01-第一章-计算机及程序设计基础知识优秀PPT.ppt
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1、计算机基础与程序设计课时支配课时支配上课时间每周上课时间每周4 4学时:学时:学习要求学习要求1、课前预习、课前预习2、上课请集中留意力领悟理解老师讲、上课请集中留意力领悟理解老师讲课要点,并适当记笔记。课要点,并适当记笔记。3、细致完成作业。、细致完成作业。课程内容课程内容:1.1 1.1 计算机系统组成及基本工作原理计算机系统组成及基本工作原理 1.2 1.2 微型机的系统结构微型机的系统结构 1.3 1.3 计算机中数据的表示及存储形式计算机中数据的表示及存储形式 1.4 1.4 计算机程序与算法计算机程序与算法 第一章第一章 计算机及程序设计基础学问计算机及程序设计基础学问电子计算机的
2、诞生1946年年2月由宾夕法尼亚高校月由宾夕法尼亚高校研制成功的第一台电子计算机研制成功的第一台电子计算机 彰显了一个时代的到来彰显了一个时代的到来Electronic Numerical Integrator And Calculator电子数字积分计算机电子数字积分计算机:名称:ENIAC:重达30吨:占地170m2:18000个电子管:计算速度:5000次加法/秒。现代计算机的特征现代计算机的特征存储程序和程序限制原理存储程序和程序限制原理由美籍匈牙利数学家冯由美籍匈牙利数学家冯诺依曼教授在诺依曼教授在参与第一台计算机的研制中提出,并被参与第一台计算机的研制中提出,并被广泛应用于以后的实
3、际设计中,故现代广泛应用于以后的实际设计中,故现代计算机又称冯计算机又称冯诺依曼机。冯诺依曼机。冯诺依曼诺依曼对现代计算机的理论构架主要包括以下对现代计算机的理论构架主要包括以下三个方面:三个方面:计算机由运算器、限制器、存储器、输计算机由运算器、限制器、存储器、输入设备、输出设备组成入设备、输出设备组成计算机内部数据接受二进制计算机内部数据接受二进制程序和数据都存放在计算机的存储器中程序和数据都存放在计算机的存储器中1.1 1.1 计算机系统组成及基本工作原理计算机系统组成及基本工作原理 一个完整的计算机系统由一个完整的计算机系统由“硬件硬件”和和“软件软件”两大两大 系统组成。系统组成。硬
4、件:是指计算机系统中物理装置的总称。硬件:是指计算机系统中物理装置的总称。例如:显示器、主机等,是构成计算机的实例如:显示器、主机等,是构成计算机的实体;体;软件:是计算机所须要的各种程序、数据及软件:是计算机所须要的各种程序、数据及其其 相关资料的集合。相关资料的集合。软件和硬件相辅相承,缺一不行。软件和硬件相辅相承,缺一不行。计算机硬件系统的组成结构示意图输入设备输入设备输出设备输出设备内存内存运算器运算器限制器限制器CPU1、运算器(、运算器(ALU)进行算术和逻辑运算的部件。进行算术和逻辑运算的部件。2、限制器(、限制器(CU)计算机指挥中心。限制和协调各部件自动、计算机指挥中心。限制
5、和协调各部件自动、连续、协调工作。连续、协调工作。3、存储器、存储器 保存各类程序和数据信息。保存各类程序和数据信息。4、输入设备、输入设备 用于从外界将数据、叮嘱输入到内存中。用于从外界将数据、叮嘱输入到内存中。5、输出设备、输出设备 用于将计算机处理结果显示或打印出来用于将计算机处理结果显示或打印出来计算机工作原理 1 1、计算机指令和程序计算机指令和程序指令指令-是指能被计算机识别和执行的操作叮嘱。是指能被计算机识别和执行的操作叮嘱。一条指令通常由两部分组成:一条指令通常由两部分组成:操作码和地址码。操作码和地址码。操作码指明计算机应当干什么、地址码则操作码指明计算机应当干什么、地址码则
6、 指出被操作的对象。指出被操作的对象。程序程序-为完成特定任务而设计的操作步骤(指为完成特定任务而设计的操作步骤(指 令序列)令序列)2 2、计算机工作原理、计算机工作原理目前全部计算机都遵循冯目前全部计算机都遵循冯.诺依曼诺依曼“存存储程序储程序”原理:计算机的工作过程就原理:计算机的工作过程就是执行程序的过程。将程序和数据装是执行程序的过程。将程序和数据装入计算机内存,启动程序后,计算机入计算机内存,启动程序后,计算机便能自动地按编写的程序一步一步地便能自动地按编写的程序一步一步地取出指令,依据指令的要求限制机器取出指令,依据指令的要求限制机器各个部件协同完成任务。各个部件协同完成任务。指
7、令的执行过程分为以下指令的执行过程分为以下4 4个步骤(个步骤(P3)P3):1 1)取出指令)取出指令2 2)分析指令)分析指令3 3)执行指令)执行指令4 4)取下一条指令,返回)取下一条指令,返回 2 2)步。)步。图图 计算机系统的基本组成计算机系统的基本组成 其次节其次节 微型机的系统结构微型机的系统结构(P3)控制器控制器 只读存储器(只读存储器(ROM)随机读写存储器(随机读写存储器(RAM)硬件系统硬件系统微型计算机微型计算机系统系统主机主机外部设备外部设备软件系统软件系统系统软件(系统软件(操作系统、语言处理程序、数据操作系统、语言处理程序、数据 库管理程序、诊断维护程序等)
8、库管理程序、诊断维护程序等)应用软件(各种应用软件(各种MISMIS系统、系统、OfficeOffice、PhotoshopPhotoshop等)等)中央处理器中央处理器内存储器内存储器运算器运算器输入设备(键盘、鼠标、扫描仪、其他)输入设备(键盘、鼠标、扫描仪、其他)输出设备(显示器、打印机、绘图仪等)输出设备(显示器、打印机、绘图仪等)外存储器(硬盘、软盘、光盘)外存储器(硬盘、软盘、光盘)1.1.硬件系统硬件系统显示器显示器主机键盘鼠标(1 1)CPUCPU中心处理器中心处理器CPU是电脑的核心部件,确定计算机的性能。是电脑的核心部件,确定计算机的性能。主要由主要由INTEL和和AMD公
9、司生产。公司生产。CPU的主要指标:的主要指标:字长:字长:CPU能够同时处理二进制数据的位数能够同时处理二进制数据的位数 速度速度主频主频(也称时钟频率也称时钟频率):HZ KHZ MHZ GHZ 运算速度运算速度:MIPS(每秒百万条指令数每秒百万条指令数)P4 Intel CPU图:图:(2)存储器 1)存储器的种类内存储器:与CPU干脆相连的存放数据的器件,如随机存储器(RAM)、只读存储器(ROM)。外存储器:不干脆与CPU相连的存储介质,如磁盘等。l 存储器是用来存放数据和程序信息的部件。待执行的 l 程序和数据必需先从外存储器装入内存储器后才能运行。1 1)存储器种类)存储器种类
10、内存包括内存包括RAMRAM(随机存储器)随机存储器)(断电后数据丢失)(断电后数据丢失)ROMROM(只读存储器)只读存储器)(断电后数据不(断电后数据不会丢失)会丢失)ROM(只读不能写)只读不能写)PROM(可编程只读,用户可写入一次)可编程只读,用户可写入一次)EPROM(可擦写只读,用户可多次写入)可擦写只读,用户可多次写入)Cache(高速缓冲存储器):解决高速缓冲存储器):解决CPU和内存之间的速度匹配问题,属于和内存之间的速度匹配问题,属于SRAMSRAM(静态)静态)DRAM(动态)动态)2)存储器的一些概念存储单元:字节(8位二进制位)存储单元地址存储容量:存储设备上可以存
11、储数据的最大数量,通常用字节(Byte)、千字节(KB)、兆字节(MB)和千兆字节(GB)来衡量。2)存储器的一些概念)存储器的一些概念存储器接受字节(byte)作为计算机存储信息的基本计量单位。1个字节由8个二进制位(bit)来组成,可以表示1个英文字母、数字或符号存贮一个汉字须要两个字节1 Byte8 bit1 KB1024 Byte1 MB1024 KB1 GB1024 MB注:1 MB1024 KB 10241024字节1 048 576字节(约100万字节)相当于50万汉字(300页的书)(3)输入设备)输入设备 将原始数据和叮嘱输入计算机内存。将原始数据和叮嘱输入计算机内存。键盘、
12、鼠标、扫描仪、读卡器、光笔、触摸屏、键盘、鼠标、扫描仪、读卡器、光笔、触摸屏、数字摄像机等数字摄像机等(4)输出设备)输出设备 输出计算机处理结果。输出计算机处理结果。显示器、打印机、绘图仪、投影仪、音箱等显示器、打印机、绘图仪、投影仪、音箱等 留意:磁盘驱动器既可作为输入设备,有可作为输出设备留意:磁盘驱动器既可作为输入设备,有可作为输出设备(5)系统总线()系统总线(BUS)()(P6):是指计算机系统部是指计算机系统部件之间传递信息的公共通道。它能分时地发送件之间传递信息的公共通道。它能分时地发送或接收各部件的信息。系统总线上通常传输三或接收各部件的信息。系统总线上通常传输三种信息,依据
13、传输信息的种类,系统总线分为种信息,依据传输信息的种类,系统总线分为以下三种:以下三种:数据总线(数据总线(DB):):用于传输数据信息用于传输数据信息地址总线(地址总线(AB):):用于传输地址信息用于传输地址信息控制总线(控制总线(CB):):用于传输控制信息用于传输控制信息系统总线系统总线注:接受总线结构是微型计算机组成结构的一个重要特点ISA:工业标准体系结构总线工业标准体系结构总线EISA:扩充的工业标准体系结构总线扩充的工业标准体系结构总线PCI:外部设备互连总线。常用于显卡、网卡外部设备互连总线。常用于显卡、网卡AGP:图形加速接口总线。在图形卡与内存之间图形加速接口总线。在图形
14、卡与内存之间 提供了一条直接的访问途径。提供了一条直接的访问途径。USB:通用串行标准总线。支持即插即用,常通用串行标准总线。支持即插即用,常 用于鼠标、用于鼠标、U盘、打印机等盘、打印机等常用总常用总线标准线标准总线宽度:一次能并行传输的二进制位数总线宽度:一次能并行传输的二进制位数总线频率(外频):总线速度总线频率(外频):总线速度总线性总线性能指标能指标计算机常用外部设备计算机常用外部设备 显示器和显卡显示器和显卡 阴极射线管(阴极射线管(CRT)显示器显示器 液晶(液晶(LCD)等离子等离子 显卡(显示适配器):显示器必需与显卡协作才能发挥效能显卡(显示适配器):显示器必需与显卡协作才
15、能发挥效能常见为常见为AGP接口接口 主要指标有:主要指标有:辨别率辨别率 色调数(色调数(256色、色、16位、位、32位)位)刷新率刷新率 显存显存 磁盘磁盘最重要的外存,既可作为输入设备又可作为输出设备最重要的外存,既可作为输入设备又可作为输出设备磁盘驱动器:软盘、硬盘、光盘必需通过驱动器才能进行读写磁盘驱动器:软盘、硬盘、光盘必需通过驱动器才能进行读写软盘软盘 常用常用3.53.5英寸软盘片,英寸软盘片,1.441.44MB MB 写保护口写保护口硬盘:硬盘:硬盘是最常用的外存储器,通常系统软件和应用程序都放在硬盘上。硬盘的盘符为C:、D:、E:等工作时不能移动,以免振动或摇摆损坏硬盘
16、主要指标有:容量(80G、120G)、转速(7200转/分钟)USB移动硬盘移动硬盘:存取速度快,即插即用存取速度快,即插即用U盘盘:属于一种闪存,但掉电后不会丢失数据。属于一种闪存,但掉电后不会丢失数据。光盘光盘:CD-ROM 只读只读 光盘光盘 CD-R 允许用户写入一次,反复读出允许用户写入一次,反复读出 650MB CD-RW 可重复读写,须要专用光驱可重复读写,须要专用光驱 DVD-ROM 速度比速度比CD-ROM快,容量可达快,容量可达4.7G F2F3F1F10F9F8F4F5F6F7F12F11ScrollLockPrintScreenPauseBreakEscEsc/NumL
17、ock2#3!1)0(98$4%56&7+=|InsertHomePageUpQWERTYUIOPASDFGHJKL:;”ZXCVBNM.?/EnterTabCaps lockShiftShift87+954Ctrl621Enter3Alt0 insWinDelCtrlWinAltDelete EndPageDown(1)英文字母键:共有英文字母键:共有26个,用于输入程序、文章、汉字或叮嘱。个,用于输入程序、文章、汉字或叮嘱。(2)数字数字/符号键:符号键:用于输入数字或各种符号,如、用于输入数字或各种符号,如、#、%、&等。等。(3)空格键:用于输入空格。空格键:用于输入空格。(4)Shi
18、ft键:左右各一个,上档键,用于二义字符限制输入或大(小)写字母的切换键:左右各一个,上档键,用于二义字符限制输入或大(小)写字母的切换输入。输入。(5)Ctrl键键(限制键限制键):(左、右各一个)和其它一些键协作运用,实现某些限:(左、右各一个)和其它一些键协作运用,实现某些限制功能。制功能。(6)Alt键键(选择键选择键):(左、右各一个左、右各一个)与其它键协作运用,主要实现一些选择、与其它键协作运用,主要实现一些选择、切换功能。切换功能。(7)Enter键键(回车键回车键):一般表示为:一般表示为 ,实现叮嘱发布或输入结束的终止,实现叮嘱发布或输入结束的终止功能。功能。(8)Back
19、space键键(退格键退格键):用于删除光标前面的字符或汉字。:用于删除光标前面的字符或汉字。(9)Delete键键(删除键删除键):用于删除光标后面(处)的字符或汉字。:用于删除光标后面(处)的字符或汉字。(10)Esc键键(取消键取消键):用于放:用于放弃或中止某些正在执行的叮嘱或程序。弃或中止某些正在执行的叮嘱或程序。(11)Insert键键(插入键插入键):用于插入和改写状:用于插入和改写状态的转换。态的转换。(12)键键(光标键光标键):用于限制光标的移动。:用于限制光标的移动。键盘键盘常用键的功能及运用:常用键的功能及运用:Enter回车键。确认输入的信息行或叮嘱结束,回车键。确认
20、输入的信息行或叮嘱结束,将光标移到下一行的行首。将光标移到下一行的行首。Shift为上档键。在输入上档字符时,先按住此键,为上档键。在输入上档字符时,先按住此键,再按下双字符键,即可输入上档字符。再按下双字符键,即可输入上档字符。Caps lock为大小写字母输入切换键。为大小写字母输入切换键。Ctrl和和Alt 限制键。这两个键往往分别与其它键限制键。这两个键往往分别与其它键 组合运用。用来表示某个限制和操作。其组合功能,组合运用。用来表示某个限制和操作。其组合功能,由不同的软件系统来确定。由不同的软件系统来确定。ESC为强行退出键。取消或退出当前操作状态。为强行退出键。取消或退出当前操作状
21、态。Print screen截屏键。将屏幕内容送到剪贴板上。截屏键。将屏幕内容送到剪贴板上。PgUp和和PgDn 屏幕翻页键。屏幕翻页键。Ctrl+Space 中英文输入状态切换中英文输入状态切换 Ctrl+Shift 中文输入法切换中文输入法切换Ins或或Insert为插入为插入/替换键。替换键。Del或或Delete为删除键。为删除键。鼠标鼠标鼠标是微机必备的输入设备。鼠标的主要功能是对光标进鼠标是微机必备的输入设备。鼠标的主要功能是对光标进行快速移动,选中图像或文字等对象,执行叮嘱等。行快速移动,选中图像或文字等对象,执行叮嘱等。鼠标的分类:鼠标的分类:机械式、光电式、光学机械式。机械式
22、、光电式、光学机械式。有两键、三键式。有两键、三键式。打印机的功能及工作原理打印机的功能及工作原理 按其工作原理分类:按其工作原理分类: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。针式打印机针式打印机 针式打印机由走纸装置、限制和存储电路、打印头、色带针式打印机由走纸装置、限制和存储电路、打印头、色带 成。常见的点阵打印机头有成。常见的点阵打印机头有9 9针、针、2424针。针。常见打印机型号有常见打印机型号有EPSONLQ-1600K 24EPSONLQ-1600K 24针打印机。针打印机。喷墨打印机喷墨打印机 这种打印机不用色带,而把墨水储存于可更换的盒子之这种
23、打印机不用色带,而把墨水储存于可更换的盒子之 中,通过毛细管作用将墨水干脆喷到纸上。喷墨打印机中,通过毛细管作用将墨水干脆喷到纸上。喷墨打印机 的打印质量较高、噪音小,家庭环境中常选这种打印机。的打印质量较高、噪音小,家庭环境中常选这种打印机。激光打印机激光打印机 激光式打印机是一种高精度、低噪声的页式打印机。先将打印的激光式打印机是一种高精度、低噪声的页式打印机。先将打印的图象转换成点阵图,再运用激光束把全部要打印的图像形成肉眼图象转换成点阵图,再运用激光束把全部要打印的图像形成肉眼看不到的电子潜像,然后再在打印纸上转印成像。看不到的电子潜像,然后再在打印纸上转印成像。优点:打印质量高、速度
24、快、噪音低。优点:打印质量高、速度快、噪音低。缺点:造价高,是一般打印机的缺点:造价高,是一般打印机的2 23 3倍,并且不能打蜡纸。倍,并且不能打蜡纸。常见的激光打印机:常见的激光打印机:HP LaserJet 1200HP LaserJet 1200系列等。系列等。打印机性能指标:打印机性能指标:辨别率辨别率-dpi(点数(点数/英寸),目前喷打和激打都英寸),目前喷打和激打都在在1200dpi以上以上打印速度打印速度-一般以(页数一般以(页数/分)、行数分)、行数/分、字符分、字符数数/秒秒 表示表示 声卡声卡麦克风、喇叭与计算机连接的接口麦克风、喇叭与计算机连接的接口目前大多数集成在主
25、板上。按数字化精度分为目前大多数集成在主板上。按数字化精度分为1616位、位、3232位、位、6464位。位。ModemModem(调制解调器)(调制解调器)计算机拨号上网的必备设备。功能是完成模计算机拨号上网的必备设备。功能是完成模/数转换、数转换、数数/模模 转换。转换。网络接口卡网络接口卡 计算机连接局域网的必备设备。计算机连接局域网的必备设备。软件系统软件系统系统软件(系统软件(操作系统、语言处理程序、数据操作系统、语言处理程序、数据 库管理程序、诊断维护程序等)库管理程序、诊断维护程序等)应用软件(各种应用软件(各种MISMIS系统、系统、OfficeOffice、Photoshop
- 配套讲稿:
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