计算机应用基础教程第一章计算机基础知识ppt

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1、计算机应用基础计算机应用基础计算机应用基础计算机应用基础第一章第一章 计算机基础知识计算机基础知识1.1 计算机基础知识计算机基础知识1.1计算机的概述计算机的概述 计算机：是一种能够对各种信息进行计算机：是一种能够对各种信息进行存储存储和和处理处理的工的工具，是具，是20世纪人类最伟大的科技发明之一，从广义上来讲，世纪人类最伟大的科技发明之一，从广义上来讲，计算机是一种不需要人类直接干预而且能够自动完成各种计算机是一种不需要人类直接干预而且能够自动完成各种算数和逻辑运算的工具。算数和逻辑运算的工具。21.11 计算机的概述计算机的概述早期的计算工具早期的计算工具： 算筹（公元前算筹（公元前7

2、70年）年） 算盘（公元八世纪）算盘（公元八世纪） 巴斯卡（巴斯卡（1642-1643年）发明机械加法器年）发明机械加法器 世界上第一台数字式电子计算机世界上第一台数字式电子计算机ENIAC（1946年）年）31.1.1 计算机的发展计算机的发展 1、计算机的分代、计算机的分代 计算机的发展分代是根计算机的发展分代是根据电子元器件发展而划分：据电子元器件发展而划分：41.1.2 计算机的发展计算机的发展 2、计算机的诞生、计算机的诞生 1946年第一台电子计算年第一台电子计算机机ENIAC(电子数字积分计算机）电子数字积分计算机）诞生于美诞生于美 国宾夕法尼亚大学。国宾夕法尼亚大学。 是一个庞

3、然大物，占地面是一个庞然大物，占地面积：积：170平方米；大约重平方米；大约重30余顿；余顿；每小时耗电每小时耗电140千瓦；运算速度千瓦；运算速度5000次次/秒，相当于手工的秒，相当于手工的20万万倍；使用了倍；使用了18000多个电子管、多个电子管、1500多个继电器、多个继电器、10000多只多只电容和电容和7000多个电阻。多个电阻。51.1.2 计算机的发展计算机的发展3、计算机的分代、计算机的分代 计算机的发展分代（根据电子元器件的发展）：计算机的发展分代（根据电子元器件的发展）： （1）第一代：电子管计算机时代（第一代：电子管计算机时代（19461957年）年） 采用电子管作为

4、运算和逻辑元件，使用机器语言和汇采用电子管作为运算和逻辑元件，使用机器语言和汇编语言。运算次数达到编语言。运算次数达到500030000次次/秒。秒。 代表机器：代表机器：ENIAC、IBM系列机。系列机。 存储器早期采用水银延迟线，后采用磁鼓或磁芯。存储器早期采用水银延迟线，后采用磁鼓或磁芯。 编程语言采用机器语言或汇编语言。编程语言采用机器语言或汇编语言。 61.1.2 计算机的发展计算机的发展 3、计算机的分代、计算机的分代 计算机的发展分代（根据电子元器件的发展）：计算机的发展分代（根据电子元器件的发展）： （2）第二代：晶体管计算机时代（第二代：晶体管计算机时代（19571964年）

5、年） 采用晶体管作为运算和逻辑元件，具有主存储器和外存储采用晶体管作为运算和逻辑元件，具有主存储器和外存储器。运算次数达到几万次器。运算次数达到几万次几十万次几十万次/秒秒。 内存采用磁芯存储器，而外存采用磁盘。内存采用磁芯存储器，而外存采用磁盘。 开始使用操作系统以及各种早期的高级语言。开始使用操作系统以及各种早期的高级语言。 应用拓展到数据处理、过程控制等领域。应用拓展到数据处理、过程控制等领域。 71.1.2 计算机的发展计算机的发展3、计算机的分代、计算机的分代 计算机的发展分代（根据电子元器件的发展）：计算机的发展分代（根据电子元器件的发展）： （3）第三代：中、小规模集成电路计算机

6、时代第三代：中、小规模集成电路计算机时代（19651970年）年） 采用集成电路作为逻辑元件，采用半导体存采用集成电路作为逻辑元件，采用半导体存储器储器（体积小、耗电低、可靠性高），中央处理器采用微体积小、耗电低、可靠性高），中央处理器采用微程程 序技术；拥有较完善的操作系统；出现了并行技术、多序技术；拥有较完善的操作系统；出现了并行技术、多处理机、虚拟存储系统等技术。运算速度达到几十万次处理机、虚拟存储系统等技术。运算速度达到几十万次几百万次。几百万次。81.1.2 计算机的发展计算机的发展3、计算机的分代、计算机的分代 计算机的发展分代（根据电子元器件的发展）：计算机的发展分代（根据电子元

7、器件的发展）： （4）第四代：大规模集成电路和超大规模集成第四代：大规模集成电路和超大规模集成电路计算机时代（电路计算机时代（1971） 采用大规模和超大规模集成电路为主要功能采用大规模和超大规模集成电路为主要功能部件，采用更高集成度的半导体存储器，出现了磁盘、光部件，采用更高集成度的半导体存储器，出现了磁盘、光盘、鼠标、图像扫描仪、数码照相机和高分辨率彩色显示盘、鼠标、图像扫描仪、数码照相机和高分辨率彩色显示器以及高质量的打印机和绘图仪。器以及高质量的打印机和绘图仪。910微型计算机发展简介1第一代微机第一代PC机以IBM公司的IBM PC/XT机为代表，CPU是8088，诞生于1981年。

8、2第二代微机IBM公司于1985年推出的IBM PC/AT标志着第二代PC机的诞生。它采用80286为CPU。3第三代微机1987年，Intel公司推出了80386微处理器。386又进一步分为SX和DX两档。4第四代微机1989年，Intel公司推出了80486微处理器。486也分为SX和DX两档，即486SX、486DX。115第五代微机1993年Intel公司推出了第五代微处理器Pentium（中文名“奔腾”）6第六代微机1998年Intel公司推出了Pentium 、Celeron，后来推出了Pentium 、Pentium 4，其他公司也推出了相同档次的CPU，如K6、Athlon X

9、P、VIA C3等。7第七代微机2003年9月，AMD公司发布了面向台式机的64位处理器Athlon 64，标志着64位微机的到来。2005年6月，Intel和AMD相继推出了台式机的双核心处理器。2006年，Intel和AMD都发布了四核心处理器，处理器将向多核心发展。第七代微机是目前最流行的档次。1.1 微型计算机发展简介12i3和和i5的区的区别最通俗易懂的就是最通俗易懂的就是i3好比是限速好比是限速180的的6车道高速公道高速公路路i5好比是限速好比是限速250的的8车道高速公道高速公路。路。13桌面型处理器移动型处理器14桌面型处理器151.1.3 计算机的分类 分类标准：计算机的速

10、度、存储量、同时容纳的用户数以及价格。 (1)、巨型计算机、巨型计算机 也称为超级计算机，其占地最大，价格最贵，功能最强，其也称为超级计算机，其占地最大，价格最贵，功能最强，其运算速度最运算速度最 快，每秒万亿次。目前多用于军事、气象预报、科学研究快，每秒万亿次。目前多用于军事、气象预报、科学研究等领域。等领域。 (2)、大型计算机、大型计算机 速度低于巨型机，容量稍小于巨型机，价格低于巨型机。能速度低于巨型机，容量稍小于巨型机，价格低于巨型机。能够支持上百个用够支持上百个用 户工作，一般用于处理中度复杂的问题。户工作，一般用于处理中度复杂的问题。 (3)、小型计算机、小型计算机 容量小于大型

11、机，价格较便宜，同时容纳容量小于大型机，价格较便宜，同时容纳3060多个用户。多个用户。随着计算机硬件的发展，已有用微型机代替小型机的发展趋势。随着计算机硬件的发展，已有用微型机代替小型机的发展趋势。161.1.3 计算机的分类 (4)、微型计算机、微型计算机 又称又称“个人计算机个人计算机”（PC），俗称），俗称“电脑电脑”。价格便宜，功。价格便宜，功能齐全，广泛应用于家庭、学校、办公等。能齐全，广泛应用于家庭、学校、办公等。 主要类型有台式的、笔记主要类型有台式的、笔记本式等。本式等。 (5)、工作站、工作站 是一种高档的微型机，介于小型机和微型机之间。与普通是一种高档的微型机，介于小型机

12、和微型机之间。与普通PC机的区别是：配有高分辨率大屏幕、容量很大的内存储器和外存储器、机的区别是：配有高分辨率大屏幕、容量很大的内存储器和外存储器、有较强的信息处理和高性能的图形图像以及联网功能。适用于有较强的信息处理和高性能的图形图像以及联网功能。适用于CAD/CAM等。等。171.1.4 计算机的特点 (1)、运算速度快、运算速度快 (2)、计算精度高、计算精度高 (3)、具有很强的记忆能力和逻辑判断能力、具有很强的记忆能力和逻辑判断能力 (4)、具有自动运行能力、具有自动运行能力 (5)、通用性强、通用性强181.1.5 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、

13、多功能化方向发展） 巨型化和高性能计算机的研究、开发和利用，是一个国家的经济实力 、科学技术水平的重要标志 微型机的广泛应用是标志着一个国家科学普及的程度191.1.6 计算机的应用领域计算机的应用领域计算机的应用领域相当广泛，涉及到科学研究、军事技术、信息管理、计算机的应用领域相当广泛，涉及到科学研究、军事技术、信息管理、工农业生产、文化教育等各个方面。主要可概括为以下几个方面。工农业生产、文化教育等各个方面。主要可概括为以下几个方面。1. 科学计算（数值计算）科学计算（数值计算）2. 信息处理信息处理3. 实时控制实时控制4. 电子商务电子商务5. 计算机辅助工程计算机辅助工程 （1）计算

14、机辅助设计）计算机辅助设计CAD （2）计算机辅助制造）计算机辅助制造CAM （3）计算机辅助教学）计算机辅助教学CAI （4）其他计算机辅助系统）其他计算机辅助系统6. 人工智能人工智能201.2 计算机系统的基本组成及工作原理计算机系统的基本组成及工作原理1.2 .1 计算机硬件系统的概念计算机硬件系统的概念 计算机系统计算机系统：由计算机硬件系统和软件系统构成的。由计算机硬件系统和软件系统构成的。 硬件系统：构成计算机的物理装置，是计算机运硬件系统：构成计算机的物理装置，是计算机运行的物质基础。行的物质基础。 软件系统：由程序和程序运行所需要的数据以及软件系统：由程序和程序运行所需要的数

15、据以及与程序相关的文档组成。与程序相关的文档组成。211.2 .2 计算机硬件系统的基本组成计算机硬件系统的基本组成 计算机系统硬件系统由计算机系统硬件系统由运算器运算器、控制器控制器、存储器存储器、输入设备输入设备和和输出设备输出设备组成。组成。 1、运算器运算器：主要用来进行数据运算，是对信息进行处理：主要用来进行数据运算，是对信息进行处理和加工的部件。和加工的部件。 2、控制器控制器：是计算机的指挥系统。：是计算机的指挥系统。 运算器运算器、控制器控制器合起来成为中央处理器（合起来成为中央处理器（CPU）。计）。计算机的性能主要取决于算机的性能主要取决于CPU，主要功能是取出指令，解释指

16、，主要功能是取出指令，解释指令和执行指令，还具有进行算术和逻辑运算的功能。令和执行指令，还具有进行算术和逻辑运算的功能。 221.2.2 计算机硬件系统的基本组成计算机硬件系统的基本组成 3、存储器存储器：是计算机中具有记忆能力的部件，用来存放程序代：是计算机中具有记忆能力的部件，用来存放程序代码或数据。分为内存储器、外存储器。码或数据。分为内存储器、外存储器。 (1)内存储器：简称内存。分为随机存储器、只读存储器、内存储器：简称内存。分为随机存储器、只读存储器、高高速缓冲存速缓冲存储器。储器。 随机存储随机存储由插在主板上的若干内存条组成；其信息是由插在主板上的若干内存条组成；其信息是由电能

17、来维持，断电后由电能来维持，断电后器器(RAM)又称主存：又称主存：是其信息就不存在。是其信息就不存在。 只读存储器只读存储器(ROM)又称又称BIOS：用来存放在无电源的情用来存放在无电源的情况下仍保持不变的数据。提供了况下仍保持不变的数据。提供了微机系统的加电自检微机系统的加电自检、功能模块的初功能模块的初始化始化、系统的基本输入系统的基本输入/输出的驱动程序输出的驱动程序（显示驱动、硬盘驱动、键盘（显示驱动、硬盘驱动、键盘驱动以及通信接口的驱动等）。驱动以及通信接口的驱动等）。231.2.2 计算机硬件系统的基本组成 (2)外存储器：简称外存。作为存储数据的一种辅助外存储器：简称外存。作

18、为存储数据的一种辅助设备。如计算机硬盘、磁盘、光盘或设备。如计算机硬盘、磁盘、光盘或U盘等。盘等。 241.2.2 计算机硬件系统的基本组成 4、输入设备输入设备：用来向计算机输入信息的部件。如计：用来向计算机输入信息的部件。如计算机键盘算机键盘 、鼠标、扫描仪、磁带机等。、鼠标、扫描仪、磁带机等。251.2.2 计算机硬件系统的基本组成 5、输出设备输出设备：用来从计算机输出结果的部件。如：用来从计算机输出结果的部件。如：计算机显示器计算机显示器 、打印机、打印机、 绘图仪等。绘图仪等。 26计算机硬件系统组成计算机硬件系统组成典型的计算机硬件是由主机、显示器、键盘、鼠标等部件构成。具有多媒

19、体功能的计算机还配有音响和话筒、游戏操纵杆等，计算机还可以外接打印机、扫描仪、摄像头、数码相机等设备。27主机主机指主机箱及其内部的计算机组件所构成的整体,具体包括：主板、CPU、内存、显卡、声卡、网卡、硬盘、光驱及主机箱、电源等部件。28主板主板主板又叫主机板(Main Board)，是计算机中最大的一块电路板，选用的集成电路芯片组，是CPU与各种设备连接的桥梁，其他部件还有BIOS、CMOS、系统总线和微机内存。常见的主板有整合和非整合、标准ATX和MICRO-ATX之分。 俯视图 侧面图29PC99 规范要求主板各接口必须采用有色识别标识，方便识别规范要求主板各接口必须采用有色识别标识，

20、方便识别系统主板系统主板内存内存总线插槽总线插槽接口卡接口卡处理器处理器串行接口串行接口万用串列万用串列总线接口总线接口芯片组芯片组优化板上元件布局配合ATX电源，实现软关机Modem远程遥控开关机需要配合专门的ATX机箱使用主板：AT结构和ATX结构 ATX新型主板结构规范：30CPU接口类型接口类型采用的接口方式有引脚式、卡式、触点式、针脚式等。而目前CPU的接口都是针脚式接口，对应到主板上就有相应的插槽类型。CPU接口类型不同，在插孔数、体积、形状都有变化，所以不能互相接插31内存条平面图内存条平面图DDR SDRAM 内存32显卡显卡显卡是CPU与显示器之间的接口电路，在CPU的控制下

21、，将主机送来的显示数据转换为视频和同步信号送给显示器，最后再由显示器形成各种各样的图像。显卡品牌：华硕显卡，小影霸显卡等。33声卡声卡声卡是使用一个专门的声音解码器，是实现声波/数字信号相互转换的硬件电路。提供输入/输出接口，如与音箱，麦克风连接。34网卡网卡网卡实现联网计算机和网络电缆之间的物理连接。通过介质连接器将计算机接入网络电缆系统，包括网卡与网络电缆的物理连接、介质访问控制、数据帧的拆装、帧的发送与接收、错误校验、数据信号的编/解码、数据的串、并行转换等功能。35硬盘硬盘硬盘是计算机系统中最重要的外部存储设备，由碟片，读写头，接口，跳线组成。硬盘的类型有希捷、迈拓、西数的鱼子酱、日立

22、等。 36光驱光驱光驱主要是读取光盘数据，根据类型不同，分为：CDROM驱动器、DVDROM驱动器。37主机箱前后面板主机箱前后面板38显示器显示器显示器是计算机中最重要的输出设备，是用户与计算机沟通的主要界面。从制造显示器的器件或工作原理分为：传统的阴极射线管显示器（CRT）和液晶显示器(LCD)；按显示屏幕大小分为15寸、17寸、19寸等。CRT显示器 LCD显示器39键盘键盘键盘将数字、英文字母、标点符号等输入到计算机中，向计算机发出命令，输入数据等。根据按键的多少划分为84键，93键，101键，104键，107键等几类。目前市场上的键盘接口类型有PS/2接口和USB接口。40鼠标鼠标鼠

23、标按结构分可分机械式、光电式等，按键数目也不同，一般有两按键和三按键。鼠标接口，现在常使用的有PS/2口和USB口。41音箱音箱42打印机打印机打印机也是计算机系统最常用的输出设备。按打印方式分为：点阵打印机、喷墨打印机和激光打印机。点阵打印机 喷墨打印机 激光打印机43实训微机外部线缆的连接对微机用户来说，最基本的要求就是微机外部线缆的连接，即主机箱与显示器、键盘、鼠标之间通过线缆连接起来。机箱后部的接口如图1-20所示。44实训45如图1-21所示是连接好显示器、键盘、鼠标和音箱后的图示。实训461. 连接显示器实训472. 连接音箱3. 连接键盘如图1-23所示。实训484. 连接鼠标、

24、如图1-24所示。5. 连接主机电源6. 开机测试实训491.2.2 计算机硬件系统的基本组成 6、其他外部设备其他外部设备：随着微机应用领域不断扩大，特：随着微机应用领域不断扩大，特别是多媒体技术的应用，外设种类日益增多。例如：声音别是多媒体技术的应用，外设种类日益增多。例如：声音卡、视频卡、调制解调器等。卡、视频卡、调制解调器等。 7、微型计算机总线微型计算机总线：总线是连接微型计算机系统中：总线是连接微型计算机系统中各个部件的一组公共信号线，是计算机中传送数据、信息各个部件的一组公共信号线，是计算机中传送数据、信息的公共通道。的公共通道。 微机系统总线由数据总线（微机系统总线由数据总线（

25、DB）、地址总线）、地址总线（AB）和控制总线（）和控制总线（CB）三部分组成。）三部分组成。501.2.3 计算机软件系统 1、系统软件系统软件：是管理、监控和维护计算机各种资源使其充分发挥作用、：是管理、监控和维护计算机各种资源使其充分发挥作用、提高工作效率及方便用户的各种程序的集合。提高工作效率及方便用户的各种程序的集合。 包括：包括：操作系统操作系统、程序设计语言及解释程序和编译程序程序设计语言及解释程序和编译程序、机器的监控管机器的监控管 理程序、调试程序、故障检查和诊断程序理程序、调试程序、故障检查和诊断程序、数据库系统数据库系统等等 操作系统包括：操作系统包括： （1）MS-DO

26、S：在：在Windows95之前使用的，文本界面，单用户单之前使用的，文本界面，单用户单务；务； （2）Windows：MS-DOS之后出现的图形操作系统，单用户多任务，之后出现的图形操作系统，单用户多任务，硬件具有硬件具有“即插即用即插即用”的功能；的功能； （3）UNIX：多用于服务器的一种商业软件，多用户多任务；：多用于服务器的一种商业软件，多用户多任务； （4）Linux：类似于：类似于Unix的操作系统，开放源码，多用于服务器。的操作系统，开放源码，多用于服务器。 （5）其他类：）其他类：IBM、HP、APPLE等。适用于专用的服务器，类似于等。适用于专用的服务器，类似于Unix。5

27、11.2.3 计算机软件系统 2、应用软件应用软件：除系统软件以外的所有软件都是应用：除系统软件以外的所有软件都是应用软件，是为解决用户实际问题而设计、开发的软件。软件，是为解决用户实际问题而设计、开发的软件。 分为：分为：科学计算软件科学计算软件、 数据处理软件数据处理软件、 过程控制软件过程控制软件、 辅助设计软件辅助设计软件。 521.2.4计算机软件分类计算机软件的内容很丰富，要对其进行严格分类比较困难。计算机软件的内容很丰富，要对其进行严格分类比较困难。如果按照软件的用途来分，则大致可以讲软件分为以下三如果按照软件的用途来分，则大致可以讲软件分为以下三类：类： （1）服务类软件）服务

28、类软件面向用户，为用户服务。面向用户，为用户服务。 （2）维护类软件）维护类软件面向计算机维护的。面向计算机维护的。 （3）操作管理类软件）操作管理类软件面向计算机操作和管理的。面向计算机操作和管理的。如果按计算机系统的角度来划分，软件又可以分为如果按计算机系统的角度来划分，软件又可以分为系统软系统软件件和和应用软件应用软件。531.2.5 程序语言设计与语言处理程序程序语言设计与语言处理程序为了让计算机解决实际问题，使计算机按人的意图进行工为了让计算机解决实际问题，使计算机按人的意图进行工作，人们主要通过用计算机能够作，人们主要通过用计算机能够“懂得懂得”的语言和语法格的语言和语法格式编写程

29、序并提交计算机来执行实现。编写程序所采用的式编写程序并提交计算机来执行实现。编写程序所采用的语言就是程序设计语言。语言就是程序设计语言。程序设计语言一般分为：程序设计语言一般分为：机器语言、汇编语言和高级语言。机器语言、汇编语言和高级语言。541.2.6 工作原理工作原理 程序是如何执行的？程序是如何执行的？ 551.2.6 工作原理工作原理 使用者根据解决某一问题的步骤，选用一条条指令进行有使用者根据解决某一问题的步骤，选用一条条指令进行有序的排列。计算机执行了这一指令序列，便可完成预定的序的排列。计算机执行了这一指令序列，便可完成预定的任务。这一指令序列就称任务。这一指令序列就称程序。程序

30、。程序就是由一系列指令所程序就是由一系列指令所组成的有序集合，计算机执行程序就是执行一系列指令。组成的有序集合，计算机执行程序就是执行一系列指令。 什么是指令？什么是指令？ 指令就是让计算机完成某个操作所发出的指令或命令。指令就是让计算机完成某个操作所发出的指令或命令。即计算机完成某个操作的依据，一条指令同通常由两部分即计算机完成某个操作的依据，一条指令同通常由两部分组成：组成：操作码和操作数操作码和操作数 操作码：指明该指令要完成的操作。操作码：指明该指令要完成的操作。 操作数（地址码）：参加运算的数或者数所在的单元地操作数（地址码）：参加运算的数或者数所在的单元地址。址。一台计算机的所有指

31、令的集合，称为该计算机的指令系统。一台计算机的所有指令的集合，称为该计算机的指令系统。561.2.6 工作原理工作原理 指令系统反映了计算机的基本功能，因此不同计算机其指指令系统反映了计算机的基本功能，因此不同计算机其指令系统也不相同。令系统也不相同。 2.计算机执行指令的过程计算机执行指令的过程 计算机执行指令一般分为两个阶段：计算机执行指令一般分为两个阶段： 取指周期取指周期 首先将要执行的命令从内存中取出来送入首先将要执行的命令从内存中取出来送入CPU 执行周期执行周期 然后然后CPU对指令进行分析译码，判断该条指令要完对指令进行分析译码，判断该条指令要完成的操作，向各个部件发出完成该操

32、作的控制信号，完成成的操作，向各个部件发出完成该操作的控制信号，完成该指令的功能。该指令的功能。571.2.6 工作原理工作原理 3.程序的执行过程程序的执行过程计算机的工作就是计算机的工作就是执行程序，即自动执行程序，即自动连续的执行一系列连续的执行一系列指令。指令。 内存内存CPU取指令取指令读出指令读出指令581.2.6 工作原理工作原理4.计算机的工作过程计算机的工作过程 原始数据输入设备 1946年冯年冯.诺依曼提出计算机组成和工作的设计思想：诺依曼提出计算机组成和工作的设计思想： 计算机应包括：计算机应包括：运算器、控制器、存储器、输入、输出运算器、控制器、存储器、输入、输出设备设备； 计算机内部采用二进制来表示指令和数据；每条指令具计算机内部采用二进制来表示指令和数据；每条指令具有一个操作码和有一个操作码和 一个地址码，操作码表明运算性质，地址码指出一个地址码，操作码表明运算性质，地址码指出操作数在存储器中的位置。操作数在存储器中的位置。 将编好的程序和原始数据送入存储器中，启动机器工作，将编好的程序和原始数据送入存储器中，启动机器工作，在不需要干预的情况下自动逐条取出指令，自动执行在不需要干预的情况下自动逐条取出指令，自动执行运算器存储器控制器输出设备输出结果591.3 计算机中的信息表示计算机中的信息表示60