大学计算机基础第1章计算机基础知识.ppt

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1、1,大学计算机基础,重庆科技学院电气与信息工程学院计算机系,主讲教师：陈维2023年11月,课件制作人：陈维,第1章 计算机基础知识,1.1 计算机概述1.2 微型计算机系统,课件制作人：陈维,本章重点内容,数据在计算机中的表示与存储计算机系统组成计算机的基本工作原理微型计算机硬件系统组成各种进制数间的转换,课件制作人：陈维,1.1 计算机概述,1.1.1 计算机的发展1.1.2 计算机的分类及应用领域1.1.3 数据在计算机中的表示及存储1.1.4 计算机系统组成,课件制作人：陈维,1.1.1 计算机的发展,1946年，世界上第一台电子计算机诞生ENIAC,Electronic Numeri

2、cal Integrator And Calculator,电子数字积分计算机,重达30吨占地170m2耗电150千瓦18000个电子管每秒5000次加减法,课件制作人：陈维,1.1.1 计算机的发展,计算机的发展史，大概可分为四个阶段,课件制作人：陈维,第五代计算机是把信息采集、存储、处理、通信同人工智能结合在一起的智能计算机系统。,1.1.1 计算机的发展,未来计算机第五代计算机,课件制作人：陈维,按运行速度及处理能力分：桌面计算机服务器超级计算机嵌入式计算机,1.1.2 计算机的分类及应用领域,分类方法不同，得出的计算机分类结果也不同。,按用途分：通用计算机和专用计算机,课件制作人：陈维

3、,1.1.2 计算机的分类及应用领域,超级计算机示意图,超级计算机是指由数百数千甚至更多的处理器（机）组成的,计算速度和能力远超过普通PC机和服务器的计算机。,课件制作人：陈维,1.1.2 计算机的分类及应用领域,科学计算数据处理计算机辅助技术，如CAD过程控制人工智能（或智能模拟）办公自动化网络应用,计算机的应用领域,大家能对这些应用领域举例吗？,课件制作人：陈维,1.1.3 数据在计算机中的表示与存储,进制的概念,十进制R=10，可使用0,1,2,3,4,5,6,7,8,9二进制R=2，可使用0,1八进制R=8，可使用0,1,2,3,4,5,6,7十六进制R=16，可使用0,9,A,B,C

4、,D,E,F,“逢R进一，借一当R”,(165.32)10=1102+6101+5100+310-1+210-2,课件制作人：陈维,1.1.3 数据在计算机中的表示与存储,计算机内部存储信息采用 二进制,基数R为2，使用基本符号0、1来计数，遵循“逢二进一，借一当二”的计数规则。二进制数可以按权展开为多项式。例如：(10110.101)2=124+023+122+121+020+12-1+02-2+12-3,课件制作人：陈维,1.1.3 数据在计算机中的表示与存储,二进制的电路比较简单 二进制的运算比十进制数简单 二进制可靠性高,为什么计算机内部要使用“二进制”？,课件制作人：陈维,1.1.3

5、 数据在计算机中的表示与存储,R 进制转化成十进制,R 进制转化成十进制：数码乘以各自的权的累加 例:10101(B)=24+22+1=21(D)101.11(B)=22+1+2-1+2-2=5.75(D)101(O)=82+1=(65)10 71(O)=78+1=(57)10 101A(H)=163+16+10(4122)10,进制表示符号B 二进制O 八进制D 十进制H 十六进制,课件制作人：陈维,1.1.3 数据在计算机中的表示与存储,十进制转化成 R进制,整数部分：除以 R取余数，直到商为0，余数从右到左排列。小数部分：乘以 R取整数，整数从左到右排列。,315D=100111011B

6、,0.375D=0.011B,课件制作人：陈维,1.1.3 数据在计算机中的表示与存储,二进制、八进制、十六进制数间的相互转换,一位八进制数对应三位二进制数一位十六进制数对应四位二进制数二进制转化成八(十六)进制)整数部分：从右向左按三(四)位进行分组 小数部分：从左向右按三(四)位进行分组 不足补零,课件制作人：陈维,1.1.3 数据在计算机中的表示与存储,1 101 101 110.110 101(B)=1556.65(O)1 5 5 6 6 511 0110 1111.1101 01(B)=36F.D4(H)3 6 F D 4,二进制、八进制、十六进制数间的相互转换,课件制作人：陈维,1

7、.1.3 数据在计算机中的表示与存储,计算机存储信息的单位,字节（Byte）：由八个二进制位组成，计算机中表示存储空间的最基本容量单位,KB 字节1KB=1024 BMB（兆）字节1MB=1024 KBGB（吉）字节1GB=1024 MB TB（太）字节1TB=1024 GB,字（word）:计算机进行信息处理时一次 存取、加工和传送的数据。,课件制作人：陈维,1.1.3 数据在计算机中的表示与存储,ACSII码(American Standard Code for Information Interchange)(见ASCII表）128个常用字符，用7位二进制编码，从0到127 控制字符：0

8、32，127；普通字符：94个。,西文字符编码ASCII码,课件制作人：陈维,例如：“a”字符的编码为01100001，对应的十进制数是97；换行 0AH 10 回车 0DH 13 空格 20H 32 09 30H39H 4857 AZ 41H5AH 6590 az 61H7AH 97122,西文字符编码ASCII码,课件制作人：陈维,1.1.3 数据在计算机中的表示与存储,汉字编码,汉字输入码(外码）区位码、拼音码、五笔字形码等。汉字国标码（每个汉字占两个字节的低7位）GB231280:信息交换用汉字编码字符集基本集 GBK:GB2312的扩展,主要扩展了繁体中文字,课件制作人：陈维,1.1

9、.3 数据在计算机中的表示与存储,汉字编码,机内码：每个汉字占两个字节 汉字在设备或系统内部最基本的表达形式。汉字 国标码 汉字内码 中 8680(01010110 01010000)B(11010110 11010000)B 华 5942(00111011 00101010)B(10111011 10101010)B 字形码:汉字点阵其它编码 Unicode：每种字符占用空间相同（汉字和字符均占用2个字节）,课件制作人：陈维,1.1.4 计算机系统组成,课件制作人：陈维,1.1.4 计算机系统组成,计算机硬件包括主机和外设,课件制作人：陈维,1.1.4 计算机系统组成,硬件组成,运算器控制器

10、存储器输入设备输出设备,课件制作人：陈维,1.1.4 计算机系统组成,处理器,课件制作人：陈维,1.1.4 计算机系统组成,存储器,存储器是计算机存储数据和程序的记忆单元集合，每个记忆单元由8位二进制位组成，可读写其中的数据。,存储器,存储器通常分为内存储器和外存储器,存放大量信息的外存储器,信息交流中心内存储器,课件制作人：陈维,1.1.4 计算机系统组成,输入/输出设备,常用输入设备：键盘、鼠标、扫描仪、光笔、数字化仪等。常用输出设备：显示器、打印机、绘图仪等。,课件制作人：陈维,1.1.4 计算机系统组成,系统软件操作系统、语言处理系统、数据库系统等应用软件办公软件、杀毒软件、媒体播放、

11、网络通信工具等,软件系统,课件制作人：陈维,1.2 微型计算机系统,1.2.1 计算机的基本工作原理及结构1.2.2 微型计算机硬件系统组成,课件制作人：陈维,1.2.1 计算机基本工作原理及结构,世界上第一台电子数字计算机ENIAC诞生后，美籍匈牙利数学家冯诺依曼提出了新的设计思想，主要有三点：计算机应该以二进制为运算基础 计算机应该采用“存储程序和程序控制”方式工作 计算机的结构应该由5个部分组成：运算器、控制器、存储器和输入设备、输出设备。,冯诺依曼的设计思想,冯诺依曼设计思想至今仍然是计算机内在的基本工作原理,课件制作人：陈维,1.2.1 计算机基本工作原理及结构,常用的几个基本概念,

12、指令：是一种采用二进制表示的、并让计算机执行的一种基本操作的编码。指令通常由两部分组成：操作码 和 操作数。程序：就是完成既定任务的一组指令序列，计算机按照程序规定的流程依次执行一条条的指令，最终完成程序所要实现的目标。“存储程序和程序控制”工作原理：计算机利用存储器来存放所要执行的程序，中央处理器依次从存储器中取出程序的每一条指令，并加以分析和执行，直至完成全部指令任务为止。,课件制作人：陈维,计算机指令系统：是指所有指令的集合。一台计算机可以有许多指令，指令的作用也各不相同。,程序的自动执行,一条指令的执行过程大致如下：,常用的几个基本概念,1.2.1 计算机基本工作原理及结构,课件制作人

13、：陈维,1.2.1 计算机基本工作原理及结构,计算机工作原理示意图,课件制作人：陈维,1.2.2 微型计算机硬件系统组成,常见微型计算机,平板电脑,家庭网络计算机,移动计算机,课件制作人：陈维,1.2.2 微型计算机硬件系统组成,CPU主要性能指标,CPU字长：内部各寄存器之间一次能够传递的数据位 位宽 与外部设备之间一次能够传递的数据位 x位CPU 通常用CPU字长和位宽来称呼CPU。例如，Pentium CPU字长是32位，位宽是64位，称为超32位CPU。CPU外频：CPU总线频率 CPU主频：CPU内核电路的实际工作频率 生产工艺技术：通常用微米数字来描述,课件制作人：陈维,例如：In

14、tel 酷睿i3 530 64位 2.93GHz=133MHz 22 L3=4M 双核 1.15V LGA-1156 32纳米,CPU主要性能指标,课件制作人：陈维,主板示意图,课件制作人：陈维,1.2.2 微型计算机硬件系统组成,内部存储器,随机存取存储器(Random Access Memory，简称RAM)只读存储器(Read only Memory，简称ROM)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速度冲突问题。,课件制作人：陈维,1.2.2 微型计算机硬件系统组成,硬盘,硬盘的磁道、扇区、柱面,课件制作人：陈维,1.2.2 微型

15、计算机硬件系统组成,固态硬盘（Solid State Disk或Solid State Drive），也称作电子硬盘或者固态电子盘，是由控制单元和固态存储单元（DRAM或FLASH芯片）组成的硬盘。由于固态硬盘没有普通硬盘的旋转介质，因而抗震性极佳。,固态硬盘,课件制作人：陈维,显卡全称显示接口卡（Video card，Graphics card），又称为显示适配器（Video adapter）。显卡的用途是将计算机系统所需要的显示信息进行转换驱动，并向显示器提供行扫描信号，控制显示器的正确显示，是连接显示器和个人电脑主板的重要元件，是“人机对话”的重要设备之一。,1.2.2 微型计算机硬件系统组成,显卡,课件制作人：陈维,1.2.2 微型计算机硬件系统组成,显卡,七彩虹GT240-GD5 CF白金版,课件制作人：陈维,1.2.2 微型计算机硬件系统组成,CRT显示器,显示器,LCD显示器,PDP显示器,课件制作人：陈维,本章小结,计算机发展计算机的分类及应用领域计算机中数值的表示及数制转换计算机工作原理及结构微型计算机硬件组成,