第一章 计算机基础知识 1.1 信息化与数字化社会 1.2 计算机 中信息的数字化表示 1.3 计算机的发展及应用 1.1 信息化与数字化社会 1.2 计算机 中信息的数字化表示 1.3 计算机的发展及应用 1.4 计算机系统的组成和工作原理 1.5 微型计算机系统 计算机基础知识

第一章 计算机基础知识 1.4 计算机系统的组成和工作原理 计算机基础知识

硬件和软件的概念 计算机系统由硬件系统和软件系统两大部分组成。 硬件 软件 硬件是所能够看得见的组成计算机的物理设备，是计算机设备的物理结构，是系统的基础。例如：显示器、主机等，是构成计算机的实体。 软件 软件是用来指挥计算机完成具体工作的程序和数据的总称，是整个计算机的灵魂。 软件是各种程序（包括数据和文档）的总称。例如：Windows操作系统、IE浏览器等。 计算机基础知识

1.4.1 计算机的硬件组成 计算机的硬件组成 运算器 存储器 1.4.1 计算机的硬件组成 计算机的硬件组成 运算器 存储器 控制器 输入设备 输出设备 冯·诺依曼结构的计算机由存储器、运算器、控制器、输入设备和输出设备等五大部件所构成。 计算机基础知识

计算机的硬件组成 计算机的基本结构 数据流 控制流 控制器 运算器 主存储器 辅助存储器 输 入 设 备 出 CPU 计算机基础知识

计算机的硬件组成 台式计算机有哪些部件组成？ 里面还有什么？ 计算机基础知识

存储器 存储器是用来存储程序和数据的部件，通常分为：内存储器和外存储器 内存储器存放执行中的程序和数据 外存储器存放暂时不用的程序和数据 计算机基础知识

内存储器 每个存储单元有一个编号，称为地址。 相关概念：位（bit）、字节（Byte） 、字长 1 Byte=8 bit 容量单位：字节（Byte）、KB(kilo)、MB(mega)、GB(giga) 1 KB=210=1024 Byte 1 MB=1024 KB、1 GB=1024 MB 计算机基础知识

外存储器 硬盘、光盘、磁带、U盘、软盘 容量单位：KB、MB、GB、TB 1 KB=1024 Byte、 1 MB=1024 KB 1 GB=1024 MB、1 TB=1020 GB （1 MB=1000 KB、1 GB=1000 MB、 1 TB=1000 GB ，厂商算法） 特别注意：从计算机的组成原理上看，外存储器属于输入输出设备。 计算机基础知识

外存储器的作用 外存储器 (如硬盘/磁带) 速度快 运算器 控制器 内存储器 一个一个 交换数据 批量交 速度慢 换数据 内存容量小且断电后无法保存 存放使用中的信息 外存容量大且可永久保存 存放暂时不使用的程序和数据 外存储器 (如硬盘/磁带) 计算机基础知识

运算器与控制器 运算器称为算术与逻辑运算部件，即ALU (Arithmetic Logic Unit)。 运算器是计算机的核心部件，它的技术性能的高 低直接影响着计算机的运算速度和整机性能。 控制器是整个机器的控制中心，主要作用是使整个 计算机能够自动地执行程序，并控制计算机各部件 协调工作。 在微型计算机中，控制器和运算器合在一起统称为 中央处理单元，即CPU。 计算机基础知识

输入设备与输出设备 输入设备 输入设备用来接受用户输入的数据和程序，并将其变为计算机能识别的形式存放到内存中。常用的输入设备：键盘、鼠标、扫描仪等。 外存也属于输入设备。 输出设备 输出设备主要用于将存放在内存中由计算机处理的结果转变为人们所能接受的形式。常用的输出设备有：显示器、打印机、绘图仪等。　 外存也属于输出设备。 计算机基础知识

1.4.2 计算机的工作原理 机器指令和程序 (1)机器指令 ① 机器指令的形式是计算机能够理解的，即必须是二进制编码形式表示。 1.4.2 计算机的工作原理 机器指令和程序 (1)机器指令 ① 机器指令的形式是计算机能够理解的，即必须是二进制编码形式表示。 ② 机器指令规定的操作必须是计算机能执行的，即每条机器指令的操作在计算机中都有相应的电子线路来实现。 一台计算机的所有指令的总和，称之为该计算机的指令系统。 计算机基础知识

计算机的工作原理 计算指令和程序 (2) 程序 程序是完成某一特定任务的指令序列。计算机按程序安排的顺序执行指令，就可以完成解题任务。 程序 基本指令 …… 步骤 基本动作 计算机 （存储和执行程序） 工 作 项 目 计算机基础知识

计算机的工作原理 存储程序工作原理 存储程序的概念是指把程序存储在计算机存储器内，使计算机在计算过程中，自动地按照程序规定的步骤有条不紊地执行指令序列，运算过程不需要人为干预，从而实现计算自动化。 计算机基础知识

理解程序、指令和数据 问题：计算1+2+…+100的和。 思路？ 类似打算盘！ 程序 指令 数据 + 1 = 1 + 2 = 3 + 3 + 1 = 1 + 2 = 3 + 3 = 6 + 4 = 10 + … + 100 = 5050 i = 1; sum = 0; while ( i < 101 ) { sum = sum + i; i = i + 1; } print sum; 顺序执行 类似打算盘！ 重复100次 程序 打印结果 i = 1; sum = sum + i; 指令 sum i 1 3 6 10 数据 1 2 3 4 5 计算机基础知识

控制器、运算器与内存的协作  通知取数  程序存储 取指令 控制器  分析指令 执行指令  … 从sum中取出加数 sum = sum+i 从i中取出被加数 i sum 数据存储 … 加数与被加数求和 通知计算 结果送回sum   通知送回  ⑩  取数  计算 运算器 计算机基础知识

第一章 计算机基础知识 1.5 微型计算机系统 计算机基础知识

1.5.1 微型计算机硬件系统 微机硬件系统的组成 硬件系统是指构成一台微型计算机所有的功能部件装置的组合，其基本组成原理如下图所示。 1.5.1 微型计算机硬件系统 微机硬件系统的组成 硬件系统是指构成一台微型计算机所有的功能部件装置的组合，其基本组成原理如下图所示。 计算机基础知识

微型计算机硬件系统 微处理器 微处理器（中央处理器，CPU），由运算器和控制器组成，是微型计算机的心脏。微处理器的内部结构可以分为控制单元、逻辑单元和存储单元，三部分相互协调，分析、判断、运算并控制其他各部分协调工作。 计算机基础知识

微型计算机硬件系统 微处理器 微处理器是微型计算机最为关键的部件，它直接影响和决定微型计算机的性能，使得人们通常用微型计算机系统中配置的CPU来区分不同档次的微型计算机，如“386微型计算机”、“Pentium 4微型计算机”等。 随着半导体技术的不断发展，微处理器的性能在不断提高，其价格却在不断下降。最有代表性的产品是美国 Intel 公司的微处理器系列，如：8086、80286、80386、80486、Pentium、Core等系列产品；AMD公司的微处理器系列k6、k7、k8、k10等系列产品。 计算机基础知识

微型计算机硬件系统 系统主板 系统主板又称主机板或母板，是PC机的核心部件。我们如果把CPU比作微型计算机的心脏，那么系统主板就可比作血管、神经（血液系统） 。有了主板，CPU才能控制硬盘、软盘、CD-ROM、键盘和鼠标等周边设备。 计算机基础知识

微型计算机硬件系统 系统主板 主机板包括CPU插座、内存条插槽、各种I/O扩展卡插槽、显示卡插槽、硬盘接口、软盘接口、通用并行接口、USB接口等。 计算机基础知识

微型计算机硬件系统 系统主板 芯片组和BIOS。 ① 芯片组。系统主板的核心，控制着整个主板的运作，决定了主板的结构及CPU的使用。也可以说芯片组技术的高低直接影响主板性能的优劣。 ② ROM-BIOS。系统主板上的一块ROM芯片，里面装的是系统的基本输入输出系统（Basic Input-Output System，BIOS）、系统参数的设置程序、自检和系统自举程序，并反馈诸如设备类型、系统环境等信息。 计算机基础知识

微型计算机硬件系统 内部存储器 内部存储器（简称内存、主存）是CPU能直接进行读写操作的存储器。计算机完成某一项具体任务，实际上是通过CPU执行程序来完成的，而CPU执行的程序和所需的数据必须事先从外部存储器或输入设备输入到内部存储器中，CPU只能直接对内存进行读写操作。 计算机基础知识

微型计算机硬件系统 内部存储器 内部存储器又分为随机存储器和只读存储器。 ⑴ 只读存储器（Read Only Memory，简称ROM）。CPU只能从中读取数据，不能写入。通常用来存放BIOS等固定不变的程序或参数。 ⑵ 随机存储器（Random Access Memory，简称RAM） 计算机基础知识

微型计算机硬件系统 随机存储器 SDRAM（Synchronous Dynamic RAM ，同步动态内存） RDRAM（Rambus DRAM，已被淘汰出主流） DDR SDRAM（Dual Data Rate SDRAM， 又称双倍速率SDRAM、DDR II） 计算机基础知识

微型计算机硬件系统 随机存储器 SDRAM SDRAM DDR DDR 计算机基础知识

微型计算机硬件系统 外部存储器 外部存储器是用来联机存储暂不运行的程序和数据的设备，CPU通过主存来调用外存。换句话说，外存中的程序和数据，只有在调入主存后才能被CPU所运行。从存储系统中各层次的分工来看，外存在功能上是主存的后援和补充，所以又称为辅助存储器。 计算机基础知识

微型计算机硬件系统 外部存储器 ⑴ 硬盘 ⑵ 光盘 (3)移动硬盘 (4)U盘 (5)存储卡 计算机基础知识

微型计算机硬件系统 软盘与软盘存储器 计算机基础知识

微型计算机硬件系统 硬盘与硬盘存储器 计算机基础知识

微型计算机硬件系统 评价硬盘的主要技术指标 磁头：寿命、移动速度 单碟容量：80G与100G 总容量：160G和200G 转速：IDE: 7200/5400, SCSI: 10000 rpm 接口：IDE(ATA/DMA)、Serial ATA、SCSI 缓存：暂存数据，降低CPU占用率，512KB、2MB、8MB 传输速率：最大内部/外部传输速率、平均寻道时间 计算机基础知识

微型计算机硬件系统 光盘与光盘存储器 计算机基础知识

微型计算机硬件系统 U盘 计算机基础知识

微型计算机硬件系统 储存卡 计算机基础知识

微型计算机硬件系统 常见的总线结构与扩展槽 ISA（Industry Standard Architecture，工业标准 结构） PCI（Peripheral Component Interconnect，外部 部件互连） AGP（Accelerated Graphics Port），与PCI-E 显 卡接口 USB（Universal Serial Bus，通用串行总线） 计算机基础知识

硬盘？ 微型计算机硬件系统 输入/输出设备 ⑴ 输入设备 ① 键盘 ② 鼠标 ③ 扫描仪 ④ 触摸屏 ⑵ 输出设备 ① 显示器 ② 打印机 计算机基础知识

微型计算机硬件系统 输入设备 计算机基础知识

微型计算机硬件系统 输出设备——显示器 计算机基础知识

微型计算机硬件系统 输出设备——打印机 计算机基础知识

1.5.2 微型计算机软件系统 微机软件系统 微型计算机软件系统主要有两大类：系统软件和应用软件。 系统软件 常用的系统软件 控制计算机运行 1.5.2 微型计算机软件系统 微机软件系统 微型计算机软件系统主要有两大类：系统软件和应用软件。 系统软件 控制计算机运行 管理计算机资源 为应用软件提供支持和服务 常用的系统软件 操作系统软件　 计算机语言及语言处理程序　 数据库系统 计算机基础知识

用户、软件和硬件的关系 应用软件 操作系统 用 户 硬件 系统软件 计算机基础知识

微型计算机软件系统 操作系统 操作系统的主要功能（5个方面） 处理机管理功能 存储管理功能 I/O设备管理功能 文件管理功能 用户接口管理功能 计算机基础知识

微型计算机软件系统 操作系统 操作系统的类型 多道批处理OS 分时OS、实时OS 单用户OS、多用户OS 单任务OS、多任务OS 计算机基础知识

微型计算机软件系统 操作系统 分时操作系统 具有运算能力，可将结果输出到终端。 这些终端仅具有输入/输出功能，不具有相关软件和运算能力。 计算机基础知识

微型计算机软件系统 操作系统 当前最常用的操作系统 Windows系列 Unix Linux系列（源自Unix） Mac OS 计算机基础知识

微型计算机软件系统 计算机语言及语言处理程序 计算机语言 机器语言 汇编语言 高级语言 计算机基础知识

微型计算机软件系统 机器语言 指令是由二进制代码构成的，是计算机能直接识别的程序设计语言，机器语言的每一条指令都与CPU中的相应的电子线路相对应。 01001001 01001010 11010011 可能是一条代表加法操作的指令，与机器相关，难以记忆，可读性差。 计算机基础知识

微型计算机软件系统 汇编语言 又称符号语言，它是用接近人们的语言的助记符来替代机器语言的指令。它仍然具有机器语言的速度快、编程代码量少的优点，在一定程度上克服了机器语言的难学、难记、有错难修改的缺点。 ADD AL, BL 具有一定的语法和格式，仍与机器相关。与高级语言相比，难以记忆，可读性差。 计算机基础知识

微型计算机软件系统 高级语言 高级算法语言的语句语法比较接近于人们习惯的自然语言和数学语言。优点是具有较好的通用性，容易理解和记忆。 C=A+B 与硬件无关，可在不同机器上使用。 常用的高级语言：Fortran、Basic、Passcal、C、Java等。 计算机基础知识

微型计算机软件系统 语言处理程序 用高级语言（和汇编语言）编写的程序都不能直接面向机器，必须被翻译成二进制编码的机器语言组成的“目标程序”，而这个翻译工作是由语言翻译处理程序来完成的。不同的高级语言编写的程序要用不同的语言处理程序来翻译源程序。 编译方式 解释方式 计算机基础知识

微型计算机软件系统 语言处理程序 编译方式 解释方式 编辑程序 源程序 编译程序 目标程序 连接程序 可执行程序 源程序 计算结果 解释程序 计算机基础知识

微型计算机软件系统 数据库系统 数据处理在计算机的应用中占一个非常大的比重。20世纪60年代后期产生并发展了数据库系统（Data Base System，简称DBS）。 数据库系统是一个复杂的系统 数据库（Data Base，简称 DB） 数据库管理系统（DBMS） 操作系统等软件 计算机硬件 用户 DBS DB DBMS 计算机基础知识

微型计算机软件系统 数据库系统 数据模型（组织数据的方式） 目前广泛使用的关系数据库系统 层次模型 网状模型 关系模型 Access、Visual FoxPro SQL Server Oracle、Sybase 计算机基础知识

微型计算机软件系统 应用软件 应用软件是指计算机用户利用计算机所提供的各种系统软件而编制的面向各种实际问题的程序。 大众常用的应用软件 计算机辅助设计软件：AutoCAD 办公自动化的事务处理软件：Office（文字处理软件：Word 、电子表格处理软件：Excel ） 图像/动画处理软件：Photoshop、3D MAX 视频播放软件：Real Player、暴风影音 自行开发的专用软件 计算机基础知识

微型计算机软件系统 硬件系统 计算机系 统 软件系统 运算器 控制器 CPU 存储器： 主存储器(内存) 辅助存储器(外存) 主机 存储器：　主存储器(内存)　　　辅助存储器(外存) 主机 输入设备：键盘、鼠标、扫描仪、光笔、麦克风等 输出设备：显示器、打印机、绘图仪、音响等 硬件系统 软件系统 系统软件：操作系统、语言处理程序等 　　　数据库系统 应用软件：办公自动化软件、浏览器 　　　　　自行开发的专业实用软件等　 计算机系　统 计算机基础知识

1.5.3 计算机的选购和硬件维护 计算机的选购 ⑴ 计算机选购的一般原则： 适用、够用、好用。 ①适用：明确需求（学习?工作?休闲娱乐?） 1.5.3 计算机的选购和硬件维护 计算机的选购 ⑴ 计算机选购的一般原则： 适用、够用、好用。 ①适用：明确需求（学习?工作?休闲娱乐?） ② 够用：选择合适的软硬件 ③好用：易用的操作系统和应用软件 ⑵ 计算机选购时考虑的主要参数 选购计算机时要考虑的参数包括很多方面，主要涉及CPU、主板、内存、显卡、硬盘、光驱、电源和机箱等。 计算机基础知识

CPU的选购 Intel or AMD? 高端 or 低端? 几核? 主频：越高越好！ 外频 二级缓存 系统的工作频率（包括内存、输入输出设备） 二级缓存 CPU内含一级、二级缓存（速度更快的存储器） CPU一级缓存容量差别小；二级缓存容量定性能 计算机基础知识

主板的选购 与CPU相匹配 集成了哪些设备? 芯片组 品牌 显卡、声卡、网卡 集成设备的性能不如独立设备 决定了主板的整体性能：Intel、VIA（威盛） 品牌 华硕、Intel、技嘉、微星、华擎、映泰、富士康、磐英、升技 计算机基础知识

内存条的选购 主板支持的类型：DDR II or DDR III 容量：越大越好，单条2GB 频率：越高越好 品牌 金士顿、威刚、宇瞻、海盗船、三星金条、黑金刚、现代、金邦 计算机基础知识

硬盘的选购 容量：320G、500G 转速：7200r/m > 5400r/m 缓存：8M / 16M 品牌 希捷、迈拓、西部数据、三星、日立、富士通 计算机基础知识

光驱的选购 刻录 or 只读?（刻录通常是摆设！） 缓存容量、散热性、读烂盘能力 品牌 先锋、明基、三星、华硕、索尼、LG、台电、飞利浦、微型、NEC 计算机基础知识

显卡的选购 购买独立显卡的目的：CAD、动画设计 主板支持的接口：PCI-E 分辨率：1280*1024 显存类型和频率，与内存同 显存容量：越大越好 品牌 华硕、耕升、丽台、七彩虹、技嘉、映泰、昂达、铭瑄、双敏、小影霸 计算机基础知识

显示器 CRT or 液晶 19寸 or 更大?（一般应用，19寸足够！） 标准屏 or 宽屏? 品牌 三星、LG、飞利浦、优派、美格、冠捷、明基、长城、爱国者、苹果 计算机基础知识

电源 额定功率：越大越好！ 400W or 更大? 安全认证：CCC 品牌 航嘉、长城、酷冷至尊、爱国者、富士康、金河田、先马、大水牛、海盗船 计算机基础知识

机箱 材料：优质钢板，厚（0.8mm以上）重、强度高、无毛刺 大小：大一些散热好 外观 品牌 金河田、酷冷至尊、爱国者、华硕、富士康、先马、航嘉、大水牛、世纪之星 计算机基础知识

键盘鼠标 手感舒适 键盘有弹性、鼠标灵活 耐磨损 品牌 罗技、双飞燕、微软、明基、新贵、微星 计算机基础知识

计算机系统硬件设备故障分析：计算机硬件系统损坏原因 计算机系统的硬件维护 计算机系统硬件设备故障分析：计算机硬件系统损坏原因 自然灾害因素（增强防灾意识） 人为因素（加强管理） 环境影响（电压、磁场、温度、湿度等） 计算机基础知识

计算机硬件系统的维护与管理：保证计算机信息系统安全、高效运行。 计算机系统的硬件维护 计算机硬件系统的维护与管理：保证计算机信息系统安全、高效运行。 硬件设备本身稳定可靠（稳定可靠、对环境要求低） 硬件设备的运行环境（电压稳定、防静电） 严格操作规程 即时发现、排除故障和隐患（定期检查，发现并解决故障） 正确处理问题 计算机基础知识

计算机系统的硬件维护 正确处理问题： 要冷静地对硬件设备逐一分析，从外到内，检查各 种开关插头连接是否错误。 检查内部的电源、板卡等各部件。 对故障定位以后，在修理或更换之间要多方咨询， 选择既经济又实用的方案进行实施。 详细记录故障现象、诊断方案、解决办法，以备以 后查询，同时也便于积累经验，吸取教训。 计算机基础知识

课后思考题 《大学计算机基础》（第二版）P32：习题一 当前台式电脑的主流配置、价格 当前笔记本电脑的主流配置、价格 计算机基础知识

练习 一、填空 二、选择 (1)十进制转换成二进制：(115.6875)10=( )2 (2)假设浮点格式如上，上述数据的浮点表示为 。 (1)十进制转换成二进制：(115.6875)10=( )2 (2)假设浮点格式如上，上述数据的浮点表示为 。 (3)用 48×48点阵表示一个汉字的字型, 共需用＿字节。 二、选择 (1)已知A=(10111110)2,B=(AE)16,C=(184)10,则( )正确。 A) A<B<C B) B<C<A C) B<A<C D) C<B<A (2)在存储系统中，按速度越来越高的顺序，则( )正确。 A) 硬盘、RAM、缓存 B) RAM、硬盘、缓存 C) 硬盘、缓存、RAM D) 缓存、硬盘、RAM 计算机基础知识

答案(115.6875)10=( 1110011.1011)2 取余数 0.6875 取整数 × 2 57 1 2 115 高位 低位 28 1 2 高位 低位 1.3750 仅乘 小数 部分 × 2 14 2 7 2 0.750 × 2 3 1 2 1 2 1.50 ×2 1 2 1.0 从下往上排列。 从上往下排列。 1110011 0.1011 整数部分 小数部分 计算机基础知识

验算(115.6875)10=( 1110011.1011)2 ( 1110011.1011)2 = 1×26 + 1×25 + 1×24 + 1×21 + 1×20 + 1×2-1 + 1×2-3 + 1×2-4 = 64 + 32 + 16 + 2 + 1 + 0.5 + 0.125 + 0.0625 = (115.6875)10 计算机基础知识

答案 (115.6875)10=( 1110011.1011)2的浮点表示为00000111011100111 (1110011.1011)2 = (0.11100111011)2×27 = 0.11100111011×2111 0000111 11100111 计算机基础知识

答案 用 48×48点阵表示一个汉字的字型, 共需用 288 字节。 每个点占1位（0或1） 48×48(位) = 48×48/8(字节) = 288(字节) 计算机基础知识

答案（B） B<C<A A=(10111110)2=(27+25+24+23+22+21)10 已知A=(10111110)2,B=(AE)16,C=(184)10,则( )正确。 A) A<B<C B) B<C<A C) B<A<C D) C<B<A A=(10111110)2=(27+25+24+23+22+21)10 =(128+32+16+8+4+2)10=(190)10 B=(AE)16=(10×161+14×160)16=(174)10 C=(184)10 B<C<A 计算机基础知识

答案（A） 在存储系统中，按速度越来越高的顺序，则( )正确。 A) 硬盘、RAM、缓存 B) RAM、硬盘、缓存 C) 硬盘、缓存、RAM D) 缓存、硬盘、RAM 速度越来越高 寄存器 高速缓存 RAM(内存) 硬盘(外存) 计算机基础知识