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1、第一部分 计算机应用基础,一、计算机应用 二、计算机定义 三、计算机的历史及发展 四、计算机系统组成 五、计算机基本原理 六、计算机特点 七计算机的发展趋势,一、计算机应用,计算机应用,科学计算（数值计算） 如：天文、地质、气象、航天等涉及的大量计算 数据处理 如：民航订票、库存管理、财务管理、情报检索等 过程控制 用于实时地收集和检测被控对象的参数，按最佳方案对控制对象进行自动控制或调节 计算机辅助设计（CAD）,计算机辅助制造 (CAM) 计算机集成制造系统（CMIS） 计算机辅助教学（CAI） 人工智能（AI）等 计算机辅助测试（CAT） 计算机辅助学习（CAL）,二、计算机的定义,什么
2、是计算机,三、计算机的产生和发展,计算机的产生和发展,从1946年美国宾夕法尼大学研制出世界上第一台电子数字计算机ENIAC（电子数字积分计算机的英文缩写）至今，短短五十多年的时间内，计算机系统和计算机应用得到了飞速发展。元件制作工艺水平的不断提高是计算机发展的物质基础，因此以计算机元器件的变革作为标志，将计算机的发展划分为四个阶段，这四个阶段通常称为计算机发展的四个时代 。,1第一代计算机（19461957年） 其主要特征是采用电子管作为主要元器件。 2第二代计算机（19581964年） 其主要特征是由电子管改为晶体管。 3第三代计算计算机（19641970年） 其主要特征是用半导体中小规模
3、集成电路代替分立元件的晶体管。 4第四代计算机（1974年至今） 其主要特征是以大规模和超大规模集成电路为计算机的主要功能部件。,计算机发展的四个阶段,四、计算机系统组成, 计算机系统组成,计算机系统由计算机硬件系统和计算机软件系统两大部分组成。计算机系统=硬件系统+软件系统 硬件是指有形的物理设备，是计算机系统中实际物理装置的总称。 软件是指在硬件上运行的程序和相关的数据及文档。 硬件是软件的工作基础，软件是硬件功能的扩充和完善。两者相互依存，相互促进。软件与硬件的结合，构成完整的计算机系统。,（） 计算机硬件构成,计算机硬件通常由五部分组成：输入设备、输出设备、存储器、运算器和控制器。这五
4、部分之间的联结结构如下图，称为冯诺依曼结构图，其以运算器为中心。,运算器,控制器,存储器,输入设备,输出设备,CPU,运算器。运算器是对信息进行加工处理的部件。它在控制器的控制下与内存交换信息，负责进行各类基本的算术运算和与、或、非、比较、移位等各种逻辑判断和操作。此外，在运算器中还含有能暂时存放数据或结果的寄存器。控制器。控制器是整个计算机的指挥中心。它负责对指令进行分析、判断，发出控制信号，使计算机的有关设备协调工作，确保系统自动运行。控制器和运算器一起组成了计算机的核心，称为中央处理器，即CPU（Central Processing Unit）。通常把控制器、运算器和主存储器一起称为主机
5、，而其余的输入、输出设备和辅助存储器称为外部设备。,输入设备。如：键盘、鼠标、光笔、扫描仪等 。 输出设备。如：屏幕显示器、打印机、绘图仪、音箱等。 存储器。存储器是计算机的记忆装置，为了对存储的信息进行管理，把存储器划分成单元，每个单元的编号称为该单元的地址。存储器内的信息是按地址存取的。向存储器内存入信息也称为“写入”。写入新的内容则覆盖了原来的旧内容。从存储器里取出信息，也称为“读出”。信息读出后并不破坏原来存储的内容，因此信息可以重复取出，多次利用。计算机的存储器可分为主存储器和辅助存储器两种，通常分别简称为主存和辅存。,微型计算机硬件系统结构 （1）微处理器 简称CPU，是微机的核心
6、部件，即运算器和控制器的集合体,（2）存储器 内存储器随机存取存储器 RAM 只读存储器 ROM高速缓冲存储器 Cache 外存储器软磁盘存储器 硬磁盘存储器 光盘存储器 CD-ROM,（3）输入/输出设备 输入设备 键盘鼠标扫描仪 输出设备 显示器打印机,（） 计算机软件,定义：软件是指用来指挥计算机运行的各种程序的总和以及开发、使用和维护这些程序所需的技术资料。软件系统的主要任务：提高机器的使用效率、发挥和扩大机器的功能和用途，为用户使用计算机系统提供方便。分类：系统软件和应用软件。 系统软件又分为：操作系统、语言处理系统、数据库管理系统、软件工具等。应用软件又包括：应用软件包和用户程序。
7、（1）系统软件 （2）应用软件,（1）系统软件 一般把靠近内层、为方便使用和管理计算机资源的软件，称为系统软件。系统软件的功能：主要是简化计算机操作，扩展计算机处理能力和提高计算机的效益。两个主要特点：一是通用性。即无论哪个应用领域的计算机用户都要用到它们；二是基础性，即应用软件要在系统软件支持下编写和运行。,操作系统系统软件的核心是操作系统。操作系统（Operating System，简称OS）是由指挥与管理计算机系统运行的程序模块和数据结构组成的一种大型软件系统，其功能是管理计算机的全部硬件资源和软件资源，为用户提供高效、周到的服务界面。例如，IBMPC及其兼容机的运行要有PCDOS或Wi
8、ndows的支持。没有配备任何软件的硬件计算机称为裸机。裸机向外部世界提供的界面只是机器指令，为了驯服令人费解且难以使用的裸机，用户及其他程序都利用了系统软件，即通过操作系统来使用计算机。,语言处理系统程序设计语言按其发展的过程和应用级别分为机器语言、汇编语言、高级语言。汇编语言也是一种面向机器的语言。数据库管理系统 数据库管理系统就是在具体计算机上实现数据库技术的系统软件，用户用它来建立、管理、维护、使用数据库等。软件工具软件工具是软件开发、实施和维护过程中使用的程序。如输入阶段的编辑程序、运行阶段的连接程序、测试阶段的排错程序、测试数据产生程序等。,（2）应用软件,应用软件是用户利用计算机
9、软、硬件资源为解决各类应用问题而编写的软件。应用软件一般包括用户程序及其说明性文件资料。随着计算机应用的推广与普及，应用软件将会逐步地标准化、模块化，并逐步地按功能组合成各种软件包以方便用户的使用。应用软件的存在与否并不影响整个计算机系统的运转，但它必须在系统软件的支持下才能工作。例如，WPS、Word、Excel等。,五、计算机系统基本原理,计算机的基本工作原理,（1）指令指令是指示计算机执行某种操作的命令。一条指令，通常包括两方面内容：操作码和地址码。其中，操作码用来表征一条指令的操作特性和功能；地址码给出参与操作的数据在存储器中的地址。指令系统是指一台计算机所能执行的全部指令的集合。指令
10、系统决定了一台计算机硬件的主要性能和基本功能。指令系统一般都包括以下几大类指令。 1，数据传送类指令 2，运算类指令 包括算术运算指令和逻辑运算指令。 3，程序控制类指令 主要用于控制程序的流向，包括转移指令，转 子指令，返回指令，中断指令等。 4，输入/输出类指令 简称I/O指令，这类指令用于主机与外设之间 交换信息,（2）程序程序是所有指令的有序集合。计算机的工作过程就是执行程序的过程。程序的执行过程实际上是指令的执行过程，也就是反复取指令和执行指令的过程。,（3）计算机的基本工作原理,冯诺依曼原理（Von Neumann）计算机的基本工作原理是存储程序和程序控制。 该原理最初是由匈牙利数
11、学家冯诺依曼于1945年提出来的，故称为冯诺依曼原理。 按照冯诺依曼原理构造的计算机又称冯诺依曼计算机，其体系结构称为冯诺依曼结构。目前计算机已发展到了第四代，基本上仍然遵循着冯诺依曼原理和结构。但是，为了提高计算机的运行速度，实现高度并行化，当今的计算机系统已对冯诺依曼结构进行了许多变革，如指令流水线技术 。,六、计算机系统工作特点,计算机信息处理的特点,运算速度快、精度高、处理能力强 具有大容量存储和高速存取能力 具有数据传输和通讯能力 具有存储程序和逻辑判断能力,计算机的分类,七、计算机的发展趋势,计算机的发展趋势,巨型化微型化网络化 智能化 多媒体化,新一代计算机（未来型计算机）,具有知识表示和推理能力 可以模拟或部分代替人的智能 具有人-机自然通信能力,
