计算机基础知识VIP

单元1计算机基础知识 电子计算机的诞生 使人类社会迈进了一个崭新的时代 它的出现使人类迅速进入了信息社会 彻底改变了人们的工作方式和生活方式 对人类的整个历史发展有着不可估量的影响 任务1了解计算机 计算机的发展 1946年2月 世界上第一台现代电子数字计算机ENIAC ElectronicNumericalIntegratorAndComputer 电子数字积分计算机 在美国宾夕法尼亚大学研制成功 开创了计算机科学的新纪元 任务1了解计算机 计算机的发展 冯 诺依曼 现代电子计算机之父 任务1了解计算机 计算机的发展 根据使用的电子元器件不同 电子计算机的发展大致可分为4代 任务1了解计算机 计算机的特点 分类及应用 计算机的特点 任务1了解计算机 计算机的特点 分类及应用 按性能指标划分 超级计算机 又称巨型机 通常由数百 数千甚至更多的处理器组成 能承担普通微型机 服务器不能完成的大型复杂课题 多用于高精尖科技研究领域 如战略武器开发 空间技术 天气预报等 是综合国力的重要标志 任务1了解计算机 计算机的特点 分类及应用 按性能指标划分 大型机 具有极强的综合处理能力和极大的性能覆盖面 主要应用于政府部门 银行 大型企业 任务1了解计算机 计算机的特点 分类及应用 按性能指标划分 小型机 是指采用8 32个处理器 性能和价格介于微型机服务器和大型主机之间的一种高性能64位计算机 这种计算机规模比大型机要小 但仍能支持几十个用户同时使用 适合于中小型企事业单位使用 任务1了解计算机 计算机的特点 分类及应用 按性能指标划分 微型机 简称微机 是应用最普及 产量最大的机型 其体积小 功耗低 成本少 灵活性大 性能价格比明显优于其他类型的计算机 微机按结构和性能可划分为单片机 单板机 个人计算机 PersonalComputer 简称PC 包括台式微机和便携式微机 工作站和服务器等 任务1了解计算机 计算机的特点 分类及应用 计算机的应用领域 1 信息处理 例办公自动化 任务1了解计算机 计算机的特点 分类及应用 计算机的应用领域 2 科学计算 例气象计算 任务1了解计算机 计算机的特点 分类及应用 计算机的应用领域 3 过程控制 例导弹发射 任务1了解计算机 计算机的特点 分类及应用 计算机的应用领域 4 计算机辅助系统 例CAD 任务1了解计算机 计算机的特点 分类及应用 计算机的应用领域 5 人工智能 AI 任务1了解计算机 计算机的特点 分类及应用 计算机的应用领域 6 网络应用 例网上购物 任务1了解计算机 计算机的特点 分类及应用 计算机的应用领域 7 多媒体技术 例虚拟现实 请观看影片 虚拟现实1虚拟现实2 任务1了解计算机 计算机的发展趋势 量子计算机 量子计算机是利用原子所具有的量子特性进行信息处理的一种全新概念的计算机 其运算速度可能比目前的奔腾4芯片快10亿倍 任务1了解计算机 计算机的发展趋势 光子计算机 光子计算机是一种由光信号进行数字运算 逻辑操作 信息存储和处理的新型计算机 其运行速度可达一万亿次 存储容量是现代计算机的几万倍 还可以对语言 图形和手势进行识别与合成 任务1了解计算机 计算机的发展趋势 分子计算机 分子计算机体积小 耗电少 运算快 存储量大 其运算过程是蛋白质分子与周围介质相互作用的过程 分子计算机的运行速度比人的思维速度快100万倍 其消耗的能量极小 只有电子计算机的十亿分之一 任务1了解计算机 计算机的发展趋势 纳米计算机 应用纳米 1纳米 10 9米 大约是氢原子直径的10倍 技术研制的计算机内存芯片 其体积只有数百个原子大小 相当于头发丝直径的千分之一 纳米计算机是用纳米技术研发的新型高性能计算机 它几乎不耗费任何能源 性能要比今天的计算机强大许多倍 任务2认识计算机的系统组成 计算机的工作原理 一个完整的计算机系统包括硬件系统和软件系统两大部分 硬件系统是组成计算机系统的各种物理设备的总称 是计算机系统的物质基础 软件系统是为了运行 管理和维护计算机而编写的各种程序 数据和相关文档的总称 多媒体应用软件 面向用户的软件 多媒体处理系统软件 图像 动画 声音处理 多媒体操作系统 设备驱动 控制 多媒体处理硬件 声卡 视频卡 基本计算机硬件 任务2认识计算机的系统组成 计算机的工作原理 任务2认识计算机的系统组成 计算机的工作原理 程序存储 设计思想 1945年 冯 诺依曼提出了关于计算机组成和工作方式的基本设想 其内容可概括为以下3点 计算机应包括运算器 控制器 存储器 输入设备和输出设备5大基本部件 计算机内部应采用二进制来表示指令和数据 每条指令一般具有一个操作码和一个地址码 其中 操作码表示运算性质 地址码定义操作数在存储器中的地址 将编写好的程序和原始数据存入内存储器中 然后启动计算机工作 计算机应在不需操作人员干预的情况下 自动逐条取出指令和执行任务 任务2认识计算机的系统组成 计算机的工作原理 计算机的工作过程 任务2认识计算机的系统组成 计算机硬件系统 计算机硬件系统由控制器 运算器 存储器 输入设备和输出设备5大功能部件组成 任务2认识计算机的系统组成 计算机硬件系统 CPU 主板 光驱 软驱 硬盘 主机前面板 电源 内存 声卡 任务2认识计算机的系统组成 计算机硬件系统 CPU 中央处理单元 CentralProcessUnit 品牌 Intel 视频未来生活 AMD 视频 趣味实验CPU系列 酷睿2双核 速龙双核制作工艺 90纳米 65纳米 45纳米总线频率 2800MHZ 2000MHZ 1600MHZ外频 PC机振荡晶体的频率主频 工作频率 外频 振荡频率 倍频 任务2认识计算机的系统组成 计算机硬件系统 主板 主机板或系统板 任务2认识计算机的系统组成 计算机硬件系统 内存 RAM 用以暂时存储各种运算数据DRAM DynamicRandomAccessMemory SDRAM SuperDRAM 主流内存速度 数据读取时间内存容量 256M 512M 1G 2G数据读取时间 10ns 7 5ns 6ns高速缓存 为较少数据交换 提高运行速度外部高速缓存 Cache 主板上外部静态存储器SRAM StaticRAM DDR DoubleDataRateSDRAM双倍速内存 任务2认识计算机的系统组成 计算机硬件系统 总线 BUS 据交换的总通路内部总线 系统总线 外部总线ISA总线 工业标准体系总线EISA总线 扩展工业标准总线VESA 视频电子标准协会 局部总线 VL总线 PCI总线 外围部件互连总线 任务2认识计算机的系统组成 计算机硬件系统 硬盘系统 存储数据或程序 数据的交换与暂存指标 容量 20G 30G 40G 60G 80G 1T 速度 寻址时间 10 16ms转速 5400rpm 7200rpm 转 分钟 数据传输速率 SerialATA1 0可达150MB s 并行ATA 即ATA 133 能达到133MB s 在SerialATA2 0的数据传输率达到300MB s 接口 IDE SCSI SATA 品牌 希捷 西部数据 日立 东芝 三星等 任务2认识计算机的系统组成 计算机硬件系统 光存储技术 任务2认识计算机的系统组成 计算机硬件系统 光存储技术 凸凹痕与记录数据的关系示意图 111100011111010 任务2认识计算机的系统组成 计算机硬件系统 光存储技术 数据记录与读取方式 1 6 m 0 5 m 任务2认识计算机的系统组成 计算机硬件系统 光存储技术 数据记录与读取方式 左图 右图 任务2认识计算机的系统组成 计算机硬件系统 光存储技术 光盘的分类只读式 CD ROM CD Video CD AudioDVD ROM DVD Video DVD Audio一次写入 多次读出 CD R DVD R可读写式 CD RW DVD R RW DVD R RWCD DVD的区别 原理一样 光盘结构不同 只读光盘与可擦写光盘 材料和制造工序不同 任务2认识计算机的系统组成 计算机硬件系统 光存储技术 光盘的分类 任务2认识计算机的系统组成 计算机硬件系统 光存储技术 光盘的分类 任务2认识计算机的系统组成 计算机硬件系统 光存储技术 光盘的分类 DVD R RW DVD R RW DVD R比较适合注重刻录盘片兼容性尤其是打算刻录DVD影碟的用户购买 由于DVD R的高速刻录表现不是很理想 因此大家购买8XDVD R光盘即可 而DVD R则适合注重盘片刻录速度以及刻录稳定性的硬件玩家或办公用户购买 毕竟DVD R的整体刻录质量好于DVD R 当然 如果大家只是打算单纯保存一些数据 对刻录速度和兼容性没有明确要求的话 那么无论是DVD R还是 R都能很好地满足大家的要求 任务2认识计算机的系统组成 计算机硬件系统 输入设备 键盘 鼠标 摄像头 触摸屏 光学标记阅读机 手写输入板 语音输入装置等 任务2认识计算机的系统组成 计算机硬件系统 课堂练习 使用正确的姿势坐好 并把10指放在基准键位上 进入如下输入 asdfghjkl qwertyuiopzxcvbnm ghdfgvbfgrtjkyuqt aaaaasssssdddddfffffhhhhhjjjjjkkkkkllllltttttyyyyyuuuuuiiiii ooooopppppqqqqqwwwwweeeeerrrrrtttttmmmmmvvvvvcccccxxxxxzzzzz 1224556478840129846736210865481985654321 67890 任务2认识计算机的系统组成 计算机硬件系统 输入法 任务2认识计算机的系统组成 计算机硬件系统 显示系统像素显示分辨率与点距色彩数与显示深度显示卡及显示存储器扫描显示过程显示驱动程序显示器 任务2认识计算机的系统组成 计算机硬件系统 显示系统显示屏幕由许多不同色彩或不同亮度的点组成的 屏幕上一个点称为一个像素 pixel 任务2认识计算机的系统组成 计算机硬件系统 显示系统 显示分辨率在某一种显示模式下计算机屏幕上最大的显示区域 以水平和垂直的像素来表示 即屏幕上显示的点数 显示分辨率分为 显示文本分辨率 一般用屏幕上英文字符的行列数表示 显示图像分辨率 显示图像分辨率 如800 600 任务2认识计算机的系统组成 计算机硬件系统 显示系统 显示器尺寸点距 屏幕的物理指标 屏幕孔眼之间的距离电视机用的显像管 CRT 点距 平均0 76mm计算机彩色显示器 液晶显示器点距 0 26mm以下 任务2认识计算机的系统组成 计算机硬件系统 显示系统 扫描显示过程 电子枪 控制电路 荧光面 电子束 像素发光点 CRT结构示意图 任务2认识计算机的系统组成 计算机硬件系统 显示系统 扫描显示过程 任务2认识计算机的系统组成 计算机硬件系统 打印机 任务2认识计算机的系统组成 计算机软件系统 系统软件 无需用户干预的各种程序的集合 其主要功能是进行调度 监控和维护计算机系统 负责管理计算机系统中的硬件 使它们协调工作 系统软件主要包括以下3类软件 操作系统 OperatingSystem 简写OS 是最重要的系统软件 用于控制其他程序的运行 管理系统资源并为用户提供操作界面 语言处理程序是为用户设计的编程服务软件 用于将高级语言源程序翻译成计算机能识别的目标程序 从而让计算机解决实际问题 数据库管理系统 DBMS 是位于用户和操作系统之间的数据管理软件 能够科学地组织和存储数据 高效地获取和维护数据 任务2认识计算机的系统组成 计算机软件系统 应用软件 包括各种程序设计语言 以及用程序设计语言编制的应用程序 任务2认识计算机的系统组成 硬件和软件的关系 硬件和软件是计算机系统中互相依存的两大部分 硬件和软件是计算机系统中互相依存的两大部分 硬件和软件无严格界限 硬件和软件协同发展 任务3认识计算机中的信息存储 常用数制及其转换 十进制例如 十进制数326 41326 41 3 102 2 101 6 100 4 10 1 1 10 2上式称为数值的按位权展开式 其中10i称为十进制数位的位权 任务3认识计算机中的信息存储 常用数制及其转换 R进制设R表示基数 则称为R进制 使用R个基本的数码 其加法运算规则是 逢R进一 在R进制中 一个数码所表示数的大小不仅与基数有关 而且与其所在的位置 即 位权 有关 Ri就是位权 对于任意一个具有n位整数和m位小数的R进制数N 按各位的权展开可表示为 公式中ai表示各个数位上的数码 其取值范围为0 R 1 R为计数制的数 i为数位的编号 任务3认识计算机中的信息存储 常用数制及其转换 二进制如果基数R的值取2 就得到二进制 它只有两个数码0和1 其加法规则是 逢二进一 二进制是计算机内部采用的计数方式 具有以下特点 简单可行 二进制只有 0 和 1 两个数码 可以用两种不同的稳定状态来表示 运算规则简单 二进制的运算规则非常简单 例如 二进制加法规则只有4条 即0 0 0 0 1 1 1 0 1 1 1 10 二进制乘法规则为0 0 0 0 1 0 1 0 0 1 1 1 任务3认识计算机中的信息存储 常用数制及其转换 八进制八进制的基数是8 采用八个数码0 7 加法规则是 逢八进一 十六进制十六进制的基数是16 采用0 1 2 3 4 5 6 7 8 9 A B C D E F共16个数码 加法规则是 逢十六进一 任务3认识计算机中的信息存储 常用数制及其转换 不同进制数据之间的转换 非十进制数转换成十进制数 转换方法 用该数制的各位数乘以各自位权数 然后将乘积相加 例 将二进制数1011 011转换成十进制数 例 将十六进制数F6A转换成十进制数 课堂练习 将二进制数1101101 十六进制数4BC7转换成十进制数 任务3认识计算机中的信息存储 常用数制及其转换 不同进制数据之间的转换 十进制数转换成二进制数 整数部分的转换方法 采用 除2取余倒读 法 即将十进制数不断除以2取余数 直到商位是0为止 余数从右到左排列 小数部分的转换方法 采用 乘2取整正读 法 即将十进制小数不断乘以2取整数 直到小数部分为0或达到所要求的精度为止 所得的整数从小数点自左往右排列 例 将十进制数38 24转换为二进制数 取三位小数 38 24 10 100110 001 2 任务3认识计算机中的信息存储 常用数制及其转换 不同进制数据之间的转换 二进制数转换成十六进制 八进制数 二进制数转换成十六进制的方法 从二进制数的低位到高位每4位分为一组 然后将每组二进制数所对应的数用十六进制数表示出来 如有小数部分 则从小数点开始分别向左右两边按照上述方法进行分组计算 不足4位的 整数部分左补0 小数部分右补0 例 将二进制数101110011000111011转换为十六进制数 结果为 101110011000111011 2 2E63B 16二进制数转换成八进制数的方法与之类似 只要将上述规则中对二进制数分组时每3位一组即可 例 将上述二进制数转换为八进制数 结果为 101110011000111011 2 563073 8 任务3认识计算机中的信息存储 常用数制及其转换 不同进制数据之间的转换 十六进制 八进制数转换成二进制数 十六进制转换成二进制数的方法 采用 一分为四 的原则 即从十六进制数的低位开始 将每位上的数用4位二进制表示出来 如有小数部分 则从小数点开始 分别向左右两边按照上述方法进行转换 八进制数转换成二进制数的方法与之类似 只要遵循 一分为三 的原则即可 例 将十六进制数3B7D2转换为二进制数 结果为 3B7D2 16 111011011111010010 2 任务3认识计算机中的信息存储 二进制的算数运算 1 加法运算0 0 00 1 11 0 11 1 10 即按 逢二进一 法 向高位进位1 2 减法运算0 0 01 0 11 1 00 1 1 向高位借位1 结果本位为1 注 二进制数乘 除法的运算规则与十进制数的对应运算规则类似课堂练习计算 1011 2 1110 2的结果 计算 111001 2 10010 2的结果 任务3认识计算机中的信息存储 二进制的基本逻辑运算 与 或 非 和 异或 1 与 运算 与 运算又称为逻辑乘 用符号 表示 运算规则如下 0 0 00 1 01 0 01 1 1当两个参与运算的数中有一个数为0 则运算结果为0 若都为1 结果为1 2 或 运算 或 运算又称为逻辑加 用符号 表示 运算规则如下 0 0 00 1 11 0 11 1 1即当两个参与运算的数中有一个数为1 则运算结果为1 若都为0 结果为0 3 非 运算如果变量为A 则它的非运算结果用A表示 运算规则如下 0 11 0 4 异或 运算 异或 运算用符号 表示 运算规则如下 即当两个参与运算的数不同时 则运算结果为1 否则为0 任务3认识计算机中的信息存储 计算机中的信息编码 数值编码对任何进制的数值 其绝对值都可以转换成二进制数 正负号也采用编码的方法 可以将一个二进制数的最高位定义为符号位 用0表示正号 1表示负号 这种表示方法称为原码表示 这样其他进制的数据就可以在计算机中表示了 例如 19的二进制表示为010011 19的原码表示为110011 其反码表示为101100 补码表示为101101 任务3认识计算机中的信息存储 计算机中的信息编码 ASCII码ASCII码是AmericanStandardCodeforInformationInterchange 美国信息互换标准代码 的简称 已经被国际标准化组织 ISO 指定为国际标准 称为ISO646标准 适用于所有拉丁文字字母 任务3认识计算机中的信息存储 计算机中的信息编码 Unicode编码Unicode是国际组织制定的可以容纳世界上所有文字和符号的字符编码方案 它为每种语言中的每个字符设定了统一并且唯一的二进制编码 以满足跨语言 跨平台进行文本转换 处理的要求 任务3认识计算机中的信息存储 计算机中的信息编码 汉字字符集GB2312 1980编码简称交换码或国标码简体中文字符集的中国国家标准GBK编码 汉字内码扩展规范 兼容GB2312简 繁体字融于一库CJK编码中日韩统一表意文字GB18030编码GB2312 1980和GBK编码标准的扩展支持全部CJK统一汉字字符 任务3认识计算机中的信息存储 计算机中的信息编码 汉字的编码输入码将汉字通过键盘输入计算机而设计的