.,計算機基礎,第一章計算機基礎知識,.,計算機一計算機的發展一、計算機的發展,三、計算機中數據的表示方法,四、計算機病毒與防治,本章內容,計算機概述數制與編碼計算機硬件系統計算機軟件系統性能指標計算機指令系統,.,1.1計算機概述,.,1946年ENIAC,1.1.1計算機發展簡史1.計算機的誕生,.,“關公戰秦瓊”,.,1971年至今,1965-1971年,1958-1964年,1946-1957年,以晶體管為邏輯元件,以電子管為邏輯元件,以小規模集成電路為主,以超大規模集成電路為主,按計算機采用元器件不同，可分為四代：,1.1.1計算機發展簡史2.計算機的發展,.,將程序和數據存放在計算機的內存中，讓計算機進行邏輯判斷，按照設計好的程序執行，直至完成全部指令任務為止。,JohnvonNeumann約翰馮諾依曼,計算機之父存儲程序原理,1.1.1計算機發展簡史3.馮渃伊曼結構,.,1.1.2計算機的分類1.按應用范圍分類,專用計算機,.,1.1.2計算機的分類1.按應用范圍分類,通用計算機,.,1.1.2計算機的分類2.按規模分類,巨型機,.,1.1.2計算機的分類2.按規模分類,大型機,.,1.1.2計算機的分類2.按規模分類,小型機,.,1.1.2計算機的分類2.按規模分類,工作站,.,1.1.2計算機的分類2.按規模分類,微型機,.,1.2數制與編碼,什么是（進位計）數制,數制：指用一組固定的符號和統一的規則來表示數的方法，也稱計數制。進位計數制：按進位的方法進行計數，如十進制“滿十進一”。,進位計數制的三要素數位：指數中各數字的位置基數：用來表示數字的符號個數位權：數字在不同位置上的倍率值,123456789.0,10810710610510410310210110010-1,987654321-1,計算機世界使用二進制,為什么計算機要使用二進制,為什么人類世界要使用十進制,古代世界起，幾乎都采用十進制,中國最早使用十進制,古巴比倫采用60進制,瑪雅采用20進制,計算機邏輯電路更適合使用二進制,.,技術易于實現,運算規則簡單,適合邏輯運算,數制轉換方便,抗干擾能力強,.,1.2.1計算機內數的表示與轉換1.常用的進位計數制,十進制(D)R=10，可使用0,1,2,3,4,5,6,7,8,9二進制(B)R=2，可使用0,1八進制(O)R=8，可使用0,1,2,3,4,5,6,7十六進制(H)R=16，可使用0,9,A,B,C,D,E,F,“逢R進一，借一當R”,.,十、二、八、十六進制數間的對應,十：0123456789101112131415二：01101110010111011110001001101010111100110111101111八：012345671011121314151617：0123456789ABCDEF,十六,111011100101+0+1+1+1+1+111011100101110,1.2.1計算機內數的表示與轉換1.常用的進位計數制,.,十進制向二進制的轉換按權展開,1.2.1計算機內數的表示與轉換2.數制的轉換,.,非十進制向十進制的轉換整數：除2取余小數：乘2取整,1.2.1計算機內數的表示與轉換2.數制的轉換,十進制數,整數,小數,二進制數,.,例：將（25.25)10轉換成二進制數,25,2,12,2,6,2,3,2,1,1,0,0,1,轉換結果：,（25.25)10,=（11001,0.25,2,0.50,0,0.5,2,1.0,1,.01)2,整數部分,小數部分,除2取余，倒排,乘2取整，順排,1.2.1計算機內數的表示與轉換2.數制的轉換,.,例:將八進制數（4675.21)8轉換成二進制數,轉換過程：,4675.21,101,111,110,100,.010,001,轉換結果：,（4675.21）8,=（100110111101.010001）2,八進制向二進制的轉換對位取數一拆三,1.2.1計算機內數的表示與轉換2.數制的轉換,.,例:將十六進制數（3ACD.A1)16轉換成二進制數,十六進制向二進制的轉換對位取數一拆四,1.2.1計算機內數的表示與轉換2.數制的轉換,轉換過程：,3ACD.A1,1101,1100,1010,0011,.1010,0001,轉換結果：,（3ACD.A1）16=（11101011001101.10100001）2,.,例:將二進制數（1010110101.1011101）2轉換成八進制數,轉換過程：,101,110,010,001,110,100,轉換結果：,（1010110101.1011101）2=（1265.564）8,5,6,2,1,6,4,.101,.5,1左邊補00為001,1右邊補00為100,1.2.1計算機內數的表示與轉換2.數制的轉換,二進制向八進制的轉換對位取數三合一,.,轉換過程：,1011,0111,0101,0010,1100,轉換結果：,（10101111011.0011001011）2=（57B.32C）16,B,7,5,2,C,.0011,.3,例:將二進制數（10101111011.0011001011）2轉換成十六進制數,1.2.1計算機內數的表示與轉換2.數制的轉換,二進制向十六進制的轉換對位取數四合一,.,1.2.2計算機容量的表示,Bit最小單位Byte1Byte=8bitKB1KB=1024ByteMB1MB=1024KBGB1GB=1024MBTB1TB=1024GB,.,用7位二進制編碼，其排列次序為d6d5d4d3d2d1d0，d6為高位，d0為低位。它共有128種編碼組合，可表示128個字符，其中數字10個、大小寫英文字母52個、其他字符32個和控制字符34個。為與字節相對應，ASCII編碼時在高位填為0，稱為基本ASCII碼。,1.2.3字符的表示1.ASCII碼,.,.,1.2.3字符的表示2.漢字編碼,漢字輸入碼漢字區位碼漢字國標碼漢字機內碼漢字字形碼,.,1.2.3字符的表示2.漢字編碼,王永民,王碼五筆創始人首創“漢字字根周期表”發明25鍵4碼高效漢字輸入法和字詞兼容技術。在世界上，首破電腦漢字輸入每分鐘100字大關，獲中、美、英三國專利。,.,1.2.3字符的表示2.漢字編碼,.,1.2.3字符的表示2.漢字編碼,.,1.3計算機硬件系統,.,軟件系統,硬件系統,計算機系統,計算機系統組成,.,計算機系統,硬件,軟件,存儲器,內存,CPU,控制器,隨機存儲器(RAM),只讀存儲器(ROM),輸入設備（鍵盤、鼠標、掃描儀等）,輸出設備（顯示器、打印機、繪圖儀等）,系統軟件(OS、語言處理程序、DBMS、工具）,應用軟件(字處理、計算機輔助設計等),運算器,外存（硬盤、光盤、U盤等）,主機,外設,計算機系統組成,.,1.3.2微型計算機的組成,.,1.3.2微型計算機的組成,機箱,.,1.3.2微型計算機的組成,主板,.,1.3.2微型計算機的組成,.,1.3.2微型計算機的組成,中央處理器,.,1.3.2微型計算機的組成,內存儲器,.,1.3.2微型計算機的組成,顯示適配器,.,1.3.2微型計算機的組成,聲卡,.,1.3.2微型計算機的組成,光盤驅動器,.,1.3.2微型計算機的組成,硬盤驅動器,.,1.3.2微型計算機的組成,USB閃存驅動器和固態硬盤,目前，人們多數使用的是基于Flash閃存的固態盤。Flash的最小存儲單元是晶浮柵晶體管，對應于磁盤中的一個bit的存儲單元。固態盤中，在存儲單元晶體管的柵（Gate）中，注入不同數量的電子，通過改變柵的導電性能，改變晶體管的導通效果，實現對不同狀態的記錄和識別。有些晶體管，柵中的電子數目多與少，帶來的只有兩種導通狀態，對應讀出的數據就只有0/1；有些晶體管，柵中電子數目不同時，可以讀出多種狀態，能夠對應出00/01/10/11等不同數據。所以，Flash的存儲單元可分為SLC（一個蘿卜一個坑）和MLC（2個/多個蘿卜一個坑）兩種。,.,1.3.2微型計算機的組成,區別在于SLC的狀態簡單，所以讀取很容易，MLC有多種狀態，讀取時，容易出錯，需要校驗，速度相對較慢。實際MLC的狀態識別過程比上述復雜很多，讀取一次MLC的功耗比SLC大很多。由于材料本身的緣故，SLC可以接受10萬次級的擦寫，而MLC材料只能接受萬次級擦寫操作，所以MLC的壽命比SLC少很多。但是，也是最重要的，由于MLC中的信息量大，同一個存儲單元，信息量是SLC的N倍，所以相同容量的磁盤，MLC類型Flach成本更低，存儲單元體積更小，這也導致市面上多數固態盤都采用了MLC型的Flash顆粒。SLC由于其特性，僅在高端的高速存儲設備中使用。不難理解，固態盤寫入，就是改變晶體管里柵中電子數目的過程。讀出，就是向晶體管施加電壓，獲取不同導通狀態，對應識別存儲數據的過程。Flash顆粒便是大量這種浮柵晶體管的陣列，一般的U盤中會有1-2粒這種Flash顆粒，視容量而定；在SSD硬盤中，常見會有8-16粒Flash顆粒。,.,4.輸入設備向計算機輸入數據、程序及各種信息的部件,輸出設備的作用是將計算機的處理結果傳達給用戶。常用的輸出設備是顯示器、打印機、繪圖儀等。,輸入設備的作用是將用戶對計算機的操作信息傳遞給計算機，常用的輸入設備是鍵盤、鼠標、掃描儀等。,5.輸出設備將計算機處理結果以人們或其它設備能識別的形式輸出的部件,輸出設備,.,主頻,內存容量,存取速度,外存容量,運算速度,四計算機的主要性能指標,字長,可靠性,計算機性能指標主要有以上幾項,.,第四節微型計算機軟件系統,軟件是計算機的靈魂，它包括指揮控制計算機各部分協調工作并完成各種功能的程序和各種數據。,1、系統軟件面向計算機管理、支持應用軟件開發和運行的軟件。系統軟件大致包括以下幾種類型：,(1)操作系統(OperatingSystem)操作系統是是系統軟件的核心。是管理計算機軟硬件資源，調度用戶作業和處理各種中斷，從而保證計算機各部分協調有效工作的軟件。,(2)程序設計語言將高級語言編寫的源程序翻譯成計算機能識別和執行的二進制機器語言程序。,(3)數據庫管理系統一種對數據進行組織、管理、查詢并提供一定處理能力的大型系統軟件。,(4)工具軟件提供各種運行所需的服務。如軟件開發工具的編輯程序、裝配鏈接程序、測試程序及故障診斷程序等。,機