【资料】计算机应用基础课件-第1章..汇编

计算机应用基础课件-第1章..2计算机硬件系统7输入/输出8微型计算机计算机软件系统10计算机操作系统119内容提纲程序设计与程序123计算机的定义计算机的定义与计算机的发展有紧密的联系，1940年以前，计算机甚至被定义为“执行计算任务的人”。现代意义上的计算机起源于20世纪40年代，美国国防部委托宾夕法尼亚大学的一个科学家小组研制一台计算工具帮助他们进行弹道轨迹的计算以加快新式武器的研制进程。这项工作的结果是——1945年年底产生了人类历史上第一台真正的“计算机”，即ENIAC（ElectronicNumericalIntegratorAndComputer，电子数值积分与计算机）。1.1计算机概述4ENIAC是在冯•诺依曼（Von•Neumann）的一份报告的基础上研制的，这篇报告也因此被称为“在计算机科学史上最具有影响力的论文”，冯•诺依曼被称为“现代计算机之父”。ENIAC的问世，使人类进入了计算机时代。根据冯•诺依曼报告中的基本概念，计算机是一种可以接收输入、存储与处理数据并输出处理结果的电子设备。计算机看起来非常复杂，但其本质非常简单，在计算机内部，所有的程序、图形、声音及文字都是由0和1两个数字表示并演化的。从20世纪40年代至今，计算机都建立在冯•诺依曼理论的基础上，因此，计算机被称为“冯•诺依曼型计算机”。1.1计算机概述5计算机的产生与发展1.1计算机概述6计算机的产生与发展1.1计算机概述71.1计算机概述我国计算机的发展1958年我国第一台电子管计算机103机诞生，速度2003次/s，同年，第一台晶体管计算机试制成功。1959年研制成功104机，速度10000次/s以上，1956年，研制成功320机，速度达到8万次/s。1971年研制成功第一台集成电路计算机TQ-16，速度十几万次/s，1977年，第一批小型机DJS-050系列研制成功。1983年，“银河”巨型机在国防科技大学研制成功，速度1亿次/s，1992年，“银河Ⅱ”巨型机研制成功，速度10亿次/s。1999年10月研制成功的神威计算机，其峰值浮点速度3840亿次/s，主要技术指标达到国际水平，使我国成为继美国、日本之后第3个具备研制大规模高性能计算机系统能力的国家。8我国计算机的发展1985年6月，中国第一台IBMPC兼容微型机——长城0520CH研制成功。2001年，中科院计算所研制成功我国第一款通用CPU——“龙芯”，2002年，曙光公司推出完全自主知识产权的“龙腾”服务器。早期国产软件主要用于配套专用系统，银河I巨型机的操作系统YHOS是中国研制成功的第一个巨型机操作系统。1999年3月，全球第一套完整的中文Linux发行版——Xteamlinux中文版1.0由冲浪平台（中国）软件技术有限公司开发成功并正式发布是中国研制成功的第一个巨型机操作系统。中软总公司1999年发布COSIX64，是我国第一个符合国际技术标准的64位高端操作系统。1.1计算机概述91.1计算机概述10计算机概述1计算机的特点与分类2计算机的应用领域计算机系统组成和工作原理4计算机文化与道德53内容提纲数据表示6111.2计算机的特点与分类121．运算速度快现代电子计算机速度可以达到每秒上亿次，甚至更高，反映计算机运算性能的常用指标有：主频：微处理时钟的频率，频率越高，运算速度越快。如P4的主频为1.2G（1.2GHz）。存取周期：存储器进行一次完整的写操作和读操作所用的时间。系统总线速度高达100MHz的SDRAM的读写周期为10ns～15ns（纳秒）。运算速度：计算机每秒能够执行指令的条数。1.2计算机的特点与分类132．计算精度高计算机内部采用二进制数字进行运算，可通过增加表示数字的设备或采用编程技巧，使数值计算的精度越来越高。例如，对圆周率的计算，数学家们经过长期艰苦的努力只算到小数点后500位，使用计算机很快即可算到小数点后200万位。3．逻辑判断能力逻辑判断能力使得计算机具有智能特点。在1997年举行的人机国际象棋大战中，一台名为“深蓝”的超级计算机击败了国际象棋的世界冠军，轰动了世界。1.2计算机的特点与分类144．存储容量大电子计算机可以将大量的信息存储在存储器中。例如，一张光盘可以存储650MB的数据。常用数据存储计量单位有：位（bit，b）、字节（Byte，B）。1Byte=8bit，1kB=1024B（Byte），1MB=1024KB=1048576B，1GB=1024MB=1048576KB=1073741824B。5．自动运行特性计算机与其他计算工具的本质区别在于能实现自动、连续地进行各种操作。计算机从正式操作开始到输出结果，整个过程可以在程序控制下自动进行。1.2计算机的特点与分类15计算机的分类1.2计算机的特点与分类16计算机概述1计算机的特点与分类2计算机的应用领域计算机系统组成和工作原理4计算机文化与道德53内容提纲数据表示617传统应用领域1.3计算机的应用领域18现代应用领域1.3计算机的应用领域19计算机概述1计算机的特点与分类2计算机的应用领域计算机系统组成和工作原理4计算机文化与道德53内容提纲数据表示620计算机系统的组成一个完整的计算机系统包括硬件系统和软件系统两大部分。计算机硬件系统结构主要由5大基本部件组成，包括运算器、控制器、存储器、输入备和输出设备，在结构上以运算器为中心。1.4计算机系统组成和工作原理计算机基本组成211.4计算机系统组成和工作原理22计算机基本工作原理计算机指令（Instruction）：计算机的工作过程就是执行程序的过程，程序是一系列按一定要求排列的指令。一条计算机的指令通常分为两个部分：一部分是指出执行什么操作，如加、减运算等，称为操作码；另一部分指出需要操作的数据或数据的地址，称为操作数。操作码→ADDAX，9←第2个操作数↑第1个操作数其中，ADD是操作码，AX是第一个操作数存放的地址，9是第二个操作数，该指令含义将AX中的数和9相加，结果再存入AX中。1.4计算机系统组成和工作原理23计算机通过程序完成任务，程序由若干条指令组成，了解计算机执行程序的过程即可明白计算机的工作原理。计算机执行一条指令的全过程包括以下步骤：取指令和分析指令；执行指令。存储程序原理程序是由机器指令按一定顺序组合而成的。实现自动运行需要把指令存储起来，计算机在运行时逐一取出指令，根据指令进行操作，该原理即存储程序原理。1.4计算机系统组成和工作原理24计算机系统主要技术指标1.字长（WordLength）：计算机的运算部件能够同时处理的二进制数据的位数。字长决定了计算机的精度、寻址速度和处理能力。2.运算速度：运算速度指CPU每秒能执行的指令条数，单位为每秒执行百万条指令数MIPS（MillionInstructionsPerSecond）。3.存储容量（MemoryCapacity）：存储容量是指微型机内配置的随机存储器的总字节数，在系统中直接与CPU相连，为CPU提供程序和原始数据，并存放CPU产生的处理结果。1.4计算机系统组成和工作原理25计算机系统主要技术指标4.系统总线的传输速率：系统总线的传输速率直接影响计算机输入输出的性能，系统总线的传输速率与总线中的数据宽度及总线周期有关。5.外部设备配置：微型机基本外设配置包括键盘、显示器、软盘驱动器、硬盘驱动器、鼠标等。6.软件配置：软件配置包括操作系统、程序设计语言、数据库管理系统、网络通信软件、文字处理软件、其他应用软件等。7.其他指标：如机器兼容性、系统可靠性、系统可维护性等。1.4计算机系统组成和工作原理26计算机概述1计算机的特点与分类2计算机的应用领域计算机系统组成和工作原理4计算机文化与道德53内容提纲数据表示627计算机文化日常生活和工作中，人们使用许多原本属于计算机专业的概念来描述其他现象，逐渐形成了计算机文化。计算机引发的道德问题面对面的交流减少，造成人际关系的疏远网络犯罪信息素养内涵主要包括信息意识、信息知识、信息能力和信息品质等。1.5计算机文化与道德28计算机概述1计算机的特点与分类2计算机的应用领域计算机系统组成和工作原理4计算机文化与道德53内容提纲数据表示629数制数制是指用一组固定的数字按照一套统一规则表示数值的方法。数制的种类很多，除了常见的十进制数，还有六十进制数，如60秒为1分钟，十二进制，如12个月为一年等。常用数制常用数制包括十进制、二进制、八进制、十六进制，计算机中，数据采用二进制表示。1.6数据表示30计算机中采用二进制表示的原因电路简单可靠性高逻辑性强运算简单1.6数据表示31四种常用数制的表示方法十进制数用10个数码（0～9）表示所有的数，基数是10，采用逢十进一的计数方法，十进制的符号表示：“D”。二进制数用2个数码（0和1）表示所有的数，基数是2，采用逢二进一的计数方法，二进制的符号表示：“B”。八进制数的特点是用8个数码（0～7）表示所有的数，基数是8，采用逢八进一的计数方法，八进制的符号表示：“Q”。十六进制数的特点是用16个数码（0～F）表示所有的数，基数是16，采用逢十六进一的计数方法，十六进制的符号表示：“H”。1.6数据表示32不同进制数值之间的相互转换1．二进制、八进制和十六进制数转换为十进制数转换原则：按权展开，相加之和。【例1.1】将二进制数10001011B转换成十进制数。10001011B=1×27+0×26+0×25+0×24+1×23+0×221×21+1×20=128+8＋2＋1=1391.6数据表示332．十进制数转换为二进制数转换原则：整数：除2取余数，倒排列；小数：乘2取整数，顺排列。【例1.2】将十进制数34.25转换成二进制数。34÷2=17…余017÷2=8…余18÷2=4…余04÷2=2…余02÷2=1…余01÷2=0…余10.25×2=0.5…取整得00.5×2=1.0…取整得134.25=100010.01B1.6数据表示343．二进制数与八进制数、十六进制数的相互转换二进制转换成八进制：三位一组法。【例1.3】将二进制数100101010011转换成八进制数。100101010011（高位不足三位补0填充）↓↓↓↓4523100101010011B=4523Q二进制转换成十六进制：四位一组法。【例1.4】将二进制数1010001011111001B转换成十六进制数。1010001011111001（高位不足四位补0填充）↓↓↓↓A2F91010001011111001B=A2F9H1.6数据表示35数据表示单位位（bit）:位是计算机存储数据的最小单位。一个二进制位能表示21=2种状态，每增加一位，所能表示的信息量增加一倍。字节（Byte）:字节是数据处理的基本单位，规定一个字节等于8位二进制，即1B=8bit。在计算机中以字节为单位来度量存储容量，如B、KB、MB和GB等，其中：1KB=210=1024B1MB=210×210=1024×1024=1048576B1GB=210×210×210=1024×1024×1024=1073741824B字（Word）:计算机处理数据时，CPU通过数据总线一次性处理的数据长度的二进制位数称为字。1.6数据表示36字符数据编码计算机只能识别二进制，因此，计算机内部的信息均需要用二进制的0和1对其进行编码。西文字符与ASCII码ASCII（AmericanStandardCodeforInformationInterchange）是美国标准信息交换代码，是国际上通用的英文字符编码。汉字及其编码（国标码）的基本概念1.6数据表示37计算机硬件系统7输入/输出8微型计算机计算机软件系统10计算机操作系统119内容提纲程序设计与程序1238计算机硬件之间通过系统总线连接为一个整体。1.7计算机硬件系统计算机硬件系统的组成391.CPUCPU是中央处