《计算机的组成课件》初中信息技术人教课标版七年级上册课件_5

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1、计算机的组成,乙圩乡初级中学 唐旭勋,1、什么是信息？简单的说信息就是对人们有用的数据、消息。 2、什么是信息技术？是指人们获取、存储、传递、处理信息的各种技术。,认识信息世界,信息技术发展概况：,千百年来，人们就用语言、图符、钟鼓、烟火、竹简、纸书、旗语、狼烟等方式传递信息。古代人类的烽火狼烟、飞鸽传信、驿马邮递就是例子，现在还有一些国家的个别原始部落，仍然保留着诸如击鼓鸣号等古老的通信方式现代社会，交通警的指挥手语、航海中的旗语等不过是古老通信方式进一步发展的结果。,19世纪中叶以后，随着电报、电话的发明，电磁波的发现，人类通信领域产生了根本性的变革，实现了金属导线上的电脉冲来传递信息以及

2、通过电磁波来进行无线通信。1837年，美国人塞缪尔.莫尔斯研制成功世界上第一台电磁式电报机。1844年5月24日，他在国会大厦联邦最高法院议会厅作了“用导线传递消息”的公开表演，接通电报机，用一连串点、划构成的“莫尔斯”码发出了人类历史上第一份电报：“上帝创造了何等的奇迹！”实现了长途电报通信。,2002年以来，全国15万所中小学开展信息化教育 3000万中小学学生接受信息技术的教育 50万管理人员运用信息技术 1000所中学建立示范性校园网 在贫困地区建立8000个远程教学收视点,1. 国内,国内外应用信息技术教育的发展,美国：克林顿于1996年提出总统教育技术计划1.让8岁的孩子学会阅读。

3、2.12岁的美国孩子都会上网。3.对全美国教师进行信息技术培训。4.将因特网通向所有中小学的每间教室和阅览室5.使每个公民都能接受终身教育。,2. 国外,国内外应用信息技术教育的发展,英国：2002年全部中小学上网 法国：2006年全部中小学上网 新加坡：2000年为每2个中小学学生配备一台电脑，2002年为全体中小学教师提供电子信箱,2. 国外,国内外应用信息技术教育的发展,第8页,1. 计算机概述 2. 计算机系统的组成及工作原理 3. 计算机软件系统的组成 4. 计算机软、硬件的相互关系,计算机系统的组成,第9页,1. 什么是计算机 2. 计算机的特点 3. 计算机的发展 4. 计算机的

4、发展趋势 5. 计算机的分类 6. 计算机的应用,1. 计算机概述,第10页,1. 什么是计算机,计算机俗称电脑，它是一种无需人工干预，能高速运算，具有内部存储能力，由程序来控制其操作过程的电子设备。 按照信息处理形式，计算机可分为数字电子计算机、模拟电子计算机和数字模拟电子计算机。,第11页,2. 计算机的特点,(1) 运算速度快；1998年美国：每秒钟3.9万亿次运算；2002年日本：每秒35.6万亿次浮点运算；(2) 计算精度高：理论上可不受限制；(3) 具有很强的“记忆”和逻辑判断能力；(4) 程序控制下自动操作；(5) 通用性强。,第12页,ENIAC,（1）近代计算机的发展,183

5、4 分析机,1944 MARK-I,计算机时代,3. 计算机的发展,第13页,18000个电子管 占地170平方米 重达30吨 耗电150千瓦 保存80个字节 每秒5千次加、减法运算 价值40万美元,（2）现代计算机的发展,Electronic Numerical Integrator And Calculator,电子数字积分计算机,1946年2月由宾州大学 研制成功的ENIAC 电子计算机时代的到来,第14页,第一代：电子管计算机,逻辑元件 电子管 内 存 水银延迟线 外 存 磁鼓 工作速度 几千几万次秒 软 件 机器语言或汇编语言 应 用 科学计算 代表机型 ENIAC 特 点 体积庞大

6、，运算速度低，成本高,第15页,第二代：晶体管计算机,逻辑元件 晶体管 内 存 磁芯 外 存 磁盘 工作速度 几十万次秒 软 件 高级算法语言 应 用 事务管理及工业控制 代表机型 IBM 7000 系列 优 点 体积小，寿命长，速度快，能耗少，可靠性高,第16页,第三代：集成电路计算机,逻辑元件 中小规模集成电路（硅） 内 存 半导体存储器 外 存 磁带或磁盘 工作速度 几十万几千万次/秒 软 件 高级算法语言、操作系统 应 用 计算、管理及控制 代表机型 IBM System /360 优 点 体积更小、速度更快、能耗更小、寿命更长 发展特点 计算机设计出现了标准化、通用化、系列化的局面,

7、第17页,第四代：大规模集成电路计算机,逻辑元件 （超）大规模集成电路 内 存 半导体存储器 外 存 磁盘和光盘 工作速度 几百万几千万次秒 软 件 操作系统和应用软件 应 用 以计算机网络为特征 微型计算机属于第四代计算机,Intel PENTIUM,71年-现在, ,第18页,第五代：智能化计算机,主攻目标让计算机具有人的听、说、读、写和思维推理能力,神经网络计算机用数据单元模拟人脑的神经元，并利用神经元结点的分布式存储和相互关联来模拟人脑活动,生物计算机使用蛋白分子为主要原料制成的生物芯片构成，存储能力巨大，而且以波的形式来传播信息,现代计算机的发展阶段,特点,时代,几百MB,几十MB,

8、面向对象的语言,第20页,4. 计算机的发展趋势,(1) 微型化：利用超大规模集成电路技术；(2) 巨型化：尖端科学研究需要；(3) 网络化：相互通讯、资源共享；网格计算；(4) 智能化：用计算机模拟人类某些智能；(5) 多媒体化：将计算机系统与多种信息媒体综合于一体进行处理；(6) 新概念计算机：神经网络计算机、光学计算机、生物计算机、量子计算机、超导计算机等。,第21页,5. 计算机的分类,按工作原理划分：电子模拟计算机、电子数字计算机和混合计算机 ； 按功能划分：可分为通用计算机、专用计算机和工业控制机等。 IEEE 根据计算机的性能指标和面向的应用对象将计算机按规模分为6种：巨型机、小

9、巨型机、大型主机、小型机、微型机、个人计算机和工作站；,6. 计算机的应用,第23页,2. 计算机系统的组成及工作原理,1. 计算机系统的组成 2. 硬件系统 3. 计算机的工作原理 4. 计算机的硬件设备,计算机系统,运 算 器控 制 器 硬件:( 物质设备 ) 存 储 器输入设备输出设备 软件:(程序 + 文档) 系统软件应用软件,1. 计算机系统的组成,一个完整的计算机系统由硬件系统和软件系统两大部分组成。,第25页,计算机硬件是人们看得见、摸得着的实体，它是由一组设备组装而成的，将这些设备作为一个统一体而协调运行，故称之为硬件系统。计算机硬件主要由运算器、控制器、存储器、输入设备和输出

10、设备五部分组成。1运算器（ALU）2. 控制器（CU） 3存储器 （1）主存储器（内存） （2）辅助存储器（外存） 4输入设备 5输出设备,2. 硬件系统,第26页,冯诺依曼思想：二进制 程序与数据一样存放在内存 五大模块,第27页,1)运算器（ALU: Arithmetical and Logical Unit）运算器的主要功能就是对二进制数据进行算术运算和逻辑运算，所以也称算术逻辑单元。 2)控制器（CU：Control Unit）控制器是整个计算机的控制枢纽，用于控制计算机各部件协调地工作。运算器和控制器合在一起称为中央处理器CPU（Central Processig Unit），它是计

11、算机的核心部件。人们所说的286、386、486等微机，是以CPU对应的型号80286、80386、80486等来命名的。,2. 硬件系统,第28页,字长：在计算机中，作为一个整体参与运算、处理和传送的一串二进制数，称为一个字。组成该字的二进制“数”的“位数”称为“字长”。字长等于CPU中通用寄存器的位数。因此在用字长来区分计算机时，常把计算机说成“8位机”、“16位机”、“32位机”、“64位机”。 主频：对同一型号的CPU还可按他们的主频进一步加以区分，例：100、133、166、200、233、266、300MHZ，4GHZ等。主频是表征计算机运算速度的主要参数。,CPU的主要参数：,第

12、29页,3)存储器（Memory）,存储器是计算机用来存放程序和数据的记忆装置。计算机中的全部信息，包括输入的原始信息，经过计算机初步加工后的中间信息以及最后处理得到的结果信息都记忆或存储在存储器中。另外，对数据信息进行加工处理的一系列指令所构成的程序也存放其中。 存储器分为两大类：内存储器和外存储器。,第30页,4)输入/输出设备（Input/ Output Device）,输入输出设备是实现人与计算机之间相互联系的部件。其主要功能是实现人机对话、输入与输出以及各种形式的数据变换等。 常用的输入设备有键盘、鼠标、扫描仪、触摸屏等。常用的输出设备有显示器、打印机、绘图仪和音响等。,冯诺依曼于1

13、946年首先提出了程序存储的基本思想概括为以下三点：(1) 计算机由运算器、控制器、存储器、输入设备和输出设备五个基本部分组成。(2) 计算机内部采用二进制表示指令和数据。(3) 将编制好的程序和原始数据存入计算机的内存储器中，启动计算机后，能自动逐条取出指令执行。,3.计算机的工作原理,第32页,冯诺依曼提出的这种体系结构，奠定了现代计算机结构理论，被誉为计算机发展史上的里程碑，直到现在，计算机仍沿用这种“存储程序”的体系结构，因此，所有的计算机都有一个共同的名字，称之为“冯诺依曼”体系结构的计算机。,美籍匈牙利数学家冯诺依曼,第33页,第34页,计算机的工作过程,计算机的工作过程，就是执行

14、程序的过程。第一步：先把编制好的程序输入到计算机的存储器中，保存起来（程序存储）；第二步：计算机自动依次取出指令、执行指令：每一条指令的执行过程又可以划分为如下四个基本操作：取出指令 分析指令（取出下一条指令）得到下一指令地址 执行指令,第35页,4.计算机的硬件设备,通常，计算机硬件设备可分为三大部分： 主机：安装在机箱里面的硬件与机箱，被称为主机。 输出设备：如显示器、打印机等。 输入设备：如键盘、鼠标及手写板等。,第36页,（1）主机,主机由机箱和机箱中的组件构成。其中主机箱中的主要组件有主板、CPU、内存条、 硬盘、软盘驱动器、光驱、显卡、声卡及电源等。,1） 主机箱,第37页,2）主

15、板,主板又称系统板或母板（mother board），是计算机主机的核心，被固定在机箱内。计算机整体性能是否能稳定有效地得到发挥，主板将起到非常重要的作用。 计算机中几乎所有的基本设备都与主板相连接。主板是计算机中最大的一块电路板，上面有一系列的插槽及接口：,第38页,第39页,早期的CPU,586,686,K6,P,P,P,3） CPU,第40页,CPU的流行产品,目前，微型计算机的CPU大多采用Intel公司的Pentium系列产品、Celeron（赛扬）系列产品和AMD公司的K系列产品。其中Intel公司于2000年11月20日发布的Pentium ：(核心面积为217mm2，集成了42

16、00万个晶体管，引脚数423针，时钟频率高达1.5GHz，数据宽度64位)Pentium 的推出标志着一个处理器新时代的开始。,第41页,内存是计算机运行程序时临时存储数据的地方，其存储速度及大小直接影响着计算机的整体性能。内存存储的数据直接供CPU使用，存储容量越大，计算机执行效率越高。 内存包括ROM和RAM两种。,4）内存储器,第42页, 只读存储器(Read only Memory，简称ROM)是一种写入信息之后，只能读出而不能再写入的固定存储器；特点：信息在断电后仍能保存下来；用途：常用它来存放固定的程序和数据。如主机板上的BIOS就是。可编程只读存储器 PROM：用户可根据自己的需要一次性写入存储的内容；可擦除可编程只读存储器：EPROM；电可擦除可编程只读存储器：EEPROM（E2PROM）。,