职称计算机系统基础知识PPT课件

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第一章：计算机系统基础知识
五、计算机的应用（1）科学计算（数值计算）
计算机最早的应用领域。如天气预报、工程计算等。（2）信息处理。对数据的采集、加工、处理、分析、统计、归类等，以获得对人有用的信息。如银行的存/取款系统，火车票订票系统
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第一章：计算机系统基础知识
A、用来存储计算机系统中需长期存放的、大量的信息。 B、不能直接与CPU相连，其数据经内存传递给CPU进行操作。 C、速度慢、价格低、容量大 D、包括软盘、硬盘、光盘、USB闪存、移动硬盘等。
第一章：计算机系统基础知识
3.5英寸软盘片的内部结构
由一张圆形软塑料片涂上可记录信息的磁性材料而制成。通过软盘驱动器（软驱）读取其中的数据。
硬件（Hardware) 是指有形的物理设备，即实际存在的物理
装置的总称。如显示器、键盘、机箱、鼠标等软件（ software)
是用来指挥计算机完成具体工作的程序和数据，是整个计算机的灵魂。
它包括计算机上运行的程序、数据及文档。
第一章：计算机系统基础知识
硬件和软件的关系
硬件是软件赖以运行的物质基础，软件是人与硬件之间的界面。二者具有逻辑上的等价性，即硬件的功能可以用软件实现，软件的功能也可以用硬件实现。
（3）实时控制（过程控制）。它是实现自动化生产的重要内容和手段。如导弹、无人驾驶飞机等（4）计算机辅助功能。
CAD（计算机辅助设计） CAM（计算机辅助制造） CAI（计算机辅助教学）（5）人工智能。模拟人类智能，如机器人，专家系统，语言、图像识别等。
第一章：计算机系统基础知识
内存储器（使用半导体存储器芯片）
辅存（软盘、硬盘、光盘、优盘）
外存储器
后备存储器（磁带、光盘）
从上到下，存储器制造成本越来越小、容量越来越大，存取速度越来越慢。
第一章：计算机系统基础知识
4、 I/O设备接口（I/O 接口）
计算机中与外围输入／输出（Ｉ／Ｏ）设备连接的方式就称为计算机的Ｉ／Ｏ设备接口．
第一章：计算机系统基础知识
（３）ＵＳＢ接口
Universal Serial Bus通用串行总线式接口特点：高速、可连接多个设备、串行传输传输速率
–USB的1.1版：1.5 Mb/s和12 Mb/s –USB2.0版：高达480Mb/s（60MB/s）
使用“USB集线器” 扩展机器的USB接口，最多连接 127个设备
第二节计算机系统的组成及工作原理
一、计算机系统概述二、计算机硬件的组成三、输入设备四、输出设备五、总线六、计算机的基本工作原理七、计算机软件八、计算机性能指标
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第一章：计算机系统基础知识
一、计算机系统概述计算机系统由硬件和软件两大部分组成。
入内容。简称可读可写。关机或断电后RAM 中信息丢失。是一种易失性存储器。 b)只读存储器ROM
只读不写，关机或断电后信息不会丢失。
Flash Rom 结合了RAM和ROM两方面特点，既能固定存储数据，又能随机修改、删除数据，如移动存储卡。
第一章：计算机系统基础知识
3、辅助存储器（辅存、外存）
运算器由算术逻辑运算部件ALU和一系列寄存器组成。
寄存器用于存放运算的中间结果和最终结果。
第一章：计算机系统基础知识
（2）．控制器
控制器是计算机的指挥中枢，主要作用是使计算机能够自动地执行命令，控制运算器及其它部件的工作。
第一章：计算机系统基础知识
2．主存储器
主要元器件是小规模集成电路（SSI）和中规模集成电路（MSI）。 4．第四代计算机（1972年至今）
其主要特征是以大规模（LSI）和超大规模集成电路（VLSI）为计算机的主要功能部件。另：新一代计算机—智能计算机
新一代计算机正在研制之中，主要特征是人工智能，它将具有自然语言理解能力、模式识别能力和推理判断能力等
(2)大型计算机主要用于企业和政府的数据存储和处理。
(3)小型计算机主要用于部门级别的数据处理。
(4)微型计算机（PC）主要是办公和家庭使用。
第一章：计算机系统基础知识
四、计算机的特点
（1）运算速度快。（2）存储能力强。（3）逻辑判断能力强。
能够按照程序自动完成人们规定的操 ቤተ መጻሕፍቲ ባይዱ，这是计算机区别于以往其他计算工具的根本特征。（4）精确度高。
读：CPU从存储单元取出数据。写：CPU将数据放入存储单元 D、速度快、价格贵、容量小存储器的容量是根据存储器中所包含的存储单元的个数来计算的。 E、分为只读存储器（ROM）和随机存取存储器（RAM）两种。
第一章：计算机系统基础知识
a)随机存储器RAM 可从RAM中读出内容，也可向RAM中写
例如，Intel公司的80386、80486、Pentium(奔腾)、 Pentium MMX（多能奔腾）、Pentium II 和 Pentium III等指的是中央处理器芯片的型号。
中央处理器：计算机中的核心部件，负责对输入的信息进行各种处理，如计算、排序、检索等。
中央处理器主要包括运算器和控制器两大部件。
并行接口、串行接口、ＵＳＢ接口、ＩＥＥＥ１３９４接口与ＳＣＳＩ接口。
第一章：计算机系统基础知识
（１）并行接口：８位数据同时通过并行线进行传送。２５针Ｄ形接头
（２）串行接口：数据和控制信息一位接一位串行地传送下去。（一次只传输1位）两个串行口：COM1（９针Ｄ形连接器）和COM2（DB25针连接器）
第一章：计算机系统基础知识
移动硬盘
存储容量：10GB——，采用USB或IEE1394 接口、可以随时插拔、小巧而便于携带的硬盘存储器。其容量大，兼容性好，即插即用，速度快，体积小，安全可靠。
第一章：计算机系统基础知识
计算机中各种主存和辅存的层次结构：
寄存器
Cache存储器主存（RAM和ROM）
裸机：没有安装任何软件的计算机。即脱离软件的计算机硬件。
第一章：计算机系统基础知识
主机
二、计算机硬件的组成
1．中央处理器(CPU) 2．主存储器 3．辅助存储器 4．输入 / 输出设备 5．总线
外设
第一章：计算机系统基础知识
1、中央处理器CPU
大规模集成电路的出现，使得处理器的所有组成部分都集成在一块半导体芯片上，这样的处理器称为 “微处理器”。通常CPU是一个（偶尔是两个）微处理器芯片。
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第一章：计算机系统基础知识
一、计算机的产生与发展
1．计算机的产生 2．计算机的发展
第一章：计算机系统基础知识
1．计算机的产生
电子计算机又称电脑，1946年2月，世界上第一台电子数字计算机在美国宾夕法尼亚大学问世，取名为ENIAC（电子数字积分计算机的英文缩写）。
ENIAC主要用于弹道计算，它的主要元器件是电子管。
第一章：计算机系统基础知识
2．计算机的发展
自世界上第一台计算诞生至今，短短五十多年的时间内，计算机系统和计算机应用得到了飞速发展。元件制作工艺水平的不断提高是计算机发展的物质基础，因此以计算机元器件的变革作为标志，计算机的发展已经历了四代，并正在研制第五代。
第一章：计算机系统基础知识
（5）SCSI接口
small computer interface小型计算机接口是一种用于连接CD-ROM驱动器、扫描仪和打印机等外围设备的专门的高速并行端口。
根据计算机所使用的主要元器件，计算机的发展可分为以下四代：
第一章：计算机系统基础知识
1．第一代计算机—电子管计算机（1946～1957年）
采用电子管作为主要元器件（ENIAC）。 2．第二代计算机—晶体管计算机（1958～1964年）
采用晶体管作为主要元器件。 3．第三代计算机（1965～1971年）
在主轴上。
磁头
主轴
移动臂
磁盘盘片控制电路
第一章：计算机系统基础知识
光盘利用激光技术存储信息。光盘的容量大（CD-ROM的容量约为650MB）
a)只读光盘CD-ROM 把需要记录的信息由厂家写到光盘上，光盘上的
数据不能删除也不能再写入，只能通过光驱读出盘中的信息。
b)CD-R光盘（一次写入）
内存储器使用半导体存储器芯片cachecache存储器存储器主存主存ramram和和romrom辅存软盘辅存软盘辅存软盘硬盘光盘优盘辅存软盘硬盘光盘优盘硬盘硬盘光盘光盘优盘优盘外存储器外存储器寄存器后备存储器磁带光盘后备存储器磁带光盘从上到下存储器制造成本越来越小容量越来越大存取速度越来越慢
第一章：计算机系统基础知识
第一章：计算机系统基础知识
（1）运算器
运算器是计算机处理数据的加工厂，主要负责对信息的加工处理，对数据进行各种算术运算和逻辑运算。
运算器不断地从存储器中得到要加工的数据，对其进行加、减、乘、除及各种逻辑运算，并将最后的结果送回存储器中，整个过程在控制器的指挥下有条不紊地进行。
存储容量：1.44MB 容量小、传输速度慢、数据易损坏
第一章：计算机系统基础知识
硬盘的盘片由铝合金（最新的硬盘盘片采用玻璃材料）制成，盘片上涂有一层很薄的磁性材料，通过磁层的磁化来记录数据。
一般一块硬盘由1-5张盘片（1张盘片也称为1个单碟）
组成，每个盘片的上下两面都可以记录数据。它们都固定
闪存盘
也称为“优盘”，采用Flash存储器（闪存）技术，体积小，重量轻，容量可以按需要而定（8MB～1GB），具有写保护功能，数据保存安全可靠，使用寿命可长达10年之久。
利用通用的USB接口，它的读写速度比软盘快 15倍，且可以与几乎所有计算机连接。有些产品还可以模拟软驱和硬盘启动操作系统。
存储器主要负责对数据和控制信息的存储，是计算机的记忆单元。存储器分为内存（主存储器）和外存（辅助存储器）两种。
第一章：计算机系统基础知识
（1）主存（内存）
A、主存：半导体存储器，由若干存储单元组成。
一个存储单元中可存放一个字节（8个二进位）的数据。
二进制信息的计量单位：
一个二进位是构成二进制编码的最小单位，也是在计算机内部进行加工、处理、传输的最小单位，一个二进位称为一个“比特”(bit,用b表示）；二进制的计量单位还有字节(Byte，用B表示)、千字节（ KB ）、兆字节（ MB ）、千兆字节（ GB ）、兆兆字节（TB）。
第1章计算机基础知识
1.1 计算机概述 1.2 计算机系统的组成及工作原理 1.3 计算机中数据的表示及基本运算 1.4 字符编码和多媒体信息 1.5 计算机系统安全知识
第一章：计算机系统基础知识
第一节计算机概述
一、计算机的产生与发展二、计算机的分类三、计算机的发展趋势四、计算机的特点五、计算机的应用
1B= 8 b 1KB= 210 B = 1024 B 1MB= 220 B= 1024 KB 1GB= 230 B= 1024MB 1TB= 240 B= 1024GB
第一章：计算机系统基础知识
B、用来存放当前正在运行的程序与数据。
C、主存与CPU直接相连，可以与CPU进行直接的数据通信。CPU对主存的操作
可以由用户自己将信息写入光盘，但只能写一次，写后不能删除和修改，只能读出。
C）CD-RW光盘（可擦写型光盘）
可重复读写的功能，用户可以自己写入信息，也可以对写入的信息进行擦除和改写。CD-RW 光盘片搭配
CD-RW 刻录器使用可反复读写 1000 次以上。
第一章：计算机系统基础知识
第一章：计算机系统基础知识
（4）IEEE-1394接口
简称1394，又称FireWire 主要用于连接需要高速传输大量数据的音频和视频设备。数据传输速度特别快（高达 400 MB/s），连接器共有6线，采用级联方式连接外部设备，在一个接口上最多可以连接63个设备，设备间以菊花链方式进行转接。
第一章：计算机系统基础知识
二、计算机的分类
根据计算机的性能、用途和价格可分为以下四类：
(1)巨型机运算速度每秒数万亿次，应用在核物理、
天文、航天航空飞行设计、石油勘探、气象等领域。我国研制的巨型机有：银河-II，曙光4000A 。
第一章：计算机系统基础知识