第一章电子计算机的基础知识

计算机文化基础课件第一章电子计算机的基础知识计算机文化基础课件电子计算机的诞生和发展电子计算机的特点、用途和分类☆电子计算机系统的组成及工作原理☆微型计算机简介计算机中信息的表示☆计算机安全与计算机维护多媒体计算机☆本章主要知识点：计算机文化基础课件第一节电子计算机的诞生和发展电子计算机是一种能够按照人们的意愿，自动、高速、精确地处理信息的电子设备。早期计算机：只用来进行数值计算。现代计算机：除了用来进行一般的数值计算之外，还可以进行数据的处理，如对图形、文字、数据、声、光、电等各种信息进行计算和逻辑判断，除此之外，它还具有记忆和自动控制能力，能完成人脑的一部分工作，因此，也有人称其为“电脑”。计算机文化基础课件什么是计算机？计算机是一种以电子器件为基础的，不需要人的直接干预，能够对各种数字化信息进行算术和逻辑运算的快速工具。一、电子计算机的诞生1946年2月由美国宾夕法尼亚大学正式推出世界上第一台电子计算机——ENIAC(ElectronicNumericalIntegratorAndCalculator，电子数字积分计算机)。特点：ENIAC是一个庞然大物，它有18000个电子管，6000个继电器，耗电150千瓦/小时，运算速度5000次/每秒，占地170平方米，重30吨，造价约1千万美元。与现代计算机相比，ENIAC运算速度慢，可靠性差，体积大，价格昂贵。最初用途:为军事服务。第一节电子计算机的诞生和发展计算机文化基础课件电子计算机发展过程中的两位重要人物（并称为“计算机之父”）：（1）奥地利数学家冯·诺依曼主要贡献：提出了现代电脑的体系结构（2）英国科学家阿兰·图灵主要贡献：创立通用计算机的理论，即“图灵机”理论第一节电子计算机的诞生和发展计算机文化基础课件二、电子计算机的发展根据电子计算机所采用的物理器件，到目前为止共划分为以下几个时代：(1)电子管时代;(2)晶体管时代;(3)中小集成电路时代;(4)大规模集成电路时代。(5)（未来）：人工智能时代。计算机的发展方向：巨型化、微型化、网络化、多媒体化。第一节电子计算机的诞生和发展计算机文化基础课件计算机发展的五个阶段代次时间电子元件软件运算速度应用领域第一代1946~1957电子管汇编语言、代码程序5千~3万次/秒国防及高科技第二代1958~1964晶体管高级语言多道程序设计数十万~几十万次/秒工程设计、数据处理第三代1965~1970中小规模集成电路操作系统、会话式语言数百万~几千万次/秒工业控制、数据处理第四代1970~今大、超大规模集成电路面向对象语言网络软件数据库软件上亿次/秒工业、生活等各各方面第五代未来人工智能计算机文化基础课件三、我国计算机的发展概况总体特点：起步较晚、发展迅猛（1）我国各时代电子计算机的诞生（2）巨型计算机的发展A.银河系列巨型机B.曙光系列巨型机（3）微处理器的发展第一节电子计算机的诞生和发展计算机文化基础课件第二节电子计算机的特点、用途和分类一、电子计算机的特点：1.运算速度快一般计算机的运算速度每秒可达几百万次～几千万次，大型计算机的运算速度可达每秒几万亿次。2.高精确度和可靠度精确度可达十几位，甚至几十位有效数字。3.具有存储记忆能力能够借助存储器存储大量的数据。4.具有逻辑判断能力计算机能够进行逻辑判断，从而完成分类、合并、比较、排序、检索等数据处理工作。如判断54是否成立，成立为真（T），不成立为假（F）。计算机文化基础课件5.自动控制计算机内部的操作运算，都是自动控制进行的，用户只需要将运算式子或程序输入计算机，计算机就会在程序的控制下自动运行，完成计算，输出结果。二、电子计算机的用途1、科学计算（数值计算）2、数据处理（信息加工）数据处理是指：计算机对大量的数据、资料、情报等信息进行合并、分类、排序、分析、检索等加工处理。3、自动控制（工业自动化）自动控制是指：计算机在工业生产中于其它仪器、机械部件组成的对生产过程或试验过程进行实时控制和自动检测的系统。第二节电子计算机的特点、用途和分类计算机文化基础课件4、计算机辅助系统计算机辅助系统是指：以人为主、计算机为辅共同完成某项作业的人机系统，有以下几个方面组成：计算机辅助设计（CAD）计算机辅助制造（CAM）计算机辅助教学（CAI）计算机辅助测试（CAT）5、人工智能人工智能是指：利用计算机模拟人的某些智力活动，进行思维、推断、推理。第二节电子计算机的特点、用途和分类计算机文化基础课件6、计算机网络技术计算机网络是利用计算机技术和通信技术把分布在不同地理位置的计算机系统用数据通信线路互联而成的系统，实现网络中计算机软件、硬件、数据资源的共享，更加有效的提高计算机的使用效率。7、多媒体技术多媒体技术是将声音、图像、图形、动画、视频等多媒体信息集计算机、通信、人机对话等技术于一体。第二节电子计算机的特点、用途和分类计算机文化基础课件三、电子计算机的分类1、根据体积和功能分类：可将计算机分为巨型机、大型机、中型机、小型机、微型机五类。其中，前四种的中央处理器（CPU）都具有分时处理能力，一个主机带多个终端。2、根据用途分类：可将计算机分为通用计算机和专用计算机两类。3、根据计算机的结构原理分类：可将计算机分为电子数字计算机、电子模拟计算机和混合式计算机三类。第二节电子计算机的特点、用途和分类计算机文化基础课件第三节电子计算机系统的组成及工作原理电子计算机由硬件系统及软件系统组成：硬件系统：是构成计算机的物理装置，或有形的物理实体，又称硬件或硬设备。软件系统：是指挥和使用计算机，使计算机硬件系统进行工作的各种程序、数据组成的指令集合，又称软件或软设备。硬件系统和软件系统相辅相成缺一不可，硬件是躯体，软件是灵魂和头脑。计算机文化基础课件一、计算机硬件的基本构成及工作原理1.硬件的基本构成由运算器、控制器、存储器、输入设备、输出设备五部分构成。（1）运算器：进行算术运算和逻辑运算的装置。算术运算：加、减、乘、除等四则运算。逻辑运算：按逻辑代数的规则进行的运算（AND,OR,NOT）。此外运算器还可以进行其它操作：数码的传送、移位、跳出转移、暂时存放数据及取数。第三节电子计算机系统的组成及工作原理计算机文化基础课件（2）控制器：计算机的指挥中心，是实现计算机存储器、运算器、输入输出设备各部分间的联系及自动执行程序的部件。运算器和控制器合称为中央处理器，即CPU。（3）存储器：是存放程序、原始数据、中间结果、最终结果的装置。分为内存储器和外存储器两种。注：内存储器又叫主存储器，分为ROM和RAM两种。ROM：只读存储器，只能读出不能写入，断电后信息不丢失。RAM：随机存储器，既能读出也能写入，断电后信息丢失。第三节电子计算机系统的组成及工作原理计算机文化基础课件外存储器也称为辅助存储器。如磁盘、光盘等。（4）输入设备输入设备是向计算机输入数据、程序及各种信息的设备。如键盘、鼠标、扫描仪等。（5）输出设备输出设备是把计算机所接收的信息，处理后的数据以人们所能识别的形式打印或显示出来的装置。如显示器、打印机等。第三节电子计算机系统的组成及工作原理计算机文化基础课件计算机的主机：CPU和内存。计算机的外部设备：输入设备、输出设备、外存储器。计算机的总线：计算机各部件之间传递数据是由数据通道即数据总线完成的；将数据传送到相应的地址中去的通道，由地址通道完成；传递控制信号的通道，由控制总线完成。数据总线、地址总线、控制总线合称为总线（BUS）。第三节电子计算机系统的组成及工作原理计算机文化基础课件2、计算机的基本工作原理目前计算机应用的仍是美籍匈牙利数学家冯·诺依曼1946年提出的存储程序控制的原理：①计算机由运算器、控制器、存储器、输入输出设备五大部分组成。②计算机内部数据采用二进制。③计算机控制由存储程序控制。（核心）指令：是计算机对数据加工时的命令，指示计算机进行何种工作、何时进行工作、如何进行工作。由操作码（对数据进行何种操作）和地址码组成（结果存放地址）。程序：若干指令按一定规则排列的有序集合。第三节电子计算机系统的组成及工作原理计算机文化基础课件计算机存储控制的工作原理图：程序取数据数据结果存数据输入/出设备存储器运算器控制器计算机文化基础课件二、计算机软件系统软件：程序及程序运行所需的数据以及与程序有关的文档资料的总称。计算机软件一般分为系统软件和应用软件两大类。系统软件：是管理、控制和维护计算机，使其高效运行的软件。一般由专业软件公司计算机厂家提供。它包括操作系统、数据库管理系统、编译系统和系统工具软件。应用软件：是为解决用户的具体问题，面向某个领域而设计的软件。一般分为应用软件包和用户程序两大类。第三节电子计算机系统的组成及工作原理计算机文化基础课件计算机系统组成一览图计算机系统运算器控制器硬件系统软件系统主机中央处理器（CPU）内存储器：ROM、RAM外设外存储器输入设备输出设备其它设备系统软件操作系统＊数据库管理系统编译系统工具软件应用软件应用软件包用户程序一、计算机系统的组成计算机文化基础课件三、计算机语言计算机语言：计算机能识别并执行的信息符号代码的指令集合，根据其发展，可分为机器语言、汇编语言、高级语言三类：1、机器语言：用二进制代码直接表达的指令的语言，如加法的指令代码为0101011。用机器语言编写的程序称为目标程序，可让计算机直接识别并执行。优点：计算机可以直接识别，执行速度最快。缺点：每条指令都由0、1代码表示，不好记忆，易出错。第三节电子计算机系统的组成及工作原理计算机文化基础课件2、汇编语言：用一些指令助计符（指令功能的英文缩写，如加法指令ADD,减法指令SUB）来表示机器语言每条指令的语言。优点：比机器语言易于记忆，不易出错。缺点：没有从根本上减少指令，仍然繁琐，不易移植，不能直接被计算机执行，必须经过翻译转换成机器语言。3、高级语言：比较接近人类自然语言和数学描述的语言。高级语言的一条指令的功能可以代替几条、几十条汇编语言的指令功能。优点：简便、易学、易记忆、通用性强，兼容性好，便于移植（好学易用）。缺点：不能直接被计算机识别，需要翻译成机器语言，执行速度慢。常见的高级语言：basic,pascal,c,c++,vc++等。第三节电子计算机系统的组成及工作原理计算机文化基础课件高级语言的翻译方式：解释程序：边翻译边运行。翻译程序：翻译完后再运行。每种高级语言都由一套与之相对应的翻译程序。源程序目标程序解释程序编译程序源程序的两种翻译方式第三节电子计算机系统的组成及工作原理计算机文化基础课件ASDFGHJKL；小无中食食中无小指名指指指指名指指指左手右手指法返回计算机文化基础课件第四节微型计算机简介一、微型机的概况微机发展历程：1.美国Intel公司在1971年11月发明了第一代微型计算机，字长从1位发展到8位。2.第二代微机：Intel公司生产的8088，Motorola公司的68000和Zilog公司的Z-80,字长为8位，已经得到广泛使用；3.第三代微机：相继推出的以8086，MC68000和Z-8000处理器组成的16位机；计算机文化基础课件4.第四代微机：80年代的32位机，如：80386，80486、80586、PⅠ、PⅡ、PⅢ、PⅣ，字长为32位；2003年4月，AMD研制出了微机的第一个64位的CPU。分界线：1981年IBMPC个人电脑问世优点：体积小，软件丰富，使用方便，可靠性高，价格便宜。第四节微型计算机简介计算机文化基础课件二、微型计算机的硬件微机硬件的主要组成部件有：主板、微处理器（CPU）、内存条、软驱、硬盘、光驱、各种适配卡、电源、机箱、键盘与鼠标、显示器、打印机等。1.主板主板的外形结构：AT、ATX、NLX主板的组成：（1）cpu的插槽（2）内存插槽（3）高速缓存Cache（SRAM）：存储频繁使用的数据第四节微型计算机简介计算机文化基础课件（4）控制芯片组（chipset）：是主板的灵魂与核心，记录了主板的重要信息，决定了主板的性能与功能。不