Part計(jì)算機(jī)基本知識(shí)

1、Part計(jì)算機(jī)基本知識(shí)計(jì)算機(jī)發(fā)展與應(yīng)用計(jì)算機(jī)發(fā)展與應(yīng)用1、電子計(jì)算機(jī)： 能夠自動(dòng)、高速和精確地進(jìn)行計(jì)算與信息處理的電子設(shè)備計(jì)算機(jī)發(fā)展與應(yīng)用計(jì)算機(jī)發(fā)展與應(yīng)用2、計(jì)算機(jī)的特點(diǎn)(1) 電子線路：脈沖電路(邏輯電路) 計(jì)算機(jī)的運(yùn)算基礎(chǔ)是二進(jìn)制(2) 存儲(chǔ)程序和程序控制u5vibviu計(jì)算機(jī)發(fā)展與應(yīng)用計(jì)算機(jī)發(fā)展與應(yīng)用馮馮諾依曼計(jì)算機(jī)模型：諾依曼計(jì)算機(jī)模型：計(jì)算機(jī)內(nèi)采用二進(jìn)制表示信息。計(jì)算機(jī)包括運(yùn)算器、控制器、存儲(chǔ)器和輸入輸出設(shè)備。程序存儲(chǔ)和程序控制：把計(jì)算步驟（程序）先存入內(nèi)存，計(jì)算機(jī)不需要人的干預(yù)，會(huì)自動(dòng)執(zhí)行所存入的程序。計(jì)算機(jī)的發(fā)展1、第一臺(tái)計(jì)算機(jī) ENIAC1946年，美國(guó)賓夕法尼亞大學(xué)重30多噸

2、，占地約170平方米大約使用了18000個(gè)電子管運(yùn)算速度：5 000次加減法運(yùn)算/秒存儲(chǔ)容量：20個(gè)10位的十進(jìn)制數(shù)編程：對(duì)大約6 000個(gè)多位開關(guān)進(jìn)行機(jī)械定位，并用轉(zhuǎn)插線把選定的各個(gè)控制部分互連起來以構(gòu)成程序序列，要花上幾天時(shí)間計(jì)算機(jī)的發(fā)展2、計(jì)算機(jī)的分代 第一代(1945年至1958年) 電子管電子管，幾千次/秒 第二代(1958年至1964年) 晶體管晶體管，幾十萬次/秒 第三代(1964年至70年代中期) 小規(guī)模集成電路小規(guī)模集成電路，幾百萬次/秒 第四代(70年代中期以后) 大規(guī)模大規(guī)模、超大規(guī)模集成電路超大規(guī)模集成電路，上億次/秒計(jì)算機(jī)的發(fā)展3、計(jì)算機(jī)的分類大型機(jī)：IBM 4381

3、小型機(jī)：IBM AS400微型機(jī)：70年代，計(jì)算機(jī)技術(shù)的第二次飛躍巨型機(jī)：銀河、曙光、神火工作站：圖形工作站網(wǎng)絡(luò)工作站計(jì)算機(jī)的發(fā)展4、計(jì)算機(jī)的發(fā)展趨勢(shì)(1)多極化：微型和巨型(2)網(wǎng)絡(luò)化：?jiǎn)螜C(jī)網(wǎng)絡(luò)，網(wǎng)絡(luò)就是計(jì)算機(jī)(3)多媒體化：人機(jī)交互多媒體：文本、圖形、聲音、圖象等信息的載體計(jì)算機(jī)的發(fā)展(4)智能化：具有人的某些智能(5)嵌入化：移動(dòng)環(huán)境：汽車電腦、智能 家庭環(huán)境：INTERNET TV、SET-TOP BOX計(jì)算機(jī)系統(tǒng)組成 計(jì)算機(jī)系統(tǒng)硬件 (hardware): 機(jī)器系統(tǒng)，電子設(shè)備軟件 (software) : 程序及其文檔計(jì)算機(jī)硬件 雙線箭頭:信息流 單線箭頭:控制流中央處理器計(jì)算機(jī)硬件

4、 1、運(yùn)算器: 算術(shù)、邏輯運(yùn)算單元 加減乘除運(yùn)算用加法器實(shí)現(xiàn)2、控制器: 指揮協(xié)調(diào)計(jì)算機(jī)整個(gè)工作過程中央處理器(CPU)：運(yùn)算器+控制器計(jì)算機(jī)的心臟，負(fù)責(zé)完成各種運(yùn)算和控制，對(duì)微機(jī)來說是1塊大規(guī)模集成電路。計(jì)算機(jī)硬件 3、存儲(chǔ)器: 用來存儲(chǔ)程序和數(shù)據(jù)的記憶裝置，是計(jì)算機(jī)中各種信息的存儲(chǔ)和交流中心。 (1)基本概念存儲(chǔ)單元：字節(jié)（8位二進(jìn)制位）存儲(chǔ)單元地址存儲(chǔ)容量：存儲(chǔ)設(shè)備上可以存儲(chǔ)數(shù)據(jù)的最大數(shù)量，通常用字節(jié)(Byte)、千字節(jié)(KB)、兆字節(jié)(MB)和千兆字節(jié)(GB)來衡量。計(jì)算機(jī)硬件 采用字節(jié)（byte）作為計(jì)算機(jī)存儲(chǔ)信息的基本計(jì)量單位。1個(gè)字節(jié)由8個(gè)二進(jìn)制位(bit)來組成,可以表示1個(gè)英

5、文字母、數(shù)字或符號(hào)存貯一個(gè)漢字需要兩個(gè)字節(jié)1 Byte8 bit1 KB1024 Byte1 MB1024 KB1 GB1024 MB計(jì)算機(jī)硬件 1 MB1024 KB 10241024字節(jié) 1 048 576字節(jié)(約100萬字節(jié))相當(dāng)于50萬漢字（300頁的書）計(jì)算機(jī)硬件 (2) 存儲(chǔ)器的種類內(nèi)存儲(chǔ)器：與CPU直接相連的存放數(shù)據(jù)的器件，如隨機(jī)存儲(chǔ)器(RAM)、只讀存儲(chǔ)器(ROM)。外存儲(chǔ)器：不直接與CPU相連的存儲(chǔ)介質(zhì)，如磁盤等。計(jì)算機(jī)硬件 內(nèi)存儲(chǔ)器(內(nèi)存、主存)：以半導(dǎo)體為器件，存取數(shù)據(jù)的速度很快，但價(jià)格昂貴，存儲(chǔ)容量受到限制。 隨機(jī)存儲(chǔ)器(RAM)：可讀可寫 只讀存儲(chǔ)器(ROM)：只讀不

6、寫計(jì)算機(jī)硬件 RAM(隨機(jī)存取存儲(chǔ)器)：主要用于保存計(jì)算機(jī)在運(yùn)行過程中使用的數(shù)據(jù)，便于CPU對(duì)數(shù)據(jù)進(jìn)行及時(shí)處理。RAM就像一塊黑板，可以反復(fù)擦寫。它的內(nèi)容可以改變，是一個(gè)可重用資源。RAM中的數(shù)據(jù)無法長(zhǎng)期保存，如果計(jì)算機(jī)掉電或關(guān)機(jī)，保存在RAM中的數(shù)據(jù)就立刻永久丟失。計(jì)算機(jī)硬件 等待CPU處理（臨時(shí)存放）信息外存RAM保存輸入（長(zhǎng)久存放）計(jì)算機(jī)硬件 ROM(只讀存儲(chǔ)器): 是計(jì)算機(jī)存放與系統(tǒng)啟動(dòng)及工作有關(guān)的指令的存儲(chǔ)器，它不依賴電源，即使關(guān)機(jī)ROM中存儲(chǔ)的信息仍能保存，但使用時(shí)只能讀信息，不能寫入（存入）信息。ROM中保存的信息需要在特殊環(huán)境下才能寫入。每一臺(tái)微機(jī)主板上都有一塊ROM芯片 BI

7、OS（Basic Input Outout System）計(jì)算機(jī)硬件ROM BIOS通常是存放在Flash Memory上，稱閃速存儲(chǔ)器。它是ROM中的一種。閃速存儲(chǔ)器(Flash Memory)的主要特點(diǎn)是在不加電的情況下能長(zhǎng)期保持存儲(chǔ)的信息。Flash Memory既有ROM的特點(diǎn)，又易于擦除和重寫。優(yōu)盤：以閃速存儲(chǔ)器作介質(zhì)，配有USB接口，可以方便的成為計(jì)算機(jī)的外存。計(jì)算機(jī)硬件外存儲(chǔ)器(外存) 用來存放“暫時(shí)不用”的數(shù)據(jù)或程序。它的容量比內(nèi)存大得多，但存取信息的速度比內(nèi)存慢。外存不怕停電，可長(zhǎng)期保存信息，價(jià)格便宜。當(dāng)計(jì)算機(jī)內(nèi)存不夠用時(shí)，會(huì)借用硬盤的空間作為計(jì)算機(jī)的虛擬存儲(chǔ)器。 常用的外存

8、有軟盤、優(yōu)盤、硬盤和光盤計(jì)算機(jī)硬件軟盤是一種涂有磁性材料的盤片，攜帶方便?，F(xiàn)在常用是英寸的軟盤，它的存儲(chǔ)容量為。前幾年也有大容量軟盤，一張盤可存儲(chǔ)幾百兆信息。 軟盤基本已被優(yōu)盤替代硬盤是一種快速高容量的存儲(chǔ)設(shè)備，一般固定在主機(jī)廂內(nèi)。它的存儲(chǔ)容量一般為幾十個(gè)GB到幾百GB，并且還在不斷發(fā)展。讀寫速度比軟盤快得多。計(jì)算機(jī)硬件光盤是利用激光來達(dá)到高密度儲(chǔ)存、讀取信息的一種盤片，攜帶方便。它的容量特大，可存儲(chǔ)幾百M(fèi)B到幾個(gè)GB的信息，這些信息不易損壞，能長(zhǎng)久保存： CD-ROM：只讀型CD光盤，一般650MB容量 DVD-ROM:只讀型DVD光盤，一般容量 CD-R：一次寫入型CD光盤，一般650MB

9、容量 DVD-R：一次寫入型DVD光盤 CD-RW：可擦寫多次光盤計(jì)算機(jī)硬件 4、輸入設(shè)備 計(jì)算機(jī)通過輸入設(shè)備從外部獲取信息。常用的輸入設(shè)備鍵盤：101鍵，104鍵鼠標(biāo)：機(jī)械、光電式掃描儀：圖象輸入觸摸屏：紅外或電磁感應(yīng)計(jì)算機(jī)硬件 5、輸出設(shè)備 計(jì)算機(jī)通過輸出設(shè)備向用戶傳遞處理結(jié)果。 常用的輸出設(shè)備顯示器：?jiǎn)紊?、彩色打印機(jī)：針式、噴墨、激光繪圖儀：圖形輸出(筆式、噴墨、激光)計(jì)算機(jī)軟件 1、計(jì)算機(jī)軟件系統(tǒng)(1) 軟件：為使用和管理計(jì)算機(jī)而編制的各種程序及有關(guān)文檔的集合。 軟件的任務(wù)：管好、用好計(jì)算機(jī),實(shí)現(xiàn)各種規(guī)定功能,提高機(jī)器效率,擴(kuò)大機(jī)器的用途和功能。 注意：軟件與程序不可混同 計(jì)算機(jī)軟件(

10、2) 計(jì)算機(jī)軟件系統(tǒng)包括系統(tǒng)軟件和應(yīng)用軟件系統(tǒng)軟件：用于計(jì)算機(jī)自身的管理、維護(hù)、控制和運(yùn)行，以及對(duì)應(yīng)用軟件的解釋和執(zhí)行。應(yīng)用軟件：用戶為解決各類實(shí)際問題而編制的各種程序，它是建筑在系統(tǒng)軟件之上的。計(jì)算機(jī)軟件 系統(tǒng)軟件應(yīng)用軟件軟件系統(tǒng)操作系統(tǒng)編譯系統(tǒng)數(shù)據(jù)庫系統(tǒng)信息管理軟件輔助設(shè)計(jì)軟件Office用戶自編軟件系統(tǒng)軟件2、系統(tǒng)軟件(1) 地位和作用應(yīng)用軟件 系統(tǒng)軟件系統(tǒng)軟件 硬件系統(tǒng)軟件(2) 系統(tǒng)軟件的特點(diǎn)公用性：每個(gè)應(yīng)用領(lǐng)域、每個(gè)計(jì)算機(jī)用戶都要用到系統(tǒng)軟件。基礎(chǔ)性：用戶要用系統(tǒng)軟件來編寫相應(yīng)的應(yīng)用軟件，應(yīng)用軟件最后還得靠系統(tǒng)軟件的支持才能運(yùn)行。 操作系統(tǒng)3、操作系統(tǒng)（Operating Syst

11、em)(1) 操作系統(tǒng)是系統(tǒng)軟件的核心。 操作系統(tǒng)的功能：統(tǒng)一管理、調(diào)度和分配計(jì)算機(jī)的所有硬、軟件資源。用戶計(jì)算機(jī)OS操作系統(tǒng)(2) 操作系統(tǒng)的地位與作用 各 類 應(yīng) 用 軟 件 語 言 及 工 具 操作系統(tǒng) 硬 件用用戶戶操作系統(tǒng)操作系統(tǒng)是與裸機(jī)直接接觸的最底層軟件，其它軟件都在操作系統(tǒng)的支持下工作。操作系統(tǒng)是用戶與計(jì)算機(jī)交流的中間環(huán)節(jié)。人通過操作系統(tǒng)來與計(jì)算機(jī)打交道，計(jì)算機(jī)又通過操作系統(tǒng)將信息反饋給用戶。操作系統(tǒng)(3) 操作系統(tǒng)的兩大基本職能面向計(jì)算機(jī):管理、調(diào)度計(jì)算機(jī)系統(tǒng)的全部資源，提高系統(tǒng)效率。面向用戶: 提供方便的操作環(huán)境以及有效的服務(wù)。用戶計(jì)算機(jī)OS幾種典型的操作系統(tǒng)簡(jiǎn)介 DOS

12、單用戶單任務(wù)字符界面操作系統(tǒng) Windows 多任務(wù)單用戶圖形化操作系統(tǒng) Windows NT 多任務(wù)多用戶圖形化網(wǎng)絡(luò)操作系統(tǒng) UNIX 多用戶多任務(wù)字符界面操作系統(tǒng) Netware 多用戶多任務(wù)網(wǎng)絡(luò)操作系統(tǒng) Linux 類似UNIX的廣泛用于互聯(lián)網(wǎng)的操作系統(tǒng)編譯系統(tǒng)4、編譯系統(tǒng)(1) 計(jì)算機(jī)語言機(jī)器語言：由0、1組成的二進(jìn)制碼，機(jī)器可直接識(shí)別，運(yùn)行速度快。匯編語言：用指令來代替二進(jìn)制機(jī)器碼，它可直接對(duì)硬件操作，占空間少，運(yùn)行快，編寫需要專業(yè)人員。機(jī)器語言和匯編語言都是低級(jí)語言編譯系統(tǒng)高級(jí)語言（3GL）科學(xué)計(jì)算：Fortran商用：Cobol教學(xué)： Basic 、Pascal、C專業(yè)人員使用：

13、C/C+網(wǎng)絡(luò)通用語言：Java、HTML、ASP邏輯處理語言：LISP編譯系統(tǒng)第四代語言（4GL） 一個(gè)交互式程序設(shè)計(jì)環(huán)境，由計(jì)算機(jī)來自動(dòng)生成程序，提高了軟件的生產(chǎn)效率。編譯系統(tǒng)(2) 編譯系統(tǒng)高級(jí)語言機(jī)器語言編譯系統(tǒng) 中央處理器CPU（運(yùn)算器、控制器） 主機(jī) 內(nèi)存儲(chǔ)器 硬件 外存 外部設(shè)備 輸入設(shè)備 輸出設(shè)備計(jì)算機(jī)系統(tǒng) 操作系統(tǒng): WINDOWS、 UNIX 系統(tǒng)軟件 語言系統(tǒng): Fortran、PASCAL、BASIC 、C、C+ 軟件 辦公自動(dòng)化 輔助設(shè)計(jì)/制造/教學(xué)(CAD/CAM/CAI)應(yīng)用軟件 信息管理/數(shù)據(jù)庫科學(xué)計(jì)算其它各應(yīng)用領(lǐng)域軟件信息的表示與存儲(chǔ) 1、編碼 ：計(jì)算機(jī)存儲(chǔ)和處

14、理信息時(shí)，都采用二進(jìn)制數(shù)字形式，即計(jì)算機(jī)所處理的所有的數(shù)、字母、符號(hào)都要用二進(jìn)制編碼來表示。 字母“a”110 0001 (ASCII碼) 漢字“群”100 1000 011 1010 (國(guó)標(biāo)碼)信息的表示與存儲(chǔ) (1) ASCII碼(美國(guó)信息交換標(biāo)準(zhǔn)碼) 字符編碼方案，七位二進(jìn)制碼 數(shù)字“3” 0 011 0011 字母“A” 0 100 0001漢字編碼漢字編碼（2）、漢字的編碼 在漢字系統(tǒng)中，每個(gè)漢字對(duì)應(yīng)兩個(gè)英文字符寬度。 在漢字的存儲(chǔ)、輸入和輸出中，處理的并不是漢字本身，而是漢字的編碼。不同的環(huán)境下有不同的漢字編碼。如漢字交換碼(國(guó)標(biāo)碼)、漢字機(jī)內(nèi)碼和各種漢字的輸入碼。漢字編碼漢字編碼

15、0 0111100 01 0111100 1 漢字編碼漢字編碼2、漢字的存儲(chǔ)與字庫為了輸出漢字，必須存儲(chǔ)漢字的字型。(1) 矢量化：。它由一組指令來描述字符的外形（輪廓）。這種字體也稱為輪廓字體（TrueType字體）。(2) 點(diǎn)陣圖形：將漢字分解為若干個(gè)“點(diǎn)”組成的點(diǎn)陣字型方式。存儲(chǔ)每個(gè)漢字的字型信息需要1616個(gè)二進(jìn)制位，共2*16 = 32字節(jié)。漢字編碼漢字編碼(3) 漢字字庫：漢字字型信息的集合兩級(jí)字庫(國(guó)標(biāo))：第一級(jí)為常用漢字，共3755個(gè)第二級(jí)為次常用漢字，共3008個(gè) 對(duì)6763個(gè)漢字進(jìn)行編碼，至少需要13位二進(jìn)制才能表示。 (因?yàn)?212=4096 6763 213=8192)

16、2個(gè)字節(jié)表示一個(gè)漢字信息。漢字輸入方法漢字輸入方法3、漢字的輸入方法(1) 編碼輸入(鍵盤輸入)(2) 手寫輸入(3) 聲音輸入(4) 掃描識(shí)別輸入常用數(shù)制及轉(zhuǎn)換2、各種常用數(shù)制 (1) 二進(jìn)制：0、1 逢二進(jìn)一(2) 十進(jìn)制：0、19 逢十進(jìn)一(3) 八進(jìn)制：0、17 逢八進(jìn)一(4) 十六進(jìn)制： 逢十六進(jìn)一 0、19、 A、B F、a、b f常用數(shù)制及轉(zhuǎn)換D:十進(jìn)制 B:二進(jìn)制 O:八進(jìn)制 X:十六進(jìn)制常用數(shù)制及轉(zhuǎn)換3、數(shù)制的轉(zhuǎn)換(1) 二進(jìn)制十進(jìn)制: 求冪相加法 (1011)2=23+ 21+ 20=8+2+1=11 (1011.11)2=11+2-1+2 -2常用數(shù)制及轉(zhuǎn)換(2) 十進(jìn)制

17、二進(jìn)制 整數(shù)部分：除2取余2 6 99 9 99 9 9921 3 426 72223 31 62824221100000111數(shù)余低高(269)10 = (100001101)2常用數(shù)制及轉(zhuǎn)換小數(shù)部分：乘2取整(0.6875)10 = (0.1011)2 數(shù) 整 0.6875 2 1.3750 1 高 2 0.750 0 2 1.50 1 2 低 1.0 1常用數(shù)制及轉(zhuǎn)換(3) 八進(jìn)制 二進(jìn)制 1 位八進(jìn)制對(duì)應(yīng) 3 位二進(jìn)制 7 3 6 . 2 5111 011 110 . 010 101 1100 . 0101 001 100 . 010 100 1 4 . 2 4常用數(shù)制及轉(zhuǎn)換(4) 十

18、六進(jìn)制 二進(jìn)制 1 位十六進(jìn)制 對(duì)應(yīng) 4 位二進(jìn)制 A 3 F . 2 B1010 0011 1111 . 0010 1011常用數(shù)制及轉(zhuǎn)換(5) 十六進(jìn)制 八進(jìn)制 十六進(jìn)制 二進(jìn)制 八進(jìn)制常用數(shù)制及轉(zhuǎn)換(6) 十進(jìn)制八進(jìn)制 整數(shù)部分:除8取余；小數(shù)部分:乘8取整或十進(jìn)制二進(jìn)制八進(jìn)制(7) 十進(jìn)制十六進(jìn)制 整數(shù)部分:除16取余；小數(shù)部分:乘16取整或十進(jìn)制二進(jìn)制十六進(jìn)制常用數(shù)制及轉(zhuǎn)換(8)八進(jìn)制十進(jìn)制(9)十六進(jìn)制十進(jìn)制 求冪相加法(1011)8=83+ 81+ 80=512+8+1=521(1011)16=163+ 161+ 160=4096+16+1=4113常用數(shù)制及轉(zhuǎn)換小結(jié)二進(jìn)制(八進(jìn)制、十六進(jìn)制)十進(jìn)制 :求冪相加法十進(jìn)制二進(jìn)制(八進(jìn)制、十六進(jìn)制)整數(shù)部分: 除2(8、16)取余; 小數(shù)部分: 乘2(8、16)取整八進(jìn)制二進(jìn)制: 1位八進(jìn)制對(duì)應(yīng)3位二進(jìn)制十六進(jìn)制二進(jìn)制: 1位十六進(jìn)制對(duì)應(yīng)4位二進(jìn)制 十六進(jìn)制 二進(jìn)制 八進(jìn)制計(jì)算機(jī)指令工作原理例：計(jì)算 y = ax + b準(zhǔn)備工作：常系數(shù)a和b及變量x的值存入相應(yīng)存儲(chǔ)單元。步驟1：把a(bǔ)從存儲(chǔ)器傳送到cpu寄存器AX。步驟2：