計(jì)算機(jī)簡(jiǎn)介教學(xué)課件

計(jì)算機(jī)簡(jiǎn)介計(jì)算機(jī)基本概念與分類計(jì)算機(jī)系統(tǒng)組成與結(jié)構(gòu)計(jì)算機(jī)工作原理與程序執(zhí)行過(guò)程數(shù)據(jù)表示與運(yùn)算方法存儲(chǔ)器層次結(jié)構(gòu)與訪問(wèn)方式輸入輸出設(shè)備及接口技術(shù)contents目錄01計(jì)算機(jī)基本概念與分類計(jì)算機(jī)定義計(jì)算機(jī)是一種能夠按照程序運(yùn)行，自動(dòng)、高速處理數(shù)據(jù)的電子設(shè)備。發(fā)展歷程計(jì)算機(jī)從1946年第一臺(tái)電子計(jì)算機(jī)ENIAC誕生至今，經(jīng)歷了電子管、晶體管、集成電路和超大規(guī)模集成電路四個(gè)階段，技術(shù)不斷革新，性能不斷提升。計(jì)算機(jī)定義及發(fā)展歷程計(jì)算機(jī)分類：巨型、大型、中型、小型和微型中型計(jì)算機(jī)中型計(jì)算機(jī)是指規(guī)模適中，適用于中小型企事業(yè)單位的計(jì)算機(jī)。大型計(jì)算機(jī)大型計(jì)算機(jī)是指運(yùn)算速度快、處理能力強(qiáng)、存儲(chǔ)容量大、功能完善的計(jì)算機(jī)。巨型計(jì)算機(jī)巨型計(jì)算機(jī)也稱超級(jí)計(jì)算機(jī)，采用大規(guī)模并行處理的體系結(jié)構(gòu)，是運(yùn)算速度最快、體積最大、價(jià)格最昂貴的主機(jī)。小型計(jì)算機(jī)小型計(jì)算機(jī)相對(duì)于大型計(jì)算機(jī)而言，規(guī)模較小，結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，成本較低，易于維護(hù)，適用于中小企事業(yè)單位。微型計(jì)算機(jī)微型計(jì)算機(jī)也稱個(gè)人計(jì)算機(jī)，是目前應(yīng)用最廣泛的計(jì)算機(jī)，其體積小、重量輕、價(jià)格低廉、使用方便。計(jì)算機(jī)應(yīng)用領(lǐng)域概述利用計(jì)算機(jī)進(jìn)行大規(guī)模數(shù)值計(jì)算，應(yīng)用于氣象預(yù)報(bào)、地震預(yù)測(cè)、航天工程等領(lǐng)域?？茖W(xué)計(jì)算利用計(jì)算機(jī)對(duì)大量數(shù)據(jù)進(jìn)行收集、整理、存儲(chǔ)、分類、加工和傳播等操作，廣泛應(yīng)用于企業(yè)管理、政府辦公等領(lǐng)域。利用計(jì)算機(jī)對(duì)生產(chǎn)過(guò)程進(jìn)行實(shí)時(shí)控制，提高生產(chǎn)效率和產(chǎn)品質(zhì)量。利用計(jì)算機(jī)進(jìn)行產(chǎn)品設(shè)計(jì)和開發(fā)，提高設(shè)計(jì)效率和精度。利用計(jì)算機(jī)模擬人類的智能行為，實(shí)現(xiàn)人機(jī)交互和智能決策。數(shù)據(jù)處理自動(dòng)控制輔助設(shè)計(jì)人工智能02計(jì)算機(jī)系統(tǒng)組成與結(jié)構(gòu)負(fù)責(zé)執(zhí)行計(jì)算機(jī)程序中的指令，控制計(jì)算機(jī)的各個(gè)部件協(xié)調(diào)工作。中央處理器存儲(chǔ)器輸入輸出設(shè)備用于存儲(chǔ)數(shù)據(jù)和程序，分為內(nèi)存儲(chǔ)器和外存儲(chǔ)器。用于輸入和輸出數(shù)據(jù)，如鍵盤、鼠標(biāo)、顯示器、打印機(jī)等。030201硬件系統(tǒng)操作系統(tǒng)、編譯器、數(shù)據(jù)庫(kù)管理系統(tǒng)等，用于管理和控制計(jì)算機(jī)的硬件和應(yīng)用程序。各種應(yīng)用程序，如辦公軟件、圖像處理軟件等，用于完成特定的任務(wù)或提供服務(wù)。軟件系統(tǒng)應(yīng)用軟件系統(tǒng)軟件計(jì)算機(jī)體系結(jié)構(gòu)馮·諾依曼結(jié)構(gòu)由約翰·馮·諾依曼提出，特點(diǎn)是采用二進(jìn)制數(shù)制，存儲(chǔ)程序，以控制器為中心，采用單一的累加器。哈佛結(jié)構(gòu)由Harvard大學(xué)提出，特點(diǎn)是將程序和數(shù)據(jù)存儲(chǔ)在不同的存儲(chǔ)器中，采用并行處理方式，提高計(jì)算機(jī)的運(yùn)行效率。03計(jì)算機(jī)工作原理與程序執(zhí)行過(guò)程機(jī)器指令計(jì)算機(jī)能夠直接執(zhí)行的指令，通常由操作碼和操作數(shù)組成。匯編語(yǔ)言一種低級(jí)語(yǔ)言，用助記符表示指令，易于理解和編寫。高級(jí)語(yǔ)言一種更接近自然語(yǔ)言的語(yǔ)言，易于編寫和維護(hù)，但需要編譯或解釋成機(jī)器指令才能執(zhí)行。指令系統(tǒng)：機(jī)器指令、匯編語(yǔ)言和高級(jí)語(yǔ)言取指從內(nèi)存中取出下一條要執(zhí)行的指令。譯碼將取出的指令轉(zhuǎn)換成相應(yīng)的控制信號(hào)。執(zhí)行根據(jù)控制信號(hào)執(zhí)行相應(yīng)的操作。寫回將執(zhí)行結(jié)果寫回到內(nèi)存或寄存器中。程序執(zhí)行過(guò)程：取指、譯碼、執(zhí)行和寫回當(dāng)計(jì)算機(jī)在執(zhí)行程序時(shí)遇到外部事件（如輸入/輸出請(qǐng)求）時(shí)，會(huì)暫時(shí)停止當(dāng)前程序的執(zhí)行，轉(zhuǎn)而處理該事件，處理完畢后再回到原程序繼續(xù)執(zhí)行。中斷當(dāng)程序在執(zhí)行過(guò)程中遇到錯(cuò)誤或異常情況時(shí)，系統(tǒng)會(huì)采取相應(yīng)的措施來(lái)處理這些異常，以保證程序的正確性和穩(wěn)定性。異常處理中斷與異常處理機(jī)制04數(shù)據(jù)表示與運(yùn)算方法總結(jié)詞定點(diǎn)數(shù)和浮點(diǎn)數(shù)是計(jì)算機(jī)中表示數(shù)值的兩種基本方法。詳細(xì)描述定點(diǎn)數(shù)是一種將數(shù)值表示為整數(shù)的方法，小數(shù)點(diǎn)被隱含在某個(gè)位置上，例如二進(jìn)制小數(shù)點(diǎn)隱含在最低位之后。浮點(diǎn)數(shù)則表示帶有小數(shù)點(diǎn)的數(shù)值，包括指數(shù)部分和小數(shù)部分。數(shù)值型數(shù)據(jù)表示：定點(diǎn)數(shù)和浮點(diǎn)數(shù)VS字符編碼和圖像編碼是計(jì)算機(jī)中表示非數(shù)值型數(shù)據(jù)的兩種常見方法。詳細(xì)描述字符編碼是將字符集中的每個(gè)字符映射到一個(gè)數(shù)字碼的方法，例如ASCII碼和Unicode碼。圖像編碼則是將圖像信息轉(zhuǎn)換為數(shù)字碼的過(guò)程，常用的圖像編碼標(biāo)準(zhǔn)有JPEG、PNG和BMP等?？偨Y(jié)詞非數(shù)值型數(shù)據(jù)表示：字符編碼和圖像編碼算術(shù)運(yùn)算、邏輯運(yùn)算和移位運(yùn)算是計(jì)算機(jī)中常見的三種基本運(yùn)算方法。算術(shù)運(yùn)算包括加、減、乘、除等基本數(shù)學(xué)運(yùn)算。邏輯運(yùn)算則用于處理布爾值（真或假），包括邏輯與、邏輯或、邏輯非等操作。移位運(yùn)算則是將二進(jìn)制數(shù)中的位向左或向右移動(dòng)，從而得到新的數(shù)值。總結(jié)詞詳細(xì)描述運(yùn)算方法：算術(shù)運(yùn)算、邏輯運(yùn)算和移位運(yùn)算05存儲(chǔ)器層次結(jié)構(gòu)與訪問(wèn)方式RAM(隨機(jī)存取存儲(chǔ)器)用于存儲(chǔ)運(yùn)行中的程序和數(shù)據(jù)，特點(diǎn)是存取速度快，斷電后數(shù)據(jù)丟失。要點(diǎn)一要點(diǎn)二ROM(只讀存儲(chǔ)器)存儲(chǔ)固定不變的程序和數(shù)據(jù)，如BIOS，斷電后數(shù)據(jù)不丟失。主存儲(chǔ)器：RAM和ROM123大容量存儲(chǔ)設(shè)備，分為機(jī)械硬盤和固態(tài)硬盤，用于長(zhǎng)期存儲(chǔ)數(shù)據(jù)。硬盤包括CD、DVD等，可讀可寫，但數(shù)據(jù)保存時(shí)間有限。光盤便攜式存儲(chǔ)設(shè)備，數(shù)據(jù)可讀寫，易于攜帶。U盤和閃存盤輔助存儲(chǔ)器：硬盤、光盤和U盤等Cache存儲(chǔ)器及其作用高速緩沖存儲(chǔ)器，位于CPU和主存之間，用于存儲(chǔ)頻繁訪問(wèn)的指令和數(shù)據(jù)。Cache存儲(chǔ)器提高訪問(wèn)速度，減少CPU等待時(shí)間。通過(guò)將常用的數(shù)據(jù)存儲(chǔ)在高速的Cache中，可以加快對(duì)數(shù)據(jù)的訪問(wèn)速度，從而減少CPU等待從主存中讀取數(shù)據(jù)的時(shí)間。作用06輸入輸出設(shè)備及接口技術(shù)鍵盤是最常見的輸入設(shè)備之一，用于輸入字符和數(shù)字。它通過(guò)按鍵觸發(fā)相應(yīng)的信號(hào)，將信息輸入到計(jì)算機(jī)中。鍵盤鼠標(biāo)是另一種常見的輸入設(shè)備，用于選擇、拖動(dòng)和點(diǎn)擊。它通過(guò)光標(biāo)定位和點(diǎn)擊操作，實(shí)現(xiàn)人機(jī)交互。鼠標(biāo)掃描儀用于將紙質(zhì)文檔或圖片轉(zhuǎn)換為數(shù)字格式。它通過(guò)掃描文檔或圖片，將信息轉(zhuǎn)換為計(jì)算機(jī)可識(shí)別的數(shù)字信號(hào)。掃描儀常見輸入設(shè)備：鍵盤、鼠標(biāo)和掃描儀等打印機(jī)打印機(jī)用于將計(jì)算機(jī)中的文本或圖像輸出到紙張上。它通過(guò)打印頭將墨水或碳粉噴射到紙張上，形成所需的文字或圖像。顯示器顯示器是計(jì)算機(jī)的主要輸出設(shè)備，用于顯示文本、圖像和視頻等信息。它通過(guò)像素顯示內(nèi)容，將計(jì)算機(jī)內(nèi)部的信息以可視化的形式呈現(xiàn)給用戶。音響音響用于播放聲音，將計(jì)算機(jī)中的音頻信息輸出到揚(yáng)聲器或耳機(jī)中。它通過(guò)電子信號(hào)驅(qū)動(dòng)揚(yáng)聲器或耳機(jī)振動(dòng)，產(chǎn)生聲音波。常見輸出設(shè)備：顯示器、打印機(jī)和音響等并行接口并行接口是一種常見的I/O接口技術(shù)，它通過(guò)多個(gè)數(shù)據(jù)線同時(shí)傳輸數(shù)據(jù)。并行