第1章-计算机基础知识PPT课件
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第1章 计算机基础知识
1.1 计算机概述 1.2 计算机系统组成 1.3 微型计算机系统 1.4 计算机中的数据和编码
1.1 计算机概述
1.1.1 计算机的发展 1946年2月，世界上第一台计算机ENIAC在美
国宾夕法尼亚大学诞生，它标志着计算机时代的 到来。
ENIAC共用了18000多个电子管，1500个继电器， 耗电150千瓦，占地面积约150平方米，重30多吨， 每秒能做5000次加减运算。
。应用软件多种多样，内容非常广泛，难以确切 的进行分类。
1.2.3 计算机工作原理
计算机的工作原理是：首先，将待执行的程 序、数据输入计算机的内存；然后，控制器从内 存中逐条取出指令，分析其操作性质，并依照指 令的要求控制硬件设备完成相应的任务，直到该 指令执行完毕。如此循环，直到程序结束。
1.3 微型计算机系统
运算器与控制器又称为中央控制器（CPU）
计算机系统各部件作用
3. 存储器（Memory） 存储器是用于保存数据和程序的部件，其最基
的存储单元是字节（Byte），每个字节可保存8位 （bit）二进制数。
存储器中存储单元的数目称为存储器的存储容 量。存储器又可以分为内存储器和外存储器。
计算机系统各部件作用
第二代
1958年 ∽1964年
电子管 晶体管
几万次／秒
使用机器、汇编语言， 用于科学和工程计算
几十万次／秒
使用高级语言，应用于 数据处理及商业
第三代
1964年 ∽1971年
中、小规模 集成电路
几百万次／秒
操作系统进一步完善， 应用范围进一步扩大
第四代
1971年至 今
大、超大规 模集成电路
几十亿次／秒
1.1.2 计算机的特点
计算机主要有以下几个特点： 1. 运算速度快。例Biblioteka Baidu：天气预报 2. 计算精度高。例如：圆周率的计算 3. 存储功能强。 4. 具有逻辑判断能力。例如：计算机下棋 5. 5. 通用性强。例如：各行各业都使用计算机
1.1.3 计算机的应用
1. 科学计算 2. 在科学和工程等领域，常常需要进行大量的数 3. 学计算，有时依靠手工计算根本无法完成。此 4. 时需要依靠计算机来完成。 2. 自动控制
巨型化：是为满足科学技术发展的需要 微型化：超大规模集成电路的出现，使计算机的
微型化得以实现 网络化：信息的即时交换、资源的共享等，要求
计算机向网络化方向发展 多媒体化：计算机的功能不断扩展，必然要向能
够处理文字、声音、图像及视频等多种 媒体的方向发展 智能化：让计算机能够和人脑一样具有推理和学 习功能是计算机的一个重要发展方向
4. 输入设备（Input Drive） 输入设备是计算机用于输入程序和数据的设备。
常用的有键盘、鼠标、扫描仪等。 5. 输出设备（Output Drive）
输出设备是用于接收从内存传递过来的数据， 并转化为某种表现形式。常用的有显示器、音箱 、打印机、绘图仪等。
1.2.2 计算机软件系统
1. 系统软件 系统软件是指管理、监控、维护和操作计算机
向多处理机系统、分布 式系统、计算机网络方
向发展
计算机的分类
根据计算机处理信息的规模及其功能特点， 计算机分为巨型机、大型机、中型机、小型机及 微型机等五类。
巨型机是衡量一个国家经济实力和科技水平 的重要标志。
微型机也称个人电脑，价格便宜、应用程序 丰富、功能齐全，目前已广泛应用于各行各业。
计算机的发展趋势
计算机硬件系统结构图
控制器 运算器
输
输
入
出
设
设
备
存储器
备
数据信息流 控制信息流 反馈信息流
计算机系统各部件作用
1. 运算器（简称ALU） 2. 运算器又称算术逻辑部件，主要功能是执行算 3. 术运算和逻辑运算 2. 控制器（简称CU）
控制器的作用是控制计算机各部件相互协调、 有条不紊的工作，共同完成某个任务
在工业生产过程中，通过计算机进行自动控制 可以降低劳动强度、提高劳动生产率。
1.1.3 计算机的应用
3. 信息处理 信息处理是目前计算机应用范围最广泛的一个 领域。例如：办公自动化（OA）
4. 计算机辅助系统 计算机辅助设计（简称CAD） 计算机辅助制造（简称CAM） 计算机辅助测试（简称CAT） 计算机辅助教学（简称CAI）
的软件。一般包括操作系统、数据库管理系统、 语言处理程序及工具软件等。
操作系统是管理、控制计算机资源的大型程序 数据库管理系统是对数据库进行管理的软件 语言处理程序是将计算机无法识别的语言程序 转换为机器语言的工具 工具软件是开发和研制各种软件的工具
1.2.2 计算机软件系统
2. 应用软件 应用软件是应用于特定领域中的某种具体软件
1.3.1 微型计算机硬件系统 1. 主机 2. 主机是微型机最主要的部件，由微处理器、 3. 内存、主板组成。 4. 微处理器习惯上也称中央处理器，由控制器 5. 和运算器组成。现在的微处理器还增加了高速 6. 缓冲存储器（Cache）。 7. 微处理器经历了从8位到16位、32位、64位 8. 的发展阶段，它决定了微型机的性能、档次。
1.3.1 微型计算机硬件系统
内存储器是微型机用来存放当前正在使用的 程序、数据、运算结果等信息的部件，微处理 器可直接对内存进行访问。
内存储器按工作方式的不同，可以分为只读 存储器（ROM）、随机存储器（RAM）。
ROM存储的信息可以被微处理器读取，但 不能往ROM中写入信息；断电后，ROM中存 储的信息不会消失。
1. 5. 计算机网络 2. 6. 娱乐
1.2 计算机系统组成
1.2.1 计算机硬件系统 目前的计算机硬件系统都遵循冯·诺依曼提出
的计算机模型原理，它的核心思想是： 1. 计算机硬件由五大部分组成，即运算器、控制 2. 器、存储器、输入／输出设备。 2. 计算机内部采用二进制数表示信息。 3. 需要将程序、数据事先存储至内存，计算机才 4. 可以实现自动运行。
计算机发展历程
按计算机所使用的基本元件大致可以将计算 机的发展历程分为四个年代：
第一代：基本元件是电子管 第二代：基本元件是晶体管 第三代：基本元件是中、小规模集成电路 第四代：基本元件是大、超大规模集成电路
计算机发展历程一览表
年代 时间 基本元件 运算速度 特征与应用
第一代
1946年 ∽1958年
1.1 计算机概述 1.2 计算机系统组成 1.3 微型计算机系统 1.4 计算机中的数据和编码
1.1 计算机概述
1.1.1 计算机的发展 1946年2月，世界上第一台计算机ENIAC在美
国宾夕法尼亚大学诞生，它标志着计算机时代的 到来。
ENIAC共用了18000多个电子管，1500个继电器， 耗电150千瓦，占地面积约150平方米，重30多吨， 每秒能做5000次加减运算。
。应用软件多种多样，内容非常广泛，难以确切 的进行分类。
1.2.3 计算机工作原理
计算机的工作原理是：首先，将待执行的程 序、数据输入计算机的内存；然后，控制器从内 存中逐条取出指令，分析其操作性质，并依照指 令的要求控制硬件设备完成相应的任务，直到该 指令执行完毕。如此循环，直到程序结束。
1.3 微型计算机系统
运算器与控制器又称为中央控制器（CPU）
计算机系统各部件作用
3. 存储器（Memory） 存储器是用于保存数据和程序的部件，其最基
的存储单元是字节（Byte），每个字节可保存8位 （bit）二进制数。
存储器中存储单元的数目称为存储器的存储容 量。存储器又可以分为内存储器和外存储器。
计算机系统各部件作用
第二代
1958年 ∽1964年
电子管 晶体管
几万次／秒
使用机器、汇编语言， 用于科学和工程计算
几十万次／秒
使用高级语言，应用于 数据处理及商业
第三代
1964年 ∽1971年
中、小规模 集成电路
几百万次／秒
操作系统进一步完善， 应用范围进一步扩大
第四代
1971年至 今
大、超大规 模集成电路
几十亿次／秒
1.1.2 计算机的特点
计算机主要有以下几个特点： 1. 运算速度快。例Biblioteka Baidu：天气预报 2. 计算精度高。例如：圆周率的计算 3. 存储功能强。 4. 具有逻辑判断能力。例如：计算机下棋 5. 5. 通用性强。例如：各行各业都使用计算机
1.1.3 计算机的应用
1. 科学计算 2. 在科学和工程等领域，常常需要进行大量的数 3. 学计算，有时依靠手工计算根本无法完成。此 4. 时需要依靠计算机来完成。 2. 自动控制
巨型化：是为满足科学技术发展的需要 微型化：超大规模集成电路的出现，使计算机的
微型化得以实现 网络化：信息的即时交换、资源的共享等，要求
计算机向网络化方向发展 多媒体化：计算机的功能不断扩展，必然要向能
够处理文字、声音、图像及视频等多种 媒体的方向发展 智能化：让计算机能够和人脑一样具有推理和学 习功能是计算机的一个重要发展方向
4. 输入设备（Input Drive） 输入设备是计算机用于输入程序和数据的设备。
常用的有键盘、鼠标、扫描仪等。 5. 输出设备（Output Drive）
输出设备是用于接收从内存传递过来的数据， 并转化为某种表现形式。常用的有显示器、音箱 、打印机、绘图仪等。
1.2.2 计算机软件系统
1. 系统软件 系统软件是指管理、监控、维护和操作计算机
向多处理机系统、分布 式系统、计算机网络方
向发展
计算机的分类
根据计算机处理信息的规模及其功能特点， 计算机分为巨型机、大型机、中型机、小型机及 微型机等五类。
巨型机是衡量一个国家经济实力和科技水平 的重要标志。
微型机也称个人电脑，价格便宜、应用程序 丰富、功能齐全，目前已广泛应用于各行各业。
计算机的发展趋势
计算机硬件系统结构图
控制器 运算器
输
输
入
出
设
设
备
存储器
备
数据信息流 控制信息流 反馈信息流
计算机系统各部件作用
1. 运算器（简称ALU） 2. 运算器又称算术逻辑部件，主要功能是执行算 3. 术运算和逻辑运算 2. 控制器（简称CU）
控制器的作用是控制计算机各部件相互协调、 有条不紊的工作，共同完成某个任务
在工业生产过程中，通过计算机进行自动控制 可以降低劳动强度、提高劳动生产率。
1.1.3 计算机的应用
3. 信息处理 信息处理是目前计算机应用范围最广泛的一个 领域。例如：办公自动化（OA）
4. 计算机辅助系统 计算机辅助设计（简称CAD） 计算机辅助制造（简称CAM） 计算机辅助测试（简称CAT） 计算机辅助教学（简称CAI）
的软件。一般包括操作系统、数据库管理系统、 语言处理程序及工具软件等。
操作系统是管理、控制计算机资源的大型程序 数据库管理系统是对数据库进行管理的软件 语言处理程序是将计算机无法识别的语言程序 转换为机器语言的工具 工具软件是开发和研制各种软件的工具
1.2.2 计算机软件系统
2. 应用软件 应用软件是应用于特定领域中的某种具体软件
1.3.1 微型计算机硬件系统 1. 主机 2. 主机是微型机最主要的部件，由微处理器、 3. 内存、主板组成。 4. 微处理器习惯上也称中央处理器，由控制器 5. 和运算器组成。现在的微处理器还增加了高速 6. 缓冲存储器（Cache）。 7. 微处理器经历了从8位到16位、32位、64位 8. 的发展阶段，它决定了微型机的性能、档次。
1.3.1 微型计算机硬件系统
内存储器是微型机用来存放当前正在使用的 程序、数据、运算结果等信息的部件，微处理 器可直接对内存进行访问。
内存储器按工作方式的不同，可以分为只读 存储器（ROM）、随机存储器（RAM）。
ROM存储的信息可以被微处理器读取，但 不能往ROM中写入信息；断电后，ROM中存 储的信息不会消失。
1. 5. 计算机网络 2. 6. 娱乐
1.2 计算机系统组成
1.2.1 计算机硬件系统 目前的计算机硬件系统都遵循冯·诺依曼提出
的计算机模型原理，它的核心思想是： 1. 计算机硬件由五大部分组成，即运算器、控制 2. 器、存储器、输入／输出设备。 2. 计算机内部采用二进制数表示信息。 3. 需要将程序、数据事先存储至内存，计算机才 4. 可以实现自动运行。
计算机发展历程
按计算机所使用的基本元件大致可以将计算 机的发展历程分为四个年代：
第一代：基本元件是电子管 第二代：基本元件是晶体管 第三代：基本元件是中、小规模集成电路 第四代：基本元件是大、超大规模集成电路
计算机发展历程一览表
年代 时间 基本元件 运算速度 特征与应用
第一代
1946年 ∽1958年