計算機硬件和軟件

單擊此處編輯母版標題樣式,單擊此處編輯母版文本樣式,第二級,第三級,第四級,第五級,*,計算機硬件和,軟件,學習目標,:,微型,計算機系統(tǒng)結構圖,四代計算機電子器件的特征,馮,諾依曼提出的“存儲程序”的概念,指令,/,程序,/,軟件,/,系統(tǒng)軟件,(,包括,)/,應用軟件,/,計算機程序語言,軟件的安裝、設置和卸載,計算機的工作原理,我國和世界上第一臺數字電子計算機,計算機的應用領域,(,各舉一例,),新型計算機發(fā)展方向,計算機系統(tǒng)的,主要性能參數,計算機的萌芽,世界上第一臺數字電子計算機,ENIAC,于,1946,年,在美國賓夕法尼亞大學問世當時正是第二次世界大戰(zhàn)期間，阿伯丁彈道實驗室要計算炮彈的軌跡，需要一個高速運轉的裝置美國賓夕法尼亞大學實驗室用電子器件設計制造了一臺計算機，叫,ENIAC,（,Electronic,NumericalIntegratorAnd,Calculator,）ENIAC,重,30,噸，占地,170,平方米，用了,18000,多只電子管，,1500,多個繼電器，耗電,150,千瓦，每秒鐘完成,5000,次加法運算計算機的發(fā)展,計算機的發(fā)展主要受到半導體技術、計算機系統(tǒng)結構和計算機軟件技術的影響和制約。

人們通常,以計算機,物理器件,的變革,作為標志，把計算機的發(fā)展經歷劃分為四個階段1),第一代是,電子管,計算機,(1946,1957,年,),(2),第二代是,晶體管,計算機,(1958,1964,年,),(3),第三代是,中、小集成電路,計算機,(1965,1970,年,),(4),第四代是,大規(guī)模、超大規(guī)模集成電路,計算機,(1971,年 至今,),計算機的應用領域,(,1),科學計算（或數值計算,如氣象預報、地震預測等涉及的“天文數字”的計算,(2),數據處理（或信息處理,）,目前，信息處理已廣泛應用于辦公自動化、企業(yè)管理等各行各業(yè)中3),輔助技術（或計算機輔助設計與制造）,計算機輔助系統(tǒng)包括計算機輔助設計（,CAD,）、,計算機輔助制造（,CAM,）、,計算機輔助測試（,CAT,）,和計算機輔助教學（,CAI,）4),過程控制（或實時控制）,計算機數控車床、實時控制高爐煉鐵過程、計算機控制汽車生產線等5),人工智能（或智能模擬）,如使計算機具有識別語言、文字、圖形以及學習、推理和適應環(huán)境的能力6),網絡應用,如銀行服務系統(tǒng)、交通售票系統(tǒng)、網上各種信息的查詢等我國計算機的發(fā)展情況,1958,年,第一臺電子管計算機,103,機研制成功,1959,年,第一臺大型通用電子數字計算機,104,研制成功,1964,年,晶體管計算機研制成功,1971,年,以集成電路為主要器件的,DJS,系列計算機研制成功,1983,年,“銀河”億次,/,秒巨型電子計算機誕生，,1992,年,10,億次“銀河,-”,研制成功；,1997,年,130,億次,/,秒“銀河,-”,研制成功,1995,年,“曙光,1000”,并行計算機研制成功,未來的新型計算機發(fā)展方向,(1),巨型化,(2),微型化,(3),網絡化,(4),智能化,馮,諾依曼,型,計算機,同年,6,月，美籍匈牙利人,馮,諾依曼,（,John,von,Neumann,）,首先提出了“,存儲程序,”的概念。

這一概念明確了構成計算機的,5,個基本組成部分：運算器、控制器、存儲器、輸入器和輸出器這種構思一直沿用到今天，所以現代計算機一般稱為馮,.,諾依曼型計算機馮,.,諾依曼計算機的程序和數據一律采用二進制；程序和數據預先存儲在存儲器中，計算機通過控制、執(zhí)行程序，運行從存儲器中取出的一條條指令馮,諾依曼,型,計算機（,1,）,約翰,.,馮,.,諾依曼,(John Von Neumann),到目前為止，幾乎生產的所有計算機都是,馮,諾依曼體系結構,的計算機,但是現在的計算機科學家認為只有打破,馮,諾依曼體系,，計算機的效率才能得到突破,）,馮,諾依曼體系結構,的計算機（,2,）,采用二進制代碼表示數據和指令采用存儲程序工作方式，即：,事先編制程序實現存儲程序自動、連續(xù)地執(zhí)行程序馮,諾依曼體系結構,的計算機（,3,）,3.,由以下五大部件組成計算機硬件系統(tǒng)A:,運算器（進行簡單算術運算邏輯運算）,B:,控制器（命令自己或外部設備做這做那）,C:,存儲器（,存儲程序和數據,）,D:,輸入設備,(,將數據、程序轉換成二進制碼，并送入內存,),E:,輸出設備,(,處理的結果轉換成人們能夠識別的形式顯示,),微型,計算機系統(tǒng)結構,計算機的工作原理,計算機的工作原理可以概括為,存儲程序,和,程序控制,。

計算機信息處理一般過程：,輸入、存儲、加工處理、輸出,人信息處理的一般過程：,收集、存儲、加工、發(fā)布,計算機的工作原理示意圖,微型計算機的主要性能參數,CPU,的類型,內存儲器的容量和存取周期,運行的速度（即微機的主頻一般有,1,Ghz,以上）,外部設備的配置,軟件的配置,計算機硬件系統(tǒng),從,功能,角度看分為五部分：,A:,運算器（進行簡單算術運算邏輯運算）,B:,控制器（命令自己或外部設備做這做那）,C:,存儲器（存儲程序和數據）,D:,輸入設備,(,將數據、程序轉換成二進制碼，并送入內存,),E:,輸出設備,(,處理的結果轉換成人們能夠識別的形式顯示,),1,、中央處理器（,CPU),-,核心部件,CPU,主要包括,運算器和控制器,兩部分運算器其功能是對數據進行各種,算術運算和邏輯運算控制器是計算機的,管理機構和指揮中心,CPU,是電腦的,核心部件,，決定計算機的性能反映,CPU,性能的最重要的指標是,主頻,和數據傳遞的位數目前絕大多數的微處理器芯片都是,32,位或,64,位的目前市場上最流行的,CPU,分成,Intel,和,AMD,兩大陣營,圖,1,Pentium 4 CPU,的外觀圖,2,、存儲器分類,RAM,存儲器,內,存儲器,外,存儲器,磁鼓,磁帶,磁盤,光盤,軟盤,硬盤,只讀光盤（,CD-ROM,）,可重寫光盤（,Rewriteable),只寫一次光盤（,WORM,）,ROM,隨機存儲器,只讀存儲器,2,、內存（主存儲器）,(1),內存儲器簡稱內存，又稱主存。

它直接與,CPU,交換信息，用來存放當前運行程序的指令和數據內存的存儲容量以字節(jié)為基本單位，每個字節(jié)都有自己的編號，稱為“地址”內存是電腦的一個臨時存儲器，它只負責電腦數據的中轉而不能永久保存2,、內存（主存儲器）,(2),內存儲器分為,隨機存儲器,（,RAM,）,和,只讀存儲器,（,ROM,）區(qū)別點,名稱,讀、寫特性,（讀取、存入）,斷電后數據丟失情況,隨機存儲器,（,RAM,）,能讀能寫,丟失,只讀存儲器,（,ROM,）只讀不寫,不丟失,3,、外存儲器,(,輔助存儲器,),輔助存儲器用來存儲程序和數據它,的特點是容量,(GB),，速度低，價格便宜目,前常用的輔助存儲器有磁盤,(,軟盤、硬盤,),、磁帶、光盤,、,閃存,(U,盤,),等圖,7,光盤及光盤驅動器,圖,6,硬盤,圖,8,閃存,幾個數據存儲單位：,數據存儲的最小單位：位（,bit,）,數據存儲的最基本單位：字節(jié)（,Byte,）,計算機處理數據的基本單位：字（,word,）,B=1 KB,1024 KB=1 MB,1024 MB=1 GB,字（,Word,）：,計算機中作為一個整體被存取、傳送、處理的,二進制數字串一個字由若干個字節(jié)組成）,4,、輸入設備,(IN),輸入設備是將數據、程序等轉換成計算機能接受的二進制碼，并將它們送入內存。

常用的輸入設備有鍵盤、鼠標、掃描儀、觸摸屏、攝像頭和數碼相機等圖,10,常用輸入設備,4,、輸出設備,(OUT),輸出設備將計算機處理的結果轉換成人們能夠識別的數字、字符、圖像、聲音等形式顯示、打印或播放出來常用的輸出設備有顯示器、打印機、繪圖儀等圖,11,常用輸出設備,5,、顯卡,(,顯示器適配卡,),顯卡是連接主機與顯示器的接口卡其作用是將主機的輸出信息轉換成字符、圖形和顏色等信息，傳送到顯示器上顯示圖,9,顯卡,6,、主板,主板又叫系統(tǒng)板或母板它是整個電腦的基板，是,CPU,、,內存、顯卡及各種擴展卡的載體主板的性能直接關系著整個電腦是否穩(wěn)定，計算機整體運行速度也受到主板性能的影響主板是計算機各部件的連接工具,內存條插槽,芯片組,BIOS,芯片,CPU,插座,串行接口,PCI,擴展槽,AGP,擴展槽,主板電池,PS/2,鼠標接口,鍵盤接口,顯示接口,U,盤接口,打印機接口,網絡接口,音箱接口,計算機軟件軟件系統(tǒng),所謂軟件是指程序和相關文檔的總和程序,是指有序指令的集合,，指令,是指計算機完成一步基本操作的命令）,軟件可分為系統(tǒng)軟件和應用軟件系統(tǒng)軟件指可以高效率使用和,管理,計算機、為用戶提供友好界面、幫助用戶編寫和調試應用程序的通用程序集合。

應用軟件指解決各類實際問題而編制的程序1,、系統(tǒng)軟件,常用的系統(tǒng)軟件包括：,操作系統(tǒng),語言處理程序,數據庫管理系統(tǒng),其中操作系統(tǒng)是系統(tǒng)軟件的核心1),操作系統(tǒng),操作系統(tǒng)是計算機的一個大型軟件，是計算機“大管家”概括起來操作系統(tǒng)具有三大功能：,管理,計算機軟硬件,資源,；組織,協調,計算機的,運行,以增強系統(tǒng)的處理能力；,提供,人機,接口,，為用戶提供方便操作系統(tǒng)的,管理,功能主要包括進程與處理機調度管理、作業(yè)管理、存儲管理、文件管理以及設備管理等目前，常見的操作系統(tǒng)有：微軟的,Windows,系列、蘋果的,Mac OS,、多用于大型服務器的,UNIX,、擁有開放源代碼的,Linux,等2),數據庫管理系統(tǒng),數據庫管理系統(tǒng),(,DBMS,),是管理數據的一組程序常用的關系數據庫管理系統(tǒng)有,FoxPro,、,ORACLE,、,Access,和,SQL,Server,等3),語言處理系統(tǒng),計算機程序語言有機器語言、匯編語言、高級語言無論是高級語言（如,Visual,Basic,、,C,+,）,還是匯編語言寫的,源程序,，計算機都,不能直接識別和執(zhí)行,，必須翻譯成機器能執(zhí)行的語言,機器語言,，這種翻譯是由機器自動進行的。

當源程序被輸入計算機后，調用編譯程序編譯成機器語言,(,稱,目標程序,),，然后執(zhí)行軟件的安裝、設置和卸載,安裝實質：,是將軟件從一個載體轉移到目標載體安裝軟件分為：,安裝版與免安裝版,安裝程序通常命名為：,“,setup.exe”,或“,install.exe,安裝順序,、操作系統(tǒng)、驅動程序、,應用軟件,卸載,、自帶的卸載功能、控制面板,計算機語言分類及區(qū)別,區(qū)別,名稱,能否被計算機直接執(zhí)行,源程序到目標程序,機器語言,能,不用,匯編語言,不能,翻譯,高級語言,不能,編譯,計算機病毒簡介,計算機病毒的特征,是一段可執(zhí)行的程序,傳染性,潛伏期,隱蔽性,破壞性,馮,諾依曼,型,計算機,1,、算術、邏輯運算（,加減乘除四則運算、判斷真假）,2,、信息的數字化（,一架冰冷的機器所能直接聽懂的唯一語言）,3,、存貯程序的工作方式（,現代化的流水線,）,符合以上特征的即被稱之為,馮,諾依曼體系結構,的計算機,。