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计算机应用基础授课班级:建工1301、1302教师:袁大明第一章 计算机基础知识1.1了解计算机1.2认识微型计算机1.3微型计算机的输入/输出设备1.4计算机软件及其应用1.5数制与编码1.1 了解计算机任务务1: 了解计计算机 技术术任务务2: 了解计计算机 的发发展过过程 及趋势趋势 搜集计算机在生活、生产、社会中的广泛 应用案例,学习信息技术中的基本概念。 信息技术的三要素:被收集的数据, 组织并处理数据的软件,支撑软件运 行的计算机硬件 *早期的计算工具*第一台计算机ENIAC*冯诺依曼原理*计算机发展史*计算机发特点*计算机发分类*计算机发趋势计算机基础知识返回1.信息:计算机的应用就是对信息的收集、处 理、存储、传递。2.数据与信息:信息是数据所要表达的含义。 信息都以数字形式在计算机中表示。信息的表现形式有:字符、数字和各种数学符 号、图形、图像、音频、视频、动画等数据:可以识别的记号或符号都称为3.信息技术:人类开发和利用信息资源手段的 总和形成了计算机应用u数值处理:科学计算 u信息管理:存储信息、检索信息:资料检索、 加工信息、传递信息。(eg:数据处理) u辅助设计与制造:计算机辅助应用 n 计算机辅助设计(CAD)n 计算机辅助制造(CAM)n 计算机辅助教学(CAI)n 计算机辅助工程(CAE) u教育信息化 u电子商务 u人工智能 u网络通信*早期的计算工具东方的创造:算筹、算盘西方的灵感:机械式计算工具机械-电动式计算机计算机的发展史算筹算盘 机械式计算工具1.1 了解计计算机返回计算机的发展史u第一台计算机ENIAC ENIAC和发明人莫奇来、爱克特 1946年世界上第一台计算机ENIAC(Electronic Numerical Integrator And Computer,电子数字积分计算机)诞生。1.1 了解计计算机返回计算机的发展史u EDVAC (Electronic Discrete Variable Automatic Computer)离散变量自动电子计算机u 冯诺依曼John von Neuman)博士与莫尔学院科研小组合作 ,提出了一个全新的存储程序通用数字电子计算机方案EDVAC( Electronic Discrete Variable Automatic Computer, 离散变量自动电子计算机),这就是人们通常所说的冯诺依曼型 计算机。u “存储程序”的设想:将组成解题程序的一条条指令,象数据一样采用二进制编码方式 事先存入计算机中,运行时只须顺序取出这些指令,经译码后执 行相应的操作即可,从而可以实现真正的全自动运算。1.1 了解计计算机返回计算机发展简史1946年电子管计算机1965年集成电路计算机1970年大规模超大规模集成电路 今智能计算机 (研制中)根 据 计 算 机 采 用 的 物 理 元 件1958年晶体管计算机电子管计算机(19461957) 第一代计算机采用主要器件是电子管,所以通常称这一代计算机为电子管 计算机。这种计算机主要为军事与国防尖端技术的需要而研制,功能相对 较弱。晶体管计算机(19581964) 第二代计算机采用的主要物理器件是半导体晶体管,所以通常称为晶体管计 算机。这个时期的计算机性能比第一代有了很大的提高,功耗、体积、价格 都有所下降,速度和可靠性相应提高。这个时期代表机型为CDC6600。集成电路计算机(19561969) 第三代计算机采用的主要器件是集成电路,所以通常称为集成电路计算机。 由于集成电路代替了晶体管,使这个时期的计算机成本迅速下降,因而小型 计算机开始产生。由于小型计算机成本低,性能好,适应范围广,在计算机 推广普及方面起到了巨大的作用。大规模集成电路计算机(1970) 由于大规模集成电路的发展,计算机的体积更小,功能更高,计算机开始 进入了第四代,即大规模集成电路时代。1971年,第一台利用4位处理器的 Intel4004问世,随后16位、32位相继研制成功,目前64位处理器已成为市 场的主流。1.1 了解计计算机返回计算机发展简史1.1 了解计计算机返回u 体积越来越小,重量越来越轻 包括台式计算机、笔记本电脑、掌上电脑。 u 价格越来越低 4000元左右可以买到一台高性能的品牌电脑。 u 可靠性好,结构灵活 u 逐步网络化网络化是指利用通信技术和计算机技术,把分散在不同地点的计算机互联起 来,按照网络协议相互通信,以使所有用户均可共享软件、硬件和数据资源的 目的。如,Internet。 未来第五代计算机的展望(基本元件创新)神经网络计算机:(神经元)具有模仿人的大脑判断能力和适应能力、 可并行处理多种数据功能的神经网络计算机,可以判断对象的性质与状态,并能 采取相应的行动,而且可同时并行处理实时变化的大量数据,并引出结论 生物计算机:(生物芯片)生物计算机又称仿生计算机,是以生物芯片 取代在半导体硅片上集成效以万计的晶体管制成的计算机 光子计算机:(光子代替电子)是一种由光信号进行数字运算、逻辑 操作、信息存贮和处理的新型计算机 超导计算机:(超导元件和电路组成)利用超导技术生产的计算机 及其部件,其性能是目前电子计算机无法相比的。 计算机的发展趋势1.1 了解计计算机返回计算机的发展特点u 运算速度快 数百万亿亿次/秒u 计算精度高u 具有自动执行功能u 具有超强的“记忆”和逻辑判断能力u 通用性强1.1 了解计计算机返回计算机的分类u1按处理的对象分类电子模拟计算机、电子数字计算机和混合 计算机。 u2按性能规模分类巨型机、大型机、中型机、小型机、微型 机(微型机又称个人计算机(Personal Computer,PC),)和工作站。 u3按功能和用途分类通用计算机和专用计算机。 1.1 了解计计算机返回体验与探究1 通过查找资料,了解不同发展阶段的计算机, 看看它们都有什么特点? 2 搜集计算机朝微型化、网络化、智能化和多功 能化发展的例子。 3 探索数据在计算机中的处理过程。 4 讨论信息技术与自己所学专业的关系。如何提 高自己的信息能力,成为有信息素养的公民? 5 信息社会应该以什么为标志?你是如何理解信 息社会的?1.2 认识微型计算机任务1:认识微型计算机的组成P5任务2:认识主板系统单元 任务3:认识主板与外部设备的接口任务4:认识外存储器主机前部主机后部主机内部主机与外设主板系统CPU内存接口图1接口图2讨 论外存储器讨 论体 验计算机基础知识返回任务1:认识微型计算机的组成:主机与外设1.2 认识认识微型计计算 机返回图识计算机u主机前部产品标签产品标签光驱电源开关前置USB接口前置话筒 耳机插口1.2 认识认识微型计计算 机返回图识计算机u主机后部电源输入插座PS/2接口USB接口音频输入输出DVI输出 数字信号产品标签电源风扇机箱散热风扇并行接口(打印机)RJ45网卡固定螺孔VGA接口模拟 信号主机电源串行接口1.2 认识认识微型计计算 机返回PS/2接口、串行接口、并行接口、 RJ-45网络接口、USB2.0接口、 音频接口,高档的主板还有 IEEE1394接口和无线模块等。 PS/2接口用来连接PS/2鼠标和 PS/2键盘,绿色接口接入鼠标 ,而蓝色接口则接入键盘;串 行接口用来接入外置Modem和录 音笔一类的设备;并行LPT接口 用来接入老式的针式、喷墨打 印机。 IEEE1394接口主要用来 接入数码摄像机;无线模块则 用来建立无线网络;RJ-45接口 用来接入局域网或连接ADSL等 上网设备;USB2.0则用来连接 MP3、摄像头、打印机、扫描仪 、移动硬盘、闪存盘等高速USB 设备;音频设备接口则用来连 接7.1声道的有源音箱;而数字 光纤接口则负责传输质量更高 的数字音频信号。 图识计算机:主机内部1.2 认识认识微型计计算 机返回CPU、CPU风扇电源、主板内存、显卡、硬盘、光驱图识计算机u主机内设备内存显卡硬盘光驱主机内部返回图识计算机u主机内设备CPUCPU风扇主机内部返回图识计算机u主机内设备电源主板主机内部返回相关知识总结u计算机系统组成包括硬件系统和软件系统两大部分 u裸机:没有软件的计算机称为计算机系统硬 件 系 统软 件 系 统外部设备主 机中央处理器(CPU)存储系统运算器(产生控制信号,控制整个计算机工作) 控制器(执行算术运算和逻辑运算)只读存储器(ROM) 随机存取存储器(RAM)应用软件系统软件操作系统语言处理程序DOS操作系统 Windows操作系统 网络操作系统(UNIX,Linux)编译程序 解释程序 汇编程序文字处理程序 图形处理软件 多媒体处理软件 财务软件 辅助设计软件 数据库管理系统输入设备(鼠标、键盘、扫描仪、手写板、数码相机等) 输出设备(显示器、打印机、绘图仪、音箱等) 外存储器(硬磁盘、软磁盘、磁带、光盘、移动存储设备等)计算机系统组成原理简图设备驱动程序.控制器CPU 运算器存储器内存储器外存储器装在主板上输入设备输出设备装 在 主 机 箱 内软盘驱动器硬盘驱动器光盘驱动器U盘及其它移动设备鼠标、键盘、扫描仪、手写板、数码相机等显示器、打印机、绘图仪、音箱等微机硬件系统逻辑结构与物理部件对应简图任务2:认识主板系统单元 (P8-9)主板是电脑主机中最大的一块电路板,也有母板、主机板等名称。主板是电脑的中枢, 它为CPU、内存及各种功能卡(如声卡、显卡、网卡等)提供安装插座;为各种存储设备(如打 印机、扫描仪、数码相机)等外设提供接口。电脑就是通过主板将CPU等各种器件和外部设备有 机地结合起来,形成一套完整的系统,因此电脑的整体运行速度和稳定性在相当程度上取决于主 板的性能。 1、 地址总线 从CPU发出至各个I/O接口其是采用单向传 输,三态控制 2、 数据总线 数据总线是CPU与存储器、CPU与I/O 接口设备之间传送数据信息(各种指令数据信 息)的总线数据总线上的信息是双向传输的。 3、控制总线总线 控制总线传总线传送的是各种控制信号,有CPU至存 储储器、I/O接口设备设备的控制信号,有I/O接口送向 CPU的应应答信号、请请求信号,因此,控制总线总线上的 信息是双向传输传输的 1.2 认识认识微型计计算 机返回认识主板系统单元CPUCPUCPU 是一个超大规模集成电路芯片,它包含运算器和控制器的功能,因此 CPU 又称为微处理器(MPU)。运算器(Arithmetic Unit)也称为算术逻辑单元(Arithmetic Logic Unit,ALU),用来进行加、减、乘、除等算术运算和“与”、“或”、“非”等逻 辑运算,实现逻辑判断。控制器(Control Unit)是计算机的指挥中心,计算机的各部件在它的指挥下 协调工作。控制器通过执行程序使计算机完成规定的处理任务。 CPU 的主要技术术指标标如下:P8(1)字长长。字(Word)是CPU 处处理数据的基本单单位,字中所包含的二进进制数的位数称 为为字长长,它反映了计计算机一次可以处处理的二进进制代码码的位数。字长长越长长,数据处处理精度越高 ,速度越快。(2)主频频。CPU 的主频频是指CPU 的工作时钟频时钟频 率,是衡量CPU 运行速度的指标标。(3)整数和浮点数性能。整数运算由ALU 实现实现,而浮点数运算由浮点处处理器(Floating Point Unit,FPU)实现实现。浮点运算主要应应用于图图形软软件、游戏戏程序处处理等。(4)高速缓缓冲存储储器。高速缓缓冲存储储器(Cache)设设置在CPU 内部,工作过过程完全由硬 件电电路控制,数据的存取速度快,其速度高出访问访问内存速度的数倍,设设置Cache 可以提高 计计算机的速度。1.2 认识认识微型计计算 机返回任务2:认识主板系统单元内存存储器(P8)计算机的存储器分为 种:主存储器(内存)、 外存储器(
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