计算机应用基础第1章ppt培训课件

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1、,人民邮电出版社,第1章 计算机的基本知识,计算机的发展与应用 计算机系统 计算机硬件 计算机软件 信息的表示和存储（常用进制的转换）,人民邮电出版社,计算机发展与应用,1、电子计算机： 能够自动、高速和精确地进行计算与信息处理的电子设备 2、一般中文文献中使用“计算机”作为正式名称，但更为形象的一个词是“电脑”。,人民邮电出版社,计算机发展与应用,2、计算机的特点 (1) 电子线路：脉冲电路(逻辑电路) 计算机的运算基础是二进制(2) 用程序自动控制 (3) 有记忆能力,u,人民邮电出版社,计算机发展与应用,冯诺依曼计算机模型： 计算机内采用二进制表示信息。 计算机包括运算器、控制器、存储器

2、和输入输出设备。 程序存储：把计算步骤（程序）先存入内存，计算机不需要人的干预，会自动执行所存入的程序。,人民邮电出版社,计算机的发展,1、第一台计算机 ENIAC 1946年，美国宾夕法尼亚大学 重30多吨，占地约170平方米 大约使用了18000个电子管 运算速度：5 000次加减法运算/秒 存储容量：20个10位的十进制数 编程：对大约6 000个多位开关进行机械定位，并用转插线把选定的各个控制部分互连起来以构成程序序列，要花上几天时间,人民邮电出版社,ENIAC计算机和主要发明人: 莫克利和埃克特,人民邮电出版社,计算机的发展,2、计算机的分代第一代(1945年至1958年)电子管，几

3、千次/秒第二代(1958年至1964年)晶体管，几十万次/秒第三代(1964年至70年代中期)小规模集成电路，几百万次/秒第四代(70年代中期以后)大规模、超大规模集成电路，上亿次/秒,人民邮电出版社,计算机的发展,2、计算机的分代第一代(1945年至1958年)电子管，几千次/秒 确立了模拟量可变换成数字量进行计算，开创了数字化技术的新时代； 形成了电子数字计算机的基本结构：冯诺依曼结构； 确定了程序设计的基本方法； 首创使用阴极射线管CRT（Cathode-Ray Tube）作为计算机的字符显示器。,人民邮电出版社,计算机的发展,2、计算机的分代 第二代(1958年至1964年)晶体管，几

4、十万次/秒 开创了计算机处理文字和图形的新阶段。 高级语言已投入使用。 开始有了通用机和专用机之分。 开始使用鼠标器作为输入设备。,人民邮电出版社,计算机的发展,2、计算机的分代 第三代(1964年至70年代中期)小规模集成电路，几百万次/秒 运算速度已达到100万次/s以上。 操作系统更完善。 序列机的推出，较好地解决了“硬件不断更新、而软件相对稳定”的矛盾。 机器可根据其性能分成巨型机、大型机、中型机和小型机。,人民邮电出版社,计算机的发展,2、计算机的分代 第四代(70年代中期以后)大规模、超大规模集成电路，上亿次/秒 微型计算机从4位、8位、16位、32位至64位字长迅速增长，速度越来

5、越快，容量越来越大，其性能已赶上甚至超过70年代中、小型机水平。 目前已进入网络计算机时代，计算机集文字、图形、声音、图像于一体。有人说是。1993年信息高速公路的提出，促进计算机与通信相结合，形成了各种规模的计算机网络，从局域网、城域网、广域网到国际互联网、计算机发展前途无量。,人民邮电出版社,计算机的发展,3、计算机的分类 大型机：IBM 4381 小型机：IBM AS400 微型机：70年代，计算机技术的第二次飞跃 巨型机：银河、曙光、神火、联想深腾6800、 曙光4000A 工作站： 图形工作站 网络工作站,人民邮电出版社,计算机的发展,计算机的主要特点 计算机具有自动控制能力 计算机

6、具有高速运算的能力 计算机具有记忆能力 计算机具有很高的计算精度 计算机具有逻辑判断能力 通用性强 计算机能够在各行各业得到广泛的应用,人民邮电出版社,计算机的发展,计算机的主要用途； 科学计算（数值计算） 数据处理（信息处理） 自动控制 计算机辅助系统 如计算机辅助设计CAD（Computer Aided Design） 计算机辅助制造CAM（Computer Aided Manufacturing） 计算机辅助工程CAE（Computer Aided Engineering）、 计算机集成制造系统CIMS（Computer Integrated Manufacturing System）、

7、 计算机辅助教学CAI（Computer Aided Instruction）等。 人工智能,人民邮电出版社,计算机的发展,4、计算机的发展趋势 (1)从人围着计算机转，发展为计算机围着人转。 (2)从计算机具有联网功能，发展为网络具有计算功能。 (3)从源于符号获取信息，发展为源于信息获取知识。 (4)从人应用计算机增长了知识，发展为计算机在被人应用的同时也优化了功能。,人民邮电出版社,计算机系统组成,计算机系统硬件 (hardware): 机器系统，电子设备软件 (software) : 程序及其文档,人民邮电出版社,计算机系统组成,计算机硬件系统组成 硬件组成 微处理器 主板 存储器,人

8、民邮电出版社,计算机硬件系统组成,人民邮电出版社,计算机硬件系统组成,微处理器,中央处理器,人民邮电出版社,计算机硬件,1、运算器: 算术、逻辑运算单元加减乘除运算用加法器实现 2、控制器: 指挥协调计算机整个工作过程中央处理器(CPU)：运算器+控制器 计算机的心脏，负责完成各种运算和控制， 对微机来说是1块大规模集成电路。,人民邮电出版社,微机主板,人民邮电出版社,系统总线,总线的类型主要有 工业标准体系（ISA）8位和8位/16位兼容的AT总线命名为工业标准结构(ISA-Industry Standard Architecture)。 外围部件互连（PCI）PCI（Peripheral

9、Component Interconnect）是在CPU和外设之间插入的一级总线，它不依附于具体微处理器，传输速度高于ISA。 加速图像端口（AGP） AGP（Accelerated Graphics Port）即加速图形端口，它是一种为了提高视频带宽(3D)而设计的总线规范。,人民邮电出版社,微处理器,socket 478,人民邮电出版社,微处理器,算术/逻辑单元（ALU）：计算机的“计算器”，完成两种类型的操作。 算术操作：加、减、乘、除。 逻辑操作：比较操作。 寄存器：CPU内部存储运算数据和系统信息，相似于内存的单元，其速度更快以及使用方式不同。 专用寄存器：指令寄存器、地址寄存器。

10、通用寄存器：暂存数据的寄存器。 控制单元：协调和控制出现在中央处理器单元中的所有操作，还与输入/输出设备进行通信。,人民邮电出版社,微处理器,微处理器主要性能指标 主频：微处理器的工作节拍 2.5GHz 外频：微处理器外部总线工作频率 133MHz 制造工艺：集成的晶体管间距 0.13m 数据线宽度：微处理器连接数据总线的位数 32 地址线宽度：决定微处理器可拥有的存储容量 20位：存储容量220=1M 36位：存储容量236=64G Byte 高速缓存（cache） 512K,人民邮电出版社,微处理器芯片,CISC芯片：复杂指令集计算机，其指令系统一般多达几百条指令，功能丰富但实现复杂。典型

11、产品有Intel公司的微处理器，如Pentium 和Pentium 4。 RISC芯片：精简指令集计算机，其包含的指令数较少，各条指令的长度都相等，使得运行效率比CISC要高，有PowerPC、MIPS、SPARC芯片等，用于工作站、大中型机。,人民邮电出版社,主板控制芯片组,主板控制芯片组是安装在主板上协助CPU完成PC各种功能的大规模集成电路，芯片组协调着计算机各部分的工作。 芯片组是主板的关键部件，它被固定在主板上，决定计算机系统各个部件的选型。,人民邮电出版社,存储器,用来存储程序和数据的记忆装置，是计算机中各种信息的存储和交流中心。 (1)基本概念 存储单元：字节（8位二进制位） 存

12、储单元地址 存储容量：存储设备上可以存储数据的最大数量，通常用字节(Byte)、千字节(KB)、兆字节(MB)和千兆字节(GB)来衡量。,人民邮电出版社,人民邮电出版社,存储器,采用字节（byte）作为计算机存储信息的基本计量单位。 1个字节由8个二进制位(bit)来组成,可以表示1个英文字母、数字或符号 存贮一个汉字需要两个字节 1 Byte8 bit 1 KB1024 Byte 1 MB1024 KB 1 GB1024 MB,人民邮电出版社,存储器,1 MB1024 KB 10241024字节1 048 576字节(约100万字节) 相当于50万汉字（300页的书）,人民邮电出版社,存储器

13、,存储器的种类 内存储器：与CPU直接相连的存放数据的器件，如随机存储器(RAM)、只读存储器(ROM)。 外存储器：不直接与CPU相连的存储介质，如磁盘等。,人民邮电出版社,存储器,内存储器(内存、主存)：以半导体为器件，存取数据的速度很快，但价格昂贵，存储容量受到限制。随机存储器(RAM)：可读可写只读存储器(ROM)：只读不写,人民邮电出版社,存储器,RAM(随机存取存储器)：主要用于保存计算机在运行过程中使用的数据，便于CPU对数据进行及时处理。 RAM就像一块黑板，可以反复擦写。它的内容可以改变，是一个可重用资源。 RAM中的数据无法长期保存，如果计算机掉电或关机，保存在RAM中的数

14、据就立刻永久丢失。,人民邮电出版社,存储器,等待CPU处理 （临时存放）,信息,外存,RAM,保存,输入,（长久存放）,人民邮电出版社,主存储器,内存条 168线SDRAM（Synchronous Dynamic RAM） DDR (Double Data Rate SDRAM),人民邮电出版社,存储器,ROM(只读存储器): 是计算机存放与系统启动及工作有关的指令的存储器，它不依赖电源，即使关机ROM中存储的信息仍能保存，但使用时只能读信息，不能写入（存入）信息。ROM中保存的信息需要在特殊环境下才能写入。 每一台微机主板上都有一块ROM芯片 BIOS（Basic Input Outout

15、System）,人民邮电出版社,存储器,ROM BIOS通常是存放在Flash Memory上，称闪速存储器。它是ROM中的一种。 闪速存储器(Flash Memory)的主要特点是在不加电的情况下能长期保持存储的信息。Flash Memory既有ROM的特点，又易于擦除和重写。 优盘：以闪速存储器作介质，配有USB接口，可以方便的成为计算机的外存。,人民邮电出版社,存储器,外存储器(外存)用来存放“暂时不用”的数据或程序。它的容量比内存大得多，但存取信息的速度比内存慢。外存不怕停电，可长期保存信息，价格便宜。 当计算机内存不够用时，会借用硬盘的空间作为计算机的虚拟存储器。 常用的外存有软盘、

16、优盘、硬盘和光盘,人民邮电出版社,计算机硬件,输入输出系统 输入输出接口 系统总线 端口和连接电缆,人民邮电出版社,输入输出系统,输入输出设备一般不能直接通过总线与 CPU或内存相连 主机与外设速度相差很大 主机与外设信号不一致 数字信号与模拟信号 电子信号与机械动作 电平的高于低 串行信号与并行信号 总线 接口电路 外设,人民邮电出版社,输入输出系统,输入输出接口用于完成微处理器和外部设备之间数据通讯的接口电路，它位于系统主板与输入/输出设备之间 输入输出接口功能 数据传送 信号转换 管理外设具体工作,人民邮电出版社,输入输出系统,外设接口 由计算机主板直接提供，而不需要专门接口电路卡。 两个串行通讯端口 一个并行通讯端口 两个磁盘连接端口 USB端口,人民邮电出版社,扩展槽与适配卡,外设接口 显示器接口卡 网络适配卡（网卡）：用于把一台计算机连接到网络上。 调制解调器：用于把一台计算机通过电话线连接到网络上。 声卡 小型计算机接口卡（SCSI）：可用于连接硬盘驱动器等外围设备，其传输速度较高。 TV卡、视频卡,