計算機應(yīng)用基礎(chǔ)1

1、第1章 計算機基礎(chǔ)知識,1.1 計算機概述一、什么是計算機 計算機是一種能對各種信息進行存儲和高速處理的工具或電子機器。 對上述定義要強調(diào)兩點： ①計算機不僅是一個計算工具，而且還是一個信息處理機。 ②計算機不同于其它任何機器，它能存儲程序，并按程序的引導自動存取和處理數(shù)據(jù)。,1.1 計算機概述(1),二、計算機的發(fā)展簡史 1.早期的計算工具 東方的創(chuàng)造：算籌、算盤 西方的靈感

2、：機械式計算工具 機械-電動式計算機 2.電子計算機的誕生 1946年2月,美國賓夕法尼亞大學物理學家莫克利和電氣工程師?？颂匮兄瞥晒α耸澜缟系谝慌_通用電子數(shù)字計算機(ENIAC)。,ENIAC(Electronic Numerical Integrator And Calculator)電子數(shù)值積分計算機,電子管:18800只電阻:70000個電容:10000只繼電器:1500個

3、耗電:140kW/h占地:170m2重量:30噸速度:5000次/秒,1.1 計算機概述(2),ENIAC的主要任務(wù)是分析炮彈軌跡。 當ENIAC公開展出時,一條炮彈的軌道用20秒就能算出來，比炮彈本身的飛行速度還快。,,1.1 計算機概述(3),1.1 計算機概述(4),馮·諾依曼(Von Neumann)與計算機結(jié)構(gòu)理論,圖靈(Turing)與現(xiàn)代計算機的設(shè)計思想,①1946年6月發(fā)表“電子計算機裝置邏輯

4、結(jié)構(gòu)初探”論文②采用電子元件的計算機應(yīng)使用二進制③程序應(yīng)保存在存儲器中(存儲程序)④EDVAC(離散變量自動電子計算機),①1936年提出“理想計算機”，論文題目是論可計算數(shù)及其在判定問題的應(yīng)用②加、減和比較運算能完成許多數(shù)學計算③通用圖靈機是現(xiàn)代通用數(shù)字計算機的數(shù)學模型，它把程序和數(shù)據(jù)都以數(shù)碼形式存儲，屬“存儲程序”型計算機,1.1 計算機概述(5),3.計算機的發(fā)展階段,4.計算機的發(fā)展趨勢 ⑴巨型化(功能巨型化

5、) 巨型化是指具有高速運算、大存儲容量和功能強大的巨型計算機系統(tǒng)。如ILLIAC-IV、銀河機。 ⑵微型化(體積微型化) 包括臺式微機、筆記本電腦、掌上電腦。 ⑶網(wǎng)絡(luò)化(資源網(wǎng)絡(luò)化) 網(wǎng)絡(luò)化是指利用通信技術(shù)和計算機技術(shù)，把分散在不同地點的計算機互聯(lián)起來，按照網(wǎng),1.1 計算機概述(6),1.1 計算機概述(7),絡(luò)協(xié)議相互通信，以使所有用戶均可共享軟件、硬件和數(shù)據(jù)資源的目的。如Internet。

6、 ⑷智能化(處理智能化) 智能化就是要求計算機能模擬人的感覺和思維能力。如專家系統(tǒng)和智能機器人。 5.未來計算機的展望 ⑴神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)計算機：神經(jīng)元 ⑵生物計算機：生物芯片 ⑶光子計算機：光子代替電子,三、計算機的特點 1.運算速度快(每秒數(shù)萬億次) 2.計算精度高(理論上不受限制) 3.存儲能力強(中等規(guī)模圖書館) 4.具有邏輯判斷能力 (算術(shù)運算

7、、邏輯運算、判斷比較) 5.具有自動執(zhí)行能力(無需人工干預),1.1 計算機概述(8),1.1 計算機概述(9),四、計算機的分類 1.按計算機用途分類 ⑴通用計算機：它是為了能解決多種類型的問題，具有較強的通用性而設(shè)計的計算機。 ⑵專用計算機：它是為了解決一個特定的問題而專門設(shè)計的計算機。 2.按計算機性能分類 ⑴巨型機(Giant Computer) 它是指運算速度超過每秒1億

8、次的高性能計算機，如Cray系列機、銀河系列機。,1.1 計算機概述(10),⑵大型機(Large-Scale Computer) 它是指運算速度在每秒100萬次～幾千萬次的計算機,如IBM,DEC,日立等都是大型機廠商。 ⑶中型機(Medium-Scale Computer) ⑷小型機(Minicomputer) DEC PDP-11, VAX-II, DJS-130 ⑸微型機(Microcom

9、puter) IBM PC/XT/AT,386,486,Pentium,蘋果機 IEEE-1989：巨型機、小巨型機、大型機、小型機、工作站、個人計算機六大類。,五、計算機的應(yīng)用領(lǐng)域 1.科學計算 它是指利用計算機來完成科學研究和工程技術(shù)中提出的數(shù)學問題的計算。 2.信息處理 信息處理是指對各種信息進行收集、存儲、整理、分類、統(tǒng)計、加工、利用和傳播等一系列活動的統(tǒng)稱。 3.過程檢測

10、與控制 它是指用計算機及時采集檢測數(shù)據(jù)，按最,1.1 計算機概述(11),1.1 計算機概述(12),優(yōu)值迅速地對控制對象進行自動調(diào)節(jié)或控制。 4.輔助技術(shù)與制造 ⑴計算機輔助設(shè)計--CAD ⑵計算機輔助制造--CAM CIMS--計算機集成制造系統(tǒng) ⑶計算機輔助教學--CAI 5.人工智能 人工智能是用計算機來模擬人的感應(yīng)、判斷、理解、學習、問題求解等人類智能活動。

11、 6.網(wǎng)絡(luò)應(yīng)用,一、數(shù)制及其轉(zhuǎn)換 1.什么是進位計數(shù)制 ⑴非進位計數(shù)制 其特點是：表示數(shù)值大小的數(shù)碼與它在數(shù)中的位置無關(guān)。典型的非進位計數(shù)制是羅馬數(shù)字，例如,羅馬數(shù)字中:Ⅰ,Ⅱ,Ⅲ,Ⅳ,┄,Ⅹ ⑵進位計數(shù)制 其特點是：表示數(shù)值大小的數(shù)碼與它在數(shù)中的位置有關(guān)。例如，十進制數(shù) 123.45,1.2 數(shù)制與編碼(1),任何進位計數(shù)制的要素： ①基數(shù)：它是指各種進位計數(shù)制中允許選用基本數(shù)碼的

12、個數(shù)。例如十進制的數(shù)碼有： 0,1,2,3,4,5,6,7,8,9則十進制的基數(shù)為10。 ②權(quán)值：每個數(shù)碼所表示的數(shù)值等于該數(shù)碼乘以一個與數(shù)碼所在位置相關(guān)的常數(shù)，這個常數(shù)叫做權(quán)值。例如： 123.4=1×102+2×101+3×100 +4×10-1,1.2 數(shù)制與編碼(2),2.幾種進位計數(shù)制,1.2 數(shù)制與編碼(3),③幾種進位計數(shù)制的對應(yīng)關(guān)系,1.2

13、數(shù)制與編碼(4),幾種進位計數(shù)制的對應(yīng)關(guān)系,1.2 數(shù)制與編碼(5),3.不同進制之間的轉(zhuǎn)換 ⑴二進制數(shù)與十進制數(shù)的互換 ①二進制數(shù)轉(zhuǎn)換成十進制數(shù) 采用按權(quán)展開式求和，就可把二進制數(shù)轉(zhuǎn)換成十進制數(shù)。例如： (101.1)2=1*22+0*21+1*20+1*2-1=(?)10 ②十進制數(shù)轉(zhuǎn)換成二進制數(shù) 十進制數(shù)有整數(shù)和小數(shù)兩部分。在轉(zhuǎn)換時,整數(shù)部分采用除2取余法,小數(shù)部分采用乘2取整法。例如

14、： (105.625)10=(?)2,1.2 數(shù)制與編碼(6),⑵二進制數(shù)與八進制數(shù)的互換 ①二進制數(shù)轉(zhuǎn)換成八進制數(shù) 可概括為三位并一位。即以小數(shù)點為基準，整數(shù)部分從右到左，小數(shù)部分從左到右，每三位一組，不足三位添0補足,然后把每組的三位二進制數(shù)按權(quán)展開相加，得到相應(yīng)的一位八進制數(shù)碼，再按權(quán)的順序連接即得相應(yīng)的八進制數(shù)。例如:(1011100.00101011)2=(?)8 (001,011,

15、100.001,010,110)2=(134.126)8 1 3 4 . 1 2 6,1.2 數(shù)制與編碼(7),②八進制數(shù)轉(zhuǎn)換成二進制數(shù) 可概括為一位拆三位。即把每一位八進制數(shù)寫成對應(yīng)的三位二進制數(shù)，然后按權(quán)連接即可。例如：(123.67)8=(?)2 1 2 3 . 6 7 (八進制) 001,010,011.110111 (二進制)(123.67)8=

16、(1010011.110111)2,1.2 數(shù)制與編碼(8),⑶二進制數(shù)與十六進制數(shù)的互換 ①二進制數(shù)轉(zhuǎn)換成十六進制數(shù) 可概括為四位并一位。即以小數(shù)點為基準，整數(shù)部分從右到左，小數(shù)部分從左到右，每四位一組，不足四位添0補足,然后把每組的四位二進制數(shù)按權(quán)展開相加，得到相應(yīng)的一位十六進制數(shù)碼，再按權(quán)的順序連接即得相應(yīng)的十六進制數(shù)。例如：(1011110.00011)2=(?)16 (0101,1110.0001,1

17、000)2=(5E.18)16 5 E . 1 8,1.2 數(shù)制與編碼(9),②十六進制數(shù)轉(zhuǎn)換成二進制數(shù) 可概括為一位拆四位。即把一位十六進制數(shù)寫成對應(yīng)的四位二進制數(shù)，然后按權(quán)連接即可。例如： (123.EF)16=(?)2 1 2 3 . E F (十六進制) 0001,0010,0011.1110,1111 (二進制)(123.EF)16=(100

18、100011.11101111)2 十進制數(shù):512D或512 二進制數(shù):1011B 八進制數(shù):127Q 十六進制數(shù):A8H,1.2 數(shù)制與編碼(10),4.計算機采用二進制的原因 ⑴電路簡單：計算機是由邏輯電路組成，而邏輯電路通常只有兩個狀態(tài)。 ⑵可靠性高：兩個狀態(tài)表示的二進制兩個數(shù)碼，數(shù)字傳輸和處理不容易出錯。 ⑶運算簡單：二進制運算法則簡單。 ⑷邏輯性強 計算機

19、工作原理是建立在邏輯運算基礎(chǔ)上的，邏輯代數(shù)是邏輯運算的理論依據(jù)。,1.2 數(shù)制與編碼(11),二、二進制的算術(shù)運算 1.加法運算 法則：0+0=0 0+1=1 1+0=1 1+1=10(逢二進一) 例如：(1011011)2+(1010.11)2=(?)2 1011011 +) 1010.11 1100101

20、.11 (1011011)2+(1010.11)2=(1100101.11)2,,1.2 數(shù)制與編碼(12),2.減法運算 法則：0-0=0 0-1=1(借一當二) 1-0=1 1-1=0 例如：(1010110)2-(1111.11)2=(?)2 1010110 -) 1111.11 1000110.01

21、(1010110)2+(1111.11)2=(1000110.01)2,,1.2 數(shù)制與編碼(13),3.乘法運算 法則：0×0=0 1×0=0 0×1=0 1×1=1 例如：(1011.01)2×(101)2=(111000.01)2 二進制乘法運算可歸結(jié)為加法與移位。 4.除法運算 法則：0÷0=0 1÷0=(無意義

22、) 0÷1=0 1÷1=1 例如：(100100.01)2÷(101)2=(111.01)2 二進制除法運算可歸結(jié)為減法與移位。,1.2 數(shù)制與編碼(14),三、二進制的邏輯運算 1.什么是邏輯運算 邏輯是指條件與結(jié)論之間的關(guān)系，因此邏輯運算是指對因果關(guān)系進行分析的一種運算。 邏輯運算的結(jié)果并不表示數(shù)值大小，而是表示一種邏輯概念，若成立用真或1表示,若不成

23、立用假或0表示。 2.三種基本邏輯運算 ⑴與運算(邏輯乘法) 兩個二進制數(shù)進行與運算是按位進行的。,1.2 數(shù)制與編碼(15),與運算規(guī)則： 0∧0=0 0∧1=0 1∧0=0 1∧1=1 例如：10111001∧11110011 = ? 10111001

24、 ∧) 11110011 10110001 10111001∧11110011 = 10110001,,1.2 數(shù)制與編碼(16),⑵或運算(邏輯加法) 或運算規(guī)則： 0∨0=0 0∨1=1 1∨0=1 1∨1=1 例如：10100001∨10011011 = ?

25、 10100001 ∨) 10011011 10111011 10100001∨10011011 = 10111011,,1.2 數(shù)制與編碼(17),⑶非運算(邏輯否定) 非運算實現(xiàn)邏輯否定，即進行求反運算。 非運算規(guī)則： 0 = 1 1 = 0 例如：10111101 = 010

26、00010 3.邏輯運算的應(yīng)用(A=b7b6b5b4b3b2b1b0) ⑴對指定位進行運算 若將A的b5位置1,則 A∨(00100000)→A ⑵對一個字節(jié)進行運算 若將A各位全部清0,則 A∧(00000000)→A,,,,四、信息存儲單位 1.位(bit) 位是計算機存儲信息的最小單位，表示一位二進制數(shù)據(jù)。 2.字節(jié)(Byte,拜特) 字節(jié)是信息處理的基本單位

27、，一個字節(jié)由八位二進制數(shù)組成，即1Byte=8bit。 計算機存儲器容量大小是以字節(jié)數(shù)來度量的，常用的單位有KB、MB或GB。,1.2 數(shù)制與編碼(18),1.2 數(shù)制與編碼(19),1KB=210=1024B 1MB=210×210=1024×1024=1048576B 1GB=210×210×210=1024×1024×1024 =10

28、73741824B 3.字(Word) 字是CPU通過數(shù)據(jù)總線一次存取、加工和傳送數(shù)據(jù)的長度。一個字通常由一個或若干個字節(jié)組成，字長越長，性能越強。 常用的字長有8位、16位、32位、64位。,1.2 數(shù)制與編碼(20),五、信息編碼 1.ASCII碼 ASCII碼是American Standard Code for Information Interchange,即美國標準信息交換代碼的簡稱,

29、它被國際標準化組織ISO采納為 國際通用的信息交換標準代碼,稱為ISO 646。 ASCII碼是用七位二進制表示一個字符,它可表示128個不同的字符，即0000000→1111111,ASCII碼表(7位),高三位b6b5b4,低四位b3b2b1b0,1.2 數(shù)制與編碼(21),一個字節(jié)中ASCII編碼位的使用,1.2 數(shù)制與編碼(22),[例]將China五個字符的ASCII碼查出并存放在內(nèi)存中。,[例]有一個ASC

30、II碼為 b70110010 問：①該字符= ②當采用偶校驗時，b7= 2.漢字編碼 ⑴漢字編碼標準 ①漢字編碼基本集(GB2312-80,國標碼) 信息交換用漢字編碼字符集--基本集 一級漢字3755個(按拼音排序) 二級漢字3008個(按部首排序) 英文字母、數(shù)字和特殊圖形記號等,1.2 數(shù)制與編碼(23),2,1,,

31、圖形字符(7445個),1.2 數(shù)制與編碼(24),國標碼規(guī)定：一個漢字采用兩個字節(jié)來表示，兩個字節(jié)可以組成一個編碼平面。 第一字節(jié) 第二字節(jié) 漢字內(nèi)碼＝漢字國標碼＋8080H 例如“啊”的內(nèi)碼為3021H+8080H=B0A1H ②漢字內(nèi)碼擴展規(guī)范(GBK) 1996年3月全國信息標準化技術(shù)委員會公布了《漢字內(nèi)碼擴展規(guī)范》，包含GB2312、BIG5、ISO10646/

32、CJK。,⑵漢字編碼分類 利用計算機處理漢字首先要解決漢字輸入、內(nèi)部處理和輸出問題。 ①輸入碼 它是一種用計算機標準鍵盤上按鍵的不同排列組合來對漢字進行編碼。目前可將各種漢字輸入碼分成四類，它們分別是： 漢字流水碼：電報碼、區(qū)位碼、國標碼 漢字拼音碼：全拼、簡拼、雙拼 漢字拼形碼：五筆字型、鄭碼、表形碼,1.2 數(shù)制與編碼(25),漢字音形碼：自然碼、錢碼、智能ABC ②機內(nèi)碼

33、 不論使用哪種輸入碼，漢字進入計算機后必須轉(zhuǎn)換為機內(nèi)碼。機內(nèi)碼是在設(shè)備和信息處理系統(tǒng)內(nèi)部存儲、處理、傳輸漢字用的代碼。 目前我國使用的機內(nèi)碼是國標碼或GBK。 ③字形碼 字形碼是一種用點陣表示漢字字形的編碼，是漢字的輸出形式。常用的點陣有16×16、24×24、32×32、48×48或更高。,1.2 數(shù)制與編碼(26),以16*16點陣為例,把一個方塊橫向和縱向都分為1

34、6格。若用1表示黑點,用0表示白點,則一個16*16的點陣漢字可用256位二進制數(shù)來表示，存儲時占用32B。漢字“寶”的16*16點陣的數(shù)字化信息可用下列一串十六進制數(shù)表示。,1.2 數(shù)制與編碼(27),02H 00H 01H 04H 7FH FEH 40H 04H80H 08H 00H 00H 3FH F8H 01H 00H 01H 00H 1FH F0H 01H 00H 01H 40H 01H 20H 01H 20H 7FH F

35、CH 00H 00H 所有不同字體、字號的漢字字形碼的集合構(gòu)成漢字庫。,1.2 數(shù)制與編碼(28),⑶各種漢字編碼的關(guān)系漢字編碼轉(zhuǎn)換都需要各自的轉(zhuǎn)換程序來實現(xiàn)。,1.3 計算機基本結(jié)構(gòu)(1),一、計算機硬件組成 1.馮·諾依曼的設(shè)計思想 馮·諾依曼設(shè)計思想可概括為以下三點： ⑴計算機應(yīng)由運算器、控制器、存儲器、輸入設(shè)備和輸出設(shè)備五個基本部件組成 ⑵計算機應(yīng)采用二進制來表示指

36、令和數(shù)據(jù) ⑶計算機能自動逐條取出指令和執(zhí)行任務(wù) 上述設(shè)計思想集中到一點，就是“存儲程序”的概念。這樣的計算機被稱為馮·諾依曼結(jié)構(gòu)計算機。,1.3 計算機基本結(jié)構(gòu)(2),2.計算機原理框圖 按“存儲程序”思想組成的計算機應(yīng)由運算器、存儲器、控制器、輸入設(shè)備和輸出設(shè)備五大部件組成，其原理框圖是：,1.3 計算機基本結(jié)構(gòu)(3),3.計算機的基本部件 ⑴運算器(Arithmetic Logic Unit

37、--ALU) 它是用來對數(shù)據(jù)進行算術(shù)運算或邏輯運算的部件。即在控制器的操縱下，它對取自內(nèi)存或內(nèi)部寄存器的數(shù)據(jù)進行算術(shù)或邏輯運算，其結(jié)果暫存內(nèi)部寄存器或送到內(nèi)存。 ⑵控制器(Controller) 控制器的功能是使計算機能夠自動執(zhí)行程序，并控制各部件協(xié)調(diào)工作。即程序執(zhí)行時，控制器按順序先從內(nèi)存取出一條指令，并對指令進行分析，然后向有關(guān)部件發(fā)出控制命令，,控制它們執(zhí)行這條指令所規(guī)定的任務(wù)。這樣周而復始，保證了計算機自

38、動、連續(xù)地工作。 ⑶存儲器(Memory) 它是用來存放大量程序或數(shù)據(jù)的部件。 存儲器可分為內(nèi)部存儲器和外部存儲器兩類。內(nèi)存的特點是存取速度快、存儲容量??；外存的特點是存取速度慢、存儲容量大。 ⑷輸入設(shè)備(Input Device) 輸入設(shè)備是用來接受用戶輸入的原始數(shù)據(jù)和程序，并將它們轉(zhuǎn)變?yōu)橛嬎銠C能識別的形式存放的內(nèi)存中。,1.3 計算機基本結(jié)構(gòu)(4),常用的輸入設(shè)備有：鍵盤、鼠標器、掃描儀、觸

39、摸屏、光筆、磁盤機等。 ⑸輸出設(shè)備(Output Device) 輸出設(shè)備是用來將處理結(jié)果轉(zhuǎn)變?yōu)槿藗兓颥F(xiàn)場所能接受的形式。 常用的輸出設(shè)備有：顯示器、打印機、繪圖儀、磁盤機等。 4.名詞術(shù)語 中央處理器(CPU)=運算器+控制器 主機=CPU+內(nèi)部存儲器 外部設(shè)備=輸入設(shè)備+輸出設(shè)備,1.3 計算機基本結(jié)構(gòu)(5),1.3 計算機基本結(jié)構(gòu)(6),二、計算機工作原理 1.指令和

40、程序的概念 指令是計算機硬件可執(zhí)行的、完成一個基本操作所發(fā)出的命令。一臺計算機的基本指令的集合稱為該計算機的指令系統(tǒng)。 一條指令是用一串二進制代碼表示，它可分成兩部分： 操作碼 操作數(shù) 程序是指用戶根據(jù)某一問題的解決步驟，選用一條條指令進行有序排列的集合。,,,1.3 計算機基本結(jié)構(gòu)(7),2.指令的執(zhí)行過程 計算機執(zhí)行指令可分為兩個階段：一是將要執(zhí)行的指令從內(nèi)存取到CPU中；二

41、是CPU對該指令進行分析譯碼，再向各部件發(fā)出完成該操作的控制信號。 例如：要求計算簡單算題5+4=?,計算程序文字簡寫形式,指令操作碼表,操作數(shù)存放單元,用二進制表示的計算程序,存儲單元地址 存儲單元內(nèi)容,00010010001101000101011001111000┋,54計算結(jié)果取數(shù)指令加法指令存數(shù)指令打印輸出指令,存儲器布局,1.3 計算機基本結(jié)構(gòu)(8),三、計算機軟件組成 軟件是

42、指使計算機為某種特定目的運行所需的各種程序及有關(guān)的文檔資料。 通常軟件可分為系統(tǒng)軟件和應(yīng)用軟件。 1.系統(tǒng)軟件 系統(tǒng)軟件是指管理、監(jiān)控和維護計算機系統(tǒng)資源的程序和有關(guān)資料。它主要包括： ⑴操作系統(tǒng)(Operating System--OS) 操作系統(tǒng)是負責管理和控制計算機系統(tǒng)硬軟件資源與運行程序的系統(tǒng)軟件。,操作系統(tǒng)的功能有五種，即處理機管理、存儲管理、文件管理、設(shè)備管理和作業(yè)管理。 目前

43、常用的操作系統(tǒng)有：DOS,Windows, Unix,Linux等。 ⑵程序設(shè)計語言與語言處理程序 ①機器語言 它是以二進制代碼表示的機器指令集合,是計算機能直接識別和執(zhí)行的語言。 機器語言編制的程序表現(xiàn)為一系列二進制信息。例如：用Intel8086指令系統(tǒng)來編寫機器語言程序,要求完成 9+8=？,1.3 計算機基本結(jié)構(gòu)(9),機器語言的優(yōu)點是占用內(nèi)存少，執(zhí)行速度快；缺點是面向機器的語言，通用性差，不易閱

44、讀和記憶，編程工作量大，難以維護。 ②匯編語言 它是用助記符來表示機器指令的符號語言,下面采用8086匯編語言對9+8=?進行編程。,1.3 計算機基本結(jié)構(gòu)(10),匯編語言的優(yōu)點是比機器語言易學易記，缺點是通用性差，隨機而異。 匯編語言編寫的源程序需要通過匯編程序翻譯成機器能夠執(zhí)行的目標程序。 ③高級語言 它是人們創(chuàng)造的獨立于機型、接近于自然語言和數(shù)學表達式的語言。,1.3 計算機基本結(jié)構(gòu)(11

45、),常用的高級語言有：BASIC、FORTRAN、C、Java等。 例如前面的9+8=?，用C++語言編程如下： main() { int al; al=9+8; } 高級語言的優(yōu)點是通用性強，程序簡短易讀，便于維護。 高級語言編寫的源程序需要通過翻譯程序?qū)⑵渥兂蓹C器能夠執(zhí)行的目標程序。,1.3 計算機基本結(jié)構(gòu)(12),將高級語言或匯編語言編寫的程序稱為源

46、程序，而把已翻譯成機器語言的程序稱為目標程序。將源程序翻譯成機器指令時，通常有兩種翻譯方式：即解釋方式和編譯方式。,1.3 計算機基本結(jié)構(gòu)(13),⑶數(shù)據(jù)庫管理系統(tǒng)(DBMS) 數(shù)據(jù)庫管理系統(tǒng)是在操作系統(tǒng)支持下幫助用戶建立、使用和管理數(shù)據(jù)庫的軟件系統(tǒng)。 目前常用的有:Access,FoxPro,Oracle等。 ⑷服務(wù)程序 服務(wù)程序是指一些公用的工具性程序，以方便用戶對計算機的使用和管理人員對計算機的維護

47、管理。服務(wù)程序主要有： ①編輯程序: EDLIN,EDIT,記事本 ②連接裝配程序: LINK ③測試、診斷程序: QAPLUS,NU,1.3 計算機基本結(jié)構(gòu)(14),2.應(yīng)用軟件 應(yīng)用軟件是指為解決各類實際問題而編制的程序和有關(guān)資料。常用的應(yīng)用軟件有： ①文字處理軟件: Word,WPS ②電子表格軟件: Excel,Lotus1-2-3 ③信息管理軟件：財務(wù)管理軟件 ④

48、繪圖軟件: Photoshop,3DS MAX ⑤課件制作軟件: PowerPoint,Authorware ⑥網(wǎng)絡(luò)通信軟件: E-mail ⑦其它工具軟件: Cakewalk,Premiere,1.3 計算機基本結(jié)構(gòu)(15),1.3 計算機基本結(jié)構(gòu)(16),計算機系統(tǒng)=硬件系統(tǒng)+軟件系統(tǒng) 硬件系統(tǒng)={各功能部件的集合} 軟件系統(tǒng)={各種程序和有關(guān)資料的集合},1.3 計算機基本結(jié)構(gòu)(17

49、),四、計算機系統(tǒng)的層次結(jié)構(gòu) 1.硬軟組成的層次結(jié)構(gòu),1.3 計算機基本結(jié)構(gòu)(18),2.語言功能的層次結(jié)構(gòu),1.3 計算機基本結(jié)構(gòu)(19),五、計算機系統(tǒng)的性能指標 1.字長 字長是計算機CPU能直接處理二進制數(shù)據(jù)的位數(shù)，它決定了系統(tǒng)數(shù)據(jù)總線的位數(shù)。 字長越長，運算精度越高，處理速度越快,但價格也越高。微型機的字長一般為8位、16位、32位、64位不等。 2.運算速度 運算速度是用每秒能

50、執(zhí)行多少條指令來表示。運算速度的計算方法有以下三種：,⑴每秒執(zhí)行定點加法指令的條數(shù); ⑵每秒執(zhí)行機器指令的條數(shù); ⑶執(zhí)行定點加、減、乘、除指令和浮點加、減、乘、除指令的平均時間。 3.內(nèi)存容量 內(nèi)存容量是指計算機系統(tǒng)所配置的主存總字節(jié)數(shù)，這部分內(nèi)存CPU可以直接訪問。 很多復雜軟件要求足夠大的內(nèi)存空間才能運行，因此現(xiàn)在高檔微機的內(nèi)存容量一般配置32MB或更多。,1.3 計算機基本結(jié)構(gòu)(20),4

51、.外部設(shè)備的配置 主機允許配置的外設(shè)數(shù)量和實際配置的具體外設(shè)，常常是衡量一臺計算機綜合性能的重要技術(shù)指標。 5.軟件的配置 另外，還要考慮計算機的可靠性、可維護性、兼容性、外部設(shè)備和軟件的配置以及漢字處理等方面。,1.3 計算機基本結(jié)構(gòu)(21),微處理器 CPU,鍵盤鼠標器,顯示器打印機,內(nèi)存,各種外設(shè),其它外設(shè)接口,,,外存接口,硬盤光驅(qū)軟驅(qū),,輸入接口,,輸出接口,,,,,,,1.4 微機系統(tǒng)

52、的組成(1),一、微型計算機的結(jié)構(gòu)框圖 微型計算機由微處理器、存儲器、總線、I/O接口及其相應(yīng)設(shè)備組成,它也屬于馮·諾依曼型計算機。其基本結(jié)構(gòu)框圖如下：,組成結(jié)構(gòu),1.4 微機系統(tǒng)的組成(2),安裝結(jié)構(gòu),1.4 微機系統(tǒng)的組成(3),二、主機 主機通常有CPU、內(nèi)存、系統(tǒng)主板、總線、擴展槽及其接口電路等。 1.CPU CPU由運算器和控制器組成的，它決定了微機的檔次。 2.內(nèi)存

53、內(nèi)存是用來存放運行的程序和當前使用的數(shù)據(jù)，內(nèi)存的大小直接影響程序的運行?，F(xiàn)在系統(tǒng)主板多采用內(nèi)存條結(jié)構(gòu)，有8MB、16MB、32MB、64MB等多種容量的內(nèi)存條。,3.擴展槽和總線 系統(tǒng)主板上有一系列的擴展槽，用來連接各種接口板。任何接口板插入擴展槽后，就可通過系統(tǒng)總線與CPU連接。 總線是一種內(nèi)部體系結(jié)構(gòu)，計算機的控制信號和處理的數(shù)據(jù)通過總線從系統(tǒng)的一部分傳送到另一部分。在總線上通常傳送三種信號：數(shù)據(jù)、地址和控制信號，相

54、應(yīng)地也分為數(shù)據(jù)總線(DB)、地址總線(AB)、控制總線(CB)。 總線接口：ISA,EISA,PCI,IDE,SCSI,1.4 微機系統(tǒng)的組成(4),1.4 微機系統(tǒng)的組成(5),三、存儲系統(tǒng) 存儲系統(tǒng)包括高速緩沖存儲器(Cache)、主存儲器(Main Memory)、輔助存儲器(Auxiliary Storage)和海量存儲器(Mass Storage),這樣可采用多種類型的存儲器建立存儲層次體系。 1.內(nèi)存

55、 ⑴RAM-Random Access Memory 隨機存取存儲器，其特點是存放的內(nèi)容可隨時讀寫，但斷電后RAM存放的內(nèi)容全丟失。 用戶輸入的數(shù)據(jù)和程序放在內(nèi)存的RAM中。,⑵ROM-Read Only Memory 只讀存儲器，其特點是存放的內(nèi)容只能讀出不能寫入，但斷電后ROM存放的內(nèi)容仍存在。 通常在系統(tǒng)主板上裝有ROM-BIOS，它是固化在ROM芯片中的系統(tǒng)引導程序,完成系統(tǒng)加電自檢。,1

56、.4 微機系統(tǒng)的組成(6),⑶Cache 高速緩沖存儲器，它通常采用與CPU速度相接近的RAM。其工作方法是將當前要執(zhí)行的程序段和要處理的數(shù)據(jù)復制到Cache中，CPU讀寫時,首先訪問Cache。,1.4 微機系統(tǒng)的組成(7),從Pentium Pro開始，一級和二級Cache都集成在CPU芯片中。,2.外存 目前常用的外存有硬盤、光盤和軟盤。 ⑴硬盤 硬盤存儲器是由若干個同樣大小的、涂有磁性材料的鋁合

57、金圓盤片環(huán)繞一個共同的軸心組成。每個盤片上下兩面各有一個讀寫磁頭，磁頭傳動裝置將磁頭快速準確地移到指定的磁道。硬盤驅(qū)動器采用溫徹斯特技術(shù)，即把磁頭、盤片及執(zhí)行機構(gòu)都密封在一個容器內(nèi)。 硬盤的特點是存儲容量大、存取速度快、可靠性高、每兆字節(jié)成本低等。,1.4 微機系統(tǒng)的組成(8),硬盤存儲格式是按柱面、磁道和扇區(qū)來衡量的,柱面是由一組盤片上的同一個磁道垂直形成的同心圓柱。 硬盤容量=柱面數(shù)×磁道數(shù)×扇區(qū)數(shù)&

58、#215;512B 硬盤使用前需要做：低級格式化、分區(qū)、高級格式化。 ⑵光驅(qū)(CD-ROM,DVD-ROM) 光盤是用激光方式進行讀寫信息的盤片,光驅(qū)的工作原理是:光驅(qū)馬達帶動光盤高速旋轉(zhuǎn)，激光讀取頭在光盤表面橫向移動讀取存儲在光盤數(shù)據(jù)軌跡中的數(shù)據(jù)。,1.4 微機系統(tǒng)的組成(9),光盤的特點是標準化、存儲容量大、價格低廉、不易損壞。 光盤存儲容量為650MB,數(shù)據(jù)存取時間為550 ms,數(shù)據(jù)傳輸率為150

59、kB/s,300kB/s(倍速),600k B/s(4倍速),…,7200kB/s(48倍速)甚至更高。,1.4 微機系統(tǒng)的組成(10),DVD是計算機的數(shù)字視盤驅(qū)動器，隨著其物理格式的兼容和價格的下降,DVD將取代CD-ROM.,⑶軟驅(qū) 軟盤是一種兩面涂有磁性物質(zhì)的塑料盤片,軟驅(qū)是讀/寫軟盤信息的裝置。軟盤的特點是體積小、價格便宜、攜帶方便。 軟盤是由起保護作用的塑料封套和盤片組成，其結(jié)構(gòu)包括塑料外殼、快門、標簽、寫保

60、護、盤片、金屬環(huán)等。,1.4 微機系統(tǒng)的組成(11),數(shù)據(jù)在軟盤上是按磁道和扇區(qū)來存放的。一個軟盤的存儲容量可由下列公式求出：容量=磁面數(shù)×磁道數(shù)×扇區(qū)數(shù)×扇區(qū)字節(jié)數(shù),1.4 微機系統(tǒng)的組成(12),1.4 微機系統(tǒng)的組成(13),四、輸入設(shè)備 輸入是指將要進行處理的數(shù)據(jù)送入計算機的過程。輸入設(shè)備是把程序和原始數(shù)據(jù)等轉(zhuǎn)變?yōu)橛嬎銠C能識別的信息存放到內(nèi)存中的設(shè)備。 輸入設(shè)備有以下幾類：

61、 ①字符輸入類：鍵盤 ②指點輸入類：鼠標器、光筆、觸摸屏 ③掃描輸入類：掃描儀、條形碼 ④語音輸入類：IBM ViaVoice,1.鍵盤 鍵盤通過一根螺旋形電纜與主機相連，鍵盤內(nèi)有一個單片機，它負責控制整個鍵盤的工作。當按下某個鍵時，單片機跟據(jù)其位置，將該鍵的二進制代碼送給計算機的主機，并將按鍵字符顯示在顯示器上。 鍵盤的物理結(jié)構(gòu)有三種形式：機械式鍵盤、薄膜式鍵盤和電容式鍵盤。 鍵盤上鍵位

62、的排列有一定規(guī)律，按其用途可分為四個區(qū)域。即打字機鍵區(qū)、功能鍵區(qū)、全屏幕操作鍵區(qū)和小鍵盤區(qū)。,1.4 微機系統(tǒng)的組成(14),2.鼠標器 鼠標器是一種手持式屏幕定位裝置，在圖形界面中大多數(shù)操作都可用鼠標器來完成。 常用的鼠標器有以下兩種： ⑴機械式鼠標：移動鼠標時，用滾動小球來進行定位。 ⑵光電式鼠標：在特定的反射板上移動鼠標，用鼠標底部光電轉(zhuǎn)換裝置來定位坐標點。 鼠標器有兩個鍵(左,右)或三個鍵

63、(左,中,右),通常使用左邊，根據(jù)不同的軟件系統(tǒng)，右鍵的功能也不一樣。,1.4 微機系統(tǒng)的組成(15),1.4 微機系統(tǒng)的組成(16),五、輸出設(shè)備 輸出是指將計算機處理的數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)換為用戶需要的形式。輸出設(shè)備是把計算機的處理結(jié)果以人們或現(xiàn)場所接受的形式表達出來的設(shè)備。 輸出設(shè)備可分為四大類： ①顯示器：字符方式,圖形方式 ②打印機：擊打式,非擊打式 ③繪圖儀：平板式,滾筒式 ④語音輸出系統(tǒng)：

64、語音輸出,音樂音響輸出,1.顯示器 顯示器是用于顯示輸入的程序或數(shù)據(jù)以及程序的運行結(jié)果等。 顯示器的類型可分為： ①陰極射線顯示器件(CRT): 臺式微機 ②液晶顯示器件(LCD): 便攜式微機 ③發(fā)光二極管顯示器件(LED):單板機 CRT顯示器的尺寸用最大對角線表示，一般使用12、14英寸，15、17、20英寸為大屏幕顯示器，用于圖形處理。CRT顯示器的工作原理與電視機的工

65、作原理相同。,1.4 微機系統(tǒng)的組成(17),顯示器的主要參數(shù)： ①分辨率：顯示器分辨率是用圖象元素(簡稱象素)來度量，它是指屏幕上水平方向象素的數(shù)目乘上垂直方向象素的數(shù)目。例如：標準VGA的分辨率是640*480。 ②點距：點距是指某一熒光材料點與其上 下左右同一顏色的熒光點的最近距離。點距越小，圖象越清晰。比如：0.26,0.28mm。 ③掃描方式:它分為隔行掃描和逐行掃描。 顯示卡是主機與顯示器之間

66、的接口電路,顯示標準有CGA、EGA、VGA、TVGA。,1.4 微機系統(tǒng)的組成(18),2.打印機 打印機是用于打印輸出計算機的處理結(jié)果,產(chǎn)生計算機輸出的硬拷貝,以便在計算機之外也可使用計算機的處理結(jié)果。 打印機的類型可分為：,1.4 微機系統(tǒng)的組成(19),打印機的技術(shù)指標 ①打印速度:用CPS(字符/秒)或LPM(行/分)來度量。 ②印字質(zhì)量:用分辨率即DPI(印點/英寸)或DMPP(印點/毫米)來

67、衡量,可分為低質(zhì)量(草稿質(zhì)量400DPI)。 ③打印噪聲:沒有統(tǒng)一標準,有些國家規(guī)定為55dB。 ④打印機壽命:一般用無故障能完整打印的字符數(shù)或印點數(shù)表示。,1.4 微機系統(tǒng)的組成(20),激光打印機是接受由主機發(fā)出的信息，然后進行激光掃描，將要輸出的信息在磁鼓上形成靜電潛像，并轉(zhuǎn)換成磁信號，使碳粉吸附到紙上，經(jīng)加熱定影后輸出。其特點是打印速度高、印字質(zhì)量高、無噪音，但價格高。常用的有HP Laser Jet系列、Can

68、on Laser Jet系列。 噴墨打印機是靠墨水通過精制的噴頭射到紙面上而形成輸出的字符或圖形。其特點是價格便宜、體積小、無噪音、打印質(zhì)量高，但對紙張要求高、墨水消耗量大。常用的噴墨打印機有HP Desk Jet系列和Canon噴墨系列等。,1.4 微機系統(tǒng)的組成(21),六、機箱和電源 在微機系統(tǒng)中，機箱的作用：①為主板、各種I/O卡、軟硬盤驅(qū)動器、電源等提供安裝支架；②保護和屏蔽微機系統(tǒng)內(nèi)板卡免受外界電磁場的干擾；

69、③給微機系統(tǒng)建立外觀形象。 標準機箱控制面板上有一些開關(guān)(電源開關(guān)、復位鍵)和指示燈(電源、硬盤、休眠)。 從結(jié)構(gòu)上分為：AT、ATX等,1.4 微機系統(tǒng)的組成(22),微機電源主要有AT和ATX之分。 AT結(jié)構(gòu) 兩組6芯凹接口并有正反 12V,5V ATX結(jié)構(gòu) 20芯凹插口并有反插保護 12V,5V,3.3V(直接為部分設(shè)備供電) 電源標稱功率：2