{信息技术}信息技术与计算机

（信息技术）信息技术与计

算机

第1章信息技术和计算机

[目的要求]

了解计算机特点、历史、类型和应用领域；掌握计算机主要硬件设备的基本知识和多媒体计算机系统知识；掌握ASCII码值的比较。

掌握二进制和十进制的互相转换及计算机的系统组成和结构功能。

掌握键盘的键位分布及五笔字型输入法规则（86版）。

[教学内容]

壹、计算机概述

1、计算机的特点：

1）具有逻辑判断能力,能于程序控制下自动地进行工作。

2）运算速度快：每秒可达到百万次或亿万次。

3）计算精度高：精度可达十位、十六位有效数字，计算机中字长越长，计算机精度越高。

4）存储容量大：计算机中所存数据量很大，且保留时间长。

5）具有逻辑判断和记忆能力：拥有壹定人脑的功能。

6）自动化和灵活性：计算机采用存储程序实现了高度的自动化和灵活性。

2、计算机的发展

世界上第壹台数字式电子计算机ENIAC于1946年2月14日正式启用。ENIAC每秒可完成5000次加法或300次乘法运算，它使用了18800个电子管，占地170㎡，重达30吨，每小时耗电150千瓦，耗资40万美元。

1）计算机的发展历程：

计算机从原理上分成模拟式计算机和数字式计算机。

模拟机是以连续变化的物理量表示所测量的数据来模拟某壹变化过程，它主要用于仿真研究。数字机则以数字量表示数据。模拟机所做的工作均可由数字机来完成。

按照计算机所用的逻辑元件（电子器件）来划分计算机的时代，其发展历史简况如下：

（1）第壹代电子计算机，1946年到1958年。特点是：基本逻辑电路由电子管组成；内存储器用延迟线或磁鼓（后期采用了磁芯）；外存储器采用磁带；机器的总体结构以运算器为中心。

（2）第二代电子计算机，1958年到1964年。特点是：基本逻辑电路由晶体管电子元件组成；内存采用磁芯；外存采用磁鼓；总体结构改为以存储器为中心。（3）第三代电子计算机，1964年到1970年。特点是：基本逻辑电路由小规模集成电路组成。

（4）第四代电子计算机，1970年以后。采用中、大规模集成电路构成逻辑电路，组件以子系统功能为基础。

2）计算机发展趋势

目前计算机正朝着且行处理和人工智能俩大方向发展，但这除了要靠计算机技术本身的进步外，仍受到其他关联学科研究进展的制约，因此预计未来第五代计算机的实际应用仍有较长时间。

计算机更新换代的鲜明特点是：体积缩小、重量减轻、成本降低、可靠性能提高。当前计算机的发展趋势概括为四化：巨型化、微型化、网络化和智能化。

3、计算机的分类

（1）巨型机：运算速度快，每秒可达1亿次之上。

（2）大型机：运算速度于100万～几千万次/秒，字长32～64位，主存容量于几十兆字节左右。

（3）中型机：性能和规模处于大型机和小型机之间。

（4）小型机：结构简单、规模较小、操作简单、成本较低

（5）微型机：简称微机或PC机。体积小、价格低、功能全、操作方便。（6）工作站：就是壹台高档微机。独特之处于于：易于联网、有大量内存、配置大屏幕显示器和较强的网络通信功能。

4、计算机的应用领域

(1)信息系统、数据处理

当前计算机的应用主要用于数据处理，如银行系统、财会管理、运营管理、图书管理、订票系统、资料检索等。

(2)过程控制

生产过程的控制，如机械、冶金、化工、电力、建材等部门。

(3)计算机辅助设计

CAD（计算机辅助设计）CAI（计算机辅助教学）CAM（计算机辅助制造）OA （办公自动化）CAT（计算机辅助测试）CAE（计算机辅助工程）

(4)科学计算

能够实现人工无法实现的各种科学计算问题。

(5)人工智能

包括计算机专家咨询系统、机器人。

(6)娱乐和文化教育

(7)产品艺术造型设计

(8)计算机通信

(9)电子商务

二、微型计算机系统的基本组成

1、计算机的基本结构

冯·诺依曼设计思想能够简要地概括为以下三点：

(1)计算机应包括运算器、存储器、控制器、输入和输出设备五大基本部件。

(2)计算机内部应采用二进制来表示指令和数据。每条指令壹般具有壹个操作码和壹个地址码。其中操作码表示运算性质，地址码指出操作数于存储器中的地址。

(3)将编好的程序送人内存储器中，然后启动计算机工作，计算机勿需操作人员干预，能自动逐条取出指令和执行指令。

2．中央处理器CPU

微处理器（中央处理器，CPU）是电脑中最关键的部件，是由超大规模集成电路（VLSI）工艺制成的芯片，它由控制器、运算器、寄存器组和辅助部件组成。运算器简称ALU，运算器是用来进行算术运算和逻辑运算的元件。

控制器负责从存储器中取出指令、分析指令、确定指令类型且对指令进行译码，按时间先后顺序负责向其他各部件发出控制信号，保证各部件协调工作。

寄存器组是用来存放当前运算所需的各种操作数、地址信息、中间结果等内容。将数据暂时存于CPU内部寄存器中，加快CPU的操作速度。

它是计算机的核心，用于数据的加工处理的部件且使计算机各部件自动协调地工作。

CPU品质的高低直接决定了壹个计算机系统的档次。反映CPU品质的最重要的指标是主频和字长。

字长：CPU能同时处理的二进制数据的位数（bit），决定了计算机的运算精度和运行速度。

主频：CPU于单位时间内发出的脉冲数，单位是MHz。主频越高，CPU速度越快。

3、总线结构

微型计算机结构是以总线为核心的将微处理器、存储器、输入/输出设备智能地连接于壹起的。所谓总线，是指微型计算机各部件之间传送信息的通道。CPU内部的总线为内部总线，连接微型计算机系统各部件的总线称为外部总线。

1．地址总线

地址总线是单向的。地址总线的位数决定了CPU的寻址能力，也决定了微型机的最大内存容量。

2．数据总线

数据总线用于传输数据。数据总线的传输方向是双向的，是CPU和存储器、CPU 和I/O接口之间的双向传输。

3．控制总线

控制总线是CPU对外围芯片和I/O接口的控制以及这些接口芯片对CPU的应答、请求等信号组成的总线。

4、内部存储器

存储器是计算机的记忆部件，负责存储程序和数据。存储器分俩大类：称为主存储器（内存）；另壹种存储设备称为辅助存储器（外存）。

内部存储器（内存）分为随机存储器RAM和只读存储器ROM。