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跨入计算机殿堂的入门篇,计算机应用基础,第一章,内容提要,计算机的发展工作原理及系统组成（基）计算机的类型及其应用领域计算机系统的配置及主要技术指标（基）信息的表示与存储（难）计算机指令系统、各种语言及操作系统,计算机基础知识,计算机发展简介,计算机发展简介计算机工作原理计算机系统组成,第一台电子计算机诞生于1946年名为ENIAC：每秒进行5000次加法运算、体积庞大占地170平米，重28吨。,第一台程序存储式计算机EDVAC于1950研制成功。参与设计者冯.诺依曼,计算机发展简介计算机工作原理计算机系统组成,计算机发展简介,计算机发展简介计算机工作原理计算机系统组成,存储程序原理：存储程序和程序控制,程序：是完成既定任务的一组指令序列。,计算机利用“存储器”来存入所要执行的程序，而称之为CPU的部件可以依次从存储器中取出程序中的每一条指令，并加以分析和执行，直至完成全部指令任务为止。这就是计算机 的“存储程序”工作原理。,计算机工作原理,计算机系统组成,计算机发展简介计算机工作原理计算机系统组成 硬件系统 软件系统,显示器,主机,键盘,音箱,计算机系统组成,注：光盘和软盘是硬件但其上存储的程序和数据却是软件。,键盘,显示器,鼠标,光驱与光盘,软盘,上述设备哪些是输入设备哪些是输出设备,计算机发展简介计算机工作原理计算机系统组成 硬件系统 软件系统,计算机硬件系统,硬件系统：是组成计算机的物质实体。存储器：主要功能是存放程序和数据。分为内存和外存，外存容量大速度慢，内存容量小速度快。中央处理器（CPU）是指令的解释和执行部件，是计算机的心脏。由运算器和控制器组成。输入输出设备（I/O设备）实现外部世界与主机之间的信息交换，提供人机交互的硬件环境。,计算机系统：硬件系统和软件系统,计算机发展简介计算机工作原理计算机系统组成 硬件系统 软件系统,计算机硬件结构框图,输出设备,外 存,内 存,运算器,控制器,输入设备,CPU,主机,计算机发展简介计算机工作原理计算机系统组成 硬件系统 软件系统,计算机硬件组成,硬件系统,存储器,运算器,控制器,输入设备,输出设备,中央处理器CPU,内 存,外 存,主机,外设,硬件系统,计算机发展简介计算机工作原理计算机系统组成 硬件系统 软件系统,计算机系统的组成,计算机发展简介计算机工作原理计算机系统组成 硬件系统 软件系统,计算机软件系统,软件系统：程序及相关文档、数据的集合。可分系统软件和应用软件两大类。系统软件：通常负责管理、控制和维护计算机的各种软硬件资源，并为用户提供一个友好的操作界面，以及服条于一般目的的上机环境。应用软件：是专业人员为各种应用目的面开发的程序，这些程序通常是利用高级语言编程或作用应用程序的生成工具来生成的。,计算机发展简介计算机工作原理计算机系统组成 硬件系统 软件系统,计算机软件组成,软件系统,系统软件,应用软件,操作系统,语言处理程序,连接装配程序,系统实用程序,工具软件,办公自动化软件,管理信息系统,大型科学计算机软件包,计算机发展简介计算机工作原理计算机系统组成 硬件系统 软件系统,中央处理器CPU,CPUCPU的速度与主频速度：奔腾微处理器的速度已达上亿次每秒。单位：MIPS 百万指令/秒主频：以MHz为单位，主频越高就表明CPU运算速度越快。例如：Celeron 833 指主频为833MHz；P的主频已达1GHz以上。CPU的字长字长：是指CPU在一次操作中能处理的最大数据单位，它体现了一条指令所能处理数据的能力。例如：CPU的字长为16位，则每执行一条指令可以处理16位bit。,计算机配置中央处理器存储器键盘鼠标显示系统声卡与音箱打印机等多媒体计算机配置,存储器,存储器存储系统：由内存、高速缓冲存储器、外存及管理这些存储器的软件组成。内存：直接与CPU交换信息。ROM：只读存储器。只读不写，掉 电信息 不丢失。RAM：随机存取存储器。可读可 写，掉电 信息丢失。外存：长期保存程序和数据的地方。高速缓存(Cache):介于内存和CPU之间，速度比 内存快，但容量不大。虚拟存储器：将外存的一部分虚 拟为内存。,计算机配置中央处理器存储器键盘鼠标显示系统声卡与音箱打印机等多媒体计算机配置,磁盘存储器,磁盘存储器软盘：常用容量为1.44MB的3.5英寸软盘。速度慢，容量小，但可装可卸、携带方便。硬盘：容量大（目前从几个G到几十个G），速度快。,磁道：每个盘面上划分的形如同心圆的轨迹。最外层是第0道。柱面：所有盘面上相同半径的磁道组合在一起，叫一个柱面。扇区：每个磁道划分出的许多小区段。每个磁道上的扇区数是一样的。所以内圈磁道上的记录密度要大于外圈的。,计算机配置中央处理器存储器键盘鼠标显示系统声卡与音箱打印机等多媒体计算机配置,光盘存储器,光盘存储器（CD）光盘容量大（一般为500MB左右），速度慢。分为以下三种类型：只读光盘（CD-ROM）一次写入型光盘可擦写型光盘主要技术指标：数据传输率：指光驱每秒钟能够读取多少KB数据量。单速：150KB/s，现在已经达到50速以上。,若光驱为52速，请问数据传输率为多少？,计算机配置中央处理器存储器键盘鼠标显示系统声卡与音箱打印机等多媒体计算机配置,其他存储设备,盘：与软盘相比，容量更大，速度更快。闪速存储器lash memory.移动硬盘：与U盘相比，容量更大，性价比更高。,计算机配置中央处理器存储器键盘鼠标显示系统声卡与音箱打印机等多媒体计算机配置,存储器思考题,请按速度从快到慢的方式为下列存储器排序：光驱、软盘、高速缓存、内存、硬盘,请按容量从大到小的方式为下列存储器排序：光驱、软盘、高速缓存、内存、硬盘,硬盘光盘软盘,计算机配置中央处理器存储器键盘鼠标显示系统声卡与音箱打印机等多媒体计算机配置,键盘,键盘要求必须先预习，上课时通过软键盘介绍常用键使用常识，键盘布局和指法主要在机房讲。,计算机配置中央处理器存储器键盘鼠标显示系统声卡与音箱打印机等多媒体计算机配置,鼠标,鼠标一种定位设备。一般为两个按键：左键为主键，右键为副键。当然也可以更改设置。,计算机配置中央处理器存储器键盘鼠标显示系统声卡与音箱打印机等多媒体计算机配置,鼠标的操作,计算机配置中央处理器存储器键盘鼠标显示系统声卡与音箱打印机等多媒体计算机配置,显示卡,显示卡显示系统由显示卡和显示器组成。显示卡是显示器与主机之间的接口设备。显示模式（分辨率和色彩数）屏幕所能表现的分辨率和色彩数由显示卡来控制。常见显示模式见下页。显示卡的选取接口方式（PCI）、数据位宽度（16/32）、显存大小（16M/32M）、支持的显示模式、屏幕刷新速率以及图形加速性能等。,计算机配置中央处理器存储器键盘鼠标显示系统声卡与音箱打印机等多媒体计算机配置,显示模式,显存空间=水平分辨率垂直分辨率色彩位数例如：显示模式为分辨率640 480，16色显存空间=640 480 4=150KB,计算机配置中央处理器存储器键盘鼠标显示系统声卡与音箱打印机等多媒体计算机配置,彩色CRT显示器,彩色CRT显示器分辨率是指显示器所能显示的像素个数，像素越密，分辨率越高，图像越清晰。点距是电子 束每扫描两个点之间的距离，点距越小分辨率越高。扫描频率电子束由左而右，由上至下不停地做周期性扫描，这个过程称为屏幕刷新。一秒钟内刷新的次数称为垂直扫描频率。,计算机配置中央处理器存储器键盘鼠标显示系统声卡与音箱打印机等多媒体计算机配置,声卡,声卡声卡的连接（见书P27）Line in 连接录音机等附有加大器的装置。Line out 连接接有放大器的音箱。Mic in 接麦克风。Speak out 接耳机或不带电源的音箱。声卡的选择8位和16位，现在一般为16位,计算机配置中央处理器存储器键盘鼠标显示系统声卡与音箱打印机等多媒体计算机配置,音箱、串口与并口,音箱分为有源音箱和无源音箱。串行口与并行口串行口又称RS-232口，一次只能传送一位数据，通常用于连接鼠标或调制解调器（Modem）。并行口又称打印机口，一次可传 送一个字节的数据量，但不能长距离传送。常用于连接打印机。,计算机配置中央处理器存储器键盘鼠标显示系统声卡与音箱打印机等多媒体计算机配置,打印机、扫描仪,打印机有针打式点阵打印机、激光打印机和喷墨打印机。扫描仪是一种纸面输入设备，它可以把一整幅图形、图片和文字材料等快速地输入计算机。绘图仪是一种常用的图形输出设备。,计算机配置中央处理器存储器键盘鼠标显示系统声卡与音箱打印机等多媒体计算机配置,打印机实物图,喷墨打印机,激光打印机,扫描仪,计算机配置中央处理器存储器键盘鼠标显示系统声卡与音箱打印机等多媒体计算机配置,多媒体计算机的配置,计算机配置中央处理器存储器键盘鼠标显示系统声卡与音箱打印机等多媒体计算机配置,计算机类型,计算机类型巨型机大型机中型机小型机微型机（PC机）,发展方向：巨型化、微型化、网络化、智能化,计算机类型计算机应用领域,计算机应用领域,计算机应用领域数值计算信息处理：所占比例最大人工智能自动控制计算机辅助设计和制造（CAD/CAM）,计算机类型计算机应用领域,进位计数制,R进制（R=2、8、10、16）数码R进制数制中可以使用的基本符号。基数数制中数码的个数即R。权数制中每一固定位置对应的单位值：以R为底的幂。一个数可按权展开为多项式。,进位计数制 十进制 二进制 其他进制数制之间的转换 R十 十R 二/八/十六信息存储单位非数值信息编码 西文信息编码 中文信息编码,十进制,基数：R=10(D)数码：09权：10 x(整数x=n-1 或小数x=-n)进位原则：逢十进一例如：1234=1*103+2*102+3*101+4*100256.47D=2*102+5*101+6*100+4*10(-1)+7*10(-2),进位计数制 十进制 二进制 其他进制数制之间的转换 R十 十R 二/八/十六信息存储单位非数值信息编码 西文信息编码 中文信息编码,二进制,基数：R=2(B)数码：0和1权：2x(x=n-1整数 或x=-n小数)进位原则：逢二进一例如：1001B=1*23+0*22+0*21+1*20101.11B=1*22+0*21+1*20+1*2(-1)+1*2(-2),进位计数制 十进制 二进制 其他进制数制之间的转换 R十 十R 二/八/十六信息存储单位非数值信息编码 西文信息编码 中文信息编码,八进制和十六进制,八进制(O)基数：R=8 数码：07权：8x(x=n-1整数 或x=-n小数)进位原则：逢八进一,十六进制(H)基数：R=16数码：09,A,B,C,D,E,F权：16x(x=n-1整数 或x=-n小数)进位原则：逢十六进一,进位计数制 十进制 二进制 其他进制数制之间的转换 R十 十R 二/八/十六信息存储单位非数值信息编码 西文信息编码 中文信息编码,R进制转换为十进制,R=2、8、16将相应数按权写出展开式，再按十进制的原则运算即可。例如：1101101B=1*26+1*25+0*24+1*23+1*22+0*21+1*20=109D2AH=2*161+10*160=42D123O=1*82+2*81+3*80=83D,进位计数制 十进制 二进制 其他进制数制之间的转换 R十 十R 二/八/十六信息存储单位非数值信息编码 西文信息编码 中文信息编码,十进制转换为R进制,分成整数部分和小数部分分别转换再拼接起来。整数部分：除R（2）取余小数部分：乘R（2）取整以十进制二进制为例将10.3125转换为二进制：求解过程见下页,10.3125=1010.0101,进位计数制 十进制 二进制 其他进制数制之间的转换 R十 十R 二/八/十六信息存储单位非数值信息编码 西文信息编码 中文信息编码,十二求解过程,结果,进位计数制 十进制 二进制 其他进制数制之间的转换 R十 十R 二/八/十六信息存储单位非数值信息编码 西文信息编码 中文信息编码,二/八/十六进制相互转换,转换规律：由于这三种进制的权之间有内在的联系，即23=8，24=16，因而每位八进制数相当于三位二进制数，每位十六进制数相当于四位二进制数。在转换时，位组划分是以小数点为中心向左右两边延伸，中间的0不能省略，两头不够时可以补0。,进位计数制 十进制 二进制 其他进制数制之间的转换 R十 十R 二/八/十六信息存储单位非数值信息编码 西文信息编码 中文信息编码,转换关系表,0F 16个数与其二进制的对应关系表,进位计数制 十进制 二进制 其他进制数制之间的转换 R十 十R 二/八/十六信息存储单位非数值信息编码 西文信息编码 中文信息编码,转换示例,将1011010.10B转换成八进制和十六进制数。001|011|010.100B=132.4O0101|1010.1000B=5A.8H将十六进制数F7.28转换为二进制数：F7.28H=11110111.00101B1111011100101000将八进制数25.63转换为二进制数：25.63O=10101.110011B010101110011,进位计数制 十进制 二进制 其他进制数制之间的转换 R十 十R 二/八/十六信息存储单位非数值信息编码 西文信息编码 中文信息编码,信息存储单位,位（bit）位是度量数据的最小单位，表示一位二进制信息。字节（Byte）字节是信息存储中最常用的基本单位。1Byte=8bit1KB=210Byte=1024Byte1MB=210KB=220Byte1GB=210MB=230Byte,进位计数制 十进制 二进制 其他进制数制之间的转换 R十 十R 二/八/十六信息存储单位非数值信息编码 西文信息编码 中文信息编码,7 6 5 4 3 2 1,西文信息的编码,ASCII 码是美国信息交换标准代码。(American Standard Code for Information Interchange)包括0-9十个数字，大小写英文字母及专用符号等95种可打印字符。,Computer,01000011 01101111 0110110101110000 01110101 0111010001100101 01110010,进位计数制 十进制 二进制 其他进制数制之间的转换 R十 十R 二/八/十六信息存储单位非数值信息编码 西文信息编码 中文信息编码,汉字信息的编码,国标码：国家标准信息交换用汉字编码。国标码采用双字节的编码方式。,国标码收入6763个汉字，682个西文字符、图符，构成 9494 的矩阵。（每一行为“区”，每一列为“位”：国标区位码）,机内码,“啊”：区位码“1601”“1001H”,00010000 00000001,10010000 10000001,“啊”：机内码“B0A1H”,进位计数制 十进制 二进制 其他进制数制之间的转换 R十 十R 二/八/十六信息存储单位非数值信息编码 西文信息编码 中文信息编码,汉字信息的编码,字符代码化（输入）,数字码拼音码字形码,进位计数制 十进制 二进制 其他进制数制之间的转换 R十 十R 二/八/十六信息存储单位非数值信息编码 西文信息编码 中文信息编码,汉字的输出（字库）,字体,进位计数制 十进制 二进制 其他进制数制之间的转换 R十 十R 二/八/十六信息存储单位非数值信息编码 西文信息编码 中文信息编码,输入法的介绍,紫光拼音输入法是一个完全面向用户的，基于汉语拼音的中文字、词及短语输入法。它是完全免费的。微软拼音输入法是微软公司和哈尔滨工业大学联合开发的智能化拼音输入法，是一种以语句输入为特征的第三代输入法，许多对输入速度要求不太高，并且熟悉拼音的用户非常欢迎它。智能ABC输入法是中文Windows3.2和Windows95/98中自带的一种汉字输入方法，由北京大学的朱守涛先生发明。它简单易学、快速灵活，受到用户的青睐。但是在日常使用中，许多用户并没有真正掌握这种输入法，而仅仅是将其作为拼音输入法的翻版来使用。,进位计数制 十进制 二进制 其他进制数制之间的转换 R十 十R 二/八/十六信息存储单位非数值信息编码 西文信息编码 中文信息编码,输入法的介绍,国标码与区位码：国标码是一个四位十六进制数，区位码是一个四位的十进制数，每个国标码或区位码都对应着一个唯一的汉字或符号，但因为十六进制数我们很少用到，所以大家常用的是区位码，它的前两位叫做区码，后两位叫做位码。五笔字形码：五笔字形码是一种形码，它是按照汉字的字形（笔划、部首）进行编码的，在国内非常普及。全拼双音汉字输入法：可以输入单个汉字，也可以输入双字词汇。双拼双音输入法：过全拼双音输入法输入汉字的用户，一定感到了敲键太多的麻烦，而双拼双音输入法则将全拼中的韵母都用一个字母代替，所以敲键次数大幅降低。,进位计数制 十进制 二进制 其他进制数制之间的转换 R十 十R 二/八/十六信息存储单位非数值信息编码 西文信息编码 中文信息编码,如何选用键盘输入法,一般来讲，非专业打字人员可以选择简单的音码，专业打字人员应选择形码，对打字速度有些要求的非专业打字人员可以采用音码或音形码。现在比较流行的键盘输入法有智能ABC标准输入法、微软拼音输入法、五笔字型输入法、自然码等。用键盘输入法来输入汉字，其输入速度取决于你对键盘和编码的熟悉程度。据统计，智能ABC标准输入法是目前使用最广泛的输入法。,进位计数制 十进制 二进制 其他进制数制之间的转换 R十 十R 二/八/十六信息存储单位非数值信息编码 西文信息编码 中文信息编码,指令系统,机器指令：是要计算机执行某种操作的命令。指令系统所有指令的集合称为计算机的指令系统。指令系统 是软件和硬件的界面，指令是对计算机进行程序控制的最小单位。机器语言程序用机器指令编写的程序，也是目标程序。,指令系统计算机语言操作系统,指令系统,指令组成一条指令通常由两部分组成：,操作码,地址码,指令系统计算机语言操作系统,计算机语言,第一代语言机器语言如：011011 000000 000000 000001第二代语言汇编语言如：ADD A,D第三代语言高级语言（又称过程语言）如：Basic语言、C语言、FoxPro等第四代语言非过程化语言（又称面向目标的语言）如：C+语言、VC语言、Java语言等第五代语言智能性语言如：PROLOG语言等,指令系统计算机语言操作系统,计算机语言,指令系统计算机语言操作系统,源程序：第二代及以上语言编写的程序，必须以某种方式（汇编、编译、解释）翻译后方可执行。目标程序：机器语言程序，可以立即执行。,操作系统,操作系统的功能能对计算机系统中的软件和硬件资源进行有效地管理和控制，合理地组织计算机的工作流程，为用户提供一个使用计算机的工作环境，起到用户和计算机之间的接口作用。（图示见下页）操作系统的类型批处理系统、分时系统、实时系统、网络操作系统。,指令系统计算机语言操作系统,操作系统与计算机系统,硬件,操 作 系统,软 件 开 发 工 具,应 用 软 件,用 户,指令系统计算机语言操作系统,