《计算机导论》第1章计算机基础知识
52页1、1,计算机文化基础,2,第1章 计算机基础知识,1.1 计算机的发展 1.2 计算机的特点及应用 1.3 计算机的系统组成 1.4 计算机中数据的表示与编码 1.5 多媒体技术 1.6 计算机安全,3,1.1 计算机的发展,ENIAC的诞生 冯诺依曼的思想 计算机发展史 计算机的分类 微型计算机发展史,4,ENIAC的诞生,ENIAC(Electronic Discrete Variable Automatic Computer,电子数字积分计算机)是第一台真正的电子计算机 , 1946年2月,由美国宾夕法尼亚大学的两位工程师J埃克特和J莫奇制造。 它是由18000多个电子管等组成的重三十多吨的庞然大物,每秒钟能完成5000次的十进制加法运算,但它的主要缺陷是不能存储程序。,5,冯诺依曼的思想,存储程序 + 二进制 存储程序:将用指令编写的程序存储在存储器中,执行时可以按规定的方式完成指定任务,计算机的全部运算过程成为真正的自动过程 。 二进制:则是所有部件(元件)均可表示两种状态:高电平和低电平。这样具有制作简单,容易实现的特点。 1946年6月,人类第一台具有存储程序功能的计算机E
2、DVAC(Electronic Discrete Variable Automatic Computer)诞生。,6,计算机发展史,第一代计算机以ENIAC为代表,主要由电子管组成,同时也诞生了程序和程序设计语言(由0和1组成的机器语言)。 第二代计算机,它主要由晶体管组成,同期硬件技术得到了很大的提高,高级语言也得到了广泛的使用,如1957年开发的FORTRAN,1961年开发的COBOL,1964年开发的BASIC等。 第三代计算机由微小集成电路IC(Integrated Circuit)组成的,如IBM360。,7,计算机发展史,第四代计算机问世,它主要采用大规模集成电路LSI(Large Scale Integration)和超大规模集成电路VLSI(Very LSI),如IBM370系列机。由于使用了LSI,它大大减小了体积,计算机中的电路比以前要小得多,多达1000个或更多的小电路可固定在一个芯片(Chip)上。芯片是一个方形或长方形的硅片,通常1/10到14英寸厚或更薄,在它上面蚀刻着几层集成电路,然后包封在塑料、陶瓷或金属物中。 第五代智能化计算机。 第六代人工神经网络
3、计算机。,8,计算机的分类,按计算机功能划分 模拟计算机 、数字计算机 、混合计算机 按计算机通用性划分 专用计算机 、通用计算机 按计算机规模划分 巨型机 、大型机 、中型机 、小型机 、微型机 、工作站 本课程重点讲解微型机。,9,微型计算机发展史,第四代计算机的另一分支是以LSI为基础而发展起来的微处理器和微型计算机。 微型计算机一般以8位、16位、32位和64位微处理器为核心,再配备其它相关设备制造而成。 微型计算机具有体积小、功耗低、成本低、性能价格比等特点。 微型计算机的发展主要是微处理器的性能的提高。,10,1.2 计算机的特点及应用,计算机的特点 计算机的应用简介,11,计算机的特点,处理速度快 计算精度高 存储容量大 可靠性高 具有逻辑判断功能 具有自动控制能力 可互联性强,共享程度高 记忆能力强,12,计算机的应用简介,科学计算 数据处理 电子商务 过程控制 CAD/CAM/CIMS 多媒体技术 虚拟现实 人工智能,13,1.3 计算机的系统组成,计算机的基本结构与工作原理 计算机硬件 计算机软件,14,计算机的基本结构,硬件,软件,15,计算机工作原理简介,16,
4、计算机硬件,显示器,主机,光盘驱动器,软盘驱动器,鼠标,键盘,17,计算机硬件外设,打印机,扫描仪,数码相机,显示器,数码摄象机,18,计算机硬件键盘,换档键,字母锁定键,空格键,退格键,功能键,光标键,制表定位键,控制键,小键盘,数字锁定键,19,计算机硬件键盘,基本指法,20,计算机硬件内存储器,计算机的内存储器分为两部分,一部分是读写存储器,也称随机存储器,英文是“Random Access Memory”,所以简称RAM;另一部分是只读存储器,英文是“Read Only Memory”,简称ROM。,21,计算机硬件外存储器,硬盘,软盘,盘,光盘,22,计算机软件,系统软件,应用软件,23,1.4 计算机中数据的表示与编码,常用基本术语 数制及其转换 常见的信息编码,24,常用基本术语,计算机内所有的信息都以二进制数码形式表示,其单位是位(bit) 位: 1位二进制: 字节:8个位 : 字和字长 : 存储单元 :数据存储的基本量,通常为字节 指令、指令系统和程序,0或1,25,存储单元,微机中存储单元按字节编码。存储器的大小以它能存储的字节总数来衡量。通常用B、KB、MB、GB
5、和TB表示存储容量的单位,它的换算公式为: 1B8 bits 1KB1024 B 1MB1024 KB 1GB1024 MB 1TB1024GB,26,指令、指令系统和程序,控制计算机进行各种操作和运算的代码形式的命令称为指令,在内存中占用一个或几个字节。各种不同类型的计算机都有一套自己的代码指令,即指令系统。能完成某种任务的指令集合称为程序。,27,数制及其转换,微型计算机所处理的数据、信息和指令都必须用二进制数(Binary number)来表示,为了书写方便,也使用十进制数(Decimal number)、八进制数(Octal number)和十六进制数(Hexadecimal number)。 1. 各种进制数的表示 2. 各种进制数之间的转换,28,各种进制数的表示,在日常生活中,使用最广泛的十进制,其进位规则是逢十进一。但在日常生活中也有其它进制,如一双筷子,一副手套均为二进制,都是逢二进一;如黄金的1斤由16两组成,它是逢十六进一;又如时间的表示,一小时60分钟,一分钟60秒,它是逢六十进一等等 。 任何进制数N都可写成如下的表达形式:,上式中,R表示基数,a表示某进制的
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