第一章电子计算机的基础知识
计算机文化基础——基础知识
• RAM(Random access memory)随机存取 器。
内存信息可以读出也可以写入，但断电后信息 全部丢失。
(2) 内存的分类
•高速缓冲存储器(Cache)
计算机工作时CPU频繁地和内存交换信息， CPU的速度越来越快，已达到了几ns(纳秒)，而 RAM访问数据的周期最快也需50ns。
优势：数据处理能力强；充分利用网上的闲置处理能力。
3.中间件技术：介于应用软件和操作系统之间的系统软件。在
客户机和服务器中间增加一组服务，如ODBC。
1.1.5计算机的应用
⑴科学计算： 量子化学、核物理学、天气预报等。
⑵数据处理： 办公自动化、企业管理、情报检索…
⑶过程控制： 冶金、化工、水利等。
操作码 操作数
一台计算机所有指令的集合称为该计算机 的指令系统。 程序：指令序列
2.计算机执行指令的过程
分为三个阶段：取指令、分析指令和执行指令
取指令： 从内存取指令到CPU(指令寄存器) 。
分析指令：对操作码进行译码、确定操作数的地址。
执行指令：根据指令要完成的操作，向各部件发出控制信号。
3.程序的执行过程 CPU不断地取指令、分析指令和执行指令的过程。
1.2.1硬件系统基本结构
中央处理器 CPU
运算器 控制器
… ...
输入设备
存储器
输出设备
结 果
数据流
美籍匈牙利数学家冯.诺依曼思想：
• 二进制
•程序与数据一样存放在内存
•五大模块
1. 输入设备
输入的数据 存放在？
2. 输出设备
• 显示器是将电信号转换成视觉信息的一种输 出设备。用于显示程序、数据、图形等。
外存
第一章 计算机基础知识
第一章计算机基础知识[目的要求]1、掌握计算机的定义、用途、特点、发展历史、分类，熟练掌握计算机系统的基本组成、结构和常用外设的使用。
[课时安排]本章总教学课时为8节，其中理论课时6节，上机课时2节。
[教学手段]使用计算机多媒体设备进行教学，使用计算机设备进行实践训练。
[教学内容]1.1 计算机概述1.1.1 计算机的概念计算机是一种能够高速且自动地执行算术运算和逻辑运算的数字化电子设备，它能够按照人们预先编写的程序高效准确地处理信息。
1.1.2 计算机的发展世界上第一台电子计算机称为ENIAC(Electronic Numerical Integrator And Calculator)，即电子数字积分计算机，它于1946年诞生于美国。
计算机”是一种非冯·诺伊曼型计算机，其目标是使计算机具有人工智能，使其能模拟甚至替代人的智能，具有人—机自然交流的能力。
1.1.3未来计算机的发展趋势1．巨型化2．微型化3．网络化4．智能化1.1.4 计算机的特点1.记忆能力强2.运算速度快且精度高3.具有逻辑判断能力4.在程序控制下自动完成各种操作1.1.5 计算机的分类电子计算机是一种通过电子线路对信息进行加工处理以实现其计算功能的机器，按照不同的原则可以有多种分类方法。
1.按信息在计算机内的表示形式划分2.按计算机的大小、规模、性能划分3.按计算机使用范围来划分4.按计算机的字长位数来划分1.1.6 计算机的应用1. 科学计算2. 数据处理3.辅助技术CAI、CAD、CAM等。
4.自动控制5.人工智能6.网络应用7.多媒体技术1.2 数制与编码1.2.1 计算机中的进位计数制在生产实践和日常生活中人们创造了多种表示数的方法，这些数的表示规则就称为数制。
为区分不同的数制本书约定对于任一R进制的数N记作：（N）R。
如：(1100)2表示二进制数1100，(567)8表示八进制数567，(ABCD)16表示十六进制数ABCD。
大学计算机基础知识点超详细总结
第一章计算机及信息技术概述1.电子计算机的发展历程①1946年2月由宾夕法尼亚大学研制成功的ENIAC是世界上第一台电子数字计算机。
“诞生了一个电子的大脑”致命缺陷：没有存储程序。
②电子技术的发展促进了电子计算机的更新换代：电子管、晶体管、集成电路、大规模及超大规模集成电路电子计算机发展时间：✧第一代 1946-1958 电子管计算机，主要应用科学计算和军事计算✧第二代 1958-1964 晶体管计算机，主要应用于数据处理领域✧第三代 1964-1971 集成电路计算机，主要应用于可科学计算，数据处理，工业控制等领域✧第四代 1971年以来超大规模集成电路，深入到各行各业，家庭和个人开始使用计算机2.计算机的类型按计算机用途分类：通用计算机和专用计算机按计算机规模分类：巨型机、大型机、小型机、微型机、工作站、服务器、嵌入式计算机按计算机处理的数据分类：数字计算机、模拟计算机、数字模拟混合计算机3.计算机的特点及应用领域计算机是一种能按照事先存储的程序，自动、高速地进行大量数值计算和各种信息处理的现代化智能电子设备。
（含义）A.运算速度快运算速度用MIPS(百万条指令每秒)来衡量，是计算机性能的指标之一B.计算精度高应用于数值计算C.具有逻辑判断能力信息检索、图形识别D.记忆性强E.可靠性高、通用性强应用于数据处理、工业控制、辅助设计（CAD）、辅助制造（CAM）办公自动化。
应用领域：1）数值计算（主要是科学研究等数学计算问题）2）数据及事务处理（非科技方面的数据管理和计算处理）3）自动控制与人工智能（多用于航空航天领域）4）计算机辅助设计（CAD）、计算机辅助制造（CAM）、计算机辅助教学（CAI）5）通信与网络4.计算机发展趋势：巨型化、微型化、网络化、智能化1、光计算机2、生物计算机3、量子计算机基数：R进制的基数=R位权：在数制中，各位数字所表示值的大小不仅与该数字本身的大小有关，还与该数字所在的位置有关，我们称这关系为数的位权。
计算机基础_基础知识
十六进制: 位合并成 位合并成1位 十六进制 4位合并成 位
例: (1 0 0 1 1 0 1 . 0 1 )2 = ( 115.2 )8 2 5 1 1 (1 0 0 1 1 0 1 . 0 1 )2 = ( 4D.4 )16 4 4 D
P10 表
15
4.
八进制 十六进制
1位拆分为 位 位拆分为3位 位拆分为
(后缀法：1010D 后缀法： 后缀法
1010B
1010O
1010H )
7
1.2.2 数制转换 数制转换(P7)
二、八、十六进制 → 十进制 十进制 → 二、八、十六进制 二进制 → 八、十六进制 八、十六进制 → 二进制
8
1. 二(八、十六 进制 →十进制 按权展开相加 十进制: 八 十六)进制 十进制 各种进制位权如下: 各种进制位权如下 十进制： 十进制：10n……103 102 101 100 . 10-1 10-2 ……10-m
如:
(123.45)=1×102+2×101+3×100+4×10-1+5×10-2 × × × × ×
二进制： 二进制：2n……23 22 21 20 . 2-1 2-2 ……2-m 八进制： 八进制：8n……83 82 81 80 . 8-1 8-2 ……8-m 十六进制： 十六进制：16n……163 162 161 160 . 16-1 16-2 ……16-m
19
1.2.4二进制数的逻辑运算 二进制数的逻辑运算(P12) 二进制数的逻辑运算
1.逻辑加法（或） 逻辑加法（ 逻辑加法 •运算符 “∨” 或 “ +” 运算符 •运算规则 运算规则 0∨0=0 ∨ 1∨0=1 ∨
0∨1=1 ∨ 1∨1=1 ∨
第一节 计算机基础知识
计算过程在程序控制下自动执行，中间无需人工干预，
每秒可做5000个加法，或500次乘法，或50次除法，工
作一小时完成的计算量相当于100个人用手摇计算机计
算两个月。"埃尼克''被认为是电子计算机的始祖，它开
创了电子计算机的历史。
3
4
▪ 2.计算机的发展
1.1.2 微型计算机的发展 概况
▪1．第一代（1971~1973年）4位型计算机 ▪2．第二代（1974~1978年）8位型计算机 ▪3．第三代（1979~1985年）16位型计算机 ▪4．第四代（1986~1992年）32位型计算机 ▪5．第五代（1993~今）64位型计算机 ▪位：指的是机器的字长，字长越长，其精度 越高。
已达几十亿次。
▪ 我国"银河"计算机
每秒达几亿次。
7
▪ 2 .计算精度高
▪ 一般电子计算机可以有十几位有效数字，有的在百位以上甚至更 高。
▪ 3.有较强的记忆能力
▪ 计算机能自动记忆住进入计算机的数据和程序，记忆的数据可以 达到几千万甚至几亿个。
▪ 4. 具有逻辑判断能力，自动化程度高
▪ 计算机并无自己的意志，它不能自己启动，不会自己寻求问题和 制定求解问题的方案，计算机必须接受人的指令。但是，一旦人 们把求解问题的一串指令输入机器启动后，计算机就能按照程序 自动地进行工作直到完成为止，工作过程中一般不需要的人工干 预。它不但能顺序地逐个执行指令，也能按照程序的规定通过逻 辑判断选定下一步要执行的指令，还可按照程序的规定使某些指 令反复执行若干遍。
大家好
1
第一章 计算机基础知识
2
第一章 计算机基础 1.1计算机概述
计算机导论第一章 计算机基础知识
计算机体积更小、耗电量更低、价格更低、可靠性更强； 软件逐步完善，高级程序语言有了很大的发展，操作系统日臻完 善，数据库管理系统、通信处理系统等也相继出现，计算机的使用 效率显著提高，开始广泛应用于各个领域。
（4）第四代（1971—至今）：大规模、超大规模集成电路计算机
采用大规模集成电路（LSI）和超大规模集成电路（VLSI）技术 微处理器和微型计算机应运而生； 计算机的体积和成本越来越小，容量越来越大，运算速度越来快 可达每秒上千万次至上亿次；
体积、耗电量、热量都大大降低，可靠性和计算机能力则大为 提高。 出现了FORTRAN、COBOL、ALGOL等高级语言。操作系统初 步成型，使计算机的使用方式由手动操作改变为自动作业。
（3）第三代（1965—1970）：中小规模集成电路计算机
采用中、小规模集成电路作为计算机的逻辑元器件，使用硅半 导体制造主存储器； 运算速度可达每秒几十万次到几百万次 ，内存容量增至几MB；
神经网络计算机
生化计算机 光子计算机
3. 计算机的未来
计算机未来的发展趋势可大致总结为以下几点：
多极化
智能化
网络化
虚拟化
1.1.3 计算机的特点
计算机的特点可概括为以下几点。
1．高度自动化
计算机可以不需要人工干预而自动、协调地完成各种运算或操 作。这是因为人们将需要计算机完成的工作预先编成程序并存储 在计算机中，使计算机能够在程序控制下自动完成工作。
图1-1 电子数字积分计算机ENIAC
ENIAC奠定了电子计算机的发展基础，在计算机史上具有跨时 代的意义，它的问世标志着电子计算机时代的正式到来，它与现代 PC的比较如图1-2所示。
图1-2 ENIAC与现代PC比较
(完整word版)计算机与网络技术基础(00894)
计算机网络技术与基础(00894)一、基础部分(一）第一章计算机基础知识●电子计算机的发展阶段，以构成计算机的电子器件来分为：1 第一代电子计算机。
用电子管.1946年第一台电子计算机。
2 第二代电子计算机的特点是用晶体管。
3 第三代电子计算机的主要特点是以中、小规模集成电路。
4 第四代电子计算机的主要特点是用大规模集成电路（LSI）和超大规模集成电路（VLSI）●目前计算机的发展方向：①巨型化；②微型化;③网络化；④智能化。
●计算机的性能特点：1 运算速度快；2 计算精度高;3 存储功能强；4 具有逻辑判断能力；5 具有自动运行能力。
与其它计算工具最本质的区别。
●计算机的应用领域:1、科学计算。
2、数据处理。
3、过程控制。
过程控制是指实时采集、检测数据，并进行处理和判定,按最佳值进行调节的过程。
4、计算机辅助设计及辅助教学。
5、人工智能●计算机采用二进制的原因：1 物理上容易实现2 不易出错，可靠性好3 易于进行逻辑运算●计算机的分类：原理:电子数字式计算机、电子模拟式计算机、混合式计算机用途：通用机和专用机规模:巨型机大中型机小型机和微型机●数制计算：2、8、16转变为10进制（分别乘以2、8、16的位数）10转变为2、8、16 (分别除2、8、16） 8转变为2 （4 2 1) 16___2 (8 4 2 1) 8____16 (先变成二进制）●位权：对于多位数,处在某一位上的1所表示的数值的大小,称为该位的位权。
例如，十进制第2位的位权为10第3位上的位权为100，而二进制数的第2位上的位权为2,第3位上的位权为4。
一般情况下,对于N进制数，整数部分,第i位上的位权是N i-1，而小数部分，第j位上的位权为N—j●二进制数算术运算:加法:0+0=0 0+1=1+0=1（进位) 减法：0-0=1-1=0 1-0=1 0-1=1（借位)乘法：0*0=0 0＊1=1＊0=0 1*1=1除法:0/1=0 1/1=1●会做练习册和辅导书上的计算题。
计算机基础知识
小数部分处理方法
所以 (38.75)10 =(100110.11)2
3) 二进制和八进制数、十六进制之间的转换
【例5】 将(110101010 .011)2转化为八进制数
所以 (110 101 010 .011)2 =(652.3)8
【例6】将(110101010 .011)2 转化为十六进制数
所以 (110101010 .011)2 =(1AA.6)16
K 字节
1KB = 1024 B = 210B
M（兆）字节 G（吉） 字节 T（太）字节
1MB = 1024 KB = 210KB 1GB = 1024 MB = 210MB 1TB = 1024 GB = 210GB
信存储单位
字(word)：是计算机一次存取、运算、加工
和传送的数据长度，是处理信息的基本单位。
1.3 信息编码及数据存储单元
1.3.2 汉字编码 （1）汉字输入码： 将汉字通过键盘输入到计算机采用的代码称 为汉字输入码，也称为汉字外部码（外码）。汉 字输入码的编码原则应该易于接受、学习、记忆 和掌握，码长尽可能短。 目前我国的汉字输入码编码方案已有上千种， 但是在计算机上常用的有几种，根据编码规则， 这些汉字输入码可分为流水码、音码、形码和音 形结合码四种。
1）将R进制转换为十进制数 【例1】 将(1101.101)2转为十进制数 (1101.101)2 =1×23+1×22+0×21+1×20 +1×21+0×2-2+1×2-3 =8+4+0+1+0.5+0+0.125 =(13.625)10 【例2】 将(137.12)8 转为十进数 (137.12)8 =1×82 +3×81 +7×80 +1×8-1+2×8-2 =64+24+7+0.125+0.03125 =(95.15625)10
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移位、跳出转移、暂时存放数据及取数。
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第三节 电子计算机系统的组成及 工作原理
（2）控制器
是计算机的指挥中心。 是实现计算机存储器、运算器、输入输出设
备各部分间的联系及自动执行程序的部件。 运算器和控制器合称为中央处理器，即CPU。
万次/秒
据处理
操作系统、会话式 数百万~几千 工业控制、数
语言
万次/秒
据处理
面向对象语言 网络软件 数据库软件
上亿次/秒
工业、生活等 各各方面
第五代 未来
人工智能
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第一节 电子计算机的诞生和发展
三、我国计算机的发展概况 总体特点：起步较晚、发展迅猛 （1）我国各时代电子计算机的诞生 （2）巨型计算机的发展
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第二节 电子计算机的特点、用途和分类
二、电子计算机的用途
1.科学计算（数值计算） 2.数据处理（信息加工）
数据处理是指：计算机对大量的数据、资料、情报等 信息进行合并、分类、排序、分析、检索等加工处理。
3.自动控制（工业自动化）
自动控制是指：计算机在工业生产中于其它仪器、机 械部件组成的对生产过程或试验过程进行实时控制和 自动检测的系统。
二、电子计算机的发展 根据电子计算机所采用的物理器件，到目前为
止共划分为以下几个时代：
(1)电子管时代。 (2)晶体管时代。 (3)中小集成电路时代。 (4)大规模集成电路时代。 (5)（未来）：人工智能时代。
计算机的发展方向：巨型化、微型化、网络化、 多媒体化。
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第一节 电子计算机的诞生和发展
计算机发展的五个阶段
代 第一代
第二代
时间
1946~19 57
1958~19 64
电子元件 电子管
晶体管代
第三代 1965~19 中小规模集成
70
电路
第四代 1970~今 大、超大规模 集成电路
软件 汇编语言、 代码程序 高级语言 多道程序设计
运算速度
应用领域
5千~3万次/秒 国防及高科技
数十万~几十 工程设计、数
本章主要内容
第一节 电子计算机的诞生和发展 第二节 电子计算机的特点、用途和分类 ☆ 第三节 电子计算机系统的组成及工作原理 ☆ 第四节 微型计算机简介 第五节 计算机安全与计算机维护 第六节 多媒体计算机 第七节 计算机网络基础
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第一节 电子计算机的诞生和发展
电子计算机是一种能够按照人们的意愿，自动、高速、 精确地处理信息的电子设备。 早期计算机：只用来进行数值计算。 现代计算机：除了用来进行一般的数值计算之外，还可以
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第三节 电子计算机系统的组成及 工作原理
2.汇编语言
用一些指令助计符（指令功能的英文缩写，如 加法指令ADD,减法指令SUB）来表示机器语 言每条指令的语言。
优点
比机器语言易于记忆，不易出错。
缺点
没有从根本上减少指令，仍然繁琐，不易移植，不 能直接被计算机执行，必须经过翻译转换成机器语 言。
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第二节 电子计算机的特点、用途和分类
三、电子计算机的分类
1.根据体积和功能分类
巨型机 大型机 中型机 小型机 微型机
其中，前四种的中央处理器（CPU）都具有分时 处理能力，一个主机带多个终端。
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第二节 电子计算机的特点、用途和分类
三、电子计算机的分类
2.根据用途分类
硬件系统和软件系统相辅相成缺一不可， 硬件是躯体，软件是灵魂和头脑。
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第三节 电子计算机系统的组成及 工作原理
一、计算机硬件的基本构成及工作原理 1.硬件的基本构成
由运算器、控制器、存储器、输入设备、输 出设备五部分构成。
（1）运算器
进行算术运算和逻辑运算的装置。
算术运算：加、减、乘、除等四则运算。 逻辑运算：按逻辑代数的规则进行的运算
通用计算机 专用计算机
3.根据计算机的结构原理分类
电子数字计算机 电子模拟计算机 混合式计算机
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第三节 电子计算机系统的组成及 工作原理
电子计算机由硬件系统及软件系统组成：
硬件系统
是构成计算机的物理装置，或有形的物理实体，又称硬 件或硬设备。
软件系统
是指挥和使用计算机，使计算机硬件系统进行工作的各 种程序、数据组成的指令集合，又称软件或软设备。
第一章 电子计算机的基础知识
本章主要介绍电子计算机的诞生和发展，电子 计算机的特点、用途和分类，电子计算机系统的组 成及工作原理，微型计算机简介，计算机安全与计 算机维护，多媒体计算机和计算机网络基础等内容。 重点掌握计算机系统的组成、计算机安全与计算机 维护和计算机网络的基本知识。
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第三节 电子计算机系统的组成及 工作原理
3.高级语言
比较接近人类自然语言和数学描述的语言。高级语言 的一条指令的功能可以代替几条、几十条汇编语言的 指令功能。
优点
简便、易学、易记忆、通用性强，兼容性好，便于移植（好学 易用）。
缺点
不能直接被计算机识别，需要翻译成机器语言，执行速度慢。
准
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第三节 电子计算机系统的组成及 工作原理
三、计算机语言 1.机器语言
用二进制代码直接表达的指令的语言，如加法 的指令代码为0101011。用机器语言编写的程 序称为目标程序，可让计算机直接识别并执行。
优点
计算机可以直接识别，执行速度最快。
缺点
每条指令都由0、1代码表示，不好记忆，易出错。
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第三节 电子计算机系统的组成及 工作原理
二、计算机软件系统
软件：程序及程序运行所需的数据以及与程序有关 的文档资料的总称。
计算机软件一般分为系统软件和应用软件两大类。 系统软件
是管理、控制和维护计算机，使其高效运行的软件。 一般由专业软件公司计算机厂家提供。它包括操作系 统、数据库管理系统、编译系统和系统工具软件。
最初用途:为军事服务。
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第一节 电子计算机的诞生和发展
电子计算机发展过程中的两位重要人物 （并称为“计算机之父”）：
（1）奥地利数学家冯·诺依曼 主要贡献：提出了现代电脑的体系结构
（2）英国科学家阿兰·图灵 主要贡献：创立通用计算机的理论 ， 即“图灵机”理论
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第一节 电子计算机的诞生和发展
操作系统 ＊ 数据库管理系统 编译系统 工具软件
应用软件包
应用软件 用户程序
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第三节 电子计算机系统的组成及 工作原理
三、计算机语言 计算机语言：计算机能识别并执行的信息
符号代码的指令集合，是人机信息交换的 标准。 根据其发展，可分为
机器语言：是用0、1代码表示的标准 汇编语言：是用字母代码表示的标准 高级语言：是用数学符号和人类语言表示的标
进行数据的处理，如对图形、文字、数据、声、光、电等 各种信息进行计算和逻辑判断，除此之外，它还具有记忆 和自动控制能力，能完成人脑的一部分工作，因此，也有 人称其为“电脑”。
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第一节 电子计算机的诞生和发展
什么是计算机？
计算机是一种以电子器件为基础的，不需要人的直 接干预，能够对各种数字化信息进行算术和逻辑运算的快 速工具。
能够借助存储器存储大量的数据。
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第二节 电子计算机的特点、用途和分类
一、电子计算机的特点
4.具有逻辑判断能力
计算机能够进行逻辑判断，从而完成分类、合并、 比较、排序、检索等数据处理工作。如判断5>4是 否成立，成立为真（T），不成立为假（F）。
5.自动控制
计算机内部的操作运算，都是自动控制进行的，用 户只需要将运算式子或程序输入计算机，计算机就 会在程序的控制下自动运行，完成计算，输出结果。
应用软件
是为解决用户的具体问题，面向某个领域而设计的软 件。一般分为应用软件包和用户程序两大类。
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计算机系统组成一览图
一
、
计
算
机
系 统
计算机系统
的
组
成
运算器
硬件系统 软件系统
主机
中央处理器 （CPU） 控制器 内存储器： ROM、RAM
外设
外存储器 输入设备 输出设备 其它设备
系统软件
常见的高级语言
basic, pascal, c, c++, vc++等。
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第三节 电子计算机系统的组成及 工作原理
➢ 高级语言的翻译方式：
解释程序：边翻译边运行。 翻译程序：翻译完后再运行。
每种高级语言都由一套与之相对应的翻译程序。
源程序
解释程序 编译程序
目标程序
源程序的两种翻译方式
指令：是计算机对数据加工时的命令，指示计 算机进行何种工作、何时进行工作、如何进行 工作。由操作码（对数据进行何种操作 ）和地 址码组成 （结果存放地址）。
程序：若干指令按一定规则排列的有序集合。
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计算机存储控制的工作原理图：
程序
输
数据
入
/ 出
结果
设
备
取数据
存运储源自算器存数据
器
控制器
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第四节 微型计算机简介
一、微型机的概况 微机发展历程：
1. 美国Intel公司在1971年11月发明了第一代微 型计算机，字长从1位发展到8位。
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第三节 电子计算机系统的组成及 工作原理