大学计算机基础-第1章

单击此处编辑母版标题样式,12/17/2009,#,单击此处编辑母版文本样式,第二级,第三级,第四级,第五级,经济信息工程学院,西南财经,大学,大学计算机基础,计算机基础知识,本次课程,内容构成,西南财经大学 大学计算机基础课,1,大学,计算机基础,课程,的目的,2,3,电子计算机的定义及组成,计算机中信息的表示,大学计算机基础课程的,目的,1,西南财经大学 大学计算机基础课,大学计算机基础课程的目的,1,时代的要求,哈佛商业评论,(,2003,年,5,月,),刊出,Nicolas,Carr“,IT Doesn t,Matter,”,的,评论,文章，在全球,IT,界及商业管理界引起轩然大波。,21,世纪是一个信息化的,世纪；,和火车，电力一样，计算机,与,IT,已成为工作生活学习之必需品。,大学计算机,基础课程的,目的,2,培养信息,能力和信息素养,大学信息技术教育,是培养信息化社会需求人才不可或缺的途径，其目标是培养学生的,信息能力,和,信息素养,；,信息能力,是,对各种信息技术的理解和活用能力，即对信息的获取、分析、加工、处理、创造的理解和活用,能力,信息素养,是,一个与信息的获取、理解、评价、交流、应用、生成密切相关的技能、观念、态度和经验的,统一体,大学计算机,基础课程的,目的,3,解决生活学习实际问题,具有,IT,基础知识背景可以为我们在生活和学习中遇到的问题提供解决办法；,为什么诺贝尔奖中没有设立计算机奖项？,为什么我买到的,500G,硬盘显示实际容量只有,470G,？,为什么安装的是,8GB,的内存，,可,我的,Windows,系统只能识别,3.25GB,？,为什么同样输入一个“？”,英文和中文输入时所占的字符长度不同？,2,电子计算机的,定义,及组成,西南财经大学 大学计算机基础课,电子计算机,的定义,电子计算机,(Electronic Computer),，俗称电脑,是,一种根据一系列指令来对数据进行处理的机器,。,1946,年美国宾夕法尼亚大学研制的正式交付使用的,ENIAC,，标志着,第一台电子计算机,的诞生。,电子计算机,的,发展,（,1,）第一代：电子管计算机（,19461958,年）,体积较大，运算速度较低，计算机每秒工作的频率只有几千到几万次，存储容量只有四千个字节，存储容量不大，而且价格昂贵。这一代计算机主要用于科学计算，只在重要部门或科学研究部门使用。,（,2,）第二代：晶体管计算机（,19591964,年）,速度提高了，体积为原来的几十分之一，耗电减少，可靠性提高，性能比第一代计算机有很大的提高。不仅用于科学计算，还用于数据处理和事务处理及工业控制。,电子计算机,的,发展,（,3,）第三代：中小规模集成电路计算机（,1965-1970,年）,以,中、小规模集成电路为电子器件，体积更小型化、耗电量更少、可靠性更高，性能又有了很大的提高，不仅用于科学计算，还用于文字处理、企业管理、自动控制等领域，出现了计算机技术与通信技术相结合的信息管理系统，可用于生产管理、交通管理、情报检索等领域。,（,4,）第四代：大规模及超大规模集成电路计算机（,1971,年,-,现在）,计算机,的逻辑元件和主存储器都采用大规模集成电路（,LSI,）和超大规模集成电路（,VLSI,）为主要电子器件。,电子计算机,的发展趋势,（,1,）巨型化,：高速、大储量,（,2,）微型化,：存储器、通道处理机、高速运算部件、图形卡、声卡的集成,（,3,）多媒体化,：以数字技术为核心的图像、声音与计算机、通信等融为一体,（,4,）网络化,：在一定的地理区域内，将分布在不同地点的不同机型的计算机和专门的外部设备由通信线路互联在一起，组成一个规模大、功能强的网络系统，在网络软件的协助下，籍以共享信息、共享软硬件和数据资源。,（,5,）智能化,：计算机模拟人的感觉、行为、思维过程的机理,电子计算机,的特点及类型,1.,计算机的特点,（,1,）运算速度快 （,2,）计算精度高,（,3,）存储容量大 （,4,）应用领域广泛,（,5,）超强“记忆”力和逻辑判断力,（,6,）能够按照程序自动执行的能力,2.,冯,诺依曼结构的基本思想,（,1,）计算机由五部分组成：运算器、控制器、存储器、输入设备、输出设备；,（,2,）内部采用二进制；,（,3,）存储程序控制,存储程序：即把程序和处理问题所需要的数据均以二进制编码形式预先按一定顺序存放到计算机的存储器里。,冯诺依曼的计算机模型,冯,诺依曼结构的基本,思想,计算机,由五部分组成：运算器、控制器、存储器、输入设备、输出设备；,内部,采用,二进制,冯诺依曼的计算机模型,现在的计算机模型,电子计算机,的组成及工作原理,一个完整的微型,计算机系统,是由,硬件系统,和,软件系统,两个部分组成，如右图所示。,电子计算机,的工作原理,输入设备,内存储器,运算器,控制器,程序和数据,取数,结果,存数,取指令,存取命令,运算命令,输入命令,输出设备,输出命令,电子计算机,的硬件系统,计算机硬件,指系统中可以触摸到的设备实体，即构成计算机的有形的物理设备，是计算机工作的基础。,（,1,）计算机由运算器、存储器、控制器、输入设备和输出设备组成。,（,2,）计算机内部采用二进制来表示指令和数据。每条指令一般具有一个操作码和一个地址码。其中操作码表示运算性质，地址码指出操作数在储存中的地址。,（,3,）计算机采用存储程序的方式工作。将编写好的内容储存在内存中，然后启动计算机工作。它能自动逐条取出指令和执行指令。,电子计算机,的硬件系统,1,运算器,运算器又称算术逻辑部件（,ALU,，,Arithmetic Logic Unit,）。它由算术逻辑运算部件（,ALU,）、移位器和一些暂存数据的寄存器组成，运算器是进行算术运算和逻辑运算的部件。算术运算是按照算术规则进行的运算，如加、减、乘、除等。逻辑运算是指非算术的运算，如与、或、非、异或、比较、移位等。,2,控制器,控制器主要由程序计数器、指令寄存器、指令译码器和操作控制器等部件组成。它是分析和执行指令的部件，是计算机的神经中枢和指挥中心，负责从存储器中读取程序指令并进行分析，然后按时间先后顺序向计算机的各部件发出相应的控制信号，以协调、控制输入输出操作和对内存的访问。,电子计算机,的硬件系统,（,1,）,CPU,运算器、控制器,和存储器组成了计算机的,主机,。人们将运算器和控制器做在一个半导体芯片上，称为,中央处理器,或,微处理器,，英文缩写,CPU,。,（,2,）,CPU,的类型,早期的各种类型,CPU(8088,80286,80386DX,，,80486DX),。,电子计算机,的硬件系统,3.,存储器,存储器是存储各种信息（如程序和数据等）的部件或装置。存储器分为主存储器（或称内存储器，简称内存）和辅助存储器（或称外存储器，简称外存）。,4,输入设备,输入设备是用来把计算机外部的程序、数据等信息送入到计算机内部的设备。常用的输入设备有键盘、鼠标、光笔、扫描仪、数字化仪、麦克风等。,5,输出设备,负责将计算机的内部信息传递出来（称为输出），或在屏幕上显示，或在打印机上打印，或在外部存储器上存放。常用的输出设备有显示器和打印机等。,电子计算机,的软件系统,计算机软件,指在硬件设备上运行的各种程序和文档。,1,系统软件,系统软件是指负责管理、监控和维护计算机硬件和软件资源的一种软件。系统软件用于发挥和扩大计算机的功能及用途，提高计算机的工作效率，方便用户的使用。系统软件主要包括操作系统、程序设计语言及其处理程序、数据库管理系统、系统服务程序以及故障诊断程序、调试程序、编辑程序等工具软件。,2,应用软件,应用软件是指利用计算机和系统软件为解决各种实际问题而编制的程序。常见的应用软件有科学计算程序、图形与图像处理软件、自动控制程序、情报检索系统、工资管理程序、人事管理程序、财务管理程序以及计算机辅助设计与制造、辅助教学软件等。,电子计算机,的软件系统,3,程序设计语言及其处理程序,（,1,）机器语言,机器语言的每一条指令都是由,0,和,1,组成的二进制代码序列。机器语言是最底层的面向机器硬件的计算机语言，用机器语言编写的程序不需要任何翻译和解释就能被计算机直接执行。优点是：程序可被机器直接执行，不需任何翻译，程序执行效率高；其缺点是：由于机器指令数目太多，且都是二进制代码，所以用机器语言编写的程序难于辨认、难于记忆、难于调试、难于修改，不易移植。,（,2,）汇编语言,汇编语言实质上是符号化了的机器语言。因为汇编语言是符号化了的机器语言，所以也是面向机器的语言，对硬件依赖性大，不同微处理器其指令系统不一样，所配备的汇编语言也不一样，故汇编语言程序也难于移植。虽然汇编语言相对于机器语言在程序的编写、修改、阅读等方面有了大的进步，运行效率仍较高，但由于机器指令繁多，掌握起来仍较困难。,电子计算机,的软件系统,（,3,）高级语言,机器语言和汇编语言都是面向机器的语言，而高级语言则是面向问题的语言。高级语言与具体的计算机硬件无关，其表达方式接近于人们对求解过程或问题的描述方法，容易理解、掌握和记忆。用高级语言编写的程序的通用性和可移植性好。用高级语言编写的程序通常称为源程序。计算机不能直接执行源程序。用高级语言编写的源程序必须被翻译成二进制代码组成的机器语言后，计算机才能执行。高级语言源程序有编译和解释这两种执行方式。,（,4,）数据库管理系统,数据库管理系统（,DBMS,）是计算机数据处理发展到高级阶段而出现的专门对数据进行集中处理的系统软件，负责数据库的定义、建立、操作、管理和维护，其任务之一就是在保证数据完全可靠的同时提高数据库应用时的简明性和方便性。,操作系统基本知识,1,操作系统的功能,系统软件中最重要的一种软件是操作系统。它负责控制和管理计算机系统的各种硬件和软件资源，合理地组织计算机系统的工作流程，提供用户与操作系统之间的软件接口。,操作系统的主要功能如下：,进程管理（即处理机管理）,存储管理,文件管理,设备管理,作业管理,操作系统可以使系统资源得到有效的利用，为应用软件的运行提供支撑环境。操作系统是最底层的系统软件，是计算机软件的核心和基础。,操作系统基本知识,2,操作系统的分类,为了适应不同用户的需求，操作系统有不同的类型。目前，操作系统的主要类型有单用户操作系统、批处理操作系统、分时操作系统、实时操作系统、网络操作系统、分布式操作系统等,6,种类型。,3,微型计算机常用的操作系统,微型计算机中先后使用的操作系统主要有,DOS,、,Windows 98,、,Windows 2000,、,Windows NT,、,Windows XP,、,Windows Vista,、,Windows 7,以及,Windows 8,等。微型计算机还可安装使用,Unix,和,Linux,等操作系统。,微型计算机的基本配置,微型计算机的硬件配置,一台微型计算机的硬件系统主要由中央处理器、主板、机箱、存储器、输入设备和输出设备组成。,1,中央处理器,CPU,CPU,主要由运算器和控制器组成，是微型计算机硬件系统中的核心部件。,CPU,处理数据速度的快慢，直接影响到整台计算机性能的发挥。计算机所发生的全部动作都受,CPU,的控制，,CPU,品质的高低通常决定了一台计算机的档次。,CPU,性能的主要参数包括内核数量、运行频率、缓存、接口方式、工作电压等。,微型计算机的基本配置,2,主板,主板是用来承载,CPU,、内存、扩展卡等部件的基础平台，同时担负各种计算机部件之间的通讯、控制和传输任务。主板起着硬件资源调度中心的作用。影响整个计算机硬件系统的稳定性、兼容性及性能。,3,内存储器,内存储器简称内存，内存能与,CPU,直接交换信息，内存分为随机存储器（,RAM,）和只读存储器（,ROM,）两部分。,RAM,（,Random Access Memory,）的存储单元可以进行读写操作。目前有静态随机存储器（,SRAM,）和动态随机存储器（,DRAM,）。,SRAM,的读写速度快，但价格高昂，