《计算机应用基础》周南岳-第一章[1]

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1、计算机应用基础,周南岳主编,杨静,第一章 计算机基础知识,1.1 了解计算机,任务1：了解计算机技术,任务2： 了解计算机的发展过程及趋势,搜集计算机在生活、生产、社会中的广泛应用案例，学习信息技术中的基本概念。,信息技术的三要素：被收集的数据，组织并处理数据的软件，支撑软件运行的计算机硬件,*早期的计算工具,*第一台计算机ENIAC,*冯诺依曼原理,*计算机发展史,*计算机发特点,*计算机发分类,*计算机发趋势,计算机基础知识,返回,1.信息：计算机的应用就是对信息的收集、处理、存储、传递。 2.数据与信息：信息是数据所要表达的含义。信息都以数字形式在计算机中表示。 信息的表现形式有：字符、

2、数字和各种数学符号、图形、图像、音频、视频、动画等 数据：可以识别的记号或符号都称为 3.信息技术：人类开发和利用信息资源手段的总和形成了,计算机应用,数值处理：科学计算 信息管理：存储信息、检索信息：资料检索、加工信息、传递信息。（eg:数据处理） 辅助设计与制造：计算机辅助应用 计算机辅助设计（CAD） 计算机辅助制造（CAM） 计算机辅助教学（CAI） 计算机辅助工程（CAE） 教育信息化 电子商务 人工智能 网络通信,*早期的计算工具 东方的创造：算筹、算盘 西方的灵感：机械式计算工具 机械-电动式计算机,计算机的发展史,算筹,算盘,机械式计算工具,1.1 了解计算机,计算机的发展史,

3、第一台计算机ENIAC,ENIAC和发明人莫奇来、爱克特,1946年世界上第一台计算机ENIAC(Electronic Numerical Integrator And Computer，电子数字积分计算机)诞生。,1.1 了解计算机,计算机的发展史,EDVAC （Electronic Discrete Variable Automatic Computer） 离散变量自动电子计算机 冯诺依曼John von Neuman）博士与莫尔学院科研小组合作，提出了一个全新的存储程序通用数字电子计算机方案EDVAC（Electronic Discrete Variable Automatic Comp

4、uter，离散变量自动电子计算机），这就是人们通常所说的冯诺依曼型计算机。 “存储程序”的设想： 将组成解题程序的一条条指令，象数据一样采用二进制编码方式事先存入计算机中，运行时只须顺序取出这些指令，经译码后执行相应的操作即可，从而可以实现真正的全自动运算。,1.1 了解计算机,计算机发展简史,根据计算机采用的物理元件,电子管计算机（19461957） 第一代计算机采用主要器件是电子管，所以通常称这一代计算机为电子管计算机。这种计算机主要为军事与国防尖端技术的需要而研制，功能相对较弱。,晶体管计算机（19581964） 第二代计算机采用的主要物理器件是半导体晶体管，所以通常称为晶体管计算机。这

5、个时期的计算机性能比第一代有了很大的提高，功耗、体积、价格都有所下降，速度和可靠性相应提高。这个时期代表机型为CDC6600。,集成电路计算机（19561969） 第三代计算机采用的主要器件是集成电路，所以通常称为集成电路计算机。由于集成电路代替了晶体管，使这个时期的计算机成本迅速下降，因而小型计算机开始产生。由于小型计算机成本低，性能好，适应范围广，在计算机推广普及方面起到了巨大的作用。,大规模集成电路计算机（1970） 由于大规模集成电路的发展，计算机的体积更小，功能更高，计算机开始进入了第四代，即大规模集成电路时代。1971年，第一台利用4位处理器的Intel4004问世，随后16位、3

6、2位相继研制成功，目前64位处理器已成为市场的主流。,1.1 了解计算机,计算机发展简史,1.1 了解计算机,体积越来越小，重量越来越轻 包括台式计算机、笔记本电脑、掌上电脑。 价格越来越低 4000元左右可以买到一台高性能的品牌电脑。 可靠性好，结构灵活 逐步网络化 网络化是指利用通信技术和计算机技术，把分散在不同地点的计算机互联起来，按照网络协议相互通信，以使所有用户均可共享软件、硬件和数据资源的目的。如，Internet。,未来第五代计算机的展望（基本元件创新） 神经网络计算机：(神经元)具有模仿人的大脑判断能力和适应能力、可并行处理多种数据功能的神经网络计算机，可以判断对象的性质与状态

7、，并能采取相应的行动，而且可同时并行处理实时变化的大量数据，并引出结论 生物计算机：(生物芯片)生物计算机又称仿生计算机，是以生物芯片取代在半导体硅片上集成效以万计的晶体管制成的计算机 光子计算机：(光子代替电子)是一种由光信号进行数字运算、逻辑操作、信息存贮和处理的新型计算机 超导计算机：(超导元件和电路组成)利用超导技术生产的计算机及其部件，其性能是目前电子计算机无法相比的。,计算机的发展趋势,1.1 了解计算机,计算机的发展特点,运算速度快 数百万亿次/秒 计算精度高 具有自动执行功能 具有超强的“记忆”和逻辑判断能力 通用性强,1.1 了解计算机,计算机的分类,1按处理的对象分类 电子

8、模拟计算机、电子数字计算机和混合计算机。 2按性能规模分类 巨型机、大型机、中型机、小型机、微型机（微型机又称个人计算机（Personal Computer，PC），）和工作站。 3按功能和用途分类 通用计算机和专用计算机。,1.1 了解计算机,体验与探究,通过查找资料，了解不同发展阶段的计算机，看看它们都有什么特点？ 搜集计算机朝微型化、网络化、智能化和多功能化发展的例子。 探索数据在计算机中的处理过程。 讨论信息技术与自己所学专业的关系。如何提高自己的信息能力，成为有信息素养的公民？ 信息社会应该以什么为标志？你是如何理解信息社会的？,1.2 认识微型计算机,任务1：认识微型计算机的组成P

9、5,任务2：认识主板系统单元,任务3：认识主板与外部设备的接口,任务4：认识外存储器,主机前部,主机后部,主机内部,主机与外设,主板系统,CPU,内存,接口图1,接口图2,讨 论,外存储器,讨 论,体 验,计算机基础知识,返回,任务1：认识微型计算机的组成：主机与外设,1.2 认识微型计算机,图识计算机,主机前部,产品标签,产品标签,光驱,电源开关,前置USB接口,前置话筒 耳机插口,1.2 认识微型计算机,图识计算机,主机后部,1.2 认识微型计算机,PS/2接口、串行接口、并行接口、RJ-45网络接口、USB2.0接口、音频接口，高档的主板还有IEEE1394接口和无线模块等。 PS/2接

10、口用来连接PS/2鼠标和PS/2键盘，绿色接口接入鼠标，而蓝色接口则接入键盘；串行接口用来接入外置Modem和录音笔一类的设备；并行LPT接口用来接入老式的针式、喷墨打印机。 IEEE1394接口主要用来接入数码摄像机；无线模块则用来建立无线网络；RJ-45接口用来接入局域网或连接ADSL等上网设备；USB2.0则用来连接MP3、摄像头、打印机、扫描仪、移动硬盘、闪存盘等高速USB设备；音频设备接口则用来连接7.1声道的有源音箱；而数字光纤接口则负责传输质量更高的数字音频信号。,图识计算机：主机内部,1.2 认识微型计算机,CPU、CPU风扇,电源、主板,内存、显卡、硬盘、光驱,图识计算机,主

11、机内设备,内存,显卡,硬盘,光驱,主机内部,图识计算机,主机内设备,CPU,CPU风扇,主机内部,图识计算机,主机内设备,电源,主板,主机内部,相关知识总结,计算机系统组成包括硬件系统和软件系统两大部分 裸机：没有软件的计算机称为,计算机系统,硬件系统,软件系统,外部设备,主 机,中央处理器(CPU),存储系统,运算器(产生控制信号,控制整个计算机工作) 控制器(执行算术运算和逻辑运算),只读存储器(ROM) 随机存取存储器(RAM),应用软件,系统软件,操作系统,语言处理程序,DOS操作系统 Windows操作系统 网络操作系统(UNIX，Linux),编译程序 解释程序 汇编程序,文字处理

12、程序 图形处理软件 多媒体处理软件 财务软件 辅助设计软件 ,数据库管理系统,输入设备(鼠标、键盘、扫描仪、手写板、数码相机等) 输出设备(显示器、打印机、绘图仪、音箱等) 外存储器(硬磁盘、软磁盘、磁带、光盘、移动存储设备等),计算机系统组成原理简图,设备驱动程序,控制器,CPU,运算器,存储器,内存储器,外存储器,装在主板上,输入设备,输出设备,装在主机箱内,软盘驱动器,硬盘驱动器,光盘驱动器,U盘及其它移动设备,鼠标、键盘、扫描仪、手写板、数码相机等,显示器、打印机、绘图仪、音箱等,微机硬件系统逻辑结构与物理部件对应简图,任务2：认识主板系统单元,（P8-9）主板是电脑主机中最大的一块电

13、路板，也有母板、主机板等名称。主板是电脑的中枢，它为CPU、内存及各种功能卡（如声卡、显卡、网卡等）提供安装插座；为各种存储设备（如打印机、扫描仪、数码相机）等外设提供接口。电脑就是通过主板将CPU等各种器件和外部设备有机地结合起来，形成一套完整的系统，因此电脑的整体运行速度和稳定性在相当程度上取决于主板的性能。,1、 地址总线 从CPU发出至各个I/O接口其是采用单向传输，三态控制,2、 数据总线 数据总线是CPU与存储器、CPU与I/O接口设备之间传送数据信息（各种指令数据信息）的总线数据总线上的信息是双向传输的。,3、控制总线 控制总线传送的是各种控制信号，有CPU至存储器、I/O接口设

14、备的控制信号，有I/O接口送向CPU的应答信号、请求信号，因此，控制总线上的信息是双向传输的,1.2 认识微型计算机,认识主板系统单元CPU,CPU CPU 是一个超大规模集成电路芯片，它包含运算器和控制器的功能，因此CPU 又称为微处理器（MPU）。 运算器（Arithmetic Unit）也称为算术逻辑单元（Arithmetic Logic Unit，ALU），用来进行加、减、乘、除等算术运算和“与”、“或”、“非”等逻辑运算，实现逻辑判断。 控制器（Control Unit）是计算机的指挥中心，计算机的各部件在它的指挥下协调工作。控制器通过执行程序使计算机完成规定的处理任务。 CPU 的

15、主要技术指标如下：P8 （1）字长。字（Word）是CPU 处理数据的基本单位，字中所包含的二进制数的位数称为字长，它反映了计算机一次可以处理的二进制代码的位数。字长越长，数据处理精度越高，速度越快。 （2）主频。CPU 的主频是指CPU 的工作时钟频率，是衡量CPU 运行速度的指标。 （3）整数和浮点数性能。整数运算由ALU 实现，而浮点数运算由浮点处理器（Floating Point Unit，FPU）实现。浮点运算主要应用于图形软件、游戏程序处理等。 （4）高速缓冲存储器。高速缓冲存储器（Cache）设置在CPU 内部，工作过程完全由硬件电路控制，数据的存取速度快，其速度高出访问内存速度

16、的数倍，设置Cache 可以提高计算机的速度。,1.2 认识微型计算机,任务2：认识主板系统单元内存,存储器（P8） 计算机的存储器分为 种：主存储器（内存）、外存储器（外存）和Cache(高速缓存）。 内存分为只读存储器（ROM）和随机存取存储器（RAM）两种。 ROM 存放固定不变的程序和数据，关机后不会丢失。ROM 在计算机工作时只能读出（取），不能写入（存）。 RAM 用来在计算机运行时存放系统程序、应用程序、数据结果等，关机后内容消失。RAM 可随时读出和写入， 分为动态RAM（DRAM） 和静态RAM（SRAM） 两大类。 计算机系统中，内存容量主要由RAM 的容量来决定，习惯上将RAM 直接称为内存。,1.2 认识微型计算机,任务3：认识主板与外部设备的接口,1.2 认识微型计算机,任务3：认识主板与外部设备的接口,1.2 认识微型计算机,讨论,计算机如何把数据通过内存储器传送到外部设备呢？（接口电路的作用）