计算机基础知识课件优秀PPT.ppt
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1、计算机基础知识课件现在学习的是第1页,共78页n n1.1.1 1.1.1 计算机发展的几个阶段计算机发展的几个阶段n n1.1.2 1.1.2 现代计算机的分类现代计算机的分类n n1.1.3 计算机主要应用领域计算机主要应用领域n n1.1.4 1.1.4 信息社会与计算机文化信息社会与计算机文化1.1 计算机发展简史计算机发展简史现在学习的是第2页,共78页世界上第世界上第1台电子计算机台电子计算机世界上第一台电子数字式计算机于世界上第一台电子数字式计算机于19461946年年2 2月月1515日在美国宾夕法尼亚大学日在美国宾夕法尼亚大学正式投入运行,它的名称叫正式投入运行,它的名称叫E
2、NIAC(ENIAC(埃埃尼阿克尼阿克),是电子数值积分计算机,是电子数值积分计算机(The(The Electronic Numberical Intergrator Electronic Numberical Intergrator and Computer)and Computer)的缩写。的缩写。返回 1.1.1 1.1.1 1.1.1 1.1.1 计算机的发展阶段计算机的发展阶段现在学习的是第3页,共78页ENIAC ENIAC 档案档案档案档案世界上的一台电子计算机世界上的一台电子计算机 ENIACENIAC:该机重约该机重约30吨吨:耗电量耗电量140-150千瓦千瓦:含含180
3、00个个电子管电子管:仅能保存仅能保存80个字节个字节 返回 现在学习的是第4页,共78页ENICA是什么样子?返回 现在学习的是第5页,共78页ENICA是什么样子?返回 现在学习的是第6页,共78页ENICA是什么样子?返回 现在学习的是第7页,共78页1、电子计算机发展的四个阶段器件时间特点第一代数据处理方式电子管数字计算机20世纪40年代50年代中期体积大、耗电多速度低、价格高机器语言汇编语言第二代晶体管数字计算机20世纪50年代后期60年代中期体积缩小耗电降低性、能提高有限兼容Fortran Cobol等高级语言第三代集成电路数字计算机20世纪60年代中期70年代中期体积功耗价格功能
4、等前进一大步软件逐步完善结构化模块化程序设计实时处理第四代大规模集成电路数字计算机20世纪70年代至今体积更小功耗更低可靠性提高软件技术更趋完善分时实时处理计算机网络代表计算机ENIACIBM7090IBM360运算速度5千4万次/秒数十万几百万次/秒数百万几千万次/秒上亿条指令/秒 返回 现在学习的是第8页,共78页第第一一一一代代(1946194619571957)电子管电子管电子管电子管5 5千千44万(次万(次/秒)秒)第二代第二代(1958195819641964)晶体管晶体管晶体管晶体管几十万几十万 百万(次百万(次/秒)秒)第三代第三代(1965196519701970)小规模集
5、成电路小规模集成电路小规模集成电路小规模集成电路百万百万 几百万(次几百万(次/秒)秒)第四、五代第四、五代(19711971年至今)年至今)超大规模集成电路超大规模集成电路超大规模集成电路超大规模集成电路几百万几百万 几亿(次几亿(次/秒)秒)返回 现在学习的是第9页,共78页2.计算机的发展方向 数据统计计算机、智能计算机统称为 非冯诺依曼型计算机,也称为第五代计算机,是以人工智能理论为基础的一种“智能”计算机,其核心思想是将程序设计的过程改变为逻辑设计的过程,在物理结构上采用非冯诺依曼结构。(目前的计算机体系结构都是“冯诺依曼式”:采用存储程序方式进行工作。)、创建新的程序设计语言,即所
6、谓的“非冯诺依曼语言”;、从计算机元件方面,提出了发明与人脑神经网络类似的新型超大规模集成电路的设想,即分子芯片。返回 现在学习的是第10页,共78页1.1.2 1.1.2 现代计算机分类现代计算机分类1 1 1 1、通用机通用机通用机通用机 :适用解决多种一般问题,该类计算机使用领域广泛、通用性较强,在科学计算、数据处理和过程控制等多种用途中都能适应。2、专专用机用机 :用于解决某个特定方面的问题,配有为解决某问题的软件和硬件,如在生产过程自动化控制、工业智能仪表等专门应用。一、按用途划分 返回 现在学习的是第11页,共78页二.按规模划分 1、巨型机:、巨型机:其运算速度达到每秒每秒几十万
7、亿次。2、小巨型机:、小巨型机:具有较高的运算速度,每秒可以执行几千万条指令,而且有较大的存储空间。4、小型机:、小型机:规模较小、结构简单、运行环境要求较低,运算速度在几百万次左右。3、大型机:、大型机:其性能与巨型机接近,但体积大大减小,费用仅为巨型机的1/10.返回 现在学习的是第12页,共78页7 7、工作站:、工作站:、工作站:、工作站:以个人计算环境和分布式网络环境为前提的高性能计算机。5、微型计算机微型计算机:又称PC机,中央处理器(CPU)采用微处理器芯片,具有体积小,功耗低、可靠性高、价格低,对使用环境要求不高等特点。8、服务器:服务器:在网络环境下为多个用户提供服务的共享设
8、备。返回 6 6、单片机:、单片机:、单片机:、单片机:把一个计算机系统集成到一个芯片上现在学习的是第13页,共78页三.按处理对象划分 1、数字数字计计算机算机 :计算机处理时输入和输出的数值都是数字量。其运算是按数字位进行。2、模模拟计拟计算机算机 :3、数字模数字模拟拟混合混合计计算机算机 :输入输出既可是数字也可是模拟数据 处理的数据对象直接为连续的电压、温度、速度等模拟数据。其运算过程是连续的。返回 现在学习的是第14页,共78页1.1.3 1.1.3 计算机的主要应用领域计算机的主要应用领域n n科学计算科学计算n n信息处理信息处理 n n过程控制过程控制 n n计算机辅助系统计
9、算机辅助系统n n多媒体技术多媒体技术 n n计算机通信计算机通信 n n人工智能人工智能 返回 现在学习的是第15页,共78页 其中计算机辅助系统包含:其中计算机辅助系统包含:n n计算机辅助设计(计算机辅助设计(CADCADCADCAD)n n计算机辅助制造(计算机辅助制造(计算机辅助制造(计算机辅助制造(CAMCAMCAMCAM)n n计算机辅助测试(计算机辅助测试(CATCATCATCAT)n n计算机辅助教学(计算机辅助教学(计算机辅助教学(计算机辅助教学(CAICAICAICAI)n n计算机集成制造(计算机集成制造(计算机集成制造(计算机集成制造(CIMSCIMSCIMSCIMS
10、)n n计算机模拟(计算机模拟(计算机模拟(计算机模拟(CSCSCSCS)等系统)等系统 返回 现在学习的是第16页,共78页1.2 计算机组成与工作原理n n1.2.1 计算机硬件系统n n1.2.2 存储程序工作原理n n1.2.3 计算机软件系统现在学习的是第17页,共78页1.2.1 计算机的硬件系统1.运算器 运算器又称算术逻辑单元ALU(Arithmetic Logic Unit)。运算器的主要任务是执行各种算术运算和逻辑运算。2.控制器 控制器是对输入的指令进行分析,并统一控制计算机的各个部件完成一定的任务的部件。3.存储器 存储器具有记忆功能,用来保存信息,如数据、指令和运算结
11、果等现在学习的是第18页,共78页存储器的分类1、内存(主存):(指CPU可以直接存取信息的存储器)随机存储(RAM):开机后,用户可以向其中写入、取出信息,关机后其中的信息消失,再次通电也不能恢复。可擦除的只读存储(EPROM):3、外存(辅助存储器):指CPU需要经过输入/输出通道进行交换信息的存储器。例如硬盘、软盘、磁带、光盘等2、高速缓冲存储器:(Cache):用来存储主存中马上就要执行的指令和数据或经常被CPU访问的那部分执行程序。速度是DRAM的10倍左右只读存储器(ROM):是用户只能读出不能写入的存储器,所存的信息能永久保存。高速高性能的动态存储器存储器存储器现在学习的是第19
12、页,共78页存储器的功能:存储器的功能:主要功能是存放程序和数据。主存储器的核心是存储体,它由许多存储器单元组成,每个单元可以存放一个数据。给存储器单元按一定的顺序编号,该编号就是相应存储器的地址,CPU根据其地址对存储单元存取信息。现在学习的是第20页,共78页4输入/输出设备n n输入设备:输入设备:是用来接受用户输入的原始数据和程序,并将它们变为计算机能识别的二进制数存放到内存中。n n键盘一般称标准输入设备键盘一般称标准输入设备 n n输出设备:输出设备:用于将存放在内存中由计算机处理的结果转变为人们所能接受的形式n n显示器一般称标准输出设备显示器一般称标准输出设备。现在学习的是第2
13、1页,共78页一、以二进制为运算基础一、以二进制为运算基础 采用二进制的优点为:采用二进制的优点为:1.1.二进制码在物理上最容易实现。二进制码在物理上最容易实现。2.2.二进制码用来表示的二进制数及其编码、二进制码用来表示的二进制数及其编码、计数、加减运算规则简单。计数、加减运算规则简单。3.3.二进制码的两个符号二进制码的两个符号“1”1”和和0”0”正好正好与逻辑命题的两个值与逻辑命题的两个值“是是”和和“否否”相相对应。对应。4.4.与电子部件的二态性相对应与电子部件的二态性相对应。返回 1.2.2 存储程序工作原理基本工作原理:基本工作原理:“冯冯.诺依曼诺依曼”思想思想现在学习的是
14、第22页,共78页二二、计计算算机机采采用用 存存存存储储储储程程程程序序序序 方方方方式式式式工工工工作作作作,并并并并且且且且进进进进一一一一步步步步明明明明确确确确指指指指出出出出了了了了整整整整个个个个计计计计算算算算机机机机的的的的结结结结构构构构应应应应由由由由五五五五个个个个部部部部分分分分组组组组成成成成:运运运运算算算算器器器器、控控控控制制制制器器器器、存存存存储储储储器器器器、输输输输入入入入装装装装置置置置和和和和输出装置。输出装置。输出装置。输出装置。控制器运算器输出设备存 储 器输入设备指令流控制流数据流 返回 现在学习的是第23页,共78页计算机的软件系统1、系统
15、软件:是管理、监护和维护计算机资源的软件2、应用软件:是为解决用户实际问题而设计的软件各种程序设计语言及其解释程序和编译程序语言翻译系统操作系统数据库管理系统服务程序:机器的监控管理程序、调试程序、故障检测和诊断程序、科学计算工程设计数据处理过程控制1.2.3 1.2.3 计算机的软件系统计算机的软件系统现在学习的是第24页,共78页1.3 计算机中信息表示n n1.3.1 1.3.1 进位计数制n n1.3.2 机器中数的表示n n1.3.3 1.3.3 字符的表示字符的表示n n1.3.4多媒体信息的表示现在学习的是第25页,共78页1.3.1 1.3.1 数制基础数制基础1 数制的概念数
16、制的概念数制是用一组固定的数字符号和一套统一的数制是用一组固定的数字符号和一套统一的规则来表示数目的方法。规则来表示数目的方法。如果用如果用R R个基本符号来表示数目,则称其为个基本符号来表示数目,则称其为R R进制,进制,R R称为该数制的基数称为该数制的基数。返回 现在学习的是第26页,共78页进位制进位制 二进制二进制 八进制八进制 十进制十进制 十六进制十六进制规则规则 逢二进一逢二进一 逢八进一逢八进一 逢十进一逢十进一 逢十六进一逢十六进一基数基数 r=2 r=8 r=10 r=16数符数符 0,1 0,1,7 0,1,9 0,1,9,A,B,C,D,E,F位权位权 2i 8i 1
17、0i 16i下标下标 B Q D H 表:表:计算机中常用进制数的表示计算机中常用进制数的表示 返回 现在学习的是第27页,共78页2 各种数制的转化各种数制的转化进位计数制的三个相关概念:进位计数制的三个相关概念:n n数码:数码:数码:数码:用不同的数字符号来表示一种数制的数值,用不同的数字符号来表示一种数制的数值,用不同的数字符号来表示一种数制的数值,用不同的数字符号来表示一种数制的数值,这些数字符号称为这些数字符号称为这些数字符号称为这些数字符号称为“数码数码数码数码”。如在。如在。如在。如在R R进制中,数进制中,数进制中,数进制中,数码为码为码为码为0 0 0 0,1 1 1 1,
18、2 2,RRRR1 1 1 1共共共共R R个。个。个。个。n n基数:基数:数制所使用的数码个数称为数制所使用的数码个数称为“基数基数”。如在如在R R R R进制中,基数为进制中,基数为进制中,基数为进制中,基数为R R R R 返回 现在学习的是第28页,共78页n n位权:位权:某种数制的每一位所具有的固定某种数制的每一位所具有的固定系数称为系数称为“位权位权”。如在。如在R R进制中,第进制中,第n n位数的位权为位数的位权为R Rn-1n-1例:例:(824)10 =8102 +2 101 +4 100(110)2 =122 +1 21 +0 20 返回 现在学习的是第29页,共7
19、8页常用进位计数制的特点常用进位计数制的特点 十进制数(十进制数(DecimaiDecimai)一个十进制数具有以下三个特征:一个十进制数具有以下三个特征:有十个不同的数码,即有十个不同的数码,即有十个不同的数码,即有十个不同的数码,即0 0 0 0、1 1 1 1、3 3 3 3、4 4 4 4、5 5 5 5、6 6 6 6、7 7 7 7、8 8 8 8、9 9 9 9;基数为基数为基数为基数为10,10,10,10,计数规律为计数规律为计数规律为计数规律为“逢十进位逢十进位逢十进位逢十进位,借一当十借一当十借一当十借一当十”;位权关系为位权关系为位权关系为位权关系为10101010i
20、i i i(其中(其中(其中(其中:i=n-1:i=n-1,n-2n-2n-2n-21 1,0.-10.-1,-2-2-m-m)。)。)。)。返回 现在学习的是第30页,共78页二二进进制数(制数(BinaryBinary)一个二进制数具有以下三个特征:一个二进制数具有以下三个特征:一个二进制数具有以下三个特征:一个二进制数具有以下三个特征:有两个不同的数码,即有两个不同的数码,即有两个不同的数码,即有两个不同的数码,即0 0 0 0和和和和1 1 1 1;基数为基数为基数为基数为2,2,2,2,计数规律为计数规律为计数规律为计数规律为“逢二进位逢二进位逢二进位逢二进位,借一当二借一当二借一当
21、二借一当二”;位权关系为位权关系为位权关系为位权关系为2 2 2 2i i i i(其中(其中(其中(其中:i=n-1:i=n-1,n-2n-2n-2n-21 1,0.-10.-1,-2-2-m-m)。)。)。)。返回 现在学习的是第31页,共78页八进制数(八进制数(OctalOctal)一个八进制数具有以下三个特征:一个八进制数具有以下三个特征:一个八进制数具有以下三个特征:一个八进制数具有以下三个特征:有八个不同的数码,即有八个不同的数码,即有八个不同的数码,即有八个不同的数码,即0 0 0 0、1 1 1 1、3 3 3 3、4 4 4 4、5 5 5 5、6 6 6 6、7 7 7
22、7;基数为基数为基数为基数为8,8,8,8,计数规律为计数规律为计数规律为计数规律为“逢八进位逢八进位逢八进位逢八进位,借一当八借一当八借一当八借一当八”;位权关系为位权关系为位权关系为位权关系为8 8i i i i(其中(其中(其中(其中:i=n-1:i=n-1,n-2n-2n-2n-21 1,0.-10.-1,-2-2-m-m)。)。)。)。返回 现在学习的是第32页,共78页十六十六进进制(制(HexadecimalHexadecimal)一个十六进制数具有以下三个特征:一个十六进制数具有以下三个特征:一个十六进制数具有以下三个特征:一个十六进制数具有以下三个特征:有有有有十十十十六六六
23、六个个个个不不不不同同同同的的的的数数数数码码码码,即即即即0 0 0 0、1 1 1 1、3 3 3 3、4 4 4 4、5 5 5 5、6 6 6 6、7 7 7 7、8 8 8 8、9 9 9 9、A A A A、B B B B、C C C C、D D D D、E E E E、F F F F;基数为基数为基数为基数为16,16,16,16,计数规律为计数规律为计数规律为计数规律为“逢十六进位逢十六进位逢十六进位逢十六进位,借一当十六借一当十六借一当十六借一当十六”;位权关系为位权关系为位权关系为位权关系为16161616i i i i(其中(其中(其中(其中:i=n-1:i=n-1,n-
24、2n-2n-2n-21 1,0.-10.-1,-2-2-m-m)。)。)。)。返回 现在学习的是第33页,共78页n 其它数制(其它数制(R数制)转换为十进制:数制)转换为十进制:按权展开相加即只要把二进制中按权展开相加即只要把二进制中出现出现1 1的位数权相加即可。的位数权相加即可。【例例例例】:将:将:将:将(110101.101)(110101.101)(110101.101)(110101.101)2 2 2 2转换为十进制。转换为十进制。转换为十进制。转换为十进制。(110101.101)(110101.101)(110101.101)(110101.101)2 2 2 2=12=1
25、2=12=125 5 5 5121212124 4 4 4020202023 3 3 3121212122 2 2 2020202021 1 1 1121212120 0 0 012121212-1-1-1-102020202-2-2-2-212121212-3-3-3-3=32=32=32=32161616160 0 0 04 4 4 40 0 0 01 1 1 10.50.50.50.50.125=(53.625)0.125=(53.625)0.125=(53.625)0.125=(53.625)10101010 返回 各进制之间的转换各进制之间的转换现在学习的是第34页,共78页例如:例
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