計(jì)算機(jī)基礎(chǔ)課件(第1章2017)

1、11計(jì)算機(jī)文化基礎(chǔ)計(jì)算機(jī)文化基礎(chǔ)計(jì)算機(jī)計(jì)算機(jī)（computercomputer）：）：是電子計(jì)算機(jī)的簡稱，俗稱電腦。它是一種能夠自動(dòng)地、高速地、精確地進(jìn)行信息處理的現(xiàn)代電子設(shè)備。 也可以說是一種由電電來工作、以高速進(jìn)行操作、且有內(nèi)部存儲(chǔ)存儲(chǔ)和記憶記憶能力，由程序控制操作的現(xiàn)代計(jì)算與信息處理工具工具。2二二計(jì)算機(jī)系統(tǒng)組成計(jì)算機(jī)系統(tǒng)組成 三三數(shù)據(jù)編碼數(shù)據(jù)編碼四四鍵盤簡介及操作鍵盤簡介及操作隨著電子二極管、三極管的發(fā)明，世界上第一臺(tái)電子計(jì)算機(jī)ENIAC誕生了！AJohn Fleming (1848-1945)John Fleming (1848-1945)19041904年，英國青年工程師約翰年，英

2、國青年工程師約翰弗弗萊明發(fā)明真空二極管萊明發(fā)明真空二極管Lee De Forest (1873-1961)Lee De Forest (1873-1961)19061906年，美國人李年，美國人李德德福雷斯特福雷斯特發(fā)明能起放大作用的真空三極管。發(fā)明能起放大作用的真空三極管。第一臺(tái)第一臺(tái)電子計(jì)算機(jī)電子計(jì)算機(jī)ENIAC（Electronic Numerical Integrator And Calculator）：1946年2月14日，誕生在美國賓夕法尼亞大學(xué)（也有文章說是誕生于美國馬里蘭州阿貝丁陸軍試炮場）。ENIAC的指標(biāo)：每秒5000次加法或400次乘法17468個(gè)電子管、7200個(gè)二極管

3、、70000個(gè)電阻器、10000個(gè)電容器、6000個(gè)繼電器占地170平方米、總重量30噸、耗電174KWENIACENIAC兩位兩位設(shè)計(jì)者設(shè)計(jì)者莫契利和埃克特莫契利和?？颂谽NIACENIAC博物館中的部分器件博物館中的部分器件ENIAC的指標(biāo)：每秒5000次加法或400次乘法17468個(gè)電子管、7200個(gè)二極管、70000個(gè)電阻器、10000個(gè)電容器、6000個(gè)繼電器占地170平方米、總重量30噸、耗電174KWENIACENIAC兩位兩位設(shè)計(jì)者設(shè)計(jì)者莫契利和?？颂啬趵桶？颂谽NIACENIAC博物館中的部分器件博物館中的部分器件第第1代計(jì)算機(jī)（代計(jì)算機(jī)（1946年年1958年）年） 采

4、用電子管作為計(jì)算機(jī)的邏輯元件，使用機(jī)器語言和符號語言編制程序，操作機(jī)器困難。主要用于數(shù)值計(jì)算，應(yīng)用于科學(xué)研究和軍事領(lǐng)域。 數(shù)字電子計(jì)算機(jī)的出現(xiàn)，揭開了人類歷史新篇章。數(shù)字電子計(jì)算機(jī)的出現(xiàn)，揭開了人類歷史新篇章。 1946年年6月，美國數(shù)學(xué)家、普林斯頓大學(xué)教授約翰月，美國數(shù)學(xué)家、普林斯頓大學(xué)教授約翰馮馮諾依曼諾依曼（John Von Neumann）提出了）提出了“存儲(chǔ)程序存儲(chǔ)程序”的概念以及計(jì)算機(jī)組成的概念以及計(jì)算機(jī)組成和框架，奠定了現(xiàn)代計(jì)算機(jī)組成與工作原理基礎(chǔ)。和框架，奠定了現(xiàn)代計(jì)算機(jī)組成與工作原理基礎(chǔ)。1晶體管的三位晶體管的三位發(fā)明人發(fā)明人三三人獲得人獲得19561956年諾貝爾物理學(xué)獎(jiǎng)年

5、諾貝爾物理學(xué)獎(jiǎng)威廉威廉肖克利肖克利約翰約翰巴丁巴丁沃爾特沃爾特布拉布拉坦坦晶體管實(shí)物晶體管實(shí)物電子管實(shí)物電子管實(shí)物 晶體管體積晶體管體積比電子管小很多比電子管小很多 晶體管晶體管耗電大大降低耗電大大降低 晶體管晶體管穩(wěn)定性有很大提高穩(wěn)定性有很大提高第第2代計(jì)算機(jī)（代計(jì)算機(jī)（1958年年1964年）年） 采用晶體管作為基本邏輯元件，運(yùn)算速度進(jìn)一步提高，主存容量（采用采用磁芯作為主存、磁盤作為輔存磁芯作為主存、磁盤作為輔存）進(jìn)一步擴(kuò)大，出現(xiàn)了系統(tǒng)軟件和高級語言。除科學(xué)計(jì)算外，已應(yīng)用于數(shù)據(jù)處理、過程控制。 首次將晶體管用于計(jì)算機(jī)，使計(jì)算機(jī)縮小了體積，減低了功耗，首次將晶體管用于計(jì)算機(jī)，使計(jì)算機(jī)縮小了

6、體積，減低了功耗，提高了速度和可靠性。提高了速度和可靠性。 發(fā)明了高級語言。發(fā)明了高級語言。 首次提出了計(jì)算機(jī)的兼容問題，包括硬件兼容和軟件兼容首次提出了計(jì)算機(jī)的兼容問題，包括硬件兼容和軟件兼容。l 1958年年9月月12日，在德克薩斯儀器（日，在德克薩斯儀器（TI）公司工作的杰克）公司工作的杰克基爾比基爾比（Jack Kilby）完成了他的集成電路設(shè)計(jì)（將硅電阻器、電容器和晶體）完成了他的集成電路設(shè)計(jì)（將硅電阻器、電容器和晶體管裝在一塊晶片上）。管裝在一塊晶片上）。1959年年2月月6日，基爾比向美國專利局申報(bào)專利日，基爾比向美國專利局申報(bào)專利“小型化電子電路（小型化電子電路（No. 313

7、8743）”。l 1959年年7月月30日，美國仙童公司的羅伯特日，美國仙童公司的羅伯特諾伊斯（諾伊斯（Robort Noyce）也宣稱制出第一塊集成電路，并向美國專利局申請專利也宣稱制出第一塊集成電路，并向美國專利局申請專利“半導(dǎo)體器件半導(dǎo)體器件和引線結(jié)構(gòu)（和引線結(jié)構(gòu)（No. 2981877）”。杰克杰克基爾比基爾比羅伯特羅伯特諾伊諾伊斯斯集成電路與晶體管的比較：集成電路與晶體管的比較：集成電路實(shí)物集成電路實(shí)物晶體管實(shí)物晶體管實(shí)物 1964 1964年年4 4月月7 7日，在日，在IBMIBM公司成立公司成立5050周年之際，由年僅周年之際，由年僅4040歲的吉恩歲的吉恩阿阿姆達(dá)爾姆達(dá)爾(

8、(Gene Amdahl)Gene Amdahl)擔(dān)任主設(shè)計(jì)師，擔(dān)任主設(shè)計(jì)師，歷時(shí)四年研發(fā)的歷時(shí)四年研發(fā)的IBM360IBM360計(jì)算機(jī)問世，計(jì)算機(jī)問世，標(biāo)志著第三代計(jì)算機(jī)的全面登場，這標(biāo)志著第三代計(jì)算機(jī)的全面登場，這也是也是IBMIBM歷史上最為成功的機(jī)型之一。歷史上最為成功的機(jī)型之一。第第3代計(jì)算機(jī)（代計(jì)算機(jī)（1964年年1971年）年） 其特征是集成電路IC(Intergrated Circuit)代替了分立元件，采用了微程序控制技術(shù)。在軟件方面，系統(tǒng)軟件發(fā)展迅速，出現(xiàn)了分時(shí)操作系統(tǒng)，多用戶共享計(jì)算機(jī)資源；在程序設(shè)計(jì)方法上采用了結(jié)構(gòu)化的程序設(shè)計(jì)，使軟件得到了發(fā)展，這一時(shí)期軟件出現(xiàn)了產(chǎn)業(yè)化

9、。 IBM公司首次提出系列機(jī)的概念，圓滿解決了計(jì)算機(jī)兼容的問題，公司首次提出系列機(jī)的概念，圓滿解決了計(jì)算機(jī)兼容的問題，典型代表是典型代表是IBM360系列機(jī)。系列機(jī)。 控制器設(shè)計(jì)使用微程序控制技術(shù)，使控制器的設(shè)計(jì)規(guī)整化?？刂破髟O(shè)計(jì)使用微程序控制技術(shù)，使控制器的設(shè)計(jì)規(guī)整化。 結(jié)構(gòu)化程序設(shè)計(jì)思想成熟，軟硬件設(shè)計(jì)標(biāo)準(zhǔn)化。結(jié)構(gòu)化程序設(shè)計(jì)思想成熟，軟硬件設(shè)計(jì)標(biāo)準(zhǔn)化。 1971年，年，Intel公司宣稱，他們首創(chuàng)了一種公司宣稱，他們首創(chuàng)了一種“開啟集成電路新紀(jì)開啟集成電路新紀(jì)元元”的半導(dǎo)體芯片，即第一塊微處理器芯片的半導(dǎo)體芯片，即第一塊微處理器芯片4004。 所謂所謂微處理器芯片是將微處理器芯片是將CPU

10、（Central Processing Unit，中央處理，中央處理器）集成在一塊芯片上。器）集成在一塊芯片上。第一塊微處理器芯片第一塊微處理器芯片Intel 4004Intel 4004及其發(fā)明人特德及其發(fā)明人特德霍夫霍夫微型計(jì)算機(jī) 1975年年4月，微型儀器與自動(dòng)測量系統(tǒng)月，微型儀器與自動(dòng)測量系統(tǒng)公司（公司（MITS）推出了首臺(tái)通用型）推出了首臺(tái)通用型Altair 8800，售價(jià)售價(jià)375美元，帶有美元，帶有1KB存儲(chǔ)器，這是世界存儲(chǔ)器，這是世界上第一臺(tái)微型計(jì)算機(jī)。上第一臺(tái)微型計(jì)算機(jī)。 1981年年8月月12日，日，IBM公司正式推出了全公司正式推出了全球第一臺(tái)個(gè)人計(jì)算機(jī)球第一臺(tái)個(gè)人計(jì)算機(jī)

11、IBM PC。該機(jī)采用。該機(jī)采用主頻主頻4.77MHz的的Intel 8088微處理器，運(yùn)行微處理器，運(yùn)行Microsoft公司專門為公司專門為IBM PC開發(fā)的開發(fā)的MS-DOS操作系統(tǒng)。操作系統(tǒng)。第一臺(tái)微型計(jì)算機(jī)第一臺(tái)微型計(jì)算機(jī)Altair 8800Altair 8800第一臺(tái)個(gè)人計(jì)算機(jī)第一臺(tái)個(gè)人計(jì)算機(jī)IBM PCIBM PC 比比爾爾蓋茨蓋茨（Bill Gates）在哈佛大學(xué)學(xué)習(xí)期間就為第一臺(tái)微在哈佛大學(xué)學(xué)習(xí)期間就為第一臺(tái)微型計(jì)算機(jī)型計(jì)算機(jī)Altair 8800開發(fā)了開發(fā)了BASIC編程語言的一個(gè)版本。編程語言的一個(gè)版本。 1975年，年僅年，年僅20的蓋茨與好友保羅的蓋茨與好友保羅艾倫

12、艾倫(Paul Allen)共同創(chuàng)共同創(chuàng)建了建了Microsoft公司。公司。 1981年誕生的年誕生的IBM PC機(jī)選用機(jī)選用Microsoft公司的公司的MS-DOS作為操作為操作系統(tǒng)，隨著作系統(tǒng)，隨著PC機(jī)的風(fēng)行，機(jī)的風(fēng)行，Microsoft公司逐漸成為世界第一大公司逐漸成為世界第一大微機(jī)軟件開發(fā)商。微機(jī)軟件開發(fā)商。比爾比爾蓋茨蓋茨保羅保羅艾倫艾倫第第4代計(jì)算機(jī)（代計(jì)算機(jī)（1971年至今）年至今） 其特征是采用大規(guī)模集成電路LSI（Large-Scale Integration）和超大規(guī)模集成電路VLSI（Very Large-Scale Integration）作為邏輯元件。在軟件方面

13、，發(fā)展了數(shù)據(jù)庫系統(tǒng)、分布式操作系統(tǒng)等。第四代計(jì)算機(jī)的另一個(gè)重要分支是以LSI為基礎(chǔ)而發(fā)展起來的微處理器和微型計(jì)算機(jī)。計(jì)算機(jī)已經(jīng)進(jìn)入以計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)為特征的應(yīng)用時(shí)代。 1971年年Intel公司成功地研制出了公司成功地研制出了4004微處理器芯片。從此，隨著微處理器芯片。從此，隨著LSI/VLSI技術(shù)的發(fā)展，微處理器每隔兩三年就有一個(gè)新的產(chǎn)品問世，至技術(shù)的發(fā)展，微處理器每隔兩三年就有一個(gè)新的產(chǎn)品問世，至今已發(fā)展到今已發(fā)展到486、586、Itanium、Intel Core 2、奔騰、奔騰4。 微型計(jì)算機(jī)出現(xiàn)，典型代表是微型計(jì)算機(jī)出現(xiàn)，典型代表是IBM PC。 面向?qū)ο蟆⒖梢暬绦蛟O(shè)計(jì)概念出現(xiàn)；軟件

14、產(chǎn)業(yè)高度發(fā)達(dá)，各種面向?qū)ο?、可視化程序設(shè)計(jì)概念出現(xiàn)；軟件產(chǎn)業(yè)高度發(fā)達(dá)，各種實(shí)用軟件層出不窮，極大地方便了用戶。實(shí)用軟件層出不窮，極大地方便了用戶。 計(jì)算機(jī)技術(shù)與通信技術(shù)相結(jié)合，計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)把世界緊密地聯(lián)系在計(jì)算機(jī)技術(shù)與通信技術(shù)相結(jié)合，計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)把世界緊密地聯(lián)系在一起。一起。 多媒體技術(shù)崛起，計(jì)算機(jī)集圖像、圖形、聲音、文字處理于一體，多媒體技術(shù)崛起，計(jì)算機(jī)集圖像、圖形、聲音、文字處理于一體，在信息處理領(lǐng)域掀起了一場在信息處理領(lǐng)域掀起了一場革命。革命。1l 1945年年6月月30日，馮日，馮諾依曼發(fā)表諾依曼發(fā)表“101頁報(bào)告頁報(bào)告”First Draft of a Report on the EDV

15、AC；l 1946年年7、8月間，馮月間，馮諾依曼又提出了一個(gè)更加完善的設(shè)計(jì)報(bào)告諾依曼又提出了一個(gè)更加完善的設(shè)計(jì)報(bào)告“電子電子計(jì)算機(jī)邏輯設(shè)計(jì)初探計(jì)算機(jī)邏輯設(shè)計(jì)初探”（Preliminary discussion of the logical design of an electronic computing instrument）。）?，F(xiàn)代電子計(jì)算機(jī)之父現(xiàn)代電子計(jì)算機(jī)之父馮馮諾伊曼諾伊曼 這兩篇報(bào)告的綜合設(shè)計(jì)思想，便是著名的這兩篇報(bào)告的綜合設(shè)計(jì)思想，便是著名的“馮馮諾依曼結(jié)諾依曼結(jié)構(gòu)（構(gòu)（von Neumann Architecture）”。報(bào)告明確指出：。報(bào)告明確指出：l 采用二進(jìn)制，不但數(shù)

16、據(jù)采用二進(jìn)制，指令也采用二進(jìn)制；采用二進(jìn)制，不但數(shù)據(jù)采用二進(jìn)制，指令也采用二進(jìn)制；l 計(jì)算機(jī)由計(jì)算機(jī)由5部分構(gòu)成：運(yùn)算器、控制器、存儲(chǔ)器、輸入和輸部分構(gòu)成：運(yùn)算器、控制器、存儲(chǔ)器、輸入和輸出裝置；出裝置；l 程序由指令組成并和數(shù)據(jù)一起存放在存儲(chǔ)器中，機(jī)器按程程序由指令組成并和數(shù)據(jù)一起存放在存儲(chǔ)器中，機(jī)器按程序指定的邏輯順序，把指令從存儲(chǔ)器中讀出來并逐條執(zhí)行，從序指定的邏輯順序，把指令從存儲(chǔ)器中讀出來并逐條執(zhí)行，從而自動(dòng)完成程序描述的處理工作。而自動(dòng)完成程序描述的處理工作。小結(jié)小結(jié)能自動(dòng)連續(xù)地高速運(yùn)算這是計(jì)算機(jī)和其它所有計(jì)算工具的本質(zhì)區(qū)別。運(yùn)算速度快現(xiàn)在普通的微型計(jì)算機(jī)每秒可執(zhí)行幾萬條指令甚至更

17、多，隨著新技術(shù)的開發(fā)，計(jì)算機(jī)的工作速度還在迅速提高。運(yùn)算精度高由于計(jì)算機(jī)采用二進(jìn)制數(shù)字表示數(shù)據(jù)，因此它的精度主要取決于數(shù)據(jù)表示的位數(shù)，一般稱為機(jī)器字長。一般微型計(jì)算機(jī)的機(jī)器字長均可達(dá)到8位以上，甚至十幾位到幾十位。 具有記憶能力和邏輯判斷能力計(jì)算機(jī)的存儲(chǔ)器具有存儲(chǔ)、記憶大量信息的功能，并能進(jìn)行快速存取。計(jì)算機(jī)的記憶和高速存取能力是它能夠自動(dòng)高速運(yùn)行的必要基礎(chǔ)。通用性強(qiáng)在計(jì)算機(jī)上解題時(shí)，對于不同的問題，只是執(zhí)行的計(jì)算程序不同。因此，計(jì)算機(jī)的使用具有很大的靈活性，同一臺(tái)計(jì)算機(jī)能解多種的問題，應(yīng)用于不同的范圍。按處理數(shù)據(jù)的形態(tài)分類按照信息在計(jì)算機(jī)內(nèi)的表示形式是模擬形式還是數(shù)字形式來劃分，可以分成電子

18、模擬計(jì)算機(jī)、電子數(shù)字計(jì)算機(jī)和混合計(jì)算機(jī)。按計(jì)算機(jī)的性能分類可分成巨型、大型、中型、小型和微型計(jì)算機(jī)等。按計(jì)算機(jī)的發(fā)展特征分類可分為主機(jī)階段、微型機(jī)階段、網(wǎng)絡(luò)階段。按計(jì)算機(jī)的設(shè)計(jì)目的分類可分為通用計(jì)算機(jī)和專用計(jì)算機(jī)?？茖W(xué)計(jì)算計(jì)算機(jī)最原始的應(yīng)用領(lǐng)域，解決一些復(fù)雜的數(shù)學(xué)問題。數(shù)據(jù)處理以表格或文件形式存儲(chǔ)或輸出。過程控制采用計(jì)算機(jī)對連續(xù)的工業(yè)生產(chǎn)過程進(jìn)行控制。計(jì)算機(jī)輔助設(shè)計(jì)計(jì)算機(jī)輔助設(shè)計(jì)（CAD）、計(jì)算機(jī)輔助制造CAM，計(jì)算機(jī)輔助測試CAT，計(jì)算機(jī)輔助教育CAI，計(jì)算機(jī)集成制造系統(tǒng)CIMS等。人工智能用計(jì)算機(jī)軟硬件系統(tǒng)模擬人類某些智能行為。多媒體應(yīng)用集文字、聲音、圖像等信息于一體，并能通過計(jì)算機(jī)交互。

19、電子商務(wù)利用Internet從事商務(wù)或活動(dòng)。電子政務(wù)24銀河銀河-十億次巨型計(jì)算機(jī)十億次巨型計(jì)算機(jī)曙光曙光4000A超級計(jì)算機(jī)超級計(jì)算機(jī)北京氣象局所用的北京氣象局所用的長城至翔刀片式服務(wù)器長城至翔刀片式服務(wù)器一一計(jì)算機(jī)的發(fā)展及應(yīng)用計(jì)算機(jī)的發(fā)展及應(yīng)用三三數(shù)據(jù)編碼數(shù)據(jù)編碼四四鍵盤簡介及操作鍵盤簡介及操作2626第 1 1 章計(jì)算機(jī)基礎(chǔ)知識(shí)計(jì)算機(jī)基礎(chǔ)知識(shí)1.1 計(jì)算機(jī)的發(fā)展與應(yīng)用本節(jié)主要內(nèi)容本節(jié)主要內(nèi)容計(jì)算機(jī)發(fā)展概況 計(jì)算機(jī)的主要特點(diǎn)計(jì)算機(jī)的應(yīng)用領(lǐng)域計(jì)算機(jī)的分類計(jì)算機(jī)的新技術(shù)計(jì)算機(jī)的發(fā)展趨勢字長：計(jì)算機(jī)所能處理的二進(jìn)制的位數(shù)；其直接影響計(jì)算機(jī)的精度、功能和速度。字長越長，能表示的數(shù)值范圍越大，功能越

20、強(qiáng)。微機(jī)的字長有8位、16位和32位。存貯容量：內(nèi)存與外存。其值越大，存儲(chǔ)的內(nèi)容多，功能了就越強(qiáng)。其中外存包含軟盤與硬盤。運(yùn)算速度：衡量計(jì)算機(jī)性能的主要指標(biāo)，一般用計(jì)算機(jī)的主頻來表示。其值越高，運(yùn)算速度越快，性能越好。其值與微機(jī)的CPU有關(guān)，目前最好的微機(jī)達(dá)到2GHZ。計(jì)算機(jī)的性能指標(biāo)2727第 1 1 章計(jì)算機(jī)基礎(chǔ)知識(shí)計(jì)算機(jī)基礎(chǔ)知識(shí)1.1 計(jì)算機(jī)的發(fā)展與應(yīng)用本節(jié)主要內(nèi)容本節(jié)主要內(nèi)容計(jì)算機(jī)發(fā)展概況 計(jì)算機(jī)的主要特點(diǎn)計(jì)算機(jī)的應(yīng)用領(lǐng)域計(jì)算機(jī)的分類計(jì)算機(jī)的新技術(shù)計(jì)算機(jī)的發(fā)展趨勢2011年常見微機(jī)的配置情況:1、臺(tái)式機(jī)：酷睿四核i5 2300電腦 （￥4500） 計(jì)算機(jī)的性能指標(biāo)2828第 1 1 章

21、計(jì)算機(jī)基礎(chǔ)知識(shí)計(jì)算機(jī)基礎(chǔ)知識(shí)1.1 計(jì)算機(jī)的發(fā)展與應(yīng)用本節(jié)主要內(nèi)容本節(jié)主要內(nèi)容計(jì)算機(jī)發(fā)展概況 計(jì)算機(jī)的主要特點(diǎn)計(jì)算機(jī)的應(yīng)用領(lǐng)域計(jì)算機(jī)的分類計(jì)算機(jī)的新技術(shù)計(jì)算機(jī)的發(fā)展趨勢2011年常見微機(jī)的配置情況:組裝機(jī)：酷睿四核i5 2300電腦 （￥6500） 計(jì)算機(jī)的性能指標(biāo)主機(jī)主機(jī)顯示器顯示器鍵盤鍵盤鼠標(biāo)鼠標(biāo)光盤驅(qū)動(dòng)器軟盤驅(qū)動(dòng)器POWER計(jì)算機(jī)的組成計(jì)算機(jī)的組成輸入設(shè)備輸入設(shè)備輸出設(shè)備輸出設(shè)備打印機(jī)開著CD-ROM(只讀型光盤只讀型光盤)ROM(只讀存儲(chǔ)器)RAM(隨機(jī)存儲(chǔ)器) 計(jì)算機(jī)系統(tǒng)的組成計(jì)算機(jī)系統(tǒng)的組成：計(jì)算機(jī)系統(tǒng)硬件軟件主機(jī)外部設(shè)備中央處理器(CPU)（硬件核心核心）內(nèi)存儲(chǔ)器(內(nèi)存)外存儲(chǔ)器

22、(外存、輔存):如軟盤、光盤、硬盤輸入設(shè)備(Input):如鍵盤、鼠標(biāo)、掃描儀、磁盤磁盤輸出設(shè)備(Output):如顯示器、打印機(jī)、繪圖儀、磁盤磁盤系統(tǒng)軟件應(yīng)用軟件操作系統(tǒng)(OS)(最重要):如DOS.UCDOS.Windows.Win98等如學(xué)籍管理、財(cái)務(wù)管理、WPS、Word、教育學(xué)習(xí)軟件、游戲程序等裸機(jī)裸機(jī)：未配備任何軟件，僅由硬件系統(tǒng)組成的計(jì)算機(jī)。運(yùn)算器（ALU）控制器（CU）輸入設(shè)備輸入數(shù)據(jù)內(nèi)存儲(chǔ)器輸出設(shè)備控制器運(yùn)算器外存儲(chǔ)器輸出結(jié)果計(jì)算機(jī)硬件系統(tǒng)結(jié)構(gòu)示意圖1、運(yùn)算器（Arithmetic unit）：直接執(zhí)行各種操作的部件，進(jìn)行算術(shù)與邏輯運(yùn)算。2、控制器（Control Unit）

23、：計(jì)算機(jī)硬件的核心，控制各部件協(xié)調(diào)工作。 在微型計(jì)算機(jī)中，將此兩部件合在一起，通稱為中央處理器（Central Processing Unit）。34CPU插座插座AGP插槽插槽4個(gè)個(gè)ISA擴(kuò)展槽擴(kuò)展槽3個(gè)個(gè)PCI擴(kuò)展擴(kuò)展槽槽4個(gè)內(nèi)存插槽個(gè)內(nèi)存插槽2個(gè)個(gè)IDE接口接口1個(gè)個(gè)軟驅(qū)接口軟驅(qū)接口電源連接電源連接鍵盤接口鍵盤接口并行接口并行接口串行接口串行接口充電電池充電電池t41-a7主板iker extreme主板-華碩采用AMD990FX芯片組的華碩主板3838第 1 1 章計(jì)算機(jī)基礎(chǔ)知識(shí)計(jì)算機(jī)基礎(chǔ)知識(shí)1.5 計(jì)算機(jī)系統(tǒng)概述本節(jié)主要內(nèi)容本節(jié)主要內(nèi)容計(jì)算機(jī)系統(tǒng)組成計(jì)算機(jī)的硬件系統(tǒng)計(jì)算機(jī)的軟件系統(tǒng)

24、計(jì)算機(jī)硬件系統(tǒng) 存儲(chǔ)器（Memory）：計(jì)算機(jī)的記憶裝置，用于存儲(chǔ)數(shù)據(jù)與程序。具有“讀”與“寫”的功能。存儲(chǔ)器可分為：內(nèi)存儲(chǔ)器與外存儲(chǔ)器。 內(nèi)存儲(chǔ)器內(nèi)存儲(chǔ)器：簡稱內(nèi)存，也叫主存儲(chǔ)器。用于存放當(dāng)前計(jì)算機(jī)正在執(zhí)行的程序和數(shù)據(jù)。由只讀存儲(chǔ)器(ROM)和隨機(jī)存儲(chǔ)器(RAM) 組成。直接與CPU交換信息，其特點(diǎn)是容量小，運(yùn)算快，價(jià)格高。 外存儲(chǔ)器外存儲(chǔ)器：又稱輔助存儲(chǔ)器。用于存放備用的和需要長期保存的程序和數(shù)據(jù)?？捎谰玫乇４嫘畔ⅲ?其特點(diǎn)是：容量大、運(yùn)算速度慢，價(jià)格低。常見的外存有：軟盤、硬盤和光盤。 CPU內(nèi)存外存 內(nèi)存與外存的區(qū)別：內(nèi)存與外存的區(qū)別：a.內(nèi)存能直接和CPU交換信息，因此存取速度快，外

25、存只能與內(nèi)存交換信息，存取速度慢。b.內(nèi)存價(jià)格高，容量小，而外存則相反。c.內(nèi)存（指RAM）中的數(shù)據(jù)會(huì)因關(guān)機(jī)或斷電而丟失，而外存中的數(shù)據(jù)可永久保存。 硬盤存儲(chǔ)器硬盤存儲(chǔ)器: 外觀 內(nèi)部結(jié)構(gòu) 本節(jié)主要內(nèi)容本節(jié)主要內(nèi)容計(jì)算機(jī)系統(tǒng)組成計(jì)算機(jī)的硬件系統(tǒng)計(jì)算機(jī)的軟件系統(tǒng) 計(jì)算機(jī)硬件系統(tǒng)DDR內(nèi)存條光盤光盤: 光盤 光驅(qū)U盤(閃盤):4.4.輸入設(shè)備：輸入設(shè)備：是從計(jì)算機(jī)外部向計(jì)算機(jī)內(nèi)部傳送信息的裝置。其功能是將數(shù)據(jù)、程序及其他信息，從人們熟悉的形式轉(zhuǎn)換為計(jì)算機(jī)能夠識(shí)別和處理的形式輸入到計(jì)算機(jī)內(nèi)部。常用的輸入設(shè)備有鍵盤、鼠標(biāo)、光筆、掃描儀等。 5.5.輸出設(shè)備：輸出設(shè)備：輸出設(shè)備是將計(jì)算機(jī)的處理結(jié)果傳送到

26、計(jì)算機(jī)外部供計(jì)算機(jī)用戶使用的裝置。其功能是將計(jì)算機(jī)內(nèi)部二進(jìn)制形式的數(shù)據(jù)信息轉(zhuǎn)換成人們所需要的或其他設(shè)備能接受和識(shí)別的信息形式。常用的輸出設(shè)備有顯示器、打印機(jī)、繪圖儀等。 計(jì)算機(jī)軟件的概念：計(jì)算機(jī)軟件的概念：為了運(yùn)行、管理和維護(hù)計(jì)算機(jī)硬件而編寫的程序和各種的文檔的總和。按其功能不同可分為系統(tǒng)軟件和應(yīng)用軟件兩大類。系統(tǒng)軟件：系統(tǒng)軟件：指管理、控制、監(jiān)視、維護(hù)計(jì)算機(jī)正常運(yùn)行的種類程序。主要包括：操作系統(tǒng)、語言處理程序、服務(wù)性程序、數(shù)據(jù)庫管理系統(tǒng)。應(yīng)用軟件：應(yīng)用軟件：專門為某一問題或特定用戶而編制的面向具體問題和具體用戶的軟件。計(jì)算機(jī)硬件、軟件之間的關(guān)系計(jì)算機(jī)硬件、軟件之間的關(guān)系計(jì)算機(jī)硬件操作系統(tǒng)其他

27、系統(tǒng)軟件和應(yīng)用軟件用戶1用戶2用戶3計(jì)算機(jī)軟件應(yīng)用軟件系統(tǒng)軟件操作系統(tǒng)高級程序語言調(diào)試診斷程序數(shù)據(jù)庫文字處理軟件圖形圖像軟件管理軟件輔助設(shè)計(jì)軟件教學(xué)軟件執(zhí) 行 （ a） 匯 編 過 程執(zhí) 行 （ b） 編 譯 過 程 （ c） 解 釋 過 程匯 編 源 程 序目 標(biāo) 程 序匯 編結(jié) 果匯 編 程 序高 級 語 言 源 程 序編 譯目 標(biāo) 程 序結(jié) 果解 釋 程 序高 級 語 言 源 程 序解 釋執(zhí) 行編 譯 程 序結(jié) 果語言處理程序及處理過程語言處理程序及處理過程存儲(chǔ)器容量：存儲(chǔ)器容量：衡量存儲(chǔ)器所能容納信息量多少的指標(biāo)。 位（Bit）：一個(gè)二進(jìn)制數(shù)，有“0”與“1”兩種狀態(tài)。 字節(jié)（Byte

28、）：由8位二進(jìn)制數(shù)組成。常用英文字母“B”表示。1Byte=8Bit. 存儲(chǔ)容量：以字節(jié)為單位，1B=8Bit;1kB=210B=1024B;1MB=210KB=1024KB;1GB=210MB=1024MB。 通常內(nèi)存儲(chǔ)器的容量64M、128M、256M等，外存儲(chǔ)器的容量40G、60G、80G等。 一一計(jì)算機(jī)的發(fā)展及應(yīng)用計(jì)算機(jī)的發(fā)展及應(yīng)用二二計(jì)算機(jī)系統(tǒng)組成計(jì)算機(jī)系統(tǒng)組成 四四鍵盤簡介及操作鍵盤簡介及操作 在日常生活中，經(jīng)常采用的進(jìn)位制很多，比如，一打等于十二個(gè)（十二進(jìn)制）、一小時(shí)等于六十分（六十進(jìn)制）、一米等于十分米（十進(jìn)制）等。而在計(jì)算機(jī)中數(shù)的表示是采用二進(jìn)制。為了書寫和讀數(shù)方便還用到八進(jìn)

29、制和十六進(jìn)制。進(jìn)位計(jì)數(shù)制：按進(jìn)位的方法進(jìn)行計(jì)數(shù)。最常用的進(jìn)位制：十進(jìn)制。計(jì)算機(jī)中常用的進(jìn)位制：二進(jìn)制、八進(jìn)制、十六進(jìn)制。計(jì)算機(jī)計(jì)算機(jī)中采用二進(jìn)制數(shù)的原因中采用二進(jìn)制數(shù)的原因可行性可行性使用二進(jìn)制數(shù)，只需用0、1兩個(gè)數(shù)碼來表示，用電子器件來表示具有可行性，如開關(guān)的接通與斷開，晶體管的導(dǎo)通和截止，電壓電平的低和高等?？煽啃钥煽啃允褂枚M(jìn)制數(shù)，只有二個(gè)數(shù)碼，數(shù)字的傳輸和處理不容易出錯(cuò)。簡易性簡易性二進(jìn)制數(shù)的運(yùn)算法則簡單易算。 例如：例如：求和法則有 0+0=0；0+1=1；101；1+1=10邏輯性邏輯性用0、1二個(gè)數(shù)碼可以代表邏輯代數(shù)中的“假”和“真”。 數(shù)數(shù)的進(jìn)位計(jì)數(shù)的進(jìn)位計(jì)數(shù)制制十進(jìn)制：十進(jìn)制

30、：表示：使用0、1、2、3、4、5、6、7、8、9十個(gè)有序的數(shù)字符號及一個(gè)小數(shù)點(diǎn)符號，其基數(shù)是10。特點(diǎn)：逢十進(jìn)一，即各相鄰位的“權(quán)”之比都固定為“十”。 例：567.89其各位的權(quán)為102 101 100 10-1 10-2 567.89= 5102 +6101+7100+810-1+910-2 其中其中等式右邊稱為多項(xiàng)式表示法或按權(quán)展開式。等式右邊稱為多項(xiàng)式表示法或按權(quán)展開式。 數(shù)的進(jìn)位計(jì)數(shù)制數(shù)的進(jìn)位計(jì)數(shù)制二二進(jìn)進(jìn)制制：表示：只有“0”和“1”兩個(gè)數(shù)字符號和一個(gè)小數(shù)點(diǎn)，其基數(shù)是2。特點(diǎn)：逢二進(jìn)一，各相鄰位的“權(quán)”之比為“2”。 例：1+0=1；1+1=10；10+1=11相當(dāng)于十進(jìn)制的 1

31、 2 3二進(jìn)制數(shù) 1 1 1 1. 1 1，其各位的權(quán)為 23 22 21 20 2-1 2-2按權(quán)展開為 (1111.11)2=123+122+121+120+ 1 2-1+1 2-2=(15.75)10 運(yùn)算：（10）2=2（100）2=4（1000）2=8（10000）2=16（1111）2=1+2+4+8=15（1110101）2+（1001011）2 =（1000000）2=126=64 1110110+101100111001111 11111111=127+126+125+124+123+122+121+120=255 1110101+ 00101110000000 數(shù)的進(jìn)位計(jì)數(shù)

32、制數(shù)的進(jìn)位計(jì)數(shù)制十六進(jìn)制：十六進(jìn)制：表示：用0、19，A、B、C、D、E、F（分別代表1015）共十六個(gè)數(shù)字，其基數(shù)是16。特點(diǎn)：逢十六進(jìn)一。（12AB）16=1163+2 162+A 161+B 160=4096+2256+160 +11 = （4779）10 運(yùn)算：（5）16 +（5）16 = （10）16 （89）16 +（178）16 =（201）16 （176）16 +（359）16 = （ABCD）16 +（2346）16 =（4CF）16（CF13）16各進(jìn)制之間的轉(zhuǎn)換：各進(jìn)制之間的轉(zhuǎn)換：(abcd.f)N=aN3+bN2+cN1+dN0+fN-1例如：例如：（120.2）101

33、10221010100+210-1 （2B）162161B160（11001)2=124+123+022+021+120=16+8+1=25 (FE78)16=15163+14162+7161+8160=65144 各進(jìn)制之間的轉(zhuǎn)換：各進(jìn)制之間的轉(zhuǎn)換：除2取余法例:把(215)10轉(zhuǎn)換成二進(jìn)制的數(shù)2 2 1 5 2 1 0 7-1 B0 2 5 3-1 B1 2 2 6-1 B2 2 1 3-0 B3 2 6 -1 B4 2 3-0 B5 2 1 -1 B6 0-1 B7 轉(zhuǎn)換結(jié)果:B7 B6 B5 B4 B3 B2 B1 B0 1 1 0 1 0 1 1 1各進(jìn)制之間的轉(zhuǎn)換：各進(jìn)制之間的轉(zhuǎn)換

34、：可將十六進(jìn)制數(shù)轉(zhuǎn)換成二進(jìn)制：拆1為4。因?yàn)槊恳粋€(gè)十六進(jìn)制的數(shù)均可用4位二進(jìn)制數(shù)表示。 （B）16=（1011）2； （2）16=（0010）2； （B2E）16=（1011 0010 1110）2 二進(jìn)制數(shù)二進(jìn)制數(shù)轉(zhuǎn)換成轉(zhuǎn)換成十六進(jìn)制：十六進(jìn)制：合4為1。從個(gè)位開始，每4位二進(jìn)制的數(shù)合并為一位二進(jìn)制的數(shù)。不足4位的前面補(bǔ)零。例：（1100 0111 0011）2=（C73）16 C 7 3 各進(jìn)制的對應(yīng)關(guān)系十進(jìn)制二進(jìn)制十六進(jìn)制十進(jìn)制二進(jìn)制十六進(jìn)制0008100081119100192102101010A3113111011B41004121100C51015131101D6110614111

35、0E71117151111F計(jì)算機(jī)中數(shù)據(jù)存儲(chǔ)的單位有計(jì)算機(jī)中數(shù)據(jù)存儲(chǔ)的單位有： 位位（bitbit）指指一位二進(jìn)制代碼，它只具有一位二進(jìn)制代碼，它只具有“”和和“”兩個(gè)狀態(tài)兩個(gè)狀態(tài)。 字節(jié)字節(jié)（ByteByte）位二進(jìn)制代碼為一個(gè)字節(jié)，它是衡量信息位二進(jìn)制代碼為一個(gè)字節(jié)，它是衡量信息數(shù)量或存儲(chǔ)設(shè)備容量的基本單位。數(shù)量或存儲(chǔ)設(shè)備容量的基本單位。CPUCPU向存儲(chǔ)器存取信息時(shí)，是以字向存儲(chǔ)器存取信息時(shí)，是以字（或字節(jié)）為單位的（或字節(jié)）為單位的。 字字（WordWord）字字由字節(jié)構(gòu)成，一般為字節(jié)的整數(shù)倍由字節(jié)構(gòu)成，一般為字節(jié)的整數(shù)倍。存儲(chǔ)容量存儲(chǔ)容量單位換算公式為：單位換算公式為： 1KB210

36、B1024B 1MB210KB1024KB220B 1GB210MB1024MB220KB230B 2.2.計(jì)算機(jī)計(jì)算機(jī)的字符編碼的字符編碼字符編碼的字符編碼的概念概念由于計(jì)算機(jī)只能識(shí)別用二進(jìn)制數(shù)表示的機(jī)器代碼，因此我們?nèi)粘Ｋ玫母鞣N文字和符號都必需轉(zhuǎn)化為二進(jìn)制代碼，才能使計(jì)算機(jī)識(shí)別，這種采用二進(jìn)制數(shù)來表示各種文字和符號的方法稱為字符編碼。西文西文字符數(shù)據(jù)編碼字符數(shù)據(jù)編碼：常用的有ASCII碼和BCD碼 ，而ASCII碼則是目前被廣泛采用的西文字符數(shù)據(jù)編碼，原來是美國標(biāo)準(zhǔn)信息交換碼,后被國際標(biāo)準(zhǔn)化組織(ISO)采納,作為一種國際通用的信息交換代碼。2.2.計(jì)算機(jī)計(jì)算機(jī)的字符編碼的字符編碼漢字編

37、碼漢字編碼漢字也是字符，與西文字符一樣，在計(jì)算機(jī)中也是以二進(jìn)制代碼形式存儲(chǔ)和處理。由于中國漢字?jǐn)?shù)量眾多，所以漢字編碼要用兩個(gè)字節(jié)。漢字的國家標(biāo)準(zhǔn)編碼是1981年公布的漢字交換碼的國家標(biāo)準(zhǔn)信息交換用漢字編碼字符集基本集（GB2312-80）。 Big5大五碼是一種繁體中文漢字字符集，在臺(tái)灣、香港與澳門地區(qū)，其中繁體漢字13053個(gè)，808個(gè)標(biāo)點(diǎn)符號、希臘字母及特殊符號。因?yàn)锽ig5的字符編碼范圍同GB2312字符的存儲(chǔ)碼范圍存在沖突，所以在同一正文不能對兩種字符集的字符同時(shí)支持。ASCIIASCII碼碼(American national Standard Code for Informatio

38、n Interchange):美國標(biāo)準(zhǔn)信息交換代碼，現(xiàn)為國際標(biāo)準(zhǔn)。是計(jì)算機(jī)信息表示的標(biāo)準(zhǔn)，用8位二進(jìn)制數(shù)表示各種信息。 ASCII ASCII碼編碼方法碼編碼方法：用7位二進(jìn)制數(shù)共表示了128個(gè)基本字符，其中有94個(gè)字符、34個(gè)控制符號。94個(gè)字符中包括10個(gè)數(shù)字、26個(gè)大小寫英文字母以及常用的標(biāo)點(diǎn)符號和運(yùn)算符號等。為了方便計(jì)算機(jī)存儲(chǔ)和處理，在編碼前加一位0，湊成一個(gè)字節(jié)，其二進(jìn)制代碼從0000000001111111。6666顯示字符的編排情況：顯示字符的編排情況：（1）09的ASCII碼是4857（二進(jìn)制編碼：001100000111001）；（2）AZ的ASCII碼是6590（對應(yīng)的AS

39、CII碼為0100000101011010）；（3）az的ASCII碼是97122（對應(yīng)的ASCII碼為0101101101111010）。（4）字符碼0到31及127是控制碼，不可打印。說明：說明：（1）字符的排序，是按照其相應(yīng)的ASCII碼值來比較的；（2）有些字符是不可顯示的，例如ASCII為7 ，代表的是響鈴；（3）由于要表示的符號過多，又引入了擴(kuò)展的ASCII碼，從128255，其對應(yīng)的二進(jìn)制數(shù)為（1000000011111111）， 中文就是用擴(kuò)展的ASCII碼表示的。需要記住的需要記住的ASCII碼有：碼有： 9：0111001 即為：即為：57 A: 1000001 即為：即為

40、：65 a: 1100001 即為：即為：97 GB2312 是ANSI編碼里的一種，對ANSI編碼最初始的ASCII編碼進(jìn)行擴(kuò)充，為了滿足國內(nèi)在計(jì)算機(jī)中使用漢字的需要，中國國家標(biāo)準(zhǔn)總局發(fā)布了一系列的漢字字符集國家標(biāo)準(zhǔn)編碼，統(tǒng)稱為GB碼碼或國標(biāo)碼國標(biāo)碼。其中最有影響的是于1980年發(fā)布的信息交換用漢字編碼字符集 基本集，標(biāo)準(zhǔn)號為GB 2312-1980，因其使用非常普遍，也常被通稱為國標(biāo)碼。 GB 2312是一個(gè)簡體中文字符集，由6763個(gè)常用漢字和682個(gè)全角的非漢字字符組成。其中漢字根據(jù)使用的頻率分為兩級：一級漢字3755個(gè)(以拼音字母排序) ，二級漢字3008個(gè)(以部首筆畫排序) 。 由

41、于字符數(shù)量比較大，GB2312采用了二維矩陣編碼法對所有字符進(jìn)行編碼。首先構(gòu)造一個(gè)94行94列的方陣，對每一行稱為一個(gè)“區(qū)”，每一列稱為一個(gè)“位”，然后將所有字符依照下表的規(guī)律填寫到方陣中。這樣所有的字符在方陣中都有一個(gè)唯一的位置，這個(gè)位置可以用區(qū)號、位號合成表示，稱為字符的區(qū)位碼區(qū)位碼。如第一個(gè)漢字“啊”出現(xiàn)在第16區(qū)的第1位上，其區(qū)位碼為1601。因?yàn)閰^(qū)位碼同字符的位置是完全對應(yīng)的，因此區(qū)位碼同字符之間也是一一對應(yīng)的。這樣所有的字符都可通過其區(qū)位碼轉(zhuǎn)換為數(shù)字編碼信息。GB2312字符的排列分布情況見下表：分區(qū)范圍符號類型分區(qū)范圍符號類型第01區(qū)中文標(biāo)點(diǎn)、數(shù)學(xué)符號以及一些特殊字符第08區(qū)中文

42、拼音字母表第02區(qū)各種各樣的數(shù)學(xué)序號第09區(qū)制表符號第03區(qū)全角西文字符第10-15區(qū) 無字符第04區(qū)日文平假名第16-55區(qū) 一級漢字(以拼音字母排序)第05區(qū)日文片假名第56-87區(qū) 二級漢字(以部首筆畫排序)第06區(qū)希臘字母表第88-94區(qū) 無字符第07區(qū)俄文字母表 國標(biāo)國標(biāo)碼并不等于碼并不等于區(qū)位碼區(qū)位碼! 國標(biāo)碼是由區(qū)位碼稍作轉(zhuǎn)換得到,其轉(zhuǎn)換方法為:先將十進(jìn)制區(qū)碼和位碼轉(zhuǎn)換為十六進(jìn)制的區(qū)碼和位碼，這樣就得了一個(gè)與國標(biāo)碼有一個(gè)相對位置差的代碼，再將這個(gè)代碼的第一個(gè)字節(jié)和第二個(gè)字節(jié)分別加上20H，就得到國標(biāo)碼。 如:保字的國標(biāo)碼為3123H，它是經(jīng)過下面的轉(zhuǎn)換得到的:1703D1103H +2020H 3123H。 (20h就是十進(jìn)制的32，上文提到了但為了與標(biāo)準(zhǔn)ASCII碼兼容，每個(gè)字節(jié)中都不能再用32個(gè)控制功能碼和碼值為32的空格以及127的操作碼) 國標(biāo)碼是漢字信息交換的標(biāo)準(zhǔn)編碼，但因其前后字節(jié)的最高位為0，與ASCII碼發(fā)生沖突，如“?！弊?，國標(biāo)碼為31H和23H，而西文字符“1”和“#”的ASCII也為31H和23H，現(xiàn)假如內(nèi)存中有兩個(gè)字節(jié)為31H和23H，這到底是一個(gè)漢字還是兩個(gè)西文字符“1”和“#”？于是就出現(xiàn)了二義性，顯然，國標(biāo)碼是不可能在計(jì)算機(jī)內(nèi)部直接采用的。于是，漢字漢字的機(jī)內(nèi)碼采用變