第1章 計(jì)算機(jī)系統(tǒng)基礎(chǔ)教材

主講教師郭松濤Email：stguo@

stguo@163.com大學(xué)計(jì)算機(jī)基礎(chǔ)課程提高班大學(xué)計(jì)算機(jī)基礎(chǔ)主講教師郭松濤Email：stguo@

stguo@163.com高校計(jì)算機(jī)基礎(chǔ)教育系列課程提高班本章教學(xué)計(jì)劃

理論教學(xué)（課堂教學(xué)）：2學(xué)時(shí)

實(shí)驗(yàn)教學(xué)（上機(jī)實(shí)習(xí)）：0學(xué)時(shí)本章教學(xué)重點(diǎn)

1.計(jì)算機(jī)構(gòu)成、工作原理

2.三總線、指令與指令系統(tǒng)

3.計(jì)算機(jī)系統(tǒng)組成

4.數(shù)制和碼制、漢字編碼

5.計(jì)算機(jī)運(yùn)算基礎(chǔ)第1章計(jì)算機(jī)系統(tǒng)基礎(chǔ)提高班本章教學(xué)重點(diǎn)第1節(jié)：學(xué)生自學(xué)（學(xué)生提問(wèn)，教師解答）第2節(jié)：課堂講解第3節(jié)：課堂講解第4節(jié)：課堂講解（教學(xué)PPT任課教師根據(jù)教學(xué)班實(shí)際情況自行增刪）課程PPT及實(shí)驗(yàn)PPT等所有課程資源在實(shí)驗(yàn)教學(xué)中心服務(wù)器上下載。

第1章計(jì)算機(jī)系統(tǒng)基礎(chǔ)提高班1.1計(jì)算機(jī)的概述1.2信息在計(jì)算機(jī)中的表示1.3計(jì)算機(jī)系統(tǒng)的組成及原理1.4計(jì)算機(jī)運(yùn)算基礎(chǔ)第1章計(jì)算機(jī)系統(tǒng)基礎(chǔ)任務(wù)：了解計(jì)算機(jī)的發(fā)展歷程和發(fā)展發(fā)展趨勢(shì)。理解計(jì)算機(jī)的應(yīng)用領(lǐng)域。1.1.1計(jì)算機(jī)的發(fā)展與特點(diǎn)

1）計(jì)算機(jī)的誕生在數(shù)字式電子計(jì)算機(jī)的發(fā)展過(guò)程中，在理論上作出杰出貢獻(xiàn)的主要有美籍匈牙利人馮?諾依曼（JohnVonNeumann，1903-1957年，見(jiàn)圖1.1）和英國(guó)的艾蘭?圖靈（AlanMathisonTuring，1912-1954年，見(jiàn)圖1.2）。馮?諾依曼首先提出了計(jì)算機(jī)“存儲(chǔ)程序”的概念，其“存儲(chǔ)程序”工作原理奠定了現(xiàn)代計(jì)算機(jī)的基礎(chǔ)。艾蘭?圖靈建立了圖靈機(jī)的理論模型，對(duì)數(shù)字計(jì)算機(jī)的一般結(jié)構(gòu)、可實(shí)現(xiàn)性和局限性產(chǎn)生了深遠(yuǎn)影響．1.1計(jì)算機(jī)的概述2)計(jì)算機(jī)的發(fā)展按照計(jì)算機(jī)硬件發(fā)展的分法，可將計(jì)算機(jī)的發(fā)展分為四個(gè)階段。

第一代計(jì)算機(jī)（1946－1959年）：以電子管作為計(jì)算機(jī)的基本邏輯電路元件，主存儲(chǔ)器采用延遲線和靜電存儲(chǔ)管，容量非常小，僅1000----4000B。外存儲(chǔ)器采用紙帶、卡片、磁鼓和磁帶，運(yùn)算速度一般為每秒數(shù)千次至數(shù)萬(wàn)次。典型機(jī)器是：ENIAC、UNIVAC。雖然電子管計(jì)算機(jī)代替了機(jī)電式計(jì)算機(jī)，其計(jì)算能力，計(jì)算速度，體積等有了很大提高。但其電子器件存在很多缺點(diǎn)，電子管功耗大、體積大、工作速度抵、延遲線和靜電存儲(chǔ)管體積大、存儲(chǔ)容量小等。不適應(yīng)社會(huì)不斷的更高的要求。因此新的器件就不斷的發(fā)明出來(lái)。最典型的就是：晶體管、磁芯存儲(chǔ)器、硬盤。從而產(chǎn)生了1.1計(jì)算機(jī)的概述1)第一臺(tái)電子計(jì)算機(jī)

1.1計(jì)算機(jī)的概述2)計(jì)算機(jī)的發(fā)展

第二代計(jì)算機(jī)（1958—1964年）：第二代計(jì)算機(jī)采用半導(dǎo)體晶體管作為邏輯開(kāi)關(guān)元件，內(nèi)存采用了磁芯存儲(chǔ)器，其容量達(dá)幾十萬(wàn)B。外存采用磁盤、磁帶。運(yùn)算速度達(dá)幾十萬(wàn)次/每秒。軟件方面出現(xiàn)了一系列的高級(jí)程序設(shè)計(jì)語(yǔ)言(如FORTRAN，COBOL等)，有了系統(tǒng)軟件（監(jiān)控程序），提出了操作系統(tǒng)的概念，且提出了多道程序設(shè)計(jì)、并行處理和可變的微程序設(shè)計(jì)思想。典型機(jī)器是：1955年，貝爾實(shí)驗(yàn)室研制出世界上第一臺(tái)全晶體管計(jì)算機(jī)TRADIC，裝有800只晶體管，僅100瓦功率，占地也只有3立方英尺。1.1計(jì)算機(jī)的概述第二代電子計(jì)算機(jī)

1.1計(jì)算機(jī)的概述2)計(jì)算機(jī)的發(fā)展第三代計(jì)算機(jī)（1965—1970）：采用中小規(guī)模的集成電路，半導(dǎo)體存儲(chǔ)器逐步成為主存儲(chǔ)器，磁盤是主要的外存儲(chǔ)器。軟件方面出現(xiàn)了操作系統(tǒng)以及結(jié)構(gòu)化、模塊化程序設(shè)計(jì)方法，軟硬件都向系列化、通用化、標(biāo)準(zhǔn)化方向發(fā)展。1.1計(jì)算機(jī)的概述2)計(jì)算機(jī)的發(fā)展第四代計(jì)算機(jī)（1971—至今）：采用超大規(guī)模的集成電路。中央處理器CPU高度集成是這一代計(jì)算機(jī)的主要特征。從Intel4004到P4，芯片集成了上千萬(wàn)只晶體管。處理速度每秒可執(zhí)行幾億條指令，微機(jī)的主存擴(kuò)展到512MB以上，并且存儲(chǔ)技術(shù)從SDRAM到DDR，再到RDRAM，光盤存儲(chǔ)容量從650MB到若干GB。操作系統(tǒng)不斷發(fā)展和完善，數(shù)據(jù)庫(kù)管理系統(tǒng)進(jìn)一步發(fā)展，軟件行業(yè)已發(fā)展成為現(xiàn)代新型的工業(yè)部門。由于相關(guān)技術(shù)的不斷改進(jìn)，導(dǎo)致計(jì)算機(jī)的性能不斷飛躍提高。與此同時(shí)，各種應(yīng)用軟件相繼推出，計(jì)算機(jī)的應(yīng)用也變得空前的普及。特別是基于計(jì)算機(jī)技術(shù)和通訊技術(shù)的網(wǎng)絡(luò)技術(shù)，使世界變成了“地球村”。網(wǎng)絡(luò)、微機(jī)、多媒體成為當(dāng)今計(jì)算機(jī)技術(shù)發(fā)展的主流。1.1計(jì)算機(jī)的概述微型計(jì)算機(jī)的發(fā)展（1）世界上第一個(gè)微處理器-----INTEL4004，在1971年1月，Intel公司研制成功世界上第一塊4位微處理器芯片Intel4004，標(biāo)志著第一代微處理器問(wèn)世，微處理器和微機(jī)時(shí)代從此開(kāi)始。1.1計(jì)算機(jī)的概述微型計(jì)算機(jī)的發(fā)展(2)第一個(gè)8位微處理器Intel8008，4004微處理器推出不久，1972年4月，Inter公司開(kāi)發(fā)出第一個(gè)8位微處理器Intel8008。從Intel8008開(kāi)始，微處理器已經(jīng)能夠每次處理一個(gè)完整的字節(jié)。1973年8月8位微處理器Intel8080問(wèn)世，擁有16位地址總線和8位數(shù)據(jù)總線，支持16位內(nèi)存，同時(shí)它也包含一些輸入輸出端口，這是一個(gè)相當(dāng)成功的設(shè)計(jì)，還有效解決了外部設(shè)備在內(nèi)存尋址能力不足的問(wèn)題。它標(biāo)志著微處理器的發(fā)展進(jìn)入第二代。1.1計(jì)算機(jī)的概述微型計(jì)算機(jī)的發(fā)展（3）1978年推出的Inter8086/8088微處理器，它是第三代微處理器的標(biāo)志。其內(nèi)部包含29000個(gè)3μm技術(shù)的晶體管，工作頻率4.77MHz采用16位寄存器和16位數(shù)據(jù)總線，能夠?qū)ぶ?MB的內(nèi)存儲(chǔ)器。這個(gè)處理器標(biāo)志著x86王朝的開(kāi)始，從8086開(kāi)始，才有了目前應(yīng)用最廣泛的PC行業(yè)基礎(chǔ)。1.1計(jì)算機(jī)的概述微型計(jì)算機(jī)的發(fā)展從1972年4月Inter公司開(kāi)發(fā)出第一個(gè)8位微處理器Intel8008到1985年研制成功了32位的微處理器---80386系列，到1989年4月的80486系列，再到1993年的Pentium(奔騰)處理器，走過(guò)了20年。接下來(lái)Pentium(奔騰)家族處理器：PentiumMMX、PentiumPro、PentiumII、PentiumIII、Pentium4、Core2Duo等。與此同時(shí)，同性能的CPU，如SunSparc、IBM/蘋果/摩托羅拉的PowerPC，以及MIPS處理器，AMD公司的兼容x86的K5、K6、K6-2、Athlon系列相繼誕生。1.1計(jì)算機(jī)的概述微型計(jì)算機(jī)的發(fā)展1.1計(jì)算機(jī)的概述3)我國(guó)計(jì)算機(jī)的發(fā)展我國(guó)的計(jì)算機(jī)事業(yè)始于20世紀(jì)50年代。1952年我國(guó)第一個(gè)電子計(jì)算機(jī)科研小組在中科院數(shù)學(xué)所正式成立。1956年國(guó)家制定了發(fā)展我國(guó)科學(xué)事業(yè)的12年遠(yuǎn)景規(guī)劃，把開(kāi)創(chuàng)我國(guó)的計(jì)算技術(shù)事業(yè)項(xiàng)目列為4大緊急措施之一。

1958年在中科院建立了我國(guó)第一個(gè)計(jì)算機(jī)技術(shù)研究所。

1960年我國(guó)第一臺(tái)自行設(shè)計(jì)的通用電子計(jì)算機(jī)107機(jī)問(wèn)世。

1964年成功研制大型通用電子計(jì)算機(jī)119機(jī)，承擔(dān)了我國(guó)第一顆氫彈的計(jì)算任務(wù)。

1974年由高等院校、研究所和工廠聯(lián)合設(shè)計(jì)的DJS—130機(jī)通過(guò)鑒定并批量生產(chǎn)。

1983年每秒運(yùn)算1億次的銀河巨型計(jì)算機(jī)問(wèn)世，它的誕生標(biāo)志著我國(guó)計(jì)算機(jī)技術(shù)水平又踏上了一個(gè)新臺(tái)階，同時(shí)標(biāo)志著我國(guó)已走到了世界巨型機(jī)的前列。

1985年聯(lián)想漢字微機(jī)系統(tǒng)LXPC研制成功，長(zhǎng)城0520CH微機(jī)投產(chǎn)。標(biāo)志我國(guó)已掌握了第4代計(jì)算機(jī)技術(shù)，在微機(jī)領(lǐng)域與世界達(dá)到了同步。1.1計(jì)算機(jī)的概述3)我國(guó)計(jì)算機(jī)的發(fā)展

1992年研制成功10億次/秒的銀河Ⅱ巨型機(jī)，實(shí)現(xiàn)了從向量巨型機(jī)到處理并行巨型機(jī)的跨越。在2002年每秒萬(wàn)億次的聯(lián)想深騰問(wèn)世，“龍芯”1號(hào)也橫空出世。

2009年6月，隨著中國(guó)曙光公司研發(fā)的首臺(tái)百萬(wàn)億次超級(jí)計(jì)算機(jī)“魔方”（MagicCube）落戶上海，中國(guó)成為繼美國(guó)之后第二個(gè)能研發(fā)制造百萬(wàn)億次超級(jí)計(jì)算機(jī)的國(guó)家。“魔方”的運(yùn)算速度為每秒180.6萬(wàn)億次，其一天的計(jì)算量相當(dāng)于地球上所有人每周7天、每天24小時(shí)不停地用計(jì)算器算7年半。1.1計(jì)算機(jī)的概述4）計(jì)算機(jī)的發(fā)展趨勢(shì)從計(jì)算機(jī)的研究看其發(fā)展，主要趨向于巨型化、微型化、多媒體化、網(wǎng)絡(luò)化、智能化以及非馮?諾依曼式計(jì)算機(jī)。

①巨型化——指高速、大存儲(chǔ)容量與功能強(qiáng)大的超級(jí)計(jì)算機(jī)。主要用于天文、氣象、原子、核子反應(yīng)等尖端技術(shù)，以及探索新興科學(xué)如宇宙工程、生物工程的需要。

②微型化——借助于半導(dǎo)體集成電路技術(shù)的發(fā)展，使單片速度變得越來(lái)越快，所完成的功能越來(lái)越強(qiáng)，使計(jì)算機(jī)微型化成為可能，從而滲透到如儀器儀表、家用電器、工業(yè)控制等領(lǐng)域。今后微機(jī)的性價(jià)比將進(jìn)一步提高，逐步發(fā)展到對(duì)存儲(chǔ)器、通道處理機(jī)、高速運(yùn)算器件、圖形卡、聲卡、網(wǎng)卡的系統(tǒng)集成。

③多媒體化——對(duì)圖像、聲音的處理是目前計(jì)算機(jī)普通需要具有的基本功能。1.1計(jì)算機(jī)的概述4）計(jì)算機(jī)的發(fā)展趨勢(shì)

④網(wǎng)絡(luò)化——計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)是通訊技術(shù)與計(jì)算機(jī)技術(shù)相結(jié)合的產(chǎn)物。計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)將使不同地點(diǎn)、不同計(jì)算機(jī)之間，在網(wǎng)絡(luò)軟件的協(xié)調(diào)下共享資源。為適應(yīng)網(wǎng)絡(luò)上通訊的要求，計(jì)算機(jī)對(duì)信息處理速度、存儲(chǔ)量的大小均有較高的要求。計(jì)算機(jī)的發(fā)展必須適應(yīng)網(wǎng)絡(luò)發(fā)展。

⑤智能化——計(jì)算機(jī)正在突破“計(jì)算”這一初級(jí)含義，拓寬應(yīng)用范圍，更多地代替人類某些方面的勞動(dòng)。人們希望計(jì)算機(jī)應(yīng)有“觀賞”、“視聽(tīng)”、“語(yǔ)言”、“學(xué)習(xí)”等能力。

⑥非馮?諾依曼計(jì)算機(jī)——隨著計(jì)算機(jī)應(yīng)用領(lǐng)域的不斷擴(kuò)大，采用存儲(chǔ)方式進(jìn)行工作的馮?諾依曼型的計(jì)算機(jī)逐漸顯露出局限性，從而出現(xiàn)了非馮?諾依曼計(jì)算機(jī)的構(gòu)想。在軟件方面，非馮?諾依曼語(yǔ)言主要有三種：Lisp，Prolog和Ｆ.Ｐ；而在硬件方面，提出了與人腦神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)相類似的新型超大規(guī)模集成電路——分子芯片。1.1計(jì)算機(jī)的概述5）計(jì)算機(jī)的特點(diǎn)

1）處理速度快

2）精度高

3）記憶、存儲(chǔ)能力強(qiáng)

4）具有自動(dòng)運(yùn)行的能力

5）具有邏輯判斷能力

6）支持人機(jī)交互1.1計(jì)算機(jī)的概述1.1.2計(jì)算機(jī)的分類及應(yīng)用1）計(jì)算機(jī)的分類在時(shí)間軸上，“分代”表示計(jì)算機(jī)的縱向發(fā)展，而“分類”則表示計(jì)算機(jī)的橫向發(fā)展。目前計(jì)算機(jī)的種類很多，按照不同的標(biāo)準(zhǔn)有不同的分類方法。①按工作原理可劃分為模擬計(jì)算機(jī)和數(shù)字計(jì)算機(jī)●模擬計(jì)算機(jī)內(nèi)部使用的電信號(hào)模擬自然界的實(shí)際信號(hào)。但是處理問(wèn)題的精度較差，電路結(jié)構(gòu)復(fù)雜，抗外界干擾能力極差?！駭?shù)字計(jì)算機(jī)是主流，其內(nèi)部處理的是一種稱為“符號(hào)信號(hào)”或“數(shù)字信號(hào)”的電信號(hào)。其運(yùn)算過(guò)程按數(shù)字位進(jìn)行計(jì)算，具有邏輯判斷等功能，是以近似人類大腦的“思維”方式進(jìn)行工作，所以計(jì)算機(jī)又被稱為“電腦”。1.1計(jì)算機(jī)的概述1.1.2計(jì)算機(jī)的分類及應(yīng)用1）計(jì)算機(jī)的分類②按功能可劃分為專用計(jì)算機(jī)和通用計(jì)算機(jī)●專用計(jì)算機(jī)用于某些專業(yè)領(lǐng)域。在導(dǎo)彈、火箭上使用的多是專用計(jì)算機(jī)?！裢ㄓ糜?jì)算機(jī)適應(yīng)性強(qiáng)、應(yīng)用面廣，主要用于商業(yè)、工業(yè)、政府機(jī)構(gòu)、家庭和個(gè)人。1.1計(jì)算機(jī)的概述1.1.2計(jì)算機(jī)的分類及應(yīng)用1）計(jì)算機(jī)的分類③按規(guī)?？蓜澐譃榫扌蜋C(jī)、大型機(jī)、小型機(jī)、微型機(jī)和單片機(jī)

●巨型機(jī)——也稱超級(jí)計(jì)算機(jī)，是計(jì)算機(jī)中速度最快、功能最強(qiáng)、性能最高、規(guī)模最大、價(jià)格最貴的一類計(jì)算機(jī)，多用于國(guó)家高科技領(lǐng)域和國(guó)防尖端技術(shù)的研究。巨型計(jì)算機(jī)的研制水平、生產(chǎn)能力及其應(yīng)用是衡量一個(gè)國(guó)家科技實(shí)力與經(jīng)濟(jì)實(shí)力的重要標(biāo)志。

●大型機(jī)——具有很強(qiáng)的數(shù)據(jù)處理能力，一般應(yīng)用于大中型企事業(yè)單位的中央主機(jī)。隨著微機(jī)與網(wǎng)絡(luò)的迅速發(fā)展，大型主機(jī)市場(chǎng)正在逐漸收縮。許多大型機(jī)被高檔微機(jī)群取代。

●小型機(jī)——或稱超級(jí)小型機(jī)，功能略遜于大型機(jī)，但結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單、可靠性高，成本較低、維護(hù)方便，不需要經(jīng)過(guò)培訓(xùn)即可維護(hù)和使用，對(duì)廣大中、小企業(yè)用戶具有更大吸引力。

●微型機(jī)——通常簡(jiǎn)稱為PC，即個(gè)人計(jì)算機(jī)。這是20世紀(jì)70年代出現(xiàn)的新機(jī)種，其主流是IBM在1981年推出的PC系統(tǒng)及其眾多的兼容機(jī)。其設(shè)計(jì)先進(jìn)，軟件豐富，功能齊全，價(jià)格便宜，用戶眾多。隨著芯片性能的提高，以及各種新技術(shù)如虛擬存儲(chǔ)、高速緩存（Cache）、精簡(jiǎn)指令集（RISC）等的使用，個(gè)人計(jì)算機(jī)的性能大幅提升。

●單片機(jī)——僅由一塊集成電路組成，具有體積小、功耗低、控制功能強(qiáng)、擴(kuò)展靈活等特點(diǎn)，廣泛應(yīng)用于智能儀器儀表、工業(yè)控制、網(wǎng)絡(luò)通訊設(shè)備和醫(yī)療衛(wèi)生行業(yè)。1.1計(jì)算機(jī)的概述計(jì)算機(jī)的分類1.1計(jì)算機(jī)的概述我國(guó)目前運(yùn)行最快的超級(jí)計(jì)算機(jī)――每秒峰值運(yùn)算速度230萬(wàn)億次的曙光5000A在上海超級(jí)計(jì)算中心正式啟動(dòng),這標(biāo)志著我國(guó)成為世界上繼美國(guó)后第二個(gè)跨越百萬(wàn)億次計(jì)算機(jī)研發(fā)和應(yīng)用的國(guó)家。計(jì)算機(jī)的分類1.1計(jì)算機(jī)的概述我國(guó)目前運(yùn)行最快的超級(jí)計(jì)算機(jī)――每秒峰值運(yùn)算速度2570萬(wàn)億次的天河一號(hào)安裝在國(guó)家超級(jí)計(jì)算天津中心，這標(biāo)志著我國(guó)成為世界上繼美國(guó)后第二個(gè)跨越千萬(wàn)億次計(jì)算機(jī)研發(fā)和應(yīng)用的國(guó)家。系統(tǒng)配置小型機(jī)（Minicomputer）小型計(jì)算機(jī)廣泛應(yīng)用在工業(yè)自動(dòng)控制系統(tǒng)、大型分析儀器、高級(jí)測(cè)量?jī)x器以及醫(yī)療設(shè)備中的數(shù)據(jù)采集、實(shí)時(shí)分析計(jì)算，并廣泛用于企業(yè)管理和高等學(xué)校、科研院所的科學(xué)計(jì)算。小型機(jī)的代表是美國(guó)的DEC公司。在1965年提出了12位的PDP-8小型機(jī)，1970年又提出了16位的PDP-11系列機(jī)，1995年該公司就開(kāi)始研制32位的高級(jí)小型機(jī)，這些機(jī)器在過(guò)程控制、數(shù)據(jù)監(jiān)控、數(shù)據(jù)通信、計(jì)算機(jī)輔助設(shè)計(jì)等領(lǐng)域都獲得極廣泛的應(yīng)用。小型機(jī)以及下面介紹的工作站、個(gè)人計(jì)算機(jī)，就技術(shù)而言是一個(gè)相對(duì)的概念。今天個(gè)人計(jì)算機(jī)的主要性能就是多年前小型機(jī)的性能，而今天小型機(jī)的性能已經(jīng)趕上或超過(guò)了多年前的巨型機(jī)，小巨型機(jī)的性能。技術(shù)在發(fā)展。大家都同步在前進(jìn)。1.1計(jì)算機(jī)的概述IBM5xx、8xx系列1.1.2計(jì)算機(jī)的分類及應(yīng)用1）計(jì)算機(jī)的分類④按工作模式可劃分為服務(wù)器和工作站

工作站（工程工作站）是一種介于微型機(jī)與小型機(jī)之間的機(jī)型。通常配有高分辨率的大屏幕顯示器和大容量存儲(chǔ)器，具有較強(qiáng)的數(shù)據(jù)處理能力和高性能圖形功能，并且多數(shù)具備網(wǎng)絡(luò)功能。

服務(wù)器是一種在網(wǎng)絡(luò)環(huán)境下，為多個(gè)用戶提供服務(wù)的共享設(shè)備。根據(jù)其提供的服務(wù)，可以分為文件服務(wù)器、通信服務(wù)器、郵件服務(wù)器和打印服務(wù)器等。1.1計(jì)算機(jī)的概述工作站（Workstation）工作站（工程工作站）是一種高級(jí)的微型計(jì)算機(jī)，是介于個(gè)人計(jì)算機(jī)與小型計(jì)算機(jī)之間的一種機(jī)型。其運(yùn)行速度快、配以高級(jí)的CPU、高分辨的大屏幕顯示器和大容量的內(nèi)外存儲(chǔ)器，成為專門用來(lái)處理某些特殊任務(wù)的一類計(jì)算機(jī)，如，圖像處理、計(jì)算機(jī)輔助設(shè)計(jì)等。工作站與網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)中的“工作站”在用詞上相同，但詞義不同。網(wǎng)絡(luò)上的“工作站”指聯(lián)網(wǎng)用戶的結(jié)點(diǎn)，該結(jié)點(diǎn)上聯(lián)結(jié)了一臺(tái)個(gè)人計(jì)算機(jī)。而這兒說(shuō)的工作站是指一臺(tái)高級(jí)微型計(jì)算機(jī)。1.1計(jì)算機(jī)的概述SUN工作站IBM-64位工作站44P-170HP-RS/9000工作站：C3000/j50002）計(jì)算機(jī)的應(yīng)用電子計(jì)算機(jī)特別是個(gè)人計(jì)算機(jī)已經(jīng)滲透到社會(huì)的每一個(gè)角落，正在改變著人們的工作方式和生活方式，推動(dòng)社會(huì)的發(fā)展。這里僅介紹幾個(gè)主要的應(yīng)用領(lǐng)域。

①科學(xué)計(jì)算

②數(shù)據(jù)處理

③輔助工程

④自動(dòng)控制

⑤人工智能1.1計(jì)算機(jī)的概述1.1計(jì)算機(jī)的概述1.2信息在計(jì)算機(jī)中的表示1.3計(jì)算機(jī)系統(tǒng)的組成及原理1.4計(jì)算機(jī)運(yùn)算基礎(chǔ)第1章計(jì)算機(jī)系統(tǒng)基礎(chǔ)任務(wù)：掌握數(shù)制和碼制，理解計(jì)算機(jī)進(jìn)行數(shù)據(jù)處理的方式。1.2

信息在計(jì)算機(jī)中的表示計(jì)算機(jī)只能處理二進(jìn)制編碼形式的指令，因此字符、數(shù)字、聲音、圖像等信息都必須經(jīng)過(guò)某種方式轉(zhuǎn)換成二進(jìn)制的形式，才能提供給計(jì)算機(jī)進(jìn)行處理。計(jì)算機(jī)內(nèi)部之所以采用二進(jìn)制，是基于以下原因：

技術(shù)實(shí)現(xiàn)簡(jiǎn)單——計(jì)算機(jī)是由邏輯電路組成，邏輯電路通常只有兩個(gè)狀態(tài)，開(kāi)關(guān)的接通與斷開(kāi)，這兩種狀態(tài)正好可以用“1”和“0”表示。

運(yùn)算規(guī)則簡(jiǎn)化——兩個(gè)二進(jìn)制數(shù)和、積運(yùn)算組合各有三種，運(yùn)算規(guī)則簡(jiǎn)單，有利于簡(jiǎn)化計(jì)算機(jī)內(nèi)部結(jié)構(gòu)，提高運(yùn)算速度。

適合邏輯運(yùn)算——邏輯代數(shù)是邏輯運(yùn)算的理論依據(jù)，二進(jìn)制只有兩個(gè)數(shù)碼，正好與邏輯代數(shù)中的“真”和“假”相吻合。易于進(jìn)行轉(zhuǎn)換。二進(jìn)制與其它進(jìn)制數(shù)之間，易于互相轉(zhuǎn)換。1.2.1數(shù)制及其相互轉(zhuǎn)換

1）數(shù)制

4種常用進(jìn)制位數(shù)制：●二進(jìn)制基數(shù)J＝2，基本符號(hào)0和1●八進(jìn)制基數(shù)J＝8，基本符號(hào)0～7●十進(jìn)制基數(shù)J＝10，基本符號(hào)0～9●十六進(jìn)制基數(shù)J＝16，基本符號(hào)0～9，A，B，C，D，E，F(xiàn)（其中A，B，C，D，E，F(xiàn)代表10，11，12，13，14，15）1.2

信息在計(jì)算機(jī)中的表示權(quán)的概念1.2.1數(shù)制及其相互轉(zhuǎn)換

2）幾種常見(jiàn)數(shù)制之間的轉(zhuǎn)換①J進(jìn)制轉(zhuǎn)換為十進(jìn)制

規(guī)則：按權(quán)展開(kāi)，依次相加。加權(quán)公式如下，其中，n為整數(shù)位數(shù)（最低位為０位），m為小數(shù)的位數(shù)，Ai為該數(shù)A的第i位數(shù)字，J為進(jìn)制數(shù)，Ji為該數(shù)第i位的權(quán)。權(quán)的概念-1.2

信息在計(jì)算機(jī)中的表示②十進(jìn)制轉(zhuǎn)換成J進(jìn)制

先將整數(shù)和小數(shù)部份分別轉(zhuǎn)換，再將整數(shù)部份與小數(shù)部分轉(zhuǎn)換的結(jié)果連接起來(lái)。規(guī)則：整數(shù)部分，除J取余；小數(shù)部分，乘J取整。例如，十進(jìn)制轉(zhuǎn)換成二進(jìn)制，整數(shù)部分遵循“除2取余”的法則，而十進(jìn)制小數(shù)轉(zhuǎn)換成J進(jìn)制時(shí)，可連續(xù)地乘以J，直到小數(shù)部分為0，或達(dá)到所要求的精度為止（小數(shù)部分可能永遠(yuǎn)不為0），得到的整數(shù)即組成J進(jìn)制的小數(shù)部分。1.2

信息在計(jì)算機(jī)中的表示③八進(jìn)制數(shù)與十六進(jìn)制數(shù)的轉(zhuǎn)換

由于二進(jìn)制、八進(jìn)制、十六進(jìn)制這三種進(jìn)制數(shù)的基數(shù)之間有一定的內(nèi)在聯(lián)系，即23=8，24=16，故相互轉(zhuǎn)換比較容易。即每1位八進(jìn)制數(shù)相當(dāng)于3位二進(jìn)制數(shù)，每1位十六進(jìn)制數(shù)相當(dāng)于4位二進(jìn)制數(shù)。1.2

信息在計(jì)算機(jī)中的表示1.2.2數(shù)值數(shù)據(jù)在計(jì)算機(jī)中的表示

數(shù)據(jù)可以分以為兩類，即數(shù)值數(shù)據(jù)和非數(shù)值數(shù)據(jù)。數(shù)值數(shù)據(jù)用來(lái)表示數(shù)量的多少，包括定點(diǎn)小數(shù)、整數(shù)、浮點(diǎn)數(shù)和十進(jìn)制數(shù)串四種類型，可以參與算術(shù)運(yùn)算。非數(shù)值數(shù)據(jù)又稱符號(hào)數(shù)據(jù)，用于表示一些符號(hào)，如英文字母、數(shù)字、標(biāo)點(diǎn)符號(hào)、運(yùn)算符號(hào)、漢字、圖形、圖像、語(yǔ)言信息等。

數(shù)的符號(hào)數(shù)值化通常把一個(gè)數(shù)的二進(jìn)制代碼的最高位定義為符號(hào)位，最高位為“0”表示該數(shù)為正數(shù)，最高位為“1”表示該數(shù)為負(fù)數(shù)，該位稱為數(shù)符，其余位表示該數(shù)的絕對(duì)值。一般把在機(jī)器內(nèi)存放的帶正負(fù)符號(hào)數(shù)值的數(shù)稱為機(jī)器數(shù)，機(jī)器數(shù)對(duì)應(yīng)的數(shù)值為機(jī)器數(shù)的真值。如(-25)10其真值數(shù)為(11001)2，其機(jī)器數(shù)為111001。

表示范圍機(jī)器數(shù)的表示范圍受到字長(zhǎng)和數(shù)據(jù)類型的限制，例如，若表示一個(gè)整數(shù)，字長(zhǎng)為8位，其能表示的最大值為127，若數(shù)值超過(guò)127，就要“溢出”。1.2

信息在計(jì)算機(jī)中的表示1.2.2數(shù)值數(shù)據(jù)在計(jì)算機(jī)中的表示

1）數(shù)的符號(hào)位和機(jī)器數(shù)通常把一個(gè)數(shù)的二進(jìn)制代碼的最高位定義為符號(hào)位，最高位為“0”表示該數(shù)為正數(shù)，最高位為“1”表示該數(shù)為負(fù)數(shù)，該位稱為數(shù)符，其余位表示該數(shù)的絕對(duì)值。一般把在機(jī)器內(nèi)存放的帶正負(fù)符號(hào)數(shù)值的數(shù)稱為機(jī)器數(shù)，機(jī)器數(shù)對(duì)應(yīng)的數(shù)值為機(jī)器數(shù)的真值。如(-25)10其真值數(shù)為(11001)2，其機(jī)器數(shù)為111001。機(jī)器數(shù)的表示范圍受到字長(zhǎng)和數(shù)據(jù)類型的限制，例如，若表示一個(gè)整數(shù)，字長(zhǎng)為8位，其能表示的最大值為127，若數(shù)值超過(guò)127，就要“溢出”。1.2

信息在計(jì)算機(jī)中的表示1.2.2數(shù)值數(shù)據(jù)在計(jì)算機(jī)中的表示

2）定點(diǎn)數(shù)和浮點(diǎn)數(shù)①定點(diǎn)整數(shù)：定點(diǎn)整數(shù)是一個(gè)純整數(shù)，其小數(shù)點(diǎn)位置約定在機(jī)器數(shù)的最右邊。定點(diǎn)整數(shù)分為帶符號(hào)位和不帶符號(hào)位的兩類。不帶符號(hào)位的僅能表示整數(shù)。對(duì)于帶符號(hào)位的整數(shù)，一般表示為：

N＝NsNnNn-1Nn-2…N0其中N為用定點(diǎn)整數(shù)表示的數(shù)，Ns為符號(hào)位，N0～Nn為數(shù)據(jù)位。1.2

信息在計(jì)算機(jī)中的表示1.2.2數(shù)值數(shù)據(jù)在計(jì)算機(jī)中的表示

2）定點(diǎn)數(shù)和浮點(diǎn)數(shù)②定點(diǎn)小數(shù)：定點(diǎn)小數(shù)約定小數(shù)點(diǎn)位置在符號(hào)位和與有效數(shù)值部分之間，定點(diǎn)小數(shù)是純小數(shù)，所有數(shù)值的絕對(duì)值均小于1。③浮點(diǎn)數(shù)的表示：由于定點(diǎn)數(shù)表示的數(shù)值大小受到二進(jìn)制位數(shù)的限制，為了表示很大或很小的數(shù)，可采用“浮點(diǎn)數(shù)”（或“科學(xué)表示法”）。浮點(diǎn)數(shù)由2部分組成：即尾數(shù)和階碼，底數(shù)是事先約定的，不出現(xiàn)在機(jī)器數(shù)中。例如，十進(jìn)制數(shù)的“科學(xué)表示法”為：123456.78=0.12345678×106，其中12345678為尾數(shù)，6為階碼，10為底數(shù)。由于小數(shù)點(diǎn)的位置是浮動(dòng)的，階碼可取不同的數(shù)值。如十進(jìn)制數(shù)123456.78可表示為：0.12345678×106，1234.5678×102等多種形式。因此特別規(guī)定：尾數(shù)的絕對(duì)值大于0.1并且小于1。則十進(jìn)制123456.78的規(guī)格化形式為：0.12345678×1061.2

信息在計(jì)算機(jī)中的表示1.2.2數(shù)值數(shù)據(jù)在計(jì)算機(jī)中的表示

2）定點(diǎn)數(shù)和浮點(diǎn)數(shù)同樣對(duì)于二進(jìn)制數(shù)，規(guī)范化浮點(diǎn)數(shù)的表示形式為：N＝±d×2±p其中d為尾數(shù)；±表示數(shù)符；p是階碼，它在計(jì)算內(nèi)的存儲(chǔ)形式如下：階碼只能是一個(gè)帶符號(hào)的整數(shù)，階碼本身的小數(shù)點(diǎn)約定在階碼的最右面。尾數(shù)表示數(shù)的有效部分，是純小數(shù)。其小數(shù)點(diǎn)約定在數(shù)符與尾數(shù)之間。在浮點(diǎn)數(shù)表示中，階符與數(shù)符各占一位，階碼的位數(shù)表示數(shù)的大小范圍，尾數(shù)的位數(shù)表示數(shù)的精度。例如：設(shè)尾數(shù)為8位，階碼為6位，則二進(jìn)制數(shù)N=（-1101.010)B=(-0.110101)B×2(100)的浮點(diǎn)數(shù)的存放形式為：1.2

信息在計(jì)算機(jī)中的表示1.2.2數(shù)值數(shù)據(jù)在計(jì)算機(jī)中的表示

3）帶符號(hào)數(shù)的表示從上面描述的機(jī)器數(shù)知道，機(jī)器數(shù)由數(shù)符和真值數(shù)2部分組成，機(jī)器數(shù)在參加運(yùn)算時(shí)，若數(shù)符與真值數(shù)同時(shí)參加運(yùn)算，則會(huì)產(chǎn)生錯(cuò)誤的結(jié)果。因此必須考慮計(jì)算后的符號(hào)問(wèn)題。因此直接用機(jī)器數(shù)參與運(yùn)算，會(huì)增加計(jì)算機(jī)計(jì)算的難度。例如，+7加上-5應(yīng)為+2，但如果直接用機(jī)器數(shù)加法運(yùn)算：

00000111+7的機(jī)器數(shù)

+10000101-5的機(jī)器數(shù)

10001100-12的機(jī)器數(shù)如果不直接相加，就要考慮符號(hào)位的處理，則運(yùn)算會(huì)變得很復(fù)雜。為了解決這類問(wèn)題，需要引入原碼、反碼和補(bǔ)碼的概念。這里不作介紹，有興趣者請(qǐng)參閱有關(guān)資料。1.2

信息在計(jì)算機(jī)中的表示1.2.2數(shù)值數(shù)據(jù)在計(jì)算機(jī)中的表示

3）帶符號(hào)數(shù)的表示（原碼、反碼和補(bǔ)碼的概念）規(guī)定：在計(jì)算機(jī)內(nèi)部存儲(chǔ)的n位二進(jìn)制數(shù)（一般為一字節(jié)8位、兩字節(jié)16位、四字節(jié)32位）正整數(shù)為原碼表示，負(fù)數(shù)用補(bǔ)碼表示。補(bǔ)碼的求法：對(duì)于正數(shù)，規(guī)定：原碼、反碼、補(bǔ)碼相同。對(duì)于負(fù)數(shù)，其反碼為原碼各位求反，其補(bǔ)碼為反碼加1?！硎綳的反碼，—表示X的補(bǔ)碼，有：。例如，正整數(shù)：X＝00101001，

[X]原＝[X]反＝[X]補(bǔ)＝00101001（十進(jìn)制數(shù)為41）。負(fù)整數(shù)：X＝10101001，

[X]反＝11010110，

[X]補(bǔ)＝11010111。（十進(jìn)制數(shù)為－41）。1.2

信息在計(jì)算機(jī)中的表示1.2.2數(shù)值數(shù)據(jù)在計(jì)算機(jī)中的表示

3）帶符號(hào)數(shù)的表示（原碼、反碼和補(bǔ)碼的概念）機(jī)器數(shù)的真值：二進(jìn)制數(shù)存儲(chǔ)在計(jì)算機(jī)中，稱為機(jī)器數(shù)，其有正有負(fù)，正數(shù)即為原碼，便于認(rèn)識(shí)，而負(fù)數(shù)則為補(bǔ)碼表示，不能直接去掉符號(hào)位讀其數(shù)據(jù)，應(yīng)求其真正的值。正整數(shù)的真值為其原數(shù)，負(fù)數(shù)的真值為：該數(shù)求補(bǔ)得值，即：，注意，這里的X為補(bǔ)碼，因?yàn)槭秦?fù)數(shù)。例如，負(fù)整數(shù)（機(jī)器數(shù)）：X＝11010111，其真值為，由于是負(fù)數(shù)，即：10101001，（十進(jìn)制－41）。引入了補(bǔ)碼系統(tǒng)后，計(jì)算機(jī)在在規(guī)定位數(shù)的運(yùn)算中做減法時(shí)，可以用加法實(shí)現(xiàn)：

例如，單字節(jié)（8位）符號(hào)數(shù)表示中：34-75=34+75’=(00100010)B+(01001011)’B=(00100010)B+(10110101)B＝

=(11010111)B，其結(jié)果的真值為：(11010111)’B=－(00101001)B或(10101001)B，（十進(jìn)制：－41）。1.2

信息在計(jì)算機(jī)中的表示1.2.3常見(jiàn)的信息編碼計(jì)算機(jī)中數(shù)據(jù)的類型很多，數(shù)值運(yùn)算在計(jì)算機(jī)信息處理中只占很小一部分，大部分是字符信息，因此需要對(duì)字符進(jìn)行編碼，建立字符與二進(jìn)制之間的對(duì)應(yīng)關(guān)系。

1）BCD碼由于二進(jìn)制數(shù)不直觀，因此在計(jì)算機(jī)的輸入和輸出時(shí)通常還是用十進(jìn)制數(shù)。但是計(jì)算機(jī)只能使用二進(jìn)制數(shù)編碼，所以另外規(guī)定了一種用二進(jìn)制編碼表示十進(jìn)制數(shù)的方式，即每1位十進(jìn)制數(shù)數(shù)字對(duì)應(yīng)4位二進(jìn)制編碼，稱BCD碼（BinaryCodedDecimal—二進(jìn)制編碼的十進(jìn)制數(shù)），又稱8421碼。表1.1是十進(jìn)制數(shù)與其BCD碼的對(duì)應(yīng)關(guān)系。1.2信息在計(jì)算機(jī)中的表示1.2.3常見(jiàn)的信息編碼

2）字符的編碼英文字母和各種符號(hào)，也必須按規(guī)定好的、統(tǒng)一的二進(jìn)制碼來(lái)表示，計(jì)算機(jī)才能進(jìn)行處理。西文字符的標(biāo)準(zhǔn)編碼是ASCII碼（AmericanStandardCodeforInformationInterchange，美國(guó)國(guó)家信息交換代碼）。表1.2列出了最常用的ASCII碼。1.2信息在計(jì)算機(jī)中的表示1.2.3常見(jiàn)的信息編碼

3）漢字編碼通過(guò)鍵盤或其他的輸入工具輸入漢字時(shí)，需要按照一定的編碼來(lái)進(jìn)行，這稱之為輸入碼；在計(jì)算機(jī)內(nèi)部存儲(chǔ)、處理的代碼稱為機(jī)內(nèi)碼；要將漢字輸出，用打印機(jī)或顯示器輸出時(shí)用的編碼稱為字形碼。

①輸入碼漢字輸入碼又稱外碼，指用戶從鍵盤上輸入代表漢字的編碼。各種輸入方案就是以不同的符號(hào)系統(tǒng)來(lái)代表漢字進(jìn)行輸入的。漢字輸入法的編碼主要分為三類：數(shù)字編碼（區(qū)位碼）、拼音（智能ABC）、字形碼（五筆字形碼）。目前使用得比較多的是智能ABC、微軟拼音、Google拼音、搜狗拼音（音碼）和五筆字形碼（形碼）等。

②機(jī)內(nèi)碼機(jī)內(nèi)碼是計(jì)算機(jī)設(shè)備內(nèi)部對(duì)信息進(jìn)行處理、內(nèi)部存儲(chǔ)、傳輸所用的代碼。

③漢字字型碼在顯示或打印漢字時(shí)，需要使用漢字字型碼。漢字字型碼是漢字字型的字模數(shù)據(jù)，通常用點(diǎn)陣、矢量函數(shù)等方式來(lái)表示。用點(diǎn)陣表示字型時(shí)，漢字字型碼就是這個(gè)漢字字型點(diǎn)陣的代碼（例：24X24點(diǎn)陣，需72字節(jié)存儲(chǔ)）。1.2信息在計(jì)算機(jī)中的表示計(jì)算機(jī)存儲(chǔ)單位491KB＝210B＝1024Byte1MB＝210KB＝220B＝1048576Byte1GB＝210MB＝220KB＝230B=1073741824Byte1TB＝210GB＝220MB＝230KB＝240B=1099511627776Byte1PB＝210TB＝220GB＝230MB＝240KB=250B=1125899906842624Byte1EB＝210PB＝220TB＝230GB＝240MB=250KB=260B1ZB=210EB＝220PB＝230TB＝240GB＝250MB=260KB=270B1YB=210ZB=220EB＝230PB＝240TB＝250GB＝260MB=270KB=280B1NB=210YB=220ZB=230EB＝240PB＝250TB＝260GB＝270MB=280KB=290B1DB=210NB=220YB=230ZB=240EB＝250PB＝260TB＝270GB＝280MB=290KB=2100B1CB=210

DB=220NB=230YB=240ZB=250EB＝260PB＝270TB＝280GB＝290MB=2100KB=2110B存儲(chǔ)單位之間的換算1.1計(jì)算機(jī)的概述1.2信息在計(jì)算機(jī)中的表示1.3計(jì)算機(jī)系統(tǒng)的組成及原理1.4計(jì)算機(jī)運(yùn)算基礎(chǔ)第1章計(jì)算機(jī)系統(tǒng)基礎(chǔ)任務(wù)：從微機(jī)的組成部分，理解計(jì)算機(jī)構(gòu)成及簡(jiǎn)單的工作原理圖1.3計(jì)算機(jī)系統(tǒng)結(jié)構(gòu)1.3

計(jì)算機(jī)系統(tǒng)的組成及原理1.3.1計(jì)算機(jī)系統(tǒng)的組成1）硬件與軟件一個(gè)完整的計(jì)算機(jī)系統(tǒng)由硬件系統(tǒng)與軟件系統(tǒng)兩大部分組成1.3.1計(jì)算機(jī)系統(tǒng)的組成1）硬件與軟件雖然目前計(jì)算機(jī)的種類很多，其制造技術(shù)也發(fā)生了極大的變化，但基本的硬件結(jié)構(gòu)，一直沿襲著馮?諾依曼體系結(jié)構(gòu)，從功能上都可以劃分為五個(gè)基本組成部分，即運(yùn)算器、控制器、存儲(chǔ)器、輸入設(shè)備和輸出設(shè)備。1.3

計(jì)算機(jī)系統(tǒng)的組成及原理1.3.1計(jì)算機(jī)系統(tǒng)的組成2）計(jì)算機(jī)系統(tǒng)的層次結(jié)構(gòu)

WindowsXP、Linux、AppleSystemXBIOS基本輸入/輸出系統(tǒng)Office,PS,AutoCAD,MatLib,游戲等1.3

計(jì)算機(jī)系統(tǒng)的組成及原理1.3.2微型計(jì)算機(jī)硬件系統(tǒng)微型計(jì)算機(jī)的硬件系統(tǒng)主要包括主板、CPU、存儲(chǔ)器、總線及I/O接口、I/O設(shè)備等。1.3

計(jì)算機(jī)系統(tǒng)的組成及原理1.3.2微型計(jì)算機(jī)硬件系統(tǒng)

1）主板主板上的北橋芯片控制內(nèi)部總線主板上南橋芯片控制外部總線及設(shè)備接口CPU插槽內(nèi)存插槽PCI插槽顯示卡插槽PCI插槽硬盤接口軟驅(qū)接口鍵盤鼠標(biāo)串并接口USB接口網(wǎng)絡(luò)接口音箱麥克風(fēng)接口1.3

計(jì)算機(jī)系統(tǒng)的組成及原理1.3.2微型計(jì)算機(jī)硬件系統(tǒng)

2）CPU

1.3

計(jì)算機(jī)系統(tǒng)的組成及原理1.3

計(jì)算機(jī)系統(tǒng)的組成及原理微型計(jì)算機(jī)硬件系統(tǒng)

Core2Duo雙核CPU1.3.2微型計(jì)算機(jī)硬件系統(tǒng)

2）CPU衡量CPU的主要技術(shù)指標(biāo)有：①字長(zhǎng)②位寬(FSB)

③主頻④高速緩存⑤制造工藝

1.3

計(jì)算機(jī)系統(tǒng)的組成及原理1.3.2微型計(jì)算機(jī)硬件系統(tǒng)

3）存儲(chǔ)器計(jì)算機(jī)中的存儲(chǔ)器可分成兩大類：一類是內(nèi)存儲(chǔ)器，簡(jiǎn)稱內(nèi)存或主存；另一類是外存儲(chǔ)器，簡(jiǎn)稱外存或輔存。計(jì)算機(jī)的存儲(chǔ)系統(tǒng)是一個(gè)多級(jí)的存儲(chǔ)結(jié)構(gòu)。

1.3

計(jì)算機(jī)系統(tǒng)的組成及原理1.3.2微型計(jì)算機(jī)硬件系統(tǒng)

3）存儲(chǔ)器

1.3

計(jì)算機(jī)系統(tǒng)的組成及原理1.3.2微型計(jì)算機(jī)硬件系統(tǒng)外存儲(chǔ)器

移動(dòng)硬盤硬盤內(nèi)部結(jié)構(gòu)硬盤外觀硬盤內(nèi)部結(jié)構(gòu)存儲(chǔ)卡1.3

計(jì)算機(jī)系統(tǒng)的組成及原理1.3.2微型計(jì)算機(jī)硬件系統(tǒng)

4）總線與輸入/輸出接口①總線微型計(jì)算機(jī)中的總線一般分為內(nèi)部總線、系統(tǒng)總線和外部總線。內(nèi)部總線位于CPU芯片內(nèi)部，用于連接CPU的各個(gè)組成部件；系統(tǒng)總線是指主板上連接微型計(jì)算機(jī)中各大部件的總線；外部總線則是微型計(jì)算機(jī)和外部設(shè)備之間的總線，微型計(jì)算機(jī)作為一種設(shè)備，通過(guò)該總線和其他設(shè)備進(jìn)行信息與數(shù)據(jù)交換。按總線傳輸?shù)男畔⒎N類，可以將總線分為三類：數(shù)據(jù)總線、地址總線、控制總線。

1.3

計(jì)算機(jī)系統(tǒng)的組成及原理三總線連接計(jì)算機(jī)各個(gè)部分1.3

計(jì)算機(jī)系統(tǒng)的組成及原理微型計(jì)算機(jī)硬件系統(tǒng)

4）總線與輸入/輸出接口

兩片機(jī)主板（北橋和南橋芯片）設(shè)計(jì)主板上的北橋芯片控制內(nèi)部總線主板上南橋芯片控制外部總線及設(shè)備接口i915主板1.3

計(jì)算機(jī)系統(tǒng)的組成及原理主板上的北橋芯片控制內(nèi)部總線主板上南橋芯片控制外部總線及設(shè)備接口i965主板1.3

計(jì)算機(jī)系統(tǒng)的組成及原理1.3

計(jì)算機(jī)系統(tǒng)的組成及原理微型計(jì)算機(jī)硬件系統(tǒng)

4）總線與輸入/輸出接口

南北橋整合芯片，連接電腦各部分1.3.2微型計(jì)算機(jī)硬件系統(tǒng)

4）總線與輸入/輸出接口

主板上的北橋芯片控制內(nèi)部總線主板上南橋芯片控制外部總線及設(shè)備接口1.3

計(jì)算機(jī)系統(tǒng)的組成及原理微型計(jì)算機(jī)硬件系統(tǒng)

4）總線與輸入/輸出接口

1.3

計(jì)算機(jī)系統(tǒng)的組成及原理主板就是三總線母版，其連接電腦各個(gè)部分CPU插座散熱器南橋芯片北橋芯片內(nèi)存條插座電源接口SATA串行硬盤接口USB接口USB接口集成聲卡網(wǎng)卡芯片集成聲卡網(wǎng)卡芯片鍵盤鼠標(biāo)USB,音頻,網(wǎng)絡(luò),顯示接口IDE接口(光驅(qū))顯卡插槽PIC插槽PIC插槽1.3

計(jì)算機(jī)系統(tǒng)的組成及原理微型計(jì)算機(jī)硬件系統(tǒng)

4）總線與輸入/輸出接口

北橋芯片南橋芯片CPU插座內(nèi)存條插座電源接口SATA串行硬盤接口USB接口集成聲卡網(wǎng)卡芯片鍵盤鼠標(biāo)USB,音頻,網(wǎng)絡(luò),顯示接口IDE接口(光驅(qū))集成聲卡網(wǎng)卡芯片顯卡插槽PIC插槽PIC插槽1.3

計(jì)算機(jī)系統(tǒng)的組成及原理微型計(jì)算機(jī)硬件系統(tǒng)

4）總線與輸入/輸出接口

各種外部設(shè)備接口（鍵盤、鼠標(biāo)、顯示器、串口、USB、網(wǎng)絡(luò)、音頻等）1.3

計(jì)算機(jī)系統(tǒng)的組成及原理微型計(jì)算機(jī)硬件系統(tǒng)

4）總線與輸入/輸出接口

各種外部設(shè)備接口（鍵盤、鼠標(biāo)、顯示器、串口、USB、網(wǎng)絡(luò)、音頻等）1.3

計(jì)算機(jī)系統(tǒng)的組成及原理微型計(jì)算機(jī)硬件系統(tǒng)

4）總線與輸入/輸出接口

支持四核雙CPU服務(wù)器主板北橋芯片南橋芯片CPU插座內(nèi)存條插座雙CPU插座內(nèi)存條插座（兩路）1.3

計(jì)算機(jī)系統(tǒng)的組成及原理微型計(jì)算機(jī)硬件系統(tǒng)

4）總線與輸入/輸出接口

各種接口連接線1.3.2微型計(jì)算機(jī)硬件系統(tǒng)

5）輸入與輸出設(shè)備①輸入設(shè)備

1.3

計(jì)算機(jī)系統(tǒng)的組成及原理1.3.2微型計(jì)算機(jī)硬件系統(tǒng)

5）輸入與輸出設(shè)備②輸出設(shè)備

1.3

計(jì)算機(jī)系統(tǒng)的組成及原理激光打印機(jī)針式打印機(jī)工程繪圖儀平板繪圖儀廣告繪圖儀1.3.3

計(jì)算機(jī)軟件系統(tǒng)

1.3

計(jì)算機(jī)系統(tǒng)的組成及原理機(jī)器語(yǔ)言（MachineLanguage）

機(jī)器語(yǔ)言程序存放到內(nèi)存的地址用16進(jìn)制表示的機(jī)器碼1.3

計(jì)算機(jī)系統(tǒng)的組成及原理匯編語(yǔ)言（AssembleLanguage）

1.3

計(jì)算機(jī)系統(tǒng)的組成及原理該程序執(zhí)行的結(jié)果：對(duì)內(nèi)存2000H開(kāi)始的32個(gè)地址單元進(jìn)行填充FF（即二進(jìn)制全1）高級(jí)語(yǔ)言

C語(yǔ)言編寫(xiě)的程序編譯鏈接運(yùn)行1.3

計(jì)算機(jī)系統(tǒng)的組成及原理1.3.4

計(jì)算機(jī)基本工作原理

1）指令與指令系統(tǒng)

指令是能夠被計(jì)算機(jī)識(shí)別并執(zhí)行的二進(jìn)制代碼，它規(guī)定了計(jì)算機(jī)完成的某一種操作。一條指令通常由兩個(gè)部分組成：①操作碼操作碼指明該指令要執(zhí)行什么操作，例如加法、存數(shù)、取數(shù)、輸出等。操作碼的位數(shù)決定了一個(gè)機(jī)器操作指令的條數(shù)。當(dāng)使用定長(zhǎng)操作碼格式時(shí)，若操作碼位數(shù)n，則指令有2n條。②地址碼地址碼指出參與操作的數(shù)據(jù)在存儲(chǔ)器中的地址（內(nèi)存地址或寄存器地址）。一臺(tái)計(jì)算機(jī)所有指令的集合，稱為該計(jì)算機(jī)的指令系統(tǒng)，又稱指令集。指令系統(tǒng)描述了CPU的基本功能，一臺(tái)計(jì)算機(jī)的指令越多、越豐富，則該計(jì)算機(jī)的功能就越強(qiáng)。1.3

計(jì)算機(jī)系統(tǒng)的組成及原理1.3.4

計(jì)算機(jī)基本工作原理

1）指令與指令系統(tǒng)

不同