第一章 计算机系统基础.ppt

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1、大学计算机基础大学计算机基础大学计算机基础大学计算机基础主讲教师：曾俊主讲教师：曾俊QQ:35532204QQ:35532204大学计算机基础大学计算机基础 第一章第一章 计算机系统基础计算机系统基础第一章第一章 计算机基础知识计算机基础知识1.1概述概述1.2计算机系统及其工作原理计算机系统及其工作原理1.3微型计算机的硬件微型计算机的硬件1.4输入输出设备输入输出设备1.5计算机中的信息表示计算机中的信息表示大学计算机基础大学计算机基础 第一章第一章 计算机系统基础计算机系统基础手指计数1.1概述概述1.1.1计算机的发展计算机的发展大学计算机基础大学计算机基础 第一章第一章 计算机系统基

2、础计算机系统基础1. 1. 帕斯卡发明的加法器帕斯卡发明的加法器(1642(1642年年) ) 2. 2. 巴贝奇发明的差分机巴贝奇发明的差分机(1822(1822年年) ) 1.1.1计算机的发展计算机的发展大学计算机基础大学计算机基础 第一章第一章 计算机系统基础计算机系统基础1.1.1计算机的发展计算机的发展人类在其漫长的文明史上，为了提高计算速度，不断发明和改进了各种计算工具。因此，电子计算机是人类计算技术的继承和发展，是现代人类社会生活不可缺少的工具。1946年年2月，美国宾夕法尼亚大学美国宾夕法尼亚大学莫奇来（John W. Mauchly）和埃克特（J.Presper Echer

3、t），成功研制了世界上第一台通用数字计算机ENIAC（Electronic Numerical Integrator and Calculator），目的是用来计算炮弹弹道。 大学计算机基础大学计算机基础 第一章第一章 计算机系统基础计算机系统基础约使用了18800个电子管1500个继电器重达30吨占地面积约170平方米图1-1通用数字计算机ENIAC1.1.1计算机的发展计算机的发展大学计算机基础大学计算机基础 第一章第一章 计算机系统基础计算机系统基础从第一台计算机诞生至今已60多年了，在这期间，计算机以惊人的速度发展着。根据计算机采用的物理器件，一般将计算机的发展分为四个阶段（见下表）。

4、 1.1.1计算机的发展计算机的发展大学计算机基础大学计算机基础 第一章第一章 计算机系统基础计算机系统基础计算机发展的四个时代计算机发展的四个时代分代分代时间时间基本电子元件基本电子元件基本特点基本特点第一代1946年1958年电子管穿孔卡片、磁鼓和磁带，使用机器语言和汇编语言第二代1959年1964年晶体管磁芯和磁盘，使用高级语言，主要用于科学计算，中小型计算机开始大量生产第三代1965年1970年中小规模集成电路 半导体存储器，大型化，集中式计算，远程终端第四代1971年至今大规模和超大规模集成电路高集成度半导体存储器，超大型化，微型化，图形用户界面，多媒体，网络通信大学计算机基础大学计

5、算机基础 第一章第一章 计算机系统基础计算机系统基础在计算机发展进程的四个时代中，主要特点和趋势是：计算机的性能越来越好，生产成本越来越低，体积越来越小，计算机的性能越来越好，生产成本越来越低，体积越来越小，速度越来越快，耗电量越来越少，存储容量越来越大，可靠速度越来越快，耗电量越来越少，存储容量越来越大，可靠性越来越高，软件配置越来越丰富，应用范围越来越广。性越来越高，软件配置越来越丰富，应用范围越来越广。 目前计算机正朝着以下五个方面发展：巨型化、微型化、网络化、智能化、多媒体化巨型化、微型化、网络化、智能化、多媒体化通过进一步的深入研究，人们发现了电子元件的局限性，因而从理论上来说，电子

6、计算机的发展也有一定的局限性。因此，科学家正在进行新型计算机的研究和开发。如超导计算机、量子计算机、光子计算机、生物计算机、神经网络计算机等。1.1.1计算机的发展计算机的发展大学计算机基础大学计算机基础 第一章第一章 计算机系统基础计算机系统基础1.1.2计算机的特点计算机的特点计算机与传统的手工计算相比，具有如下特点：运算速度快。计算精度高。具有存储记忆功能。具有逻辑判断能力。能自动连续地工作，可靠性好。通用性好。大学计算机基础大学计算机基础 第一章第一章 计算机系统基础计算机系统基础1.1.3计算机的分类计算机的分类按照目前的市场情况，大致可以从以下几个角度分类： 根据计算机的用途，根据

7、计算机的用途，可以将计算机分为通用计算机和专用通用计算机和专用计算机。计算机。通用计算机能解决多种类型的问题，应用领域广泛；专用计算机用以解决某个特定方面的问题，适用于某一特殊的应用领域，如卫星上使用的计算机、智能仪表、军事装备等计算机。根据计算机处理对象的不同根据计算机处理对象的不同，可以将计算机分为数字计算数字计算机、模拟计算机、数字模拟混合计算机。机、模拟计算机、数字模拟混合计算机。数字计算机输入、输出的都是离散的数字量；模拟计算机直接处理连续的模拟量，如电压、温度、速度等；数字模拟混合计算机输入、输出既可以是数字量也可以是模拟量。按计算机的综合性能指标按计算机的综合性能指标（运算速度、

8、存储容量、输入输出能力、规模大小、软件配置等），可以将计算机分为高性能高性能计算机、微型计算机、嵌入式系统、工作站，计算机、微型计算机、嵌入式系统、工作站，如图1-2所示。大学计算机基础大学计算机基础 第一章第一章 计算机系统基础计算机系统基础大学计算机基础大学计算机基础 第一章第一章 计算机系统基础计算机系统基础1.1.4计算机的应用计算机的应用计算机的应用领域已渗透到社会的各行各业，正在改变着传统的工作、学习和生活方式，推动着社会的发展。计算机的主要应用领域如下：1.科学计算科学计算科学计算是指利用计算机来完成科学研究和工程技术中的数学计算问题。2.数据处理数据处理数据处理是指对各种数据进

9、行收集、存储、整理、分类、统计、加工、利用、传播等一系列活动的总称。电子数据处理(Electronic Data Processing，简称EDP)管理信息系统(Management Information System，简 称MIS)决策支持系统(Decision Support System，简称DSS) 大学计算机基础大学计算机基础 第一章第一章 计算机系统基础计算机系统基础3.3.计算机辅助设计与制造计算机辅助设计与制造计算机辅助技术包括CAD、CAM、CAT和CAI等。计算机辅助设计(Computer Aided Design，简称CAD)计算机辅助制造(Computer Aided

10、 Manufacturing，简称CAM)计算机辅助教学(Computer Aided Instruction，简称CAI)计算机辅助测试(Computer Aided Test,CAT)1.1.4计算机的应用计算机的应用大学计算机基础大学计算机基础 第一章第一章 计算机系统基础计算机系统基础4.过程控制过程控制过程控制是利用计算机实时采集检测数据，迅速地对控制对象进行自动调节或自动控制5.人工智能人工智能人工智能(Artificial Intelligence)是计算机模拟人类的智能活动，诸如感知、判断、理解、学习、问题求解和图像识别等。6.网络应用网络应用计算机技术与现代通信技术的结合构成

11、了计算机网络。1.1.4计算机的应用计算机的应用大学计算机基础大学计算机基础 第一章第一章 计算机系统基础计算机系统基础1.2计算机系统及工作原理计算机系统及工作原理 一个完整的计算机系统由硬件硬件系统和软件软件系统两部分组成。硬件系统和软件系统是缺一不可的。硬件系统是什么？软件系统是什么？大学计算机基础大学计算机基础 第一章第一章 计算机系统基础计算机系统基础大学计算机基础大学计算机基础 第一章第一章 计算机系统基础计算机系统基础1.2.1计算机的硬件系统计算机的硬件系统1.运算器运算器也称算术逻辑单元（Arithmetic and Logic Unit，ALU），它的主要功能是进行算术运算

12、和逻辑运算，并暂存结果。2.控制器控制器主要用来控制程序和数据的输入、输出，以及各个部件之间的协调工作。运算器和控制器一起称为中央处理单元运算器和控制器一起称为中央处理单元（Central Processing Unit，CPU），），CPU的主要工作是与内存系统或I/O设备之间传输数据；进行算术运算和逻辑运算；通过简单的判定，控制程序的流向。CPU性能的高低，往往决定了一台计算机性能的高低。大学计算机基础大学计算机基础 第一章第一章 计算机系统基础计算机系统基础3.存储器存储器的主要功能是存放程序和数据。按照与CPU的接近程度，存储器分为内存储器与外存储器，简称内存与外存。内存储器又常称为主

13、存储器（简称主存），属于主机的组成部分；外存储器又常称为辅助存储器（简称辅存），属于外部设备。CPU不能像访问内存那样直接访问外存，CPU要与I/O设备进行数据传输，必须通过内存进行。另外，为了解决CPU和内存的速度匹配问题，还使用了Cache技术。大学计算机基础大学计算机基础 第一章第一章 计算机系统基础计算机系统基础随机存储器随机存储器 RAMRAM只读存储器只读存储器 ROMROM高速缓冲存储器高速缓冲存储器 CacheCache存存储储器器主存储器主存储器（内（内 存存）软磁盘软磁盘硬磁盘硬磁盘 光盘存储器光盘存储器外存储器外存储器（辅助存储器）（辅助存储器）U盘盘磁盘存储器：磁盘存储

14、器：存储器分类：存储器分类：大学计算机基础大学计算机基础 第一章第一章 计算机系统基础计算机系统基础随机存储器（RAM）特点：如果计算机断电，里面的数据立即丢失。所以，内存只是计算机程序、数据的一个暂存处。静态 SRAM（Static RAM）：速度非常快，价格非常高，用于高速缓存Cache。动态 DRAM（Dynamical RAM）：速度较慢（相对于CPU和SRAM而言），价格低廉，体积小，用于内存条。只读存储器（ROM）特点：只读存储器ROM存放的数据不能用简单的方法对其内容进行改写，正常使用时主要是对其进行读取操作，特点是断电后信息不丢失，一般用于存放固定的数据或程序。只读存储器通常分

15、为：掩膜式ROM(MROM)、一次可编程ROM(PROM)、紫外线可擦除ROM(EPROM)、电可擦除ROM(EEPROM)等几种类型。大学计算机基础大学计算机基础 第一章第一章 计算机系统基础计算机系统基础MROM(Mask ROM，掩膜式ROM)：MROM的内容由生产厂家按用户要求在芯片的生产过程中写入，写入后不能修改。即信息是被永久性的蚀刻在ROM单元中的，在完成蚀刻后不能改变其中的信息。PROM (Programmable ROM，可编程ROM)：允许一次性地（只有一次）重写其中的数据，一旦信息被写入PROM后，数据也将被永久性地蚀刻其中，无法改变。 EPROM (Erasable P

16、rogrammable ROM，可擦去可编程ROM)：使用紫外线照射此类型的ROM可以抹去其中的数据，它还允许将需要的信息存储入此类ROM中。 EEPROM (Electrically Erasable Programmable ROM，电可擦去可编程ROM)：可以使用电来对其进行擦写，而不需要紫外线。大学计算机基础大学计算机基础 第一章第一章 计算机系统基础计算机系统基础高速缓冲存储器（Cache）Cache是介于CPU和内存之间的一种可高速存取信息的芯片，是CPU和RAM之间的桥梁，用于解决它们之间的速度匹配问题。大学计算机基础大学计算机基础 第一章第一章 计算机系统基础计算机系统基础外存

17、外存外存储器是相对于内存而言的，内存储器最突出的特点是存取速度快，但是容量小、价格贵；外存储器的特点是容量大、价格低，但是存取速度慢。内存储器用于存放那些立即要用的程序和数据；外存储器用于存放暂时不用的程序和数据。 目前常用的外存储器有：硬盘、光盘、U盘、存储卡等。 大学计算机基础大学计算机基础 第一章第一章 计算机系统基础计算机系统基础4.输入设备输入设备用来接受用户输入的原始数据和程序，并将它们转化成计算机可以识别的二进制形式存放到内存中。常用的有键盘、鼠标、扫描仪、手写板、触摸屏等。5.输出设备输出设备用来将计算机处理的结果转换成人们熟悉的形式。显示器、打印机、绘图仪、音响等。大学计算机

18、基础大学计算机基础 第一章第一章 计算机系统基础计算机系统基础6.总线和接口总线和接口 总线是微机中各种部件之间共享的一组公共数据传输线路。 任何一条系统总线都可以分为5个功能组：数数据线（据线（DBDB）、地址线（）、地址线（ABAB）、控制线（）、控制线（CBCB）、电源线和地线。 什么是总线？它有什么功能？大学计算机基础大学计算机基础 第一章第一章 计算机系统基础计算机系统基础数据总线数据总线（Data Bus，DB）用于CPU与内存或I/O接口之间的数据传递，信息是双向传输的。地址总线地址总线（Address Bus，AB）用于传送存储单元或I/O接口的地址信息，信息是单向传输的，它的

19、条数决定了计算机内存空间的范围大小，即CPU能管辖的内存数量。控制总线控制总线（Control Bus，CB）传送控制器的各种控制信息。微处理器、总线、存储器、接口电路和外部设备的逻辑关系如图所示。大学计算机基础大学计算机基础 第一章第一章 计算机系统基础计算机系统基础微处理器、总线、存储器、接口电路和外部设备的逻辑关系大学计算机基础大学计算机基础 第一章第一章 计算机系统基础计算机系统基础1. 软件的概念计算机软件包括程序程序与程序运行时所需的数据数据，以及与这些程序和数据有关的文档文档资料。 软件可以分为系统系统软件和应用应用软件。什么是计算机软件？1.2.2计算机软件系统计算机软件系统大

20、学计算机基础大学计算机基础 第一章第一章 计算机系统基础计算机系统基础1.2.2计算机软件系统计算机软件系统2.系统软件 系统软件是用于计算机管理、监控、维护和运行的软件。通常包括操作系统、网络服务、数据库管理软件、程序设计语言和语言处理程序等。操作系统：是对计算机硬件资源和软件资源进行控制和管理的大型程序。常用OS：dos，windows xp/2000/nt,vistaLinux, unix, windows server 2003网络服务：操作系统本身提供了一些小型的网络服务功能，对于大型的网络服务，必须由专业软件提供。IIS, apache, server-U大学计算机基础大学计算机基

21、础 第一章第一章 计算机系统基础计算机系统基础数据库管理软件：数据库系统（DBS）是一个复杂的系统，主要由数据库（DB）和数据库管理系统（DBMS）和数据库管理人员（DBA）组成。Access, sql server, oracle程序设计语言：用计算机解决问题时，必须用某种“语言”和计算机进行交流。具体地说，就是利用某种计算机语言提供的命令来编制程序，并把程序存储在计算机的存储器中，然后运行程序以达到解决问题的目的。用于编写计算机可执行程序的语言称为程序设计语言，程序语言按其发展的先后可分为机器语言、汇编语言和高级语言。1.2.2计算机软件系统计算机软件系统大学计算机基础大学计算机基础 第一

22、章第一章 计算机系统基础计算机系统基础语言处理程序用汇编语言和高级语言编写的程序称为“源程序”，不能被计算机直接执行，必须把它们翻译成机器语言程序，机器才能识别和执行。这种翻译也是由程序实现的，不同的语言有不同的翻译程序，统称为语言处理程序。 C, C+, VC+, VB.net, JAVA解释方式：在高级语言源程序输入计算机后，启动解释程序，翻译一句执行一句，直到程序执行完为止。如图（a）所示。 编译方式：将高级语言源程序送入计算机后，调用编译程序将其整个地翻译成用机器指令表示的目标程序，然后执行目标程序，得到计算结果。如图（b）所示：1.2.2计算机软件系统计算机软件系统大学计算机基础大学

23、计算机基础 第一章第一章 计算机系统基础计算机系统基础大学计算机基础大学计算机基础 第一章第一章 计算机系统基础计算机系统基础计算机的指令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个基本操作。一条指令通常由两部分组成：操作码和操作数。操作码指明该指令要完成的操作的类型或性质。如取数、减法或输入数据等。操作码的位数决定了一个机器操作指令的条数。当使用定长操作码格式时，若操作码位数为N，则指令条数可有2N条。操作数在大多数情况下是地址码，操作码指明操作对象的内容或所在存储单元地址（地址码），地址码可以有03个。从地址码中得到的仅是数据所在的地址，可以是源操作数的存放地址，也可

24、以是操作结果的存放地址。操作码 操作数大学计算机基础大学计算机基础 第一章第一章 计算机系统基础计算机系统基础3.应用软件应用软件也可以分为两类：通用应用软件和专用应用软件。通用应用软件功能强大，适用性好，应用广泛。专用应用软件是针对某个应用领域的具体问题而开发的软件，具有很强的实用性和专业性。常用的应用软件有以下几类：办公自动化软件：如WPS office、Mcirosoft office、IBM Lotus等多媒体应用软件：如Photoshop、Corledraw、Flash、Authorware、3dsMax、Premiere、Maya等1.2.2计算机软件系统计算机软件系统大学计算机基

25、础大学计算机基础 第一章第一章 计算机系统基础计算机系统基础辅助设计软件：华途AXCAD、中望CAD、AutoCAD等企业应用软件：用友财务管理软件、金碟财务管理软件、金算盘财务管理软件等网络应用软件：IE、Firefox、Tencent TT、Flashget、迅雷等安全防护软件：卡巴斯基、瑞星、Norton、金山毒霸、天网防火墙等系统工具软件：Winrar、Ghost、3721、瑞星卡卡、360safe等娱乐休闲工具：各种游戏软件、QQ、MSN等1.2.2计算机软件系统计算机软件系统大学计算机基础大学计算机基础 第一章第一章 计算机系统基础计算机系统基础1.2.3计算机的工作原理及性能指标

26、计算机的工作原理及性能指标1946年，美籍匈牙利数学家冯诺依曼提出了计算机工作原理和构成模式的基本设想。这一思想确立了现代计算机的工作原理和基本组成。60多年过去了，虽然现代计算机的设计和制造技术有了很大的提高，但基本的结构仍属于冯诺依曼体系范畴。冯诺依曼体系结构的主要思想可以概括为以下3点：冯冯诺依曼计算机结构模型诺依曼计算机结构模型采用二进制表示数据和指令采用二进制表示数据和指令存储程序控制原理存储程序控制原理大学计算机基础大学计算机基础 第一章第一章 计算机系统基础计算机系统基础引入：人是如何处理事务的呢？引入：人是如何处理事务的呢？接收信息接收信息完成结果完成结果计算计算控制眼睛、手控

27、制眼睛、手记忆数据记忆数据计算机也是模仿人来处理事务的。计算机也是模仿人来处理事务的。大学计算机基础大学计算机基础 第一章第一章 计算机系统基础计算机系统基础计算程序计算程序原始数据原始数据I/OI/O命令命令运算命令运算命令存取存取命令命令指指令令计算结果计算结果输入输入输出输出取数据取数据存数据存数据大学计算机基础大学计算机基础 第一章第一章 计算机系统基础计算机系统基础冯诺依曼体系计算机主要由：运算器、控制器、存储器、输入设备和输出设备5大部分组成，它们之间的关系如图所示。大学计算机基础大学计算机基础 第一章第一章 计算机系统基础计算机系统基础计算机的性能指标基本概念： 位 字节 字 字

28、长大学计算机基础大学计算机基础 第一章第一章 计算机系统基础计算机系统基础1011001101010110000110001101011010010010“位位”：bit最小的电子线路单元，只能保存最小的电子线路单元，只能保存一位二进制数即一个一位二进制数即一个 0 或一个或一个 1 。因此一因此一“位位”单元可以保存的最单元可以保存的最大的十进制数据是大的十进制数据是 1 。“字节字节”：byte ，由若干个，由若干个“位位”组成。微机中，组成。微机中，1字节字节8位位最基本的数据存储单元，即数据最基本的数据存储单元，即数据在内存中的存储是以在内存中的存储是以“字节字节”为为基本单位的。任何

29、数据总是占据基本单位的。任何数据总是占据整数个整数个“字节字节”单元单元 。大学计算机基础大学计算机基础 第一章第一章 计算机系统基础计算机系统基础内存单元的地址和内容内存单元的地址和内容101100110101011000011000110101101001001000000001000200030004099809991000地址地址内容内容大学计算机基础大学计算机基础 第一章第一章 计算机系统基础计算机系统基础内存容量内存容量是指内存条的存储容量。在内存中有大量的存储单元，每个存储单元可存放1位二进制数据，8个存储单元称为一个字节（Byte）。因此，内存容量就是存储单元中的字节数，通常以

30、b、B、KB、MB、GB、TB作为容量单位。它们的关系如下：1B=8b1KB=1024B=210B K=1024=2K=1024=210101MB=1024KB=220B1GB=1024MB=230B 1TB=1024GB=240B大学计算机基础大学计算机基础 第一章第一章 计算机系统基础计算机系统基础字长：是指字长：是指CPUCPU一次操作中处理的最大数据单位一次操作中处理的最大数据单位字：作为一个整体被传送和运算的一串二进制字：作为一个整体被传送和运算的一串二进制数码数码位位 (bit)(bit)：二进制的一位：二进制的一位 ( (计算机中表示信息的最小单位是位计算机中表示信息的最小单位是

31、位) )字节字节 (Byte)(Byte)： 八个八个二进制位二进制位 1B=8b1B=8b （计算机中存取信息的最小单位是字节）（计算机中存取信息的最小单位是字节）大学计算机基础大学计算机基础 第一章第一章 计算机系统基础计算机系统基础微机的主要技术指标衡量微机的性能指标很多，主要性能指标如下：主频。字长。内存储器的容量。可靠性。外部设备配置。总之，衡量微机性能的各项指标之间不是彼此孤立的，在实际应用时，应该把它们综合起来考虑，而且还要遵循“性能价格比”的原则。大学计算机基础大学计算机基础 第一章第一章 计算机系统基础计算机系统基础1.3微型计算机的硬件微型计算机从工作原理上讲，与其它几类计

32、算机并没有本质上的差别。所不同的是由于采用了集成度较高的器件，使得其在结构上具有独特的特点，即将计算机硬件系统的两大核心部分运算器和控制器，集成在一片集成电路芯片上，显然该芯片是整个微机系统的核心，称为中央处理器CPU，或者微处理器MPU。1974年，罗伯茨用8080微处理器装配了一种专供业余爱好者试验用的计算机“牛郎星”（Altair）第一台微型计算机。大学计算机基础大学计算机基础 第一章第一章 计算机系统基础计算机系统基础1.4输入输出设备输入设备将原始数据和程序输入到计算机中并转换成计算机能识别的二进制信息。输入设备是用户和计算机系统之间进行信息交换的主要装置之一，常见的输入设备有键盘、

33、鼠标、摄像头、扫描仪、光笔、手写输入板、游戏杆、语音输入装置等。输出设备将计算机的处理结果转换成人们熟悉的形式，如数字、文字、图像、声音等。常见的输出设备有显示器、打印机、绘图仪、影像输出系统、语音输出系统、磁记录设备等。大学计算机基础大学计算机基础 第一章第一章 计算机系统基础计算机系统基础1）键盘键盘（Keyboard）是常用的输入设备，它是由一组开关矩阵组成，包括数字键、字母键、符号键、功能键及控制键等。每一个按键在计算机中都有唯一代码。当按下某个键时，键盘接口将该键的二进制代码送入计算机主机中，并将按键对应的字符显示在显示器上。常用的键盘：大学计算机基础大学计算机基础 第一章第一章 计

34、算机系统基础计算机系统基础大学计算机基础大学计算机基础 第一章第一章 计算机系统基础计算机系统基础大学计算机基础大学计算机基础 第一章第一章 计算机系统基础计算机系统基础2）鼠标（Mouse）鼠标是一种手持式屏幕坐标定位设备，它是适应菜单操作的软件和图形处理环境而出现的一种输入设备，特别是在现今流行的Windows图形操作系统环境下应用鼠标器操作方便快捷 。大学计算机基础大学计算机基础 第一章第一章 计算机系统基础计算机系统基础3）扫描仪扫描仪是一种输入设备。它可以将图像转化为电子文档。转化为电子文档的图像，就可以用各种图像处理软件进行处理。扫描仪的技术性能指标很多，主要有分辨率、色彩深度、密

35、度范围、扫描速度以及扫描幅面等。大学计算机基础大学计算机基础 第一章第一章 计算机系统基础计算机系统基础4）显示器（Display）显示器是计算机重要的输出设备，用于显示输出的数据、程序或程序运行的结果。常用的有阴极射线管显示器、液晶显示器（Liquid Crystal Display)、等离子显示器和LED（Light Emitting Diode，发光二极管) 显示器。 大学计算机基础大学计算机基础 第一章第一章 计算机系统基础计算机系统基础LED显示屏（LED panel），是一种通过控制半导体发光二极管的显示方式，用来显示文字、图形、图像、动画、行情、视频、录像信号等各种信息的显示屏幕

36、。 LED显示器集微电子技术、计算机技术、信息处理于一体，它采用低电压扫描驱动，具有：色彩鲜艳、动态范围广、亮度高、耗电少、寿命长、成本低、故障少、视角大、可视距离远、工作稳定可靠等优点，成为最具优势的新一代显示媒体，目前，LED显示器已广泛应用于大型广场、商业广告、体育场馆、信息传播、新闻发布、证券交易等，可以满足不同环境的需要。 LED显示屏是由发光二极管排列组成的一显示器件。大学计算机基础大学计算机基础 第一章第一章 计算机系统基础计算机系统基础显示器的主要技术指标有：屏幕尺寸：表示显示屏幕的大小，即显示器屏幕对角线的长度，以英寸为单位，常用的有15、17、20英寸等。点距：屏幕上荧光点

37、之间的距离，它决定像素的大小，以及屏幕能达到的最高显示分辨率，点距越小越好。常用的点距规格有0.26mm、0.30mm等分辨率：指屏幕像素的点阵。常用的分辨率有1024768、12801024、16801050等。刷新频率：每分钟内屏幕画面更新的次数。刷新频率越高，画面闪烁越小。刷新频率一般在75Hz以上。大学计算机基础大学计算机基础 第一章第一章 计算机系统基础计算机系统基础5）打印机（Printer）打印机是计算机最基本的输出设备之一，它将计算机的处理结果打印在纸上。打印机按打印方式可分为击打式和非击打式两类。打印机的主要技术指标有打印速度、分辨率和最大打印幅度等。大学计算机基础大学计算机

38、基础 第一章第一章 计算机系统基础计算机系统基础外存外存储器是相对于内存而言的，内存储器最突出的特点是存取速度快，但是容量小、价格贵；外存储器的特点是容量大、价格低，但是存取速度慢。内存储器用于存放那些立即要用的程序和数据；外存储器用于存放暂时不用的程序和数据。 目前常用的外存储器有：硬盘、光盘、U盘等。 大学计算机基础大学计算机基础 第一章第一章 计算机系统基础计算机系统基础硬盘：硬盘的全称是硬盘驱动器，硬盘盘片是由涂有磁性材料的铝合金构成。 采用了“温彻斯特”(Winchester)技术 大学计算机基础大学计算机基础 第一章第一章 计算机系统基础计算机系统基础大学计算机基础大学计算机基础

39、第一章第一章 计算机系统基础计算机系统基础硬盘的容量：具体计算公式为：总容量=磁头数柱面数每磁道扇区数512B。例如，希捷ST38420A硬盘的磁头数为16、柱面数为16383、每磁道扇区数为63，则其总容量的计算方法为：161638363512B=8.06GB读/写硬盘时，由于磁性圆盘高速旋转产生的托力使磁头悬浮在盘面上而不接触盘面，硬盘碟片转动速度对于硬盘的传输速度有着直接的影响，目前主流的IDE硬盘转速为7200转/分钟。硬盘的主要技术指标有：数据传输速率、平均寻道时间、电机转速、高速缓存、硬盘容量等。 大学计算机基础大学计算机基础 第一章第一章 计算机系统基础计算机系统基础光盘：有一类

40、非磁性记录介质，经激光照射后可形成小凹坑，然后利用凹坑来记录信息。 大学计算机基础大学计算机基础 第一章第一章 计算机系统基础计算机系统基础 光盘的类型有：CD-ROM、 DVD-ROM：只读型光盘。CD-R、 DVD-R：是一次性刻录光盘，可以利用光刻录机将数据写入，数据写入后不能修改。 CD-RW 、DVD-RW：一种可擦写光盘，可以反复读写，但需要专用软件进行操作。 大学计算机基础大学计算机基础 第一章第一章 计算机系统基础计算机系统基础移动存储产品移动硬盘：移动硬盘直接由台式电脑硬盘或笔记本硬盘改装而成，这种产品性价比比较好，按产品的接口类型可以分为USB1.1、USB2.0、IEEE

41、 1394这三种。目前移动硬盘主流产品20GB到上百个GB不等。 大学计算机基础大学计算机基础 第一章第一章 计算机系统基础计算机系统基础U盘：又名Flash Memory（闪存盘），是一种采用快闪存储器为存储介质，通过USB接口与计算机交换数据的可移动存储设备。其名称来源于东芝公司用Flash这个词来描述这种存储器瞬间的清除能力。 大学计算机基础大学计算机基础 第一章第一章 计算机系统基础计算机系统基础1.5计算机中的信息表示1.5.1计算机中的数制1.5.2计算机中数的表示1.5.3计算机中信息的编码1.5.4计算机中信息的安全大学计算机基础大学计算机基础 第一章第一章 计算机系统基础计算

42、机系统基础计算机在处理计算机在处理数值、字符、声音、图像、视频等信息数值、字符、声音、图像、视频等信息时，时，必须把信息转化成二进制数经过数字编码后才能被传送、存必须把信息转化成二进制数经过数字编码后才能被传送、存储、处理。如图储、处理。如图:转换转换 输入设输入设备备转换转换 (10)(10)2 2,(47),(47)8 8,(1D),(1D)H H西文：西文：A,B,C,D,EA,B,C,D,E汉字：我爱你中国汉字：我爱你中国声音图像输出设输出设备备声音图像汉字：我爱你中国汉字：我爱你中国西文：西文：A,B,C,D,EA,B,C,D,E(10)(10)2 2,(47),(47)8 8,(1

43、D),(1D)H H1010100010001111111111大学计算机基础大学计算机基础（1 1）物理上容易实现）物理上容易实现（2 2）运算规则简单）运算规则简单（3 3）与逻辑命题两个值）与逻辑命题两个值“真真”、“假假”对应对应 在计算机当中在计算机当中,为什么都采用二进制来为什么都采用二进制来表示信息呢表示信息呢?大学计算机基础大学计算机基础 第一章第一章 计算机系统基础计算机系统基础(1010110010101.10101)2(12627.52)8(1695.A8)16为什么要引入八进制和十六进制？为什么要引入八进制和十六进制？大学计算机基础大学计算机基础 第一章第一章 计算机系

44、统基础计算机系统基础1.5.1数制及其转换数制及其转换1、进位计数制、进位计数制进位计数制的表示主要包含三个基本要素：数位、基数和位权。数位是指数码在一个数中所处的位置。基数是指在某种进位计数制中，每个数位上所能使用的数码的个数。在基数为R 的计数制中，包含R个不同的数字符号，每个数位计满R就向高位进1，即“逢R 进1”。例如最常用的十进制中，每一位上允许使用09共10个不同数码中的一个，则十进制的基数为10，每位计满10则向高位进1，即逢十进一。位权是指数值中每一个固定位置对应的单位。位权的大小是以基数为底，数码所在位置的序号为指数的整数次幂。大学计算机基础大学计算机基础 第一章第一章 计算

45、机系统基础计算机系统基础2、几种常见进制数的基本信息对照表示、几种常见进制数的基本信息对照表示 进制进制基本符号基本符号基数基数位权位权进位规则进位规则表示表示十进制十进制(Decimal)091010i逢十进一逢十进一(23)10、(25)D二进制二进制(Binary) 0、122i逢二进一逢二进一(101)2、(110)B八进制八进制(Octal)0788i逢八进一逢八进一(357)8、(525)O十六进制十六进制(Hexadecimal)09，AF1616i逢十六进一逢十六进一 (3A5D)16、(7B)H大学计算机基础大学计算机基础 第一章第一章 计算机系统基础计算机系统基础3、几种常

46、见数制之间的转换、几种常见数制之间的转换1）r进制转换成十进制进制转换成十进制方法：按权展开求和法，即将各位数码乘以各自的位权然后相加。例例1：(5463.525)10 =5103 +4102 +6101 +3100 +510-1+210-2 +510-3例例2：二进制转换成十进制：二进制转换成十进制(11001)2=124+123+022+021+120=16+8+0+0+1= (25)10(101.11)2=122+021+120 +12-1+12-2=4+0+1+0.5+0.25= (5.75)10大学计算机基础大学计算机基础 第一章第一章 计算机系统基础计算机系统基础例例3：八进制转换

47、成十进制：八进制转换成十进制(137.5)8=182+381+780+58-1=64+24+7+0.625= (95.625)10例例4：十六进制转换成十进制：十六进制转换成十进制(10C.2)16=1162+0161+C160+216-1=256+0+12+0.125= (268.125)10大学计算机基础大学计算机基础 第一章第一章 计算机系统基础计算机系统基础2）十进制转换成）十进制转换成r进制进制方法：整数部分采取“除基数取余倒排法”，小数部分采取“乘基数取整顺取法”。注意：整数部分转换时，商为0的时候除基数的过程结束；小数部分转换时，乘到商为0或者满足精度时乘基数的过程结束。例例1：

48、十进制转换为二进制数：十进制转换为二进制数方法：整数部分采取方法：整数部分采取“除除2取余倒排法取余倒排法”，小数，小数部分采取部分采取“乘乘2取整顺取法取整顺取法”。大学计算机基础大学计算机基础(28.125)10=( )2整数：除整数：除2取余倒排法取余倒排法小数：乘小数：乘2取整顺排法取整顺排法十进制十进制二进制二进制 大学计算机基础大学计算机基础28222221473100余数余数0111(28.125)10=0.125*2=0.25取整取整00.25*2=0.50.5*2=1.001注注:商为商为0时除时除2的过程结束。的过程结束。注注:小数部分为小数部分为0或满足或满足精度时乘精度

49、时乘2的过程结束。的过程结束。( 11100. 001 )2大学计算机基础大学计算机基础14222273100余数余数111(14.23)10=0.23*2=0.46取整取整00.46*2=0.920.92*2=1.84010.84*2=1.6810.68*2=1.361( 1110. 00111 )2大学计算机基础大学计算机基础 第一章第一章 计算机系统基础计算机系统基础练习：练习：(47.625)D( ? )B(47.625)D( 101111.101 )B大学计算机基础大学计算机基础 第一章第一章 计算机系统基础计算机系统基础十进制八进制如何转化？十进制十六进制如何转化？整数：除整数：除

50、8取余倒排法取余倒排法小数：乘小数：乘8取整顺排法取整顺排法十进制十进制八进制八进制 整数：除整数：除16取余倒排法取余倒排法小数：乘小数：乘16取整顺排法取整顺排法十进制十进制十六进制十六进制 大学计算机基础大学计算机基础 第一章第一章 计算机系统基础计算机系统基础练习：练习：(47.625)D( ? )O(47.625)D( ? )H(47.625)D( 57.5 )O(47.625)D( 2F.A )H大学计算机基础大学计算机基础 第一章第一章 计算机系统基础计算机系统基础八进制二进制如何转化？十六进制二进制如何转化？(17432.652)8=( )2(19542.74)16=( )2大