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1、大学计算机基础大学计算机基础吉林大学吉林大学 公共计算机教学与研究中心公共计算机教学与研究中心授课对象：授课对象：11 11 级本科生级本科生 理论学时：理论学时：56 56 学时，学时，1414周周实验学时：实验学时：计划计划16 16 学时学时 +课外课外3030学时学时学学 分：分：4 4考试形式：考试形式：平时平时15+15+实验实验15+15+无纸化考试无纸化考试7070考试时间：考试时间：预计第预计第1616周周授课教师：授课教师：公共计算机教学与研究中心公共计算机教学与研究中心 李锐李锐E-MailE-Mail：本本章章概概要要（6学学时时）1.1.计算机的计算机的发展历程发展历
2、程、分类分类及及应用应用2.2.信息技术信息技术概述概述3.3.计算机系统计算机系统组成组成4.4.计算机计算机硬件系统硬件系统和和软件分类软件分类5.5.计算机的主要计算机的主要性能指标性能指标6.6.数制数制及其转换及其转换7.7.数值型数据数值型数据的存储的存储8.8.计算机的计算机的算术与逻辑运算算术与逻辑运算9.9.文字信息编码文字信息编码形式形式一种可以接收一种可以接收输入输入、处理数据处理数据、存储数存储数据据、可编程可编程并能产生并能产生输出输出的一种电子装置。的一种电子装置。计算机主要计算机主要特点特点：计算精度：计算精度高高、处理、处理速度速度快快、存储容量、存储容量大大、
3、自动化程度、自动化程度高高、适、适用范围用范围广广和通用性和通用性强强。19361936年英国科学家年英国科学家图灵图灵,首次提出首次提出逻辑机模型逻辑机模型-图灵机图灵机,并建立并建立算法理论算法理论,被誉为被誉为计算机之父计算机之父。计算机理论奠基人计算机理论奠基人图灵的主要贡献图灵的主要贡献 建立建立图灵机模型图灵机模型，奠定了，奠定了可计算理论可计算理论基础；基础；提出提出图灵测试图灵测试，阐述，阐述机器智能机器智能概念概念 。图灵奖图灵奖,创于创于1966,1966,每年由美国计算机学会每年由美国计算机学会(ACM)(ACM)颁发。颁发。计算机最高奖项计算机最高奖项1919世纪世纪5
4、050年代，英国数学家年代，英国数学家乔治乔治布尔布尔创立创立逻辑代数，奠定电子计算机的逻辑代数，奠定电子计算机的数学理论基础数学理论基础 。1.1计计算算机机的的发发展展被测试的有一个人，另一个被测试的有一个人，另一个是声称有人类是声称有人类智力智力的机器。的机器。测试时，测试人通过一些装测试时，测试人通过一些装置向被测试人提问，如果测置向被测试人提问，如果测试人没有分出谁是机器谁是试人没有分出谁是机器谁是人，那机器就通过了图灵测人，那机器就通过了图灵测试，说明具有人类智能。试，说明具有人类智能。ENIAC ENIAC存在明显缺点：存在明显缺点：一是一是存储容量很小存储容量很小；二是采用二是
5、采用外接线路连接外接线路连接的方法设计计算程的方法设计计算程序。序。19461946年年2 2月诞生于美国宾州大学，月诞生于美国宾州大学，电子数电子数值积分计算机值积分计算机，ENIACENIACElectronic Electronic Numerical Integrator And CalculatorNumerical Integrator And Calculator）。第一台计算机第一台计算机的诞生的诞生50005000次加法次加法/秒秒体重体重2828吨吨占地占地170m170m2 21880018800只电子管只电子管15001500个继电器个继电器功率功率150KW150KW
6、存储程序控制存储程序控制：存储程序实现自动计算。：存储程序实现自动计算。采用采用二进制数二进制数:便于硬件实现，运算规则简单。便于硬件实现，运算规则简单。19481948年年8 8月，著名美籍匈牙利数学家月，著名美籍匈牙利数学家冯冯诺依诺依曼曼提出提出EDVACEDVAC (Electronic Discrete Variable(Electronic Discrete Variable Automatic Computer,Automatic Computer,离散变量自动电子计算机离散变量自动电子计算机)体系结构。体系结构。冯冯 诺依曼计算机体系结构：诺依曼计算机体系结构：计算机计算机硬件
7、结构硬件结构：运算器、控制器、存储器、输入和输出设：运算器、控制器、存储器、输入和输出设备备冯冯诺依曼计算机体系结构诺依曼计算机体系结构计算机发展的计算机发展的4 4个阶段个阶段第一代：第一代：电子管电子管计算机计算机第二代：第二代：晶体管晶体管计算机计算机第三代：第三代：中中小规模集成电路小规模集成电路计算机计算机第四代：第四代：大规模、超大规模集成电路大规模、超大规模集成电路计算机计算机 1946194619581958主要器件：电子管、汞延迟主要器件：电子管、汞延迟线存储器和磁鼓。线存储器和磁鼓。体积大体积大;运算速度慢运算速度慢(1 1万万次次/秒秒)；电子管电子管存储容量存储容量(2
8、KB2KB)小；小；程序设计为机器语言。程序设计为机器语言。1958195819641964晶体管、磁芯存储器，内晶体管、磁芯存储器，内存储器容量可以达到存储器容量可以达到3232KBKB；运算速度为运算速度为300300万万次次/秒；秒；程序设计有汇编语言、程序设计有汇编语言、FORTRAN FORTRAN 等。等。1964196419701970小规模集成电路、半小规模集成电路、半导体存储器、磁盘，导体存储器、磁盘，内存储器容量内存储器容量8MB8MB256MB256MB；运算速度运算速度1 11010亿亿次次/秒；秒；软件有操作系统、结软件有操作系统、结构化程序设计语言、构化程序设计语言
9、、数据库等数据库等。19711971年至今年至今用大规模、超大规模集成电路、半导体存用大规模、超大规模集成电路、半导体存储器、磁盘、储器、磁盘、U U盘、光盘和微处理器，内盘、光盘和微处理器，内存储器容量可达存储器容量可达GBGB级；级；运算速度已经达到运算速度已经达到数千万亿数千万亿次次/秒；秒；软件增加专家系统、面向对象开发工具和软件增加专家系统、面向对象开发工具和支撑环境等。支撑环境等。计算机网络技术更加完善计算机网络技术更加完善 计算机的发展趋势计算机的发展趋势 人工智能进一步发展人工智能进一步发展 未来新型计算机未来新型计算机 一些简单的一些简单的自动装置自动装置（如机（如机械手）将
10、得到广械手）将得到广泛应用。它们用泛应用。它们用微电脑内核，带微电脑内核，带有有“眼睛眼睛”(摄摄像机像机)，甚至用，甚至用自然语言与人类自然语言与人类进行交流，完成进行交流，完成特定的使命。特定的使命。计算机计算机与与通信通信网络网络相互协调、相互协调、相互补充，融于相互补充，融于一体；世界范围一体；世界范围内的高速宽带网内的高速宽带网即将建成。即将建成。采用采用磁场磁场来控制晶来控制晶体管体管,能使每平方厘米能使每平方厘米所容纳的晶体管数量所容纳的晶体管数量增加近千倍。增加近千倍。磁计算机磁计算机 利用利用光光的的高速和无高速和无干扰性干扰性，使用光学元，使用光学元件件(光触发器光触发器)
11、构成处构成处理器。理器。光子计算机光子计算机 以生物工程技术产以生物工程技术产生的生的蛋白分子蛋白分子为主要为主要原料，信息以原料，信息以波波的形的形式传输；有式传输；有巨大的存巨大的存储能力储能力。生物计算机生物计算机 利用处于多现实利用处于多现实态下的态下的原子原子进行运进行运算的计算机。算的计算机。量子计算机量子计算机 计算机分类计算机分类 高性能计算机高性能计算机是指运算速度是指运算速度最快最快、处、处理能力理能力最强最强的计算机的计算机,传传统称之为统称之为巨型机巨型机或或大型大型计算机计算机。中国首台千万。中国首台千万亿次超级计算机系统亿次超级计算机系统 “天河一号天河一号”高性能
12、计算高性能计算机的实测运算速度达到机的实测运算速度达到每秒每秒25702570万亿万亿次。次。1.2计计算算机机分分类类及及应应用用具备强大的具备强大的数据运算数据运算与与图形图形、图像图像处理能力处理能力,为为满足满足工程设计工程设计、动画制作动画制作、科学研究科学研究、软件软件开发、开发、金金融融管理、管理、信息服务信息服务、模拟模拟仿真仿真等专业领域而设计开等专业领域而设计开发的高性能计算机。发的高性能计算机。工作站工作站计算机计算机作为一个作为一个信息处理信息处理部件部件，嵌入嵌入到其他设备中，使其到其他设备中，使其成为成为智能化智能化和和自动化自动化程度更高的设备。软程度更高的设备。
13、软件固化到计算机内部，件固化到计算机内部，用户不可修改用户不可修改。嵌入式计算机嵌入式计算机 微型计算机微型计算机发展速度较快，发展速度较快，性能性能/价格价格比高，应用广泛。比高，应用广泛。也称也称个人计算机个人计算机(PCPCPersonal Computer)Personal Computer)。服务器服务器用于用于网络网络管理、管理、运行运行应应用程序、处理网络工作站成用程序、处理网络工作站成员信息请求的高性能计算机。员信息请求的高性能计算机。分为分为文件文件服务器、服务器、应用程序应用程序服务器和服务器和数据库数据库服务器等。服务器等。服服务务器器机机目前计算机技术正朝着目前计算机技
14、术正朝着高性能高性能和和微型化微型化两个方向发展。两个方向发展。计算机的主要应用计算机的主要应用主要解决科学研究和工主要解决科学研究和工程中程中数值计算数值计算问题。问题。科学计算科学计算 数据处理数据处理 过程控制过程控制 计算机辅助系统计算机辅助系统 指信息收集、转换、分类、指信息收集、转换、分类、统计、存储和输出等，从中统计、存储和输出等，从中筛选出有价值数据。也称筛选出有价值数据。也称非非数值计算数值计算，虽然，虽然数据量大数据量大，但但计算方法简单计算方法简单。即即实时控制实时控制，是利用计，是利用计算机的高速度和善判断特点，算机的高速度和善判断特点，将计算机用于将计算机用于实时采集
15、实时采集和和分分析处理析处理数据，根据数据，根据控制模型控制模型进行计算和判断，直接进行计算和判断，直接干预干预生产过程，生产过程，校正偏差校正偏差，对所，对所控制的对象进行调整，实现控制的对象进行调整，实现对生产过程的自动控制。对生产过程的自动控制。计算机辅助设计计算机辅助设计（CADCAD）是以计算机为工）是以计算机为工具，对产品或工程进行总体设计、绘图、分析具，对产品或工程进行总体设计、绘图、分析和编写技术文档等设计活动的总称。和编写技术文档等设计活动的总称。计算机辅助制造计算机辅助制造（CAMCAM）用计算机代替人）用计算机代替人控制和操作设备（如车床）进行生产或加工产控制和操作设备（
16、如车床）进行生产或加工产品（如零件），它的输入可能是产品工艺图或品（如零件），它的输入可能是产品工艺图或控制开关信号，输出是对相关设备的控制信号。控制开关信号，输出是对相关设备的控制信号。计算机辅助教学计算机辅助教学（CAICAI）是借助课件系统完）是借助课件系统完成教学的方法，课件系统是一类教学软件。成教学的方法，课件系统是一类教学软件。人工智能人工智能 信息高速公路信息高速公路 虚拟现实虚拟现实 集集声音声音、图像图像和和文字文字于一体，集于一体，集电视电视、录录像像、光盘光盘存储、存储、电子电子印刷和印刷和计算机通信技术计算机通信技术之大成，将计算机应用引入无所不能的广阔之大成，将计算机
17、应用引入无所不能的广阔领域。领域。多媒体技术多媒体技术将将人脑演绎推理人脑演绎推理的的思维思维过程过程、规则规则、策略策略和和技巧技巧等编成计算机等编成计算机程序程序；在计算机中存储一些公；在计算机中存储一些公理和推理规则，使计算机自动解决问题和推导结理和推理规则，使计算机自动解决问题和推导结论。论。机器人机器人 ：是一种自动化机器，：是一种自动化机器，具备具备一些与一些与人人或生物相似的智能，如或生物相似的智能，如感知感知能力、能力、规划规划能力、能力、动动作作能力和能力和协同协同能力。能力。专家系统专家系统：将专家的丰富知识和经验总结出：将专家的丰富知识和经验总结出来预先存入计算机，配上相
18、应软件。来预先存入计算机，配上相应软件。模式识别模式识别：重点研究：重点研究图形识别图形识别和和语言识别语言识别，给给机器人机器人装备装备视觉器官视觉器官和和听觉器官听觉器官。信息高速公路信息高速公路（Information Super-Information Super-HighwayHighway）的概念源于美国，）的概念源于美国，19911991年美国参议员戈尔提出：年美国参议员戈尔提出：将美国将美国所有信息库所有信息库及及信息网信息网络络连成一个全国性大网，使连成一个全国性大网，使各种形态的各种形态的信息信息在计算机网在计算机网络中络中高速传输高速传输。指指“用计算机及相关设用计算机及
19、相关设备合成的人工世界备合成的人工世界”。通过。通过多种传感设备使应用者多种传感设备使应用者“投投入入”到该环境中，实现与环到该环境中，实现与环境直接进行交互的目的。境直接进行交互的目的。信息技术信息技术以以计算机计算机、通信通信和和控制控制技术为核心技术为核心。客观存在事物客观存在事物及其运动及其运动状态状态的表征。的表征。信息信息计算机化计算机化的信息，是信息的的信息，是信息的载体载体和和表示形表示形式式。数据数据学生信息学生信息 学号学号姓名姓名性别性别民族民族出生日期出生日期年级年级状态状态2110010221100102 张晓伟张晓伟 男男 汉汉族族 19911991年年6 6月月1
20、818日日 具体学生数据具体学生数据二年二年闲谈闲谈听课听课1.3 1.3 信息技术概述信息技术概述时效性时效性信息的基本特征信息的基本特征普遍性普遍性寄载性寄载性共享性共享性可识别性可识别性可加工性可加工性 只要只要有事物存在有事物存在或变化，就或变化，就存在信息存在信息 信息信息寄载于事物上寄载于事物上,不能独立于事物之外不能独立于事物之外 信息是一种信息是一种资源资源，可以为人类所共享，可以为人类所共享 信息价值因信息价值因时间或地点时间或地点不同而发生变化不同而发生变化 直接直接(通过眼、耳和鼻等通过眼、耳和鼻等)和和间接间接识别识别 对信息可进行加工，从中对信息可进行加工，从中提炼提
21、炼出有价出有价值的信息。值的信息。数据数据 数据数据是信息的是信息的载体载体。数据包括各种。数据包括各种数值数据数值数据、字符数据字符数据(如英文字母、汉字、标点符号和运算符如英文字母、汉字、标点符号和运算符等等)、图形图形、图像图像数据和数据和声音声音数据等。在计算机内，数据等。在计算机内，任何形式的数据都用任何形式的数据都用二进制数二进制数表示。表示。数据处理数据处理通常是指对各种数据进行采集、存储、通常是指对各种数据进行采集、存储、传送、转换、分类、排序、计算和输出等操作。传送、转换、分类、排序、计算和输出等操作。信息数字化信息数字化信息数字化信息数字化是将事物的信息进一步是将事物的信息
22、进一步抽象、提抽象、提取和规范化取和规范化，使之成为，使之成为计算机能够处理计算机能够处理的数据。的数据。高速度、网络化高速度、网络化多媒体化多媒体化多学科结合多学科结合智能化智能化现代信息技术现代信息技术 信息技术信息技术是利用信息科学原理和方法，研究是利用信息科学原理和方法，研究产产生生、获取获取、变换变换、传输传输、存储存储、处理处理和和利用利用信息信息的技术的技术，又称信息工程。信息技术由又称信息工程。信息技术由计算机计算机、通通信信和和控制控制技术构成。技术构成。信息技术的发展趋势信息技术的发展趋势信息化社会信息化社会 是以是以信息活动信息活动为社会发展的基本活动。为社会发展的基本活
23、动。硬硬件件系系统统软软件件系系统统外存储器外存储器运算器运算器控制器控制器应用应用软件软件内存储器内存储器输出设备输出设备主主机机外外设设中央处理器中央处理器(cpu)ROMRAM系统系统软件软件输入设备输入设备硬盘硬盘U盘盘光盘光盘键盘键盘鼠标鼠标显示器显示器打印机打印机绘图仪绘图仪操作系统操作系统语言处理程序语言处理程序编辑程序编辑程序连接程序连接程序调试程序、故障检查程序调试程序、故障检查程序监控程序、诊断程序监控程序、诊断程序各种软件包各种软件包数据库应用程序数据库应用程序汇编程序汇编程序编译程序编译程序解释程序解释程序扫描仪扫描仪1.4计计算算机机系系统统组组成成 借助电、磁、光和
24、机械等原理构借助电、磁、光和机械等原理构造的各种造的各种物理部件物理部件的有机组合。的有机组合。是组成计算机的是组成计算机的物质基础物质基础。为运行、管理和维护计算机而编为运行、管理和维护计算机而编制的各种制的各种程序程序、数据数据和和文档的总文档的总称称。是对硬件性能的。是对硬件性能的扩充和完善扩充和完善。计算机硬件计算机硬件(HardwareHardware)：指计算机系统：指计算机系统中中看得见、摸得着的看得见、摸得着的物理实体物理实体。基本功能基本功能是是执行计算机的各种指令执行计算机的各种指令。1.5计计算算机机硬硬件件系系统统 计算机计算机硬件组织结构硬件组织结构主要由主要由控制器
25、控制器、运算器运算器、存储器存储器、输入输入和和输出输出设备设备5 5大部件组成。大部件组成。1 12 23 31 12 23 34 45 56 61 12 23 34 46 65 54 4控制流控制流数据流数据流计算机工作过程计算机工作过程 计算机的整个运行过程就是不断地计算机的整个运行过程就是不断地接收数据接收数据、执行指令执行指令和和输出结果输出结果。向控制器提出向控制器提出输入请求输入请求，控，控制器执行到制器执行到输输入指令入指令，根据，根据指令中的指令中的内存内存地址地址，将数据，将数据存储到存储到内存内存中。中。控制器控制器向向内存内存发出发出地地址码址码，从指定内存单，从指定内
26、存单元元读取指令读取指令，向，向运算运算器器发出发出运算指令运算指令，从，从内存内存取操作数运算取操作数运算，将结果将结果保存回内存保存回内存，向控制器发送向控制器发送反馈信反馈信号号。向控制器发出向控制器发出输出请求输出请求，控，控制器执行到制器执行到输输出指令出指令，根据，根据指令中的指令中的内存内存地址地址，将数据，将数据发送给发送给输出设输出设备备。中央处理器中央处理器(Central Processing Unit)(Central Processing Unit)控制器控制器和和运算器运算器合在一起称为中央处合在一起称为中央处理器，简称理器，简称CPUCPU。计算机的主要性能取决。
27、计算机的主要性能取决于于CPUCPU，它是计算机硬件系统的，它是计算机硬件系统的核心核心。负责从负责从存储器存储器中中取出取出指令指令、翻译翻译指令、指令、分分析析指令，向其他部件发出指令，向其他部件发出控制信号控制信号（指令），控（指令），控制、协调计算机各组件自动、连续地执行指令，制、协调计算机各组件自动、连续地执行指令，控制整个计算机有条不紊地工作。控制整个计算机有条不紊地工作。控制器控制器微处理器内部的微处理器内部的存储单存储单元元，存储，存储待使用待使用的的操作操作数数或或中间结果中间结果，可避免，可避免频繁访问频繁访问内存储器内存储器，以，以便提高便提高CPUCPU的运算速度。的运
28、算速度。操作控制器操作控制器(OC):(OC):指令译码器指令译码器(ID):(ID):程序计数器程序计数器(PC):(PC):指令寄存器指令寄存器(IR):(IR):通用寄存器组通用寄存器组(GR)(GR):存放存放CPUCPU正在正在执行执行的指令。的指令。存储存储下一条指令下一条指令的的内存地内存地址址，为执行下一条指令做，为执行下一条指令做好准备。好准备。分析分析指令寄存器中的指令寄存器中的指令指令,根根据指令的功能据指令的功能,将将指令分解指令分解成成一系列的一系列的操作控制信号操作控制信号 将将指令译码器指令译码器分析出的各种分析出的各种控控制制信号信号发送给发送给相关相关部件部件
29、，使其，使其完成要求的操作，这一过程称完成要求的操作，这一过程称为为执行指令执行指令。执行一条指令分为执行一条指令分为取指令取指令、分析指令分析指令、执执行指令行指令和和调整程序计数器的值调整程序计数器的值4 4步骤。步骤。在在控制器控制器的控制下执行程序中的的控制下执行程序中的运算型指令运算型指令，完成各种完成各种算术算术和和逻辑逻辑运算。运算。执行执行算术和逻辑运算算术和逻辑运算的装的装置，核心是置，核心是加法器加法器。专用寄存器专用寄存器，用于存储算，用于存储算术逻辑单元运算的两个术逻辑单元运算的两个操操作数作数之一，并且保存当前之一，并且保存当前运算的运算的结果结果。自动记载算术逻辑单
30、元运算自动记载算术逻辑单元运算结果的结果的重要状态重要状态。为进一步。为进一步处理累加器处理累加器A A中的数据提供中的数据提供依据。依据。用于存储算术逻辑单元运算用于存储算术逻辑单元运算的的操作数操作数，但不用于保存运，但不用于保存运算的结果。算的结果。算术逻辑运算单元算术逻辑运算单元(ALU)(ALU):累加器累加器(A)(A):暂存寄存器暂存寄存器(TSR)(TSR):标志寄存器标志寄存器(FR)(FR):运算器运算器 用于用于存储程序和数据存储程序和数据的部件。的部件。由若干个由若干个存储单元存储单元组成，每个存储单元存放组成，每个存储单元存放8 8位位(1 1个字节个字节)二进制信息
31、，存储单元的总数称为二进制信息，存储单元的总数称为存储容量存储容量。存储器存储器 系统对每个存储单元进行系统对每个存储单元进行编号编号，将其称为存储，将其称为存储单元的单元的物理地址物理地址。存储操作存储操作读操作：读操作：从存储器中从存储器中取出取出指定内容，存储器中原指定内容，存储器中原有内容不变。有内容不变。写操作：写操作：将指定的内容将指定的内容存入存入存储器中。存储器中。字节字节(Byte)(Byte)：一个字节由一个字节由8 8位二进制数组成，简位二进制数组成，简写写B B。是。是信息组织和存储信息组织和存储的的基本单位基本单位。比特比特(bitbit)：1 1位位二进制数二进制数
32、为为1 1个比特，简写个比特，简写b b。是。是度量数据的最小单位。度量数据的最小单位。位位(bit)字节字节Byte(8位位)存储单位存储单位KBKB(千字节千字节)、MBMB(兆字节兆字节)GBGB(千兆字节千兆字节)、TBTB(百万兆字节百万兆字节)其它常用单位其它常用单位：1 1B=B=8 8b b 1 1GB=GB=10241024MBMB 1 1MB=MB=10241024KBKB1 1KB=KB=10241024B B换算关系：换算关系：=2 21010B B=2 22020 B B=2 23030 B B 1 1TB=TB=10241024GBGB=2 24040 B B外部长
33、久存储区域。外部长久存储区域。辅助存储器有磁盘、辅助存储器有磁盘、光盘光盘以及以及U U盘盘等等。半导体材料半导体材料访问速度访问速度快快暂时性暂时性价高价高光、磁材料光、磁材料访问速度访问速度慢慢永久性永久性价低价低内存包含内存包含随机存储随机存储器器(RAM)(RAM)和和只读存储只读存储器器(ROM)(ROM)。存储器分为存储器分为主存储器主存储器(内存内存)和和辅助存储器辅助存储器(外存外存)。出厂时已写入系统初始化程出厂时已写入系统初始化程序、操作系统引导程序及多序、操作系统引导程序及多种硬件驱动等程序，并被种硬件驱动等程序，并被固固化化。只能读取只能读取，不能写入不能写入。系统断电
34、系统断电后信息后信息不丢失不丢失。保存正在执行的程序和数保存正在执行的程序和数据，是据，是临时存储区域临时存储区域，系，系统断电后信息统断电后信息丢失丢失。主存储器（内存）主存储器（内存）用于存放用于存放正在执行正在执行的程序指令和数据，存取速的程序指令和数据，存取速度度快快、可、可直接与直接与CPUCPU交换信息。交换信息。随机存储器随机存储器(RAM)(RAM):只读存储器只读存储器(ROM)(ROM):计算机启动时，先运行计算机启动时，先运行只读存储器只读存储器中的系统初中的系统初始化程序对系统进行始化程序对系统进行检测检测，引导，引导操作系统操作系统进入进入内存内存，使计算机正式工作。
35、，使计算机正式工作。辅助存储器（外存）辅助存储器（外存）用于用于永久性永久性存储信息，其中的数据先调入存储信息，其中的数据先调入主存主存储器储器后才能由后才能由CPUCPU访问和处理访问和处理。关闭电源后信。关闭电源后信息息不丢失不丢失。l磁盘存储器磁盘存储器正面背面电源口电源口信息口信息口打开磁头磁头柱面柱面扇区扇区磁道磁道主轴主轴盘片盘片每个盘片每一面都每个盘片每一面都划分若干条形如划分若干条形如同同心圆心圆的磁道，是磁的磁道，是磁头读写数据的路径。头读写数据的路径。最外层最外层是是第第0 0道道，每个磁道记录的数每个磁道记录的数据据容量一样多容量一样多，内，内圈磁道的记录密度圈磁道的记录
36、密度高于高于外圈磁道。外圈磁道。一个硬盘由若干个一个硬盘由若干个盘片盘片组成，每个盘组成，每个盘片有片有相同数目相同数目的的磁磁道道。所有盘片上所有盘片上相同半径相同半径的的磁道组合在一起，称为磁道组合在一起，称为一个一个柱面柱面。将每个磁道分为若将每个磁道分为若干个干个小区段小区段，一个，一个小区段称为一个小区段称为一个扇扇区区。每个磁道的。每个磁道的扇扇区数相同区数相同，每个扇，每个扇区能记录的区能记录的数据容数据容量一样多量一样多。主轴的旋转速度决主轴的旋转速度决定硬盘内部数据的定硬盘内部数据的传输率，传输率，主轴转速主轴转速越越快快，硬盘寻找文，硬盘寻找文件和存储信息的速件和存储信息的
37、速度越度越高高。硬盘转速。硬盘转速以以每分钟多少转每分钟多少转表表示（示（RPMRPM）。）。一个硬盘总容量：一个硬盘总容量：磁头磁头(盘面盘面)数数柱面柱面(磁道磁道)数数扇区数扇区数扇区容量扇区容量 由由基底层基底层、记录层记录层和和保护层保护层组成。组成。盘中内容在生产时确定，盘中内容在生产时确定，一旦制成，内容一旦制成，内容不可修不可修改改，只能读取只能读取。最初为最初为空白盘空白盘，通过刻，通过刻录机可录机可多次写入多次写入数据，数据，写操作采用写操作采用追加方式追加方式，已写入的内容已写入的内容不可修改不可修改删除删除。通过通过刻录机刻录机可可写入和删写入和删除除数据，通过普通光盘
38、数据，通过普通光盘驱动器只能读取数据。驱动器只能读取数据。只读光盘只读光盘(CD-(CD-ROM)ROM):追记只读光盘追记只读光盘(CD-R)(CD-R):可擦写光盘可擦写光盘(CD-RW)(CD-RW):数字化视频光盘数字化视频光盘(DVD)(DVD):l光盘存储器光盘存储器 也称闪存，半导体也称闪存，半导体移动存储器移动存储器，插，插入入USBUSB口即可使用。口即可使用。l优（优（U U）盘）盘与与CDCD外形相似，但外形相似，但容量容量更大更大，一般为，一般为4.7GB4.7GB。输入输出设备输入输出设备主要功能是对指定主要功能是对指定外部设备外部设备进行输入输出操作。进行输入输出操
39、作。向向主机输入主机输入程序、原始数据和操作命令等信息程序、原始数据和操作命令等信息的设备，常用输入设备有的设备，常用输入设备有键盘键盘、鼠标鼠标、扫描仪、扫描仪、光笔光笔、数字化仪等。、数字化仪等。输入设备输入设备 将计算机处理后的信息转换成人们能识别的形将计算机处理后的信息转换成人们能识别的形式。常用输出设备有式。常用输出设备有显示器显示器、打印机打印机、绘图仪绘图仪等。等。输出设备输出设备系统软件系统软件和和应用软件应用软件。软件分类软件分类：为运行、管理和维护计算机为运行、管理和维护计算机所编制的各种所编制的各种程序和文档的总和程序和文档的总和。软件软件：数据及相关数据及相关文档文档I
40、ntInt x,y,zx,y,z；Scanf(Scanf(“%d%d%d%d”,&x,&,&x,&y y););If(xIf(xy)y)z=x z=x；ElseElse z=y z=y；+1.6计计算算机机软软件件分分类类 系统软件系统软件用于计算机用于计算机系统内部系统内部管理、维护、控制和运行；管理、维护、控制和运行；计算机程序编辑、翻译、装入、控制和运行等软件。计算机程序编辑、翻译、装入、控制和运行等软件。操作系统操作系统(OS(OS)操操作作系系统统其其他他软软件件DOSDOS硬件管理计算机系统资源管理计算机系统资源，指挥计算，指挥计算机系统自动协调地运行，高效率机系统自动协调地运行，
41、高效率地工作，是用户与计算机之间的地工作，是用户与计算机之间的接口接口。语言处理系统语言处理系统数据库管理系统数据库管理系统服务程序服务程序通过计算机语言可以通过计算机语言可以编写程序编写程序，控，控制计算机完成预定任务。计算机语制计算机完成预定任务。计算机语言分为言分为机器语言机器语言、汇编语言汇编语言和和高级高级语言语言。如。如C C语言、语言、VBVB和和VCVC等。等。管理数据库的软件，主要面向管理数据库的软件，主要面向解决数据处理的解决数据处理的非数值计算非数值计算问问题。题。反病毒反病毒程序程序文件压缩文件压缩程序程序备份备份程序程序诊断诊断程序程序卸载卸载程序程序 完成一些与完成
42、一些与管理计算机系管理计算机系统资源及文件统资源及文件有关的任务。有关的任务。应用软件应用软件针对某一针对某一应用目的应用目的而开发的软件。而开发的软件。通用应用软件通用应用软件专用应用软件专用应用软件支持支持最基本的应用最基本的应用，广泛，广泛地应用于几乎所有专业领域地应用于几乎所有专业领域。如如:PhotoShopPhotoShop、AuthorWareAuthorWare等等。专用于某一个专用于某一个专业领域专业领域的应用软件，的应用软件，如如:应用于医院、金融、铁路、无纸化考试、应用于医院、金融、铁路、无纸化考试、选课和成绩管理等方面选课和成绩管理等方面。硬件扩充能力硬件扩充能力计算机
43、计算机同时同时能处理的一组能处理的一组二进制二进制数数称为一个计算机的称为一个计算机的字字，一个字，一个字中中二进制数的位数二进制数的位数为为字长字长。也指参加也指参加一次定点运算数一次定点运算数的的二进二进制位数制位数，一般是，一般是8 8的整数倍。的整数倍。性能指标性能指标决定计算机的数据决定计算机的数据运算能力运算能力、程序、程序执行速度执行速度、数据、数据存储容量存储容量和硬件和硬件扩充能力扩充能力等等。1.7计计算算机机的的主主要要性性能能指指标标字长字长字长字长标志着计算机的标志着计算机的计算能力计算能力和和精度精度。字长越。字长越长长，一次能运，一次能运算的位数越算的位数越多多，
44、计算精度越，计算精度越高高。主存储器主存储器外存储器外存储器是是CPUCPU直接访问直接访问的存储器。主存的存储器。主存储器储器容量容量的大小反映计算机的大小反映计算机即时即时存储信息的能力存储信息的能力，主存储器的，主存储器的存存取时间取时间影响程序的影响程序的运行速度运行速度。容量较大容量较大的主存储器，的主存储器，减少减少主主存储器与外存储器的信息存储器与外存储器的信息交换交换次数次数、增加增加CPUCPU工作工作效率效率，提提高高程序运行程序运行速度速度。常指硬盘常指硬盘(包括内置硬盘和移动包括内置硬盘和移动硬盘硬盘)，其，其容量容量体现了计算机体现了计算机存存储信息的能力储信息的能力
45、。外存储器外存储器容量越大容量越大，可存储，可存储信信息量越大息量越大，可安装，可安装软件越丰富软件越丰富。允许允许配接配接哪种类型设备，可配哪种类型设备，可配接多少设备，是否允许接多少设备，是否允许扩充扩充或或更换更换部件等部件等 。1.7计计算算机机的的主主要要性性能能指指标标运算速度运算速度CPUCPU频率频率每秒执行指令条数每秒执行指令条数CPUCPU主频率主频率：CPUCPU的的时钟频率时钟频率称为主频率，称为主频率，反映了反映了CPUCPU的操作速度的操作速度，单位是，单位是兆赫兹兆赫兹（MHzMHz）。）。CPUCPU外频率外频率：CPUCPU与周边部件与周边部件（内存储器和（内
46、存储器和芯片组）之间传输数据的频率。芯片组）之间传输数据的频率。主频率主频率=外频率外频率系数系数 计算机计算机执行指令的速度执行指令的速度主要取决主要取决于于CPUCPU的频率。的频率。系数称为系数称为倍频倍频。时钟时钟每秒发出脉冲的个数每秒发出脉冲的个数，反映反映CPUCPU的的操作速度操作速度。是一个是一个估算值估算值，多数计算机依据，多数计算机依据每秒每秒执行定执行定点或浮点数点或浮点数加法指令的次数加法指令的次数。现行计算机系统采用现行计算机系统采用二进制二进制。为书写。为书写和表示方便，引进八进制和十六进制和表示方便，引进八进制和十六进制。进位计数制三要素进位计数制三要素:位权位权
47、 是按所采用的基数和对应数位来表是按所采用的基数和对应数位来表示一个固定数示一个固定数。数码数码基数基数位权位权基数基数 是指在某种进位计数制中所使用的是指在某种进位计数制中所使用的数码个数数码个数。1.8数数制制及及其其转转换换 十进制数的十进制数的基数是基数是1010。数码有。数码有0 0、1 1、2 2、3 3、4 4、5 5、6 6、7 7、8 8和和9 9共共1010个数字符号。个数字符号。数码处于数码处于不同位置不同位置代表代表不同数值不同数值。十进制计数制十进制计数制3 310102 20 010101 11 110100 06 610101 18 810102 27 71010
48、3 36 610104 4 如：如：301.6876=将此式称为将此式称为按权展开表达式按权展开表达式。任意任意R R进制计数制同样有基数进制计数制同样有基数R R、位权、位权R Ri i和和按权展开的表达式。按权展开的表达式。R R可以是任意正整数可以是任意正整数。用基数用基数R R的的i i次幂次幂R Ri i表示表示 。数码数码基数基数位权位权一个计数制所采用一个计数制所采用基本符号的个数基本符号的个数。=a an-1n-1R Rn-1n-1+a+an-2n-2R Rn-2n-2+a+a1 1R R1 1+a+a0 0+a+a-1-1R R-1-1+a+a-2-2R R-2-2+a+a-
49、m mR R-m-m数值的按权展开数值的按权展开:(a:(an-1n-1a an-2n-2a a1 1a a0 0.a.a-1-1a a-2-2a a-m-m)R R进制计数制进制计数制进位制进位制 二进制二进制 八进制八进制 十进制十进制 十六进制十六进制规则规则 逢二进一逢二进一 逢八进一逢八进一 逢十进一逢十进一 逢十六进一逢十六进一基数基数 R=2 R=8 R=10 R=16数符数符 0，1 0,1,7 0,1,9 0,1,9,A,B,C,D,E,F位权位权 2i 8i 10i 16i表示符号表示符号 B O D H常用进制数的表示常用进制数的表示(101.11)(101.11)B如：
50、如：(8323.68)(8323.68)D(E3.F)(E3.F)H(756.7)(756.7)O=8=810103 3+3+310102 2+2+210101 1+3+310100 0+6+61010-1-1+8+81010-2-2=1=12 22 2+0+02 21 1+1+12 20 01 12 21 11 12 22 2=7=78 82 2+5+58 81 1+6+68 80 07 78 81 1=14=1416161 1+3+316160 0+15+1516161 1进位计数制的共同特点：进位计数制的共同特点：每一种数制都有固定的基本符号每一种数制都有固定的基本符号(数码数码)；处于