第1讲 计算机基础知识
第一节 计算机基础知识讲义

第一节计算机的发展与应用复习目的:1、了解计算机的发展分类2、掌握计算机的工作原理、应用、病毒、操作系统3、要求对知识能熟练掌握之处,对重点内容能达到理解应用复习重点:1、计算机的工作原理2、计算机的发展、分类、应用3、计算机的病毒4、操作系统复习难点:计算机的性能指标的理解和应用高考指南:这部分主要题型是用于单选题,多选主要在病毒和操作系统。
计算机专业词汇测试也在这一章节复习过程及内容:一、计算机的工作原理1、概念:计算机是一种能接收和存储信息,并按照存储在其内部的程序对输入的信息进行加工、处理,然后把处理结果输出的高度自动化电子设备。
2、计算机工作原理也称冯.诺会依曼原理(称存储程序原理)[典型题型分析]1、世界上第一台电子计算机是()年,由美国科学家()发明的,其代号为ENIAC。
A、1945B、1946C、1947D、1948E、图灵F、福雷斯特G、莫奇里H、冯.诺依曼2.简述冯诺依曼原理的基本思想?(2004年高考题)二、计算机的发展按电子计算机所采用的元器件将其划分为四代(具体见P2页表1-1),从第四代的大、超大规模集成电路的出现进入微机时代(具体见P2页表1-2)[典型题型分析]1、第二代电子计算机的主要元件器件是()A、电子管B、晶体管C、小规模集成电路D、大规模集成电路相对应的第一代、第三代、第四代的电子元件必须记下。
2、微型计算机的分代是根据()划分的。
A、体积B、速度C、微处理器D、内存三、计算机的特点○1处理速度快:用MIPS(每秒执行多少百万条指令)来衡量○2计算精度高:用二进制码数来决定○3记忆能力强○4可靠的逻辑判断能力○5可靠性高,通用性强[典型题型分析]1、下列数据都表示为计算机处理数据的位数,()的精度最高A、16位B、32位C、64位D、128位2、下列哪些是属于计算机的特点的是()(多选)A、处理速度快B、可靠性高,通用性强C、连续性D、计算精度高F、信息管理四、计算机的性能指标○1主频:是指计算机CPU在单位时间内输出的脉冲数,定了计算机的运行速度,单位为MHZ。
第1讲 计算机基础知识(计算机发展、应用与组成)

C) ①和③
D) ④ 【答案】 B
例3: 计算机是一种通用的信息处理工具 , 下面 是关于计算机信息处理能力的叙述 :
①它不但能处理数据 , 而且还能处理图象和声音 ②它不仅能进行计算 , 而且能进行推理决策 ③它具有几乎无限的信息存储能力 ④它能方便而迅速地与其他计算机交换信息 上面哪些叙述是正确的 ? A) ①、②和④ C) ①、②、③和④ B) ①、③和④ D) ②、③和④
1.1.2 计算机的组成与分类
1. 计算机的组成 计算机系统由计算机硬件系统和计算机软件 系统两大部分组成。
(1)中央处理器(CPU) (2)主存储器和辅助存储器 (3)输入/输出设备 (4)总线
2.计算机的分类 (1)巨型计算机 (2)大型计算机 (3)小型计算机 (4)个人计算机
3.微处理器和PC机
4.计算机(PC机)性能指标
(1) CPU
以单字长定点指令的平均执行时间来计算 , 单位是 MIPS ( Million Instructions Per Second), 也可以以单字长浮点指令的辛均执行速度来衡量 , 单位是 MFLOPS( Million FlOating instructions Per Second)
(2)主存容量与速度
存储器的容量反映计算机记忆信息的能力。它常 以字节为单位表示。一个字节为八个二进制位, 即1byte = 8bit。 注意1MB=1024KB?还是1000KB?
(3)硬盘存储器性能 (4)系统总线的传输速率
(5)系统可靠性 平均无故障时间
(Mean Time Between Failure, MTBF) 平均故障修复时间 (Mean Time To Repair ,MTTR) 可用性 Availability
第1章计算机基础知识

计算机硬件的发展
电子计算机按其性能分类:
巨型计算机 大型计算机 中型计算机 小型计算机 微型计算机
4
微型计算机是第四代计算机的典型代表
微型计算机的发展
5
发展到以大规模集成电路为主要部件的第四代, 产生了微型计算机 以大规模、超大规模集成电路为主要部件,以 集成了计算机主要部件——控制器和运算器的 微处理器为核心所构造出的计算机系统 微处理器(Microprocessor)/微型计算机 (Microcomputer) 1971年,Intel公司设计了世界上第一个微处 理器芯片Intel4004,开创了一个全新的计算机 时代
同余的概念
同余的性质:
a+M=a(mod M); a+nM=a(mod M); 例:以12为模,-4+12=-4 (mod 12) 8= -4 (mod 12) 我们称8与-4对模12来说互为补数。
26
小结:
通过补数,将负数变成正数(减法变成加法) 计算机字长为n时,其模为2n (1 00······00) 计算机的序数是从0开始的,故2n在n位系统中是无 法表示的,它的表示形式与0的表示形式是一样的。
原码
数0的原码有两种不同形式:
[+0]原=00000000B [-0]原=10000000B
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原码范围:
-127~127 11111111~01111111(0FFH~7FH)
例:8位原码机器数:
真值:x1= 84 = +1010100B x2 =-84=- 1010100B 机器数:[x1]原 = 01010100 [x2]原 = 11010100
符号位 数值位
机器数及真值
当一个数据用16位表示时,用最高位 D15表示符号
第1讲 计算机基础知识

(5)人工智能
例如,语音图像识别、专家系统、推理定理证明、语言翻译、 例如,语音图像识别、专家系统、推理定理证明、语言翻译、 机器人等方面
(6)计算机网络
计算机网络是计算机技术和通信技术相结合的产物, 计算机网络是计算机技术和通信技术相结合的产物,资源共 享和数据通信是计算机网络的最基本目标。 享和数据通信是计算机网络的最基本目标。
进位制 十进制 (Decimal) ) 二进制( 二进制(Binary) ) 八进制( 八进制(Octal) ) 十六进制 (Hexadecimal) )
数符 0,1,2,3,4,5,6, 7,8,9 0,1 0,1,2,3,4,5,6, 7 0,1,2,3,4,5,6, 7,8,9, A,B,C,D,E.F
第1讲 计算机基础知识和打字 讲
计算机的概述 计算机中数制与编码 微机的基本操作
1.1 计算机概述
计算机是一种能按照事先存储的程序,自动、高速地进行大 计算机是一种能按照事先存储的程序,自动、 量数值计算和各种信息处理的现代化智能电子装置。 量数值计算和各种信息处理的现代化智能电子装置。
(一)
计算机发展简史
4.计算机的发展趋势
计算机的发展正向“两极”分化。一级是向微型 计算机的发展正向“两极”分化。一级是向微型 化的方向发展,使得体积更小,耗电更少,功能更多, 的方向发展,使得体积更小,耗电更少,功能更多, 用途更广,另一级是向巨型化 超高速,并行处理, 巨型化, 用途更广,另一级是向巨型化,超高速,并行处理, 更加智能化的方向发展 的方向发展。 更加智能化的方向发展。
【例1-2】将(3CF.6A)16转换成十进制数。 】 ) 转换成十进制数。 (3CF.6A) 16 = 3×162+12×161 + 15×160 + 6×16-1+10×16-2 × × × × × =3×256+12×16+15×1 + 6×0.0625 × × × × +10× +10×0.00391 =768 + 192+15 + 0.375 +0.00391 = (975.414)10
第1章 计算机基础知识

1.1.3 计算机的分类
1、按规模和综合性能指标分类 1) 巨型机:运算速度快,可达到数百亿次/秒。处理能力最强:航天、
气象等尖端领域。我国的“银河”、“神威”和“曙光” 等
2)大型机:运算速度在100万~几千万次/秒,大型、通用、速度较快、
1.2.1 计算机的基本结构
1.冯·诺依曼型计算机的基本结构 1945年美籍匈牙利科学家冯·诺依曼(Von Neumann)提
出了一个“存储程序”的计算机方案。这个方案包含3个 要点:
⑴采用二进制数的形式表示数据和指令。
⑵将指令和数据存放在存储器中。
⑶计算机硬件由控制器、运算器、存储器、输入设备和输 出设备5大部分组成。
随机存储器 (RAM)
计
内存储器 (内存)
算 机
外存储器(外存)
只读存储器 (ROM) 软盘
硬盘
系
光盘
统
键盘
外设
结
输入
图
显示器、投影机
输出设备(Output)
打印机
微机计算机系统
操作系统
绘图仪
语言处理程序
数据库管理系统
网络通信管理程序
系统软件 应用软件 软件系统
应用软件包 用户程序
几种类型的CPU(奔腾4、赛扬D、AMD)
Pentium 4 506+ 2.66G 接口类型:LGA 775
CPU主频:2.66 针脚数(Pin):775
CPU外频: 制作工艺:0.09微米 二级缓存容量:1M CPU类型:台式机
64位技术:支持
Celeron D 346 3.06G 接口类型:LGA 775
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1.1.3 计算机的发展过程
➢ 第一代:电子管时代(1946-1957) 代表:ENIAC 运算速度:5千-4万(次/秒) 用途:科学计算和军事方面。
电子二极管
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电子三极管
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1.1.3 计算机的发展过程
➢ 第二代:晶体管时代(1958-1964) 代表: IBM1403机 运算速度:几十万-百万(次/秒) 用途:扩展到数据处理和事物管理。
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1.1.3 计算机的发展过程
➢ 第四代:大或超大规模集成电路( 1972-至今) 代表: IBM370系列 运算速度:几百万-几亿(次/秒) 用途:扩展到所有的行业和部门
进一步集成
中小规模集成电路
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集成晶体管数目约 大/超大规模集成电路 5500万个
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1.1.4 计算机的发展趋势
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课程考核
课程考试:闭卷考试,满分100分 共三大题,包括判断题、选择题、简答题
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内容提要:
通过学习,要求掌握 • 1、计算机的相关概念 • 2、计算机的特点与应用 • 3、计算机系统组成 • 4、数制与编码 • 5、微型机的组成与性能指标 • 6、多媒体技术 • 7、计算机病毒 • 8、键盘使用
不使用而又需长期 保存的程序和数据 CPU不能直接存、 取外部存储器中的
操作。
数据。
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计算机的基本结构和工作流程 l 内部存储器
计算机应用基础
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授课人:
2024/11/6
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1 一、计算机基础知识 1 二、Windows 7 的基本使用 1 三、Word 2010 的使用 1 四、Excel 2010 的使用 1 五、PowerPoint 2010 的使用 1 六、数据库及Access 2010 的使用 1 七、计算机网络与Internet应用
大学计算机基础 第1讲 信息技术和计算机概述 国家精品课程课件

得益于嵌入 式技术的发 展
电子数据处理 (EDP) 管理信息系统 (MIS) 决策支持系统 (DSS)
4.计算机的应用
CAX
辅助设计; (CAD) 辅助制造; (CAM) 辅助教学; (CAI) 辅助测试; (CAT)
智能模拟
应用领域:问 题求解;逻辑 推理与定理证 明;自然语言 处理;智能信 息检索技术与 专家系统。
的功能。 缩微技术 : 是延伸人的记忆器官存贮信息的功能。
1.3信息技术的组成
注意:这种划分只是相对的、大致 的,没有截然的界限。如传感系统里也 有信息的处理和收集,而计算机系统里 既有信息传递,也有信息收集的问题。
思考并回答:
1、信息技术和计算机技术是什么样的关系? 2、计算机技术的本质是什么?
计算机基础科学系
2.1现代计算机的理论奠基人
存储程序工作原理 计算机的两个基本能力:一是能够
存储程序,二是能够自动地执行程序。 计算机是利用“存储器”(内存)
来存放所要执行的程序的,而称之为 CPU的部件可以依次从存储器中取出程 序中的每一条指令,并加以分析和执行, 直至完成全部指令任务为止。
约翰·冯·诺依曼 ( John Von Neuman,1903-1957),美藉匈牙利人。
计算机基础科学系
2.2 现代计算机的发展
电子管计算机 晶体管计算机 中小规模集成电路
大规模与超大规模集成电路
按照元器件 分类
1电子管计算机
ENIAC
❖ 5000次加法/秒; 体重28吨 ; 占地170m2 ; 18800只电子管; 1500个继电器; 功率150KW。
2晶体管计算机
贝尔实验室使用800只晶体 管组装了世界上第一台晶体管计 算机TRADIC。
第1章计算机基础知识第一讲

1.1 计算机概述
计算机系统
(1)完整的计算机系统由硬件系统和软件系统组成 (2)硬件系统:又称硬件或硬设备,指构成计算机的物理装置。 (3)软件系统:又称软件或软设备,指使计算机硬件系统进行 工作的各种程序、数据和文档资料的集合。 (4)两者关系:相辅相成,缺一不可。 (5) 裸机 缺少软件系统的计算机
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天河1号A型
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1.1 计算机概述
计算机的特点及主要应用领域
1.计算机的特点
计算机具有存储容量大、处理速度快、工作全自动、计算精度和 可靠性高、逻辑推理和判断能力强等特点。
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1.1 计算机概述
2.计算机的主要应用领域
(1)科学计算 (2)数据处理 (3)过程控制 (4)计算机辅助工程 (5)人工智能
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1.1 计算机概述
(2)应用软件 为解决用户的具体问题,面向某个领域而设计的软件。如:财
务管理软件、学习软件、游戏软件、Office、WPS等
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1.1 计算机概述
计算机工作原理
指令 指示计算机如何工作的命令,是计算机能实现的基本操作, 每一个计算机系统都有它的指令集。指令是由一串二进制代码表示, 通常由操作码和地址码两个部分组成。
7.BIOS
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1.2 微型计算机硬件构成
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1.2 微型计算机硬件构成
CPU(Central Processing Unit)即中央处理单元,是微机系统 的核心,也是整个系统最高的执行单位。它负责整个系统指令的执行, 数学与逻辑的运算,数据的存储与传送,以及对内对外输入与输出的控 制。
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年份 1946~1953 1954~1964 1965~1970
1971~今 新一代
电路 电子管 晶体管
特点 磁鼓、磁带 磁芯、磁盘
集成电路
终端访问
大、超大规模 集成电路
个人计算机
突破冯·诺依曼式的计算机结构
计算机的分代
电子管
晶体管
史料:
IBM的发展史 HP的发展史
集成电路
大规模集成电路
硅谷人才摇篮仙童半导体公司 比尔.盖茨
3.量子计算机 利用处于多现实态下的原子进行运算的计算机, 这种多现实态是量子力学的标志。
摩尔定理
单
晶 体 管 数
位
时
间百
执
万 条
/
行每
的秒
指
令
数
每18个月芯片能力增长一倍。
微型计算机的产生和发展
计算机发展趋势:巨型化、微型化、网络化和智能化。
时代 第一代 第二代
John V.Atanasoff和Clifford E.Berry为数学物理研究研制的
早期计算机
计算机是使用相应的程序来完成任何设定好 的任务。
图灵机是一种思想模型, 它由三部分组成: 一个控制器,一条可以无限延 伸的带子和一个在带子上左右 移动的读写头。
为纪念图灵对计算机的贡献, 美国计算机博物馆于1966年 设立了“图灵奖”
电子计算机时代
ENIAC
MARK I
1833 分析机
差分机和分析机
查尔斯.巴贝奇
1812年差分机
1834年分析机
史料:查尔斯.巴贝奇
三部分组成: (1)由许多轮子组成的保存数据的存储库; (2)运算装置; (3)能对操作顺序进行控制,并选择所需处理的 数据以及输出结果的装置。
MARK I 1944年
机械式,只能做加法
计算器 1673年,德国Gottfried Leibniz
–
机械式,加、减、乘、除和开方
差分机 1812年,英国Charles Babbage
分析机 1834年,英国Charles Babbage
早期人类追求的计算工具
加法器
Charles Babbage
1642 Blaise Pascal 1822 差分机
1.1.2 现代计算机的产生
ENIAC 冯·诺依曼结构的计算机
世界上第一台现代计算机ENIAC
5000次加法/秒 体重28吨 占地170m2 18800只电子管 1500个继电器 功率150KW
史料:莫奇莱和埃克特
1946年2月由宾州大学研制的ENIAC 电子计算机时代的到来
每秒5千次加减运算
重达30吨
没有存储器
占地250m2
采用十进制
启动工耗150000瓦
18000个电子管
第一款商用计算机:UNIVAL
1947年,莫奇莱和埃克特
电子数字积分计算机
Electronic Numerical Integrator And Calculator
冯·诺依曼结构的计算机
冯·诺依曼结构(程序存储式电子 数字自动计算机方案)——计 算机硬件体系结构由五个基本 部件:输入器、输出器、控制 器、运算器和存储器组成。
未来新一代计算机
超导计算机 量子计算机 光子计算机 生物计算机 神经计算机
未来新型计算机
1.光计算机 利用光子取代电子进
行数据运算、传输和存储。 不同波长的表示不同
的数据 优点:超高速 缺点:体积庞大
2.生物计算机(分 子计算机)
20 世 纪 80 年 代 中 期开始研制
采用了生物芯片
冯·诺依曼理论要点
存储程序工作原理
计算机的两个基本能力:一是能够 存储程序,二是能够自动地执行程序。
计算机是利用“存储器”(内存)
来存放所要执行的程序的,而称之为
CPU的部件可以依次从存储器中取出程
序中的每一条指令,并加以分析和执行,
直至完成全部指令任务为止。
John von Neumann 冯诺依曼
计算机基本功能和分类 – 各种名词缩写
数制与数制转换(本讲重点,难点) – 数制的概念 – 二进制与十、八、十六进制的转换 – 二进制的计算规则
什么是现代计算机?
计算机是一种无须人工干预,能对各种信息进 行存储和快速处理的电子设备。
现代计算机是电子驱动的,其本质特征是存储 控制,即将事先编好的“程序”(指令和数 据)存入“存储器”中,然后计算机就可以 按照程序步骤自动连续执行。
Howard Aiken博士发现了查尔斯.巴贝奇的论文 在IBM的支持下,用机电方式制造了MARK I MARK II和 MARK III是电子计算机
51尺长 重5顿 750,000部份合并而成
有72个累加器,每一个 有自己的算术部件,及 23位数的寄存器。
ABC计算机 1941年 电子管数字计算机
思考:计算器和计算机的区别。
1.1 计算机的概念与发展史
1. 早期计算工具的发展 2. 现代计算机的产生 3. 现代计算机的发展
早期人类追求的计算工具
算 盘 中国唐代 第一种手动式计数器
计算尺 1622年,英国William Oughtred
角函数运算
手动式、减、乘、除、指数和三
加法器 1642年,法国Blaise Pascal
阿兰.图灵和冯.诺依曼
史料: 阿兰.图灵 冯·诺依曼
计算机科学奠基人 英国科学家 阿兰.图灵
主要贡献: • 建立图灵机模型,奠定了可计算理论 的基础 • 提出图灵测试,阐述了机器智能的概 念 美国计算机学会(ACM)1966年设立图灵
电子计算机之父: 美籍匈牙利数学家 冯.诺依 主要曼贡献:
• 与同事研制人类第二台计算机EDVAC • “存储程序”概念 冯·诺依曼计算机 • 奠定了现代计算机体系结构和工作原 理
冯·诺依曼结构框图
程序+ 数据
反 馈 信 号
输入 设备
请响 求应 信信 号号
运算器
存 取数 数
(内)存储器
指 地令 址
控制器
数据流
操
控制流设备 结果
响请 应求 信信 号号
1.1.3 现代计算机的发展
1. 现代计算机发展的5个时代 2. 微机的产生
现代计算机发展的5个时代
时代 第一代 第二代 第三代 第四代 第五代
21世纪高等学校计算机科学与技术规划教材
大学计算机基础
主编:陈刚 课件改编:江汉大学计算中心 2010.8.
大学计算机基础 第一部分计算机基础理论
第1讲 计算机基础知识
本讲要点
计算机的概念与发展史 – 什么是计算机 – 计算机发展4阶段,第1台现代计算机,微机产生和发 展 – 冯.诺依曼结构计算机