計算機簡介教學課件

計算機簡介計算機基本概念與分類計算機系統(tǒng)組成與結構計算機工作原理與程序執(zhí)行過程數據表示與運算方法存儲器層次結構與訪問方式輸入輸出設備及接口技術contents目錄01計算機基本概念與分類計算機定義計算機是一種能夠按照程序運行，自動、高速處理數據的電子設備。發(fā)展歷程計算機從1946年第一臺電子計算機ENIAC誕生至今，經歷了電子管、晶體管、集成電路和超大規(guī)模集成電路四個階段，技術不斷革新，性能不斷提升。計算機定義及發(fā)展歷程計算機分類：巨型、大型、中型、小型和微型中型計算機中型計算機是指規(guī)模適中，適用于中小型企事業(yè)單位的計算機。大型計算機大型計算機是指運算速度快、處理能力強、存儲容量大、功能完善的計算機。巨型計算機巨型計算機也稱超級計算機，采用大規(guī)模并行處理的體系結構，是運算速度最快、體積最大、價格最昂貴的主機。小型計算機小型計算機相對于大型計算機而言，規(guī)模較小，結構簡單，成本較低，易于維護，適用于中小企事業(yè)單位。微型計算機微型計算機也稱個人計算機，是目前應用最廣泛的計算機，其體積小、重量輕、價格低廉、使用方便。計算機應用領域概述利用計算機進行大規(guī)模數值計算，應用于氣象預報、地震預測、航天工程等領域?？茖W計算利用計算機對大量數據進行收集、整理、存儲、分類、加工和傳播等操作，廣泛應用于企業(yè)管理、政府辦公等領域。利用計算機對生產過程進行實時控制，提高生產效率和產品質量。利用計算機進行產品設計和開發(fā)，提高設計效率和精度。利用計算機模擬人類的智能行為，實現(xiàn)人機交互和智能決策。數據處理自動控制輔助設計人工智能02計算機系統(tǒng)組成與結構負責執(zhí)行計算機程序中的指令，控制計算機的各個部件協(xié)調工作。中央處理器存儲器輸入輸出設備用于存儲數據和程序，分為內存儲器和外存儲器。用于輸入和輸出數據，如鍵盤、鼠標、顯示器、打印機等。030201硬件系統(tǒng)操作系統(tǒng)、編譯器、數據庫管理系統(tǒng)等，用于管理和控制計算機的硬件和應用程序。各種應用程序，如辦公軟件、圖像處理軟件等，用于完成特定的任務或提供服務。軟件系統(tǒng)應用軟件系統(tǒng)軟件計算機體系結構馮·諾依曼結構由約翰·馮·諾依曼提出，特點是采用二進制數制，存儲程序，以控制器為中心，采用單一的累加器。哈佛結構由Harvard大學提出，特點是將程序和數據存儲在不同的存儲器中，采用并行處理方式，提高計算機的運行效率。03計算機工作原理與程序執(zhí)行過程機器指令計算機能夠直接執(zhí)行的指令，通常由操作碼和操作數組成。匯編語言一種低級語言，用助記符表示指令，易于理解和編寫。高級語言一種更接近自然語言的語言，易于編寫和維護，但需要編譯或解釋成機器指令才能執(zhí)行。指令系統(tǒng)：機器指令、匯編語言和高級語言取指從內存中取出下一條要執(zhí)行的指令。譯碼將取出的指令轉換成相應的控制信號。執(zhí)行根據控制信號執(zhí)行相應的操作。寫回將執(zhí)行結果寫回到內存或寄存器中。程序執(zhí)行過程：取指、譯碼、執(zhí)行和寫回當計算機在執(zhí)行程序時遇到外部事件（如輸入/輸出請求）時，會暫時停止當前程序的執(zhí)行，轉而處理該事件，處理完畢后再回到原程序繼續(xù)執(zhí)行。中斷當程序在執(zhí)行過程中遇到錯誤或異常情況時，系統(tǒng)會采取相應的措施來處理這些異常，以保證程序的正確性和穩(wěn)定性。異常處理中斷與異常處理機制04數據表示與運算方法總結詞定點數和浮點數是計算機中表示數值的兩種基本方法。詳細描述定點數是一種將數值表示為整數的方法，小數點被隱含在某個位置上，例如二進制小數點隱含在最低位之后。浮點數則表示帶有小數點的數值，包括指數部分和小數部分。數值型數據表示：定點數和浮點數VS字符編碼和圖像編碼是計算機中表示非數值型數據的兩種常見方法。詳細描述字符編碼是將字符集中的每個字符映射到一個數字碼的方法，例如ASCII碼和Unicode碼。圖像編碼則是將圖像信息轉換為數字碼的過程，常用的圖像編碼標準有JPEG、PNG和BMP等。總結詞非數值型數據表示：字符編碼和圖像編碼算術運算、邏輯運算和移位運算是計算機中常見的三種基本運算方法。算術運算包括加、減、乘、除等基本數學運算。邏輯運算則用于處理布爾值（真或假），包括邏輯與、邏輯或、邏輯非等操作。移位運算則是將二進制數中的位向左或向右移動，從而得到新的數值?？偨Y詞詳細描述運算方法：算術運算、邏輯運算和移位運算05存儲器層次結構與訪問方式RAM(隨機存取存儲器)用于存儲運行中的程序和數據，特點是存取速度快，斷電后數據丟失。要點一要點二ROM(只讀存儲器)存儲固定不變的程序和數據，如BIOS，斷電后數據不丟失。主存儲器：RAM和ROM123大容量存儲設備，分為機械硬盤和固態(tài)硬盤，用于長期存儲數據。硬盤包括CD、DVD等，可讀可寫，但數據保存時間有限。光盤便攜式存儲設備，數據可讀寫，易于攜帶。U盤和閃存盤輔助存儲器：硬盤、光盤和U盤等Cache存儲器及其作用高速緩沖存儲器，位于CPU和主存之間，用于存儲頻繁訪問的指令和數據。Cache存儲器提高訪問速度，減少CPU等待時間。通過將常用的數據存儲在高速的Cache中，可以加快對數據的訪問速度，從而減少CPU等待從主存中讀取數據的時間。作用06輸入輸出設備及接口技術鍵盤是最常見的輸入設備之一，用于輸入字符和數字。它通過按鍵觸發(fā)相應的信號，將信息輸入到計算機中。鍵盤鼠標是另一種常見的輸入設備，用于選擇、拖動和點擊。它通過光標定位和點擊操作，實現(xiàn)人機交互。鼠標掃描儀用于將紙質文檔或圖片轉換為數字格式。它通過掃描文檔或圖片，將信息轉換為計算機可識別的數字信號。掃描儀常見輸入設備：鍵盤、鼠標和掃描儀等打印機打印機用于將計算機中的文本或圖像輸出到紙張上。它通過打印頭將墨水或碳粉噴射到紙張上，形成所需的文字或圖像。顯示器顯示器是計算機的主要輸出設備，用于顯示文本、圖像和視頻等信息。它通過像素顯示內容，將計算機內部的信息以可視化的形式呈現(xiàn)給用戶。音響音響用于播放聲音，將計算機中的音頻信息輸出到揚聲器或耳機中。它通過電子信號驅動揚聲器或耳機振動，產生聲音波。常見輸出設備：顯示器、打印機和音響等并行接口并行接口是一種常見的I/O接口技術，它通過多個數據線同時傳輸數據。并行