1-計算機系統(tǒng)基礎知識

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1、單擊此處編輯母版標題樣式,單擊此處編輯母版文本樣式,第二級,第三級,第四級,第五級,*,全國高職高專,教育精品,規(guī)劃教材,北京交通大學出版社,計算機應用基礎教程,計算機基礎知識概述,第1章,本章主要內(nèi)容,計算機的發(fā)展與應用,計算機系統(tǒng),計算機中數(shù)的表示方法,多媒體技術(shù)基礎,本章重點難點,計算機系統(tǒng)組成,微型機的技術(shù)指標,數(shù)制及相互轉(zhuǎn)換,本章學習目標,了解計算機的發(fā)展與應用及,多媒體技術(shù)的概念,掌握計算機系統(tǒng)組成及,衡量計算機性能的技術(shù)指標,掌握數(shù)制及相互轉(zhuǎn)換,1.1,計算機的發(fā)展與應用,1.1.1,計算機的發(fā)展,1.1.2,計算機的特點,及分類,1.1.3,計算機的應用,領域及發(fā)展趨勢,年代,

2、說 明,第一代,1946,1957,電子管作為邏輯元件，磁芯、磁鼓為內(nèi)存，機器、匯編語言為編程語言，運算速度,5,千,3,萬次,/,秒；用于軍事與科學研究。,第二代,1958,1964,晶體管為邏輯元件，高級語言，內(nèi)存為磁芯存儲器；外存為磁盤、磁帶；用于科學工程計算和數(shù)據(jù)處理等領域。,第三代,1965,1970,邏輯原件為中、小規(guī)模集成電路，運算速度百萬幾百萬次,/,秒；廣泛應用于各個領域。,第四代,1971,至今,大、超大規(guī)模集成電路，在硅半導體上集成了,1000,100000,個電子元件，集成度更高的半導體芯片為主存。,1.1,計算機的發(fā)展與應用,1.1.1,計算機的發(fā)展,1.1.2,計算

3、機的特點,及分類,1.1.3,計算機的應用,領域及發(fā)展趨勢,1.,計算機的特點,運算速度快,:,每秒鐘能執(zhí)行多少條指令（單位：,MIPS,）,計算精度高：精度取決于數(shù)據(jù)的位數(shù)，稱為字長,具有邏輯判斷和記憶能力,自動化程度高：因為采用存儲程序工作方式,通用性強：采用數(shù)字化表示各類信息,2.,計算機的分類,巨型機：,很強的計算和處理數(shù)據(jù)能力,速度快容量大,大型機：,I/O,處理能力強，供幾百幾千用戶同時使用,小型機：,結(jié)構(gòu)簡單規(guī)模小成本較低，用做網(wǎng)絡服務器,工作站：,以,PC,機和分布式網(wǎng)絡計算機為基礎,微型機：,獨立完成輸入處理輸出和存儲操作,至少有,一個輸入輸出、存儲設備和,CPU,的計算機,

4、1.1,計算機的發(fā)展與應用,1.1.1,計算機的發(fā)展,1.1.2,計算機的特點,及分類,1.1.3,計算機的應用,領域及發(fā)展趨勢,1.,計算機的應用領域,科學和工程計算,信息處理,計算機輔助系統(tǒng),人工智能,多媒體應用,電子商務,2.,計算機的發(fā)展趨勢,巨型化,微型化,網(wǎng)絡化,智能化,多媒體化,1.2,計算機系統(tǒng)概述,計算機系統(tǒng)包括硬件系統(tǒng)和軟件系統(tǒng)兩大部分,硬件系統(tǒng)是組成計算機的各種物理設備，,軟件系統(tǒng)包括計算機正常使用所需的各種程序和數(shù)據(jù)。,程序則是計算機最基本指令的有序組合。,1.2.1,計算機系統(tǒng)基本組成,1.2.2,計算機硬件系統(tǒng),1.,運算器,2.,控制器,3.,存儲器,內(nèi)存儲器,外

5、存儲器,4.,輸入設備,5.,輸出設備,6.,主板,7.,總線,8.,接口,1.2.3,計算機軟件系統(tǒng),1.2.4,微型計算機技術(shù)指標,1.2,計算機系統(tǒng)概述,硬件系統(tǒng)：運算器、控制器、存儲器、輸入和,輸出設備,5,大部分組成，結(jié)構(gòu)如下圖,1.2.1,計算機系統(tǒng)基本組成,1.2.2,計算機硬件系統(tǒng),1.,運算器,2.,控制器,3.,存儲器,內(nèi)存儲器,外存儲器,4.,輸入設備,5.,輸出設備,6.,主板,7.,總線,8.,接口,1.2.3,計算機軟件系統(tǒng),1.2.4,微型計算機技術(shù)指標,1.2,計算機系統(tǒng)概述,1.2.1,計算機系統(tǒng)基本組成,1.2.2,計算機硬件系統(tǒng),1.,運算器,2.,控制器

6、,3.,存儲器,內(nèi)存儲器,外存儲器,4.,輸入設備,5.,輸出設備,6.,主板,7.,總線,8.,接口,1.2.3,計算機軟件系統(tǒng),1.2.4,微型計算機技術(shù)指標,1.,運算器,也稱為算術(shù)邏輯單元,（,Arithmetic Logic,UnitALU,）,主要功能：,在控制器的控制下對二進制數(shù)據(jù)進,行各種算術(shù)運算和邏輯運算,。,1.2,計算機系統(tǒng)概述,1.2.1,計算機系統(tǒng)基本組成,1.2.2,計算機硬件系統(tǒng),1.,運算器,2.,控制器,3.,存儲器,內(nèi)存儲器,外存儲器,4.,輸入設備,5.,輸出設備,6.,主板,7.,總線,8.,接口,1.2.3,計算機軟件系統(tǒng),1.2.4,微型計算機技術(shù)指

7、標,2.,控制器,是計算機的指揮中心。,負責對計算機指令進行分析、判斷，,發(fā)出各種控制信號，使計算機的有關設備,實現(xiàn)協(xié)調(diào)工作。,運算器和控制器一起組成了計算機的心,臟,中央處理器，即,CPU,CPU,是整個計算機系統(tǒng)的核心。,1.2,計算機系統(tǒng)概述,1.2.1,計算機系統(tǒng)基本組成,1.2.2,計算機硬件系統(tǒng),1.,運算器,2.,控制器,3.,存儲器,內(nèi)存儲器,外存儲器,4.,輸入設備,5.,輸出設備,6.,主板,7.,總線,8.,接口,1.2.3,計算機軟件系統(tǒng),1.2.4,微型計算機技術(shù)指標,3.,存儲器,具有記憶功能，負責存放程序和數(shù)據(jù)。,分為內(nèi)存儲器（主存）和外存儲器（輔存）,存儲器能夠

8、存放的最大數(shù)據(jù)量稱為存儲容量,存儲器容量的基本單位是字節(jié)（,Byte,，,B,）,容量的計量單位（,B:,字節(jié)，,b,：位）,一個字節(jié)（,Byte,）,=8,個二進制位（,bit,）,1KB=1024,字節(jié)（,2,10,）,1MB=1024KB,（,2,20,）,1G=1024MB,（,2,30,）,1T=1024GB,（,2,40,）,1.2,計算機系統(tǒng)概述,1.2.1,計算機系統(tǒng)基本組成,1.2.2,計算機硬件系統(tǒng),1.,運算器,2.,控制器,3.,存儲器,內(nèi)存儲器,外存儲器,4.,輸入設備,5.,輸出設備,6.,主板,7.,總線,8.,接口,1.2.3,計算機軟件系統(tǒng),1.2.4,微型計

9、算機技術(shù)指標,（,1,）內(nèi)存儲器：,與,CPU,合稱為主機,內(nèi)存的功能、特點,直接與,CPU,進行信息交換,存放正在運行的程序或數(shù)據(jù)。,與外存相比，速度快、容量、小價格較高。,內(nèi)存儲器的分類,RAM,：隨機存取存儲器，可讀可寫,SRAM,：靜態(tài),RAM,斷電信息丟失，,速度快價格高,DRAM,：動態(tài),RAM,（內(nèi)存）,ROM,：只讀存儲器，只能讀出，不能寫入。,信息由生產(chǎn)廠家事先寫入，,關機或者停電信息不丟失,Cache:,高速緩存,是內(nèi)存的一部分,位于內(nèi)存和,CPU,之間,解決,CPU,與內(nèi)存之間的速度匹配問題,1.2,計算機系統(tǒng)概述,1.2.1,計算機系統(tǒng)基本組成,1.2.2,計算機硬件系

10、統(tǒng),1.,運算器,2.,控制器,3.,存儲器,內(nèi)存儲器,外存儲器,4.,輸入設備,5.,輸出設備,6.,主板,7.,總線,8.,接口,1.2.3,計算機軟件系統(tǒng),1.2.4,微型計算機技術(shù)指標,（,2,）外存儲器：,與內(nèi)存交換數(shù)據(jù),外存的功能、特點,輔存屬外部設備，用以存放暫不用的信息,速度慢，但容量大、價格低，,常用外存,-,硬盤，存儲容量計算,=,磁頭數(shù),柱面,扇區(qū),每扇區(qū)字節(jié)數(shù)（,512B,）,硬盤有以下,4,個主要指標：,接口：硬盤與主板接口。一般有,EIDE,、,串行,ATA SCSI,和,IEEE1394,接口,接口不同支持硬盤容量、傳輸速率不同,容量：常用的有,120GB,、,1

11、60GB,、,250GB,等。,轉(zhuǎn)速：內(nèi)主軸的轉(zhuǎn)動速度，單位：轉(zhuǎn),/,秒,緩存：緩存大硬盤與內(nèi)存之間的數(shù)據(jù)傳輸速率高,1.2,計算機系統(tǒng)概述,1.2.1,計算機系統(tǒng)基本組成,1.2.2,計算機硬件系統(tǒng),1.,運算器,2.,控制器,3.,存儲器,內(nèi)存儲器,外存儲器,4.,輸入設備,5.,輸出設備,6.,主板,7.,總線,8.,接口,1.2.3,計算機軟件系統(tǒng),1.2.4,微型計算機技術(shù)指標,4,輸入設備,接收用戶輸入的原始數(shù)據(jù)和程序，,并將它們轉(zhuǎn)換成計算機能識別的形式,（二 進制數(shù)）存放到內(nèi)存中。,常用的輸入設備有鍵盤、鼠標、掃描儀、,光筆和數(shù)字化儀等，如圖,:,1.2,計算機系統(tǒng)概述,1.2.

12、1,計算機系統(tǒng)基本組成,1.2.2,計算機硬件系統(tǒng),1.,運算器,2.,控制器,3.,存儲器,內(nèi)存儲器,外存儲器,4.,輸入設備,5.,輸出設備,6.,主板,7.,總線,8.,接口,1.2.3,計算機軟件系統(tǒng),1.2.4,微型計算機技術(shù)指標,5,輸出設備,用于將計算機處理的結(jié)果以用戶熟悉的信息,形式反饋給用戶。,常用的形式有數(shù)字、字符、圖形、視頻、,聲音等類型,常用輸出設備有顯示器、打印機、繪圖儀等,常用的顯示器：,CRT,：陰極射線管顯示器,LCD,：液晶顯示器,FED,：場致發(fā)射顯示器,PDP,：等離子顯示器,1.2,計算機系統(tǒng)概述,1.2.1,計算機系統(tǒng)基本組成,1.2.2,計算機硬件系

13、統(tǒng),1.,運算器,2.,控制器,3.,存儲器,內(nèi)存儲器,外存儲器,4.,輸入設備,5.,輸出設備,6.,主板,7.,總線,8.,接口,1.2.3,計算機軟件系統(tǒng),1.2.4,微型計算機技術(shù)指標,6,主板,又稱系統(tǒng)主板，是微型計算機系統(tǒng)中最大的,一塊印刷電路板，,用于連接計算機的多個部件。它安裝在主機,箱內(nèi)，是計算機最基本、最重要部件之一,主板主要包括：,CPU,的插座,內(nèi)存插槽,總線擴展槽,各種接口（硬盤和光驅(qū)的,IDE,或,SCSI,；軟驅(qū),串、并行口、,USB,接口；鍵盤、鼠標接口）,BIOS,芯片,COMS,芯片,新型的主板還集成了顯卡、聲卡、網(wǎng)卡,和調(diào)制解調(diào)器等接口。,1.2,計算機系

14、統(tǒng)概述,1.2.1,計算機系統(tǒng)基本組成,1.2.2,計算機硬件系統(tǒng),1.,運算器,2.,控制器,3.,存儲器,內(nèi)存儲器,外存儲器,4.,輸入設備,5.,輸出設備,6.,主板,7.,總線,8.,接口,1.2.3,計算機軟件系統(tǒng),1.2.4,微型計算機技術(shù)指標,7,總線,:,主板上的系統(tǒng)總線是傳輸數(shù)據(jù)的通道,就是一些并行的印刷電路導線，,地址總線：傳送的是內(nèi)存的地址信號，,單向傳送它決定了,CPU,尋址范圍,數(shù)據(jù)總線：傳送的是數(shù)據(jù)信號，,可雙向傳送，總線寬度取決于,系統(tǒng)采用的,CPU,的字長指標,控制總線：傳送的是,CPU,和其他控制芯片,發(fā)出的各種控制信號,1.2,計算機系統(tǒng)概述,1.2.1,計

15、算機系統(tǒng)基本組成,1.2.2,計算機硬件系統(tǒng),1.,運算器,2.,控制器,3.,存儲器,內(nèi)存儲器,外存儲器,4.,輸入設備,5.,輸出設備,6.,主板,7.,總線,8.,接口,1.2.3,計算機軟件系統(tǒng),1.2.4,微型計算機技術(shù)指標,8,各種接口,IDE,接口,串行接口,并行接口,USB,接口,鍵盤、鼠標接口,1.2,計算機系統(tǒng)概述,1.2.1,計算機系統(tǒng)基本組成,1.2.2,計算機硬件系統(tǒng),1.,運算器,2.,控制器,3.,存儲器,內(nèi)存儲器,外存儲器,4.,輸入設備,5.,輸出設備,6.,主板,7.,總線,8.,接口,1.2.3,計算機軟件系統(tǒng),1.2.4,微型計算機技術(shù)指標,1.,系統(tǒng)軟

16、件,操作系統(tǒng),最基本最重要的系統(tǒng)軟件，管理計算機的,軟、硬件資源提高系統(tǒng)資源利用率,提供友好的用戶界面，方便用戶使用計算機,常用操作系統(tǒng)有,Windows,、,UNIX,、,Linux,等。,語言處理程序：將匯編或各種高級語言程序轉(zhuǎn),換成機器所能直接識別的機器語言程序的程序,機器語言,匯編語言,高級語言。,其他系統(tǒng)軟件：各類數(shù)據(jù)庫軟件、工具軟件等,2,.,應用軟件：,應用軟件是為解決各種實際問題,而編制的軟件的總稱,1.2,計算機系統(tǒng)概述,1.2.1,計算機系統(tǒng)基本組成,1.2.2,計算機硬件系統(tǒng),1.,運算器,2.,控制器,3.,存儲器,內(nèi)存儲器,外存儲器,4.,輸入設備,5.,輸出設備,6.,主板,7.,總線,8.,接口,1.2.3,計算機軟件系統(tǒng),1.2.4,微機主要技術(shù)指標,1.,字長：,計算機能直接處理的二進制位數(shù),2.,運算速度：,每秒鐘能執(zhí)行的指令條數(shù)。,3.,時鐘頻率（主頻,）,CPU,在單位時間（秒）內(nèi)發(fā)出的脈沖數(shù)。,它在很大程度上決定了計算機的運算速度。,4.,存取速度,存儲器完成一次讀,/,寫操作所需的時間,存儲器連續(xù)讀,/,寫操作所允許的最短時間,間隔，稱為存取