计算机基础知识复习进程.ppt
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1、计算机基础知识一、计算机的产生与发展一、计算机的产生与发展从构成计算机主要电子元器件,可划分从构成计算机主要电子元器件,可划分为四个阶段为四个阶段第一、电子管计算机(第一、电子管计算机(1946195819461958)主要采用电子管作为计算机逻辑元件。主要采用电子管作为计算机逻辑元件。第二、晶体管计算机(第二、晶体管计算机(1958196419581964)主要采用晶体管代替了电子管,大量主要采用晶体管代替了电子管,大量采用磁芯作为内存储器,采用磁盘、采用磁芯作为内存储器,采用磁盘、磁带等作为外存储器。相比电子管,磁带等作为外存储器。相比电子管,体积小、重量轻、功耗低、寿命长、体积小、重量轻
2、、功耗低、寿命长、发热少、运算速度快。发热少、运算速度快。一、计算机的产生与发展一、计算机的产生与发展第三、中、小规模集成电路(第三、中、小规模集成电路(19641970)集成电路代替了分立元件,把集成电路代替了分立元件,把多个电子元器件集中在几平方毫米的多个电子元器件集中在几平方毫米的基片上形成的逻辑电路。基片上形成的逻辑电路。第四、大、超大规模集成电路第四、大、超大规模集成电路(1971今)今)在硅片上集成了几千、在硅片上集成了几千、几万到几十万个晶体管的电子元件。几万到几十万个晶体管的电子元件。一、计算机的产生与发展一、计算机的产生与发展计算机的发展趋势计算机的发展趋势1、巨型化:、巨型
3、化:速度高、大存储量和强功能的巨型速度高、大存储量和强功能的巨型计算机。运行速度每秒上亿次,存储容量超过计算机。运行速度每秒上亿次,存储容量超过万亿字节。万亿字节。2、微型化:、微型化:利用高性能的超大规模集成电路研利用高性能的超大规模集成电路研制微型计算机。制微型计算机。3、网络化:、网络化:各自独立的计算机用通信线路连接各自独立的计算机用通信线路连接起来,形成公共资源网络系统。起来,形成公共资源网络系统。4、多媒体化、多媒体化:可以使计算机具有处理图、文、:可以使计算机具有处理图、文、像等多媒体的能力。像等多媒体的能力。5、智能化:、智能化:模拟人的感觉和思维过程的能力。模拟人的感觉和思维
4、过程的能力。一、计算机的产生与发展一、计算机的产生与发展计算机分类:计算机分类:1、从处理信号分为:、从处理信号分为:模拟计算机和数模拟计算机和数字计算机。字计算机。2、从规模上分为:、从规模上分为:巨型机、大型机、巨型机、大型机、中型机、中型机、小型机、微型机和单片机。小型机、微型机和单片机。Pc机:机:IBM-PC是由是由IBM公司开发的面向公司开发的面向小型和个人用户的电子计算机。小型和个人用户的电子计算机。二、计算机的特点及应用二、计算机的特点及应用1、计算机特点、计算机特点(1)运算速度快:)运算速度快:运算速度指计算机能运算速度指计算机能执行多少百万条指令每秒。单位执行多少百万条指
5、令每秒。单位MIPS,即即40亿次每秒亿次每秒表示表示4000MIPS(2)计算精度高:)计算精度高:值历代科学家只能值历代科学家只能算到算到500位。目前计算机已算到小数点位。目前计算机已算到小数点后上亿位。后上亿位。(3)存储能力强:)存储能力强:可以保存大量的文字、可以保存大量的文字、图像、声音等信息资料图像、声音等信息资料二、计算机的特点及应用二、计算机的特点及应用1、计算机特点、计算机特点4、逻辑判断能力:、逻辑判断能力:是实现计算机自是实现计算机自动化和人工智能的基础。动化和人工智能的基础。5、自动运行程序:、自动运行程序:在工作中无需人在工作中无需人工参与,能自动执行存放在存储器
6、工参与,能自动执行存放在存储器中的程序。中的程序。2、计算机的应用领域、计算机的应用领域(1)科学计算:)科学计算:利用计算机运算精度高利用计算机运算精度高特性进行高速、高精确的计算,应用特性进行高速、高精确的计算,应用领域包括军事、航天、气象、地震探领域包括军事、航天、气象、地震探测等。测等。(2)数据处理:)数据处理:计算机可以对大量的数计算机可以对大量的数据进行分类、排序、合并、统计等如据进行分类、排序、合并、统计等如财务管理、银行业务、预订机票等。财务管理、银行业务、预订机票等。二、计算机的特点及应用二、计算机的特点及应用2、计算机的应用领域、计算机的应用领域(3)过程控制:)过程控制
7、:计算机能及时采集计算机能及时采集检测数据并按照最优方案自动控制,检测数据并按照最优方案自动控制,如炼钢控制、导弹自动瞄准系统、如炼钢控制、导弹自动瞄准系统、飞行控制调动。飞行控制调动。(4)人工智能:)人工智能:使计算机具有使计算机具有“推推理理”和和“学习学习”的能力,模拟看病、的能力,模拟看病、下棋、作曲、翻译等。下棋、作曲、翻译等。二、计算机的特点及应用二、计算机的特点及应用2、计算机的应用领域、计算机的应用领域(5)通信网络:)通信网络:实现不同地区计实现不同地区计算机之间的软、硬件资源共享。算机之间的软、硬件资源共享。(6)家庭生活:)家庭生活:利用计算机实利用计算机实现家庭教育、
8、娱乐、理财等。现家庭教育、娱乐、理财等。二、计算机的特点及应用二、计算机的特点及应用2、计算机的应用领域、计算机的应用领域(7)计算机辅助系统:)计算机辅助系统:辅助设计(辅助设计(CAD)辅助制造(辅助制造(CAM)辅助教学(辅助教学(CAI)辅助工程(辅助工程(CAE)二、计算机的特点及应用二、计算机的特点及应用1、计算机系统的基本组成、计算机系统的基本组成三、计算机系统的组成三、计算机系统的组成2、计算机的主要性能指标、计算机的主要性能指标(1)字长)字长:计算机处理数据时,计算机处理数据时,一次一次可以可以运算的数据长度称为一个运算的数据长度称为一个“字字”(word)。字长是指计算机
9、能)。字长是指计算机能直接处直接处理二进制信息的位数。理二进制信息的位数。一个字节(一个字节(byte)的长度为)的长度为8位(位(bit)字节越长,精度越高,速度越快,价格字节越长,精度越高,速度越快,价格越高;越高;16位、位、32位、位、64位(酷睿)。位(酷睿)。字长是由字长是由cpu内部的内部的寄存器、加法器和总寄存器、加法器和总线线的位数决定的。的位数决定的。三、计算机系统的组成三、计算机系统的组成2、计算机的主要性能指标、计算机的主要性能指标(2)运算精度:)运算精度:百万条指令每秒百万条指令每秒(MIPS)(3)时钟频率:)时钟频率:也称为主频,是指也称为主频,是指CPU在单位
10、时间(秒)内所发出的脉在单位时间(秒)内所发出的脉冲数,单位为兆赫兹(冲数,单位为兆赫兹(MHZ)通常是)通常是购买购买cpu作为一个重要的参数。目前已作为一个重要的参数。目前已是(是(GHZ)三、计算机系统的组成三、计算机系统的组成2、计算机的主要性能指标、计算机的主要性能指标(4)内存容量:)内存容量:在计算机中存储容在计算机中存储容量最小单位是量最小单位是“字节字节”1字节(字节(byte)=8位(位(bit)二进制)二进制1千字节(千字节(kb)=1024(byte)字节)字节1MB(兆)(兆)=1024KB1GB(吉)(吉)=1024MB1TB(太)(太)=1024GB三、计算机系统
11、的组成三、计算机系统的组成2、计算机的主要性能指标、计算机的主要性能指标(5)存取速度:)存取速度:存储器完成存储器完成一次读一次读/写写操作所需的时间称操作所需的时间称为为存取周期存取周期,是反映存储器,是反映存储器性能的一个重要参数。半导性能的一个重要参数。半导体存储器存储周期为几十到体存储器存储周期为几十到几百微妙(几百微妙(us)。)。三、计算机系统的组成三、计算机系统的组成2、计算机的主要性能指标、计算机的主要性能指标(6)磁盘容量:)磁盘容量:就是软盘和就是软盘和硬盘的存储大小,反映了计硬盘的存储大小,反映了计算机存储数据的能力。目前算机存储数据的能力。目前硬盘硬盘160GB、32
12、0GB三、计算机系统的组成三、计算机系统的组成3、计算机工作原理、计算机工作原理(1 1)冯)冯)冯)冯 诺依曼诺依曼诺依曼诺依曼19461946年,美籍匈牙利数学家冯年,美籍匈牙利数学家冯年,美籍匈牙利数学家冯年,美籍匈牙利数学家冯 诺依曼诺依曼诺依曼诺依曼提出了关提出了关提出了关提出了关于计算机的构成模式和工作原理的基本设想。于计算机的构成模式和工作原理的基本设想。于计算机的构成模式和工作原理的基本设想。于计算机的构成模式和工作原理的基本设想。计算机系统应按照下述模式工作:计算机系统应按照下述模式工作:计算机系统应按照下述模式工作:计算机系统应按照下述模式工作:将编好的程序将编好的程序将编
13、好的程序将编好的程序和原始数据,输入并存储在计算机的内存储器中和原始数据,输入并存储在计算机的内存储器中和原始数据,输入并存储在计算机的内存储器中和原始数据,输入并存储在计算机的内存储器中(即(即(即(即“存储程序存储程序存储程序存储程序”);计算机按照程序逐条取出);计算机按照程序逐条取出);计算机按照程序逐条取出);计算机按照程序逐条取出指令加以分析,并执行指令规定的操作(即指令加以分析,并执行指令规定的操作(即指令加以分析,并执行指令规定的操作(即指令加以分析,并执行指令规定的操作(即“程程程程序控制序控制序控制序控制”)。这一原理称为)。这一原理称为)。这一原理称为)。这一原理称为“存
14、储程序存储程序存储程序存储程序”原理,原理,原理,原理,是现代计算机的基本工作原理是现代计算机的基本工作原理是现代计算机的基本工作原理是现代计算机的基本工作原理,至今的计算机仍,至今的计算机仍,至今的计算机仍,至今的计算机仍采用这一原理。采用这一原理。采用这一原理。采用这一原理。三、计算机系统的组成三、计算机系统的组成3、计算机工作原理、计算机工作原理(2)计算机核心组成部件)计算机核心组成部件在一台计算机中,有以下六种主要的部件:在一台计算机中,有以下六种主要的部件:控控制制器器(Controlunit):统统一一指指挥挥并并控控制制计计算算机机各各部部件件协协调调工工作作的的中中心心部部件
15、件,所所依依据据的是机器指令。的是机器指令。运运算算器器(亦亦称称为为算算术术逻逻辑辑单单元元,ArithmeticandLogicUnit,ALU):对对数数据据进进行行算算术运算和逻辑运算。术运算和逻辑运算。三、计算机系统的组成三、计算机系统的组成3 3、计算机工作原理、计算机工作原理 内内存存储储器器:存存储储现现场场待待操操作作的的信信息息与与中中间间结结果果,包包括括机机器器指指令令和和数数据据外外存存储储器器:存存储储需需要要长长期期保保存存的的各各种信息。种信息。三、计算机系统的组成三、计算机系统的组成3 3、计算机工作原理、计算机工作原理输入设备输入设备(Input devic
16、esInput devices):):接收外界向计算机输送的信息。接收外界向计算机输送的信息。输出设备输出设备(Output devicesOutput devices):):将计算机中的信息向外界输送。将计算机中的信息向外界输送。三、计算机系统的组成三、计算机系统的组成3 3、计算机工作原理、计算机工作原理(3)指令和程序)指令和程序指令:指计算机执行特定操作命令,指指令:指计算机执行特定操作命令,指令包括令包括操作码操作码和和地址码地址码。操作码:完成操作的性质如操作码:完成操作的性质如加、减、乘、加、减、乘、除数据传送、移位。除数据传送、移位。地址码:将上述规定地址码:将上述规定操作的数
17、据存放地操作的数据存放地址或操作数。址或操作数。三、计算机系统的组成三、计算机系统的组成3 3、计算机工作原理、计算机工作原理(3)指令与程序:)指令与程序:程序:将程序:将指令和数据编写乘一个相指令和数据编写乘一个相互联系的序列互联系的序列,称为程序。,称为程序。举例:举例:一串指令集合叫程序(错)一串指令集合叫程序(错)为解决某一问题而编写在一为解决某一问题而编写在一起的指令序列叫程序(对)起的指令序列叫程序(对)三、计算机系统的组成三、计算机系统的组成1、总线:、总线:概念:概念:是连接是连接cpu、存储器(内、外)和、存储器(内、外)和输入、输出设备的信息通路输入、输出设备的信息通路称
18、为总线。称为总线。功能:功能:cpu与内部各芯片连线叫与内部各芯片连线叫内部总线。内部总线。微机和外部设备的连接叫微机和外部设备的连接叫外部总线。外部总线。总线与存储交换、总线与输入输出总线与存储交换、总线与输入输出设备交换设备交换叫叫系统总线。系统总线。所有总线包括:所有总线包括:数据总线、地址总线、控数据总线、地址总线、控制总线。制总线。四、计算机硬件系统四、计算机硬件系统1、总线:、总线:内部总线:内部总线:sci(串行通信接口)(串行通信接口)MOTOROLAMOTOROLA推出异步通信接口。推出异步通信接口。外部总线:外部总线:USB2.0、IEEE1394等。等。系统总线:系统总线
19、:PCI、AGP、PCI-E。I/O:输入输出端口。输入输出端口。需从位置上区分各总线需从位置上区分各总线四、计算机硬件系统四、计算机硬件系统2、中央处理器、中央处理器Cpu:包括:包括寄存器组寄存器组控制器控制器运算器运算器(ALU)四、计算机硬件系统四、计算机硬件系统寄存器组:寄存器组:暂时存放暂时存放即将参加运算的操作数。即将参加运算的操作数。控制器:控制计算机自动执行程序,从存储控制器:控制计算机自动执行程序,从存储器中器中读出指令、解释指令、执行指令及处理读出指令、解释指令、执行指令及处理中断事件中断事件。运算器(运算器(alu):):加、减、乘、除:逻辑运算加、减、乘、除:逻辑运算
20、3、主板:连接各种设备的载体,按结构分为、主板:连接各种设备的载体,按结构分为AT、ATX等。等。四、计算机硬件系统四、计算机硬件系统4、内存储器:、内存储器:RAM(随机存储器)、(随机存储器)、速度快、存储量小、断电信息丢失。速度快、存储量小、断电信息丢失。目前主流:目前主流:DDR、DDR2、DDR3四、计算机硬件系统四、计算机硬件系统外存储器外存储器硬盘硬盘:容量、类型(容量、类型(IDE、SATA).光盘:光盘:cd-romdvd-romcd-rw容量。容量。U盘:读写非易失性的半导体存储器盘:读写非易失性的半导体存储器(闪存)(闪存)移动硬盘:移动硬盘:容量、接口、速度。容量、接口
21、、速度。四、计算机硬件系统四、计算机硬件系统软盘:软盘:每个同心圆称为一个每个同心圆称为一个磁道磁道。磁道从外。磁道从外向里顺次编号,最外层称为第向里顺次编号,最外层称为第0 0道。为了记录道。为了记录信息方便把每一个磁道又分成几个区段,称信息方便把每一个磁道又分成几个区段,称为为扇区扇区。磁盘读写时以扇区为基本单位,每。磁盘读写时以扇区为基本单位,每个扇区存放同样数量的信息,为个扇区存放同样数量的信息,为512512个字节。个字节。盘片按可以记录信息的表面,分有盘片按可以记录信息的表面,分有单面盘和单面盘和双面盘双面盘。只有一个表面能记录信息的称单面。只有一个表面能记录信息的称单面盘,两个表
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