大學(xué)計(jì)算機(jī)基礎(chǔ) 第1章_概論

1、大學(xué)計(jì)算機(jī)基礎(chǔ)掛了掛了課程導(dǎo)言課程導(dǎo)言1、 計(jì)算機(jī)基礎(chǔ)知識(shí)計(jì)算機(jī)基礎(chǔ)知識(shí)(存儲(chǔ)、信息表示、系統(tǒng)組成）存儲(chǔ)、信息表示、系統(tǒng)組成）2、 網(wǎng)絡(luò)技術(shù)基礎(chǔ)網(wǎng)絡(luò)技術(shù)基礎(chǔ)3、數(shù)據(jù)庫基礎(chǔ)數(shù)據(jù)庫基礎(chǔ)4、數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)基礎(chǔ)數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)基礎(chǔ) 一、為什么要學(xué)習(xí)計(jì)算機(jī)？一、為什么要學(xué)習(xí)計(jì)算機(jī)？ 二、學(xué)什么？二、學(xué)什么？ 1、從我們生活方面、從我們生活方面計(jì)算機(jī)無所不在。計(jì)算機(jī)無所不在。 2、從專業(yè)角度來說、從專業(yè)角度來說計(jì)算機(jī)是必要的工具計(jì)算機(jī)是必要的工具第一章計(jì)算機(jī)基礎(chǔ)知識(shí)第一章計(jì)算機(jī)基礎(chǔ)知識(shí)u1.1 計(jì)算機(jī)概述計(jì)算機(jī)概述u1.2 計(jì)算機(jī)運(yùn)算基礎(chǔ)計(jì)算機(jī)運(yùn)算基礎(chǔ)u1.3 計(jì)算機(jī)系統(tǒng)組成計(jì)算機(jī)系統(tǒng)組成u1.4 計(jì)算機(jī)技術(shù)性能指標(biāo)計(jì)

2、算機(jī)技術(shù)性能指標(biāo)多媒體多媒體微型計(jì)算微型計(jì)算機(jī)機(jī)C R A YC R A Y- -C R A YC R A Y- -1.1 計(jì)算機(jī)概述計(jì)算機(jī)概述 是是“電子數(shù)字計(jì)算機(jī)電子數(shù)字計(jì)算機(jī)”的簡(jiǎn)稱。它的簡(jiǎn)稱。它是一種能夠是一種能夠存儲(chǔ)存儲(chǔ)程序和數(shù)據(jù)，并能通過程序和數(shù)據(jù)，并能通過自動(dòng)、連續(xù)地自動(dòng)、連續(xù)地運(yùn)行運(yùn)行程序來實(shí)現(xiàn)對(duì)數(shù)據(jù)處程序來實(shí)現(xiàn)對(duì)數(shù)據(jù)處理的理的電子設(shè)備電子設(shè)備。 它能夠代替人類完成各種復(fù)雜的計(jì)它能夠代替人類完成各種復(fù)雜的計(jì)算以及處理各類的信息。算以及處理各類的信息。它為什么它為什么能代替人能代替人類工作？類工作？一、計(jì)算機(jī)是什么一、計(jì)算機(jī)是什么?u1、自然和手工計(jì)算裝置階段、自然和手工計(jì)算裝置

3、階段 u2、機(jī)械計(jì)算機(jī)時(shí)代、機(jī)械計(jì)算機(jī)時(shí)代u3、電氣計(jì)算機(jī)時(shí)代、電氣計(jì)算機(jī)時(shí)代u4、電子計(jì)算機(jī)時(shí)代、電子計(jì)算機(jī)時(shí)代二、計(jì)算工具的發(fā)展二、計(jì)算工具的發(fā)展 1. 自然、手工階段自然、手工階段 算盤：六、七百年前算盤：六、七百年前最初的計(jì)算工具：手指、石子、打繩結(jié)最初的計(jì)算工具：手指、石子、打繩結(jié)算籌算籌:2000多年前，春秋戰(zhàn)國(guó)多年前，春秋戰(zhàn)國(guó)計(jì)算尺：計(jì)算尺：16211621年，英國(guó)人年，英國(guó)人 E.GunterE.Gunter機(jī)械計(jì)算機(jī)：齒輪為主要部件機(jī)械計(jì)算機(jī)：齒輪為主要部件1642 法國(guó)法國(guó)Blaise Pascal第第1 1臺(tái)臺(tái)機(jī)械計(jì)算機(jī)機(jī)械計(jì)算機(jī)18221822英國(guó)數(shù)學(xué)家英國(guó)數(shù)學(xué)家Bab

4、bage 差分機(jī)差分機(jī)1833 1833 分析機(jī)分析機(jī)2. 機(jī)械計(jì)算機(jī)時(shí)代機(jī)械計(jì)算機(jī)時(shí)代機(jī)電式計(jì)算機(jī)：繼電器為主要部件機(jī)電式計(jì)算機(jī)：繼電器為主要部件 3. 電氣計(jì)算機(jī)時(shí)代電氣計(jì)算機(jī)時(shí)代 4. 電子計(jì)算機(jī)時(shí)代電子計(jì)算機(jī)時(shí)代1946.2 美國(guó)費(fèi)城大學(xué)美國(guó)費(fèi)城大學(xué)“莫爾小組莫爾小組”第一臺(tái)通用數(shù)字電第一臺(tái)通用數(shù)字電子計(jì)算機(jī)子計(jì)算機(jī)-ENIACENIAC50005000次次/ /秒秒體重體重3030噸噸占地占地170m170m2 21746817468只電子管只電子管15001500個(gè)繼電器個(gè)繼電器功率功率150KW150KWu主頻僅為主頻僅為0.1MHz比炮彈還要快的計(jì)算機(jī)比炮彈還要快的計(jì)算機(jī) 25

5、702570萬億次萬億次/ /秒秒當(dāng)今速度最快的當(dāng)今速度最快的屬于：天河一號(hào)屬于：天河一號(hào) 第一代第一代（1946-19561946-1956）電子管電子管5 5千千-4-4萬（次萬（次/ /秒）秒）第二代第二代（1957-19641957-1964）晶體管晶體管幾十萬幾十萬- -百萬（次百萬（次/ /秒秒）第三代第三代（1965-19701965-1970）中小規(guī)模集成電路中小規(guī)模集成電路百萬百萬- -幾百萬（次幾百萬（次/ /秒）秒）第四代第四代（1971-901971-90年代）年代）大規(guī)模集成電路大規(guī)模集成電路和超大規(guī)模集成電路和超大規(guī)模集成電路幾百萬幾百萬- -幾億（次幾億（次/ /

6、秒秒）電子計(jì)算機(jī)的發(fā)展電子計(jì)算機(jī)的發(fā)展體積小體積小耗能低耗能低性能穩(wěn)定性能穩(wěn)定晶晶體體管管數(shù)數(shù)目目40044004奔騰奔騰4 4420,000,0002,300 將電腦濃縮在一顆芯片上將電腦濃縮在一顆芯片上0.180.18微米芯片微米芯片1010微米芯片微米芯片光蝕刻技術(shù)光蝕刻技術(shù)未來計(jì)算機(jī)未來計(jì)算機(jī)1、光計(jì)算機(jī)、光計(jì)算機(jī)2、生物計(jì)算機(jī)、生物計(jì)算機(jī)3、分子計(jì)算機(jī)、分子計(jì)算機(jī)4、量子計(jì)算機(jī)、量子計(jì)算機(jī)計(jì)算機(jī)的發(fā)展趨勢(shì)計(jì)算機(jī)的發(fā)展趨勢(shì)智智能能化化網(wǎng)網(wǎng)絡(luò)絡(luò)化化巨巨型型化化微微型型化化多媒體化多媒體化中國(guó)計(jì)算機(jī)的發(fā)展中國(guó)計(jì)算機(jī)的發(fā)展 u 高性能計(jì)算機(jī)高性能計(jì)算機(jī)曙光、銀河、神威系列曙光、銀河、神威系列

7、u 微機(jī)：長(zhǎng)城微機(jī)：長(zhǎng)城0520CHu 芯片：龍芯芯片：龍芯三、計(jì)算機(jī)的特點(diǎn)三、計(jì)算機(jī)的特點(diǎn)u運(yùn)算速度快運(yùn)算速度快u計(jì)算精度高計(jì)算精度高u“記憶記憶”能力強(qiáng)能力強(qiáng)u邏輯判斷能力邏輯判斷能力u自動(dòng)化程度高自動(dòng)化程度高四、計(jì)算機(jī)的分類四、計(jì)算機(jī)的分類1按用途分類按用途分類u1) 通用計(jì)算機(jī)通用計(jì)算機(jī)u2) 專用計(jì)算機(jī)專用計(jì)算機(jī)2按規(guī)模和處理能力分類按規(guī)模和處理能力分類u1) 巨型計(jì)算機(jī)巨型計(jì)算機(jī) 2) 小巨型計(jì)算機(jī)小巨型計(jì)算機(jī)u3) 大型計(jì)算機(jī)大型計(jì)算機(jī) 4) 小型計(jì)算機(jī)小型計(jì)算機(jī)u5) 工作站工作站 6) 微型機(jī)（個(gè)人計(jì)算機(jī)）微型機(jī)（個(gè)人計(jì)算機(jī)）五、計(jì)算機(jī)主要應(yīng)用領(lǐng)域五、計(jì)算機(jī)主要應(yīng)用領(lǐng)域 u1

8、. 科學(xué)計(jì)算科學(xué)計(jì)算 u2. 數(shù)據(jù)處理數(shù)據(jù)處理 u3. 過程控制過程控制 u4.網(wǎng)絡(luò)應(yīng)用網(wǎng)絡(luò)應(yīng)用u5.計(jì)算機(jī)輔助系統(tǒng)計(jì)算機(jī)輔助系統(tǒng) u6.人工智能人工智能 1.2 計(jì)算機(jī)運(yùn)算基礎(chǔ)計(jì)算機(jī)運(yùn)算基礎(chǔ)1. 計(jì)算機(jī)內(nèi)部是一個(gè)二進(jìn)制數(shù)字世界計(jì)算機(jī)內(nèi)部是一個(gè)二進(jìn)制數(shù)字世界一、一、 數(shù)制及其轉(zhuǎn)換數(shù)制及其轉(zhuǎn)換數(shù)值數(shù)值文字文字聲音聲音 圖像等圖像等數(shù)值數(shù)值文字文字聲音聲音 圖像等圖像等 只有只有“0 0”、“1 1”兩個(gè)量?jī)蓚€(gè)量二進(jìn)制數(shù)運(yùn)算逢二進(jìn)制數(shù)運(yùn)算逢2 2進(jìn)進(jìn)1 1機(jī)器可靠性高、通用性強(qiáng)機(jī)器可靠性高、通用性強(qiáng)加法：加法： 減法：減法： 1（借位）（借位） （進(jìn)位）（進(jìn)位） s 按進(jìn)位的原則進(jìn)行計(jì)數(shù)按進(jìn)位的原

9、則進(jìn)行計(jì)數(shù)s 逢逢N N進(jìn)進(jìn)1 1s 采用位權(quán)表示法采用位權(quán)表示法s十、二、八、十六進(jìn)制十、二、八、十六進(jìn)制特點(diǎn)特點(diǎn) 數(shù)制轉(zhuǎn)換數(shù)制轉(zhuǎn)換 常用常用276常用進(jìn)位計(jì)數(shù)制表示方法常用進(jìn)位計(jì)數(shù)制表示方法進(jìn)位制進(jìn)位制二進(jìn)制二進(jìn)制 八進(jìn)制八進(jìn)制 十進(jìn)制十進(jìn)制十六進(jìn)制十六進(jìn)制規(guī)則規(guī)則逢二進(jìn)逢二進(jìn)一一逢八進(jìn)逢八進(jìn)一一逢十進(jìn)逢十進(jìn)一一逢十六進(jìn)一逢十六進(jìn)一基數(shù)基數(shù)r=2r=2r=8r=8r=10r=10r=16r=16數(shù)符數(shù)符0,10,10,1,2,0,1,2,7,70,1,2,0,1,2,9,90,1,2,0,1,2,9,9,A,B,C,D,E,FA,B,C,D,E,F權(quán)權(quán)2 2i i8 8i i1010i i

10、1616i i表示符表示符號(hào)號(hào)B BO/QO/QD DH H十 進(jìn) 制 (D) 0 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 16 二 進(jìn) 制 (B) 0 1 10 11 100 101 110 111 1000 1001 1010 1011 1100 1101 1110 1111 10000 八 進(jìn) 制 (O) 0 1 2 3 4 5 6 7 10 11 12 13 14 15 16 17 20 十 六 進(jìn) 制 (H) 0 1 2 3 4 5 6 7 8 9 a b C d e f 10 常用進(jìn)位計(jì)數(shù)制之間的關(guān)系常用進(jìn)位計(jì)數(shù)制之間的關(guān)系 數(shù)制間的轉(zhuǎn)換數(shù)制間的轉(zhuǎn)換

11、十進(jìn)制數(shù)十進(jìn)制數(shù)非十進(jìn)制數(shù)非十進(jìn)制數(shù)十進(jìn)制數(shù)十進(jìn)制數(shù)二、八、十六進(jìn)制之間的轉(zhuǎn)換二、八、十六進(jìn)制之間的轉(zhuǎn)換非十進(jìn)制數(shù)非十進(jìn)制數(shù) 數(shù)制間的轉(zhuǎn)換數(shù)制間的轉(zhuǎn)換-十進(jìn)制十進(jìn)制 非十進(jìn)制非十進(jìn)制 8 75 3 8 9 1 8 1 1 0結(jié)果為：113整整數(shù)數(shù)余數(shù)法：余數(shù)法：除基取余、由下而上排列。示例示例1：(75)10 ( ? )8 數(shù)制間的轉(zhuǎn)換數(shù)制間的轉(zhuǎn)換-十進(jìn)制十進(jìn)制 非十進(jìn)制非十進(jìn)制2 75 1 2 37 1 2 18 0 2 9 1 2 4 0 2 2 0 2 1 1 0示例示例2: (75)10 ( ? )2結(jié)果為：結(jié)果為：1001011整整數(shù)數(shù) 數(shù)制間的轉(zhuǎn)換數(shù)制間的轉(zhuǎn)換-十進(jìn)制十進(jìn)制 非十進(jìn)

12、制非十進(jìn)制小小數(shù)數(shù)結(jié)果為：結(jié)果為：0.101示例：示例： (0.625)10 ( ? )2 0.6250.625 2 2 1 1.250 .250 整數(shù)為整數(shù)為1 1 2 2 0 0.50 .50 整數(shù)為整數(shù)為0 0 2 2 1 1. .0 0 整數(shù)為整數(shù)為1 1 小數(shù)值為小數(shù)值為0 0進(jìn)位法進(jìn)位法：乘基取整，當(dāng)小數(shù)值為乘基取整，當(dāng)小數(shù)值為0或達(dá)到精度要或達(dá)到精度要 求時(shí)停止，將整數(shù)部分由上而下排。求時(shí)停止，將整數(shù)部分由上而下排。 數(shù)制間的轉(zhuǎn)換數(shù)制間的轉(zhuǎn)換-十進(jìn)制十進(jìn)制 非十進(jìn)制非十進(jìn)制保留保留3位：位：0.303示例：示例： (0.625)10 ( ? )5 0.6250.625 5 5 3

13、 3.125 .125 整數(shù)為整數(shù)為3 3 5 5 0.625 0.625 整數(shù)為整數(shù)為0 0 5 5 3.125 3.125 整數(shù)為整數(shù)為3 30.0. 數(shù)制間的轉(zhuǎn)換數(shù)制間的轉(zhuǎn)換-非十進(jìn)制非十進(jìn)制 十進(jìn)制十進(jìn)制l位權(quán)法位權(quán)法：把各非十進(jìn)制數(shù)按權(quán)展開求和把各非十進(jìn)制數(shù)按權(quán)展開求和l轉(zhuǎn)換公式轉(zhuǎn)換公式：(F)x =an-1xn-1 + an-2xn-2 + . + a1x1 + a0 x0 + a-1x-1 + .示例：示例： (1011.1) B = 123+022 + 121 + 1 20 +1 2-1 = 8 + 0 + 2 + 1 + 0.5 = (11.5)D (635) O =( ?

14、)D (a2f)H=( ? )D 數(shù)制間的轉(zhuǎn)換數(shù)制間的轉(zhuǎn)換-非十進(jìn)制數(shù)之間的轉(zhuǎn)換非十進(jìn)制數(shù)之間的轉(zhuǎn)換二進(jìn)制二進(jìn)制 十六進(jìn)制十六進(jìn)制 一位拆三位一位拆三位一位拆四位一位拆四位三位并一位三位并一位四位并一位四位并一位二進(jìn)制二進(jìn)制八進(jìn)制八進(jìn)制000001010011100101110111012345670000 00010010 0011 0100 0101 0110 0111012345671000 10011010 1011 1100 1101 1110111189abcdef整數(shù)整數(shù) 小數(shù)小數(shù) 1 1011 0111.010( 1 B 7 . )16示例：示例：100 110 110 111

15、 . 010 1( 4 6 6 7 . 2 )8 數(shù)制間的轉(zhuǎn)換數(shù)制間的轉(zhuǎn)換-非十進(jìn)制數(shù)之間的轉(zhuǎn)換非十進(jìn)制數(shù)之間的轉(zhuǎn)換00000044作業(yè)作業(yè): 寫到寫到1張紙上張紙上 : 1.數(shù)制數(shù)制: (345.25 )10 =( )2=( )8=( )16 (10110110.11)2=( )10=( )8=( )16 (127 ) 8=( )10=( )2 (10101011.11)2=( )16 =( )10=( )8 (1aa)16=( )10=( )2 (567)12=( )10 2. 書上習(xí)題答案書上習(xí)題答案(簡(jiǎn)答題除外簡(jiǎn)答題除外) 二、二、數(shù)據(jù)的存儲(chǔ)單位數(shù)據(jù)的存儲(chǔ)單位u數(shù)據(jù)表示：數(shù)據(jù)表示：一個(gè)

16、邏輯量稱為一個(gè)位一個(gè)邏輯量稱為一個(gè)位( bit)。 多個(gè)位組合多個(gè)位組合-表示多個(gè)信息。表示多個(gè)信息。u3位二進(jìn)制數(shù)有多少種不同的組合碼位二進(jìn)制數(shù)有多少種不同的組合碼?u 8位邏輯量可以表示多少種信息？位邏輯量可以表示多少種信息？u字節(jié)字節(jié)Byte： 1個(gè)字節(jié)個(gè)字節(jié)= 8個(gè)位個(gè)位 1Byte = 8 bit 1B=8b10100101 b7 b6 b5 b4 b3 b2 b1 b02n表示數(shù)據(jù)的單位表示數(shù)據(jù)的單位 1B (字節(jié)字節(jié)Byte） = 8b (位位bit) 1KB = 210B =1024B 1MB = 220B =1024KB 1GB = 230B=1024MB 1TB = 240

17、B=1024GB (PB EB) 字字：CPU通過數(shù)據(jù)總線一次存取數(shù)據(jù)長(zhǎng)度稱為字。通過數(shù)據(jù)總線一次存取數(shù)據(jù)長(zhǎng)度稱為字。 字長(zhǎng)：字長(zhǎng)：8位、位、16位、位、32位、位、64位位有1023個(gè)小球裝在10個(gè)盒內(nèi),我可以取11023任意個(gè)。為什么？11 1111 1111=29+28+27+26+25+24+23+22+21+20三、計(jì)算機(jī)中數(shù)據(jù)的表示三、計(jì)算機(jī)中數(shù)據(jù)的表示機(jī)機(jī)器器數(shù)數(shù)與與真真值值機(jī)器數(shù)機(jī)器數(shù)：符號(hào)及值均用二進(jìn)制數(shù)表示的：符號(hào)及值均用二進(jìn)制數(shù)表示的 數(shù)為機(jī)器數(shù)。數(shù)為機(jī)器數(shù)。 正號(hào)：正號(hào)：0 0 負(fù)號(hào)：負(fù)號(hào)：1 1示例：示例： -0111010 -0111010 +1011011 +10

18、11011 真值數(shù)：用正負(fù)號(hào)表示的數(shù)稱為真值真值數(shù)：用正負(fù)號(hào)表示的數(shù)稱為真值 數(shù)。（數(shù)。（D D，B B）示例：示例：-0111010 -0111010 、 -18 -18 、 +1011011+1011011 1 1011101001110100 010110111011011帶帶符符號(hào)號(hào)數(shù)數(shù)的的表表示示計(jì)算機(jī)中數(shù)據(jù)的表示計(jì)算機(jī)中數(shù)據(jù)的表示數(shù)值數(shù)據(jù)數(shù)值數(shù)據(jù)1 1 0 0 1 1 0 1-77-77 原碼原碼1 01 1 0 0 1 0反碼反碼1 01 1 0 0 1 1補(bǔ)碼補(bǔ)碼原碼原碼：符號(hào)位，：符號(hào)位，0表示正，表示正，1表示負(fù)；表示負(fù)； 數(shù)值部分，用二進(jìn)制數(shù)形式。數(shù)值部分，用二進(jìn)制數(shù)形式

19、。反碼：正數(shù)，反碼與原碼相同；反碼：正數(shù)，反碼與原碼相同； 負(fù)數(shù)，原碼負(fù)數(shù)，原碼不變，數(shù)值位按位不變，數(shù)值位按位取反取反。補(bǔ)碼補(bǔ)碼：正數(shù)，補(bǔ)碼與原碼相同；：正數(shù)，補(bǔ)碼與原碼相同； （0唯一）唯一） 負(fù)數(shù)，反碼負(fù)數(shù)，反碼不變，在數(shù)值位不變，在數(shù)值位末位加末位加1。2n-|x|0不唯一不唯一可實(shí)現(xiàn)可實(shí)現(xiàn)“-”變變“+”：(x-y)補(bǔ)補(bǔ)=x補(bǔ)補(bǔ)+(-y)補(bǔ)補(bǔ)計(jì)算機(jī)中數(shù)據(jù)的表示計(jì)算機(jī)中數(shù)據(jù)的表示數(shù)值數(shù)據(jù)數(shù)值數(shù)據(jù)定定點(diǎn)點(diǎn)數(shù)數(shù)0100000010000011定點(diǎn)小數(shù)：定點(diǎn)小數(shù)：定點(diǎn)整數(shù)：定點(diǎn)整數(shù)：符號(hào)位符號(hào)位隱含小數(shù)位（隱含小數(shù)位（+0.5)符號(hào)位符號(hào)位隱含小數(shù)位（隱含小數(shù)位（-125)31 30 24

20、23 22 31 30 24 23 22 0 0 如：如：-33=(-100001)B-33=(-100001)B = =1 1.1000010.1000010* *2 201100110 = =1 1.0111110.0111110* *2 201100110 ( (補(bǔ)補(bǔ)) )階符階符 階碼階碼 數(shù)符數(shù)符 尾數(shù)尾數(shù) 階碼部分階碼部分 尾數(shù)部分尾數(shù)部分 計(jì)算機(jī)中數(shù)據(jù)的表示計(jì)算機(jī)中數(shù)據(jù)的表示數(shù)值數(shù)據(jù)數(shù)值數(shù)據(jù)浮浮點(diǎn)點(diǎn)數(shù)數(shù)0 00001100 0000110 1 0111110 00000000 000000001 0111110 00000000 00000000四、計(jì)算機(jī)中信息編碼四、計(jì)算機(jī)中信

21、息編碼三、數(shù)據(jù)分類及表示三、數(shù)據(jù)分類及表示 1、數(shù)值型數(shù)據(jù)、數(shù)值型數(shù)據(jù) 2、非數(shù)值型數(shù)據(jù)、非數(shù)值型數(shù)據(jù)字符編碼字符編碼數(shù)字編碼數(shù)字編碼漢字編碼漢字編碼聲音、聲音、圖形圖像圖形圖像、視頻視頻等等 字符編碼字符編碼- 字符的表示字符的表示字字符符數(shù)數(shù)據(jù)據(jù)的的表表示示ASCII碼碼American Standard Code for Information Interchange編碼方式編碼方式：1 1個(gè)字節(jié)的后個(gè)字節(jié)的后7 7位二進(jìn)制數(shù)的不同編位二進(jìn)制數(shù)的不同編碼來表示碼來表示128128個(gè)不同的字符個(gè)不同的字符字符種類字符種類： 字母字母: A-Z, a-z: A-Z, a-z 數(shù)字?jǐn)?shù)字: 0-

22、9: 0-9標(biāo)點(diǎn)符號(hào)標(biāo)點(diǎn)符號(hào) 運(yùn)算符號(hào)及控制符運(yùn)算符號(hào)及控制符擴(kuò)展擴(kuò)展ASCIIASCII碼碼：用用8 8位二進(jìn)制數(shù)的不同編碼來表位二進(jìn)制數(shù)的不同編碼來表示不同的字符示不同的字符256256個(gè)個(gè)，前，前128128個(gè)個(gè)與非與非擴(kuò)展擴(kuò)展相同。相同。b6b5b4b3b2b1b0u統(tǒng)一碼、萬國(guó)碼、單一碼統(tǒng)一碼、萬國(guó)碼、單一碼u是在計(jì)算機(jī)上用的字符編碼。是在計(jì)算機(jī)上用的字符編碼。u為每種語言中的每個(gè)字符設(shè)定唯一的為每種語言中的每個(gè)字符設(shè)定唯一的二進(jìn)制編碼，實(shí)現(xiàn)跨語言、跨平臺(tái)的二進(jìn)制編碼，實(shí)現(xiàn)跨語言、跨平臺(tái)的文本轉(zhuǎn)換和處理。文本轉(zhuǎn)換和處理。 Unicode碼碼 BCDBCD碼（碼（84218421）：）

23、：用用4 4位二進(jìn)制代碼來表示位二進(jìn)制代碼來表示 1 1位十進(jìn)制數(shù)。因?yàn)槲粰?quán)分別為位十進(jìn)制數(shù)。因?yàn)槲粰?quán)分別為 2 23 3、2 22 2、2 21 1、2 20 0，所以也稱為，所以也稱為84218421。數(shù)數(shù)字字編編碼碼數(shù)字?jǐn)?shù)字0123456789BCD 0000 0001 0010 0011 0100 0101 01100111 1000 1001示例示例： （911)10 （100100010001)BCD 數(shù)字編碼數(shù)字編碼- 數(shù)值數(shù)據(jù)的表示數(shù)值數(shù)據(jù)的表示漢漢字字編編碼碼和和表表示示輸入碼輸入碼 常用方法：拼音、五筆、區(qū)位等輸入方法常用方法：拼音、五筆、區(qū)位等輸入方法字形碼字形碼 用點(diǎn)陣

24、表示漢字，用點(diǎn)陣表示漢字，一個(gè)點(diǎn)用一位二進(jìn)制數(shù)表示一個(gè)點(diǎn)用一位二進(jìn)制數(shù)表示機(jī)內(nèi)碼機(jī)內(nèi)碼如：如： “啊啊” 16區(qū)區(qū)01位位 1601 即即 0001000000000001 (1001H)。國(guó)標(biāo)碼國(guó)標(biāo)碼用用2 2個(gè)字節(jié)表示一個(gè)漢字。個(gè)字節(jié)表示一個(gè)漢字。1001000010000001 漢字編碼漢字編碼-漢字的表示漢字的表示 漢字字形碼漢字字形碼漢字輸出的字形編碼漢字輸出的字形編碼. .顯示輸出顯示輸出打印輸出打印輸出機(jī)內(nèi)碼向字形碼轉(zhuǎn)換機(jī)內(nèi)碼向字形碼轉(zhuǎn)換機(jī)內(nèi)碼機(jī)內(nèi)碼國(guó)標(biāo)碼向機(jī)內(nèi)碼轉(zhuǎn)換國(guó)標(biāo)碼向機(jī)內(nèi)碼轉(zhuǎn)換漢字漢字（輸入碼）（輸入碼）用“1”表示綠點(diǎn)、“0”表示白點(diǎn) 16*16=2B*16行行=32B

25、 32*32=4B*32行行=128B數(shù)字聲音數(shù)字聲音數(shù)字化過程數(shù)字化過程模擬模擬聲音聲音采樣采樣量化量化采樣值采樣值編碼值編碼值數(shù)字圖像數(shù)字圖像數(shù)數(shù)字字化化過過程程掃描掃描采樣采樣量化量化把一幅物理圖把一幅物理圖像在空間上分像在空間上分割成割成MN個(gè)網(wǎng)個(gè)網(wǎng)格。每個(gè)小格格。每個(gè)小格稱為一個(gè)像素稱為一個(gè)像素掃描分辨率：掃描分辨率：像素像素/英寸英寸 在一幅圖像的在一幅圖像的每個(gè)像素位置每個(gè)像素位置上測(cè)量該點(diǎn)的上測(cè)量該點(diǎn)的顏色或灰度值，顏色或灰度值，這個(gè)值稱為像這個(gè)值稱為像素值。素值。 將像素值的取將像素值的取值范圍分成若值范圍分成若干個(gè)級(jí)別，將干個(gè)級(jí)別，將每個(gè)像素值近每個(gè)像素值近似為一個(gè)整數(shù)似為

26、一個(gè)整數(shù)(四舍五入四舍五入)。 像素像素?cái)?shù)字圖像數(shù)字圖像u圖像的掃描分辨率影響圖像的質(zhì)量圖像的掃描分辨率影響圖像的質(zhì)量265x180133x9066x4533x22動(dòng)態(tài)圖像動(dòng)態(tài)圖像數(shù)字視頻數(shù)字視頻將模擬信號(hào)的視頻轉(zhuǎn)換將模擬信號(hào)的視頻轉(zhuǎn)換為數(shù)字信號(hào)表示，從而為數(shù)字信號(hào)表示，從而能夠在計(jì)算機(jī)中對(duì)其進(jìn)能夠在計(jì)算機(jī)中對(duì)其進(jìn)行操作。行操作。 數(shù)字視頻數(shù)字視頻 時(shí)間采樣時(shí)間采樣 ： 每隔一定時(shí)間獲取一每隔一定時(shí)間獲取一幀圖像幀圖像 ?？臻g采樣空間采樣 同靜態(tài)圖像的數(shù)字化同靜態(tài)圖像的數(shù)字化過程。過程。模擬視頻數(shù)字化模擬視頻數(shù)字化 數(shù)字視頻：數(shù)字視頻：是數(shù)字圖是數(shù)字圖像的集合像的集合計(jì)算機(jī)系統(tǒng)的組成計(jì)算機(jī)系統(tǒng)

27、的組成硬件系統(tǒng)硬件系統(tǒng)（設(shè)備）（設(shè)備）軟件系統(tǒng)軟件系統(tǒng)（程序、文檔）（程序、文檔） 計(jì)算機(jī)系統(tǒng)的層次結(jié)構(gòu)應(yīng)用軟件應(yīng)用軟件系統(tǒng)應(yīng)用程序系統(tǒng)應(yīng)用程序操操 作作 系系 統(tǒng)統(tǒng)機(jī)機(jī) 器器 語語 言言硬硬 件件 系系 統(tǒng)統(tǒng)各種應(yīng)用程序各種應(yīng)用程序用戶用戶1.3 計(jì)算機(jī)組成及工作原理計(jì)算機(jī)組成及工作原理微處理器微處理器內(nèi)存儲(chǔ)器內(nèi)存儲(chǔ)器I/OI/O接口接口總線總線 硬件系統(tǒng)硬件系統(tǒng)微 型 計(jì)微 型 計(jì)算 機(jī) 系算 機(jī) 系統(tǒng)統(tǒng)微 型 計(jì)微 型 計(jì)算機(jī)算機(jī)( (主機(jī)主機(jī)) )外外 設(shè)設(shè)運(yùn)算器運(yùn)算器控制器控制器外存儲(chǔ)器（軟驅(qū)、硬盤等）外存儲(chǔ)器（軟驅(qū)、硬盤等） 輸入設(shè)備（鍵盤、鼠標(biāo)等）輸入設(shè)備（鍵盤、鼠標(biāo)等）輸出設(shè)備

28、（顯示器、打印機(jī)等）輸出設(shè)備（顯示器、打印機(jī)等）其他（網(wǎng)卡、顯卡等）其他（網(wǎng)卡、顯卡等）系統(tǒng)軟件（操作系統(tǒng)、系統(tǒng)應(yīng)用程序）系統(tǒng)軟件（操作系統(tǒng)、系統(tǒng)應(yīng)用程序）應(yīng)用軟件應(yīng)用軟件軟件系統(tǒng)軟件系統(tǒng)計(jì)算機(jī)結(jié)構(gòu)計(jì)算機(jī)結(jié)構(gòu)u馮馮 諾依曼計(jì)算機(jī)結(jié)構(gòu)特點(diǎn)：諾依曼計(jì)算機(jī)結(jié)構(gòu)特點(diǎn)：硬件由五大部件組成硬件由五大部件組成 （運(yùn)算器、存儲(chǔ)器、控制器、輸入（運(yùn)算器、存儲(chǔ)器、控制器、輸入輸出設(shè)備）輸出設(shè)備）CPU控制命令控制命令指令流指令流數(shù)據(jù)流數(shù)據(jù)流運(yùn)算器運(yùn)算器輸出設(shè)備輸出設(shè)備控制器控制器輸入設(shè)備輸入設(shè)備存儲(chǔ)器存儲(chǔ)器 采用二進(jìn)制數(shù)來表示指令和數(shù)據(jù)。采用二進(jìn)制數(shù)來表示指令和數(shù)據(jù)。 00101100 00001010 ADD

29、A，10 采用采用“存儲(chǔ)程序存儲(chǔ)程序”的方式的方式主機(jī)系統(tǒng)主機(jī)系統(tǒng)內(nèi)存（ROM / /Cache）I/OI/O接口CPU運(yùn)算器控制器總線系統(tǒng)的核心系統(tǒng)的核心記憶設(shè)備記憶設(shè)備信息的信息的傳輸設(shè)備傳輸設(shè)備與外設(shè)進(jìn)行與外設(shè)進(jìn)行信息交換的信息交換的“橋梁橋梁”一、主機(jī)系統(tǒng)一、主機(jī)系統(tǒng)系統(tǒng)主板系統(tǒng)主板內(nèi)存內(nèi)存總線插槽總線插槽接口卡接口卡CPU串行接口串行接口USB接口接口芯片組芯片組六十四微處理器六十四微處理器 Intel Conroe(2006) 雙核雙核前端總線頻率前端總線頻率(MHz) ： 106664位技術(shù)：位技術(shù)：EM64T雙核心：支持雙核心：支持 二、存儲(chǔ)系統(tǒng)二、存儲(chǔ)系統(tǒng)脫脫 機(jī)機(jī) 外外 存

30、存聯(lián)聯(lián) 機(jī)機(jī) 外外 存存主主 存存 儲(chǔ)儲(chǔ) 器器高高 速速 緩緩 存存通用寄存器通用寄存器內(nèi)存儲(chǔ)器內(nèi)存儲(chǔ)器高速緩沖存儲(chǔ)器技術(shù)高速緩沖存儲(chǔ)器技術(shù)CacheuCache的基本概念的基本概念:由于由于CPU與主存之間與主存之間在執(zhí)行速度上存在較大的差異，為提高在執(zhí)行速度上存在較大的差異，為提高CPU的效率，在的效率，在CPU與主存之間增加的高速緩沖與主存之間增加的高速緩沖存儲(chǔ)器存儲(chǔ)器 Cache技術(shù)。技術(shù)。Cache解決什么問題？解決什么問題？Cache放在什么地方？放在什么地方？Cache與內(nèi)存的區(qū)別？與內(nèi)存的區(qū)別？Cache的工作原理CPUCache主主 存存DB 虛擬存儲(chǔ)器技術(shù)u虛擬存儲(chǔ)器技術(shù)概

31、念虛擬存儲(chǔ)器技術(shù)概念:是在外存開辟一塊空間,來彌補(bǔ)內(nèi)存的不足，它好像在內(nèi)存與外存之間，CPU看到的是速度接近內(nèi)存、外存容量的假想存儲(chǔ)器。虛地址空間是程序可用空間，而實(shí)地址空虛地址空間是程序可用空間，而實(shí)地址空間是處理器間是處理器CPU可訪問空間，前者比后者可訪問空間，前者比后者大得多。虛擬存儲(chǔ)器解決什么問題？大得多。虛擬存儲(chǔ)器解決什么問題？?jī)?nèi)存內(nèi)存CPU外存外存DB12345虛擬存儲(chǔ)器虛擬存儲(chǔ)器硬盤的磁道、硬盤的磁道、扇區(qū)、柱面扇區(qū)、柱面柱面柱面扇區(qū)扇區(qū)磁道磁道硬盤片是由涂有磁性材料的鋁合金構(gòu)成硬盤片是由涂有磁性材料的鋁合金構(gòu)成讀寫硬盤時(shí)，磁性圓盤高速旋轉(zhuǎn)產(chǎn)生的托力使磁讀寫硬盤時(shí)，磁性圓盤高速

32、旋轉(zhuǎn)產(chǎn)生的托力使磁頭懸浮在盤面上而不接觸盤面頭懸浮在盤面上而不接觸盤面硬盤容量視具體類型而定硬盤容量視具體類型而定硬盤片硬盤片讀寫磁頭讀寫磁頭 三、外存三、外存u硬磁盤存儲(chǔ)容量計(jì)算公式：硬磁盤存儲(chǔ)容量計(jì)算公式：扇區(qū)容量扇區(qū)數(shù)柱面數(shù)磁頭數(shù)扇區(qū)容量扇區(qū)數(shù)柱面數(shù)磁頭數(shù)u例：已知某硬盤磁頭數(shù)為例：已知某硬盤磁頭數(shù)為1616，柱面數(shù)為，柱面數(shù)為40964096，扇區(qū)數(shù)為，扇區(qū)數(shù)為6363，扇區(qū)容量為，扇區(qū)容量為512512字節(jié)字節(jié)硬盤容量硬盤容量= 51263409616 = 1.97GB光盤光盤u1. 1. 光盤的種類光盤的種類(1) CD-ROM: (1) CD-ROM: 只讀光盤只讀光盤(650M

33、B(650MB左右左右) )(2) CD-R: (2) CD-R: 一次性刻錄光盤一次性刻錄光盤(3) CD-RW:(3) CD-RW:可擦寫光盤可擦寫光盤(4) DVD:(4) DVD:數(shù)字視盤數(shù)字視盤(4.7GB17.7GB)(4.7GB17.7GB)u2. 2. 主要技術(shù)指標(biāo)主要技術(shù)指標(biāo)容量、傳輸率、讀寫時(shí)間容量、傳輸率、讀寫時(shí)間可移動(dòng)外存儲(chǔ)器可移動(dòng)外存儲(chǔ)器u1. 1. 分類分類1) 1) 優(yōu)盤優(yōu)盤2) USB2) USB硬盤硬盤u2. 2. 通過通過USBUSB接口使用接口使用四、設(shè)備驅(qū)動(dòng)程序四、設(shè)備驅(qū)動(dòng)程序u1.1.概念：概念：對(duì)連接到計(jì)算機(jī)系統(tǒng)的設(shè)備進(jìn)對(duì)連接到計(jì)算機(jī)系統(tǒng)的設(shè)備進(jìn)行控

34、制驅(qū)動(dòng)，以使其正常工作的一種軟行控制驅(qū)動(dòng)，以使其正常工作的一種軟件。件。(1) (1) 通過一組預(yù)先定義好的軟件接口為操作通過一組預(yù)先定義好的軟件接口為操作系統(tǒng)或應(yīng)用程序提供控制硬件的能力；系統(tǒng)或應(yīng)用程序提供控制硬件的能力；(2) (2) 對(duì)連接到計(jì)算機(jī)系統(tǒng)的設(shè)備進(jìn)行控制驅(qū)對(duì)連接到計(jì)算機(jī)系統(tǒng)的設(shè)備進(jìn)行控制驅(qū)動(dòng)、以使其能正常工作。動(dòng)、以使其能正常工作。u2.2.即插即用即插即用(PnP)(PnP)(1) (1) 概念概念: : 自動(dòng)處理硬件設(shè)備安裝的工自動(dòng)處理硬件設(shè)備安裝的工業(yè)標(biāo)準(zhǔn)業(yè)標(biāo)準(zhǔn) (2) (2) 要求以下各項(xiàng)都支持要求以下各項(xiàng)都支持“即插即用即插即用” 1) BIOS 1) BIOS 2

35、) 2) 操作系統(tǒng)操作系統(tǒng) 3) 3) 硬件硬件 4) 4) 設(shè)備驅(qū)動(dòng)程序設(shè)備驅(qū)動(dòng)程序 五、總線與接口電路五、總線與接口電路處理器處理器存儲(chǔ)子存儲(chǔ)子系統(tǒng)系統(tǒng)I/O子子系統(tǒng)系統(tǒng)總線：微處理器與各部件和外圍設(shè)備共用總線：微處理器與各部件和外圍設(shè)備共用的連接線路的連接線路按用途分三類：按用途分三類： 數(shù)據(jù)總線數(shù)據(jù)總線 DB DB 地址總線地址總線 AB AB 控制總線控制總線 CBCBu按層次結(jié)構(gòu)分三個(gè)：按層次結(jié)構(gòu)分三個(gè)： 1) CPU1) CPU總線總線2) 2) 系統(tǒng)總線：系統(tǒng)總線：I/OI/O通道（通道（ISAISA、PCIPCI、AGPAGP）3 3）外部總線：）外部總線： IDEIDE、U

36、SBUSB、SCSISCSI總線總線接口要解決的問題接口要解決的問題(作用作用)u速度速度匹配匹配(Buffer)(Buffer)u信號(hào)信號(hào)的驅(qū)動(dòng)能力的驅(qū)動(dòng)能力( (電平轉(zhuǎn)換器、驅(qū)動(dòng)器電平轉(zhuǎn)換器、驅(qū)動(dòng)器) ) u信號(hào)信號(hào)形式和電平的匹配形式和電平的匹配(A/D(A/D、D/A)D/A) u時(shí)序時(shí)序匹配匹配( (定時(shí)關(guān)系定時(shí)關(guān)系) )u信息格式問題（位流、數(shù)據(jù)塊、并行等）信息格式問題（位流、數(shù)據(jù)塊、并行等）輸入輸入/ /輸出接口輸出接口輸入輸入/ /輸出接口輸出接口CPUI/OI/O接口接口外設(shè)外設(shè)輸入輸入/ /輸出接口輸出接口PS2PS2鍵盤、鍵盤、鼠標(biāo)接口鼠標(biāo)接口并行接口并行接口串行接串行接

37、口口四個(gè)四個(gè)USBUSB接口接口RJ45LANRJ45LAN接口接口接口的分類接口的分類u(1) (1) 按傳送信息方式按傳送信息方式 并行接口（按數(shù)據(jù)總線位數(shù)傳送）并行接口（按數(shù)據(jù)總線位數(shù)傳送） 串行接口（按位傳送）串行接口（按位傳送）u(2)(2)按充當(dāng)?shù)慕巧闯洚?dāng)?shù)慕巧?輸入接口和輸出接口輸入接口和輸出接口u(3) (3) 按傳送信息類型按傳送信息類型 數(shù)字接口和模擬接口數(shù)字接口和模擬接口u指令：u指令系統(tǒng)：u程序：u計(jì)算機(jī)的一般工作過程： 就是執(zhí)行程序的過就是執(zhí)行程序的過程，而程序則是有程，而程序則是有一條條指令組成的。一條條指令組成的。計(jì)算機(jī)能夠識(shí)別的計(jì)算機(jī)能夠識(shí)別的“命令命令”。所有指令的集合。所有指令的集合。為解決某一問題，為解決某一問題，按一定順序組織在一按一定順序組織在一起的指令序列。起的指令序列。指令的一般格式u例: (1) ADD AH,BHu (2) MOV CH,8AHu (3) PUSH AXu (4) RET指令碼指令碼目標(biāo)操作數(shù)目標(biāo)操作數(shù)源操作數(shù)源操作數(shù)說明指令說明指令的功能的功能說明指令操說明指令操作的對(duì)象作的對(duì)象指令執(zhí)行過程u(1) 指令執(zhí)行過程指令執(zhí)行過程 取指令取指令分析指令分析指令讀取