教学课件:第一章计算机基础知识.ppt
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1、1,计算机应用基础,上海交通大学继续教育学院高万萍Email:,2,课程简介,计算机应用基础课程属于全国网络高等学历教育公共基础课程,是全国统一考试的科目。针对于国家统考大纲要求主要介绍以下内容:计算机基础知识、Windows 7 操作系统及其应用、文字处理软件Word 2010、电子表格软件Excel 2010、电子演示文稿制作软件PowerPoint 2010、计算机网络基础、Internet 应用、计算机安全、计算机多媒体技术。,3,教学过程包括两个环节,课堂讲授上机实验,计算机应用基础课程共4个学分,上课:44学时(11次)上机:16学时(四次),4,学习方式-全程网络学习模式,学习资
2、源:课程讲义、教学辅助资料、学习方式:课堂教学、课程直播、点播、下载、移动学习教学互动:学习论坛课程答疑教学互动小测验,学习系统,5,考试成绩,考勤 15(面授11次:上海学生刷卡考勤不少3次,上机4次:机房上机不少两次,课程评价:每讲评价和综合评价)作业成绩(共六次)25期末考试(机考)60 作业及每日一练中客观题题目均选自统考题库,由系统自动批改,6,教学人员,主讲教师:高万萍 Email:Tel:52385159 职责:课程讲授,课程答疑助教:唐自君 Tel:52385346 职责:课程答疑,上机辅导,批改作业课件制作技术人员:Tel:523899003 职责:课件制作,解答课件下载、播
3、放问题各专业教务(教学主管):职责:教学及考试安排、学籍管理等事项由各专业的教务老师负责。,7,第1章 计算机基础知识,本章学习目标1.1 计算机的基本概念1.2 计算机系统的组成1.3 信息编码1.4 微型计算机的硬件组成互动题目,8,本章学习目标,本章主要学习计算机的基本概念、计算机中信息的表示、计算机系统的组成、微型计算机的硬件组成。主要有以下内容:计算机的发展过程;数字计算机的主要特点;计算机系统的基本组成;位、字节、字、字长以及存储单元地址的概念;信息在计算机中如何表示.,9,1.1 计算机的基本概念,1.1.1 计算机的诞生和发展历史1.1.2 计算机的分类1.1.3 计算机的主要
4、特点1.1.4 计算机的主要用途1.1.5 信息的基本概念1.1.6 计算机的发展方向,10,计算机的诞生和发展历史,5000次加法/秒总重30吨占地150m218000只电子管1500个继电器功率170KW,1946年美国研制出第一台数字式电子计算机ENIAC,11,第一代(19461957)电子管5千(次/秒),第二代(19581964)晶体管几十万(次/秒),计算机发展的几个阶段,1)确立了模拟量可变化为数字量进行计算,开创了数字化技术的时代。2)形成了电子数字计算机的基本结构:冯诺依曼结构。3)确定了程序设计的基本方法,采用机器语言和汇编语言编程4)开创了使用CRT(cathode-r
5、ay tube)作为计算机的字符显示器,1)开创了计算机处理文字和图形的新阶段。2)出现了操作系统3)出现高级语言。3)出现通用计算机和专用计算机的区别。4)鼠标开始作为输入设备出现(主要在一些图形工作站上)。,12,计算机发展的几个阶段,操作系统更加完善,出现分时操作系统出现结构化程序设计方法机器的种类开始根据性能被分为巨型机、大型机、中型机和小型机。较好解决了硬件更新过程中的兼容性问题。出现序列机,第三代(19651970)中小规模集成电路百万(次/秒),第四代(1971至今大规模和超大规模集成电路百万亿(次/秒),开始出现微机微型计算机,计算机开始走入家庭。1971年intel公司使用L
6、SIC率先推出4004。进入网络时代,13,1.1.2 计算机的分类,按信号分数字电子计算机模拟电子计算机数模混合计算机按设计目的分通用计算机 专用机算机,按用途分科学计算工业控制数据处理辅助设计/制造/教学 按规模分(字长、运算速度、存储容量)巨型机:速度最快、处理能力最强 大中型机:大型、通用、较快 小型机:规模小、结构简单、设计周期短、使用维护简单。微型机:小、巧、轻、使用方便、价格便宜。,14,1.1.3 计算机的主要特点,1.自动控制能力:程序和数据都以二进制的形式存储在存储器中,由程序控制计算机自动执行,存储程序是计算机能自动控制处理的基础。2.高速运算的能力3.具有“记忆”能力4
7、.具有很高的计算精度5.具有逻辑判断能力6.通用性强,用途广泛,15,1.1.4 计算机的主要用途,1.科学计算(最早应用的领域)2.数据处理(目前应用最广的领域)3.自动控制(实时控制)4.计算机辅助系统5.人工智能:CAD,CAM,CAE,CAI,CIMS网络应用、电子商务等,16,1.1.5 信息的基本概念,信息人们进行各种活动所需和所获取的知识,例如:各种消息、数字、信号、图形、图像、语言等所包含的内容数据客观事物属性的表示,是符号。分:数值数据和非数值数据,数据与信息的关系数据是信息的表示形式,是信息的载体;信息是数据所表达的含义,是人们通过对数据的分析和理解得到的。信息不能独立存在
8、,必须依附在某种载体之上。,17,1.1.6 计算机的发展方向,巨型化微型化网络化智能化,18,计算机发展趋势巨型化,运算速度可达每秒几百亿次运算的超级计算机1975年世界上第一台超级计算机“Cray-I”中国超级计算机:国防科技大学研制的“银河1号”、“银河2号”和“银河3号”、“天河一号”2570万亿次,排名第二国家职能计算机中心推出的“曙光1000”、“曙光2000”和“曙光3000”,运算速度为每秒3800亿次(排名80位)。,19,计算机发展趋势微型化,计算机不再是单一的计算机器,而是一种信息机器,一种个人的信息机器。,20,计算机发展趋势网络化,计算机网络:计算机技术与通信技术结合
9、的产物。计算机网络的发展动力:使用远程资源,共享程序、数据和信息资源,网络用户的通讯和合作。,21,计算机发展趋势智能化,第一代机器人:机械手(1962年出现)。人类第一个“工业机器人”:一头在纺织机上挑纱的“驴”(1742年)第二代机器人:具有“感觉”的机器人第三代机器人:装有启发式计算机的“智能机器人”,22,1.2 计算机系统的组成,1.2.1 计算机系统的组成1.2.2 计算机硬件系统1.2.3 软件的概念及软件的分类,23,1.2.1 计算机系统的组成,计算机系统,软件(software)是指实现算法的程序、数据和相关文档。软件系统包括计算机本身运行所需的系统软件和用户完成特定任务所
10、需要的应用软件。硬件(hardware)是指实际的物理设备,包括计算机的主机和外部设备。,24,计算机系统的组成,输入设备:键盘、鼠标、扫描仪 输出设备:显示器、打印机 外 存:软、硬盘、光盘、闪存 网络设备:网卡、调制解调器等,计算机系统,软件,外部设备,系统软件,应用软件:办公软件包、用户程序,硬件,运算器寄存器控制器,主机,内存,CPU,随机读写存储器(RAM)只读存储器(ROM)高速缓冲存储器,操作系统:Windows、Unix、Linux语言处理程序:C、Pascal、VB等 实用程序:诊断程序、排错程序等,数据库管理系统,25,1.2.2 计算机硬件系统,“存储程序”工作原理计算机
11、硬件基本组成一、中央处理器二、存储器三、输入设备四、输出设备五、微型计算机主板、总线与接口,26,John von Neumann,冯诺依曼计算机的基本工作原理1)数据和指令以二进制方式表示,存入存储器中。2)控制器能够将程序自动读出并自动地执行。计算机是利用“存储器”(内存)来存放所要执行的程序的,CPU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。,“存储程序”工作原理,27,计算机硬件基本组成,28,图1-12 计算机工作流程,计算机的基本工作流程,29,一、中央处理器(CPU)中央处理器包括:运算器和控制器。,运算器(算术逻辑运算单元):完成各种算术
12、运算与逻辑运算。控制器:负责从内存读取各种指令,对指令进行分析,根据指令的具体要求向计算机的各个部件发出控制信号,协调计算机各个部件的工作。主要包括:寄存器、程序计数器、译码器、时序信号发生器、操作控制信号等。CPU性能指标:主频:主时钟的频率。在计算机中有一个不断产生时钟脉冲信号的装置,称主时钟。主频决定了机器的工作节拍,各部件均在此节拍下共同工作。机器字长:CPU能够同时处理的数据的二进制位数,它代表了机器的精度。机器字长有16位、32位、64位等(16位字长计算机整型数占两个字节,32位字长计算机整型数占4字节)。,30,微处理器芯片的组成结构,在微机中,把CPU制作在一块超大规模集成电
13、路芯片上,称微处理器(MPU),31,二、存储器,存储器,存储器通常分为内存储器和外存储器,外存储器:存放所有软件和用户文件,内存储器:半导体存储器。存放正在运行程序和访问数据,32,位字节字及字长,1、数据存储的组织形式,位:信息存储的最小单位(1b=1bit),33,0000H0001H0002HFFFFH,存储单元(字节),存储体结构图,存储器是计算机存储数据和程序的存储单元集合,每个存储单元由8位二进制位组成,可读写其中的数据。,34,2、内存储器(内存、主存),内存:一般用半导体组成,通过电路与CPU相连。用来存放当前运行的程序、待处理的数据以及运算结果。它可直接跟CPU进行数据交换
14、,存储速度快。内存储器的容量是以字节为基本单位的,存储容量单位:K 字节1KB=1024 Byte M(兆)字节1MB=1024 KB G(吉)字节1GB=1024 MB T(太)字节1TB=1024 GB内存储器的每一个存储单元对应一个唯一的地址(按字节寻址),CPU按地址来存取存储器中的数据。,35,内存储器的访问过程,36,内存储器分类,只读存储器(read only memory):简称ROM,CPU对它们只取不存,用于永久存放特殊的专用数据。例如:BIOS(Basic Input/Output System)芯片(快速电擦除可编程只读存储器:闪存),启动计算机时,负责通电时自检(显卡
15、、RAM、键盘、驱动器),并把磁盘中的部分操作系统文件(内含基本输入输出设备的驱动程序)调入RAM。随机读写存储器(random access memory):简称RAM,CPU对它们可存可取,分SRAM和DRAM,是内存的主要部分。内存条主要由DRAM构成,一旦切断计算机的电源(关机或事故),其中的所有数据便随即丢失。特殊:CMOS芯片,用来存放机器系统配置的基本信息(如时间、日期等)。用户可进入CMOS setup程序来修改其中信息(Del),关机后由电池供电以保持其中信息。,37,内存储器分类,高速缓冲存储器Cache:是介于CPU和内存之间的一种可高速存取信息的芯片,用于解决它们之间的
16、速度冲突问题。主要由SRAM构成,Cache又分为一级Cache(L1 Cache)和二级Cache(L2 Cache),L1 Cache集成在CPU内部,L2 Cache早期一般是焊在主板上,现在也都集成在CPU内部,常见的容量有256KB、512KB或几兆。,38,存储容量:几百M到几G.存储周期:对存储器进行一次完整的读或写操作所需的时间。微机中存储周期一般为几十到几百纳秒(ns)。,主要技术指标,39,3、外存储器(辅存),外存容量比内存大,可移动。有磁盘(硬盘和软盘)、光盘、磁带等。1、软盘:5.25英寸,3.5英寸软盘存储系统:软盘、软盘驱动器。软盘分:单面单密(SS,SD)、单面
17、双密(SS,DD)、双面单密(DS,SD)、双面双密(DS,DD)、双面高密(DS,HD)。3.5英寸(DS,HD):1.44MB。2、硬盘(温盘):由若干硬盘片组成的盘片组,且存储介质与驱动机构密封在同一盘体内。微机常用的3.6G-80GB。,写保护,40,硬盘片是由涂有磁性材料的铝合金构成,读写硬盘时,磁性圆盘高速旋转产生的托力使磁头悬浮在盘面上而不接触盘面,硬盘,0磁道,主引导扇区:第一物理扇区,在0磁道。它由主引导记录和硬盘分区表组成,主引导扇区是硬盘正确引导和使用的必要保证。存储量面数每面磁道数每道扇区数每扇区字节数 3.5英寸软盘存储容量=2 面 80 磁道 18扇区512B=1.
18、44MB,41,3、CD(compact disc)光盘:只读、一次写入光盘和可抹性光盘。只读光盘(CDROM:):680MB数据传输率:单倍速、四倍速、8倍速、12倍速、24倍速等。4、DVD光盘(Digital Versatile Disc):单面单层:4.7GB;单面双层8.5GB;双面双层17GB;数据传输率:单速(1.38MB/s)5、U盘 采用flash memory(也称闪存)存储技术的USB设备,支持即插即用。,衡量光盘驱动器传输数据速率的指标叫做倍速,一倍速率=150KB/秒,42,三、输入设备,用来将数据输入到计算机中的外部设备。常见的输入设备有键盘、鼠标、触摸屏、扫描仪和
19、数码相机等。1.键盘:计算机输入的主要设备。2.鼠标器:是为适应图形操作界面而使用的一种输入设备。种类有机械式、光电式。,43,四、输出设备,1.显示器作用:输出程序运行的最终结果;对数据的输入和编辑进行监督。常用阴极射线管显示器(CRT)和液晶显示器(LCD),显示器尺寸14、15、17等多种规格显示器的分辨率:指显示器所能显示像素点的多少。用显示器每行像素点与每列像素点的乘积来表示,乘积越大,分辨率越高。分辨率:640 x 480、800 x 600、1024 x 768显示颜色:16种、256种,真彩色(24位或32位)。显示颜色由表示颜色的位数决定的。,显示器,打印机,44,四、输出设
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- 教学 课件 第一章 计算机基础知识
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