计算机基础知识ppt课件

2.1计算机概述2.2信息在计算机中的存储形式2.3计算机系统的组成2.4微型计算机的基本操作,第2章计算机基础知识,返回总目录,返回总目录,上一页,1,2.1.1计算机的概念2.1.2计算机的发展2.1.3计算机的分类2.1.4计算机的应用领域,2.1计算机概述,2,计算机是一种能快速、高效地对各种信息进行存储和处理的电子设备。具有以下几个特征：运算速度快计算精度高具有记忆能力和逻辑判断能力程序运行自动化,2.1.1计算机的概念,返回本节,3,1计算机的诞生世界上第一台电子数值积分计算机（ENIAC）于1946年2月诞生于美国的宾夕法尼亚大学。,2.1.2计算机的发展,返回本节,占地170平方米重达30吨使用18000个电子管运算速度5000次/秒,4,按照计算机所用的逻辑元件（电子器件）来划分计算机的时代：第一代电子计算机(1946年到1957年）：基本逻辑电路由电子管组成。第二代电子计算机（1957年到1964年）：基本逻辑电路由晶体管电子元件组成。第三代电子计算机（1964年到1970年）：基本逻辑电路由小规模集成电路组成。第四代电子计算机（1970年以后）：采用中、大规模集成电路构成逻辑电路。,返回本节,2.计算机的发展,5,3计算机的发展趋势当前计算机的发展趋势概括为四化：巨型化、微型化、网络化和智能化。微型化芯片的集成度越来越高，计算机的元器件越来越小，而使得计算机的计算速度快、功能强、体积小、价格低。巨型化为了满足尖端科学技术、军事、气象等领域的需要，计算机也必须向超高速、大容量、强功能的巨型化发展。巨型机的发展集中体现了计算机技术的发展水平。,返回本节,6,网络化计算机网络可以实现资源共享。资源包括了硬件资源，如存储介质、打印设备等，还包含软件资源和数据资源，如系统软件、应用软件和各种数据库等。智能化智能化是未来计算机发展的总趋势。这种计算机除了具备现代计算机的功能之外，还要具有在某种程度上模仿人的推理、联想、学习等思维功能，并具有声音识别、图像识别能力。,返回本节,7,2.1.3计算机的分类,8,1.按信息的表示方式划分,（1）模拟计算机用连续变化的模拟量即电压来表示信息，其基本运算部件是由运算放大器构成的微分器、积分器、通用函数运算器等运算电路组成。模拟计算机解题速度极快，但精度不高、信息不易存储、通用性差。（2）数字计算机用不连续的数字量即“0”和“1”来表示信息，其基本运算部件是数字逻辑电路。数字计算机的精度高、存储量大、通用性强，能胜任科学计算、信息处理、实时控制、智能模拟等方面的工作。（3）数模混合计算机数字模拟混和式电子计算机是综合了数字和模拟两种计算机的长处设计出来的。它既能处理数字量，又能处理模拟量。,9,2.按应用范围分类,（1）专用计算机专用计算机是为解决一个或一类特定问题而设计的计算机。（2）通用计算机通用计算机是为能解决各种问题，具有较强的通用性而设计的计算机。,10,1.巨型机：也称为超级计算机，是指目前速度最快、处理能力最强的计算机。目前其运算速度已达到每秒万亿次。2.大型机：也称主机，具有较快的处理速度和较强的处理能力。主要用于大银行、大公司、规模较大的高等学校和科研院所。3.小型机：结构简单、规模较小、操作简单。4.微型机：体积小、价格低、功能全、操作方便。5.工作站：易于联网、有大量内存、配置大屏幕显示器和较强的数据处理能力与高性能的图形功能。6.服务器：是一种在网络环境中为所有用户提供服务的共享设备。,3.按计算机的规模和处理能力分类,返回本节,11,1科学计算2实时控制3信息处理4计算机辅助技术5办公自动化,2.1.4计算机的应用领域,6系统仿真7人工智能8电子商务,返回本节,12,2.2.1数制及其转换2.2.2计算机中数据的表示方法,2.2信息在计算机中的存储形式,13,1数制按进位的原则进行计数，称为进位计数制，简称数制。数制的特点：逢N进一位权表示法计算机中常使用二进制、十进制、八进制、十六进制等。,2.2.1数制及其转换,十进制数,十进制数的数码为0、1、2、3、4、5、6、7、8、9共10个，进数规则为逢十进一，借一当十。,返回本节,14,二进制数,二进制数的数码为0、1共2个，进数规则为逢二进一，借一当二。,八进制数,八进制数的数码为0、1、2、3、4、5、6、7共8个，进数规则为逢八进一，借一当八。,返回本节,15,十六进制数的数码为0、1、2、3、4、5、6、7、8、9、A、B、C、D、E、F共16个，其中数码A、B、C、D、E、F分别代表十进制数中的10、11、12、13、14、15，进数规则为逢十六进一，借一当十六。,十六进制数,返回本节,16,十进制数、二进制数、八进制数和十六进制数的对应关系如表所示。,2.数制转换,返回本节,17,1）非十进制数转换成十进制数,转换原则：按权展开法例.（111010.1）2=125124123022121020+12-132+16+8+2+0.558.5例.（26A）16=2162+6161+10160=512+96+10=618,18,将一个十进制数转换为二进制、八进制、十六进制数时，其整数部分和小数部分分别用“除R取余法”和“乘R取整法”转换，然后将结果加小数点三部分合在一起（R为某进制的基数）。转换规则如下：整数部分：用除R取余法转换。将十进制的整数部分除以R，得到一个商数和余数；再将这个商数除以R，又得到一个商数和余数；反复执行这个过程，直到商为0为止。将每次所得的余数从后往前读（先得的余数为低位，后得的余数为高位）即为等值的二进制数。,2）十进制数转换成非十进制数,返回本节,19,小数部分：用乘R取整法转换。将小数部分乘以R，记下乘积的整数部分，再用余下的纯小数部分乘以R，记下乘积的整数部分；不断重复此过程，直至乘积小数部分为0或已满足要求的精度为止。将所得各乘积的整数部分顺序排列（先得的整数为高位，后得的整数为低位）即可。,返回本节,20,返回本节,21,用乘2取整法将小数部分(0.6875)10转换为二进制形式：0.687521.3750整数部分为1高位0.375020.7500整数部分为00.750021.5000整数部分为10.500021.0000整数部分为1低位,即：(0.6875)10=(0.1011)2,返回本节,22,整数部分与小数部分合并，可得：(35.6875)10=(100011.1011)2注意：在上例中，将十进制小数转换成为二进制小数的过程中，乘积小数部分变成“0”，表明转换结束。实际上将十进制小数转换成二进制、八进制、十六进制小数过程中小数部分可能始终不为零，因此只能限定取若干位为止。将十进制数转换为八进制、十六进制数的规则和方法与之相同，只是R（基数）的取值不同。,返回本节,23,3）二进制数与八进制、十六进制数间的转换,因为23=8，24=16，所以，一位十六进制数可由四位二进制数来表示一位八进制数可由三位二进制数来表示。作反向转换：三位二进制数可用一位八进制数表示四位二进制数可用一位十六进制数来表示,返回本节,24,二进制数转换为八进制、十六进制数,转换原则：以小数点为中心，分别向前、后每三（或四）位一组，不足三（或四）位时以“0”补足，并将每组二进制数转换为相应的八（或十六）进制数即可。例：将二进制数11010111100.11011转换为八进制数和十六进制数。(11010111100.11011)2=(011010111100.110110)2=(3274.66)8(11010111100.11011)2=(011010111100.11011000)2=(6BC.D8)16,返回本节,25,八进制、十六进制数转换为二进制数,转换原则：将每位八进制（或十六进制）数码用相应的三位（或四位）二进制数来代替，再去掉整数首部的零和小数尾部的零即可。例：将八进制数214.74和十六进制数1C2.A4转换为二进制数。(214.74)8=(010001100.111100)2=(10001100.1111)2(1C2.A4)16=(000111000010.10100100)2=(111000010.101001)2,返回本节,26,八进制和十六进制间的转换,可通过二进制来间接进行。例.（457）8=（100101111）2=（12F）16,27,位：是计算机中存储数据的最小单位。指二进制数中的一个位数，其值为“0”或“1”，其英文名为“bit”。字节：是计算机存储容量的基本单位，计算机存储容量的大小是用字节的多少来衡量的。其英文名为“byte”，通常用“B”表示。字节经常使用的单位还有KB（千字节）、MB（兆字节）和GB（千兆字节）等，它们与字节的关系是：,1.2.2计算机中数据的表示方法,返回本节,1.数据存储的组织形式,28,1B=8bit1KB=210B=1024B1MB=2101KB=210210B=1024KB1GB=2101MB=210210210B=1024MB1TB=2101GB=1024GB,返回本节,29,字：是计算机内部作为一个整体参与运算、处理和传送的一串二进制数，其英文名为“Word”。字长：是计算机CPU一次处理数据的实际位数，是衡量计算机性能的一个重要指标。字长越长，一次可处理的数据二进制位越多，运算能力就越强，计算精度就越高。存储单元：若干个字节构成一个存储单元。每一个存储单元都有一个唯一的编号,称为“地址”。,返回本节,30,2.数据编码,规定用什么样的二进制码来表示字母、数字以及专门符号。有两种字符编码方式：ASCII码和EBCDIC码。,（1）BCD码,BCD码：二十进制编码采用若干位二进制数码表示一位十进制数的编码方案。BCD码的编码方案很多，8421码是最常用的一种。,返回本节,31,返回本节,32,（2）ASCII码目前，国际上使用的字母、数字和符号的信息编码系统是采用美国（国家）标准信息交换码（AmericanStandardCodeforInformationInterchange），简称为ASCII码。它有7位码版本和8位码版本两种。,返回本节,33,返回本节,34,（3）汉字编码,汉字编码比常用字符的编码要复杂得多，这是因为汉字的数量比较多，而且汉字的字形也是复杂多变。,汉字输入码汉字输入码是指用户从键盘上输入汉字时所使用的编码。汉字交换码（国标码）我国制定了“中华人民共和国国家标准信息交换汉字编码”，代号为“GB2312-80”，又称国标码。,返回本节,35,国标码规定，每个汉字由一个2字节代码组成。每个字节的最高位恒为0，其余7位用于组成各种不同的码值。啊1601区号位号一级3755个（按拼音排）汉字（6763）7445二级3008个（按部首排）符号（682）（拉丁文、俄文字母、日文假名、汉语拼音、希腊字母、标点、序号等）,返回本节,36,汉字机内码汉字机内码，也称汉字内码，是指汉字在计算机中存储、加工、处理时所用的代码。汉字机内码以汉字交换码为基础，在得到汉字交换码后，将汉字交换码的每个最高位置加1，就得到了汉字机内码。汉字两字节的机内码和国标码有一个对应关系国标码+8080(H)=机内码例如:“重”字国标码是3122(H)，它的机内码是3122(H)+8080(H)=B1A2(H),返回本节,37,汉字字形码汉字字形码即汉字输出码，用于显示或打印汉字时产生字形。汉字的字形称为字模，以一点阵表示。点阵中的点对应存储器中的一位，对于1616点阵的汉字，其有256个点，即256位。由于计算机中，8个二进制位作为一个字节，所以1616点阵汉字需要216=32字节表示一个汉字的点阵数字信息（字模）。点阵数越大，分辨率越高，字形越美观，但占用的存储空间越多。,返回本节,38,其他系统代码,机内码,输出码,输入码,交换码,各种汉字编码之间的关系,返回本节,39,1.3.1计算机系统的组成1.3.2计算机系统的硬件组成1.3.3微型计算机的基本硬件组成1.3.4计算机软件系统,2.3计算机系统的组成,40,返回本节,2.3.1计算机系统的组成,41,1945年美籍匈牙利科学家冯诺依曼(VonNeumann)提出了一个“存储程序”的计算机方案。这个方案包含3个要点：采用二进制数的形式表示数据和指令。将指令和数据存放在存储器中。计算机硬件由控制器、运算器、存储器、输入设备和输出设备5大部分组成。其工作原理的核心是“程序存储”和“程序控制”，就是通常所说的“顺序存储程序”概念。我们把按照这一原理设计的计算机称为“冯诺依曼型计算机”。,2.3.2计算机系统的硬件组成,返回本节,42,冯诺依曼型计算机的基本结构,返回本节,43,是计算机中最关键的部件，它由控制器、运算器、寄存器组和辅助部件组成。运算器：用来进行算术运算和逻辑运算的元件。控制器：从存储器中取出指令、分析指令、确定指令类型并对指令进行译码，负责向其他各部件发出控制信号。寄存器：用来存放当前运算所需的各种操作数、地址信息、中间结果等内容。,微处理器CPU,返回本节,44,存储器：存储器的主要功能是存放程序和数据。使用时，可以从存储器中取出信息，不破坏原有的内容，这种操作成为存储器的读操作；也可以把信息写入存储器，原来的内容被抹掉，这种操作称为存储器的写操作。输入、输出设备：输入设备是变换输入形式的部件。它将人们的信息形式变换成计算机能接收并识别的信息形式；输出设备是变换计算机输出信息形式的部件。它将计算机运算结果的二进制信息转换成人类或其它设备能接收和识别的形式，如字符、文字、图形、图像、声音等。,45,所谓总线，是指微型计算机各部件之间传送信息的通道。CPU内部的总线为内部总线，连接微型计算机系统各部件的总线称为外部总线。,总线：,返回本节,46,总线结构图,返回本节,47,微型计算机的系统总线从功能上分为地址总线、数据总线和控制总线。1地址总线地址总线是单向的。地址总线的位数决定了CPU的寻址能力，也决定了微型机的最大内存容量。2数据总线数据总线用于传输数据。数据总线的传输方向是双向的，是CPU与存储器、CPU与I/O接口之间的双向传输。3控制总线控制总线是CPU对外围芯片和I/O接口的控制以及这些接口芯片对CPU的应答、请求等信号组成的总线。,返回本节,48,2.3.3微型计算机的基本硬件组成,返回本节,1.系统主板,49,2.微处理器,AMD公司的CPU,Intel公司的CPU,50,3.主存储器,返回本节,51,4.硬盘,返回本节,52,光盘（OpticalDisk）是利用激光进行读写信息的圆盘。,5光盘存储器,光盘驱动器,返回本节,53,DVD外形,返回本节,54,6.U盘存储器,55,7外围设备,返回本节,打印机扫描仪液晶显示器,56,2.3.4计算机软件系统,软件系统又可分为两大类：系统软件应用软件,57,系统软件是管理、监控、维护计算机资源（包括硬件与软件）的软件。包括：操作系统程序设计语言各种程序设计