大學(xué)計(jì)算機(jī)基礎(chǔ)-第1章-宋長龍版-吉林大學(xué)現(xiàn)用

1、大學(xué)計(jì)算機(jī)基礎(chǔ)大學(xué)計(jì)算機(jī)基礎(chǔ)吉林大學(xué)吉林大學(xué) 公共計(jì)算機(jī)教學(xué)與研究中心公共計(jì)算機(jī)教學(xué)與研究中心授課對象：授課對象：11 11 級本科生級本科生 理論學(xué)時(shí)：理論學(xué)時(shí)： 56 56 學(xué)時(shí)，學(xué)時(shí)，1414周周實(shí)驗(yàn)學(xué)時(shí)：實(shí)驗(yàn)學(xué)時(shí)： 計(jì)劃計(jì)劃16 16 學(xué)時(shí)學(xué)時(shí) + + 課外課外3030學(xué)時(shí)學(xué)時(shí)學(xué)學(xué) 分：分： 4 4考試形式：考試形式： 平時(shí)平時(shí)15+15+實(shí)驗(yàn)實(shí)驗(yàn)15+15+無紙化考試無紙化考試7070考試時(shí)間：考試時(shí)間： 預(yù)計(jì)第預(yù)計(jì)第1616周周授課教師：授課教師： 公共計(jì)算機(jī)教學(xué)與研究中心公共計(jì)算機(jī)教學(xué)與研究中心 李銳李銳E-MailE-Mail： 本本章章概概要要（6學(xué)學(xué)時(shí)時(shí)）1. 1. 計(jì)算機(jī)

2、的計(jì)算機(jī)的、及及2. 2. 概述概述3. 3. 組成組成4. 4. 計(jì)算機(jī)計(jì)算機(jī)和和5. 5. 計(jì)算機(jī)的主要計(jì)算機(jī)的主要6. 6. 及其轉(zhuǎn)換及其轉(zhuǎn)換7. 7. 的存儲(chǔ)的存儲(chǔ)8. 8. 計(jì)算機(jī)的計(jì)算機(jī)的9. 9. 形式形式一種可以接收一種可以接收輸入輸入、處理數(shù)據(jù)處理數(shù)據(jù)、存儲(chǔ)數(shù)存儲(chǔ)數(shù)據(jù)據(jù)、可編程可編程并能產(chǎn)生并能產(chǎn)生輸出輸出的一種電子裝置。的一種電子裝置。 計(jì)算機(jī)主要計(jì)算機(jī)主要特點(diǎn)特點(diǎn)：計(jì)算精度：計(jì)算精度高高、處理、處理速度速度快快、存儲(chǔ)容量、存儲(chǔ)容量大大、自動(dòng)化程度、自動(dòng)化程度高高、適、適用范圍用范圍廣廣和通用性和通用性強(qiáng)強(qiáng)。19361936年英國科學(xué)家年英國科學(xué)家圖靈圖靈, ,首次提出首次

3、提出邏輯機(jī)模型邏輯機(jī)模型- -圖靈機(jī)圖靈機(jī), ,并建立并建立算法理論算法理論, ,被譽(yù)為被譽(yù)為計(jì)算機(jī)之父計(jì)算機(jī)之父。計(jì)算機(jī)理論奠基人計(jì)算機(jī)理論奠基人圖靈的主要貢獻(xiàn)圖靈的主要貢獻(xiàn) 建立圖靈機(jī)模型，奠定了建立圖靈機(jī)模型，奠定了可計(jì)算理論可計(jì)算理論基礎(chǔ)；基礎(chǔ)； 提出提出圖靈測試圖靈測試，闡述，闡述機(jī)器智能機(jī)器智能概念概念 。圖靈獎(jiǎng)圖靈獎(jiǎng), ,創(chuàng)于創(chuàng)于1966,1966,每年由美國計(jì)算機(jī)學(xué)會(huì)每年由美國計(jì)算機(jī)學(xué)會(huì)(ACM)(ACM)頒發(fā)。頒發(fā)。計(jì)算機(jī)最高獎(jiǎng)項(xiàng)計(jì)算機(jī)最高獎(jiǎng)項(xiàng)1919世紀(jì)世紀(jì)5050年代，英國數(shù)學(xué)家年代，英國數(shù)學(xué)家喬治喬治布爾布爾創(chuàng)立創(chuàng)立邏輯代數(shù)，奠定電子計(jì)算機(jī)的邏輯代數(shù)，奠定電子計(jì)算機(jī)的數(shù)

4、學(xué)理論基礎(chǔ)數(shù)學(xué)理論基礎(chǔ) 。1.1計(jì)計(jì)算算機(jī)機(jī)的的發(fā)發(fā)展展被測試的有一個(gè)人，另一個(gè)被測試的有一個(gè)人，另一個(gè)是聲稱有人類智力的機(jī)器。是聲稱有人類智力的機(jī)器。測試時(shí)，測試人通過一些裝測試時(shí)，測試人通過一些裝置向被測試人提問，如果測置向被測試人提問，如果測試人沒有分出誰是機(jī)器誰是試人沒有分出誰是機(jī)器誰是人，那機(jī)器就通過了圖靈測人，那機(jī)器就通過了圖靈測試，說明具有人類智能。試，說明具有人類智能。 ENIAC ENIAC存在明顯缺點(diǎn)：存在明顯缺點(diǎn)：一是一是存儲(chǔ)容量很小存儲(chǔ)容量很小；二是采用二是采用外接線路連接外接線路連接的方法設(shè)計(jì)計(jì)算程的方法設(shè)計(jì)計(jì)算程序。序。 19461946年年2 2月誕生于美國賓州大

5、學(xué)，月誕生于美國賓州大學(xué)，電子數(shù)電子數(shù)值積分計(jì)算機(jī)值積分計(jì)算機(jī)，ENIACENIACElectronic Electronic Numerical Integrator And CalculatorNumerical Integrator And Calculator）。第一臺(tái)計(jì)算機(jī)第一臺(tái)計(jì)算機(jī)的誕生的誕生 50005000次加法次加法/ /秒秒 體重體重2828噸噸 占地占地170m170m2 2 1880018800只電子管只電子管 15001500個(gè)繼電器個(gè)繼電器 功率功率150KW150KW存儲(chǔ)程序控制存儲(chǔ)程序控制：存儲(chǔ)程序?qū)崿F(xiàn)自動(dòng)計(jì)算。：存儲(chǔ)程序?qū)崿F(xiàn)自動(dòng)計(jì)算。采用采用二進(jìn)制數(shù)二進(jìn)制數(shù)

6、: :便于硬件實(shí)現(xiàn)，運(yùn)算規(guī)則簡單。便于硬件實(shí)現(xiàn)，運(yùn)算規(guī)則簡單。 19481948年年8 8月，著名美籍匈牙利數(shù)學(xué)家馮月，著名美籍匈牙利數(shù)學(xué)家馮諾依諾依曼提出曼提出EDVACEDVAC (Electronic Discrete Variable (Electronic Discrete Variable Automatic Computer,Automatic Computer,離散變量自動(dòng)電子計(jì)算機(jī)離散變量自動(dòng)電子計(jì)算機(jī)) )體系結(jié)構(gòu)。體系結(jié)構(gòu)。馮馮諾依曼計(jì)算機(jī)體系結(jié)構(gòu)：諾依曼計(jì)算機(jī)體系結(jié)構(gòu)：計(jì)算機(jī)計(jì)算機(jī)硬件結(jié)構(gòu)硬件結(jié)構(gòu)：運(yùn)算器、控制器、存儲(chǔ)器、輸入和輸出設(shè)備：運(yùn)算器、控制器、存儲(chǔ)器、輸入和輸

7、出設(shè)備馮馮諾依曼計(jì)算機(jī)體系結(jié)構(gòu)諾依曼計(jì)算機(jī)體系結(jié)構(gòu)計(jì)算機(jī)發(fā)展的計(jì)算機(jī)發(fā)展的4 4個(gè)階段個(gè)階段第一代：第一代：電子管電子管計(jì)算機(jī)計(jì)算機(jī)第二代：第二代：晶體管晶體管計(jì)算機(jī)計(jì)算機(jī)第三代：第三代：中小規(guī)模集成電路中小規(guī)模集成電路計(jì)算機(jī)計(jì)算機(jī)第四代：第四代：大規(guī)模、超大規(guī)模集成電路大規(guī)模、超大規(guī)模集成電路計(jì)算機(jī)計(jì)算機(jī) 1946194619581958主要器件：電子管、汞延遲主要器件：電子管、汞延遲線存儲(chǔ)器和磁鼓。線存儲(chǔ)器和磁鼓。體積大體積大; ;運(yùn)算速度慢運(yùn)算速度慢( (1 1萬萬次次/ /秒秒) )；電子管存儲(chǔ)容量電子管存儲(chǔ)容量( (2KB2KB) )?。恍?；程序設(shè)計(jì)為機(jī)器語言。程序設(shè)計(jì)為機(jī)器語言。

8、1958195819641964晶體管、磁芯存儲(chǔ)器，內(nèi)存晶體管、磁芯存儲(chǔ)器，內(nèi)存儲(chǔ)器容量可以達(dá)到儲(chǔ)器容量可以達(dá)到3232KBKB；運(yùn)算速度為運(yùn)算速度為300300萬萬次次/ /秒；秒；程序設(shè)計(jì)有匯編語言、程序設(shè)計(jì)有匯編語言、FORTRAN FORTRAN 等。等。 1964196419701970小規(guī)模集成電路、半小規(guī)模集成電路、半導(dǎo)體存儲(chǔ)器、磁盤，導(dǎo)體存儲(chǔ)器、磁盤，內(nèi)存儲(chǔ)器容量內(nèi)存儲(chǔ)器容量8MB8MB256MB256MB；運(yùn)算速度運(yùn)算速度1 11010億億次次/ /秒；秒；軟件有操作系統(tǒng)、結(jié)軟件有操作系統(tǒng)、結(jié)構(gòu)化程序設(shè)計(jì)語言、構(gòu)化程序設(shè)計(jì)語言、數(shù)據(jù)庫等數(shù)據(jù)庫等 。 19711971年至今年至

9、今用大規(guī)模、超大規(guī)模集成電路、半導(dǎo)體存用大規(guī)模、超大規(guī)模集成電路、半導(dǎo)體存儲(chǔ)器、磁盤、儲(chǔ)器、磁盤、U U盤、光盤和微處理器，內(nèi)盤、光盤和微處理器，內(nèi)存儲(chǔ)器容量可達(dá)存儲(chǔ)器容量可達(dá)GBGB級；級；運(yùn)算速度已經(jīng)達(dá)到運(yùn)算速度已經(jīng)達(dá)到數(shù)千萬億數(shù)千萬億次次/ /秒；秒；軟件增加專家系統(tǒng)、面向?qū)ο箝_發(fā)工具和軟件增加專家系統(tǒng)、面向?qū)ο箝_發(fā)工具和支撐環(huán)境等。支撐環(huán)境等。 計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)技術(shù)更加完善計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)技術(shù)更加完善 計(jì)算機(jī)的發(fā)展趨勢計(jì)算機(jī)的發(fā)展趨勢 人工智能進(jìn)一步發(fā)展人工智能進(jìn)一步發(fā)展 未來新型計(jì)算機(jī)未來新型計(jì)算機(jī) 一些簡單的一些簡單的自動(dòng)裝置自動(dòng)裝置（如機(jī)（如機(jī)械手）將得到廣械手）將得到廣泛應(yīng)用。它們用泛應(yīng)用

10、。它們用微電腦內(nèi)核，帶微電腦內(nèi)核，帶有有“眼睛眼睛”( (攝攝像機(jī)像機(jī)) )，甚至用，甚至用自然語言與人類自然語言與人類進(jìn)行交流，完成進(jìn)行交流，完成特定的使命。特定的使命。 計(jì)算機(jī)計(jì)算機(jī)與與通信通信網(wǎng)絡(luò)網(wǎng)絡(luò)相互協(xié)調(diào)、相互協(xié)調(diào)、相互補(bǔ)充，融于相互補(bǔ)充，融于一體；世界范圍一體；世界范圍內(nèi)的高速寬帶網(wǎng)內(nèi)的高速寬帶網(wǎng)即將建成。即將建成。 采用采用磁場磁場來控制晶來控制晶體管體管, ,能使每平方厘米能使每平方厘米所容納的晶體管數(shù)量所容納的晶體管數(shù)量增加近千倍。增加近千倍。磁計(jì)算機(jī)磁計(jì)算機(jī) 利用利用光光的的高速和無高速和無干擾性干擾性，使用光學(xué)元，使用光學(xué)元件件( (光觸發(fā)器光觸發(fā)器) )構(gòu)成處構(gòu)成處理器

11、。理器。光子計(jì)算機(jī)光子計(jì)算機(jī) 以生物工程技術(shù)產(chǎn)以生物工程技術(shù)產(chǎn)生的生的蛋白分子蛋白分子為主要為主要原料，信息以原料，信息以波波的形的形式傳輸；有式傳輸；有巨大的存巨大的存儲(chǔ)能力儲(chǔ)能力。 生物計(jì)算機(jī)生物計(jì)算機(jī) 利用處于多現(xiàn)實(shí)利用處于多現(xiàn)實(shí)態(tài)下的態(tài)下的原子原子進(jìn)行運(yùn)進(jìn)行運(yùn)算的計(jì)算機(jī)。算的計(jì)算機(jī)。 量子計(jì)算機(jī)量子計(jì)算機(jī) 計(jì)算機(jī)分類計(jì)算機(jī)分類 高性能計(jì)算機(jī)高性能計(jì)算機(jī)是指運(yùn)算速度是指運(yùn)算速度最快最快、處、處理能力理能力最強(qiáng)最強(qiáng)的計(jì)算機(jī)的計(jì)算機(jī), ,傳傳統(tǒng)稱之為統(tǒng)稱之為巨型機(jī)巨型機(jī)或或大型大型計(jì)算機(jī)計(jì)算機(jī)。中國首臺(tái)千萬。中國首臺(tái)千萬億次超級計(jì)算機(jī)系統(tǒng)億次超級計(jì)算機(jī)系統(tǒng) “天河一號天河一號”高性能計(jì)高性能

12、計(jì)算機(jī)的實(shí)測運(yùn)算速度達(dá)算機(jī)的實(shí)測運(yùn)算速度達(dá)到每秒到每秒25702570萬億萬億次。次。1.2計(jì)計(jì)算算機(jī)機(jī)分分類類及及應(yīng)應(yīng)用用具備強(qiáng)大的具備強(qiáng)大的數(shù)據(jù)運(yùn)算數(shù)據(jù)運(yùn)算與與圖形圖形、圖像圖像處理能力處理能力, ,為為滿足滿足工程設(shè)計(jì)工程設(shè)計(jì)、動(dòng)畫制作動(dòng)畫制作、科學(xué)研究科學(xué)研究、軟件軟件開發(fā)、開發(fā)、金金融融管理、管理、信息服務(wù)信息服務(wù)、模擬模擬仿真仿真等專業(yè)領(lǐng)域而設(shè)計(jì)開等專業(yè)領(lǐng)域而設(shè)計(jì)開發(fā)的高性能計(jì)算機(jī)。發(fā)的高性能計(jì)算機(jī)。 工作站工作站計(jì)算機(jī)計(jì)算機(jī)作為一個(gè)作為一個(gè)信息處理信息處理部件部件，嵌入嵌入到其他設(shè)備中，使其到其他設(shè)備中，使其成為成為智能化智能化和和自動(dòng)化自動(dòng)化程度更高的設(shè)備。軟程度更高的設(shè)備。軟

13、件固化到計(jì)算機(jī)內(nèi)部，件固化到計(jì)算機(jī)內(nèi)部，用戶不可修改用戶不可修改。 嵌入式計(jì)算機(jī)嵌入式計(jì)算機(jī) 微型計(jì)算機(jī)微型計(jì)算機(jī)發(fā)展速度較快，發(fā)展速度較快，性能性能/ /價(jià)格價(jià)格比高，應(yīng)用廣泛。比高，應(yīng)用廣泛。也稱也稱個(gè)人計(jì)算機(jī)個(gè)人計(jì)算機(jī)( (PCPCPersonal Computer)Personal Computer)。 服務(wù)器服務(wù)器用于用于網(wǎng)絡(luò)網(wǎng)絡(luò)管理、管理、運(yùn)行運(yùn)行應(yīng)應(yīng)用程序、處理網(wǎng)絡(luò)工作站成用程序、處理網(wǎng)絡(luò)工作站成員信息請求的高性能計(jì)算機(jī)。員信息請求的高性能計(jì)算機(jī)。分為分為文件文件服務(wù)器、服務(wù)器、應(yīng)用程序應(yīng)用程序服務(wù)器和服務(wù)器和數(shù)據(jù)庫數(shù)據(jù)庫服務(wù)器等。服務(wù)器等。 服服務(wù)務(wù)器器機(jī)機(jī)目前計(jì)算機(jī)技術(shù)正朝著

14、目前計(jì)算機(jī)技術(shù)正朝著高性能高性能和和微型化微型化兩個(gè)方向發(fā)展。兩個(gè)方向發(fā)展。 計(jì)算機(jī)的主要應(yīng)用計(jì)算機(jī)的主要應(yīng)用主要解決科學(xué)研究和工主要解決科學(xué)研究和工程中程中數(shù)值計(jì)算數(shù)值計(jì)算問題。問題。 科學(xué)計(jì)算科學(xué)計(jì)算 數(shù)據(jù)處理數(shù)據(jù)處理 過程控制過程控制 計(jì)算機(jī)輔助系統(tǒng)計(jì)算機(jī)輔助系統(tǒng) 指信息收集、轉(zhuǎn)換、分類、指信息收集、轉(zhuǎn)換、分類、統(tǒng)計(jì)、存儲(chǔ)和輸出等，從中統(tǒng)計(jì)、存儲(chǔ)和輸出等，從中篩選出有價(jià)值數(shù)據(jù)。也稱篩選出有價(jià)值數(shù)據(jù)。也稱非非數(shù)值計(jì)算數(shù)值計(jì)算，雖然，雖然數(shù)據(jù)量大數(shù)據(jù)量大，但但計(jì)算方法簡單計(jì)算方法簡單。 即即實(shí)時(shí)控制實(shí)時(shí)控制，是利用計(jì)，是利用計(jì)算機(jī)的高速度和善判斷特點(diǎn)，算機(jī)的高速度和善判斷特點(diǎn)，將計(jì)算機(jī)用于將

15、計(jì)算機(jī)用于實(shí)時(shí)采集實(shí)時(shí)采集和和分分析處理析處理數(shù)據(jù)，根據(jù)數(shù)據(jù)，根據(jù)控制模型控制模型進(jìn)行計(jì)算和判斷，直接進(jìn)行計(jì)算和判斷，直接干預(yù)干預(yù)生產(chǎn)過程，生產(chǎn)過程，校正偏差校正偏差，對所，對所控制的對象進(jìn)行調(diào)整，實(shí)現(xiàn)控制的對象進(jìn)行調(diào)整，實(shí)現(xiàn)對生產(chǎn)過程的自動(dòng)控制。對生產(chǎn)過程的自動(dòng)控制。 計(jì)算機(jī)輔助設(shè)計(jì)計(jì)算機(jī)輔助設(shè)計(jì)（CADCAD）是以計(jì)算機(jī)為工）是以計(jì)算機(jī)為工具，對產(chǎn)品或工程進(jìn)行總體設(shè)計(jì)、繪圖、分析具，對產(chǎn)品或工程進(jìn)行總體設(shè)計(jì)、繪圖、分析和編寫技術(shù)文檔等設(shè)計(jì)活動(dòng)的總稱。和編寫技術(shù)文檔等設(shè)計(jì)活動(dòng)的總稱。計(jì)算機(jī)輔助制造計(jì)算機(jī)輔助制造（CAMCAM）用計(jì)算機(jī)代替人）用計(jì)算機(jī)代替人控制和操作設(shè)備（如車床）進(jìn)行生產(chǎn)或加

16、工產(chǎn)控制和操作設(shè)備（如車床）進(jìn)行生產(chǎn)或加工產(chǎn)品（如零件），它的輸入可能是產(chǎn)品工藝圖或品（如零件），它的輸入可能是產(chǎn)品工藝圖或控制開關(guān)信號，輸出是對相關(guān)設(shè)備的控制信號?？刂崎_關(guān)信號，輸出是對相關(guān)設(shè)備的控制信號。計(jì)算機(jī)輔助教學(xué)計(jì)算機(jī)輔助教學(xué)（CAICAI）是借助課件系統(tǒng)完）是借助課件系統(tǒng)完成教學(xué)的方法，課件系統(tǒng)是一類教學(xué)軟件。成教學(xué)的方法，課件系統(tǒng)是一類教學(xué)軟件。 人工智能人工智能 信息高速公路信息高速公路 虛擬現(xiàn)實(shí)虛擬現(xiàn)實(shí) 集集聲音聲音、圖像圖像和和文字文字于一體，集于一體，集電視電視、錄錄像像、光盤光盤存儲(chǔ)、存儲(chǔ)、電子電子印刷和印刷和計(jì)算機(jī)通信技術(shù)計(jì)算機(jī)通信技術(shù)之大成，將計(jì)算機(jī)應(yīng)用引入無所不能

17、的廣闊之大成，將計(jì)算機(jī)應(yīng)用引入無所不能的廣闊領(lǐng)域。領(lǐng)域。 多媒體技術(shù)多媒體技術(shù)將將人腦演繹推理人腦演繹推理的的思維思維過程過程、規(guī)則規(guī)則、策略策略和和技巧技巧等編成計(jì)算機(jī)等編成計(jì)算機(jī)程序程序；在計(jì)算機(jī)中存儲(chǔ)一些公；在計(jì)算機(jī)中存儲(chǔ)一些公理和推理規(guī)則，使計(jì)算機(jī)自動(dòng)解決問題和推導(dǎo)結(jié)理和推理規(guī)則，使計(jì)算機(jī)自動(dòng)解決問題和推導(dǎo)結(jié)論。論。機(jī)器人機(jī)器人 ：是一種自動(dòng)化機(jī)器，：是一種自動(dòng)化機(jī)器，具備具備一些與一些與人人或生物相似的智能，如或生物相似的智能，如感知感知能力、能力、規(guī)劃規(guī)劃能力、能力、動(dòng)動(dòng)作作能力和能力和協(xié)同協(xié)同能力。能力。專家系統(tǒng)專家系統(tǒng)：將專家的豐富知識(shí)和經(jīng)驗(yàn)總結(jié)出：將專家的豐富知識(shí)和經(jīng)驗(yàn)總結(jié)出

18、來預(yù)先存入計(jì)算機(jī)，配上相應(yīng)軟件。來預(yù)先存入計(jì)算機(jī)，配上相應(yīng)軟件。模式識(shí)別模式識(shí)別：重點(diǎn)研究：重點(diǎn)研究圖形識(shí)別圖形識(shí)別和和語言識(shí)別語言識(shí)別，給給機(jī)器人機(jī)器人裝備裝備視覺器官視覺器官和和聽覺器官聽覺器官。信息高速公路信息高速公路（Information Super-Information Super-HighwayHighway）的概念源于美國，）的概念源于美國， 19911991年美國參議員戈?duì)柼岢觯耗昝绹鴧⒆h員戈?duì)柼岢觯簩⒚绹鴮⒚绹行畔焖行畔旒凹靶畔⒕W(wǎng)信息網(wǎng)絡(luò)絡(luò)連成一個(gè)全國性大網(wǎng)，使連成一個(gè)全國性大網(wǎng)，使各種形態(tài)的各種形態(tài)的信息信息在計(jì)算機(jī)網(wǎng)在計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)中絡(luò)中高速傳輸高速傳輸。 指指

19、“用計(jì)算機(jī)及相關(guān)設(shè)用計(jì)算機(jī)及相關(guān)設(shè)備合成的人工世界備合成的人工世界”。通過。通過多種傳感設(shè)備使應(yīng)用者多種傳感設(shè)備使應(yīng)用者“投投入入”到該環(huán)境中，實(shí)現(xiàn)與環(huán)到該環(huán)境中，實(shí)現(xiàn)與環(huán)境直接進(jìn)行交互的目的。境直接進(jìn)行交互的目的。信息技術(shù)信息技術(shù)以以計(jì)算機(jī)計(jì)算機(jī)、通信通信和和控制控制技術(shù)為核心。技術(shù)為核心。客觀存在事物客觀存在事物及其運(yùn)動(dòng)及其運(yùn)動(dòng)狀態(tài)狀態(tài)的表征。的表征。 信息信息計(jì)算機(jī)化計(jì)算機(jī)化的信息，是信息的的信息，是信息的載體載體和和表示形表示形式式。 數(shù)據(jù)數(shù)據(jù)學(xué)生信息學(xué)生信息 學(xué)號學(xué)號姓名姓名性別性別民族民族出生日期出生日期年級年級狀態(tài)狀態(tài)2110010221100102 張曉偉張曉偉 男男 漢族漢族

20、 19911991年年6 6月月1818日日 具體學(xué)生數(shù)據(jù)具體學(xué)生數(shù)據(jù)二年二年閑談閑談聽課聽課1.3 1.3 信息技術(shù)概述信息技術(shù)概述時(shí)效性時(shí)效性信息的基本特征信息的基本特征普遍性普遍性寄載性寄載性共享性共享性可識(shí)別性可識(shí)別性可加工性可加工性 只要只要有事物存在有事物存在或變化，就或變化，就存在信息存在信息 信息信息寄載于事物上寄載于事物上, ,不能獨(dú)立于事物之外不能獨(dú)立于事物之外 信息是一種信息是一種資源資源，可以為人類所共享，可以為人類所共享 信息價(jià)值因信息價(jià)值因時(shí)間或地點(diǎn)時(shí)間或地點(diǎn)不同而發(fā)生變化不同而發(fā)生變化 直接直接( (通過眼、耳和鼻等通過眼、耳和鼻等) )和和間接間接識(shí)別識(shí)別 對信

21、息可進(jìn)行加工，從中對信息可進(jìn)行加工，從中提煉提煉出有價(jià)出有價(jià)值的信息。值的信息。數(shù)據(jù)數(shù)據(jù) 數(shù)據(jù)數(shù)據(jù)是信息的是信息的載體載體。數(shù)據(jù)包括各種。數(shù)據(jù)包括各種數(shù)值數(shù)據(jù)數(shù)值數(shù)據(jù)、字符數(shù)據(jù)字符數(shù)據(jù)( (如英文字母、漢字、標(biāo)點(diǎn)符號和運(yùn)算符如英文字母、漢字、標(biāo)點(diǎn)符號和運(yùn)算符等等) )、圖形圖形、圖像圖像數(shù)據(jù)和數(shù)據(jù)和聲音聲音數(shù)據(jù)等。在計(jì)算機(jī)內(nèi)，數(shù)據(jù)等。在計(jì)算機(jī)內(nèi)，任何形式的數(shù)據(jù)都用任何形式的數(shù)據(jù)都用二進(jìn)制數(shù)二進(jìn)制數(shù)表示。表示。 數(shù)據(jù)處理數(shù)據(jù)處理通常是指對各種數(shù)據(jù)進(jìn)行采集、存儲(chǔ)、通常是指對各種數(shù)據(jù)進(jìn)行采集、存儲(chǔ)、傳送、轉(zhuǎn)換、分類、排序、計(jì)算和輸出等操作。傳送、轉(zhuǎn)換、分類、排序、計(jì)算和輸出等操作。信息數(shù)字化信息數(shù)字

22、化信息數(shù)字化信息數(shù)字化是將事物的信息進(jìn)一步是將事物的信息進(jìn)一步抽象、提抽象、提取和規(guī)范化取和規(guī)范化，使之成為，使之成為計(jì)算機(jī)能夠處理計(jì)算機(jī)能夠處理的數(shù)據(jù)。的數(shù)據(jù)。高速度、網(wǎng)絡(luò)化高速度、網(wǎng)絡(luò)化多媒體化多媒體化多學(xué)科結(jié)合多學(xué)科結(jié)合智能化智能化現(xiàn)代信息技術(shù)現(xiàn)代信息技術(shù) 信息技術(shù)信息技術(shù)是利用信息科學(xué)原理和方法，研究是利用信息科學(xué)原理和方法，研究產(chǎn)產(chǎn)生生、獲取獲取、變換變換、傳輸傳輸、存儲(chǔ)存儲(chǔ)、處理處理和和利用利用信息信息的技術(shù)的技術(shù)，又稱信息工程。信息技術(shù)由又稱信息工程。信息技術(shù)由計(jì)算機(jī)計(jì)算機(jī)、通通信信和和控制控制技術(shù)構(gòu)成。技術(shù)構(gòu)成。 信息技術(shù)的發(fā)展趨勢信息技術(shù)的發(fā)展趨勢信息化社會(huì)信息化社會(huì) 是以是

23、以信息活動(dòng)信息活動(dòng)為社會(huì)發(fā)展的基本活動(dòng)。為社會(huì)發(fā)展的基本活動(dòng)。硬硬件件系系統(tǒng)統(tǒng)軟軟件件系系統(tǒng)統(tǒng)外存儲(chǔ)器外存儲(chǔ)器運(yùn)算器運(yùn)算器控制器控制器應(yīng)用應(yīng)用軟件軟件內(nèi)存儲(chǔ)器內(nèi)存儲(chǔ)器輸出設(shè)備輸出設(shè)備主主機(jī)機(jī)外設(shè)外設(shè)中央處理器中央處理器(cpu)ROMRAM系統(tǒng)系統(tǒng)軟件軟件輸入設(shè)備輸入設(shè)備硬盤硬盤U盤盤光盤光盤鍵盤鍵盤鼠標(biāo)鼠標(biāo)顯示器顯示器打印機(jī)打印機(jī)繪圖儀繪圖儀操作系統(tǒng)操作系統(tǒng)語言處理程序語言處理程序編輯程序編輯程序連接程序連接程序調(diào)試程序、故障檢查程序調(diào)試程序、故障檢查程序監(jiān)控程序、診斷程序監(jiān)控程序、診斷程序各種軟件包各種軟件包數(shù)據(jù)庫應(yīng)用程序數(shù)據(jù)庫應(yīng)用程序匯編程序匯編程序編譯程序編譯程序解釋程序解釋程序掃描儀

24、掃描儀1.4計(jì)計(jì)算算機(jī)機(jī)系系統(tǒng)統(tǒng)組組成成 借助電、磁、光和機(jī)械等原理構(gòu)借助電、磁、光和機(jī)械等原理構(gòu)造的各種造的各種物理部件物理部件的有機(jī)組合。的有機(jī)組合。是組成計(jì)算機(jī)的是組成計(jì)算機(jī)的物質(zhì)基礎(chǔ)物質(zhì)基礎(chǔ)。 為運(yùn)行、管理和維護(hù)計(jì)算機(jī)而編為運(yùn)行、管理和維護(hù)計(jì)算機(jī)而編制的各種制的各種程序程序、數(shù)據(jù)數(shù)據(jù)和和文檔的總文檔的總稱稱。是對硬件性能的。是對硬件性能的擴(kuò)充和完善擴(kuò)充和完善。 計(jì)算機(jī)硬件計(jì)算機(jī)硬件( (HardwareHardware) )：指計(jì)算機(jī)系統(tǒng)：指計(jì)算機(jī)系統(tǒng)中中看得見、摸得著的看得見、摸得著的物理實(shí)體物理實(shí)體。基本功能基本功能是是執(zhí)行計(jì)算機(jī)的各種指令執(zhí)行計(jì)算機(jī)的各種指令。 1.5計(jì)計(jì)算算機(jī)機(jī)

25、硬硬件件系系統(tǒng)統(tǒng) 計(jì)算機(jī)計(jì)算機(jī)硬件組織結(jié)構(gòu)硬件組織結(jié)構(gòu)主要由主要由控制器控制器、運(yùn)算器運(yùn)算器、存儲(chǔ)器存儲(chǔ)器、輸入輸入和和輸出輸出設(shè)備設(shè)備5 5大部件組成。大部件組成。1 12 23 31 12 23 34 45 56 61 12 23 34 46 65 54 4控制流控制流數(shù)據(jù)流數(shù)據(jù)流計(jì)算機(jī)工作過程計(jì)算機(jī)工作過程 計(jì)算機(jī)的整個(gè)運(yùn)行過程就是不斷地計(jì)算機(jī)的整個(gè)運(yùn)行過程就是不斷地接收數(shù)據(jù)接收數(shù)據(jù)、執(zhí)行指令執(zhí)行指令和和輸出結(jié)果輸出結(jié)果。 向控制器提出向控制器提出輸入請求輸入請求，控，控制器執(zhí)行到制器執(zhí)行到輸輸入指令入指令，根據(jù)，根據(jù)指令中的指令中的內(nèi)存內(nèi)存地址地址，將數(shù)據(jù)，將數(shù)據(jù)存儲(chǔ)到存儲(chǔ)到內(nèi)存內(nèi)存中

26、。中?？刂破骺刂破飨蛳騼?nèi)存內(nèi)存發(fā)出發(fā)出地地址碼址碼，從指定內(nèi)存單，從指定內(nèi)存單元元讀取指令讀取指令，向，向運(yùn)算運(yùn)算器器發(fā)出發(fā)出運(yùn)算指令運(yùn)算指令，從，從內(nèi)存內(nèi)存取操作數(shù)運(yùn)算取操作數(shù)運(yùn)算，將結(jié)果將結(jié)果保存回內(nèi)存保存回內(nèi)存，向控制器發(fā)送向控制器發(fā)送反饋信反饋信號號。向控制器發(fā)出向控制器發(fā)出輸出請求輸出請求，控，控制器執(zhí)行到制器執(zhí)行到輸輸出指令出指令，根據(jù)，根據(jù)指令中的指令中的內(nèi)存內(nèi)存地址地址，將數(shù)據(jù)，將數(shù)據(jù)發(fā)送給發(fā)送給輸出設(shè)輸出設(shè)備備。中央處理器中央處理器(Central Processing Unit)(Central Processing Unit) 控制器控制器和和運(yùn)算器運(yùn)算器合在一起稱為中央

27、處合在一起稱為中央處理器，簡稱理器，簡稱CPUCPU。計(jì)算機(jī)的主要性能取。計(jì)算機(jī)的主要性能取決于決于CPUCPU，它是計(jì)算機(jī)硬件系統(tǒng)的，它是計(jì)算機(jī)硬件系統(tǒng)的核心核心。負(fù)責(zé)從負(fù)責(zé)從存儲(chǔ)器存儲(chǔ)器中中取出取出指令指令、翻譯翻譯指令、指令、分分析析指令，向其他部件發(fā)出指令，向其他部件發(fā)出控制信號控制信號（指令），控（指令），控制、協(xié)調(diào)計(jì)算機(jī)各組件自動(dòng)、連續(xù)地執(zhí)行指令，制、協(xié)調(diào)計(jì)算機(jī)各組件自動(dòng)、連續(xù)地執(zhí)行指令，控制整個(gè)計(jì)算機(jī)有條不紊地工作。控制整個(gè)計(jì)算機(jī)有條不紊地工作。 控制器控制器微處理器內(nèi)部的微處理器內(nèi)部的存儲(chǔ)單存儲(chǔ)單元元，存儲(chǔ)，存儲(chǔ)待使用待使用的的操作操作數(shù)數(shù)或或中間結(jié)果中間結(jié)果，可避免，可避免頻

28、繁訪問頻繁訪問內(nèi)存儲(chǔ)器內(nèi)存儲(chǔ)器，以，以便提高便提高CPUCPU的運(yùn)算速度。的運(yùn)算速度。操作控制器操作控制器(OC):(OC):指令譯碼器指令譯碼器(ID):(ID):程序計(jì)數(shù)器程序計(jì)數(shù)器(PC):(PC):指令寄存器指令寄存器(IR):(IR):通用寄存器組通用寄存器組(GR)(GR): :存放存放CPUCPU正在正在執(zhí)行執(zhí)行的指令。的指令。存儲(chǔ)存儲(chǔ)下一條指令下一條指令的的內(nèi)存地內(nèi)存地址址，為執(zhí)行下一條指令做，為執(zhí)行下一條指令做好準(zhǔn)備。好準(zhǔn)備。 分析分析指令寄存器中的指令寄存器中的指令指令, ,根根據(jù)指令的功能據(jù)指令的功能, ,將將指令分解指令分解成成一系列的一系列的操作控制信號操作控制信號

29、將將指令譯碼器指令譯碼器分析出的各種分析出的各種控控制制信號信號發(fā)送給發(fā)送給相關(guān)相關(guān)部件部件，使其，使其完成要求的操作，這一過程稱完成要求的操作，這一過程稱為為執(zhí)行指令執(zhí)行指令。 執(zhí)行一條指令分為執(zhí)行一條指令分為取指令取指令、分析指令分析指令、執(zhí)執(zhí)行指令行指令和和調(diào)整程序計(jì)數(shù)器的值調(diào)整程序計(jì)數(shù)器的值4 4步驟。步驟。 在在控制器控制器的控制下執(zhí)行程序中的的控制下執(zhí)行程序中的運(yùn)算型指令運(yùn)算型指令，完成各種完成各種算術(shù)算術(shù)和和邏輯邏輯運(yùn)算。運(yùn)算。 執(zhí)行執(zhí)行算術(shù)和邏輯運(yùn)算算術(shù)和邏輯運(yùn)算的裝的裝置，核心是置，核心是加法器加法器。 專用寄存器專用寄存器，用于存儲(chǔ)算，用于存儲(chǔ)算術(shù)邏輯單元運(yùn)算的兩個(gè)術(shù)邏輯單

30、元運(yùn)算的兩個(gè)操操作數(shù)作數(shù)之一，并且保存當(dāng)前之一，并且保存當(dāng)前運(yùn)算的運(yùn)算的結(jié)果結(jié)果。 自動(dòng)記載算術(shù)邏輯單元運(yùn)算自動(dòng)記載算術(shù)邏輯單元運(yùn)算結(jié)果的結(jié)果的重要狀態(tài)重要狀態(tài)。為進(jìn)一步。為進(jìn)一步處理累加器處理累加器A A中的數(shù)據(jù)提供中的數(shù)據(jù)提供依據(jù)。依據(jù)。 用于存儲(chǔ)算術(shù)邏輯單元運(yùn)算用于存儲(chǔ)算術(shù)邏輯單元運(yùn)算的的操作數(shù)操作數(shù)，但不用于保存運(yùn)，但不用于保存運(yùn)算的結(jié)果。算的結(jié)果。 算術(shù)邏輯運(yùn)算單元算術(shù)邏輯運(yùn)算單元(ALU)(ALU):累加器累加器(A)(A):暫存寄存器暫存寄存器(TSR)(TSR):標(biāo)志寄存器標(biāo)志寄存器(FR)(FR):運(yùn)算器運(yùn)算器 用于用于存儲(chǔ)程序和數(shù)據(jù)存儲(chǔ)程序和數(shù)據(jù)的部件。的部件。 由若干個(gè)由

31、若干個(gè)存儲(chǔ)單元存儲(chǔ)單元組成，每個(gè)存儲(chǔ)單元存放組成，每個(gè)存儲(chǔ)單元存放8 8位位( (1 1個(gè)字節(jié)個(gè)字節(jié)) )二進(jìn)制信息，存儲(chǔ)單元的總數(shù)稱為二進(jìn)制信息，存儲(chǔ)單元的總數(shù)稱為存儲(chǔ)容量存儲(chǔ)容量。 存儲(chǔ)器存儲(chǔ)器 系統(tǒng)對每個(gè)存儲(chǔ)單元進(jìn)行系統(tǒng)對每個(gè)存儲(chǔ)單元進(jìn)行編號編號，將其稱為存儲(chǔ)，將其稱為存儲(chǔ)單元的單元的物理地址物理地址。存儲(chǔ)操作存儲(chǔ)操作讀操作：讀操作：從存儲(chǔ)器中從存儲(chǔ)器中取出取出指定內(nèi)容，存儲(chǔ)器中指定內(nèi)容，存儲(chǔ)器中原有內(nèi)容不變。原有內(nèi)容不變。寫操作：寫操作：將指定的內(nèi)容將指定的內(nèi)容存入存入存儲(chǔ)器中。存儲(chǔ)器中。 字節(jié)字節(jié)(Byte)(Byte)：一個(gè)字節(jié)由一個(gè)字節(jié)由8 8位二進(jìn)制數(shù)組成，簡位二進(jìn)制數(shù)組成，簡

32、寫寫B(tài) B。是。是信息組織和存儲(chǔ)信息組織和存儲(chǔ)的的基本單位基本單位。比特比特(bit)(bit)：1 1位位二進(jìn)制數(shù)二進(jìn)制數(shù)為為1 1個(gè)比特，簡寫個(gè)比特，簡寫b b。是。是度量數(shù)據(jù)的最小單位。度量數(shù)據(jù)的最小單位。位位(bit)字節(jié)字節(jié)Byte (8位位)存儲(chǔ)單位存儲(chǔ)單位KBKB( (千字節(jié)千字節(jié)) )、MBMB( (兆字節(jié)兆字節(jié)) )GBGB( (千兆字節(jié)千兆字節(jié)) )、TBTB( (百萬兆字節(jié)百萬兆字節(jié)) )其它常用單位其它常用單位：1 1B=B=8 8b b 1 1GB=GB=10241024MBMB 1 1MB=MB=10241024KBKB1 1KB=KB=10241024B B換算關(guān)

33、系：換算關(guān)系：=2 21010B B=2 22020 B B=2 23030 B B 1 1TB=TB=10241024GBGB=2 24040 B B外部長久存儲(chǔ)區(qū)域。外部長久存儲(chǔ)區(qū)域。輔助存儲(chǔ)器有磁盤、輔助存儲(chǔ)器有磁盤、光盤光盤以及以及U U盤盤等等。半導(dǎo)體材料半導(dǎo)體材料訪問速度訪問速度快快暫時(shí)性暫時(shí)性價(jià)高價(jià)高光、磁材料光、磁材料訪問速度訪問速度慢慢永久性永久性價(jià)低價(jià)低內(nèi)存包含內(nèi)存包含隨機(jī)存儲(chǔ)隨機(jī)存儲(chǔ)器器(RAM)(RAM)和和只讀存只讀存儲(chǔ)器儲(chǔ)器(ROM)(ROM)。存儲(chǔ)器分為存儲(chǔ)器分為主存儲(chǔ)器主存儲(chǔ)器( (內(nèi)存內(nèi)存) )和和輔助存儲(chǔ)器輔助存儲(chǔ)器( (外存外存) )。出廠時(shí)已寫入系統(tǒng)初始

34、化程出廠時(shí)已寫入系統(tǒng)初始化程序、操作系統(tǒng)引導(dǎo)程序及多序、操作系統(tǒng)引導(dǎo)程序及多種硬件驅(qū)動(dòng)等程序，并被種硬件驅(qū)動(dòng)等程序，并被固固化化。只能讀取只能讀取，不能寫入不能寫入。系統(tǒng)斷電后信息系統(tǒng)斷電后信息不丟失不丟失。保存正在執(zhí)行的程序和數(shù)保存正在執(zhí)行的程序和數(shù)據(jù)，是據(jù)，是臨時(shí)存儲(chǔ)區(qū)域臨時(shí)存儲(chǔ)區(qū)域，系，系統(tǒng)斷電后信息統(tǒng)斷電后信息丟失丟失。主存儲(chǔ)器（內(nèi)存）主存儲(chǔ)器（內(nèi)存）用于存放用于存放正在執(zhí)行正在執(zhí)行的程序指令和數(shù)據(jù)，存取速的程序指令和數(shù)據(jù)，存取速度度快快、可、可直接與直接與CPUCPU交換信息。交換信息。隨機(jī)存儲(chǔ)器隨機(jī)存儲(chǔ)器(RAM)(RAM):只讀存儲(chǔ)器只讀存儲(chǔ)器(ROM)(ROM):計(jì)算機(jī)啟動(dòng)時(shí)，

35、先運(yùn)行計(jì)算機(jī)啟動(dòng)時(shí)，先運(yùn)行只讀存儲(chǔ)器只讀存儲(chǔ)器中的系統(tǒng)初中的系統(tǒng)初始化程序?qū)ο到y(tǒng)進(jìn)行始化程序?qū)ο到y(tǒng)進(jìn)行檢測檢測，引導(dǎo)，引導(dǎo)操作系統(tǒng)操作系統(tǒng)進(jìn)入進(jìn)入內(nèi)存內(nèi)存，使計(jì)算機(jī)正式工作。，使計(jì)算機(jī)正式工作。輔助存儲(chǔ)器（外存）輔助存儲(chǔ)器（外存）用于用于永久性永久性存儲(chǔ)信息，其中的數(shù)據(jù)先調(diào)入存儲(chǔ)信息，其中的數(shù)據(jù)先調(diào)入主存主存儲(chǔ)器儲(chǔ)器后才能由后才能由CPUCPU訪問和處理訪問和處理。關(guān)閉電源后信。關(guān)閉電源后信息息不丟失不丟失。l磁盤存儲(chǔ)器磁盤存儲(chǔ)器正面背面電源口電源口信息口信息口打開磁頭磁頭柱面柱面扇區(qū)扇區(qū)磁道磁道主軸主軸盤片盤片每個(gè)盤片每一面都每個(gè)盤片每一面都劃分若干條形如劃分若干條形如同同心圓心圓的磁道，是

36、磁的磁道，是磁頭讀寫數(shù)據(jù)的路徑頭讀寫數(shù)據(jù)的路徑。最外層最外層是是第第0 0道道，每個(gè)磁道記錄的，每個(gè)磁道記錄的數(shù)據(jù)數(shù)據(jù)容量一樣多容量一樣多，內(nèi)圈磁道的記錄密內(nèi)圈磁道的記錄密度度高于高于外圈磁道。外圈磁道。一個(gè)硬盤由若干個(gè)一個(gè)硬盤由若干個(gè)盤片盤片組成，每個(gè)盤組成，每個(gè)盤片有片有相同數(shù)目相同數(shù)目的的磁磁道道。所有盤片上所有盤片上相同半徑相同半徑的的磁道組合在一起，稱為磁道組合在一起，稱為一個(gè)一個(gè)柱面柱面。將每個(gè)磁道分為若將每個(gè)磁道分為若干個(gè)干個(gè)小區(qū)段小區(qū)段，一個(gè)，一個(gè)小區(qū)段稱為一個(gè)小區(qū)段稱為一個(gè)扇扇區(qū)區(qū)。每個(gè)磁道的。每個(gè)磁道的扇扇區(qū)數(shù)相同區(qū)數(shù)相同，每個(gè)扇，每個(gè)扇區(qū)能記錄的區(qū)能記錄的數(shù)據(jù)容數(shù)據(jù)容量一

37、樣多量一樣多。主軸的旋轉(zhuǎn)速度決主軸的旋轉(zhuǎn)速度決定硬盤內(nèi)部數(shù)據(jù)的定硬盤內(nèi)部數(shù)據(jù)的傳輸率，傳輸率，主軸轉(zhuǎn)速主軸轉(zhuǎn)速越越快快，硬盤尋找文，硬盤尋找文件和存儲(chǔ)信息的速件和存儲(chǔ)信息的速度越度越高高。硬盤轉(zhuǎn)速。硬盤轉(zhuǎn)速以以每分鐘多少轉(zhuǎn)每分鐘多少轉(zhuǎn)表表示（示（RPMRPM）。）。一個(gè)硬盤總?cè)萘浚阂粋€(gè)硬盤總?cè)萘浚捍蓬^磁頭( (盤面盤面) )數(shù)數(shù)柱面柱面( (磁道磁道) )數(shù)數(shù)扇區(qū)數(shù)扇區(qū)數(shù)扇區(qū)容量扇區(qū)容量 由由基底層基底層、記錄層記錄層和和保護(hù)層保護(hù)層組成。組成。 盤中內(nèi)容在生產(chǎn)時(shí)確定，盤中內(nèi)容在生產(chǎn)時(shí)確定，一旦制成，內(nèi)容一旦制成，內(nèi)容不可修不可修改改，只能讀取只能讀取。 最初為最初為空白盤空白盤，通過刻，通過

38、刻錄機(jī)可錄機(jī)可多次寫入多次寫入數(shù)據(jù)，數(shù)據(jù)，寫操作采用寫操作采用追加方式追加方式，已寫入的內(nèi)容已寫入的內(nèi)容不可修改不可修改刪除刪除。 通過通過刻錄機(jī)刻錄機(jī)可可寫入和刪寫入和刪除除數(shù)據(jù)，通過普通光盤數(shù)據(jù)，通過普通光盤驅(qū)動(dòng)器只能讀取數(shù)據(jù)。驅(qū)動(dòng)器只能讀取數(shù)據(jù)。 只讀光盤只讀光盤(CD-(CD-ROM)ROM):追記只讀光盤追記只讀光盤(CD-R)(CD-R):可擦寫光盤可擦寫光盤(CD-RW)(CD-RW):數(shù)字化視頻光盤數(shù)字化視頻光盤(DVD)(DVD):l光盤存儲(chǔ)器光盤存儲(chǔ)器 也稱閃存，半導(dǎo)體也稱閃存，半導(dǎo)體移動(dòng)存儲(chǔ)器移動(dòng)存儲(chǔ)器，插入插入U(xiǎn)SBUSB口即可使用。口即可使用。 l優(yōu)（優(yōu)（U U）盤）

39、盤與與CDCD外形相似，但外形相似，但容容量更大量更大，一般為，一般為4.7GB4.7GB。 輸入輸出設(shè)備輸入輸出設(shè)備主要功能是對指定主要功能是對指定外部設(shè)備外部設(shè)備進(jìn)行輸入輸出操作。進(jìn)行輸入輸出操作。 向向主機(jī)輸入主機(jī)輸入程序、原始數(shù)據(jù)和操作命令等信息程序、原始數(shù)據(jù)和操作命令等信息的設(shè)備，常用輸入設(shè)備有的設(shè)備，常用輸入設(shè)備有鍵盤鍵盤、鼠標(biāo)鼠標(biāo)、掃描儀、掃描儀、光筆光筆、數(shù)字化儀等。、數(shù)字化儀等。輸入設(shè)備輸入設(shè)備 將計(jì)算機(jī)處理后的信息轉(zhuǎn)換成人們能識(shí)別的形將計(jì)算機(jī)處理后的信息轉(zhuǎn)換成人們能識(shí)別的形式。常用輸出設(shè)備有式。常用輸出設(shè)備有顯示器顯示器、打印機(jī)打印機(jī)、繪圖儀繪圖儀等。等。輸出設(shè)備輸出設(shè)備系

40、統(tǒng)軟件系統(tǒng)軟件和和應(yīng)用軟件應(yīng)用軟件。軟件分類軟件分類： 為運(yùn)行、管理和維護(hù)計(jì)算機(jī)為運(yùn)行、管理和維護(hù)計(jì)算機(jī)所編制的各種所編制的各種程序和文檔的總和程序和文檔的總和。軟件軟件：數(shù)據(jù)及相關(guān)數(shù)據(jù)及相關(guān)文檔文檔Int x,y,zInt x,y,z；Scanf(“%d%d”,&x,&Scanf(“%d%d”,&x,&y);y);If(xy)If(xy) z=x z=x；ElseElse z=y z=y；+1.6計(jì)計(jì)算算機(jī)機(jī)軟軟件件分分類類 系統(tǒng)軟件系統(tǒng)軟件用于計(jì)算機(jī)用于計(jì)算機(jī)系統(tǒng)內(nèi)部系統(tǒng)內(nèi)部管理、維護(hù)、控制和運(yùn)行；管理、維護(hù)、控制和運(yùn)行；計(jì)算機(jī)程序編輯、翻譯、裝入、控制和運(yùn)

41、行等軟件。計(jì)算機(jī)程序編輯、翻譯、裝入、控制和運(yùn)行等軟件。 操作系統(tǒng)操作系統(tǒng)(OS(OS) )操操作作系系統(tǒng)統(tǒng)其其他他軟軟件件硬件管理計(jì)算機(jī)系統(tǒng)資源管理計(jì)算機(jī)系統(tǒng)資源，指揮計(jì)算，指揮計(jì)算機(jī)系統(tǒng)自動(dòng)協(xié)調(diào)地運(yùn)行，高效率機(jī)系統(tǒng)自動(dòng)協(xié)調(diào)地運(yùn)行，高效率地工作，是用戶與計(jì)算機(jī)之間的地工作，是用戶與計(jì)算機(jī)之間的接口接口。語言處理系統(tǒng)語言處理系統(tǒng)數(shù)據(jù)庫管理系統(tǒng)數(shù)據(jù)庫管理系統(tǒng)服務(wù)程序服務(wù)程序通過計(jì)算機(jī)語言可以通過計(jì)算機(jī)語言可以編寫程序編寫程序，控，控制計(jì)算機(jī)完成預(yù)定任務(wù)。計(jì)算機(jī)語制計(jì)算機(jī)完成預(yù)定任務(wù)。計(jì)算機(jī)語言分為言分為機(jī)器語言機(jī)器語言、匯編語言匯編語言和和高級高級語言語言。如。如C C語言、語言、VBVB和和V

42、CVC等。等。管理數(shù)據(jù)庫的軟件，主要面向管理數(shù)據(jù)庫的軟件，主要面向解決數(shù)據(jù)處理的解決數(shù)據(jù)處理的非數(shù)值計(jì)算非數(shù)值計(jì)算問問題。題。反病毒反病毒程序程序文件壓縮文件壓縮程序程序備份備份程序程序診斷診斷程序程序卸載卸載程序程序 完成一些與完成一些與管理計(jì)算機(jī)系管理計(jì)算機(jī)系統(tǒng)資源及文件統(tǒng)資源及文件有關(guān)的任務(wù)。有關(guān)的任務(wù)。應(yīng)用軟件應(yīng)用軟件針對某一針對某一應(yīng)用目的應(yīng)用目的而開發(fā)的軟件。而開發(fā)的軟件。通用應(yīng)用軟件通用應(yīng)用軟件專用應(yīng)用軟件專用應(yīng)用軟件支持支持最基本的應(yīng)用最基本的應(yīng)用，廣泛，廣泛地應(yīng)用于幾乎所有專業(yè)領(lǐng)域地應(yīng)用于幾乎所有專業(yè)領(lǐng)域。如如: :PhotoShopPhotoShop、AuthorWareA

43、uthorWare等等。 專用于某一個(gè)專用于某一個(gè)專業(yè)領(lǐng)域?qū)I(yè)領(lǐng)域的應(yīng)用軟件，的應(yīng)用軟件，如如: :應(yīng)用于醫(yī)院、金融、鐵路、無紙化考試、應(yīng)用于醫(yī)院、金融、鐵路、無紙化考試、選課和成績管理等方面選課和成績管理等方面。硬件擴(kuò)充能力硬件擴(kuò)充能力計(jì)算機(jī)計(jì)算機(jī)同時(shí)同時(shí)能處理的一組能處理的一組二進(jìn)制二進(jìn)制數(shù)數(shù)稱為一個(gè)計(jì)算機(jī)的稱為一個(gè)計(jì)算機(jī)的字字，一個(gè)字，一個(gè)字中中二進(jìn)制數(shù)的位數(shù)二進(jìn)制數(shù)的位數(shù)為為字長字長。也指參加也指參加一次定點(diǎn)運(yùn)算數(shù)一次定點(diǎn)運(yùn)算數(shù)的的二進(jìn)二進(jìn)制位數(shù)制位數(shù)，一般是，一般是8 8的整數(shù)倍。的整數(shù)倍。性能指標(biāo)性能指標(biāo)決定計(jì)算機(jī)的數(shù)據(jù)決定計(jì)算機(jī)的數(shù)據(jù)運(yùn)算能力運(yùn)算能力、程序、程序執(zhí)行速度執(zhí)行速度、

44、數(shù)據(jù)、數(shù)據(jù)存儲(chǔ)容量存儲(chǔ)容量和硬件和硬件擴(kuò)充能力擴(kuò)充能力等等。1.7計(jì)計(jì)算算機(jī)機(jī)的的主主要要性性能能指指標(biāo)標(biāo)字長字長字長字長標(biāo)志著計(jì)算機(jī)的標(biāo)志著計(jì)算機(jī)的計(jì)算能力計(jì)算能力和和精度精度。字長越。字長越長長，一次能運(yùn)，一次能運(yùn)算的位數(shù)越算的位數(shù)越多多，計(jì)算精度越，計(jì)算精度越高高。主存儲(chǔ)器主存儲(chǔ)器外存儲(chǔ)器外存儲(chǔ)器是是CPUCPU直接訪問直接訪問的存儲(chǔ)器。主存的存儲(chǔ)器。主存儲(chǔ)器儲(chǔ)器容量容量的大小反映計(jì)算機(jī)的大小反映計(jì)算機(jī)即時(shí)即時(shí)存儲(chǔ)信息的能力存儲(chǔ)信息的能力，主存儲(chǔ)器的，主存儲(chǔ)器的存存取時(shí)間取時(shí)間影響程序的影響程序的運(yùn)行速度運(yùn)行速度。容量較大容量較大的主存儲(chǔ)器，的主存儲(chǔ)器，減少減少主主存儲(chǔ)器與外存儲(chǔ)器的信息

45、存儲(chǔ)器與外存儲(chǔ)器的信息交換交換次數(shù)次數(shù)、增加增加CPUCPU工作工作效率效率，提提高高程序運(yùn)行程序運(yùn)行速度速度。常指硬盤常指硬盤( (包括內(nèi)置硬盤和移動(dòng)包括內(nèi)置硬盤和移動(dòng)硬盤硬盤) )，其，其容量容量體現(xiàn)了計(jì)算機(jī)體現(xiàn)了計(jì)算機(jī)存存儲(chǔ)信息的能力儲(chǔ)信息的能力。 外存儲(chǔ)器外存儲(chǔ)器容量越大容量越大，可存儲(chǔ)，可存儲(chǔ)信信息量越大息量越大，可安裝，可安裝軟件越豐富軟件越豐富。允許允許配接配接哪種類型設(shè)備，可配哪種類型設(shè)備，可配接多少設(shè)備，是否允許接多少設(shè)備，是否允許擴(kuò)充擴(kuò)充或或更換更換部件等部件等 。1.7計(jì)計(jì)算算機(jī)機(jī)的的主主要要性性能能指指標(biāo)標(biāo)運(yùn)算速度運(yùn)算速度CPUCPU頻率頻率每秒執(zhí)行指令條數(shù)每秒執(zhí)行指令

46、條數(shù)CPUCPU主頻率主頻率：CPUCPU的的時(shí)鐘頻率時(shí)鐘頻率稱為主頻率，稱為主頻率，反映了反映了CPUCPU的操作速度的操作速度，單位是，單位是兆赫茲兆赫茲（MHzMHz）。）。CPUCPU外頻率外頻率：CPUCPU與周邊部件與周邊部件（內(nèi)存儲(chǔ)器和（內(nèi)存儲(chǔ)器和芯片組）之間傳輸數(shù)據(jù)的頻率。芯片組）之間傳輸數(shù)據(jù)的頻率。主頻率主頻率=外頻率外頻率系數(shù)系數(shù) 計(jì)算機(jī)計(jì)算機(jī)執(zhí)行指令的速度執(zhí)行指令的速度主要取決主要取決于于CPUCPU的頻率。的頻率。系數(shù)稱為系數(shù)稱為倍頻倍頻。時(shí)鐘時(shí)鐘每秒發(fā)出脈沖的個(gè)數(shù)每秒發(fā)出脈沖的個(gè)數(shù)，反映反映CPUCPU的的操作速度操作速度。 是一個(gè)是一個(gè)估算值估算值，多數(shù)計(jì)算機(jī)依據(jù)，

47、多數(shù)計(jì)算機(jī)依據(jù)每秒每秒執(zhí)行定執(zhí)行定點(diǎn)或浮點(diǎn)數(shù)點(diǎn)或浮點(diǎn)數(shù)加法指令的次數(shù)加法指令的次數(shù)。 現(xiàn)行計(jì)算機(jī)系統(tǒng)采用現(xiàn)行計(jì)算機(jī)系統(tǒng)采用二進(jìn)制二進(jìn)制。為書寫。為書寫和表示方便，引進(jìn)八進(jìn)制和十六進(jìn)制和表示方便，引進(jìn)八進(jìn)制和十六進(jìn)制。進(jìn)位計(jì)數(shù)制三要素進(jìn)位計(jì)數(shù)制三要素:位權(quán)位權(quán) 是按所采用的基數(shù)和對應(yīng)數(shù)位來表是按所采用的基數(shù)和對應(yīng)數(shù)位來表示一個(gè)固定數(shù)示一個(gè)固定數(shù)。 數(shù)碼數(shù)碼基數(shù)基數(shù)位權(quán)位權(quán)基數(shù)基數(shù) 是指在某種進(jìn)位計(jì)數(shù)制中所使用的是指在某種進(jìn)位計(jì)數(shù)制中所使用的數(shù)碼個(gè)數(shù)數(shù)碼個(gè)數(shù)。 1.8數(shù)數(shù)制制及及其其轉(zhuǎn)轉(zhuǎn)換換 十進(jìn)制數(shù)的十進(jìn)制數(shù)的基數(shù)是基數(shù)是1010。數(shù)碼有。數(shù)碼有0 0、1 1、2 2、3 3、4 4、5 5、6

48、 6、7 7、8 8和和9 9共共1010個(gè)數(shù)字符號。個(gè)數(shù)字符號。 數(shù)碼處于數(shù)碼處于不同位置不同位置代表代表不同數(shù)值不同數(shù)值。 十進(jìn)制計(jì)數(shù)制十進(jìn)制計(jì)數(shù)制3 310102 20 010101 11 110100 06 610101 18 810102 27 710103 36 610104 4 如：如：301.6876301.6876= =將此式稱為將此式稱為按權(quán)展開表達(dá)式按權(quán)展開表達(dá)式。 任意任意R R進(jìn)制計(jì)數(shù)制同樣有基數(shù)進(jìn)制計(jì)數(shù)制同樣有基數(shù)R R、位權(quán)、位權(quán)R Ri i和和按權(quán)展開的表達(dá)式。按權(quán)展開的表達(dá)式。R R可以是任意正整數(shù)可以是任意正整數(shù)。 用基數(shù)用基數(shù)R R的的i i次冪次冪R R

49、i i表示表示 。數(shù)碼數(shù)碼基數(shù)基數(shù)位權(quán)位權(quán)一個(gè)計(jì)數(shù)制所采用一個(gè)計(jì)數(shù)制所采用基本符號的個(gè)數(shù)基本符號的個(gè)數(shù)。 = a an-1n-1R Rn-1n-1+a+an-2n-2R Rn-2n-2+a+a1 1R R1 1+a+a0 0+a+a-1-1R R-1-1+a+a-2-2R R-2-2+ + +a +a-m-mR R-m-m數(shù)值的按權(quán)展開數(shù)值的按權(quán)展開 :(a:(an-1n-1a an-2n-2aa1 1a a0 0 .a .a-1-1a a-2-2aa-m-m) )R R進(jìn)制計(jì)數(shù)制進(jìn)制計(jì)數(shù)制進(jìn)位制進(jìn)位制 二進(jìn)制二進(jìn)制 八進(jìn)制八進(jìn)制 十進(jìn)制十進(jìn)制 十六進(jìn)制十六進(jìn)制規(guī)則規(guī)則 逢二進(jìn)一逢二進(jìn)一 逢八

50、進(jìn)一逢八進(jìn)一 逢十進(jìn)一逢十進(jìn)一 逢十六進(jìn)一逢十六進(jìn)一基數(shù)基數(shù) R = 2 R = 8 R = 10 R= 16數(shù)符數(shù)符 0，1 0,1,7 0,1,9 0,1,9,A,B,C,D,E,F位權(quán)位權(quán) 2i 8i 10i 16i表示符號表示符號 B O D H常用進(jìn)制數(shù)的表示常用進(jìn)制數(shù)的表示(101.11)(101.11)B B如：如：(8323.68)(8323.68)D D(E3.F)(E3.F)HH(756.7)(756.7)OO=8=810103 3+3+310102 2+2+210101 1+3+310100 0+6+61010-1-1+8+81010-2-2= 1= 12 22 2 +0

51、+02 21 1+1+12 20 01 12 21 11 12 22 2= 7= 78 82 2 +5+58 81 1+6+68 80 07 78 81 1= 14= 1416161 1 +3 +316160 0 +15 +1516161 1進(jìn)位計(jì)數(shù)制的共同特點(diǎn)：進(jìn)位計(jì)數(shù)制的共同特點(diǎn)： 每一種數(shù)制都有固定的基本符號每一種數(shù)制都有固定的基本符號( (數(shù)碼數(shù)碼) )； 處于不同位置的數(shù)碼所代表的值不同，與它處于不同位置的數(shù)碼所代表的值不同，與它所在位置的所在位置的“權(quán)權(quán)”值有關(guān)。值有關(guān)。 用用權(quán)展開法權(quán)展開法將任意進(jìn)制數(shù)轉(zhuǎn)換成十進(jìn)制數(shù)。將任意進(jìn)制數(shù)轉(zhuǎn)換成十進(jìn)制數(shù)。 R R進(jìn)制數(shù)轉(zhuǎn)換為十進(jìn)制數(shù)進(jìn)制數(shù)

52、轉(zhuǎn)換為十進(jìn)制數(shù)(301.6875)(301.6875)D D【例例1 1】將二進(jìn)制數(shù)轉(zhuǎn)換為十進(jìn)制數(shù)將二進(jìn)制數(shù)轉(zhuǎn)換為十進(jìn)制數(shù)。(13.6875)(13.6875)D D(1101.1011)(1101.1011)B B1 12 23 31 12 22 20 02 21 11 12 20 01 12 21 10 02 22 2 + +1 12 23 31 12 24 4【例例2 2】將八進(jìn)制數(shù)轉(zhuǎn)換為十進(jìn)制數(shù)將八進(jìn)制數(shù)轉(zhuǎn)換為十進(jìn)制數(shù)。4 48 82 25 58 81 15 58 80 05 58 8-1-14 48 8-2-2(455.54)(455.54)OO(301.6875)(301.6875

53、)D D 25625640405 50.6250.6250.06250.0625【例例3 3】將十六進(jìn)制數(shù)轉(zhuǎn)換為十進(jìn)制數(shù)將十六進(jìn)制數(shù)轉(zhuǎn)換為十進(jìn)制數(shù)。(12D.B)(12D.B)HH1 116162 22 216161 1131316160 0111116161 1思考：思考： n n個(gè)個(gè)1 1組成的二進(jìn)制數(shù)對應(yīng)十進(jìn)制數(shù)是多少？組成的二進(jìn)制數(shù)對應(yīng)十進(jìn)制數(shù)是多少？inmiiRaN12 2| |2 2| | 十進(jìn)制數(shù)轉(zhuǎn)換為十進(jìn)制數(shù)轉(zhuǎn)換為R R進(jìn)制數(shù)進(jìn)制數(shù)整數(shù)與小數(shù)兩部分需要整數(shù)與小數(shù)兩部分需要分別轉(zhuǎn)換分別轉(zhuǎn)換。整數(shù)部分轉(zhuǎn)換方法：整數(shù)部分轉(zhuǎn)換方法：采用采用除除R R取余法取余法?！纠繉?301)

54、(301)D D 轉(zhuǎn)換成二進(jìn)制數(shù)轉(zhuǎn)換成二進(jìn)制數(shù): :2 2| | 301301 1501 1501余數(shù)余數(shù) 750 750 371 3712 2| | 181 1812 2| | 90 902 2| | 41 412 2| | 20 202 2| | 10 102 2| | 0101最低位最低位最高位最高位(100101101)(100101101)B整數(shù)商整數(shù)商小數(shù)部分轉(zhuǎn)換方法：小數(shù)部分轉(zhuǎn)換方法：采用采用乘乘R R取整法取整法。 【例例 】將將(0.6876)(0.6876)D D 轉(zhuǎn)換成二進(jìn)制數(shù)轉(zhuǎn)換成二進(jìn)制數(shù)( (保留小數(shù)點(diǎn)后保留小數(shù)點(diǎn)后4 4位位) )。純小數(shù)純小數(shù)0.68760.687

55、62 2 1.1.375237520.37520.37522 2 0.0.750475040.75040.75042 2 1.1.5008 5008 0.50080.50082 2 1.1.00160016最高位最高位最低位最低位(301.6876)(301.6876)D (100101101.1011)(100101101.1011)B(0.1011)(0.1011)B乘乘 積積計(jì)算到計(jì)算到第第5 5位位0.00160.00162 2 0.0.00320032注：注：任何任何十十進(jìn)制進(jìn)制整數(shù)整數(shù)都能精確地轉(zhuǎn)換成都能精確地轉(zhuǎn)換成R R進(jìn)制數(shù)；進(jìn)制數(shù)；某些某些十十進(jìn)制進(jìn)制小數(shù)小數(shù)不能精確地轉(zhuǎn)換成

56、不能精確地轉(zhuǎn)換成R R進(jìn)制數(shù)進(jìn)制數(shù)。 二進(jìn)制、八進(jìn)制、十六進(jìn)制數(shù)間的相互轉(zhuǎn)換二進(jìn)制、八進(jìn)制、十六進(jìn)制數(shù)間的相互轉(zhuǎn)換8 81 12 23 3，即，即一位一位八進(jìn)制數(shù)對應(yīng)八進(jìn)制數(shù)對應(yīng)3 3位位二進(jìn)制數(shù)二進(jìn)制數(shù); ;16161 12 24 4， 一位一位十六進(jìn)制數(shù)對應(yīng)十六進(jìn)制數(shù)對應(yīng)4 4位位二進(jìn)制數(shù)。二進(jìn)制數(shù)。二進(jìn)制二進(jìn)制 八進(jìn)制八進(jìn)制二進(jìn)制二進(jìn)制 十六進(jìn)制十六進(jìn)制二進(jìn)制二進(jìn)制 十六進(jìn)制十六進(jìn)制000 0000 00000 00000 01000 81000 8001 1001 10001 10001 11001 91001 9010 2010 20010 20010 21010 1010 A A0

57、11 3011 30011 3 0011 3 1011 1011 B B100 4100 40100 40100 41100 1100 C C101 5101 50101 50101 51101 1101 D D110 6110 60110 60110 61110 1110 E E111 7111 70111 70111 71111 1111 F F【例例1 1】將二進(jìn)制數(shù)將二進(jìn)制數(shù)100101101.1011100101101.1011轉(zhuǎn)換成十六進(jìn)制數(shù)轉(zhuǎn)換成十六進(jìn)制數(shù) ( (0000001 0010 1101.1011 )1 0010 1101.1011 )BD21B(12D.B)(12D.

58、B)H【例例2 2】將二進(jìn)制數(shù)將二進(jìn)制數(shù)100101101.1011100101101.1011轉(zhuǎn)換成八進(jìn)制數(shù)轉(zhuǎn)換成八進(jìn)制數(shù) (100 101 101.101 1 (100 101 101.101 10000) )B55454(455.54)(455.54)O【例例3 3】將十六將十六( (八八) )進(jìn)制數(shù)轉(zhuǎn)換成二進(jìn)制數(shù)進(jìn)制數(shù)轉(zhuǎn)換成二進(jìn)制數(shù)( )( )B B( (2 2C C1 1D D. .A A1)1)H H000100010010001011001100 0001000111011101. . 10101010( (7 71 12 23 3. .1 14 4) )O O( )( )B B

59、111111 001001 010010 011011. . 001001 100100機(jī)器數(shù)的概念機(jī)器數(shù)的概念將機(jī)器內(nèi)存儲(chǔ)的帶符號數(shù)稱為將機(jī)器內(nèi)存儲(chǔ)的帶符號數(shù)稱為機(jī)器數(shù)機(jī)器數(shù)由正、負(fù)號加絕對值表示的實(shí)際數(shù)稱為由正、負(fù)號加絕對值表示的實(shí)際數(shù)稱為真值數(shù)真值數(shù) 計(jì)算機(jī)內(nèi)部信息計(jì)算機(jī)內(nèi)部信息只有只有0 0和和1 1兩種形式。規(guī)定兩種形式。規(guī)定最最高位高位為為符號位符號位，用，用0 0表示表示“”號；用號；用1 1表示表示“”號，稱為號，稱為數(shù)符數(shù)符，其余位表示數(shù)值。，其余位表示數(shù)值。 如：十進(jìn)制數(shù)十進(jìn)制數(shù)-193-193的機(jī)器數(shù)表示：的機(jī)器數(shù)表示：(-193)(-193)D D(-11000001)

60、(-11000001)B B數(shù)符數(shù)符1 1數(shù)值部分?jǐn)?shù)值部分1 11 10 00 00 00 00 01 10 00 00 00 00 00 00 0思考題：思考題：用一個(gè)字節(jié)，分別表示無符號數(shù)和有用一個(gè)字節(jié)，分別表示無符號數(shù)和有符號數(shù)，各自的最大和最小十進(jìn)制數(shù)是多少？符號數(shù)，各自的最大和最小十進(jìn)制數(shù)是多少？1.9數(shù)數(shù)值值型型數(shù)數(shù)據(jù)據(jù)的的存存儲(chǔ)儲(chǔ) 機(jī)器內(nèi)部機(jī)器內(nèi)部小數(shù)點(diǎn)小數(shù)點(diǎn)是是隱含隱含的，位置可以的，位置可以固定固定，也可以也可以變動(dòng)變動(dòng)。前者稱為。前者稱為定點(diǎn)數(shù)定點(diǎn)數(shù)，后者稱為，后者稱為浮點(diǎn)數(shù)浮點(diǎn)數(shù)。 小數(shù)點(diǎn)位置小數(shù)點(diǎn)位置固定固定在數(shù)值在數(shù)值最低位后面最低位后面, ,表表示示整數(shù)整數(shù)。小數(shù)點(diǎn)位置定在數(shù)值小數(shù)點(diǎn)位置定在數(shù)值