第一章 信息與計算機基礎(chǔ)知識

第一章信息與計算機基礎(chǔ)知識

本章要點

目錄8B信息與計算機

據(jù)信息數(shù)字化的方法與技術(shù)

上一頁

下-W據(jù)計算機硬件系統(tǒng)

即計算機軟件系統(tǒng)

退出據(jù)微機系統(tǒng)的安裝與維護

第一章信息與計算機基礎(chǔ)知識

1.1、信息與計算機

目錄1.1.1信息與信息技術(shù)

H回信息(Information):

信息就是指以聲音、語言、文字、圖像、動畫、氣味等

上一頁

方式所表示的實際內(nèi)容。客觀事物狀態(tài)和運動特征的一種

下一頁普遍形式。

信息是一種消息，通常以或的形式來表

退出

現(xiàn)，是按有意義的關(guān)聯(lián)排列的結(jié)果。信息由數(shù)據(jù)和符

號組成。

聯(lián)合國教科文組織把信息化社會的知識結(jié)構(gòu)描述為：

數(shù)據(jù)玲信息玲知識玲智慧(多層次的金字塔型)/

/知識\

/信息

/數(shù)據(jù)

第一章信息與計算機基礎(chǔ)知識

1.1.1信息與信息技術(shù)

目錄

遍

■普1,

一

限

無

，

二

上一頁一

載

寄.

下一晟1

效

時?

1二

可處

退出理nt

二

共事1?

二

層次

，

二

傳遞

1,

一

第一章信息與計算機基礎(chǔ)知識

1.1.1信息與信息技術(shù)

目錄信息技術(shù)(IT)：

■利用計算機和現(xiàn)代通信手段實現(xiàn)信息的獲取、傳遞、存儲、

處理、顯示和分配等相關(guān)技術(shù)。信息技術(shù)的研究包括科學(xué)，

上一頁

技術(shù)，工程以及管理等學(xué)科。

下-W

計算機(Computer)技術(shù)、通信(Communication)

退出

技術(shù)和控制(Control)技術(shù)

第一章信息與計算機基礎(chǔ)知識

1.1.2信息化與信息社會

目錄

■信息社會是信息化的必然結(jié)果，但信息社會與工業(yè)社會

并沒有一個嚴(yán)格的界限，是一個漸進的演化過程。

上一頁

下-W主要特征：

(1)腦力勞動相當(dāng)部分可以由計算機系統(tǒng)代替完成；

退出(2)信息網(wǎng)絡(luò)及其服務(wù)中心的展開，成為社會信息交換的主角；

(3)信息產(chǎn)業(yè)將成為社會的主要支柱產(chǎn)業(yè)之一；

(4)專業(yè)技術(shù)階層成為社會的主導(dǎo)階層和中堅力量；

(5)在社會生產(chǎn)中，體力勞動和資源的投入相對減少，腦力勞動

和科學(xué)技術(shù)的投入相對增加。

第一章信息與計算機基礎(chǔ)知識

1.1.3信息處理的歷史與計算機

——信息處理的歷史

目錄信息處理是對信息進行的識別、分類、分離、變換

■和選擇，以提高信息的有效性、真實性、使用級別，更

好地為人們所利用。

上一頁

最有效手段是計算機。通過數(shù)據(jù)的采集和輸入，把

下-W數(shù)據(jù)組織到計算機中，由計算機系統(tǒng)進行一系列的處理

操作，最后輸出加工后的信息結(jié)果。

退出

人類處理信息的四個階段：

1）原始階段：“結(jié)繩記事”

2）手工階段:文字的產(chǎn)生和使用算盤的使用

3）機電階段：以蒸汽機的出現(xiàn)為標(biāo)志,一個全新的時代,工業(yè)

社會的出現(xiàn)。

4）現(xiàn)代階段:3C技術(shù)的普及。

第一章信息與計算機基礎(chǔ)知識

113信息處理的歷史與計算機

——計算機的發(fā)展

目錄

■年（）賓夕法尼亞大學(xué)第一臺數(shù)字電子計算

機ENIAC誕生.

上一頁?比較：

下-W

ENIAC:18000個電子管、1500個繼電器、占地1

退出萬平方米重30余噸、耗電150千瓦

Pentium:幾百萬個晶體管、面積25平方厘米、總

功耗小于15瓦

第一章信息與計算機基礎(chǔ)知識

第一章信息與計算機基礎(chǔ)知識

最早的計算機模型

第一章信息與計算機基礎(chǔ)知識

經(jīng)過改進后的計算機強

上一頁內(nèi)部存儲器

下一頁

輸出設(shè)備中央處理器輸入設(shè)備

第一章信息與計算機基礎(chǔ)知識

第一章信息與計算機基礎(chǔ)知識

1.1.3信息處理的歷史與計算機

——計算機的發(fā)展

目錄

■劃分為四代:

上一頁第一代：（1946-1957）時代

下-W第二代：（1958-1964）時代（出現(xiàn)編程語言）

退出第三代：（1965-1970）中小規(guī)模集成電路（操作系

統(tǒng)成熟）

第四代：（1971—現(xiàn)在）大規(guī)模、超大規(guī)模集成崢

（出現(xiàn)網(wǎng)絡(luò)，使用面日益廣泛）

新一代計算機：超級計算機（智能計算機）

第一章信息與計算機基礎(chǔ)知識

1.1.3信息處理的歷史與計算機

——計算機分類

目錄

■計算機分類

上一頁按計算機的用途分類：

下-W通用計算機、專用計算機

通用計算機按性能分類：

退出巨型機、大型機、小型機、微機、

按所處理的信息分類：

模擬計算機、數(shù)字計算機、數(shù)?；旌嫌嬎銠C

按使用分類：./

服務(wù)器、工作站、臺式機、筆記本電腦、掌上電腦

第一章信息與計算機基礎(chǔ)知識

113信息處理的歷史與計算機

——計算機應(yīng)用領(lǐng)域

目錄

■

科學(xué)計算：解決科學(xué)實驗和工程計算中的數(shù)學(xué)問題。

上一頁信息處理：主要是指非數(shù)值形式的數(shù)據(jù)處理。

下-W

過程控制：將模擬信息如壓力、速度等模擬量轉(zhuǎn)換成數(shù)

退出字量，再由計算機進行處理。

計算機輔助系統(tǒng)：CAI、CAD、CAM、CAT、CIMS等系統(tǒng)。

第一章信息與計算機基礎(chǔ)知識

1.1.4信息系統(tǒng)及應(yīng)用

目錄］信息系統(tǒng)：

信息系統(tǒng)是具有數(shù)據(jù)采集、處理、分析、傳播和表

達能力的計算機系統(tǒng)，它能夠為單一的或有組織的決策

上一頁|過程提供有用的信息。

示一十一個基于計算機的信息系統(tǒng)包括計算機硬件、軟件、

J數(shù)據(jù)和用戶四大要素。

信息系統(tǒng)一般分為三種：

事務(wù)處理系統(tǒng)（POS系統(tǒng)）

管理信息系統(tǒng)（MIS）

決策支持系統(tǒng)（專家系統(tǒng)）

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115信息技術(shù)的發(fā)展趨勢

目錄1、三網(wǎng)合一：電話網(wǎng)、有線電視網(wǎng)、計算機網(wǎng)（主要

■指Internet）

上一頁2、數(shù)字化將是信息技術(shù)發(fā)展的一個必然趨勢

下-W

3、集成電路技術(shù)、軟件技術(shù)、計算機技術(shù)、通信技術(shù)和

退出廣播電視技術(shù)

4、信息技術(shù)發(fā)展將導(dǎo)致更加高速、更大容量的信息化產(chǎn)

品不斷出現(xiàn).

6、信息技術(shù)的發(fā)展將進入后PC時代

第一章信息與計算機基礎(chǔ)知識

1.2信息數(shù)字化的方法與技術(shù)

目錄計算機的基本功能是對數(shù)據(jù)進行運算和加工處理。

■

數(shù)據(jù)有兩種:

上一頁數(shù)值數(shù)據(jù),如3.1416、-2.81……；

下-W非數(shù)值數(shù)據(jù)（信息），如A,b,+……o

退出數(shù)據(jù)在計算機中都是用二進制數(shù)碼表示的。

數(shù)值處理采用二進制運算；

非數(shù)值處理采用二進制編碼。

第一章信息與計算機基礎(chǔ)知識

1.2.1數(shù)值信息的表示

——進位計數(shù)制

目錄

■一種進位計數(shù)制包含一組數(shù)碼符號和兩個基本因素：

上一頁數(shù)碼：一組用來表示某種數(shù)制的符號。

下-W如：1、2、3、A、Bo

退出基數(shù)：數(shù)制所用數(shù)碼個數(shù)。

用R表示，稱R進制，“逢R進一”。如：十進制的基

數(shù)是10,逢10進1。

位權(quán)：數(shù)碼在不同位置上的權(quán)值Rno

如：十進制的個位的位權(quán)是“1”，百位位權(quán)是

第一章信息與計算機基礎(chǔ)知識

1.2.1數(shù)值信息的表示

----進位計數(shù)制

目錄十進制

■

為10,逢10進1

上一頁用10個符號0、1、……、8、9來表示（）

權(quán)為

下-W1CP

十進制數(shù)按“權(quán)”展開的多項式

22

退出I234.56=2X1O+3X101+4X10°+5XlO^+GXIO

二進制

為2,逢2進1

用。和1來表示（）

為2n

二進制數(shù)按“權(quán)”展開的多項式。

11O.O1=1X22+1X21+OX2°+OX21+1X2-2

第一章信息與計算機基礎(chǔ)知識

1.2.1數(shù)值信息的表示

----進位計數(shù)制

目錄

■八進制

基投為8,逢8進1

上一頁

用8個符號0、1、……6、7來表示（）

下-W

權(quán)為8n

退出

十六進制

為16,逢16進1

用16個符號0、1、……9、A、B、C、D、E、F來

表示（）

為16n

第一章信息與計算機基礎(chǔ)知識

1.2.1數(shù)值信息的表示

——進位計數(shù)制

目錄書寫格式：

■

11101101⑵，331⑶，35.81a。)，F(xiàn)A5(16)

10110.011),(755),(139)I。，(AD6)

上一頁2816

下-W10101001B，7890，3762D,2CE6H

退出B、0、D、H分別表示二進制、八進制、十進制、十六

進制。

第一章信息與計算機基礎(chǔ)知識

1.2.1數(shù)值信息的表示

——數(shù)制之間的轉(zhuǎn)換

目錄

■1、二進制數(shù)、八進制數(shù)、十六進制數(shù)轉(zhuǎn)換為十進制數(shù)

上一頁

下-W方法：各種r進制的數(shù)按權(quán)展開后求得結(jié)果即為十進制數(shù)。

(1011.101)2

退出=1X23+0X22+1X21+1X2°+1X2-1+OX22+1X2-3

=8+0+2+1+1/2+0+1/8=11.625D

321

(2576)8=2X8+5X8+7X8+6X80=(1406)10

1

(3D)16=3X16+13X16°=(61)10

1

(F.B)16=15X160+11X16-=15+11/16=(15.6875)10

第一章信息與計算機基礎(chǔ)知識

1.2.1數(shù)值信息的表示

——數(shù)制之間的轉(zhuǎn)換

目錄十進制數(shù)轉(zhuǎn)換為r進制數(shù)

第一章信息與計算機基礎(chǔ)知識

1.2.1數(shù)值信息的表示

——數(shù)制之間的轉(zhuǎn)換

目錄

■

一個有限的十進制小數(shù)并非一定能夠轉(zhuǎn)換成一個有限的R

上一頁進制小數(shù)，即上述過程中乘積的小數(shù)部分可能永遠(yuǎn)不等于

下-W

0,可按要求進行到某一精確度為止。

退出如果一個十進制數(shù)既有整數(shù)部分，又有小數(shù)部分，則可

將整數(shù)部分和小數(shù)部分分別進行轉(zhuǎn)換，然后再把兩部分結(jié)

果合并起來。

第一章信息與計算機基礎(chǔ)知識

1.2.1數(shù)值信息的表示

——數(shù)制之間的轉(zhuǎn)換

目錄二進制數(shù)與八進制、十六進制數(shù)的互相轉(zhuǎn)換

■

1.二進制轉(zhuǎn)化成八進制和十六進制

上一頁

整數(shù)部分：從右向左進行分組。

下-W

小數(shù)部分：從左向右進行分組。

退出轉(zhuǎn)化成八進制三位一組。

轉(zhuǎn)化成十六進制四位一組，不足補考。

例如：110110110.110101(B)=1556.65(0)

155665

1101101110.110101XB)=36F.D4(H)

36FD4/

后面補2個0,變

成0100

第一章信息與計算機基礎(chǔ)知識

1.2.1數(shù)值信息的表示

——數(shù)制之間的轉(zhuǎn)換

目錄八進制、十六進制數(shù)數(shù)轉(zhuǎn)換成二進制數(shù)

■每一個八進制數(shù)對應(yīng)二進制的三位。

上一頁每一個十六進制數(shù)對應(yīng)二進制的四位。

下-W例如：

2C1D(H)=0010110000011101(B)

退出2C1D

7123(0)=111001010011(B)

7123

第一章信息與計算機基礎(chǔ)知識

注：八進制與十六進制的直接轉(zhuǎn)換比較麻煩。

可以先將八進制（十六進制）轉(zhuǎn)換為二進制，再轉(zhuǎn)換為十

六進制（八進制）。

上一頁

下一頁八進制數(shù)：637.15

退出

二進制數(shù)：110011111.001101

-----?J--L-?、-----，、」、""V'

十六進制數(shù)：19F.34

第一章信息與計算機基礎(chǔ)知識

1.2.1數(shù)值信息的表示

——二進制數(shù)的運算

目錄算術(shù)運算:

■加法：0+0=01+0=0+1=11+1=10

減法：0—0=01-0=11-1=010-1=1

上一頁乘法：0X0=0ixo=oxi=01x1=1

下-W

除法：0+1=01+1=1

邏輯運算：

退出

或運算（+、V）

0+0=01+0=10+1=11+1=1

與運算（?、△）

0-0=01-0=00-1=01-1=1

非運算（一、?。?/p>

!0=1!1=0

異或運算十

0十0=01十0=10十1=11十1=0

第一章信息與計算機基礎(chǔ)知識

非數(shù)值信息的表示

信息：

數(shù)值、文字、語音、圖形和圖象。

上■人4信息必須數(shù)字化編碼，才能傳送、存儲和處理。

編碼：

退下采用少量的基本符號，按一定的組合原則，以表示大量復(fù)

雜多樣的信息。

第一章信息與計算機基礎(chǔ)知識

1.2.2文本信息的表示

——西文字符的編碼

目錄JASCH碼（美國信息交換標(biāo)準(zhǔn)代碼）

ASCH碼占一個字節(jié)，有7位標(biāo)準(zhǔn)ASCH碼和8位擴充ASCH碼。

說明：7位二進制數(shù)給出了128個不同的組合，表示了128個

2不同的字符。其中95個字符可以顯示。包括大小寫英文字母、

卜一頁」數(shù)字、運算符號、標(biāo)點符號等。另外的33個字符，是不可顯

示的，它們是控制碼，編碼值為0?31和127。

高三位（列）低四位（行）

01

奇便效驗位

第一章信息與計算機基礎(chǔ)知識

1.2.2文本信息的表示

——西文字符的編碼

ASCII標(biāo)準(zhǔn)碼編碼表

目錄

■000001010Oil100101110111

b3b2bi

0000NULDLESP0@Pp

上一頁1

0001SOHDC11AQaq

下-W0010STXDC2M2BRb

0011ETXDC3#3CSc’

退出0100EOTDC4$4DTdt

0101ENQNAK%5EUeu

0110ACKSYN:在6FVfV

I

0111BELETB7Gwgw

1000BSCAN(8HXhX

1001HTEM)9IY

*y

1010LFSUB*JZ

1011VTESC+K(k(

1100FFFS9<L11

1101CRGS■sM)m}

A

1110SORS工.>Nn*

1111SIUS?0oDEL

第一章信息與計算機基礎(chǔ)知識

1.2.2文本信息的表示

——漢字編碼

漢字編碼

目錄

■

漢字處理過程

上一頁

下一晟

退出轉(zhuǎn)為內(nèi)碼

輸入碼

（外碼）

內(nèi)

碼

依

多樣性據(jù)

標(biāo)

碼

輸出碼（字

唯一性

形碼）（漢

字庫）

第一章信息與計算機基礎(chǔ)知識

1.2.2文本信息的表示

——漢字編碼

國標(biāo)碼：1981年我國按國際標(biāo)準(zhǔn)規(guī)定了每個漢字的編碼。

目錄GB2312-80（信息交換用漢字編碼字符集?基本集

■

?:?國標(biāo)碼中共規(guī)定了6763個漢字的代碼，其中3755個為最

上一頁

常用漢字；3008個為較常用漢字。

下-W

?:?規(guī)定用二個字節(jié)中的后7位來表示，其最高位為0,第一

退出字節(jié)稱為區(qū)（共94個區(qū)），第二字節(jié)稱為位（共94個

位）。每個漢字和符號都有唯一的區(qū)號和位號，將區(qū)號

和位號放在一起就形成了漢字或符號的區(qū)位碼。

國標(biāo)碼首字節(jié)二區(qū)號+20H

國標(biāo)碼尾字節(jié)二位號+20H

第一章信息與計算機基礎(chǔ)知識

1.2.2文本信息的表示

——漢字編碼

目錄國標(biāo)碼的二義性：

■

如：漢字'啊'的區(qū)是30H,位是21H,而西文字符'（T,

上一頁'!，的ASCH碼也是30H,21H,由此產(chǎn)生了二義性。

下-W機內(nèi)碼

為了避免二義性，漢字編碼規(guī)定用二個字節(jié)中的后7位來表示,

退出

其最高位為1,第一字節(jié)稱為區(qū)（共94個區(qū)），第二字節(jié)稱為

位（共94個位）

機內(nèi)碼首字節(jié)二國標(biāo)碼首字節(jié)+80H

機內(nèi)碼尾字節(jié)二國標(biāo)碼尾字節(jié)+80H

漢字大小的比較

漢字大小的比較根據(jù)漢字的機內(nèi)碼的大小進行比較。

第一章信息與計算機基礎(chǔ)知識

1.2.2文本信息的表示

——漢字編碼

目錄漢字字庫

■

漢字輸入漢字輸出

輸入碼?國標(biāo)碼內(nèi)碼*字形碼

上一頁

下-W

構(gòu)造漢字字形的方法：向量（矢量）法和點陣法

退出

向量法：將漢字分解成筆畫，每種筆畫是用一段直線近

似的表示，這樣每個字形都可以變成一連串的向量。

第一章信息與計算機基礎(chǔ)知識

1.2.2文本信息的表示

——漢字編碼

目錄點陣法（字模點陣碼）：每個漢字以點陣法存儲在記錄介

■質(zhì)上。

上一頁漢字字形碼是指確定一個漢字字形點陣的代碼。

下-W所有漢字字形碼的集合總稱為漢字字形庫，或叫漢字字庫。

退出點陣：16義16、24義24、32X32.48X48等。

一個16X16點陣的漢字的字形碼占：16義16=256位=32個字

第一章信息與計算機基礎(chǔ)知識

1.2.3圖像與圖形信息處理技術(shù)

目錄計算機中的數(shù)字圖像分成兩類：

■?:?從現(xiàn)實世界中通過數(shù)字化設(shè)備獲取的圖像（取樣圖像、點

上一頁陣圖像和位圖圖像）。

下-W?:?計算機合成的圖像（矢量圖像）。

退出

第一章信息與計算機基礎(chǔ)知識

1.2.3圖像與圖形信息處理技術(shù)

——圖像的數(shù)字化

目錄

■

量化

模G

擬

化

上一頁量

下-W圖取樣一?分色

像

化

退出量

圖像的數(shù)據(jù)量=圖像的水平分辨率X圖像的垂直分辨率X

鰥深度/8

象素深度：每個采樣點的數(shù)據(jù)位數(shù)

第一章信息與計算機基礎(chǔ)知識

1.2.3圖像與圖形信息處理技術(shù)

——圖像的數(shù)字化

目錄

■例：一幅640X480分辨率的圖像若分成紅、綠、藍3色，每

種顏色的亮度用8位二進制數(shù)來表示，則該圖象的數(shù)據(jù)量為

上一頁多少？

下-W

640X480X(8+8+8)/8=900KB

退出

第一章信息與計算機基礎(chǔ)知識

1.2.3圖像與圖形信息處理技術(shù)

|Q一圖像壓縮

目錄］

無損壓縮：行程長度編碼，哈夫曼編碼

有損壓縮：變換編碼、矢量編碼

不同系統(tǒng)間交換圖像數(shù)據(jù)，制定了-些國際標(biāo)準(zhǔn)和工業(yè)標(biāo)準(zhǔn)。

^■1JPEG:一個靜止圖像數(shù)據(jù)壓縮編碼國際標(biāo)準(zhǔn)。

第一章信息與計算機基礎(chǔ)知識

1.2.3圖像與圖形信息處理技術(shù)

——計算機圖形

目錄

■

建模/遜景物彩狀模型（］>繪制景物形狀視圖

上一頁

下-W景物建模與圖像合成過程

退出

對景物的結(jié)構(gòu)、形狀與外貌使用計算機進行描述，需要顯示

圖像時，生成該景物的圖像。

第一章信息與計算機基礎(chǔ)知識

1.2.4聲音信息的處理技術(shù)

1、模擬音頻和數(shù)字音頻

目錄

時間和幅度都連續(xù)的信號稱為模擬信號。

■

時間和幅度都用離散的數(shù)字表示信號稱為數(shù)字信號。

上一頁

下-W2、聲音信息的數(shù)字化

聲音能被計算機處理首先必須數(shù)字化，數(shù)字化實際上

退出

就是采樣和量化。

采樣頻率：每秒鐘需采集多少聲音樣本。

本的位數(shù)。/

存儲量=(采樣頻率義量化位數(shù)X聲道數(shù))/8(B)

第一章信息與計算機基礎(chǔ)知識

1.2.4聲音信息的處理技術(shù)

3、聲音的壓縮編碼

目錄

■全頻帶聲音的壓縮編碼：

PCM(脈編碼調(diào)制)編碼(CD)

上一頁

下-WMPEG-1(Layer1,Layer2,Layer3),MPEG-2(MP3)

流媒體數(shù)字音頻(RA,WMA)

退出

數(shù)字語音的壓縮編碼：

PCM,ADPCM(固定電話，多媒體課件講解)

參數(shù)編碼或模型編碼(保密通信)/

混合編碼(移動通信，IP電話)

第一章信息與計算機基礎(chǔ)知識

1.2.4聲音信息的處理技術(shù)

4、MIDI音樂

目錄

■MIDI文件通常比聲音文件小很多，只有十幾KB或幾十KB,只

有波形文件的1/1000.

上一頁

下-W

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第一章信息與計算機基礎(chǔ)知識

124視頻信息的處理技術(shù)

視頻是指內(nèi)容隨時間序列變化的一個圖象序列，也成為

目錄］活動圖像。

1、視頻信號的數(shù)字化

上一頁J以一幀幀的畫面為單位進行，一般采用YUV彩色空間，亮

工一切度信號Y和兩個色度信號（U,V）

目前取樣的格式：4：4：4

2

4：2：0

第一章信息與計算機基礎(chǔ)知識

1.2.4視頻信息的處理技術(shù)

2、數(shù)字視頻的壓縮編碼

目錄

■MPEG-1（CD-ROM,數(shù)字電話網(wǎng)絡(luò)，視頻點播）

MPEG-2（數(shù)字電視，DVD）

上一頁

下-WMPEG-4（網(wǎng)絡(luò)條件下各種交互式的多媒體應(yīng)用）

退出3、計算機動畫

用計算機產(chǎn)生圖形圖像的運動技術(shù)，其實質(zhì)是一種合成的視

頻信息。

第一章信息與計算機基礎(chǔ)知識

1.3計算機硬件系統(tǒng)

1.3.1計算機硬件的組成

目錄

■一個完整的計算機系統(tǒng)應(yīng)包括硬件系統(tǒng)和軟件系統(tǒng)兩大

部分。

上一頁

下-W計算機的硬件是指組成一臺計算機的各種物理裝置,它們

是由各種實實在在的器件組成的,是計算機進行工作的物質(zhì)

退出基礎(chǔ)。

第一章信息與計算機基礎(chǔ)知識

1.3.1計算機硬件的組成

第一章信息與計算機基礎(chǔ)知識

1.3.1計算機硬件的組成

——計算機的硬件體系結(jié)構(gòu)

計算機的硬件由輸入設(shè)備、輸出設(shè)備、運算器、存儲器和

目錄

控制器五部分組成。

上一頁

下一頁

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數(shù)據(jù)流

程序存儲和程序控制原理（馮.諾依曼原理）—A控制流

指令流

第一章信息與計算機基礎(chǔ)知識

1.3.1計算機硬件的組成

.——計算機的硬件體系結(jié)構(gòu)

總線：

目錄

計算機各部件進行信息傳送和控制的公共通道。通過總

■

線可以把整個計算機的各個部件連接起來。

上一頁

下-W數(shù)據(jù)總線DB(DataBus)：

用來傳輸數(shù)據(jù)信息，是雙向傳輸?shù)目偩€。

退出地址總線AB(AddressBusJ:

傳送CPU發(fā)出的地址信號，是一條單向傳輸總線。

控制總線CB(ControlBusJ:

用來傳送控制信號、時序信號和狀態(tài)信息等。

第一章信息與計算機基礎(chǔ)知識

1.3.1計算機硬件的組成

計算機的硬件配置組成

主機箱顯示器

上一頁

下一頁

鍵盤

第一章信息與計算機基礎(chǔ)知識

1.3.1計算機硬件的組成

/——計算機的性能指標(biāo)

1、運算速度

目錄運算速度是一項綜合性的性能指標(biāo)，其單位是MIPS(百萬條

■指令/秒)。影響機器運算速度的因素很多，主要是CPU的主

上一頁頻和存儲器的存取周期。

下-W

2、主頻

退出

主頻即時鐘頻率，是指計算機CPU在單位時間內(nèi)發(fā)出的脈

沖數(shù)，它在很大程度上決定了計算機的運行速度。主頻的

單位是兆赫茲(MHz),如486DX/66的主頻為66MHz,

Pentium/100的主頻為100MHz,P4的主頻在1GHz以上。

第一章信息與計算機基礎(chǔ)知識

131計算機硬件的組成

II一計算機的性能指標(biāo)

3、字長

字長是指計算機的運算部件能同時處理的二進制數(shù)據(jù)的位

數(shù)，它與計算機的功能和用途有很大的關(guān)系。

上一頁］運算精度指令直接尋址的能力運算速度

4、內(nèi)存容量

內(nèi)存儲器中能存儲的信息總字節(jié)數(shù)稱為內(nèi)存容量。單位是字節(jié)。

（目前，P4型微機的內(nèi)存容量一般都在128MB以上）。

內(nèi)存容量越大，處理數(shù)據(jù)的范圍就越廣，運算速度-般也快。

第一章信息與計算機基礎(chǔ)知識

1.3.1計算機硬件的組成

,——計算機的性能指標(biāo)

5、存取周期

目錄

■把信息代碼存入存儲器，稱為“寫”，把信息代碼從存儲

器中取出，稱為“讀”。

上一頁存儲器進行一次“讀”或“寫”操作所需的時間稱為存儲

下-W器的訪問時間（或讀寫時間），而連續(xù)啟動兩次獨立的“讀”

或“寫”操作（如連續(xù)的兩次“讀”操作）所需的最短時間，

退出稱為存取周期（或存儲周期）。微型機的內(nèi)存儲器目前都由

超大規(guī)模集成電路制成，其存取周期很短，約為幾十納秒

（ns）左右。

第一章信息與計算機基礎(chǔ)知識

1.3.2CPU的結(jié)構(gòu)與原理

——CPU的結(jié)構(gòu)

目錄中央處理器，簡稱CPU是計算機的核心部件，由控制器

■和運算器組成。

上一頁

下-W

退出

第一章信息與計算機基礎(chǔ)知識

1.3.2CPU的結(jié)構(gòu)與原理

——CPU的結(jié)構(gòu)

目錄

控制器一一計算機的控制中心。負(fù)責(zé)執(zhí)行程序中的指令

■

（控制各部件協(xié)調(diào)工作）。它的基本功能是從內(nèi)存取指、

上一頁令、分析指令和執(zhí)行指令。

下-W

運算器負(fù)責(zé)進行數(shù)據(jù)運算（算術(shù)運算和邏輯運算）的

退出部件，它包括算術(shù)邏輯運算部件ALU（Arithmetical

LogicUnit）和若干種寄存器。

運算器主要工作是數(shù)據(jù)處理（運算）和暫存運算數(shù)據(jù)。

第一章信息與計算機基礎(chǔ)知識

1.3.2CPU的結(jié)構(gòu)與原理

——CPU的工作原理

目錄存儲程序和程序控制原理

■指令和指令系統(tǒng)

上一頁指令是指示計算機如何工作的命令，是由操作碼和地址碼

下-W組成的一串二進制數(shù)碼

退出操作碼地址碼

指令系統(tǒng)(InstructionSet)是指一臺計算機上全部指令的

集合，也稱計算機的指令集。指令系統(tǒng)包括指令格式、尋址

方式和數(shù)據(jù)形式。

第一章信息與計算機基礎(chǔ)知識

1.3.2CPU的結(jié)構(gòu)與原理

———CPU的工作原理

計算機的工作過程：

目錄

■①控制器控制輸入設(shè)備將數(shù)據(jù)和程序從輸入設(shè)備輸入到內(nèi)存

儲器；

上一頁

下-W②在控制器指揮下，從存儲器取出指令送入控制器（指令預(yù)

?。?；

退出③控制器分析指令（指令譯碼）；

④控制器產(chǎn)生操作命令，指揮運算器、存儲器執(zhí)行指令規(guī)定

的操作；（取操作數(shù)并運算）/

⑤運算結(jié)果由控制器控制送存儲器保存或送輸出設(shè)備輸出；

⑥”返回到第2步，繼續(xù)取下一條指令，如此反復(fù)，直至程序

結(jié)束。

第一章信息與計算機基礎(chǔ)知識

1.3.2CPU的結(jié)構(gòu)與原理

——CPU中常見的術(shù)語

目錄CPU主頻：CPU工作的時鐘頻率

■CPU外頻：外部系統(tǒng)總線的工作頻率

CPU倍頻：通過主板跳線或程序來設(shè)置

上一頁

主頻二外頻X倍頻

下-W

高速緩沖存儲器（Cache）：是位于CPU和內(nèi)存之間的容量

較小但速度很高的存儲器。

退出

高速緩存是為了提高數(shù)據(jù)的處理速度而設(shè)置的。高速緩存

有兩級，即一級高速緩存（LICache）和二級高速緩存

（L2Cache）。

第一章信息與計算機基礎(chǔ)知識

1.3.2CPU的結(jié)構(gòu)與原理

——CPU中常見的術(shù)語

目錄超線程技術(shù)

■提高CPU性能的一種技術(shù)

利用特殊的硬件指令，把兩個邏輯內(nèi)核模擬成兩個物理芯

上一頁片，使芯片能同時處理多個線程，減少CPU的閑置時間，提

下-W高CPU的運行效率。

退出

第一章信息與計算機基礎(chǔ)知識

1.3.2CPU的結(jié)構(gòu)與原理

——常見CPU介紹

目錄

■Intel系列

AMD系列

上一頁

下-W

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第一章信息與計算機基礎(chǔ)知識

存儲器

存儲器：計算機中用來存放程序和數(shù)據(jù)的器件。

目錄存儲器分類：內(nèi)部存儲器和外部存儲器。

■

上一頁

下-W

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第一章信息與計算機基礎(chǔ)知識

1.3.3內(nèi)存儲器

目錄內(nèi)部存儲器簡稱（內(nèi)存或主存）：是半導(dǎo)體存儲器，存放直接

■參加運算的程序或數(shù)據(jù)；能高速存取。

上一頁RAM（隨機存儲器）：是用戶程序和數(shù)據(jù)使用的存儲器，斷

下-W電后，RAM中的信息隨之丟失。

ROM（只讀存儲器）：是用來存放固定的程序和信息，斷電

退出后，ROM中的信息保持不變。

高速緩沖存儲器Cache：解決內(nèi)存與CPU之間的瓶頸。通常

把控制器、運算器和內(nèi)存儲器稱作主機.

第一章信息與計算機基礎(chǔ)知識

1.3.3內(nèi)存儲器

J一內(nèi)存儲器的種類

目錄SDRAM(SynchronousDRAM,同步動態(tài)隨機存儲器)簡

■稱同步動態(tài)內(nèi)存，它是與系統(tǒng)時鐘同步的，即使用和系

統(tǒng)主板、CPU相同的工作時鐘。

上一頁

下-WDDRSDRAM(DualDataRateSDRAM)簡稱DDR,是雙倍

速率SDRAM的意思。它比SDRAM速度高一倍。DDRSDRAM

退出在本質(zhì)上不需要提高時鐘頻率就能加倍提高SDRAM的吞吐

量，原因是它在單個時鐘周期內(nèi)的上升/下降沿內(nèi)都可傳

送數(shù)據(jù)。

第一章信息與計算機基礎(chǔ)知識

內(nèi)存儲器

內(nèi)存儲器的種類

上一頁

下一頁

ENGUMrtIw

SORA"內(nèi)存條

ODR50RA■內(nèi)存條有兩個僦口