《信息与计算机》PPT课件.ppt

大学计算机应用基础,E-mail：yalinok,前言,课程目的：学生通过学习本课程能熟练掌握计算机基本知识和基本操作技能（熟练掌握WINDOWS操作系统和各种应用软件）。课程特点：知识量大、动手实践性强，通过上课和上机相结合。课程要求：课堂所学知识在上机实践中理解应用，有一定自学的能力，多利用课余时间上机实践。课程考核要求：1.期末考试(上机考试):60%2.平时成绩：40%,信息与信息科学,计算机的发展及应用,计算机与计算机系统,信息在计算机中的表示与编码,本章内容,信息与信息科学,香农图灵冯诺依曼,信息学科的三位理论奠基者,信息与信息科学,信息论的创始人香农,香农美国数学家，信息论的创始人。1938年，香农在发表的论文继电器与开关电路的符号分析中，首次用布尔代数进行开关电路分析，并证明布尔代数的逻辑运算可以通过继电器电路来实现。,ClaudeShannon,信息与信息科学,图灵与图灵机,图灵英国数学家。1936年在论文论可计算数及其在判定问题中的应用中，严格地描述了计算机的逻辑结构，首次提出了计算机的通用模型“图灵机”，并从理论上证明了这种抽象计算机的可能性。,图灵机是一种思想模型，它由三部分组成：一个控制器，一条可以无限延伸的带子和一个在带子上左右移动的读写头。,为纪念图灵对计算机的贡献，美国计算机协会于1966年设立了“图灵奖”,信息与信息科学,存储程序式计算机之父冯诺依曼,冯诺依曼：美籍匈牙利数学家存储程序工作原理计算机的两个基本能力：一是能够存储程序(存储程序);二是能够自动地执行程序（顺序执行）。计算机是利用“存储器”（内存）来存放所要执行的程序的，而称之为CPU的部件可以依次从存储器中取出程序中的每一条指令，并加以分析和执行，直至完成全部指令任务为止。,JohnvonNeumann冯诺依曼,计算机的基本特点采用二进制形式表示数据和指令采用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,计算机的基本原理,计算机的发展及应用,第一台电子计算机（ENIAC）,5000次加法/秒体重30吨占地170m218000只电子管1500个继电器功率150KW,第一代（19461955）电子管5千4万（次/秒）,第二代（19561963）晶体管几十万百万（次/秒）,第三代（19641971）中小规模集成电路百万几百万（次/秒）,第四代（1972至今）大规模、超大规模集成电路几百万几亿（次/秒）,计算机的发展及应用,计算机发展史,电子恐龙的缩骨法晶体管,ENIAC,划时代的实验装置,晶体管实质上是按显微比例的真空管建造的。,电子管的缺点：体积大；耗能高、散热量大。,晶体管的优点：体积小；耗能低；性能稳定。,计算机发展史,计算机的发展及应用,晶体管数,每18个月芯片能力增长一倍。,计算机第一定律摩尔定律,计算机发展史,将电脑浓缩在一颗芯片上,0.18微米芯片,10微米芯片,计算机发展史,计算机的发展及应用,计算机的特点,处理速度快运算精度高存储能力强具有逻辑判断能力自动化工作的能力可靠性高,计算机的发展,计算机的用途,科学计算数据处理实时控制计算机辅助网络与通信人工智能数字娱乐嵌入式系统,CAD：ComputerAidedDesign计算机辅助设计CAM：ComputerAidedManufacturing计算机辅助制造CAI：ComputerAidedInstruction/Education计算机辅助教学/教育CAT：ComputerAidedTechnology/Test计算机辅助技术/测试CIMS：ComputerIntegratedManufacturingSystem计算机集成制造系统,计算机的发展,练习1.“计算机辅助设计”的英文缩写是A）CADB）CAMC）CAED）CAT2.CAT是计算机主要应用领域之一，其含义是A)计算机辅助教育B)计算机辅助测试C)计算机辅助设计D)计算机辅助管理,A,B,计算机与计算机系统,计算机系统的组成,计算机系统,计算机与计算机系统,主机是包含电源、存储设备和电路板的机箱，其中电路板上有计算机的主处理器和内存。,监视器是计算机的主要输出设备，它将来自计算机显卡的电信号转换为屏幕上的彩色亮点，从而形成图像。,硬盘驱动器一般安装在系统单元内，当其工作时，机箱上的指示灯会亮。,软盘驱动器将数据写到软盘上，当其工作时，其指示灯就亮，警告用户此时不要取出软盘。,CD-ROM和DVD驱动器采用激光技术从光盘上读取数据。,鼠标是一种输入指示设备，帮助用户操作对象并选择菜单项。,键盘作为多数计算机的主要输入设备。,声卡位于系统单元内，提供到扬声器、麦克风和耳机的连接。,微型计算机的硬件组成,计算机与计算机系统,微机结构示意图,微机的硬件由CPU、存储器、输入/输出设备构成；输入/输出设备通过I/O接口与系统相连；各部件通过总线连接。,计算机与计算机系统,中央处理器CPU,地址总线,标志寄存器,指令寄存器,数据暂存器,控制电路,指令译码器,地址寄存器,指令指针寄存器,R1,R2,R3,R4,寄存器组,运算器,PC,数据总线,控制总线,ALU,CPU是计算机的核心，用来实现程序控制功能（自动从内存中读入指令和自动执行指令）。,CPU结构示意图,功能在控制器的控制下，对二进制数进行算术运算、逻辑运算及移位操作。,算术运算：加、减、乘、除逻辑运算：与、或、非移位操作,中心部件算术逻辑单元ALU,存放第一操作数和操作运算结果,暂存原始数据、中间结果及运算结果,保存运算结果的条件标志,运算器(Arithmeticandlogicunit),分析和执行指令的部件，指挥中枢。解释输入计算机中的命令并发出响应的控制信号的机构。在它的控制下执行命令、原始数据的输入、机器内部的信息处理、处理结果的输出、外设与主机的信息交换，以及对异常情况和特殊情况的处理等操作。,控制器,计算机与计算机系统,中央处理器CPU,主要技术指标：主频:CPU工作时的时钟频率字长:作为一个整体被传送和运算的一串二进制数的位数,Intel酷睿2双核E8400(散)64位,主频：3000MHZL2缓存：6MB,计算机与计算机系统,存储器和存储系统,存储器是一种具有保存和存取信息（程序、数据）的设备/器件。与处理器直接相连的存储器称为内存不直接与处理器相连的存储器称为外存现代微型计算机的存储系统结构：高速缓存Cache内存-外存为什么采用这种结构？CPU执行速度依赖于内存读写速度高速CPU需配置高速内存,CPU,高速缓存,M,1,M,2,.,Mn,外存,2,外存,1,.,外存,n,内存,外存,寄存器,SRAM,DRAM,硬盘、光盘、U盘等,计算机与计算机系统,存储器和存储系统,随机访问存储器RAM存放操作系统指令、软件指令、处理数据,虚拟内存计算机使用磁盘空间来模拟内存的能力,只读存储器ROMROMBIOS小型指令集合,CMOS存储器存放计算机的配置信息，如日期和时间、硬盘容量、RAM容量等,计算机与计算机系统,硬盘,在计算机的存储设备中使用率最高，现在常用硬盘是以GB为存储单位，如250GB、500GB等。,希捷500GB（SerialATA）,IDE硬盘,计算机与计算机系统,光盘驱动器和光盘,光盘驱动器是读取光盘信息的设备。是多媒体电脑不可缺少的硬件配置。光盘驱动器主要有三种，CDROM、CDR和CDRW。CDROM是只读光盘驱动器；CDR只能写入一次，以后不能改写；CDRW是可写、可读光盘驱动器。目前很多机型已配置DVD驱动器。DVD盘片的容量为4.7GB，相当于CDROM光盘（650）的7倍。A,倍速CD:150KB/SDVD:1.33MB/S,计算机与计算机系统,输入设备,键盘,鼠标,常用的输入设备包括：键盘、鼠标器、扫描仪等。,罗技G19,Mamba曼巴,计算机与计算机系统,输出设备,常用的输出设备包括：显示器、打印机等。,LCD显示器,CRT显示器,计算机与计算机系统,主板,主板是微机中最大的一块电路板，是微机系统中的核心部件，上面布满了各种插槽（可连接声卡/显卡/Modem/等）、接口（可连接鼠标/键盘等）和电子元件，它们各负其责共同把各种周边设备紧紧连接在一起。,主板：又称母板。有CPU、内存插槽、ROM和某些专用芯片、I/O扩展槽。,内存插槽,硬盘接口,软驱接口,北桥芯片,南桥芯片,AGP插槽,PCI插槽,CPU插槽,USB接口,计算机与计算机系统,计算机软件系统,所谓计算机软件，就是指支持计算机运行或解决某些特定问题而需要的程序、数据以及相关的文档。,把不装备任何软件的计算机称为“裸机”。,系统软件是指维持计算机系统正常运行和支持用户运行的应用软件的基础软件，包括操作系统、语言处理系统、数据库管理系统等。,应用软件则是指为解决某个或某类给定的问题而设计的软件。如文字处理软件、绘图软件、数值计算软件以及用户针对各种应用而自行开发的软件等。,计算机与计算机系统,练习1.下列属于应用软件的是A)某公司的工资管理系统B)语言编译程序C)DOSD)UNIX2.通常说的CPU是由()组成。A）内存贮器和运算器B）内存贮器和控制器C）运算器和控制器D）内存贮器、运算器和控制器3.当计算机突然断电时，计算机丢失信息的部件是()A）硬盘B）软盘C）ROMD)RAM,C,A,D,PC微机系统配置与选购,一台典型的多媒体PC微机的硬件配置可能如：,CPU主板内存硬盘显示器显卡声卡、音箱光驱机箱键盘和鼠标,数据在计算机中的表示,字符编码ASCII码ASCII码（美国国家标准信息交换码AmericanStandardCodeforInformationInterchange，简称ASCII码）:采用一个字节表示一个字符，但实际只用字节的低7位,字节的最高位为0，可以表示128个字符。字符分为图形字符与控制字符两类。图形字符包括数字、字母、运算符号、商用符号等。,数据在计算机中的表示,ASCII码,数据在计算机中的表示,汉字编码汉字的编码包括输入码、机内码和输出码输入码：用键盘输入汉字时所用的汉字编码机内码：计算机内部对汉字进行存储、处理的汉字代码，用2个字节存储；汉字机内码由国标码演化而来，把表示国标码的两个字节的最高位都置“1”（以区别于单字节的ASCII码），就变成汉字机内码。,以汉字“大”为例，其机内码如下图：,数据在计算机中的表示,汉字编码汉字字形码（输出码）：经过计算机处理的汉字信息，如果要显示或打印出来阅读，则必须将汉字内码转换为人们可读的方块汉字(点阵方式输出)。如：1616点阵，3232点阵，4848点阵等。也称点阵图形码.,以“王”的88点阵字形码为例，如下图所示：,1111111000010000000100001111111000010000000100001111111000000000,数据在计算机中的表示,练习1.在下列各种编码中，每个字节最高位均是“1”的是A）汉字国标码B）汉字机内码C）外码D）ASCII码2.存储2424点阵的一个汉字信息，需要的字节数是A）48B)72C)144D)192,B,B,作业,作业,P493、10、12、14、17,