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1、微型计算机基础与应用第一章第1页，共114页，编辑于2022年，星期六本章要求：2022/9/222基本知识点了解计算机的发展、特点及用途掌握计算机中使用的数制及数制间的转换弄清计算机的主要组成部件及其功能重点及难点计算机的系统组成计算机系统中数据的表示形式数制之间的转换第2页，共114页，编辑于2022年，星期六1-1 电子计算机的发展与应用电子计算机的发展与应用什么是计算机什么是计算机2022/9/223计计算算机机是是一一种种能能按按照照事事先先存存储储的的程程序序，自自动动、高高速速进进行行大大量量数数值值计计算算和和各各种种信信息息处处理理的的现现代代化化智智能能电电子装置。子装置。
2、计计算算机机的的产产生生和和发发展展是是人人类类生生产力的一场革命。产力的一场革命。第3页，共114页，编辑于2022年，星期六约翰约翰约翰约翰 阿塔纳索夫阿塔纳索夫阿塔纳索夫阿塔纳索夫提出了计算机的三条原则：提出了计算机的三条原则：1）以二进制的逻辑基础来实现数字运算，以保证）以二进制的逻辑基础来实现数字运算，以保证 精度；精度；2）利用电子技术来实现控制、逻辑运算和算术运）利用电子技术来实现控制、逻辑运算和算术运 算，以保证计算速度；算，以保证计算速度；3）采用把计算功能和二进制数更新存储功能相分）采用把计算功能和二进制数更新存储功能相分 离的结构。离的结构。奠定现代计算机发展的重要人物和
3、思想第4页，共114页，编辑于2022年，星期六图灵与图灵机为纪念图灵对计算机的贡献，为纪念图灵对计算机的贡献，美国计算机博物馆于美国计算机博物馆于1966年年设立了设立了“图灵奖图灵奖”计算机是使用相应的程序来完成任何设定好的任务。计算机是使用相应的程序来完成任何设定好的任务。图灵机是一种思想模型，图灵机是一种思想模型，它由三部分组成：它由三部分组成：一个控制器，一条可以无限延伸的一个控制器，一条可以无限延伸的带子和一个在带子上左右移动的读带子和一个在带子上左右移动的读写头。写头。第5页，共114页，编辑于2022年，星期六John von Neumann冯冯 诺依曼诺依曼1949 EDSA
4、C冯诺依曼计算机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，二是能够自动地执行程序。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。第6页，共114页，编辑于2022年，星期六一、电子计算机的发展第一代 电子管计算机第二代 晶体管计算机第三代 中小规模集成电路计算机第四代 大规模和超大规模集成电路计算机2022/9/227 一、电子计算机的发展一、电子计算机的发展一、电子计算机的发展一、电子计算机的发展 19461946年第一台计算机年第一台计算机年第一台计算机年第一台计
5、算机ENIACENIAC在美国宾夕法尼亚大学问世。在美国宾夕法尼亚大学问世。在美国宾夕法尼亚大学问世。在美国宾夕法尼亚大学问世。人们常按制造计算机人们常按制造计算机人们常按制造计算机人们常按制造计算机所用的主要元器件所用的主要元器件所用的主要元器件所用的主要元器件将计算机分为将计算机分为将计算机分为将计算机分为四代四代四代四代：体积庞大、速度低、成本高、体积庞大、速度低、成本高、体积庞大、速度低、成本高、体积庞大、速度低、成本高、可靠性差、内存容量小可靠性差、内存容量小可靠性差、内存容量小可靠性差、内存容量小体积大大减小、速度提高、可靠体积大大减小、速度提高、可靠体积大大减小、速度提高、可靠体
6、积大大减小、速度提高、可靠性和内存容量有较大提高性和内存容量有较大提高性和内存容量有较大提高性和内存容量有较大提高速度、可靠性和内存速度、可靠性和内存速度、可靠性和内存速度、可靠性和内存容量都进一步提高，容量都进一步提高，容量都进一步提高，容量都进一步提高，外设种类繁多外设种类繁多外设种类繁多外设种类繁多速度可靠性和内存速度可靠性和内存速度可靠性和内存速度可靠性和内存容量又有了很大提容量又有了很大提容量又有了很大提容量又有了很大提高高高高第7页，共114页，编辑于2022年，星期六计算机发展史简表时代年份器件软件应用一1946-1957电子管机器语言、汇编语言科学计算二1958-1964晶体管
7、高级语言数据处理工业控制三1965-1970中小规模集成电路操作系统、会话式语言社会的各个领域四1971年迄今大规模和超大规模集成电路操作系统日益完善、软件产业高度发达计算机网络2022/9/228根据电子计算机所采用的特理器件的发展，一般把电子计算机的发展分成4个阶段：第8页，共114页，编辑于2022年，星期六第一台电子计算机（ENIAC）5000次加法次加法/秒秒体重体重28吨吨占地占地170m218800只电子管只电子管1500个继电器个继电器功率功率150KW第一台电子计算机的研制与军事目的有着密切关系。第9页，共114页，编辑于2022年，星期六1第一代（1946年1958年）：电
8、子管阶段2022/9/2210电子管基本特征采用电子管作为计算机的逻辑元器件，每秒运算速度仅为几千次，内存容量仅数KB。其数据表示主要是定点数，使用机器语言或汇编语言编写程序。第一代电子计算机体积庞大，造价昂贵，用于军事和科学研究工作。其代表机型有IBM 650（小型机）、IBM 709（大型机）。第10页，共114页，编辑于2022年，星期六2第二代（1959年1964年）：晶体管阶段2022/9/2211晶体管基本特征是采用晶体管作为计算机的逻辑元器件，由于电子技术的发展，运算速度达每秒几十万次，内存容量增至几十KB。与此同时，计算机软件技术也有了较大发展，出现了FORTRAN、COBOL
9、、ALGOL等高级语言。与第一代计算机相比，晶体管电子计算机体积小、成本低、功能强、可靠性大大提高。除了科学计算外，还用于数据处理和事务处理。其代表机型有IBM 7094、CDC 7600。第11页，共114页，编辑于2022年，星期六3第三代（1965年1970年）：集成电路阶段2022/9/2212集成电路基本特征是采用小规模集成电路作为计算机的逻辑元器件，随着固体物理技术的发展，集成电路工艺己可以在几平方毫米的单晶硅集成电路片上集成由十几个甚至上百个电子元器件组成的逻辑电路。它的运算速度每秒可达几十万次到几百万次，体积越来越小，价格越来越低，软件越来越完善，在监控程序的基础上发展形成了操
10、作系统。其代表机型有IBM360。第12页，共114页，编辑于2022年，星期六4第四代（1971年现在）：大规模/超大规模集成电路阶段2022/9/2213超大规模集成电路基本特征是采用大规模集成电路和超大规模集成电路作为计算机的逻辑元器件，20世纪70年代以来，集成电路制作工艺取得了迅猛的发展，在硅半导体上可集成更多的电子元器件，半导体存储器代替了磁芯存储器，目前，计算机的速度最高可以达到每秒几百万亿次浮点运算。操作系统不断完善，高级程序设计语言功能更加完善，人们的生活与计算机应用息息相关。第13页，共114页，编辑于2022年，星期六2022/9/2214420,000,0002,300
11、晶晶体体管管数数目目4004奔腾奔腾410微米芯片微米芯片第14页，共114页，编辑于2022年，星期六2022/9/2215晶晶体体管管数数单单位位时时间间执执行行的的指指令令数数百百万万条条/每每秒秒每每18个月芯片能力增长一倍。个月芯片能力增长一倍。第15页，共114页，编辑于2022年，星期六计算机的特点计算机的特点（1）运算速度快）运算速度快（2）运算精确度高）运算精确度高（3）具有）具有“记忆记忆”和逻辑判断能力和逻辑判断能力（4）通用性强）通用性强（5）高度自动化）高度自动化另外，还具有可靠性强、可联网等特点另外，还具有可靠性强、可联网等特点2022/9/2216第16页，共11
12、4页，编辑于2022年，星期六二、计算机的发展方向二、计算机的发展方向2022/9/2217未来的计算机以超大规模集成电路为基础，向巨型化巨型化（不是体积大，而是速度高、容量大、功能强）微型化微型化（体积缩小、重量减轻）网络化网络化（分散的计算机联成网）智能化智能化（计算机将具有一定的“思维能力”）方向发展。第17页，共114页，编辑于2022年，星期六计算机发展巨型化2022/9/2218CRAY-CRAY-运算速度可达每秒几百亿次运算的超级计算机超级计算机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
13、技领域。中国超级计算机：国防科技大学研制的“银河1号”、“银河2号”和“银河3号”国家职能计算机中心推出的“曙光1000”、“曙光200I”和“曙光3000”银河银河银河银河第18页，共114页，编辑于2022年，星期六2022/9/2219社会在不断发展，人类对自然世界的认识活动也越来越多，很多情况要求计算机对数据进量的运算，如，数学命题的证明、行星轨迹的计算以及航天飞机、宇宙飞船的设计等等。这些应用对计算机速度的要求也越来越高。“巨型化”在这里并不是通常意义上的大小，主要是指机器的性能运算速度等。计算机发展巨型化第19页，共114页，编辑于2022年，星期六计算机发展微型化2022/9/2
14、220Altair 8800计算机不再是单一的计算机器，而是一种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。信息机器，一种个人的信息机器。第20页，共114页，编辑于2022年，星期六计算机发展微型化2022/9/2221一方面，随着计算机的应用日益广泛，在一些特定场合，需要很小的计算机(如航天飞机，由于燃料的关系，设计原则是为了减少每一克而奋斗)，所以计算机的重量、体积都变得越来越小，但功能并不减少。另一方面，随着计算机在世界上日益普及，个人电脑正逐步由办公设备变为电子消费品。人们要求电脑除了要保留原有的性能之外，还要有时尚的外观、轻便小巧、便于操作等特点，如平板电脑、
15、手持电脑等。今后个人电脑在电脑中所占的比重将会越来越大，使用也将会越来越方便。第21页，共114页，编辑于2022年，星期六计算机发展网络化2022/9/2222计算机网络：计算机网络：计算机网络：计算机网络：计算机技术与通信技术结合计算机技术与通信技术结合的产物。的产物。计算机网络的发展动力：计算机网络的发展动力：计算机网络的发展动力：计算机网络的发展动力：使用远程资源，共享程序、使用远程资源，共享程序、数据和信息资源，网络用户数据和信息资源，网络用户的通讯和合作。的通讯和合作。第22页，共114页，编辑于2022年，星期六计算机发展网络化2022/9/2223因因特特网网的的建建立立正正在
16、在改改变变我我们们的的世世界界，改改变变我我们们的的生生活活。网网络络具具有有虚虚拟拟和和真真实实两两种种特特性性，网网上上聊聊天天和和网网络络游游戏戏等等具具有有虚虚拟拟特特性性，而而网网络络通通信信、电电子子商商务务、网网络络资资源源共共享享则具有真实的特性。则具有真实的特性。我我们们可可以以通通过过因因特特网网购购买买生生活活必必需需品品，交交纳纳各各种种费费用用、教学、管理个人账务等等。教学、管理个人账务等等。第23页，共114页，编辑于2022年，星期六计算机发展智能化2022/9/2224“总有一天，人类会造出一些举止跟人一样的没有灵魂的机械来”。笛卡尔（1637）人类第一个“工业
17、机器人”：一头在纺织机上挑纱的“驴”（1742年）第一代机器人机械手（1962年出现）第二代机器人具有“感觉”的机器人第三代机器人装有启发式计算机的“智能机器人”DeepblueDeepblueGarry Kasparov Garry Kasparov 第24页，共114页，编辑于2022年，星期六计算机发展智能化2022/9/2225今后，计算机在我们的生活中扮演的角色将会更加重要。今后，计算机在我们的生活中扮演的角色将会更加重要。计计算算机机应应用用将将具具有有更更多多的的智智能能特特性性，能能够够帮帮助助用用户户解解决决一一些些自自己己不不熟熟悉或不愿意做的事。悉或不愿意做的事。如，智能
18、家电、烹调等。如，智能家电、烹调等。第25页，共114页，编辑于2022年，星期六三、电子计算机的主要应用2022/9/2226 科学计算（数值计算）科学计算（数值计算）科学计算（数值计算）科学计算（数值计算）如：天文、地质、气象、航天等涉及的大量计算如：天文、地质、气象、航天等涉及的大量计算如：天文、地质、气象、航天等涉及的大量计算如：天文、地质、气象、航天等涉及的大量计算 数据处理（信息处理）数据处理（信息处理）数据处理（信息处理）数据处理（信息处理）对数据进行收集、分类、排序、存储、计算等操作对数据进行收集、分类、排序、存储、计算等操作对数据进行收集、分类、排序、存储、计算等操作对数据进
19、行收集、分类、排序、存储、计算等操作 自动控制自动控制自动控制自动控制无人驾驶飞机的控制无人驾驶飞机的控制无人驾驶飞机的控制无人驾驶飞机的控制 计算机辅助设计（计算机辅助设计（计算机辅助设计（计算机辅助设计（CADCAD）和辅助教学（）和辅助教学（）和辅助教学（）和辅助教学（CAICAI）人工智能（人工智能（人工智能（人工智能（AIAI）方面的研究和应用）方面的研究和应用）方面的研究和应用）方面的研究和应用 专家系统专家系统专家系统专家系统(Expertsystem(Expertsystem）机器人机器人机器人机器人(Robert)(Robert)多媒体（多媒体（多媒体（多媒体（Multime
20、diaMultimedia）技术应用）技术应用）技术应用）技术应用第26页，共114页，编辑于2022年，星期六2022/9/22271.科学计算：科学计算：解决科学技术和工程设计中存在的大量的数学计算问题。解决科学技术和工程设计中存在的大量的数学计算问题。例如，求解上千阶的微分方程组、几百个方程的线性方程组、大型例如，求解上千阶的微分方程组、几百个方程的线性方程组、大型矩阵运算等矩阵运算等.2.数据处理数据处理：数据处理泛指任何形式的计算机管理和操纵数据的过：数据处理泛指任何形式的计算机管理和操纵数据的过程，例如，企业管理、库存管理、帐目计算、信息情报检索等。程，例如，企业管理、库存管理、帐
21、目计算、信息情报检索等。3.实时控制实时控制：计算机的速度不断提高，计算机的指令周期已降到几计算机的速度不断提高，计算机的指令周期已降到几ns级，使得许多生产过程的实时控制成为可能。例如，化工级，使得许多生产过程的实时控制成为可能。例如，化工生产过程中的压力、流量、温度等参数的控制生产过程中的压力、流量、温度等参数的控制。第27页，共114页，编辑于2022年，星期六2022/9/22284.计算机辅助设计和制造：计算机辅助设计和制造：CAD/CAM系统已发展成为更高系统已发展成为更高级的计算机集成制造系统级的计算机集成制造系统(CIMS)。5.人工智能：人工智能：是探索和模拟人的感觉和思维过
22、程的科学，它是是探索和模拟人的感觉和思维过程的科学，它是在控制论、计算机科学、仿生学、生理学等基础上发展在控制论、计算机科学、仿生学、生理学等基础上发展起来的新兴边缘学科。起来的新兴边缘学科。6.通信和文字处理：通信和文字处理：包括文字信息的产生、修改、编辑、复制、包括文字信息的产生、修改、编辑、复制、保存、检索、传输等，通信和文字处理是实现办公自动化、保存、检索、传输等，通信和文字处理是实现办公自动化、电子邮件、计算机会议和计算机出版等新技术的必由之路。电子邮件、计算机会议和计算机出版等新技术的必由之路。7.多媒体技术：多媒体技术：图形、声音、静态图像、动画、动态图像等多媒体图形、声音、静态
23、图像、动画、动态图像等多媒体技术。技术。第28页，共114页，编辑于2022年，星期六2022/9/22298.网络技术与信息高速公路网络技术与信息高速公路：把分布在不同地域的独立的计把分布在不同地域的独立的计算机系统用通信设施连接起来，以实现数据通信和资源算机系统用通信设施连接起来，以实现数据通信和资源共享。网络从地域范围大小上分为局域网和广域网。共享。网络从地域范围大小上分为局域网和广域网。9.教育：教育：包括计算机辅助教学、知识信息系统、自然语言处理等。包括计算机辅助教学、知识信息系统、自然语言处理等。计算机辅助教学生动、形象、易于理解，是提高教学质量的重计算机辅助教学生动、形象、易于理
24、解，是提高教学质量的重要手段之一。要手段之一。10.军事：军事：包括军队自动化指挥系统、计算机作战模拟、军事信包括军队自动化指挥系统、计算机作战模拟、军事信息处理武器的自动控制、精确制导武器、军用机器人、数息处理武器的自动控制、精确制导武器、军用机器人、数字化部队、后勤保障等。字化部队、后勤保障等。第29页，共114页，编辑于2022年，星期六计算机的分类计算机的分类2022/9/2230数数 字字 计计 算算 机机模模 拟拟 计计 算算 机机数数模模混混合合计计算算机机按处理对象按处理对象按使用范围按使用范围通通 用用 计计 算算 机机专专 用用 计计 算算 机机按规模按规模巨巨 型型 计计
25、 算算 机机大大/中型计算机中型计算机小小 型型 计计 算算 机机微微 型型 计计 算算 机机工工作作站站或或服服务务器器第30页，共114页，编辑于2022年，星期六1-2微型计算机系统的组成及工作原理2022/9/2231 微机系统包括：微机系统包括：微机系统包括：微机系统包括：硬件系统硬件系统硬件系统硬件系统和和和和软件系统软件系统软件系统软件系统。硬件硬件硬件硬件：指构成计算机的物理设备，即具有输入、存储、计算、控制和输出功能：指构成计算机的物理设备，即具有输入、存储、计算、控制和输出功能：指构成计算机的物理设备，即具有输入、存储、计算、控制和输出功能：指构成计算机的物理设备，即具有输
26、入、存储、计算、控制和输出功能的实体部分。的实体部分。的实体部分。的实体部分。软件软件软件软件：指系统中的程序以及开发、使用和维护程序所需的所有文档的：指系统中的程序以及开发、使用和维护程序所需的所有文档的：指系统中的程序以及开发、使用和维护程序所需的所有文档的：指系统中的程序以及开发、使用和维护程序所需的所有文档的集合。集合。集合。集合。一、微机系统的组成第31页，共114页，编辑于2022年，星期六一、微机系统的组成2022/9/2232第32页，共114页，编辑于2022年，星期六2022/9/2233计算机系统的组成计算机系统的组成第33页，共114页，编辑于2022年，星期六二、微型
27、计算机的硬件系统2022/9/22341.运算器ALU(Arithmetic-LogicUnit)运算器又叫算术逻辑部件，是计算机执行算术运算和逻辑运算的部件。操作时，运算器的操作和操作种类由控制器决定，处理的数据来自存储器，处理的结果通常送回存储器，或暂时存放在内部寄存器中。2.控制器(ControlUnit)控制器是整个计算机的指挥中心，它从主存中按规定顺序取出程序中的一条指令，对其进行分析，然后根据指令的要求向有关部件发出各种时序控制信号，控制它们执行这条指令所规定的功能。运算器与控制器合在一起被称为中央处理器，即运算器与控制器合在一起被称为中央处理器，即CPU(Central Proc
28、essing Unit)，它是计算机的核心，控制整个计算机系统的工作，它是计算机的核心，控制整个计算机系统的工作 第34页，共114页，编辑于2022年，星期六2022/9/2235CPU的性能指标 CPU主频：CPU内核电路的实际工作频率；CPU外频：CPU总线频率 CPU字长：单位时间内一次处理的二进制数的位数。前端总线（FSBFront System Bus）指的是CPU和北桥芯片间数据传输的总线。倍频系数：CPU内部的时钟信号是由外部输入的，在CPU内部采用了时钟倍频技术。按一定比例提高输入时钟信号的频率，这个提高时钟频率的比例称为倍频系数。主频=外频倍频 L1/L2 高速缓存：L1是
29、第一层高速缓存。L2是CPU性能表现的关键之一。CPU的类型如课本第6页图中所示。第35页，共114页，编辑于2022年，星期六2022/9/2236主板第36页，共114页，编辑于2022年，星期六2022/9/2237插好CPU、内存和显卡的主板第37页，共114页，编辑于2022年，星期六2022/9/2238从机箱背面看主板接口第38页，共114页，编辑于2022年，星期六2022/9/22393.存储器(Memory)存储器是用来存放程序和数据的部件，它是一个记忆装置，能根据地址存储数据或指令，也能根据地址提供有关的指令或数据，是计算机能够实现“存储程序控制”的基础。存储器可分为主存
30、储器和辅助存储器两大类主存储器(MainMemory)简称主存，也叫内存辅助存储器(AuxiliaryMemory)简称辅存，也叫外存第39页，共114页，编辑于2022年，星期六2022/9/2240（1）内部存储器（1）随机存取存储器(Random Access Memory，简称RAM)RAM通常指计算机主存，使用动态随机存储器，制作成内存条形式出现。CPU对它们既可读出又可写入数据。（2）只读存储器(Read only Memory，简称ROM)CPU对它们只取不存，其信息用户无法修改。断电时信息不会丢失。ROM中一般存放计算机系统管理程序。（3）高速缓冲存储器Cache是介于CPU和
31、内存之间的一种可高速存取信息的芯片，用于解决它们之间的速度冲突问题。性能指标：存储容量和工作速度。CPUCacheRAM第40页，共114页，编辑于2022年，星期六（2）外部存储器2022/9/22411）软盘用表面涂有磁性材料柔软的聚酯材料制成读写软盘时，磁头直接接触盘面。常用软盘容量为1.44MB新型磁盘具有100MB250MB容量软盘曾经是必备的外部存储设备，但目前已基本淘汰。第41页，共114页，编辑于2022年，星期六2022/9/22422）硬盘硬盘片是由涂有磁性材料的硬质合金构成。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。影响硬
32、盘容量的因素主要有：磁道、扇区、盘片、磁头、柱面。对照课本第1112页，这里是硬盘的内部构造图示。工作原理：电磁感应第42页，共114页，编辑于2022年，星期六2022/9/2243固态硬盘：是由控制单元和存储单元（FLASH芯片）Solid State Disk、IDE FLASH DISK组成，简单的说就是用固态电子存储芯片阵列而制成的硬盘。低功耗、传输速度快等特性使得其深受用户的青睐；但是价格高昂、容量偏低的问题也是阻碍其市场推广流行所在。与传统硬盘优缺点大致对比：项目固态硬盘传统硬盘容量较小大价格高低随机存取极快一般写入次数SLC：10万次MLC：1万次无限制盘内阵列可极难工作噪音无
33、有工作温度极低较明显防震很好较差数据恢复难可以重量轻重第43页，共114页，编辑于2022年，星期六2022/9/2244 磁光技术移动存储产品磁盘技术与光技术结合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 3）移动存储设备第44页，共114页，编辑于2022年，星期六2022/9/2245衡量光盘驱动器传输数据速率的指标叫做倍速，一倍速率=150KB/秒常用：只读型光盘CD-ROM后继产品DVD-ROM，DVD-ROM一倍速率是1.3MB/秒能够刻录光盘的驱动器，外形没有什么差别，称为刻录机。能刻录新数据的盘片，分CD-R和CD-RW。还有DVD-R，DVD-
34、RW刻录盘片要有三个条件：刻录机，刻录盘，和刻录软件。4）光盘及光盘驱动器第45页，共114页，编辑于2022年，星期六4.输入设备2022/9/2246（1 1）键盘。是主要的输入设备。标准键盘由）键盘。是主要的输入设备。标准键盘由101101个键组成，是当前我国使用最多的个键组成，是当前我国使用最多的键盘。键盘。第46页，共114页，编辑于2022年，星期六（2 2）鼠标）鼠标2022/9/2247 是控制显示器上光标移动位置并向主机输入用户所选中的某个操作是控制显示器上光标移动位置并向主机输入用户所选中的某个操作命令或对象的一种输入设备。包括机械式鼠标器和光电式鼠标器。命令或对象的一种输
35、入设备。包括机械式鼠标器和光电式鼠标器。第47页，共114页，编辑于2022年，星期六（3 3）其他输入设备）其他输入设备2022/9/2248第48页，共114页，编辑于2022年，星期六5.输出设备2022/9/2249（1 1）显示器）显示器 CRTCRT（阴极射线管）的功能是将计算机中的信息转换成各种直观的字符和图象，（阴极射线管）的功能是将计算机中的信息转换成各种直观的字符和图象，并在屏幕上显示出来。并在屏幕上显示出来。显示器屏幕上用光点来构成输出内容。像素越多，分辨率越高。像素的深浅程度称为显示器屏幕上用光点来构成输出内容。像素越多，分辨率越高。像素的深浅程度称为灰度（允许有灰度（
36、允许有256256级灰度）。彩色有红绿蓝三色组合而成，因此每个像素用级灰度）。彩色有红绿蓝三色组合而成，因此每个像素用2424位位表示时；真彩可以有表示时；真彩可以有2 22424种不同的颜色。种不同的颜色。分辨率、彩色数及屏幕尺寸是衡量显示器性能的主要指标。分辨率、彩色数及屏幕尺寸是衡量显示器性能的主要指标。液晶显示器液晶显示器(LCD)(LCD)的工作原理与的工作原理与CRTCRT不同。不同。液晶是一种介于固态和液态之间的物质，是具有规则性分子排列的有机化合物，加热会呈现透明状的液体状态，冷却则会出现结晶颗粒的混浊固体状态，具有液体与晶体的特性，故称之为“液晶”。第49页，共114页，编辑
37、于2022年，星期六2022/9/2250（1 1）显示适配器）显示适配器又称为显卡。显示卡和显示器构成了微机的显示系统，显示系统是计算机与人交换信息的窗口，显示信息的质量与显示器、显示卡的性能直接相关，显示卡的类型、性能是决定显示质量的第一关键。显示卡上主要部件有：显示芯片（GPU）、RAMDAC、显示内存、显卡 BIOS、VGA插座、特性连接器等。显示芯片负责图形数据的处理，是显示卡的核心部件。RAMDAC的作用是将显存中的数字信号转换为能够用于显示的模拟信号。显存也是用于存放数据的、只不过它存放的是显示芯片处理后的数据，在屏幕上看到的图像数据都存放在显示内存中。显示卡要达到的分辨率越高，
38、屏幕上显示的像素点就越多，所需的显示内存也就越多。第50页，共114页，编辑于2022年，星期六（3 3）打印机）打印机2022/9/2251 主要分为针式、激光、喷墨三种。主要分为针式、激光、喷墨三种。针式打印机针式打印机又称点阵打印机，属于击打式打印机。又称点阵打印机，属于击打式打印机。特点：价格便宜，速度慢，噪音大。特点：价格便宜，速度慢，噪音大。喷墨打印机喷墨打印机：噪声低、速度快、打印效果较好。：噪声低、速度快、打印效果较好。激光打印机激光打印机：速度快、无噪声、分辨率高但价格稍高。：速度快、无噪声、分辨率高但价格稍高。第51页，共114页，编辑于2022年，星期六电源电源向主板、软
39、盘驱动器、硬盘驱动器或光盘向主板、软盘驱动器、硬盘驱动器或光盘驱动器等提供电源驱动器等提供电源(位于机箱内位于机箱内)2022/9/2252直流稳压电源直流稳压电源不间断电源不间断电源用于交流稳压及停电保护用于交流稳压及停电保护(如：如：UPS)UPS)第52页，共114页，编辑于2022年，星期六计算机工作原理2022/9/22531 1计算机采用二进制形式来表示数据和指令计算机采用二进制形式来表示数据和指令 数据：数据：以器件的两种物理状态，如晶体管的以器件的两种物理状态，如晶体管的“通通”和和“断断”等来表示，这种器件只能表示二进制代码。因此，等来表示，这种器件只能表示二进制代码。因此，
40、计算机处理的所有数据都要转换成二进制代码。计算机处理的所有数据都要转换成二进制代码。指令：指令：指令：指令：计算机中另一种重要信息，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。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指令也用二进制代码表示操作码：指出操作的性质操作码：指出操作的性质操作数：操作的对象操作数：操作的对象10000110 001 101 Add R1 R5 操作码操作码操作码操作码操作数操作数操作数操作数第53页，共114页，编辑于2022年，星期六计算机工作原理2022/9/22542 2存储程序是计算机自动工作的基础存储程序是计
41、算机自动工作的基础 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机能够执行的指令指令表示出来，这些指令就构成了解题程序。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把程序通过输入设备送入计算机送入计算机，以二进制代码形式存入存储器。，以二进制代码形式存入存储器。“启动启动”程序，计算机就逐个程序，计算机就逐个分析执行程序中一条条指令，从而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一步一步地自动算完题目。第54页，共114页，编辑于2022年，星期六2022/9/2255I/O设备设备内存储器内存
42、储器运算器运算器控制器控制器指令存取命令运算命令输入/输出命令计算机工作原理计算机工作原理原始数据命令/程序取数读结果存数写数据线：数据线：控制线：控制线：3 3 3 3计算机由五大部件组成计算机由五大部件组成计算机由五大部件组成计算机由五大部件组成第55页，共114页，编辑于2022年，星期六运算器运算器：数据的算术、逻辑运算，比较、移位等操作。存储器存储器：存储程序和数据：运算之前接受输入设备送来的信息。运算过程中为其它部件提供信息。保存中间结果和最终结果。控制器控制器：计算机的控制中心，实现“程序控制”的主要部件。它从存储器中逐条取指令，分析指令规定的操作、所需数据等，再按分析结果向各部
43、分发控制信号，统一指挥计算机完成操作。输入设备输入设备：将数字、文字、图像等转换为计算机能识别的二进制编码，并输入到计算机内存储起来，以便加工处理。常用的有键盘、鼠标器、扫描仪等。输出设备输出设备：将计算机内数字形式的编码转换成人或其它设备所能接收和识别的信息形式。常用的有显示器、打印机、绘图仪等。第56页，共114页，编辑于2022年，星期六2022/9/2257程程序序从存储器取一条指令从存储器取一条指令分析指令？分析指令？执行指令执行指令结结束束程程 序序 的的 执执 行行 过过 程程NY第57页，共114页，编辑于2022年，星期六2022/9/2258计算机的性能指标计算机的性能指标
44、 外围设备的配置外围设备的配置 指令系统的功能指令系统的功能 系统软件的配置情况系统软件的配置情况 诊断能力与容错能力诊断能力与容错能力内存容量内存容量字长字长主频主频其它其它运算速度运算速度第58页，共114页，编辑于2022年，星期六2022/9/2259服务程序服务程序语言处理程序语言处理程序操作系统操作系统用户程序用户程序应用软件包应用软件包工具软件工具软件系系统统软软件件应应用用软软件件1.4.3 1.4.3 计算机软件系统计算机软件系统第59页，共114页，编辑于2022年，星期六三、微型计算机的软件系统2022/9/2260 微型计算机系统的软件分为系统软件和应用微型计算机系统的
45、软件分为系统软件和应用软件两类。软件两类。系统软件系统软件系统软件系统软件：管理、控制和维护计算机及其外设、计算机网络，管理、控制和维护计算机及其外设、计算机网络，管理、控制和维护计算机及其外设、计算机网络，管理、控制和维护计算机及其外设、计算机网络，提供用户与计算机界面等的软件。提供用户与计算机界面等的软件。提供用户与计算机界面等的软件。提供用户与计算机界面等的软件。一般包括操作系统、语一般包括操作系统、语一般包括操作系统、语一般包括操作系统、语言编译程序、数据库管理系统。言编译程序、数据库管理系统。言编译程序、数据库管理系统。言编译程序、数据库管理系统。应用软件应用软件应用软件应用软件是指
46、计算机用户为某一特定应用而开发的是指计算机用户为某一特定应用而开发的是指计算机用户为某一特定应用而开发的是指计算机用户为某一特定应用而开发的软件。例如文字处理软件、表格处理软件、绘图软软件。例如文字处理软件、表格处理软件、绘图软软件。例如文字处理软件、表格处理软件、绘图软软件。例如文字处理软件、表格处理软件、绘图软件、财务软件、过程控制软件等。件、财务软件、过程控制软件等。件、财务软件、过程控制软件等。件、财务软件、过程控制软件等。第60页，共114页，编辑于2022年，星期六2022/9/2261硬硬件件操作系统操作系统软软 件件用户程序或文档用户程序或文档计算机系统层次结构计算机系统层次结
47、构第61页，共114页，编辑于2022年，星期六2022/9/2262用户与硬件用户与硬件/软件之间的关系软件之间的关系计算机硬件计算机硬件 用用 户户 应用软件应用软件 系统软件系统软件 第62页，共114页，编辑于2022年，星期六操作系统2022/9/2263操作系统是最基本，最重要的系统软件。它负责管理操作系统是最基本，最重要的系统软件。它负责管理计算机系统的全部软件资源和硬件资源，合理地组织计算机系统的全部软件资源和硬件资源，合理地组织计算机各部分协调工作，为用户提供操作和编程界面。计算机各部分协调工作，为用户提供操作和编程界面。功能功能功能功能：处理机管理、存储器管理、设备管理、文
48、：处理机管理、存储器管理、设备管理、文：处理机管理、存储器管理、设备管理、文：处理机管理、存储器管理、设备管理、文件管理、作业管理。件管理、作业管理。件管理、作业管理。件管理、作业管理。分类分类分类分类：单用户操作系统单用户操作系统单用户操作系统单用户操作系统、批处理操作系统批处理操作系统批处理操作系统批处理操作系统、分时操分时操分时操分时操作系统作系统作系统作系统、实时操作系统实时操作系统实时操作系统实时操作系统、网络操作系统网络操作系统网络操作系统网络操作系统、分布式分布式分布式分布式操作系统操作系统操作系统操作系统。第63页，共114页，编辑于2022年，星期六操作系统基础操作系统的定义
49、操作系统的定义 操作系统的功能操作系统的功能 操作系统用户界面操作系统用户界面2022/9/2264WindowsDOS第64页，共114页，编辑于2022年，星期六2022/9/2265什么是操作系统？什么是操作系统？用来控制和管理系统用来控制和管理系统资资源源、方便用户使用计算、方便用户使用计算机的机的程序程序的集合，是人的集合，是人机交互的机交互的接口接口。操作系统基础操作系统基础WordWindows第65页，共114页，编辑于2022年，星期六2022/9/2266操作系统的功能操作系统的功能 CPUCPUCPUCPU的控制与管理的控制与管理的控制与管理的控制与管理内存的分配与管理内
50、存的分配与管理内存的分配与管理内存的分配与管理外部设备的控制与管理外部设备的控制与管理外部设备的控制与管理外部设备的控制与管理文件管理文件管理文件管理文件管理作业管理和控制作业管理和控制作业管理和控制作业管理和控制操作系统基础操作系统基础第66页，共114页，编辑于2022年，星期六2022/9/2267操作系统用户界面操作系统用户界面DOSDOS NetWare NetWare UNIX UNIXWindowsWindows窗口图形界面窗口图形界面命令行界面命令行界面 操作系统基础操作系统基础第67页，共114页，编辑于2022年，星期六语言编译程序2022/9/2268 计算机语言计算机语