计算机应用基础第1章.pptx

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1、第一章 计算机基础知识 1.2 信息与计算机信息与计算机 1.1 电子计算机概述电子计算机概述 1.3 计算机系统的基本组成计算机系统的基本组成 1.4 微型计算机的系统构成微型计算机的系统构成第1页/共55页 教学内容和基本要求：1 了解计算机的发展简史及各代计算机的基本特点；了解计算机的发展简史及各代计算机的基本特点；2 了解微型计算机的系统概念及硬件系统的构成；了解微型计算机的系统概念及硬件系统的构成；3 了解系统软件及应用软件的概念；了解系统软件及应用软件的概念；4 了解中央处理器了解中央处理器(CPU)、运算器、控制器、存储器、输入、运算器、控制器、存储器、输入/输出设备的基输出设备

2、的基本功能；本功能；5 初步掌握初步掌握RAM、ROM的概念及存储信息上的区别；的概念及存储信息上的区别；6 掌握二、八、十、十六掌握二、八、十、十六进制数制的概念、特点及表示方法，熟练进制数制的概念、特点及表示方法，熟练进行二、八、十、十六进制数之间的换算；进行二、八、十、十六进制数之间的换算；7 掌握计算机中常用术语掌握计算机中常用术语(位、字节、字、字长位、字节、字、字长)的概念，并能熟练的进行的概念，并能熟练的进行单位间的换算单位间的换算(包括包括:KB、MB、GB、TB)。第2页/共55页 1.1 电子计算机概述电子计算机概述1.1.1 电子计算机的诞生和发展1.1.2 电子计算机的

3、特点及其应用第3页/共55页v1第一代计算机:电子管计算机(1946年1958年)l逻辑元件：电子管；l存储介质：磁鼓、磁芯；l程序设计语言：机器语言和汇编语言；l运算速度：每秒数千次到万次；l特点：特点：其体积大，功耗高，可靠性差，价格昂贵；l应用：应用：主要应用于军事领域和尖端科研的数值计算。l其代表机型为IBM公司自1952年起研制开发的IBM700系列计算机，如，如图。图。第4页/共55页v2第二代计算机:晶体管计算机(1959年1964年)l逻辑元件：晶体管；l内存储器：内存储器：磁芯；l外存储器：磁带、磁盘；l程序设计语言：如FORTRAN、COBOL等，并提出了操作系统的概念；l

4、运算速度：每秒几十万次；l特点：特点：其体积缩小，功耗减小，可靠性提高，运算速度加快，内存容量扩大到几十万字节。l应用：应用：主要应用延伸到气象、工程设计、数据处理以及其他科学研究领域。lIBM公司自1958年起相继开发的IBM7000系列计算机是这一代计算机的主流产品。第5页/共55页v3第三代计算机:集成电路计算机(1965年1970年)l基本基本元件：中小规模集成电路；l内存储器：内存储器：半导体集成电路器件；l外存储器：磁带、磁盘；l程序设计语言：如FORTRAN、COBOL等，并提出了操作系统的概念；l运算速度：每秒几百万次；l特点：特点：小型化，耗电省，可靠性高，运算速度快。操作系

5、统的逐步成熟是第三代计算机的显著特点。另一个特点是小型计算机的应用。l应用：应用：在科学计算、数据处理、实时控制等方面得到更加广泛的应用。lIBM360型电子计算机是这一代的代表产品。第6页/共55页v4第四代计算机:大规模集成电路计算机(1971年至今)l第四代计算机的特征：以大规模集成电路来构成计算机的主要功能部件，出现了微处理器(CPU)。l主存储器：采用集成度很高的半导体存储器，运算速度可达每秒几百万次甚至几万亿次基本运算。l在软件方面：出现了数据库系统、分布式操作系统等，应用软件的开发已逐步成为一个庞大的现代产业。l微型计算机问世并迅速得到推广，逐渐成为现代计算机的主流。第7页/共5

6、5页v1计算机的特点l运算速度快：计算机的运算部件采用的是电子器件，其运算速度以每隔几年提高一个数量级的速度不断地发展。l存储容量大：计算机的存储器可以把原始数据、中间结果和运算指令等存储起来，以备随时调用l具有逻辑判断能力：计算机能够根据各种条件来进行判断和分析，从而决定之后的执行方法和步骤；还能够对文字、符号和数字的大小、异同等进行判断和比较，从而决定怎样处理这些信息。l自动化控制：计算机内部的操作运算是根据预先编制的程序自动控制执行的。第8页/共55页v2计算机的应用l科学计算(数值计算)l信息处理(数据处理)l过程控制(实时控制)l计算机辅助功能：计算机辅助设计(CAD)、计算机辅助制

7、造(CAM)、计算机辅助教学(CAI)、计算机辅助测试(CAT)等。l计算机与网络、多媒体技术第9页/共55页 1.2 信息与计算机信息与计算机1.2.1 计数制1.2.2 各种数制间的转换第10页/共55页l计数制也称为数制，即进位计数制，是人们利用数字符号按进位原则进行数据大小计算的方法。l二进制(两只鞋为一双)、十二进制(十二个信封为一打)、二十四进制(一天24小时)、六十进制(60秒为1分，60分为1小时)等。这种逢几进一的计数法，称为进位计数法。l无论哪种进制形式，都包含两个基本要素:基数和位权。基数是指该进位制中允许使用的数码个数，比如十进制中允许使用0-9共10个数码，故十进制的

8、基数为10；位权是指以该进制的基数为底，以数码所在位置的序号为指数的整数次幂。l表11给出了数据、基数、数制及数字之间的关系。第11页/共55页l十进制数：十进制数有0-9共10个数码，其计数特点以及进位原则是“逢十进一”。l二进制数：二进制数只有0和1两个数码，它的计数特点及进位原则是“逢二进一”。l八进制数：八进制数中有0-7共8个数码，其计数特点及进位原则是“逢八进一”。l十六进制数：十六进制数有0-9及A、B、C、D、E、F共16个数码，其中AF分别表示十进制数的10-15。十六进制计数特点及进位原则是“逢十六进一”。第12页/共55页v二进制、八进制、十六进制与十进制的互换l二进制数

9、转换成十进制数 转换的方法是“按权展开相加”，即利用下式进行:第13页/共55页v二进制、八进制、十六进制与十进制的互换l十进制数转换成二进制数整数部分采用除2取余法转换，小数部分采用乘2取整法转换。用除2取余法对整数部分转换的口诀是:“除2取余，逆序排列”。第14页/共55页v二进制、八进制、十六进制与十进制的互换l八进制数转换成十进制数按权相加法：把八进制数每位上的权数与该位上的数码相乘，然后求和即得要转换的十进制数。第15页/共55页v二进制、八进制、十六进制与十进制的互换l十进制数转换成八进制数方法是：整数部分转换采用“除8取余法”；小数部分转换采用“乘8取整法”。第16页/共55页v

10、二进制、八进制、十六进制与十进制的互换l十六进制数转换成十进制数按权相加法：把十六进制数每位上的权数与该位上的数码相乘，然后求和即得要转换的十进制数。第17页/共55页v二进制、八进制、十六进制与十进制的互换l十进制数转换成十六进制数方法是：整数部分转换采用“除16取余法”；小数部分转换采用“乘16取整法”。第18页/共55页v 非十进制数之间的相互转换l二进制数转换为八进制数第19页/共55页v 非十进制数之间的相互转换l八进制数转换为二进制数第20页/共55页v 非十进制数之间的相互转换l二进制数转换为十六进制数第21页/共55页v 非十进制数之间的相互转换l十六进制数转换为二进制数第22

11、页/共55页v 非十进制数之间的相互转换l八进制数与十六进制数之间的转换第23页/共55页 1.3 计算机系统的基本组成计算机系统的基本组成1.3.1 计算机的硬件系统1.3.2 计算机的软件系统第24页/共55页第25页/共55页l硬件系统是指组成计算机的各种物理设备，是指那些看得见，摸得着的实际物理设备，它包括计算机的主机和外部设备。l具体由五大功能部件组成:运算器、控制器、存储器、输入设备和输出设备。这五大部分相互配合，协同工作，它们之间的关系如下图第26页/共55页1.主 机(1)运算器l运算器的功能是在控制器的指挥下，对信息或数据进行处理和运算，包括算术运算和逻辑运算，其内部有一个算

12、术逻辑运算部件ALU(Arithmetical Logic Unit)和若干种寄存器。l运算器主要工作是数据处理(运算)和暂存运算数据。第27页/共55页1.主 机(2)控制器控制器控制输入设备将数据和程序从输入设备输入到内存储器。在控制器指挥下，从存储器取出指令送入控制器。控制器分析指令，指挥运算器、存储器执行指令规定的操作。运算结果由控制器控制，送到存储器保存或送到输出设备输出。第28页/共55页1.主 机(3)存储器(Memory)存储器(Memory)是指内存储器，简称“内存”，是计算机用来存放程序和数据的记忆部件，常用的存储单位有:位(bit):表示一位二进制信息，可存放一个0或1，

13、位是计算机中存储信息的最小单位。字节(Byte):是计算机中存储器的一个存储单元，由8个二进制位组成。字节是存储容量的基本单位。字:由若干个字节组成，是信息处理的单位。第29页/共55页保存信息到存储单元的操作称作“写”操作，从存储单元中获取信息的操作称作“读”操作，“读”、“写”时一般都以字节为单位。l“读”操作不会影响存储单元中的信息，“写”操作将新的信息取代存储单元中原有的信息。l内存储器(Memory)直接和运算器、控制器交换信息，分为随机存取存储器RAM(Random Access Memory)和只读存储器ROM(Read-Only Memory)两种。RAM中的信息:可随机地读出

14、或写入，一旦关机(断电)后，信息不再保存。ROM中的信息:只有在特定条件下才能写入，通常只能读出而不能写入，断电后，ROM中的原有内容保持不变。ROM一般用来存放自检程序、配置信息等。第30页/共55页2.输入设备输入设备将原始数据、程序和控制信息转换成计算机所能识别的二进制形式的电信号，送到计算机内存中。常用输入设备有键盘、光电输入机、磁盘驱动器和磁带机等。最早使用的是纸带输入和卡片输入机，都属于光电输入机，把程序和数据的代码在纸带或卡片上打成不规则的孔，利用光转换成电的原理，变成电的脉冲代码。20世纪末，使用最为普遍的输入方法是键盘输入，广泛用在微型计算机和终端上。这种方法可将按键所代表的

15、字符直接转换成电脉冲代码。第31页/共55页3.输出设备是将计算结果或中间结果用人所能识别的形式表现出来，常用输出设备有屏幕显示器、打印机、各种绘图仪等。这些设备可根据计算机工作的需要以多种颜色和多种速度输出结果。第32页/共55页4.外存储器l在计算机外还有辅助存储器，称为外存储器，简称外存。l外存储器有补充内存和长期保存程序、数据及运算结果的作用。外存储器存储的内容不能直接供计算机使用，而要先送入内存，再从内存提供给计算机。l外存的特点是容量大、能够长时间保存内容，存取速度比内存慢。l外存储器通常用磁盘、磁带和光盘。磁盘由系列圆片组成，在单一面或两面涂有磁性材料来存储信息。磁带的存储容量比

16、磁盘大，存取速度比磁盘低，适于长期保存不经常使用的程序或数据。硬盘的读取速度快于光盘。第33页/共55页1.系统软件系统软件是指控制和协调计算机及其外部设备，支持应用软件开发和运行的软件。其主要的功能是进行调度、监控和维护系统等等。系统软件是用户和裸机的接口，主要包括:(1)操作系统软件，如DOS、Windows 98、Windows NT、Windows XP、Linux，Netware等。(2)各种语言的处理程序，如低级语言、高级语言、编译程序、解释程序。(3)各种服务性程序，如机器的调试、故障检查和诊断程序、杀毒程序等。(4)各种数据库管理系统，如SQL Sever、Oracle、Inf

17、ormix、Foxpro等。第34页/共55页2.应用软件应用软件是用户为解决各种实际问题而编制的计算机应用程序及其有关资料。应用软件主要有以下几种:(1)用于科学计算方面的数学计算软件包、统计软件包。(2)文字处理软件包(如WPS、Word等)。(3)图像和动画处理软件包(如Photoshop、3D MAX等)。(4)各种财务管理软件、税务管理软件、工业控制软件、辅助教育等专用软件。第35页/共55页 1.4 微型计算机的系统构成微型计算机的系统构成1.4.1 主 机1.4.2 外 部 存 储 器1.4.3 输 入 设 备1.4.4 输 出 设 备第36页/共55页第37页/共55页1.主

18、板l主板(Main Board)又称为系统板(System Board)或母板(Mother Board)，是装在主机箱中的一块最大的多层印刷电路板。主板的中心任务是维系CPU与外部设备之间的协同工作，使之不出差错。l主主板板是是微微机机的的核核心心部部件件，它它的的性性能能和和质质量量基基本本决决定定了了整整机机的的性性能能和和质质量量。主主板板上上装装有有多多种种集集成成电电路路，如如中中央央处处理理器器CPU(Central Processing Unit)、专专用用外外围围芯芯片片组组(Chipset或或Chips)、只只读读存存储储器器基基本本输输入入输输出出系系统统软软件件ROM-

19、BIOS(Read Only Memory-Basic Input/Output System)、随随机机 读读 写写 存存 储储 器器 RAM(Random Access Memory)等等，还还有有若若干干个个不不同同标标准准的的系系统统输输入入/输输出出总总线线的的扩扩展展插插槽槽(System Input/Output Bus Expanded Slot)和各种标准接口等。和各种标准接口等。第38页/共55页2.中央处理器 lCPU(Central Processing Unit)的中文名称是中央处理器，又称为微处理器(Micro-Processor)，它的内部是由几十万个(Intel

20、 80386)到几百万个(Intel Pentium)晶体管元件组成的十分复杂的电路，是利用大规模集成电路技术，把整个运算器、控制器集成在一块芯片上的集成电路。lCPU内部可分为控制单元、逻辑单元和存储单元三大部分。这三大部分相互协调，进行分析、判断、运算并控制计算机各部分协调工作，是整个微机系统的核心。第39页/共55页CPU的性能指标直接决定了由它构成的微机系统的性能指标。(1)字长字长字长是指微机能直接处理的二进制信息的位数。人们通常所说的16位机、32位机就是指该微机中的CPU可以同时处理16位、32位的二进制数据。(2)主频主频主频是决定微处理器性能优劣的另一个重要指标。一般说来，主

21、频越高，CPU处理数据的速度越快。随着主频的不断提高，为了协调CPU与内存之间的速度差问题，在CPU芯片中集成了高速缓冲存储器(Cache，简称高速缓存)。(3)外频外频外频是CPU的基准频率，单位为MHz。外频是CPU与主板之间同步运行的速度。(4)一级高级缓存一级高级缓存(L1 Cache)它是封闭在CPU内部的高速缓存，用于暂时存储CPU运算时的部分指令和数据，容量单位一般为KB。(5)二级高级缓存二级高级缓存(L2 Cache)一般与CPU封装在一起，可以提高内存和CPU之间的数据交换频率，提高计算机的总体性能。第40页/共55页3.内存储器 v内存储器简称内存，主要用于存放计算机当前

22、工作中正在运行的程序、数据等。v计算机中把基本的存储单元称为“字节”，并以字节为单位进行计量，以B表示。故1024 B表示1024个字节。计量存储器容量的单位有B、KB(千字节)、MB(兆字节)、GB(吉字节)和TB(太字节)等，它们的数量级关系如下:第41页/共55页常见的内存条容量有64MB、128MB、256MB，甚至数GB。当CPU要将数据写入磁盘时，先将数据存入RAM中，RAM再将数据写入磁盘。第42页/共55页1.闪 存 盘v闪存盘的结构非常简单:一颗Flash Memory再加上一个USB转换电路和一个外包装就成了一个USB接口的移动存储器。Flash Memory是类似于内存颗

23、粒的存储器，它拥有防潮、抗振、耐高温、大容量、即插即用等特点。人们习惯把闪存盘称为“电子软盘”或“优盘”，如图第43页/共55页.硬盘v硬盘驱动器HDD(Hard Disk Driver)为微型计算机的基本外部存储设备。与软盘驱动器不同的是，它的磁盘片是固定在驱动器内部的，所以也可统称为硬盘。v硬盘划分为磁磁面面、磁磁道道(柱柱面面数数)和和扇扇区区，一个硬盘含若干个磁性圆盘，每个盘片有2个磁面，每个磁面各有一个读写磁头，每个磁面上的磁道数和每个磁道上的扇区数也因硬盘的规格不同而相异。硬盘的技术参数很多，其中柱面数、磁头数和扇区数称为硬盘的物理结构参数，常常以“C/H/S”标注在硬盘的盘面上。

24、第44页/共55页.光盘驱动器和光盘v光盘驱动器简称光驱，如图。主要有CD-ROM和DVD两种，它是读取光盘信息的设备。v光驱读取资料的速度称为倍速，它是衡量光驱性能的重要指标，单倍速的速度是150KB/S，所以50倍速的光驱的数据传输速率为50150KB/s=7500KB/s。v根据性能和用途的不同，光盘存储器可分为只读型光盘(CD-ROM)、只可一次写入型光盘(CD-R)和可重写型光盘(CD-RW)三种。第45页/共55页1.键盘v键盘是微机必备的输入设备。用来向微机输入命令、程序和数据。目前微机中普遍使用的是通用扩展键盘。v键盘由一组按阵列方式装配在一起的按键开关组成，不同按键上标有不同

25、的字符，每按一个键就相当于接通了相应的开关电路，随即将该键符所对应的字符代码通过接口电路送入微机。键盘是通过一根电缆线与主机相连接。这条电缆中包括了四条线:+5伏电源、地线和两条双向信号线。第46页/共55页.鼠标(1)机械式鼠标的工作原理机械式鼠标又叫半光学鼠标，其工作原理是:在机械式鼠标底部有一个可以自由滚动的小球，在球的前方及右方装置两个支成90度角的内部编码器滚轴，移动鼠标时小球随之滚动，便会带动旁边的编码器滚轴，前方的滚轴代表前后滑动，右方的滚轴代表左右滑动，两轴一起移动则代表非垂直及水平的滑动。编码器由此识别鼠标移动的距离和方位，产生相应的电信号传给微机，以确定光标在屏幕上的正确位

26、置。若按下鼠标按键，则会将按下的次数及按下时光标的位置传给微机。微机及软件接收到此信号后，则可依此进行工作。(2)光电式鼠标的工作原理光电式鼠标的工作原理是利用一块特制的光栅板作为位移检测元件，光栅板上方格之间的距离为0.5 mm。鼠标器内部有一个发光元件和两个聚焦透镜，发射光经过透镜聚焦后从底部的小孔向下射出，照在鼠标器下面的光栅板上，再反射回鼠标器内。当在光栅板上移动鼠标器时，由于光栅板上有明暗相间的条纹使反射光有强弱变化，鼠标器内部将强弱变化的反射光变成电脉冲，对电脉冲进行计数即可测出鼠标器移动的距离。光电式鼠标必须在专用的光栅板上使用，移动的范围受到限制，但其定位精度较高，防尘性能好，

27、有利于工程绘图。v鼠标的主要功能是对光标进行快速移动，选中图像或文字的对象，执行命令等。v鼠标按其结构可分为七类:机械式、光电式、半光电式、轨迹球、无线遥控式、PDA上的光笔及Net Mouse等。v鼠标按工作原理可分为机械鼠标和光电式鼠标。第47页/共55页3.图形扫描仪(1)CCD扫描仪CCDCCD扫描仪的主要性能指标有扫描仪的主要性能指标有:扫扫描描幅幅面面，即即对对原原稿稿尺尺寸寸的的要要求求，台台式式扫扫描描幅幅面面一一般般为为1414英英寸寸2(A4)2(A4)。分辨率，即每英寸扫描的点数分辨率，即每英寸扫描的点数(dpi)(dpi)为为600 dpi2000 dpi600 dpi

28、2000 dpi。灰灰度度层层次次，即即灰灰度度扫扫描描仪仪可可达达灰灰度度级级别别，目目前前有有16,6416,64及及256256层层(位数分别为位数分别为4 bit,6 bit4 bit,6 bit和和8 bit)8 bit)。扫描速度，依赖于每行感光的时间，一般在扫描速度，依赖于每行感光的时间，一般在3 ms30 ms3 ms30 ms的范围。的范围。(2)PMT扫描仪这这是是用用光光电电倍倍增增管管(PMT)(PMT)构构成成的的电电子子式式扫扫描描仪仪。它它比比CCDCCD扫扫描描仪仪的的动动态态范范围围大大、线线性性度度好好、灵灵敏敏度度高高、扫扫描描质质量量高高，因因此此扫扫描

29、描的的效效果果更更加逼真，常被用于照相、地图等高要求方面的扫描，但价格较高。加逼真，常被用于照相、地图等高要求方面的扫描，但价格较高。第48页/共55页.数码相机l数码相机(DC)具有即时拍摄、图片数字化存储(即所照即所得)、简便浏览等功能，即将“照片”进行数字化存储，使用户能够直接利用电脑对图像进行浏览、编辑和处理。l若只通过网络传递基本图像的数码图片，可选择30万像素的DC。如要求稍高，则选择百万像素级的机型。目前主流市场是500800万像素，但已有千万像素级以上的产品。l数码相机也为在全球范围内可以实时在Internet上传输图文信息提供了方便的条件。目前虽然价格较贵，但会成为闪烁在多媒

30、体晴空中的又一颗新星。第49页/共55页.显示器显示器是电脑的窗口，由监视器(Monitor)和显示控制适配器(Adapter,又称显示卡)两部分组成，常说的显示器是指监视器。以阴极射线管(Cathode-Ray Tube,CRT)为核心的显示器其技术成熟、性能稳定。按颜色分为单色显示器(又称单显)和彩色显示器(又称彩显)两种。单显一般使用黑白两色，分辨率比普通的电视机高得多。彩显既可以显示字符，又可以显示图形，五彩缤纷，赏心悦目，但显示精度却不如单显。液 晶(Liquid Crystal Display,LCD)显示器与CRT显示器相比，其工作电压低、低能耗、低辐射、无闪烁、体积小、厚度薄、

31、重量轻，带来健康、环保、时尚等优点。第50页/共55页.打印机点阵打印机(Dot Matrix Printer)也就是常见的击打式针式打印机，具有宽行打印、连续打印的优点，但打印速度慢(大约每秒只能输出80个字符），噪声大。激光印刷机(Laser Printer)俗称激光打印机，这是一种高速度、高精度、低噪声的页式非击打式打印机。它是激光扫描技术与电子照相技术相结合的产物，由激光扫描系统、电子照相系统和控制系统3大部分组成。其打印分辨率已达600 dpi(dost per inch,每英寸打印的点数或线数)以上，打印效果清晰、美观，打印速度为6 ppm(papers per minute,每分

32、钟打印页数)以上，快的为3060 ppm，甚至在120 ppm以上。喷墨印字机俗称喷墨打印机，也是一种非击打式打印机。它的体积小，重量轻，操作简单，噪声小，其性能与价格都介于一般激光打印机与点阵打印机之间。第51页/共55页.绘图仪l绘图仪(Plotter)是一种输出图形的硬复制设备。绘图仪在绘图软件的支持下绘制出复杂、精确的图形，是各种计算机辅助设计(CAD)不可缺少的工具。l绘图仪有笔式、喷墨式和发光二极管(LED)3类。目前使用最为广泛的是笔式绘图仪。常见的有两种类型:平板型和滚动型。平板型的绘图纸平铺在绘图板上，依靠笔架的二维运动来绘制图形。滚动型是靠笔架的左右移动和滚动带动图纸前后滚动画出图形。l绘图仪的性能指标主要有:绘图笔数、图纸尺寸、分辨率、接口形式及绘图语言等。第52页/共55页实训（教材19页）选购组装机并填写配置清单选购组装机并填写配置清单拓展训练（教材21页）用软件检测计算机系统及硬件用软件检测计算机系统及硬件第53页/共55页Thank You!第54页/共55页大学计算机应用基础（Windows7+Office2010）感谢您的观看。第55页/共55页