計算機文化基礎第一講.ppt

1、計算機文化與基礎,第一講,有關文化內(nèi)容,計算機的發(fā)展簡史 計算機的特點及分類 計算機的應用 計算機文化與信息社會 計算機的硬件系統(tǒng) 計算機的基本工作原理 計算機軟件系統(tǒng),計算機系統(tǒng),還有我！,硬件系統(tǒng),軟件系統(tǒng),計算機發(fā)展簡史,ENIAC,計算機 時代,ENIAC (1946),18000個電子管 占地170平方米 重達30噸 耗電150千瓦 保存80個字節(jié) 每秒5千次加、減法運算 價值40萬美元,已經(jīng)歷了四代計算機發(fā)展,第一代：（46-55）邏輯元件電子管，內(nèi)存延遲線或磁芯，外存紙帶、卡片或磁帶，工作速度為幾千幾萬次秒，應用科學計算，軟件低級語言代表機型 ENIAC 第二代: （55-64）

2、邏輯元件晶體管，內(nèi)存磁芯，外存磁帶或磁盤，工作速度為幾十萬次秒，應用事務管理及工業(yè)控制，軟件為高級算法語言，代表機型 IBM 7000 系列 第三代:（64-70）邏輯元件中小規(guī)模集成電路，內(nèi) 存半導體存儲器，工作速度為幾十萬幾千萬次秒軟件設計中提倡模塊化、結構化程序設計。代表機型 IBM System /360,已經(jīng)歷了四代計算機發(fā)展,第四代:（71到今）邏輯元件（超）大規(guī)模集成電路，內(nèi)存半導體存儲器，外存磁盤和光盤工作速度幾百萬幾千萬次秒，軟件操作系統(tǒng)和應用軟件，應用以計算機網(wǎng)絡為特征 新一代計算機：第五代計算機。主要目標是使計算機具有人的某些智能，如聽、說、看和思維推理的能力。,微機發(fā)展

3、的五個時代,第一代：71年的4位機，2000個晶體管，時鐘頻率 為1MHz. 第二代: 73年的8位機,40009000晶體管時鐘頻率 為4MHz,代表機8080,M6800 第三代:78年的16位機,2萬 7萬晶體管,時鐘頻率 為510MHz,代表機8086,80286 第四代:81年的32位機,10萬100萬晶體管,時鐘頻 率為1033MHz,微處理器的性能超過70年 代大、中型計算機 第五代：93年的64位機，100萬晶體管，66MHz 以上，微處理器發(fā)Pentium為代表,CPU內(nèi)部的時鐘頻率，是CPU進行運算時的工作頻率。一般來說，主頻越高，一個時鐘周期里完成的指令數(shù)也越多，CPU的

4、運算速度也就越快。但由于內(nèi)部結構不同，并非所有時鐘頻率相同的CPU性能一樣。 8位處理器、16位處理器、32位處理器和64位處理器，其計數(shù)都是8的倍數(shù)。它表示一個時鐘周期里，處理器處理的二進制代碼數(shù) . 8位機有8條線路，每個時鐘周期有8個電信號，組成一個字節(jié)。所以，隨8位處理器上升至64位處理器，每個時鐘周期傳送1個字節(jié)到8個字節(jié)，關聯(lián)到時鐘速度提高到若干個千兆赫之后，處理器處理信息的能力越來越大。,計算機發(fā)展趨勢,PDP-11,CRAY-,Altair 8800,多 極 化,網(wǎng)絡化,INTERNET,WWW,GOPHER,E-Mail,FTP,Telnet,利用現(xiàn)代通信和計算機技術，把分布

5、在 不同地點的計算機互聯(lián)起來，按網(wǎng)絡協(xié) 議互相通信，以共享軟、硬件和數(shù)據(jù)資源,多 媒 體,多媒體技術是以圖形、圖象、聲音、文字等多種媒體進行人機交互。,智 能 化,研究領域： 1。模式識別 2。機器人 3。專家系統(tǒng) 4。自然語言的 生成與理解,計算機的特點,運算速度快每秒幾百億次幾千億次,計算精度高可使用足夠多的二進制位數(shù) 來獲得所要求的數(shù)據(jù)精度,具有記憶能力提供大容量的存儲器來存 儲程序和數(shù)據(jù),具有邏輯判斷能力這是區(qū)別于其它任何 機器的一個特點,可靠性高，通用性強,計算機的類型,巨型機是國家科學技術和工業(yè)發(fā)展水平重要標志,小巨型機為滿足市場需求保持或略降低性能,主 機常說的大型機和中型機,小

6、型機結構簡單、成本較低、易于使用和維護,工作站高檔微機,個人計算機PC機，它的核心是微處理器,計算機的應用,1. 科學計算(數(shù)值計算),計算機在處理計算量大、時間性強的數(shù)值計算中尤其表現(xiàn)出巨大威力。,2. 數(shù)據(jù)處理(非數(shù)值計算),對大批量的信息進行收集、分類、排序、傳送、存儲以及打印報表和圖形等。在辦公自動化、事務管理和情報檢索等領域應用十分廣泛。,3. 過程控制,在生產(chǎn)過程中對現(xiàn)場數(shù)數(shù)據(jù)進行巡回檢測并由計算機按某種標準或最隹值進行自動調(diào)節(jié)和控制。這對提高產(chǎn)品的數(shù)量和質(zhì)量特別有效?，F(xiàn)代化的武器系統(tǒng)尤其需要計算機的控制。,4. 計算機輔助系統(tǒng),CADComputer Aided Design 。

7、利用計算機的圖形功能做各種設計工作。,CAMComputer Aided Manufacture 。利用計算機管理、控制生產(chǎn)設備及其操作。,CAIComputer Aided Instruction 。利用多媒體計算機的圖、文、聲功能實施教學。,5. 人工智能,人工智能的主要目的是用計算機來模擬人的智能。包括：模式識別、景物分析、自然語言理解和生成、專家系統(tǒng)、機器人等。,計算機文化與信息社會,計算機在信息處 理中的應用,信息高速公路,“三金”工程,信息處理中的應用,數(shù)據(jù)加工：計算機的運算速度 “海量”存儲：存儲能力 通信：網(wǎng)絡 多媒體技術：使計算機具有聽說看能力 智能化決策：進行科學決策,信息

8、高速公路,敖設覆蓋全國的光纖網(wǎng)絡 用光纖網(wǎng)絡聯(lián)接所有的通信系統(tǒng)、計算機資料庫和電信消費設置 讓光纖網(wǎng)絡能傳輸視頻、音頻、數(shù)字圖像等多媒體,通信網(wǎng)絡 通信設備 信息資源 人,“金橋”工程,金橋工程：建立一個覆蓋全國各省、市、自 治區(qū)、500個中心城市與地區(qū)及部門的專用計算機網(wǎng)絡相聯(lián)、與國家綜合管理部門信息中心的計算機相聯(lián)并實行與國際計算機聯(lián)網(wǎng)的公用基干網(wǎng)和網(wǎng)中之網(wǎng)。 “金橋”網(wǎng)的建成將為“金關”、“金卡”工程及各部門建立信息業(yè)務提供一個技術先進經(jīng)濟合理的公用信息通道。,“金關”工程,“金關”是將海關、外貿(mào)、外匯管理和稅務等部門的業(yè)務專用網(wǎng)絡實行計算機聯(lián)網(wǎng)，以加強和完善外貿(mào)管理、配額許可證管理、進

9、出口收匯結匯、進出口貿(mào)易統(tǒng)計等信息應用系統(tǒng)，同時開展EDI應用試點，為在全國全面推廣電子數(shù)據(jù)交換業(yè)務和電子郵件業(yè)務、實行通關自動化和無紙貿(mào)易創(chuàng)造條件。,“金卡”工程,金卡是以計算機、通信、金融與商業(yè)專用電腦等現(xiàn)代科技為基礎，以各種金融交易卡（信用卡、現(xiàn)金卡）為介質(zhì)，通過電子信息轉(zhuǎn)帳形式實現(xiàn)的一種貨幣流通方式。 核心內(nèi)容：建立全國統(tǒng)一的金融交易卡發(fā)行體系；建立全國性的信用卡和現(xiàn)金卡兩個信息服務中心；建立全國統(tǒng)一的金卡專用網(wǎng)，推行兩種統(tǒng)一標準的信用卡和現(xiàn)金卡，結合我國國情，以現(xiàn)金卡為主，從防偽及技術發(fā)展考慮，以IC智能卡為主，以磁卡為過渡。,什么是計算機？,計算機是一臺能存儲程序和數(shù)據(jù)，并能自動執(zhí)

10、行程序的機器。它能對各種數(shù)字化的信息進行處理，協(xié)助人們獲取信息、處理信息、存儲信息和傳遞信息。,計算機硬件系統(tǒng),什么是硬件系統(tǒng)？,硬件系統(tǒng)由各種電子的、機械的、磁性的、光學的元器件、部件、或裝置所構成，是看得見摸得著的物理實體。 硬件是計算機的“軀體”。,計算機硬件基本構成,運 算 器,內(nèi)存儲器,輸入 設備,輸出 設備,外存儲 設備,外圍設備,CPU,五大部件之一運算器,運算器的任務是對信息進行加工處理。,算術邏輯單元,累 加 器,狀態(tài)寄存器,通用寄存器,ALU運算,暫存操作數(shù)和運算結果。,存放算術邏輯單元在工 作中產(chǎn)生的狀態(tài)信息。,暫存操作數(shù)或數(shù)據(jù)地址。,運算器,五大部件之二控制器,控制器是

11、計算機的神經(jīng)中樞,控制器按照計算機的工作節(jié)拍（主頻），從 存儲器中取出指令，經(jīng)過譯碼（分析指令），產(chǎn) 生各種控制信號，從而指揮整個計算機有條不紊 地、自動地執(zhí)行程序。,幾個術語,字（Word):作為一個整體被傳送和運算的一串 二制數(shù)稱為一個字。,主頻: 指CPU工作的時鐘頻率,位（Bit): 1位二進制信息稱為1位，是二進制數(shù) 的基本單位。,字節(jié)（Byte): 8位二進制信息稱為一個字節(jié)。,字長: 一個字所包含的二進制位數(shù)位數(shù)。,存儲器是計算機的記憶裝置,.主存 .內(nèi)存,.輔存 .外存,五大部件之三存儲器,存儲器的操作方式讀和寫,信息的存儲單位,K 字節(jié) 1K = 1024 byte M（兆）

12、字節(jié) 1M = 1024 K G（京） 字節(jié) 1G = 1024 M,幾個概念,1. 地址所有存儲單元按一定順序的編號。 2. ROM只讀存儲器，只取不存。 3. RAM隨機存儲器，可存可取。 4. 存儲容量一個存儲器中存儲單元的總數(shù)。 5. 存取周期從存儲器存取一個字到能夠再存 取一個字所需要的時間。,硬盤存儲器 硬磁盤是兩個表面涂有金屬氧化物磁性材料的金屬圓盤。硬盤存儲器由一片或多片硬磁盤與各種配套裝置組合而成 其容量：100MB、500MB、1G、3.2G,光盤存儲器 光盤存儲器是一種新穎的存儲器,由于具有存儲容量大、可靠性高、存取速度快等優(yōu)點。其基本原理：利用聚焦激光束在存儲介質(zhì)上進行

13、光學讀寫。,五大部件之四輸入設備,輸入設備的任務是把輸入操作者提供的原始信息轉(zhuǎn)換成電信號，并通過計算機的接口電路將這些信號順序送入存儲器中 常用的輸入設備有 : 鍵盤、鼠標器、掃描儀、光筆等。,五大部件之五輸出設備,輸出設備是將計算機的運算和處理結果以能為人們或其他機器所接受的形式輸出 常用的輸出設備有：顯示器、打印機、繪圖儀等,馮 諾依曼原理,即計算機能自動地完成運算或處理過程的基礎是存儲程序和程序控制。,Von Neumann,程序和數(shù)據(jù)計算機中用二進制數(shù)表示；,計算機的工作過程是由存儲程序控制的；,計算機由運算器、控制器、存儲器、輸入設備、輸出設備所組成；,存儲程序與程序控制原理,程序是

14、為完成一項特定任務而用某種語言編寫的一組指令序列,計算機能自動、正確地按人們的意圖工作，是由于人們已事先把計算機如何工作的程序和原始數(shù)據(jù)通過輸入設備送到計算機的存儲器中。當計算機運行時，控制器就可以把這些指令一一從存儲器中取出來，加以翻譯，并按指令的要求進行相應的操作，直到結束。,指令,指令是對計算機進行程序控制的最小單位所有的指令的集合稱為計算機的指令系統(tǒng),機器執(zhí)行什么操作,參與操作的數(shù)據(jù)在存儲器中的存放位置,機器指令是計算機唯一能夠直接識別并執(zhí)行的語言即機器語言。,什么是軟件系統(tǒng)？,軟件系統(tǒng)是指控制、管理和指揮計算機工作和解決各類應用問題的所有程序和技術資料組成。程序是指揮計算機工作的步驟

15、；技術資料包括軟件和硬件的技術說明、使用方法和操作手冊等文檔。 軟件系統(tǒng)是計算機的“靈魂”。,計算機軟件系統(tǒng),系統(tǒng)軟件： 操作系統(tǒng) 語言處理程序：匯編、編譯、解釋 數(shù)據(jù)庫管理系統(tǒng) 支持軟件：編輯、連接、診斷、調(diào)試 應用軟件： 程序庫 軟件包 套裝軟件 用戶自行開發(fā)的軟件系統(tǒng),系統(tǒng)軟件,程序設計語言及編譯,符號化的機器語言匯編語言用助記符代替操作碼，用符號地址代替地址碼,用二進制代碼表示操作碼和地址碼機器語言機器指令隨計算機型號不同而不同,接近自然語言的計算機語言高級語言一個語句常對應多條機器指令不隨機器型號而變,用機器語言表達的程序目標程序。程序執(zhí)行速度最快，然而不方便使用。,源程序,源程序,應用軟件,操作系統(tǒng) 操作系統(tǒng)是計算機系統(tǒng)的核心控制軟件，它是對計算機全部資源進行控制與管理的大型程序，它由許多具有控制和管理功能的子程序組成