計(jì)算機(jī)硬件和軟件

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1、單擊此處編輯母版標(biāo)題樣式,單擊此處編輯母版文本樣式,第二級(jí),第三級(jí),第四級(jí),第五級(jí),*,計(jì)算機(jī)硬件和,軟件,學(xué)習(xí)目標(biāo),:,微型,計(jì)算機(jī)系統(tǒng)結(jié)構(gòu)圖,四代計(jì)算機(jī)電子器件的特征,馮,諾依曼提出的“存儲(chǔ)程序”的概念,指令,/,程序,/,軟件,/,系統(tǒng)軟件,(,包括,)/,應(yīng)用軟件,/,計(jì)算機(jī)程序語(yǔ)言,軟件的安裝、設(shè)置和卸載,計(jì)算機(jī)的工作原理,我國(guó)和世界上第一臺(tái)數(shù)字電子計(jì)算機(jī),計(jì)算機(jī)的應(yīng)用領(lǐng)域,(,各舉一例,),新型計(jì)算機(jī)發(fā)展方向,計(jì)算機(jī)系統(tǒng)的,主要性能參數(shù),計(jì)算機(jī)的萌芽,世界上第一臺(tái)數(shù)字電子計(jì)算機(jī),ENIAC,于,1946,年,在美國(guó)賓夕法尼亞大學(xué)問世。當(dāng)時(shí)正是第二次世界大戰(zhàn)期間，阿伯丁彈道實(shí)驗(yàn)室要計(jì)

2、算炮彈的軌跡，需要一個(gè)高速運(yùn)轉(zhuǎn)的裝置。美國(guó)賓夕法尼亞大學(xué)實(shí)驗(yàn)室用電子器件設(shè)計(jì)制造了一臺(tái)計(jì)算機(jī)，叫,ENIAC,（,Electronic,NumericalIntegratorAnd,Calculator,）。,ENIAC,重,30,噸，占地,170,平方米，用了,18000,多只電子管，,1500,多個(gè)繼電器，耗電,150,千瓦，每秒鐘完成,5000,次加法運(yùn)算。,計(jì)算機(jī)的發(fā)展,計(jì)算機(jī)的發(fā)展主要受到半導(dǎo)體技術(shù)、計(jì)算機(jī)系統(tǒng)結(jié)構(gòu)和計(jì)算機(jī)軟件技術(shù)的影響和制約。人們通常,以計(jì)算機(jī),物理器件,的變革,作為標(biāo)志，把計(jì)算機(jī)的發(fā)展經(jīng)歷劃分為四個(gè)階段。,(1),第一代是,電子管,計(jì)算機(jī),(1946,1957,年

3、,),(2),第二代是,晶體管,計(jì)算機(jī),(1958,1964,年,),(3),第三代是,中、小集成電路,計(jì)算機(jī),(1965,1970,年,),(4),第四代是,大規(guī)模、超大規(guī)模集成電路,計(jì)算機(jī),(1971,年 至今,),計(jì)算機(jī)的應(yīng)用領(lǐng)域,(,1),科學(xué)計(jì)算（或數(shù)值計(jì)算,如氣象預(yù)報(bào)、地震預(yù)測(cè)等涉及的“天文數(shù)字”的計(jì)算,(2),數(shù)據(jù)處理（或信息處理,）,目前，信息處理已廣泛應(yīng)用于辦公自動(dòng)化、企業(yè)管理等各行各業(yè)中。,(3),輔助技術(shù)（或計(jì)算機(jī)輔助設(shè)計(jì)與制造）,計(jì)算機(jī)輔助系統(tǒng)包括計(jì)算機(jī)輔助設(shè)計(jì)（,CAD,）、,計(jì)算機(jī)輔助制造（,CAM,）、,計(jì)算機(jī)輔助測(cè)試（,CAT,）,和計(jì)算機(jī)輔助教學(xué)（,CAI,）

4、。,(4),過程控制（或?qū)崟r(shí)控制）,計(jì)算機(jī)數(shù)控車床、實(shí)時(shí)控制高爐煉鐵過程、計(jì)算機(jī)控制汽車生產(chǎn)線等。,(5),人工智能（或智能模擬）,如使計(jì)算機(jī)具有識(shí)別語(yǔ)言、文字、圖形以及學(xué)習(xí)、推理和適應(yīng)環(huán)境的能力。,(6),網(wǎng)絡(luò)應(yīng)用,如銀行服務(wù)系統(tǒng)、交通售票系統(tǒng)、網(wǎng)上各種信息的查詢等。,我國(guó)計(jì)算機(jī)的發(fā)展情況,1958,年,第一臺(tái)電子管計(jì)算機(jī),103,機(jī)研制成功,1959,年,第一臺(tái)大型通用電子數(shù)字計(jì)算機(jī),104,研制成功,1964,年,晶體管計(jì)算機(jī)研制成功,1971,年,以集成電路為主要器件的,DJS,系列計(jì)算機(jī)研制成功,1983,年,“銀河”億次,/,秒巨型電子計(jì)算機(jī)誕生，,1992,年,10,億次“銀河,

5、-”,研制成功；,1997,年,130,億次,/,秒“銀河,-”,研制成功,1995,年,“曙光,1000”,并行計(jì)算機(jī)研制成功,未來(lái)的新型計(jì)算機(jī)發(fā)展方向,(1),巨型化,(2),微型化,(3),網(wǎng)絡(luò)化,(4),智能化,馮,諾依曼,型,計(jì)算機(jī),同年,6,月，美籍匈牙利人,馮,諾依曼,（,John,von,Neumann,）,首先提出了“,存儲(chǔ)程序,”的概念。這一概念明確了構(gòu)成計(jì)算機(jī)的,5,個(gè)基本組成部分：運(yùn)算器、控制器、存儲(chǔ)器、輸入器和輸出器。,這種構(gòu)思一直沿用到今天，所以現(xiàn)代計(jì)算機(jī)一般稱為馮,.,諾依曼型計(jì)算機(jī)。馮,.,諾依曼計(jì)算機(jī)的程序和數(shù)據(jù)一律采用二進(jìn)制；程序和數(shù)據(jù)預(yù)先存儲(chǔ)在存儲(chǔ)器中，計(jì)

6、算機(jī)通過控制、執(zhí)行程序，運(yùn)行從存儲(chǔ)器中取出的一條條指令。,馮,諾依曼,型,計(jì)算機(jī)（,1,）,約翰,.,馮,.,諾依曼,(John Von Neumann),到目前為止，幾乎生產(chǎn)的所有計(jì)算機(jī)都是,馮,諾依曼體系結(jié)構(gòu),的計(jì)算機(jī),。,（,但是現(xiàn)在的計(jì)算機(jī)科學(xué)家認(rèn)為只有打破,馮,諾依曼體系,，計(jì)算機(jī)的效率才能得到突破,）,馮,諾依曼體系結(jié)構(gòu),的計(jì)算機(jī)（,2,）,采用二進(jìn)制代碼表示數(shù)據(jù)和指令。,采用存儲(chǔ)程序工作方式，即：,事先編制程序。,實(shí)現(xiàn)存儲(chǔ)程序。,自動(dòng)、連續(xù)地執(zhí)行程序。,馮,諾依曼體系結(jié)構(gòu),的計(jì)算機(jī)（,3,）,3.,由以下五大部件組成計(jì)算機(jī)硬件系統(tǒng)。,A:,運(yùn)算器（進(jìn)行簡(jiǎn)單算術(shù)運(yùn)算邏輯運(yùn)算）,B:

7、,控制器（命令自己或外部設(shè)備做這做那）,C:,存儲(chǔ)器（,存儲(chǔ)程序和數(shù)據(jù),）,D:,輸入設(shè)備,(,將數(shù)據(jù)、程序轉(zhuǎn)換成二進(jìn)制碼，并送入內(nèi)存,),E:,輸出設(shè)備,(,處理的結(jié)果轉(zhuǎn)換成人們能夠識(shí)別的形式顯示,),微型,計(jì)算機(jī)系統(tǒng)結(jié)構(gòu),計(jì)算機(jī)的工作原理,計(jì)算機(jī)的工作原理可以概括為,存儲(chǔ)程序,和,程序控制,。,計(jì)算機(jī)信息處理一般過程：,輸入、存儲(chǔ)、加工處理、輸出,人信息處理的一般過程：,收集、存儲(chǔ)、加工、發(fā)布,計(jì)算機(jī)的工作原理示意圖,微型計(jì)算機(jī)的主要性能參數(shù),CPU,的類型,內(nèi)存儲(chǔ)器的容量和存取周期,運(yùn)行的速度（即微機(jī)的主頻一般有,1,Ghz,以上）,外部設(shè)備的配置,軟件的配置,計(jì)算機(jī)硬件系統(tǒng),從,功能,

8、角度看分為五部分：,A:,運(yùn)算器（進(jìn)行簡(jiǎn)單算術(shù)運(yùn)算邏輯運(yùn)算）,B:,控制器（命令自己或外部設(shè)備做這做那）,C:,存儲(chǔ)器（存儲(chǔ)程序和數(shù)據(jù)）,D:,輸入設(shè)備,(,將數(shù)據(jù)、程序轉(zhuǎn)換成二進(jìn)制碼，并送入內(nèi)存,),E:,輸出設(shè)備,(,處理的結(jié)果轉(zhuǎn)換成人們能夠識(shí)別的形式顯示,),1,、中央處理器（,CPU),-,核心部件,CPU,主要包括,運(yùn)算器和控制器,兩部分。,運(yùn)算器其功能是對(duì)數(shù)據(jù)進(jìn)行各種,算術(shù)運(yùn)算和邏輯運(yùn)算。,控制器是計(jì)算機(jī)的,管理機(jī)構(gòu)和指揮中心,CPU,是電腦的,核心部件,，決定計(jì)算機(jī)的性能。反映,CPU,性能的最重要的指標(biāo)是,主頻,和數(shù)據(jù)傳遞的位數(shù)。,目前絕大多數(shù)的微處理器芯片都是,32,位或,6

9、4,位的。,目前市場(chǎng)上最流行的,CPU,分成,Intel,和,AMD,兩大陣營(yíng),。,圖,1,Pentium 4 CPU,的外觀圖,2,、存儲(chǔ)器分類,RAM,存儲(chǔ)器,內(nèi),存儲(chǔ)器,外,存儲(chǔ)器,磁鼓,磁帶,磁盤,光盤,軟盤,硬盤,只讀光盤（,CD-ROM,）,可重寫光盤（,Rewriteable),只寫一次光盤（,WORM,）,ROM,隨機(jī)存儲(chǔ)器,只讀存儲(chǔ)器,2,、內(nèi)存（主存儲(chǔ)器）,(1),內(nèi)存儲(chǔ)器簡(jiǎn)稱內(nèi)存，又稱主存。它直接與,CPU,交換信息，用來(lái)存放當(dāng)前運(yùn)行程序的指令和數(shù)據(jù)。內(nèi)存的存儲(chǔ)容量以字節(jié)為基本單位，每個(gè)字節(jié)都有自己的編號(hào)，稱為“地址”。,內(nèi)存是電腦的一個(gè)臨時(shí)存儲(chǔ)器，它只負(fù)責(zé)電腦數(shù)據(jù)的中轉(zhuǎn)

10、而不能永久保存。,2,、內(nèi)存（主存儲(chǔ)器）,(2),內(nèi)存儲(chǔ)器分為,隨機(jī)存儲(chǔ)器,（,RAM,）,和,只讀存儲(chǔ)器,（,ROM,）。,區(qū)別點(diǎn),名稱,讀、寫特性,（讀取、存入）,斷電后數(shù)據(jù)丟失情況,隨機(jī)存儲(chǔ)器,（,RAM,）,能讀能寫,丟失,只讀存儲(chǔ)器,（,ROM,）。,只讀不寫,不丟失,3,、外存儲(chǔ)器,(,輔助存儲(chǔ)器,),輔助存儲(chǔ)器用來(lái)存儲(chǔ)程序和數(shù)據(jù)。它,的特點(diǎn)是容量,(GB),，速度低，價(jià)格便宜。目,前常用的輔助存儲(chǔ)器有磁盤,(,軟盤、硬盤,),、磁帶、光盤,、,閃存,(U,盤,),等。,圖,7,光盤及光盤驅(qū)動(dòng)器,圖,6,硬盤,圖,8,閃存,幾個(gè)數(shù)據(jù)存儲(chǔ)單位：,數(shù)據(jù)存儲(chǔ)的最小單位：位（,bit,）,

11、數(shù)據(jù)存儲(chǔ)的最基本單位：字節(jié)（,Byte,）,計(jì)算機(jī)處理數(shù)據(jù)的基本單位：字（,word,）,B=1 KB,1024 KB=1 MB,1024 MB=1 GB,字（,Word,）：,計(jì)算機(jī)中作為一個(gè)整體被存取、傳送、處理的,二進(jìn)制數(shù)字串。（一個(gè)字由若干個(gè)字節(jié)組成）,4,、輸入設(shè)備,(IN),輸入設(shè)備是將數(shù)據(jù)、程序等轉(zhuǎn)換成計(jì)算機(jī)能接受的二進(jìn)制碼，并將它們送入內(nèi)存。,常用的輸入設(shè)備有鍵盤、鼠標(biāo)、掃描儀、觸摸屏、攝像頭和數(shù)碼相機(jī)等。,圖,10,常用輸入設(shè)備,4,、輸出設(shè)備,(OUT),輸出設(shè)備將計(jì)算機(jī)處理的結(jié)果轉(zhuǎn)換成人們能夠識(shí)別的數(shù)字、字符、圖像、聲音等形式顯示、打印或播放出來(lái)。常用的輸出設(shè)備有顯示器、

12、打印機(jī)、繪圖儀等。,圖,11,常用輸出設(shè)備,5,、顯卡,(,顯示器適配卡,),顯卡是連接主機(jī)與顯示器的接口卡。,其作用是將主機(jī)的輸出信息轉(zhuǎn)換成字符、圖形和顏色等信息，傳送到顯示器上顯示。,圖,9,顯卡,6,、主板,主板又叫系統(tǒng)板或母板。它是整個(gè)電腦的基板，是,CPU,、,內(nèi)存、顯卡及各種擴(kuò)展卡的載體。,主板的性能直接關(guān)系著整個(gè)電腦是否穩(wěn)定，計(jì)算機(jī)整體運(yùn)行速度也受到主板性能的影響。,主板是計(jì)算機(jī)各部件的連接工具,。,內(nèi)存條插槽,芯片組,BIOS,芯片,CPU,插座,串行接口,PCI,擴(kuò)展槽,AGP,擴(kuò)展槽,主板電池,PS/2,鼠標(biāo)接口,鍵盤接口,顯示接口,U,盤接口,打印機(jī)接口,網(wǎng)絡(luò)接口,音箱接

13、口,計(jì)算機(jī)軟件軟件系統(tǒng),所謂軟件是指程序和相關(guān)文檔的總和。,（程序,是指有序指令的集合,，指令,是指計(jì)算機(jī)完成一步基本操作的命令）,軟件可分為系統(tǒng)軟件和應(yīng)用軟件。,系統(tǒng)軟件指可以高效率使用和,管理,計(jì)算機(jī)、為用戶提供友好界面、幫助用戶編寫和調(diào)試應(yīng)用程序的通用程序集合。,應(yīng)用軟件指解決各類實(shí)際問題而編制的程序。,1,、系統(tǒng)軟件,常用的系統(tǒng)軟件包括：,操作系統(tǒng),語(yǔ)言處理程序,數(shù)據(jù)庫(kù)管理系統(tǒng),其中操作系統(tǒng)是系統(tǒng)軟件的核心。,(1),操作系統(tǒng),操作系統(tǒng)是計(jì)算機(jī)的一個(gè)大型軟件，是計(jì)算機(jī)“大管家”。概括起來(lái)操作系統(tǒng)具有三大功能：,管理,計(jì)算機(jī)軟硬件,資源,；組織,協(xié)調(diào),計(jì)算機(jī)的,運(yùn)行,以增強(qiáng)系統(tǒng)的處理能力

14、；,提供,人機(jī),接口,，為用戶提供方便。,操作系統(tǒng)的,管理,功能主要包括進(jìn)程與處理機(jī)調(diào)度管理、作業(yè)管理、存儲(chǔ)管理、文件管理以及設(shè)備管理等。,目前，常見的操作系統(tǒng)有：微軟的,Windows,系列、蘋果的,Mac OS,、多用于大型服務(wù)器的,UNIX,、擁有開放源代碼的,Linux,等。,(2),數(shù)據(jù)庫(kù)管理系統(tǒng),數(shù)據(jù)庫(kù)管理系統(tǒng),(,DBMS,),是管理數(shù)據(jù)的一組程序。,常用的關(guān)系數(shù)據(jù)庫(kù)管理系統(tǒng)有,FoxPro,、,ORACLE,、,Access,和,SQL,Server,等。,(3),語(yǔ)言處理系統(tǒng),計(jì)算機(jī)程序語(yǔ)言有機(jī)器語(yǔ)言、匯編語(yǔ)言、高級(jí)語(yǔ)言。,無(wú)論是高級(jí)語(yǔ)言（如,Visual,Basic,、,C

15、,+,）,還是匯編語(yǔ)言寫的,源程序,，計(jì)算機(jī)都,不能直接識(shí)別和執(zhí)行,，必須翻譯成機(jī)器能執(zhí)行的語(yǔ)言,機(jī)器語(yǔ)言,，這種翻譯是由機(jī)器自動(dòng)進(jìn)行的。當(dāng)源程序被輸入計(jì)算機(jī)后，調(diào)用編譯程序編譯成機(jī)器語(yǔ)言,(,稱,目標(biāo)程序,),，然后執(zhí)行。,軟件的安裝、設(shè)置和卸載,安裝實(shí)質(zhì)：,是將軟件從一個(gè)載體轉(zhuǎn)移到目標(biāo)載體。,安裝軟件分為：,安裝版與免安裝版,。,安裝程序通常命名為：,“,setup.exe”,或“,install.exe,安裝順序,、操作系統(tǒng)、驅(qū)動(dòng)程序、,應(yīng)用軟件,卸載,、自帶的卸載功能、控制面板,計(jì)算機(jī)語(yǔ)言分類及區(qū)別,區(qū)別,名稱,能否被計(jì)算機(jī)直接執(zhí)行,源程序到目標(biāo)程序,機(jī)器語(yǔ)言,能,不用,匯編語(yǔ)言,不能,翻譯,高級(jí)語(yǔ)言,不能,編譯,計(jì)算機(jī)病毒簡(jiǎn)介,計(jì)算機(jī)病毒的特征,是一段可執(zhí)行的程序,傳染性,潛伏期,隱蔽性,破壞性,馮,諾依曼,型,計(jì)算機(jī),1,、算術(shù)、邏輯運(yùn)算（,加減乘除四則運(yùn)算、判斷真假）,2,、信息的數(shù)字化（,一架冰冷的機(jī)器所能直接聽懂的唯一語(yǔ)言）,3,、存貯程序的工作方式（,現(xiàn)代化的流水線,）,符合以上特征的即被稱之為,馮,諾依曼體系結(jié)構(gòu),的計(jì)算機(jī),