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1、计算机基础计算机基础第二章第二章 计算机的基本组成及工计算机的基本组成及工作原理作原理本章学习q计算机系统基本知识计算机系统基本知识q计算机硬件计算机硬件系统基本知识系统基本知识q计算机软件计算机软件系统基本知识系统基本知识q计算机的基本工作原理计算机的基本工作原理q微型计算机的结构及多媒体技术微型计算机的结构及多媒体技术q计算机中数的表示及编码计算机中数的表示及编码q键盘的操作几汉字输入键盘的操作几汉字输入q计算机使用的基本知识计算机使用的基本知识第二节计算机的基本工作原理第二节计算机的基本工作原理计算机的基本工作原理是美籍匈牙利科学家冯计算机的基本工作原理是美籍匈牙利科学家冯.诺依曼诺依曼
2、（John.Von.Neuman)于于1946年提出。年提出。基本思想概括为以下三条：基本思想概括为以下三条：计算机由运算器、控制器、存储器、输入、输计算机由运算器、控制器、存储器、输入、输出设备组成出设备组成程序和数据在计算机中用二进制数表示程序和数据在计算机中用二进制数表示计算机的工作过程是由存储程序控制的计算机的工作过程是由存储程序控制的 注意：计算机能够自动完成运算或处理过程是注意：计算机能够自动完成运算或处理过程是于存储程序和程序控制为基础的，存储程序和于存储程序和程序控制为基础的，存储程序和程序控制原理是冯程序控制原理是冯 .诺依曼思想的核心。诺依曼思想的核心。1、存储程序与程序控
3、制、存储程序与程序控制程序是为解决某个问题而编制的一系列操作步程序是为解决某个问题而编制的一系列操作步骤的集合，它可以用高级语言编写也可以由机骤的集合，它可以用高级语言编写也可以由机器指令构成。程序中的每条指令控制计算机完器指令构成。程序中的每条指令控制计算机完成一定的操作。成一定的操作。指令通常由两部分组成，即操作码和操作数。指令通常由两部分组成，即操作码和操作数。操作码用来规定指令应进行什么操作，而操作操作码用来规定指令应进行什么操作，而操作数则表示指令操作的对象。数则表示指令操作的对象。注：因为计算机只能识别二进制数，所以指令都注：因为计算机只能识别二进制数，所以指令都用二进制编码表示，
4、常用十六进制表示。在编用二进制编码表示，常用十六进制表示。在编写程序时则用符号指令表示，通常把表示指令写程序时则用符号指令表示，通常把表示指令的符号称为助记符。的符号称为助记符。1、计算机工作过程举例、计算机工作过程举例完成完成24+53=77运算运算,并把运算结果保存并把运算结果保存到地址为到地址为100的存储单元的存储单元.助记符助记符 操作码操作码 操作数操作数 MOV A,18H 0111 0100 0001 1000MOV A,18H 0111 0100 0001 1000 ADD A,35H 0010 0100 0011 0101 ADD A,35H 0010 0100 0011
5、0101 MOV 64H,A 1111 0101 0110 0100 MOV 64H,A 1111 0101 0110 01002.3 计算机软件系统计算机软件系统（P30P30）软件系统软件系统（Software System） 是构成计算机系统的各种程序集合是构成计算机系统的各种程序集合. . 软件可以分为系统软件和应用软件两大类软件可以分为系统软件和应用软件两大类.系统软件是管理、控制和维护计算机并支持应用程序系统软件是管理、控制和维护计算机并支持应用程序运行的各种软件通用性和基础性是系统软件的两个运行的各种软件通用性和基础性是系统软件的两个特点系统软件可分为：操作系统、语言处理程序、特
6、点系统软件可分为：操作系统、语言处理程序、数据库管理系统和支持软件四大类。数据库管理系统和支持软件四大类。应用软件系统软件硬件用户、操作系统、操作系统操作系统操作系统（Operating System） 管理和控制计算机软、硬件资源的程序；管理和控制计算机软、硬件资源的程序； 是人（用户）与计算机（机器）的接口是人（用户）与计算机（机器）的接口操作系统的五大功能操作系统的五大功能处理器管理处理器管理对处理机（对处理机（CPUCPU）资源的管理资源的管理存储管理存储管理对内存资源的管理对内存资源的管理设备管理设备管理对外部设备的管理对外部设备的管理文件管理文件管理对数据信息资源的管理对数据信息资
7、源的管理 注意：文件是管理的基本单位注意：文件是管理的基本单位作业管理作业管理。 作业：提交给计算机处理的某个程序、数据等作业：提交给计算机处理的某个程序、数据等操作系统的分类与常用操作系统操作系统的分类与常用操作系统批处理系统批处理系统分时系统分时系统实时系统实时系统网络操作系统网络操作系统分布式操作系统分布式操作系统批处理系统批处理系统 以作业为对象，连续处理以作业为对象，连续处理在计算机系统运行的作业流在计算机系统运行的作业流 分时系统分时系统以一个以一个CPU连接多个终端，连接多个终端，轮流为各个终端服务轮流为各个终端服务 常用：常用：UNIX，LINUX 实时系统实时系统对外来作用和
8、信号及时作对外来作用和信号及时作出反应。出反应。 常用：常用：RDOS 网络操作系统网络操作系统由网络服务器向工作站（客由网络服务器向工作站（客户机）提供共享资源服务。户机）提供共享资源服务。 常用：常用：NetWare Windows NT/2000 分布式操作系统分布式操作系统由多台平等的计算机组成由多台平等的计算机组成协调工作或共享资源协调工作或共享资源 个人电脑（PC机）常用操作系统DOS（Disk Operating System,磁盘操作磁盘操作系统系统） 单用户单任务单用户单任务 通过命令行形式执行任务通过命令行形式执行任务Windows 95/98 单用户多任务单用户多任务 通
9、过屏幕通过屏幕“桌面桌面”上的上的“窗口窗口”形式执形式执行任务行任务、程序设计语言、程序设计语言机器语言（指令系统）机器语言（指令系统） 其指令为二进制代码其指令为二进制代码(0、1)，如用，如用00110011表示相加。表示相加。 用机器语言编写的程序计算机可直接识别，执行速度最快，但可读性、用机器语言编写的程序计算机可直接识别，执行速度最快，但可读性、可移植性差可移植性差汇编语言汇编语言 用用“助记符助记符”代替二进制代码，如用代替二进制代码，如用ADD A,B表示两数相加。表示两数相加。 其程序必须通过翻译程序（汇编程序）翻译成二进制代码后才能执行。其程序必须通过翻译程序（汇编程序）翻
10、译成二进制代码后才能执行。 机器语言和汇编语言都是机器语言和汇编语言都是“面向机器面向机器”的低级语言。的低级语言。高级语言（面向过程）高级语言（面向过程） 用英文单词和代数表达式编写程序，最接近人类的自然语言（英语）。用英文单词和代数表达式编写程序，最接近人类的自然语言（英语）。 如用如用 LET C=A+B 表示两数相加。表示两数相加。 用高级语言编写的程序称为用高级语言编写的程序称为“源程序源程序”。 源程序必须经过翻译程序翻译后计算机才能处理。源程序必须经过翻译程序翻译后计算机才能处理。 高级语言的翻译程序有两种：高级语言的翻译程序有两种： 解释程序：翻译一句，计算机执行一句。解释程序
11、：翻译一句，计算机执行一句。 （相当于（相当于“口译口译”） 编译程序：将源程序整个翻译成目标程序，再通过编译程序：将源程序整个翻译成目标程序，再通过“链接程序链接程序”生成生成 “可执行程序可执行程序”，然后交计算机执行。，然后交计算机执行。 （相当于（相当于“笔笔译译”） 、程序设计语言、程序设计语言( (续）续）程序设计语言小结：程序设计语言小结：低级语言（面向机器语言）低级语言（面向机器语言）机器语言机器语言其程序无需翻译即可被识别，执行速度最快其程序无需翻译即可被识别，执行速度最快 汇编语言汇编语言其程序需通过翻译程序（汇编程序）处理其程序需通过翻译程序（汇编程序）处理常见高级语言种
12、类：常见高级语言种类：常见高级语言种类：常见高级语言种类： BASIC语言语言简单易学简单易学 C语言语言编程通用编程通用 Fortran语言语言科学计算科学计算 Pascal语言语言程序设计教学程序设计教学【术语】【术语】 指令指令=操作码操作码+操作数（地址码）操作数（地址码） ( (操作码不可缺少操作码不可缺少) )高级语言（面向过程语言）高级语言（面向过程语言）其程序需通过翻译程序（解释程序其程序需通过翻译程序（解释程序/编译程序）处理编译程序）处理、程序设计语言、程序设计语言( (续）续）名词：名词： 【源程序】用汇编语言或高级语言编写的程序【源程序】用汇编语言或高级语言编写的程序（
13、需经（需经“翻译翻译”处理）处理） 【翻译程序】将源程序译成目标程序或可执行指令的程序【翻译程序】将源程序译成目标程序或可执行指令的程序 【目标程序】经翻译程序翻译生成的程序【目标程序】经翻译程序翻译生成的程序 【可执行程序】经连接程序处理过的程序【可执行程序】经连接程序处理过的程序互相关系互相关系MOV A , 3ADD A , 6A=5, B=4C=B+A*2/B01100100011011目标程序目标程序高级语言源程序高级语言源程序汇编语言源程序汇编语言源程序汇编程序汇编程序编译程序编译程序解释程序解释程序可可执行程序执行程序连接程序连接程序翻译一句翻译一句执行一句执行一句注意注意生成目
14、标程序的条件生成目标程序的条件!4 4、数据库管理系统、数据库管理系统数据库数据库 数据库是指存储在计算机内部的，具有较高的数据独立性、较少的数数据库是指存储在计算机内部的，具有较高的数据独立性、较少的数据冗余、数据规范化并且共享数据的集合。据冗余、数据规范化并且共享数据的集合。数据库管理系统（数据库管理系统（DBMS) 是一种管理数据库的软件，它能维护数据库，接受和完成用户提出的是一种管理数据库的软件，它能维护数据库，接受和完成用户提出的访问数据库的各种请求。访问数据库的各种请求。5 5、支持软件、支持软件 支持软件又称为支撑软件，是指在软件开发过程中进行管理和实施而支持软件又称为支撑软件，
15、是指在软件开发过程中进行管理和实施而使用的软件工具，是软件系统的重要组成部分。支持软件包括编辑程使用的软件工具，是软件系统的重要组成部分。支持软件包括编辑程序、连接装配程序、诊断程序和调试程序。序、连接装配程序、诊断程序和调试程序。编辑程序：编辑程序：使用编辑程序用户可以编辑程序、文件和表格。使用编辑程序用户可以编辑程序、文件和表格。连接装配程序：连接装配程序：完成连接功能。完成连接功能。诊断程序：诊断程序：用来诊断计算机工作情况。用来诊断计算机工作情况。调试程序：调试程序：用户调试程序的一种工具。用户调试程序的一种工具。 2.3.2 2.3.2 、应用软件、应用软件 应用软件是指为解决各类实
16、际问题而设计的程序的有关技术应用软件是指为解决各类实际问题而设计的程序的有关技术资料。资料。程序库：程序库：主要用于科学计算和统计分析。主要用于科学计算和统计分析。软件包：软件包：是针对某种应用而设计的应用程序。是针对某种应用而设计的应用程序。套装软件：套装软件：软件集合。软件集合。 2.4 2.4 微型计算机硬件系统微型计算机硬件系统一、一、CPU芯片芯片谱系：谱系：286 386 486 Pentium Pentium Pro Pentium II Pentium III型号标识型号标识 Pentium 133 MMX Pentium III 550 奔腾奔腾奔腾奔腾II代代奔腾奔腾III
17、代代Pentium MMX(多能奔腾）Celeron（赛扬）CPUCPU主频主频单位为兆赫（单位为兆赫（MHzMHz）（决定决定CPUCPU的运行速度的运行速度）高能奔腾高能奔腾CPUCPU型号型号（决定决定CPUCPU的性能档次）的性能档次）目前最新的CPU芯片为Pentium （P4），即奔腾四代CPUPentiumPentium III2.4 2.4 微型计算机硬件系统（续）微型计算机硬件系统（续）二、内存二、内存(memory)地址：存储单元的编号地址：存储单元的编号两类内存：两类内存： ROM（只读存储器）只读存储器） 特点：所存数据只能读出（调用），不能用一般特点：所存数据只能读出
18、（调用），不能用一般 的方法修改；的方法修改； 断电数据不会丢失断电数据不会丢失 用途：一般用于存放系统信息用途：一般用于存放系统信息 RAM（随机存取存储器）随机存取存储器） 特点：新进旧出，断电数据全部丢失特点：新进旧出，断电数据全部丢失 只有内存才能与只有内存才能与CPU直接交换信息（打交道）直接交换信息（打交道） 内存内存=ROM+RAM 有关内存的几个名词有关内存的几个名词Cache （高速缓冲存储器）高速缓冲存储器） 用于提高用于提高CPU读写读写速度速度BIOS（基本输入基本输入/输出系统）芯片输出系统）芯片 主机板上最重要的主机板上最重要的ROM芯片，芯片，BIOS是微是微机启
19、动、自检和运行最基本的软件。机启动、自检和运行最基本的软件。Flash Memory（闪速存储器）闪速存储器） 主机板上用来存放系统软件（如主机板上用来存放系统软件（如BIOS）且其内容可以升级的特殊存储器。且其内容可以升级的特殊存储器。2.4 2.4 微型计算机硬件系统（续）微型计算机硬件系统（续）三、外部存储器三、外部存储器软磁盘软磁盘 3.5盘，盘，5.25 盘盘 现代微机一般使用现代微机一般使用1.44MB的的3.5盘盘 盘上写保护缺口封上时，可读可写盘上写保护缺口封上时，可读可写 盘上写保护缺口露出时，只能读不能写盘上写保护缺口露出时，只能读不能写 软盘是外存，软盘驱动器（软盘是外存
20、，软盘驱动器（drive)是是I/O设备设备硬磁盘硬磁盘 既是外存，又是既是外存，又是I/O设备设备磁带磁带 磁带是外存，磁带机是磁带是外存，磁带机是I/O设备设备只读光盘（只读光盘（CD-ROM） CD-ROM是是外存，外存，CD-ROM驱动器驱动器或或DVD-ROM驱动器是驱动器是I/O设备设备 CD-ROM的存储容量一般在的存储容量一般在650MB左右。左右。以上外存中，存取速度最快是硬盘，其余依次是光盘、软盘、磁带。以上外存中，存取速度最快是硬盘，其余依次是光盘、软盘、磁带。各种存储器中，存取速度最快的则是内存。各种存储器中，存取速度最快的则是内存。2.4 2.4 微型计算机硬件系统（续）微型计算机硬件系统（续）四、输入与输出设备四、输入与输出设备输入设备：输入设备： 键盘、鼠标、扫描仪、光笔、手写板、语音输入设备等键盘、鼠标、扫描仪、光笔、手写板、语音输入设备等输出设备输出设备 显示器显示器 display 或或 monitor 打印机（针式，喷墨、激光）打印机（针式，喷墨、激光） Printer 绘图仪等绘图仪等既是输入又是输出的设备：既是输入又是输出的设备： 软盘驱动器、光盘驱动器、磁带机、调制解调器（软盘驱动器、光盘驱动器、磁带机、调制解调器（Modem）既是输入又是输出又是外部存储器的设备：既是输入又是输出又是外部存储器的设备： 硬盘硬盘用于连接计算机与因特网
