计算机文化基础第一讲.ppt

1、计算机文化与基础,第一讲,有关文化内容,计算机的发展简史 计算机的特点及分类 计算机的应用 计算机文化与信息社会 计算机的硬件系统 计算机的基本工作原理 计算机软件系统,计算机系统,还有我！,硬件系统,软件系统,计算机发展简史,ENIAC,计算机 时代,ENIAC (1946),18000个电子管 占地170平方米 重达30吨 耗电150千瓦 保存80个字节 每秒5千次加、减法运算 价值40万美元,已经历了四代计算机发展,第一代：（46-55）逻辑元件电子管，内存延迟线或磁芯，外存纸带、卡片或磁带，工作速度为几千几万次秒，应用科学计算，软件低级语言代表机型 ENIAC 第二代: （55-64）

2、逻辑元件晶体管，内存磁芯，外存磁带或磁盘，工作速度为几十万次秒，应用事务管理及工业控制，软件为高级算法语言，代表机型 IBM 7000 系列 第三代:（64-70）逻辑元件中小规模集成电路，内 存半导体存储器，工作速度为几十万几千万次秒软件设计中提倡模块化、结构化程序设计。代表机型 IBM System /360,已经历了四代计算机发展,第四代:（71到今）逻辑元件（超）大规模集成电路，内存半导体存储器，外存磁盘和光盘工作速度几百万几千万次秒，软件操作系统和应用软件，应用以计算机网络为特征 新一代计算机：第五代计算机。主要目标是使计算机具有人的某些智能，如听、说、看和思维推理的能力。,微机发展

3、的五个时代,第一代：71年的4位机，2000个晶体管，时钟频率 为1MHz. 第二代: 73年的8位机,40009000晶体管时钟频率 为4MHz,代表机8080,M6800 第三代:78年的16位机,2万 7万晶体管,时钟频率 为510MHz,代表机8086,80286 第四代:81年的32位机,10万100万晶体管,时钟频 率为1033MHz,微处理器的性能超过70年 代大、中型计算机 第五代：93年的64位机，100万晶体管，66MHz 以上，微处理器发Pentium为代表,CPU内部的时钟频率，是CPU进行运算时的工作频率。一般来说，主频越高，一个时钟周期里完成的指令数也越多，CPU的

4、运算速度也就越快。但由于内部结构不同，并非所有时钟频率相同的CPU性能一样。 8位处理器、16位处理器、32位处理器和64位处理器，其计数都是8的倍数。它表示一个时钟周期里，处理器处理的二进制代码数 . 8位机有8条线路，每个时钟周期有8个电信号，组成一个字节。所以，随8位处理器上升至64位处理器，每个时钟周期传送1个字节到8个字节，关联到时钟速度提高到若干个千兆赫之后，处理器处理信息的能力越来越大。,计算机发展趋势,PDP-11,CRAY-,Altair 8800,多 极 化,网络化,INTERNET,WWW,GOPHER,E-Mail,FTP,Telnet,利用现代通信和计算机技术，把分布

5、在 不同地点的计算机互联起来，按网络协 议互相通信，以共享软、硬件和数据资源,多 媒 体,多媒体技术是以图形、图象、声音、文字等多种媒体进行人机交互。,智 能 化,研究领域： 1。模式识别 2。机器人 3。专家系统 4。自然语言的 生成与理解,计算机的特点,运算速度快每秒几百亿次几千亿次,计算精度高可使用足够多的二进制位数 来获得所要求的数据精度,具有记忆能力提供大容量的存储器来存 储程序和数据,具有逻辑判断能力这是区别于其它任何 机器的一个特点,可靠性高，通用性强,计算机的类型,巨型机是国家科学技术和工业发展水平重要标志,小巨型机为满足市场需求保持或略降低性能,主 机常说的大型机和中型机,小

6、型机结构简单、成本较低、易于使用和维护,工作站高档微机,个人计算机PC机，它的核心是微处理器,计算机的应用,1. 科学计算(数值计算),计算机在处理计算量大、时间性强的数值计算中尤其表现出巨大威力。,2. 数据处理(非数值计算),对大批量的信息进行收集、分类、排序、传送、存储以及打印报表和图形等。在办公自动化、事务管理和情报检索等领域应用十分广泛。,3. 过程控制,在生产过程中对现场数数据进行巡回检测并由计算机按某种标准或最隹值进行自动调节和控制。这对提高产品的数量和质量特别有效。现代化的武器系统尤其需要计算机的控制。,4. 计算机辅助系统,CADComputer Aided Design 。

7、利用计算机的图形功能做各种设计工作。,CAMComputer Aided Manufacture 。利用计算机管理、控制生产设备及其操作。,CAIComputer Aided Instruction 。利用多媒体计算机的图、文、声功能实施教学。,5. 人工智能,人工智能的主要目的是用计算机来模拟人的智能。包括：模式识别、景物分析、自然语言理解和生成、专家系统、机器人等。,计算机文化与信息社会,计算机在信息处 理中的应用,信息高速公路,“三金”工程,信息处理中的应用,数据加工：计算机的运算速度 “海量”存储：存储能力 通信：网络 多媒体技术：使计算机具有听说看能力 智能化决策：进行科学决策,信息

8、高速公路,敖设覆盖全国的光纤网络 用光纤网络联接所有的通信系统、计算机资料库和电信消费设置 让光纤网络能传输视频、音频、数字图像等多媒体,通信网络 通信设备 信息资源 人,“金桥”工程,金桥工程：建立一个覆盖全国各省、市、自 治区、500个中心城市与地区及部门的专用计算机网络相联、与国家综合管理部门信息中心的计算机相联并实行与国际计算机联网的公用基干网和网中之网。 “金桥”网的建成将为“金关”、“金卡”工程及各部门建立信息业务提供一个技术先进经济合理的公用信息通道。,“金关”工程,“金关”是将海关、外贸、外汇管理和税务等部门的业务专用网络实行计算机联网，以加强和完善外贸管理、配额许可证管理、进

9、出口收汇结汇、进出口贸易统计等信息应用系统，同时开展EDI应用试点，为在全国全面推广电子数据交换业务和电子邮件业务、实行通关自动化和无纸贸易创造条件。,“金卡”工程,金卡是以计算机、通信、金融与商业专用电脑等现代科技为基础，以各种金融交易卡（信用卡、现金卡）为介质，通过电子信息转帐形式实现的一种货币流通方式。 核心内容：建立全国统一的金融交易卡发行体系；建立全国性的信用卡和现金卡两个信息服务中心；建立全国统一的金卡专用网，推行两种统一标准的信用卡和现金卡，结合我国国情，以现金卡为主，从防伪及技术发展考虑，以IC智能卡为主，以磁卡为过渡。,什么是计算机？,计算机是一台能存储程序和数据，并能自动执

10、行程序的机器。它能对各种数字化的信息进行处理，协助人们获取信息、处理信息、存储信息和传递信息。,计算机硬件系统,什么是硬件系统？,硬件系统由各种电子的、机械的、磁性的、光学的元器件、部件、或装置所构成，是看得见摸得着的物理实体。 硬件是计算机的“躯体”。,计算机硬件基本构成,运 算 器,内存储器,输入 设备,输出 设备,外存储 设备,外围设备,CPU,五大部件之一运算器,运算器的任务是对信息进行加工处理。,算术逻辑单元,累 加 器,状态寄存器,通用寄存器,ALU运算,暂存操作数和运算结果。,存放算术逻辑单元在工 作中产生的状态信息。,暂存操作数或数据地址。,运算器,五大部件之二控制器,控制器是

11、计算机的神经中枢,控制器按照计算机的工作节拍（主频），从 存储器中取出指令，经过译码（分析指令），产 生各种控制信号，从而指挥整个计算机有条不紊 地、自动地执行程序。,几个术语,字（Word):作为一个整体被传送和运算的一串 二制数称为一个字。,主频: 指CPU工作的时钟频率,位（Bit): 1位二进制信息称为1位，是二进制数 的基本单位。,字节（Byte): 8位二进制信息称为一个字节。,字长: 一个字所包含的二进制位数位数。,存储器是计算机的记忆装置,.主存 .内存,.辅存 .外存,五大部件之三存储器,存储器的操作方式读和写,信息的存储单位,K 字节 1K = 1024 byte M（兆）

12、字节 1M = 1024 K G（京） 字节 1G = 1024 M,几个概念,1. 地址所有存储单元按一定顺序的编号。 2. ROM只读存储器，只取不存。 3. RAM随机存储器，可存可取。 4. 存储容量一个存储器中存储单元的总数。 5. 存取周期从存储器存取一个字到能够再存 取一个字所需要的时间。,硬盘存储器 硬磁盘是两个表面涂有金属氧化物磁性材料的金属圆盘。硬盘存储器由一片或多片硬磁盘与各种配套装置组合而成 其容量：100MB、500MB、1G、3.2G,光盘存储器 光盘存储器是一种新颖的存储器,由于具有存储容量大、可靠性高、存取速度快等优点。其基本原理：利用聚焦激光束在存储介质上进行

13、光学读写。,五大部件之四输入设备,输入设备的任务是把输入操作者提供的原始信息转换成电信号，并通过计算机的接口电路将这些信号顺序送入存储器中 常用的输入设备有 : 键盘、鼠标器、扫描仪、光笔等。,五大部件之五输出设备,输出设备是将计算机的运算和处理结果以能为人们或其他机器所接受的形式输出 常用的输出设备有：显示器、打印机、绘图仪等,冯 诺依曼原理,即计算机能自动地完成运算或处理过程的基础是存储程序和程序控制。,Von Neumann,程序和数据计算机中用二进制数表示；,计算机的工作过程是由存储程序控制的；,计算机由运算器、控制器、存储器、输入设备、输出设备所组成；,存储程序与程序控制原理,程序是

14、为完成一项特定任务而用某种语言编写的一组指令序列,计算机能自动、正确地按人们的意图工作，是由于人们已事先把计算机如何工作的程序和原始数据通过输入设备送到计算机的存储器中。当计算机运行时，控制器就可以把这些指令一一从存储器中取出来，加以翻译，并按指令的要求进行相应的操作，直到结束。,指令,指令是对计算机进行程序控制的最小单位所有的指令的集合称为计算机的指令系统,机器执行什么操作,参与操作的数据在存储器中的存放位置,机器指令是计算机唯一能够直接识别并执行的语言即机器语言。,什么是软件系统？,软件系统是指控制、管理和指挥计算机工作和解决各类应用问题的所有程序和技术资料组成。程序是指挥计算机工作的步骤

15、；技术资料包括软件和硬件的技术说明、使用方法和操作手册等文档。 软件系统是计算机的“灵魂”。,计算机软件系统,系统软件： 操作系统 语言处理程序：汇编、编译、解释 数据库管理系统 支持软件：编辑、连接、诊断、调试 应用软件： 程序库 软件包 套装软件 用户自行开发的软件系统,系统软件,程序设计语言及编译,符号化的机器语言汇编语言用助记符代替操作码，用符号地址代替地址码,用二进制代码表示操作码和地址码机器语言机器指令随计算机型号不同而不同,接近自然语言的计算机语言高级语言一个语句常对应多条机器指令不随机器型号而变,用机器语言表达的程序目标程序。程序执行速度最快，然而不方便使用。,源程序,源程序,应用软件,操作系统 操作系统是计算机系统的核心控制软件，它是对计算机全部资源进行控制与管理的大型程序，它由许多具有控制和管理功能的子程序组成