《計(jì)算機(jī)應(yīng)用基礎(chǔ)》 (2)ppt課件

1、? ?計(jì)算機(jī)應(yīng)用根底計(jì)算機(jī)應(yīng)用根底? ?第第1 1章章 計(jì)算機(jī)系統(tǒng)根底計(jì)算機(jī)系統(tǒng)根底 1945 1945年馮提出了正確的關(guān)于計(jì)算機(jī)組成與工作方式的年馮提出了正確的關(guān)于計(jì)算機(jī)組成與工作方式的建議，主要思想為：建議，主要思想為：1 1用二進(jìn)制代碼表示數(shù)據(jù)和指令：主要原因是電路用二進(jìn)制代碼表示數(shù)據(jù)和指令：主要原因是電路實(shí)現(xiàn)簡單、可靠性高、邏輯運(yùn)算簡單；實(shí)現(xiàn)簡單、可靠性高、邏輯運(yùn)算簡單；2 2采用存儲(chǔ)程序工作方式采用存儲(chǔ)程序工作方式Stored ProgramStored Program：事：事先編制程序，然后將程序存儲(chǔ)于計(jì)算機(jī)的存儲(chǔ)器中，先編制程序，然后將程序存儲(chǔ)于計(jì)算機(jī)的存儲(chǔ)器中，計(jì)算機(jī)在運(yùn)行時(shí)將

2、自動(dòng)地、連續(xù)地從存儲(chǔ)器中依次取計(jì)算機(jī)在運(yùn)行時(shí)將自動(dòng)地、連續(xù)地從存儲(chǔ)器中依次取出指令加以執(zhí)行；出指令加以執(zhí)行；3 3計(jì)算機(jī)硬件系統(tǒng)由運(yùn)算器、控制器、存儲(chǔ)器、輸計(jì)算機(jī)硬件系統(tǒng)由運(yùn)算器、控制器、存儲(chǔ)器、輸入設(shè)備及輸出設(shè)備等五大部件構(gòu)成。入設(shè)備及輸出設(shè)備等五大部件構(gòu)成。1.1 1.1 計(jì)算機(jī)的產(chǎn)生與開展計(jì)算機(jī)的產(chǎn)生與開展一、馮一、馮諾依曼原理諾依曼原理Von NeumannVon Neumann第一臺(tái)電子計(jì)算機(jī)第一臺(tái)電子計(jì)算機(jī) ENIACENIAC美國賓夕法尼亞大學(xué)美國賓夕法尼亞大學(xué)19461946年年2 2月月ENIAC ENIAC Electronic Numerical Integrator A

3、nd Electronic Numerical Integrator And ComputerComputern1800018000電子管電子管n3030噸噸n170170平方米平方米n150kw150kwn50005000次次/ /秒秒馮馮諾依曼諾依曼第一臺(tái)電子計(jì)算機(jī)第一臺(tái)電子計(jì)算機(jī) ENIACENIAC二、計(jì)算機(jī)的開展過程及趨勢(shì)二、計(jì)算機(jī)的開展過程及趨勢(shì)計(jì)算機(jī)代起始年主要器件主存儲(chǔ)器軟 件應(yīng)用范圍第一代1946年電子管磁芯、磁鼓匯編語言科學(xué)計(jì)算第二代1958年晶體管磁芯、磁帶程序設(shè)計(jì)語言管理程序科學(xué)計(jì)算數(shù)據(jù)處理第三代1965年中小規(guī)模集成電路磁芯、磁盤操作系統(tǒng)高級(jí)語言逐步廣泛應(yīng)用第四代19

4、71年大規(guī)模集成電路超大規(guī)模集成電路半導(dǎo)體磁盤數(shù)據(jù)庫網(wǎng)絡(luò)軟件社會(huì)各方面1 1、 電子計(jì)算機(jī)開展過程電子計(jì)算機(jī)開展過程2 2、計(jì)算機(jī)的開展趨勢(shì)、計(jì)算機(jī)的開展趨勢(shì) 現(xiàn)代計(jì)算機(jī)不但具有集處理文字、圖形、現(xiàn)代計(jì)算機(jī)不但具有集處理文字、圖形、圖像、聲音為一體的多媒體功能，而且也進(jìn)圖像、聲音為一體的多媒體功能，而且也進(jìn)入到了以網(wǎng)絡(luò)化為特征的時(shí)代，現(xiàn)代計(jì)算機(jī)入到了以網(wǎng)絡(luò)化為特征的時(shí)代，現(xiàn)代計(jì)算機(jī)的開展趨勢(shì)為：巨型化、微型化、網(wǎng)絡(luò)化和的開展趨勢(shì)為：巨型化、微型化、網(wǎng)絡(luò)化和智能化。目前，正處于超大規(guī)模集成電路全智能化。目前，正處于超大規(guī)模集成電路全面開展和計(jì)算機(jī)廣泛應(yīng)用階段，據(jù)專家預(yù)計(jì)面開展和計(jì)算機(jī)廣泛應(yīng)用階段

5、，據(jù)專家預(yù)計(jì)，新一代的計(jì)算機(jī)第五代應(yīng)是，新一代的計(jì)算機(jī)第五代應(yīng)是“智能化智能化計(jì)算機(jī)，它應(yīng)當(dāng)具有像人一樣的能看、能計(jì)算機(jī)，它應(yīng)當(dāng)具有像人一樣的能看、能聽、能考慮的才能。聽、能考慮的才能。 我國計(jì)算機(jī)的開展歷程我國計(jì)算機(jī)的開展歷程 詳見教材詳見教材。1 1、按處理方式分類，可以把計(jì)算機(jī)分為模擬計(jì)算機(jī)、按處理方式分類，可以把計(jì)算機(jī)分為模擬計(jì)算機(jī)、數(shù)字計(jì)算機(jī)以及數(shù)字模擬混合計(jì)算機(jī)。數(shù)字計(jì)算機(jī)以及數(shù)字模擬混合計(jì)算機(jī)。2 2、按計(jì)算機(jī)的功能分類，一般可分為專用計(jì)算與通、按計(jì)算機(jī)的功能分類，一般可分為專用計(jì)算與通用計(jì)算機(jī)。用計(jì)算機(jī)。3 3、按照計(jì)算機(jī)規(guī)模、運(yùn)算速度、存儲(chǔ)才能等因素劃、按照計(jì)算機(jī)規(guī)模、運(yùn)算速

6、度、存儲(chǔ)才能等因素劃分，通常將計(jì)算機(jī)分為巨型機(jī)、大型機(jī)、小型機(jī)和分，通常將計(jì)算機(jī)分為巨型機(jī)、大型機(jī)、小型機(jī)和微型機(jī)等幾類。微型機(jī)等幾類。4 4、按照其工作形式分類，可將其分為效勞器和工作、按照其工作形式分類，可將其分為效勞器和工作站兩類。站兩類。1.2 1.2 分類、性能指標(biāo)及應(yīng)用領(lǐng)域分類、性能指標(biāo)及應(yīng)用領(lǐng)域位位BitBit 在數(shù)字電子技術(shù)和計(jì)算機(jī)技術(shù)中采用二進(jìn)制，代碼只在數(shù)字電子技術(shù)和計(jì)算機(jī)技術(shù)中采用二進(jìn)制，代碼只有有0 0和和1 1，其中無論，其中無論0 0還是還是1 1是計(jì)算機(jī)存儲(chǔ)的最小單位，一個(gè)二進(jìn)位只能是計(jì)算機(jī)存儲(chǔ)的最小單位，一個(gè)二進(jìn)位只能表示為表示為2 2種狀態(tài)。種狀態(tài)。字節(jié)字節(jié)B

7、yteByte字節(jié)是計(jì)算機(jī)處理數(shù)據(jù)的根本單位，即以字節(jié)為字節(jié)是計(jì)算機(jī)處理數(shù)據(jù)的根本單位，即以字節(jié)為單位解釋信息，簡寫為單位解釋信息，簡寫為“B B。通常說某臺(tái)計(jì)算機(jī)的內(nèi)存容量是。通常說某臺(tái)計(jì)算機(jī)的內(nèi)存容量是256M256M，那么表示該機(jī)主存儲(chǔ)器的容量是那么表示該機(jī)主存儲(chǔ)器的容量是256MB256MB，也就是說有，也就是說有256M256M個(gè)存儲(chǔ)單元，個(gè)存儲(chǔ)單元，每個(gè)存儲(chǔ)單元包含每個(gè)存儲(chǔ)單元包含8 8位二進(jìn)制數(shù)。在計(jì)算機(jī)內(nèi)部，數(shù)據(jù)傳送也是按字節(jié)位二進(jìn)制數(shù)。在計(jì)算機(jī)內(nèi)部，數(shù)據(jù)傳送也是按字節(jié)的倍數(shù)進(jìn)展的。在計(jì)算機(jī)中，的倍數(shù)進(jìn)展的。在計(jì)算機(jī)中， 1B=8b 1B=8b，1K=10241K=1024，1

8、KB=1024B1KB=1024B，1MB=1024KB1MB=1024KB，1GB=1024MB1GB=1024MB，1TB=1024GB1TB=1024GB。字長字長 CPUCPU在單位時(shí)間內(nèi)一次處理的二進(jìn)制數(shù)的多少稱為字長。即在單位時(shí)間內(nèi)一次處理的二進(jìn)制數(shù)的多少稱為字長。即數(shù)據(jù)總線上一次可同時(shí)傳送的數(shù)據(jù)的位數(shù)。常用的字長有數(shù)據(jù)總線上一次可同時(shí)傳送的數(shù)據(jù)的位數(shù)。常用的字長有8 8位、位、1616位、位、3232位、位、6464位等。也就是說的位等。也就是說的8 8位機(jī)、位機(jī)、1616位機(jī)、位機(jī)、3232位機(jī)、位機(jī)、6464位機(jī)。位機(jī)。地址地址 在微型計(jì)算機(jī)中，整個(gè)內(nèi)存被分成一個(gè)個(gè)字節(jié)，每個(gè)

9、字節(jié)在微型計(jì)算機(jī)中，整個(gè)內(nèi)存被分成一個(gè)個(gè)字節(jié)，每個(gè)字節(jié)由一個(gè)唯一的地址來標(biāo)識(shí)。由一個(gè)唯一的地址來標(biāo)識(shí)。CPUCPU可以訪問內(nèi)存的最大尋址范圍與可以訪問內(nèi)存的最大尋址范圍與CPUCPU的的地址線的根數(shù)有關(guān)。如地址線的根數(shù)有關(guān)。如CPUCPU的地址線有的地址線有3232根，那么尋址范圍為根，那么尋址范圍為0 02 23232-1-11 1、運(yùn)算速度、運(yùn)算速度 運(yùn)算速度是衡量計(jì)算機(jī)性能的一項(xiàng)重要指標(biāo)。通常運(yùn)算速度是衡量計(jì)算機(jī)性能的一項(xiàng)重要指標(biāo)。通常所說的計(jì)算機(jī)運(yùn)算速度平均運(yùn)算速度，是指每秒鐘所說的計(jì)算機(jī)運(yùn)算速度平均運(yùn)算速度，是指每秒鐘所能執(zhí)行的指令條數(shù)，一般用所能執(zhí)行的指令條數(shù)，一般用“百萬條指令秒

10、百萬條指令秒mipsmips，Million Instruction Per SecondMillion Instruction Per Second來描繪。來描繪。一般說來，機(jī)器的主頻越高，運(yùn)算速度也就越快，主頻一般說來，機(jī)器的主頻越高，運(yùn)算速度也就越快，主頻單位為兆赫茲單位為兆赫茲MHzMHz。2 2、存儲(chǔ)容量、存儲(chǔ)容量3 3、總線的傳輸速率、總線的傳輸速率 在總線上每秒鐘傳輸?shù)淖畲笞止?jié)數(shù)在總線上每秒鐘傳輸?shù)淖畲笞止?jié)數(shù)MB/S,MB/S,即每秒處理即每秒處理多少兆字節(jié)，傳輸速率越高，總線的信息傳輸速度就越多少兆字節(jié)，傳輸速率越高，總線的信息傳輸速度就越快。快。4 4、字長、字長 字長是字長

11、是CPUCPU一次可以處理的二進(jìn)制位數(shù)，字長主要一次可以處理的二進(jìn)制位數(shù)，字長主要影響計(jì)算機(jī)的處理精度和速度，字長有影響計(jì)算機(jī)的處理精度和速度，字長有8 8位、位、1616位位、3232位和位和6464位等之分。字長越長，表示一次讀寫和位等之分。字長越長，表示一次讀寫和處理的數(shù)的范圍越大，處理數(shù)據(jù)的速度越快，計(jì)算處理的數(shù)的范圍越大，處理數(shù)據(jù)的速度越快，計(jì)算精度就越高。精度就越高。5 5、兼容性、兼容性 兼容性是指一臺(tái)計(jì)算機(jī)及其附屬設(shè)備、數(shù)據(jù)文件兼容性是指一臺(tái)計(jì)算機(jī)及其附屬設(shè)備、數(shù)據(jù)文件和程序能在多大的程度上與其他計(jì)算機(jī)共同工作或和程序能在多大的程度上與其他計(jì)算機(jī)共同工作或理解其他計(jì)算機(jī)的一樣命

12、令、數(shù)據(jù)格式或語言。理解其他計(jì)算機(jī)的一樣命令、數(shù)據(jù)格式或語言。6 6、外設(shè)配置和軟件裝備、外設(shè)配置和軟件裝備7 7、可靠性、可靠性1.31.3微型計(jì)算機(jī)系統(tǒng)的主要組成及工作原理微型計(jì)算機(jī)系統(tǒng)的主要組成及工作原理 一、微型計(jì)算機(jī)系統(tǒng)的主要組成一、微型計(jì)算機(jī)系統(tǒng)的主要組成 硬件硬件HardwareHardware: :計(jì)算機(jī)系統(tǒng)中的實(shí)計(jì)算機(jī)系統(tǒng)中的實(shí)際裝置的總稱。它可以是電子的、電的、磁際裝置的總稱。它可以是電子的、電的、磁的、機(jī)械的、光的元件或由它們組成的計(jì)算的、機(jī)械的、光的元件或由它們組成的計(jì)算機(jī)部件或計(jì)算機(jī)。機(jī)部件或計(jì)算機(jī)。 軟件軟件 Software Software : :軟件是相對(duì)于硬

13、軟件是相對(duì)于硬件而言的，是使硬件充分發(fā)揮其功能的所有件而言的，是使硬件充分發(fā)揮其功能的所有程序的總和。程序的總和。 外部設(shè)備硬件系統(tǒng)計(jì)算機(jī)系統(tǒng)軟件系統(tǒng)中央處理器CPU運(yùn)算器控制器內(nèi)存隨機(jī)存儲(chǔ)器（RAM）只讀存儲(chǔ)器（ROM）輸入設(shè)備：鍵盤、鼠標(biāo)器、光筆、掃描儀等輸出設(shè)備：顯示器、打印機(jī)、繪圖儀等通信設(shè)備：網(wǎng)卡、調(diào)制解調(diào)器等外存設(shè)備：磁帶、軟盤、硬盤、光盤等系統(tǒng)軟件：操作系統(tǒng)、程序設(shè)計(jì)語言、數(shù)據(jù)庫管理系統(tǒng)、編譯系統(tǒng)等應(yīng)用軟件：各種應(yīng)用程序主機(jī)圖圖1.21.2 計(jì)算機(jī)系統(tǒng)組成計(jì)算機(jī)系統(tǒng)組成計(jì)算機(jī)五大硬件部件關(guān)系圖計(jì)算機(jī)五大硬件部件關(guān)系圖微型計(jì)算機(jī)的硬件組成微型計(jì)算機(jī)的硬件組成一、數(shù)制及其表示方法一、

14、數(shù)制及其表示方法一、數(shù)制及其要素：一、數(shù)制及其要素： 數(shù)制：按進(jìn)位原那么進(jìn)展計(jì)數(shù)的方法。數(shù)制：按進(jìn)位原那么進(jìn)展計(jì)數(shù)的方法。例：十進(jìn)制數(shù)有例：十進(jìn)制數(shù)有 : 0、1、2、3、4、5、6、7、8、9十種狀態(tài)。十種狀態(tài)。我們說：我們說：十進(jìn)制數(shù)基數(shù)十進(jìn)制數(shù)基數(shù)10，變化范圍，變化范圍010-1看一個(gè)十進(jìn)制數(shù)：看一個(gè)十進(jìn)制數(shù)： 4 0 9 4 每一位十種數(shù)碼的狀態(tài)每一位十種數(shù)碼的狀態(tài)09 千千 百百 十十 個(gè)個(gè) 本位值的大小本位值的大小=數(shù)數(shù)本位權(quán)本位權(quán) 103102101100 如：千位如：千位= 4103=40001.4 1.4 數(shù)制、碼制和編碼數(shù)制、碼制和編碼十進(jìn)制數(shù)有二個(gè)要素：十進(jìn)制數(shù)有二個(gè)要

15、素： 1. 基數(shù)：十基數(shù)：十 每一位每一位 0、1、2、3、4、5、6、7、8、10-1 逢逢 十十 進(jìn)進(jìn) 一。一。 2. 位權(quán)：位權(quán)：10i 某一位數(shù)的大小某一位數(shù)的大小 = 數(shù)數(shù)位權(quán)位權(quán). 二個(gè)要素也適用于二、八、十六進(jìn)制二個(gè)要素也適用于二、八、十六進(jìn)制 二進(jìn)制數(shù)二進(jìn)制數(shù): 基數(shù)基數(shù)2 位權(quán)位權(quán)2i 八進(jìn)制數(shù)八進(jìn)制數(shù): 基數(shù)基數(shù)8 位權(quán)位權(quán)8i 十六進(jìn)制數(shù)十六進(jìn)制數(shù): 基數(shù)基數(shù)16 位權(quán)位權(quán)16i數(shù)制的表示方法數(shù)制的表示方法 第一種方法：第一種方法：數(shù)值數(shù)值R R，其中，其中R R為進(jìn)制的類型。為進(jìn)制的類型。第二種方法：第二種方法：數(shù)值后跟一特定大寫英文字母，十?dāng)?shù)值后跟一特定大寫英文字母，

16、十進(jìn)制數(shù)用表示符進(jìn)制數(shù)用表示符D D或者可省略或者可省略，二進(jìn)制數(shù)用表示，二進(jìn)制數(shù)用表示符符B B，八進(jìn)制數(shù)用表示符，八進(jìn)制數(shù)用表示符Q Q，十六進(jìn)制數(shù)用表示符，十六進(jìn)制數(shù)用表示符H H 。例：例：十進(jìn)制數(shù)十進(jìn)制數(shù)423423， 表示為表示為42342310 10 或或423D423D或或423423二進(jìn)制數(shù)二進(jìn)制數(shù)10011001， 表示為表示為100110012 2 或或1001B1001B八進(jìn)制數(shù)八進(jìn)制數(shù)237237， 表示為表示為2372378 8 或或237Q237Q十六進(jìn)制數(shù)十六進(jìn)制數(shù)5FE5FE，表示為，表示為5FE5FE1616 或或5FEH5FEH 推廣一般形式任意十進(jìn)制推廣

17、一般形式任意十進(jìn)制： N=k n 10n+k n-1 10 n-1+k0 100 +k-1 10-1+ +k-m 10-m = k i 10i i= -mn對(duì)于任意進(jìn)制對(duì)于任意進(jìn)制: N= k i R iR 基數(shù)基數(shù) ， Ri 位權(quán)，位權(quán)， 逢逢R進(jìn)一進(jìn)一例例: 二進(jìn)制數(shù)二進(jìn)制數(shù) B=10011101 B=1 27+1 24+1 23+1 22+1 20 =15710二、數(shù)制之間的轉(zhuǎn)換：二、數(shù)制之間的轉(zhuǎn)換： 在計(jì)算機(jī)里進(jìn)展運(yùn)算和處理均是按二進(jìn)制數(shù)處理的，在計(jì)算機(jī)里進(jìn)展運(yùn)算和處理均是按二進(jìn)制數(shù)處理的，而二進(jìn)制數(shù)寫起來費(fèi)事，書寫時(shí)又以八進(jìn)制或十六而二進(jìn)制數(shù)寫起來費(fèi)事，書寫時(shí)又以八進(jìn)制或十六進(jìn)制表示

18、，日常生活中又常用十進(jìn)制，因此就有數(shù)進(jìn)制表示，日常生活中又常用十進(jìn)制，因此就有數(shù)制之間轉(zhuǎn)換問題：制之間轉(zhuǎn)換問題： 1 1、R R進(jìn)制進(jìn)制向向十進(jìn)制轉(zhuǎn)換十進(jìn)制轉(zhuǎn)換 方法：方法：各位按權(quán)展開相加。各位按權(quán)展開相加。例例 ： 13Q =181+380=11 1100B=123+122+021+020=12 2CH =2161+12160=442 2、十進(jìn)制數(shù)向、十進(jìn)制數(shù)向R R進(jìn)制轉(zhuǎn)換進(jìn)制轉(zhuǎn)換方法：方法：整數(shù)部分和小數(shù)部分要分開處理：整數(shù)部分和小數(shù)部分要分開處理：整數(shù)部分轉(zhuǎn)換方法：整數(shù)部分轉(zhuǎn)換方法：除以除以R R取余數(shù)，直到商為取余數(shù)，直到商為0 0，余數(shù)自下而上排列。余數(shù)自下而上排列。小數(shù)部分轉(zhuǎn)換方法：小數(shù)部分轉(zhuǎn)換方法：乘以乘以R R取整數(shù)，直到積為取整數(shù)，直到積為0 0或或到達(dá)精度的要求，整數(shù)自上而下排列。到達(dá)精度的要求，整數(shù)自上而下排列。3 3、二進(jìn)制數(shù)向八進(jìn)制、十六進(jìn)制轉(zhuǎn)換、二進(jìn)制數(shù)向八進(jìn)制、十六進(jìn)制轉(zhuǎn)換方法：方法：以小數(shù)點(diǎn)為基準(zhǔn)向左和向右每以小數(shù)點(diǎn)為基準(zhǔn)向左和向右每三位