计算机导论优秀PPT.ppt
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1、计算机导论计算机导论本课程内容本课程内容本课程考核方法本课程考核方法本课程学习方法本课程学习方法参考书参考书答疑答疑主讲老师主讲老师:韩丽萍韩丽萍副教授副教授本课程内容本课程内容教学内容教学内容计算机的概念计算机的概念;分类分类;应用应用;计算机系统计算机系统(冯氏硬件系统与软件系统冯氏硬件系统与软件系统)微型计算机系统微型计算机系统(总线结构总线结构;装机常识等装机常识等)二、八、十六进制无符号整数的相互转换二、八、十六进制无符号整数的相互转换有符号整数的补码表示法及加法有符号整数的补码表示法及加法/减法减法;逻辑运算逻辑运算字符编码字符编码(ASCII,汉字编码汉字编码,UNICODE代码
2、代码)操作系统常识与操作系统常识与windows基本操作基本操作;输入法输入法;字符文件字符文件DOS/WINDOWS文件管理文件管理计算机网络基本知识与计算机网络基本知识与Internet;计算机病毒常识计算机病毒常识课程特点课程特点l是高校生进校后学习的第一门计算机基础课程;是高校生进校后学习的第一门计算机基础课程;l难度不高,但教学内容多,须要大量记忆;难度不高,但教学内容多,须要大量记忆;l实践性强,须要课外大量上机练习;实践性强,须要课外大量上机练习;l趣味性与枯燥性并存,分散性与系统性相交织。趣味性与枯燥性并存,分散性与系统性相交织。本课程学习方法与看法本课程学习方法与看法1.细致
3、听讲,驾驭基本理论;细致完成课程作业细致听讲,驾驭基本理论;细致完成课程作业2.尊师、守纪、勤奋。尊师、守纪、勤奋。3.勿自私而狭隘勿自私而狭隘(以宽待人以宽待人/以严待己以严待己);4.勿贪玩而失志勿贪玩而失志(自觉戒除自觉戒除“网瘾网瘾”);娴熟实际操作娴熟实际操作:1.加强文字录入与编辑技术加强文字录入与编辑技术,最好能够盲打;最好能够盲打;2.娴熟操作娴熟操作:Windows2000、Word2000、Internet考核方法考核方法l习题集第习题集第8周前发给学生周前发给学生.l第第12周考试周考试l(考试时间考试时间45分钟分钟,随堂开卷随堂开卷,50%为习题集原题为习题集原题)参
4、考书参考书l计算机应用基础教程计算机应用基础教程景红景红西南交通高校出版社西南交通高校出版社l计算机导论周荣辉计算机导论周荣辉郝晓枫等郝晓枫等西南交通高校胶印西南交通高校胶印l计算机文化基础计算机文化基础机械工业出版社机械工业出版社l计算机文化基础计算机文化基础清华高校出版社清华高校出版社l计算机应用基础计算机应用基础人民邮电出版社人民邮电出版社答疑答疑l时间:课间时间:课间l地点:本课程上课教室地点:本课程上课教室l辅导老师:辅导老师:第一章第一章计算机系统基础学问计算机系统基础学问l计算机的计算机的概念概念l计算机的计算机的发展史发展史l计算机的计算机的特点特点、应用应用及及分类分类l冯诺
5、依曼冯诺依曼理论理论及其及其硬件结构硬件结构l软件、程序、指令的概念及计算机语言软件、程序、指令的概念及计算机语言什么是计算机什么是计算机(computer)及其及其与一般计算工具的差异与一般计算工具的差异l具有加、减、乘、除运算实力具有加、减、乘、除运算实力l具有进行逻辑运算和对结果进行推断的实力具有进行逻辑运算和对结果进行推断的实力l具有数据存储实力具有数据存储实力l计算机是一种能自动、高速、高效地完成信息处理计算机是一种能自动、高速、高效地完成信息处理的电子设备,它能依据人们编写的程序对原始输入的电子设备,它能依据人们编写的程序对原始输入数据进行加工、处理、存储或传送,以便获得所期数据进
6、行加工、处理、存储或传送,以便获得所期望的输出信息。望的输出信息。一、计算机的发展与划代l1.发展发展l(1)ENIAC1946年年美国研制美国研制,重重30吨吨,机机房占地面积房占地面积140平方米平方米ll(2)EDVAC:19451951匈牙利诞生美国匈牙利诞生美国数学家冯数学家冯诺依曼与莫尔小组合作制诺依曼与莫尔小组合作制l五个组成部分:输入器、输出器、运算五个组成部分:输入器、输出器、运算器、存储器和限制器器、存储器和限制器一、计算机的发展与划代l物理器件的发展(四代计算机的特点)物理器件的发展(四代计算机的特点)l第一代:电子管第一代:电子管机器语言、汇编语言机器语言、汇编语言(4
7、6年年56年)年)l其次代:晶体管其次代:晶体管高级语言(高级语言(57年年64年)年)l第三代:集成电路第三代:集成电路操作系统(操作系统(65年年70年)年)l第四代:超大规模集成电路第四代:超大规模集成电路(71年年今)今)l特点:特点:1.运算速度每进一代提高一个数量级运算速度每进一代提高一个数量级l2.体积每进一代削减一个数量级体积每进一代削减一个数量级l3.平均无故障时间增长平均无故障时间增长l4.应用范围遍及各行各业应用范围遍及各行各业l计算机应用的发展(三个阶段)计算机应用的发展(三个阶段)l1946-1980超、大、中、小型计算机超、大、中、小型计算机l1981-1990微型
8、计算机微型计算机(PC机:机:PersonComputer)l1991-计算机网络计算机网络l计算机发展趋势计算机发展趋势-巨型化、微型化、网络化、多媒体化和智能巨型化、微型化、网络化、多媒体化和智能化化计算机的特点计算机的特点l运行速度快:运行速度快:每秒几十万每秒几十万几亿次几亿次l计算精度高:计算精度高:8位、位、16位、位、32位、位、64位、双倍字长、多位、双倍字长、多倍字长倍字长l存储容量大:主存几百存储容量大:主存几百KB几十几十M、几百、几百M、几个、几个G,外存有几百,外存有几百GBl推断实力强:逻辑推现推断、记忆。人工智能机具有学推断实力强:逻辑推现推断、记忆。人工智能机具
9、有学习、学问积累实力习、学问积累实力l工作自动化工作自动化计算机的应用计算机的应用l科学计算科学计算人造卫星轨道、宇宙飞船制导、天文、水文、水利人造卫星轨道、宇宙飞船制导、天文、水文、水利l自动限制自动限制航天器、导弹、人造卫星姿态限制、交通信号、生产过程航天器、导弹、人造卫星姿态限制、交通信号、生产过程l数据处理数据处理数据信息搜集、分类、排序、查找、计算、存储数据信息搜集、分类、排序、查找、计算、存储l信息管理信息管理企业事业部门搜寻特定数据企业事业部门搜寻特定数据分析、处理分析、处理供决策人员运供决策人员运用(管理人事、档案、生产、物资)用(管理人事、档案、生产、物资)l计算机协助计算机
10、协助CAD(绘图绘图)、CAT(测试测试)、CAM(制造制造)、CAI(教学教学)l人工智能人工智能l人类行为人类行为(感知、推理、学习、理解、联想感知、推理、学习、理解、联想)由计算机模拟实现由计算机模拟实现l自然语言的理解和生成自然语言的理解和生成l专家系统专家系统l图象处理图象处理l数字通信技术与信息高速马路数字通信技术与信息高速马路计算机分类计算机分类l按运用范围分按运用范围分l通用计算机:通用计算处理、功能全、结构困难、成本较高(市场通用计算机:通用计算处理、功能全、结构困难、成本较高(市场销售的一般为通用机)销售的一般为通用机)l专用计算机:专用限制、功能单一、结构简洁、成本较低(
11、为解决专用计算机:专用限制、功能单一、结构简洁、成本较低(为解决某一特定问题)某一特定问题)l按机器指令的困难成度按机器指令的困难成度l困难指令计算机(困难指令计算机(CISC),一百几百条指令),一百几百条指令l简化指令计算机(简化指令计算机(RISC),一百条以下指令,是计算机发展方向),一百条以下指令,是计算机发展方向冯诺依曼理论冯诺依曼理论l我们现在所运用的各种计算机都是依据我们现在所运用的各种计算机都是依据“冯冯诺依曼诺依曼”计算机理论设计和制造的计算机理论设计和制造的l“冯冯诺依曼诺依曼”理论有三个要点理论有三个要点:l1.电脑系统由运算器、限制器、存储器、输入和输电脑系统由运算器
12、、限制器、存储器、输入和输出设备等五个基本单元组成出设备等五个基本单元组成l2.电脑内部的运算指令和数据必需接受二进制数字电脑内部的运算指令和数据必需接受二进制数字(0和和1)表示表示;l3.电脑在运行时必需先将编制好的程序和数据调入电脑在运行时必需先将编制好的程序和数据调入主存储器主存储器(即通常所说的内存即通常所说的内存),然后自动地连续执行程然后自动地连续执行程序中所设置的全部指令。序中所设置的全部指令。冯诺依曼体系硬件结构冯诺依曼体系硬件结构l图图1运算器运算器l是对数据进行运算的部件是对数据进行运算的部件,能进行算术运算和逻辑运算。能进行算术运算和逻辑运算。存储器存储器l存储器存储器
13、:是用来存储大量信息的部件;是用来存储大量信息的部件;l存储器分为内存储器存储器分为内存储器(简称简称“内存内存”)和外存储器和外存储器(简称简称“外存外存”);l内存是存放当前求解问题的程序和数据的主要存储器内存是存放当前求解问题的程序和数据的主要存储器,又称主存储器;又称主存储器;l由于多种因素限制由于多种因素限制,内存容量不太大内存容量不太大,而常用容量大的外而常用容量大的外存储器作为协助存储器;存储器作为协助存储器;限制器限制器l统一指挥和限制计算机各部件进行工作的中心机构统一指挥和限制计算机各部件进行工作的中心机构,使使计算机能自动地执行程序。计算机能自动地执行程序。l由运算器、存储
14、器、输入、输出设备发回限制器的信息由运算器、存储器、输入、输出设备发回限制器的信息为为“反馈信息反馈信息”,限制器将依据反馈的信息来确定下一限制器将依据反馈的信息来确定下一步计算机执行的操作吩咐。步计算机执行的操作吩咐。其次章其次章计算机系统的组成计算机系统的组成l计算机硬件系统计算机硬件系统(物理设备物理设备)l计算机软件系统计算机软件系统(逻辑设备逻辑设备)l二者相互依存,软件依靠于硬件的物质条件,二者相互依存,软件依靠于硬件的物质条件,硬件须要在软件的支配下才能有效地工作。硬件须要在软件的支配下才能有效地工作。计算机系统的组成计算机系统的组成计算机硬件系统计算机硬件系统l五大部件五大部件
15、:l运算器运算器(ALU-ArithmeticLogicUnit)l限制器限制器(C-Controller)l存储器存储器(M-Memory)l输入设备输入设备(I-InputDevice)l输出设备输出设备(O-OutputDevice)l少掉其中任何一个部件就不能叫计算机。少掉其中任何一个部件就不能叫计算机。硬件系统的名词术语硬件系统的名词术语(1)lCPU(CenterProcessingUnit)lALU+Cl内存(主存)内存(主存)CPU可以干脆访问、速度快,基本能与可以干脆访问、速度快,基本能与CPU速度匹配速度匹配lRAM(RandomAccessMemory)随机存储器随机存储
16、器l可读写、掉电信息丢失、操作时留意保存文本可读写、掉电信息丢失、操作时留意保存文本lROM(ReadOnlyMemory)只读存储器只读存储器l只能读、掉电信息不会丢失、通常存储操作系统的基本只能读、掉电信息不会丢失、通常存储操作系统的基本输入输出程序输入输出程序硬件系统的名词术语硬件系统的名词术语(2)l外存外存(协助存储设备协助存储设备)l外存中的程序或数据必需调入外存中的程序或数据必需调入RAM才能被才能被CPU执行和执行和处理。处理。l内存是程序存储的基本要素,存取速度快,但价格较贵,内存是程序存储的基本要素,存取速度快,但价格较贵,容量不行能配置得特别大;容量不行能配置得特别大;l
17、外存响应速度相对较慢,但容量可以做得很大。价格便外存响应速度相对较慢,但容量可以做得很大。价格便宜,可以长期保存大量程序和数据。宜,可以长期保存大量程序和数据。硬件系统的名词术语硬件系统的名词术语(3)l主机:主机:lALU+C+MM+连接输入输出装置的接口连接输入输出装置的接口ll外部设备(外部设备(I/O)l输入设备、输出设备、外存储器、数据通信设备(用于输入设备、输出设备、外存储器、数据通信设备(用于组成计算机网络)、过程限制设备(用于计算机自动限组成计算机网络)、过程限制设备(用于计算机自动限制)制)硬件系统的名词术语硬件系统的名词术语(4)lI/OI/O接口接口l外部设备品种多,物理
18、性能相差大,不能干脆与主机相外部设备品种多,物理性能相差大,不能干脆与主机相连,必需在主机和外设之间通过特殊逻辑部件(连,必需在主机和外设之间通过特殊逻辑部件(I/OI/O接接口电路),才能实现主机与外设之间的信息交换。口电路),才能实现主机与外设之间的信息交换。l主机与实际外设的工作速度相差极大。主机与实际外设的工作速度相差极大。计算机软件系统计算机软件系统l软件:计算机程序及有关程序的技术文档资料。软件:计算机程序及有关程序的技术文档资料。系统软件系统软件应用软件应用软件l二者间无严格界限,随着应用软件向着标准化、商业化二者间无严格界限,随着应用软件向着标准化、商业化发展,将其纳入软件库中
19、,也可视为系统软件。发展,将其纳入软件库中,也可视为系统软件。系统软件系统软件l系统软件:管理、限制和维护计算机及外部设备,供应系统软件:管理、限制和维护计算机及外部设备,供应用户与计算机之间的界面,支持、开发各种应用软件的用户与计算机之间的界面,支持、开发各种应用软件的程序。程序。l面对计算机本身的软件,如操作系统、诊断程序等。面对计算机本身的软件,如操作系统、诊断程序等。l面对用户的软件,如各种语言处理程序、好用程序、字面对用户的软件,如各种语言处理程序、好用程序、字处理程序等。处理程序等。应用软件应用软件应用软件:计算机用户利用计算机的系统软件编写解决某应用软件:计算机用户利用计算机的系
20、统软件编写解决某一特地问题的程序,供最终用户运用的软件。一特地问题的程序,供最终用户运用的软件。如财务报表软件、数据库应用软件等。这些程序可能是用如财务报表软件、数据库应用软件等。这些程序可能是用机器语言、汇编语言、或高级语言编写。机器语言、汇编语言、或高级语言编写。计算机的性能指标计算机的性能指标(一一)l.基本字长:指参与一次运算数据基本位数,它确定基本字长:指参与一次运算数据基本位数,它确定运算精度。运算精度。l.主存容量:确定计算机的存贮处理实力,主存容量:确定计算机的存贮处理实力,l规定规定1024字节字节1kl102410241Ml1024102410241Gl系统内存大小(我的电
21、脑系统内存大小(我的电脑属性属性系统属性系统属性常规)常规)计算机的性能指标计算机的性能指标(二二)l.运算速度(含主频)运算速度(含主频)l早期用每秒执行加法指令次数,现在用等效速度或平均早期用每秒执行加法指令次数,现在用等效速度或平均速度,还有干脆用主频速度,还有干脆用主频fm表征,巨型机几亿、几十亿表征,巨型机几亿、几十亿次秒,微机次秒,微机20MHz233、266、333、450、733、1GMHzl.外围设备实力(人机界面)外围设备实力(人机界面)l指计算机允许配置的外围设备实力(指计算机允许配置的外围设备实力(键盘、鼠标、显键盘、鼠标、显示器、打印机、绘图仪、数字化仪、网络通讯设备
22、、多示器、打印机、绘图仪、数字化仪、网络通讯设备、多媒体设备。)媒体设备。)l以上为以上为“四大硬件技术指标四大硬件技术指标”中心处理单元、主机、外部设中心处理单元、主机、外部设备备l中心处理单元中心处理单元(CPUCenterProcessingUnit)-限制器限制器和运算器是集成在一块芯片上和运算器是集成在一块芯片上l主机主机(处理机处理机)-运算器、内存储器、限制运算器、内存储器、限制器及联接它们的相关电路器件器及联接它们的相关电路器件,合在一起称为计算机的合在一起称为计算机的主机主机l外部设备外部设备(“外设外设”)-把各种输入输出设备和外把各种输入输出设备和外存储器统称为计算机的外
23、部设备。存储器统称为计算机的外部设备。软件、程序、指令的概念及计软件、程序、指令的概念及计算机语言算机语言-指令指令l指令:计算机用以限制各种部件协调动作的二进制代码指令:计算机用以限制各种部件协调动作的二进制代码吩咐。是计算机能够干脆执行的基本操作。吩咐。是计算机能够干脆执行的基本操作。l一条指令相当于人对计算机发出的一道工作吩咐。一条指令相当于人对计算机发出的一道工作吩咐。l每种机器都有自己的一套指令系统每种机器都有自己的一套指令系统,它为用户供应了该它为用户供应了该计算机能够干脆执行的全部基本操作计算机能够干脆执行的全部基本操作.如如:数据传送、算数据传送、算术和逻辑运算、输入输出、限制
24、管理等。术和逻辑运算、输入输出、限制管理等。l不同机器的指令系统所具有的指令种类和数目不完全相不同机器的指令系统所具有的指令种类和数目不完全相同。同。软件、程序、指令的概念及计软件、程序、指令的概念及计算机语言算机语言-程序程序l程序:是为完成某个特定任务的一系列指令的集合。程序:是为完成某个特定任务的一系列指令的集合。l按确定的要求和规定支配一系列指令叫做编程序。按确定的要求和规定支配一系列指令叫做编程序。l任何困难的任务任何困难的任务,在计算机中都是被分解为一系列的基在计算机中都是被分解为一系列的基本操作指令来完成的。本操作指令来完成的。l一个困难的题目一个困难的题目-首先确定解题的算法首
25、先确定解题的算法-编制运算编制运算步骤步骤-从指令系统中选取能实现其操作的指令从指令系统中选取能实现其操作的指令-组组成成“程序程序。软件、程序、指令的概念及计软件、程序、指令的概念及计算机语言算机语言-软件软件l软件软件:是为发挥计算机效率和便利用户而设计的各种系是为发挥计算机效率和便利用户而设计的各种系统程序、应用程序以及文档资料的总称。统程序、应用程序以及文档资料的总称。软件、程序、指令的概念及计软件、程序、指令的概念及计算机语言算机语言-计算机语言计算机语言l计算机语言计算机语言-人们用来让计算机解题而为之编制人们用来让计算机解题而为之编制程序(下达吩咐)所用的与计算机交换信息的语言;
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