計算機與信息基礎.ppt

1、計算機基礎,第一講 計算機基本知識,一、計算機的發(fā)展概況 二、計算機的基本原理 三、計算機的分類 四、計算機的應用 五、計算機內(nèi)部數(shù)據(jù)的表示 六、常用的信息編碼,一、電子計算機的發(fā)展概況,1.第一臺電子計算機,ENIAC：Electronic Numerical Integrator And Calculator (電子數(shù)字積分器和計算器) 1946年4月，美陸軍阿伯丁彈道實驗室，占地170m2，重30噸，18800個電子管，1500個繼電器，7000個電阻，耗電150千瓦，5000次/秒,第一代計算機：電子管計算機時代(19461958) 器件：電子管 軟件：機器語言、匯編語言 應用：科學計

2、算 第二代計算機：晶體管計算機時代(19591964) 器件：晶體管 軟件：高級語言 應用：數(shù)據(jù)處理、工業(yè)控制 第三代計算機：集成電路計算機時代(19651970) 器件：集成電路 軟件：操作系統(tǒng) 應用：文字處理、圖形處理 第四代計算機：大規(guī)模、超大規(guī)模集成電路計算機時代 (1971至今) 器件：大規(guī)模集成電路 軟件：數(shù)據(jù)庫、網(wǎng)絡等 應用：社會各領(lǐng)域,2. 計算機發(fā)展的四個時代,二. 計算機的基本原理,第一臺真正具有現(xiàn)代計算機結(jié)構(gòu)的電子計算機EDVAC： Electric Discrete Variable Automatic Computer (電子離散變量自動計算機) 采用二進制并能存儲程

3、序和數(shù)據(jù) -馮.諾依曼計算機，其運算速度是ENIAC的240倍。,計算機的特點,電子計算機(簡稱計算機，又稱電腦、信息處理機)是一種能夠高速、自動地進行信息處理的電子設備。它具有如下特點： (1) 速度快 (2) 精度高 (3) 存儲容量大 (4) 通用性強 (5) 具有邏輯判斷和自動控制能力,三、計算機的分類,按計算機的功能分：專用計算機和通用計算機,Altair 8800,計算機發(fā)展方向微型化,計算機不再是單一的計算機器，而是一種 信息機器，一種個人的信息機器。,CRAY-,計算機發(fā)展方向巨型化,運算速度可達每秒萬億次運算的超級計算機 1975年世界上第一臺超級計算機“Cray-I” 超級

4、計算機應用：天氣預報、地震機理研究、 石油和地質(zhì)勘探，衛(wèi)星圖像處理等大量科學計 算的高科技領(lǐng)域。,中國的超級計算機： 國防科技大學研制的 “銀河1號”、 “銀河2號”和“銀河3號” 國家智能計算機中心推出的 “曙光1000”,“曙光2000” “曙光4000A”,銀河,計算機發(fā)展方向網(wǎng)絡化,計算機網(wǎng)絡： 計算機技術(shù)與通信技術(shù)結(jié)合 的產(chǎn)物。 計算機網(wǎng)絡的發(fā)展動力： 使用遠程資源，共享程序、 數(shù)據(jù)和信息資源，網(wǎng)絡用戶 的通訊和合作。,計算機發(fā)展方向智能化,計算機將依據(jù)不確定的輸入作出決定，它模仿人腦的工作方式，具有直觀判斷和處理不完整的模糊信息的能力，甚至有接近人的審美和情感能力。 計算機工作時只

5、需有人告訴它“做什么”，而不必“手把手”教它“怎樣做”。,四、計算機的應用,科學計算（數(shù)值計算） 數(shù)據(jù)處理（信息處理） 自動控制 計算機輔助設計和輔助教學 人工智能方面的研究和應用 多媒體技術(shù)應用 虛擬現(xiàn)實,五、計算機系統(tǒng)概述,六、計算機硬件組成,計算機硬件包括主機和外設,微機基本結(jié)構(gòu),1、中央處理器CPU,存放程序 和數(shù)據(jù),中央處理器一般也稱CPU （Central Process Unit) ，由運算器和控制器組成。 雙核心處理器，在一塊CPU基板上集成兩個處理器核心，并通過并行總線將各處理器核心連接起來，從而提高計算能力。 類型: Intel: 8088、80286、80386 Pent

6、ium P 733 PIV 3.0 奔騰D (雙核) AMD: 80286、80386、80486、K5、K6、 K7 X2 (雙核) 工作頻率 P 733 733：MHZ 工作頻率越大速度越快,Intel 奔騰D 820 2.8GHz,AMD Athlon64 X2 3800+,內(nèi)部存儲器 訪問速度快 信息暫時性 相對價格高,外部存儲器 訪問速度慢 信息永久性 相對價格低,2.存儲器,微型計算機存儲器分內(nèi)部存儲器和外部存儲器,2、 內(nèi)存儲器(主存)： 內(nèi)存按功能分為兩種： 只讀存儲器（ROM）：儲存的信息只能讀出，不能寫入，斷電后信息不會丟失。 隨機存儲器（RAM）：儲存的信息可以讀出，也可

7、以寫入，斷電后存儲的信息會丟失。,高速緩存（Cache）： 為了解決CPU與內(nèi)存之間的速度不匹配而影響系統(tǒng)運行速度的問題。 Cache的儲存容量256K、512K、2M等。 Cache的儲存容量不是越大越好。,1KB=210B=1024B 1MB=1024KB 1GB=1024MB 1TB=1024GB,數(shù)據(jù)存儲的最小單位：位（bit） 數(shù)據(jù)存儲的最基本單位：字節(jié)（Byte） 計算機處理數(shù)據(jù)的基本單位：字（word）,數(shù)據(jù)的存儲單位,內(nèi)存以字節(jié)為單位編址。目前，內(nèi)存的容量一般為： 128M、256M、512M等。,3、外存儲器(輔助存儲器)： 軟磁盤、硬盤、光盤等 扇區(qū) 0道 軟磁盤 （1.4

8、4MB) 3.25 結(jié)構(gòu)：,N道,硬盤,1968年IBM公司提出了溫砌斯特技術(shù)，其技術(shù)以硬盤盤片和驅(qū)動器密封在一起為特色，今天，溫盤幾乎成了硬盤的同義詞。 硬盤與軟盤的不同之處在于：軟盤具有使用攜帶方便的特點，存儲容量小，讀寫速度慢，對大量數(shù)據(jù)的儲存就顯得力不從心。而硬盤則與其相反，它的讀寫速度快，存儲容量大。目前的容量多為80GB或160GB。,希捷 Barracuda 7200.9 160GB(SATA),硬盤的磁道、扇區(qū)、柱面,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,光盤,用于計算機系統(tǒng)的光盤有

9、三種類型：只讀型光盤（ CD-ROM ）、一次寫入型光盤（WROM:Write Once Read Many Dick ）、可擦型光盤（Erasable Optical Dick）。光盤只能在光盤驅(qū)動器上使用。 CD-ROM驅(qū)動器是Compact Disk Read Only Memory的簡稱，又稱光驅(qū)。它的特點是只能由制造廠家寫一次，寫好的信息將永久保存，不可重寫。它使用激光技術(shù)將數(shù)字信息記錄在CD-ROM 上。一張光盤可儲存650MB以上的信息，大約相當于500張3.5英寸軟盤。,移動存儲產(chǎn)品,Flash存儲設備： 閃存芯片為存儲介質(zhì) 采用USB的接口 可擦寫100萬次以上,4、輸入設備

10、,鍵盤 鼠標 機械、光電）,掃描儀,5、輸出設備,顯示器：類型有陰極射線管（CRT）和 液晶（LCD）；大小有14、15、17、20英寸，或更大；技術(shù)指標有點距、像素和分辯率等。目前CRT基本被淘汰了。 打印機：種類有針式打印機（如EPSON LQ1600K）、噴墨打印機、激光打印機（如HP6L），越來越趨于智能化。,液晶LCD,陰極射線管CRT,惠普HP laserjet 1020,主板,主板(Mainboard)簡稱MB。主板上布滿了各種電子元件、插槽、接口等。它為CPU、內(nèi)存和各種功能(聲、圖、通信、網(wǎng)絡、TV、SCSI等)卡提供安裝插座(槽)；為各種磁、光存儲設備、打印和掃描等IO設備以及數(shù)碼相機、攝像頭、Modem等多媒體和通訊設備提供接口。,華碩 M2