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计算机文化基础PPT课件


计算机文化基础
? 1、什么是计算机? 计算机是一种能对各种信息进行存储和高 速处理的工具或电子机器。 对上述定义要强调两点: ①计算机不仅是一个计算工具,而且还是一 个信息处理机。 ②计算机不同于其它任何机器,它能存储程 序,并按程序的引导自动存取和处理数据。
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第1章 信息技术与计算机文化
1.1 1.2 1.3

1.4 1.5 信息与信息技术的概念 计算机技术概述 计算机中信息的表示 计算机系统 微型计算机系统

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1.1 信息与信息技术
1.1.1信息与数据
信息是现代社会中广泛使用的一个概念,关于信息的定义 众说纷纭 。 控制论创始人美国数学家维纳认为:信息是我们在适应外 部世界、感知外部世界的过程中与外部世界交换的内容。 信息论创始人美国数学家香农认为:信息能够用来消除不 确定性的因素。 一般认为:信息是在自然界、人类社会和人类思维活动中 普遍存在的一切物质和事物的属性。

信息

数据

?所谓数据,是指存储在某种媒体上可以加以鉴别的 符号资料。这里所说的符号,不仅指文字、字母、 数字,还包括了图形、图像、音频与视频等多媒体 数据。由于描述事物的属性必须借助于一定的符号, 所以这些符号就是数据的形式。

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1.1 信息与信息技术 1.1.1信息与数据

信息与数据的区别与联系: 在一般用语中,信息与数据并没有严格的区分。但 是,从信息科学的角度来看,它们是不等同的。数 据是信息的具体表现形式,是信息的载体,而信息 是对数据进行加工得到的结果,它可以影响到人们 的行为、决策,或对客观事物的认知。 信息的符号化就是数据,所以数据是信息的具体表 示形式,信息是数据抽象出来的逻辑意义。

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1.1 信息与信息技术 1.1.2信息技术
信息技术是指自20世纪70年代以来,随着微电子技 术、计算机技术和通信技术的发展,围绕着信息的 产生、收集、存储、处理、检索和传递,形成的一 个全新的、用以开发和利用信息资源的高技术群, 包括微电子技术、新型元器件技术、通信技术、计 算机技术、各类软件及系统集成技术、光盘技术、 传感技术、机器人技术和高清晰度电视技术等,其 中以微电子技术、计算机技术、软件技术和通信技 术为主导。 简单地讲,信息技术是指人们获取、存储、传 递、处理、开发和利用信息资源的相关技术。

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1.1 信息与信息技术 1.1.3 信息社会

信息社会也称信息化社会,是指以信息活动为社会 发展的基本活动,以信息经济为主导经济,以信息 技术为技术基础,以信息文化改变人类教育、生活 和工作方式以及价值观念的新兴社会形态。 在信息社会里,信息作为继物质和能源之后的第三 资源,在社会发展中起着主导作用,当今社会的主 导产业将从传统工业转向信息产业和知识产业。

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1.1 信息与信息技术 1.1.4 计算机文化的内涵

文化的定义 对于文化的定义,尽管众说纷纭,但有一点得到 公认,即都认为文化是人类社会的特有现象。 所谓文化,是人类在物质和精神两方面具有整体性 的创造力的表现,是人类对客观世界整体性把握的 一种能力,也是人类进步的一种标志。 文化的核心是: 观念和价值

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1.1 信息与信息技术 1.1.4 计算机文化的内涵

文化具有的基本属性 广泛性:既涉及全社会的每一个人、每一个家庭, 又涉及全社会的每一个行业、每一个应用领域。 传递性:这种事物应当具有传递信息和交流思想 的功能。 教育性:这种事物应能成为存储知识和获取知识 的手段。 深刻性:不是给社会某一方面带来变革,而是给 整个社会带来全面、深刻的根本性变革。

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1.1 信息与信息技术 1.1.4 计算机文化的内涵

计算机文化 计算机文化的提法最早出现在20世纪80年代初,是在瑞 士洛桑召开的第三届世界计算机教育大会上提出来的。 所谓计算机文化就是以计算机为核心,集网络文化、信 息文化、多媒体文化为一体,并对社会生活和人类行为产 生广泛、深远影响的新型文化。 计算机文化是人类文化发展的四个里程碑之一(前三个 分别为:语言的产生、文字的使用与印刷术的发明)。 计算机文化的真正内涵是具有计算机信息处理能力。

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1.2计算机技术概述 1.2.1计算机的起源与发展

1. 早期的计算方法或工具:结绳、垒石、枝条 、算盘、计算尺、计算 器。 2. 计算机诞生的理论基础:1854年,英国数学家布尔(提出了符号逻 辑的思想;19世纪中期,英国数学家巴贝奇(被称为“计算机之父”) 提出了通用数字计算机的基本设计思想。 3. 埃尼克ENIAC:第一台电子计算机在1946年2 月14日问世了。它是 由美国宾夕法尼亚大学的莫尔学院的莫尔小组承担研制的。这台计算 机每秒只能运行5千次加法运算,或400次乘法。它没有键盘、鼠标等 设备,人们只能通过搬动庞大面板上的无数开关向计算机输入信息。 ENIAC的诞生奠定了电子计算机的发展基础,开辟了信息时代的新纪元, 是人类第三次产业革命开始的标志。(参见下图)

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? ENIAC(Electronic Numerical Integrator And Calculator) ? 电子数值积分计算机
电子管:18800只 电阻:70000个 电容:10000只 继电器:1500个 耗电:140kW/h 占地:170m2 重量:30吨 速度:5000次/秒
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1.2计算机技术概述 1.2.1计算机的起源与发展

图1 第一台电子管计算机(ENIAC)
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1.2计算机技术概述 1.2.1计算机的起源与发展
采用电子管为基本元件, 第一代:电子管计算机 (1946~1956) 体积巨大,运算速度较低

耗电量大,存储容量小
设计使用机器语言或汇编语言 主要用于科学和工程计算

第二代:晶体管计算机 (1956~1964)

采用晶体管为基本元件 体积缩小、功耗降低 提高了运算速度和可靠性 程序设计采用高级语言 出现了操作系统

应用到数据和事物处理及工业控制等领域
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1.1 计算机发展及应用
1.1.1 计算机发展史

第三代:中小规模集成
电路计算机(1964~1971)

采用集成电路为基本元件

体积减小,功耗、价格等降低
运算速度及可靠性有了更大的提高 操作系统日臻完善 应用到文字处理、企业管理和自动控制等领域 采用大规模集成电路为主要功能元件

第四代:大规模、超 大规模集成电路计算 机(1971至今)

运算速度可达每秒几千万次至千百亿次
广泛应用于社会生活的各个领域 在办公自动化、电子编辑排版等领域大显身手

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1.2计算机技术概述 1.2.1计算机的起源与发展

年代
第一代 1946~1956 第二代 1956~1964 第三代 1964~1971 第四代 1971年~现在 第五代

名称
电子管计算机

元件
电子管

语言
机器语言 汇编语言 高级程序 设计语言 高级程序 设计语言 面向对象的高 级语言

应用
科学计算

晶体管计算机

晶体管
中小规模 集成电路 集成电路 光子、量子、 DNA等

数据处理
广泛应用到各 个领域 网络时代

集成电路计算机

集成电路计算机

未来计算机

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1.2.2 计算机的特点及分类
1. 计算机的特点 (1)运算速度快 运算速度是指计算机每秒能执行多少条指令。常用单 位是MIPS。

(2)计算精度高

Pentium 4微机内部数据位数为32位(二进制),可 精确到15位有效数字(十进制)。圆周率л的计算, 有人曾利用计算机算到小数点后200万位。 计算机的存储器(能把数据、程序存入,进行数据处 理和计算,并把结果保存起来。 在程序执行过程中,计算机能够进行各种基本的逻辑 判断,并根据判断结果来决定下一步执行哪条指令。

(3)记忆能力强

(4)逻辑判断能力强

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1.2.2 计算机的特点及分类
1. 计算机的特点 (5)工作自动化 计算机内部的操作运算是根据人们预先编制的程序自 动控制执行的。

(6)通用性强

计算机应用于各种领域,任何复杂的任务都可以分解 为大量的基本的算术运算和逻辑操作,计算机程序员 可以把这些基本的运算和操作按照一定规则写成一系 列操作指令,加上运算所需的数据,形成适当的程序 就可以完成各种各样的任务。

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1.2.2 计算机的特点及分类 2. 计算机的分类

按处理的对象 (工作原理)划分

模拟式电子计算机 数字式电子计算机 模拟数字混合计算机
专用计算机 通用计算机

按功能划分

按性能划分

巨型计算机 大中型计算机 小型计算机 工作站 微型计算机

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1.2.3 计算机的应用领域及发展趋势 1. 计算机的应用领域

(1)科学计算 (2)信息管理

(3)过程控制
(4)计算机辅助系统

(5)人工智能
(6)计算机网络与通信

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1.2.3 计算机的应用领域及发展趋势

● 科学计算

科学计算是指科学和工程中的数值计算。它与理论研 究、科学实验一起成为当代科学研究的三种主要方法。 主要应用在航天工程、气象、地震、核能技术、石油 勘探和密码解译等涉及复杂数值计算的领域。

● 信息管理

是指非数值形式的数据处理,是指以计算机技术为基础, 对大量数据进行加工处理,形成有用的信息。被广泛应 用于办公自动化、事务处理、情报检索、企业管理和知 识系统等领域。信息管理是计算机应用最广泛的领域

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1.2.3 计算机的应用领域及发展趋势

● 过程控制

?又称实时控制,指用计算机及时采集检测数据, 按最佳值迅速地对控制对象进行自动控制或自动 调节。目前已在冶金、石油、化工、纺织、水电、 机械和航天等部门得到广泛应用。

● 计算机辅助系统

?指通过人机对话,使计算机辅助人们进行设计、加工、 计划和学习等工作。 如计算机辅助设计CAD、计算机 辅助制造CAM、计算机辅助教育CBE、计算机辅助教 学CAI 、 计算机辅助教学管理CMI 。另外还有计算机 辅助测试CAT和计算机集成制造系统CIMS等。

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1.2.3 计算机的应用领域及发展趋势

● 人工智能

?人工智能(AI,Artificial Intelligence)是研究怎样让 计算机做一些通常认为需要智能才能做的事情,又称 机器智能,主要研究智能机器所执行的通常是人类智 能的功能,如判断、推理、证明、识别、感知、理解、 设计思考、规划、学习和问题求解等思维活动。

● 计算机网络与通信

?利用通信技术,将不同地理位置的计算机互联,可以 实现世界范围内的信息资源共享,并能交互式地交流信 息。正所谓“一线联五洲”,Internet的建立和应用使 世界变成了一个“地球村”,同时深刻地改变了我们的 生活、学习和工作方式。

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1.2.3 计算机的应用领域及发展趋势
1. 计算机的应用领域

◆ ① 电子商务的概念
电子商务代表着一种现代的商务模式,即通过Internet和 WWW传输电子信息而进行的各种商务活动。

◆ ② 电子商务的产生
真正意义上对电子商务的研究和应用始于20世纪70年代末。

电子商务的发展的两个阶段:
20世纪80年代中期 EDI电子商务 90年代初期 Internet电子商务

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1.2.3 计算机的应用领域及发展趋势 1. 计算机的应用领域

◆ ③ 电子商务的功能

业务 管理 意见 征询 物流 服务

广告 宣传

咨询 洽谈 网上 订购 网上 支付
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功能

1.2.3 计算机的应用领域及发展趋势 1. 计算机的应用领域

◆ ④ 电子商务的特点

高效 性 方便 性

可扩 展性

特点

集成 性
◆ ⑤ 电子商务的应用:网上购物

安全 性

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1.2.3 计算机的应用领域及发展趋势 2. 计算机的发展趋势

巨型 化
智能 化 微型 化

计算机 的发展 趋势

多媒 体化

网络 化
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1.2.4计算机发展趋势 巨型化 指研制速度更快的、存储量更大的和功能更强 大的巨型计算机。主要应用于天文、气象、地质和 核技术、航天飞机和卫星轨道计算等尖端科学技术 领域,研制巨型计算机的技术水平是衡量一个国家 科学技术和工业发展水平的重要标志。 微型化 指利用微电子技术和超大规模集成电路技术,把 计算机的体积进一步缩小,价格进一步降低。计算 机的微型化已成为计算机发展的重要方向,各种笔 记本电脑和PDA的大量面世和使用,是计算机微型 化的一个标志。

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1.2计算机技术概述
1.2.4计算机发展趋势

网格化 网格(Grid)技术可以更好地管理网上的资 源,它把整个互联网虚拟成一台空前强大的 一体化信息系统,犹如一台巨型机,在这个 动态变化的网络环境中,实现计算资源、存 储资源、数据资源、信息资源、知识资源、 专家资源的全面共享,从而让用户从中享受 可灵活控制的、智能的、协作式的信息服务, 并获得前所未有的使用方便性和超强能力。

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1.2计算机技术概述
1.2.4计算机发展趋势

智能化 计算机智能化是指使计算机具有模拟人 的感觉和思维过程的能力。智能化的研究包 括模拟识别、物形分析、自然语言的生成和 理解、博弈、定理自动证明、自动程序设计、 专家系统、学习系统和智能机器人等等。目 前已研制出多种具有人的部分智能的机器人, 可以代替人在一些危险的工作岗位上工作。 有人预测,家庭智能化的机器人将是继PC 机之后下一个家庭普及的信息化产品。

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1.3 计算机中信息的表示
1.3.1 数制的定义

数制也称计数制,是指用一组固定的符号和统一的 规则来表示数值的方法。按进位的方法进行计数, 称为进位计数制。计算机中采用二进制数。 进位计数制: 用进位的方法进行计数的数制,简称进制 。

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1.3 计算机中的信息表示
1.3.1. 数制及其转换

一、基本概念
数码: 一组用来表示某种数制的符号。如:1、2、3、4、 A、B、C、Ⅰ、Ⅱ、Ⅲ、Ⅳ等。 基数: 数制所使用的数码个数。常用“R”表示,称R进制。 如二进制的数码是:0、1,那么基数便为2。 也可以认为是在一种数制中,一组固定不变的不 重复数字的个数称为基数

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1.3 计算机中的信息表示
1.3.1. 数制及其转换

一、基本概念
位: 从小数点开始,左边第一位为0位,每往左一位加1,小数点右边 第一位为-1,往右一位减1 位权: 某个位置上的数代表的数量大小。 指数码在不同位置上的权值。在进位计数制中,处于不同数位的 数码代表的数值不同。例如十进制数111,个位数上的1权值为100, 十位数上的1权值为101,百位数上的1权值为102。以此推理,第n 位的权值便是10 n-1 ,如果是小数点后面第m位,则其权值为10 – m 。

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1.3 计算机中的信息表示
1.3.1. 数制及其转换

一般来说,如果数值只采用R个基本符号,则称为R 进制。进位计数制的编码遵循“逢R进一”的原则。 各位的权是以R为底的幂。对于任意一个具有n位整 数和m位小数的R进制数N,按各位的权展开可表示 为: (N)R=an-1Rn-1+an-2Rn-2+……+a1R1+a0R0+a1R-1+……+a-mR-m

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1.3.1 计算机中常用的数制

1.十进制

① 有十个不同的数码符号:0,1,2,3,4,5,6,7,8 ,9 ② R=10。每一个数码根据它在这个数中所处的位置(数 位),按照“逢十进一”的原则来决定其实际数值,即各数位的 位权是10的若干次幂。 除了使用脚码的形式表示十进制数,还可以使用字符“D” 。

在计算机中,数据的输入和输出一般采用十进制数。

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1.4.2 计算机中常用的数制

2.二进制

① 有两个不同的数码符号0和1。 ② R=2。每个数码符号根据它在这个数中的数位,按 “逢二进一”来决定其实际的数值。 我们还可以使用字符“B” 表示二进制数。计算机中数据 存储采用二进制数。

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1.4.2 计算机中常用的数制

3.八进制

① 有八个不同的数码符号0,1,2,3,4,5,6,7。

② R=8。每个数码符号根据它在这个数中的数位,按 “逢八进一”来决定其实际的数值。
我们还可以使用字符“O”(Octal)表示八进制数。

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1.4.2 计算机中常用的数制

4.十六进制

① 有十六个不同的数码符号0,1,2,3,4,5,6,7,8, 9,A,B,C,D,E,F ② R=16。每个数码符号根据它在这个数中的数位,按 “逢十六进一”来决定其实际的数值。 我们还可以使用字符“H” 表示十六进制数。。

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1.3 计算机中的信息表示
1.3.1. 数制及其转换

十进制 0 1 2

二进制 0 1 10

八进制 0 1 2

十六 进制 0 1 2

十进制 9 10 11

二进制 1001 1010 1011

八进制 11 12 13

十六 进制 9 A B

3
4 5 6 7

11
100 101 110 111

3
4 5 6 7

3
4 5 6 7

12
13 14 15 16

1100
1101 1110 1111 10000

14
15 16 17 20

C
D E F 10

8

1000

10

8

17

10001

21

11
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1.3 计算机中的信息表示
1.3.1. 数制及其转换

1. 二进制、八进制、十六进制数转化为十进制数 对于任何一个二进制数、八进制数、十六进制数, 均可以先写出它的位权展开式,然后再按十进制进 行计算即可将其转换为十进制数。 例如: (1111.11)2= 1×23 + 1×22 + 1×21 + 1×20 + 1×2-1 + 1×2-2 = 15.75 (A10B.8)16= 10×163 + 1×162 + 0×161 + 11×160 + 8×16-1 = 41 227.5 注意:在不至于产生歧义时,可以不注明十进制 数的进制,如上例。
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1.3 计算机中的信息表示
1.3.1. 数制及其转换

2.十进制数转化为二进制数 十进制数的整数部分和小数部分在转换时需作 不同的计算,分别求值后再组合。 整数部分采用除2取余法,即逐次除以2,直至 商为0,得出的余数倒排,即为二进制各位 的数码。小数部分采用乘2取整法,即逐次 乘以2,从每次乘积的整数部分得到二进制 数各位的数码。 (参见下例)
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1.3 计算机中的信息表示
1.3.1. 数制及其转换 例如:对十进制100.25转化成二进制:首先对100进行转换

由上得出,100D = 1100100B
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1.3 计算机中的信息表示
1.3.1. 数制及其转换

2.对小数部分0.125进行转换: 0.125×2 = 0.250 整数……0→ a-1 0.25×2 = 0.5 整数……0→ a-2 0.5×2 = 1 整数……1→ a-3 由上得出,0.125D = 0.001B。 将整数和小数部分组合,得出: 100.125D = 1100100.001B。

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1.3 计算机中的信息表示
1.3.1. 数制及其转换

3.二进制数与八进制数的相互转换
二进制数转换成八进制数的方法是:将二进制数从 小数点开始,对二进制整数部分向左每3位分成一 组,不足3位的向高位补0;对二进制小数部分向右 每3位分成一组,不足3位的向低位补0凑成3位。每 一组有3位二进制数,分别转换成八进制数码中的 一个数字,全部连接起来即可。

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1.3 计算机中的信息表示
1.3.1. 数制及其转换

例:把二进制数11111101.101转化为八进制数。
二进制3位分组 转换为八进制数 011 3 111 7 101. 5. 101 5

所以,11111101.101B = 375.5O



将八进制数转换成二进制数,只要将每一位八进制数转换成相应的3位
二进制数,依次连接起来即可。

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1.3 计算机中的信息表示
1.3.1. 数制及其转换

4. 二进制数与十六进制数的相互转换
二进制数转换成十六进制数,只要把每4位分成一 组,再分别转换成十六进制数码中的一个数字,不 足4位的分别向高位或低位补0凑成4位,全部连接 起来即可。 十六进制数转换成二进制数,只要将每一位十六 进制数转换成4位二进制数,然后依次连接起来即 可。

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1.3 计算机中的信息表示
1.3.1. 数制及其转换

例:将10110001.101B转换为十六进制数
二进制4位分组 转换为十六进制数 1011 B


1010 A

0001. 1.

所以,10110001.101 B = B1.AH



将16进制数转换成二进制数,只要将每一位16进制数转换成相应的4位
二进制数,依次连接起来即可。

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1.3 计算机中信息的表示方法
1.3.4 二进制的算术运算

1.二进制数的加法运算
二进制数的加法运算法则是: 0+0=0 0+1=1 1+0=1 1+1=0 (被加数和加数为1,结果本位为0,按逢 二进一向高位进位1)

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1.4 计算机中信息的表示方法
1.4.4 二进制的算术运算

2.二进制数的减法运算
二进制减法的法则是: 0-0=0 1-0=1 0 - 1 = 1 (被减数为0,减数为1,结果本位为1, 向高位借位) 1-1=0

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1.4 计算机中信息的表示方法
1.4.4 二进制的算术运算

3.二进制数的乘法运算
二进制数的乘法运算法则是: 0×0=0 1×0=0 0×1=0 1×1=1

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1.4 计算机中信息的表示方法
1.4.4 二进制的算术运算

4.二进制数的除法运算
二进制数的除法运算法则是: 0÷0=0 0 ÷ 1 = 0 (1 ÷ 0 无意义) 1÷1=1

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1.4 计算机中信息的表示方法
1.4.5 基本逻辑运算

1.逻辑信息的表示方法
可以表示“真”与“假”、“对”与“错”、“是” 与“非”等具有逻辑性质的信息称为逻辑量,二进制的1 和0在逻辑上可以表示这种信息。

一般来说,在计算机中,逻辑量用于判断某一事件 是否成立,成立为1(真),事件发生;不成立为0 (假),事件不发生。

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1.4 计算机中信息的表示方法
1.4.5 基本逻辑运算

2.基本逻辑运算
◆ “与”运算(AND)
“与”运算又称逻辑乘,用符号“.”或“∧”来表 示。运算规则如下: 0∧0 = 0 0∧1 = 0 1∧0 = 0 1∧1 = 1 即当两个参与运算的数中有一个数为0,则运算结果 为0,都为1结果为1。

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1.4 计算机中信息的表示方法
1.4.5 基本逻辑运算

2.基本逻辑运算
◆“或”运算(OR)
“或”运算又称逻辑加,用符号“+”或“∨”表示。 运算规则如下: 0∨0 = 0 0∨1 = 1 1∨0 = 1 1∨1 = 1 即当两个参与运算的数中有一个数为1,则运算结果 为1,都为0结果为0。

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1.4 计算机中信息的表示方法
1.4.5 基本逻辑运算

2.基本逻辑运算
◆“非”运算(NOT) 如果变量为A,则它的非运算结果用 A 表示。运算 规则如下: 0=1 1=0

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1.4 计算机中信息的表示方法
1.4.5 基本逻辑运算

2.基本逻辑运算
◆“异或”运算(XOR)
“异或”运算用符号“∨”来表示。其运算规则如 下:

0∨0 = 0
1∨0 = 1

0∨1 = 1
1∨1 = 0

即当两个参与运算的数取值相异时,运算结果为1, 否则为0。

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1.4 计算机中信息的表示方法
1.4.6 字符的编码

1. 计算机中数据的单位 1)位(bit) 简记为b,也称为比特,是计算机存储数据的最小 单位。一个二进制位只能表示0或1。 2)字节(Byte) 字节来自英文Byte,简记为B。规定1B=8bit。 1 KB = 210 B,1 MB = 220 B,1 GB = 230 B, 1 TB = 240 B 3)字(Word) 一个字通常由一个字节或若干个字节组成。字长是 计算机一次所能处理的实际位数长度,字长是衡量计算 性能的一个重要指标。

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1.4 计算机中信息的表示方法
1.4.6 字符的编码 ASCII码是美国信息交换用标准代码,已经被 国际标准化组织(ISO)认定为国际标准,为世界 公认,并在世界范围内通用。

1. A S C



2. 汉 字 编 码

3. B ASCII码是用一个8位二进制数(1个字节)表 C D 示,每个字节只占用了7位,基本ASCII码最高位 码 恒为0。7位ASCII码可以表示27=128种字符。当 编码最高位为0时,称为基本ASCII码,当最高位 为1时,形成扩充的ASCII码,它表示范围为128~ 255,可表示128种字符。

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1.5 计算机中信息的表示方法
1.5.5 字符的编码 汉字信息交换码(国标码) 1. A S C 2. 汉 字 编 码 3. 1981年我国颁布了GB2312国家标准《信息交 B C 换用汉字编码字符集.基本集》。该标准选出6 763 D 个常用汉字和683个非常用汉字字符,并为每个字 码 符规定了标准代码。GB2312字符集构成一个94行、 94列的二维表,行号为区号,列号为位号,每个汉 字或符号在ASCII码表中的位置用它所在的区号和 位号来表示。为了处理与存储方便,每个汉字在计 算机内部分别用一个字节来表示。



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1.5 计算机中信息的表示方法
1.5.5 字符的编码 汉字机内码 1. A S C 2. 汉 字 编 码 3. 汉字机内码是供计算机系统内部进行存储、加 B C 工处理、传输统一使用的代码,又叫汉字内部码。 D 由于文本中通常混合使用汉字和西文字符,汉字信 码 息如果特别标识,就会与单字节的ASCII码混淆。 因此将一个汉字看成是两个扩展的ASCII码,使表 示GB2312汉字的两个字节的最高位都为1,并且汉 字的区码和位码都加上A0H,保证把两个字节的最 高位一律由“0”变成“1”,其余7位不变。



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1.5 计算机中信息的表示方法
1.5.5 字符的编码 汉字输入码(外码) 1. A S C 2. 汉 字 编 码 3. 汉字输入码是为了将汉字通过键盘输入计算机 B C 而设计的代码。汉字输入编码方案很多,综合起来 D 可分为流水码、拼音类输入码、字形类输入码和音 码 形结合输入码。 汉字的输入编码和汉字的机内码是不同范畴的 概念。对同一个字,不管采用什么样的输入法,其



机内码都是相同的。

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1.5 计算机中信息的表示方法
1.5.5 字符的编码 汉字字形码 1. A S C 2. 汉 字 编 码 3. 汉字字形码主要是指汉字字形点阵的代码,是 B C 汉字字库中存储的汉字字形的数字化信息,用于汉 D 字的显示和打印。 码 目前汉字字形的产生方式大多是点阵方式,汉 字字形点阵中每个点的信息要用一位二进制码表示。 对于16×16点阵的字形码,需要用32个字节



(16×16/8=32)表示。

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1.5 计算机中信息的表示方法
1.5.5 字符的编码 ? 1. A S C 2. 汉 字 编 码 BCD(8421码)



?通常规定一个数的最高位作为符号位,“0”表示 3. 正,“1”表示负。 把在机器内存放的正负号数码化 B 后的数称为机器数;把在机器外存放的由正负号表 C 示 的 数 称 作 真 值 。 例 如 真 值 +127 的 机 器 数 是 D 码 011111111,真值-127的机器数是111111111。为了 在计算机的输入输出操作中能直观迅速地与常用的 十进制数相对应,习惯上用二进制代码表示十进制 数,这种编码方法简称BCD码或8421编码。例如, 对于(239)10的编码如下:

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1.5 计算机中信息的表示方法
1.5.5 字符的编码 ? 1. A S C 2. 汉 字 编 码 3. B C D 码

十进制数 8421编码

2 0010

3 0011

9 1001



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1.4.1计算机的工作原理

当我们需要计算机完成某项任务的时候,首先要将 任务分解为若干各基本操作的集合,计算机所要执行的 基本操作命令就是指令。 指令是对计算机进行程序控制的最小单元,是一种 采用二进制表示的命令语言。一条指令通常由两个部分 组成,即操作码和操作数。 操作码 操作数

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1.2.2 计算机的工作原理

整个计算机工作过程的实质就是指令的执行过程。 因为控制器对各个部件的控制都是通过指令实现的。指 令的执行过程可以分为四步。
取指令 分析指令 执行指令

形成下一条指令地址

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1.4.1计算机的工作原理

根据以上总述,我们必须首先根据该任务要求
编写相应的程序,然后通过输入设备向控制器发 出输入信息的请求,得到控制器许可的情况下, 输入设备把程序和 数据送到存储器中并保存起来。 随后,计算机系统就会在控制器的控制协调下,

自动地运行程序,并把程序运行结果存入存储器。
最后,在控制器的控制下输出设备把存储器中的 运行结果输出,显示为用户容易识别的形式。

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1.4 计算机系统
1.4.1 计算机的组成

一个完整的计算机系统由硬件系统 和软件系统两大部分组成。 计算机硬件系统

计算机软件系统

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1.4 计算机系统 1.4.1 计算机的组成(硬件)

硬件指的是计算机系统中由电子、机械和 光电元件等组成的各种计算机部件和计算机 设备。这些部件和设备依据计算机系统结构 的要求,构成一个有机整体,称为计算机硬 件系统。 未配置任何软件的计算机叫裸机,它是 计算机完成工作的物质基础。

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1.4 计算机系统的组成
1.4.1 计算机硬件系统
冯· 诺依曼(Von Neumann)提出的存储程序工作原理决定了计算机硬件系统 由以下五个基本部分组成。 计算机硬件系统包括计算机的主机和外部设备。它由五大功能部件组成,即: 运算器、控制器、存储器、输入设备和输出设备。

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返 回

图2 硬件系统五大组成部分框图

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1.4.1 计算机硬件系统

● 运算器

运算器是计算机对数据进行加工处理的部件,包 括算术运算和逻辑运算。

● 控制器

控制器负责从存储器中取出指令,并对指令进行 译码;根据指令的要求,按时间的先后顺序,负 责向其他各部件发出控制信号,保证各部件协调 一致地工作,一步一步地完成各种操作。

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1.4.1 计算机硬件系统

● 存储器

存储器的主要功能是存放程序和数据,是计 算机记忆或暂存数据的部件。计算机中的全部信 息,都存放在存储器中。而且,指挥计算机运行 的各种程序也存放在存储器中。

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1.4 计算机系统 1.4.1 计算机的组成(硬件)

存储器分为两大类:内存储器和外存储器, 简称内存和外存。内存储器又称为主存储器, 外存储器又称为辅助存储器。

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1.4 计算机系统 1.4.1 存储器的分类
存储器

内存储器 ROM(Read Only Memory)

外存储器

磁盘(硬盘、软盘)

RAM(Random Access Memory)
Cache

光盘(CD-ROM、CD-RW、 DVD、MO)
闪存(CF卡、MMC卡 、SD卡)

磁带

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1.4.1 计算机硬件系统

● 输入设备

输入设备用于接受用户输入的原始程序和数据, 它是重要的人机接口,负责将输入的程序和数据 转换成计算机能识别的二进制代码,并放入内存 中。

● 输出设备

输出设备是输出计算机处理结果的设备。在大多 数情况下,它将这些结果转换成便于人们识别的 形式。

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1.4 计算机系统 1.4.1 计算机的组成(硬件)

从信息的输入输出角度来说,磁盘驱动器和磁带机 既可以看作输入设备,又可以看作输出设备。

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1.4.2 计算机软件系统
相对于计算机硬件而言,软件是计算机的无形部分,是计算 机的灵魂。是指使计算机运行所需的程序、数据和有关文档的总 和.软件可以对硬件进行管理、控制和维护。根据软件的用途可将 其分为: 系统软件 应用软件 ?系统软件一般由软件厂商提供, ?应用软件是为解决某一问题而由用户或软件公司开发的。

用户 各种应用软件 高级语言程序 操作系统

计算机硬件
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? ?操作系统 ? ? ?系统软件?语言处理程序 ? ? ?系统支撑和服务程序 ? ?数据库管理系统 ? ? ? 软件系统? ? ? Microsoft Office ? ?WPS Office ? ? ?应用软件? ?Adobe Photoshop ? ?等等 ? ? ?

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1.4.2 计算机软件系统 1. 系统软件

操作系统对计算机资源进行控制与管理的系统化程序集合,它 是用户和计算机硬件系统之间的接口,为用户和应用软件提供 了访问和控制计算机硬件的桥梁。 操作系统是最基本最重要的系统软件,用来管理和控制
计算机系统中硬件和软件资源的大型程序,是其他软件运行的 基础。

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1.4.2 计算机软件系统 1. 系统软件

操作系统负责对计算机系统的全部软、硬件和数据资源进行统 一控制、调度和管理。

主要作用:提高系统的资源利用率、提供友好的用户界面, 从而使用户能够灵活、方便地使用计算机。

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1.4.2 计算机软件系统 1. 系统软件

操作系统 操作系统是一个庞大的管理控制程序,它包括五个管理功能: 处理器管理、存储管理、设备管理、文件管理和作业管理。 操作系统① 按其运行的环境可分为实时操作系统、分时 操作系统和批处理操作系统。② 按其管理用户的数量可分为 单用户操作系统和多用户操作系统。③ 按同时管理的作业数 可分为单用户单任务操作系统、单用户多任务操作系统和多用 户多任务操作系统。

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1.2.3 计算机软件系统 1. 系统软件

语言处理程序
人与人交流需要语言,人与计算机之间交流同样需要语言。 人与计算机之间交流信息使用的语言叫做程序设计语言。按照 其对硬件的依赖程度通常把程序设计语言分为三类: ◆ 机器语言 ◆ 汇编语言 ◆ 高级语言

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1.4.2 计算机软件系统 1. 系统软件

◆ 机器语言
机器语言是一种用二进制代码“1”和“0”组成的一组代码 指令,是唯一可以被计算机硬件识别和执行的面向机器的语言。 优点:占用内存小、执行速度快 缺点:编写程序工作量大、程序阅读性差、调试困难

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1.4.2 计算机软件系统 1. 系统软件

◆ 汇编语言
汇编语言是使用一些能反映指令功能的助记符来代替机器 指令的符号语言。

汇编语言的指令与机器语言的指令基本上是一一对应的。 这些助记符一般是人们容易记忆和理解的英文缩写,
优点:汇编语言在编写、阅读和调试方面有很大进步,运 行速度快。 缺点:是面向机器的语言,编程复杂,可移植性差。

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1.4.2 计算机软件系统 1. 系统软件

◆ 高级语言
高级语言是一种独立于机器的算法语言。 高级语言的表达方式接近于人们日常使用的自然语言和数 学表达式,并且有一定的语法规则。 缺点:编写的程序运行要慢一些 优点:编程简单易学、可移植性好、可读性强、调试容易

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1.4.3 计算机软件系统 1. 系统软件

数据库管理系统

数据库管理系统主要面向解决数据处理的非数值计算问题, 对计算机中存放的大量数据进行组织、管理、查询。
目前,常用的数据库管理系统有SQL Server、Oracle、 Mysql和Visual FoxPro等。

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1.4.3 计算机软件系统 1. 系统软件

系统支撑和服务程序:

该类程序又称工具软件,如系统诊断程序、调试程序、排错程 序、编辑程序、查杀病毒程序等等,都是为维护计算机系统的
正常运行或支持系统开发所配置的软件系统。

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1.4.2 计算机软件系统 2. 应用软件

应用软件是用户为解决各种实际问题而编制的计算机应用程序及其 有关资料。
应用软件具有很强的实用性。
随着计算机应用领域的不断拓展和计算机应用的广泛普及,各种各样的应 用软件与日俱增,如Microsoft Office、WPS Office、Photoshop等。专用软件是 只为完成某一特定专业的任务而设计的软件,它往往是针对某行业、某用户的特
定需求而专门开发的,如某个公司的管理系统、医院信息系统(HIS)、办公自动化系统 (OA)等。

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计算机系统的完整组成

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1.4.2 程序设计语言

输入计算机的信息一般有两类,一类称为数 据,一类称为程序 。计算机是通过执行程序 所规定的各种指令来处理各种数据的



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1.4.2 程序设计语言

1. 指令 是指示计算机执行某种操作的命令,它由一串

二进制数码组成,这串二进制数码包括操作码和地址 码两部分。操作码规定了操作的类型,即进行什么样 的操作;地址码规定了要操作的数据(操作对象)存 放在什么地址中,以及操作结果存放到哪个地址中去。 一台计算机有许多指令,作用也各不相同。所有指 令的集合称为计算机指令系统。计算机系统不同,指 令系统也不同,目前常见的指令系统有复杂指令系统 (CISC)和精简指令系统(RISC)。

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1.4.2 程序设计语言

2.程序 是由一系列指令组成的,它是为解决某一问题 而设计的一系列排列有序的指令的集合。程序送入计 算机,存放在存储器中,计算机运行某一个程序,就 是按照为解决该问题而设计的一系列排好顺序的指令 进行工作。 软件是指使计算机运行所需的程序、数据和有关的 文档的总和。数据是程序的处理对象,文档是与程序 的研制、维护和使用有关的资料。

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程序的组成

? 程序=算法+数据结构DS ? 算法:告诉计算机怎么去做 ? DS:把操作对象进行规范化处理,就是数据之间的关系 理清楚,让程序更有效率
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1.2.4常见的DS

? 堆栈:先进后出结构 ? 线性表:随机读取结构 ? 队列:先进先出结构

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1.2.4 算法

? 有穷性
? 程序的特点 ? 确定性 ? 可行性

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1.5微型计算机系统 1.5.1微型计算机的分类

微型计算机按其性能、结构、 技术特点等可分为

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1.5微型计算机系统 1.5.1微型计算机的分类

?单片机:将微处理器(CPU)、 一定容量的存储器以及I/O接口 电路等集成在一个芯片上,就 构成了单片机。

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1.5微型计算机系统 1.5.1微型计算机的分类

单板机:将微处理器、存储器、 I/O接口电路安装在一块印刷电 路板上,就成为单板机。

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1.5微型计算机系统 1.5.1微型计算机的分类

?PC(Personal Computer,个 人计算机):供单个用户使用 的微机一般称为PC,是目前使 用最多的一种微机。

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1.5微型计算机系统 1.5.1微型计算机的分类

?便携式微机:便携式微机大体 包括笔记本计算机和个人数字 助理( PDA)等。

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1.2.4 衡量计算机性能的主要指标
衡量一台微型计算机的主要性能指标包括:

1. 运算速度
2. 主频

3. 字长
4.内核 5.内存容量

运算速度 单位时间内执行 的计算机指令数。 单位有MIPS(Million Instructions Per Second,每秒 106条指令)和BIPS(Billion Instructions Per Second,每秒 109条指令)。
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1.2.4 衡量计算机性能的主要指标
衡量一台微型计算机的主要性能指标包括:

1. 运算速度
2. 主频

3. 字长
4.内核 5.内存容量

主频 即时钟频率,是指 计算机CPU在单位时间内 发出的脉冲数,它在很大 程度上决定了计算机的运 算速度,主频的单位是赫 兹(Hz)。
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1.2.4 衡量计算机性能的主要指标
衡量一台微型计算机的主要性能指标包括:

1. 运算速度
2. 主频

3. 字长
4.内核 5.内存容量

?字长 是指计算机的运算 部件能同时处理的二进制 数据的位数,它与计算机 的功能和用途有很大的关 系。
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1.2.4 衡量计算机性能的主要指标
衡量一台微型计算机的主要性能指标包括:

1. 运算速度
2. 主频

3. 字长
4.内核 5.内存容量

?内核数 CPU内核数指CPU内 执行指令的运算器和控制器 的数量。目前有2个、4个和8 个等。Intel和AMD分别推出 了双核心处理器Pentium D和 Athlon 64 X2。
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1.2.4 衡量计算机性能的主要指标
衡量一台微型计算机的主要性能指标包括:

1. 运算速度
2. 主频

3. 字长
4.内核 5.内存容量

?内存容量 是指内存 储器中能存储信息的 总字节数。

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1.2.4 衡量计算机性能的主要指标
衡量一台微型计算机的其他性能指标包括:

其他性能指标 机器的兼容性(包括数据和文件的兼容、程序兼容、系统兼容和设 备兼容),系统的可靠性(平均无故障工作时间MTBF),系统的可 维护性(平均修复时间MTTR),机器允许配置的外部设备的最大数 目,数据库管理系统及网络功能等,另外,性能价格比也是一项综合 性的评价计算机性能的指标。

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1.5.3 常见微型计算机的硬件设备

? ? ? ? ? ? ? ? 硬件设备? ? ? ? ? ? ? ? ?

1. 微处理器(CPU ) ?内存 ? ?软盘 ? ? ? 2. 存储器? ?硬盘 ?外存?闪存 ? ? ?光盘存储器 ? ? ? 3. 常见的总线 4. 主板 5. 输入设备 6. 输出设备

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1.5.3 常见微型计算机的硬件设备 1. 微处理器

微处理器 是将运算器、控制器、高 速内部缓存集成在一起的 超大规模集成电路芯片, 是计算机中最重要的核心 部件。 图5中上面是p4,下面是一 种汽车用微处理器RS1000。

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1.5.3 常见微型计算机的硬件设备 2. 内存

微机中的内存一般指指 随机存储器(RAM)。 目前常用的内存有 SDRAM和DDR SDRAM,以及DDR Ⅱ SDRAM等。

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1.5.3 常见微型计算机的硬件设备 3主板

?主板是微型计算机系统中最大 的一块电路板,有时又称为母 板或系统板,是一块带有各种 插口的大型印刷电路板 (PCB) 。它将主机的CPU芯 片、存贮器芯片、控制芯片、 ROM BIOS芯片等结合在一起。

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1.5.3 常见微型计算机的硬件设备 3.输入设备

输入设备 是将原始信息转化为计 算机能接受的二进制数, 以便计算机能够处理的 设备

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1.5.3 常见微型计算机的硬件设备

3.输出设备

输出设备
有显示器、打印机、绘图 仪和音箱等。 1)显示系统:包括显示器 和显示适配器(又称显示 卡)

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1.5.3 常见微型计算机的硬件设备

3.输出设备

输出设备
2)打印机 点阵打印机又称针式打印 机,是利用打印头内的点阵撞针撞击 打印色带,在打印纸上产生打印效果。 喷墨打印机的打印头由细小的喷墨口 组成,当打印头横向移动时,喷墨口 可以按一定的方式喷射出墨水,打到 打印纸上,形成字符、图形等。激光 打印机是一种高速度、高精度、低噪 声的非击打式打印机。它是激光扫描 技术与电子照相技术相结合的产物, 利用了激光的定向性、能量集中性。

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1.5.3 常见微型计算机的硬件设备

3.输出设备

声音系统 音频信号是连续的模拟信号,而电脑处理的只能是数字信号,因此,电脑要 对音频信号进行处理,首先必须进行模/数(A/D)的转换。这个转换过程实 际上就是对音频信号的采样和量化过程,即把时间上连续的模拟信号转变为 时间上不连续的数字信号,只要在连续量上等间隔地取足够多的点,就能逼 真地模拟出原来的连续量。这个“取点”的过程我们称为采样(Sampling), 采样精度越高(“取点”越多)数字声音越逼真。 采样频率是指每秒钟对音频信号的采样次数。单位时间内采样次数越多, 即采样频率越高,数字信号就越接近原声。采样频率只要达到信号最高频率 的两倍,就能精确描述被采样的信号。一般来说,人耳的听力范围在20Hz到 20kHz之间,因此,只要采样频率达到40kHz,就可以满足人们的要求。现时 大多数声卡的采样频率都已达到44.1kHz或48kHz,即达到所谓的CD音质水平 了。

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1.5.3 常见微型计算机的硬件设备 外存储器

1 2 3

4

软盘 其直径为3.5英寸,容量为1.44 MB。 软盘上有写保护口,当写保护口处于 保护状态(即写保护口打开)时,只 能读取盘中信息,而不能写入,用于 防止擦除或重写数据,也能防止病毒 侵入。

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1.5.3 常见微型计算机的硬件设备 外存储器

1 2 3

4

硬盘 是微机上最重要的外存储器,它由多 个质地较硬的涂有磁性材料的金属盘 片组成,每个盘片的每一面都有一个 读、写磁头,用于磁盘信息的读写。 硬盘是目前存取速度最快的外存

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1.5.3 常见微型计算机的硬件设备

外存储器

1 2 3

4

闪存(Flash Memory) 作为存储介质的半导体集成电路 制成的电子盘已成为主流的可移 动外存。电子盘又称“优盘”, 可反复存取数据。

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1.5.3 常见微型计算机的硬件设备 外存储器

1 2 3 4 光存储器 是利用激光技术存储信息的装置。目前用于 计算机系统的光盘可分为只读光盘(CDROM 、 DVD ) 、 追 记 型 光 盘 ( CD-R 、 WORM)和可改写型光盘(CD-RW、MO) 等。光盘存储介质具有价格低、保存时间长、 存储量大等特点,已成为微机的标准配置 。

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1.5.3 常见微型计算机的硬件设备

总线(Bus)
是计算机各功能部件之间传送信息的公共通信干线,它是 由导线组成的传输线束。微机内部信息的传送是通过总线 进行的,各功能部件通过总线连在一起。微机中的总线一 般分为数据总线、地址总线和控制总线,分别用来传输数 据、数据地址及控制信号。常见的总线标准有:1)PCI总 线;2)AGP总线;3)USB总线;4)IEEE 1394总线。

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9.3多媒体技术
9.3.1多媒体技术的主要的研究方向
是由Intel、IBM、DEC公司推出的一种局部总线,它定义了32位数据总线,且 可扩展为64位。PCI是迄今为止最成功的总线接口规范之一。PCI总线与CPU之 间没有直接相连,而是经过桥接(Bridge)芯片组电路连接。该总线稳定性和 匹配性出色,提升了CPU的工作效率,最大传输速率可达132MB/s。

PCI总线

AGP

是加速图形端口的缩写,它是为提高视频带宽而设计的总线结构,AGP总线使图 形加速硬件与CPU和系统存储器之间直接连接,无须经过繁忙的PCI总线,提高 了系统实际数据传输速率和随机访问内存时的性能。目前AGP 4X的总线传输率 已达l.06GB/s

USB总线

即通用串行总线,是一种新型接口标准。它连接外设简单快捷, 支持热拔插,成本低、速度快、连接设备数量多,目前广泛地 应用于计算机、摄像机、数码相机和手机等多种数码设备上。 目前USB Ver2.0数据传输率达到60MB/s。
是一种串行接口标准,能非常方便地把电脑、电脑外设、家电等设备 连接起来,能达到实时传送多媒体视频流的高速高带宽数据传输效果。 IEEE 1394总线是目前最快的高速外部串行总线,1394a最高的传输速率 达400MB/s,而1394b的最高传输速率达到了800MB/s,并且支持带电拔 插。
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IEEE1394


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