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1、请用PowerPoint 2003播放,说在课前：“3W” 问题,WhyWhat how,基本技能,基本理论,1.掌握和了解计算机理论基础知识2.具有网络环境下操作计算机的技能和信息处理的能力3.掌握数据库和多媒体相关知识,为什么要学？,学什么？,怎么学？,How,教学模式： 课堂 网络 实践,学习建议：,学会归纳、总结和提炼；,示例,调整学习的最佳状态,学时安排：50（课堂讲授）18（上机）,培养兴趣 提高自学、自控能力 积极参与 互帮互助 狠练基本功 善于应用,注重动手能力，抵制网络诱惑,How,资格认定 （作业、上机、出勤、提问、解答问题的情况）（20）理论测试(40) 上机操作(40%
2、),考核标准,要求,违纪三次 (包括旷课、迟到、上课睡觉、上机玩QQ和游戏等) ，取消考试资格。作业按时上交。,注重学习的过程,1.1 计算机的发展1.2 计算机的类型1.3 计算机的基本工作原理及结构1.4 计算机硬件系统的组成1.5 计算机软件系统1.6 数据在计算机中的表示与存储,计算机系统基础,计算机的分代、发展方向、分类,计算机的基本工作原理和结构,计算机硬件基本知识：硬件系统的总线结构图;微机系统五大组成部分及功能;计算机的主要性能指标,计算机软件基本知识：语言的概念，系统软件、应用软件的概念，操作系统、汇编程序、编译程序和解释程序的功能,本章重点,什么是现代计算机？,计算机是一种
3、无须人工干预，能对各种信息进行存储和快速处理的电子设备。 现代计算机是电子驱动的，其本质特征是存储控制，即将事先编好的“程序”（指令和数据）存入“存储器”中，然后计算机就可以按照程序步骤自动连续执行。,? 思考：计算器和计算机的区别。,1.1 计算机的发展,早期计算工具的发展早期计算机的发展现代计算机的发展微型计算机的发展未来的新型计算机,手指、石块、贝壳 算筹、算盘加法计算器、差分机、分析机 电子计算机,现代计算机,1.早期计算工具和计算机的发展,世界上第一台计算机，1946年，美国,ENIAC（爱尼亚克）,2.现代计算机的发展,EDSAC（爱德沙克）,1949年，英国，宣告萌芽时期结束。,
4、EDVAC（爱德瓦克）,1952年，美国，冯.诺依曼的“程序存储”设想首次体现。,3.计算机发展的 个时代,4,4.微型计算机的发展,第一台微型计算机,中国研制的第一台微型计算机,1975年，美国，爱德华.罗伯茨,1985年，长城0520,5.未来的新型的计算机,现代计算机发展迅速面临的问题,影响芯片集成度，计算机运行速度,超导计算机量子计算机光子计算机生物计算机神经网络计算机,发展方向：超高速、超小型、并行处理、智能化,“摩尔定律”,芯片发热,摩尔定理,MIPS,每18个月芯片能力增长一倍。,1.2 计算机的类型,按计算能力分：巨型机、大型机、中型机、小型机、计算机（微机、笔记本、掌上电脑等
5、）,从市场分布情况看：,冯诺依曼设计思想和摩尔定律,冯诺依曼提出“存储程序”的思想；确立现代计算机体系结构；五十多年来，虽然计算机技术突飞猛进，但计算机系统基本结构没有变。,英国科学家艾兰.图灵,1936发表论文“论可计算数及其在判定问题中的应用”，为计算机的理论和模型奠定了基础； 提出图灵测试，阐述了机器智能的概念 。,美籍匈牙利数学家冯.诺依曼,John von Neumann冯诺依曼,计算机奠基人冯诺依曼,冯诺依曼结构：硬件核心由五部分组成采用二进制和程序存储,存储程序工作原理 计算机的两个基本能力：一是能够存储程序，二是能够自动地执行程序。 计算机是利用“存储器”（内存）来存放所要执行
6、的程序的，而称之为CPU的部件可以依次从存储器中取出程序中的每一条指令，并加以分析和执行，直至完成全部指令任务为止。,1.3 计算机的基本工作原理及结构,重点,冯诺依曼计算机结构模型,取数,存数,地址,指令,操作命令,处理,结果,反馈信号,响应信号,请求信号,1,2,3,4,5,6,7,8,9,10,11,12,13,14,注意：其中5-10是个重复的过程,1.3.2 指令和指令系统,指令是对计算机进行程序控制的最小单位。,机器执行什么操作,执行对象（具体数、存放位置）,程序是为完成一项特定任务而用某种语言编写的一组指令序列,注意：(1)所有指令的集合称为计算机的指令系统。(2)不同的计算机指
7、令系统不同。,1.3.2 指令和指令系统,冯氏原理：人们预先编好程序，利用输入设备把程序输入内存，计算机在控制器控制下，从内存中逐条取出程序交运算器执行。把结果回送入内存、或由输出设备输出。执行步骤：取指令、分析指令、执行指令、程序计数器加1 （例：指令070740H的执行过程）,指令执行过程,07,自动加1,0740,程序计数器PC（0101H）,1.3.3 微型计算机系统结构,1.早期的计算机系统结构 多总线设计，南北桥结构2.目前的计算机系统结构 以CPU为核心的控制中心分层结构， 3.微机系统的“1-3-5-7”规则,1.3.4 非冯诺依曼计算机结构,非冯诺依曼结构：是由数据而不是由指
8、令来驱动程序执行,例：数据流计算机归约计算机基于面向对象程序设计语言的计算机智能计算机,计算机的分代、发展方向、分类计算机的存储程序工作原理和结构,小 结,1.4.1 计算机系统的组成,组成图,层次图,1.4 计算机硬件系统的组成,(1) 计算机系统,从外观看，一台微机由主机（包括内存）和外部设备（包括外存）组成。在主机箱内有主板（包括CPU和内存、总线扩展槽）、外存、输入输出接口电路等，如下图所示：,(2) 微机硬件的基本组成,计算机的硬件系统结构图（总线结构图）如下：,根据总线结构讲解计算机硬件各部分及功能,1.4.2 CPU, 插卡式Slot, 针脚式Socket,1. 中央处理器CPU
9、（核心）：它执行对信息的处理与控制，是整个微型机的核心，它是一个大规模集成电路芯片。决定微机的档次。,2.CPU可分为：,3.主流产品：,Intel公司的Pentium(奔腾）系列和AMD公司的Athlon(速龙）系列P4 CPU:奔腾、赛扬、至强、迅驰,字长CPU一次所能处理的数据的二进制位数；CPU字长有8bit，16bit，32bit，64bit等，目前流行的微机主要采用32bit。工作频率 即CPU每秒所能执行的指令条数，常用主频表示，CPU主频通常以MH（兆赫）和GH（千兆赫）为单位，MH 指每秒执行百万条指令。目前流行的CPU的主频均已达GH 数量级高速缓存（cache)（128K
10、B2MB),4. 主要性能指标：,高速CPU,低速内存,高速CPU和低速内存的速度不匹配，如何解决？,高速缓存,多核CPU技术64位CPU低功耗CPU嵌入式CPU,5. CPU技术的新发展,1.4.3 主板,主板是计算机中重要的部件。主要功能是传输电子信号。计算机的性能、功能、兼容性都取决于主板设计。目前主板的系统结构为控制中心结构。主流产品是ATX主板。,1-3-5-7,三大芯片北桥芯片决定主板性能高低南桥芯片决定主板功能多少BIOS芯片决定主板兼容性好坏,CPU插座,目前CPU均采用Socket插座，Socket插座根据CPU引脚的多少进行编号。,芯片组,生产芯片组的厂商有Intel、AM
11、D、VIA、SIS等少数企业。,1.4.4 存储器系统,计算机的存储器用来存放程序和数据，其容量的大小、存取数据速度的快慢将直接影响到微机系统的性能。,注意： 计算机运行时的程序和数据均放在RAM中，一旦掉电，其中的内容将全部丢失。,1、内存,注意：1.地址：存储单元的一个编号，数据的存取须通过该编号完成。2.存储容量：内存单元的总数，通常一个单元为一个字节，1024个单元为1KB，10241024个单元为1兆节，记为1MB。通常为256MB。内存容量实质上指RAM的容量（因为ROM可存储容量为0 )。3. RAM：随机存储器，可读写，断电后数据丢失。4.ROM：只读存储器，不可写，预先存入数
12、据，断电后数据不丢失。,短暂地保留数据、其特点是速度快。分为随机存取存储器（RAM,静态SRAM和动态DRAM）、只读存储器（ROM）、高速缓冲存储器（Cache)。,内存地址,RAM在实际存储的时候被分成为许多等长的存储单元，在微机中一般按照字节存储，即按字节来分存储单元。比如，如果有内存kB，则被分为1024个存储单元。每个存储单元将被赋予一个编号即内存地址。,FFFFH0002H0001H0000H,注意区分内存地址和内存地址中的内容。,外存储器之一：硬盘存储器,存储原理：电磁原理,2、外存,外存储器之二:软盘存储器,软盘一般有5寸盘(5.25“)和3寸盘(3.5”)，高密3寸盘的存储容
13、量为1.44M，高密5寸盘容量为1.2M，现在一般采用3寸盘。在DOS中用“A：”、或“B：”来表示软盘的盘符。,读写窗口,挡板,塑料壳,轴盘连接孔,盘片,写保护孔,3.5英寸软盘示意图,外存储器之三：光盘存储器,原理：运用光盘盘面的凸凹不平，表示“0” 和“1”的信息，光驱利用激光头产生激光扫描光盘盘面，读取“0”和“1”的信息。特点：记录密度高，存储容量大，数据保存时间长。,类型： 只读型光盘(CD-ROM、DVD-ROM)，数据采用专用设备一次性写入到光盘中。只能读取信息，不能再写入。CDROM的存储容量为650MB，DVDROM的存储容量为4.3GB17GB。一次写入型光盘(CD-R、
14、DVD-R)，只能写一次，写后不能修改。可擦写型光盘(CD-RW、 DVD-RW)，可以反复读写，但需要专用软件进行操作。,外存储器之四、五：优盘与移动硬盘,优盘（又名闪存盘）,移动硬盘,特点：,容量大，单位存储成本低；速度快；兼容性好，即插即用；具有良好的抗震性能。,特点：防潮、耐高低温、抗震、防电磁波、 容量大、携带方便等,外存是一种长期保留数据的装置，属外部设备。既是输入设备，又是输出设备，主要用于和内存储器交换信息。有硬盘、软盘、光盘、U盘、移动硬盘。,CPU、内存、外存间的关系：,外存和内存的比较：速度较内存慢、容量一般较内存大，且价格比内存便宜。软盘容量为1.44M，常见硬盘达GB
15、级以上，光盘容量有500600MB，有可擦写光盘。,注意:1.软盘写保护孔打开时，处于写保护状态，只能读取信息，不能写信息。2.软盘正在工作时（指示灯亮时），不能将软盘取出，否则丢失数据或损坏磁盘。3.磁道、柱面由外到内编号，从0开始，磁道数一般为40或80 。4.磁盘容量的计算公式（每个扇区存储512个字节）：软盘容量=面数磁道数每道扇区数每扇区字节数硬盘容量=柱面数面数每道扇区数每扇区字节数如：3.5英寸双面软盘，有80个磁道，18扇区/磁道，其格式容量为：,512 18 80 21440KB1.44MB，简称1.44MB。,cache,RAM,外存：硬、光、U、软,速度,容量,慢,快,大,小,各种存储器特点比较,cpu,1.4.5 总线与接口,总线扩展槽I/O接口,51,总线（BUS):是指计算机系统中能够为多个部件共享的一组公共信息传输线路。,按照其功能及传输信息的种类可分为：, 数据总线（DB）：用于CPU与内存或I/O接口之间的数据传递，它的条数取决于CPU的字长，信息传送是双向的（可送入到CPU也可由CPU送出）。,1. 总线, 地址总线（AB）：用于传送存储单元或I/O接口的地址信息，信息传送是单向的,它的条数决定了计算机内存的大小：若一台计算机中有16条地址总线，则它的内存大小为216（64KB）。,
