计算机与信息基础

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,*,计算机基础,第一讲 计算机基本知识,一、计算机的发展概况,二、计算机的基本原理,三、计算机的分类,四、计算机的应用,五、计算机内部数据的表示,六、常用的信息编码,一、电子计算机的发展概况,1.,第一台电子计算机,ENIAC,：Electronic Numerical Integrator And Calculator (电子数字积分器和计算器),1946年4月，美陆军阿伯丁弹道实验室，占地170m2，重30吨，18800个电子管，1500个继电器，7000个电阻，耗电150千瓦，5000次/秒,第一代计算机：,电子管计算机时代(19461958),器件：电子管 软件：机器语言、汇编语言 应用：科学计算,第二代计算机：,晶体管计算机时代(19591964),器件：晶体管 软件：高级语言 应用：数据处理、工业控制,第三代计算机：,集成电路计算机时代(19651970),器件：集成电路 软件：操作系统 应用：文字处理、图形处理,第四代计算机：,大规模、超大规模集成电路计算机时代 (1971至今),器件：大规模集成电路 软件：数据库、网络等 应用：社会各领域,2.计算机发展的四个时代,二.计算机的基本原理,第一台真正具有现代计算机结构的电子计算机,EDVAC,：,E,lectric,D,iscrete,V,ariable,A,utomatic,C,omputer(电子离散变量自动计算机),采用二进制,并能,存储程序和数据,-,冯.诺依曼计算机,，其运算速度是ENIAC的240倍。,计算机的特点,电子计算机(简称计算机，又称电脑、信息处理机)是一种能够高速、自动地进行信息处理的电子设备。它具有如下特点：,(1)速度快,(2)精度高,(3)存储容量大,(4)通用性强,(5)具有逻辑判断和自动控制能力,按综合性能指标分类,巨型机,：速度最快、处理能力最强,例如：曙光4000A 644GB内存，浮点运算达每秒8万亿次,大型、通用、较快、较强,大型机,：,作“客户机/服务器”的服务器,作“终端/主机”的主机,小型机,：,规模小，结构简单，设计试制周期短,工艺先进、使用维护简单,工作站,：,介于PC与小型机之间,高分辨率、大容量内外存，图形功能较强,微型计算机,：,小、巧、轻、使用方便、价格便宜,中央处理器：一个芯片,网络计算机,：,基于Java技术的瘦客户机系统,三、计算机的分类,按计算机的功能分：,专用计算机和通用计算机,Altair 8800,计算机发展方向微型化,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。,CRAY-,计算机发展方向巨型化,运算速度可达每秒万亿次运算的,超级计算机,1975年世界上第一台超级计算机“Cray-I”,超级计算机应用：天气预报、地震机理研究、,石油和地质勘探，卫星图像处理等大量科学计,算的高科技领域。,中国的超级计算机：,国防科技大学研制的,“银河1号”、“银河2号”和“银河3号”,国家智能计算机中心推出的,“曙光1000”,“曙光2000”,“曙光4000A”,银河,计算机发展方向网络化,计算机网络：,计算机技术与通信技术结合,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。,计算机发展方向智能化,计算机将依据不确定的输入作出决定，它模仿人脑的工作方式，具有直观判断和处理不完整的模糊信息的能力，甚至有接近人的审美和情感能力。,计算机工作时只需有人告诉它“做什么”，而不必“手把手”教它“怎样做”。,四、计算机的应用,科学计算（数值计算）,数据处理（信息处理）,自动控制,计算机辅助设计和辅助教学,人工智能方面的研究和应用,多媒体技术应用,虚拟现实,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,硬件,运算器,控制器,主机,内存,CPU,随机存储器(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,办公软件包、数据库管理系统,五、计算机系统概述,六、计算机硬件组成,计算机硬件包括主机和外设,主机,外设,输入设备,输出设备,外存设备,网络设备,微机基本结构,1、中央处理器CPU,存放程序,和数据,中央,处,理,器,控制器,运算,器,控制整个计算机所有部件的工作,执行算术运算和逻辑运算,存储器,大容量存储器,I/O设备,I/O子系统,中央处理器一般也称,CPU,（Central Process Unit)，由运算器和控制器组成。,双核心处理器,，在一块CPU基板上集成两个处理器核心，并通过并行总线将各处理器核心连接起来，从而提高计算能力。,类型:,Intel:8088、80286、80386 Pentium P 733 PIV 3.0 奔腾D,(双核),AMD:80286、80386、80486、K5、K6、K7,X2,(双核),工作频率,P 733 733：MHZ,工作频率越大速度越快,Intel 奔腾D 820 2.8GHz,AMD Athlon64 X2 3800+,内部存储器,访问速度快,信息暂时性,相对价格高,外部存储器,访问速度慢,信息永久性,相对价格低,2.存储器,微型计算机存储器分内部存储器和外部存储器,2、内存储器(主存)：,内存按功能分为两种：,只读存储器（,ROM,）：,储存的信息只能读出，不能写入，断电后信息不会丢失。,随机存储器（,RAM,）：,储存的信息可以读出，也可以写入，断电后存储的信息会丢失。,高速缓存（Cache）：,为了解决CPU与内存之间的速度不匹配而影响系统运行速度的问题。,Cache的储存容量256K、512K、2M等。,Cache的储存容量不是越大越好。,CPU,Cache,RAM,1,KB,=2,10,B,=1024,B,1,MB,=1024,KB,1,GB,=1024,MB,1,TB,=1024,GB,字节BYTE,7 6 5 4 3 2 1 0,位Bit,数据存储的最小单位：,位,（bit）,数据存储的最基本单位：,字节,（Byte）,计算机处理数据的基本单位：,字,（word）,数据的存储单位,内存以字节为单位编址。目前，内存的容量一般为：128M、256M、512M等。,3、外存储器(辅助存储器),：,软磁盘、硬盘、光盘等,扇区,0道,软磁盘,（1.44MB)3.25,结构：,N道,硬盘,1968年IBM公司提出了温砌斯特技术，其技术以硬盘盘片和驱动器密封在一起为特色，今天，温盘几乎成了硬盘的同义词。,硬盘与软盘的不同之处在于：软盘具有使用携带方便的特点，存储容量小，读写速度慢，对大量数据的储存就显得力不从心。而硬盘则与其相反，它的读写速度快，存储容量大。目前的容量多为80GB或160GB。,希捷 Barracuda 7200.9 160GB(SATA),硬盘的磁道、扇区、柱面,柱面,扇区,磁道,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。,硬盘容量视具体类型而定,硬盘片,读写磁头,光盘,用于计算机系统的光盘有三种类型：只读型光盘（CD-ROM）、一次写入型光盘（WROM:Write Once Read Many Dick）、可擦型光盘（Erasable Optical Dick）。光盘只能在光盘驱动器上使用。,CD-ROM驱动器是Compact Disk Read Only Memory的简称，又称光驱。它的特点是只能由制造厂家写一次，写好的信息将永久保存，不可重写。它使用激光技术将数字信息记录在CD-ROM 上。一张光盘可储存650MB以上的信息，大约相当于500张3.5英寸软盘。,移动存储产品,Flash存储设备：,闪存芯片为存储介质,采用,USB,的接口,可擦写,100,万次以上,4,、输入设备,键盘,鼠标 机械、光电）,扫描仪,5、,输出设备,显示器：,类型有阴极射线管（CRT）和 液晶（LCD）；大小有14、15、17、20英寸，或更大；技术指标有点距、像素和分辩率等。目前CRT基本被淘汰了。,打印机：,种类有针式打印机（如EPSON LQ1600K）、喷墨打印机、激光打印机（如HP6L），越来越趋于智能化。,液晶,LCD,阴极射线管,CRT,惠普HP laserjet 1020,主板,主板(Mainboard)简称MB。主板上布满了各种电子元件、插槽、接口等。它为CPU、内存和各种功能(声、图、通信、网络、TV、SCSI等)卡提供安装插座(槽)；为各种磁、光存储设备、打印和扫描等IO设备以及数码相机、摄像头、Modem等多媒体和通讯设备提供接口。,华硕 M2N-E,显示卡,显示卡(又称显示适配器)，作用是控制显示器的显示方式。目前大多数计算机都使用AGP借口的显示卡。,显示卡有一个15针的VGA输出端口，卡上有图形处理芯片、显示内存及BIOS芯片。,显示卡的性能主要取决于显卡上使用的图形芯片。,显示内存的大小影响到显示卡可以显示的颜色多少和可以支持的最高分辨率。,声卡,