第一章计算机及程序设计基础知识

课时安排上课时间每周4学时：学习要求•1、课前预习•2、上课请集中注意力领会理解老师讲课要点，并适当记笔记。•3、认真完成作业。课程内容: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及存储形式1.4计算机程序与算法第一章计算机及程序设计基础知识电子计算机的诞生1946年2月由宾夕法尼亚大学研制成功的第一台电子计算机彰显了一个时代的到来ElectronicNumericalIntegratorAndCalculator电子数字积分计算机名称：ENIAC重达30吨占地170m218000个电子管计算速度：5000次加法/秒。•现代计算机的特征–存储程序和程序控制原理•由美籍匈牙利数学家冯·诺依曼教授在参加第一台计算机的研制中提出，并被广泛应用于以后的实际设计中，故现代计算机又称冯·诺依曼机。冯·诺依曼对现代计算机的理论构架主要包括以下三个方面：①计算机由运算器、控制器、存储器、输入设备、输出设备组成②计算机内部数据采用二进制③程序和数据都存放在计算机的存储器中1.1计算机系统组成及基本工作原理一个完整的计算机系统由“硬件”和“软件”两大系统组成。硬件：是指计算机系统中物理装置的总称。例如：显示器、主机等，是构成计算机的实体；软件：是计算机所需要的各种程序、数据及其相关资料的集合。软件和硬件相辅相承，缺一不可。计算机硬件系统的组成结构示意图输入设备输出设备内存运算器控制器CPU1、运算器（ALU）进行算术和逻辑运算的部件。2、控制器（CU）计算机指挥中心。控制和协调各部件自动、连续、协调工作。3、存储器保存各类程序和数据信息。4、输入设备用于从外界将数据、命令输入到内存中。5、输出设备用于将计算机处理结果显示或打印出来计算机工作原理1、计算机指令和程序指令---是指能被计算机识别和执行的操作命令。一条指令通常由两部分组成：操作码和地址码。操作码指明计算机应该干什么、地址码则指出被操作的对象。程序---为完成特定任务而设计的操作步骤（指令序列）2、计算机工作原理目前所有计算机都遵循冯.诺依曼“存储程序”原理：计算机的工作过程就是执行程序的过程。将程序和数据装入计算机内存，启动程序后，计算机便能自动地按编写的程序一步一步地取出指令，根据指令的要求控制机器各个部件协同完成任务。指令的执行过程分为以下4个步骤（P3)：1）取出指令2）分析指令3）执行指令4）取下一条指令，返回2）步。图计算机系统的基本组成第二节微型机的系统结构（P3)控制器只读存储器（ROM）随机读写存储器（RAM）硬件系统微型计算机系统主机外部设备软件系统系统软件（操作系统、语言处理程序、数据库管理程序、诊断维护程序等）应用软件（各种MIS系统、Office、Photoshop等）中央处理器内存储器运算器输入设备（键盘、鼠标、扫描仪、其他）输出设备（显示器、打印机、绘图仪等）外存储器（硬盘、软盘、光盘）1.硬件系统显示器主机键盘鼠标（1）CPU中央处理器CPU是电脑的核心部件，决定计算机的性能。主要由INTEL和AMD公司生产。CPU的主要指标：字长：CPU能够同时处理二进制数据的位数速度主频(也称时钟频率)：HZKHZMHZGHZ运算速度:MIPS(每秒百万条指令数)P4IntelCPU图：(2)存储器1)存储器的种类内存储器：与CPU直接相连的存放数据的器件，如随机存储器(RAM)、只读存储器(ROM)。外存储器：不直接与CPU相连的存储介质，如磁盘等。存储器是用来存放数据和程序信息的部件。待执行的程序和数据必须先从外存储器装入内存储器后才能运行。1）存储器种类内存包括RAM（随机存储器）（断电后数据丢失）ROM（只读存储器）（断电后数据不会丢失）ROM（只读不能写）PROM（可编程只读，用户可写入一次）EPROM（可擦写只读，用户可多次写入）Cache（高速缓冲存储器）：解决CPU和内存之间的速度匹配问题，属于SRAMSRAM（静态）DRAM（动态）2)存储器的一些概念–存储单元：字节（8位二进制位）–存储单元地址–存储容量：存储设备上可以存储数据的最大数量，通常用字节(Byte)、千字节(KB)、兆字节(MB)和千兆字节(GB)来衡量。2）存储器的一些概念•存储器采用字节（byte）作为计算机存储信息的基本计量单位。•1个字节由8个二进制位(bit)来组成,可以表示1个英文字母、数字或符号•存贮一个汉字需要两个字节•1Byte＝8bit•1KB＝1024Byte•1MB＝1024KB•1GB＝1024MB注：1MB＝1024KB＝10241024字节＝1048576字节(约100万字节)相当于50万汉字（300页的书）（3）输入设备将原始数据和命令输入计算机内存。键盘、鼠标、扫描仪、读卡器、光笔、触摸屏、数字摄像机等（4）输出设备输出计算机处理结果。显示器、打印机、绘图仪、投影仪、音箱等注意：磁盘驱动器既可作为输入设备，有可作为输出设备（5）系统总线（BUS）（P6):是指计算机系统部件之间传递信息的公共通道。它能分时地发送或接收各部件的信息。系统总线上通常传输三种信息，根据传输信息的种类，系统总线分为以下三种：数据总线（DB）：用于传输数据信息地址总线（AB）：用于传输地址信息控制总线（CB）：用于传输控制信息系统总线注：采用总线结构是微型计算机组成结构的一个重要特点ISA：工业标准体系结构总线EISA：扩充的工业标准体系结构总线PCI：外部设备互连总线。常用于显卡、网卡AGP：图形加速接口总线。在图形卡与内存之间提供了一条直接的访问途径。USB：通用串行标准总线。支持即插即用，常用于鼠标、U盘、打印机等常用总线标准总线宽度：一次能并行传输的二进制位数总线频率（外频）：总线速度总线性能指标计算机常用外部设备①显示器和显卡阴极射线管（CRT）显示器液晶（LCD）等离子显卡（显示适配器）：显示器必须与显卡配合才能发挥效能常见为AGP接口主要指标有：分辨率色彩数（256色、16位、32位）刷新率显存②磁盘最重要的外存，既可作为输入设备又可作为输出设备磁盘驱动器：软盘、硬盘、光盘必须通过驱动器才能进行读写•软盘常用3.5英寸软盘片，1.44MB写保护口硬盘：•硬盘是最常用的外存储器，通常系统软件和应用程序都放在硬盘上。•硬盘的盘符为C：、D：、E：等•工作时不能移动，以免振动或摇晃损坏硬盘•主要指标有：容量（80G、120G）、转速（7200转/分钟）•USB移动硬盘：存取速度快，即插即用•U盘：属于一种闪存，但掉电后不会丢失数据。•光盘:CD-ROM只读光盘CD-R允许用户写入一次，反复读出650MBCD-RW可重复读写，需要专用光驱DVD-ROM速度比CD-ROM快，容量可达4.7GF2F3F1F10F9F8F4F5F6F7F12F11ScrollLockPrintScreenPauseBreakEsc/NumLock–﹡@2#3!1)0(9﹡8$4%5^6&7+=—–←|\Insert~`HomePageUpQWERTYUIOP{[}]ASDFGHJKL:;”’ZXCVBNM,.?/EnterTabCapslockShiftShift87+954Ctrl621Enter3Alt0insWinDelCtrl㊣WinAltDeleteEndPageDown←↓→↑(1)英文字母键：共有26个，用于输入程序、文章、汉字或命令。(2)数字/符号键：用于输入数字或各种符号，如＄、#、%、&等。(3)空格键：用于输入空格。(4)Shift键：左右各一个，上档键，用于二义字符控制输入或大（小）写字母的切换输入。(5)Ctrl键(控制键)：（左、右各一个）和其它一些键配合使用，实现某些控制功能。(6)Alt键(选择键):(左、右各一个)与其它键配合使用，主要实现一些选择、切换功能。(7)Enter键(回车键)：一般表示为↙，实现命令发布或输入结束的终止功能。(8)Backspace键(退格键)：用于删除光标前面的字符或汉字。(9)Delete键(删除键)：用于删除光标后面（处）的字符或汉字。(10)Esc键(取消键)：用于放弃或中止某些正在执行的命令或程序。(11)Insert键(插入键)：用于插入和改写状态的转换。(12)↑↓←→键(光标键)：用于控制光标的移动。③键盘常用键的功能及使用：《Enter》回车键。确认输入的信息行或命令结束，将光标移到下一行的行首。《Shift》为上档键。在输入上档字符时，先按住此键，再按下双字符键，即可输入上档字符。《Capslock》为大小写字母输入切换键。《Ctrl和Alt》控制键。这两个键往往分别与其它键组合使用。用来表示某个控制和操作。其组合功能，由不同的软件系统来决定。《ESC》为强行退出键。取消或退出当前操作状态。《Printscreen》截屏键。将屏幕内容送到剪贴板上。《PgUp和PgDn》屏幕翻页键。《Ctrl+Space》中英文输入状态切换《Ctrl+Shift》中文输入法切换《Ins或Insert》为插入/替换键。《Del或Delete》为删除键。④鼠标鼠标是微机必备的输入设备。鼠标的主要功能是对光标进行快速移动，选中图像或文字等对象，执行命令等。鼠标的分类：机械式、光电式、光学机械式。有两键、三键式。⑤打印机的功能及工作原理按其工作原理分类：针式打印机、喷墨打印机、激光打印机。•针式打印机针式打印机由走纸装置、控制和存储电路、打印头、色带成。常见的点阵打印机头有9针、24针。常见打印机型号有EPSONLQ-1600K24针打印机。•喷墨打印机这种打印机不用色带，而把墨水储存于可更换的盒子之中，通过毛细管作用将墨水直接喷到纸上。喷墨打印机的打印质量较高、噪音小，家庭环境中常选这种打印机。•激光打印机激光式打印机是一种高精度、低噪声的页式打印机。先将打印的图象转换成点阵图，再使用激光束把所有要打印的图像形成肉眼看不到的电子潜像，然后再在打印纸上转印成像。优点：打印质量高、速度快、噪音低。缺点：造价高，是一般打印机的2－3倍，并且不能打蜡纸。常见的激光打印机：HPLaserJet1200系列等。打印机性能指标：•分辨率----dpi（点数/英寸），目前喷打和激打都在1200dpi以上•打印速度----一般以（页数/分）、行数/分、字符数/秒表示⑥声卡麦克风、喇叭与计算机连接的接口目前大多数集成在主板上。按数字化精度分为16位、32位、64位。⑦Modem（调制解调器）计算机拨号上网的必备设备。功能是完成模/数转换、数/模转换。⑧网络接口卡计算机连接局域网的必备设备。软件系统系统软件（操作系统、语言处理程序、数据库管理程序、诊断维护程序等）应用软件（各种MIS系统、Office、Photoshop等）二、微型机的软件系统(P6)软件系统系统软件（操作系统、语言处理程序、数据库管理程序、诊断维护程序等）应用软件（各种MIS系统、Office、Photoshop等）（1）操作系统是计算机系统的核心软件，是用户与计算机的接口。操作系统功能：处理机管理（CPU管理）、设备管理、存储器管理、文件管理、作业管理（P7)。目的是使各种资源之间能够相互配合，协调一致地工作，提高计算机运行效率和用户使用效率。常见操作系统有：Windows、Unix、Linux、Dos（2）语言处理程序计算机语言----人和计算机进行交流所使用的语言•机器语言：用二进制代码表示机器指令，计算机能直接识别和执行。•汇编语言和汇编程序：汇编语言用符号来表示机器指令。需要用汇编程序翻译成机器语言才能被计算机执行。•高级语言和编译（解释）程序：高级语言接近自然语言和数学语言。需要用编译（解释）程序翻译成机器语言才能被计算机执行。编译程序机器语言程序结果编译运行高级语言源程序初识windowTC•1、进入windowTC环境•2、练习教材P43六、操作题国考真题练习：单选：(2009年)1、衡量存储器的基本单位是（B)A)bitB)byteC)KBD)word2、windows操作系统是（B)A)单用