第1讲 计算机系统概述
1.计算系统概述
处理器系统(主机)
存储器系统
I/O设备
输入设备 输出设备
计算机 系统
操作系统
软件系统 【提供功能】
系统软件
【按优先 级管理分配 硬件资源 基 础】
编程语言（转 换）
工具软件（维 护、优化）
办公软件office
—Apple公司, SW（神威）处理器 只包含常用指令且指令的长度和执行时间都相同，一般使用的
指令数目在100 条以内 程序设计比较复杂，CPU设计相对容易 ➢ 哪种设计更能提高计算机性能，视计算机承担的任务而定
23
1.4.2 存储器
实现计算机记忆功能的是存储器系统，它是保 存程序代码和数据的物理载体。 ➢存储模式和存储容量
2 神威 太湖之光（中国）
3 Sierra(美国)
4 天河二号（中国）
5 ABCI（日本）
安装了40960个中国自主研发的 “申威26010”众核处理器，性 能相当于200多万台普通电脑4
大、中型计算机（数百万 USD）
通常用于跨国企业的信息系 统，例如银行、航空公司等
小型计算机（数万至数十 万美元）
体现灵活性
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1.3.2 现代计算机模型
➢现代计算机模型(冯·诺依曼) 计算机有五个组成部分：输入、存储、处理（运
算）、控 2. 存储器 3. 输入/输出(I/O)
CPU:运算器+控制器
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➢程序存储原理
程序和程序执行所需要的数据在执行前存放到存储 器中
要求程序和数据采用同样的格式——二进制 如何使计算机自动执行程序
ROM一个重要的应用——存放启动计算机所需要的BIOS (Basic Input and Output System，基本输入输出系统)程 序。计算机每次开机都执行相同的操作，所以 BIOS程序 是固定不变的，它被“固化” 在ROM 中。
第1章计算机系统概论
ENIAC
ENIAC
ENIAC
ENIAC的特点： ENIAC的特点：十进制表示 的特点 程序用插线开关实现
为了改进程序的输入方式： 为了改进程序的输入方式： 二进制表达方 美国数学家冯.诺依曼，提出二进制 美国数学家冯.诺依曼，提出二进制表达方 式和存储程序控制计算机构想。 存储程序控制计算机构想 式和存储程序控制计算机构想。提出并描述一 个计算机模型EDVAC 个计算机模型EDVAC
•它采用了间接寻址技术。在这种技术中，间接寻址指令所 它采用了间接寻址技术。在这种技术中， 它采用了间接寻址技术 形成的地址，不是存放操作数的地址， 形成的地址，不是存放操作数的地址，而是用来形成操作 数地址的地址。这种寻址技术在分类、 数地址的地址。这种寻址技术在分类、排序中是非常有用 的； •采用了专用的程序控制指令，这种指令对应于不同程序 采用了专用的程序控制指令， 采用了专用的程序控制指令 间的控制转移，如它的LINK/TRA指令对， LINK/TRA指令对 间的控制转移，如它的LINK/TRA指令对，即后来人们常 称的调用子程序/子程序返回指令对， 称的调用子程序/子程序返回指令对，对调用子过程等是 十分有效的； 十分有效的； •I/O处理机与CPU间的通讯采用了中断控制，并且在I/O处 I/O处理机与CPU间的通讯采用了中断控制，并且在I/O处 I/O处理机与CPU间的通讯采用了中断控制 I/O 理机中采用字的拆、装技术以使得CPU I/O设备间的字 CPU和 理机中采用字的拆、装技术以使得CPU和I/O设备间的字 长能够匹配； 长能够匹配； •采用了DMA技术。即当I/O处理机请求访问主存储器时， 采用了DMA技术。即当I/O处理机请求访问主存储器时， 采用了DMA技术 I/O处理机请求访问主存储器时 可能使CPU的主存访问请求延迟一个存储周期， CPU的主存访问请求延迟一个存储周期 可能使CPU的主存访问请求延迟一个存储周期，但是并不 中断CPU的操作，只是使CPU操作推迟一个存储周期； CPU的操作 CPU操作推迟一个存储周期 中断CPU的操作，只是使CPU操作推迟一个存储周期；
第一章微型计算机系统概述
计算机一次能处理的二进制数字的位数。取决于微处理 器的内部通用寄存器的位数和数据总线的宽度
3. 微处理器的集成度
微处理器芯片上集成的晶体管的密度。 Pentium 310万管/片
4. 内存容量
是CPU可以直接访问的存储器，内存大小反映了计 算机即时存储信息的能力；
以上只是一些主要性能指标，还须综合考虑其他因素。
一、 二，八，十，十六进制数
十进制数的两个主要特点：
1. 有十个不同的数字符号：0, 1, 2, … 9。 2. 遵循“逢十进一”原则。
一般地，任意一个十进制数N都可以表示为：
N=Kn-1×10n-1+Kn-2 ×10n-2+······+K1×101+K0×100
+
m
K-1×10-1+K-2×10-2+······+K-m×10-m = Ki 10 i
i n 1
*基数：数制所使用的数码的个数
*权：数制中每一位所具有的位值.
整数部分 小数部分
式中，10称为十进制数的基数，i表示数的某一位，10i 称该位 的权，Ki 表示第I位的数码。 Ki 的范围为0~9中的任意一个数
设基数用R表示，则对于二进制，R=2, Ki为0或1， 逢二进一。
m
N= Ki 2i i n1
4. 按体积大小分：
(1) 台式机(又称桌上型) (2) 便携式(又称可移动微机、笔记本型、
膝上型、口袋型、掌上型和钢笔型)
四、微型计算机的主要性能指标
1. 运算速度
通常所说的计算机运算速度(平均运算速度)，是指每秒 钟所能执行的指令条数，一般用“百万条指令／秒”(MIPS) 来描述。
《计算机应用基础》完整教案.
教学对象
教学时间
月日
教学内容
第二章Windows 2010操作系统
2．1操作系统概述
2．2 Windows基础知识和基本操作
教学目的
1．使学生了解操作系统的基本概念、功能、分类和Windows2010的发展；
2．掌握Windows2010的启动、退出、Windows的桌面、窗口的使用；
在上机操作时，要注意强调正确指法的操作。
参阅教材
第一章第一节，第二节
作业
P172一. 1~30
教学后记
该节内容理论2学时，内容略显多一些，时间较紧张；
实验2学时上机练习指法不够用，学生应在课余时间多加练习。
《计算机应用基础》教案
教学对象
教学时间
年月日
教学内容
第一章计算机基础知识
1．3数据编码和进制转换
由此介绍十进制到其它进制的转换；
其它进制到十进制的转换；
二进制与八进制的转换；
二进制与十六进制的转换；
对于整数的情况、小数的情况、混合数据的情况的不同处理。
详细内容及要求
第三讲、数据编码和进制转换(2学时)
1、编码指采用少量的基本符号按照一定原则，用以表示大量的、复杂多样的信息。
1）BCD编码
BCD码是指“二-十进制码”，即一位十进制对应四位二进制数。
教学小结
这一节最为重要的内容是掌握数据编码在计算机中的使用。特别是常用进制之间的转换。
学习指导
学生在学习这一节内容时，对计算机中的编码有了初步的了解；
参阅教材
第一章第三节
作业
P176 72~78
教学后记
该节内容理论2学时，内容可以讲完，要求学生课下要复习，否则容易忘记，对于小数部分的转换要注意强调对特殊情况的处理；
计算机组成原理前3章课后习题参考答案-
白中英第五版计算机组成原理课后习题参考答案第一章计算机系统概述4、冯•诺依曼型计算机的主要设计思想是什么它包括哪些主要组成部分答：冯•诺依曼型计算机的主要设计思想是存储程序和程序控制，其中存储程序是指将程序和数据事先存放到存储器中，而程序控制是指控制器依据存储的程序来控制全机协调地完成计算任务。
总体来讲，存储程序并按地址顺序执行，这就是冯•诺依曼型计算机的主要设计思想。
5、什么是存储容量什么是单元地址什么是数据字什么是指令字答：见教材P8和P10。
7、指令和数据均存放在内存中，计算机如何区分它们是指令还是数据答：见教材P10。
第二章运算方法和运算器】1、写出下列各整数的原码、反码、补码表示（用8位二进制数）。
3、有一个字长为32位的浮点数，符号位1位，阶码8位，用移码表示，尾数23位，用补码表示，基数为2，请写出：（1）最大数的二进制表示阶码用移码表示，题中并未说明具体偏移量，故此处按照移码的定义，即采用偏移量为27=128，则此时阶码E的表示范围为0000 0000~1111 1111，即0~255，则在上述条件下，浮点数为最大数的条件如下：所以最大数的二进制表示为：0 1111 1111 1111 1111 1111 1111 1111 1111 111对应十进制真值为：+（1-2-23）×2127（2）最小数的二进制表示浮点数为最小数的条件如下：所以最小数的二进制表示为：1 1111 1111 0000 0000 0000 0000 0000 000对应十进制真值为：-1×2127（3）规格化数所表示数的范围规格化要求尾数若为补码表示，则符号位和最高有效位符号必须不同。
（A）浮点数为最大正数的条件如下：所以最大正数的二进制表示为：0 1111 1111 1111 1111 1111 1111 1111 1111 111 对应十进制真值为：+（1-2-23）×2127（B）浮点数为最小正数的条件如下：所以最小正数的二进制表示为：0 0000 0000 1000 0000 0000 0000 0000 000对应十进制真值为：+2-1×2-128=+2-129（C）浮点数为最大负数的条件如下：所以最大负数的二进制表示为：0 0000 0000 0111 1111 1111 1111 1111 111对应十进制真值为：-（2-1+2-23）×2-128（D）浮点数为最小负数的条件如下：所以最小负数的二进制表示为：0 0000 0000 0000 0000 0000 0000 0000 000对应十进制真值为：-1×2127所以，规格化数所表示数的范围如下：正数+2-129~+（1-2-23）×2127负数-2127 ~-（2-1+2-23）×2-1284、将下列十进制数表示成IEEE754标准的32位浮点规格化数。
第一章 计算机系统概述(二)
计算机软件一般分为两大类：一类叫系统软件,一类叫应用软件。
★系统软件
系统软件用于实现计算机系统的管理、调度、监视和服务等功能，其目的是方便用户，提高计算机使用效率，扩充系统的功能。
系统软件包括以下四类:
1、操作系统
操作系统是管理计算机资源（如处理器、内存、外部设备和各种编译、应用程序）和自动调度用户的作业程序，使多个用户能有效地共用一套计算机系统的软件。操作系统的出现，使计算机的使用效率成倍的提高，并且为用户提供了方便的使用手段和令人满意的服务质量。概括起来，操作系统具有三大功能：管理计算机硬、软件资源，使之有效应用；组织协调计算机的运行，以增强系统的处理能力；提供人机接口，为用户提供方便。
图1-5存储器组成框图
存储器组成框图演示
存储器所有存储元的总数称为存储器的存储容量，通常用单位KB，MB（1B＝1个字节＝8位二进制代码）来表示。存储容量越大，表示计算机记忆储存的信息就越多。
半导体存储器的存储容量有限，计算机中又配备了存储容量更大的磁盘存储器和光盘存储器，称为外存储器。相对而言，半导体存储器称为内存储器，简称内存。
累加器A是特殊的寄存器，它既能接受来自总线的二进制信息作为参加运算的一个操作数，向算术逻辑单元ALU输送，又能存储由ALU运算的中间结果和最后结果。算术逻辑单元由加法器及控制门等逻辑电路组成，以完成A和B中的数据的各种算术与逻辑运算。
运算器一次运算二进制数的位数，称为字长。它是计算机的重要性能指标。常用的计算机字长有8位、16位、32位及64位。寄存器、累加器的长度应与ALU的字长相等。
3、语言处理程序
常用的语言处理程序有汇编程序、编译程序和解释程序等。
计算机系统概述
第1章计算机系统概述信息化是当今社会发展的主流，信息技术是当今世界崭新的生产力，信息产业也已成为当今全球第一大产业，计算机技术则是重要支柱。
随着计算机科学技术的发展和应用，以及它对人类社会产生的巨大影响，“掌握和应用计算机”的能力已成为当今衡量个人素质高低的重要标志。
通过本章的学习，除对计算机有基本的认识外，也为后面了解计算机的相关知识打下良好基础。
1.1 计算机的基本知识1.1.1 计算机的发展历程1．第一台电子计算机第一台电子计算机于1946年2月在美国诞生，称为“埃尼阿克”（Electronic Numerical Integrator and Calculator，ENIAC），即电子数值积分计算机。
它具有计算速度快、精度高、能按给定的程序自动计算等特点。
ENIAC共用了18 000多只电子管，重量达30吨，占地170平方米，每小时耗电150千瓦，真可谓“庞然大物”，它不仅存储容量小，而且全部指令还没有存放在存储器中；它的操作相当复杂，稳定性差，它采用线路连接的方法编排程序，每次解题都要靠人工改接连线，准备时间大大超过实际计算时间。
但在当时，这台计算机的运算速度是惊人的，每秒钟能做5000次加法运算，3毫秒便可进行一次乘法运算，与手工计算相比大大加快了，60秒钟射程的导弹弹道计算时间由手工计算的20分钟缩短到30秒，它开创了计算机的新纪元，把人们从奴隶般的计算中解放出来了。
2．冯·诺依曼结构计算机针对ENIAC在存储程序方面存在的致命弱点，美籍匈牙利数学家冯·诺依曼（John V on Neumann）于1946年6月提出了一个“存储程序”的计算机方案。
这个方案包含三个要点：•采用二进制数的形式表示数据和指令。
•将指令和数据按执行顺序都存放在存储器中。
•由控制器、运算器、存储器、输入设备、输出设备5大部分组成计算机。
其工作原理的核心是“存储程序”和“程序控制”，就是通常所说的“顺序存储程序”的概念。
汇编语言基础知识.
4.汇编语言程序设计的意义
学习汇编语言的意义： 1）与硬件密切相关，是学习硬件类课程的先行课 和基础课。 2）有利于理解计算机的工作原理。 3）可直接而有效地控制硬件。 4）执行效率高，占用空间小。 5）特殊应用只能使用汇编语言，如加密解密等。 应该指出的是：在计算机速度大大提高和存储器容 量大大增加的今天，高级语言的使用更为广泛和普遍 （特别是编写大型程序）。
×16-1+11 ×16-2 引入十六进制数的目的是为了描述二进制数。
数的书写方法：
1）二进制数尾部加B(b)。 2）十六进制数尾部加H(h)；如记数符号a,b,c, d,e,f打头，头部应加0，如0A8F5H；记数符号 a,b,c,d,e,f 不区别大小写，与ABCDEF等效。 3）十进制数尾部加D(d)，但通常可以省略。
二进制的数符集中有两个符号：0和1；
八进制的数符集中有8个符号：0,1,2,3,4,5,6,7；
十 进 制 的 数 符 集 中 有 10 个 符 号 ： 0,1,2,3,4,5,6, 7,8,9；
十 六 进 制 的 数 符 集 中 有 16 个 符 号 ： 0,1,2,3,4,5,6,7,8,9,A,B,C,D,E,F。
★集成开发环境：开发工具包括文本编辑、翻译程序、 调试程序、连接程序等，在DOS时代，其各自是独立 的；现在将其集成为一个软件，即为“集成开发环 境”。
返回1.1
1.1.3计算机的程序设计语言
低级语言 程序设计语言
1.机器语言 2.汇编语言
3.高级语言 C/C++、JAVA、 DELPHI……
1.机器语言
负数原码：符号位为1，数值位照抄。 例：X=+25=+00011001B [X]原=00011001B
微型计算机系统概述
1
1.1 计算机的发展与应用 人类第一台数字电子计算机：1946 年，美国宾夕法尼亚大学研 制出。取名为：ENIAC（Electronic numerical integrator and calculator）。 由著名数学家：冯· 诺依曼，推出了新的计算机系统结构，提出采 用二进制、存储程序及在程序控制下执行的理念 。 第一代：1946年－1957年。 器件：电子管，磁芯和磁鼓存储器。
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系统软件中还有语言处理程序，计算机语言是使用者与计算 机之间进行交流的工具；人们将要计算机来完成的事件编写成程序输 入给计算机；计算机通过执行用户的程序来完成用户的工作。其中广 泛使用的语言有 C 语言、VB、VC、Java 等，机器只能运行机器语 言。 返回本章目录
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1．3 PC 机系列体系结构 1.3.1 基于 8088 PC 总线的微机结构 8088 微处理机，作为第一代机的 CPU，通过地址总线、数据总线和控制总线对整 个机器进行调试和控制，其体系结构,如图 1.3 。 1. 8088 处理器：采用 4.77M 的工作频率，该频率通过 8284 对14.31818MHz 的晶 体振荡 3 分频而得到的；每个时钟周期 210nm。 2. 8087 协处理器：8088 在最大模式下可配接 8087协处理器用来进行浮点运算，使 浮点运算速度提高 100 倍。 3. 存储器：64K 的 ROM 早期存放 32K 的 Basic 解释程序，另 32K 固化 BIOS，包 括上电自检程序、系统引导程序、日时钟管理程序和基本的 I/O 设备的驱动程序 4. RAM 内存：IBM PC/XT 的主板上可接插 640K 的内存。 5. 8253/8254 可编程定时计数器：该片提供 3 个通道。通道 0 每 55ms 向 CPU 发一个时钟中断信号，通过计数，用来计算时 钟的时间；通道1 用于 DRAM 的刷新；通道2 输出方波到扬声器。
知识点整理----计算机组成原理
一、系统概述（一）计算机发展历程（二）计算机系统层次结构1.计算机硬件的基本组成2.计算机软件的分类3.计算机的工作过程（三）性能指标1.吞吐量对网络、设备、端口、虚电路或其他设施，单位时间内成功地传送数据的数量(以比特、字节、分组等测量)。
2.响应时间3.CPU时钟周期（Clock Cycle）：又称节拍没冲或T周期，是处理操作的最基本单位，是计算机中最基本的、最小的时间单位。
主频的倒数4.主频: 即CPU内核工作的时钟频率（CPU ClockSpeed）。
CPU的主频表示在CPU内数字脉冲信号震荡的速度，与CPU实际的运算能力并没有直接关系。
5.CPI （Clock cycle Per Instruction）表示每条计算机指令执行所需的时钟周期。
6.CPU执行时间7.MIPS(Million Instruction per second)每秒执行百万条指令某机器每秒执行300万条指令，则记作3 MIPS8.MFLOPS (Million Floationg-point Operations perSecond，每秒百万个浮点操作)衡量计算机系统的主要技术指标之一。
对于一给定的程序，MFLOPS的定义为：MFLOPS=操作浮点数/（执行时间*10E6）（10E6位10的6次方）。
1.指令周期：执行一条指令所需要的时间，一般由若干个机器周期组成，是从取指令、分析指令到执行完所需的全部时间。
2.机器周期：（又称cpu周期）在计算机中，为了便于管理，常把一条指令的执行过程划分为若干个阶段，每一阶段完成一项工作。
例如，取指令、存储器读、存储器写等，这每一项工作称为一个基本操作。
完成一个基本操作所需要的时间称为机器周期。
通常用内存中读取一个指令字的最短时间来规定因而又称总线周期3.在电子技术中，脉冲信号是一个按一定电压幅度，一定时间间隔连续发出的脉冲信号。
脉冲信号之间的时间间隔称为周期；而将在单位时间（如1秒）内所产生的脉冲个数称为频率。
计算机组成原理考试题库(无答案)
【章节】第一章计算机系统概述【知识点】1、计算机系统简介2、计算机的基本组成3、计算机硬件的主要技术指标【单选题】1．运算器的核心部件是。
A．数据总线 B．数据选择器C．累加寄存器 D．算术逻辑运算部件2．存储器主要用来。
A．存放程序 B．存放数据C．存放微程序 D．存放程序和数据3．至今为止，计算机中所含所有信息仍以二进制方式表示，其原因是。
A．节约元件 B．运算速度快C．物理器件性能决定 D．信息处理方便。
4．对计算机软、硬件资源进行管理，是的功能。
A．操作系统 B．数据库管理系统C．语言处理程序 D．用户程序5．微型计算机的发展以技术为标志。
A．操作系统 B．微处理器 C．硬盘 D．软件6．电子计算机的算术/逻辑单元、控制单元及主存储器合称为___。
A．CPU B．ALU C．主机 D．UP7．输入、输出装置以及外接的辅助存储器称为______。
A．操作系统 B．存储器 C．主机 D．外围设备8．用户与计算机通信的界面是______。
A．CPU B．外围设备 C．应用程序 D．文本处理9．下列______属于应用软件。
A．操作系统 B．编译程序C．连接程序 D．文本处理10．下列______不是输入设备。
A．画笔及图形板 B．键盘 C．鼠标器 D．打印机11．冯诺伊曼机工作方式的基本特点是______。
A．多指令流单数据流； B．按地址访问并顺序执行指令；C．堆栈操作； D．存储器按内容选择地址。
12．用户与计算机通信的界面是______。
A．CPU； B．外围设备；C．应用程序； D．系统程序。
13．在下列最能准确反映计算机主要功能的是。
A．计算机可以存储大量信息B．计算机能代替人的脑力劳动C．计算机是一种信息处理机D．计算机可实现高速运算。
14．计算机硬件能直接执行的只能是。
A．符号语言 B．机器语言C．汇编语言 D．机器语言和汇编语言答案：B 15．由0、1代码组成的语言称为______。
计算机组成原理参考答案讲解
红色标记为找到了的参考答案，问答题比较全，绿色标记为个人做的，仅供参考！第一章计算机系统概述1. 目前的计算机中，代码形式是______。
A．指令以二进制形式存放，数据以十进制形式存放B．指令以十进制形式存放，数据以二进制形式存放C．指令和数据都以二进制形式存放D．指令和数据都以十进制形式存放2. 完整的计算机系统应包括______。
A. 运算器、存储器、控制器B. 外部设备和主机C. 主机和实用程序D. 配套的硬件设备和软件系统3. 目前我们所说的个人台式商用机属于______。
A.巨型机B.中型机C.小型机D.微型机4. Intel80486是32位微处理器，Pentium是______位微处理器。
Ａ．１６Ｂ．３２Ｃ．４８Ｄ．６４5. 下列______属于应用软件。
A. 操作系统B. 编译系统C. 连接程序D.文本处理6. 目前的计算机，从原理上讲______。
A.指令以二进制形式存放，数据以十进制形式存放B.指令以十进制形式存放，数据以二进制形式存放C.指令和数据都以二进制形式存放D.指令和数据都以十进制形式存放7. 计算机问世至今，新型机器不断推陈出新，不管怎样更新，依然保有“存储程序”的概念，最早提出这种概念的是______。
A.巴贝奇B.冯. 诺依曼C.帕斯卡D.贝尔8.通常划分计算机发展时代是以（）为标准A.所用的电子器件B.运算速度C.计算机结构D.所有语言9.到目前为止，计算机中所有的信息任以二进制方式表示的理由是（）A.节约原件B.运算速度快C.由物理器件的性能决定D.信息处理方便10.冯.诺依曼计算机中指令和数据均以二进制形式存放在存储器中，CPU区分它们的依据是（）A.指令操作码的译码结果B.指令和数据的寻址方式C.指令周期的不同阶段D.指令和数据所在的存储单元11.计算机系统层次结构通常分为微程序机器层、机器语言层、操作系统层、汇编语言机器层和高级语言机器层。
层次之间的依存关系为（）A.上下层都无关B.上一层实现对下一层的功能扩展，而下一层与上一层无关C.上一层实现对下一层的功能扩展，而下一层是实现上一层的基础D.上一层与下一层无关，而下一层是实现上一层的基础12.指令流通常是（）A.从主存流向控制器B.从控制器流向主存C.从控制器流向控制器D.从主存流向主存13.以下叙述中正确的是（）A.寄存器的设置对汇编语言程序是透明的B.实际应用程序的预测结果能够全面代表计算机的性能C.系列机的基本特征是指令系统向后兼容D.软件和硬件在逻辑功能上是等价的14.存储A.__程序____并按B.__地址____顺序执行,这是冯•诺依曼型计算机的工作原理。
大学计算机基础 第1讲 信息技术和计算机概述 国家精品课程课件
得益于嵌入 式技术的发 展
电子数据处理 (EDP) 管理信息系统 (MIS) 决策支持系统 (DSS)
4.计算机的应用
CAX
辅助设计； （CAD） 辅助制造； （CAM） 辅助教学； （CAI） 辅助测试； （CAT）
智能模拟
应用领域：问 题求解；逻辑 推理与定理证 明；自然语言 处理；智能信 息检索技术与 专家系统。
的功能。 缩微技术 ： 是延伸人的记忆器官存贮信息的功能。
1.3信息技术的组成
注意：这种划分只是相对的、大致 的，没有截然的界限。如传感系统里也 有信息的处理和收集，而计算机系统里 既有信息传递，也有信息收集的问题。
思考并回答：
1、信息技术和计算机技术是什么样的关系？ 2、计算机技术的本质是什么？
计算机基础科学系
2.1现代计算机的理论奠基人
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，二是能够自动地执行程序。 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。
约翰·冯·诺依曼 （ John Von Neuman，1903－1957），美藉匈牙利人。
计算机基础科学系
2.2 现代计算机的发展
电子管计算机 晶体管计算机 中小规模集成电路
大规模与超大规模集成电路
按照元器件 分类
1电子管计算机
ENIAC
❖ 5000次加法/秒； 体重28吨 ； 占地170m2 ； 18800只电子管； 1500个继电器； 功率150KW。
2晶体管计算机
贝尔实验室使用800只晶体 管组装了世界上第一台晶体管计 算机TRADIC。
《计算机组装与维护》教案课程
《计算机组装与维护》教案第一节计算机系统概述教学目的：1.了解计算机网络的发展简史2.掌握计算机网络的分类3.掌握计算机网络的组成和网络的基本要素教学重点：计算机网络的组成和网络的基本要素教学难点：计算机网络的组成和网络的基本要素教学方法：讲授法教学用具：投影、多媒体计算机授课时间：课时计划：3课时教学过程：导言：计算机发展到今天，已不再是一种应用工具，它已经成为一种文化和潮流，并给各各行业带来了巨大的冲击和变化。
同时，计算机文化也在改变着生活模式和思维模式，从来没有一种文化会像计算机文化一样得到如此一致的认同。
所为计算机是电子数字计算机的简称，是一种自动地、高速地进行数值运算和信息处理的电子设备。
本章介绍计算机的特点、分类、应用以及计算机的组成，并阐述硬件和软件之间的关系。
新课内容：IBM公司生产的PC机采用了“开放式体系结构”，即主板上大都有6---8个扩展插槽，供PC机外围设备使用，通过更换板卡，对微机的相应子系统进行局部升级，使其具有更大的灵活性和扩充性，并且公开了其技术资料，因此其它公司先后为IBM系列PC机推出了不同版本的系统软件和丰富多样的应用软件，以及种类繁多的硬件配套产品。
因此当今以IBM PC微型计算机中的主流产品。
一、计算机的发展1946年2月14日世界上第一台电子计算机ENIAC在美国的宾夕法尼亚大学诞生。
人类进入科学计算的新纪元，进入了信息时代。
1.第一代电子管计算机时代第一代计算机发展时间从1947年到1957年，近11年的时间。
其主要采用电子管作为主要的逻辑元件。
主要特点：存储量小，体积庞大，价格昂贵，功耗巨大，运算速度慢。
应用在科学计算和军事等方面。
2.第二代晶体管计算机时代第二代计算机发展时间从1958年到1964年，近7年的时间。
其主要采用晶体管作为主要的逻辑元件。
主存储器还是用磁芯，外存储器开始用磁盘。
主要特点：存储容量增加，运算速度得到了明显的提高。
3.第三代集成电路计算机时代第三代计算机发展时间从1965年到1970年，近6年的时间，用中、小集成电路晶体代替分立元件晶体管。
(完整版)计算机组装与维护(全)
1.3.1 计算机基本硬件
计算机的基本硬件设备包括主机部件、输入设备和输出
设备3大部分。主机部件又包括主板、CPU和内存条等计算
机的核心部件。输入设备是指将数据输入给计算机的设备，
常用的输入设备有键盘、鼠标、扫描仪以及数码相机等。
输出设备是指将计算机的处理结果以适当的形式输出的设
备，常用的输出设备有显示器和打印机等。
（3）兼容机的售后服务 质保期一般只有短短的一年。各个配件的质保
和售后服务也不尽相同，维修复杂。
二、品牌机的特点 （1）品牌机的优势 • 购买过程简单方便。 • 稳定性较高。 • 可以得到高附加值的产品。 • 售后服务较好。 （2）品牌机的劣势 • 价格偏高。 • 可升级性差。 • 瓶颈效应突出。 • 计算机配置的原则和标准
信息量大，安全系数也比较高。计
算机关机后，硬盘中的数据不会丢
希捷
失，是长期存储数据的首选设备。
250GB硬盘 （5）显卡：显卡也称图形加速卡，是计算机中
主要的板卡之一。它用于把主板传
来的数据做进一步的处理，生成能
供显示器输出的图形图像、文字等
信息。有的主板集成了显卡，但在
七彩虹显卡
对图形图像效果要求较高的场合 （如3D游戏、工程设计等），建议 配置独立显卡。
LCD显示器
（3）音箱：计算机的发展带动了各部分配件的 发展，音箱作为一种主流的音频输 出设备，是多媒体计算机的重要组 成部分之一，有相当多的用户在配 置计算机时将其作为必选配件。
音箱 （4）键盘和鼠标：键盘和鼠标是计算机最重要 的输入设备之一，也是用户 与计算机进行沟通的工具。
键盘和鼠标
1.3.2 主机内部硬件
控制和城市交通管理等方面
性能大幅度提高，价格大幅度下降， 几千万～ 在办公自动化、数据库管理、图像 几千亿 识别、语音识别和专家系统等领域
信息技术基础知识
信息技术基础知识第一节计算机系统概述所谓计算机，是一种能接收、存储和处理数据，并能在存储指令程序控制下产生输出结果的快速、精确的符号加工系统，这一系统是在存储指令程序控制下工作的。
计算机系统由硬件和软件构成。
硬件是计算机系统中的实际装置，是系统的基础和核心（称为硬核），一般由中央处理器（CPU）、存储器、输入/输出设备等组成，它以机器语言提供给程序员使用。
软件指的是操作系统、文本编辑程序、调试程序、汇编程序、编译程序、数据库管理系统、文字处理系统、视窗（Win dows）软件、网络软件以及其它各种应用程序等，其中较低层次的程序（如操作系统、汇编程序）与硬件密切有关，而用户在使用高级语言或第四代语言编写程序时，基本上已与硬件的实现无关，但是硬件的结构和性能对程序处理的速度影响极大。
计算机软件和硬件在逻辑功能上是等效的，即某些操作可以用软件，也可以用硬件实现，因此软、硬件之间没有固定不变的分界面，而是受实际应用的需要以及系统性能价格比所支配。
从使用人员来看，机器的速度、可靠性、可维护性是主要的硬件技术指标。
具有相同功能的计算机系统，其软、硬件之间的功能分配可以有很大差异。
回顾计算机的发展历史可以看出，在早期，由于硬件昂贵，所以计算机的硬件比较简单，尽量让软件完成更多的工作。
但是随着组成计算机的基本元器件的发展，其价格不断下降，性能不断提高，因而硬件成本不断下降。
与此同时，随着应用的不断发展，软件成本在计算机系统中所占的比例不断上升，这就造成了软、硬件之间的分界面的推移，即将某些由软件完成的工作交给硬件去完成，同时还提高了计算机实际运行速度。
第二节计算机硬件、计算机的硬件组成组成计算机的基本部件有中央处理器（CPU）、存储器和输入/输出（I/O）设备。
图2-1是计算机硬件的基本组成。
图2-1 计算机硬件的基本组成、输入/输出设备输入/输出设备一般由两部分组成，一部分是设备本身，另一部分是设备接口，用来控制并实现设备与主机之间的信息传送。
第1讲 计算机系统概述
2011年5月29日
§3 计算机选购指南
品牌机的选购 通常从这几方面来比较：配置与价格、 通常从这几方面来比较：配置与价格、 易用性与外观、售后服务与技术支持等 易用性与外观、 兼容机的选购 首先要考虑各配件的稳定 性，其次考虑 配件组合后的稳定性， 配件组合后的稳定性，最后才决定选购 什么档次的配件。 什么档次的配件。
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4
2011年5月29日
§4 组装和维护的基本常识
严禁带电插拔微机的插头和卡 插卡插到槽后要检查是否平整，不得歪斜 内存条插到插槽后，其两头的小孔应卡进槽架的定位 凸柱上 各种电缆要认清上面的标记（电缆边上的色标）和插 座上的数字记号，不要插反，特别是直流电源插头更 要小心 检查所配设备使用的电源是否与供电电压一致 当所有配件安装好，应反复检查无误后，即可接通电 源，开始验机 第一次开机需要进入CMOS SETUP（CMOS设置） 整机安装好后，最好连续考机72小时，质量较差的部 件很可能在这段时间内就会暴露出问题来
电脑组装与维修
第一讲 计算机系统概述
§1 计算机系统的组成 §2 硬件系统的基本结构 §3 计算机选购指南 §4 组装和维护的基本常识
返回 退出 计算机系统的组成
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2
2011年5月29日
§2 硬件系统的基本结构
主板 CPU 内存 基本输入设备 基本输出设备
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5 2011年5月29日
本讲习题
1. 上网和查阅有关资料，了解微机的发展历史。 2. 根据了解的知识，列出微机的硬件和软件组成。 3. 分别打开不同档次、配置的微机机箱，查看整体 结构。掌握各种配件的名称；接口、插座的名称。 4. 了解品牌机和组装机的区别。 5. 识别台式机主机背后的接口，掌握台式机外部的 连接方法（包括显示器与主机的连接、键盘和鼠标与 主机的连接）。
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第一章 计算机系统概论
1.2
1.2.1
计算机的分类及应用
计算机的分类
1. 按信息的表示形式和处理方式分类 数字计算机： 处理离散的、数字化的信息 模拟计算机： 处理连续变化的模拟量信息 数字模拟混合计算机： 处理的信息既有数字量 又有模拟量 通常所说的计算机都指的是数字计算机 。
第一章 计算机系统概论
1946年由美国宾夕法尼 亚大学研制的ENIAC 重达30吨 占地170m2 18000个电子管 1500个继电器 耗电150kW
第一台电子数字积分计算机 Electronic Numerical Integrator And Calculator
第一章 计算机系统概论
ENIAC与现代微型机的比较：
第一章 计算机系统概论
注： （1）存储器有很多存储单元，每个存储单元存放 一个数据。为区分不同的存储单元，为每个存储单 元进行编号，这个编号就称为存储单元的地址。 （2）输入设备和输出设备常合称为输入/输出设 备，简称I/O（Input/Output）设备。 （3）运算器和控制器合在一起称为中央处理单 元——CPU(Central Processing Unit)。
解释方式 将用户编写的源程序的一条语句翻译成机器
语言后，立即执行它，且不保留机器语言， 然后，再翻译下一条语句，如此重复，直到 程序结束。它的特点是翻译一次只能执行一 次，当第二次重复执行时，又要重新翻译， 因而效率较低。
第一章 计算机系统概论
2．计算机系统的层次结构
计算机系统的多级层次结构如下图所示：
（3）采用二进制码表示数据和指令。 （4）指令由操作码和地址码组成。
（5）以运算器为中心，输入输出设备与存储 器间的数据传送都通过运算器。
第一章 计算机系统概论
2. 电子数字计算机的发展的四个阶段
第一代（1946-1958）电子管计算机
电子管 第二代（1959-1964）晶体管计算机
晶体管 第三代（1965-1971）集成电路计算机
微型计算机原理
王立萍
第1讲章 计算机系统概述
课
程
简
介
1、课程说明：本课程是计算机专业的基础，是计算机硬件系 列课程的基础，详细介绍微型计算机的组成、工作原理、工作 过程及应用技术。 2、课程任务：学完本课程后，具有阅读各类微机硬件技术资 料的自学能力，进行微机应用系统初步设计的能力，并为其它 后续课程奠定微机硬件基础。 3、学习方法：听讲、理解、阅读、联想、比对、记忆、实践
第四代 (1971年至今) 大规模集成电路计算机
第一章 计算机系统概论
电子数字计算机发展的特点：
时间
46－58
器件
电子管
图片
软件
存储信息
应用
科学计算 数据处理、 工业控制 文字、图形 处理 社会的各个 领域
机器、汇 磁鼓、延时 编语言 线 高级语言 磁芯
58－64
晶体管
64－71 集成电路 大规模集 成电路
缺点：存储容量小（20个字长 为10位的十进制数）；用线路 连接的方法来编排程序。 ENIAC
PC机
笔记本电脑
掌上电脑
第一章 计算机系统概论
1. 冯· 诺依曼计算机结构 （1）计算机由运算器、控制器、存储器、输入 设备、输出设备五大部件构成。 （2）采用存储程序的方式，将程序和数据放 在同一存储器中，参加运算。
芯片上形成的计算机。
单板机 将微处理器、存储器、输入输出接口、简单外设
等部件安装在一块印刷电路板上构成的计算机。 个人计算机 将一块主机板和若干接口卡、外部存储器、 （PC机） 电源等部件组装在一个机箱内，并配置显 示器、键盘等外部设备和系统软件构成的 计算机系统。
第一章 计算机系统概论
单片机
第一章 计算机系统概论
2．应用软件 应用软件是为解决一些具体问题而编制的程序。一类是 由软件公司和计算机公司开发的通用软件、实用软件。另 一类是用户为解决各种实际问题而开发的用户程序。
第一章 计算机系统概论
1.3.3
计算机系统的层次结构
1．计算机语言
机器语言: 计算机能识别并直接执行的是一系列由二 进制代码编写的指令。
汇编语言: 用助记符表示机器指令，来编写程序。
★ 汇编语言程序转换成机器语言程序的过程 ： 汇编语言程序 源程序 汇编程序
转换
机器语言程序 目标程序
运行程序
第一章 计算机系统概论
高级语言： 是一种面向问题的语言，与自然语言相近， 与计算机的种类无关。 高级语言程序（源程序）同样必须转换为机器语言 程序（目标程序）才能执行。 高级语言程序的转换过程：
结 晶
微型机的发展是以微处理器的发展为表征的， 以微处理器为中心的微型机是电子计算机的第四代 产品。微处理器自1971年诞生以来，发展迅猛，每 2～3年就更换一代。
第一章 计算机系统概论
微型计算机的发展
年代 1971~1972 1973~1977 1978~1984 1985~至今 CPU(中央处理器) Intel 4004 / 8008 Intel 8080 Intel 8086 / 8088 / 80286 Intel 80386 / 80486 Pentium 586
第一章 计算机系统概论 1．系统软件
系统软件的作用是管理、调度、监控、维护计算机。
操作系统是系统软件的核心，是计算机必须配置的软件。 程序设计语言处理程序功能是将用各种高级语言编写的程序 翻译成机器能识别的二进制代码，这样计算机才能执行。
监控、调试、诊断程序是计算机的支持软件，用于维护计 算机系统。
1．控制器 2．运算器 3．存储器
存储器用来存储程序和数据，是计算机各种信 息的存储和交流的中心。
输入设备用于输入原始数据和程序等信息。
4．输入设备 常用的输入设备有键盘、鼠标等。
输出设备用于输出计算结果和有用信息。常 5．输出设备 用输出设备有显示器、打印机、绘图仪等。 磁盘既是输入设备也是输出设备。
4、参考资料：
戴梅萼、史嘉权编著，《微型计算机技术及应用》，清华大学出版社 周明德主编，《微型计算机系统原理及应用》，清华大学出版社
温冬禅主编，《汇编语言程序设计》，清华大学出版社
第1讲章 计算机系统概述
1.1
1.2 1.3 1.4 1.5
计算机的发展
计算机的分类及应用 计算机的基本构成 微型计算机的基本构成 微型计算机的工作过程
第一章 计算机系统概论
1982年采用大、中规模集成电路研制成16位的 DJS-150机。 1983年国防科技大学推出向量运算速度达一亿次 的银河I巨型计算机。1992年向量运算速度达10亿次 的银河Ⅱ投入运行。1997年银河Ⅲ投入运行，速度 为130亿次每秒，内存容量为9.15GB。
1999年具有世界水平的大规模并行计算机系统神 威I号研制成功，其最高运算速度达每秒3840亿次浮 点运算。 2002年，国内第一台万亿次超级计算机——联 想深腾诞生。
1.6
计算机的性能指标
第1讲章 计算机系统概述
本讲要求
1、了解计算机的发展、分类方法及应用领域 。 2、掌握微型计算机的基本构成。 3、能判别计算机硬件系统各部件的外形及功能。
4、能根据计算机硬件性能指标配置计算机系统 。
5、熟练掌握微型计算机的工作过程和性能指标。
第一章 计算机系统概论
1.1
计算机的发展
转换
高级语言程序 源程序
机器语言程序 目标程序
运行程序Βιβλιοθήκη 编译程序 或解释程序第一章 计算机系统概论
上述转换过程分两种方式： 编译方式 将用户编写的源程序中全部语句转化（翻译）
成机器语言程序后，再执行机器语言程序。 只要源程序不变，每次运行不需再翻译，可 直接运行，但源程序若有任何修改，都要重 新经过编译。
操作系统 数据库、 网络等
磁芯
71－今
半导体
第一章 计算机系统概论
第五代计算机设想： 1981年日本提出实现智能计算机，但没有取得 预期的结果。美国也有多家公司推出智能计算机。 一般要求智能计算机具有下列功能：
（1）智能接口功能。能自动识别自然语言、图形、 图象。即有语音识别、视觉、感知、理解功能。
单板机
第一章 计算机系统概论
IBM/PC XT
个人计算机
一体机
PC服务器
第一章 计算机系统概论
1.2.3
计算机的应用
1）科学计算：计算机应用最早也是最成熟的领域 2）数据处理：最广泛的应用 3）过程控制：生产过程自动控制 4）计算机辅助系统：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：机器人、医疗诊断专家系统 6）信息通信：计算机网络，资源共享和数据传输
1971年 第1台微型计算机诞生
老式电脑 IBM-PC
Pentium Ⅱ
Intel公司 推出32位 微处理器芯片 Pentium Ⅲ Pentium Ⅳ
586电脑
Pentium多媒体电脑
2004年，AMD推出了64位机 2005年，Intel推出双核处理器。
掌上电脑 笔记本电脑
第一章 计算机系统概论
Intel CPU的发展：
Intel 80286(16bit) Intel 4004 Intel 8086
Intel 80386(32bit)
Intel 80486
第一章 计算机系统概论
Pentium
Pentium II
Pentium III
Pentium 4
第一章 计算机系统概论
1.1.3
我国计算机的发展概况
高级语言虚拟机M4
高级语言程序经编译形成 汇编语言或中间语言程序，而 后在M3上运行。 汇编语言程序先翻译成机 器语言或操作系统语言，而后 在M2上运行。 一般用机器语言解释操作 系统语言。 直接由硬件执行