计算机基础知识演示文稿

计算机基础与程序设计——演示文稿计算机基础与程序设计纪律问题考核问题作业计算机基础与程序设计学习目的：1、通过对计算机的基本工作原理的了解，更好地利用计算机解决实际问题（而不是要求大家研制更高性能的计算机）。2、了解C语言的一些基本知识（数据类型、程序结构、数组、函数等）目录第1章计算机及程序设计基础知识第2章关于C语言的基本知识第3章C的基本语句及顺序结构程序设计第4章条件语句与选择结构设计第5章循环语句与循环结构程序设计第6章数组（重点、难点）第7章函数第8章指针第9章结构体和共用体第10章位运算与编译预处理第11章文件第一章计算机及程序设计基础知识1.1计算机系统组成及基本工作原理1.2微型机的系统结构1.3计算机中数据的表示与存储形式1.4计算机程序与算法1、计算机系统组成及基本工作原理计算机的定义与特点计算机通常指一种能够存储程序和数据、自动执行程序、从而快速高效地完成对各种数字化信息的处理的电子设备，是一种能够协助人们获取、处理、存储和传递信息的信息处理机。计算机的基本特点：（1）运算速度快、精度高（3）具有逻辑判断能力（4）具有超强的记忆能力（5）具有自动控制能力一、计算机系统概述计算机的分类和应用领域计算机的分类：按照计算机的用途不同可以将计算机分为专用计算机和通用计算机等两类从规模来看，计算机一般可以分为巨型机、大型机、小型机、工作站和微型机主要应用领域：1．数值计算2．信息处理4．计算机辅助教育1、计算机系统组成及基本工作原理一、计算机系统概述冯·诺依曼体系计算机由运算器、控制器、存储器、输入设备以及输出设备等五个基本部件采用二进制程序(指令)以及数据一样放在存储器中瓶颈问题CPU速度以及内存容量的矛盾1、计算机系统组成及基本工作原理一、计算机系统概述一个完整的计算机系统是由硬件系统和软件系统两大部分组成的，硬件也称硬设备，是指计算机中各种看得见、摸得着实实在在的装置，是计算机系统的物质基础。软件是指程序系统，是发挥机器硬件功能的关键。硬件是软件建立和依托的基础，软件是计算机系统的灵魂。1、计算机系统组成及基本工作原理一、计算机系统概述计算机系统概述（系统构成）计算机系统硬件Hardware软件Software运算器ALU控制器CU中央处理器CPU存储器M主存储器ROM、RAM辅助存储器主机系统软件应用软件输入设备输出设备硬件(Hardware)：是指系统中可触摸得到的设备实体。没有安装任何软件的计算机称为裸机CPU：CentralProcessingUnitALU：ArithmeticandLogicalUnit（运算器）负责完成所有算术运算、逻辑运算任务CU：ControlUnit（控制器）负责控制指挥计算机各部件按照指令指定的功能进行各种操作，使计算机能够按照程序的安排，自动完成规定的任务存储器：RAM：RandomAccessMemory（随机存储器）ROM：ReadOnlyMemory（只读存储器）程序和数据以及运算的中间或最终结果以二进制形式存储在其中I：InputDevice（输入设备）用来接受用户输入的原始数据和程序，并将它们变为计算机能够识别的代码形式存放到存储器中O：OutputDevice（输出设备）用于将存储器中经计算机处理得到的运算结果转变为人们所能接受的形式，输出到相应的介质上，供用户观看、分析和保存。软件(Software)：泛指计算机中使用的各种程序的集合及程序运行时所需要的数据。系统软件：是一组管理计算机本身，提高机器使用效率，便于用户使用的程序的集合。（通用性）应用软件：用户在各自的应用领域中，为解决各类具体问题而编写的程序。（专用性）用户、软件和硬件的关系1、计算机系统组成及基本工作原理一、计算机系统概述1、计算机系统组成及基本工作原理二、计算机的基本工作原理计算机的基本工作原理是“存储程序”的原理，又称为“冯·诺依曼”原理，是指计算机在程序的控制下自动完成相应操作的工作原理。其执行流程如下：计算机的基本工作原理运算器输入设备输出设备存储器控制器控制信号数据信号程序和数据处理结果地址信号信号种类：地址数据控制总线（BUS）地址（AB）数据（DB）控制（CB）2、微型机的系统结构遵循冯·诺依曼结构硬件系统划分为主机与外设软件系统系统软件（操作系统、数据库管理系统）应用软件地址、数据、控制总线(BUS)一、微型机的硬件系统2、微型机的系统结构CPU通常控制器和运算器合称为中央处理器（CPU）CPU的速度和主频：速度：单位--MIPS（每秒钟百万条指令）主频（时钟频率）：单位--MHZ（兆赫兹），GHZ目前PentiumIV（CPU型号）的主频多为2GHz以上。主要厂家：INTEL（奔腾、赛扬），AMD（毒龙、速龙、闪龙）几种类型的CPU（毒龙、速龙、奔腾4、至强）存储器是计算机的记忆部件，负责存储程序和数据。主存储器（内存）随机存储器RAM在主机内部只读存储器ROM辅助存储器（外存）属于计算机外部设备ROM存放固定不变的程序、数据和系统软件；其中的信息只能读出不能写入；断电后信息不会丢失。RAM是一种读写存储器，其内容可以随时根据需要读出或写入；断电后信息丢失。存储器存储器的特点：1.按照地址进行存取2.所存储的内容“取之不尽，新来旧去”3.分级存储存储器1.按照地址进行存取计算机的存储器就像中药铺中的药盒——称存储单元，密密麻麻地排在一起，要往里放数据或指令或从中取出数据或指令的方法是预先编号，按照号码进行。这些号码就称为存储单元的地址。┆00000000地址单元12345671123456721234567312345674┆┆┆存储器2.所存储的内容“取之不尽，新来旧去”现在的存储器都是电或磁元件做成。其存储原理就像磁带一样，存进之后，无论怎样使用（读），都不会消失；但只要存进（写入）新的内容，旧的内容就不复存在。存储器3.分级存储为解决速度、容量和成本之间的矛盾。目前的计算机存储器一般分为3级：辅助存储器（也称外存，如光盘、磁盘、U盘等）、主存储器（也称内存）和高速缓冲寄存器（cache，简称缓存）。控制器运算器cache主存储器辅助存储器存储器内存储器（与CPU一起构成主机）一般使用半导体存储器，存取速度比外存快，但内存容量不大，多在128MB～4GB之间，而且随机存储器中的信息在断电后会消失，因此不利于数据的保存。外存储器外存储器也称辅助存储器、外存，存储容量大，通常容量为几十GB,现在可达到TB级，可以用来存储CPU暂时不会用到的信息和数据。外存只同内存交换信息，而CPU则只和内存交换信息（分级存储）。外存主要有磁盘存储器（硬盘、软盘）、光盘存储器、USB接口存储器。硬磁盘图片光盘是利用光盘片存储信息的圆盘。软磁盘输入设备输入设备可以将各种外部信息和数据转换成计算机可以识别的电信号，从而使计算机能够接收。常见的输入设备有键盘、鼠标、手写笔、扫描仪、数码相机、摄像头等。小数字键控制键功能键状态显示灯编辑键主键盘和打字键机械鼠标滚动小球反射板光学鼠标鼠标根据其使用原理可分为：机械鼠标、光学鼠标和光电鼠标。鼠标输入设备手持扫描仪平板扫描仪输出设备输出设备可以将计算机内部处理后得出的电信号形式的信息传递出来，让人能够接收，如用显示器显示、用打印机打印等，常见的输出设备有打印机、显示器、绘图仪等。热升华打印机喷蜡打印机喷墨打印机针式打印机激光打印机显示器：显示器显示控制适配器（显卡）打印机：打印机是重要的输出设备之一，通常可以按成字方式的不同分为击打式和非击打式两种。针式打印机是最常见的击打式打印机，非击打式打印机主要有激光打印机和喷墨打印机。热升华打印机喷蜡打印机喷墨打印机针式打印机激光打印机2.2软件系统计算机软件指计算机运行所必须的各种程序、数据和相关文档的集合。软件通常分为系统软件和应用软件两类。系统软件是负责管理、监控和维护计算机资源的软件，包括操作系统、高级语言的编译或解释程序、数据库管理系统以及系统服务程序等。应用软件是为解决某些领域的实际问题而开发编制的计算机程序，如字处理软件、电子表格软件、图象处理软件、CAD/CAI软件等。二、微型机的软件系统2、微型机的系统结构常用系统软件操作系统（DOS、Windows、UNIX等）语言处理程序数据库管理系统常用服务性程序DOS(DiskOperatingSystem)Windows操作系统的前身DOS(DiskOperatingSystem)DOS是基于文字界面的单用户、单任务操作系统。相当于视窗系统的“命令提示符”DOS的四大基本模块引导程序(BOOT)，存放在系统盘上用于检查系统盘上是否有操作系统输入输出管理模块(IO.SYS)，检查外设的状态，对外设进行初始化工作，如加载驱动程序文件管理(MSDOS.SYS)，对磁盘上的文件进行管理，进行磁盘信息的读写等键盘命令处理程序(COMMAND.COM)，接受用户从键盘上输入的DOS命令，检查该命令是否正确DOS(DiskOperatingSystem)DOS启动成功后，会出现C:\命令提示符DOS命令的操作对象——文件和目录文件是一组相关信息的集合，目录用于分类存储文件文件标识由三部分组成：[盘符][路径]文件名[.扩展名]DOS命令的一般格式如下（详细的操作命令见手册）：命令动词[参数]常用的DOS命令有：type,del,dir,copy,md,cd,rd微型机的应用软件MSOffice,QQ,WinRar等DOS(DiskOperatingSystem)1.数制(1)基数（进制）：每种进位记数制允许选用的数码个数，称为该种进位记数制的基数（最大数码+1）。注：对每种进位记数制的命名就是以该种进位记数制的基数为依据。例:10进制基数为10允许选用的数码0,1,2,3,4,5,6,7,8,92进制基数为2允许选用的数码0,18进制基数为8允许选用的数码0,1,2,3,4,5,6,716进制基数为16允许选用的数码0—9,10(A),11(B),12(C),13(D),14(E),15(F)3、计算机中数据的表示与存储形式一、数值型数据的表示与转换(2)权：与每个数码所在位置有关的常数。(…..3,2,1,0,-1,-2,-3……)小数点前面的那个位置例：(121.3)10=1*102+2*101+1*100+3*10-1(3)两种表示方法（有序数码的组合、多项式）(101.11)2=1*22+0*21+1*20+1*2-1+1*2-2(4)运算规则（扩展）10进制：逢10进1，借1作102进制：逢2进1，借1作28进制：逢8进1，借1作816进制：逢16进1，借1作16(扩展)例：(1101)2+(1011)2=(11000)21101+101111000练习：(1100)2-(1001)2=()2(1100)2-(1001)2=(0011)21100-10010011例：(40AB)16+(2CCE)16=(6D79)1640AB+2CCE6D79练习：（40AB)16-(2CCE)16=()16（40AB)16-(2CCE)16=(13DD)1640AB-2CCE13DD2、不同数制间的数据转换8进制10进制2进制16进制2.1、10进制数和2进制数之间的相互转换(a)2进制数转换为10进制数：直接展开例：(1101.0101)2=(13.3125)10(1101.0101)2=1*23+1*22+0*21+1*20+0*2-1+1*2-2+0*2-31*2-4=8+4+0+1+0+0.25+0+0.0625=(13.3125)10(b)10进制整数转换成2进制整数：除基（2）取余例：(89)10=(1011001)22891（低位）244022202111251220211（高位）0（商为0时结束）练习：(73)10=()2(73)10=(1001001)22731（低位）2360218029124022