计算机应用基础-计算机基本知识.ppt

计算机操作与使用教程主讲老师 吴锐 第一讲计算机基础知识 1什么是计算机 一 计算机的定义计算机是一种以电子器件为基础的 能按照事先编好的程序 接收数据 处理数据 存储数据并产生输出的现代化的智能设备 二 计算机的产生和发展 现代计算机起源于美国国防部委托宾夕法尼亚大学研制的一台计算工具 20世纪40年代的这项工作导致人类历史上第一台真正的计算机的诞生 ENIAC 电子数值积分与计算机 而研制这台计算机的冯 诺伊曼被谶纬 现代计算机之父 他将计算机看成是一种可以接受输入 存储与处理数据并产生输出的电子设备 从40年代第一台计算机诞生至今的计算机都是建立在冯 诺伊曼的理论的基础上的 因此都被称为 冯 诺伊曼型计算机 1943 1946年 美国宾夕法尼亚大学研制的ENIAC ElectronicNumericalntegratorAndComputer 是世界上第一台电子计算机 是现代计算机的始祖 ENIAC这台机器共用了18800个电子管 1500个继电器 重达30吨 占地170平方米 耗电150Kw 每秒钟能进行5000次加法运算 它是一个划时代的产品 科学家们在研制智能计算机的同时 也开始探索更新一代的计算机 光电子计算机和生物电子计算机 今后计算机的发展 突破冯 诺依曼体系结构 研制出非冯体系的计算机 进一步提高计算机的智能水平是完全可能的 1 2电子计算机发展的四个阶段 1 3计算机的发展趋势 硬件方面 体积越来越小速度越来越快价格越来越低外围设备的品质越来越高软件方面 主要表现在易用性和用户界面方面综合的看 向超级微机 计算机网络 巨型机 智能机等方面发展 1 4计算机的分类 1 按照计算机原理分类数字式电子计算机模拟式电子计算机混合式电子计算机 2 按照计算机用途分类通用计算机专用计算机 3 按照计算机性能分类巨型机大型机工作站 小巨型机小型机个人计算机 1 5计算机的特点 运算速度快 运算速度一般达到几亿次 秒 快的达一万亿次 秒 计算精度高 一般都能达到32位以上二进制数 通过配置相关的硬件电路还可以提高 具有 记忆 和逻辑判断功能 因此功能使计算机能模仿人的智能活动 所以计算机又称为 电脑 有自动控制能力5 可靠性高 1 6计算机的主要应用领域 科学计算 科学计算是计算机最重要的应用之一 一般数据量不会很大 但比较复杂 对精度的要求比较高 数据处理 数据处理是指对大量的数据进行加工处理的过程 过程控制 过程控制是指用计算机对生产或其他过程中所采集到的数据按照一定的算法经过处理后反馈到执行机构去控制相应过程 计算机辅助工程 主要包括计算机辅助设计CAD 汽车 微电子 建筑 服装等 计算机辅助制造CAM 无图纸加工 计算机集成制造系统CIMS 企业生产管理 和计算机辅助教学CAI 教学网络化 人工智能方面的研究和应用 人工智能 ArtificialIntelligence AI 指计算机模拟人类某些智力行为的理论 技术和应用 多媒体技术应用 随着电子技术特别是通信和计算机技术的发展 人们已经有能力把文本 音频 视频 动画 图形和图像等各种媒体综合起来 构成一种全新的概念 多媒体 Multimedia 其他方面 2 计算机系统的组成 微型机系统 硬件 软件 主机 外设 2 1微型计算机的基本结构 输入 输出接口电路 外围设备 中央处理器CPU 内部存储器 外部存储器 输入输出设备 系统软件 应用软件 操作系统 其它系统软件 应用程序 其它应用软件包 第1章计算机的基础知识 2 2微型计算机的主要性能指标 字长 计算机一次能直接处理的二进制数据的位数 字长越长计算机运算速度越强运算速度 计算机每秒内执行指令的数目主频 CPU的时钟频率内存容量 1KB 1024B1MB 1024KB1GB 1024MB位 bit 计算机存储数据的最小单位 一比特即一个二进制位字节 byte 数据处理的基本单位 计算机硬件结构与工作原理 硬件系统 运算器 控制器 存储器 输入设备 输出设备 第1章计算机的基础知识 计算机基本组成框图 2020 2 13 运算器 存储器 控制器 输出设备 输入设备 结果 数据 程序 数据流 控制信号 例 3 4x5 的计算过程 开始演示 3 4x5 4x5 4x5 4x5 20 20 3 20 3 20 3 20 23 23 23 23 3 4x5 23 3 4x5 23 开始演示 运算器 功能 对二进制编码进行算术运算和逻辑运算 包括 算术逻辑部件ALU 累加器A 寄存器R 第1章计算机的基础知识 控制器 功能 识别翻译指令 安排操作次序 并向计算机各部件发出相应的控制信号 以指挥整个计算机有条不紊地工作 包括 指令寄存器 指令计数器PC 操作码译码器 第1章计算机的基础知识 存储器 功能 用来存放数据和程序的部件 包括 主存储器 辅存储器 又称内存和外存 第1章计算机的基础知识 存储器的分类 内存 主存 容量小 速度快 能直接和CPU交换信息 外在 辅存 容量大 速度慢 不能直接和CPU交换信息 作为主存的补充和后援 内存 RAM 随机存储器 掉电信息丢失 ROM 只读存储器 只读 掉电信息不丢失 第1章计算机的基础知识 功能 接受操作者提供的原始信息 并将其转换成计算机可以接收和识别的信息方式 输入设备 输出设备 功能 把计算机处理后的数据 计算结果等内部信息转换成人们习惯接受的信息形式 或成为其它机器所能接受的形式输出 第1章计算机的基础知识 计算机工作原理 指令和程序 指令是能被计算机识别并执行的二进制代码 它规定了计算机能完成的某一种操作 一条指令通常由两个部分组成 操作码操作数一台计算机的所有指令的集合 称为该计算机的指令系统 计算机基本工作原理 取指令 分析指令 执行指令计算机的工作过程实际上是快速地执行指令的过程 当计算机在工作时 有两种信息在执行指令的过程中流动 数据流和控制流 3 计算机的软件系统 第1章计算机的基础知识 软件系统 系统软件 应用软件 操作系统 语言处理程序 数据库管理系统 网络通信管理程序 应用软件包 用户程序 操作系统就是替我们管理计算机的一种软件 在操作系统出现之前 只有专业人士才懂得怎样使用计算机 而在操作系统出现之后 不管你是否是计算机专业毕业 只要经过简单的培训 你都能很容易地掌握计算机 3 1计算机的软件系统 第1章计算机的基础知识 操作系统不但能在计算机和人之间传递信息 而且它还负责管理计算机的内部设备和外部设备 它替人们管理日益增多的文件 使人们能很方便地找到和使用这些文件 它替人们管理磁盘 随时报告磁盘的使用情况 它替计算机管理内存 使计算机能更高效而安全地工作 它还负责管理各种外部设备 如打印机等 有了它的管理 这些外设就能有效地为用户服务了 第1章计算机的基础知识 DOS操作系统 中文操作系统 UCDOS 多窗口操作系统 如WINDOWS95 多用户操作系统 网络操作系统 3 2操作系统的分类 第1章计算机的基础知识 3 3应用软件 1文字处理软件2电子表格处理软件3通信软件4桌面出版和电子印刷系统5财务会计系统6科学计算与工程设计软件7实用工具软件 第1章计算机的基础知识 4 计算机的数制和编码 计算机的计数制 计算机中采用二 八 十和十六四种计数制 计算机只能识别二进制数 其它进制数计算机均不能识别 采用十进制数 因为我们对它熟悉 采用八 十六进制数是因为它们可以缩短二进制数的表示位数 数码 进制数中出现的数字符号 如10进制的数码为0 1 2 9 基数 进制数中全部数码的个数 如10进制的基数为10 计数原则 逢基数进位 如10进制的计数原则为逢10进1 位权 在进制数中每位的1所代表的数值 第N位的位权为 基数 的 n 1 次方 二进制 八进制 十六进制二进制 Binary 010000001010B八进制 Octal 721Q十六进制 Heradecimd E653H十进制 Decimal 739 87D或者不带字母 表1 1十进制 二进制 八进制 十六进制数的常用表示方法 十进制与二 八 十六进制之间的转换二进制 十进制 按权位展开相加例如1010 01B 例如605Q 请大家自己算一下 10111010 1B 10001000 001B 186 5136 125 十进制 二进制 整数除2取余 小数乘2取整例如 45 25 0 25 2 0 5 取0 0 5 2 1 取1 因此 45 25 101101 01 同理 十进制转换成八进制为 整数除8取余 小数乘8取整大家可以算一下45 25转换成8进制结果是 55 2Q 注 十进制小数不一定都能转换成完全等值的二进制小数 二进制与八进制 十六进制之间的转换2 8 三位一组法 三位组合法 001001101110001 高位不足补0 11561Q 8 2 一位转换成三位2326Q 010011010110B 2 16 四位一组法0100101001011011 高位不足补0 4A5BH16 1 一位转换成四位8A3EH1000101000111110B 84211001 字符数据的表示西文字符和ASCII码ASCII码 AmericanStandardCodeforInformationInterchange美国标准信息交换代码见p27表1 3 列为高位 d6d5d4行为低位 d3d2d1d0字符的表示顺序是 d6d5d4d3d2d1d0 非图形字符 控制字符 0 32和127 共34个图形字符 普通字符 33 126 共94个 需要掌握的特殊字符的ASCII码 a z 1100001 1111010 97 122 A Z 1000001 1011010 65 90 0 9 0110000 0111001 48 57 空格字符 SP 0100000 32 换行 LF 0001010 10 回车 CR 0001101 13 删除 DEL 1111111 127 汉字编码 以国标码为例 A 汉字输入码 用于汉字输入衡量一个汉字输入码好坏的标准编码短 重码少 好学好记分类 音码 以汉语拼音为基础形码 以汉字形状为基础 B 汉字国标码 国家标准信息交换汉字编码 代号为 GB2312 80 简称为 国标码 共有6763个汉字 并把其分为两级一级汉字有3755个 按汉语拼音排列二级汉字有3008个 按偏旁部首排列为使中文和西文信息兼容 用字节的最高位来区分西文和汉字 通常自己的最高为为0时表示ASCII码 为1时表示汉字 从GB2312开始 汉字都采用双字节编码 目前较多的采用俩个字节的最高位都为1时表示汉字 将汉字分为若干区 每个区中有94个汉字 区号 位号 区位码 区号和位号各自加20H 32D 就构成了国标码 例如 中 位于54区48位 区位码为5448 国标码为8680 再比如 啊 字的区位码为1001H 国标码为3021H C 汉字机内码 在计算机内部进行存储 加工 传输时所用的统一的机内代码 包括西文ASCII码将国标码的每个字节的最高位由 0 变为 1 变后的国标码称为汉字机内码 汉字机内码的每个字节都大于128 而ASCII码值都小于128 对于ASCII码来说 交换码和机内码是一致的 例如 中 国标码为8680 0101011001010000 机内码为 1101011011010000 大 国标码为3473H 0011010001110011 机内码为B4F3H 1011010011110011 当机内码为3473H的时候 识别为 4s 而不是 大 因为最高位都为0 啊 的国标码是3021H 机内码为B1A1H 3021H 8080H B1A1H D 汉字字形码 也称汉字字模 是汉字的输出形式 汉字字型以点阵的方式表示 通常有16 16电陈 点数越多 打印的字体越美观 需要的存储空间也越大 16 16点阵 一个汉字占32个字节 每行需要2个字节 共需要2 16个字节 24 24点阵 一个汉字占72个字节32 32点阵 一个汉字占128个字节总结 n n点阵每个汉字所占的字节数 n n 8 3 4微机常用外部设备介绍 硬盘 第1章计算机的基础知识 微机硬件系统组成 组成 微机硬件系统是由CPU 存储器 输入 输出接口电路和系统总线组成 其中总线结构是微机的特点 总线 数据总线 地址总线 控制总线 第1章计算机的基础知识 数据总线 DataBus 用来传输数据 从结构上看 数据总线是双向的 数据既可以从CPU传到其它部件 也可以从其它部件传送到CPU 地址总线 AddressBus 用来传送地址信息 和数据总线不同 地址总线是单向的 即地址只能从CPU送出 控制总线 ControlBus 用来传送控制信号 这些信号既包括CPU送往存储器和输入 输出接口电路的控制信号 也包括其它部件送往CPU的信号 第1章计算机的基础知识 地址总线