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1、第第 一一 章：计章：计 算算 机机 概述概述计算机应用基础计算机应用基础( (第二版）第二版） 本章主要介绍电子计算机发展、本章主要介绍电子计算机发展、特点、应用及分类；计算机的硬件、特点、应用及分类；计算机的硬件、软件基本知识，软件与硬件的相互关软件基本知识，软件与硬件的相互关系，计算机的基本工作原理；计算机系，计算机的基本工作原理；计算机中常用的进位制数及其相互转换，机中常用的进位制数及其相互转换，机内信息的表示：内信息的表示：ASCIIASCII码、汉字机内码、码、汉字机内码、区位码、国标码、字形码；机器数的区位码、国标码、字形码；机器数的表示。表示。 重点：计算机软、硬件知识，信息编
2、重点：计算机软、硬件知识，信息编码。码。 难点：计算机的工作原理、机内信息难点：计算机的工作原理、机内信息（数据）编码。（数据）编码。第第 一一 章：计章：计 算算 机机 概述概述计算机应用基础计算机应用基础( (第二版）第二版）本章目录1.1 1.1 计算机发展、应用和特点计算机发展、应用和特点1.2 1.2 计算机的基本工作原理计算机的基本工作原理1.3 1.3 计算机系统的组成计算机系统的组成1.4 1.4 计算机中的数制与编码系计算机中的数制与编码系统统1.5 1.5 计算机中正负数的表示计算机中正负数的表示习题解答习题解答第第 一一 章：计章：计 算算 机机 概述概述计算机应用基础计
3、算机应用基础( (第二版）第二版）1.1 计算机发展、应用和特点计算机发展、应用和特点1.1.1 1.1.1 计算机发展简史计算机发展简史1.1.2 1.1.2 计算机的应用领域计算机的应用领域1.1.3 1.1.3 计算机的主要特点计算机的主要特点返回目录返回目录第第 一一 章：计章：计 算算 机机 概述概述计算机应用基础计算机应用基础( (第二版）第二版）1.1.1 1.1.1 计算机发展简史计算机发展简史1 1电子计算机的定义电子计算机的定义 电子计算机是电子数字计算机的简称，它是电子计算机是电子数字计算机的简称，它是一种能自动、高速而精确地进行大量数据运算和一种能自动、高速而精确地进行
4、大量数据运算和信息处理的现代电子设备信息处理的现代电子设备。“高速高速”即运算速度即运算速度快；快；“自动自动”即是不用人工干预而是事先存储指即是不用人工干预而是事先存储指令或程序，在程序控制下自动执行各种操作；令或程序，在程序控制下自动执行各种操作；“精确精确”是指计算精度高或小数有效位数可做得是指计算精度高或小数有效位数可做得很大很大。电子计算机的这个定义体现了电子计很大很大。电子计算机的这个定义体现了电子计算机的主要特点。算机的主要特点。返回目录返回目录第第 一一 章：计章：计 算算 机机 概述概述计算机应用基础计算机应用基础( (第二版）第二版）2 2计算机的发展简史计算机的发展简史n
5、世界上公认的第一台电子计算机于世界上公认的第一台电子计算机于19461946年年2 2月月在美国宾在美国宾夕法尼大学诞生，取名为夕法尼大学诞生，取名为ENIACENIAC（即（即电子数字积分计电子数字积分计算机算机），该机使用的电子逻辑元件是电子管，共用了），该机使用的电子逻辑元件是电子管，共用了1800018000多个电子管、多个电子管、15001500个继电器、个继电器、7000070000多个电阻、重多个电阻、重3030吨、占地面积吨、占地面积167167平方米、耗电平方米、耗电150150千瓦。千瓦。电子计算机电子计算机的发展以电子逻辑元件的更新换代为标志的发展以电子逻辑元件的更新换代
6、为标志即从电子即从电子管、晶体管、中小规模集成电路到大规模或超大规模集管、晶体管、中小规模集成电路到大规模或超大规模集成电路已经历四个阶段，也称四代成电路已经历四个阶段，也称四代 电子计算机；现代电电子计算机；现代电子计算机正向第五代发展子计算机正向第五代发展 （第五代机要求使用新材料、（第五代机要求使用新材料、新工艺使电子计算机能识别人们的自然语言，不用编程新工艺使电子计算机能识别人们的自然语言，不用编程直接发号施令电子计算机就可以执行相应操作，是完全直接发号施令电子计算机就可以执行相应操作，是完全智能化的计算机）。智能化的计算机）。 电子计算机的发展趋势是：电子计算机的发展趋势是：巨、微、
7、网、智、多媒巨、微、网、智、多媒体五个方向。体五个方向。第第 一一 章：计章：计 算算 机机 概述概述计算机应用基础计算机应用基础( (第二版）第二版）生物计算机生物计算机以蛋白质分子作为逻辑以蛋白质分子作为逻辑元件的生物计算机（生物芯片），用于元件的生物计算机（生物芯片），用于模拟人脑工作。模拟人脑工作。光子计算机光子计算机用光子代替电子传递信用光子代替电子传递信息进一步提高计算机的运算速度。理论息进一步提高计算机的运算速度。理论上能提高上能提高300多倍。多倍。1984年年5月，欧洲研月，欧洲研制出了世界上第一台光子计算机。制出了世界上第一台光子计算机。量子计算机量子计算机用量子原理和量子
8、态用量子原理和量子态（位）表示二进制位，量子逻辑门取代（位）表示二进制位，量子逻辑门取代电子逻辑门研制的计算机。速度更高、电子逻辑门研制的计算机。速度更高、功能更强。功能更强。第第 一一 章：计章：计 算算 机机 概述概述计算机应用基础计算机应用基础( (第二版）第二版）前四代机的主特点前四代机的主特点代次代次起止年起止年份份所用电子逻所用电子逻辑辑元件元件软件发展软件发展状况状况运算速运算速度度主存储器与主存储器与辅助存储器辅助存储器第一代第一代19461957电子管电子管机器语言机器语言5千千3万次万次/秒秒延迟线或磁延迟线或磁鼓（磁带）鼓（磁带）第二代第二代19581964晶体管晶体管汇
9、编语言汇编语言高级语言高级语言数十万数十万几几百万次百万次/秒秒磁芯存储器磁芯存储器（磁盘）（磁盘）第三代第三代19651970中、小规模集中、小规模集成电路成电路操作系统诞生，操作系统诞生，结构化程序设结构化程序设计、实时处理计、实时处理数百万数百万几几千万次千万次/秒秒半导体存储半导体存储器（磁盘为器（磁盘为主）主）第四代第四代1970今今大规模、超大大规模、超大规模集成电路规模集成电路网络操作系统网络操作系统诞生，面向对诞生，面向对象程序设计象程序设计上亿条指上亿条指令令/秒秒集成度高的集成度高的增导体（磁增导体（磁盘、光盘）盘、光盘）第第 一一 章：计章：计 算算 机机 概述概述计算机
10、应用基础计算机应用基础( (第二版）第二版）1.1.2 计算机的特点、应用与分类（1）运算速度快（）运算速度快（CPU主频、字长、主板外主频、字长、主板外频、内存速度、总线宽度等）。频、内存速度、总线宽度等）。（2）计算精度高（字长、数据总线宽度）。）计算精度高（字长、数据总线宽度）。（3）存储容量大，具有记忆能力（内存、外）存储容量大，具有记忆能力（内存、外存容量大）。存容量大）。（4）具有逻辑判断能力（由运算器实现逻辑）具有逻辑判断能力（由运算器实现逻辑运算）。运算）。（5）高度集成化、自动化）高度集成化、自动化事先存储程序（具事先存储程序（具有固定的指令系统或指令集）、程序控制下工有固定
11、的指令系统或指令集）、程序控制下工作作。1、 计算机的主要特点计算机的主要特点 返回目录返回目录第第 一一 章：计章：计 算算 机机 概述概述计算机应用基础计算机应用基础( (第二版）第二版）2、 计算机的应用计算机的应用 （1）科学计算（数值计算）科学计算（数值计算加、减、乘、除运算）加、减、乘、除运算） 。（2）自动控制（实时控制）自动控制（实时控制自动化的基本标志）自动化的基本标志）。（3）数据处理）数据处理 （信息处理（信息处理事务处理，如档案管理、事务处理，如档案管理、工资管理、股票系统、银行结算系统）。工资管理、股票系统、银行结算系统）。（4）计算机辅助系统（）计算机辅助系统（CA
12、DCAD、CAMCAM、CAICAI、CATCAT）。（5）人工智能（）人工智能（AIAI） 。（6）信息高速公路（网络）。）信息高速公路（网络）。（7）电子商务（）电子商务（E-Business）返回本节目录返回本节目录第第 一一 章：计章：计 算算 机机 概述概述计算机应用基础计算机应用基础( (第二版）第二版） 对电子计算机进行分类可以按处理对象不对电子计算机进行分类可以按处理对象不同划分有：电子数字计算机（离散对象同划分有：电子数字计算机（离散对象“0 0”，“1 1”）和电子模拟计算机（连续变化对象）和电子模拟计算机（连续变化对象电流、电压）。电流、电压）。 也可以按系统总体规模与功
13、能划分有也可以按系统总体规模与功能划分有(1)(1)巨型机巨型机(2)(2)大型主机大型主机(3)(3)中型机中型机(4)(4)小型机小型机(5)(5)微型机微型机(6)(6)工作站工作站返回目录返回目录3、计算机的分类、计算机的分类第第 一一 章：计章：计 算算 机机 概述概述计算机应用基础计算机应用基础( (第二版）第二版）1.2 1.2 计算机的基本工作原理计算机的基本工作原理 （1 1）、几个基本概念）、几个基本概念 、指令指令是一组能实现某个基本操作的二进制代码。是一组能实现某个基本操作的二进制代码。指令是固定的，计算机中的全部指令称指令集合，又叫指令指令是固定的，计算机中的全部指令
14、称指令集合，又叫指令系统。指令系统。指令由操作码和操作数组成，由操作码和操作数组成，操作码告诉计算机要做操作码告诉计算机要做什么操作，什么操作，操作数操作数告诉计算机到什么地方读取参与操作的数告诉计算机到什么地方读取参与操作的数据（操作数又叫地址码据（操作数又叫地址码即操作数存放的地址）即操作数存放的地址）。指令是指令是事先编好储存在计算机系统中，如多媒体指令集（事先编好储存在计算机系统中，如多媒体指令集（MMXMMX指令）指令）共共5757条；计算机工作过程就是不断地读取指令、解释指令、条；计算机工作过程就是不断地读取指令、解释指令、执行指令的过程。执行指令的过程。指令系统指令系统计算机中固
15、定指令的集合。计算机中固定指令的集合。 、程序、程序 一个指令系列或者指令集合称为程序，即一个指令系列或者指令集合称为程序，即程序就是指令的集合程序就是指令的集合。第第 一一 章：计章：计 算算 机机 概述概述计算机应用基础计算机应用基础( (第二版）第二版）、软件、软件一系列的程序构成了软件（程序与文档）一系列的程序构成了软件（程序与文档） （2 2）、存储程序的工作原理）、存储程序的工作原理 计算机的工作过程是比较复杂的，但计算机的工作过程是比较复杂的，但“存储程序存储程序”的工的工作过程是最基本的，即计算机的工作过程是一个不断从机器作过程是最基本的，即计算机的工作过程是一个不断从机器中存
16、储指令系统的存储器里读取指令中存储指令系统的存储器里读取指令对指令加以解释对指令加以解释并执行指令的全过程。计算机的这个工作原理首先冯并执行指令的全过程。计算机的这个工作原理首先冯. .诺依诺依曼提出，按这个工作原理生产的计算机称为冯曼提出，按这个工作原理生产的计算机称为冯. .诺依曼型机。诺依曼型机。 前四代计算机都是冯前四代计算机都是冯. .诺依曼型机，这种机型都满足以下诺依曼型机，这种机型都满足以下条件：、机内信息采用二进制数表示；条件：、机内信息采用二进制数表示； 、事先存储程序（指令系统）并在程序控制下工作；、事先存储程序（指令系统）并在程序控制下工作； 、计算机硬件都由五个基本部份组成、计算机硬件都由五个基本部份组成运算器、运算器、 控制器、存储器、输入设备和输出设备。控制器、存储器、输入设备和输出设备。第第 一一 章：计章：计 算算 机机 概述概述计算机应用基础计算机应用基础( (第二版）第二版）硬件组成与简单工作原理示意图硬件组成与简单工作原理示意图控制器控制器程序程序+ +数数据据输输入入设设备备控制器控制器运算器运算器存储器存储器输输出出设设备备输出结果输出结果数据
