【計(jì)算機(jī)應(yīng)用基礎(chǔ)教程】計(jì)算機(jī)系統(tǒng)概述

第一篇計(jì)算機(jī)基礎(chǔ)

知識與基本操作

第1章

計(jì)算機(jī)系統(tǒng)概述

L1計(jì)算機(jī)的發(fā)展簡史

1.1.1電子計(jì)算機(jī)的概念

■指能自動(dòng)、高速、精確的進(jìn)行

懶和邏輯運(yùn)算的電子機(jī)器。

1.1.2計(jì)算機(jī)的產(chǎn)生

人類追求a

OOQ<3ooa

加法器

CharlesBabbage

BlaisePascal1822差分機(jī)

目子計(jì)算機(jī)時(shí)代

ENIAC1833分析機(jī)

LL2計(jì)算機(jī)的產(chǎn)生

第一臺電子計(jì)算機(jī)（ENIAC）

5000次加法/秒

體重30噸

占地170M2

、姮18800只電子管

版1500個(gè)繼電器

口耗電174KW

1.1.3計(jì)算機(jī)的發(fā)展過程

第一代

(1946-19V

電子管

5千~4萬(次/秒

第三代

(1964*1971)

集成電路

百萬~幾百萬(次/秒)

二.，一一二一

計(jì)算機(jī)第一定律/千定律

單

1975193019B519do1995

晶

體10M600

(tronfltMortt)2goE2

管

Per<iiIV)

數(shù)Proou“■or

二10OK1.0

“BO2?3G

1OK■一

Bioao

，4bo.0.01

L*1-*■玄乂

、月芯片能力增長一倍。

1.1.4計(jì)算機(jī)的發(fā)展趨勢

未來計(jì)算機(jī)的發(fā)展趨勢主要是：微型

化、網(wǎng)絡(luò)化、智能化

1.2計(jì)算機(jī)的特點(diǎn)及應(yīng)用

1.2.1計(jì)算機(jī)的特點(diǎn)

■1、運(yùn)算速度快

j2,計(jì)算精度高

.3、記憶能力強(qiáng)

1'-4、具有邏輯判斷能力

5、具有自動(dòng)執(zhí)行程序的能力Deepblue

GarryKasparov

1.22計(jì)算機(jī)的應(yīng)用

1、科學(xué)計(jì)算

2、信息處理

3、過程控制

4、計(jì)算機(jī)輔助系統(tǒng)

5、人工智能

6、辦公自動(dòng)化

1.2.3計(jì)算機(jī)的分類

1.3計(jì)算機(jī)系統(tǒng)的組成

概念

計(jì)算機(jī)系統(tǒng)二硬件系統(tǒng)+軟件系統(tǒng)

硬件是指有形的物理設(shè)備，是計(jì)算機(jī)系統(tǒng)中實(shí)際物理裝

置的總稱。

軟件是指在硬件上運(yùn)行的程序和相關(guān)的數(shù)據(jù)及文檔。

硬件是軟件的工作基礎(chǔ)，軟件是硬件功能的擴(kuò)充和完善。

兩者相互依存，相互促進(jìn)。軟件與硬件的結(jié)合，構(gòu)成完

整的計(jì)算機(jī)系統(tǒng)。

1.3.1計(jì)算機(jī)的硬件系統(tǒng)

■.臺計(jì)算機(jī)的硬件系統(tǒng)主要由運(yùn)算器、拴制器、

存儲慈、輸入設(shè)備和輸出設(shè)備五大功能部件如成

輸出設(shè)備表示數(shù)據(jù)

表示控制信號r

1.3.2計(jì)算機(jī)的軟件系統(tǒng)

系統(tǒng)軟件

1、操作系統(tǒng)：DOS、Windows、OS/2、Unix等

2、程序設(shè)計(jì)語言

2、語言處理程序

3、實(shí)用程序：錯(cuò)誤診斷、程序檢查、自動(dòng)糾錯(cuò)、測試程序和軟硬件

的調(diào)試程序等

4、數(shù)據(jù)庫管理系統(tǒng)：Dbase>Foxbase>FoxPro>Access等

?應(yīng)用軟件

字處理軟件、表處理軟件、計(jì)算機(jī)輔助設(shè)計(jì)軟件

微型機(jī)軟,

■系統(tǒng)軟件

■.操作系統(tǒng)：DOS、Windows、OS/2、Unix等

?2、語言處理程序

3、實(shí)用程序：錯(cuò)誤診斷、程序檢查、自動(dòng)糾錯(cuò)、測試程序和軟硬件

三.的調(diào)試程序等

-4、數(shù)據(jù)庫管理系統(tǒng)：Dbase>Foxbase>FoxPro、Access等

一?應(yīng)用軟件

字處理軟件、表處理軟件、計(jì)算機(jī)輔助設(shè)計(jì)軟件

程序設(shè)計(jì)語嘈

1

■機(jī)器語言

t采用二進(jìn)制數(shù)編寫程序的語言；計(jì)算機(jī)能直接執(zhí)行。

匯編語言

'采用助記符（例如MOV、ADD等）來編寫程序的語言；需匯編程序匯

■,編后計(jì)算機(jī)才能執(zhí)行。

高級語言

是一種易學(xué)易懂和書寫的語言，采用人們習(xí)慣的自然語言和數(shù)學(xué)語言;

需解釋和編譯程序，是一種面向問題的語言，而前兩者是面向機(jī)器的

語言。

常見的高級語言有：C、Basic>Pascal等。

1.4微型計(jì)算機(jī)及操作系統(tǒng)

1.4.1微型計(jì)算機(jī)系統(tǒng)組成

「運(yùn)算器（ALU）

「中央婦襦7CPU）H

主機(jī)JL控制器（CU）

I內(nèi)存儲器

「輸入輸出設(shè)備（鍵盤、鼠標(biāo)、顯示器、打印機(jī)）

外設(shè)/

趣型機(jī)系統(tǒng)JL外存儲器（硬盤、軟盤、光驅(qū)、u盤）

「操作系統(tǒng)（DOS、Unix>Windows）

程序設(shè)計(jì)語言（機(jī)器語言、匯編語言、高級語言）

<系統(tǒng)軟件

語言處理程序（匯編、編譯、解釋）

工軟件乂I實(shí)用程序

應(yīng)用軟件包

I應(yīng)用軟件

用戶程序

微型機(jī)系統(tǒng)主要技術(shù)

LT二_—1

窗(1)字長例如:8位、16位、32位、64位

0(2)主頻例如:166MHz、233MHz

血⑶運(yùn)算速度單位：MIPS(每秒執(zhí)行百萬條指令)

^^(4)存儲容量內(nèi)存容量一般為64M、128M、256M

幅(5)系統(tǒng)總線的傳輸速率單位：MB/S

---一

日(6)系統(tǒng)配置

1.4.1微型機(jī)硬件系統(tǒng)

主板、CPU、內(nèi)部存儲器、I/O接

口、總線

2、外部設(shè)備

磁盤、硬盤、光盤等外存及I/O設(shè)

備

系統(tǒng)王7

■r

1.組成：由

處理器模塊、

內(nèi)存模塊、

基本I/O接口、

中斷控制器、

==DMA控制器

及系統(tǒng)總線

組成

2.二體化主

板

?II???

奔騰4CPUAMDCPU

微處理器由運(yùn)算器、控制器及一組寄存器組成

中央處m

*-處理器是計(jì)算機(jī)的核心部分，主要由運(yùn)算器、

■控制器組成。運(yùn)算器用來對數(shù)據(jù)進(jìn)行各種算

K術(shù)和邏輯運(yùn)算。也稱為執(zhí)行單元?？刂破魇?/p>

M計(jì)算機(jī)硬件系統(tǒng)的指揮中心，它的作用是控

叁.制程序的執(zhí)行，確保各個(gè)部件協(xié)調(diào)一致，有

一一條不紊地完成各種操作。

-一臺計(jì)算機(jī)中可以包含多個(gè)處理器，其中承

擔(dān)系統(tǒng)軟件和應(yīng)用軟件運(yùn)行任務(wù)的處理器稱

為中央處理器，簡稱CPU

主存儲器

自RAM和ROM構(gòu)成

RAM和ROM的特點(diǎn)

內(nèi)存條

內(nèi)存的要技術(shù)指標(biāo)

容量、存取時(shí)間、奇偶校驗(yàn)位、接口類型

主存儲器-

-RAM(RandomAccessMemory)即隨機(jī)存取存儲器。

即可從其中讀取信息，也可向其中寫入信息。開機(jī)

奉，-R之om前(RRAeaMd中O沒nl有y信Me息mo，ry開)機(jī)即后只操讀作存系儲統(tǒng)器對。只其可管從理其，

?一二中關(guān)讀機(jī)取后信其息中，的不信可息向都其將中消寫失入。信RA息M中，的在信開息機(jī)可之隨前時(shí)

一一R根OM據(jù)中需已要經(jīng)而事改先變存。有信息，關(guān)機(jī)后其中的信息不會

消失。

-內(nèi)存中可存儲信息的多少稱為存儲的容量，其基本

單位為字節(jié)(Byte),目前，主存的容量為幾兆字

r節(jié)到幾十兆字節(jié)。

?Cache稱為高速緩沖存儲器，分為L1

Cache和L2Cache

■(1)概念

(2)總線類型

ISA16位、8MHz

?PCI32位或64位

?AGP只用于顯卡

(3)I/O接口

?USB

?其他接口

-外存儲器又稱為輔助存儲器，或外存。其容

量相對較大，一般用來存放長期保存或相對

來說暫時(shí)不用的各種程序和信息。計(jì)算機(jī)實(shí)

際執(zhí)行程序和加工處理數(shù)據(jù)時(shí)，輔存中的信

息需要先傳送到主存后才能被CPU使用。

-輔存容量大，能長期可靠地保存信息，存取

方便

-目前，微機(jī)中常用輔存有軟磁盤存儲器、硬

磁盤存儲器、光盤存儲器和U盤存儲器。

-3.5英寸軟盤存儲容易1.44MB,軟盤驅(qū)動(dòng)器是讀寫軟盤

的專用裝置。一般用標(biāo)識符A：（或B：）表示軟盤驅(qū)

動(dòng)器（盤號）軟盤使用注意幾點(diǎn)：

-①軟盤首次使用前需格式化

-②軟盤角上有一個(gè)方形小孔（寫保護(hù)窗口），將窗口

內(nèi)滑塊推上露出小口，則對軟盤只能讀出信息而不能

寫入信息，稱為寫保護(hù)。

-③軟盤易損壞，受潮、受熱、磁場干擾，擠壓均會引

起軟盤受損。

<2?硬盤

-硬磁盤存儲器是由一組磁盤和硬盤驅(qū)動(dòng)器構(gòu)成，二

者封裝在金屬盒中，稱為硬盤。與軟盤相比硬盤容

量大，存取速度快，目前微機(jī)上硬盤容量1GB-

120GB,般用C：表示硬盤驅(qū)動(dòng)器。硬盤若分成

幾個(gè)邏輯驅(qū)動(dòng)器，一般再用D：（或E：等）表示,

硬盤首次使用前也要格式化。

"?光存儲器

-CD光盤存儲容量達(dá)650MB,DVD光盤達(dá)幾GB。

一光驅(qū)分為CD-ROM和DVD-ROM；倍速（單倍速為

150KB/S）

?<4>U盤（32MB、64MB、128MB等）

寫保護(hù)

硬盤外觀I

?轉(zhuǎn)速：

瞿^5400rpm和7200rpm

一工DE接口和SCSI接口

?容量

磁盤容量和緩存容量

U盤外觀圖

加密HI型大容量U2D高速優(yōu)盤

顯示系統(tǒng)：顯示器和顯示卡

;打印機(jī)：針式、激光、噴墨等打印機(jī)

鼠標(biāo)和鍵盤：鼠標(biāo)分為機(jī)械式、光電式

音效系統(tǒng)：聲卡、音箱、麥克風(fēng)等,

調(diào)制解調(diào)器和網(wǎng)卡

?其它外設(shè)

掃描儀、數(shù)碼相機(jī)、數(shù)碼攝像機(jī)、視頻攝像頭等

分辨率、點(diǎn)距、逐行和隔行掃描、刷新頻率

?類型:

■按原理分：CRT顯示器和液晶顯示器；按尺寸分：15英寸、

17英寸；按外觀分：純平、平面直角等

二、顯示卡（性能主要取決于顯示芯片和顯存）

按總線標(biāo)準(zhǔn)分：ISA、PCLAGP三種顯卡。

顯示器外觀畫

顯小卡外

顯示芯片

niiir2

IIIIIIS

調(diào)制解調(diào)器

網(wǎng)

1.4.3微型計(jì)算機(jī)的操作系統(tǒng)

常見的操作系統(tǒng)有DOS、Unix、

Windows98/2000/XP/NT>Netware等

1、DOS基本組成

■引導(dǎo)記錄、輸入輸出接口程序、文件管理

模塊、命令處理模塊

2、DOS的基礎(chǔ)知識

文件、目錄、路徑、通配符、命令類型

tn

1.5.1馮?諾依曼思想

存儲程序工作原理

（1）采用二進(jìn)制形式表示程序和數(shù)據(jù)

(2)存儲程序、程序控制

(3)由運(yùn)算器、存儲器、控制器、輸

入和輸出設(shè)備5大基本部件組成計(jì)算機(jī)

系統(tǒng)。

JohnvonNeumann

馮?諾依曼

匹Q一

--

1.5.2程序和指令

最小單位

1機(jī)器指令格式

I操作碼I操作數(shù)

A

機(jī)器執(zhí)行什么操作」L執(zhí)行對象（具體數(shù)

O

11.6計(jì)算機(jī)內(nèi)部表示信息的方法

1.6.1數(shù)制的概念?

__數(shù)制是數(shù)的表示及計(jì)算方法，一般從以下

幾個(gè)方面來反映：

(1)數(shù)碼

「(2)進(jìn)位原則

(3)基數(shù)

-(4)位權(quán)

(5)位權(quán)展開式

常見的數(shù)制有十進(jìn)制、二進(jìn)制、十六進(jìn)制、八進(jìn)制

R，可使用0,……,9,A,B,C,D,E,F可用H表示：

U如：111OB=1X41X2+1Xl+OX=1

我認(rèn)識她已有1111年了。

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

000000810008

100011910019

200102101010A

300113111011B

401004121100C

501015131101D

601106141110E

701117151111F

1.6.2不同計(jì)數(shù)制之間的等值轉(zhuǎn)換

二、八、十六進(jìn)制轉(zhuǎn)換成十進(jìn)制

轉(zhuǎn)換方法：按位權(quán)展開相加求和。

舉例：

十進(jìn)制轉(zhuǎn)換成二、八、十六進(jìn)制

轉(zhuǎn)換方法：整數(shù)部分除基取余

小數(shù)部分乘基取整

舉例：

?二進(jìn)制與八、十六進(jìn)制的轉(zhuǎn)換

舉例：

數(shù)制轉(zhuǎn)換一

一分三

三合一

按位權(quán)展開相加除取余乘取整

十

制88

進(jìn)

，八進(jìn)制

本

除取余乘取整按按位權(quán)展開相加

22目

除

口

乘位

力

1616權(quán)

取

取展

余

開

整——

四合一

十六進(jìn)制

一分四

1.6.3計(jì)算機(jī)中的數(shù)值型數(shù)據(jù)（1）

0101o1=27+24+22+2°=149

K字節(jié)1KB=1024B

M（兆）字節(jié)1MB=1024KB

G（吉）字節(jié)1GB=1024MB

T（太）字節(jié)1TB=1024GB

1.6.3計(jì)算機(jī)中的數(shù)值型數(shù)據(jù)（2）

概念

[符號用二進(jìn)制數(shù)來表示的機(jī)器數(shù)，有符號位（0為正，1為負(fù)）

有原碼、反碼、補(bǔ)碼3種表示方式。

求法

S正數(shù)的原碼、反碼、補(bǔ)碼為同一個(gè)數(shù)；負(fù)數(shù)的反碼為原碼的各位求

反，補(bǔ)碼為反碼+1

舉例：

?二—十進(jìn)制編碼（8421—BCD碼）

1.6.4計(jì)算機(jī)中的字符型數(shù)據(jù)（1）

,概念：各種字符與二進(jìn)制數(shù)的對應(yīng)關(guān)系

IASCII碼（美國標(biāo)準(zhǔn)信息交換碼）

F用7位二進(jìn)制數(shù)與字母、數(shù)字、符號、控制符等

守一一對應(yīng)，在最高位加。構(gòu)成8位二進(jìn)制數(shù)（1B）,

一便于存儲，也便于與漢字編碼區(qū)別（最高位為1）。

例如：A的ASCII碼為01000001（41H、65D）

"字符ASCII碼的大小規(guī)律：.

一a?z>A?Z>0?9>空格〉控制符

1.6.4計(jì)算機(jī)中的字符型數(shù)據(jù)(2)

國標(biāo)碼

漢字輸入碼(全拼、五筆字型等)

漢字交換碼(國標(biāo)碼)

漢字機(jī)內(nèi)碼

二用一個(gè)16位二進(jìn)制數(shù)來表示一個(gè)漢字，每個(gè)字節(jié)的最高位為1,以區(qū)

別于ASCII碼。共可表示214(16384)個(gè)漢字。一個(gè)漢字占2B。

?漢字字形碼

(1)點(diǎn)陣一個(gè)點(diǎn)陣漢字占多少字節(jié)的存儲空間？

(2)漢字庫：硬字庫、軟字庫。

1.7.1多媒