计算机硬件和软件

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1、单击此处编辑母版标题样式,单击此处编辑母版文本样式,第二级,第三级,第四级,第五级,*,计算机硬件和,软件,学习目标,:,微型,计算机系统结构图,四代计算机电子器件的特征,冯,诺依曼提出的“存储程序”的概念,指令,/,程序,/,软件,/,系统软件,(,包括,)/,应用软件,/,计算机程序语言,软件的安装、设置和卸载,计算机的工作原理,我国和世界上第一台数字电子计算机,计算机的应用领域,(,各举一例,),新型计算机发展方向,计算机系统的,主要性能参数,计算机的萌芽,世界上第一台数字电子计算机,ENIAC,于,1946,年,在美国宾夕法尼亚大学问世。当时正是第二次世界大战期间，阿伯丁弹道实验室要计

2、算炮弹的轨迹，需要一个高速运转的装置。美国宾夕法尼亚大学实验室用电子器件设计制造了一台计算机，叫,ENIAC,（,Electronic,NumericalIntegratorAnd,Calculator,）。,ENIAC,重,30,吨，占地,170,平方米，用了,18000,多只电子管，,1500,多个继电器，耗电,150,千瓦，每秒钟完成,5000,次加法运算。,计算机的发展,计算机的发展主要受到半导体技术、计算机系统结构和计算机软件技术的影响和制约。人们通常,以计算机,物理器件,的变革,作为标志，把计算机的发展经历划分为四个阶段。,(1),第一代是,电子管,计算机,(1946,1957,年

3、,),(2),第二代是,晶体管,计算机,(1958,1964,年,),(3),第三代是,中、小集成电路,计算机,(1965,1970,年,),(4),第四代是,大规模、超大规模集成电路,计算机,(1971,年 至今,),计算机的应用领域,(,1),科学计算（或数值计算,如气象预报、地震预测等涉及的“天文数字”的计算,(2),数据处理（或信息处理,）,目前，信息处理已广泛应用于办公自动化、企业管理等各行各业中。,(3),辅助技术（或计算机辅助设计与制造）,计算机辅助系统包括计算机辅助设计（,CAD,）、,计算机辅助制造（,CAM,）、,计算机辅助测试（,CAT,）,和计算机辅助教学（,CAI,）

4、。,(4),过程控制（或实时控制）,计算机数控车床、实时控制高炉炼铁过程、计算机控制汽车生产线等。,(5),人工智能（或智能模拟）,如使计算机具有识别语言、文字、图形以及学习、推理和适应环境的能力。,(6),网络应用,如银行服务系统、交通售票系统、网上各种信息的查询等。,我国计算机的发展情况,1958,年,第一台电子管计算机,103,机研制成功,1959,年,第一台大型通用电子数字计算机,104,研制成功,1964,年,晶体管计算机研制成功,1971,年,以集成电路为主要器件的,DJS,系列计算机研制成功,1983,年,“银河”亿次,/,秒巨型电子计算机诞生，,1992,年,10,亿次“银河,

5、-”,研制成功；,1997,年,130,亿次,/,秒“银河,-”,研制成功,1995,年,“曙光,1000”,并行计算机研制成功,未来的新型计算机发展方向,(1),巨型化,(2),微型化,(3),网络化,(4),智能化,冯,诺依曼,型,计算机,同年,6,月，美籍匈牙利人,冯,诺依曼,（,John,von,Neumann,）,首先提出了“,存储程序,”的概念。这一概念明确了构成计算机的,5,个基本组成部分：运算器、控制器、存储器、输入器和输出器。,这种构思一直沿用到今天，所以现代计算机一般称为冯,.,诺依曼型计算机。冯,.,诺依曼计算机的程序和数据一律采用二进制；程序和数据预先存储在存储器中，计

6、算机通过控制、执行程序，运行从存储器中取出的一条条指令。,冯,诺依曼,型,计算机（,1,）,约翰,.,冯,.,诺依曼,(John Von Neumann),到目前为止，几乎生产的所有计算机都是,冯,诺依曼体系结构,的计算机,。,（,但是现在的计算机科学家认为只有打破,冯,诺依曼体系,，计算机的效率才能得到突破,）,冯,诺依曼体系结构,的计算机（,2,）,采用二进制代码表示数据和指令。,采用存储程序工作方式，即：,事先编制程序。,实现存储程序。,自动、连续地执行程序。,冯,诺依曼体系结构,的计算机（,3,）,3.,由以下五大部件组成计算机硬件系统。,A:,运算器（进行简单算术运算逻辑运算）,B:

7、,控制器（命令自己或外部设备做这做那）,C:,存储器（,存储程序和数据,）,D:,输入设备,(,将数据、程序转换成二进制码，并送入内存,),E:,输出设备,(,处理的结果转换成人们能够识别的形式显示,),微型,计算机系统结构,计算机的工作原理,计算机的工作原理可以概括为,存储程序,和,程序控制,。,计算机信息处理一般过程：,输入、存储、加工处理、输出,人信息处理的一般过程：,收集、存储、加工、发布,计算机的工作原理示意图,微型计算机的主要性能参数,CPU,的类型,内存储器的容量和存取周期,运行的速度（即微机的主频一般有,1,Ghz,以上）,外部设备的配置,软件的配置,计算机硬件系统,从,功能,

8、角度看分为五部分：,A:,运算器（进行简单算术运算逻辑运算）,B:,控制器（命令自己或外部设备做这做那）,C:,存储器（存储程序和数据）,D:,输入设备,(,将数据、程序转换成二进制码，并送入内存,),E:,输出设备,(,处理的结果转换成人们能够识别的形式显示,),1,、中央处理器（,CPU),-,核心部件,CPU,主要包括,运算器和控制器,两部分。,运算器其功能是对数据进行各种,算术运算和逻辑运算。,控制器是计算机的,管理机构和指挥中心,CPU,是电脑的,核心部件,，决定计算机的性能。反映,CPU,性能的最重要的指标是,主频,和数据传递的位数。,目前绝大多数的微处理器芯片都是,32,位或,6

9、4,位的。,目前市场上最流行的,CPU,分成,Intel,和,AMD,两大阵营,。,图,1,Pentium 4 CPU,的外观图,2,、存储器分类,RAM,存储器,内,存储器,外,存储器,磁鼓,磁带,磁盘,光盘,软盘,硬盘,只读光盘（,CD-ROM,）,可重写光盘（,Rewriteable),只写一次光盘（,WORM,）,ROM,随机存储器,只读存储器,2,、内存（主存储器）,(1),内存储器简称内存，又称主存。它直接与,CPU,交换信息，用来存放当前运行程序的指令和数据。内存的存储容量以字节为基本单位，每个字节都有自己的编号，称为“地址”。,内存是电脑的一个临时存储器，它只负责电脑数据的中转

10、而不能永久保存。,2,、内存（主存储器）,(2),内存储器分为,随机存储器,（,RAM,）,和,只读存储器,（,ROM,）。,区别点,名称,读、写特性,（读取、存入）,断电后数据丢失情况,随机存储器,（,RAM,）,能读能写,丢失,只读存储器,（,ROM,）。,只读不写,不丢失,3,、外存储器,(,辅助存储器,),辅助存储器用来存储程序和数据。它,的特点是容量,(GB),，速度低，价格便宜。目,前常用的辅助存储器有磁盘,(,软盘、硬盘,),、磁带、光盘,、,闪存,(U,盘,),等。,图,7,光盘及光盘驱动器,图,6,硬盘,图,8,闪存,几个数据存储单位：,数据存储的最小单位：位（,bit,）,

11、数据存储的最基本单位：字节（,Byte,）,计算机处理数据的基本单位：字（,word,）,B=1 KB,1024 KB=1 MB,1024 MB=1 GB,字（,Word,）：,计算机中作为一个整体被存取、传送、处理的,二进制数字串。（一个字由若干个字节组成）,4,、输入设备,(IN),输入设备是将数据、程序等转换成计算机能接受的二进制码，并将它们送入内存。,常用的输入设备有键盘、鼠标、扫描仪、触摸屏、摄像头和数码相机等。,图,10,常用输入设备,4,、输出设备,(OUT),输出设备将计算机处理的结果转换成人们能够识别的数字、字符、图像、声音等形式显示、打印或播放出来。常用的输出设备有显示器、

12、打印机、绘图仪等。,图,11,常用输出设备,5,、显卡,(,显示器适配卡,),显卡是连接主机与显示器的接口卡。,其作用是将主机的输出信息转换成字符、图形和颜色等信息，传送到显示器上显示。,图,9,显卡,6,、主板,主板又叫系统板或母板。它是整个电脑的基板，是,CPU,、,内存、显卡及各种扩展卡的载体。,主板的性能直接关系着整个电脑是否稳定，计算机整体运行速度也受到主板性能的影响。,主板是计算机各部件的连接工具,。,内存条插槽,芯片组,BIOS,芯片,CPU,插座,串行接口,PCI,扩展槽,AGP,扩展槽,主板电池,PS/2,鼠标接口,键盘接口,显示接口,U,盘接口,打印机接口,网络接口,音箱接

13、口,计算机软件软件系统,所谓软件是指程序和相关文档的总和。,（程序,是指有序指令的集合,，指令,是指计算机完成一步基本操作的命令）,软件可分为系统软件和应用软件。,系统软件指可以高效率使用和,管理,计算机、为用户提供友好界面、帮助用户编写和调试应用程序的通用程序集合。,应用软件指解决各类实际问题而编制的程序。,1,、系统软件,常用的系统软件包括：,操作系统,语言处理程序,数据库管理系统,其中操作系统是系统软件的核心。,(1),操作系统,操作系统是计算机的一个大型软件，是计算机“大管家”。概括起来操作系统具有三大功能：,管理,计算机软硬件,资源,；组织,协调,计算机的,运行,以增强系统的处理能力

14、；,提供,人机,接口,，为用户提供方便。,操作系统的,管理,功能主要包括进程与处理机调度管理、作业管理、存储管理、文件管理以及设备管理等。,目前，常见的操作系统有：微软的,Windows,系列、苹果的,Mac OS,、多用于大型服务器的,UNIX,、拥有开放源代码的,Linux,等。,(2),数据库管理系统,数据库管理系统,(,DBMS,),是管理数据的一组程序。,常用的关系数据库管理系统有,FoxPro,、,ORACLE,、,Access,和,SQL,Server,等。,(3),语言处理系统,计算机程序语言有机器语言、汇编语言、高级语言。,无论是高级语言（如,Visual,Basic,、,C

15、,+,）,还是汇编语言写的,源程序,，计算机都,不能直接识别和执行,，必须翻译成机器能执行的语言,机器语言,，这种翻译是由机器自动进行的。当源程序被输入计算机后，调用编译程序编译成机器语言,(,称,目标程序,),，然后执行。,软件的安装、设置和卸载,安装实质：,是将软件从一个载体转移到目标载体。,安装软件分为：,安装版与免安装版,。,安装程序通常命名为：,“,setup.exe”,或“,install.exe,安装顺序,、操作系统、驱动程序、,应用软件,卸载,、自带的卸载功能、控制面板,计算机语言分类及区别,区别,名称,能否被计算机直接执行,源程序到目标程序,机器语言,能,不用,汇编语言,不能,翻译,高级语言,不能,编译,计算机病毒简介,计算机病毒的特征,是一段可执行的程序,传染性,潜伏期,隐蔽性,破坏性,冯,诺依曼,型,计算机,1,、算术、逻辑运算（,加减乘除四则运算、判断真假）,2,、信息的数字化（,一架冰冷的机器所能直接听懂的唯一语言）,3,、存贮程序的工作方式（,现代化的流水线,）,符合以上特征的即被称之为,冯,诺依曼体系结构,的计算机,