計(jì)算機(jī)應(yīng)用基礎(chǔ)（第二版）課件第1章 計(jì)算機(jī)基礎(chǔ)知識(shí)

計(jì)算機(jī)基礎(chǔ)知識(shí)第1章1.1認(rèn)識(shí)計(jì)算機(jī)1.2計(jì)算機(jī)中數(shù)和字符的表示1.3計(jì)算機(jī)系統(tǒng)的組成和工作原理1.4微型計(jì)算機(jī)的硬件配置本章導(dǎo)航1.1

認(rèn)識(shí)計(jì)算機(jī)1計(jì)算機(jī)的發(fā)展2計(jì)算機(jī)的特點(diǎn)3計(jì)算機(jī)的應(yīng)用4計(jì)算機(jī)的分類1.1認(rèn)識(shí)計(jì)算機(jī)1.1.1計(jì)算機(jī)的發(fā)展了解：

計(jì)算機(jī)是一種能按照事先存儲(chǔ)的程序，自動(dòng)、高速地進(jìn)行大量數(shù)值計(jì)算和各種信息處理的現(xiàn)代化智能電子設(shè)備。

程序就是指令的集合。

指令是讓計(jì)算機(jī)動(dòng)作的命令。1．計(jì)算機(jī)的誕生

1946年第一臺(tái)電子數(shù)字計(jì)算機(jī)（ENIAC）于美國賓夕法尼亞大學(xué)誕生：18800多個(gè)電子管1500多個(gè)繼電器占地面積170平方米重約30余噸耗電150千瓦

5000次加法或400次乘法運(yùn)算/秒，相當(dāng)于手工計(jì)算的20萬倍

ENIAC的誕生具有劃時(shí)代的意義，標(biāo)識(shí)著計(jì)算機(jī)時(shí)代的到來。1.1.1計(jì)算機(jī)的發(fā)展1．計(jì)算機(jī)的誕生

美籍匈牙利科學(xué)家馮·諾依曼又提出了“存儲(chǔ)程序”思想：把程序預(yù)先存放在存儲(chǔ)器中，運(yùn)行程序時(shí)，按照程序中指令的邏輯順序，把指令從存儲(chǔ)器取到中央處理器逐條執(zhí)行，自動(dòng)完成程序所描述的處理工作，隨后設(shè)計(jì)出第一臺(tái)“存儲(chǔ)程序”計(jì)算機(jī)EDVAC。其核心部分是中央處理器（CPU），計(jì)算機(jī)所有功能均集中于其中，這種結(jié)構(gòu)被稱為“馮·諾依曼體系結(jié)構(gòu)”，被人們普遍接受并延續(xù)至今。1.1.1計(jì)算機(jī)的發(fā)展（1）第一代計(jì)算機(jī)（1946年～1957年）

計(jì)算機(jī)的主要邏輯元件采用電子管。其運(yùn)算速度慢，每秒僅能完成幾千次到幾萬次運(yùn)算，內(nèi)存容量小，僅有幾千字節(jié)，使用機(jī)器語言或匯編語言編寫程序，沒有系統(tǒng)軟件，輸入輸出設(shè)備簡(jiǎn)單，采用穿孔的紙帶或卡片。

這一時(shí)期的計(jì)算機(jī)體積龐大，耗電量高，可靠性差，維護(hù)困難，造價(jià)高，壽命短，使用不便，僅應(yīng)用在少數(shù)尖端領(lǐng)域，一般在軍事和科研部門用于科學(xué)計(jì)算。2．計(jì)算機(jī)的發(fā)展過程1.1.1計(jì)算機(jī)的發(fā)展（2）第二代計(jì)算機(jī)（1958年～1964年）

計(jì)算機(jī)的主要邏輯元件采用晶體管。其運(yùn)算速度提高，達(dá)到每秒幾萬次到幾十萬次，內(nèi)存普遍使用磁芯，提高了存取速度和容量，內(nèi)存容量可達(dá)數(shù)萬字節(jié)，外存有了磁盤、磁帶，存儲(chǔ)容量大大增加，外設(shè)種類也有所增加。同時(shí)，計(jì)算機(jī)軟件也有了較大的發(fā)展，提出了操作系統(tǒng)的概念，出現(xiàn)了高級(jí)程序設(shè)計(jì)語言，使編程工作變得簡(jiǎn)化方便，為計(jì)算機(jī)的廣泛應(yīng)用鋪平了道路。這一時(shí)期的計(jì)算機(jī)除了科學(xué)計(jì)算外，還應(yīng)用于數(shù)據(jù)處理和工業(yè)過程控制等領(lǐng)域。2．計(jì)算機(jī)的發(fā)展過程1.1.1計(jì)算機(jī)的發(fā)展（3）第三代計(jì)算機(jī)（1965年～1970年）

計(jì)算機(jī)的主要邏輯元件采用中小規(guī)模集成電路技術(shù)?？梢栽趲灼椒胶撩椎墓杵霞蓭资畟€(gè)甚至幾百個(gè)電子元件，使計(jì)算機(jī)的體積和功耗大大降低，運(yùn)算速度大幅提高，可達(dá)每秒幾十萬次至幾百萬次，存儲(chǔ)器進(jìn)一步發(fā)展，存儲(chǔ)容量進(jìn)一步提高。同時(shí)，終端設(shè)備和遠(yuǎn)程終端設(shè)備迅速發(fā)展，為日后發(fā)展的計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)打下基礎(chǔ)。高級(jí)程序設(shè)計(jì)語言有了很大的發(fā)展，出現(xiàn)了操作系統(tǒng)和會(huì)話式語言。計(jì)算機(jī)的應(yīng)用范圍更廣，同時(shí)，計(jì)算機(jī)體系結(jié)構(gòu)開始向標(biāo)準(zhǔn)化、通用化、系列化方向發(fā)展。2．計(jì)算機(jī)的發(fā)展過程1.1.1計(jì)算機(jī)的發(fā)展（4）第四代計(jì)算機(jī)（1971年～今）

計(jì)算機(jī)的主要邏輯元件采用大規(guī)模、超大規(guī)模集成電路技術(shù)。其運(yùn)算速度達(dá)到每秒幾千萬次到幾千億次，甚至幾千萬億次，高集成度的半導(dǎo)體存儲(chǔ)器取代了磁芯存儲(chǔ)器，存儲(chǔ)容量大大提高。操作系統(tǒng)不斷完善，軟件配置空前豐富。

微型計(jì)算機(jī)大量進(jìn)入家庭，產(chǎn)品更新、升級(jí)速度加快，應(yīng)用范圍更加廣泛，已擴(kuò)大到社會(huì)各行各業(yè)。2．計(jì)算機(jī)的發(fā)展過程1.1.1計(jì)算機(jī)的發(fā)展（1）巨型化3．計(jì)算機(jī)的發(fā)展趨勢(shì)（2）微型化（3）網(wǎng)絡(luò)化（4）智能化1.1.1計(jì)算機(jī)的發(fā)展

微型計(jì)算機(jī)即PC機(jī)（個(gè)人計(jì)算機(jī)），簡(jiǎn)稱微型機(jī)或微機(jī)，是以微處理器為核心，配以內(nèi)存儲(chǔ)器、輸入/輸出接口電路及相應(yīng)的輔助電路而構(gòu)成的計(jì)算機(jī)。

微型計(jì)算機(jī)具有小巧、輕便、價(jià)廉、易用等優(yōu)點(diǎn)。

微處理器是以單片超大規(guī)模集成電路制成的具有運(yùn)算和控制功能的中央處理器。

1971年第一個(gè)微處理器Intel4004的誕生拉開了微型計(jì)算機(jī)發(fā)展的序幕。4．微型計(jì)算機(jī)的發(fā)展1.1.1計(jì)算機(jī)的發(fā)展

以微處理器為標(biāo)志，主要表現(xiàn)在微處理器的字長(zhǎng)、主頻、結(jié)構(gòu)和功能等方面：4．微型計(jì)算機(jī)的發(fā)展階段起止年份典型微處理器（以Intel為例）主頻4位和8位低檔微處理器時(shí)代1971~1973Intel400480081MHz8位中高檔微處理器時(shí)代1974~1977Intel808080852～5MHz16位微處理器時(shí)代1978~1984Intel8086/8088802865～25MHz32位微處理器時(shí)代1985~1992Intel803868048612～100MHz奔騰系列微處理器時(shí)代（32/64位）1993~2005Pentium（Ⅱ、Ⅲ、4、D）60MHz~3.8GHz酷睿系列微處理器時(shí)代（64位）2006~今Core2Duo、Core（i7、i5、i3）1～3.6GHz多核心技術(shù)1.1.2計(jì)算機(jī)的特點(diǎn)1．運(yùn)算速度快2．計(jì)算精度高3．存儲(chǔ)容量大

4．具有邏輯判斷能力

5．工作自動(dòng)化1.1.3計(jì)算機(jī)的應(yīng)用1．科學(xué)計(jì)算2．?dāng)?shù)據(jù)處理3．計(jì)算機(jī)輔助4．過程控制5．人工智能6．網(wǎng)絡(luò)通信7．嵌入式系統(tǒng)1.1.4計(jì)算機(jī)的分類1．按照所處理的數(shù)據(jù)類型分類（1）模擬計(jì)算機(jī)（2）數(shù)字計(jì)算機(jī)2．按照用途分類（1）專用計(jì)算機(jī)（2）通用計(jì)算機(jī)1.1.4計(jì)算機(jī)的分類3．按照性能分類（1）巨型機(jī)（2）大型機(jī)（3）小型機(jī)（4）工作站（5）微型機(jī)

巨型機(jī)又稱超級(jí)計(jì)算機(jī)，是所有計(jì)算機(jī)類型中價(jià)格最高、功能最強(qiáng)的一類。其運(yùn)算速度快、精確度高、存儲(chǔ)容量大、功能強(qiáng)大、結(jié)構(gòu)復(fù)雜，主要用于國防等國家尖端科學(xué)領(lǐng)域。1.1.4計(jì)算機(jī)的分類3．按照性能分類（1）巨型機(jī)（2）大型機(jī)（3）小型機(jī)（4）工作站（5）微型機(jī)

大型機(jī)又稱大型主機(jī)，具有高可靠性、高可用性、高服務(wù)性的特點(diǎn)。又稱為“企業(yè)級(jí)”計(jì)算機(jī)，因具有很強(qiáng)的數(shù)據(jù)處理和I/O（輸入/輸出）能力，以及很高的穩(wěn)定性和安全性，所以主要用于大型企業(yè)，特別是銀行、電信等商業(yè)領(lǐng)域。1.1.4計(jì)算機(jī)的分類3．按照性能分類（1）巨型機(jī)（2）大型機(jī)（3）小型機(jī)（4）工作站（5）微型機(jī)

相對(duì)于大型機(jī)，小型機(jī)具有規(guī)模較小、結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單、價(jià)格較低、易于操作、便于維護(hù)、性能適中、對(duì)運(yùn)行環(huán)境要求低等特點(diǎn)，廣泛應(yīng)用于中小型企事業(yè)單位的企業(yè)管理、工業(yè)控制、數(shù)據(jù)采集、分析計(jì)算等場(chǎng)合，也被用作大型、巨型計(jì)算機(jī)系統(tǒng)的輔助機(jī)。1.1.4計(jì)算機(jī)的分類3．按照性能分類（1）巨型機(jī)（2）大型機(jī)（3）小型機(jī)（4）工作站（5）微型機(jī)

一種介于小型機(jī)與微型機(jī)之間的高檔微機(jī)系統(tǒng)，專為處理專業(yè)應(yīng)用領(lǐng)域的某類特殊事務(wù)而設(shè)計(jì)的高性能計(jì)算機(jī)。通常配有高分辨率的大屏幕顯示器、大容量的內(nèi)外存儲(chǔ)器以及專用軟件。

工作站具有高性能的圖形、圖像處理能力，較強(qiáng)的數(shù)據(jù)處理和網(wǎng)絡(luò)通信功能。主要應(yīng)用于工程設(shè)計(jì)、動(dòng)畫制作、圖像處理、信息服務(wù)、模擬仿真等專業(yè)領(lǐng)域。1.1.4計(jì)算機(jī)的分類3．按照性能分類（1）巨型機(jī)（2）大型機(jī)（3）小型機(jī)（4）工作站（5）微型機(jī)

微型機(jī)又稱個(gè)人計(jì)算機(jī)，是由大規(guī)模集成電路組成的、體積較小的計(jì)算機(jī)。特點(diǎn)是結(jié)構(gòu)緊湊、體積小巧、靈活性強(qiáng)、通用性好、軟件豐富、使用方便、價(jià)格便宜，因而廣泛應(yīng)用于社會(huì)的各個(gè)領(lǐng)域，具有極強(qiáng)的生命力。1.1.4計(jì)算機(jī)的分類3．按照性能分類（1）巨型機(jī)（2）大型機(jī)（3）小型機(jī)（4）工作站（5）微型機(jī)臺(tái)式電腦掌上電腦一體電腦筆記本電腦平板電腦1.2計(jì)算機(jī)中數(shù)和字符的表示1進(jìn)位計(jì)數(shù)制2不同進(jìn)制之間的相互轉(zhuǎn)換3二進(jìn)制數(shù)的運(yùn)算規(guī)則4數(shù)據(jù)的表示單位5數(shù)值信息的表示6文字信息的表示1.2計(jì)算機(jī)中數(shù)和字符的表示1.2.1進(jìn)位計(jì)數(shù)制計(jì)算機(jī)中常用的幾種計(jì)數(shù)制計(jì)數(shù)制基數(shù)第r位的權(quán)有效數(shù)碼進(jìn)位規(guī)則表示方法二進(jìn)制22r01逢二進(jìn)一借一當(dāng)二(1011.1)2或1011.1B八進(jìn)制88r01234567逢八進(jìn)一借一當(dāng)八(702.03)8或702.03Q十進(jìn)制1010r0123456789逢十進(jìn)一借一當(dāng)十(6801.2)10或6801.2D十六進(jìn)制1616r0123456789ABCDEF逢十六進(jìn)一借一當(dāng)十六(2C9.E)16或2C9.EH1.2.2

不同進(jìn)制之間的相互轉(zhuǎn)換【例1.1】

將二進(jìn)制數(shù)1011.0101B轉(zhuǎn)換為十進(jìn)制數(shù)。1．二進(jìn)制向十進(jìn)制的轉(zhuǎn)換“按位權(quán)展開求和”法。轉(zhuǎn)換過程：1011.0101B=1×23+0×22+1×21+1×20+0×2-1+1×2-2+0×2-3+1×2-4=23+21+20+2-2+2-4=8+2+1+0.25+0.0625

=11.3125D1.2.2

不同進(jìn)制之間的相互轉(zhuǎn)換【例1.2】

將十六進(jìn)制數(shù)70B.A8H轉(zhuǎn)換為十進(jìn)制數(shù)。2．十六進(jìn)制向十進(jìn)制的轉(zhuǎn)換“按位權(quán)展開求和”法。轉(zhuǎn)換過程：70B.A8H=7×162+0×161+B×160+A×16-1+8×16-2

=7×256+0×16+11×1+10×0.0625+8×16-2

=1792+0+11+0.625+0.03125

=1803.65625D1.2.2

不同進(jìn)制之間的相互轉(zhuǎn)換【例1.3】

將八進(jìn)制數(shù)123.24Q轉(zhuǎn)換為十進(jìn)制數(shù)。3．八進(jìn)制向十進(jìn)制的轉(zhuǎn)換“按位權(quán)展開求和”法。轉(zhuǎn)換過程：

123.24Q=1×82+2×81+3×80+2×8-1+4×8-2

=1×64+2×8+3×1+2×0.125+4×8-2

=64+16+3+0.25+0.0625

=83.3125D1.2.2

不同進(jìn)制之間的相互轉(zhuǎn)換【例1.4】

將十進(jìn)制數(shù)11.3125D轉(zhuǎn)換為二進(jìn)制數(shù)。4．十進(jìn)制向二進(jìn)制的轉(zhuǎn)換整數(shù)部分的轉(zhuǎn)換采用“除2取余”法，小數(shù)部分的轉(zhuǎn)換采用“乘2取整”法。所以11D=1011B，0.3125D=0.0101B。11.3125D=1011.0101B1.2.2

不同進(jìn)制之間的相互轉(zhuǎn)換【例1.5】將十進(jìn)制數(shù)1803.65625D轉(zhuǎn)換為十六進(jìn)制數(shù)。5．十進(jìn)制向十六進(jìn)制的轉(zhuǎn)換整數(shù)部分的轉(zhuǎn)換采用“除16取余”法，小數(shù)部分的轉(zhuǎn)換采用“乘16取整”法。所以1803D=70BH，0.65625D=

0.A8H。1803.65625D=70B.A8H1.2.2

不同進(jìn)制之間的相互轉(zhuǎn)換【例1.6】將十進(jìn)制數(shù)83.3125D轉(zhuǎn)換為八進(jìn)制數(shù)。6．十進(jìn)制向八進(jìn)制的轉(zhuǎn)換整數(shù)部分的轉(zhuǎn)換采用“除8取余”法，小數(shù)部分的轉(zhuǎn)換采用“乘8取整”法。所以83D=123Q，0.3125D=0.24Q。83.3125D=123.24Q1.2.2

不同進(jìn)制之間的相互轉(zhuǎn)換7．二進(jìn)制與十六進(jìn)制、八進(jìn)制的相互轉(zhuǎn)換計(jì)算機(jī)中常用進(jìn)制的對(duì)應(yīng)關(guān)系十進(jìn)制二進(jìn)制十六進(jìn)制八進(jìn)制十進(jìn)制二進(jìn)制十六進(jìn)制八進(jìn)制0000000810008101000111910019112001022101010A123001133111011B134010044121100C145010155131101D156011066141110E167011177151111F171.2.2

不同進(jìn)制之間的相互轉(zhuǎn)換7．二進(jìn)制與十六進(jìn)制、八進(jìn)制的相互轉(zhuǎn)換【例1.7】

將二進(jìn)制數(shù)1101011.001B轉(zhuǎn)換為十六進(jìn)制數(shù)。轉(zhuǎn)換過程：所以1101011.001B=6B.2H1.2.2

不同進(jìn)制之間的相互轉(zhuǎn)換7．二進(jìn)制與十六進(jìn)制、八進(jìn)制的相互轉(zhuǎn)換【例1.8】

將二進(jìn)制數(shù)1101011.001B轉(zhuǎn)換為八進(jìn)制數(shù)。轉(zhuǎn)換過程：所以1101011.001B=153.1Q1.2.2

不同進(jìn)制之間的相互轉(zhuǎn)換7．二進(jìn)制與十六進(jìn)制、八進(jìn)制的相互轉(zhuǎn)換【例1.9】

將十六進(jìn)制數(shù)27D.6H轉(zhuǎn)換為二進(jìn)制數(shù)。轉(zhuǎn)換過程：所以27D.6H=1001111101.011B1.2.2

不同進(jìn)制之間的相互轉(zhuǎn)換7．二進(jìn)制與十六進(jìn)制、八進(jìn)制的相互轉(zhuǎn)換【例1.10】

將八進(jìn)制數(shù)1175.3Q轉(zhuǎn)換為二進(jìn)制數(shù)。轉(zhuǎn)換過程：所以1175.3Q=1001111101.011B1.2.3二進(jìn)制數(shù)的運(yùn)算規(guī)則1．算術(shù)運(yùn)算規(guī)則加法運(yùn)算減法運(yùn)算乘法運(yùn)算除法運(yùn)算0+0=00-0=00×0=00÷1=01+0=11-0=11×0=01÷1=10+1=10-1=1（有借位）0×1=0（0不能作除數(shù)）1+1=0（有進(jìn)位）1-1=01×1=1

1.2.3二進(jìn)制數(shù)的運(yùn)算規(guī)則1．算術(shù)運(yùn)算規(guī)則【例1.11】

計(jì)算二進(jìn)制數(shù)0011與1001之和，0101與0011之差。1.2.3二進(jìn)制數(shù)的運(yùn)算規(guī)則1．算術(shù)運(yùn)算規(guī)則【例1.12】

計(jì)算二進(jìn)制數(shù)1101×0011和1000101÷1011的值。1.2.3二進(jìn)制數(shù)的運(yùn)算規(guī)則2．邏輯運(yùn)算規(guī)則與運(yùn)算或運(yùn)算異或運(yùn)算非運(yùn)算0∧0=00∨0=00

0=0=11∧0=01∨0=11

0=1=00∧1=00∨1=10

1=1

1∧1=11∨1=11

1=0

1.2.3二進(jìn)制數(shù)的運(yùn)算規(guī)則2．邏輯運(yùn)算規(guī)則【例1.13】

計(jì)算二進(jìn)制數(shù)0011B和1110B相與、相或、異或的結(jié)果。1.2.4數(shù)據(jù)的表示單位1．位（bit）

是計(jì)算機(jī)中數(shù)據(jù)存儲(chǔ)的最小單位，指一個(gè)二進(jìn)制位，可以是0或1。2．字節(jié)（Byte）

“字節(jié)”，是計(jì)算機(jī)中數(shù)據(jù)存儲(chǔ)的基本單位，一個(gè)字節(jié)等于8個(gè)二進(jìn)制位。1KB=1024B=210B1MB=1024KB=220B1GB=1024MB=230B1TB=1024GB=240B3．字（word）

計(jì)算機(jī)內(nèi)部信息交換和處理的基本單位。一個(gè)字通常由一個(gè)或多個(gè)字節(jié)組成。1.2.5數(shù)據(jù)信息的表示1．無符號(hào)二進(jìn)制數(shù)

沒有符號(hào)位的二進(jìn)制編碼。2．有符號(hào)二進(jìn)制數(shù)

把二進(jìn)制編碼的最高位作為符號(hào)位，0表示“正數(shù)”，用1表示“負(fù)數(shù)”，其余各位為數(shù)值位，表示數(shù)的大小。常用編碼：原碼、反碼、補(bǔ)碼。字長(zhǎng)表示范圍8

0～28-1（0～255）16

0～216-1（0～65535）n

0～2n-11.2.6文字信息的表示1．ASCII碼美國標(biāo)準(zhǔn)信息交換碼（AmericanStandardCodeforInformationInterchange）是計(jì)算機(jī)中最常用的字符編碼，由7位二進(jìn)制編碼組成，共計(jì)128（27）個(gè)，包括：

26個(gè)大寫字母、26個(gè)小寫字母、10個(gè)數(shù)字、1個(gè)空格、32個(gè)標(biāo)點(diǎn)符號(hào)和運(yùn)算符號(hào)（這些字符有確定的結(jié)構(gòu)形狀，在鍵盤上能找到相應(yīng)的鍵位）；

33個(gè)控制字符（在通信、打印、顯示輸出時(shí)起控制作用）。1.2.6文字信息的表示2．漢字編碼國標(biāo)碼打印漢字顯示漢字搜狗拼音輸入五筆字型輸入自然碼輸入┇區(qū)位碼輸入機(jī)內(nèi)碼字形碼1.2.6文字信息的表示2．漢字編碼分為數(shù)字碼、音碼、形碼、音形碼。好的漢字輸入碼應(yīng)具有簡(jiǎn)單、易學(xué)、易記、編碼短和重碼少等特點(diǎn)。輸入碼（機(jī)外碼）機(jī)內(nèi)碼

漢字信息在計(jì)算機(jī)系統(tǒng)內(nèi)部存儲(chǔ)、處理、傳輸?shù)木幋a，機(jī)內(nèi)碼=國標(biāo)碼+8080H。字形碼表示漢字形狀的編碼。對(duì)字形數(shù)字化，存儲(chǔ)于漢字字庫中，用于漢字的顯示和打印。如48×48點(diǎn)陣漢字，占用288Ｂ存儲(chǔ)空間。國標(biāo)碼（交換碼）

國家漢字編碼標(biāo)準(zhǔn)GB2312-80，收錄7445個(gè)圖形符號(hào)和常用漢字（其中3755個(gè)一級(jí)漢字，3008個(gè)二級(jí)漢字）。1.3計(jì)算機(jī)系統(tǒng)的組成

和工作原理1計(jì)算機(jī)系統(tǒng)的組成2硬件系統(tǒng)的基本組成3軟件系統(tǒng)的基本組成4計(jì)算機(jī)系統(tǒng)的層次結(jié)構(gòu)5計(jì)算機(jī)的基本工作原理1.3計(jì)算機(jī)系統(tǒng)的組成和工作原理1.3.1計(jì)算機(jī)系統(tǒng)的組成軟件系統(tǒng)硬件系統(tǒng)主機(jī)部分外設(shè)部分計(jì)算機(jī)系統(tǒng)中央處理器運(yùn)算器控制器應(yīng)用軟件包用戶程序外存儲(chǔ)器輸入設(shè)備輸出設(shè)備系統(tǒng)軟件應(yīng)用軟件操作系統(tǒng)語言處理程序數(shù)據(jù)庫管理系統(tǒng)系統(tǒng)服務(wù)程序內(nèi)存儲(chǔ)器1.3.2硬件系統(tǒng)的基本組成

馮·諾依曼所提出的“存儲(chǔ)程序”原理：計(jì)算機(jī)硬件系統(tǒng)由五大部分組成：運(yùn)算器、控制器、存儲(chǔ)器、輸入設(shè)備、輸出設(shè)備。計(jì)算機(jī)內(nèi)部采用二進(jìn)制編碼表示指令和數(shù)據(jù)。存儲(chǔ)程序的思想：把程序預(yù)先存放在計(jì)算機(jī)的存儲(chǔ)器中，運(yùn)行時(shí)按程序順序逐條執(zhí)行。計(jì)算機(jī)的基本結(jié)構(gòu)1.3.2硬件系統(tǒng)的基本組成1．運(yùn)算器2．控制器3．存儲(chǔ)器4．Ｉ/Ｏ設(shè)備5．總線

又稱算術(shù)邏輯單元（ALU），對(duì)數(shù)據(jù)加工處理，進(jìn)行算術(shù)運(yùn)算（加、減、乘、除）和邏輯運(yùn)算（與、或、非）。

負(fù)責(zé)從內(nèi)存儲(chǔ)器中取指令并翻譯，再根據(jù)指令的要求向各個(gè)部件發(fā)出控制信號(hào)，保證各個(gè)部件協(xié)調(diào)工作。

存儲(chǔ)計(jì)算機(jī)的程序和數(shù)據(jù)。存儲(chǔ)器分為外存儲(chǔ)器和內(nèi)存儲(chǔ)器（RAM、ROM、Cache）。

輸入設(shè)備：負(fù)責(zé)接收用戶輸入的原始數(shù)據(jù)和程序，并轉(zhuǎn)換為二進(jìn)制存入計(jì)算機(jī)中。

輸出設(shè)備：將計(jì)算機(jī)的處理結(jié)果或狀態(tài)轉(zhuǎn)換為人們能接受的形式。

以總線作為公共通信線路，負(fù)責(zé)各部件之間的信息交換?？偩€分為數(shù)據(jù)總線、地址總線和控制總線。1.3.3軟件系統(tǒng)的基本組成1．系統(tǒng)軟件

指控制計(jì)算機(jī)的運(yùn)行、管理計(jì)算機(jī)的各種資源、支持應(yīng)用軟件的開發(fā)和運(yùn)行的軟件。(1)操作系統(tǒng)：DOS、Windows、UNIX、Linux等

(2)程序設(shè)計(jì)語言及語言處理程序機(jī)器語言、匯編語言、高級(jí)語言翻譯程序（匯編、編譯、解釋）

(3)數(shù)據(jù)庫管理系統(tǒng)：MySQL、Access、FoxPro等

(4)系統(tǒng)服務(wù)程序：編輯程序、連接程序、調(diào)試程序2．應(yīng)用軟件

為支持某一應(yīng)用領(lǐng)域、解決某個(gè)實(shí)際問題，使用各種程序設(shè)計(jì)語言而開發(fā)的軟件。

(1)應(yīng)用軟件包：MicrosoftOffice、WPSOffice

(2)用戶程序：針對(duì)某具體應(yīng)用問題而定制的專用軟件。1.3.4計(jì)算機(jī)系統(tǒng)的層次結(jié)構(gòu)用

戶應(yīng)用軟件語言處理程序數(shù)據(jù)庫管理系統(tǒng)系統(tǒng)服務(wù)程序操作系統(tǒng)裸

機(jī)計(jì)算機(jī)系統(tǒng)的層次結(jié)構(gòu)1.3.5計(jì)算機(jī)的基本工作原理1．指令和程序每條指令由操作碼和操作數(shù)兩部分構(gòu)成。

操作碼指出執(zhí)行什么操作，操作數(shù)指出參與操作的數(shù)據(jù)或數(shù)據(jù)所在的地址。程序就是按一定規(guī)則排列的一系列指令的集合，計(jì)算機(jī)的工作過程就是執(zhí)行程序的過程。例如：MOV

AL,21.3.5計(jì)算機(jī)的基本工作原理2．計(jì)算機(jī)的工作原理 計(jì)算機(jī)執(zhí)行一條指令的3個(gè)步驟：

1）取指令：從內(nèi)存儲(chǔ)器取出要執(zhí)行的指令，并送入控制器。

2）分析指令：對(duì)該指令進(jìn)行譯碼分析，即根據(jù)指令中的操作碼，確定將做何操作。

3）執(zhí)行指令：按照分析的結(jié)果，控制器向相關(guān)部件發(fā)出一系列控制信號(hào)，指揮各部件完成各種操作。 一臺(tái)計(jì)算機(jī)所能執(zhí)行的所有指令稱為計(jì)算機(jī)指令系統(tǒng)。1.4微型計(jì)算機(jī)的硬件配置1微型計(jì)算機(jī)系統(tǒng)的主要性能指標(biāo)2主板3CPU4內(nèi)存條5外存儲(chǔ)器6輸入設(shè)備7輸出設(shè)備1.4微型計(jì)算機(jī)的硬件配置1.4.1微型計(jì)算機(jī)系統(tǒng)的主要性能指標(biāo)顯示器鍵盤機(jī)箱鼠標(biāo)

評(píng)價(jià)一臺(tái)微型計(jì)算機(jī)的性能時(shí)，主要以性能指標(biāo)進(jìn)行綜合評(píng)價(jià)。1.4.1微型計(jì)算機(jī)系統(tǒng)的主要性能指標(biāo)1．字長(zhǎng)2．主頻3．內(nèi)存容量4．存取周期5．運(yùn)算速度6．外設(shè)配置7．軟件配置主頻：CPU內(nèi)核電路的運(yùn)行頻率。如：600MHz、2.6GHz主頻越高，CPU的運(yùn)算速度就越快。字長(zhǎng)：運(yùn)算器一次直接處理的二進(jìn)制數(shù)據(jù)的最多位數(shù)。如：8位、16位、32位、64位字長(zhǎng)越大，精度就越高，數(shù)據(jù)處理的速度就越快。

內(nèi)存容量：內(nèi)存儲(chǔ)器的總字節(jié)數(shù)。

表示單位：B、KB、MB、GB、TB等

如：2GB、4GB、8GB、16GB

存取周期：CPU從內(nèi)存儲(chǔ)器存取一個(gè)數(shù)據(jù)所需的時(shí)間。

反映了內(nèi)存的讀/寫速度。運(yùn)算速度：計(jì)算機(jī)每秒執(zhí)行的指令數(shù)目。一般以MIPS（百萬條指令/秒）為單位。受主頻、字長(zhǎng)、內(nèi)存的容量和速度等因素影響。1.4.2主板PS/2接口（紫色，接鍵盤）PS/2接口（綠色，接鼠標(biāo)）散熱片（下面是南橋芯片）散熱片（下面是北橋芯片）PCI插槽網(wǎng)絡(luò)接口音頻接口USB接口LPT接口PCI-Ex16插槽PCI-Ex1插槽CPU插座內(nèi)存插槽IDE接口SATA接口1.4.3CPU

微型計(jì)算機(jī)的中央處理器（CPU）又稱微處理器，是微型計(jì)算機(jī)硬件系統(tǒng)的核心。

將運(yùn)算器、控制器及相關(guān)部件集成在一塊超大規(guī)模集成電路芯片上。

負(fù)責(zé)各種算術(shù)運(yùn)算和邏輯運(yùn)算，并控制各部件自動(dòng)、協(xié)調(diào)地工作。

1.4.4內(nèi)存條微型計(jì)算機(jī)的內(nèi)存儲(chǔ)器以內(nèi)存條的形式出現(xiàn)。在一塊長(zhǎng)方形的電路板上并列焊接了多個(gè)存儲(chǔ)器芯片構(gòu)成的內(nèi)存組。用于存放CPU正在使用或?qū)⒁褂玫某绦蚝蛿?shù)據(jù)。1.4.5外存儲(chǔ)器

外存儲(chǔ)器的種類較多（硬盤、光盤、U盤、移動(dòng)硬盤等），具有存儲(chǔ)容量大、非易失性、經(jīng)濟(jì)實(shí)惠等特點(diǎn)。

適于軟件存儲(chǔ)、數(shù)據(jù)備份。

是微型計(jì)算機(jī)必不可少的設(shè)備。CPU內(nèi)存儲(chǔ)器外存儲(chǔ)器總線1.4.5外存儲(chǔ)器1．硬盤2．光盤3．U盤4．移動(dòng)硬盤5．存儲(chǔ)卡硬盤：計(jì)算機(jī)的主要存儲(chǔ)設(shè)備，由多張表面涂有磁性介質(zhì)的圓形鋁合金盤片疊加組成，每張盤片有兩面，每面分成若干個(gè)磁道，每磁道分成若干個(gè)扇區(qū),磁盤數(shù)據(jù)的讀寫以扇區(qū)為單位，每扇區(qū)通常存放512字節(jié)。扇區(qū)磁道硬盤物理存儲(chǔ)結(jié)構(gòu)移動(dòng)臂盤片主軸讀寫磁頭傳動(dòng)軸固態(tài)硬盤1.4.5外存儲(chǔ)器

光盤：在有機(jī)塑料基底上加各種鍍膜制作而成的圓形盤片，由光盤驅(qū)動(dòng)器通過激光原理對(duì)其數(shù)據(jù)讀寫。依據(jù)讀寫能力，光盤分為：

·只讀型光盤（CD-ROM、DVD-ROM）

·一次寫入型光盤（CD-R、DVD-R）

·可擦除型光盤（CD-RW、DVD-RW）光盤驅(qū)動(dòng)器（簡(jiǎn)稱光驅(qū)）分為：

·CD光驅(qū)

·DVD光驅(qū)

·DVD刻錄光驅(qū)1．硬盤2．光盤3．U盤4．移動(dòng)硬盤5．存儲(chǔ)卡1.4.5外存儲(chǔ)器U盤：又稱閃存盤、優(yōu)盤，以閃存為存儲(chǔ)介質(zhì)的外置式移動(dòng)存儲(chǔ)器。一般以USB接口標(biāo)準(zhǔn)與主機(jī)連接，可以熱插拔。

具有外形小巧、穩(wěn)定性好、攜帶方便、價(jià)格廉等特點(diǎn)，是數(shù)據(jù)傳遞和備份的最佳媒介。1．硬盤2．光盤3．U盤4．移動(dòng)硬盤5．存儲(chǔ)卡1.4.5外存儲(chǔ)器

移動(dòng)硬盤：也是外置式移動(dòng)存儲(chǔ)器，其內(nèi)部結(jié)構(gòu)與內(nèi)置硬盤幾乎相同。

具有存儲(chǔ)容量大、數(shù)據(jù)安全性好、傳輸速度快