計算機基礎課件 69

1、計算機應用基礎,長春理工大學計算機學院基礎部,陶 躍,第1章 計算機基礎知識 2學時 第2章 程序設計基礎與算法 2學時第3章 軟件工程基礎 4學時第4章 數(shù)據(jù)結構 6學時第5章 數(shù)據(jù)庫技術基礎

2、 4學時第6章 操作系統(tǒng)及Office辦公軟件 10學時第7章 計算機網(wǎng)絡 2學時復習 2學時,本課程進度安排及考核方式,理論學時: 32學時 實驗學時:8學時(第5 11 13 15周)考核方式: 上機考試,?特別提示: 省等級考試內(nèi)容是1

3、、6、7章 國家等級考試內(nèi)容包括2、3、4和5章,全國計算機等級考試公共基礎知識考試內(nèi)容,公共基礎知識考試內(nèi)容: 1. 基本數(shù)據(jù)結構與算法 2. 程序設計基礎 3. 軟件工程基礎 4. 數(shù)據(jù)庫設計基礎 公共基礎知識基本要求: (占30分)1. 掌握算法的基本概念。2. 掌握基本數(shù)據(jù)結構及其操作。3. 掌握基本排序和查找算法。4. 掌握逐步

4、求精的結構化程序設計方法。5. 掌握軟件工程的基本方法，具有初步應用相關技術進行軟件開發(fā)的能力。6. 掌握數(shù)據(jù)的基本知識，了解關系數(shù)據(jù)庫的設計。,全國計算機等級考試二級VB語言考試大綱,考試方式(筆試和上機考試) 1、筆試考試時間為90分鐘,滿分為100分. 其中公共基礎知識有10道選擇題和5道填空題, 占全卷的30分, VB語言為70分. 2、上機考試時間為90分鐘, 滿分100分 。上機操作包括：

5、（1） 基本操作 （2）簡單應用 （3） 綜合應用 有關考試大綱中的具體內(nèi)容及歷屆等級考試試題及考試環(huán)境的下載可以登陸: 東方教育網(wǎng): http:// www.eastedu.com.cn 全國計算機等級考試網(wǎng): http://www.ncre100.com,第1章 計算機基礎知識,,,計算機的工作原理,,,計算機系統(tǒng)的組成,4,,,計算機性能指

6、標,2,,,計算機概述,1,3,多媒體技術的應用,,5,小結、作業(yè)與測試,,教學內(nèi)容與教學環(huán)節(jié),1.1 計算機概述,,,計算機的分類,2,,,計算機的發(fā)展過程,1,,,計算機性能指標**,3,2024/3/21,1.1 計算機的概述,,了解計算機的發(fā)展階段及劃分依據(jù); 了解計算機的分類及發(fā)展方向; 掌握計算機的主要性能指標,,學習目的,1.1.1 計算機的發(fā)展過程-計算工具的變遷,法國物理學家布萊斯.帕斯卡發(fā)明,1642加

7、減法器,1822年差分機,1834年 分析機,ENIAC（1946）,計算機時代,英國 數(shù)學家 查里斯.巴貝奇,唐末時期,Mark I（1944年 美）世界上第一臺大型自動數(shù)字計算機 .哈佛大學教授霍華德·艾肯,電子計算機是一種能夠存儲信息(程序和數(shù)據(jù))、并能自動地、快速地、精確地處理信息的電子設備。通常人們把電子計算機也稱為電腦。 是一種能對各種數(shù)字化信息進行處理，即協(xié)助人們獲取信息、處理信息、存儲信息和傳遞信

8、息的工具。,世界上第一臺計算機ENIAC5000次加法/秒 體重28噸 占地170m2 18800只電子管1500個繼電器 功率150KW,1.1.1 計算機的發(fā)展過程,優(yōu)點：奠定了計算機發(fā)展基礎，提高了效率。 19 世紀法國數(shù)學家契依列用了畢生的時間，計算π只算到小數(shù)點707位，用ENIAC則幾秒鐘就完成了。,缺點： 耗電大、存儲容量小，可靠性差，計算程序是靠接線板來設定，問題改

9、變時，要重新接線，有的問題雖然計算幾分鐘，接線卻幾個小時。,1.1.1計算機的發(fā)展過程-電子器件的變化,圖1：電子管,圖2：晶體管,電子管的缺點：體積大；耗能高、散熱量大。,晶體管的優(yōu)點：體積?。缓哪艿?；性能穩(wěn)定。,計算機的發(fā)展過程-電子器件的變化,圖3：集成電路 通過半導體集成技術將許多邏輯電路集成 在只有幾平方毫米的硅片上。,1958年集成電路問世時，一個芯片上只有５個元件； 1970年一個芯片上已能制作15

10、00個晶體管； 1971年Intel公司制成了第一批微處理4004，這一芯片集了2250個晶體管組成的電路。 1989年英特爾（Intel）公司的80486芯片上容納了120萬個晶體管， 1993年Intel公司推出的“奔騰”（Pendium）微處理機芯片集成度已達310萬個晶體管，每秒可執(zhí)行１億條指令，為486芯片的5倍。目前奔騰4 每秒可以執(zhí)行22億條指令， 芯片集成了7.2億多個晶體管。,將電腦濃縮在一顆芯片上,0.18微米芯片,

11、10微米芯片,計算機發(fā)展史,晶體管數(shù),每18個月芯片能力增長一倍。,計算機第一定律——摩爾定律,計算機發(fā)展史,1.1.1 計算機的發(fā)展過程,計算機特點-速度快,例如，對天氣預報的處理，若手工計算需要十幾天才能完成?，F(xiàn)在用計算機可以迅速分析大量的氣象資料，在十幾分鐘內(nèi)就可以完成一個地區(qū)的天氣預報工作。2004年2月7日報道，歷經(jīng)13天的鏖戰(zhàn)，世界排名第一的國際象棋大師卡斯帕羅夫（39歲）與電腦“更年少者”（“更年少者”是三屆計算

12、機國際象棋世界冠軍）的人機大戰(zhàn)平局結束。,其實早在1958年，IBM推出的取名“思考”的IBM704就成為了第一臺與人類進行國際象棋對抗的計算機，當時它一秒鐘可以進行200步的運算，但是在人類棋手面前被打得丟盔卸甲。當時電腦下象棋之所以難有突破，是計算機速度太慢的緣故。,計算機的速度快,卡斯帕羅夫曾于1997年在人機大戰(zhàn)中輸給了IBM公司的超級計算機“超級深藍”（每秒可以分析兩億步棋)，電腦若想找到當前最優(yōu)的走法，需要全廣度全深度地搜索

13、雙方棋子所有的可能走法，估算一共有10132種，人工智能電腦下棋模擬的是人類的智能，它的啟發(fā)式搜索也是邊走邊試探。每走一步，都設法計算當前棋局的各種可能走法及對手各種反應的得分，然后立足于對方應棋以后自己面臨的最壞局勢，尋找能夠爭取到的最好的結果，然后倒推回去選擇滿意的棋步，戰(zhàn)勝對手。,計算機的特點_ 超強的記憶能力和自動化處理能力,象棋大師根據(jù)自己的體會，得出兩條寶貴經(jīng)驗： 第一，人跟電腦下棋千萬不能出現(xiàn)時間緊張的情況，否則電

14、腦就會以快速的合理選擇將死你。第二，不要跟電腦比算度。電腦可以儲存無數(shù)個局面，簡直就像一個棋局庫，即使版本很低的電腦，在這一點上，人也比不過電腦，因為人的記憶力是有限的。就連目前很多的棋局，棋手們也不可能都記得住。要選擇不規(guī)范的走法，避開電腦的長處。否則，人剛算一步，電腦已算數(shù)百萬步了。,1.1.1 計算機的發(fā)展階段,,1958年，我國研制成功了第一臺電子計算機103機?！　∽?983年起，我國相繼研制了每秒運算上億次、百億次、千億

15、次的“銀河”、“曙光”、“神威”等系列的巨型電子計算機。,計算機的發(fā)展方向:,小結,微型化：滿足人們個別化需要（筆記本電 腦和掌上電腦）.巨型化：主要應用于高尖端科學技術.網(wǎng)絡化：為人們提供查找和共享信息的條 件，方便了人們的交流.智能化：使計算機具有人工智能(機器人）.,Altair 8800,計算機發(fā)展趨勢——微型化,計算機不再是單一的計算機器，而是一種信息機器，一種個人

16、的信息機器。,CRAY-Ⅱ,計算機發(fā)展趨勢——巨型化,運算速度可達每秒幾百億次運算的超級計算機1975年世界上第一臺超級計算機“Cray-I”超級計算機應用： 天氣預報、地震機理研究、石油和地質勘探，衛(wèi)星圖像處理等大量科學計算的高科技領域。,計算機發(fā)展趨勢——巨型化,中國超級計算機：國防科技大學研制的“銀河1號”、 “銀河2號”和“銀河3號”, 國家智能計算機中

17、心推出的“曙光1000”(90年代 10億/秒)和“曙光200I”, “曙光3000“,運算速度為每秒3800億次(排名80位) 2004年6月，每秒運算 11萬億次的超級計算機曙光4000A研制成功，進入全球超級計算機前十名，從而使中國成為繼美國和日本之后，第三個能研制10萬億次高性能計算機的國家。曙光高性能計算機不僅代表著中國計算機最高水平，也為“‘兩彈一星’、載人航天、基因組研究”等其他標志性科技成就做出了重要貢獻。,

18、銀河Ⅱ,曙光4000A,計算機發(fā)展趨勢——網(wǎng)絡化,計算機網(wǎng)絡： 計算機技術與通信技術結合的產(chǎn)物。計算機網(wǎng)絡的發(fā)展動力： 使用遠程資源，共享程序、數(shù)據(jù)和信息資源，網(wǎng)絡用戶的通訊和合作。,計算機發(fā)展趨勢——智能化,“總有一天，人類會造出一些舉止跟人一樣的‘沒有靈魂的機械’來”。 ——笛卡爾（1637）,人類第一個“工業(yè)機器人”：一頭在紡織機上挑紗的“驢”（1742年）第一代機器人機械手（1

19、962年出現(xiàn)）第二代機器人具有“感覺”的機器人第三代機器人裝有啟發(fā)式計算機的“智能機器人”,PackbotEOD機器人-排雷機器人,美國馬薩諸塞州伯靈頓的iRobot公司制造的PackbotEOD在伊拉克戰(zhàn)場上大顯身手，幫助士兵排除路邊炸彈。《環(huán)球科學》雜志供圖,日本機器人跑步能雙腳離地還會爬樓梯,,2007年1月9日，在美國拉斯韋加斯舉行的2007年國際消費電子展上，本田技研工業(yè)公司研制的ASIMO機器人在進行下樓梯表演。,1

20、.1.2 計算機的分類1.按工作原理分類 電子數(shù)字計算機和電子模擬計算機2.按應用領域分類 通用計算機和專用計算機3.按性能規(guī)模分類 巨型機、大型機、中型機、小型機和微型機和單片機,,,,1.1計算機概述,,計算機的發(fā)展,,,,計算機的分類,,,應用領域,,,小結,,計算機按工作原理劃分：電子模擬計算機: 模擬式電子計算機問世較早，內(nèi)部所使用的電信號模擬自然界的實際信號，因而稱

21、為模擬電信號。模擬電子計算機處理問題的精度差；所有的處理過程均需模擬電路來實現(xiàn)，電路結構復雜，抗外界干擾能力極差。數(shù)字式電子計算機: 是當今世界電子計算機行業(yè)中的主流，其內(nèi)部處理的是一種稱為數(shù)字信號的電信號。它的主要特點是“離散”，在相鄰的兩個符號之間不可能有第三種符號存在。由于這種處理信號的差異，使得它的組成結構和性能優(yōu)于模擬式電子計算機。,1.1.2 計算機的分類,,,,1.1計算機概述,,計算機的發(fā)展,,,,計

22、算機的分類,,,性能指標,,,小結,,1.1.2 計算機的分類,：計算機按設計目的劃分： 1）通用機： 適用解決多種一般問題，該類計算機使用領域廣泛、通用性較強，在科學計算、數(shù)據(jù)處理和過程控制等多種用途中都能適應。設計和制造技術復雜，國外只有美國的IBM、DEC公司，日本的富士通、日立公司。制造廠家通常又稱其為“企業(yè)級”計算機。 2）專用機： 用于解決某個特定方面

23、的問題，配有為解決某問題的軟件和硬件，如在生產(chǎn)過程自動化控制、工業(yè)智能儀表等專門應用。,,,,1.1計算機概述,,計算機的發(fā)展,,,,計算機的分類,,,性能指標,,,小結,,1.1.2 計算機的分類,計算機按規(guī)模劃分：（1）巨型計算機（超級計算機）： 應用于國防尖端技術和現(xiàn)代科學計算中。巨型機的運算速度可達每秒十幾萬億次，研制巨型機是衡量一個國家經(jīng)濟實力和科學水平的重要標志。 20

24、04年6月，每秒運算 11萬億次的超級計算機曙光4000A. 美國的IBM生產(chǎn)的軍用機重106噸，12.3萬億/秒，日本在2005年4月生產(chǎn)出運算速度可達每秒38.5萬億次的“宇宙模擬器”(探索宇宙)。 應用： 天氣預報、核武器、石油勘探、空間技術。,,,,1.1計算機概述,,計算機的發(fā)展,,,,計算機的分類,,,性能指標,,,小結,,1.1.2 計算機的分類,計算機按規(guī)模劃分：（2）大/中型計算機：

25、 具有較高的運算速度，每秒可以執(zhí)行幾千萬條指令，而且有較大的存儲空間。往往用于科學計算、數(shù)據(jù)處理或作為網(wǎng)絡服務器使用。（3）小型計算機： 規(guī)模較小、結構簡單、運行環(huán)境要求較低，一般應用于工業(yè)自動控制、測量儀器、醫(yī)療設備中的數(shù)據(jù)采集等方面。常作為局域網(wǎng)服務器.,,,,1.1計算機概述,,計算機的發(fā)展,,,,計算機的分類,,,性能指標,,,小結,,1.1.2 計算機的分類,計算機按規(guī)模劃分：. （

26、4）微型計算機(個人計算機)： （Personal Computer，PC）， 中央處理器（CPU）采用微處理器芯片，它具有體積小、可靠性高、功耗低、適應性強和價格便宜等特點。微型機自1977年推出以來，已經(jīng)廣泛應用于商業(yè)、服務業(yè)、辦公自動化、家庭等各個領域，,（5）工作站： 工作站是由通用計算機轉向專用而出現(xiàn)的一種新機種，一種介于微機與小型機之間的高檔微機系統(tǒng)主要面向專

27、業(yè)應用領域，具備強大的數(shù)據(jù)運算與圖形、圖像處理能力，為滿足工程設計、動畫制作、科學研究、軟件開發(fā)、金融管理、信息服務、模擬仿真等專業(yè)領域而設計開發(fā)的高性能計算機。,（6） 網(wǎng)絡計算機: 是多個計算機的互連，再與Internet連接。可以實現(xiàn)資源共享，大大提高計算機系統(tǒng)的使用效率。計算機網(wǎng)絡在信息查詢、電子教育、網(wǎng)上購物等方面已獲得廣泛應用，已成為人們離不開的工具。服務器： 在網(wǎng)絡環(huán)境下為多個

28、用戶提供服務的共享設備，一般分為文件服務器、打印服務器、計算服務器和通信服務器等。,,,,1.1計算機概述,,計算機的發(fā)展,,,,計算機的分類,,,性能指標,,,小結,,1.1.3 計算機的主要性能指標,1．運算速度: 是指計算機每秒鐘能執(zhí)行的指令數(shù)。 單位為每秒百萬條指令，簡稱MIPS（Million Instructions Per Second)。 1980~1987年,速度1~2MIPS, 目前幾千M

29、IPS。2．主頻（時鐘頻率）： 是指計算機的CPU在單位時間內(nèi)輸出的脈沖數(shù)。通俗地可理解為每秒鐘運算的次數(shù)，它在很大程度上決定了計算機的運行速度。單位MHz。Intel486的主頻為33MHz~120MHz.等。 目前，微機的主頻：幾GHz 2.3GHz=2.3×1024MHz,,,,1.1計算機概述,,計算機的發(fā)展,,,,計算機的分類,,,性能指標,,,小結,,1

30、.1.3 計算機的主要性能指標,3．字長 字長是指計算機能夠同時處理的二進制數(shù)據(jù)的位數(shù)，它是一個重要的技術指標，直接影響到計算機的計算精度和速度。計算機的字長越長，表示的有效位數(shù)就越多，因而精度和速度就越高，功能越強，主要由CPU型號而定。有32位（微機）、64位（工作站）、128位(大、中型）. 計算機的主頻越高、字長越長，計算機的運算速度越快。,,,,1.1計算機概述,,計算機的發(fā)展,,,,計

31、算機的分類,,,性能指標,,,小結,,1.1.3 計算機的主要性能指標,4．內(nèi)存容量：位： bit(比特），是最小的信息單位.字節(jié)：byte或B，是信息存儲中最常用的 基本單位. 一個字節(jié)能存儲8位二進制數(shù),一個鍵盤字符在機內(nèi)占一個字節(jié). 千字節(jié) 1KB=210B=1024B 兆字節(jié) 1MB=1024KB=220B吉字節(jié) 1

32、GB=1024MB=230B,內(nèi)存容量是指隨機存儲器RAM存儲容量的大小，它反映了計算機處理數(shù)據(jù)量的能力，主存容量越大，計算機處理時與外存儲器交換數(shù)據(jù)的次數(shù)越少，處理速度越快. 目前： 64MB、128MB、256MB、 512MB 、1GB,,,,1.1計算機概述,,計算機的發(fā)展,,,,計算機的分類,,,性能指標,,,小結,,1.1.3 計算機的主要性能指標,5. 可靠性與可用性系統(tǒng)的可靠性

33、 在給定的時間內(nèi)，計算機系統(tǒng)能正常運轉的概率，通常用平均無故障工作時間MTBF （Mean Time Between Failures)表示。 MTBF的時間越長，系統(tǒng)的可靠性越高。系統(tǒng)的可維護性： 計算機的維修概率,通常用平均修復時間（Mean Time To Repair,簡稱MTTR）表示，即從故障發(fā)生到故障修復所需的時間。系統(tǒng)的可用性： 若MTBF很高，且MTTR很低

34、，則稱該計算機具很高的可用性。,,,小結,本節(jié)主要講解了計算機的誕生，計算機的發(fā)展、計算機的分類及計算機的性能指標 ,重點掌握性能指標.,1.2 計算機的工作原理及系統(tǒng)組成,,,計算機軟件系統(tǒng),,,計算機的基本工作原理,4,,,計算機硬件系統(tǒng),2,,,計算機系統(tǒng)的組成,1,,教學重點與難點,3,2024/3/21,計算機的工作原理及系統(tǒng)組成,,,學習目的,了解計算機系統(tǒng)的構成；掌解計算機硬件系統(tǒng)的五大功能部件；理解計算機軟件系統(tǒng)的分類，

35、了解常見的各種系統(tǒng)和應用軟件。,,,,1.2 計算機原理及組成,,計算機系統(tǒng)組成,,,計算機軟件系統(tǒng),,,計算機工作原理,,,計算機硬件系統(tǒng),,,小結,,1.2.2 計算機系統(tǒng)的組成,1.2.2 計算機系統(tǒng)的組成-硬件系統(tǒng)的組成,,數(shù)據(jù)流指令流控制流,（外）存儲器,（內(nèi)）存儲器,,,中央處理器（CPU）,運算器,控制器,輸入設備,輸出設備,,,,,,,,,,硬件系統(tǒng): 運算器、控制器、存儲器、輸入設備和輸出設備組成。,,1.

36、運算器： 用于加工、處理數(shù)據(jù)的部件，主要完成對數(shù)據(jù)的算術運算和邏輯運算。 2.控制器： 是計算機的控制部件，它控制其他部件協(xié)調(diào)統(tǒng)一的工作，并能完成對指令的分析和執(zhí)行。,,,,計算機系統(tǒng)組成,,,計算機軟件系統(tǒng),,,計算機工作原理,,,計算機硬件系統(tǒng),,,,小結,1.2 計算機系統(tǒng)的組成,硬件系統(tǒng): 運算器、控制器、存儲器、輸入設備和輸出設備,中央處理器（CPU）：運算器+控制器,,3.存儲器： 是計算機的記憶

37、裝置，用來存儲程序和數(shù)據(jù)存儲器的分類：內(nèi)存儲器： （內(nèi)存或主存） 速度快，容量小，直接與CPU進行信息交換，存放運算器傳送來的數(shù)據(jù)。外存儲器： （外存或輔存） 速度慢，容量大，不能直接與CPU進行信息交換，須將外存內(nèi)容調(diào)入內(nèi)存；存放暫不用的數(shù)據(jù)和程序。(硬盤、光盤),,,,計算機系統(tǒng)組成,,,計算機軟件系統(tǒng),,,計算機工作原理,,,計算機硬件系統(tǒng),,,,小結,1.2 計算機系統(tǒng)的組成,硬件系統(tǒng):

38、 運算器、控制器、存儲器、輸入設備和輸出設備,,,本章小結,,,a,b,,C P U,,內(nèi)存儲器,,C P U,,內(nèi)存,,外存,CPU訪問內(nèi)、外存儲器的方式,,,,計算機系統(tǒng)組成,,,計算機軟件系統(tǒng),,,計算機工作原理,,,計算機硬件系統(tǒng),,,,小結,1.2 計算機系統(tǒng)的組成,硬件系統(tǒng): 運算器、控制器、存儲器、輸入設備和輸出設備,主機：CPU+內(nèi)存儲器,內(nèi)存儲器分類及特點-RAM/ROM***,1.分類: 隨

39、機存儲器RAM（Random Access Memory）和只讀存儲器ROM（Read-Only Memory）兩種。 2. 特點: RAM: RAM中的信息可隨機地讀出或寫入，一旦關機（斷電）后， RAM信息不再保存。 ROM: ROM中的信息通常只能讀出而不能寫入，斷電后，ROM中的原有內(nèi)容保持不變，用戶信息的存儲在RAM中。,裸機：沒有配上軟件系統(tǒng)的計算機稱為裸機

40、,內(nèi)存儲器與外存儲器的特點：,,,本章小結,4. 輸入設備： 是外部向計算機傳送信息的裝置，其功能是將數(shù)據(jù)、程序及其它信息，從人們熟悉的形式轉換成計算機能接受的信息形式，輸入到計算機內(nèi)部。 常用的輸入設備有鍵盤、鼠標、掃描儀、數(shù)碼相機等。5. 輸出設備： 功能是將計算機內(nèi)部二進制信息轉換成人們所需要的或者其它設備能接受和識別的信息形式。 常用的輸出設備有顯示器、打印機、繪圖儀等。,,,,計算機

41、系統(tǒng)組成,,,計算機軟件系統(tǒng),,,計算機工作原理,,,計算機硬件系統(tǒng),,,,小結,1.2 計算機系統(tǒng)的組成,硬件系統(tǒng): 運算器、控制器、存儲器、輸入設備和輸出設備,1.2.2 計算機系統(tǒng)的組成-總線,總線： 總線(Bus)是連接計算機中CPU、內(nèi)存、外存、各種輸入/輸出設備的一組物理信號線及其相關的控制電路，它是計算機中用于在各部件間傳送信息的公用通路。,1.2.2 計算機系統(tǒng)的組成-總線,數(shù)據(jù)總線(data bus)：

42、 傳輸數(shù)據(jù)地址總線(address bus)： 傳送存儲單元或輸入/輸出接口 的地址信息控制總線(control bus)：傳輸控制器的控制信號。,計算機系統(tǒng)的組成-硬件系統(tǒng)小結,,,,,,硬件,,系統(tǒng),,,,,,,,,主機,,,,,外設,,,中央處理單元,,,內(nèi)存儲器（主存儲器）: RAM、ROM,,運算器,,控制器,,,,輸入設備（鍵盤、鼠標、掃描儀),,

43、輸出設備（顯示器、打印機、繪圖儀）,,外存儲器（軟盤、硬盤、光盤、優(yōu)盤）,,,,其他：網(wǎng)絡設備（網(wǎng)卡、聲卡、顯卡）,,,計算機軟件系統(tǒng) 指令是對計算機進行程序控制的最小單位。 由操作碼與地址碼組成。 程序就是為解決某一具體問題而用一種特殊語言來編寫的計算機指令的有序集合。 文檔是描述程序操作及使用的有關資料。 軟件是提高計算機使用效率、擴大計算機功能的程序、數(shù)據(jù)和文檔的總

44、稱。 通常軟件分為兩類： 系統(tǒng)軟件和應用軟件,,,,計算機系統(tǒng)組成,,,計算機軟件系統(tǒng),,,計算機工作原理,,,計算機硬件系統(tǒng),,,,小結,1.2 計算機系統(tǒng)的組成,1.2.2 計算機系統(tǒng)的組成-軟件系統(tǒng) P5,1．系統(tǒng)軟件： 系統(tǒng)軟件是計算機軟件中的重要部分，它是管理和控制計算機軟硬件資源，方便用戶使用計算機的一組程序的集合 .系統(tǒng)軟件包括:操作系統(tǒng)(Dos 、U

45、nix、Windows)程序設計語言(機器、 匯編 、高級 、非過程 、智能語言)語言處理程序(源程序、 目標程序、 編譯、 解釋)數(shù)據(jù)庫管理系統(tǒng)(FoxPro 、Oracle 、Access)網(wǎng)絡軟件(網(wǎng)絡操作系統(tǒng))系統(tǒng)服務程序(或稱軟件研制開發(fā)工具、支持軟件、支撐軟件、工具軟件主要有編輯程序、調(diào)試程序 、裝配和連接程序、 測試程序),,,2．應用軟件： 應用軟件是為解決某些具體問題而開發(fā)的各種應用程序.

46、,包括兩部分內(nèi)容。用戶自己編寫的:專用的軟件包: 通常由計算機專業(yè)人員與相關專業(yè)的技術人員共同開發(fā)完成. 如財務管理軟件、圖書管理軟件、繪圖軟件等。常用的工具軟件有文字編輯軟件Word、WPS、電子表格軟件Excel、瑞星殺毒軟件以及多媒體軟件等。,,,,計算機系統(tǒng)組成,,,計算機軟件系統(tǒng),,,計算機工作原理,,,計算機硬件系統(tǒng),,,,小結,1.2 計算機系統(tǒng)的組成,管家婆管理軟硬件資源協(xié)調(diào)后臺工作,服務生

47、提供用戶與計算機的交互接口,操作系統(tǒng)：管理和控制計算機的軟硬件資源，合理組織計算機的工作流程，為用戶提供一個使用計算機的工作環(huán)境，是用戶與計算機的接口，是最基本的系統(tǒng)軟件。,,,硬件、系統(tǒng)軟件、應用軟件之間的關系如圖所示,,,,計算機系統(tǒng)組成,,,計算機軟件系統(tǒng),,,計算機工作原理,,,計算機硬件系統(tǒng),,,,小結,1.2 計算機系統(tǒng)的組成,1.2.2 計算機系統(tǒng)的組成-軟件系統(tǒng)(計算機程序設計語言),程序設計語言:

48、程序設計語言就是用戶用來編寫程序的語言，是人與計算機進行信息交換的工具。它包括機器語言、匯編語言、高級語言、非過程化語言以及智能化語言。 1．機器語言： 就是二進制語言,是計算機唯一能直接識別、直接執(zhí)行的計算機語言，因不同的計算機指令系統(tǒng)不同，所以機器語言程序沒有通用性。 例：011011 000000 000000 000001 110101 代表清除累加器，然后將內(nèi)存地址為117的單

49、元內(nèi)容與累加器的內(nèi)容相加。,1,1.2.2 計算機系統(tǒng)的組成-軟件系統(tǒng)(計算機程序設計語言),2．匯編語言： 匯編語言是機器語言的進化，它和機器語言基本上是一一對應的，但在表示方法上用一種助記符表示。匯編語言和機器語言都是面向機器的程序設計語言，一般稱為低級語言。,如上: 011011 000000 000000 000001 110101對應的匯編語言: C

50、LA 00 017,1.2.2 計算機系統(tǒng)的組成-軟件系統(tǒng)(計算機程序設計語言),3．高級語言： 是獨立于機器的算法語言，它克服于初級語言的缺點，接近于自然語言和數(shù)字公式的表示方式，因此用高級語言編寫的程序易讀、易記、通用性強。高級語言不再面向機器而是面向過程，因此也稱為面向過程語言,如BASIC、PASCAL、FORTRAN 、C語言等。4. 非過程化語言及智能化語言 使用非過

51、程化語言編程，用戶只要告訴輸入計算機中的已知條件及加工處理之后所需的輸出結果，計算機系統(tǒng)就能根據(jù)用戶的要求自動完成，而不需要用戶再去進行算法的描述。目前已經(jīng)有非過程化語言SQL、面向對象的語言（Visual C++、Visual Basic、java）和智能化語言（Prolog、Lisp），這些語言的出現(xiàn)給人們使用計算機帶來了極大的方便。,例：編程：A=7+8機器語言 匯編語言

52、 備注00111110 00000111 LD A，7 7 A11000110 00001000 ADD A，8 8+(A) A01110110 HALT 停止所有操作BASIC語言： 10 LET A=7+8

53、 20 END,三種語言的比較,,,1.2.2 計算機系統(tǒng)的組成-軟件系統(tǒng)(系統(tǒng)軟件-語言處理程序),目標程序：用機器語言編的程序。匯編語言源程序：用匯編語言編寫的程序匯編程序：將匯編語言源程序翻譯成目標程序。源程序： 用高級語言編的程序。翻譯程序：將源程序翻譯成目標程序的程序。 有編譯程序和解釋程序。,,,§1.1計算機概述,,計算機硬件系統(tǒng),,,,計算機軟件

54、系統(tǒng),,,計算機工作原理,,,本章小結,,1.2.1 計算機工作原理,計算機工作原理采用的是“存儲程序”原理，由美籍匈牙利數(shù)學家馮·諾依曼（J. Von Neumann）提出的。,,,,計算機系統(tǒng)組成,,,計算機軟件系統(tǒng),,,計算機工作原理,,,計算機硬件系統(tǒng),,,,小結,1.2 計算機系統(tǒng)的組成,2.“存儲程序”原理核心內(nèi)容如下： 1.)計算機硬件包括控制器、運算器、存儲器、輸入設備和輸出設備5部分。

55、 2.)計算機的指令和數(shù)據(jù)都用二進制數(shù)表示。 3.)程序存放在存儲器中，計算機自動執(zhí)行程序中的指令。,,,計算機運行程序的過程就是執(zhí)行程序中指令的過程，執(zhí)行指令有以下3個步驟：,1.取指令： CPU根據(jù)其內(nèi)部的程序計數(shù)器的內(nèi)容，從存儲器中取出對應的指令，同時程序計數(shù)器增加一個數(shù)，使其為下一條指令的地址。2.分析指令： CPU分析所取出的指令，確定要進行的操作。3.執(zhí)行指令： CPU

56、根據(jù)指令的分析結果，向有關的部件發(fā)出相應的控制信號，相關的部件進行工作，完成指令規(guī)定的操作。,,計算機系統(tǒng)組成,計算機軟件系統(tǒng),計算機工作原理,計算機硬件系統(tǒng),小結,1.2 計算機系統(tǒng)的組成,,,小結,本節(jié)簡要介紹了以下內(nèi)容：　　1.計算機系統(tǒng)的組成：硬件系統(tǒng)和軟件系統(tǒng)；　　2.構成計算機硬件系統(tǒng)的五大部件：輸入設備、存儲器、運算器、控制器、輸出設備，及其工作原理；　　3.計算機軟件的分類：系統(tǒng)軟件（包括操作系統(tǒng)、語言處理程序和數(shù)

57、據(jù)庫管理系統(tǒng)）和應用軟件（如辦公軟件、MIS系統(tǒng)、財務軟件、CAD軟件等）。,1.2.2 計算機系統(tǒng)的組成小結,,1.3 多媒體技術應用,.媒體兩種含義： 存儲信息的物理實體（紙張、磁盤、光盤等） 信息的表現(xiàn)形式（文字、聲音、圖像等）與計算機信息處理有關的媒體有五種： 感覺媒體、 表示媒體、存儲媒體 表現(xiàn)媒體、 傳輸媒體,1.3 多媒體技術應用-媒體的分類,(1) 感覺媒體。是作用于人的感覺器官的信息的表現(xiàn)形式，

58、如文字、聲音、 圖像等。(2) 表示媒體。是信息在計算機內(nèi)部采用的表現(xiàn)形式，即二進制編碼。(3) 存儲媒體。是用來存放表示媒體，以便使計算機能隨時進行加工處理的物理載體，如磁盤、光盤等。(4) 表現(xiàn)媒體。是用來實現(xiàn)感覺媒體和表示媒體之間轉換的物理設備，即計算機的輸入和輸出設備，如鍵盤、掃描儀、顯示器、打印機、話筒等。(5) 傳輸媒體。是用來把表示媒體在計算機之間傳送的通信載體，如光纜、同軸電纜、電話線、雙絞線等。,1.3 多媒

59、體技術應用-多媒體技術,多媒體技術： 多媒體技術就是利用計算機技術把文字、聲音、圖形、圖像等多種媒體信息通過計算機進行數(shù)字化采集、壓縮和解壓縮、存儲和傳播而綜合為一體化的技術。 目前多媒體技術已經(jīng)廣泛應用于教育、通訊 、電子出版、電視、商業(yè)等領域。 多媒體技術具有三個顯著的特性，即信息媒體的多樣性、多種技術的集成性、處理過程的交互性、實時性等特點。,常用的多媒體硬件有：聲卡:

60、 實現(xiàn)輸入或輸出的模擬信號與在機內(nèi)的數(shù)字信號的轉換處理,有8、16位或32位,32位聲卡具有立體聲效果).,1.3.2 多媒體(MPC)計算機系統(tǒng),一個多媒體計算機系統(tǒng): 多媒體硬件系統(tǒng)和多媒體軟件系統(tǒng)。,聲卡,視頻卡: 也稱顯卡，主要處理圖像文件，負責將視頻圖像的模擬信號與在機內(nèi)的數(shù)字信號的轉換處理.CD-ROM: 只讀光盤,存儲容量650MB音箱、喇叭等,多媒體軟件系統(tǒng)有：支持多

61、媒體功能的操作系統(tǒng): 如Windows98、Windows XP等；多媒體數(shù)據(jù)開發(fā)軟件: 主要用來完成聲音錄制與編輯、圖像的掃描輸入與動畫的編輯制作等；多媒體創(chuàng)作工具軟件: 如Authorware、Visual Basic、Visual C++等。 此外還有各種多媒體應用軟件，如教學軟件、百科全書等。,1.3.2 多媒體(MPC)計算機系統(tǒng),,,計算機中常用數(shù)制（補充）,基

62、本概念進制，即進位制 基數(shù)權值,,小結,,,,,常用數(shù)制的轉換方法,,,計算機中數(shù)的表示方法,,,信息編碼,,,信息計量單位,,,小結,,,,小結,常用數(shù)制之間的轉換方法,按權展開多項式,,,1.3 計算機概述,,計算機中常用數(shù)制,,,,常用數(shù)制的轉換方法,,,計算機中數(shù)的表示方法,,,信息編碼,,,信息計量單位,,,小結,,,,,,,非十進制,十進制,,按權展開求和,例1：將 1011.01B 轉換為十進制數(shù)1011.

63、01B= 1×23 +0×22 +1×21 +1×20 + 0×2-1 +1×2-2= 8+2+1+0.25=11.25D例2：將B7.FH 轉換為十進制數(shù)B7.FH = 11×161 + 7×160 + 15×16-1 = 176+ 7+0.9375 =183.9375D    例3：將

64、372.6O 轉換為十進制數(shù)372.6O = 3×82 + 7×81 + 2×80 + 6×8-1 =192+56+2+0.75=250.75D,,1.3 計算機概述,,,,,,,,,,小結,非十進制,十進制,,整數(shù)部分：除基取余（倒排） 小數(shù)部分：乘基取整,例1：將 27.75D 轉換為二進制數(shù),,,,,,,,,,,,,小結,,小結,非十進制,十進制,,整數(shù)部分：除基取余

65、（倒排）小數(shù)部分：乘基取整,例1：將 27.75D 轉換為二進制數(shù),27.75D = 11011.11B,,信息編碼,小結,常用數(shù)制之間的轉換方法,例2：將 1725.6875D 轉換為八進制數(shù),1725.6875D = 3275.54O,,小結,,八進制,二進制,,三位分組,以小數(shù)點為界，向左向右按每三位分成一組，每組用一位八進制代替。,例1：將 1101.01101B 轉換為八進制數(shù),首尾組不足三位時，首尾用“0”補足,1101.0

66、1101B = 15.32O,,1.3 計算機概述,,計算機中常用數(shù)制,,,,常用數(shù)制的轉換方法,,,計算機中數(shù)的表示方法,,,信息編碼,,,信息計量單位,,,小結,,二進制與八進制對應關系：000-0，001-1，010-2，011-3， 100-4，101-5，110-6，111-7,,,,小結,八進制,二進制,,例2：將 34.27O 轉換為二進制數(shù),34.27O = 11100.010111B,,,1.3 計算機概述

67、,,計算機中常用數(shù)制,,,,常用數(shù)制的轉換方法,,,計算機中數(shù)的表示方法,,,信息編碼,,,信息計量單位,,,小結,,小結,十六進制,二進制,,四位分組,16 = 24,,一位十六進制數(shù)需要四位進制數(shù)來表示。,例1：將 11010101.11101001B 轉換為十六進制數(shù),11010101.11101001B = D5.E9H,,信息編碼,信息計量單位,小結,二進制與十六進制數(shù)對應關系：0000-0，0001-1，0010-2，

68、0011-3，0100-4，0101-5，0110-6，0111-7，1000-8，1001-9，1010-A，1011-B，1100-C，1101-D，1110-E，1111-F,,例2：將 D3.E7H轉換為二進制數(shù),D3.E7H = 11010011.11100111H,,1.3 計算機概述,,計算機中常用數(shù)制,,,,常用數(shù)制的轉換方法,,,計算機中數(shù)的表示方法,,,信息編碼,,,信息計量單位,,,小結,,不能直接轉換，