缓存 内存以及输入 输出设备之间一次数据传输的信息量 地址总线宽度 决定CPU可以访问的存储器的物理地址空间 高速缓存数目 CUP品质的高低决定了一台计算机的档次 2 主板 图1 4主板 1 CPU插座2 芯片组芯片组的作用是控制和协调计算机的各部件选型 芯片组决定了主板的性能 通常把采用某某芯片组的主板直接叫做某某主板 例如采用Intel440BX芯片组的主板就称为BX主板 3 内存插槽内存插槽有SIMM插槽 已淘汰 和DIMM插槽两种 4 外部高速缓存用于缓解CPU与内存之间数据传输率的差异 5 BIOS芯片BIOS存放固化的基本输入 输出程序 系统设置信息
9、通电自检程序 启动自举程序 BIOS与CMOS的关系BIOS basicinputoutputsystem 即基本输入输出系统 它是固化在主板上一块芯片 Award 上的程序 BIOS主要的功能有 上电自检对CPU 主板 内存 串并中 显卡 硬软盘 CMOS芯片等进行检测 中断服务程序它实质是软硬件之间可编程接口 实现软件功能对硬件的操作 例如Windows对软驱 硬盘 光驱的管理 系统设置程序对系统各项参数进行设置 并将设置的结果保存在CMOS芯片上 系统启动自举程序上电自检后 按CMOS中所保存的启动顺序 搜索驱动器 读入操作系统的引导记录 然后将控制权交给引导记录启动操作系统 CMOS是
10、 互补金属氧化物半导体存储器 的英文缩写 是一种用电池供电的可读写芯片 它存储计算机硬件基本配置的信息 总之 BIOS实质是固化的程序 CMOS是可读写存储器 7 总线扩展插槽总线扩展插槽用于扩展主板的功能 是主板总线的延伸 用以插接显卡 声卡 网卡 Modem卡等 主板通常有4 6个扩展插槽 目前总线扩展插槽常见的类型有 PCI插槽 白色的短槽 和AGP插槽 显示卡插槽 8 外设接口插座 软驱接口 IDE接口或EIDE接口9 串行接口和并行接口主板上有两个COM接口 COM1和COM2 和一个并行接口 LPT 称作 二串一并 10 USB接口和PS 2接口 图1 6COM LPT USB P
11、S 2接口 小结 早期的计算机的低速设备键盘和鼠标接在串口COM1和COM2 高速设备打印机接在并行接口LPT 近期的计算机的键盘和鼠标接在PS 2接口 打印机接在并行接口LPT 新式的计算机的键盘 鼠标和打印机都接在USB接口 USB接口将淘汰其他接口 3 存储器存储器是计算机的记忆部件 用于存放程序和数据 存储器分为内存储器和外存储器两种 内存储器简称内存 它位于主板上 中央处理器 CPU 可以直接访问内存中的数据 而外存中的数据要先读入内存后才能为CPU访问 1 内部存储器1 内存分类 按读写特性分类按读写特性内存储器通常分为随机存储器RAM RandomAccessMemory 和只读
12、存储器ROM ReadOnlyMemory 随机存储器RAM是一种既可写入又可读出数据的存储器 通常用于存放程序 数据和中间结果 它的特点是计算机刚启动时 其中没有数据 一旦写入数据 只要电源不断且计算机工作正常 数据就可以保持 断电后其中的信息全部消失 RAM是用户可使用的存储空间 只读存储器ROM是一种只能从中读取代码 而不能以一般方式向其写入代码的存储器 只要接通电源 ROM中固化的信息就建立好了 ROM常用来存放基本输入输出程序 系统设置信息 开机自检程序和系统启动自举程序等 按存储原理分类按存储原理RAM又分为静态RAM SRAM 和动态RAM DRAM 静态RAM利用触发器的两个稳
13、态表示0和1 SRAM集成度低 价格高 但存取速度快 常用于做高速缓存 Cache 动态RAM根据电容上有无电荷来表示1和0 由于DRAM电容上的电荷会泄漏 需要周期性地给电容充电 称为 刷新 DRAM的存取速度较慢 但DRAM集成度高 价格低 适用于做大容量的主内存 常见的各类内存条目前 Pentium4微机常用的内存条是SDRAM 同步动态内存 2 外存储器外存储器的特点是容量大 价格低 且不受断电影响 常用于长期保存大量的数据和程序 常用的外存储器有软盘 硬盘 优盘 光盘等 软盘系统软盘系统由软盘 软盘驱动器 软驱 软驱信号线等组成 软盘是存储信息的介质 软驱是读写软盘上信息的装置 图1
14、 8软盘驱动器 软驱信号线 软盘当3 5英寸磁盘的写保护孔被滑块封住时 既可读又可写 当封口的滑块打开 写保护孔可透光时 处于写保护状态 只能读不能写 图1 93 5英寸磁盘外观 软盘的数据组织软盘每面有0 79道 每个磁道又划分成相等的若干个区域 称为扇区 每个扇区存储512个字节 如图1 10所示 图1 10软盘的数据组织 软盘的存储容量软磁盘存储容量 软盘面数 每面磁道数 每道扇区数 每扇区的字节数 例1 1 3 5英寸双面高密度磁盘 每面80磁道 每道18扇区 每扇区可存储512字节 其容量为 2 80 18 512 1440 1024B 1440KB所以3 5英寸高密度磁盘的容量为1
15、 44MB 新的磁盘在使用之前 必须进行格式化 使用软盘的注意点软盘不能弯曲和挤压 保存软盘时 要远离热源和磁场 要注意防潮 以免发霉 软盘驱动器软驱是读写软盘的设备 2 硬盘硬盘的外观如图1 11所示 硬盘的数据组织如图1 13所示 图1 11硬盘的外观图1 13硬盘的扇区 磁道和柱面 3 优盘优盘是一种新型的移动存储器 采用USB接口 优盘的存储部件采用闪存 FlashMemory 闪存所存储的数据不需要电压维持 可靠性比较高 如图1 14所示 图1 14优盘 4 CD ROM光驱和光盘 CD ROM光驱的工作原理光驱内激光二极管产生波长约0 54 0 68 m的光束照射到光盘上 然后反射
16、回来 用光检测器捕获反射光 当激光束照射凹点边界时 反射光束强弱发生变化 读出的数据为 0 当激光照射平坦部分时 反射光强弱没有发生变化 读出的数据为 1 图1 15光驱面板与光盘托盘 光驱的数据传输速率光驱的数据传输速率指每秒向主机传输的数据量 制定CD ROM标准时 把150kbps作为传输速率的标准 52速光驱 记作 52X 的传输速率为 52 150kbps 7800kbps CD ROM光盘光盘上的光道是螺旋线 12厘米光盘有333000个扇区 每个扇区存放2048字节 总容量为 2048字节 扇区 333000扇区 681984000B 650 39MB5 DVD光驱与光盘DVD是 DigitalVideoDisk 的缩写 意思是 数字视频光盘 DVD光驱与光盘的结构及工作原理和CD ROM光驱和光盘都相似 主要的区别在于所用的数据压缩标准不同 图像压缩技术静态图像通常采用JPEG JointPhotographicExpertsGroup 译为联合图片专家组 算法标准进行压缩 视频图像 动态图像 则采用MPEG MovingPictureExpertsGroup 译为活动
