第1章計(jì)算思維及計(jì)算機(jī)基礎(chǔ)

1、第第1章章 計(jì)算思維與計(jì)算機(jī)基礎(chǔ)計(jì)算思維與計(jì)算機(jī)基礎(chǔ)主講人 姜永生1.1計(jì)算思維計(jì)算思維1思維的概念思維的概念 思維是思維主體處理信息及意識(shí)的活動(dòng)，是人腦對(duì)客觀事物間接的和概括的反映。 思維主體可包括自然進(jìn)化而形成的動(dòng)物（如人）與將來逐漸發(fā)展完善的人工智能產(chǎn)品。 思維活動(dòng)的對(duì)象是信息及意識(shí)。 信息是能被思維主體識(shí)別的事物現(xiàn)象及表象；意識(shí)是思維活動(dòng)的產(chǎn)物。 意識(shí)以信息的形式儲(chǔ)存、表現(xiàn)和輸出，意識(shí)傳播的實(shí)質(zhì)是信息傳播；意識(shí)往往又會(huì)成為思維主體進(jìn)行下一步思維的基礎(chǔ)。1.1計(jì)算思維計(jì)算思維2思維的基本特征思維的基本特征 概括性 是指在大量感性材料的基礎(chǔ)上，通過比較、分析、綜合，把一類事物共同的特征和規(guī)

2、律抽取出來，加以概括，并得出認(rèn)識(shí)。如2只老虎，5輛汽車等。 間接性 是指人們借助一定的媒介和知識(shí)經(jīng)驗(yàn)對(duì)客觀事物進(jìn)行間接的認(rèn)識(shí)。思維的間接性，把本無直接關(guān)系的現(xiàn)象聯(lián)系在一起，并揭露出事物的本質(zhì)。如警察通過罪犯在現(xiàn)場(chǎng)留下的痕跡，推斷出罪犯在現(xiàn)場(chǎng)作案時(shí)的場(chǎng)景。1.1計(jì)算思維計(jì)算思維3思維的認(rèn)知方式思維的認(rèn)知方式 分析與綜合 分析是將事物的屬性表征進(jìn)行分解，分別加以考察的邏輯方法。 綜合是在思維中把對(duì)象的各個(gè)部分或因素結(jié)合成為一個(gè)統(tǒng)一體加以考察的邏輯方法。 比較與分類 比較是將各種事物的屬性表征進(jìn)行對(duì)比，以確定它們之間的相異或相同關(guān)系。 分類是根據(jù)事物的共同性與差異性進(jìn)行劃分，把具有相同屬性的事物歸入

3、一類。 1.1計(jì)算思維計(jì)算思維3思維的思維的認(rèn)知方式認(rèn)知方式 歸納與演繹 歸納是從個(gè)別性的前提推出一般性的結(jié)論，前提與結(jié)論之間的聯(lián)系是或然性的。 演繹是從一般性的前提推出個(gè)別性的結(jié)論，前提與結(jié)論之間的聯(lián)系是必然性的。 抽象與概括 抽象是將事物的本質(zhì)屬性抽取出來，舍棄事物的非本質(zhì)屬性。 概括是將抽取出來的本質(zhì)屬性綜合起來，并推廣到同類事物中去的思維方法。1.1計(jì)算思維計(jì)算思維實(shí)證思維實(shí)證思維邏輯思維邏輯思維計(jì)算思維計(jì)算思維4思維的分類思維的分類 根據(jù)思維過程中是以日常經(jīng)驗(yàn)還是以理論、設(shè)計(jì)構(gòu)造為指導(dǎo)來劃分實(shí)證思維以觀實(shí)證思維以觀察和總結(jié)（歸察和總結(jié)（歸納的方式，不納的方式，不是數(shù)學(xué)歸納）是數(shù)學(xué)歸納

4、）自然規(guī)律（包自然規(guī)律（包括人類社會(huì)活括人類社會(huì)活動(dòng)）為特征。動(dòng)）為特征。邏輯思維是以邏輯思維是以科學(xué)的原理、科學(xué)的原理、定理、定律等定理、定律等理論為依據(jù)，理論為依據(jù)，對(duì)問題進(jìn)行分對(duì)問題進(jìn)行分析、判斷的思析、判斷的思維。維。運(yùn)用計(jì)算機(jī)科運(yùn)用計(jì)算機(jī)科學(xué)的基礎(chǔ)概念學(xué)的基礎(chǔ)概念進(jìn)行問題求解、進(jìn)行問題求解、系統(tǒng)設(shè)計(jì)、以系統(tǒng)設(shè)計(jì)、以及人類行為理及人類行為理解等涵蓋計(jì)算解等涵蓋計(jì)算機(jī)科學(xué)之廣度機(jī)科學(xué)之廣度的思維活動(dòng)。的思維活動(dòng)。1.1計(jì)算思維計(jì)算思維1234計(jì)算思維是概念化，不是程序化.計(jì)算思維是根本的，不是刻板的技能。計(jì)算思維是人的，不是計(jì)算機(jī)的思維方式。計(jì)算思維是數(shù)學(xué)和工程思維的互補(bǔ)與融合。5. 計(jì)

5、算思維的特性計(jì)算思維的特性計(jì)算思維是思想，不是人造物。51.2計(jì)算機(jī)基礎(chǔ)知識(shí)計(jì)算機(jī)基礎(chǔ)知識(shí)1.2.1計(jì)算機(jī)的基本概念計(jì)算機(jī)的基本概念 計(jì)算機(jī)（Computer）全稱：電子計(jì)算機(jī)，俗稱電腦，是一種具有算術(shù)運(yùn)算和邏輯判斷能力，并能通過預(yù)先編好的程序來自動(dòng)完成海量數(shù)據(jù)加工處理的現(xiàn)代化智能電子設(shè)備。1.2.2 計(jì)算機(jī)的產(chǎn)生與發(fā)展計(jì)算機(jī)的產(chǎn)生與發(fā)展 1. 世界上第一臺(tái)電子計(jì)算機(jī)叫埃尼阿克（Electronic Numerical Integrator And Computer，電子數(shù)字積分計(jì)算機(jī)，ENIAC），它于1946年2月15日在美國(guó)宣告誕生。1.2計(jì)算機(jī)基礎(chǔ)知識(shí)計(jì)算機(jī)基礎(chǔ)知識(shí)2.計(jì)算機(jī)產(chǎn)生的理論

6、奠基計(jì)算機(jī)產(chǎn)生的理論奠基 論可計(jì)算數(shù)在判定問題中的應(yīng)用 馮諾依曼體系結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)思想 計(jì)算機(jī)硬件體系：計(jì)算機(jī)硬件體系是由控制器、運(yùn)算器、存儲(chǔ)器、輸入設(shè)備和輸出設(shè)備五大部件組成。 采用二進(jìn)制：二進(jìn)制編碼是計(jì)算機(jī)唯一能夠直接識(shí)別的語言。二進(jìn)制電路簡(jiǎn)單、可靠且具有很強(qiáng)的邏輯功能. 存儲(chǔ)程序思想：指令和數(shù)據(jù)不加區(qū)別混合存儲(chǔ)在同一個(gè)存儲(chǔ)器中，讓計(jì)算機(jī)能自動(dòng)執(zhí)行程序指令和數(shù)據(jù)。1.2計(jì)算機(jī)基礎(chǔ)知識(shí)計(jì)算機(jī)基礎(chǔ)知識(shí)3.計(jì)算機(jī)的計(jì)算機(jī)的發(fā)展發(fā)展 代 年份電子元器件數(shù)據(jù)處理方法運(yùn)算速度應(yīng)用領(lǐng)域119461957 電子管匯編語言、代碼程序5千3萬次/秒 國(guó)防及高科技219581964 晶體管高級(jí)程序語言數(shù)十萬幾百萬次/

7、秒工程設(shè)計(jì)、數(shù)據(jù)處理319651971 集成電路結(jié)構(gòu)化、模塊化程序設(shè)計(jì)、實(shí)時(shí)處理數(shù)百萬幾千萬次/秒工業(yè)控制、數(shù)據(jù)處理41971至今大規(guī)模超大規(guī)模集成電路分時(shí)、實(shí)時(shí)數(shù)據(jù)處理、計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)上億條指令/秒工業(yè)、生活等各方面1.2計(jì)算機(jī)基礎(chǔ)知識(shí)計(jì)算機(jī)基礎(chǔ)知識(shí)3.微型微型計(jì)算機(jī)的計(jì)算機(jī)的發(fā)展階段發(fā)展階段 代年份字長(zhǎng)代表性處理器芯片1197119734位8位Intel4004、80082197419778位Intel808031978198516位Intel80386、8048641986200032位Pentium及Pentium Pro52000至今64位Intel Itanium（安騰），AMD At

8、hlon 64（速龍）量子計(jì)算機(jī)量子計(jì)算機(jī)分子計(jì)算機(jī)分子計(jì)算機(jī)神經(jīng)計(jì)算機(jī)神經(jīng)計(jì)算機(jī)生物計(jì)算機(jī)生物計(jì)算機(jī)納米計(jì)算機(jī)納米計(jì)算機(jī)光子計(jì)算機(jī)光子計(jì)算機(jī)1.2計(jì)算機(jī)基礎(chǔ)知識(shí)計(jì)算機(jī)基礎(chǔ)知識(shí)4.計(jì)算機(jī)計(jì)算機(jī)未來發(fā)展方向未來發(fā)展方向1.2.3數(shù)據(jù)與信息數(shù)據(jù)與信息 數(shù)據(jù)（data） 是載荷或記錄信息的、按一定規(guī)則排列組合的物理符號(hào)。數(shù)據(jù)可以是數(shù)字、文字、圖像，也可以是計(jì)算機(jī)代碼。 信息（Information） 是數(shù)據(jù)的內(nèi)在與解釋，是數(shù)據(jù)中有意義的內(nèi)容，是以適合于通信、存儲(chǔ)或處理的形式來表示的知識(shí)或消息。 在計(jì)算機(jī)系統(tǒng)中，各種字母、數(shù)字符號(hào)的組合、語音、圖形、圖像、視頻等統(tǒng)稱為數(shù)據(jù)，數(shù)據(jù)經(jīng)過加工后就成為信息。

9、1.2計(jì)算機(jī)基礎(chǔ)知識(shí)計(jì)算機(jī)基礎(chǔ)知識(shí)1.數(shù)據(jù)存儲(chǔ)單位數(shù)據(jù)存儲(chǔ)單位 位 計(jì)算機(jī)中所有的數(shù)據(jù)都是以二進(jìn)制來表示的，一個(gè)二進(jìn)制代碼稱為一位（bit）。位是計(jì)算機(jī)中最小的信息單位，通常用bit或b表示。 字節(jié) 在對(duì)二進(jìn)制數(shù)據(jù)進(jìn)行存儲(chǔ)時(shí)，以8位二進(jìn)制代碼為一個(gè)單元存放在一起，稱為一個(gè)字節(jié)，用Byte表示。數(shù)據(jù)的基本單位是字節(jié).1KB=210B=1024B 1MB=210KB=1024KB1GB=210MB=1024MB 1TB=210GB=1024GB 1.2.3數(shù)據(jù)與信息數(shù)據(jù)與信息二進(jìn)制二進(jìn)制八進(jìn)制八進(jìn)制十進(jìn)制十進(jìn)制十六進(jìn)制十六進(jìn)制2.數(shù)制及相互轉(zhuǎn)換數(shù)制及相互轉(zhuǎn)換進(jìn)位制二進(jìn)制八進(jìn)制十進(jìn)制十六進(jìn)制規(guī)則逢二

10、進(jìn)一逢八進(jìn)一逢十進(jìn)一逢十六進(jìn)一基數(shù)r=2r=8r=10r=16數(shù)碼0，10，1，70，1，90，1，7，A，F(xiàn)位權(quán)2i8i10i16i標(biāo)識(shí)B（Binary）O（Octal） D（Decimal） H（Hexadecimal）1.2.3數(shù)據(jù)與信息數(shù)據(jù)與信息步驟步驟1步驟步驟2步驟步驟3步驟步驟4選擇選擇“開開始始”“所所有程有程序序”“附附件件”“計(jì)計(jì)算器算器”命令，命令，啟動(dòng)計(jì)算器。啟動(dòng)計(jì)算器。計(jì)算器中，計(jì)算器中，選擇選擇“查查看看”“程程序員序員”命令命令（XP中為中為“查查看看”“科科學(xué)型學(xué)型”）。）。選擇數(shù)制如選擇數(shù)制如十進(jìn)制，輸十進(jìn)制，輸入要轉(zhuǎn)換的入要轉(zhuǎn)換的數(shù)字如數(shù)字如5566選擇轉(zhuǎn)換

11、數(shù)選擇轉(zhuǎn)換數(shù)制如十六進(jìn)制如十六進(jìn)制，得到轉(zhuǎn)制，得到轉(zhuǎn)換結(jié)果如換結(jié)果如15BE3.使用使用“計(jì)算器計(jì)算器”轉(zhuǎn)換數(shù)制轉(zhuǎn)換數(shù)制1.2.3數(shù)據(jù)與信息數(shù)據(jù)與信息使用使用WIN7的的“計(jì)算器計(jì)算器”轉(zhuǎn)換數(shù)制轉(zhuǎn)換數(shù)制1.2.3數(shù)據(jù)與信息數(shù)據(jù)與信息常見的信息編碼常見的信息編碼BCD碼碼漢字編碼漢字編碼ASCII碼碼Unicode編碼編碼4.常見的信息編碼常見的信息編碼1.2.4 計(jì)算機(jī)的特點(diǎn)與分類計(jì)算機(jī)的特點(diǎn)與分類計(jì)算機(jī)的分類計(jì)算機(jī)的分類微型機(jī)微型機(jī)PC大型機(jī)大型機(jī)小型小型計(jì)算機(jī)計(jì)算機(jī)巨型機(jī)巨型機(jī)計(jì)算機(jī)的特點(diǎn)計(jì)算機(jī)的特點(diǎn)速度快速度快精度高精度高連續(xù)自連續(xù)自動(dòng)執(zhí)行動(dòng)執(zhí)行邏輯判邏輯判斷能力斷能力通用性通用性強(qiáng)強(qiáng)1

12、.2.5計(jì)算機(jī)的應(yīng)用領(lǐng)域計(jì)算機(jī)的應(yīng)用領(lǐng)域 科學(xué)計(jì)算科學(xué)計(jì)算 信息管理信息管理 過程控制過程控制 計(jì)算機(jī)輔助系統(tǒng)計(jì)算機(jī)輔助系統(tǒng) 計(jì)算機(jī)輔助設(shè)計(jì)CAD 計(jì)算機(jī)輔助制造CAM 計(jì)算機(jī)輔助教育CBE 人工智能人工智能 多媒體應(yīng)用多媒體應(yīng)用 計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò) 1.3計(jì)算機(jī)系統(tǒng)組成計(jì)算機(jī)系統(tǒng)組成1.2.5計(jì)算機(jī)的應(yīng)用領(lǐng)域計(jì)算機(jī)的應(yīng)用領(lǐng)域 科學(xué)計(jì)算科學(xué)計(jì)算 信息管理信息管理 過程控制過程控制 計(jì)算機(jī)輔助系統(tǒng)計(jì)算機(jī)輔助系統(tǒng) 計(jì)算機(jī)輔助設(shè)計(jì)CAD 計(jì)算機(jī)輔助制造CAM 計(jì)算機(jī)輔助教育（CBE） 人工智能人工智能 多媒體應(yīng)用多媒體應(yīng)用 計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò) 1.3.1 計(jì)算機(jī)硬件系統(tǒng)計(jì)算機(jī)硬件系統(tǒng)指令指令寄存

13、器寄存器程序程序計(jì)數(shù)器計(jì)數(shù)器指令指令譯碼器譯碼器操作操作控制器控制器用于保存用于保存當(dāng)前執(zhí)行當(dāng)前執(zhí)行或即將執(zhí)或即將執(zhí)行的指令行的指令.指明程序指明程序中下一次中下一次要執(zhí)行指要執(zhí)行指令地址的令地址的一種計(jì)數(shù)一種計(jì)數(shù)器器.將輸入二進(jìn)將輸入二進(jìn)制代碼的狀制代碼的狀態(tài)翻譯成輸態(tài)翻譯成輸出信號(hào)，以出信號(hào)，以表示其原來表示其原來含義的電路含義的電路各寄存器各寄存器之間建立之間建立數(shù)據(jù)通路數(shù)據(jù)通路 計(jì)算機(jī)硬件（Computer Hardware）是指構(gòu)成計(jì)算機(jī)系統(tǒng)的電子、機(jī)械和光電元件等各種物理設(shè)備。1.控制器控制器-讀取指令、分析指令和執(zhí)行指令1.3.1 計(jì)算機(jī)硬件系統(tǒng)計(jì)算機(jī)硬件系統(tǒng)算術(shù)邏算術(shù)邏輯單元輯

14、單元累加器累加器狀態(tài)狀態(tài)寄存器寄存器通用通用寄存器寄存器 算術(shù)邏輯運(yùn)算單元的基本功能為加、減、乘、除四則運(yùn)算，與、或、非、異或等邏輯操作，以及移位、求補(bǔ)等操作。運(yùn)算器與控制器共同組成了運(yùn)算器與控制器共同組成了CPU的核心部分。的核心部分。2.運(yùn)算器 又稱算術(shù)邏輯部件（Arithmetic and Logic Unit，ALU），是計(jì)算機(jī)中執(zhí)行各種算術(shù)和邏輯運(yùn)算的部件。1.3.1 計(jì)算機(jī)硬件系統(tǒng)計(jì)算機(jī)硬件系統(tǒng)主存儲(chǔ)器主存儲(chǔ)器輔助存儲(chǔ)器輔助存儲(chǔ)器按工作方式不同隨機(jī)存儲(chǔ)器（Random Access Memory，RAM）只讀存儲(chǔ)器（Read Only Memory，ROM）硬盤，軟盤，磁帶，CD、

15、U盤3.存儲(chǔ)器存儲(chǔ)器 存儲(chǔ)器可接收計(jì)算機(jī)內(nèi)的信息（數(shù)據(jù)和程序），存儲(chǔ)起來，并可根據(jù)命令讀取已保存的信息。存儲(chǔ)器按功能、用途可分為主存儲(chǔ)器和輔助存儲(chǔ)器，1.3.1 計(jì)算機(jī)硬件系統(tǒng)計(jì)算機(jī)硬件系統(tǒng)主存儲(chǔ)器主存儲(chǔ)器輔助存儲(chǔ)器輔助存儲(chǔ)器主存儲(chǔ)器特點(diǎn)是速度快，價(jià)格貴，容量小，斷電后內(nèi)存內(nèi)數(shù)據(jù)會(huì)丟失。 輔助存儲(chǔ)器特點(diǎn)是價(jià)格低，容量大，速度慢，斷電后數(shù)據(jù)不會(huì)丟失。3.存儲(chǔ)器存儲(chǔ)器 主存儲(chǔ)器和輔助儲(chǔ)器的區(qū)別1.3.1 計(jì)算機(jī)硬件系統(tǒng)計(jì)算機(jī)硬件系統(tǒng)4.輸入設(shè)備輸入設(shè)備 輸入設(shè)備（Input Device）是人或外部事物與計(jì)算機(jī)進(jìn)行交互的部件，用于數(shù)據(jù)的輸入.鼠標(biāo)鼠標(biāo)鍵盤鍵盤掃描儀掃描儀麥克風(fēng)麥克風(fēng)一種手持式屏幕坐

16、標(biāo)定位設(shè)備機(jī)械式光電式由一組開關(guān)矩陣組成，包括數(shù)字鍵、字母鍵、符號(hào)鍵、功能鍵及控制鍵利用光電掃描將圖像轉(zhuǎn)換成像素?cái)?shù)據(jù)輸入到計(jì)算機(jī)的輸入設(shè)備將聲波轉(zhuǎn)換為數(shù)字音頻信號(hào)的輸入設(shè)備1.3.1 計(jì)算機(jī)硬件系統(tǒng)計(jì)算機(jī)硬件系統(tǒng)5.輸出設(shè)備輸出設(shè)備 將各種計(jì)算結(jié)果數(shù)據(jù)或信息以數(shù)字、字符、圖像、聲音等形式表示出來的設(shè)備顯示器顯示器打印機(jī)打印機(jī)音箱音箱光驅(qū)光驅(qū)陰極射線管顯示器、液晶顯示器、等離子顯示器按印字方式可分為擊打式和非擊打式兩類將數(shù)字音頻信號(hào)轉(zhuǎn)換為模擬信號(hào)將硬盤數(shù)據(jù)刻錄到光盤1.3.1 計(jì)算機(jī)硬件系統(tǒng)計(jì)算機(jī)硬件系統(tǒng)6.總線總線 指計(jì)算機(jī)內(nèi)部數(shù)據(jù)傳輸?shù)墓餐ǖ?，是一條供各部件共享的通信鏈路。一次能夠在總線上

17、同時(shí)傳輸信息的二進(jìn)制位數(shù)被稱為總線寬度。地址總線地址總線AB數(shù)據(jù)總線數(shù)據(jù)總線DB控制總線控制總線CB用于傳送地址用于傳送地址信息，信息，CPU通通過地址總線中過地址總線中傳送的地址信傳送的地址信息訪問存儲(chǔ)器息訪問存儲(chǔ)器用于傳送數(shù)據(jù)用于傳送數(shù)據(jù)信息，主要連信息，主要連接接CPU與各個(gè)與各個(gè)部件，是它們部件，是它們之間交換信息之間交換信息的通路的通路用于傳送控制用于傳送控制信號(hào)，以協(xié)調(diào)信號(hào)，以協(xié)調(diào)各部件之間的各部件之間的操作操作1.3.2 計(jì)算機(jī)軟件系統(tǒng)計(jì)算機(jī)軟件系統(tǒng)軟件系統(tǒng)可分為系統(tǒng)軟件和應(yīng)用軟件兩大類6.系統(tǒng)軟件系統(tǒng)軟件 系統(tǒng)軟件指控制和協(xié)調(diào)計(jì)算機(jī)及外部設(shè)備，支持應(yīng)用軟件開發(fā)和運(yùn)行的軟件系統(tǒng)，

18、是無需用戶干預(yù)的各種程序的集合。操作系統(tǒng)操作系統(tǒng)OS語言處語言處理程序理程序服務(wù)程序服務(wù)程序數(shù)據(jù)庫(kù)數(shù)據(jù)庫(kù)管理系統(tǒng)管理系統(tǒng)管理、控制和監(jiān)督計(jì)算機(jī)軟、硬件資源協(xié)調(diào)運(yùn)行的程序集合。人與計(jì)算機(jī)交流信息使用的語言為用戶使用和維護(hù)計(jì)算機(jī)提供服務(wù)的程序?qū)?shù)據(jù)庫(kù)進(jìn)行加工、管理的系統(tǒng)軟件1.3.2 計(jì)算機(jī)軟件系統(tǒng)計(jì)算機(jī)軟件系統(tǒng)語言處理系統(tǒng)語言處理系統(tǒng) 機(jī)器語言機(jī)器語言匯編語言匯編語言高級(jí)語言高級(jí)語言用二進(jìn)制序列編寫的程序稱為機(jī)器語言程序，是計(jì)算機(jī)唯一能直接識(shí)別并執(zhí)行的低級(jí)語言采用指令的助記符、符號(hào)地址、標(biāo)號(hào)等符號(hào)書寫程序，以代替機(jī)器語言的操作碼。高級(jí)語言的特點(diǎn)是接近于人類的自然語言和數(shù)學(xué)語言，C+、Java、C

19、OBOL、Visual Basic1.3.2 計(jì)算機(jī)軟件系統(tǒng)計(jì)算機(jī)軟件系統(tǒng)2.應(yīng)用軟件應(yīng)用軟件 為解決各類實(shí)際問題而設(shè)計(jì)的程序系統(tǒng)稱為應(yīng)用軟件。 它可以是一個(gè)特定的程序，如一個(gè)圖像瀏覽器；也可以是一組功能聯(lián)系緊密，可以互相協(xié)作的程序的集合，如微軟的Office軟件；還可以是一個(gè)由眾多獨(dú)立程序組成的龐大的軟件系統(tǒng)，如學(xué)校的教務(wù)管理等數(shù)據(jù)管理系統(tǒng)。1.3.3 計(jì)算機(jī)的主要技術(shù)指標(biāo)計(jì)算機(jī)的主要技術(shù)指標(biāo)1.字長(zhǎng)字長(zhǎng) 是指CPU中每個(gè)字所包含的二進(jìn)制代碼的位數(shù)，即計(jì)算機(jī)一次能同時(shí)接納和處理數(shù)據(jù)的位數(shù)。2.時(shí)鐘頻率時(shí)鐘頻率 又稱主頻，是指CPU內(nèi)部晶振的頻率，即CPU每秒鐘平均運(yùn)行的次數(shù), 單位是MHz。

20、3.運(yùn)算速度運(yùn)算速度 指每秒鐘計(jì)算機(jī)能執(zhí)行指令的條數(shù)，單位MIPS.4.內(nèi)存容量?jī)?nèi)存容量5.存儲(chǔ)周期存儲(chǔ)周期 指存儲(chǔ)器完成一次讀取或?qū)懭氩僮魉璧臅r(shí)間6. RAS技術(shù)技術(shù) 可靠性、可維護(hù)性、可使用性。1.3.4 計(jì)算機(jī)的基本工作原理計(jì)算機(jī)的基本工作原理提取提取解碼解碼執(zhí)行執(zhí)行寫回寫回CPU從存儲(chǔ)器或高速緩沖存儲(chǔ)器中檢索指令CPU根據(jù)存儲(chǔ)器提取到的指令來決定其執(zhí)行行為解碼后的指令將連接到各種運(yùn)算所需的CPU部件，運(yùn)行指令運(yùn)算結(jié)果寫進(jìn)存儲(chǔ)器，或?qū)戇M(jìn)CPU內(nèi)部的寄存器，以供隨后指令快速讀取CPU的運(yùn)作原理可分為四個(gè)階段1.4 微型計(jì)算機(jī)的硬件系統(tǒng)組成微型計(jì)算機(jī)的硬件系統(tǒng)組成 微型計(jì)算機(jī)是以微處理器為

21、核心，添加存儲(chǔ)器及可編程接口芯片，連接外設(shè)（包括鍵盤、顯示器、打印機(jī)和軟驅(qū)、光驅(qū)等外部存儲(chǔ)器）及電源所組成的計(jì)算機(jī)。 微型計(jì)算機(jī)簡(jiǎn)稱微型機(jī)或微機(jī)，PCPersonal Computer或MC（Micro computer）。微型計(jì)算機(jī)安裝軟件系統(tǒng)后，就構(gòu)成了微型計(jì)算機(jī)系統(tǒng)。1.4.1 主板主板 主板是電腦中各個(gè)部件連接與工作的平臺(tái)，各個(gè)部件通過主板進(jìn)行數(shù)據(jù)傳輸.1.4.1 主板主板BIOS芯片芯片北橋芯片北橋芯片南橋芯片南橋芯片1. 接口與接口與芯片片(1)芯片片基本輸入基本輸入/輸出系輸出系統(tǒng)，是一組固化統(tǒng)，是一組固化在在ROM芯片中的芯片中的程序，包含基本程序，包含基本的輸入的輸入/輸出程

22、序、輸出程序、系統(tǒng)設(shè)置信息、系統(tǒng)設(shè)置信息、開機(jī)自檢程序和開機(jī)自檢程序和系統(tǒng)啟動(dòng)自檢程系統(tǒng)啟動(dòng)自檢程序等序等負(fù)責(zé)與負(fù)責(zé)與CPU聯(lián)聯(lián)系，并控制內(nèi)系，并控制內(nèi)存、存、AGP、PCI數(shù)據(jù)在北數(shù)據(jù)在北橋內(nèi)傳輸橋內(nèi)傳輸負(fù)責(zé)負(fù)責(zé)I/O設(shè)備設(shè)備接口控制、接口控制、IDE設(shè)備控制設(shè)備控制以及高級(jí)能以及高級(jí)能源管理源管理1.4.1 主板主板1. 接口與接口與芯片片(2)內(nèi)置接口/插槽CPU插槽：CPU和主板相連接的接口。內(nèi)存插槽：內(nèi)存條板和主板的接口。有SD、 DDR1、DDR2、DDR3等類型?？偩€擴(kuò)展槽：諸如顯卡、聲卡和網(wǎng)卡等設(shè)備與 主板的接口，有AGP插槽與PCI、PCI-E x1、 PCI-E x16插槽

23、。驅(qū)動(dòng)器接口：通常有IDE、SATA、SATA II、 SATA III接口主板電源插座：為主板提供電能。1.4.1 主板主板USB接口接口PS/2接口接口HDMI接口接口1. 接口與接口與芯片片(3)外置輸入/輸出接口通用串行總線通用串行總線，是連接外部裝是連接外部裝置的一個(gè)串行置的一個(gè)串行總線標(biāo)準(zhǔn)總線標(biāo)準(zhǔn)。支支持熱拔插持熱拔插用于連接鼠標(biāo)和鍵盤的專用接口，屬于串行接口。不支持熱拔插，采用9針頭或25針頭接口高清晰度多媒體接口，數(shù)字化視頻/音頻接口技術(shù)。最高數(shù)據(jù)傳輸速度為5Gbps1.4.1 主板主板ATXMicro ATXBTX2.主板架構(gòu)主板架構(gòu) 指對(duì)主板的大小、形狀、各元件的布局和所使

24、用的電源規(guī)格等制定出的通用標(biāo)準(zhǔn)。是目前最見的主板架構(gòu)，擴(kuò)展槽較多，數(shù)量為46個(gè)又稱小板又稱小板，擴(kuò)展插槽在擴(kuò)展插槽在3個(gè)或以下個(gè)或以下Intel公司制定的新一代主板架構(gòu) 若CPU、北橋芯片、南橋蕊片和機(jī)箱后部的接口基本在一條線的就是BTX1.4.2 CPU CPU是一臺(tái)計(jì)算機(jī)的運(yùn)算核心和控制核心。其功能主要是解釋計(jì)算機(jī)指令以及處理計(jì)算機(jī)軟件中的數(shù)據(jù)。1.4.2 CPU1. CPU的主要性能指標(biāo)的主要性能指標(biāo)（1）主頻（2）外頻：外頻是CPU乃至整個(gè)計(jì)算機(jī)系統(tǒng)的基準(zhǔn)頻率，即系統(tǒng)的時(shí)鐘頻率，單位是MHz。目前CPU的外頻已達(dá)到400MHz。（3）前端總線頻率：FSB是指CPU與北橋芯片之間的數(shù)據(jù)傳

25、輸總線。（4）倍頻系數(shù)：倍頻系數(shù)是指CPU主頻與外頻之間的相對(duì)比例關(guān)系（倍數(shù)關(guān)系）。（5）緩存：位于CPU與內(nèi)存之間的高速存儲(chǔ)器。一級(jí)緩存（L1 Cache）分?jǐn)?shù)據(jù)緩存和指令緩存二級(jí)緩存（L2 Cache）分內(nèi)部和外部三級(jí)緩存（L3 Cache）1.4.2 CPU1. CPU的主要性能指標(biāo)的主要性能指標(biāo)（6）CPU擴(kuò)展指令集 指令集可分為復(fù)雜指令集和精簡(jiǎn)指令集。 MMX包含有57條命令，SSE包含有50條命令，SSE2包含有144條命令，SSE3指令集是目前規(guī)模最小的指令集包含有13條命令。（7）制造工藝與核心數(shù)量 制造工藝的微米是指IC內(nèi)電路與電路之間的距離。制造工藝的趨勢(shì)向密集度高方向發(fā)展

26、。32nm、22nm的線寬。 核心數(shù)量：即在一個(gè)處理器中集成多個(gè)功能相同的處理器核心，以提高性能。單核、雙核、4核1.4.2 CPUIntel系列系列AMD系列系列龍芯龍芯系列系列奔騰（Pentium）賽揚(yáng)（Celeron）酷睿（Core）三大系列。皓龍（Opteron）、速龍（Athlon64）閃龍（TM）（Sempron64）龍芯（Loongson，舊稱Godson），是中國(guó)科學(xué)院計(jì)算機(jī)所自主研發(fā)的通用CPU。龍芯3號(hào)將會(huì)有單核、四核、16核2.CPU產(chǎn)品產(chǎn)品1.4.3 內(nèi)存內(nèi)存 內(nèi)存（RAM），是CPU能夠直接訪問的存儲(chǔ)器，CPU通過數(shù)據(jù)總線對(duì)內(nèi)存尋址。 RAM主要性能指標(biāo)有：存儲(chǔ)容量與存取速度。 存儲(chǔ)容量越大，計(jì)算機(jī)存儲(chǔ)的信息越多。 存取時(shí)間以納秒（ns）為單位，1ns等于10-9秒。數(shù)字越小，表明存取速度越快。目前容量最高可達(dá)8GB，存取速度達(dá)2000MHz。 型號(hào)：SD、DDR、DDR2、DDR31.4.4外部存儲(chǔ)器外部存儲(chǔ)器硬盤硬盤光盤光盤