1、第一章计算机基础知识,主讲：李 鑫,一、计算机的产生与发展,1、计算机的产生：1946年，在美国宾夕法尼亚大学研制了ENIAC计算机。ENIAC是世界上第一台真正能自动运行的电子数字计算机。18000多个电子管，1500多个继电器，耗电150kw，占地面积170M2，重量30T，每秒5000次加法运算。,一、计算机的产生与发展,从构成计算机主要电子元器件，可划分为四个阶段 第一、电子管计算机（19461958）主要采用电子管作为计算机逻辑元件。 第二、晶体管计算机（19581964）主要采用晶体管代替了电子管，大量采用磁芯作为内存储器，采用磁盘、磁带等作为外存储器。相比电子管，体积小、重量轻、
2、功耗低、寿命长、发热少、运算速度快。,一、计算机的产生与发展,第三、中、小规模集成电路（19641970）集成电路代替了分立元件，把多个电子元器件集中在几平方毫米的基片上形成的逻辑电路。 第四、大、超大规模集成电路（1971今）在硅片上集成了几千、几万到几十万个晶体管的电子元件。,一、计算机的产生与发展,计算机的发展趋势 1、巨型化：速度高、大存储量和强功能的巨型计算机。运行速度每秒上亿次，存储容量超过万亿字节。 2、微型化：利用高性能的超大规模集成电路研制微型计算机。 3、网络化：各自独立的计算机用通信线路连接起来，形成公共资源网络系统。 4、多媒体化：可以使计算机具有处理图、文、像等多媒体
3、的能力。 5、智能化：模拟人的感觉和思维过程的能力。,一、计算机的产生与发展,计算机分类： 1、从处理信号分为：模拟计算机和数字计算机。 2、从规模上分为：巨型机、大型机、中型机、 小型机、微型机和单片机。 Pc机：IBM-PC是由IBM公司开发的面向小型和个人用户的电子计算机。,二、计算机的特点及应用,1、计算机特点 （1）运算速度快：运算速度指计算机能执行多少百万条指令每秒。单位MIPS,即40亿次每秒表示4000MIPS （2）计算精度高：值历代科学家只能算到500位。目前计算机已算到小数点后上亿位。 （3）存储能力强：可以保存大量的文字、图像、声音等信息资料,二、计算机的特点及应用,1
4、、计算机特点 4、逻辑判断能力：是实现计算机自动化和人工智能的基础。 5、自动运行程序：在工作中无需人工参与，能自动执行存放在存储器中的程序。,2、计算机的应用领域 （1）科学计算：利用计算机运算精度高特性进行高速、高精确的计算，应用领域包括军事、航天、气象、地震探测等。 （2）数据处理：计算机可以对大量的数据进行分类、排序、合并、统计等如财务管理、银行业务、预订机票等。,二、计算机的特点及应用,2、计算机的应用领域 （3）过程控制：计算机能及时采集检测数据并按照最优方案自动控制，如炼钢控制、导弹自动瞄准系统、飞行控制调动。 （4）人工智能：使计算机具有“推理”和“学习”的能力，模拟看病、下棋
5、、作曲、翻译等。,二、计算机的特点及应用,2、计算机的应用领域 （5）通信网络：实现不同地区计算机之间的软、硬件资源共享。 （6）家庭生活：利用计算机实现家庭教育、娱乐、理财等。,二、计算机的特点及应用,2、计算机的应用领域 （7）计算机辅助系统：辅助设计（CAD）辅助制造（CAM）辅助教学（CAI）辅助工程（CAE）,二、计算机的特点及应用,1、计算机系统的基本组成,三、计算机系统的组成,2、计算机的主要性能指标 （1）字长:计算机处理数据时，一次可以运算的数据长度称为一个“字”（word）。字长是指计算机能直接处理二进制信息的位数。一个字节（byte）的长度为8位（bit）字节越长，精度越
6、高，速度越快，价格越高；16位、32位、64位（酷睿）。 字长是由cpu内部的寄存器、加法器和总线的位数决定的。,三、计算机系统的组成,2、计算机的主要性能指标 （2）运算精度：百万条指令每秒（MIPS） （3）时钟频率：也称为主频，是指CPU在单位时间（秒）内所发出的脉冲数，单位为兆赫兹（MHZ）通常是购买cpu作为一个重要的参数。目前已是（GHZ）,三、计算机系统的组成,2、计算机的主要性能指标 （4）内存容量：在计算机中存储容量最小单位是“字节” 1字节（byte）=8位（bit）二进制 1千字节（kb）=1024（byte）字节 1MB（兆）=1024KB 1GB（吉）=1024MB
7、1TB（太）=1024GB,三、计算机系统的组成,2、计算机的主要性能指标 （5）存取速度：存储器完成一次读/写操作所需的时间称为存取周期，是反映存储器性能的一个重要参数。半导体存储器存储周期为几十到几百微妙（us）。,三、计算机系统的组成,2、计算机的主要性能指标 （6）磁盘容量：就是软盘和硬盘的存储大小，反映了计算机存储数据的能力。目前硬盘160GB、320GB,三、计算机系统的组成,3、计算机工作原理 （1）冯诺依曼1946年，美籍匈牙利数学家冯诺依曼提出了关于计算机的构成模式和工作原理的基本设想。计算机系统应按照下述模式工作：将编好的程序和原始数据，输入并存储在计算机的内存储器中（即“
8、存储程序”）；计算机按照程序逐条取出指令加以分析，并执行指令规定的操作（即“程序控制”）。这一原理称为“存储程序”原理，是现代计算机的基本工作原理，至今的计算机仍采用这一原理。,三、计算机系统的组成,3、计算机工作原理 （2）计算机核心组成部件 在一台计算机中，有以下六种主要的部件： 控制器（Control unit）：统一指挥并控制计算机各部件协调工作的中心部件，所依据的是机器指令。 运算器（亦称为算术逻辑单元，Arithmetic and Logic Unit，ALU）：对数据进行算术运算和逻辑运算。,三、计算机系统的组成,3、计算机工作原理内存储器：存储现场待操作的信息与中间结果，包括机
9、器指令和数据外存储器：存储需要长期保存的各种信息。,三、计算机系统的组成,3、计算机工作原理 输入设备（Input devices）： 接收外界向计算机输送的信息。 输出设备（Output devices）： 将计算机中的信息向外界输送。,三、计算机系统的组成,3、计算机工作原理 （3）指令和程序 指令：指计算机执行特定操作命令，指令包括操作码和地址码。 操作码：完成操作的性质如加、减、乘、除数据传送、移位。 地址码：将上述规定操作的数据存放地址或操作数。,三、计算机系统的组成,区位码 机内码 国际码,区位码先转换成十六进制数表示 区位码的十六进制表示）2020H国标码； 国标码8080H机内
10、码,3、计算机工作原理 （3）指令与程序： 程序：将指令和数据编写乘一个相互联系的序列，称为程序。 举例：一串指令集合叫程序（错）为解决某一问题而编写在一起的指令序列叫程序（对）,三、计算机系统的组成,1、总线： 概念：是连接cpu、存储器（内、外）和输入、输出设备的信息通路称为总线。 功能：cpu与内部各芯片连线叫内部总线。微机和外部设备的连接叫外部总线。总线与存储交换、总线与输入输出设备交换叫系统总线。 所有总线包括：数据总线、地址总线、控制总线。,四、计算机硬件系统,1、总线： 内部总线：sci（串行通信接口）MOTOROLA推出异步通信接口。 外部总线：USB2.0、IEEE1394等
11、。 系统总线：PCI、AGP、PCI-E。 I/O:输入输出端口。 需从位置上区分各总线,四、计算机硬件系统,2、中央处理器 Cpu：包括寄存器组控制器运算器（ALU）,四、计算机硬件系统,寄存器组：暂时存放即将参加运算的操作数。 控制器：控制计算机自动执行程序，从存储器中读出指令、解释指令、执行指令及处理中断事件。 运算器（alu）：加、减、乘、除：逻辑运算,3、主板：连接各种设备的载体，按结构分为AT、ATX等。,四、计算机硬件系统,4、内存储器：RAM（随机存储器）、速度快、存储量小、断电信息丢失。 目前主流：DDR、DDR2、DDR3,四、计算机硬件系统,外存储器硬盘:容量、类型（ID
12、E、SATA）.光盘：cd-rom dvd-rom cd-rw 容量。U盘：读写非易失性的半导体存储器（闪存）移动硬盘：容量、接口、速度。,四、计算机硬件系统,软盘：每个同心圆称为一个磁道。磁道从外向里顺次编号，最外层称为第0道。为了记录信息方便把每一个磁道又分成几个区段，称为扇区。磁盘读写时以扇区为基本单位，每个扇区存放同样数量的信息，为512个字节。盘片按可以记录信息的表面，分有单面盘和双面盘。只有一个表面能记录信息的称单面盘，两个表面都能记录信息的称双面盘。 容量=280 15 512=1.44MB,四、计算机硬件系统,5、输入设备：键盘、鼠标、光笔、触摸屏、图形数字化仪、扫描仪、手写板
13、、摄像头。掌握：键盘：标准101、102、104和键盘字符键区和控制键。鼠标：PS/2或USB及无线鼠标。扫描仪：扫描分辨率即每英寸长度上点数 DPI摄像头：数字摄像头及模拟摄像头。,四、计算机硬件系统,6、输出设备：显示器、打印机、绘图仪、投影仪等。 显示器：CRT是阴极射线管显示器、LCD 液晶显示器 显卡有MDA（文本）、CGA（文本/图形）、EGA（文本/图形）、VGA（视频图形阵列） 到目前UVGA（超级VGA） 分辨率对应：720*350、320*200、640*350640*480、1280*1024,四、计算机硬件系统,6、输出设备：显示器、打印机、绘图仪、投影仪等。 打印机：
14、点阵打印机、喷墨打印机、激光打印机。 点阵打印机：称为针式打印机（9针、24针）速度慢、噪音大、印字质量差。 喷墨打印机：通过打印头上的数十到数百个小喷孔喷出墨水，声音小、打印不受机械压力。 激光打印机：通过静电吸附墨粉后在纸张上印字，打印质量高、速度快、可以用普通纸，但耗电量大。,四、计算机硬件系统,6、输出设备：显示器、打印机、绘图仪、投影仪等。 投影仪：最主要一个参数就是输出光能量叫“流明（LM）”和“分辨率”。安装方式分为：桌式正投、吊顶正投、桌式背投、吊顶背投。,四、计算机硬件系统,1、计算机系统的层次关系,五、软件系统和语言,2、软件系统：系统软件和应用软件 计算机软件：由程序和有
15、关的文档组成。程序是指令序列的符号表示，文档是软件开发过程中建立的技术资料。 系统软件：操作系统、语言处理程序、数据库管理系统。 应用软件：利用计算机及其提供的系统软件为解决实际问题而编制的计算机程序，如office、photoshop等。,五、软件系统和语言,3、计算机语言 机器语言：是一种二进制代码（0、1）表示的能被计算机直接识别和执行。 汇编语言：利用助记符表示的面向计算机的程序设计语言，汇编语言用于编写直接控制机器操作的低层程序。 汇编语言不能被计算机直接识别和执行，必须由汇编程序翻译成机器语言程序,五、软件系统和语言,3、计算机语言 高级语言：用高级语言编写的程序一般称为“源程序”
16、，计算机不能识别和执行。 编译：将源程序整个编译成目标程序，然后通过链接程序将目标程序链接成可执行程序。 解释：将源程序逐句翻译，翻译一句执行一句，边翻译边执行，不产生目标程序。 Basic、C、C+、java等。 其他高级语言数据库管理系统：sybase、oracle、sql server、foxpro等。,五、软件系统和语言,1、二进制：是计算技术中广泛采用的一种数制，二进制数据用0和1表示。 十进制 ： 0 1 2 3 4 5 二进制 ：0000 0001 0010 0011 0100 0101 在数制的转换中，通常在数值后面加字母D、B、O、H分别表示该数是10、2、8、16进制数。
17、表示：(10)10 (10)2 (10)8 (10)16 字母来表示 10D 10B 10O 10H,六、数字运算与信息编码,十进制：0、1、2、3、4、5、6、7、8、9 八进制：0、1、2、3、4、5、6、7 二进制：0、1 十六进制：0、1、2、3、4、5、6、7、8、9、A、B、C、D、E、F,六、数字运算与信息编码,二进制转十进制 （101001.101）2= 125 +024+123+022+021+120+121+02-2+123 = 32 + 8 + 1 + 0.5 + 0.125= （41.625）10,六、数字运算与信息编码,十六进制转换十进制 (ABC.D)16 = A1
18、62+B161+C160+D161 = 2560 + 176 + 12 + 130.0625 = (2748.8125)10,六、数字运算与信息编码,八进制转换十进制 (100)8=182+081+080=64+0+0=(64)10,六、数字运算与信息编码,十进制转换二进制 (89.625)10 =(1011001.101)2,六、数字运算与信息编码,十进制转换十六进制 （75）10=(4B)16,六、数字运算与信息编码,二进制的特点： 技术实现简单：只有两种状态0、1 简化运算规则：二进制数运算和、积运算组 合各有四种，运算简单，运算速度高。 适合逻辑运算：真和假。 易于转换：二进制与十进制
19、易于转换。 二进制表示数据抗干扰能力强，可靠性高。,六、数字运算与信息编码,2、编码 字符编码：美国信息交换标准码，ASCII码于1968年提出最多可以给256个字符（包括字母、数字、标点符号、控制字符及其他符号）分配数值，一个ASCII码以一个字节（byte）存储。 0=48 A=65 a=97 大小写差值32 032是控制字符或通讯专用字符，如控制符：LF（换行）、CR（回车）、FF（换页）、DEL（删除）、BS（退格)、BEL（振铃）等；通讯专用字符：SOH（文头）、EOT（文尾）、ACK（确认）等；,六、数字运算与信息编码,2、编码 汉字编码：汉字信息处理系统一般包括编码、输入、存储、
20、编辑、输出、传输。编码是关键。 汉字进入计算机的三种途径：自动识别，用光电扫描识别；语音识别输入；汉字编码输入。 汉字编码字符：1981年，国家信息交换用汉字编码字符集基本集，即国家标准GB2312-80方案。,六、数字运算与信息编码,2、编码 汉字标准交换码：国标码共有汉字6763个（一级汉字，是最常用的汉字，按汉语拼音字母顺序排列，共3755个；二级汉字，属于次常用汉字，按偏旁部首的笔划顺序排列，共3008个），数字、字母、符号等682个，共7445个。,六、数字运算与信息编码,计算机基础测试,1,一个完整的个人计算机系统应包括() A,系统硬件和系统软件 B,硬件系统和软件系统 C,主机
21、和外部设备 D,主机,键盘,显示器和辅助存储器 2,完整的个人计算机的主机包括()A,运算器和控制器 B,运算器,控制器和硬磁盘存储器 C,CPU和内存储器 D, CPU和健盘,3,个人计算机硬件系统的性能主要取决于() A,中央处理器 B,内存储器 C,显示适配卡 D,硬磁盘存储器 4,中央处理器处理数据的基本单位为字,一个字的长度通常是()A,16个二进制位 B,32个二进制位 C,64个二进制位 D,与中央处理器芯片的型号有关,5,下列存储器中,存取速度最快的是A,软磁盘存储器 B,硬磁盘存储器 C,光盘存储器 D,内存储器6,CPU不能直接访问的存储器是()A, ROM B, RAM
22、C, Cache D, CDROM,7,下列四条叙述中,属于RAM特点的有（） A,可随机读写数据,且断电后数据不会丢失 B,可随机读写数据,断电后数据将全部丢失 C,只能顺序读写数据,断电后数据将部分丢失 D,只能顺序读写数据,且断电后数据将全部丢失8,当前个人计算机中的主要逻辑元件采用 A,小规模集成电路 B,中规模集成电路 C,大规模和超大规模集成电路 D,分立元件,9,3寸软盘打开写保护口以后,可以进行的操作是 A,既可读也可写 B,既不能读也不能写 C,只能写不能读 D,只能读不能写10,显示器是完整的个人计算机系统必备的种A,输出设备 B,输入设备 C,控制设备 D,存储设备,11
23、,个人计算机的输入/输出接口位于A,总线和 I/O设备之间 B,主机和输入/输出设备之间 C,主机和总线之间 D,CPU和内存储器之间12,个人计算机主机上的高速缓冲存储器是为了解决 A,主机与外设之间速度不匹配问题 B,CPU与内存储器之间速度不匹配问题 C,CPU与辅助存储器之间速度不匹配问题 D,内存储器与辅助存储器之间速度不匹配问题,13,下列存储器中,断电后信息将会丢失的是 A,ROM B,RAM C,CDROM D,磁盘存储器14,计算机中常用的英文词 Byte,其中文意思是 A,位 B,字 C,字长 D,字节,15,下列四条叙述中,正确的一条是A,计算机能直接识别并执行高级语言源
24、程序 B,计算机能直接识别并执行机器指令 C,计算机能直接识别并执行数据库语言源程序 D,汇编语言源程序可以被计算机直接识别和执行16,下列设备中,既能向主机输人数据又能接受主机输出数据的是A,键盘 B,扫描仪 C,磁盘存储器 D,音箱,17个人计算机属于。 A)小巨型机 B)中型机C)小型机 D)微机 18. 400个2424点阵汉字的字形库存储容量是。 A)28800个字节 B)0.23604M个二进制位 C)0.8K个字节 D)288个二进制位 243400=28800,19DRAM存储器的中文含义是。 A)静态随机存储器 B)动态只读存储器 C)静态只读存储器 D)动态随机存储器 20微型计算机的发展是以_的发展为表征的。 A)微处理器 B)软件 C)主机 D)控制器,
