中安專升本計算機基礎(chǔ).ppt

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1,第一章計算機基礎(chǔ)知識,2,1、計算機的發(fā)展歷史2、計算機的應(yīng)用3、計算機系統(tǒng)組成4、數(shù)制與編碼5、信息安全與計算機病毒6、多媒體技術(shù),3,電子計算機是一種能高速、精確、自動地對預(yù)先存儲的程序和數(shù)據(jù)進行處理的現(xiàn)代電子設(shè)備。由于它能模擬人大腦的部分功能處理各種信息，故又俗稱電腦。,1計算機的發(fā)展歷史,4,1946年美國賓夕法尼亞大學(xué)世界第一臺數(shù)字式電子計算機ENIAC（ElectronicNumericalIntergratorAndCalculator),一、第一臺計算機的誕生,5,17468個真空電子管占地170平方米重達30噸耗電174千瓦保存80個字節(jié)每秒5千次加、減法運算價值40萬美元,6,1936英國數(shù)學(xué)家圖靈提出現(xiàn)代計算機的理論模型1946第一臺計算機ENIAC1946-1949美籍匈牙利數(shù)學(xué)家馮諾依曼第一臺實現(xiàn)存儲程序計算機EDVAC,二、計算機的發(fā)展歷史,7,第一代：（1946-1958）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(yīng)用科學(xué)計算，沒有系統(tǒng)軟件，用機器語言或匯編語言編程。,1．傳統(tǒng)的計算機發(fā)展歷史,8,第二代:（1958-1964）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(yīng)用事務(wù)管理及工業(yè)控制，提出了操作系統(tǒng)概念，出現(xiàn)了高級語言。,9,第三代:（1964-1971）邏輯元件中小規(guī)模集成電路，內(nèi)存半導(dǎo)體存儲器，工作速度為幾十萬～幾千萬次／秒，軟件設(shè)計中提倡模塊化、結(jié)構(gòu)化程序設(shè)計。,10,第四代:（1971至今）邏輯元件（超）大規(guī)模集成電路，內(nèi)存半導(dǎo)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(yīng)用軟件，應(yīng)用以計算機網(wǎng)絡(luò)為特征，計算機的發(fā)展進入了以計算機網(wǎng)絡(luò)為特征的時代。,11,新一代計算機：第五代智能計算機。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,目前仍處于研制中。,12,微型計算機，簡稱微機或PC機是1971年出現(xiàn)的，屬于第四代計算機。世界上第一臺微機4位微處理器Intel4004由美國Intel公司的馬西安霍夫在1971年研制成功,2.微型計算機的發(fā)展過程,13,第一代：4位和低檔8位微處理器8008。第二代:8位機,代表機8080,M6800。第三代:16位機,代表機8086,80286。第四代:32位機和64位機,14,微機具有體積小、重量輕、功耗小、可靠性高、對使用環(huán)境要求低、價格低廉、易于成批生產(chǎn)等特點。,15,3、計算機的發(fā)展趨勢,⑴巨型化(或功能巨型化)⑵微型化(或體積微型化)⑶網(wǎng)絡(luò)化(或資源網(wǎng)絡(luò)化)⑷智能化(或處理智能化),16,硬件方面：速度越來越快、價格越來越低、外圍設(shè)備品質(zhì)越來越高軟件方面：通用性與用戶界面越來越好，軟件開發(fā)從傳統(tǒng)的面向過程發(fā)展到面向?qū)ο?。硬件與軟件功能可以相互轉(zhuǎn)化,17,我國從1953年開始研制計算機，1958年研制成功第一臺電子管計算機——103機；在1982年我國研制出運算速度1億次的銀河I、II型等小型系列機。我國在巨型機的研究和實踐中居于領(lǐng)先地位。,三、我國計算機的發(fā)展歷史,18,一、計算機的主要特點,1．運算速度快目前，一般微機的運算速度為每秒幾十萬次乃至上億次；巨型機的運算速度已達到每秒幾十億次。,2計算機的應(yīng)用,19,2．計算精度高計算機采用二進制進行計算，計算精度主要由表示數(shù)據(jù)的字長決定，可以精確到幾十位，甚至上百位。,20,3．具有記憶和邏輯判斷功能計算機的記憶能力是通過存儲器系統(tǒng)實現(xiàn)的。計算機可以對數(shù)據(jù)信息進行判斷、比較火邏輯運算。,21,4．具有自動、連續(xù)運行的能力計算機采用存儲程序的工作方式，人們把解決問題的方法編成程序存入計算機，計算機就能夠自動、連續(xù)地執(zhí)行事先編制好的程序，并按要求輸出完整的計算結(jié)果，這是它與其他計算工具的本質(zhì)區(qū)別。,22,5．適用范圍廣，通用性強計算機是靠存儲程序控制進行工作的。不同的應(yīng)用領(lǐng)域中，只要編制和運行不同的應(yīng)用軟件，計算機就能在此領(lǐng)域中很好地服務(wù)。,23,二、計算機的應(yīng)用領(lǐng)域,1．傳統(tǒng)應(yīng)用科學(xué)計算計算機廣泛應(yīng)用于航空航天、軍事、氣象、高能物理、地質(zhì)勘探等方面。,24,數(shù)據(jù)處理數(shù)據(jù)處理是指計算機對外部設(shè)備送來的各種復(fù)雜的數(shù)據(jù)信息進行采集、加工、分類、存儲、傳送、檢索等綜合性的處理工作。,25,過程控制計算機進行數(shù)據(jù)檢索、采集，實現(xiàn)自動檢測、自動調(diào)節(jié)和自動控制。典型的應(yīng)用領(lǐng)域：生產(chǎn)過程控制、交通自動管理、火警自動警報系統(tǒng)、導(dǎo)彈控制系統(tǒng)等。,26,2、現(xiàn)代應(yīng)用計算機輔助技術(shù)：計算機輔助設(shè)計（CAD)計算機輔助教育(CBE)：計算機輔助教學(xué)（CAI)計算機輔助測試（CAT)計算機管理教學(xué)（CMI)計算機輔助制造(CAM),27,模擬系統(tǒng)（CS）計算機系統(tǒng)進行復(fù)雜系統(tǒng)的仿真實驗和研究，為復(fù)雜系統(tǒng)的研制提供了低成本與高準確度的輔助手段，大大降低了成本，縮短了周期。,28,辦公自動化(OA)OA是OfficeAutomation的簡寫，是現(xiàn)代利用電腦進行全自動的辦公,目的是提高效率。,29,人工智能(AI)人工智能AI的主要目的是用計算機來模擬人類的某些智能活動。主要包括：模式識別、專家系統(tǒng)、機器人、智能檢索等。,30,專家系統(tǒng)（ES)網(wǎng)絡(luò)通信家庭應(yīng)用,31,三、計算機的分類,1、按性能分類（1）巨型計算機（2）大型計算機（3）中型計算機（4）小型計算機（5）微型計算機,32,,2、按使用方法分類：（1）掌上電腦（2）筆記本電腦（3）臺式機（4）工作站（5）服務(wù)器,33,一個完整的計算機系統(tǒng)是由硬件系統(tǒng)和軟件系統(tǒng)兩大部分組成。,3計算機系統(tǒng)組成,34,所謂的硬件系統(tǒng)是構(gòu)成計算機系統(tǒng)的各種物理設(shè)備的總稱。通常包括主機、輸入/輸出設(shè)備、電源等，是計算機完成各種任務(wù)、功能的物質(zhì)基礎(chǔ)。,35,所謂的軟件系統(tǒng)是指在計算機硬件系統(tǒng)上運行的各種程序以及文檔的總和。它可以提高計算機的工作效率，擴大計算機的功能。硬件是計算機的實體，軟件是計算機的靈魂。二者缺一不可。,36,37,1．中央處理器（CPU）中央處理器（CPU）是微型機硬件系統(tǒng)的核心部件，由運算器、控制器和一組寄存器組成，并集成在一個芯片上。,一、計算機主要部件與技術(shù)指標,38,控制器：是計算機的神經(jīng)中樞和指揮中心，它根據(jù)程序指令的要求，向其它各部件發(fā)出控制信息，控制其它各部件協(xié)調(diào)一致地工作。,運算器：它的核心部件是算術(shù)邏輯單元ALU,是算術(shù)和邏輯運算的功能部件。,39,CPU品質(zhì)的高低直接決定了一個計算機系統(tǒng)的檔次。反映CPU品質(zhì)的最重要的指標是主頻與字長。（1）字長：CPU能同時處理的二進制數(shù)據(jù)的位數(shù)（bit），它決定了計算機的運算精度和運行速度。字長越長，運算精度越高。,40,（2）主頻：CPU在單位時間內(nèi)發(fā)出的脈沖數(shù)，即內(nèi)部時鐘晶體一秒鐘產(chǎn)生的震蕩頻率，用MHz/GHZ表示。它是協(xié)調(diào)各部件行動的基準，主頻越高，CPU運算速度越快。例：P4/1.3G,41,,,INTEL公司系列CPU性能參數(shù)表,42,Intel公司的CPU,43,（3）運算速度每秒鐘能執(zhí)行的指令數(shù)（MIPS,每秒鐘百萬條指令）,44,2．主板(Mainboard）,主板連結(jié)著主機箱內(nèi)的其他硬件，是其他硬件的載體，因此又稱“母板(Motherboard)”。CPU、內(nèi)存、硬盤驅(qū)動器、軟盤驅(qū)動器、光盤驅(qū)動器、顯示卡等都插接在主板上。不同檔次的CPU需用不同檔次的主板。主板的質(zhì)量直接影響PC的性能和價格等。,45,46,3．總線所謂總線（Bus），指的是連接微機系統(tǒng)中各部件的一簇公共信號線，這些信號線構(gòu)成了微機各部件之間相互傳送信息的公用通道。,總線由地址總線、數(shù)據(jù)總線和控制總線三部分組成。,47,地址總線(AB):傳送地址信號,地址總線的數(shù)目決定微機系統(tǒng)存儲空間的大??；,數(shù)據(jù)總線(DB):傳送數(shù)據(jù)和指令，它的寬度與CPU的字長有關(guān)。,控制總線(CB):是CPU與內(nèi)存儲器和I/O接口之間相互傳遞控制信號的通道。,48,常用的總線標準：ISA：是一種16位的總線結(jié)構(gòu)，適用范圍廣PCI：是一種32位高性能的局部結(jié)構(gòu)，可擴展到64位，與ISA總線兼容AGP：是一種64位顯示系統(tǒng)的局部總線,49,4．內(nèi)存儲器（或主存儲器）在計算機中直接與CPU交換信息的存儲器稱為內(nèi)存儲器，簡稱內(nèi)存。內(nèi)存儲器分為只讀存儲器（ROM）、隨機讀/寫存儲器（RAM）和高速緩沖存儲器（Cache）,50,只讀存儲器（ROM）：只能讀數(shù)據(jù)，不能往里寫數(shù)據(jù)的存儲器。特點是計算機斷電后存儲器中的數(shù)據(jù)仍然存在。隨機讀/寫存儲器（RAM）：是計算機工作的存儲區(qū)，既能讀數(shù)據(jù)，也可以寫數(shù)據(jù)。兩大特點：一是存儲器中的數(shù)據(jù)可以反復(fù)使用；二是存儲器中的信息會隨著計算機的斷電自然消失。,