西華大學(xué)專升本計算機(jī)資料

西華大學(xué)專升本計算機(jī)資料第1頁/共68頁2計算機(jī)知識及能力情況調(diào)查1、中學(xué)期間開過計算機(jī)課程嗎？主要計算機(jī)課程有哪些？2、掌握計算機(jī)基礎(chǔ)理論知識嗎，如計算機(jī)的組成、工作原理等？3、使用Windows操作系統(tǒng)的情況如何？4、能熟練編排Word文檔嗎？5、能上網(wǎng)查資料嗎？6、你會的其它計算機(jī)技能有哪些？學(xué)號：姓名：第2頁/共68頁3第1章計算機(jī)系統(tǒng)基礎(chǔ)知識1.1概述1.2計算機(jī)系統(tǒng)的組成及基本工作原理1.3計算機(jī)硬件系統(tǒng)1.4計算機(jī)軟件系統(tǒng)1.5計算機(jī)系統(tǒng)的多級層次結(jié)構(gòu)1.6計算機(jī)系統(tǒng)的選購第3頁/共68頁41.1概述1.1.1計算機(jī)的發(fā)展史圖靈、香農(nóng)

1936年，英國數(shù)學(xué)家圖靈（AlanMTuring，1912-1954，計算機(jī)科學(xué)之父，人工智能之父）在“論數(shù)字計算在決斷難題中的應(yīng)用”文中提出了一種描述計算步驟的數(shù)學(xué)模型。機(jī)器需要：①存儲器，用于貯存計算結(jié)果；②一種語言，表示運(yùn)算和數(shù)字；③掃描，得到輸入的內(nèi)容；④計算意向，即在計算過程中下一步打算做什么；⑤執(zhí)行下一步計算。1950年10月，圖靈又發(fā)表了另一篇題為“機(jī)器能思考嗎”的論文，成為劃時代之作。

第4頁/共68頁51.1概述1938年后，美國數(shù)學(xué)家香農(nóng)證明了可以采用能實(shí)現(xiàn)布爾代數(shù)運(yùn)算的繼電器或電子元件來制造計算機(jī)，為計算機(jī)具有邏輯功能奠定了基礎(chǔ)，從而使電子計算機(jī)既能用于數(shù)值計算，又具有各種非數(shù)值應(yīng)用功能，使得以后的計算機(jī)在幾乎任何領(lǐng)域中都得到了廣泛的應(yīng)用。第5頁/共68頁61.1概述2.ENIAC1946年，美國陸軍軍械部和賓夕法尼亞大學(xué)合作設(shè)計成功了世界上第一臺電子計算機(jī)，簡稱為ENIAC(ElectronicNumericalIntegratorAndCalculator)，它占地170平方米，重達(dá)30噸，由18800個電子管和5000個繼電器組成，功率150Kw，運(yùn)算速度5000次/秒。

第6頁/共68頁7第一臺計算機(jī)：1946，ENIAC重達(dá)30噸啟動電力150千瓦18000個電子管保存80個字節(jié)占地170平方米第7頁/共68頁81.1概述3.計算機(jī)發(fā)展的四代電子管計算機(jī)晶體管計算機(jī)集成電路計算機(jī)大規(guī)模集成電路計算機(jī)

起止年份主要元件應(yīng)用范圍第一代1946—1957電子管科學(xué)計算第二代1958—1964晶體管科學(xué)計算，數(shù)據(jù)處理，事務(wù)管理第三代1965—1970中小規(guī)模集成電路實(shí)現(xiàn)系列化、標(biāo)準(zhǔn)化、廣泛應(yīng)用于各領(lǐng)域第四代1971年及以后大規(guī)模、超大規(guī)模集成電路微型機(jī)和計算機(jī)網(wǎng)絡(luò)應(yīng)用，更加普及深入到社會生活各方面第8頁/共68頁91.1概述

新一代計算機(jī)新一代計算機(jī)是對第四代以后的各種未來型計算機(jī)的總稱，在習(xí)慣上也稱為第五代計算機(jī)。

由于計算機(jī)在從第一代到第四代的演變過程中，盡管發(fā)展速度驚人，但其工作原理和設(shè)計思想去始終一脈相承，即都采用了馮·諾依曼的“存儲程序原理”。因此，盡管計算機(jī)被稱為“電腦”，但其實(shí)在本質(zhì)上仍然只是一種機(jī)器。它們只能按照人們事先設(shè)計好的程序運(yùn)行，只能部分地、有限地模仿人類的智能。而新一代計算機(jī)則希望在這方面有重大突破，即希望新一代計算機(jī)能最大限度地模擬人腦的功能，具有人類大腦所特有的聯(lián)想、推理、學(xué)習(xí)等能力，具有對語言、聲音、圖像以及各種模糊信息的感知、識別和處理能力。第9頁/共68頁10計算機(jī)發(fā)展史第一代（1946~1957）電子管5千~4萬（次/秒）第二代（1958~1964）晶體管幾十萬~百萬（次/秒）第三代（1965~1970）集成電路百萬~幾百萬（次/秒）第四代（1971~）大規(guī)模集成電路幾百萬~幾億（次/秒）第10頁/共68頁111.1概述1.1.2微型計算機(jī)的發(fā)展史第一階段：1971～1973年，微處理器有4004、4040、8008。

第二階段：1973～1977年，微處理器有8080、8085、M6800、Z80等。第三階段：1978～1983年，十六位微型計算機(jī)的發(fā)展階段，微處理器有8086、8088、80186、80286、M68000、Z8000等。第四階段：從1983年開始至今，這一階段為32位微型計算機(jī)的發(fā)展階段。2003年開始有相關(guān)廠商推出了采用64位處理器的電腦，到了2005年后，64位處理器的生產(chǎn)技術(shù)日趨成熟且性價比大幅下降，因此當(dāng)今社會正步入64位機(jī)時代。4位機(jī)8位機(jī)16位機(jī)32位機(jī)64位機(jī)第11頁/共68頁121.1概述1.1.3計算機(jī)在中國的發(fā)展情況第一臺國產(chǎn)電子計算機(jī)JS-1銀河系列計算機(jī)，1983年，"銀河Ⅰ號"巨型計算機(jī)研制成功，運(yùn)算速度達(dá)每秒1億次。每秒鐘運(yùn)算一億次以上

曙光系列計算機(jī)聯(lián)想系列計算機(jī)浪潮系列計算機(jī)曙光5000巨型機(jī)，速度達(dá)到每秒二百三十萬億次

第12頁/共68頁131.1概述1.1.4計算機(jī)的分類和特點(diǎn)（分類）按數(shù)據(jù)的表示形式分類

電子模擬計算機(jī)電子數(shù)字計算機(jī)按計算機(jī)的用途分類

專用計算機(jī)通用計算機(jī)按計算機(jī)的規(guī)模分類 巨型機(jī)、大型機(jī)、中型機(jī)、小型機(jī)、微型機(jī)（微機(jī)）和單片機(jī)等類型

第13頁/共68頁141.1概述1.1.4計算機(jī)的分類和特點(diǎn)(特點(diǎn)）①運(yùn)算速度快②精確度高③有記憶能力④有邏輯判斷能力⑤能在程序控制下自動進(jìn)行工作第14頁/共68頁151.1概述1.1.5計算機(jī)的應(yīng)用科學(xué)計算

信息處理

過程控制

計算機(jī)輔助工程計算機(jī)輔助設(shè)計（CAD）計算機(jī)輔助制造

（CAM）計算機(jī)輔助教學(xué)（CAI）人工智能

計算機(jī)網(wǎng)絡(luò)和電子商務(wù)

智能家電

虛擬現(xiàn)實(shí)第15頁/共68頁16計算機(jī)與信息技術(shù)的發(fā)展和展望信息技術(shù)（InformationTechnology，簡稱IT）主要包括計算機(jī)技術(shù)、通信技術(shù)、微電子技術(shù)、傳感技術(shù)、多媒體技術(shù)、網(wǎng)絡(luò)技術(shù)、無線電技術(shù)。其中通信技術(shù)、微電子技術(shù)、計算機(jī)技術(shù)是信息技術(shù)的核心。21世紀(jì)，計算機(jī)和網(wǎng)絡(luò)技術(shù)在社會的各方面得到廣泛應(yīng)用，并改變著人們的工作、學(xué)習(xí)和生活方式。第16頁/共68頁17信息技術(shù)的發(fā)展趨勢及展望1．電話網(wǎng)、有線電視網(wǎng)，計算機(jī)網(wǎng)（主要指因特網(wǎng)）“三網(wǎng)合一”將成為信息技術(shù)發(fā)展的必然。2．?dāng)?shù)字化將是21世紀(jì)的核心任務(wù)。3．21世紀(jì)的管理模式將會主要演變?yōu)榫W(wǎng)上管理模式。4．教育體制即將發(fā)生革命性的改變。5．在21世紀(jì)，信息技術(shù)的發(fā)展將進(jìn)入后PC時代。即：將微電子技術(shù)、微處理器技術(shù)等應(yīng)用到所有的家用電器上。第17頁/共68頁18未來新型計算機(jī)摩爾定律晶體管數(shù)10K100K1M10M100M197519801985199519902000單位時間執(zhí)行的指令數(shù)百萬條/每秒0.111025500400480808088828683868486Pentium2000年的微處理器每18-24個月芯片能力增長一倍。第18頁/共68頁19未來新型計算機(jī)第19頁/共68頁20未來新型計算機(jī)計算機(jī)問世50多年來，運(yùn)算速度已提高了約10億倍。在最新一代芯片中，晶體管之間的連接導(dǎo)線的厚度已被蝕刻到只有0.18微米，是人發(fā)的1／500。按照摩爾定律，芯片制造商大約每18個月就會把擠在指甲殼那么大的硅片里的晶體管數(shù)量增加一倍。但是物理學(xué)定律認(rèn)為，這種成倍增長的速度不會永遠(yuǎn)持續(xù)下去?？茖W(xué)家預(yù)言，除了用電子器件構(gòu)成計算機(jī)外，還可用其它器件來制成計算機(jī)，未來將出現(xiàn)光計算機(jī)、生物計算機(jī)、超導(dǎo)計算機(jī)、量子計算機(jī)和神經(jīng)計算機(jī)等。

第20頁/共68頁211.2計算機(jī)系統(tǒng)的組成及工作原理1.2.1計算機(jī)系統(tǒng)的組成第21頁/共68頁221.2計算機(jī)系統(tǒng)的組成及工作原理1.2.2計算機(jī)的基本工作原理

第22頁/共68頁231.2計算機(jī)系統(tǒng)的組成及工作原理1.2.2計算機(jī)的基本工作原理

基于馮·諾依曼體系結(jié)構(gòu)的計算機(jī)的特點(diǎn)采用二進(jìn)制的表示形式表示數(shù)據(jù)和程序；采用存儲程序方式；計算機(jī)由輸入設(shè)備、輸出設(shè)備、運(yùn)算器、存儲器和控制器五大部件組成，以運(yùn)算器為中心，數(shù)據(jù)的運(yùn)算、輸入輸出設(shè)備與存儲器之間的數(shù)據(jù)傳送都通過運(yùn)算器進(jìn)行。第23頁/共68頁241.2計算機(jī)系統(tǒng)的組成及工作原理構(gòu)成計算機(jī)的五大部件：運(yùn)算器：是計算機(jī)的執(zhí)行部件，通過完成算術(shù)運(yùn)算、邏輯運(yùn)算，實(shí)現(xiàn)對數(shù)據(jù)的加工和處理?？刂破鳎菏怯嬎銠C(jī)的指揮和控制中心，用于控制計算機(jī)的各個部件的協(xié)調(diào)工作。存儲器：是計算機(jī)的存儲部件，用于存放程序和數(shù)據(jù)

輸入設(shè)備：將各種不同類型的外部信息轉(zhuǎn)換成一定的數(shù)據(jù)格式后送入主機(jī)系統(tǒng)的設(shè)備輸出設(shè)備：將計算機(jī)的處理結(jié)果轉(zhuǎn)換成外部世界可以接收的形式的設(shè)備。

第24頁/共68頁251.指令讓計算機(jī)完成某個操作發(fā)出的命令。操作碼操作數(shù)2.程序有序的指令集合。3.指令的執(zhí)行取指周期：內(nèi)存指令執(zhí)行周期：控制信號有關(guān)部件動作CPU譯碼CPU4.程序的執(zhí)行CPU不斷地取指令，執(zhí)行指令。1.2計算機(jī)系統(tǒng)的組成及工作原理第25頁/共68頁261.2計算機(jī)系統(tǒng)的組成及工作原理1.2.3指令和指令系統(tǒng)

指令是指揮機(jī)器工作的指示和命令，一系列指令按一定順序排列就構(gòu)成了程序

,指令是由操作碼和地址碼兩部分組成；操作碼是用來指明該指令所要完成的操作,其位數(shù)反映了機(jī)器的操作種類,其長度可固定也可不固定。地址碼用來指出該指令的源操作數(shù)的地址、結(jié)果的地址以及下一條指令的地址

指令字長取決于操作碼的長度、操作數(shù)地址的長度和操作數(shù)地址的個數(shù)。不同機(jī)器的指令字長是不相同的第26頁/共68頁271.2計算機(jī)系統(tǒng)的組成及工作原理1.2.3指令和指令系統(tǒng)

指令的分類與尋址方式

算術(shù)邏輯運(yùn)算指令

浮點(diǎn)運(yùn)算指令位操作指令

其他指令第27頁/共68頁281.2計算機(jī)系統(tǒng)的組成及工作原理1.2.3指令和指令系統(tǒng)

指令系統(tǒng)

一臺計算機(jī)中所有機(jī)器指令的集合，稱為這臺計算機(jī)的指令系統(tǒng)。

指令系統(tǒng)的優(yōu)化設(shè)計有兩個截然相反的方向，即CISC和RISC。RISC指令系統(tǒng)是CISC指令系統(tǒng)的改進(jìn)，主要特點(diǎn)是：指令條數(shù)少；指令長度固定，指令格式和尋址種類少；只有取數(shù)／存數(shù)指令訪問存儲器，其余指令的操作均在寄存器之間進(jìn)行。第28頁/共68頁291.3計算機(jī)硬件系統(tǒng)微機(jī)基本結(jié)構(gòu)：顯示器、鍵盤和主機(jī)第29頁/共68頁301.3計算機(jī)硬件系統(tǒng)CPU＝運(yùn)算器＋控制器

主機(jī)＝CPU＋主存儲器＋總線＋輸入/輸出接口

計算機(jī)系統(tǒng)中廣泛采用總線將五大部件聯(lián)系起來。

將各種不同類型的外部信息轉(zhuǎn)換成一定的數(shù)據(jù)格式后送入主機(jī)系統(tǒng)的設(shè)備稱做輸入設(shè)備將計算機(jī)的處理結(jié)果轉(zhuǎn)換成外部世界可以接收的形式的設(shè)備稱做輸出設(shè)備。

第30頁/共68頁311.3計算機(jī)硬件系統(tǒng)主機(jī)的內(nèi)部構(gòu)造機(jī)箱和電源主板CPU存儲器

第31頁/共68頁321.3計算機(jī)硬件系統(tǒng)1.3.1機(jī)箱和電源第32頁/共68頁331.3計算機(jī)硬件系統(tǒng)1.3.2主板內(nèi)存條插槽芯片組BIOS芯片CPU插座串行接口AGP擴(kuò)展槽PCI擴(kuò)展槽CMOS電池第33頁/共68頁341.3計算機(jī)硬件系統(tǒng)1.3.3CPU（運(yùn)算器和控制器）第34頁/共68頁351.3計算機(jī)硬件系統(tǒng)1.3.4存儲器8位(bit)一個字節(jié)(Byte)，每個字節(jié)都有地址。換算關(guān)系為：

1B=8b 1KB=1024B 1MB=1024KB 1GB=1024MB 1TB=1024GB第35頁/共68頁361.3計算機(jī)硬件系統(tǒng)1.3.4存儲器第36頁/共68頁371.3計算機(jī)硬件系統(tǒng)1.3.4存儲器內(nèi)部存儲器訪問速度快信息暫時性相對價格高存儲容量小外部存儲器訪問速度慢信息永久性相對價格低存儲容量大第37頁/共68頁381.3計算機(jī)硬件系統(tǒng)1.3.4存儲器1．內(nèi)部存儲器（1）隨機(jī)存取存儲器(RandomAccessMemory，簡稱RAM)RAM通常指計算機(jī)主存，使用動態(tài)隨機(jī)存儲器，制作成內(nèi)存條形式出現(xiàn)。CPU對它們既可讀出又可寫入數(shù)據(jù)。（2）只讀存儲器(ReadonlyMemory，簡稱ROM)CPU對它們只取不存，其信息用戶無法修改。斷電時信息不會丟失。ROM中一般存放計算機(jī)系統(tǒng)管理程序。（3）高速緩沖存儲器Cache是介于CPU和內(nèi)存之間的一種可高速存取信息的芯片，用于解決它們之間的速度沖突問題，CPUCacheRAM第38頁/共68頁391.3計算機(jī)硬件系統(tǒng)2．外部存儲器（1）軟盤用表面涂有磁性材料柔軟的聚酯材料制成讀寫軟盤時，磁頭直接接觸盤面。常用軟盤容量為1.44MB新型磁盤具有100MB~250MB容量第39頁/共68頁401.3計算機(jī)硬件系統(tǒng)2．外部存儲器（2）硬盤硬盤片是由涂有磁性材料的鋁合金構(gòu)成讀寫硬盤時，磁性圓盤高速旋轉(zhuǎn)產(chǎn)生的托力使磁頭懸浮在盤面上而不接觸盤面硬盤容量視具體類型而定硬盤片讀寫磁頭第40頁/共68頁411.3計算機(jī)硬件系統(tǒng)2．外部存儲器（3）光盤衡量光盤驅(qū)動器傳輸數(shù)據(jù)速率的指標(biāo)叫做倍速，一倍速率=150KB/秒常用：只讀型光盤CD-ROM

一次性可寫入光盤CD-R，需要光盤刻錄機(jī)完成數(shù)據(jù)的寫入后繼產(chǎn)品DVD-ROM，DVD-ROM一倍速率是1.3MB/秒普通光盤刻錄光盤第41頁/共68頁421.3計算機(jī)硬件系統(tǒng)2．外部存儲器（4）優(yōu)盤優(yōu)盤是一種使用FLASH芯片作為存儲介質(zhì)的一種移動存儲設(shè)備，通常使用USB接口連接，并且不需要長期安裝在計算機(jī)上，只是在需要的時候插入到相應(yīng)的USB接口就是，具有容量大，重量輕，體積小，穩(wěn)定性好的特性。

第42頁/共68頁431.3計算機(jī)硬件系統(tǒng)1.3.5總線和接口總線是連接多個部件的信息傳輸線，是各部件共享的傳輸介質(zhì)按傳輸方式分為并行傳輸總線和串行傳輸總線按總線使用范圍可分為計算機(jī)總線、測控總線、網(wǎng)絡(luò)通信總線等按照其功能及傳輸信息的種類可分為：數(shù)據(jù)總線、地址總線和控制總線按照總線所連部件的不同，可分為：片內(nèi)總線、系統(tǒng)總線、通信總線。第43頁/共68頁441.3計算機(jī)硬件系統(tǒng)微型計算機(jī)三總線結(jié)構(gòu)圖第44頁/共68頁451.3計算機(jī)硬件系統(tǒng)1.3.5總線和接口第45頁/共68頁461.3計算機(jī)硬件系統(tǒng)1.3.5總線和接口擴(kuò)展插槽第46頁/共68頁471.3計算機(jī)硬件系統(tǒng)1.3.5總線和接口I/O接口(a)第47頁/共68頁481.3計算機(jī)硬件系統(tǒng)1.3.5總線和接口I/O接口(b)第48頁/共68頁491.3計算機(jī)硬件系統(tǒng)1.3.6計算機(jī)的輸入/輸出設(shè)備輸入設(shè)備輸出設(shè)備處理結(jié)果數(shù)據(jù)二進(jìn)制內(nèi)存數(shù)字、字符、圖像、聲音并行端口串行端口鼠標(biāo)接口鍵盤接口第49頁/共68頁501.3計算機(jī)硬件系統(tǒng)1.輸入設(shè)備計算機(jī)的輸入設(shè)備按功能可分為下列幾類：①字符輸入設(shè)備：如鍵盤；②光學(xué)閱讀設(shè)備：如光學(xué)標(biāo)記閱讀機(jī)，光學(xué)字符閱讀機(jī)；③圖形輸入設(shè)備：如鼠標(biāo)器、操縱桿、光筆；④圖像輸入設(shè)備：如攝像機(jī)、掃描儀、傳真機(jī)；⑤模擬輸入設(shè)備：如語言模數(shù)轉(zhuǎn)換識別系統(tǒng)。

第50頁/共68頁511.3計算機(jī)硬件系統(tǒng)1.輸入設(shè)備第51頁/共68頁521.3計算機(jī)硬件系統(tǒng)1.輸入設(shè)備第52頁/共68頁531.3計算機(jī)硬件系統(tǒng)1.輸入設(shè)備第53頁/共68頁541.3計算機(jī)硬件系統(tǒng)2.輸出設(shè)備第54頁/共68頁551.3計算機(jī)硬件系統(tǒng)2.輸出設(shè)備第55頁/共68頁561.3計算機(jī)硬件系統(tǒng)2.輸出設(shè)備打印機(jī)（Printer）是計算機(jī)最基本的輸出設(shè)備之一。它將計算機(jī)的處理結(jié)果打印在紙上。打印機(jī)按印字方式可分為擊打式和非擊打式兩類針式打印機(jī)（擊打式）激光打印機(jī)（非擊打式）噴墨式打印機(jī)（非擊打式）聲卡和音箱第56頁/共68頁57只有硬件，計算機(jī)是無法工作的！——軟件是計算機(jī)的思想和靈魂！1.4計算機(jī)軟件系統(tǒng)第57頁/共68頁581.4計算機(jī)軟件系統(tǒng)1.4.1計算機(jī)軟件的概念軟件系統(tǒng)是指程序及有關(guān)程序的技術(shù)文檔資料，各種軟件的有機(jī)組合構(gòu)成了軟件系統(tǒng)。根據(jù)軟件的用途，軟件系統(tǒng)可分為系統(tǒng)軟件和應(yīng)用軟件兩大類第58頁/共68頁591.4計算機(jī)軟件系統(tǒng)1.4.2系統(tǒng)軟件系統(tǒng)軟件是一組以管理和維護(hù)計算機(jī)本身的資源、保證計算機(jī)系統(tǒng)能夠高效正確運(yùn)行為目的的基礎(chǔ)軟件，常常作為計算機(jī)系統(tǒng)的一個組成部分和計算機(jī)硬件一起提供給用戶。系統(tǒng)軟件中最重要的是操作系統(tǒng)，它負(fù)責(zé)管理和調(diào)度系統(tǒng)的軟硬件資源，向用戶提供操作界面

系統(tǒng)軟件還包括各種計算機(jī)語言處理程序和系統(tǒng)、數(shù)據(jù)庫管理系統(tǒng)、供程序員使用的各類軟件工具和各種標(biāo)準(zhǔn)程序庫等。如匯編語言編譯程序、C語言編譯程序、ORACLE、Linux等都屬于系統(tǒng)軟件。

第59頁/共68頁601.4計算機(jī)軟件系統(tǒng)1.4.3應(yīng)用軟件應(yīng)用軟件是指用戶為解決某個應(yīng)用領(lǐng)域中的各類問題而編制的程序

如：Office、Photoshop、3Dmax、游戲軟件等等都屬于應(yīng)用軟件

第60頁/共68頁611.4計算機(jī)軟件系統(tǒng)1.4.4計算機(jī)語言計算機(jī)語言提供了人們與計算機(jī)交流的