计算机相关知识（赛前）课件

计算机相关知识计算机相关知识赛前知识点梳理赛前知识点梳理计算机相关知识赛前知识点梳理1 世界上第一台世界上第一台 电子数字式计算机于电子数字式计算机于 1946年日在年日在 美国宾夕美国宾夕法尼亚法尼亚大学正式投入运行，它的名称叫大学正式投入运行，它的名称叫 ENIAC(埃尼阿克埃尼阿克)，是，是电子数值积分计算机电子数值积分计算机(The Electronic Numberical Intergrator and Computer)的缩写。它使用了的缩写。它使用了 17468个真空电子管，耗电个真空电子管，耗电 174千瓦，占地千瓦，占地 170平方米，重达平方米，重达 30吨，吨，每秒钟可进行每秒钟可进行 5000次次加法运算。加法运算。世界上第一台 电子数字式计算机于 1946年计算机的发展过程计算机的发展过程 发展阶段发展阶段 发展时间发展时间 组成元件特征组成元件特征 第一代第一代（1946-1957）电子管电子管 第二代第二代（1958-1964）晶体管晶体管 第三代第三代（1965-1971）中小规模集成电路中小规模集成电路 第四代第四代（1972-.）大规模、超大规模集成电路大规模、超大规模集成电路 计算机的发展计算机的发展(近代计算机发展阶段近代计算机发展阶段现代计算机发展阶段现代计算机发展阶段微机及网络发展阶段）微机及网络发展阶段）1、近代计算机发展阶段（、近代计算机发展阶段（1822-1944）：机械式或机电式计算机，代表人物是）：机械式或机电式计算机，代表人物是英国数学家查尔斯巴贝奇英国数学家查尔斯巴贝奇。2、现代计算机发展阶段（、现代计算机发展阶段（1946-？）：传统大型机阶段，主要采用电子技术；？）：传统大型机阶段，主要采用电子技术；代表人物代表人物英国科学家图灵（建立理论模型、可计算性模型、机器智能测试英国科学家图灵（建立理论模型、可计算性模型、机器智能测试）、）、美籍匈美籍匈牙利科学家冯诺依曼（建立计算机的基本结构，即冯诺依曼结构牙利科学家冯诺依曼（建立计算机的基本结构，即冯诺依曼结构）3、微机及网络阶段（、微机及网络阶段（1981-？）：？）：、微机的划代：微机即微型计算机，又称个人计算机（、微机的划代：微机即微型计算机，又称个人计算机（Personal Computer），），简称简称PC机。机。、网络：用通信线路、按照、网络：用通信线路、按照约定的协议约定的协议将分布在将分布在不同地点不同地点的若干台独立的计算机互的若干台独立的计算机互联起来，实现联起来，实现数据通信和资源共数据通信和资源共享。享。计算机的发展过程 发展阶段 发展时间 组成元件特征 第一代 我国电子计算机的发展我国电子计算机的发展1.1.我国从年开始了电子计算机的科研和教学工作。我国从年开始了电子计算机的科研和教学工作。2.2.年和年先后研制成功年和年先后研制成功“”和和“”型电子计型电子计算机，在我国的油田开发、大型水坝设计以及第一颗原子弹的研制和人工算机，在我国的油田开发、大型水坝设计以及第一颗原子弹的研制和人工合成胰岛素等生产和科研上发挥了不可估量的作用；合成胰岛素等生产和科研上发挥了不可估量的作用；3.3.年每秒运行万次的年每秒运行万次的“乙乙”型晶体管计算机问世。型晶体管计算机问世。4.4.年年“”型集成电路计算机研制成功，在此以后型集成电路计算机研制成功，在此以后“”和和“”系列集成电路计算机也相继研制成功，并形成系列集成电路计算机也相继研制成功，并形成了批量生产能力。了批量生产能力。5.5.年月，年月，每秒运算亿次的每秒运算亿次的“银河银河”巨型计算机在中国国防科巨型计算机在中国国防科技大学问世。技大学问世。6.6.年月，年月，每秒运行亿次的每秒运行亿次的“银河银河II”II”巨型计算机又在中国巨型计算机又在中国国防科技大学研制成功，这标志着我国计算机科技水平进入了一个新的领国防科技大学研制成功，这标志着我国计算机科技水平进入了一个新的领域。域。我国电子计算机的发展我国从年开始了电子计算机的科研和计算机的特点计算机的特点1.运算速度快运算速度快：现代巨型计算机的速度达几十亿乃至几百亿次，大量复杂的：现代巨型计算机的速度达几十亿乃至几百亿次，大量复杂的科学计算过去人工需要几年、几十年，而现在用计算机只需几天或几个小科学计算过去人工需要几年、几十年，而现在用计算机只需几天或几个小时甚至几分钟就可完成。时甚至几分钟就可完成。2.运算精度高运算精度高：如对圆周率的计算，数学家经过长期艰苦的努力只算出小数：如对圆周率的计算，数学家经过长期艰苦的努力只算出小数点后点后500位，而使用计算机很快就算到了小数点后位，而使用计算机很快就算到了小数点后200万位。万位。3.通用性强通用性强：计算机可以将任何复杂的信息处理任务分解成一系列的基本算：计算机可以将任何复杂的信息处理任务分解成一系列的基本算术和逻辑操作，从而使其具有极大的通用性。术和逻辑操作，从而使其具有极大的通用性。4.具有记忆和逻辑判断能力具有记忆和逻辑判断能力：计算机有存储器，用来存储大量的数据，从而：计算机有存储器，用来存储大量的数据，从而使其具有记忆能力；计算机利用编码技术，使自身既可以进行算术运算又使其具有记忆能力；计算机利用编码技术，使自身既可以进行算术运算又可以进行逻辑运算，对语言、文字、符号、大小、异同等进行比较、判断、可以进行逻辑运算，对语言、文字、符号、大小、异同等进行比较、判断、推理和证明。推理和证明。5.自动控制能力自动控制能力：计算机的各种操作、控制是事先编制的程序自动控制实现：计算机的各种操作、控制是事先编制的程序自动控制实现的，可以不需要人的干预。的，可以不需要人的干预。计算机的特点运算速度快：现代巨型计算机的速度达几十亿乃至几百四、计算机的分类四、计算机的分类1、国内标准：巨型机、大型机、中型机、小型机、微型机、国内标准：巨型机、大型机、中型机、小型机、微型机2、国际标准：巨型机、小巨型机、大型机、小型机、工作站、个、国际标准：巨型机、小巨型机、大型机、小型机、工作站、个人计算机人计算机五、微机的种类五、微机的种类1、按生产厂家及型号分：、按生产厂家及型号分：IBM-PC及其兼容机系列、及其兼容机系列、Apple-Macintosh系列系列(苹果电脑苹果电脑)、IBM公司的公司的PS/2系列；我国的著名微型机系列；我国的著名微型机品牌有品牌有“联想联想”“方正方正”“金长城金长城”等。等。2、按采用的微处理器芯片分：、按采用的微处理器芯片分：Intel系列系列(Intel 8088/8086、80286、80386、80486、Pentium等等)和非和非Intel系列系列(Motorola公司的公司的MC68000系列系列)。3、按微处理器芯片的性能分：、按微处理器芯片的性能分：8位机、位机、16位机、位机、32位机、位机、64位机等。位机等。四、计算机的分类下面简单介绍一下微处理器芯片的两个主要性能指标下面简单介绍一下微处理器芯片的两个主要性能指标1.字长（位数字长（位数）指指通用寄存器的位数通用寄存器的位数、数据总线数据总线的条数，或者说是的条数，或者说是能直接处理的二能直接处理的二进制信息的位数进制信息的位数。字长越长，寻址空间越大。字长越长，寻址空间越大(内存容量越大内存容量越大)、指令、指令的数量更多功能更强、处理和传送信息的速度更快、精度更高。的数量更多功能更强、处理和传送信息的速度更快、精度更高。2.主频主频指微处理器芯片的时钟频率，即时钟指微处理器芯片的时钟频率，即时钟在一秒钟内发出的时钟脉冲数在一秒钟内发出的时钟脉冲数，单位是兆赫兹单位是兆赫兹(MHZ)；它是衡量微型机运算速度的重要指标，主频；它是衡量微型机运算速度的重要指标，主频越高，运算速度就越快。越高，运算速度就越快。注：如果在电脑技术资料上有注：如果在电脑技术资料上有Pentium/166这样的标志，表明该这样的标志，表明该微机处理器芯片的字长是微机处理器芯片的字长是32位、主频是位、主频是166MHZ。下面简单介绍一下微处理器芯片的两个主要性能指标字长（位数）计算机的应用计算机的应用计算机的应用相当广泛，涉及到科学研究、军事技术、工农业生产、文化教育等计算机的应用相当广泛，涉及到科学研究、军事技术、工农业生产、文化教育等各个方面。可概括为以下几个方面：各个方面。可概括为以下几个方面：1.科学计算（数值计算）科学计算（数值计算）：是计算机最重要的应用之一，体现了其运算速度快、：是计算机最重要的应用之一，体现了其运算速度快、精度高的特点；如：工程设计、地震预测、气象预报、火箭发射等科研、军事精度高的特点；如：工程设计、地震预测、气象预报、火箭发射等科研、军事领域都需要计算机边方面的应用；这些应用主要是巨型机、大型机。领域都需要计算机边方面的应用；这些应用主要是巨型机、大型机。2.数据处理（信息管理）数据处理（信息管理）：是计算机最广泛的应用，主要进行数据的收集、记录、：是计算机最广泛的应用，主要进行数据的收集、记录、加工等，具体包括：数据采集、数据转换、数据分组、数据组织、数据计算、加工等，具体包括：数据采集、数据转换、数据分组、数据组织、数据计算、数据存储、数据检索、数据排序等方面；如：人口统计、档案管理、银行业务、数据存储、数据检索、数据排序等方面；如：人口统计、档案管理、银行业务、情报检索、企业管理等。这些应用主要是微机，不涉及复杂的运算过程，为管情报检索、企业管理等。这些应用主要是微机，不涉及复杂的运算过程，为管理自动化、办公自动化创造了条件。理自动化、办公自动化创造了条件。3.过程控制（实时控制过程控制（实时控制）：计算机是生产自动化的基本技术工具，在那些生产自）：计算机是生产自动化的基本技术工具，在那些生产自动化程度高、信息传递速度准确度高的领域，人工操作已无法完成，只有计算动化程度高、信息传递速度准确度高的领域，人工操作已无法完成，只有计算机才能完成；如：冶金、机械、石油、化工、电力及各种自动化系统部门都有机才能完成；如：冶金、机械、石油、化工、电力及各种自动化系统部门都有计算机这方面的应用。计算机这方面的应用。计算机的应用计算机的应用相当广泛，涉及到科学研究、军事技术、4.计算机辅助工程：计算机辅助工程：、计算机辅助设计（、计算机辅助设计（CAD）：利用计算机高速处理、大容量存储和图）：利用计算机高速处理、大容量存储和图形处理功能，来辅助设计人员进行产品设计的技术。如：电路设计、机械设形处理功能，来辅助设计人员进行产品设计的技术。如：电路设计、机械设计、土木建筑设计、服装设计中计算机的应用。计、土木建筑设计、服装设计中计算机的应用。、计算机辅助制造（、计算机辅助制造（CAM）：在机器制造业中，利用计算机控制机床）：在机器制造业中，利用计算机控制机床和设备完成离散产品的加工、装配、检测和包装等制造过程的技术。和设备完成离散产品的加工、装配、检测和包装等制造过程的技术。、计算机辅助教学（、计算机辅助教学（CAI）：通过学生与计算机系统之间的对话，实现）：通过学生与计算机系统之间的对话，实现教学的技术。教学的技术。、其他计算机辅助系统：计算机辅助测试（、其他计算机辅助系统：计算机辅助测试（CAT）、计算机辅助教育）、计算机辅助教育（CAE）、计算机辅助出版（）、计算机辅助出版（CAP）。）。5.办公自动化办公自动化：这是计算机最广泛的应用之一，它具有信息处理自动化的特点，：这是计算机最广泛的应用之一，它具有信息处理自动化的特点，一般要求具有文字处理、资料查询、资料检索、图像处理和网络通讯的能力。一般要求具有文字处理、资料查询、资料检索、图像处理和网络通讯的能力。6.人工智能人工智能：又称智能模拟，是指利用计算机模拟人类的某些智力活动。例如：又称智能模拟，是指利用计算机模拟人类的某些智力活动。例如用计算机进行图像和物体的识别，模拟人类的学习过程和探索过程等。用计算机进行图像和物体的识别，模拟人类的学习过程和探索过程等。计算机辅助工程：、计算机辅助设计（CAD）：利用计算机计算机的工作原理计算机的工作原理1、程序和指令、程序和指令指令：在设计计算机时规定电子线路能完成的一条指令；把某种型号指令：在设计计算机时规定电子线路能完成的一条指令；把某种型号计算机能实现的全部指令的集合称为该型号计算机的计算机能实现的全部指令的集合称为该型号计算机的指令系统指令系统。程序：由许多指令按语句次序排列起来构成解题的步骤（简而言之，程序：由许多指令按语句次序排列起来构成解题的步骤（简而言之，就是就是指令的有序集合指令的有序集合）。）。2、存储程序工作原理、存储程序工作原理 存储程序原理是由美籍匈牙利数学家冯诺依曼于存储程序原理是由美籍匈牙利数学家冯诺依曼于1946年提出来的，年提出来的，仍是现代计算机的结构基础。仍是现代计算机的结构基础。所谓存储程序是指把所谓存储程序是指把程序存储在计算机内程序存储在计算机内（专用的设备是存储器），（专用的设备是存储器），使计算机能象快速存取数据一样地快速存取组成程序的指令，并执行它们，使计算机能象快速存取数据一样地快速存取组成程序的指令，并执行它们，达到自动控制计算机的目的。所有这些过程都是由达到自动控制计算机的目的。所有这些过程都是由控制器和运算器控制器和运算器来完成来完成的。对于存储程序工作原理需要强调以下两点：的。对于存储程序工作原理需要强调以下两点：、程序中的所有指令均采用数字化编码方式，使程序和数据一样保、程序中的所有指令均采用数字化编码方式，使程序和数据一样保存在存储器中，否则无法实现程序的存储工作；存在存储器中，否则无法实现程序的存储工作；、程序中的所有指令必须是属于执行程序的这台机器的指令系统；、程序中的所有指令必须是属于执行程序的这台机器的指令系统；计算机的工作原理1、程序和指令计算机科学家计算机科学家 计算机之父计算机之父-冯冯诺依曼诺依曼1944年，美籍匈牙利数学家年，美籍匈牙利数学家 冯冯诺依曼诺依曼 提出计算机基本结构和工作方式的提出计算机基本结构和工作方式的设想，为计算机的诞生和发展提供了理论基础。时至今日，尽管计算机软设想，为计算机的诞生和发展提供了理论基础。时至今日，尽管计算机软硬件技术飞速发展，但计算机本身的体系结构并没有明显的突破，当今的硬件技术飞速发展，但计算机本身的体系结构并没有明显的突破，当今的计算机仍属于冯计算机仍属于冯诺依曼架构。其理论要点如下：诺依曼架构。其理论要点如下：1、计算机硬件设备由存储器、运算器、控制器、输入设备和输出设备、计算机硬件设备由存储器、运算器、控制器、输入设备和输出设备5部部分组成。分组成。2、存储程序思想存储程序思想 存储程序通用电子计算机方案存储程序通用电子计算机方案 EDVAC。把计把计算过程描述为由许多命令按一定顺序组成的程序，然后把程序和数据一起算过程描述为由许多命令按一定顺序组成的程序，然后把程序和数据一起输入计算机，计算机对已存入的程序和数据处理后，输出结果。输入计算机，计算机对已存入的程序和数据处理后，输出结果。计算机科学家 计算机之父-冯诺依曼2、图灵、图灵计算机界最高奖计算机界最高奖“图灵奖图灵奖”图灵图灵1912年生于英国伦敦，年生于英国伦敦，1954年死于英国的曼彻斯特，他是年死于英国的曼彻斯特，他是计算机逻辑计算机逻辑的奠基者的奠基者，许多，许多人工智能人工智能的重要方法也源自于这位伟大的科学家。他对计算机的重要方法也源自于这位伟大的科学家。他对计算机的重要贡献在于他提出的有限状态自动机也就是图灵机的概念，对于人工智能，的重要贡献在于他提出的有限状态自动机也就是图灵机的概念，对于人工智能，它提出了重要的衡量标准它提出了重要的衡量标准“图灵测试图灵测试”，如果有机器能够通过图灵测试，那他，如果有机器能够通过图灵测试，那他就是一个完全意义上的智能机，和人没有区别了。他杰出的贡献使他成为计算就是一个完全意义上的智能机，和人没有区别了。他杰出的贡献使他成为计算机界的第一人，现在人们为了纪念这位伟大的科学家将计算机界的机界的第一人，现在人们为了纪念这位伟大的科学家将计算机界的最高奖定名最高奖定名为为“图灵奖图灵奖”。3、Ada Lovelace世界上第一位程序员。世界上第一位程序员。4、结构化程序设计由、结构化程序设计由迪克斯特拉迪克斯特拉(E.W.dijkstra)在在1969年提出，是以模块化设年提出，是以模块化设计为中心计为中心2、图灵计算机界最高奖“图灵奖”主板(Mainboard或Motherboard，简称M/B)CPU、内存、声卡、显卡等部件都固定在主板的插槽上，另外机箱电源上的引、内存、声卡、显卡等部件都固定在主板的插槽上，另外机箱电源上的引出线也接在主板的接口上出线也接在主板的接口上主板(Mainboard或Motherboard，简称M/B显卡显卡 主板要把控制信号传送到显示器，并将数码信号转变为图像信号，就需要在主主板要把控制信号传送到显示器，并将数码信号转变为图像信号，就需要在主板和显示器之间安装一个中间通讯连接部件，这就是显示适配器，简称为显卡。板和显示器之间安装一个中间通讯连接部件，这就是显示适配器，简称为显卡。显卡和显示器共同构成了电脑的显示系统。显卡和显示器共同构成了电脑的显示系统。显卡 主板要把控制信号传送到显示器，并将数码信号转变为图像信声卡声卡声卡是多媒体电脑的核心部件，它的功能主要是处理声音信号并把信号传输给声卡是多媒体电脑的核心部件，它的功能主要是处理声音信号并把信号传输给音箱或耳机，使它们发出声音来。音箱或耳机，使它们发出声音来。声卡声卡是多媒体电脑的核心部件，它的功能主要是处理声音信号并CPU CPU(Central Processing Unit，中央处理器，中央处理器)是电脑最核心、最重要的部件。是电脑最核心、最重要的部件。目前市场上的目前市场上的CPU主要是主要是Intel和和AMD两家公司生产的。两家公司生产的。Intel公司的代表产品就公司的代表产品就是是“奔腾奔腾”系列，如系列，如Pentium(奔腾奔腾)、Pentium 4(奔腾奔腾4)处理器。处理器。AMD公公司的司的CPU产品主要有产品主要有Athlon、Athlon Thunderbird、Ahtlon XP和和Duron。CPU CPU(Central Processing Uni内存条内存条主板上的内存通常被叫做内存条主板上的内存通常被叫做内存条(绿色长条形绿色长条形)，是电脑中数据存储和交换的部，是电脑中数据存储和交换的部件。因为件。因为CPU工作时需要与外部存储器工作时需要与外部存储器(如硬盘、软盘、光盘如硬盘、软盘、光盘)进行数据交换，进行数据交换，但外部存储器的速度却远远低于但外部存储器的速度却远远低于CPU的速度，所以就需要一种工作速度较快的的速度，所以就需要一种工作速度较快的设备在其中完成数据暂时存储和交换的工作，这就是内存的主要作用了。内存设备在其中完成数据暂时存储和交换的工作，这就是内存的主要作用了。内存最常扮演的角色就是为硬盘与最常扮演的角色就是为硬盘与CPU传递数据。传递数据。现在常用的有现在常用的有SDRAM内存、内存、DDR内存和内存和Rambus内存。其中内存。其中DDR内存和内存和Rambus内存的运行频率、与内存的运行频率、与CPU间的传输速率都高于间的传输速率都高于SDRAM内存，已经成内存，已经成为主流。为主流。内存条主板上的内存通常被叫做内存条(绿色长条形)，是电脑中数硬硬 盘盘硬盘驱动器硬盘驱动器(Hard Disk Drive，HDD，或，或HD)通常又被称为硬盘，它安装在主通常又被称为硬盘，它安装在主机的里面，所以我们很少见到它。和软盘、光盘一样，硬盘是电脑的存储设备，机的里面，所以我们很少见到它。和软盘、光盘一样，硬盘是电脑的存储设备，我们在电脑上的文件就是存在硬盘里的。和软盘不同的是，硬盘和硬盘驱动器我们在电脑上的文件就是存在硬盘里的。和软盘不同的是，硬盘和硬盘驱动器是装在一起的，而且它的读写速度快，容量也很大，通常都是几十个是装在一起的，而且它的读写速度快，容量也很大，通常都是几十个GB。硬 盘硬盘驱动器(Hard Disk Drive，HDD，或计算机系统的基本组成计算机系统的基本组成计算机系统的基本组成计算机相关知识（赛前）课件CPU Central Processing Unit由运算器、控制器和一些寄存器组成；由运算器、控制器和一些寄存器组成；1.运算器运算器 运算器是计算机中进行算术运算和逻辑运算的部件，）不仅可以完成各种运算器是计算机中进行算术运算和逻辑运算的部件，）不仅可以完成各种算术运算（加、减、乘、除），还可以进行逻辑运算（与、或、非等），实现算术运算（加、减、乘、除），还可以进行逻辑运算（与、或、非等），实现逻辑判断、比较和移位等操作；逻辑判断、比较和移位等操作；通常由算术逻辑运算部件（通常由算术逻辑运算部件（ALU Arithmetic Logic Unit）、累加器及通用寄）、累加器及通用寄存器（存器（用来暂存操作数和存放运算结果用来暂存操作数和存放运算结果）组成。）组成。2.控制器控制器 控制器用以控制和协调计算机各部件自动、连续地执行各条指令，通常由控制器用以控制和协调计算机各部件自动、连续地执行各条指令，通常由指令部件、时序部件及操作控制部件组成。指令部件、时序部件及操作控制部件组成。运算器和控制器是计算机的核心部件，这两部分合称中央处理单元运算器和控制器是计算机的核心部件，这两部分合称中央处理单元（Centre Process Unit，简称，简称CPU），如果将），如果将CPU集成在一块芯片上作为一个集成在一块芯片上作为一个独立的部件，该部件称为独立的部件，该部件称为微处理器（微处理器（Microprocessor，简称，简称MP）。）。在微机中，通用寄存器的位数是计算机字长。微型计算机中在微机中，通用寄存器的位数是计算机字长。微型计算机中,寄存器的存取速度最快。寄存器的存取速度最快。CPU Central Processing Unit由是计算机系统中用来是计算机系统中用来暂时或永久暂时或永久存储程序及数据的设备，计算机的存储程序及数据的设备，计算机的记忆功能记忆功能就是就是通过它来实现的；通过它来实现的；速度和容量速度和容量是存储器两个最重要的指标。是存储器两个最重要的指标。它包括内存（它包括内存（Memory）和外存（）和外存（Storage）两类：）两类：外存储器又称外存储器又称辅助存储器辅助存储器，是可较长时间保存信息的部件，如软盘、硬盘、光盘，是可较长时间保存信息的部件，如软盘、硬盘、光盘等；等；内存储器又称内存储器又称主存储器主存储器，分只读存储器（，分只读存储器（ROM）和随机存储器（）和随机存储器（RAM）两类。）两类。1.只读存储器只读存储器只能读出不能写入只能读出不能写入，信息通常是厂家在制造时用特殊方法写入信息通常是厂家在制造时用特殊方法写入的、的、断电后也不会丢失断电后也不会丢失，一般用于存储重要且经常要使用的程序或其他信息，一般用于存储重要且经常要使用的程序或其他信息（如：（如：BIOS）；）；2.随机存储器允许随机存储器允许随机地进行存取信息随机地进行存取信息，但，但计算机断电后，计算机断电后，RAM中的信息就中的信息就会丢失会丢失，通常所说的，通常所说的内存一般指内存一般指RAM，它负责存储计算机工作时所需要的，它负责存储计算机工作时所需要的各种程序和数据，存各种程序和数据，存储器储器的主要功能是用来保存各类程序的数据信息。的主要功能是用来保存各类程序的数据信息。存储器存储器是计算机系统中用来暂时或永久存储程序及数据的设备，计算机的记根据内存器件结构的不同，随机存储器又可分为：根据内存器件结构的不同，随机存储器又可分为：静态随机存储器（静态随机存储器（Static RAM，简称，简称 SARM）动态随机存储器（动态随机存储器（Dynamic RAM，简称，简称 DRAM）两种。）两种。静态随机存储器静态随机存储器（SARM）集成度低，价格高。但存取速度快集成度低，价格高。但存取速度快，它常，它常用作高速缓冲存储器（用作高速缓冲存储器（Cache）。）。Cache是指工作速度比一般内存快得多是指工作速度比一般内存快得多的存储器的存储器，它的速度基本上与，它的速度基本上与 CPU速度相匹配，它的位置在速度相匹配，它的位置在 CPU与内存之与内存之间间 CPU在读写数据时，首先访问在读写数据时，首先访问 Cache。如果。如果 Cache含有所需的数据，含有所需的数据，就不需要访问内存；如果就不需要访问内存；如果 Cache中不含有所需的数据，才去访问内存。设中不含有所需的数据，才去访问内存。设置置 Cache的目的，就是为了提高机器运行速度。的目的，就是为了提高机器运行速度。动态随机存储器动态随机存储器使用半导体器件中分布电容上有无电荷来表示使用半导体器件中分布电容上有无电荷来表示“0”和和“1”的，因为保存在分布电容上的电荷会随着电容器的漏电而逐步消失，的，因为保存在分布电容上的电荷会随着电容器的漏电而逐步消失，所以需要周期性的给电容充电，称为刷新。所以需要周期性的给电容充电，称为刷新。这类存储器集成度高、价格低、这类存储器集成度高、价格低、存储速度慢。存储速度慢。根据内存器件结构的不同，随机存储器又可分为：存存储储器器内内存存外外存存RAM(随机随机)ROM(只读只读)静态静态(Cache)动态动态可读可写入信息可读可写入信息断电，数据丢失断电，数据丢失可读可不写入信息可读可不写入信息断电，数据不丢失断电，数据不丢失硬盘、硬盘、U盘、光盘盘、光盘CPU中的寄存器 读写速度由快到慢内存和外存相比，具有速度快但容量小的特点；内存的每一个单元都有一个唯一内存和外存相比，具有速度快但容量小的特点；内存的每一个单元都有一个唯一的编号，称为地址的编号，称为地址（是按字节编址的）；存储器容量的单位有位（是按字节编址的）；存储器容量的单位有位(bit)、字节、字节(B,Byte)、千字节、千字节(KB)、兆字节、兆字节(MB)、千兆字节、千兆字节(GB)、TB等；等；存内外RAM(随机)ROM(只读)静态(Cache)动态可读信息存储单位信息存储单位信息存储单位 信息的单位常采用位、字节、字、机器字长等。信息的单位常采用位、字节、字、机器字长等。1.位（位（bit，缩写为，缩写为b）度量数据的最小单位度量数据的最小单位，表示一位二进制信息。，表示一位二进制信息。2.字节（字节（byte，缩写为，缩写为B）3.一个字节由八位二进制数字组成，一个字节由八位二进制数字组成，1byte=8bit。字节是。字节是信息存储中的基本信息存储中的基本单位单位。每个英文字母要占一个字节，一个汉字要占两个字节。每个英文字母要占一个字节，一个汉字要占两个字节。其它常用其它常用单位有：单位有：KB（千字节）（千字节）1 K=1024 B MB（兆字节）（兆字节）1 M=1024 K GB（吉字节）（吉字节）1 G=1024 M4.字（字（word）字是一个存储单元所存储的内容。常用的固定字长有字是一个存储单元所存储的内容。常用的固定字长有8位、位、16位、位、32位位等。等。5.机器字长机器字长机器字长指一个存储单元（或一个字）所含有的二进制数的位数，它是衡机器字长指一个存储单元（或一个字）所含有的二进制数的位数，它是衡量计算机精度和运算速度的主要技术指标。机器的功能设计决定了机器的量计算机精度和运算速度的主要技术指标。机器的功能设计决定了机器的字长。字长。信息存储单位信息存储单位 信息的单位常采用位、字节、字、机千，千，1KB=2的的10次方次方1024B，兆，兆，1MB=2的的20次方次方1024*1024B1024KB，吉，吉，1GB=2的的30次方次方1024*1024*1024B=1024MB，太太，1TB=2的的40次方次方1024*1024*1024*1024B=1024GB,拍，拍，1PB=2的的50次方次方1024*1024*1024*1024*1024B=1024TB,艾，艾，1EB=2的的60次方次方1024*1024*1024*1024*1024*1024B=1024PB,泽，泽，1ZB=2的的70次方次方1024*1024*1024*1024*1024*1024*1024B=1024EB,尧，尧，1YB=2的的80次方次方1024*1024*1024*1024*1024*1024*1024*1024B=1024ZB 拓展拓展千，1KB=2的10次方1024B，兆，1MB=2的2输入设备输入设备o键盘（键盘（Keyboard）：目前大多使用）：目前大多使用 104 或或 107 键盘键盘 o鼠标（鼠标（Mouse）：主要有机械型鼠标和光电型鼠标两种）：主要有机械型鼠标和光电型鼠标两种 o手写笔手写笔 o麦克风麦克风 o扫描仪（扫描仪（Scanner）o视频输入设备视频输入设备 o条形码扫描条形码扫描 是计算机接受信息和数据的设备，负责把用户命令包括程序和数据输入到计是计算机接受信息和数据的设备，负责把用户命令包括程序和数据输入到计算机算机 输入设备o键盘（Keyboard）：目前大多使用 104输出设备输出设备1.显示器（显示器（Monitor）：目前主要有）：目前主要有 CRT（阴极射线管）显示器和（阴极射线管）显示器和 LCD 液晶显示器。液晶显示器。2.打印机（打印机（Printer）：主要有针式打印机、喷墨打印机、激光打印）：主要有针式打印机、喷墨打印机、激光打印机。机。3.绘图仪绘图仪 4.音箱音箱负责将计算机中的信息（包括程序和数据）传送到外部媒介供用户负责将计算机中的信息（包括程序和数据）传送到外部媒介供用户查看或保存查看或保存注：注：磁盘驱动器、刻录机、触摸屏磁盘驱动器、刻录机、触摸屏既是输入设备又是输出设备；但磁既是输入设备又是输出设备；但磁盘和刻录盘只是外存储器盘和刻录盘只是外存储器输出设备显示器（Monitor）：目前主要有 CRT（阴计算机相关知识（赛前）课件n所谓所谓总线总线就是用来传送信息的一组通信线。微型计算机通过系统总线将各部就是用来传送信息的一组通信线。微型计算机通过系统总线将各部件连接到一起，实现了微型计算机内部各部件间的信息交换。一般情况下，件连接到一起，实现了微型计算机内部各部件间的信息交换。一般情况下，CPU提供的信号需经过总线形成电路形成系统总线。提供的信号需经过总线形成电路形成系统总线。n系统总线按照传递信息的功能来分，分为地址总线、数据总线和控制总线。系统总线按照传递信息的功能来分，分为地址总线、数据总线和控制总线。n统统总线在微型计算机中的地位，如同人的神经中枢系统，统统总线在微型计算机中的地位，如同人的神经中枢系统，CPU通过系统总通过系统总线对存贮器的内容进行读写，同样通过总线，实现将线对存贮器的内容进行读写，同样通过总线，实现将CPU内数据写入外设，或内数据写入外设，或由外设读入由外设读入CPU。总线总线所谓总线就是用来传送信息的一组通信线。微型计算机通过系统总线1.地址总线是专门用于传递地址信息的地址总线是专门用于传递地址信息的,它必定是由它必定是由CPU发出的。发出的。因此是因此是单方向单方向,即由即由CPU发出发出,传送到各个部件或外设。传送到各个部件或外设。其宽度决定了处理器能其宽度决定了处理器能直接访问的主存容量大小。如直接访问的主存容量大小。如8086有有20根地址线，使用这根地址线，使用这20根地址线上不同根地址线上不同地址信息的组合，可直接对地址信息的组合，可直接对220=1M个存储单元进行访问；个存储单元进行访问；Pentium II有有36根地址线，因此它可直接寻址的最大地址范围为根地址线，因此它可直接寻址的最大地址范围为236=64G。2.数据线用来传送数据信号数据线用来传送数据信号,它是它是双向双向的的,即数据既可以由即数据既可以由CPU送到存储器和外设送到存储器和外设,也可以由存储器和外设送到也可以由存储器和外设送到CPU。数据总线的位数。数据总线的位数(也称总线宽度也称总线宽度)是微型计是微型计算机的一个重要指标算机的一个重要指标.它与它与CPU的位数相对应的位数相对应。但数据的含义是广义的。但数据的含义是广义的,数据线数据线上传送的信号不一定是真正的数据上传送的信号不一定是真正的数据,可以是指令码、状态量、也可以是一个控可以是指令码、状态量、也可以是一个控制量。制量。3.控制总线是控制总线是双向双向的，用于传送控制信号的的，用于传送控制信号的,其中包括其中包括CPU送往存储器和输入送往存储器和输入/输输出接口电路的控制信号如读信号、写信号、中断响应信号、中断请求信号、出接口电路的控制信号如读信号、写信号、中断响应信号、中断请求信号、准备就绪信号等。准备就绪信号等。地址总线是专门用于传递地址信息的,它必定是由CPU发出的。80 x86系列微处理器概况系列微处理器概况 一个字中包含二进制位数的多少叫字长，例如，一个字中包含二进制位数的多少叫字长，例如，16位微机字长为位微机字长为16位，位，32位微机字长为位微机字长为32位。位。80 x86系列微处理器概况 一个字中包含二进制位数的多少叫字计算机语言的分类计算机语言的分类1、机器语言、机器语言 机器语言是用机器语言是用二进制代码表示二进制代码表示的计算机能直接识别和执行的一种机器指令的集合。的计算机能直接识别和执行的一种机器指令的集合。优点：机器语言具有灵活、直接执行和速度快等。优点：机器语言具有灵活、直接执行和速度快等。缺点：编出的程序全是些缺点：编出的程序全是些0和和1的指令代码的指令代码,直观性差直观性差,还容易出错还容易出错2、汇编语言、汇编语言 汇编语言是汇编语言是一种用助记符表示一种用助记符表示的仍然面向机器的计算机语言。汇编语言亦称符号语言用的仍然面向机器的计算机语言。汇编语言亦称符号语言用汇编语言等非机器语言书写好的符号程序称汇编语言等非机器语言书写好的符号程序称源程序源程序,运行时汇编程序要将运行时汇编程序要将源程序翻译成源程序翻译成目标程序，目标程序，汇编语言是低级语言汇编语言是低级语言，仍然是面向机器的语言仍然是面向机器的语言优点：其目标程序占用内存空间少优点：其目标程序占用内存空间少,运行速度快运行速度快,有着高级语言不可替代的用途有着高级语言不可替代的用途。缺点：缺点：使用起来还是比较繁琐费时使用起来还是比较繁琐费时,通用性也差通用性也差3、高级语言、高级语言 不论是机器语言还是汇编语言都是面向硬件的具体操作的，高级语言是面向用户的语言。不论是机器语言还是汇编语言都是面向硬件的具体操作的，高级语言是面向用户的语言。无论何种机型的计算机无论何种机型的计算机,只要配备上相应的高级语言的编译或解释程序。高级语言的只要配备上相应的高级语言的编译或解释程序。高级语言的通通用性强用性强,兼容性好兼容性好,便于移植便于移植 计算机语言的分类1、机器语言 语言处理程序语言处理程序计算机软件系统中有一类软件是专用于处理各种计算机语言的，或者说是处理各种语言编制计算机软件系统中有一类软件是专用于处理各种计算机语言的，或者说是处理各种语言编制的程序，这种软件叫做语言处理程序，常见的语言处理程序有的程序，这种软件叫做语言处理程序，常见的语言处理程序有汇编程序、解释程序、编译程序汇编程序、解释程序、编译程序等；等；如：、等如：、等作用作用：语言处理程序是可以把较高级的语言程序等价地变换成较低级语言程序的系统软件，这里：语言处理程序是可以把较高级的语言程序等价地变换成较低级语言程序的系统软件，这里的的高级高级、低级低级都是相对的。都是相对的。语言处理程序所处理的对象称为称为语言处理程序所处理的对象称为称为源程源程序序(source program)，源程序通过语言处理程序进，源程序通过语言处理程序进行处理而产生的程序称为行处理而产生的程序称为目标程序目标程序(object program)；机器不能直接接受和执行用高级语言编写的程序（源程序）。高级语言源程序必须经过相应的翻机器不能直接接受和执行用高级语言编写的程序（源程序）。高级语言源程序必须经过相应的翻译程序翻译成机器指令的程序（目标程序），才能被计算机理解并执行。译程序翻译成机器指令的程序（目标程序），才能被计算机理解并执行。这种翻译通常有两种做法：这种翻译通常有两种做法：编译方式编译方式是通过一种编译程序是通过一种编译程序将用高级语言编写的源程序整个翻译成目标程序将用高级语言编写的源程序整个翻译成目标程序，然后，然后交由计算机交由计算机执行执行。采用编译方式的。采用编译方式的优点是执行的速度快，经过编译的目标程序保密性好，可以重复执行而不优点是执行的速度快，经过编译的目标程序保密性好，可以重复执行而不要重复翻译要重复翻译。现在许多的高级语言都配备有相应的调试功能，能够指出源程序中出错的地方。现在许多的高级语言都配备有相应的调试功能，能够指出源程序中出错的地方解释方式解释方式是对那些是对那些用高级语言编写的源程序逐句进行分析，边解释边执行，不产生目标程序用高级语言编写的源程序逐句进行分析，边解释边执行，不产生目标程序。解。解释程序具有跟踪对话能力，当你按照屏幕上的提示更正了一个语句后，程序又继续往下执行、直释程序具有跟踪对话能力，当你按照屏幕上的提示更正了一个语句后，程序又继续往下执行、直到程序完全成功。但这种方式执行的到程序完全成功。但这种方式执行的速度慢，花费机器的时间较多，速度慢，花费机器的时间较多，Basic采用解释方式采用解释方式语言处理程序目前公认的计算机语言发展过程目前公认的计算机语言发展过程1.第一代语言第一代语言机器语言机器语言 2.第二代语言第二代语言汇编语言汇编语言 3.第三代语言第三代语言高级语言、算法语言（高级语言、算法语言（BASIC、FORTRAN、COBOL、Pascal、C、Java等）等）4.第四代语言第四代语言非过程化语言（非过程化语言（SQL语言）语言）5.第五代语言第五代语言智能性语言（智能性语言（PROLOG语言语言、LISP语言）语言）利用程序语言开发软件的过程利用程序语言开发软件的过程源程序源程序(.C或或.BAS或或.ASM等等)编译、解释、汇编编译、解释、汇编目标程序目标程序(.OBJ)连接连接可执行文件（可执行文件（.EXE）目前公认的计算机语言发展过程利用程序语言开发软件的过程