第一章 计算机系统与信息处理

1、 公共计算机教育中心本章主要内容本章主要内容信息与信息技术计算机技术计算机技术信息化社会与计算机文化第第1章章 计算机与信息社会计算机与信息社会本章重点！本章重点！ 公共计算机教育中心1.1.1 信息与媒体n信息：就是人类的一切生存活动和自然存在所传达出来的信号和消息。它一般泛指我们所说的消息、情报、指令、数据、信号等周围环境的知识。 n媒体：就是对信息进行传播的媒介，如报纸、电话、电视和计算机等。 公共计算机教育中心1.1.2 信息技术 信息技术（Information Technology,IT)是指信息的获取、存储、加工、传输和应用的技术。n1信息感测技术n2信息通信技术n3计算机技术与

2、控制技术 公共计算机教育中心1.1.3 人类史上的5次信息技术革命 n1第一次信息革命是语言的使用n2第二次信息革命是文字的使用n3第三次信息革命是造纸技术和印刷技术的应用n4第四次信息革命是电报、电话、广播、电视的发明和普及应用n5第五次信息革命是计算机和网络的普及应用和计算机与现代通信技术的结合 公共计算机教育中心 用于信息存储、分析、加工、整理的电子设备的总称。 计算机原始信息处理结果 公共计算机教育中心1.2.1 计算机的发展1近代计算机阶段（18221944） 特点：具有程序概念的机械式计算机或机电 式计算机 2现代计算机阶段（19461981） 诞生了世界上第一台电子计算机3微机及

3、网络阶段（早于20世纪80年代） 公共计算机教育中心世界上第一台电子计算机世界上第一台电子计算机（ENIAC） 公共计算机教育中心1.2.2 计算机的特点1运算速度快2精确度高3存储容量大4具有逻辑判断能力5具有自动控制能力 公共计算机教育中心1.2.3 计算机的分类1按用途的不同来划分 分为专用计算机和通用计算机2按规模的不同来划分 分为巨型机、大型机、小型机、 工作站、微机。 公共计算机教育中心 公共计算机教育中心 公共计算机教育中心 公共计算机教育中心 公共计算机教育中心 科学计算 过程控制 事物处理 计算机辅助系统 通信与网络 人工智能 计算机模拟 电子商务1.2.4 计算机的主要应用

4、 公共计算机教育中心n多极化n网络化n智能化n多媒体1.1.5 计算机的发展趋势 公共计算机教育中心第第2章章 计算机系统组成计算机系统组成本章主要内容本章主要内容计算机系统概述人机界面微型计算机系统硬件构成微型计算机系统硬件构成本章重点！本章重点！ 公共计算机教育中心计算机系统是由硬件系统和软件系统组成计算机系统是由硬件系统和软件系统组成 公共计算机教育中心 公共计算机教育中心 公共计算机教育中心冯冯.诺依曼型计算机主要特点诺依曼型计算机主要特点（1）计算机由5个基本部分组成：运算器、控制器、存储器、输入设备和输出设备（2）程序和数据以同等地位存放在存储器中，并要按地址寻址（3）程序和数据以

5、二进制编码形式表示 公共计算机教育中心冯冯.诺依曼型计算机基本组成结构诺依曼型计算机基本组成结构输输入入设设备备控制器控制器输输出出设设备备运算器运算器ALU 存储器存储器数据流控制流 公共计算机教育中心ALU控制器控制器加法器加法器9操作数 RAM寄存器寄存器2寄存器寄存器7结结果果运算器是如何得运算器是如何得到数据呢？到数据呢？ 它怎么知道要操它怎么知道要操作的是逻辑运算还是作的是逻辑运算还是算术运算呢？算术运算呢？1、运算器（ALU）： 进行算术运算和逻辑运算 公共计算机教育中心数据流控制流 CPU控制器控制器读取的指令操作数结果 存储器存储器反馈寄存器寄存器运算器运算器运算命令2、控制

6、器：工作过程如图： 公共计算机教育中心3、存储器：用来存放程序和原始数据的记忆装置 按与主机的关系来分为： 内存储器（内存、主存） 外存储器（外存、辅助存储器）内存和外存的作用和特点： 公共计算机教育中心设在计算机主机中，存放当前运行的程序和数据，直接与CPU交换信息；是计算机中信息交流的中心。 公共计算机教育中心设在计算机主机外部，存放当前暂时不用的信息；通常外存不和计算机的其他部件直接交换数据，只和内存交换数据。 公共计算机教育中心比内存慢、容量大、价格低存取速度快、容量小、价格高 公共计算机教育中心n外存可以长久地存储信息，“永久性存储设备” 公共计算机教育中心n存储器的有关术语简述如下

7、： 公共计算机教育中心n1B=8bn1K=210B=1024Bn1M=210KB=1024KBn1G=210MB=1024MBn1T=210GB=1024GB 公共计算机教育中心 存存储储器器4、输入设备：输入输入设备设备 作用： 用来接受用户输入的原始数据和程序，并将它们转换为计算机可以识别的二进制形式存放到内存中。信息电信号 公共计算机教育中心 键盘、写字板、鼠标、触摸屏、扫描仪、数码相机、麦克风、MIDI乐器、摄像机、传感器等 公共计算机教育中心5、输出设备： 存存储储器器运算结果人所识别的形式作用： 把计算机处理好的结果，转变成人所要求的并且可识别的形式(文本、声音、动画、图像)表达出

8、来。 输出输出设备设备 公共计算机教育中心显示器、打印机、绘图仪、音箱显示器、打印机、绘图仪、音箱 公共计算机教育中心计算机系统是由硬件系统和软件系统组成计算机系统是由硬件系统和软件系统组成1、系统软件：指控制计算机的运行，管理计算机和各种资源，并为应用软件提供支持和服务的一类软件。 包括（1）操作系统 常用操作系统有MS-DOS、Windows98/NT/2000、 Linux、UNIX及OS/2等。 公共计算机教育中心（2）语言处理程序 公共计算机教育中心（3）数据库管理系统（4）网络管理软件（5）常用的服务程序2应用软件：是在计算机硬件和系统软件的支持下，为解决各类专业和实际问题而设计开

9、发的一类软件。如文字处理、电子表格、多媒体制作工具、各种工程设计和数学计算软件、模拟过程、辅助设计和管理程序等。 公共计算机教育中心2.2.1 概念 人机界面是人和计算机软、硬件的交互部分，是人和计算机之间传递交换信息的媒介和窗口，是用户使用计算机系统的一种操作系统。2.2.2 人机界面的类型 1命令语言界面 2、图形用户界面 3、自然语言界面 公共计算机教育中心 公共计算机教育中心 公共计算机教育中心 公共计算机教育中心 公共计算机教育中心主板上的部件 公共计算机教育中心1、CMOS只读存储器（装载着BIOS程序）2、I/O扩展插槽3、外设接口4、芯片组（ CPU及其配套集成电路芯片）主板上

10、的部件 公共计算机教育中心微处理器（CPU）：它是计算机内部执行数据处理指 令的器件，由运算器和控制器组成。Intel和AMD公司CPU 公共计算机教育中心主要的性能指标：n主频 主频是衡量CPU运行速度的重要指标。它是指系统时钟脉冲发生器输出周期性脉冲的频率。通常以赫兹（Hz）为单位。目前的奔腾微处理器的主频已高达1.5GHz、2.2GHz。n字长 字长是CPU可以同时处理的二进制数据位数。如64位微处理器，一次能够处理64位二进制数据。常用的有16位、32位、64位微处理器。 公共计算机教育中心按其功能特征可分为3类：1、 随机存储器RAM RAM：既能读出也能写入，存放用户程序和数据，

11、只能在电源电压正常时才能工作，其中的 信息可以随时改写，断电后，里面的信息断电后，里面的信息 会丢失。会丢失。目前微机上广泛采用动态随机存储器（DRAM）作为主存，以内存条的形式出现。 公共计算机教育中心2、 只读存储器ROMROM： 只能读出而不能写入的存储器，通常存放固定 不变不需修改的程序。ROM中一般用来存放计 算机系统管理程序，比如微机的BIOS程序。 断电后，其中的信息不丢失。断电后，其中的信息不丢失。 公共计算机教育中心3、高速缓冲存储器Cache 提高主存的速度采取的方法之一。 容量较小 高速 直接供CPU存储数据，以提高主存储器的存取 速度。 公共计算机教育中心总线：连接计算

12、机中CPU、内存、外存和输入输出设 备的一组通信线路以及相关的控制电路 公共计算机教育中心I/O总线：CPU互连I/O设备，并提供外设访问系统存 储器和CPU资源的通道。总线按照传输的信息种类分为：n1. 地址总线n2. 数据总线n3. 控制总线 公共计算机教育中心扩展槽：总线向插件板提供符合其标准的插槽n目前常见的总线结构与扩展槽如下：n（1）ISA（Industry Standard Architecture）总线n（2）PCI（Peripheral Component Interconnect）总线n（3）AGP（Accelerated Graphics Port）总线 公共计算机教育中

13、心 公共计算机教育中心接口：指不同设备之间为实现互连和通信的正常进行 而需要具备的对接部分，主要起到了协调、控 制和缓冲等作用。接口分为两类： 一类是总线接口，位于主板内，就是各种扩展槽。 另一类是外设连接端口，是主机连接各种外部设 备的端口。 公共计算机教育中心常用的接口：并行与串行接口、磁盘IDE与SCSI接口、USB接口。 公共计算机教育中心外存用于接受数据和保存数据。常见微机的外存有：1、软盘存储器2、硬盘存储器3、闪存存储器4、光盘存储器 公共计算机教育中心外部设备外部设备I/OI/O设备设备外存设备外存设备输入设备输入设备输出设备输出设备磁带设备磁带设备光盘设备光盘设备磁盘设备磁盘

14、设备硬盘设备硬盘设备软盘设备软盘设备 公共计算机教育中心键盘键盘(101,104(101,104，107107键盘键盘) )人体工学键盘人体工学键盘 公共计算机教育中心键盘与主机的接口键盘与主机的接口 较早的较早的ATAT接口接口 PS/2PS/2接口接口 USBUSB接口接口无线键盘：红外线或无线电波与主板专用接收器无线键盘：红外线或无线电波与主板专用接收器 公共计算机教育中心 公共计算机教育中心滚轮滚轮按键按键传动球传动球 公共计算机教育中心收集外部光的变化，收集外部光的变化，通过光的变化判断通过光的变化判断鼠标的移动方向鼠标的移动方向 公共计算机教育中心鼠标与主机的接口鼠标与主机的接口

15、RS-232RS-232串行接口串行接口 PS/2PS/2接口（更快的响应速度）接口（更快的响应速度） USBUSB接口接口无线鼠标：作用距离可达无线鼠标：作用距离可达1010m m左右左右类似设备还有操纵杆、触摸屏。类似设备还有操纵杆、触摸屏。 公共计算机教育中心需要专门的手写汉字识别软件支持需要专门的手写汉字识别软件支持 公共计算机教育中心USB接口接口高分辨率识别高分辨率识别工作空间工作空间1.5A电池电池工作原理：电磁感应式、电容式触控板（手指、笔）工作原理：电磁感应式、电容式触控板（手指、笔）基板基板 公共计算机教育中心512级压级压力传感器力传感器按钮按钮1：相当：相当于鼠标器的于

16、鼠标器的右键右键按钮按钮2：相当：相当于鼠标器的于鼠标器的滚轮滚轮笔尖：相当笔尖：相当于鼠标器的于鼠标器的左键左键压力感应笔（签名识别、绘画）压力感应笔（签名识别、绘画）演示演示1 1、演示演示2 2 公共计算机教育中心 公共计算机教育中心SONY DSC-P71 数码相机数码相机 320万像素万像素16兆存储卡兆存储卡SONY DSC-F717 500万像素万像素 32兆兆 6990 公共计算机教育中心 公共计算机教育中心计算机显示系统通常由两部分组成：计算机显示系统通常由两部分组成： 监视器（监视器（Monitor） CRT（阴极射线管）阴极射线管） LCD（Liquid Crystal

17、Display） 显示控制器（显示卡、图形卡、视频卡）显示控制器（显示卡、图形卡、视频卡） 有的集成在主板上有的集成在主板上显示器显示器日常所说的日常所说的“显示器显示器” 公共计算机教育中心CRTLCD 公共计算机教育中心 公共计算机教育中心1）显示屏尺寸）显示屏尺寸（对角线英寸数）（对角线英寸数）1 1英寸英寸2.542.54cmcm 公共计算机教育中心 整屏可显示像素的多少整屏可显示像素的多少 640 640480480；800 800 600600；1024 1024 768 768； 1280 1280 960 960 ；1800 1800 14401440； 所显示的图像每秒钟更新

18、的次数。刷新频率越高，图像所显示的图像每秒钟更新的次数。刷新频率越高，图像稳定性越好。稳定性越好。8585HzHz以上。以上。 一个像素可以显示多少种颜色，由表示这个像素的二进一个像素可以显示多少种颜色，由表示这个像素的二进位位数决定。（真彩色位位数决定。（真彩色2424位）位） 公共计算机教育中心 公共计算机教育中心按印字方法可以分为：按印字方法可以分为： 击打式和非击打式击打式和非击打式常用：常用： 针式打印机、喷墨打印机、激光打印机针式打印机、喷墨打印机、激光打印机 公共计算机教育中心优点：可以打印穿孔纸、多层纸、成本低优点：可以打印穿孔纸、多层纸、成本低缺点：速度慢、打印效果普通、噪声

19、大缺点：速度慢、打印效果普通、噪声大 公共计算机教育中心优点：价格便宜、噪音较小、图形质量高优点：价格便宜、噪音较小、图形质量高缺点：墨水成本高、消耗快、打印速度较慢缺点：墨水成本高、消耗快、打印速度较慢 公共计算机教育中心优点：优点： 分辨率高、打印效果分辨率高、打印效果精美细致、趋于智能化精美细致、趋于智能化缺点：价格高缺点：价格高 公共计算机教育中心绘图仪声音输出设备投影仪 公共计算机教育中心软盘目前主要使用目前主要使用3.53.5英寸软盘，简称英寸软盘，简称3 3寸盘寸盘 公共计算机教育中心软盘写保护 公共计算机教育中心软盘组织结构 公共计算机教育中心.磁道磁道0 0，扇区，扇区1 1

20、容量计算：容量计算：512512ByteByte* *扇区数扇区数* *磁道数磁道数* *盘面数盘面数3.53.5软盘容量软盘容量 =512=512* *1818* *8080* *2=14745602=1474560byte/1024=1440KBbyte/1024=1440KB约为约为1.441.44MBMB 公共计算机教育中心软盘使用注意 公共计算机教育中心软盘驱动器 公共计算机教育中心硬盘 19731973年，年，IBMIBM推出第一台采用推出第一台采用“温彻斯特温彻斯特( (Winchester)”Winchester)”技术的硬盘：技术的硬盘：密封、固定、高速旋转密封、固定、高速旋

21、转镀磁镀磁盘片，磁头沿盘片径向移动。磁头悬浮在高速旋转盘片上盘片，磁头沿盘片径向移动。磁头悬浮在高速旋转盘片上方方(0.01(0.01mm），），不与盘片接触。不与盘片接触。 公共计算机教育中心硬盘驱动器 公共计算机教育中心磁道柱面磁盘盘片控制电路主轴移动臂文件定位表磁头目前，目前，1 15 5张盘片，一张盘片，一个盘片称为个盘片称为一个单碟一个单碟硬盘的组织结构 公共计算机教育中心硬盘组织结构磁道（磁道（30030030003000条）、扇区条）、扇区（通常（通常6363个）、柱面（相同编号个）、柱面（相同编号的磁道）、磁头的磁道）、磁头. 公共计算机教育中心硬盘容量磁头数柱面数（磁道数）每磁道扇区数扇区容量磁头数柱面数（磁道数）每磁道扇区数扇区容量目前，目前，2020GBGB80GB80GBIDEIDE接口接口 公共计算机教育中心硬盘主要性能指标（1 1）容量（单位）容量（单位 GBGB）（2 2）转速转速 硬盘内电机主轴的转动速度（每分钟盘片硬盘内电机主轴的转动速度（每分钟盘片旋转次数），目前旋转次数），目前ATAATA（IDEIDE