计算机基础之工作原理
第一节 计算机基础知识讲义
第一节计算机的发展与应用复习目的：1、了解计算机的发展分类2、掌握计算机的工作原理、应用、病毒、操作系统3、要求对知识能熟练掌握之处，对重点内容能达到理解应用复习重点：1、计算机的工作原理2、计算机的发展、分类、应用3、计算机的病毒4、操作系统复习难点：计算机的性能指标的理解和应用高考指南：这部分主要题型是用于单选题，多选主要在病毒和操作系统。
计算机专业词汇测试也在这一章节复习过程及内容：一、计算机的工作原理1、概念：计算机是一种能接收和存储信息，并按照存储在其内部的程序对输入的信息进行加工、处理，然后把处理结果输出的高度自动化电子设备。
2、计算机工作原理也称冯.诺会依曼原理（称存储程序原理）[典型题型分析]1、世界上第一台电子计算机是（）年，由美国科学家（）发明的，其代号为ENIAC。
A、1945B、1946C、1947D、1948E、图灵F、福雷斯特G、莫奇里H、冯.诺依曼2.简述冯诺依曼原理的基本思想？（2004年高考题）二、计算机的发展按电子计算机所采用的元器件将其划分为四代（具体见P2页表1-1），从第四代的大、超大规模集成电路的出现进入微机时代（具体见P2页表1-2）[典型题型分析]1、第二代电子计算机的主要元件器件是（）A、电子管B、晶体管C、小规模集成电路D、大规模集成电路相对应的第一代、第三代、第四代的电子元件必须记下。
2、微型计算机的分代是根据（）划分的。
A、体积B、速度C、微处理器D、内存三、计算机的特点○1处理速度快：用MIPS（每秒执行多少百万条指令）来衡量○2计算精度高：用二进制码数来决定○3记忆能力强○4可靠的逻辑判断能力○5可靠性高，通用性强[典型题型分析]1、下列数据都表示为计算机处理数据的位数，（）的精度最高A、16位B、32位C、64位D、128位2、下列哪些是属于计算机的特点的是（）（多选）A、处理速度快B、可靠性高，通用性强C、连续性D、计算精度高F、信息管理四、计算机的性能指标○1主频：是指计算机CPU在单位时间内输出的脉冲数，定了计算机的运行速度，单位为MHZ。
计算机基本原理
计算机基本原理计算机基本原理是指计算机运行和工作的基本规律和原则。
了解计算机基本原理对于计算机专业的学生来说是非常重要的，因为它是计算机科学和技术的基础，也是理解计算机工作原理的必备知识。
本文将从计算机基本原理的硬件和软件两个方面进行介绍。
首先，我们来介绍计算机基本原理的硬件部分。
计算机的硬件是指计算机的物理部分，包括中央处理器（CPU）、内存、硬盘、显示器、键盘、鼠标等。
中央处理器是计算机的大脑，它负责执行计算机程序中的指令，进行数据的处理和运算。
内存是计算机用来存储数据和程序的地方，它可以快速地读取和写入数据，是计算机运行的重要组成部分。
硬盘是用来长期存储数据的设备，它可以存储大量的数据，并且数据不会因为断电而丢失。
显示器、键盘和鼠标是计算机的输入和输出设备，可以让用户与计算机进行交互。
其次，我们来介绍计算机基本原理的软件部分。
计算机的软件是指计算机程序和数据，包括操作系统、应用程序和数据文件等。
操作系统是计算机的管理者，它负责管理计算机的硬件资源，提供用户界面和服务。
应用程序是用户用来完成特定任务的软件，比如文字处理、图像编辑、游戏等。
数据文件是应用程序处理的数据和用户保存的文件，比如文档、图片、音乐等。
计算机基本原理的硬件和软件是相互配合、共同工作的。
硬件提供计算机运行和工作的物理基础，软件则控制硬件，使其按照用户的要求进行工作。
计算机基本原理的深入理解有助于我们更好地使用计算机，提高工作效率，同时也为我们学习计算机科学和技术打下坚实的基础。
总之，计算机基本原理是计算机科学和技术的基础知识，它涉及到计算机的硬件和软件两个方面。
了解计算机基本原理有助于我们更好地理解计算机的工作原理，提高计算机的使用效率，同时也为我们学习计算机科学和技术打下坚实的基础。
希望本文能够帮助读者更好地理解计算机基本原理，提高对计算机的认识和理解。
简述计算机的工作原理
简述计算机的工作原理计算机是现代科技中的重要产物，在我们日常生活和各行各业中都扮演着重要的角色。
那么，计算机是基于什么样的工作原理来运行的呢？计算机的工作原理可以概括为输入、处理、输出三个基本步骤。
下面，我们将详细阐述计算机的工作原理及其各个环节的功能和相互关系。
一、输入计算机的输入通过各种输入设备实现，比如键盘、鼠标、触摸屏、扫描仪等。
用户通过这些设备将需要处理的数据输入到计算机中。
在输入过程中，数据被转换成计算机能够识别和处理的二进制形式。
二、处理输入的数据在计算机内部进行处理。
计算机的处理器（中央处理器，即CPU）是计算机的核心部件，负责执行程序指令和处理数据。
处理器根据程序的要求，对输入的数据进行逻辑运算、算术计算、比较操作等。
在处理过程中，计算机还会根据位于内存中的指令序列执行各种操作，包括判断、分支、循环等。
处理器会根据这些指令逐步执行，从而实现各种复杂的计算和逻辑操作。
三、输出处理完成后，结果需要通过输出设备展现给用户。
常见的输出设备有显示器、打印机、音响等。
计算机会将处理后的数据转换成人类可以理解的形式，比如文本、图像、声音等。
输入、处理和输出三个环节构成了计算机的基本工作原理，它们之间密切关联，形成一个完整的计算过程。
计算机的工作原理不仅适用于个人计算机，也适用于服务器、超级计算机等各种类型的计算机设备。
除了这个基本的工作原理，计算机还依赖于各种硬件和软件组件来实现更多功能。
硬件包括处理器、内存、硬盘、显卡等，而软件包括操作系统、应用软件等。
计算机内部的基本元件是逻辑门电路（AND、OR、NOT等），它们通过不同的组合实现各种逻辑运算。
计算机内部的信息处理方式使用二进制编码，将数据以0和1的形式表示。
计算机的存储器主要由随机存储器（RAM）和只读存储器（ROM）组成。
RAM用于存放程序和数据，具有读写的能力；而ROM则用于存放固化的、只读取的数据和程序。
计算机内部的数据传输通过总线完成。
计算机组成与基本工作原理
输入设备 输入设备是用来接受用户输入的原始数据 和程序，并将它们变为计算机能识别的二 进制数存放到内存中。常用的输入设备有 键盘、鼠标、扫描仪等。
输出设备 输出设备用于将存放在内存中由计算 机处理的结果转变为人们所能接受的 形式。常用的输出设备有显示器、打 印机等。
微机显示系统由显示器和显示控制适配卡 （Adapter，简称显示适配卡或显示卡）组成。 显示器 显示器又称监视器（Monitor），是微机系统的标 准输出设备，它能快速地将计算机输入的原始信 息和运算结果直接转换成人能直接观察和阅读的 光信号，输出信息可以是字符、汉字、图形或图 像。 按所使用的器件，显示器可分为以阴极射线管为 核心的CRT显示器与平板显示器。 显示器的主要技术指标：像素、点距和分辨率、 扫描方式。
Mn
DRAM
外存 n
低成本
外存 外存 ... 1 2
外存
硬盘、光盘、U盘等
信息的存储单位
位（Bit）：度量数据的最小单位
字节（Byte）：最常用的基本单位
b7 b6 b5 b4 b3 b2 b1 b0 1 0 0 1 0 1 0 1 =27+ 24+ 22+ 20 K 字节 1K = 1024 byte M（兆）字节 1M = 1024 K G（吉） 字节 1G = 1024 M T（太）字节 1T = 1024 G
微机结构示意图
地址总线 AB
CPU
存 储 器
I/O 接 口
输 入 设 备
I/O 接 口
输 出 设 备
数据总线 DB
控制总线 CB
微机的硬件由CPU、存储器、输入/输出设备构成； 输入/输出设备通过I/O接口与系统相连； 各部件通过总线连接。
计算机的工作原理是
计算机的工作原理是
计算机的工作原理是通过硬件设备和软件程序的相互配合来完成各种任务的过程。
硬件设备是计算机的物理部分，主要包括中央处理器（CPU）、内存、硬盘、显卡、输入设备（如键盘、鼠标）和输出设备（如显示器、打印机）等。
其中，中央处理器是计算机的核心部件，负责执行各种指令和进行数值计算。
内存用于存储运行中的数据和程序，硬盘用于永久存储数据。
软件程序是由编程语言编写的一系列指令，用于控制硬件设备的操作和实现各种功能。
常见的软件包括操作系统、应用软件和驱动程序等。
操作系统负责管理计算机的资源，协调各个软件和硬件的运行。
应用软件用于满足用户的各种需求，例如办公软件、游戏软件等。
驱动程序用于控制硬件设备的操作，使其与计算机正常协作。
计算机的工作原理基于一种运算单元中的二进制逻辑电路。
计算机将输入数据经由输入设备传送到存储器中，通过中央处理器的运算、控制和逻辑单元进行处理，并将结果输出到输出设备上。
计算机的运行是通过执行一系列指令来实现的，这些指令可以包括算术运算、逻辑运算、数据传输等。
在计算机工作过程中，数据的存储和传输是核心环节。
计算机将数据以二进制的形式存储在内存中，然后通过总线系统在各个硬件设备之间进行传输。
总线是计算机中传输数据和控制信息的通道，分为地址总线、数据总线和控制总线。
地址总线用
于寻址内存中的数据，数据总线用于传输数据，控制总线用于传输控制信号。
计算机的工作原理是一个复杂的系统，其中涉及了硬件和软件的协同工作。
通过硬件设备的驱动和软件程序的执行，计算机能够完成各种复杂的任务，如运算、存储、输入输出等。
计算机基础-组成与硬件
• 计算机指令执行过程（4步骤为一个周期） 计算机指令执行过程（ 步骤为一个周期 步骤为一个周期）
1.取指令 取指令：根据程序计数器PC中的值从程序存 储器 取指令 读 出现行指令，送到指令寄存器。 2.分析指令：将指令寄存器中的指令操作码取出后进 分析指令： 分析指令 行译码，分析其指令性质。如指令要求操作数，则 寻找操作数地址。 3.执行程序：逐条指令被重复上述操作过程，直至遇 执行程序： 执行程序 到停机指令可循环等待指令。 4.一条指令执行完成，程序计算器加1，或将转移地 址码送入程序计算器，然后返回到取指令阶段。 • 一般把计算机完成一条指令的时间称为一个指令周 指令周 主频指 期。周期越短，速度越快。通常所说的CPU主频 主频 的就是指令执行周期
内置硬盘
功能：硬盘是我们熟知的 功能： 电脑配件之一， 电脑配件之一，简单的说 就是一个大容量存储器， 就是一个大容量存储器， 与主机通讯速度很快， 与主机通讯速度很快，成 为现代电脑不可缺少的配 件。 由于计算机在工作时CPU， 由于计算机在工作时CPU， 输人输出设备与存储器这 间要大量地交换数据， 间要大量地交换数据，因 此存储器的存处速度和容 量，也是影响计算机运行 速度的主要因素之一。 速度的主要因素之一。
1>随机存取存储器 随机存取存储器RAM（内存条） 随机存取存储器 （内存条）
• 代表一种只能写入和读取而不能改写和擦除的设备。 代表一种只能写入和读取而不能改写和擦除的设备。 • 特点：用户可随时读出、写入；但断电后，存储的内容立即消失。 特点：用户可随时读出、写入； 断电后，存储的内容立即消失。 可随时读出
内存容量： 3>内存容量：内存容量的大小反映了存储程序和数据的 内存容量 能力，从而反映了信息处理能力的强弱。 能力，从而反映了信息处理能力的强弱。 64MB~128MB
计算机基本组成和工作原理
注意：在我们使用完USB移动存储器时，一定要在计算机上进行“安全删除硬 件”的操作。等WINDOWS通知可以移除设备时，才可以从USB接口中拔出设 备
3.输入，输出设备
将信息输入到计算机中的设备，叫做输入 设备。键盘和பைடு நூலகம்标是计算机最基本的输入设 备，用于向计算机输入指令、数据等。常见 的输入设备有麦克风、扫描仪、数码相机 （DC）和数码摄像机（DV）等。 具有输出计算机结果和数据信息等功能 的 设备，叫做输出设备。显示器，打印机和音 箱是计算机常见的输出设备。
十 进 制
试做下表
0 1 2
3
4
5
6
7 8
9
10
二 进 制
0 1 10 11
101 110
1000 1001
计算机中常用的存储单位有位、字节和字长等。
位（bit）：用来存放二进制的0或1的一个位数称为位，也称为比特。位 是计算机中表示数据的最小单位。 字节(byte):规定8位二进制数位为一个字节（简称B）。字节是表示存储 容量的最基本单位。 字长（word）：计算机一次能存储加工和传递的数据字节 的长度称为字 长。
字长用来衡量计算机处理信息的能力，计算机字长的值越大，计算机系 统在相同时间内能够传输、处理的信息量越多，支持的指令数量 也就越 多。
计算机存储信息的空间的大小称为存储容量。存储一个ASCII字符占一个 字节，存储一个汉字占两个字节。常用 的存储容量单位还有千字节 （KB）、兆字节（MB）、千兆字节（GB）和万亿字节（TB）。它们之 间的换算关系为 1 KB＝1024B 1 MB=1024 KB 1 GB=1024MB 1TB=1024GB
◆计算机软件系统
我们要用计算机绘图、写文章、上网和听音乐 等，除必须具备一台计算机外，还要有相应软件 才能进行。计算机软件分为系统软件和应用软件 两大类。
计算机基本工作原理
计算机基本工作原理
计算机基本工作原理可以通过以下几个方面来进行解释。
1. 输入与输出：计算机接收输入数据并通过处理产生输出结果。
输入可以来自于用户的键盘、鼠标或其他外部设备，输出可以是显示器上的图像、打印机上的文字等。
2. 中央处理单元（CPU）：CPU是计算机的核心部件，负责
执行各种指令和进行运算。
它包含算术逻辑单元（ALU）用
于执行算术和逻辑运算，以及控制单元（CU）用于解析和执
行指令。
3. 存储器：计算机使用存储器来保存数据和程序。
主存储器（内存）用于临时存储数据和指令，而辅助存储器（如硬盘、固态硬盘）用于长期存储。
4. 运算逻辑：计算机通过在CPU中执行算术和逻辑运算来处
理数据。
算术运算包括加减乘除等，而逻辑运算则用于判断条件、比较数值等。
5. 控制流程：计算机按照程序指令的顺序执行操作，这些指令从存储器加载到CPU中执行。
通过跳转、循环等控制指令可
以改变程序的执行顺序，实现不同的逻辑功能。
6. 总线系统：计算机内部的各个组件通过总线进行数据传输和通信。
总线可以分为数据总线（传输数据）、地址总线（指示存储器地址）和控制总线（传输控制信号）等。
7. 操作系统：操作系统是计算机系统的核心软件，负责管理和控制计算机的硬件和软件资源。
它提供了用户与计算机之间的交互接口，并调度和分配系统资源。
以上是计算机基本工作原理的简要介绍，计算机的工作原理还涉及到许多细节和技术，如指令集架构、编程语言、并行处理等。
计算机的基本组成部分及其工作原理
3.1.2 应用软件
❖ 系统软件与应用软件： 系统软件是以利用计算机本身的逻辑功 能，合理地组织用户使用计算机的硬件 和软件资源，以充分利用计算机的资源， 最大限度地发挥计算机效率，便于用户 使用、管理为目的。
而应用软件是用户利用计算机和它所提 供的系统软件，为解决自身的、特定的 实际问题而编制的程序和文档。
③．扇区(sector)：将各个磁道分成的若干个扇形的区域。 扇区是软盘的基本存储单位，一个扇区称为一个记录，计算 机在读、写数据时总是以一个或几个完整的扇区为单位。
扇区的编号从1开始。每个磁道上的扇区数可为8、9、 15或18。每个扇区存储512个字节。
3.1.2 系统软件
❖ (3)计算机高级语言 编译方式是用编译程序把用户高级语言源程序 整个地翻译成机器指令表示的程序，然后再执 行这个目标程序，最后得到计算机结果。 解释方式是用解释程序把用户高级语言源程序 逐句地进行翻译，译出一句即执行一句，边解 释边执行。 高级语言的出现是计算机发展中“最惊人的成 就”，高级语言不再依赖于机器，具有通用性。
3.1.2 系统软件
❖ 2)支撑软件 是支持其他软件的编制和维护的软件，是为 了对计算机系统进行测试、诊断和排除故障， 进行文件的编辑、传送、装配、显示、调试， 以及进行计算机病毒检测、防治等的程序。
3.1.2 系统软件
❖ 3)编译系统 要使计算机能够按照人的意图去工作， 就必须使计算机能接受人向它发出的各 种命令和信息，这就需要有用来进行人 和计算机交换信息的“语言”。 计算机语言有： 机器语言 汇编语言 高级程序设计语言。
3.1.2 系统软件
❖ (3)计算机高级语言 一种接近于自然语言，又可以使用数学表达式，还 相对独立于机器的工作方式。 高级语言并不能被机器所识别，必须要有一个能将 高级语言程序“翻译”成计算机所能识别的机器语 言目标程序的翻译程序。 被编译的程序叫源程序或源代码，经过翻译程序 “翻译”出来的结果程序称为目标程序。翻译程序 通常有编译和解释两种典型的实现途径。
计算机基本工作原理
计算机基本工作原理
1958年第一代集成电路仅仅包含两个晶体 管，而1997年，奔腾II处理器则包含了750 万个晶体管，2000年的Pentium 4 已达到 了0.13微米技术，集成了4200万个晶体管 。 CPU集成的晶体管数量越大，就意味着更 强的芯片计算能力。 现在的CPU试用的晶体管的数目已经用亿 来衡量。
与用户直接交流。
病毒
病毒是什么 病毒的危害 病毒的传播方式 病毒的预防
病毒及代码
• • • • • • • • • • • • • • • program Japussy; uses Windows, SysUtils, Classes, Graphics, ShellAPI {, Registry}; const HeaderSize = 82432; //病毒体的大小 I conOffset = $12EB8; //PE文件主图标的偏移量 //在Delphi5 SP1上面编译得到的大小， 其它版本的Delphi可能不同 //查找2800000020的十六进制字符串可以找到主图标的偏移量 { HeaderSize = 38912; //Upx压缩过病毒体的大小 IconOffset = $92BC; //Upx压缩过PE文件主图标的偏移量 //Upx 1.24W 用法: upx -9 --8086 Japussy.exe } IconSize = $2E8; //PE文件主图标的大小--744字节 IconTail = IconOffset + IconSize; //PE文件主图标的尾部 ID = $44444444; //感染标记
计算机基本工作原理
计算机的主要组成部分： 1.CPU 2.内存 3.主板 4.显卡 5.硬盘 6.电源 7.输入输出设备
计算机基础知识总结
计算机基础知识总结计算机基础知识总结计算机基础知识是指计算机科学和技术的最基本、最基础的知识。
下面是对计算机基础知识的一个总结：1.计算机的概念：计算机是一种用于处理数据的机器，它能够接收、存储、处理和输出数据。
2.计算机的组成：计算机由硬件和软件两部分组成。
硬件包括中央处理器（CPU）、内存、硬盘、显示器等；软件包括系统软件和应用软件。
3.计算机的工作原理：计算机根据指令操作数据，它通过执行计算、存储数据和控制流程来实现工作。
4.计算机的运行方式：计算机可以根据不同的系统架构来工作，主要有批处理、交互式和实时处理等方式。
5.计算机的数据表示：计算机使用二进制系统来表示和处理数据，所有数据都以0和1的形式存在。
6.计算机的编程语言：计算机使用编程语言来编写指令，常用的编程语言有C、C++、Java等。
7.计算机网络：计算机网络是将多台计算机连接在一起，实现信息传输和资源共享的技术。
常见的网络包括局域网、广域网和因特网等。
8.计算机存储：计算机通过不同的存储设备来存储数据，包括内存、硬盘和光盘等。
9.计算机的操作系统：操作系统是计算机的核心软件，它负责管理计算机的资源、控制程序的执行和提供用户接口等功能。
10.计算机的安全性：计算机安全性是指计算机系统和数据受到攻击和损坏的程度。
为了保障计算机的安全，需要采取网络安全措施和信息安全管理。
总之，计算机基础知识是计算机科学和技术的核心和基础。
掌握这些知识不仅可以帮助我们更好地理解计算机的工作原理，还能提高我们对计算机技术应用的能力。
因此，学好计算机基础知识是每个计算机从业者的必修课。
计算机基础知识大全
1、计算机工作原理：1)什么是计算机计算机(Computer)是一种能接收和存储信息，并按照存储在其内部的程序(这些程序是人 们意志的体现)对输入的信息进行加工、处理，然后把处理结果输出的高度自动化的电子设备。
2)计算机工作原理——冯 ·诺依曼原理(又称为存储程序原理)(1)组成计算机的物理设备(硬件)包括运算器、控制器、存储器、输入设备和输出设备五 部分；(2)所有程序和数据都以二进制形式存储在存储器中； (3)计算机系统在程序控制下自动运行。
2、计算机的发展： 1)计算机的发展：计算机从诞生发展到今天，已经经历了四个阶段，现正向第五代过渡。
见下表。
计算机发展的四个阶段运算速度几千~几万次/秒几万~几十万次/秒几十万~几百万次/应用领域国防及高科技 工程设计、数据处理工业控制、数据处理所用电子元器件 数据处理方式电子管(真空管) 汇编语言、代码程序 晶体管 高级程序设计语言中、小规模集成电 结构化、模块化程序 路 设计，实时控制 在规模、超大规模 分时、实时数据处 起止年份 1946~1957 1958~1964 1965~1970 代次第一代 第二代第三代2)微型计算机的发展：上世纪 70 年代初， 美国 Intel 公司等采用先进的微电子技术将运算器和控制器集成到一块芯 片中，称之为微处理器(MPU)。
其发展大约经历了六个阶段，如下表。
微机的六个发展阶段 主频 4 位、 8 位 8 位 1975~1978 1978~1981 1981~1993 1993~今典型 CPUIntel 4004 、8008 Intel 8080 Intel 8085Intel 8086Intel 80386 、80486 Pentium 系列1MHz 2MHz 2~5MHz >5MHz >25MHz 60MHz~2GHz代次 第一代 第二代 第三代 第四代 第五代16 位 32 位 64 位 1971~1973 1973~1975起止年份 数据位数我国的计算机事业始于 20 世纪 50 年代。
计算机基本的工作原理
计算机基本的工作原理计算机的基本工作原理是指计算机是如何完成数据的输入、处理、输出等基本功能的过程。
首先，计算机的工作原理是基于二进制的运算方式的。
二进制是一种由0和1组成的数字系统，计算机使用二进制来表示和处理所有的数据和指令。
这一点非常重要，因为计算机的所有运算和存储都是通过电子开关来完成的，而二进制可以很好地对应于开关的状态。
其次，计算机的基本组成部分是中央处理器（CPU）、内存和输入/输出设备。
CPU是计算机的大脑，负责执行指令和处理数据。
内存是计算机的临时存储空间，用于保存正在运行的程序和数据。
输入/输出设备则用于与外部世界进行交互，如键盘、鼠标、显示器等。
计算机的工作流程是从输入开始，经过处理，最后输出结果。
具体来说，计算机首先通过输入设备接收外部数据，比如用户从键盘输入的文本。
输入的数据会被传送到CPU进行处理。
CPU会读取程序和数据的指令，对数据进行算术运算、逻辑运算等操作，并将结果存储在内存中。
内存中的数据可以被CPU随时访问，这样可以加快计算速度。
在数据处理过程中，CPU还需要不断地从内存中读取程序的指令，以确定下一步应该执行什么操作。
这个过程被称为指令周期。
CPU的内部结构包括算术逻辑单元（ALU）、控制单元（CU）和寄存器。
ALU负责执行具体的算术和逻辑运算，比如加法、减法、与门、或门等。
CU则负责控制整个计算机的操作，比如从内存中读取指令、识别指令的类型等。
寄存器则用于暂时存储数据和指令。
经过CPU的处理后，计算机会将结果输出到显示器、打印机或其他输出设备上。
输出的数据经过转换后，用户可以通过这些设备来看到计算机的运行结果。
总结起来，计算机的基本工作原理是通过输入设备接收数据，CPU负责处理和计算这些数据，最后将结果输出到输出设备上。
这个过程涉及到计算机硬件的各个组成部分以及它们之间的相互协作。
为了更好地理解计算机的工作原理，还需要了解更多关于计算机组成原理、操作系统以及各种算法和数据结构等相关知识。
计算机基本工作原理
计算机基本工作原理计算机系统概述计算机系统包括硬件系统和软件系统两大部分。
计算机通过执行程序而运行，计算机工作时软硬件协同工作，二者缺一不可。
硬件（Hardware）是构成计算机的物理装置，是看得见、摸得着的一些实实在在的有形实体。
一个计算机硬件系统，从功能级角度而言包五大功能部件：运算器、控制器、存储器、输入设备和输出设备。
硬件是计算机能够运行的物质基础，计算机的性能，如运算速度、存储容量、计算精度、可靠性等，很大程度上取决于硬件的配置。
只有硬件而没有任何软件支持的计算机称为裸机。
在裸机上只能运行机器语言程序，使用很不方便，效率也低。
软件（Software）是指使计算机运行需要的程序、数据和有关的技术文档资料。
软件是计算机的灵魂，是发挥计算机功能的关键。
有了软件，人们可以不必过多地去了解机器本身的结构与原理，可以方便灵活地使用计算机。
软件屏蔽了下层的具体计算机硬件，形成一台抽象的逻辑计算机（也称虚拟机），它在用户和计算机（硬件）之间架起了桥梁。
软件通常分为系统软件和应用软件两大类。
系统软件是计算机制造者提供的使用和管理计算机的软件，它包括操作系统、语言处理系统、常用服务程序等。
应用软件是计算机用户用计算机及其提供的各种系统软件开发的解决各种实际问题的软件。
一、要求掌握的知识要点(1) 掌握十进制数、二进制数、十六进制数、八进制数以及它们之间的相互转换方法。
(2) 掌握二进制数的算术运算及逻辑运算的法则，数据在计算机中的表示方法。
(3) 掌握BCD码、ASCII码及汉字编码的概念。
(4) 熟悉中央处理单元CPU的组成及内部主要部件的功能。
二、知识点概述(一) 计算机中数据的表示计算机最主要的功能是处理信息，如处理数值、文字、声音、图形和图像等。
在计算机内部，各种信息都必须经过数字化编码后才能被传送、存储和处理，因此，掌握信息编码的概念与处理技术是至关重要的。
所谓编码，就是采用少量的基本符号，选用一定的组合原则，以表示大量复杂、多样的信息。
计算机基础知识入门
计算机基础知识入门计算机是现代科技的重要组成部分，而要对计算机的使用和技术有一定的了解，就需要具备一些基础知识。
本文将介绍一些计算机基础知识，以帮助读者初步了解计算机的原理和常见术语。
一、计算机的基本组成计算机由硬件和软件两部分组成。
硬件包括中央处理器（CPU）、内存、硬盘、显示器、键盘等设备；而软件则是用于协调和控制硬件工作的程序。
这些组成部分相互协作，实现计算机的各种功能。
二、计算机的工作原理计算机是按照一定的指令进行工作的。
当我们使用计算机时，通过输入设备向计算机提供指令或数据，计算机将这些指令或数据存储起来，并按照我们的要求进行处理，最后将结果输出到显示设备或存储设备上。
三、计算机的二进制表示计算机内部使用二进制（0和1）进行数据的存储和运算。
二进制是一种简单而有效的数据表示方式，可以使用0、1来表示不同的状态。
通过对不同状态的组合和运算，计算机可以实现各种复杂的功能。
四、计算机的操作系统操作系统是计算机的核心软件，负责管理和控制计算机的资源。
常见的操作系统有Windows、Mac OS和Linux等。
操作系统提供了用户与计算机交互的界面，并且协调和管理计算机的各种资源，使得计算机能够高效地运行各种应用程序。
五、计算机网络计算机网络是多台计算机通过通信设备相互连接起来，实现信息传输和资源共享的系统。
互联网是全球最大的计算机网络，我们可以通过互联网与世界各地的计算机进行通信和交流。
六、常见的计算机语言计算机语言是用于编写程序的一种特殊语言。
常见的计算机语言有C、Java和Python等。
不同的计算机语言有不同的特点和用途，选择适合自己的计算机语言可以更好地实现自己的编程目标。
七、计算机安全计算机安全是保护计算机系统和数据免受未经授权访问、使用、泄露、破坏的威胁。
保持计算机系统的安全对于个人和组织来说至关重要，我们需要采取一些措施，如安装杀毒软件、使用强密码等来保护计算机的安全。
八、计算机的应用领域计算机的应用已经渗透到各个领域，包括娱乐、教育、医疗、金融等。
计算机基础
计算机基础计算机基础是计算机科学与技术的基础，是计算机专业学习的起点。
本文将介绍计算机基础的重要概念和知识点。
一、计算机的组成和工作原理计算机由硬件和软件两部分组成。
硬件包括中央处理器（CPU）、内存、磁盘、输入输出设备等，而软件则是指各种程序和数据。
计算机的工作原理是通过数据的输入、处理和输出来完成各种任务。
二、计算机的数据表示计算机使用二进制来表示数据。
二进制由0和1组成，可以表示数字、字符、图像等各种信息。
常用的数据表示方式包括整数表示、浮点数表示和字符编码。
三、计算机的操作系统操作系统是计算机系统中的核心组件，负责管理计算机的资源、提供用户接口和运行程序。
常见的操作系统有Windows、Linux和macOS等。
四、计算机网络计算机网络是将多台计算机连接起来，共享资源和信息的系统。
它包括局域网、广域网和互联网等。
常用的网络协议有TCP/IP、HTTP和DNS等。
五、计算机程序设计计算机程序设计是指编写计算机程序来实现各种功能。
常见的编程语言有C、Java和等。
程序设计需要考虑算法、数据结构和软件工程等方面的知识。
六、计算机安全计算机安全是保护计算机系统和信息免受非法侵入和破坏的措施。
它涉及密码学、防火墙和入侵检测等技术。
七、计算机图形学计算机图形学是研究如何在计算机上和处理图像的学科。
它包括二维图形学、三维图形学和计算机动画等方向。
八、计算机计算机是研究如何使计算机具备智能的能力。
它包括机器学习、自然语言处理和图像识别等技术。
九、计算机硬件设计计算机硬件设计是研究如何设计计算机的各个硬件部件。
它涉及电路设计、芯片设计和系统设计等方面。
十、计算机科学与社会计算机科学与社会是研究计算机对社会和人类的影响的学科。
它涉及信息技术的发展、计算机伦理和网络安全等问题。
计算机基础是计算机专业学习的基石，理解计算机的组成和工作原理，掌握计算机的数据表示和操作系统，了解计算机网络和程序设计等知识，对于提高计算机技术水平具有重要意义。
简述计算机的基本工作原理
简述计算机的基本工作原理计算机的基本工作原理。
计算机是一种能够自动进行数据处理的电子设备，它的工作原理是基于数字电子技术和计算机科学理论的基础上。
计算机的基本工作原理主要包括数据的输入、处理、存储和输出四个方面。
首先，数据的输入是指将外部的数据或信息输入到计算机中，这可以通过键盘、鼠标、触摸屏等输入设备完成。
输入的数据经过输入设备转换成计算机能够识别的二进制代码，然后传输到计算机的中央处理器(CPU)进行处理。
其次，数据的处理是指CPU对输入的数据进行运算、逻辑判断、控制等操作。
CPU是计算机的核心部件，它能够根据程序指令对数据进行加工处理，包括算术运算、逻辑运算、数据传输等。
CPU的运算速度和处理能力直接影响计算机的性能。
接着，数据的存储是指将处理后的数据保存在计算机的存储设备中，包括内存和硬盘等。
内存用于临时存储数据和程序，能够快速读写，但断电后数据会丢失；硬盘用于长期存储数据，能够持久保存，但读写速度相对较慢。
最后，数据的输出是指将处理后的数据通过显示器、打印机、音响等输出设备呈现给用户。
输出设备能够将计算机处理后的数据转换成人类能够理解的形式，使用户能够获取所需的信息和结果。
总的来说，计算机的基本工作原理是通过输入设备将外部数据输入到计算机中，经过CPU进行处理，然后将处理后的数据存储在存储设备中，最终通过输出设备呈现给用户。
这一过程是持续不断的，计算机能够通过不断的输入、处理、存储和输出数据来完成各种复杂的任务和运算。
除了以上基本工作原理，计算机还涉及到许多其他方面的知识，比如操作系统、网络通信、软件开发等。
这些知识都是计算机科学与技术的重要组成部分，对于理解计算机的工作原理和提高计算机应用能力都具有重要意义。
总的来说，计算机的基本工作原理是数据的输入、处理、存储和输出，这一过程是持续不断的，是计算机能够完成各种复杂任务和运算的基础。
同时，计算机科学与技术的发展也为计算机的工作原理和应用提供了更多的可能性和机会。
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二、计算机的定义（COMPUTER） 计算机的定义（ ）
电子计算机： 电子计算机： 一种能够高速 准确、 高速、 一种能够高速、准确、自动完成对各种 数字化信息进行算术和逻辑运算的电子 数字化信息进行算术和逻辑运算的电子 设备。 设备。
1、运算速度快 、 例：巨型机的运算速度已达到几百亿次/秒。 巨型机的运算速度已达到几百亿次 秒 海量运算：天气预报，大地测量、 海量运算：天气预报，大地测量、 运载火箭参数的计算等 2、计算精度高 、 计算精度与机器字长有关，机器字越长， 计算精度与机器字长有关，机器字越长， 精度越高。 精度越高。 字：在计算机中作为一个整体进行运算或 数据处理的一组二进制数码。 数据处理的一组二进制数码。
计算机工作原理
1949 EDSAC
John von Neumann 冯•诺依曼
计算机发展——微型化 微型化 计算机发展
计算机发展趋势
计算机不再是单一的计算机器， 计算机不再是单一的计算机器，而是一种 信息机器，一种个人的信息机器。 信息机器，一种个人的信息机器。
Altair 8800
计算机发展趋势
2
第一讲 计算机工作原理
计算机的产生、 计算机的产生、发展及趋势 计算机的定义与特点 计算机中的数及表示、 计算机中的数及表示、存储与运算 计算中的逻辑运算 计算机工作原理
一、计算机的产生、发展与趋势 计算机的产生、
计算ห้องสมุดไป่ตู้发展史
加法器 电子计算机时代 1642 Blaise Pascal
1822 差分机
Shannon
图灵与图灵机
计算机工作原理
计算机是使用相应的程序来完成任何设定好的任务。 计算机是使用相应的程序来完成任何设定好的任务。
图灵机是一种思想模型， 图灵机是一种思想模型， 它由三部分组成： 它由三部分组成： 一个控制器， 一个控制器，一条可以无限延伸的 带子和一个在带子上左右移动的读 写头。 写头。
为纪念图灵对计算机的贡献， 为纪念图灵对计算机的贡献， 美国计算机博物馆于1966年 美国计算机博物馆于 年 设立了“图灵奖” 设立了“图灵奖”
冯·诺依曼计算机 诺依曼计算机
存储程序工作原理
计算机的两个基本能力：一是能够存储程序， 计算机的两个基本能力：一是能够存储程序，二 存储程序 是能够自动地执行程序 自动地执行程序。 是能够自动地执行程序。 计算机是利用“存储器” 内存） 计算机是利用“存储器”（内存）来存放所要执 行的程序的，而称之为CPU的部件可以依次从存 行的程序的，而称之为 的部件可以依次从存 储器中取出程序中的每一条指令， 储器中取出程序中的每一条指令，并加以分析和 执行，直至完成全部指令任务为止。 执行，直至完成全部指令任务为止。
计算机发展史
0.18微米芯片 微米芯片
计算机第一定律——摩尔定律 摩尔定律 计算机第一定律
晶 体 管 数 单 位 时 间 执
百 万 条 每 秒 /
数
18
计算机发展的几个阶段
第一代 （1946~1956） ） 电子管 5千~4万（次/秒） 千 万 秒
计算机发展史
第二代 （1957~1964） ） 晶体管 几十万~百万 百万（ 秒 几十万 百万（次/秒）
ENIAC
MARK I
1833 分析机
第一台电子计算机（ 第一台电子计算机（ENIAC） ）
5000次加法 秒 次加法/秒 次加法 体重28吨 体重 吨 占地170m2 占地 18800只电子管 只电子管 1500个继电器 个继电器 功率150KW 功率
计算机发展史
将电脑浓缩在一颗芯片上
晶 体 管 数 目 2,300 4004 10微米芯片 微米芯片 奔腾4 奔腾 420,000,000
计算机发展——非冯 诺依曼型 非冯-诺依曼型 计算机发展 非冯
1．量子计算机 量子计算机是一类遵循量子力学规律进行高速数学和 逻辑运算、存储及处理量子信息的物理设备。 逻辑运算、存储及处理量子信息的物理设备。当某个 设备处理和计算量子的信息，运行的是量子算法时， 设备处理和计算量子的信息，运行的是量子算法时， 它就是量子计算机。 它就是量子计算机。 2．神经网络计算机 生物大脑神经网络可看作是一个大规模并行处理、 生物大脑神经网络可看作是一个大规模并行处理、紧 密耦合的、能自行重组的计算网络。神经网络使人能 密耦合的、能自行重组的计算网络。 有效地组织和处理信息。对神经网络进行研究， 有效地组织和处理信息。对神经网络进行研究，并从 大脑工作的模型中抽取计算机设计的模型就是所谓的 神经网络计算机。 神经网络计算机。
电子管 延迟线或磁芯 纸带、 纸带、卡片或磁带 几千～几万次／ 几千～几万次／秒 机器语言或汇编语言 科学计算 ENIAC
9
• 工作速度
• 代表机型
第二代计算机（55年—64年） 55年 64年
• 逻辑元件 • 内 • 外 • 软 • 应 存 存 件 用
晶体管 磁芯 磁带或磁盘 几十万次／ 几十万次／秒
第四代 年代） （1971~90年代） 年代 集成电路 几百万~几亿 几亿（ 秒 几百万 几亿（次/秒）
第三代 （1965~1970） ） 集成电路 百万~几百万 几百万（ 秒 百万 几百万（次/秒）
第一代计算机（46年—55年） 46年 55年
• 逻辑元件 • 内 • 外 • 软 • 应 存 存 件 用
三、计算机中数据的
表示、 表示、运算和存储
计数制分为： 计数制分为： 1、进位计数制 、 表示数值大小时，各数码与所处的位置有关。 表示数值大小时，各数码与所处的位置有关。 例：325 2、非进位计数制 、
一）、进位计数制中的两个重要概念 ）、进位计数制中的两个重要概念
1、基数： 、基数： 表示某种进位制所具有的数字符号个数。 表示某种进位制所具有的数字符号个数。 数字符号个数 例：十进制 1，2，3，4，5，6，7，8，9，0 ， ， ， ， ， ， ， ， ， 基数： 基数：10 2、权（位权）： 、 位权）： 表示某种进位制的数中不同位置上数字的 表示某种进位制的数中不同位置上数字的 单位数值。 单位数值。 例：十进制 125.69 权：102，101，100，10-1，10-2
计算机中每个字包含的二进制位数越长， 计算机中每个字包含的二进制位数越长，计算 机处理速度越快， 机处理速度越快，因为字长是计算机并行处理 数据的位数。 数据的位数。 目前计算机的字长有： 位 目前计算机的字长有：8位、16位、32位、64位 位 位 位 3、存储功能强 、 依靠计算机的存储器完成，可以存储原始数据、 依靠计算机的存储器完成，可以存储原始数据、 中间结果、最终结果等。 中间结果、最终结果等。 存储容量是计算机的一个重要的技术指标。 存储容量是计算机的一个重要的技术指标。 是计算机的一个重要的技术指标 例：硬盘：40GB、80GB、160GB等 硬盘： 、 、 等 内存： 内存：256MB、512MB、1GB等 、 、 等
计算机发展——巨型化（计算复杂性） 巨型化（计算复杂性） 计算机发展 巨型化
运算速度可达每秒几百亿次运算的超级计算机 运算速度可达每秒几百亿次运算的超级计算机 1975年世界上第一台超级计算机“Cray-I” 年世界上第一台超级计算机“ 年世界上第一台超级计算机 超级计算机应用：天气预报、地震机理研究、 超级计算机应用：天气预报、地震机理研究、 石油和地质勘探， 石油和地质勘探，卫星图像处理等大量科学计 算的高科技领域。 算的高科技领域。 中国超级计算机： 中国超级计算机： 国防科技大学研制的 银河1号 银河2号 银河3号 “银河 号”、 “银河 号”和“银河 号” 国家职能计算机中心推出的 曙光3000” 、“曙光 曙光4000A”和 “曙光 和 曙光5000A”每秒 万亿次 每秒230万亿次 “曙光 每秒
4、具有逻辑判断能力 、 逻辑判断：对文字、符号进行判断和比较。 逻辑判断：对文字、符号进行判断和比较。 例：A>B AND B>C （即A>B>C） ） 结果： 结果：TRUE 1 FALSE 0
若：A=10，B=5，C=6 ， ， 结果： 结果：FALSE（0） （ ） 5、能进行自动控制 、 计算机内部的操作运算全是根据人们事先编制 好的程序自动控制进行的。 好的程序自动控制进行的。
高级语言
计算、 计算、管理及控制 IBM System/360
11
• 代表机型
第四代计算机（71年—现在） 71年
• 逻辑元件 • 内 • 外 • 软 • 应 存 存 件 用
(超)大规模集成电路 半导体存储器 磁盘或光盘 几百万～上亿次／ 几百万～上亿次／秒 操作系统、 操作系统、应用软件 lSL VLSI
• 工作速度
高级语言
科学计算及工业控制 IBM700系列 IBM700系列
10
• 代表机型
第三代计算机（64年—70年） 64年 70年
• 逻辑元件 • 内 • 外 • 软 • 应 存 存 件 用
中小规模集成电路 半导体存储器 磁带或磁盘 几十万～几千万次／ 几十万～几千万次／秒 SSI MSL
• 工作速度
（第一讲） 第一讲）
课程介绍
• 计算机文化基础课程的设置最根本目的是使 非计算机专业学生更好地理解、 非计算机专业学生更好地理解、掌握用计算 机基础知识和基本操作技能，为学生利用计 基础知识和基本操作技能， 算机及语言工具学习和掌握专业知识 专业知识、 算机及语言工具学习和掌握专业知识、专业 技能服务。 技能服务。 • 课时为 学时（其中上课12＋上机 学时） 课时为32学时（其中上课 ＋上机20学时 学时） 学时
计算机发展——非冯 诺依曼型 非冯-诺依曼型 计算机发展 非冯
3．化学、生物计算机 化学、 20世纪80年代开始 世纪80年代开始， 从20世纪80年代开始，各国科学家们就在探计研制化 生物计算机。在运行机理上， 学、生物计算机 。 在运行机理上， 化学计算机以化学 制品中的微观碳分子作信息载体，来实现信息的传输 制品中的微观碳分子作信息载体， 与储存。因此，它具有更小的体积、 与储存 。 因此， 它具有更小的体积 、 更快的运算速度 和强大的计算能力， 和强大的计算能力 ，其信息传输速度可能比人脑思维 速度还要快若干倍，具有十分诱人的发展前景。 速度还要快若干倍，具有十分诱人的发展前景。 4．光计算机 光计算机是用光子代替现代半导体芯片中的电子， 光计算机是用光子代替现代半导体芯片中的电子，以 光互联来代替导线制成数字计算机机。 光互联来代替导线制成数字计算机机。