第一章 計算機系統(tǒng)與信息處理

1、 公共計算機教育中心本章主要內(nèi)容本章主要內(nèi)容信息與信息技術計算機技術計算機技術信息化社會與計算機文化第第1章章 計算機與信息社會計算機與信息社會本章重點！本章重點！ 公共計算機教育中心1.1.1 信息與媒體n信息：就是人類的一切生存活動和自然存在所傳達出來的信號和消息。它一般泛指我們所說的消息、情報、指令、數(shù)據(jù)、信號等周圍環(huán)境的知識。 n媒體：就是對信息進行傳播的媒介，如報紙、電話、電視和計算機等。 公共計算機教育中心1.1.2 信息技術 信息技術（Information Technology,IT)是指信息的獲取、存儲、加工、傳輸和應用的技術。n1信息感測技術n2信息通信技術n3計算機技術與

2、控制技術 公共計算機教育中心1.1.3 人類史上的5次信息技術革命 n1第一次信息革命是語言的使用n2第二次信息革命是文字的使用n3第三次信息革命是造紙技術和印刷技術的應用n4第四次信息革命是電報、電話、廣播、電視的發(fā)明和普及應用n5第五次信息革命是計算機和網(wǎng)絡的普及應用和計算機與現(xiàn)代通信技術的結合 公共計算機教育中心 用于信息存儲、分析、加工、整理的電子設備的總稱。 計算機原始信息處理結果 公共計算機教育中心1.2.1 計算機的發(fā)展1近代計算機階段（18221944） 特點：具有程序概念的機械式計算機或機電 式計算機 2現(xiàn)代計算機階段（19461981） 誕生了世界上第一臺電子計算機3微機及

3、網(wǎng)絡階段（早于20世紀80年代） 公共計算機教育中心世界上第一臺電子計算機世界上第一臺電子計算機（ENIAC） 公共計算機教育中心1.2.2 計算機的特點1運算速度快2精確度高3存儲容量大4具有邏輯判斷能力5具有自動控制能力 公共計算機教育中心1.2.3 計算機的分類1按用途的不同來劃分 分為專用計算機和通用計算機2按規(guī)模的不同來劃分 分為巨型機、大型機、小型機、 工作站、微機。 公共計算機教育中心 公共計算機教育中心 公共計算機教育中心 公共計算機教育中心 公共計算機教育中心 科學計算 過程控制 事物處理 計算機輔助系統(tǒng) 通信與網(wǎng)絡 人工智能 計算機模擬 電子商務1.2.4 計算機的主要應用

4、 公共計算機教育中心n多極化n網(wǎng)絡化n智能化n多媒體1.1.5 計算機的發(fā)展趨勢 公共計算機教育中心第第2章章 計算機系統(tǒng)組成計算機系統(tǒng)組成本章主要內(nèi)容本章主要內(nèi)容計算機系統(tǒng)概述人機界面微型計算機系統(tǒng)硬件構成微型計算機系統(tǒng)硬件構成本章重點！本章重點！ 公共計算機教育中心計算機系統(tǒng)是由硬件系統(tǒng)和軟件系統(tǒng)組成計算機系統(tǒng)是由硬件系統(tǒng)和軟件系統(tǒng)組成 公共計算機教育中心 公共計算機教育中心 公共計算機教育中心馮馮.諾依曼型計算機主要特點諾依曼型計算機主要特點（1）計算機由5個基本部分組成：運算器、控制器、存儲器、輸入設備和輸出設備（2）程序和數(shù)據(jù)以同等地位存放在存儲器中，并要按地址尋址（3）程序和數(shù)據(jù)以

5、二進制編碼形式表示 公共計算機教育中心馮馮.諾依曼型計算機基本組成結構諾依曼型計算機基本組成結構輸輸入入設設備備控制器控制器輸輸出出設設備備運算器運算器ALU 存儲器存儲器數(shù)據(jù)流控制流 公共計算機教育中心ALU控制器控制器加法器加法器9操作數(shù) RAM寄存器寄存器2寄存器寄存器7結結果果運算器是如何得運算器是如何得到數(shù)據(jù)呢？到數(shù)據(jù)呢？ 它怎么知道要操它怎么知道要操作的是邏輯運算還是作的是邏輯運算還是算術運算呢？算術運算呢？1、運算器（ALU）： 進行算術運算和邏輯運算 公共計算機教育中心數(shù)據(jù)流控制流 CPU控制器控制器讀取的指令操作數(shù)結果 存儲器存儲器反饋寄存器寄存器運算器運算器運算命令2、控制

6、器：工作過程如圖： 公共計算機教育中心3、存儲器：用來存放程序和原始數(shù)據(jù)的記憶裝置 按與主機的關系來分為： 內(nèi)存儲器（內(nèi)存、主存） 外存儲器（外存、輔助存儲器）內(nèi)存和外存的作用和特點： 公共計算機教育中心設在計算機主機中，存放當前運行的程序和數(shù)據(jù)，直接與CPU交換信息；是計算機中信息交流的中心。 公共計算機教育中心設在計算機主機外部，存放當前暫時不用的信息；通常外存不和計算機的其他部件直接交換數(shù)據(jù)，只和內(nèi)存交換數(shù)據(jù)。 公共計算機教育中心比內(nèi)存慢、容量大、價格低存取速度快、容量小、價格高 公共計算機教育中心n外存可以長久地存儲信息，“永久性存儲設備” 公共計算機教育中心n存儲器的有關術語簡述如下

7、： 公共計算機教育中心n1B=8bn1K=210B=1024Bn1M=210KB=1024KBn1G=210MB=1024MBn1T=210GB=1024GB 公共計算機教育中心 存存儲儲器器4、輸入設備：輸入輸入設備設備 作用： 用來接受用戶輸入的原始數(shù)據(jù)和程序，并將它們轉換為計算機可以識別的二進制形式存放到內(nèi)存中。信息電信號 公共計算機教育中心 鍵盤、寫字板、鼠標、觸摸屏、掃描儀、數(shù)碼相機、麥克風、MIDI樂器、攝像機、傳感器等 公共計算機教育中心5、輸出設備： 存存儲儲器器運算結果人所識別的形式作用： 把計算機處理好的結果，轉變成人所要求的并且可識別的形式(文本、聲音、動畫、圖像)表達出

8、來。 輸出輸出設備設備 公共計算機教育中心顯示器、打印機、繪圖儀、音箱顯示器、打印機、繪圖儀、音箱 公共計算機教育中心計算機系統(tǒng)是由硬件系統(tǒng)和軟件系統(tǒng)組成計算機系統(tǒng)是由硬件系統(tǒng)和軟件系統(tǒng)組成1、系統(tǒng)軟件：指控制計算機的運行，管理計算機和各種資源，并為應用軟件提供支持和服務的一類軟件。 包括（1）操作系統(tǒng) 常用操作系統(tǒng)有MS-DOS、Windows98/NT/2000、 Linux、UNIX及OS/2等。 公共計算機教育中心（2）語言處理程序 公共計算機教育中心（3）數(shù)據(jù)庫管理系統(tǒng)（4）網(wǎng)絡管理軟件（5）常用的服務程序2應用軟件：是在計算機硬件和系統(tǒng)軟件的支持下，為解決各類專業(yè)和實際問題而設計開

9、發(fā)的一類軟件。如文字處理、電子表格、多媒體制作工具、各種工程設計和數(shù)學計算軟件、模擬過程、輔助設計和管理程序等。 公共計算機教育中心2.2.1 概念 人機界面是人和計算機軟、硬件的交互部分，是人和計算機之間傳遞交換信息的媒介和窗口，是用戶使用計算機系統(tǒng)的一種操作系統(tǒng)。2.2.2 人機界面的類型 1命令語言界面 2、圖形用戶界面 3、自然語言界面 公共計算機教育中心 公共計算機教育中心 公共計算機教育中心 公共計算機教育中心 公共計算機教育中心主板上的部件 公共計算機教育中心1、CMOS只讀存儲器（裝載著BIOS程序）2、I/O擴展插槽3、外設接口4、芯片組（ CPU及其配套集成電路芯片）主板上

10、的部件 公共計算機教育中心微處理器（CPU）：它是計算機內(nèi)部執(zhí)行數(shù)據(jù)處理指 令的器件，由運算器和控制器組成。Intel和AMD公司CPU 公共計算機教育中心主要的性能指標：n主頻 主頻是衡量CPU運行速度的重要指標。它是指系統(tǒng)時鐘脈沖發(fā)生器輸出周期性脈沖的頻率。通常以赫茲（Hz）為單位。目前的奔騰微處理器的主頻已高達1.5GHz、2.2GHz。n字長 字長是CPU可以同時處理的二進制數(shù)據(jù)位數(shù)。如64位微處理器，一次能夠處理64位二進制數(shù)據(jù)。常用的有16位、32位、64位微處理器。 公共計算機教育中心按其功能特征可分為3類：1、 隨機存儲器RAM RAM：既能讀出也能寫入，存放用戶程序和數(shù)據(jù)，

11、只能在電源電壓正常時才能工作，其中的 信息可以隨時改寫，斷電后，里面的信息斷電后，里面的信息 會丟失。會丟失。目前微機上廣泛采用動態(tài)隨機存儲器（DRAM）作為主存，以內(nèi)存條的形式出現(xiàn)。 公共計算機教育中心2、 只讀存儲器ROMROM： 只能讀出而不能寫入的存儲器，通常存放固定 不變不需修改的程序。ROM中一般用來存放計 算機系統(tǒng)管理程序，比如微機的BIOS程序。 斷電后，其中的信息不丟失。斷電后，其中的信息不丟失。 公共計算機教育中心3、高速緩沖存儲器Cache 提高主存的速度采取的方法之一。 容量較小 高速 直接供CPU存儲數(shù)據(jù)，以提高主存儲器的存取 速度。 公共計算機教育中心總線：連接計算

12、機中CPU、內(nèi)存、外存和輸入輸出設 備的一組通信線路以及相關的控制電路 公共計算機教育中心I/O總線：CPU互連I/O設備，并提供外設訪問系統(tǒng)存 儲器和CPU資源的通道。總線按照傳輸?shù)男畔⒎N類分為：n1. 地址總線n2. 數(shù)據(jù)總線n3. 控制總線 公共計算機教育中心擴展槽：總線向插件板提供符合其標準的插槽n目前常見的總線結構與擴展槽如下：n（1）ISA（Industry Standard Architecture）總線n（2）PCI（Peripheral Component Interconnect）總線n（3）AGP（Accelerated Graphics Port）總線 公共計算機教育中

13、心 公共計算機教育中心接口：指不同設備之間為實現(xiàn)互連和通信的正常進行 而需要具備的對接部分，主要起到了協(xié)調(diào)、控 制和緩沖等作用。接口分為兩類： 一類是總線接口，位于主板內(nèi)，就是各種擴展槽。 另一類是外設連接端口，是主機連接各種外部設 備的端口。 公共計算機教育中心常用的接口：并行與串行接口、磁盤IDE與SCSI接口、USB接口。 公共計算機教育中心外存用于接受數(shù)據(jù)和保存數(shù)據(jù)。常見微機的外存有：1、軟盤存儲器2、硬盤存儲器3、閃存存儲器4、光盤存儲器 公共計算機教育中心外部設備外部設備I/OI/O設備設備外存設備外存設備輸入設備輸入設備輸出設備輸出設備磁帶設備磁帶設備光盤設備光盤設備磁盤設備磁盤

14、設備硬盤設備硬盤設備軟盤設備軟盤設備 公共計算機教育中心鍵盤鍵盤(101,104(101,104，107107鍵盤鍵盤) )人體工學鍵盤人體工學鍵盤 公共計算機教育中心鍵盤與主機的接口鍵盤與主機的接口 較早的較早的ATAT接口接口 PS/2PS/2接口接口 USBUSB接口接口無線鍵盤：紅外線或無線電波與主板專用接收器無線鍵盤：紅外線或無線電波與主板專用接收器 公共計算機教育中心 公共計算機教育中心滾輪滾輪按鍵按鍵傳動球傳動球 公共計算機教育中心收集外部光的變化，收集外部光的變化，通過光的變化判斷通過光的變化判斷鼠標的移動方向鼠標的移動方向 公共計算機教育中心鼠標與主機的接口鼠標與主機的接口

15、RS-232RS-232串行接口串行接口 PS/2PS/2接口（更快的響應速度）接口（更快的響應速度） USBUSB接口接口無線鼠標：作用距離可達無線鼠標：作用距離可達1010m m左右左右類似設備還有操縱桿、觸摸屏。類似設備還有操縱桿、觸摸屏。 公共計算機教育中心需要專門的手寫漢字識別軟件支持需要專門的手寫漢字識別軟件支持 公共計算機教育中心USB接口接口高分辨率識別高分辨率識別工作空間工作空間1.5A電池電池工作原理：電磁感應式、電容式觸控板（手指、筆）工作原理：電磁感應式、電容式觸控板（手指、筆）基板基板 公共計算機教育中心512級壓級壓力傳感器力傳感器按鈕按鈕1：相當：相當于鼠標器的于

16、鼠標器的右鍵右鍵按鈕按鈕2：相當：相當于鼠標器的于鼠標器的滾輪滾輪筆尖：相當筆尖：相當于鼠標器的于鼠標器的左鍵左鍵壓力感應筆（簽名識別、繪畫）壓力感應筆（簽名識別、繪畫）演示演示1 1、演示演示2 2 公共計算機教育中心 公共計算機教育中心SONY DSC-P71 數(shù)碼相機數(shù)碼相機 320萬像素萬像素16兆存儲卡兆存儲卡SONY DSC-F717 500萬像素萬像素 32兆兆 6990 公共計算機教育中心 公共計算機教育中心計算機顯示系統(tǒng)通常由兩部分組成：計算機顯示系統(tǒng)通常由兩部分組成： 監(jiān)視器（監(jiān)視器（Monitor） CRT（陰極射線管）陰極射線管） LCD（Liquid Crystal

17、Display） 顯示控制器（顯示卡、圖形卡、視頻卡）顯示控制器（顯示卡、圖形卡、視頻卡） 有的集成在主板上有的集成在主板上顯示器顯示器日常所說的日常所說的“顯示器顯示器” 公共計算機教育中心CRTLCD 公共計算機教育中心 公共計算機教育中心1）顯示屏尺寸）顯示屏尺寸（對角線英寸數(shù)）（對角線英寸數(shù)）1 1英寸英寸2.542.54cmcm 公共計算機教育中心 整屏可顯示像素的多少整屏可顯示像素的多少 640 640480480；800 800 600600；1024 1024 768 768； 1280 1280 960 960 ；1800 1800 14401440； 所顯示的圖像每秒鐘更新

18、的次數(shù)。刷新頻率越高，圖像所顯示的圖像每秒鐘更新的次數(shù)。刷新頻率越高，圖像穩(wěn)定性越好。穩(wěn)定性越好。8585HzHz以上。以上。 一個像素可以顯示多少種顏色，由表示這個像素的二進一個像素可以顯示多少種顏色，由表示這個像素的二進位位數(shù)決定。（真彩色位位數(shù)決定。（真彩色2424位）位） 公共計算機教育中心 公共計算機教育中心按印字方法可以分為：按印字方法可以分為： 擊打式和非擊打式擊打式和非擊打式常用：常用： 針式打印機、噴墨打印機、激光打印機針式打印機、噴墨打印機、激光打印機 公共計算機教育中心優(yōu)點：可以打印穿孔紙、多層紙、成本低優(yōu)點：可以打印穿孔紙、多層紙、成本低缺點：速度慢、打印效果普通、噪聲

19、大缺點：速度慢、打印效果普通、噪聲大 公共計算機教育中心優(yōu)點：價格便宜、噪音較小、圖形質(zhì)量高優(yōu)點：價格便宜、噪音較小、圖形質(zhì)量高缺點：墨水成本高、消耗快、打印速度較慢缺點：墨水成本高、消耗快、打印速度較慢 公共計算機教育中心優(yōu)點：優(yōu)點： 分辨率高、打印效果分辨率高、打印效果精美細致、趨于智能化精美細致、趨于智能化缺點：價格高缺點：價格高 公共計算機教育中心繪圖儀聲音輸出設備投影儀 公共計算機教育中心軟盤目前主要使用目前主要使用3.53.5英寸軟盤，簡稱英寸軟盤，簡稱3 3寸盤寸盤 公共計算機教育中心軟盤寫保護 公共計算機教育中心軟盤組織結構 公共計算機教育中心.磁道磁道0 0，扇區(qū)，扇區(qū)1 1

20、容量計算：容量計算：512512ByteByte* *扇區(qū)數(shù)扇區(qū)數(shù)* *磁道數(shù)磁道數(shù)* *盤面數(shù)盤面數(shù)3.53.5軟盤容量軟盤容量 =512=512* *1818* *8080* *2=14745602=1474560byte/1024=1440KBbyte/1024=1440KB約為約為1.441.44MBMB 公共計算機教育中心軟盤使用注意 公共計算機教育中心軟盤驅動器 公共計算機教育中心硬盤 19731973年，年，IBMIBM推出第一臺采用推出第一臺采用“溫徹斯特溫徹斯特( (Winchester)”Winchester)”技術的硬盤：技術的硬盤：密封、固定、高速旋轉密封、固定、高速旋

21、轉鍍磁鍍磁盤片，磁頭沿盤片徑向移動。磁頭懸浮在高速旋轉盤片上盤片，磁頭沿盤片徑向移動。磁頭懸浮在高速旋轉盤片上方方(0.01(0.01mm），），不與盤片接觸。不與盤片接觸。 公共計算機教育中心硬盤驅動器 公共計算機教育中心磁道柱面磁盤盤片控制電路主軸移動臂文件定位表磁頭目前，目前，1 15 5張盤片，一張盤片，一個盤片稱為個盤片稱為一個單碟一個單碟硬盤的組織結構 公共計算機教育中心硬盤組織結構磁道（磁道（30030030003000條）、扇區(qū)條）、扇區(qū)（通常（通常6363個）、柱面（相同編號個）、柱面（相同編號的磁道）、磁頭的磁道）、磁頭. 公共計算機教育中心硬盤容量磁頭數(shù)柱面數(shù)（磁道數(shù)）每磁道扇區(qū)數(shù)扇區(qū)容量磁頭數(shù)柱面數(shù)（磁道數(shù)）每磁道扇區(qū)數(shù)扇區(qū)容量目前，目前，2020GBGB80GB80GBIDEIDE接口接口 公共計算機教育中心硬盤主要性能指標（1 1）容量（單位）容量（單位 GBGB）（2 2）轉速轉速 硬盤內(nèi)電機主軸的轉動速度（每分鐘盤片硬盤內(nèi)電機主軸的轉動速度（每分鐘盤片旋轉次數(shù)），目前旋轉次數(shù)），目前ATAATA（IDEIDE