导学实验1——技术发展、计算机系统的组成

计算机基础知识计算机概述计算机硬件基础知识计算机软件基础知识北京联合大学电子信息技术实验实训基地2教学重点、难点教学重点：计算机系统组成；计算机硬件系统的基本结构；微型计算机中的硬件；系统软件；硬件和软件的关系教学难点：计算机硬件系统的基本结构；系统软件北京联合大学电子信息技术实验实训基地3问题1人造卫星轨道的计算，火箭、宇宙飞船的研究设计、天气预报等都需要非常精确的计算，仅靠人工是不行的。2京九铁路的勘测设计中的一张图纸，人工完成需要一周时间，用计算机只要几个小时即可完成同样任务，而且质量高。3无人驾驶飞机、导弹以及一些有放射性污染、高温、低温、高压、水下等环境中工作，非常危险。北京联合大学电子信息技术实验实训基地4解决思路随着计算机的应用渗透到社会的各个领域，正改变着人们的工作、学习和生活的方式，推动着社会的发展。目前计算机应用于科学计算、信息处理、自动控制、人工智能、多媒体等等。北京联合大学电子信息技术实验实训基地5知识点计算机概述计算机硬件基础知识计算机软件基础知识北京联合大学电子信息技术实验实训基地6计算机概述1.什么是计算机计算机是一种能按照事先存储的程序，自动、高速进行大量数值计算和各种信息处理的现代化智能电子装置。北京联合大学电子信息技术实验实训基地7计算机概述2.计算机的发展电子管、晶体管、集成电路、大规模集成电路和超大规模集成电路基于冯诺依曼思想设计的计算机硬件核心由五部分组成采用二进制程序存储发展特点：发展：北京联合大学电子信息技术实验实训基地8计算机概述计算机代起止年份基本元件速度（次/秒）应用范围第一代1946～1957年电子管5千～3万科学计算第二代1958～1964年晶体管几十万～百万科学计算数据处理第三代1965～1970年中、小规模集成电路百万～几百万工业控制系统模拟第四代1971～至今大、超大规模集成电路几百万～几亿计算机网络人工智能计算机发展的四个阶段：北京联合大学电子信息技术实验实训基地9计算机概述3.计算机的特点运算速度快精确度高具有记忆和逻辑判断能力计算机内部自动化操作北京联合大学电子信息技术实验实训基地104.计算机的分类数字计算机模拟计算机数模混合计算机按处理对象按使用范围通用计算机专用计算机按规模……巨型计算机大/中型计算机小型计算机微型计算机工作站或服务器计算机概述北京联合大学电子信息技术实验实训基地11计算机概述5.计算机的应用科学计算数据处理过程控制人工智能计算机辅助工程(CAD/CAM/CAI)电子设计自动化(EDA)电子商务娱乐北京联合大学电子信息技术实验实训基地12计算机系统组成1.用户与硬件/软件之间的关系计算机硬件用户应用软件系统软件北京联合大学电子信息技术实验实训基地13计算机系统组成2.计算机系统组成计算机系统硬件系统软件系统主机外部设备内存CPU运算器寄存器随机存储器(RAM)只读存储器(ROM)外存储器输入/输出设备（I/O设备）系统软件(操作系统、语言处理程序等)应用软件(字处理、计算机辅助设计等)控制器存储器北京联合大学电子信息技术实验实训基地14计算机硬件基础知识1.计算机硬件系统的概念计算机的硬件是指计算机中的物理装置和机械设备，是指看得见、摸得着的实体，如主机板、集成芯片、键盘、鼠标、显示器等。2.冯.诺依曼型计算机硬件组成的五大部分运算器控制器存储器输入设备输出设备北京联合大学电子信息技术实验实训基地15计算机硬件基础知识计算机硬件系统组成的五部分：运算器控制器存储器输入设备输出设备CPU北京联合大学电子信息技术实验实训基地16计算机硬件基础知识3.CPU包括运算器、控制器和寄存器三个主要部分。运算器:完成数据的算术和逻辑运算。控制器：根据计算机指令的要求，对微型计算机各部件发出相应的控制信息。寄存器：用来存放经常使用的数据。主频率：CPU的工作时钟频率。字长：CPU能够同时处理的比特数，字节的倍数。指令系统：与计算机相配合的软件指令。协处理器：集成在CPU内部的特殊的处理器芯片。各部件功能CPU性能参数北京联合大学电子信息技术实验实训基地17计算机硬件基础知识4.存储器（1）内部存储器（内存）RAM（随机读写存储器）：用来存放临时待处理的数据按应用分类ROM（只读存储器）：只能读存储器中信息，而不能写入还有一种高速缓冲存储器(Cache)，简称缓存。（2）外部存储器（外存）用来存放需要长久保存的数据和信息，其保存的数据不会因系统断电而丢失，且容量大。外部存储器有软盘、硬盘、光盘和USB存储器。北京联合大学电子信息技术实验实训基地18计算机硬件基础知识5.总线和输入/输出接口(1)总线：传输信息的公共通道。有系统总线、网络总线之分。内部总线：CPU内部各功能单元之间的连线。外部总线：CPU与存储器、外部设备接口进行连接的总线。(2)输入/输出接口：连结计算机的主机和外设的部件。系统总线北京联合大学电子信息技术实验实训基地19计算机硬件基础知识6.输入/输出设备（1）输入设备常见的输入设备有键盘、鼠标、扫描仪、语音输入装置、光笔和数码相机等。（2）输出设备常见的输出设备有显示器、打印机、音频输出设备和投影仪等。北京联合大学电子信息技术实验实训基地207.计算机硬件性能指标CPU运行速度主存容量辅存容量总线传输速率（以MB/S为单位）系统的通信能力I/0设备的功能系统的开放性，兼容性和可扩展性适用的系统软件与应用软件计算机硬件基础知识北京联合大学电子信息技术实验实训基地21计算机软件基础知识1.软件的主要作用计算机硬件资源的控制与管理，提高计算机资源的使用效率，协调计算机各组成部分的工作。在硬件提供的基本功能的基础上，扩大计算机的功能，提高计算机实现和运行各类应用任务的能力。北京联合大学电子信息技术实验实训基地22计算机软件基础知识2.软件的分类系统软件泛指那些为整个计算机系统所支配的、不依赖于特定应用的通用软件，也是可供所有用户使用的软件。应用软件指用于解决各种不同具体应用问题的专门软件。北京联合大学电子信息技术实验实训基地23计算机软件基础知识——软件的分类软件=程序+数据+文档操作系统Windows、UNIX语言处理程序TurboC系统软件连接程序LINK诊断程序QAPLUS数据库系统FoxPro、Oracle软件分类文字处理软件WPS、Word表格处理软件Excel应用软件管理软件MIS辅助设计软件AutoCAD实时控制软件FIX北京联合大学电子信息技术实验实训基地24计算机软件基础知识3.系统软件（1）操作系统(OperatingSystem)管理和控制计算机的所有硬件、软件资源的程序；是人和机器的接口。功能：进程与处理机调度作业管理存储管理设备管理信息（文件）管理常用操作系统：Windows95/98WindowsNTUNIXOS/2LINUX北京联合大学电子信息技术实验实训基地25计算机软件基础知识——系统软件（2）语言处理程序编辑程序汇编或编译程序连接程序机器语言汇编程序汇编语言面向过程：BASIC、Pascal、FORTRAN、C等高级语言面向对象：C++、Java、VisualBasic等原程序目标程序可执行程序北京联合大学电子信息技术实验实训基地26计算机软件基础知识——系统软件（3）诊断程序QAPLUS、WINBENCH、WINTEST等。（4）数据库系统（DBS）数据库（DB）DBS数据库管理系统（DBMS）FoxPro、SQLServer、Oracle等数据库应用程序用户数据库应用程序DBMSDB北京联合大学电子信息技术实验实训基地27计算机软件基础知识4.应用软件（1）文字处理软件WPS、Word等。（2）表格处理软件Excel、Lotusl-2-3等。（3）管理系统软件财务管理软件、人事管理软件等。（4）辅助设计软件AutoCAD等。（5）实时控制软件监察控制和数据采集SCADA(SupervisoryControlAndDataAcquisition)。目前在PC上流行的有：FIX、InTouch、Lookout。北京联合大学电子信息技术实验实训基地28归纳总结1.计算机系统由硬件和软件两部分组成。2.计算机硬件系统由五个基本部分组成：运算器、控制器、存储器、输入设备和输出设备。3.微型计算机中的硬件由主机箱（一般包括主板、CPU、内存、显示卡、硬盘、软驱、光驱、电源）和显示器、键盘、鼠标、音箱等组成。4.计算机系统的软件分为系统软件和应用软件两种。5.系统软件包括操作系统、语言编译程序、系统支撑和服务程序、数据库管理系统。操作系统是所有软件的核心。北京联合大学电子信息技术实验实训基地29思考各种信息和数据在计算机中是如何表示的，其编码形式是什么？北京联合大学电子信息技术实验实训基地30实验完成“C:\《大学计算机应用基础》实验\导学实验1——技术发展、计算机系统的组成（初级）\基础知识.doc及软硬件.doc”文件中的练习题。北京联合大学电子信息技术实验实训基地31预习信息的表示与存储