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教学进程计算机基础知识第1章教学目标:►掌握计算机硬件系统和软件系统的组成►掌握衡量计算机性能的主要指标►掌握计算机中数值的表示方法和不同数值之间的转换►了解计算机发展史及应用领域教学进程1.1.1计算机发展史第一代:电子管计算机(1946~1957)采用电子管为基本元件,体积巨大,运算速度较低耗电量大,存储容量小设计使用机器语言或汇编语言主要用于科学和工程计算采用晶体管为基本元件体积缩小、功耗降低提高了运算速度和可靠性程序设计采用高级语言出现了操作系统应用到数据和事物处理及工业控制等领域第二代:晶体管计算机(1958~1964)1.1计算机发展及应用教学进程第三代:中小规模集成电路计算机(1965~1970)采用集成电路为基本元件体积减小,功耗、价格等降低运算速度及可靠性有了更大的提高操作系统日臻完善应用到文字处理、企业管理和自动控制等领域采用大规模集成电路为主要功能元件运算速度可达每秒几千万次至千百亿次广泛应用于社会生活的各个领域在办公自动化、电子编辑排版等领域大显身手第四代:大规模、超大规模集成电路计算机(1971至今)1.1计算机发展及应用1.1.1计算机发展史教学进程1.1.2计算机的特点及分类运算速度是指计算机每秒能执行多少条指令。常用单位是MIPS。Pentium4微机内部数据位数为32位(二进制),可精确到15位有效数字(十进制)。圆周率л的计算,有人曾利用计算机算到小数点后200万位。计算机的存储器(能把数据、程序存入,进行数据处理和计算,并把结果保存起来。(1)运算速度快(2)计算精度高(3)记忆能力强在程序执行过程中,计算机能够进行各种基本的逻辑判断,并根据判断结果来决定下一步执行哪条指令。(4)逻辑判断能力强1.计算机的特点教学进程按工作原理划分按功能划分按性能划分模拟式电子计算机数字式电子计算机模拟数字混合计算机专用计算机通用计算机巨型计算机大中型计算机小型计算机工作站微型计算机1.1.2计算机的特点及分类2.计算机的分类教学进程(1)科学计算(2)信息处理(3)计算机辅助设计与计算机辅助制造(CAD/CAM)(4)计算机辅助教学与计算机管理教学(CAI/CMI)(5)自动控制(6)多媒体应用(7)电子商务1.1.3计算机的应用领域及发展趋势1.计算机的应用领域教学进程◆①电子商务的概念电子商务代表着一种现代的商务模式,即通过Internet和传输电子信息而进行的各种商务活动。◆②电子商务的产生真正意义上对电子商务的研究和应用始于20世纪70年代末。电子商务的发展的两个阶段:20世纪80年代中期EDI电子商务90年代初期Internet电子商务1.1.3计算机的应用领域及发展趋势1.计算机的应用领域教学进程◆③电子商务的功能1.1.3计算机的应用领域及发展趋势1.计算机的应用领域业务管理意见征询物流服务网上支付网上订购咨询洽谈广告宣传功能教学进程可扩展性集成性安全性方便性高效性特点1.1.3计算机的应用领域及发展趋势1.计算机的应用领域◆⑤电子商务的应用:网上购物◆④电子商务的特点教学进程智能化多媒体化网络化微型化巨型化计算机的发展趋势1.1.3计算机的应用领域及发展趋势2.计算机的发展趋势教学进程1.2.1计算机硬件系统1.2计算机系统的组成计算机硬件系统包括计算机的主机和外部设备。它由五大功能部件组成,即:运算器、控制器、存储器、输入设备和输出设备。教学进程●运算器运算器是计算机对数据进行加工处理的部件,包括算术运算和逻辑运算。●控制器控制器负责从存储器中取出指令,并对指令进行译码;根据指令的要求,按时间的先后顺序,负责向其他各部件发出控制信号,保证各部件协调一致地工作,一步一步地完成各种操作。1.2.1计算机硬件系统教学进程1.2.1计算机硬件系统●存储器存储器的主要功能是存放程序和数据,是计算机记忆或暂存数据的部件。计算机中的全部信息,都存放在存储器中。而且,指挥计算机运行的各种程序也存放在存储器中。教学进程1.2.1计算机硬件系统●输出设备输出设备是输出计算机处理结果的设备。在大多数情况下,它将这些结果转换成便于人们识别的形式。●输入设备输入设备用于接受用户输入的原始程序和数据,它是重要的人机接口,负责将输入的程序和数据转换成计算机能识别的二进制代码,并放入内存中。教学进程1.2.2计算机的工作原理必须首先根据该任务要求编写相应的程序,然后通过输入设备向控制器发出输入信息的请求,在得到控制器许可的情况下,输入设备把程序和数据送到存储器中并保存起来。随后,计算机系统就会在控制器的控制协调下,自动地运行程序,并把程序运行结果存入存储器。最后,在控制器的控制下输出设备把存储器中的运行结果输出,显示为用户容易识别的形式。教学进程1.2.2计算机的工作原理当我们需要计算机完成某项任务的时候,首先要将任务分解为若干各基本操作的集合,计算机所要执行的基本操作命令就是指令。指令是对计算机进行程序控制的最小单元,是一种采用二进制表示的命令语言。一条指令通常由两个部分组成,即操作码和操作数。操作码操作数教学进程1.2.2计算机的工作原理整个计算机工作过程的实质就是指令的执行过程。因为控制器对各个部件的控制都是通过指令实现的。指令的执行过程可以分为四步。取指令分析指令执行指令形成下一条指令地址教学进程1.2.3计算机软件系统相对于计算机硬件而言,软件是计算机的无形部分,是计算机的灵魂。软件可以对硬件进行管理、控制和维护。根据软件的用途可将其分为:系统软件应用软件计算机硬件操作系统高级语言程序各种应用软件用户教学进程操作系统操作系统是最基本最重要的系统软件,用来管理和控制计算机系统中硬件和软件资源的大型程序,是其他软件运行的基础。操作系统负责对计算机系统的全部软、硬件和数据资源进行统一控制、调度和管理。主要作用:提高系统的资源利用率、提供友好的用户界面,从而使用户能够灵活、方便地使用计算机。1.系统软件1.2.3计算机软件系统教学进程语言处理程序人与人交流需要语言,人与计算机之间交流同样需要语言。人与计算机之间交流信息使用的语言叫做程序设计语言。按照其对硬件的依赖程度通常把程序设计语言分为三类:◆机器语言◆汇编语言◆高级语言1.系统软件1.2.3计算机软件系统教学进程◆机器语言机器语言是一种用二进制代码“1”和“0”组成的一组代码指令,是唯一可以被计算机硬件识别和执行的面向机器的语言。优点:占用内存小、执行速度快缺点:编写程序工作量大、程序阅读性差、调试困难1.系统软件1.2.3计算机软件系统教学进程1.系统软件◆汇编语言汇编语言是使用一些能反映指令功能的助记符来代替机器指令的符号语言。汇编语言的指令与机器语言的指令基本上是一一对应的。这些助记符一般是人们容易记忆和理解的英文缩写,优点:汇编语言在编写、阅读和调试方面有很大进步,运行速度快。缺点:是面向机器的语言,编程复杂,可移植性差。1.2.3计算机软件系统教学进程◆高级语言高级语言是一种独立于机器的算法语言。高级语言的表达方式接近于人们日常使用的自然语言和数学表达式,并且有一定的语法规则。缺点:编写的程序运行要慢一些优点:编程简单易学、可移植性好、可读性强、调试容易1.系统软件1.2.3计算机软件系统教学进程数据库管理系统数据库管理系统主要面向解决数据处理的非数值计算问题,对计算机中存放的大量数据进行组织、管理、查询。目前,常用的数据库管理系统有SQLServer、Oracle、Mysql和VisualFoxPro等。1.系统软件1.2.3计算机软件系统教学进程应用软件是用户为解决各种实际问题而编制的计算机应用程序及其有关资料。主要应用领域有:2.应用软件办公应用平面设计视频编辑与后期制作网站开发辅助设计三维制作多媒体开发程序设计1.2.3计算机软件系统教学进程1.2.4衡量计算机性能的主要指标1.运算速度衡量一台微型计算机的主要性能指标包括:2.存储器的指标3.I/O的速度计算机的运算速度是指计算机每秒钟执行的指令数。影响运算速度的主要因素有:①CPU的主频。②字长。③指令系统。教学进程1.2.4衡量计算机性能的主要指标衡量一台微型计算机的主要性能指标包括:3.I/O的速度①存取速度②存储容量2.存储器的指标1.运算速度教学进程1.2.4衡量计算机性能的主要指标衡量一台微型计算机的主要性能指标包括:I/O速度是指CPU与外部设备数据交换的速度。主机I/O的速度取决于I/O总线的设计。1.运算速度3.I/O的速度2.存储器的指标教学进程1.3.1软盘存储系统1.3辅助存储器软盘都有一个比较硬的塑料外壳,它的作用是保护里边的盘片。盘片上涂有一层磁性材料(如氧化铁),它是记录数据的介质。在外壳和盘片之间有一层软的保护垫,防止外壳对盘片造成不必要的损伤。软盘提供了一种简单的写保护方法,可防止误写操作,也避免病毒对软盘的侵害。3寸盘是靠一个方块来实现的,拨上去,打开方孔就是写保护了,反之就是关闭写保护。认识软盘软盘的存储结构认识软盘驱动器教学进程1.3.1软盘存储系统1.3辅助存储器软盘在使用之前必须要先格式化,格式化后,磁盘被分成若干个磁道,每个磁道又被分为若干个扇区,每个扇区可存储512个字节。磁道是一组同心圆,一个磁道大约有零点几毫米的宽度,数据就存储在这些磁道上。一个1.44MB的软盘,有80个磁道,每个磁道有18个扇区,且两面都可以存储数据。我们能这样计算它的容量:80×18×2×512≈1440KB≈1.44MB认识软盘软盘的存储结构认识软盘驱动器教学进程认识软盘软盘的存储结构认识软盘驱动器1.3.1软盘存储系统1.3辅助存储器软盘驱动器可以对软盘进行读写操作,现在我们使用的都是3寸软驱,可以读写1.44MB的3寸软盘。软驱由控制电路板、马达、磁头定位器和磁头组成。磁头其实是很小的,上下各有一个,我们看到的是它的滑轨。它工作时马达带动软盘的盘片转动,转速大概为每分钟300转。磁头定位器是一个很小的步进马达,它负责把磁头移动到正确的磁道,由磁头完成读写操作。教学进程1.3.2硬盘硬盘速度快且容量大,是计算机中最重要的存储设备。硬盘是由磁道、扇区、柱面和磁头组成的。盘片上面被分成若干个同心圆磁道,每个磁道被分成若干个扇区,每扇区通常是512字节。硬盘的磁道数一般介于300~3000之间,每磁道的扇区通常有63个。硬盘由很多个磁片叠在一起组成的,柱面指的就是多个磁片上具有相同编号的磁道,它的数目和磁道数目是相同的。硬盘容量=柱面数×扇区数×每扇区字节数×磁头数教学进程1.3.3USB与移动存储器USB——“通用串行总线”,也称通用串联接口。USB的规格是由Intel、IBM、Microsoft等几家公司联合制定的。它是一个使计算机外接设备连接标准化和单一化的接口。一个USB接口可以支持多种计算机外部设备,而且它支持热插拔,即使在开机的情况下也可以安全地连接或断开USB设备。1.USB简介教学进程1.3.3USB与移动存储器目前人们比较熟悉的移动存储器主要有:移动硬盘闪盘移动硬盘通过相关设备将IDE转换成USB或Firewire接口连接到计算机,从而完成读写数据的操作。闪盘是近两年来发展比较迅速的小型便携式存储器,具有体积小、使用方便和安全可靠等优点。2.移动存储器教学进程1.3.4光盘存储系统利用光的性质进行数据存取的存储系统称作光盘存储系统。光盘存储系统包括光盘和光盘驱动器。光盘具有大容量、保存时间长、低价位的优点。教学进程1.只读光盘2.刻录光盘3.可擦写光盘只读光盘只能读出信息而不能写入信息。它的制作成本低、信息存储量大而且保存时间长。只有一面有数据,表面有一层保护膜,但仍容易被划伤。CD-ROM的容量是不固定的,有两种12cm和8cm尺寸,最常见的是12cm。1.3.4光盘存储系统目前用于计算机系统的光盘主要有:4.数字化多功能盘教学进程3.可擦写光盘刻录光盘是一种可录式、一次写入多次读取的光盘。有两种记录方式,一种是用激光在金属记录层烧熔出凹点来记录,另一种是利用激光加热使染料型记录层变色来完成的。读出数据是根据反射激光的强弱变化
本文标题:计算机文化基础课件_第1章.
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