計算機基礎(chǔ)第二期

計算機基礎(chǔ)第二期第1頁，共61頁，2023年，2月20日，星期四第一講計算機基本知識一、計算機的發(fā)展概況二、計算機的基本原理三、計算機的分類四、計算機的應(yīng)用五、計算機系統(tǒng)概述第2頁，共61頁，2023年，2月20日，星期四一、電子計算機的發(fā)展概況1.第一臺電子計算機ENIAC：ElectronicNumericalIntegratorAndCalculator(電子數(shù)字積分器和計算器)

1946年4月，美陸軍阿伯丁彈道實驗室，占地170m2，重30噸，18800個電子管，1500個繼電器，7000個電阻，耗電150千瓦，5000次/秒第3頁，共61頁，2023年，2月20日，星期四第4頁，共61頁，2023年，2月20日，星期四

第一代計算機：電子管計算機時代(1946~1958)

器件：電子管軟件：機器語言、匯編語言應(yīng)用：科學(xué)計算

第二代計算機：晶體管計算機時代(1959~1964)

器件：晶體管軟件：高級語言應(yīng)用：數(shù)據(jù)處理、工業(yè)控制

第三代計算機：集成電路計算機時代(1965~1970)

器件：集成電路軟件：操作系統(tǒng)應(yīng)用：文字處理、圖形處理第四代計算機：大規(guī)模、超大規(guī)模集成電路計算機時代(1971至今)

器件：大規(guī)模集成電路軟件：數(shù)據(jù)庫、網(wǎng)絡(luò)等應(yīng)用：社會各領(lǐng)域2.計算機發(fā)展的四個時代第5頁，共61頁，2023年，2月20日，星期四第6頁，共61頁，2023年，2月20日，星期四二.計算機的基本原理

第一臺真正具有現(xiàn)代計算機結(jié)構(gòu)的電子計算機EDVAC：ElectricDiscreteVariableAutomaticComputer(電子離散變量自動計算機)采用二進(jìn)制并能存儲程序和數(shù)據(jù)-----馮.諾依曼計算機，其運算速度是ENIAC的240倍。二進(jìn)制就是0和1的組合第7頁，共61頁，2023年，2月20日，星期四計算機的特點電子計算機(簡稱計算機，又稱電腦、信息處理機)是一種能夠高速、自動地進(jìn)行信息處理的電子設(shè)備。它具有如下特點：(1)速度快(2)精度高(3)存儲容量大(4)通用性強(5)具有邏輯判斷和自動控制能力第8頁，共61頁，2023年，2月20日，星期四按綜合性能指標(biāo)分類巨型機：速度最快、處理能力最強例如：曙光4000A644GB內(nèi)存，浮點運算達(dá)每秒8萬億次

大型、通用、較快、較強大型機：作“客戶機/服務(wù)器”的服務(wù)器 作“終端/主機”的主機小型機：規(guī)模小，結(jié)構(gòu)簡單，設(shè)計試制周期短 工藝先進(jìn)、使用維護簡單

工作站：介于PC與小型機之間

高分辨率、大容量內(nèi)外存，圖形功能較強微型計算機：小、巧、輕、使用方便、價格便宜 中央處理器：一個芯片網(wǎng)絡(luò)計算機：基于Java技術(shù)的瘦客戶機系統(tǒng)三、計算機的分類按計算機的功能分：專用計算機和通用計算機第9頁，共61頁，2023年，2月20日，星期四Altair8800

計算機發(fā)展方向——微型化計算機不再是單一的計算機器，而是一種信息機器，一種個人的信息機器。第10頁，共61頁，2023年，2月20日，星期四CRAY-Ⅱ

計算機發(fā)展方向——巨型化運算速度可達(dá)每秒萬億次運算的超級計算機1975年世界上第一臺超級計算機“Cray-I”超級計算機應(yīng)用：天氣預(yù)報、地震機理研究、石油和地質(zhì)勘探，衛(wèi)星圖像處理等大量科學(xué)計算的高科技領(lǐng)域。中國的超級計算機：國防科技大學(xué)研制的“銀河1號”、“銀河2號”和“銀河3號”國家智能計算機中心推出的“曙光1000”,“曙光2000”“曙光4000A”銀河Ⅱ第11頁，共61頁，2023年，2月20日，星期四

計算機發(fā)展方向——網(wǎng)絡(luò)化計算機網(wǎng)絡(luò)：計算機技術(shù)與通信技術(shù)結(jié)合的產(chǎn)物。計算機網(wǎng)絡(luò)的發(fā)展動力：使用遠(yuǎn)程資源，共享程序、數(shù)據(jù)和信息資源，網(wǎng)絡(luò)用戶的通訊和合作。第12頁，共61頁，2023年，2月20日，星期四

計算機發(fā)展方向——智能化計算機將依據(jù)不確定的輸入作出決定，它模仿人腦的工作方式，具有直觀判斷和處理不完整的模糊信息的能力，甚至有接近人的審美和情感能力。計算機工作時只需有人告訴它“做什么”，而不必“手把手”教它“怎樣做”。

第13頁，共61頁，2023年，2月20日，星期四四、計算機的應(yīng)用科學(xué)計算（數(shù)值計算）數(shù)據(jù)處理（信息處理）自動控制計算機輔助設(shè)計和輔助教學(xué)人工智能方面的研究和應(yīng)用多媒體技術(shù)應(yīng)用虛擬現(xiàn)實第14頁，共61頁，2023年，2月20日，星期四輸入設(shè)備：鍵盤、鼠標(biāo)、掃描儀

輸出設(shè)備：顯示器、打印機

外

存：軟、硬盤、光盤、閃存

網(wǎng)絡(luò)設(shè)備：網(wǎng)卡、調(diào)制解調(diào)器等

計算機系統(tǒng)軟件外部設(shè)備系統(tǒng)軟件應(yīng)用軟件硬件運算器控制器主機內(nèi)存CPU隨機存儲器(RAM)只讀存儲器(ROM)高速緩沖存儲器

操作系統(tǒng)：Windows、Unix、Linux語言處理程序：C、Pascal、VB等

實用程序：診斷程序、排錯程序等

辦公軟件包、數(shù)據(jù)庫管理系統(tǒng)

五、計算機系統(tǒng)概述

第15頁，共61頁，2023年，2月20日，星期四隨機存儲器RAM就是我們常用到的內(nèi)存條只讀存儲器ROM例如BIOSROM是個集成模塊第16頁，共61頁，2023年，2月20日，星期四六、計算機硬件組成

計算機硬件包括主機和外設(shè)

主機外設(shè)輸入設(shè)備輸出設(shè)備外存設(shè)備網(wǎng)絡(luò)設(shè)備第17頁，共61頁，2023年，2月20日，星期四計算機的硬件系統(tǒng)結(jié)構(gòu)（外）存儲器（內(nèi)）存儲器中央處理器（CPU）控制器輸入設(shè)備輸出設(shè)備數(shù)據(jù)流地址控制流運算器第18頁，共61頁，2023年，2月20日，星期四微機基本結(jié)構(gòu)第19頁，共61頁，2023年，2月20日，星期四1、中央處理器CPU存放程序和數(shù)據(jù)中央處理器控制器運算器控制整個計算機所有部件的工作執(zhí)行算術(shù)運算和邏輯運算存儲器大容量存儲器I/O設(shè)備I/O子系統(tǒng)第20頁，共61頁，2023年，2月20日，星期四第21頁，共61頁，2023年，2月20日，星期四中央處理器一般也稱CPU（CentralProcessUnit)，由運算器和控制器組成。雙核心處理器，在一塊CPU基板上集成兩個處理器核心，并通過并行總線將各處理器核心連接起來，從而提高計算能力。

類型:Intel:8088、80286、80386…Pentium…PⅢ733 PIV3.0奔騰D(雙核)、I系列處理器AMD:80286、80386、80486、K5、K6、K7 X2(雙核)工作頻率PⅢ733733：MHZ工作頻率越大速度越快第22頁，共61頁，2023年，2月20日，星期四Intel奔騰D8202.8GHz

AMDAthlon64X23800+

第23頁，共61頁，2023年，2月20日，星期四第24頁，共61頁，2023年，2月20日，星期四主板主板(Mainboard)簡稱MB。主板上布滿了各種電子元件、插槽、接口等。它為CPU、內(nèi)存和各種功能(聲、圖、通信、網(wǎng)絡(luò)、TV、SCSI等)卡提供安裝插座(槽)；為各種磁、光存儲設(shè)備、打印和掃描等IO設(shè)備以及數(shù)碼相機、攝像頭、Modem等多媒體和通訊設(shè)備提供接口。第25頁，共61頁，2023年，2月20日，星期四第26頁，共61頁，2023年，2月20日，星期四華碩M2N-E第27頁，共61頁，2023年，2月20日，星期四2、內(nèi)存儲器(內(nèi)存)：內(nèi)存按功能分為兩種：只讀存儲器（ROM）：儲存的信息只能讀出，不能寫入，斷電后信息不會丟失。隨機存儲器（RAM）：儲存的信息可以讀出，也可以寫入，斷電后存儲的信息會丟失。

第28頁，共61頁，2023年，2月20日，星期四內(nèi)存條分類按內(nèi)存條的接口形式，常見內(nèi)存條有兩種：單列直插內(nèi)存條（SIMM），和雙列直插內(nèi)存條（DIMM）。SIMM內(nèi)存條分為30線，72線兩種。DIMM內(nèi)存條與SIMM內(nèi)存條相比引腳增加到168線。DIMM可單條使用，不同容量可混合使用，SIMM必須成對使用。按內(nèi)存條的工作方式分為SDRAM、DDR、DDR2、DDR3。工作頻率從200—1333增加。SDRAM工作頻率60、133DDR工作頻率266、333、400DDR2工作頻率533、667、800第29頁，共61頁，2023年，2月20日，星期四第30頁，共61頁，2023年，2月20日，星期四從主板上區(qū)分內(nèi)存條

DDR內(nèi)存所需供電電壓為2.5V

DDR2內(nèi)存所需供電壓力為1.8V

DDR3內(nèi)存所需供電電壓為1.5V第31頁，共61頁，2023年，2月20日，星期四高速緩存（Cache）：為了解決CPU與內(nèi)存之間的速度不匹配而影響系統(tǒng)運行速度的問題。Cache的儲存容量256K、512K、2M等。Cache的儲存容量不是越大越好。CPUCacheRAM第32頁，共61頁，2023年，2月20日，星期四1KB=210B=1024B1MB=1024KB1GB=1024MB1TB=1024GB字節(jié)BYTE76543210位Bit數(shù)據(jù)存儲的最小單位：位（bit）數(shù)據(jù)存儲的最基本單位：字節(jié)（Byte）計算機處理數(shù)據(jù)的基本單位：字（word）數(shù)據(jù)的存儲單位內(nèi)存以字節(jié)為單位編址。目前，內(nèi)存的容量一般為：256M、512M、1G、2G等。第33頁，共61頁，2023年，2月20日，星期四

3、外存儲器(輔助存儲器)：

軟磁盤、硬盤、優(yōu)盤、光盤等扇區(qū)0道

軟磁盤（1.44MB)3.25″結(jié)構(gòu)：N道第34頁，共61頁，2023年，2月20日，星期四第35頁，共61頁，2023年，2月20日，星期四硬盤1968年IBM公司提出了溫砌斯特技術(shù)，其技術(shù)以硬盤盤片和驅(qū)動器密封在一起為特色，今天，溫盤幾乎成了硬盤的同義詞。硬盤與軟盤的不同之處在于：軟盤具有使用攜帶方便的特點，存儲容量小，讀寫速度慢，對大量數(shù)據(jù)的儲存就顯得力不從心。而硬盤則與其相反，它的讀寫速度快，存儲容量大。目前的容量多為320GB或500GB。第36頁，共61頁，2023年，2月20日，星期四第37頁，共61頁，2023年，2月20日，星期四硬盤的磁道、扇區(qū)、柱面柱面扇區(qū)磁道硬盤片是由涂有磁性材料的鋁合金構(gòu)成。讀寫硬盤時，磁性圓盤高速旋轉(zhuǎn)產(chǎn)生的托力使磁頭懸浮在盤面上而不接觸盤面。硬盤容量視具體類型而定硬盤片讀寫磁頭第38頁，共61頁，2023年，2月20日，星期四光盤用于計算機系統(tǒng)的光盤有三種類型：只讀型光盤（CD-ROM）、一次寫入型光盤（WROM:WriteOnceReadManyDick）、可擦型光盤（ErasableOpticalDick）。光盤只能在光盤驅(qū)動器上使用。CD-ROM驅(qū)動器是CompactDiskReadOnlyMemory的簡稱，又稱光驅(qū)。它的特點是只能由制造廠家寫一次，寫好的信息將永久保存，不可重寫。它使用激光技術(shù)將數(shù)字信息記錄在CD-ROM上。一張光盤可儲存650MB以上的信息，大約相當(dāng)于500張3.5英寸軟盤。第39頁，共61頁，2023年，2月20日，星期四移動存儲產(chǎn)品

Flash存儲設(shè)備：閃存芯片為存儲介質(zhì)采用USB的接口可擦寫100萬次以上

第40頁，共61頁，2023年，2月20日，星期四網(wǎng)卡:(NIC)是計算機局域網(wǎng)中最重要的連接設(shè)備,計算機主要通過網(wǎng)卡連接網(wǎng)絡(luò).在網(wǎng)絡(luò)中,網(wǎng)卡的工作是雙重的:一方面它負(fù)責(zé)接收網(wǎng)絡(luò)上傳過來的數(shù)據(jù)包,解包后,將數(shù)據(jù)通過主板上的總線傳輸給本地計算機;另一方面它將本地計算機上的數(shù)據(jù)打包后送入網(wǎng)絡(luò)。第41頁，共61頁，2023年，2月20日，星期四常見的網(wǎng)卡品牌介紹

IntelIntelPro10/100/1000、Pro100/1000Realtek8139D百兆網(wǎng)卡芯片,千兆芯片則有8110S、8110SB、8110SC，高端一點的有8169S、8169SB和8169SCVIA、SIS和Broadcom

第42頁，共61頁，2023年，2月20日，星期四顯示卡顯示卡(又稱顯示適配器)，作用是控制顯示器的顯示方式。目前大多數(shù)計算機都使用PCI-E接口的顯示卡。顯示卡有一個15針的VGA輸出端口，卡上有圖形處理芯片、顯示內(nèi)存及BIOS芯片。顯示卡的性能主要取決于顯卡上使用的圖形芯片。顯示內(nèi)存的大小影響到顯示卡可以顯示的顏色多少和可以支持的最高分辨率。

第43頁，共61頁，2023年，2月20日，星期四第44頁，共61頁，2023年，2月20日，星期四第45頁，共61頁，2023年，2月20日，星期四第46頁，共61頁，2023年，2月20日，星期四第47頁，共61頁，2023年，2月20日，星期四聲卡第48頁，共61頁，2023年，2月20日，星期四第49頁，共61頁，2023年，2月20日，星期四第50頁，共61頁，2023年，2月20日，星期四第51頁，共61頁，2023年，2月20日，星期四輸入設(shè)備鍵盤鼠標(biāo)機械、光電）掃描儀第52頁，共61頁，2023年，2月20日，星期四輸出設(shè)備顯示器：類型有陰極射線管（CRT）和液晶（LCD、LED）；大小有19、20、21.5英寸，或更大；技術(shù)指標(biāo)有點距、像素和分辯率等。目前CRT基本被淘汰了。打印機：種類有針式打印機（如EPSONLQ1600K）、噴墨打印機、激光打印機（如HP1020、hp1008），越來越趨于智能化。第53頁，共61頁，2023年，2月20日，星期四液晶LCD陰極射線管CRT第54頁，共61頁，2023年，2月20日，星期四惠普HPlaserjet1020第55頁，共61頁，2023年，2月20日，星期四操作系統(tǒng)概述操作系統(tǒng)：是一種能讓ＰＣ使用其它軟件的系統(tǒng)軟件。操作系統(tǒng)實際是上一組程序，用于管理計算機硬件、軟件資源，合理地組織計算機工作流程，協(xié)調(diào)計算機系統(tǒng)各部分之間、