計(jì)算機(jī)應(yīng)用基礎(chǔ)知識(shí)概述ppt演示課件

1、.,1,第一章 計(jì)算機(jī)應(yīng)用基礎(chǔ)知識(shí)概述,1.1 計(jì)算機(jī)概述是一種能夠按照事先存儲(chǔ)的程序，自動(dòng)、高速地進(jìn)行大量數(shù)值計(jì)算和各種信息處理的現(xiàn)代化智能電子設(shè)備1.1.1 計(jì)算機(jī)發(fā)展歷程1、計(jì)算機(jī)的誕生世界上第一臺(tái)電子計(jì)算機(jī)ENIAC 1946年2月15日，在Mauchly 和Eckert以及美國(guó)陸軍實(shí)驗(yàn)室合作下，在賓夕法尼亞大學(xué)正式投入運(yùn)行。是20世紀(jì)人類最偉大的發(fā)明之一，宣告了一個(gè)新時(shí)代的到來(lái)，標(biāo)志著計(jì)算機(jī)的發(fā)展進(jìn)入到了電子計(jì)算機(jī)的

2、發(fā)展時(shí)期，是科技史上新的里程碑。,.,2,2、 計(jì)算機(jī)的發(fā)展階段,.,3,計(jì)算機(jī)系統(tǒng)向著網(wǎng)絡(luò)化、智能化方向發(fā)展。計(jì)算機(jī)硬件向著巨型化、微型化方向發(fā)展。2005年：雙核CPU2006年：四核CPU2007年：2萬(wàn)億次80核CPU2009年10月：Windows 7發(fā)布2012年10月26日： Windows 82010年11月18日：中國(guó)“天河一號(hào)”2566萬(wàn)億次每秒浮點(diǎn)運(yùn)算2011年6月21日：日本“京”8162萬(wàn)億次運(yùn)算

3、速度2012年6月：美國(guó)“紅杉”16324萬(wàn)億次運(yùn)算速度2012年11月12日：美國(guó)“泰坦”17590萬(wàn)億次浮點(diǎn)運(yùn)算速度,.,4,1.1.2計(jì)算機(jī)發(fā)展趨勢(shì)（1）能識(shí)別自然語(yǔ)言的計(jì)算機(jī) （2）高速超導(dǎo)計(jì)算機(jī)（3）激光計(jì)算機(jī) （4）分子計(jì)算機(jī)（5）量子計(jì)算機(jī) （6）生物計(jì)算機(jī)1.1.3計(jì)算機(jī)的特點(diǎn)與分

4、類特點(diǎn)：1、運(yùn)算速度快2、運(yùn)算精度高3、具有記憶和邏輯判斷能力4、可靠性高、通用性強(qiáng)5、具有自動(dòng)控制能力分類：1、按照性能指標(biāo)：巨型機(jī)、大型機(jī)、中小型機(jī)、工作站、微型機(jī)、網(wǎng)絡(luò)計(jì)算機(jī)2、按照用途：專用機(jī)、通用機(jī)3、按照原理：數(shù)字機(jī)、模擬機(jī)、混合機(jī),.,5,1.1.4計(jì)算機(jī)的應(yīng)用,1.科學(xué)計(jì)算2. 數(shù)據(jù)處理3. 過(guò)程控制4. 計(jì)算機(jī)輔助工程 CAD/CAM/CIMS/CAI/CAT5.人工智能6.

5、 網(wǎng)絡(luò)應(yīng)用7.電子商務(wù)EC、電子政務(wù)、8.文化教育9.家庭及娛樂(lè)10.虛擬現(xiàn)實(shí),.,6,1.1.5計(jì)算機(jī)相關(guān)人物簡(jiǎn)介,1、馮.諾依曼(1903-1957),現(xiàn)代計(jì)算機(jī)之父美籍匈牙利數(shù)學(xué)家馮.諾依曼,現(xiàn)代計(jì)算機(jī)體系結(jié)構(gòu)1946年6月，馮·諾依曼機(jī)：提出“存儲(chǔ)程序”的概念,并設(shè)計(jì)第一臺(tái)“存貯程序”的離散變量自動(dòng)電子計(jì)算機(jī)EDVAC設(shè)計(jì)思想：計(jì)算機(jī)應(yīng)包括運(yùn)算器、控制器、存儲(chǔ)器、輸入和輸出設(shè)備；計(jì)算機(jī)內(nèi)部采用二進(jìn)制表示指

6、令和數(shù)據(jù)；將編寫好的程序送入內(nèi)存儲(chǔ)器中，計(jì)算機(jī)自動(dòng)逐條取指令、分析指令、執(zhí)行指令。,.,7,英國(guó)科學(xué)家阿蘭.圖靈,1.建立圖靈機(jī)（Turing machine）模型，奠定了可計(jì)算理論的基礎(chǔ)；2.提出圖靈測(cè)試，闡述了機(jī)器智能的概念 。,2、阿蘭.圖靈（1912-1954）,.,8,3、戈登.摩爾（1929- ）,提出摩爾定律 成立Intel公司,4、比爾.蓋茨（1955- ）,開發(fā)Microsoft BASI

7、C,是MS-DOS操作系統(tǒng)的基礎(chǔ)，最后演變?yōu)閂isual Basic.1975年創(chuàng)建微軟公司.,.,9,1.1.6信息技術(shù),1、信息與數(shù)據(jù)信息：是是對(duì)客觀事物的變化和特征的反映，是事物之間相互作用和聯(lián)系的表征。數(shù)據(jù)：是一串符號(hào)序列，是對(duì)事物、概念或指令的一種特殊表達(dá)形式，是信息的載體。信息有意義，數(shù)據(jù)本身沒(méi)有意義；數(shù)據(jù)時(shí)信息的表現(xiàn)形式，信息是數(shù)據(jù)所表達(dá)的含義；數(shù)據(jù)時(shí)具體的物理形式，信息室抽象出來(lái)的邏輯意義。2、信息處理對(duì)原始

8、數(shù)據(jù)進(jìn)行加工，使之成為適用的信息。信息處理過(guò)程包括信息獲取、信息加工、信息轉(zhuǎn)換、信息反饋、信息輸出。3、信息技術(shù)指應(yīng)用信息科學(xué)的原理和方法，對(duì)信息進(jìn)行獲取、加工、存儲(chǔ)、傳輸、表達(dá)和應(yīng)用的技術(shù)。（自學(xué)）4、信息素養(yǎng)（自學(xué)）5、信息素養(yǎng)的培養(yǎng)（自學(xué)）,.,10,1.2計(jì)算機(jī)系統(tǒng),1.2.1計(jì)算機(jī)系統(tǒng)的基本組成,.,11,硬件核心部件之間協(xié)作工作,1、硬件系統(tǒng),.,12,2、軟件系統(tǒng),（1）系統(tǒng)軟件操作系統(tǒng)程序設(shè)計(jì)語(yǔ)言機(jī)器語(yǔ)言

9、匯編語(yǔ)言面向過(guò)程的結(jié)構(gòu)化程序設(shè)計(jì)語(yǔ)言面向?qū)ο蟮某绦蛟O(shè)計(jì)語(yǔ)言語(yǔ)言處理程序,.,13,工具軟件,工具軟件又稱為服務(wù)性程序，是在系統(tǒng)開發(fā)和系統(tǒng)維護(hù)時(shí)使用的工具，完成一些與管理計(jì)算機(jī)系統(tǒng)資源及文件有關(guān)的任務(wù)，包括編輯程序、鏈接程序、計(jì)算機(jī)測(cè)試和診斷程序，需要操作系統(tǒng)的支持，而它們又支持軟件的開發(fā)和維護(hù)。常用的：PC Tools、Diag、Debug、Link、處理病毒軟件、軟件開發(fā)工具（Delphi PowerBuilder),.,1

10、4,是為解決用戶某個(gè)實(shí)際問(wèn)題而編制的程序和有關(guān)資料。如數(shù)據(jù)庫(kù)應(yīng)用軟件、文字處理軟件、圖形圖像處理軟件、AutoCAD繪圖軟件包、通用財(cái)務(wù)管理軟件包、office軟件包。,（2）應(yīng)用軟件,.,15,1.2.2計(jì)算機(jī)系統(tǒng)的工作原理,2、計(jì)算機(jī)工作過(guò)程（1）計(jì)算機(jī)指令指揮機(jī)器工作的指示和命令。一臺(tái)計(jì)算機(jī)所能執(zhí)行的各種不同指令的全體稱為計(jì)算機(jī)的指令系統(tǒng)。一條指令包括操作碼和操作數(shù)，操作碼決定要完成的操作，操作數(shù)指參加運(yùn)算的數(shù)據(jù)及其所在的單元

11、地址。,1、存儲(chǔ)程序原理（1）采用二進(jìn)制形式表示數(shù)據(jù)和指令。（2）將程序預(yù)先存放在主存儲(chǔ)器中，使計(jì)算機(jī)在工作時(shí)能夠自動(dòng)高速地從存儲(chǔ)器中取出指令，并加以執(zhí)行。（3）由運(yùn)算器、控制器、存儲(chǔ)器、輸入和輸出設(shè)備5大基本部件組成計(jì)算機(jī)系統(tǒng)，并規(guī)定了這五大部件的功能。,.,16,啟動(dòng)地址 PC,取址 PC 指令 IR,指令譯碼,指令判斷,形成轉(zhuǎn)移地址,程序結(jié)束,

12、完成本條指令操作,PC+1 PC,,,,,,,,,,,,,,,,,,停機(jī)指令,非轉(zhuǎn)移指令,轉(zhuǎn)移指令,（2）工作過(guò)程,.,17,① 取指令 按照指令計(jì)數(shù)器中的地址，從內(nèi)存儲(chǔ)器中取出指令，并送往指令寄存器。② 分析指令 對(duì)指令寄存器中存放的指令進(jìn)行分析，由譯碼器對(duì)操作碼進(jìn)行譯碼，將指令的操作碼轉(zhuǎn)換成相應(yīng)的控制電位信號(hào)；由地址碼確定操作數(shù)地址。③ 執(zhí)行指令 由操作控制線路發(fā)出完成該操作所需要的一系列控制信息，去完成該指令所

13、要求的操作。④ 一條指令執(zhí)行完成，指令計(jì)數(shù)器加1 或?qū)⑥D(zhuǎn)移地址碼送入程序計(jì)數(shù)器，然后回到①。,.,18,.,19,微型機(jī)是計(jì)算機(jī)理論與微電子技術(shù)密切結(jié)合的產(chǎn)物，各組成部分均采用大規(guī)模集成電路，不同的集成電路芯片均具有相對(duì)獨(dú)立、相對(duì)完整的功能。這樣便決定了微型計(jì)算機(jī)在組成上有自己的特色。微型機(jī)由微處理器（Microprocessor）、存儲(chǔ)器、各種輸入輸出接口電路及系統(tǒng)總線（Bus）組成。,CPU主板與總線結(jié)構(gòu)存儲(chǔ)設(shè)備 輸入/輸

14、出設(shè)備 微機(jī)的主要技術(shù)指標(biāo),1.2.3微型計(jì)算機(jī),.,20,1、中央處理器（ＣＰＵ，Central Processing Unit),,處理器,控制器,運(yùn)算器,控制整個(gè)計(jì)算機(jī)所有部件的工作，是計(jì)算機(jī)的指揮中心。包括指令寄存器、指令譯碼器、時(shí)序信號(hào)發(fā)生器、程序控制器等，可以識(shí)別、分析并執(zhí)行各種命令,對(duì)信息、數(shù)據(jù)進(jìn)行各種處理，如執(zhí)行算術(shù)運(yùn)算和邏輯運(yùn)算，是計(jì)算機(jī)的核心部件。由加法器（Ａdder)和補(bǔ)碼器（complementer)構(gòu)成,,是

15、指令的解釋和執(zhí)行部件，是計(jì)算機(jī)的心臟,（1）CPU的組成,21,21,Inetl (英特爾公司),4004,8080,80286,8088,80386,8086,80486,.,22,22,Inetl (英特爾公司),Pentium,Pentium MMX,Pentium PRO,PentiumⅡ Xeon,PentiumⅢ,PentiumⅡ,.,23,23,,Pentium 4,Celeron II,Celeron 4,Cel

16、eron D,Xeon,24,24,AMD (超微公司),AMD 486,AMD K5,AMD K6,AMD K6-2,AMD K6-3,25,25,,AMD Duron,Athlon XP,AMD Barton,AMD Athlon 64,.,26,(2)多核CPU技術(shù)多核CPU的優(yōu)勢(shì)主要體現(xiàn)在多任務(wù)并行處理上，即同一時(shí)間處理兩個(gè)或多個(gè)任務(wù)。與傳統(tǒng)的單核技術(shù)CPU相比，多核CPU帶來(lái)了更強(qiáng)的并行處理能力，大大減少了CPU的發(fā)熱和功耗

17、。在主要CPU廠商中，雙核、四核甚至八核CPU已經(jīng)占據(jù)了主要地位。多核心cpu主要分原生多核和封裝多核。原生多核指的是真正意義上的多核，最早由AMD提出，每個(gè)核心之間都是完全獨(dú)立的，都擁有自己的前端總線，不會(huì)造成沖突，即使在高負(fù)載狀況下，每個(gè)核心都能保證自己的性能不受太大的影響；封裝多核是只把多個(gè)核心直接封裝在一起，兩核心只能共同擁有一條前端總線，在兩個(gè)核心滿載時(shí)，兩個(gè)核心會(huì)爭(zhēng)搶前端總線，導(dǎo)致性能大幅度下降。,26,.,27,（3）C

18、PU的技術(shù)參數(shù),主頻：內(nèi)核工作的時(shí)鐘頻率，單位為MHz 或GHz，提高主頻對(duì)提高CPU的運(yùn)算速度很 重要。目前2GHz以上。外頻：是CPU乃至整個(gè)計(jì)算機(jī)系統(tǒng)的基準(zhǔn)頻率，單位MHz，目前為400 MHz。當(dāng)CPU 外頻提高，與內(nèi)存之間的交換速度也相應(yīng)得到提高。字長(zhǎng)：指CPU 內(nèi)部運(yùn)算單元通用寄存器一次能處理的二進(jìn)制數(shù)據(jù)的位數(shù)。目前有32位 和64位。緩

19、存：指可以進(jìn)行高速數(shù)據(jù)交換的存儲(chǔ)器，它先于內(nèi)存與CPU交換數(shù)據(jù)，解決速度不 匹配的問(wèn)題。奔4CPU的Cash容量為110MB。線寬：指在硅材料上內(nèi)部各元器件之間的連接線寬度，目前以納米為單位。值越小， 工藝越先進(jìn)，內(nèi)部功耗和發(fā)熱量就越小。,（4）微處理器的發(fā)展歷程 自學(xué),.,28,2、主板和總線結(jié)構(gòu),（1）主板,.,29,CPU插座　　CPU插座就是

20、主板上安裝處理器的地方。主流的CPU插座主要有Socket370、Socket 478、Socket 423和SocketA幾種。,29,.,30,PCI插槽PCI(peripheral component interconnect)總線插槽它是由Intel公司推出的一種局部總線。它定義了32位數(shù)據(jù)總線，且可擴(kuò)展為64位。它為顯卡、聲卡、網(wǎng)卡、電視卡、MODEM等設(shè)備提供了連接接口。,30,.,31,ATA接口　　ATA接口是用來(lái)連

21、接硬盤和光驅(qū)等設(shè)備而設(shè)的。,31,.,32,電源插口及主板供電部分　　電源插座主要有AT電源插座和ATX電源插座兩種，有的主板上同時(shí)具備這兩種插座。AT插座應(yīng)用已久現(xiàn)已淘汰。而采用20口的ATX電源插座，采用了防插反設(shè)計(jì)，不會(huì)像AT電源一樣因?yàn)椴宸炊鵁龎闹靼濉３硕?，在電源插座附近一般還有主板的供電及穩(wěn)壓電路。,32,.,33,BIOS(BASIC INPUT/OUTPUT SYSTEM) 基本輸入輸出系統(tǒng)是一塊裝入了啟動(dòng)和自檢程序

22、的EPROM或EEPROM集成塊。實(shí)際上它是被固化在計(jì)算機(jī)ROM(只讀存儲(chǔ)器)芯片上的一組程序，為計(jì)算機(jī)提供最低級(jí)的、最直接的硬件控制與支持。除此而外，在BIOS芯片附近一般還有一塊電池組件，它為BIOS提供了啟動(dòng)時(shí)需要的電流。,33,.,34,I/O控制芯片 　　I/O控制芯片(輸入/輸出控制芯片)提供了對(duì)并串口、PS2口、USB口，以及CPU風(fēng)扇等的管理與支持。,34,.,35,.,36,主板又叫系統(tǒng)板或木板。微機(jī)性能是否能充分發(fā)

23、揮，硬件功能是否足夠，硬件兼容性如何等，都取決于主板的設(shè)計(jì)。是連接各部件的物理通路，也是各部件之間數(shù)據(jù)傳輸?shù)倪壿嬰娐?。CPU與主板匹配。 選擇主板要考慮它支持的最大內(nèi)存容量、擴(kuò)展槽的數(shù)量、支持最大外頻以及可擴(kuò)展性。 主要集成了：主控芯片組、CPU插槽、BIOS芯片、I/O控制芯片、板卡擴(kuò)展槽、內(nèi)存條插槽、硬盤IDE/SATA接口、串行接口（COM)、并行接口(LPT)、鍵盤接口、PS/2接口、USB接

24、口、主板電源插座等部件，有的還集成了顯卡、聲卡、網(wǎng)卡等。 主板主要由芯片組、擴(kuò)展槽和對(duì)外接口三部分組成。,BIOS芯片：基本輸入輸出系統(tǒng)程序，讓主板識(shí)別各種硬件，可以設(shè)置引導(dǎo)系統(tǒng)的設(shè)備。?？梢詫懭?。北橋芯片：主板以它命名，負(fù)責(zé)處理CPU、內(nèi)存、顯卡三者間的信息交換。發(fā)熱量大，要散熱。南橋芯片：負(fù)責(zé)硬盤等外存儲(chǔ)設(shè)備和PCI之間的數(shù)據(jù)流通。擴(kuò)展槽：AGP、PCI接口：,.,37,主板結(jié)構(gòu)就是根據(jù)主板上各元器件的布

25、局排列方式，尺寸大小，形狀，所使用的電源規(guī)格等制定出的通用標(biāo)準(zhǔn)，所有主板廠商都必須遵循。主板板型分為AT、Baby-AT、ATX、Micro ATX、LPX、NLX、Flex ATX、EATX、WATX以及BTX等結(jié)構(gòu)。其中，AT和Baby-AT是多年前的老主板結(jié)構(gòu)；而LPX、NLX、Flex ATX則是ATX的變種，多見(jiàn)于國(guó)外的品牌機(jī)，國(guó)內(nèi)尚不多見(jiàn)；EATX和WATX則多用于服務(wù)器/工作站主板；ATX是目前市場(chǎng)上最常見(jiàn)的主板結(jié)構(gòu)，擴(kuò)

26、展插槽較多，PCI插槽數(shù)量在4-6個(gè)，大多數(shù)主板都采用此結(jié)構(gòu)；Micro ATX又稱Mini ATX，是ATX結(jié)構(gòu)的簡(jiǎn)化版，就是常說(shuō)的“小板”，擴(kuò)展插槽較少，PCI插槽數(shù)量在3個(gè)或3個(gè)以下，多用于品牌機(jī)并配備小型機(jī)箱；而BTX則是英特爾制定的最新一代主板結(jié)構(gòu)。,37,主板結(jié)構(gòu)：,.,38,(2)總線,計(jì)算機(jī)系統(tǒng)中，各個(gè)部件之間傳送信息的公共通路（BUS),是由導(dǎo)線組成的傳輸線束。分為：數(shù)據(jù)總線（DB)、地址總線（AB)、控制總線（CB）

27、。微機(jī)以總線結(jié)構(gòu)鏈接各個(gè)功能部件。工作原理：當(dāng)總線空閑（其它期間都以高阻態(tài)形式連接在總線上）且一個(gè)器件要與目的器件通信時(shí)，發(fā)起通信的器件驅(qū)動(dòng)總線，發(fā)出地址和數(shù)據(jù)。其它以高阻態(tài)形式連接在總線上的器件如果收到與自己相符的地址信息后，就接受總線上的數(shù)據(jù)，發(fā)送器件完成通信后，將總線讓出。,.,39,3 、存儲(chǔ)設(shè)備,39,存儲(chǔ)器是計(jì)算機(jī)存儲(chǔ)數(shù)據(jù)和程序的記憶單元集合，每個(gè)記憶單元由8位二進(jìn)制位組成，可讀寫其中的數(shù)據(jù)。,存儲(chǔ)器,存儲(chǔ)器通常分為高速

28、緩沖存儲(chǔ)器、內(nèi)存儲(chǔ)器、外存儲(chǔ)器,存放大量信息的外存儲(chǔ)器,信息交流中心內(nèi)存儲(chǔ)器,.,40,40,每個(gè)記憶單元由8位二進(jìn)制位組成。,1KB=210B=1024B1MB= 210KB= 1024KB1GB= 210MB= 1024MB1TB= 210GB= 1024GB,.,41,內(nèi)存儲(chǔ)器-RAM,41,RAM（Random Access Memory）的全名為隨機(jī)存取記憶體，它相當(dāng)于PC機(jī)上的移動(dòng)存儲(chǔ)，用來(lái)存儲(chǔ)和保存數(shù)據(jù)的。它在任

29、何時(shí)候都可以讀寫，RAM通常是作為操作系統(tǒng)或其他正在運(yùn)行程序的臨時(shí)存儲(chǔ)介質(zhì)（可稱作系統(tǒng)內(nèi)存）。,不過(guò)，當(dāng)電源關(guān)閉時(shí)RAM不能保留數(shù)據(jù)，如果需要保存數(shù)據(jù)，就必須把它們寫入到一個(gè)長(zhǎng)期的存儲(chǔ)器中（例如硬盤）。正因?yàn)槿绱?，有時(shí)也將RAM稱作“可變存儲(chǔ)器”。RAM內(nèi)存可以進(jìn)一步分為靜態(tài)RAM（SRAM）和動(dòng)態(tài)內(nèi)存（DRAM）兩大類。DRAM由于具有較低的單位容量?jī)r(jià)格，所以被大量的采用作為系統(tǒng)的主記憶。,.,42,內(nèi)存儲(chǔ)器-ROM,42,ROM（R

30、ead Only Memory）的全名為唯讀記憶體，它相當(dāng)于PC機(jī)上的硬盤，用來(lái)存儲(chǔ)和保存數(shù)據(jù)。,ROM數(shù)據(jù)不能隨意更新，但是在任何時(shí)候都可以讀取。即使是斷電，ROM也能夠保留數(shù)據(jù)。但是資料一但寫入后只能用特殊方法或根本無(wú)法更改，因此ROM常在嵌入式系統(tǒng)中擔(dān)任存放作業(yè)系統(tǒng)的用途?，F(xiàn)在市面上主流的PDA的ROM大小是64MB以及128MB。,RAM和ROM相比，兩者的最大區(qū)別是RAM在斷電以后保存在上面的數(shù)據(jù)會(huì)自動(dòng)消失，而ROM就不會(huì)

31、。,.,43,43,,,SDRAMRDRAMDDR SDRAM,,,,內(nèi)存(條)-DRAM,.,44,44,SDRAMSynchronous DRAM（同步動(dòng)態(tài)隨機(jī)存儲(chǔ)器）,.,45,RDRAM-奔騰4處理器使用,45,RDRAM是由Intel最早提出并運(yùn)用在PC平臺(tái)上的。它最主要的工作原理是依靠高時(shí)鐘頻率來(lái)簡(jiǎn)化每個(gè)時(shí)鐘周期數(shù)據(jù)量。由于有超高的頻率（通常為300MHz和400MHz），又由于它的行地址與列地址尋址總線是各自

32、分離的獨(dú)立總線，使RDRAM的最大傳輸率達(dá)到了3.2GB。其命名也由此而來(lái)，一般被稱為PC600或PC800。,,,,.,46,DDR SDRAM雙倍數(shù)據(jù)傳輸率隨機(jī)訪問(wèn)存儲(chǔ)器,46,.,47,Cache是介于CPU和內(nèi)存之間的一種可高速存取信息的芯片，用于解決它們之間的速度沖突問(wèn)題。,CPU的Cache容量、形式和速度是CPU的重要技術(shù)指標(biāo)，它直接影響到CPU的工作效率，并在很大程度上決定了該CPU的價(jià)格。,.,48,48,,,軟

33、驅(qū),外存儲(chǔ)器-軟盤,.,49,外存儲(chǔ)器-硬盤,49,.,50,外存儲(chǔ)器-光盤,50,,光驅(qū),.,51,移動(dòng)硬盤+U盤+閃存,51,.,52,（1）軟盤 軟盤是用表面涂有磁性材料的柔軟的聚酯材料制成。將盤片邏輯地劃分成若干個(gè)同心圓，每個(gè)同心圓稱為一個(gè)磁道，磁道從外向內(nèi)編號(hào)，最外面的一個(gè)同心圓為0磁道。磁道又劃分成若干段，每段稱為一個(gè)扇區(qū)。一個(gè)扇區(qū)一般可存放512 B的數(shù)據(jù)。磁盤的存儲(chǔ)容量可由下面的公式求出：

34、 磁盤總?cè)萘浚酱诺罃?shù)×扇區(qū)數(shù)×磁面數(shù)×扇區(qū)字節(jié)數(shù) 例如，3.5英寸軟盤格式化后每面是80磁道，每個(gè)磁道有18個(gè)扇區(qū)，磁面數(shù)為2。其容量是80×18×2×512 B＝1.44 MB。 讀寫軟盤時(shí)，磁頭直接接觸盤面。,.,53,(2)硬盤硬盤片是由涂有磁性材料的鋁合金構(gòu)成。 讀寫硬盤時(shí)，磁性圓盤高速旋轉(zhuǎn)產(chǎn)生的托力使磁頭懸浮在盤面上而不接觸盤面。 硬盤容量視具體

35、類型而定。容量：320-1500GB平均尋道時(shí)間：8ms,.,54,.,55,硬盤的低級(jí)格式化 ：即硬盤的初始化，其主要目的是對(duì)一個(gè)新硬盤劃分磁道和扇區(qū)，并在每個(gè)扇區(qū)的地址域上記錄地址信息。初始化工作一般由硬盤生產(chǎn)廠家在硬盤出廠前完成，當(dāng)硬盤受到破壞，或更改系統(tǒng)時(shí)，也需要進(jìn)行硬盤的初始化。 初始化工作是由專門的程序來(lái)完成的，如ROM-BIOS中的硬盤初始化程序等，具體操作請(qǐng)參閱具體的使用說(shuō)明書。,.,56,硬盤分區(qū) ：對(duì)硬盤進(jìn)行分區(qū)

36、的主要目的是建立系統(tǒng)使用的硬盤區(qū)域，并將主引導(dǎo)程序和分區(qū)信息表寫到硬盤的第一個(gè)扇區(qū)上。只有分區(qū)后的硬盤才能被系統(tǒng)識(shí)別使用，這是因?yàn)榻?jīng)過(guò)分區(qū)后的硬盤具有自己的名字，也就是通常所說(shuō)的硬盤標(biāo)識(shí)符，系統(tǒng)通過(guò)標(biāo)識(shí)符訪問(wèn)硬盤。 硬盤分區(qū)工作一般也是由廠家完成，但由于計(jì)算機(jī)的不安全因素或病毒的侵害等有時(shí)要求用戶重新對(duì)硬盤進(jìn)行分區(qū)。硬盤分區(qū)操作也是由系統(tǒng)的專門程序完成的，如DOS下的FDISK命令等。,56,.,57,硬盤的高級(jí)格式化 ：硬盤建立分區(qū)后

37、，使用前必須對(duì)每一個(gè)分區(qū)進(jìn)行高級(jí)格式化，格式化后的硬盤才能使用。高級(jí)格式化的主要作用有兩點(diǎn)：一是裝入操作系統(tǒng)，使硬盤兼有系統(tǒng)啟動(dòng)盤的作用；二是對(duì)指定的硬盤分區(qū)進(jìn)行初始化，建立文件分配表以便系統(tǒng)按指定的格式存儲(chǔ)文件。,57,.,58,(3）光盤 目前微機(jī)上使用的光介質(zhì)主流產(chǎn)品是光盤。常用： （1）只讀型光盤CD-ROM （2）可錄式光盤CD-R （3）可重復(fù)刻錄的光盤CD-RW 衡量光盤驅(qū)動(dòng)器

38、傳輸數(shù)據(jù)速率的指標(biāo)叫做倍速，一倍速率= 150 KB/s。 后繼產(chǎn)品DVD-ROM，DVD-ROM一倍速率是1.3 MB/s,.,59,（4）移動(dòng)存儲(chǔ)產(chǎn)品 （1）移動(dòng)硬盤 （2）Flash存儲(chǔ)設(shè)備 （3）數(shù)碼存儲(chǔ)卡,.,60,60,4、 輸入輸出設(shè)備,輸入設(shè)備可以將各種外部信息和數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)換成計(jì)算機(jī)可識(shí)別的電信號(hào)，從而使計(jì)算機(jī)可以接收。輸出設(shè)備可以將計(jì)算機(jī)內(nèi)部處理后得到的電信號(hào)形式的信

39、息傳遞出來(lái)，讓人們能夠接收。,.,61,61,常用輸入設(shè)備：鍵盤、鼠標(biāo)、掃描儀、光筆、數(shù)字化儀等。常用輸出設(shè)備：顯示器、打印機(jī)、繪圖儀等。,.,62,62,鍵盤：,.,63,主鍵區(qū)：【Enter】：回車鍵【Shift】：換檔鍵 【Ctrl】：控制鍵 【Alt】：轉(zhuǎn)換鍵【CapsLock】：大寫字母鎖定鍵【Space】：空格鍵【Backspace】：退格刪除鍵【Tab】：制表鍵【ESC】：返回鍵,63,編輯鍵區(qū) 【I

40、nsert】：插入改寫開關(guān)鍵【Delete】：刪除鍵【Print Screen】：屏幕硬拷貝鍵,數(shù)字鍵盤區(qū)： 【Num Lock】：數(shù)字鎖定鍵,.,64,顯示器的主要技術(shù)參數(shù)：點(diǎn)距 、顯示分辨率、刷新頻率顯卡：將計(jì)算機(jī)系統(tǒng)所需顯示的二進(jìn)制信息轉(zhuǎn)換成模擬信號(hào)，驅(qū)動(dòng)顯示器并向顯示器提供行掃描信號(hào)，控制顯示器的正確顯示。即將主機(jī)的輸出信息轉(zhuǎn)換成字符、圖形和顏色等信息，傳送到顯示器上顯示。 打印機(jī)的主要技術(shù)指標(biāo)打印分辨率、打印

41、速度、噪聲,.,65,5、微機(jī)的主要技術(shù)指標(biāo),CPU的技術(shù)指標(biāo)參數(shù)相當(dāng)多，主要有以下幾個(gè)：(1) 字長(zhǎng)：指CPU內(nèi)部運(yùn)算單元通用寄存器一次能處理的二進(jìn)制數(shù)據(jù)的位數(shù)。 (2) 主頻：即CPU內(nèi)核工作的時(shí)鐘頻率，單位是MHz或GHz。CPU的主頻表示在CPU內(nèi)數(shù)字脈沖信號(hào)震蕩的速度，與CPU實(shí)際的運(yùn)算能力是沒(méi)有直接關(guān)系的。 (3) 運(yùn)算速度：這是衡量計(jì)算機(jī)性能的一項(xiàng)重要指標(biāo)。單位是MIPS。 (4) 存儲(chǔ)容量：分內(nèi)存與外存兩大類。

42、 (5) 存取周期,.,66,.,67,1.3.1 常用數(shù)制與相互轉(zhuǎn)換1.3.2 計(jì)算機(jī)中邏輯運(yùn)算的實(shí)現(xiàn)1.3.3 計(jì)算機(jī)的信息單位1.3.4 計(jì)算機(jī)中信息的表示與編碼,67,1.3 計(jì)算機(jī)中信息的表示及編碼,.,68,（一）計(jì)算機(jī)中的數(shù)制 1. 數(shù)制的定義與表示 數(shù)制是以表示數(shù)值所用的數(shù)字符號(hào)的個(gè)數(shù)來(lái)命名的，并按一定進(jìn)位規(guī)則進(jìn)行計(jì)數(shù)的方法。,68,1.3.1 常用數(shù)制與轉(zhuǎn)換,.,69,69,R進(jìn)制數(shù)用 r個(gè)基本符號(hào)

43、（例如0，1，2，…，r-1）表示數(shù)值,N=an-1×rn-1＋an-2×rn-2＋…＋a0×r0＋a-1×r-1＋…＋a-m×r-m,r進(jìn)制數(shù)N可表示 為：,.,70,2. 十進(jìn)制(Decimal)的特點(diǎn) 數(shù)字符號(hào)：0，1，…，9 基數(shù)：10 進(jìn)(借)位規(guī)則為：逢十進(jìn)一(借一為十) 3. 二進(jìn)制(Binary)的特點(diǎn) 數(shù)字符號(hào)：0，1

44、 基數(shù)：2 進(jìn)(借)位規(guī)則：逢二進(jìn)一(借一為二),70,,,.,71,4. 八進(jìn)制(Octonal)的特點(diǎn) 數(shù)字符號(hào)：0，1，2，3，4，5，6，7 基數(shù)：8 進(jìn)(借)位規(guī)則為：逢八進(jìn)一(借一為八) 5. 十六進(jìn)制(Hexadecimal)的特點(diǎn) 數(shù)字符號(hào)：0~9及A~F 基數(shù)：16 進(jìn)(借)位規(guī)則為：逢十六進(jìn)一 (借一為十六),71,,,.,72,72,表1 計(jì)算機(jī)中幾種常

45、用進(jìn)位數(shù)制及表示,.,73,（二）常用數(shù)制間的轉(zhuǎn)換 1. R進(jìn)制轉(zhuǎn)換為十進(jìn)制 按位權(quán)展開即可。 例：將二進(jìn)制1011.1轉(zhuǎn)換成等值的十進(jìn)制。 (1011.1)2=1×23+1×21+1×20+1×2-1=(11.5)10,73,例如：將下列數(shù)轉(zhuǎn)換成十進(jìn)制:10101(B)=24+22+1=21101.11(B)=22+1+2-1+2

46、-2=5.75101(O)=82+1=6571(O)=7?8+1=5101A(H)=163+16+10＝4106,例如：將下列數(shù)轉(zhuǎn)換成十進(jìn)制:10101(B)= 101.11(B)= 101(O)= 71(O)= 101A(H)=,.,74,2. 十進(jìn)制轉(zhuǎn)換為二進(jìn)制整數(shù)部分的轉(zhuǎn)換：除2取余，至商為零； 先取的余數(shù)在低位，后取

47、 的余數(shù)在高位。小數(shù)部分的轉(zhuǎn)換：乘2取整，達(dá)到精度為 止；先取的整數(shù)在高位， 后取的整數(shù)在低位,74,.,75,75,例： (13)10=( )2,1 3,6,3,1,0,2,2,2,2,,,,,,,,,,,,,余數(shù),1,0,1,1,二進(jìn)制數(shù)低位,二進(jìn)

48、制數(shù)高位,,.,76,76,1 3,6,3,1,0,2,2,2,2,,,,,,,,,,,,,余數(shù),1,0,1,1,二進(jìn)制數(shù)低位,二進(jìn)制數(shù)高位,,例： (13)10=( )2,1101,.,77,77,(0.6875)10 = ( )2,0. 6 8 7 5,2,×,,3 7 5 0,1

49、.,2,×,,7 5 0,2,×,,0.,5 0,1.,2,×,,0,1.,整數(shù),1,0,1,1,二進(jìn)制數(shù)高位,二進(jìn)制數(shù)低位,,例：,.,78,78,(0.6875)10 = ( )2,0. 6 8 7 5,2,×,,3 7 5 0,1.,2,×,,7 5 0,2,×

50、,,0.,5 0,1.,2,×,,0,1.,整數(shù),1,0,1,1,二進(jìn)制數(shù)高位,二進(jìn)制數(shù)低位,,例：,0.1011,.,79,79,.,80,80,練習(xí)：,1. 將十進(jìn)制數(shù)26.8125轉(zhuǎn)換為等值的二進(jìn)制數(shù)。,因此， ( 26.8125)10 = ( 11010.1101)2,.,81,3. 二進(jìn)制和八進(jìn)制間的轉(zhuǎn)換 二進(jìn)制轉(zhuǎn)換為八進(jìn)制：3位二進(jìn)制數(shù)取代 1位八進(jìn)制數(shù) 八進(jìn)制轉(zhuǎn)換為二進(jìn)制：1位八進(jìn)制數(shù)用3

51、位二進(jìn)制數(shù)代替 4. 二進(jìn)制和十六進(jìn)制之間的轉(zhuǎn)換 二進(jìn)制轉(zhuǎn)換為十六進(jìn)制：4位二進(jìn)制數(shù)取代 1位十六進(jìn) 制數(shù) 十六進(jìn)制轉(zhuǎn)換為二進(jìn)制：1位十六進(jìn)制數(shù)用4位二進(jìn)制 數(shù)代替,81,,,.,82,轉(zhuǎn)換原理:,82,3. 二進(jìn)制和八\十六進(jìn)制之間的轉(zhuǎn)換,8＝23 16＝24,二進(jìn)制與八進(jìn)制、十六進(jìn)制存在著對(duì)應(yīng)關(guān)系。,.,83,表2 二、八、十六進(jìn)制對(duì)應(yīng)關(guān)系表,83,3位二進(jìn)制對(duì)應(yīng)

52、1位八進(jìn)制,4位二進(jìn)制對(duì)應(yīng)1位十六進(jìn)制,.,84,以小數(shù)點(diǎn)為基準(zhǔn)，向左、右兩邊每3位（4位）劃分為一組，兩邊的最后一組若不足3位（4位），在其前或后補(bǔ)零。然后每組按對(duì)應(yīng)關(guān)系用八進(jìn)制（十六進(jìn)制）數(shù)代替即可。,84,(1)二進(jìn)制轉(zhuǎn)成八、十六進(jìn)制,.,85,即 ( 1101011.11001 )2＝( 153.62 )8,85,查看對(duì)應(yīng)關(guān)系表,1,.,0,解：,,1,,2,,6,,3,,5,.,例： 將二進(jìn)制1101011.11001轉(zhuǎn)換成

53、等值的八進(jìn)制數(shù),.,86,解： ０１１０ １０１１ . １１００ １０００ ↓ ↓ ↓ ↓ ６ Ｂ . Ｃ 8 即 ( 1101011.1101 )2＝( 6B.C8 )16,86,例： 將二進(jìn)制1101011.11001轉(zhuǎn)換成等值的十六進(jìn)制

54、數(shù)。,查看對(duì)應(yīng)關(guān)系表,.,87,87,練習(xí):,1 101 101 110.110 101(B)= (O)11 0110 1110.1101 01(B)= (H),001 101 101 110.110 101(B)= 1556.65(O) 1 5 5 6 6 50011 0110 1110.1101 01(B)=36F.D4(H

55、 3 6 F D 4,進(jìn)制表示符號(hào)B 二進(jìn)制O 八進(jìn)制D 十進(jìn)制H 十六進(jìn)制,.,88,逆過(guò)程。將八進(jìn)制數(shù)（或十六進(jìn)制數(shù)）的每1位用3位 （或4位）二進(jìn)制數(shù)代替即可。,88,(2)八進(jìn)制、十六進(jìn)制數(shù)轉(zhuǎn)換成二進(jìn)制數(shù),.,89,八進(jìn)制數(shù)與十六進(jìn)制數(shù)之間的轉(zhuǎn)換 通過(guò)二進(jìn)制數(shù)這座“橋梁”來(lái)實(shí)現(xiàn)。 八進(jìn)制數(shù) 二進(jìn)制數(shù) 十六進(jìn)制數(shù)

56、 例如： (117)8 (1 001 111)2 ( 8 F )16,89,,,,,.,90,1. r進(jìn)制轉(zhuǎn)換為十進(jìn)制權(quán)位展開法 2. 十進(jìn)制轉(zhuǎn)換為r進(jìn)制除r取余逆排法 乘r取整順排法 3. 二進(jìn)制和八\十六進(jìn)制之間的轉(zhuǎn)換按位替換 4. 八進(jìn)制與十六進(jìn)制之間的轉(zhuǎn)換二進(jìn)制做“橋梁”,90,轉(zhuǎn)換規(guī)則總結(jié):,.,91,,91,進(jìn)制轉(zhuǎn)換練習(xí),（1011101.01）2=（

57、 ）10 =（ ）8 =（ ）16（ 1D3 ）16 =（ ）10（ 160.2 ）8=（

58、 ）2（ 136 ）10 =（ ）8,.,92,（1011101.01）2 =（ 93.25 ）10 （001 011 101.010）2 =（ 135 .2 ）8 （0101 1101.0100）2 =（ 5D.4 ）16（ 1D3 ）16=（ 1 1101 0011 ）10（ 160.2 ）8=（1 110 00

59、0.010 ）2（ 136 ）10 =（ 1001000 ）2,92,.,93,93,1.3.2 計(jì)算機(jī)中邏輯運(yùn)算的實(shí)現(xiàn),邏輯值只有兩個(gè)值：“真”和“假” “真”值：“TRUE”、“T”、“1”等； “假”值 ：“FALSE”、“F”、“0”等,2. 二進(jìn)制的邏輯運(yùn)算① 邏輯與 ： 0×0=0，0×1=0，1×0＝0，1×1=l ② 邏輯或： 0＋0= 0，

60、0＋1= l，l＋0＝l，l＋l=l ③ 邏輯非： 對(duì)l求“非” 結(jié)果為0，對(duì)0求“非” 結(jié)果為l ④ 邏輯異或： 兩個(gè)邏輯變量的值不同時(shí)，異或的結(jié)果為1；否則為0,.,94,計(jì)算機(jī)中對(duì)信息的描述單位有：位、字節(jié)、字、字長(zhǎng)等。（1）位（bit）（2）字節(jié)（byte） （3）字長(zhǎng),94,1.3.3 計(jì)算機(jī)的信息單位,.,95,計(jì)算機(jī)中的信息采用二進(jìn)制編碼。采用基2碼表示信息，有以下幾個(gè)優(yōu)點(diǎn)： 二進(jìn)制數(shù)

61、易于物理實(shí)現(xiàn)(2) 二進(jìn)制數(shù)運(yùn)算簡(jiǎn)單(3) 二進(jìn)制數(shù)能使機(jī)器可靠性高 (4) 基于二進(jìn)制數(shù)的編碼通用性強(qiáng),95,1.3.4 計(jì)算機(jī)中信息的表示與編碼,.,96,96,計(jì)算機(jī)中數(shù)據(jù)的表示,,在計(jì)算機(jī)中，任何信息的存儲(chǔ)和處理都是以數(shù)據(jù)形式實(shí)現(xiàn)的。計(jì)算機(jī)內(nèi)部的數(shù)據(jù)分為數(shù)值型數(shù)據(jù)和非數(shù)值型數(shù)據(jù)。①數(shù)值型數(shù)據(jù)：128，(32.56)8；②非數(shù)值型數(shù)據(jù)：“學(xué)生”、“0730-8845139”。(如英文字母、數(shù)字、標(biāo)點(diǎn)符號(hào)、運(yùn)算符號(hào)、漢字

62、、圖形、語(yǔ)言信息等等),.,97,（一） 數(shù)值型信息的表示與編碼,由數(shù)字0、1組成，主要進(jìn)行算術(shù)運(yùn)算。,通常將最高位定義為符號(hào)位，0表示正，1表示負(fù),機(jī)器數(shù)：計(jì)算機(jī)內(nèi)數(shù)的表示形式真值：實(shí)際表示的數(shù)值,機(jī)器數(shù) 真值01000011 100001111000011 -1000011,.,98,原碼 正數(shù)：符號(hào)位為0，其他位按一般的方法表示數(shù)的絕對(duì)值 負(fù)數(shù)：負(fù)數(shù)的符號(hào)為

63、1，其他位按一般的方法表示數(shù)的絕對(duì)值 反碼 正數(shù)：與原碼相同 負(fù)數(shù)：原碼除符號(hào)位外的各位按位取反 補(bǔ)碼 正數(shù)：與原碼相同 負(fù)數(shù)：反碼在其最低位加1,98,.,99,原碼：[N]原= (0000 0011)2 [M]原= (1000 0011)2,N=3=(0000 0011)2 M=－3,反碼：[N]反= (0000 0011)2

64、 [M]反= (1111 1100)2,補(bǔ)碼：[N]補(bǔ)= (0000 0011)2 [M]補(bǔ)= (1111 1101)2,.,100,例：（－5）＋4＝？（－5）原＝1000 0101（－5）反＝1111 1010（－5）補(bǔ)＝1111 1011,（4）原＝ （4）反＝ （4）補(bǔ)＝ 0000 0100,1111 1011＋ 0000 0100 1111

65、 1111 補(bǔ)碼，再求一次補(bǔ)，可得原碼 1000 0001 原碼，－1,,,,.,101,例：（－9）＋（－5）＝？（－9）原＝1000 1001（－9）反＝1111 0110（－9）補(bǔ)＝1111 0111,（－5）補(bǔ)＝ 1111 1011,1111 0111＋ 1111 1011 11111 0010 補(bǔ)碼，再求一次補(bǔ)，得原碼 1

66、000 1110 原碼，－14,,,,.,102,在計(jì)算機(jī)中，數(shù)值型數(shù)據(jù)的表示主要有兩種形式，一種是純二進(jìn)制數(shù)，另一種是壓縮十進(jìn)制數(shù)形式，即BCD碼。,.,103,（二） 字符型信息的表示與編碼,從輸入設(shè)備向計(jì)算機(jī)中輸入的各種操作命令以及原始數(shù)據(jù)都是字符形式的。然而計(jì)算機(jī)只能存儲(chǔ)二進(jìn)制數(shù)，這就需要對(duì)符號(hào)數(shù)據(jù)進(jìn)行編碼，輸入的各種字符由計(jì)算機(jī)自動(dòng)轉(zhuǎn)換為二進(jìn)制編碼存入計(jì)算機(jī)。,103,.,104,ASCII碼是美國(guó)標(biāo)準(zhǔn)信息交

67、換碼（American Standard Code for Information Interchage），已被國(guó)際標(biāo)準(zhǔn)化組織定為國(guó)際標(biāo)準(zhǔn)，是目前最普遍使用的字符編碼。用一個(gè)字節(jié)中的低7位(最高位為0)來(lái)表示128個(gè)不同的字符，包括鍵盤上可敲入并顯示和打印的95個(gè)字符(包括大、小寫各26個(gè)英文字母，0～9共10個(gè)數(shù)字，還有33個(gè)通用運(yùn)算符和標(biāo)點(diǎn)符號(hào)等)及33個(gè)控制代碼。,104,,.,105,105,ASCII表（二進(jìn)制表示）,,表中

68、可看到，碼值0到31及127所對(duì)應(yīng)的是控制字符，碼值32對(duì)應(yīng)的是表中第一個(gè)可顯示符——空格，數(shù)字符0的碼值為48，大寫字母Ａ的碼值為65(0100 0001)，小寫字母a的碼值為97(0110 0001)。,.,106,106,ASCII碼分配情況,,128個(gè)常用字符，從0到127 控制字符：0～32，127；普通字符：94個(gè)。 空格 20H　32 ‘0’～‘9’

69、30H～39H 48～57 ‘A’～‘Z’ 41H～5AH 65～90 ‘a(chǎn)’～‘z’ 61H～7AH 97～122,.,107,Unicode 編碼,ASCII碼只適合表示英文字符，世界上其他語(yǔ)言符號(hào)沒(méi)有辦法表示。 Unicode是一種字符編碼。它為每種語(yǔ)言中的每個(gè)字符設(shè)定了唯一的二進(jìn)制編碼，以滿足跨語(yǔ)言和跨平臺(tái)進(jìn)行文本轉(zhuǎn)換及處理的