微机系统的组成

单击此处编辑母版标题样式,单击此处编辑母版文本样式,第二级,第三级,第四级,第五级,第一章 微机系统的组成,*,第一章 微机系统的组成,教学目的:,让学生了解计算机软硬件和计算机安全使用的基本知识，掌握计算机的基本原理,提高中、英文汉字的录入水平（15字/分钟)。,重点:,计算机系统、数制和编码,难点:,数制和编码,（2+2学时）,1,1.1,计算机,概述,1.2,计算机系统,1.3,数制和编码,1.4,计算机的安全技术,作业及实验,计算机的启动和退出,键盘和鼠标的使用,常用输入法介绍,教学内容：,（根据学生的基础有选择的讲解）,2,1.1 计算机概述,什么是计算机,计算机的发展,计算机的分类,计算机的主要应用,教学过程：,3,计算机全称电子数字计算机，指能根据预先设计好的操作顺序(即程序)自动地对数据进行快速、精确地处理的电子设备。,计算机又被称为“电脑”，英文名称Computer。,一、什么是计算机 （1）,4,一、什么是计算机 （2）,5,二、计算机的发展 （1）,（一）第一台计算机和计算机之父,第一台计算机ENIAC即“电子数字积分计算机”，它诞生于1946年2月，由美国宾夕法尼亚大学莫希莱和埃克等人研制出并使用，直至1955年10月，服务9年多。,ENIAC是一个庞然大物：占地170平方米，重30吨，使用了18000个电子管、7000个电阻、10000个电容和6000个开关，耗电150千瓦，每秒钟完成5000次加法运算。但是它的出现在当时是一个伟大的、了不起的创举，至此，人类开始步入信息时代。ENIAC是第一台正式投入运行的计算机，但它还不具备现代计算机在内存储程序的主要特征。,6,计算机种类繁多，但基本原理是相同的。,冯,诺依曼原理：,采用二进制形式表示数据和指令,存储程序的工作方式,由运算器、控制器、存储器、输入、输出设备组成,John von Neumann,冯,诺依曼,二、计算机的发展 （2）,7,1计算机采用二进制形式来表示数据和指令,数据：,以器件的两种物理状态，如晶体管的“通”和“断”等来表示，这种器件只能表示二进制代码。因此，计算机处理的所有数据都要转换成二进制代码。,218,11011010,二、计算机的发展 （3）,8,10000110,001 101,Add R1 R5,操作码,操作数,指令：计算机中另一种重要信息，计算机的所有动作都按一条条指令的规定来进行。指令也用二进制代码表示操作码：指出操作的性质操作数：操作的对象；,二、计算机的发展 （4）,9,在计算机上算题前，先把解题方法分解成一个个步骤，都用计算机能够执行的,指令,表示出来，这些指令就构成了解题程序。,把程序通过输入设备,送入计算机,，以二进制代码形式存入存储器。,“,启动,”程序，计算机就逐个分析执行程序中一条条指令，从而一步一步地自动算完题目。,2存储程序是计算机自动工作的基础,二、计算机的发展 （5）,10,10,00100101,11,00100110,12,00100110,13,00100111,14,00100111,15,00100100,16,00100101,17,00100100,18,00100100,19,00100110,20,00100111,21,00001110,22,00100111,23,00001100,计算机,内存,二、计算机的发展 （6）,11,计算机由运算器、控制器、存储器、输入装置和输出装置五部件组成。,输出,输入,输,入,设,备,存储器,运算器,控制器,输,出,设,备,3计算机由五大部件组成,二、计算机的发展 （7）,12,（二）计算机发展的四个阶段,根据电子计算机所采用的,物理器件,的不同，将计算机的发展分为四个阶段。,二、计算机的发展 （8）,阶段,年 份,物理器件,软件特征,应用范围,第一代,46-57,电子管,机器语言,汇编语言,科学计算,第二代,58-64,晶体管,高级语言,科学计算、数据处理、工业控制,第三代,65-70,小规模集成电路,操作系统,科学计算、数据处理、工业控制、文字处理、图形处理,第四代,70年迄今,大规模集成电路,数据库,网络等,各个领域,13,（三）计算机技术发展的趋势,巨型化,：适应于尖端科学需要，发展高速度、大存储容量和强功能的超大型计算机。,高性能,：指高性能硬件平台、操作系统的开发和缩小化技术。,开放式,：指保证计算机软、硬件的兼容性。,多媒体化,：实现计算机综合信息处理，包括声、图、文等。,智能化,：能自动进行图像识别、语音识别、定理证明、研究学习、探索、联想、推理判断、学习、启发和理解人的思维等。,网络化,：通过计算机技术与通迅技术的结合，使分布在不同地区的用户能够共享网络中的软、硬件及信息资源。,二、计算机的发展 （9）,14,三、计算机的分类,1根据计算机规模大小分类,巨型计算机,大型计算机,小型计算机,微型计算机,2根据计算机的用途分类,通用计算机,专用计算机,15,数值计算:,又叫科学计算，宇宙飞船、人造卫星、航天技术、天气预报等领域中，有大量复杂的计算问题。没有计算机是难以解决的。,四、计算机的主要应用（1）,16,数据处理:,凡是能输入到计算机里或从计算机输出的一切数字、文字、声音、图像或其它物理量都是数据。,四、计算机的主要应用（2）,17,计算机辅助处理:,辅助设计 CAD、辅助制造 CAM、辅助教学 CAI、辅助测试 CAT。,四、计算机的主要应用（3）,18,实时控制:,就是能及时地搜集、检测数据，按最佳值自动控制或自动调节控制对象的控制方式。,四、计算机的主要应用（4）,19,计算机网络,：将个人、单位、地区、国家乃至整个世界连成一体。网络上流通的信息为大众共享。信息社会使任何地方发生的事情为社会所共知，使远程观测、遥控、灾害预警等成为可能。,local ISP,company,network,regional ISP,router,workstation,server,mobile,四、计算机的主要应用（5）,20,人工智能：,人工智力就是利用计算机模拟人脑的部分“职能”；机器人和专家系统.,四、计算机的主要应用（6）,21,虚拟现实,：计算机模拟的虚拟环境，使人如在真实环境中一样地感觉和动作。可用于飞行员的训练等。,四、计算机的主要应用（7）,22,1.2 数据编码和进制转换,常用进制及有关概念,计算机数据的编码,23,一、常用进制及有关概念 （1）,1进制基础,1）常用进制,10,2,16,8,10,n,2,n,16,n,8,n,十进制(D),二进制(B),十六进制(H),八进制(O),09，AF,0 1 27,0 1,0 1 2 9,逢八进一,逢十六进一,逢二进一,逢十进一,基数,权,特 点,基,进 制,24,各进制之间的对应关系,25,一、常用进制及有关概念 （2）,2）主要概念,基：某种数制所使用的全部符号的集合。,基数：基的个数。,位：每个符号在数中的位置。,权：每个数位对应的单位值。,3）不同进制数的表示方法：(数),下标,例：二进制数 (101100111),2,或(101100111)B,十六进制数(A4889),16,或(A4889)H,八进制数 (4889),8,或(4889)O,十进制数 (1489),10,或(1489)D 或1489,26,一、常用进制及有关概念 （3）,4）不同进制数的分解表示法,数=基权,例:(1101.11),2,=12,3,+12,2,+02,1,+12,0,+12,-1,+12,-2,(17.8),10,=110,1,+710,0,+810,-1,(17.8),16,=116,1,+716,0,+816,-1,27,二、常用进制及有关概念 （4）,2进制之间的相互转化使用计算器,单击“开始”-“程序”-“附件”-“计算器”,28,二、常用进制及有关概念 （5）,3十进制转换为非十进制,例：将十进制数105.125转换成二进制。,1)整数部分,取余法,用r进制的基数逐次去除十进制数的整数部分,直到商为0,取其余数。,29,一、常用进制及有关概念 （6）,第一步：将十进制数105转换成相应的二进制（或十六进制、八进制）。,2 105 余数 16 105 余数 8 105 余数,2 52 1 16 6 9 8 13 1,2 26 0 0 6 8 1 5,2 13 0 0 1,2 6 1,2 3 0,2 1 1,0 1,所以(105),10,=(1101001),2,=(69),16,=(151),8,30,一、常用进制及有关概念 （7）,第二步：将十进制数0.125转换成相应的二进制。,0125 取整,2,0,250 0,2,0,500 0,2,1,00 1,（0.125）,10,=（0.001）,2,所以(105.125),10,=(1101001.001),2,取整法,用r进制的基数逐次去乘十进制的小数部分,取其整数。,31,1、数据的度量单位及其换算,（1）,位,是指二进制数中的一个数位，是存储数据的最小单位，称为比特(bit)，其值为0或1。,（2）,字节,由8位二进制数组成，它是数据多少的最小的计量单位，记为Byte或B，1Byte=8 bit。,数据的度量单位有：字节（Byte或B）、千字节(KB或K)、兆字节(MB或M)、吉字节（GB或G）等。,（3）字：通常由一个或多个字节组成，字长决定了计算机数据处理的效率。,（4）字长：计算机数据处理时，一次存取、加工和传送的数据长度。,二、计算机数据的编码（1）,32,二、计算机数据的编码（2）,2、它们之间的换算关系如下,1B=8bit,12,10,1024,2,10,2,20,2,10,2,20,2,30,33,3、编码：指采用少量的基本符号按照一定原则，用以表示大量的、复杂多样的信息。,BCD编码,BCD码是指“二-十进制码”，即一位十进制对应四位二进制数。,字符编码（1个字节）,字符编码采用的是“ASCII码”，即美国标准信息交换代码。,二、计算机数据的编码（3）,34,数字二进制数，字符：二进制编码,字符编码：每个字符对应一个整数值,字符编码标准：,ASCII码：美国标准信息交换代码,American Standard Code,for Information Interchange,规定：字节(位)最高位为，,位给出128个编码。,b,7,b,6,b,5,b,4,b,3,b,2,b,1,b,0,0 0 0 1 0 1 0 1,二、计算机数据的编码（4）,35,编码,字符或动作,对应十进制数,0111101,=,61,1000001,A,65,1100001,a,97,0001010,换行,10,0000111,响铃,7,0001101,回车,13,128种字符：95个可见字符，33个控制码,ASCII码大小：空格0.19A.BZa,bz汉字,对应的十进制：0 （4857）（6590）（97122）,二、计算机数据的编码（5）,36,汉字：字数多、字型复杂。,汉字编码,：双字节或多字节,汉字编码标准：,国家标准,GB2312-80,：,信息交换用,汉字编码字符集、基本集,收录汉字和图形符号(682个)7445个，,其中汉字6763个。,00110000 00100001,啊,01001011 00101110,水,汉字编码GB2312-80 标准（2个字节）,二、计算机数据的编码（6）,37,汉字编码的标准还没有完全统一,台湾、香港：BIG-5码,国家标准,GB18030-2000,：,信息技术、信息交换用汉字编码字符集、,基本集的扩充(简称：CJK字符集）,GB 18030是GB 2312的扩展，收录2.7万个汉字，,采用单/双/四字节混合编码，收录汉字、藏、蒙、维等少数民族文字，为中文信息在因特网上的传输和交换提供了保障,为制定统一的应用软件中文接口标准规范创造条件,.,二、计算机数据的编码（7）,38,1.3 计算机系统的组成,计算机硬件系统,计算机软件系统,计算机系统由硬件和软件