计算机导论ppt
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计算机导论ppt课件
SRT） 最高相应比进程优先策略（Highest Response Ratio
Next，HRRN）
现代操作系统处理的难题(4)
调度策略示例
现代操作系统处理的难题(5)
存储器的有效利用
固定分区
相等大小分区 大小不等分区 内部碎片
(Internal Fragmentation)
内核（Kernel）
文件管理器（） 设备驱动程序（Device Drivers） 存储器管理器（Memory Manager） 调度和分派程序（Scheduler and Dispatcher）
系统的引导
现代操作系统处理的难题(1)
进程（Process）
对正在运行的程序的抽象 一个进程至少包括三部分内容：
现代操作系统处理的难题(6)
存储器的拓展：虚拟存储器
发生页失配时，需要从外存中调入失配页
导致进程被阻塞而调度另外的进程 调入新的页则意味着要有一个页被替换
最优算法（Optimal，OPT） 最近最少使用算法（Least Recently Used，LRU） 先进先出算法（First In First Out，FIFO） 时钟算法（Clock）
采用排队预约机时的方法调度 准备时间远远大于程序的真正运行的时间
操作系统的发展(2)
简单批处理
监控程序
操作系统的发展(3)
多道批处理
相对于处理器来说，计算机的I/O设备的速度太慢 ， 简单批处理系统的CPU利用率依然很低
硬件条件：
主存容量大幅提高 I/O设备DMA（Direct Memory Access）、通道可代替
七状态模型：
增加阻塞/挂起和就绪/挂起两种挂起状态
Next，HRRN）
现代操作系统处理的难题(4)
调度策略示例
现代操作系统处理的难题(5)
存储器的有效利用
固定分区
相等大小分区 大小不等分区 内部碎片
(Internal Fragmentation)
内核（Kernel）
文件管理器（） 设备驱动程序（Device Drivers） 存储器管理器（Memory Manager） 调度和分派程序（Scheduler and Dispatcher）
系统的引导
现代操作系统处理的难题(1)
进程（Process）
对正在运行的程序的抽象 一个进程至少包括三部分内容：
现代操作系统处理的难题(6)
存储器的拓展：虚拟存储器
发生页失配时，需要从外存中调入失配页
导致进程被阻塞而调度另外的进程 调入新的页则意味着要有一个页被替换
最优算法（Optimal，OPT） 最近最少使用算法（Least Recently Used，LRU） 先进先出算法（First In First Out，FIFO） 时钟算法（Clock）
采用排队预约机时的方法调度 准备时间远远大于程序的真正运行的时间
操作系统的发展(2)
简单批处理
监控程序
操作系统的发展(3)
多道批处理
相对于处理器来说，计算机的I/O设备的速度太慢 ， 简单批处理系统的CPU利用率依然很低
硬件条件：
主存容量大幅提高 I/O设备DMA（Direct Memory Access）、通道可代替
七状态模型：
增加阻塞/挂起和就绪/挂起两种挂起状态
《计算机导论》PPT课件
8-22
8.3 网络安全技术
由器集成式防火墙和分布式防火墙。 • （4）按防火墙的应用部署位置分：有边界防火
墙、个人防火墙和混合防火墙。 • （5）按防火墙性能分：有百兆级防火墙和千兆
级防火墙。 8-18
8.3 网络安全技术
•
下面给出从防火墙技术划分的包过滤型防火墙、应
用级网关防火墙和应用代理型防火墙的基本原理和主要
特性。
• 1. 包过滤型防火墙
统完全可以不必分散在各个主机上，而集中在防火墙一身上。
8-15
8.3 网络安全技术
• （3）对网络存取和访问进行监控。
•
如果所有的访问都经过防火墙，那么，防火墙就能记录下这些访问并做出日志记
录，同时也能提供网络使用情况的统计数据。当发生可疑动作时，防火墙能进行适当
的报警，并提供网络是否受到监测和攻击的详细信息。另外，网络使用情况统计对网
• 在逻辑上，防火墙既是一个分离器和限制器 ，也是一个分析器。防火墙既能有效地监控内部 网和 Internet外部网之间的任何活动，保证内 部网络的8-1安2 全；又能对网络中来往的通讯数据进 行分析，为网络管理人员提供网络运行的基础数
8.3 网络安全技术
• （三）防火墙的设计目的和功能 • 1. 防火墙的设计目的 • 设计防火墙的目的主要有： • （1）限制外部人员进入内部网络，过滤掉不安全服务和非法用户。 • （2）防止入侵者接触内部网络中的设施。 • （3）限定用户访问特殊站点。 • （4）为监视Internet安全提供方便。 • 防火墙具有很好的保护作用。入侵者必须首先穿越防火墙的安全防线，才能接触目标
建立直接联系，防火墙外部的用户便有可能直接了解防火墙内部的网络结构和运行状
计算机导论课件
组，不够4位补0，分完组后对应成十六进制数即可。
2.1.1 计算机中的数制
• 二进制转换成其他进制示例 (1011001.10111)2 = 1×26 +1×24 +1×23 +1×20 +1×2-1 +1×2-3 +1×2-4+1×2-5 = 64+16+8+1+0.5+0.125+0.0625+0.03125+0.015625 = (99.734375) 10 (1011001.10111)2 = (001 011 001 . 101 110)2 = (131.56)8 (1011001.10111)2 = (0101 1001 . 1011 1000)2 = (59.B8)16
• BCD码与ASCII码
❖BCD码：是一种二－十进制的编码，使用四位二进制数表示一位十进制数。
❖十进制数与BCD码之间的转换：可按位（或四位二进制数组）直接进行。
❖ASCII(American Standards Committee of Iformation)码:是由美国信息
交换标准委员会制定的、国际上使用最广泛的字符编码方案。
• 常用的字符型数据编码
• ASCII码（美国标准信息交换码的简称）
• 使用一个字节表示一个ASCII码字符。 • 主要用于小型机和微型机。
• EBCDIC码（扩展BCD码）
• BCD 码又称二—十进制编码，用二进制编码形式表示十进制数。 • 在BCD码的基础上，又增加了一些符号和英文字母的表示。 • 主要用于超级计算机和大型计算机。
• 机器数的符号
• 在计算机内部，任何数据（符号）都只能用二进制的两个数码0和1来表 示。
2.1.1 计算机中的数制
• 二进制转换成其他进制示例 (1011001.10111)2 = 1×26 +1×24 +1×23 +1×20 +1×2-1 +1×2-3 +1×2-4+1×2-5 = 64+16+8+1+0.5+0.125+0.0625+0.03125+0.015625 = (99.734375) 10 (1011001.10111)2 = (001 011 001 . 101 110)2 = (131.56)8 (1011001.10111)2 = (0101 1001 . 1011 1000)2 = (59.B8)16
• BCD码与ASCII码
❖BCD码：是一种二－十进制的编码，使用四位二进制数表示一位十进制数。
❖十进制数与BCD码之间的转换：可按位（或四位二进制数组）直接进行。
❖ASCII(American Standards Committee of Iformation)码:是由美国信息
交换标准委员会制定的、国际上使用最广泛的字符编码方案。
• 常用的字符型数据编码
• ASCII码（美国标准信息交换码的简称）
• 使用一个字节表示一个ASCII码字符。 • 主要用于小型机和微型机。
• EBCDIC码（扩展BCD码）
• BCD 码又称二—十进制编码，用二进制编码形式表示十进制数。 • 在BCD码的基础上，又增加了一些符号和英文字母的表示。 • 主要用于超级计算机和大型计算机。
• 机器数的符号
• 在计算机内部，任何数据（符号）都只能用二进制的两个数码0和1来表 示。
计算机导论总结 PPT
学 习 体 会
通过一学期的计算机导论学习，让我从一个只会用电脑上网、聊天、 看电影的IT小白对计算机有了基础的了解。了解到原来计算机那么复杂， 包含的知识，种类是我以前一直不知道的。 第一堂课让我知道原来就算在外面也可以打开自己的电脑，将文 件复制过来，不用担心有时忘记带还要跑回家拿。也第一次记住了冯· 诺 伊曼和图灵这两个人。计算机的发展离不开这两人的功劳。也知道了一 些以前不知道的有关电脑的专业术语，如：ASCII码、CPU、AR、DR、 主频，外频，双绞线，32位处理器，CLU、Ada、Modula—2等等。 它也让我直观地认识到我以为的计算机专业并不是那么简单。在这 十堂课里我学到了很多： 1、计算机的操作系统并不是只有Windows，还有UNIX和其他； 2、编写程序的语言多样，进制转换的算法； 3、数据库，云计算 4、软件开发模型eg：RUP模型 5、应用软件，专用软件 ......
数据库系统的组成
设计,开发,管理DBS的人员和用户
利用DBS资源开发的,解决管 理和决策问题的各种应用程 数据库系统 (DBS)的组成 序. 对数据进行管理的软件系统 功能: 创建DB结构; 对DB中的数据操作; 对DB数据管理和控制
应用系统
ห้องสมุดไป่ตู้
应用系统
应用开发工具
应用开发工具 DBMS 操作系统 操作系统
计算机构成:电子管、晶体管、集成电路、超大规模 集成电路（VLSI）或微处理器。
计算机高速发展 - -第一台电子计 算机产生
冯· 诺伊曼和ENIAC机
计算机的工作原理：存储程序，逐条执行（由美籍匈牙利数 学家冯.诺依曼/Von Neumann 提出并付诸实现） 。
计算机应用
1、科学计算 2、自动控制 3、CAD/CAM/CIMS 4、信息处理 5、教育和卫生 6、家用电器和人工智能
计算机导论(全套课件466P)
计算机导论
1.1 概述
1.1.1 近代计算机的发展
加法器
Charles Babbage
1642 Blaise Pascal 1822 差分机
ቤተ መጻሕፍቲ ባይዱ
电子计算机时代
MARK I
1833 分析机
计算机导论
1.1 概述
1.1.1 近代计算机的发展
计算机的发明是以计算为基本原则，早先 则是被定位为工业用产品。早在19世纪初叶， 英国剑桥大学数学家、机械设计专家、经济学 家和哲学家查尔斯•巴贝基（Charles Babbage， 1791-1871，见图1-1）发明了差分机 （Difference Engine，见图1-2）即可计算等 式间的差距。而之后的分析机（Analytical Engine，见图1-3）则尝试用来执行多种类的运 算，尽管这台机器在他有生之年并未完成，但 其概念其实已经具备了现代电脑的特征，所以 称巴贝基为计算机之父。
查尔斯巴贝基
计算机导论
1.1 概述
1.1.1 近代计算机的发展
差分机
分析机
英国著名诗人拜伦的女儿阿达•拉芙拉斯伯爵夫人（Ada Augusta Lovelace，1815-1852）协助巴贝基完善了分析机的设 计，指出它可以像提花机那样编程。她被誉为世界上第一位 程序员。
计算机导论
1.1 概述
1.1.1 近代计算机的发展
巴贝基生于1791年的英国，当他在剑桥大学攻读博士时，即 为了解决计算等式间的差异数，于1812年首先设计出了一台名为 差分机（Difference Engine）的机器，并于1822年制成了差分机 样机。这是一台利用蒸汽为动力，以齿轮为基础所构成的机器， 由于齿轮的数量过于庞大（约四千），以至于差分机所计算的成 果并不精确。经历十年失败的尝试，1834年巴贝基在研制差分机 的工作中，看到了制造一种新的、在性能上大大超过差分机的计 算机的可能性，从而放弃了差分机转而构想出了名为分析机的自 动运算机器，由于这台机器具备有“输入”、“运算”、“输出” 及“储存”的四大现代计算机特征，最后因英国政府停止资助使 这项计划，直到巴贝基逝世，亦未能最终实现他所设计的计算机。
计算机导论ppt
TCP/IP协议的层次结构是：第一层，网络接口和硬件层；第二层， 网际互联层，主要协议为IP（网际互联协议）；第三层，传输层， 主要协议为TCP(传输控制协议)和UDP（用户数据报协议）；第四 层，应用层，主要协议为SMTP(简单邮件传输协议)和HTTP（超文 本传输协议）和FTP（文件传输协议） IP地址=地址类型号+网络号+主机号（A类1-126、B类128-191、C 类192-223） 主机号全为0的IP地址称为网络地址，用来表示整个一个网络 主机号全为1的IP地址称为直接广播地址，指整个一个网络中的 所有主机 以127开头的IP地址作为回路检测，以255开头的IP地址作为广播 地址使用 网络的连接：短距离-双绞线、中长距离-同轴电缆、长距离-光 纤通信 接入internet的方法有电话拨号入网、ADSL（不对称数字用户线 技术）、电缆调制解调技术和光纤接入 Internet提供的服务有电子邮件、WWW、FTP、MSN、QQ、博客和 物联网
内存储器分为随机存储器(RAM,在机器关闭或断电后其中的信息将会全部丢失) 和只读存储器(ROM可以永久保存信息)。 内存由许多的单元组成，每个内存单元存放一个字节，每个存储单元有一个 编号，称为内存地址。 内存容量=最大地址+1常用的辅助存储器有硬盘、光 盘和可移动存储器。 硬盘的主要参数有容量、转速、平均访问时间、传输速率和缓存。 硬盘与软盘相比具有存储容量大、工作速度快的特点。 输入/输出设备，简称I/O，它与主机之间通过连接器实现相互间的连接。 I/O接口的功能是实现CPU通过系统总线把I/O电路和外围设备联系在一起，其 硬件主要分为I/O接口芯片和I/O接口控制卡。 PC机常见的I/O接口有并行接口、串行接口、USB接口（中文名称为通用串行 总线，最多可连接127个设备）和IEEE 1394接口。 常见的输入设备有键盘、鼠标、摄像头、扫描仪、光笔、手写输入板、游戏 杆、语音输入装置、数码相机等。 扫描仪的主要性能指标有分辨率、色彩数、扫描幅面和灰度级。 常见的输出设备有显示器、打印机、绘图仪、影像输出系统、磁记录设备等。 显示器有阴极射线管显示器(CRT)和液晶显示器(LCD),LCD具有工作电压低、 没有辐射、功耗小和体积轻薄等优点。 显示器性能的重要指标有显示器的大小、分辨率、刷新频率和可显示的颜色 数目。 打印机的主要性能指标有打印精度、打印速度、色彩数目和打印成本。
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第一代计算机（电子管计算机）使用的是“定点运算制”，参与 运算数的绝对值必须小于1；而第二代计算机（晶体管计算机）增加 了浮点运算，使数据的绝对值可达2的几十次方或几百次方，计算机 的计算能力实现了一次飞跃。同时，用晶体管取代电子管，使得第二 代计算机体积减小，寿命大大延长，价格降低，为计算机的广泛应用 创造了条件。
ENIAC最初是为了进行弹道计算而设计的专用计算机。但后来 通过改变插入控制板里接线方式来解决各种不同的问题，而成为一台 通用机。它的一种改型机曾用于氢弹研制。ENIAC程序采用外部插入 式，每当进行软件中心一项新的计算时，都要重新连接线路。有时几 分钟或几十分钟的计算，要花几小时或几天的时间进行线路连接准备， 这是一个致命的弱点。它的另一个弱点是存储量太小。
机械计算机
晶体管计算机
晶体管计算机是第二代电子计算机。在20世纪50年代之前第一 代，计算机都采用电子管作元件。电子管元件在运行时产生的热量太 多，可靠性较差，运算速度不快，价格昂贵，体积庞大，这些都使计 算机发展受到限制。于是，晶体管开始被用来作计算机的元件。晶体 管不仅能实现电子管的功能，又具有尺寸小、重量轻、寿命长、效率 高、发热少、功耗低等优点。使用晶体管后，电子线路的结构大大改 观，制造高速电子计算机就更容易实现了。
ENIAC
这台耗电量为140千瓦的计算机，运算速度为每秒5000次加法， 或者400次乘法，比机械式继电器计算机快1000倍。当ENIAC公开展 出时，一条炮弹的轨道用20秒就算出来，比炮弹本身的飞行速度还快。 ENIAC的储存器是电子装置，而不是靠转动的“鼓”。它能够在一天 内完成几千万次乘法，大约相当于一个人用台式计算器操作40年的工 作量。他是按照十进制，而不是按照二进制来操作。但其中也有少量 以二进制方式工作的电子管，因此机器在工作中不得不把十进制转换 为二进制，而在数据输入、输出时再变回十进制。
好评哦~亲！
计算机的概念：
计算机，是一种能迅速而高 效的自动完成信息处理的电 子设备，它能按照程序对信 息进行加工、处理、存储。
第一代计算机 ENIAC
ENIAC
1946年2月14日，世界上第一台通用电子数字计算机 ENIAC宣告研制成功。ENIAC的成功，是计算机发展史上 的一座纪念碑，是人类在发展计算技术的历程中，到达的 一个新的起点。ENIAC计算机的最初设计方案，是由36岁 的美国工程师莫奇利于1943年提出的，计算机的主要任务 是分析炮弹轨道。美国军械部拨款支持研制工作，并建立 一个专门研究小组，由莫奇利负责。总工程师由年仅24岁 的埃克特担任，组员格尔斯坦是位数学家，另外还有逻辑 学家博克斯。ENIAC共使用了18000个电子管，另加1500 个继电器以及其它器件，其总体积约90m³，重达30吨， 占地170㎡，需要用一间30多米长的大房间才能存放。
阶段 第一代
第二代 第三代
第四代
时间 1946——1958
逻辑器件 电子真空管
应用范围 科学计算、军事研究
1959——1964 1965——1970
1971——今
晶体管
数据处理、事物处理
集成电路
包括工业控制的各个 领域
大规模集成电路 应用到了各个领域
机械计算机
12604世2纪年初，期法。国随哲着学机家电和工数业学的家发帕展斯，卡出（现Bl了ais一e 些Pa具s有ca控l）制发功明 了能世的界电上器第元一件台，加并减逐法渐计为算计机算。工它具是所利采用齿。轮19传25动年原，理美制国成麻的 机省械理式工计学算院机由，布通什过（手Va摇nn方ev式e操r B作u运sh算）。领他导称的“一这个种小算组术制机造器 所了进第行一的台工机作械，模比拟动式物计的算行机为。更19接42近年人，类又的制思成维了”采。用这继一电思器想、 对速以度后更计快算的机模67H1o年w，ar著dA名ik的en德） 国在数美学国家国莱际布商尼用兹机（器G公.W司.（LeIBibMni）tz的）赞制助成下了领第导一研台制能成够功进了行加、 减世、界乘上、第除一四台则数运字算式的自机动械计式算计机算Ma机rk。I，最实后现，了机当械年式巴l计贝算奇机 发的展设成想为。不这久台前机还器能使见用到了的三手千摇多或个电继动电的器台，式故计有算继机电。器1计8算33 年机，之英称国。科学家巴贝奇（Charles Babbage）提出了制造自动 化计算机的设想，他所设计的分析机，引进了程序控制的概念。 尽管由于当时技术上和工艺上的局限性，这种机器未能完成制 造，但它的设计思想，可以说是现代计算机的雏型。
量子计算机，顾名思义，就是实现量子计算的机器。
量子计算机，早先由理查德·费曼提出，一开始 是从物理现象的模拟而来的。可他发现当模拟量 子现象时，因为庞大的希尔伯特空间使资料量也 变得庞大，一个完好的模拟所需的运算时间变得 相当可观，甚至是不切实际的天文数字。理查 德·费曼当时就想到，如果用量子系统构成的计 算机来模拟量子现象，则运算时间可大幅度减少。 量子计算机的概念从此诞生。
谢谢*-*
ENIAC最初是为了进行弹道计算而设计的专用计算机。但后来 通过改变插入控制板里接线方式来解决各种不同的问题，而成为一台 通用机。它的一种改型机曾用于氢弹研制。ENIAC程序采用外部插入 式，每当进行软件中心一项新的计算时，都要重新连接线路。有时几 分钟或几十分钟的计算，要花几小时或几天的时间进行线路连接准备， 这是一个致命的弱点。它的另一个弱点是存储量太小。
机械计算机
晶体管计算机
晶体管计算机是第二代电子计算机。在20世纪50年代之前第一 代，计算机都采用电子管作元件。电子管元件在运行时产生的热量太 多，可靠性较差，运算速度不快，价格昂贵，体积庞大，这些都使计 算机发展受到限制。于是，晶体管开始被用来作计算机的元件。晶体 管不仅能实现电子管的功能，又具有尺寸小、重量轻、寿命长、效率 高、发热少、功耗低等优点。使用晶体管后，电子线路的结构大大改 观，制造高速电子计算机就更容易实现了。
ENIAC
这台耗电量为140千瓦的计算机，运算速度为每秒5000次加法， 或者400次乘法，比机械式继电器计算机快1000倍。当ENIAC公开展 出时，一条炮弹的轨道用20秒就算出来，比炮弹本身的飞行速度还快。 ENIAC的储存器是电子装置，而不是靠转动的“鼓”。它能够在一天 内完成几千万次乘法，大约相当于一个人用台式计算器操作40年的工 作量。他是按照十进制，而不是按照二进制来操作。但其中也有少量 以二进制方式工作的电子管，因此机器在工作中不得不把十进制转换 为二进制，而在数据输入、输出时再变回十进制。
好评哦~亲！
计算机的概念：
计算机，是一种能迅速而高 效的自动完成信息处理的电 子设备，它能按照程序对信 息进行加工、处理、存储。
第一代计算机 ENIAC
ENIAC
1946年2月14日，世界上第一台通用电子数字计算机 ENIAC宣告研制成功。ENIAC的成功，是计算机发展史上 的一座纪念碑，是人类在发展计算技术的历程中，到达的 一个新的起点。ENIAC计算机的最初设计方案，是由36岁 的美国工程师莫奇利于1943年提出的，计算机的主要任务 是分析炮弹轨道。美国军械部拨款支持研制工作，并建立 一个专门研究小组，由莫奇利负责。总工程师由年仅24岁 的埃克特担任，组员格尔斯坦是位数学家，另外还有逻辑 学家博克斯。ENIAC共使用了18000个电子管，另加1500 个继电器以及其它器件，其总体积约90m³，重达30吨， 占地170㎡，需要用一间30多米长的大房间才能存放。
阶段 第一代
第二代 第三代
第四代
时间 1946——1958
逻辑器件 电子真空管
应用范围 科学计算、军事研究
1959——1964 1965——1970
1971——今
晶体管
数据处理、事物处理
集成电路
包括工业控制的各个 领域
大规模集成电路 应用到了各个领域
机械计算机
12604世2纪年初，期法。国随哲着学机家电和工数业学的家发帕展斯，卡出（现Bl了ais一e 些Pa具s有ca控l）制发功明 了能世的界电上器第元一件台，加并减逐法渐计为算计机算。工它具是所利采用齿。轮19传25动年原，理美制国成麻的 机省械理式工计学算院机由，布通什过（手Va摇nn方ev式e操r B作u运sh算）。领他导称的“一这个种小算组术制机造器 所了进第行一的台工机作械，模比拟动式物计的算行机为。更19接42近年人，类又的制思成维了”采。用这继一电思器想、 对速以度后更计快算的机模67H1o年w，ar著dA名ik的en德） 国在数美学国家国莱际布商尼用兹机（器G公.W司.（LeIBibMni）tz的）赞制助成下了领第导一研台制能成够功进了行加、 减世、界乘上、第除一四台则数运字算式的自机动械计式算计机算Ma机rk。I，最实后现，了机当械年式巴l计贝算奇机 发的展设成想为。不这久台前机还器能使见用到了的三手千摇多或个电继动电的器台，式故计有算继机电。器1计8算33 年机，之英称国。科学家巴贝奇（Charles Babbage）提出了制造自动 化计算机的设想，他所设计的分析机，引进了程序控制的概念。 尽管由于当时技术上和工艺上的局限性，这种机器未能完成制 造，但它的设计思想，可以说是现代计算机的雏型。
量子计算机，顾名思义，就是实现量子计算的机器。
量子计算机，早先由理查德·费曼提出，一开始 是从物理现象的模拟而来的。可他发现当模拟量 子现象时，因为庞大的希尔伯特空间使资料量也 变得庞大，一个完好的模拟所需的运算时间变得 相当可观，甚至是不切实际的天文数字。理查 德·费曼当时就想到，如果用量子系统构成的计 算机来模拟量子现象，则运算时间可大幅度减少。 量子计算机的概念从此诞生。
谢谢*-*