第一章計算機基礎(chǔ)知識演示文稿

第一章計算機基礎(chǔ)知識演示文稿2023年6月11日1當前第1頁\共有190頁\編于星期六\14點優(yōu)選第一章計算機基礎(chǔ)知識當前第2頁\共有190頁\編于星期六\14點2023年6月11日3人類追求的計算工具算盤基于齒輪技術(shù)構(gòu)造的機械式計算機可執(zhí)行加、減、乘、除、指數(shù)、三角函數(shù)等運算的計算尺當前第3頁\共有190頁\編于星期六\14點2023年6月11日4查爾斯.巴貝奇1834年設(shè)計的分析機1812年差分機當前第4頁\共有190頁\編于星期六\14點2023年6月11日5第一臺電子計算機

當前第5頁\共有190頁\編于星期六\14點2023年6月11日6電子計算機（Computer）

一種能將信息自動、高速存取并且加工的電子設(shè)備。當前第6頁\共有190頁\編于星期六\14點2023年6月11日71.1計算機概述一、計算機（Computer）的發(fā)展第一臺計算機：1946年2月發(fā)布的ENIAC（電子數(shù)字積分計算機）；運算速度：每秒5000次。當前第7頁\共有190頁\編于星期六\14點2023年6月11日8

1946年，賓夕法尼亞大學的約翰·莫克萊博士和他的研究生普雷斯帕·?？颂匾黄鹧兄屏朔Q為ENIAC（電子數(shù)字積分計算機），它被公認為是世界上第一臺電子計算機。

ENIAC的運算速度達到每秒鐘5000次，這是劃時代的“高速度”。特別是采取了普林斯頓大學數(shù)學教授馮·諾依曼“存儲程序”的建議，即把計算機程序與數(shù)據(jù)一起存儲在計算機中，從而可以方便地返回到前面的指令或反復執(zhí)行，解決了ENIAC在操作上地不便。ENIAC的誕生，開創(chuàng)了第一代電子計算機地新紀元。當前第8頁\共有190頁\編于星期六\14點ENIAC(1946,專用計算機)★18000個電子管★占地170平方米★重達30噸★耗電150千瓦★保存80個字節(jié)★每秒5千次加、減法運算★價值40萬美元主要用于計算彈道和氫彈的研制當前第9頁\共有190頁\編于星期六\14點2023年6月11日10當前第10頁\共有190頁\編于星期六\14點2023年6月11日11當前第11頁\共有190頁\編于星期六\14點2023年6月11日12

第一臺通用電子計算機

EDVAC---ElectricDiscreteVariableAutomaticComputer(電子離散變量自動計算機)·采用二進制并能存儲程序和數(shù)據(jù)·為現(xiàn)代計算機在體系結(jié)構(gòu)和工作原理上奠定了基礎(chǔ)·亦稱之為馮.諾依曼計算機，其運算速度是ENIAC的240倍。當前第12頁\共有190頁\編于星期六\14點2023年6月11日13電子計算機時代的杰出科學家艾倫

.圖林（1912-1954）·建立圖靈機模型·奠定了可計算理論的基礎(chǔ)·提出了圖靈測試的論斷·奠定了人工智能的理論基礎(chǔ)當前第13頁\共有190頁\編于星期六\14點2023年6月11日14明確規(guī)劃出計算機的五大部件：

運算器CA邏輯控制器LC存儲器M輸入裝置I輸出裝置O并描述了五大部件的功能和相互關(guān)系馮.諾依曼（1903-1957）當前第14頁\共有190頁\編于星期六\14點2023年6月11日15第二代計算機的主要特點是：

用晶體管代替了電子管；內(nèi)存儲器采用了磁心體；引入了變址寄存器和浮點運算硬件；利用了I/O處理機提高了輸出能力；在軟件方面配置了子程序庫和批處理管理程序，并且推出了FORTRAN、COBOL、ALGOL等高級程序設(shè)計語言及相應(yīng)的編譯程序。當前第15頁\共有190頁\編于星期六\14點2023年6月11日16英國劍橋大學1949年研制的電子數(shù)據(jù)存儲計算機“埃迪薩克”（EDSAC）

IBM公司于1959年生產(chǎn)的IBM7090型采用晶體管的第二代電子計算機當前第16頁\共有190頁\編于星期六\14點2023年6月11日17當前第17頁\共有190頁\編于星期六\14點2023年6月11日18當前第18頁\共有190頁\編于星期六\14點2023年6月11日19第三代計算機的共同特點是：用中、小規(guī)模的集成電路代替晶體管等分立元件；用半導體存儲器代替磁心存儲器；使用微程序設(shè)計技術(shù)簡化處理機的結(jié)構(gòu)；在軟件方面則引入功能完備的操作系統(tǒng)，同時還提供了大量的面向用戶的應(yīng)用程序。當前第19頁\共有190頁\編于星期六\14點2023年6月11日20當前第20頁\共有190頁\編于星期六\14點2023年6月11日21當前第21頁\共有190頁\編于星期六\14點2023年6月11日22“天河一號”峰值性能4700萬億次當前第22頁\共有190頁\編于星期六\14點2023年6月11日23“曙光”5000A，160萬億次/秒當前第23頁\共有190頁\編于星期六\14點2023年6月11日24第四代計算機最為顯著的特征：

使用了大規(guī)模集成電路和超大規(guī)模集成電路。每個芯片上可以集成百萬個以上的元器件。此外，使用了大容量的半導體存儲器作為內(nèi)存儲器；在體系結(jié)構(gòu)方面進一步發(fā)展了并行處理、多機系統(tǒng)、分布式計算機系統(tǒng)和計算機網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)；在軟件方面則推出了數(shù)據(jù)庫系統(tǒng)、分布式操作系統(tǒng)以及軟件工程標準等。當前第24頁\共有190頁\編于星期六\14點2023年6月11日25英國航空管理局的IBM計算機當前第25頁\共有190頁\編于星期六\14點2023年6月11日26

計算機發(fā)展幾個階段的主要元器件第一代（1946~1957）電子管5千~4萬（次/秒）第二代（1958~1964）晶體管幾十萬~百萬（次/秒）第三代（1965~1970）集成電路百萬~幾百萬（次/秒）第四代（1971年至今）大規(guī)模集成電路幾百萬~幾百萬億（次/秒）當前第26頁\共有190頁\編于星期六\14點2023年6月11日27計算機的發(fā)展趨勢·功能巨型化

天氣預報、地震機理研究、石油和地質(zhì)勘探、衛(wèi)星圖像處理等等處理等大量科學計算的高科技領(lǐng)域。·體積微型化ENIAC當前第27頁\共有190頁\編于星期六\14點2023年6月11日28PDP-11CRAY-ⅡAltair

8800·多極化當前第28頁\共有190頁\編于星期六\14點2023年6月11日29·網(wǎng)絡(luò)化InternetWWWGOPHERE-MailFTPTelnet利用現(xiàn)代通信和計算機技術(shù)，把分布在不同地點的計算機互聯(lián)起來，按網(wǎng)絡(luò)協(xié)議互相通信，以共享軟、硬件和數(shù)據(jù)資源當前第29頁\共有190頁\編于星期六\14點2023年6月11日30Deepblue資源網(wǎng)絡(luò)化

使用遠程資源，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。處理智能化

“總有一天，人類會造出一些舉止跟人一樣的‘沒有靈魂的機械’來”。

——笛卡爾（1637）當前第30頁\共有190頁\編于星期六\14點2023年6月11日311997年5月11日“深藍”勝卡斯帕羅夫2003年11月16日卡斯帕羅夫與電腦“X3D-FRITZ”進行了三回合的較量當前第31頁\共有190頁\編于星期六\14點2023年6月11日32智能化主要研究領(lǐng)域：

1、模式識別2、機器人3、專家系統(tǒng)4、自然語言的生成與理解

……Deepblue（深藍）GarryKasparov（卡斯帕洛夫）當前第32頁\共有190頁\編于星期六\14點2023年6月11日33·多媒體

圖、文、聲、象等多種媒體有機結(jié)合的人機交互系統(tǒng)。當前第33頁\共有190頁\編于星期六\14點2023年6月11日34計算機的作用（WSG）

1、Works當前第34頁\共有190頁\編于星期六\14點2023年6月11日352、Studies當前第35頁\共有190頁\編于星期六\14點2023年6月11日363、Games

當前第36頁\共有190頁\編于星期六\14點2023年6月11日37神經(jīng)電子計算機（神經(jīng)芯片）???未來計算機的發(fā)展趨勢當前第37頁\共有190頁\編于星期六\14點2023年6月11日38神經(jīng)集成電路當前第38頁\共有190頁\編于星期六\14點2023年6月11日39生物計算機當前第39頁\共有190頁\編于星期六\14點2023年6月11日40超導計算機當前第40頁\共有190頁\編于星期六\14點2023年6月11日41量子計算機當前第41頁\共有190頁\編于星期六\14點2023年6月11日42激光計算機當前第42頁\共有190頁\編于星期六\14點2023年6月11日43光子子計算機當前第43頁\共有190頁\編于星期六\14點2023年6月11日44智能計算機當前第44頁\共有190頁\編于星期六\14點2023年6月11日45裝配智能計算機的玩具當前第45頁\共有190頁\編于星期六\14點2023年6月11日46當前第46頁\共有190頁\編于星期六\14點2023年6月11日47表1-1計算機發(fā)展的四個階段代次起止年份所用電子元器件數(shù)據(jù)處理方式運算速度應(yīng)用領(lǐng)域第一代1946~1957電子管匯編語言、代碼程序5千~3萬次/秒國防及高科技第二代1958~1964晶體管高級程序設(shè)計語言數(shù)十萬~幾百萬次/秒工程設(shè)計、數(shù)據(jù)處理第三代1965~1970中、小規(guī)模集成電路結(jié)構(gòu)化、模塊化程序設(shè)計、實時處理數(shù)百萬~幾千萬次/秒工業(yè)控制、數(shù)據(jù)處理第四代1970~至今大規(guī)模、超大規(guī)模集成電路分時、實時數(shù)據(jù)處理、計算機網(wǎng)絡(luò)數(shù)億條指令/秒工業(yè)、科技以及社會和生活各方面當前第47頁\共有190頁\編于星期六\14點2023年6月11日48代次起止年份CPU數(shù)據(jù)位數(shù)主頻(MHZ）第一代1971~1972Intel4004、80084位、8位1第二代1973~1977Intel80808位2第三代1978~1980Intel808616位>5第四代1981~1992Intel80386、8048632位>25第五代1993~1998Pentium

PentiumPro64位60~400第六代1999~今PentiumIIIPentiumIV（雙核）64位450~3600表1-2微型計算機發(fā)展的六個階段當前第48頁\共有190頁\編于星期六\14點2023年6月11日49摩爾定理晶體管數(shù)500(mlps)197510M(transistors)197519801985199019951M100K10K250.11.0400480386802868080808680486PentlumProoossorMicro2000每18個月芯片能力增長一倍單位時間執(zhí)行的指令數(shù)百萬條/每秒當前第49頁\共有190頁\編于星期六\14點2023年6月11日50微處理器的發(fā)展0.18微米芯片10微米芯片晶體管數(shù)目4004奔騰4420,000,0002,300微處理器集成度發(fā)展當前第50頁\共有190頁\編于星期六\14點2023年6月11日51微機外觀當前第51頁\共有190頁\編于星期六\14點2023年6月11日52計算機的特點1．運算速度快、精度高

計算機的運算速度，慢則每秒數(shù)萬次，快則每秒上億次?，F(xiàn)在世界上最快的計算機每秒可以運算萬億次以上。如果與每秒一百萬次的計算機相比，它連續(xù)工作一小時所完成的工作量，一個人一生也做不完。計算機的字長越長，其精度越高。目前的個人計算機（PC）的精度已經(jīng)達到了64位字長。對于氣象預報等復雜、時間性強的工作，沒有計算機進行數(shù)據(jù)處理，單靠手工已無法實現(xiàn)。當前第52頁\共有190頁\編于星期六\14點2023年6月11日532．具有邏輯判斷和記憶能力

計算機有準確的邏輯判斷能力和高超的記憶能力。可以把龐大的國民經(jīng)濟信息或一個大圖書館的全部文獻資料目錄和索引存儲在計算機系統(tǒng)中，隨時提供情報檢索服務(wù)。

計算機的計算能力、邏輯判斷能力和記憶能力三者的結(jié)合，使之可以模仿人的某些智能活動。因此，計算機已經(jīng)遠遠不只是計算的工具，而是人類腦力延伸的重要助手。通常也把計算機稱作“電腦ElectronicBrain

”就是這個原因。當前第53頁\共有190頁\編于星期六\14點2023年6月11日543．高度的自動化和靈活性

計算機采取存儲程序方式工作，即把編好的程序輸入計算機，機器便可依次逐條執(zhí)行。這就使計算機實現(xiàn)了高度的自動化和靈活性。每臺計算機提供的基本功能是有限的，這是在設(shè)計和制造時就決定了的。然而，計算機區(qū)別于其他機器之處，就在于這些有限的功能，可以在人的精心編排設(shè)計下，快速自動地完成多種多樣基本功能序列。從而實現(xiàn)計算機的通用性，達到計算機應(yīng)用的各種目的。

當前第54頁\共有190頁\編于星期六\14點2023年6月11日55三、計算機的應(yīng)用領(lǐng)域：１、科學計算２、數(shù)據(jù)處理３、過程控制４、計算機輔助系統(tǒng)（CAD、CAI、CAM等）５、人工智能、機器人等６、信息高速公路７、電子商務(wù)、電子政務(wù)等８、辦公自動化９、計算機模擬仿真當前第55頁\共有190頁\編于星期六\14點2023年6月11日56四、計算機的分類（依據(jù)IEEE-美國電氣和電子工程師協(xié)會標準）：１、按計算機原理分類

數(shù)字計算機（digital

computer）模擬計算機（analog

computer）數(shù)字模擬混合計算機（hybrid

computer）

（1）數(shù)字計算機

該類計算機輸入、處理、輸出和存儲的數(shù)據(jù)都是數(shù)字量，這些數(shù)據(jù)在時間上是離散的.非數(shù)字量的數(shù)據(jù)（如字符、聲音、圖形圖像等）只要經(jīng)過編碼后也可以處理。

（2）模擬計算機

該類計算機輸入、處理、輸出和存儲的數(shù)據(jù)是模擬量（如電壓、電流、溫度等），這些數(shù)據(jù)在時間上是連續(xù)的。

（3）數(shù)字模擬混合計算機

該類計算機將數(shù)字技術(shù)和模擬技術(shù)相結(jié)合，兼有數(shù)字計算機和模擬計算機的功能。當前第56頁\共有190頁\編于星期六\14點2023年6月11日57

按照計算機的用途及其使用的范圍可分為兩類:

(1)通用計算機

（general

purpose

computer）

(2)專用計算機（special

purpose

computer）通用計算機：該類計算機具有廣泛的用途，可應(yīng)用于科學計算、數(shù)據(jù)處理和過程控制等。專用計算機：該類計算機適用于某一特定的應(yīng)用領(lǐng)域，如智能儀表、生產(chǎn)過程控制、軍事裝備的模擬等。2．按用途分類

當前第57頁\共有190頁\編于星期六\14點2023年6月11日583．按規(guī)模分類

巨型計算機（supercompter）

大中型計算機（largemedium－scale

computer）

小型計算機（minicomputer）

微型計算機（microcomputer）

工作站（workstation）

服務(wù)器（server）

網(wǎng)絡(luò)計算機（netcomputer）……當前第58頁\共有190頁\編于星期六\14點2023年6月11日59按綜合性能指標分類巨型機：速度最快、處理能力最強

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、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、價格便宜網(wǎng)絡(luò)計算機：基于Java技術(shù)的瘦客戶機系統(tǒng)

當前第59頁\共有190頁\編于星期六\14點2023年6月11日601）巨型計算機

指其運算速度每秒超過1億次的超大型的計算機，該類計算機主要應(yīng)用于復雜的科學計算及軍事等專門的領(lǐng)域。例如，由我國研制的“銀河”,“曙光”和“神州”系列計算機就屬于這種類型。當前第60頁\共有190頁\編于星期六\14點2023年6月11日61（2）大中型計算機

該類計算機也具有較高的運算速度，每秒鐘可以執(zhí)行幾千萬條指令，并具有較大的存儲容量以及較好的通用性，但價格較貴，通常被用來作為銀行、鐵路、石油等大型應(yīng)用系統(tǒng)中的計算機網(wǎng)絡(luò)的主機來使用。當前第61頁\共有190頁\編于星期六\14點2023年6月11日62（3）小型計算機

該類計算機的運算速度和存儲容量略低于大中型計算機，但與終端和各種外部設(shè)備連接比較容易，適合于作為聯(lián)機系統(tǒng)的主機，或者工業(yè)生產(chǎn)過程的自動控制。當前第62頁\共有190頁\編于星期六\14點2023年6月11日63（4）微型計算機

微型計算機使用大規(guī)模集成電路芯片制作微處理器、存儲器和接口，并配置相應(yīng)的軟件，從而構(gòu)成完整的微型計算機系統(tǒng)。它的問世在計算機的普及與應(yīng)用中發(fā)揮了重大的推動作用。

如果把這種微型計算機制作在一塊印刷線路板上，則稱其為單板機。如果在一塊芯片中包含有微處理器、存儲器和接口等微型計算機的最基本的配置，則這種芯片稱為單片機。當前第63頁\共有190頁\編于星期六\14點2023年6月11日64（5）工作站

由高性能的微型計算機系統(tǒng)、輸入輸出設(shè)備以及專門軟件組成,適合于某些特殊用途。

例如，圖形工作站包括高性能的主機、掃描儀、繪圖儀、數(shù)字化儀、高精度的屏幕顯示器、其他通用的輸入輸出設(shè)備以及圖形處理軟件，它具有很強的對圖形進行輸入、處理、輸出和存儲的能力，在工程設(shè)計和多媒體信息處理中有廣泛的應(yīng)用。當前第64頁\共有190頁\編于星期六\14點2023年6月11日65（6）服務(wù)器

一種在網(wǎng)絡(luò)環(huán)境下為多個用戶提供服務(wù)的共享設(shè)備?？煞譃槲募?wù)器、通信服務(wù)器、打印服務(wù)器等。（7）網(wǎng)絡(luò)計算機

它是一種在網(wǎng)絡(luò)環(huán)境下使用的終端設(shè)備，其特點是內(nèi)容量大、顯示器的性能高、通信功能強，但本機中不一定配置外存，所需要的程序和數(shù)據(jù)存儲在網(wǎng)絡(luò)的服務(wù)器中。當前第65頁\共有190頁\編于星期六\14點2023年6月11日66計算機的特點1、處理速度快（幾千次/s至數(shù)百萬億次）2、運算精度高3、具有記憶能力（存儲容量大）4、具有邏輯判斷能力5、存儲程序當前第66頁\共有190頁\編于星期六\14點2023年6月11日67（1）運算速度快

目前的巨型機運算速度已經(jīng)達到每秒鐘數(shù)百萬億次運算，即使是微型計算機，其運算速度也已經(jīng)大大超過了早期大型計算機的運算速度。因此，計算機可以快速的進行計算和信息處理。當前第67頁\共有190頁\編于星期六\14點2023年6月11日68（2）運算精度高

由于計算機內(nèi)部采用浮點數(shù)表示方法，而且微型計算機的字長已從8位、16位增加到32位、64位甚至更長，從而使處理的結(jié)果具有很高的精確度。當前第68頁\共有190頁\編于星期六\14點2023年6月11日69（3）具有記憶能力

計算機具有內(nèi)存儲器和外存儲器，可以記憶大量的信息和程序。當前第69頁\共有190頁\編于星期六\14點2023年6月11日70（4）具有邏輯判斷能力

能夠進行各種邏輯判斷，并根據(jù)判斷的結(jié)果自動決定下一步應(yīng)該執(zhí)行的指令。（5）存儲程序

由于計算機內(nèi)可以存儲程序，從而使得計算機可以在程序的控制下自動地完成各種操作，而無需人工干預。當前第70頁\共有190頁\編于星期六\14點2023年6月11日71計算機的用途科學計算2.數(shù)據(jù)處理3.實時控制

4.人工智能5.計算機輔助工程和輔助教育6.娛樂與游戲當前第71頁\共有190頁\編于星期六\14點2023年6月11日721．科學計算科學計算是指使用計算機來完成科學研究和工程技術(shù)中所遇到的數(shù)學問題的計算，又稱為數(shù)值計算。當前第72頁\共有190頁\編于星期六\14點2023年6月11日732．數(shù)據(jù)處理數(shù)據(jù)處理即使計算機對數(shù)據(jù)進行輸入、分類、加工、整理、合并、統(tǒng)計、制表、檢索以及存儲等，是計算機又一重要的應(yīng)用領(lǐng)域。在當今信息化的社會中，每時每刻都在生成大量的信息，只有利用計算機才能管理和充分利用浩如煙海的信息。當前第73頁\共有190頁\編于星期六\14點2023年6月11日743．實時控制實時控制是指及時地采集檢測數(shù)據(jù)、使用計算機快速地進行處理并自動地控制被控對象的動作，實現(xiàn)生產(chǎn)過程的自動化。此外，在計算機應(yīng)用于實時控制中還具有故障檢測、報警和診斷等功能。當前第74頁\共有190頁\編于星期六\14點2023年6月11日754．人工智能人工智能是由計算機來模擬或部分模擬人類的智能。傳統(tǒng)的計算機程序雖然具有邏輯判斷的能力，但它只能執(zhí)行人預先設(shè)計好的動作，而不能像人類那樣進行思維。例如專家系統(tǒng)屬于人工智能的應(yīng)用范疇，但現(xiàn)在的專家系統(tǒng)還遠不能具備像人類那樣的分析問題、解決問題的能力。當前第75頁\共有190頁\編于星期六\14點2023年6月11日765．計算機輔助工程計算機輔助工程包括:

計算機輔助設(shè)計

CAD

（

computer－aideddesign

）計算機輔助制造CAM（computer－aidedmanufacturing

）計算機集成制造系統(tǒng)CIMS（computer－integratedmanufacturingsystem

）當前第76頁\共有190頁\編于星期六\14點2023年6月11日77計算機輔助設(shè)計（CAD）

利用計算機的計算、邏輯判斷、數(shù)據(jù)處理以及繪圖等功能與人的經(jīng)驗和判斷能力相結(jié)合，共同完成各種產(chǎn)品或者工程項目的設(shè)計工作，實現(xiàn)設(shè)計過程的自動化或半自動化。當前第77頁\共有190頁\編于星期六\14點2023年6月11日78計算機輔助制造（CAM）

使用計算機輔助人們完成工業(yè)產(chǎn)品的制造任務(wù)。從對設(shè)計文檔、工藝流程、生產(chǎn)設(shè)備等的管理，到對加工與生產(chǎn)裝置的控制和操作，都可以在計算機的輔助下完成。當前第78頁\共有190頁\編于星期六\14點2023年6月11日79

計算機集成制造系統(tǒng)（CIMS）

將計算機技術(shù)集成到制造工廠的整個制造全過程中，使企業(yè)內(nèi)的信息流、物流、資金流和人員活動形成了一個統(tǒng)一協(xié)調(diào)的整體。

CIMS的對象是制造業(yè)。當前第79頁\共有190頁\編于星期六\14點2023年6月11日806．計算機輔助教育計算機輔助教育

CAI

（

Computer－AidedInstruction

）涉及的層面很廣，從校園到Internet，從CAI課件的制作到遠程教學、從輔助兒童的智力開發(fā)到中小學和大學的教學，從輔助學生自學到輔助教師授課，從計算機輔助實驗到學校的教學管理等，都可以在計算機的輔助下進行，從而提高教學質(zhì)量和學校管理水平與工作效率。當前第80頁\共有190頁\編于星期六\14點2023年6月11日817．娛樂與游戲

隨著計算機技術(shù)、多媒體技術(shù)、動畫技術(shù)以及網(wǎng)絡(luò)技術(shù)的不斷發(fā)展，使得計算機能夠以圖像與聲音的集成形式向人們提供最新的娛樂和游戲的方式。在計算機上可以觀看影視節(jié)目，播放歌曲和音樂等。許多影視節(jié)目、歌曲、和音樂也可以從計算機網(wǎng)絡(luò)上下載，供人們欣賞。當前第81頁\共有190頁\編于星期六\14點2023年6月11日82當前第82頁\共有190頁\編于星期六\14點2023年6月11日83當前第83頁\共有190頁\編于星期六\14點2023年6月11日842．計算機中常用的名詞（1）位

Bit計算機中所有的數(shù)據(jù)都是以二進制來表示的，一個二進制代碼稱為一位，記為bit。位是計算機中最小的信息單位。（2）字節(jié)

Byte在對二進制數(shù)據(jù)進行存儲時，以八位二進制代碼為一個單元存放在一起，稱為一個字節(jié)，記為Byte。字節(jié)是計算機中次小的存儲單位。當前第84頁\共有190頁\編于星期六\14點2023年6月11日85（3）字

Word

一條指令或一個數(shù)據(jù)信息，稱為一個字(Word)。字是計算機進行信息交換、處理、存儲的基本單元。（4）字長

WordLengthCPU中每個字所包含的二進制代碼的位數(shù)，稱為字長。字長是衡量計算機性能的一個重要指標。

當前第85頁\共有190頁\編于星期六\14點2023年6月11日86（5）指令

Instruction

指揮計算機執(zhí)行某種基本操作的命令稱為指令。一條指令規(guī)定一種操作，由一系列有序指令組成的集合稱為程序。（6）容量capacity

容量是衡量計算機存儲能力常用的一個名詞，主要指存儲器所能存儲信息的字節(jié)數(shù)。常用的容量單位有B、KB、MB、GB、TB，它們之間的關(guān)系是：1KB=1024B，1MB=1024KB，1GB=1024MB,1TB=1024GB，……當前第86頁\共有190頁\編于星期六\14點2023年6月11日873.進位計數(shù)制

根據(jù)不同的進位原則，可以得到不同的進位制。在日常生活中，人們廣泛使用的是十進制數(shù)，有時也會遇到其他進制的數(shù)，例如，鐘表上，六十秒鐘為一分鐘，六十分鐘為一小時，即為六十進制。在計算機中，最常使用的是：

十進制（Decimal）

二進制（Binary）八進制（Octal）

十六進制（Hexadecimal）

當前第87頁\共有190頁\編于星期六\14點2023年6月11日88當前第88頁\共有190頁\編于星期六\14點1.2數(shù)字化信息編碼與數(shù)據(jù)表示一、數(shù)字化信息編碼

信息：數(shù)值、文字、語音、圖形和圖象。（信息必須數(shù)字化編碼，才能傳送、存儲和處理）二、進位計數(shù)制當前第89頁\共有190頁\編于星期六\14點2023年6月11日901.數(shù)字化信息編碼的概念1．數(shù)字化信息編碼的概念

計算機中的信息也稱為數(shù)據(jù)。由于二進制電路簡單、可靠且具有很強的邏輯功能，因此數(shù)據(jù)在計算機中均以二進制表示，并用它們的組合表示不同類型的信息。

當前第90頁\共有190頁\編于星期六\14點2023年6月11日91

（1）十進制（Decimal）

十進制記數(shù)法有兩個特點：·它有十個不同的記數(shù)符號：0、1、2、…、9。每一位數(shù)只能用這十個記數(shù)符號之一來表示，稱這些記數(shù)符號為數(shù)碼。·它采用逢十進一的原則計數(shù)。小數(shù)點前面自右向左，分別為個位、十位、百位、千位等，相應(yīng)地，小數(shù)點后面自左向右，分別為十分位、百分位、千分位等。各個數(shù)碼所在的位置稱為數(shù)位。當前第91頁\共有190頁\編于星期六\14點2023年6月11日92

例如：十進制數(shù)666.66

個位的6表示其本身的數(shù)值；而十位的6，表示其本身數(shù)值的十倍，即6×10，百位的6，則代表其本身數(shù)值的一百倍，即6×100；而小數(shù)點右邊第一位小數(shù)位的6表示的值為6×0.1；第二位小數(shù)位的6表示的值為6×0.01。

因此這個十進制數(shù)可以用多項式展開寫成：

666.66＝6×102＋6×101＋6×100＋6×10－1＋6×10－2當前第92頁\共有190頁\編于星期六\14點2023年6月11日93

如果用ai表示某一位的不同數(shù)碼，對任意一個十進制數(shù)A，可用多項式表示為：

A＝an10n－1＋…＋a1100＋a－110－1＋………＋a－m10―m

在上式中，m、n為正整數(shù)，n為小數(shù)點左邊的位數(shù)，m為小數(shù)點右邊的位數(shù)，即m、n為相應(yīng)的數(shù)位值。各個數(shù)碼由于所在數(shù)位不同而乘以10的若干次冪稱為相應(yīng)數(shù)位的“權(quán)”。

“權(quán)”的底數(shù)稱為進位制的基數(shù)。在這里，因為是十進制數(shù)，所以基數(shù)是10。

以上是十進制數(shù)的計數(shù)機理，在正常書寫時，各數(shù)碼的“權(quán)”隱含在數(shù)位之中，即：

A＝an－1an－2…a1a0.a–1…a－m

當前第93頁\共有190頁\編于星期六\14點2023年6月11日94

（2）二進制（Binary）

二進制記數(shù)法也有兩個特點：

·它有兩不同的記數(shù)符號，即數(shù)碼0和1。

·它采用逢二進一的原則計數(shù)。也就是說，進位基數(shù)是2。數(shù)碼在不同的數(shù)位所代表的值也是不相同的，各數(shù)位的“權(quán)”是以2為底的冪。

當前第94頁\共有190頁\編于星期六\14點2023年6月11日95當前第95頁\共有190頁\編于星期六\14點2023年6月11日96

例如：

（10110.1）2

＝1×24＋0×23＋1×22

＋

1×21

＋0×20＋1×2－1＝（22.5）10任意一個二進制數(shù)B，可以展開成多項式之和,即

B=bn2n－1+bn－12n－2+…+b221+b120+…+b－12－1+…+b－m2－m

當前第96頁\共有190頁\編于星期六\14點2023年6月11日97

其中，bI的取值為0或1，n為小數(shù)點左邊的位數(shù)，m為小數(shù)點右邊的位數(shù)。二進制記數(shù)法各數(shù)位的“權(quán)”，整數(shù)部分從小數(shù)點開始向左分別為1，2，4，8，16，32，…；小數(shù)部分的“權(quán)”，從小數(shù)點向右分別為0.5,0.25,0.125，…。二進制的基數(shù)是2，數(shù)位的“權(quán)”是以2為底數(shù)的冪。一般書寫時，各數(shù)碼的“權(quán)”隱含在數(shù)位之中，即：

B＝bnbn－1bn－2…b1b.b–1…b－m

當前第97頁\共有190頁\編于星期六\14點2023年6月11日98

（3）八進制數(shù)（Octal）

八進制記數(shù)法的兩個特點是：

·采用八個不同的記數(shù)符號，即數(shù)碼：0～7。·采用逢八進一的進位原則。在不同的數(shù)位，數(shù)碼所表示的值等于數(shù)碼的值乘上相應(yīng)數(shù)位的“權(quán)”。例如：（456.45）8＝4×82＋5×81＋6×80＋4×8－1＋5×8－2＝（302.578125）10當前第98頁\共有190頁\編于星期六\14點2023年6月11日99一般地，任意一個八進制數(shù)可以表示為：

C＝cn8n－1+cn－18n－2+…+c180+…+c－18－1+…+c－m8－m

在上式中，Ci只能取0～7之一的值；八進制的基數(shù)是8。

當前第99頁\共有190頁\編于星期六\14點2023年6月11日100

（4）十六進制（Hexadecimal）

十六進制記數(shù)法也有兩個特點：

·采用十六個不同的記數(shù)符號，即數(shù)碼0～9及A、B、C、D、E、F。其中：A表示十進制數(shù)10，B表示11，C表示12，D表示13，E表示14，F(xiàn)表示15。

·它采用逢十六進一的進位原則，各位數(shù)的“權(quán)”是以16為底數(shù)的冪。

當前第100頁\共有190頁\編于星期六\14點2023年6月11日101例如：（2AF）16＝2×162＋A×161＋F×160＝2×162＋10×16＋15×1＝（687）10當前第101頁\共有190頁\編于星期六\14點2023年6月11日102

一個任意的十六進制數(shù)可以表示為：

D＝dn16n－1+dn－116n－2+…+d2161+d1160+d－116－1+…+d－m16－m

在上式中，di可以取0～F之一的值；十六進制的基數(shù)是16。

當前第102頁\共有190頁\編于星期六\14點2023年6月11日1034、不同進制之間的轉(zhuǎn)換(1).r進制轉(zhuǎn)換成十進制（按位權(quán)展開）（an...a1a-1….

a-m)r=anrn-1

+…+a1

r0+a-1r-1+…a-m

r-m

(10101)2=24+22+1=(21)10(101.11)2=22+1+2-1+2-2=(5.75)10(101)8=82+1=(65)10(71)8=7x81+1=(57)10(101A)16=163

+16+10=(4122)10當前第103頁\共有190頁\編于星期六\14點整數(shù)部分：除以r取余數(shù)，直到商為0，余數(shù)從下到上排列小數(shù)部分：乘以r取整數(shù)，整數(shù)從上到下排列例：(100.345)10(1100100.01011)2

(100)10=(144)8=(64)16(100)10=(144)8=(64)16=(1100100)2(2).十進制轉(zhuǎn)化成r進制當前第104頁\共有190頁\編于星期六\14點2023年6月11日105當前第105頁\共有190頁\編于星期六\14點2023年6月11日106當前第106頁\共有190頁\編于星期六\14點2023年6月11日107當前第107頁\共有190頁\編于星期六\14點2023年6月11日108當前第108頁\共有190頁\編于星期六\14點2023年6月11日109當前第109頁\共有190頁\編于星期六\14點2023年6月11日110(“或”)(“與”)當前第110頁\共有190頁\編于星期六\14點(3).八進制和十六進制轉(zhuǎn)換成二進制每個十六進制數(shù)對應(yīng)二進制的四位。每個八進制數(shù)對應(yīng)二進制的三位。

（2C1D）16=（0010

1100

0001

1101）2

2C1D

（7123）8=（111

001

010

011）2

7123

（64）16=（0110

0100）264

（144）8=（001

100

100）2144當前第111頁\共有190頁\編于星期六\14點(4).二進制轉(zhuǎn)化成八進制和十六進制整數(shù)部分:從右向左進行分組。小數(shù)部分:從左向右進行分組。轉(zhuǎn)化成八進制時三位一組。轉(zhuǎn)化成十六進制時四位一組,不足補零。(11

0110

1111

.

1101

0100)2=(36F.D4)16

36FD4

后邊補兩個零,變成

0100(

1

101

101

110

.

110

101

)2=(1556.65)8

155665當前第112頁\共有190頁\編于星期六\14點2023年6月11日113

5、帶符號數(shù)的代碼表示

(1)、真值與機器數(shù)

前面我們都沒有涉及到數(shù)的符號可以認為是正數(shù)。但在算術(shù)運算中總會出現(xiàn)負數(shù)，通常我們都是在數(shù)值（絕對值）左邊加上“+”（正號，可省略）或“-”（負號）。

例如：二進制正數(shù)0.1011可寫為+0.1011或0.1011

二進制負數(shù)0.1011記作–0.1011

這種直接用正號“+”和負號“-”表示的二進制數(shù)，稱為“帶符號數(shù)的真值”。

計算機是如何表示數(shù)的真值形式呢？

計算機中，數(shù)字是存放在由存儲元件構(gòu)成的寄存器和存儲器中，

二進制的數(shù)字符號1和0是用兩種不同穩(wěn)定狀態(tài)（如高、低電位）來表示的。數(shù)的符號“+”或“-”也是用著兩種狀態(tài)來區(qū)別。比如，正數(shù)的符號用“0”表示，負數(shù)的符號用“1”表示。這樣就使數(shù)的符號也“數(shù)碼化”了。當前第113頁\共有190頁\編于星期六\14點2023年6月11日114例如：二進制正數(shù)+0.1011在機器中的表示如下：

符號位數(shù)值部分

二進制負數(shù)–0.1011在機器中的表示如下：

符號位數(shù)值部分

0101111011當前第114頁\共有190頁\編于星期六\14點2023年6月11日115

上面將符號數(shù)碼化的數(shù)稱為機器數(shù)。

在計算機中，機器數(shù)有三種表示，即：

原碼、補碼、反碼。

(2).原碼（TrueForm)

用原碼表示數(shù)的真值時，第一位是符號位，其余各位是數(shù)的絕對值部分。

若二進制小數(shù)的真值為X=0.X-1X-2····X-m

則（X)原=0.X-1X-2····X-m

若二進制小數(shù)的真值為X=-0.X-1X-2····X-m

則（X)原=1.X-1X-2····X-m

例如：真值X=+0.1011（X)原=0.1011

X=-0.1011（X)原=1.1011當前第115頁\共有190頁\編于星期六\14點2023年6月11日116一個數(shù)的原碼亦可用原碼的定義求得（原碼定義）

從以上例子可以看出：

原碼的表示形式與真值的形式非常相似，因此也比較簡單。

但是，計算機做原碼的算術(shù)運算比較麻煩。例如，在進行加減運算時，要根據(jù)參加運算的兩個數(shù)的符號（正或負）來確定兩數(shù)值的加、減運算。在做數(shù)值減運算時，還需比較兩個數(shù)的絕對值，才能確定誰減誰。手算倒容易實現(xiàn)，可是如果邏輯電路來實現(xiàn)這個過程，電路結(jié)構(gòu)將很復雜。當前第116頁\共有190頁\編于星期六\14點2023年6月11日117為此，人們設(shè)想，如果能將加、減法按一種來運算，顯然電路結(jié)構(gòu)也會簡單些。人們又找到其它兩種機器數(shù)的表示方法，這就是反碼和補碼。

(3).反碼（One’scomplement)

反碼也稱之為1的補數(shù)。其形成規(guī)則是：

對于正數(shù)，反碼與其原碼相同。

對于負數(shù)，反碼的數(shù)值部分是將其原碼的數(shù)值部分按位求反，但符號位不變。

例如：X=+0.1011(X)原=0.1011(X)反=0.1011

X=-0.1011(X)原=1.1011(X)反=1.0100

反碼亦可根據(jù)其定義求得（反碼定義）當前第117頁\共有190頁\編于星期六\14點2023年6月11日118(4).補碼（Two’scomplement)

補碼也稱之為2的補數(shù)。其形成規(guī)則是：

對于正數(shù)，補碼與其原碼相同。

對于負數(shù)，補碼是將原碼的數(shù)值部分“求反加1”（即按位求反，最低位加1），符號位不變。

例如：

X=+0.1011(X)原=0.1011(X)補=0.1011

Y=-0.1011(Y)原=1.1011(Y)補=1.0101

補碼亦可根據(jù)其定義求得（補碼定義）當前第118頁\共有190頁\編于星期六\14點補碼的用途

——變減法為加法10-4=6倒撥10+8=6順撥10+8=12+6模8與-4對模12互為補數(shù)當前第119頁\共有190頁\編于星期六\14點例如，在四位加法器中實現(xiàn)

12－7的運算：

∵[－7]原＝１１１１

[－7]補＝１００１

[12]補＝１１００

[－7]補＝１００１（＋

１０１０１

∴12－7＝12＋9＝5（丟失

模

16）丟失變減法為加法當前第120頁\共有190頁\編于星期六\14點2023年6月11日121當前第121頁\共有190頁\編于星期六\14點2023年6月11日122當前第122頁\共有190頁\編于星期六\14點2023年6月11日123當前第123頁\共有190頁\編于星期六\14點2023年6月11日124當前第124頁\共有190頁\編于星期六\14點2023年6月11日125當前第125頁\共有190頁\編于星期六\14點2023年6月11日126當前第126頁\共有190頁\編于星期六\14點2023年6月11日127尾數(shù)的位數(shù)決定數(shù)的精度.階碼的位數(shù)決定數(shù)的范圍.浮點數(shù)：階符階碼數(shù)符尾數(shù)N=數(shù)符′尾數(shù)′2階符′階碼二進制數(shù)在計算機中的表示---浮點數(shù)當前第127頁\共有190頁\編于星期六\14點2023年6月11日128常用的信息編碼(1).

ＢＣＤ碼(8421)每位十進制數(shù)用四位二進制數(shù)編碼表示。

(25)10=（0010

0101）BCD

25(2).西文字符編碼每一個字符有一個編碼，計算機中常用的有ASCII碼（AmercianStandardCodeforInformationInterchange)

‘0’~‘9’

30H~39H

48D~57D

‘A’~‘Z’41H~5AH

65D~90D

‘a(chǎn)’~‘z’

61H~7AH97D~122D

每個字符占一字節(jié)（8bits），用7位，最高位為“0”(校驗位)。當前第128頁\共有190頁\編于星期六\14點2023年6月11日129當前第129頁\共有190頁\編于星期六\14點2023年6月11日130當前第130頁\共有190頁\編于星期六\14點2023年6月11日131圖形和圖像的二進制編碼表示電子射線掃描計算機屏幕形成像素點.位圖圖像是一種對視覺信號直接量化的媒體形式當前第131頁\共有190頁\編于星期六\14點2023年6月11日132當像素點用1位來表示時,只能有黑白兩種(21)顏色;用4位來表示時，有16(24)種顏色；用八位來表示時,有256(28)種顏色;用32位來表示時,有232種顏色(真彩色)當前第132頁\共有190頁\編于星期六\14點2023年6月11日133柵格圖形BMP格式當前第133頁\共有190頁\編于星期六\14點2023年6月11日13416色、256色、24位位圖當前第134頁\共有190頁\編于星期六\14點2023年6月11日135(3).漢字編碼漢字的編碼有:輸入碼、國標碼、內(nèi)碼、字形碼。（A）漢字的鍵盤輸入碼國標區(qū)位碼全拼智能全拼自然碼雙拼

五筆字形

…...當前第135頁\共有190頁\編于星期六\14點（B）漢字機內(nèi)碼

漢字內(nèi)碼實際是國標碼在設(shè)備或信息處理系統(tǒng)內(nèi)部的表達形式。國標碼（GB2312-80）及其機內(nèi)碼：

國標碼：用兩字節(jié)二進制數(shù)表示214；一級漢字：3755個；二級漢字：3008個。機內(nèi)碼：每個字節(jié)最高位為1例：漢字國標碼漢字機內(nèi)碼

滬

2706（1001101110000110B）（1001101110000110B）

當前第136頁\共有190頁\編于星期六\14點2023年6月11日137(C)漢字字形碼

漢字字形的字模數(shù)據(jù)，以點陣或矢量函數(shù)表示。

點陣有：1616242432324848圖2.516*16點陣字形示例當前第137頁\共有190頁\編于星期六\14點漢字的字型表示點陣類型點陣字節(jié)數(shù)簡易型16×1632普及型24×24提高型32×32精密型48×4812872每個漢字占用字節(jié)數(shù)=點陣列數(shù)×行數(shù)／8288當前第138頁\共有190頁\編于星期六\14點漢字信息的數(shù)字化顯示輸出打印輸出機內(nèi)碼向字形碼轉(zhuǎn)換數(shù)字碼拼音碼字形碼機內(nèi)碼輸入碼向機內(nèi)碼轉(zhuǎn)換字符代碼化（輸入碼）內(nèi)部數(shù)據(jù)處理當前第139頁\共有190頁\編于星期六\14點漢字信息的數(shù)字化國標碼：國家標準信息交換用漢字編碼。國標碼采用雙字節(jié)的編碼方式。

國標碼采用ASCII碼表中的可顯示字符的代碼

21H～7EH作為漢字的區(qū)碼和位碼，構(gòu)成94×94的矩陣，對收入的6763個漢字、682個西文字符和

圖符進行編碼。矩陣的每一行稱為“區(qū)”，每一列稱為

“位”——國標區(qū)位碼?？梢宰鳛闈h字輸入碼。機內(nèi)碼:為區(qū)別ASCII碼而將字節(jié)的最高位置11國標碼第二字節(jié)1國標碼第一字節(jié)機內(nèi)碼是計算機內(nèi)部存儲和處理信息的二進制代碼當前第140頁\共有190頁\編于星期六\14點

0

011

0000漢字國標碼與機內(nèi)碼

0

010

0001

“啊”的國標碼3021H“１１“啊”的機內(nèi)碼B0A1H“

第一字節(jié)b7b6b5b4b3b2b1b0

第二字節(jié)b7b6b5b4b3b2b1b0所以國標碼3021H+

8080H

=機內(nèi)碼B0A1H當前第141頁\共有190頁\編于星期六\14點所以，區(qū)位碼1601D=1001H+

2020H

=國標碼3021H+

8080H

=機內(nèi)碼B0A1H漢字區(qū)位碼與機內(nèi)碼

0

0010000

0

0000001１１

第一字節(jié)b7b6b5b4b3b2b1b0

第二字節(jié)b7b6b5b4b3b2b1b0１１

“啊”的國標碼3021H

“啊”的機內(nèi)碼B0A1H當前第142頁\共有190頁\編于星期六\14點2023年6月11日143（D）各種代碼之間的關(guān)系：

某種輸入編碼方案的漢字

輸入編碼向內(nèi)部碼的轉(zhuǎn)換

機內(nèi)碼漢字的顯示或打印

內(nèi)部碼向字形碼的轉(zhuǎn)換

當前第143頁\共有190頁\編于星期六\14點2023年6月11日144

計算機系統(tǒng)的組成

運算器(ALU)

中央處理器

(CPU)—

主機—

控制器(TRU)

內(nèi)部存儲器

(RAM、

ROM)

硬件—

外部存儲器硬盤、軟盤、光盤)

系統(tǒng)

輸入設(shè)備鍵盤、鼠標、掃描儀)

外部設(shè)備-

輸出設(shè)備顯示器、打印機、繪圖儀)

計算機系統(tǒng)-

其它設(shè)備電源等

操作系統(tǒng)(DOS、Windows、UNIX)

系統(tǒng)軟件—

編譯系統(tǒng)

軟件—

數(shù)據(jù)庫管理系統(tǒng)

系統(tǒng)

系統(tǒng)服務(wù)程序

應(yīng)用軟件—

專用應(yīng)用軟件

通用應(yīng)用軟件

((()()CSHardwareSoftware當前第144頁\共有190頁\編于星期六\14點2023年6月11日145硬件系統(tǒng)組成馮·諾依曼型計算機由運算器、控制器、存儲器、輸入設(shè)備和輸出設(shè)備構(gòu)成。運算器和控制器合在一起叫做中央處理器，簡稱CPU。運算器又稱算術(shù)邏輯單元，簡稱ALU。輸入設(shè)備和輸出設(shè)備與計算機的信息交換都必須通過輸入/輸出接口，即I/O接口。當前第145頁\共有190頁\編于星期六\14點2023年6月11日146當前第146頁\共有190頁\編于星期六\14點2023年6月11日147當前第147頁\共有190頁\編于星期六\14點148存放程序和數(shù)據(jù)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)當前第148頁\共有190頁\編于星期六\14點2023年6月11日149三大總線（DB、AB、CB）所謂總線(Bus)即計算機內(nèi)部傳送數(shù)據(jù)的公用通道，主機的三大部件之間通過它們傳送數(shù)據(jù)、地址和控制信息。中央處理器CPU，存儲器和I/O接口安裝在主機箱的主機板上，它們之間由三總線連接，即：數(shù)據(jù)總線DB、地址總線AB和控制總線CB。當前第149頁\共有190頁\編于星期六\14點2023年6月11日150當前第150頁\共有190頁\編于星期六\14點2023年6月11日151一、.計算機硬件系統(tǒng)

存儲器

輸入設(shè)備運算器輸出設(shè)備

控制器馮諾依曼思想：二進制；程序和數(shù)據(jù)一樣存放在內(nèi)存；五大模塊當前第151頁\共有190頁\編于星期六\14點2023年6月11日152（1）馮·諾依曼原理（VonNeumann）

計算機的基本工作原理是存儲程序和程序控制。

該原理最初是由匈牙利數(shù)學家馮·諾依曼于1945年提出來的，故稱為馮·諾依曼原理。

按照馮·諾依曼原理構(gòu)造的計算機又稱馮·諾依曼計算機，其體系結(jié)構(gòu)稱為馮·諾依曼結(jié)構(gòu)。目前計算機已發(fā)展到了第四代，基本上仍然遵循著馮·諾依曼原理和結(jié)構(gòu)。但是，為了提高計算機的運行速度，實現(xiàn)高度并行化，當今的計算機系統(tǒng)已對馮·諾依曼結(jié)構(gòu)進行了許多變革，如指令流水線技術(shù)。當前第152頁\共有190頁\編于星期六\14點2023年6月11日153馮·諾依曼原理計算機依靠執(zhí)行程序來完成指定的任務(wù)——程序用二進制代碼表示；

Von

Neumann程序預先存放在計算機內(nèi)部存儲器之中——存儲程序；計算機不要人的干預而自動執(zhí)行程序——程序控制。計算機由運算器、控制器、存儲器、輸入設(shè)備、輸出設(shè)備所組成。當前第153頁\共有190頁\編于星期六\14點2023年6月11日154程序+數(shù)據(jù)操作命令處理結(jié)果反饋信號響應(yīng)信號請求信號響應(yīng)信號請求信號運算器(內(nèi))存儲器控制器輸入設(shè)備

輸出設(shè)備

馮·諾依曼結(jié)構(gòu)框圖當前第154頁\共有190頁\編于星期六\14點2023年6月11日155

馮·諾依曼計算機的基本特點如下：

·采用存儲程序方式，程序和數(shù)據(jù)放在同一個存儲器中，兩者沒有區(qū)別，指令同數(shù)據(jù)一樣可以送到運算器進行運算，即由指令組成的程序是可以修改的。

·存儲器是按地址訪問的線性編址的唯一結(jié)構(gòu)，每個單元的位數(shù)是固定的。

·指令由操作碼和地址碼組成。

·通過執(zhí)行指令直接發(fā)出控制信號控制計算機的操作。

·機器以運算器為中心，輸入輸出設(shè)備與存儲器間的數(shù)據(jù)傳送都經(jīng)過運算器。

·數(shù)據(jù)以二進制表示。當前第155頁\共有190頁\編于星期六\14點2023年6月11日156

（2）五大模塊（馮?諾伊曼原理）

控制器:發(fā)出控制命令，控制整個計算機各部件有條不紊地工作

運算器：算術(shù)運算和邏輯運算。

控制器+運算器=處理器（機）

內(nèi)存：（主存儲器）

1.有關(guān)術(shù)語：地址：每個存儲單元的編號。

字節(jié)8位（Bit）一個字節(jié)2.容量單位:

8位（bit）稱為1個字節(jié)(

byte）1KB=1024B1MB=1024KB1GB=1024MB1TB=1024GB

內(nèi)存+處理器=主機

（注：主機以外的設(shè)備稱為外圍設(shè)備）

輸入設(shè)備：鍵盤、鼠標、掃描儀……

輸出設(shè)備：打印機……當前第156頁\共有190頁\編于星期六\14點2023年6月11日1573、微型計算機

CAB（AddressBus地址總線）

PDB（DataBus數(shù)據(jù)總線）

U

CB（ControlBus控制總線）

接口接口

只讀存儲器隨機存儲器

ROMRAM輸入設(shè)備

輸出設(shè)備

微型計算機典型結(jié)構(gòu)當前第157頁\共有190頁\編于星期六\14點2023年6月11日158微型計算機的微處理器中央處理器（CPU），由大規(guī)模和超大規(guī)模集成電路構(gòu)成，做在一個芯片上。這樣的CPU稱為微處理器。

4位微處理器 Intel4004 8位微處理器 Intel8080 16位微處理器 Intel8086、Intel80286 32位微處理器 Intel80386、Intel80486、Pentium、PentiumII、