大学计算机基础第1章知识.ppt

August 22, 2010,重庆科技学院电气与信息工程学院计算机系,1,第1章 计算机基础知识,1.1 计算机概述 1.2 微型计算机系统,August 22, 2010,重庆科技学院电气与信息工程学院计算机系,2,本章重点内容,数字信息及非数字信息的表示形式 微型计算机硬件系统的组成 数制间的转换,August 22, 2010,重庆科技学院电气与信息工程学院计算机系,3,1.1 计算机概述,1.1.1 计算机的发展 1.1.2 计算机的分类及应用领域 1.1.3 数据在计算机中的表示及存储 1.1.4 计算机系统组成,August 22, 2010,重庆科技学院电气与信息工程学院计算机系,4,1.1.1 计算机的发展,1946年，世界上第一台电子计算机诞生ENIAC,Electronic Numerical Integrator And Calculator,电子数字积分计算机,重达30吨 占地170m2 耗电150千瓦 18000个电子管 每秒5000次加减法,August 22, 2010,重庆科技学院电气与信息工程学院计算机系,5,1.1.1 计算机的发展,计算机的发展史，大概可分为四个阶段,August 22, 2010,重庆科技学院电气与信息工程学院计算机系,6,上图为苹果ipad示意图。 iPad定位介于苹果的智能手机iPhone和笔记本电脑产品之间，通体只有四个按键，与iPhone布局一样，提供浏览互联网、收发电子邮件、观看电子书、播放音频或视频等功能。,1.1.1 计算机的发展,August 22, 2010,重庆科技学院电气与信息工程学院计算机系,7,第五代计算机是把信息采集、存储、处理、通信同人工智能结合在一起的智能计算机系统。,1.1.1 计算机的发展,未来计算机第五代计算机,August 22, 2010,重庆科技学院电气与信息工程学院计算机系,8,美国电气和电子工程师协会(IEEE)的科学巨型机委员会提出把计算机划分为巨型机、小巨型机、大型主机、小型机、工作站和个人计算机六类。 我们把计算机分为四种： 桌面计算机 服务器 超级计算机 嵌入式计算机,1.1.2 计算机的分类及应用领域,分类方法不同，得出的计算机分类结果也不同。,August 22, 2010,重庆科技学院电气与信息工程学院计算机系,9,1.1.2 计算机的分类及应用领域,超级计算机示意图,August 22, 2010,重庆科技学院电气与信息工程学院计算机系,10,1.1.2 计算机的分类及应用领域,科学计算 数据处理 计算机辅助技术，如CAD 过程控制 人工智能（或智能模拟） 办公自动化 网络应用,计算机的应用领域,大家能对这些应用领域举例吗？,August 22, 2010,重庆科技学院电气与信息工程学院计算机系,11,1.1.3 数据在计算机中的表示与存储,进制的概念,十进制 R=10，可使用0,1,2,3,4,5,6,7,8,9 二进制 R=2 ，可使用0,1 八进制 R=8 ，可使用0,1,2,3,4,5,6,7 十六进制 R=16 ，可使用0,9,A,B,C,D,E,F,“逢R进一，借一当R”,August 22, 2010,重庆科技学院电气与信息工程学院计算机系,12,1.1.3 数据在计算机中的表示与存储,计算机内部存储信息采用二进制,August 22, 2010,重庆科技学院电气与信息工程学院计算机系,13,1.1.3 数据在计算机中的表示与存储,二进制的电路比较简单 二进制的运算比十进制数简单 二进制可靠性高,那为什么计算机内部要使用“二进制”？,August 22, 2010,重庆科技学院电气与信息工程学院计算机系,14,1.1.3 数据在计算机中的表示与存储,R 进制转化成十进制,R 进制转化成十进制：数码乘以各自的权的累加 例： 10101(B)=24+22+1=21 101.11(B)=22+1+2-1+2-2=5.75 101(O)=82+1=65 71(O)=78+1=57 101A(H)=163+16+104122,进制表示符号 B 二进制 O八进制 D十进制 H十六进制,August 22, 2010,重庆科技学院电气与信息工程学院计算机系,15,1.1.3 数据在计算机中的表示与存储,十进制转化成 R进制,整数部分：除以 R取余数，直到商为0，余数从右到左排列。 小数部分：乘以 R取整数，整数从左到右排列。,August 22, 2010,重庆科技学院电气与信息工程学院计算机系,16,1.1.3 数据在计算机中的表示与存储,二进制、八进制、十六进制数间的相互转换,一位八进制数对应三位二进制数 一位十六进制数对应四位二进制数 二进制转化成八(十六)进制) 整数部分：从右向左按三(四)位进行分组 小数部分：从左向右按三(四)位进行分组 不足补零,August 22, 2010,重庆科技学院电气与信息工程学院计算机系,17,1.1.3 数据在计算机中的表示与存储,1 101 101 110.110 101(B)= 1556.65(O) 1 5 5 6 6 5 11 0110 1110.1101 01(B)=36F.D4(H) 3 6 F D 4,二进制、八进制、十六进制数间的相互转换,August 22, 2010,重庆科技学院电气与信息工程学院计算机系,18,1.1.3 数据在计算机中的表示与存储,计算机存储信息的单位,字节（Byte）：由八个二进制位组成， 是计算机中表示存储空间的最基本容量单位,K 字节 1K = 1024 Byte M（兆）字节 1M = 1024 K G（吉） 字节 1G = 1024 M T（太）字节 1T = 1024 G,August 22, 2010,重庆科技学院电气与信息工程学院计算机系,19,1.1.3 数据在计算机中的表示与存储,ACSII码(American Standard Code for Information Interchange) 128个常用字符，用7位二进制编码，从0到127 控制字符：032，127；普通字符：94个。 例如：“a”字符的编码为1100001，对应的十进制数是97； 换行 0AH 10 回车 0DH 13 空格 20H 32 09 30H39H 4857 AZ 41H5AH 6590 az 61H7AH 97122,西文字符编码ASCII码,August 22, 2010,重庆科技学院电气与信息工程学院计算机系,20,1.1.3 数据在计算机中的表示与存储,汉字编码,(1) 汉字输入码(机外码) 音码类 全拼、双拼、微软拼音、智能ABC等 形码类 五笔字型法、郑码输入法等 。 (2) 汉字国标码(GB231280) 每个汉字占两个字节。 (3)机内码 汉字在设备或信息处理系统内部最基本的表达形式。 汉字 国标码 汉字内码 中 8680(01010110 01010000)B (11010110 11010000)B 华 5942(00111011 00101010)B (10111011 10101010)B,August 22, 2010,重庆科技学院电气与信息工程学院计算机系,21,1.1.3 数据在计算机中的表示与存储,GB2312-80码 Unicode码 UTF码,其它编码,August 22, 2010,重庆科技学院电气与信息工程学院计算机系,22,1.1.4 计算机系统组成,August 22, 2010,重庆科技学院电气与信息工程学院计算机系,23,1.1.4 计算机系统组成,计算机硬件包括主机和外设,August 22, 2010,重庆科技学院电气与信息工程学院计算机系,24,1.1.4 计算机系统组成,硬件组成,冯诺伊曼思想,计算机五大部件,August 22, 2010,重庆科技学院电气与信息工程学院计算机系,25,1.1.4 计算机系统组成,处理器,August 22, 2010,重庆科技学院电气与信息工程学院计算机系,26,1.1.4 计算机系统组成,存储器,存储器是计算机存储数据和程序的记忆单元集合， 每个记忆单元由8位二进制位组成，可读写其中的数据。,存储器,存储器通常分为内存储器和外存储器,存放大量信息 的外存储器,信息交流中心 内存储器,August 22, 2010,重庆科技学院电气与信息工程学院计算机系,27,1.1.4 计算机系统组成,输入/输出设备,常用输入设备：键盘、鼠标、扫描仪、光笔、数字化仪等。 常用输出设备：显示器、打印机、绘图仪等。,August 22, 2010,重庆科技学院电气与信息工程学院计算机系,28,1.1.4 计算机系统组成,软件分为： 系统软件 操作系统：Windows、Unix、Linux 语言处理程序：C、Pascal、VB等 数据库管理系统：SQL Server 2000，Oracle 实用程序：诊断程序、排错程序等 应用软件：MS Office，QQ，PhotoShop,软件,August 22, 2010,重庆科技学院电气与信息工程学院计算机系,29,1.2 微型计算机系统,1.2.1 计算机的基本工作原理及结构 1.2.2 微型计算机硬件系统组成,August 22, 2010,重庆科技学院电气与信息工程学院计算机系,30,数据传送指令 数据处理指令 程序控制指令 输入输出指令 其它指令,If Goto, And Or,对计算机的硬件进行管理等,指令,结构,分类,操作码 要完成的操作类型或性质 操作数 操作的内容或所在的地址,1.2.1 计算机基本工作原理及结构,指令是能被计算机识别并执行的的二进制代码,August 22, 2010,重庆科技学院电气与信息工程学院计算机系,31,1.2.1 计算机基本工作原理及结构,指令的执行过程,指令的执行过程分为以下4个步骤： 取指令 按照指令计数器中的地址，从内存储器中取出指令，并送往指令寄存器。 分析指令 对指令寄存器中存放的指令进行分析，由译码器对操作码进行译码，将指令的操作码转换成相应的控制电位信号；由地址码确定操作数地址。 执行指令 由操作控制线路发出完成该操作所需要的一系列控制信息，去完成该指令所要求的操作。 一条指令执行完成，指令计数器加1 或将转移地址码送入程序计数器，然后回到。,August 22, 2010,重庆科技学院电气与信息工程学院计算机系,32,1.2.1 计算机基本工作原理及结构,计算机工作原理示意图,August 22, 2010,重庆科技学院电气与信息工程学院计算机系,33,1.2.2 微型计算机硬件系统组成,常见微型计算机,平板电脑,家庭网络计算机,移动计算机,August 22, 2010,重庆科技学院电气与信息工程学院计算机系,34,1.2.2 微型计算机硬件系统组成,CPU(Central Processing Unit， 中央处理器),CPU性能指标 CPU字长：内部各寄存器之间一次能够传递的数据位， x位CPU 通常用CPU字长和位宽来称呼CPU。例如，Pentium CPU字长是32位，位宽是64位，称为超32位CPU CPU主频：CPU内核电路的实际工作频率 CPU的工作效率还受到其他外界因素影响： 系统总线性能：1、位宽：与外部设备之间一次能够传递的数据位。2、总线频率（ CPU总线频率 ）。 内存性能,August 22, 2010,重庆科技学院电气与信息工程学院计算机系,35,1.2.2 微型计算机硬件系统组成,主板,内存插槽,总线插槽,接口卡,CPU,串行接口,USB接口,August 22, 2010,重庆科技学院电气与信息工程学院计算机系,36,1.2.2 微型计算机硬件系统组成,内部存储器,（1）随机存取存储器(Random Access Memory，简称RAM) （2）只读存储器(Read only Memory，简称ROM) （3）高速缓冲存储器Cache 是介于CPU和内存之间的一种可高速存取信息的芯片，用于解决它们