工信版（中职）计算机原理模块一教学课件

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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,*,YCF,（中职）计算机原理模块一教学课件,模块1 计算机基础知识,任务1 计算机的概述,1.1.1现代计算机的发展历程,1.1.2计算机的特点,1.1.3计算机的应用,任务2 计算机系统的基本组成,1.2.1计算机的硬件系统结构,1.2.2计算机的软件系统,1.2.3计算机工作原理,模块1 计算机基础知识,当今世界，在工作、生活的各个领域已经离不开计算机，计算机已经成为生活中不可缺少的工具，它改变着人们的生活方式，同时也大大地推动了整个信息化社会的发展。所以，计算机被誉为是20世纪人类最辉煌、最伟大的科学

2、发明之一。,返回,任务1,计算机的概述,1.1.1 现代计算机的发展历程,1945年3月，美籍匈牙利科学家约翰冯诺依曼提出了“存储程序式”的思想，即预先将根据某一任务设计好的程序装人存储器中，再由计算机去执行存储器中的程序。这样，在执行新的任务时，只需改变存储器中的程序，而不必改动计算机的任何电路。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研制成功。它使用了18000余只电子管，占地170m，重30t，功率约140kw，每秒可进行 5000次加减运算，ENIAC是为完成某个特定任务而专门设计的，当需要执行新计算任务时，必须重新设计和改变连线。ENIAC的问世具有划

3、时代的意义，表明了电子计算机时代的到来。,根据计算机所采用的物理器件，可将计算机的发展大致分为四个阶段。,下一页,返回,任务1 计算机的概述,1.第一代计算机,第一代计算机(1946-1957年)被称为电子管计算机，其主要元器件为电子管，内存储器用延迟线或磁鼓，外存储器为纸带、穿孔卡片等。第一代计算机主要使用机器语言，编辑极为不便。电子管计算机由于体积庞大、价格昂贵、运算速度低，其管理和维护工作复杂，主要用于科学计算和军事方面。,2.第二代计算机,第二代计算机(1958-1964年)被称为晶体管计算机。其主要元器件被晶体管所代替，内存储器采用磁芯，外存储器有了磁带等。与第一代计算机相比，计算机

4、的运算速度提高，体积减小，功耗降低，可靠性增强，开始应用于数据处理、事务管理及过程控制等领域。,下一页,返回,上一页,任务1 计算机的概述,3.第三代计算机,第三代计算机(1965-1970年)采用了中、小规模集成电路，因此又叫做集成电路计算机。集成电路采用光刻技术将一些具有特定功能的电路集成在一小块半导体晶片上。因此，计算机的体积进一步缩小。速度、精度、容量及可靠性等主要指标大为改善，并实现了系列化和标准化。,计算机的内存开始采用半导体存储器，高级程序设计语言有了更快的发展。操作系统的出现也更加完善了计算机的软件组成。,这一阶段，在发展大型机的同时，小型机和超小型机也蓬勃发展起来，从而扩大了

5、计算机的应用范围，加速了计算机的推广普及，计算机的应用开始向各个领域渗透。,下一页,返回,上一页,任务1 计算机的概述,4.第四代计算机,第四代计算机(1971年-至今)普遍采用了大规模和超大规模集成电路，尤其是用集成度极高的半导体存储器代替了磁芯存储器，使得计算机的体积大大缩小。计算机的存储容量、运算速度和可靠性方面都比上一代有了重大突破。,第四代计算机的重要成就表现在微处理器技术上。微处理器是一种超小型化的电子产品，将计算机的运算器、控制器等核心部件制作在一个集成电路芯片上。以微处理器为核心的微型计算机具有体积小、价格低的特点，其已渗人到社会生活的各个方面。,下一页,返回,上一页,任务1

6、计算机的概述,1.1.2计算机的特点,计算机的发明和发展是20世纪最伟大的科学技术成就之一。作为一种通用的智能工具，它具有以下几个特点。,1.运算速度快,现代的巨型计算机系统的运算速度已达每秒几十亿次乃至几百亿次。,2.运算精度高,由于计算机内采用二进制数制进行运算，因此可以通过增加表示数字的设备和运用计算技术，使数值计算的精度越来越高。,下一页,返回,上一页,任务1 计算机的概述,3.通用性强,计算机可以将任何复杂的信息处理任务分解成一系列基本的算术和逻辑操作，并反映在计算机的指令操作中，然后按照各种规律执行的先后次序把它们组织成各种不同的程序，存入存储器中。,4.具有记忆和逻辑判断功能,计

7、算机有内部存储器和外部存储器，可以存储大量的数据，随着存储容量的不断增大，可存储记忆的信息量也越来越大。,5.具有自动控制能力,计算机内部操作、控制是根据人们事先编制好的程序自动控制进行的，不需要人工干预。,下一页,返回,上一页,任务1 计算机的概述,1.1.3计算机的应用,计算机的应用已经广泛地深人到科学研究、军事技术、工农业生产、文化教育等现代人类社会的各个领域中，已经成为人类不可缺少的重要工具。,1.科学计算(数值计算),最初计算机的发明，就是为了解决科学技术研究和工程应用中所需要的大量数值计算问题。如利用计算机高速度、高精度的运算能力，可以完成气象预报、火箭发射、地震预测、工程设计等庞

8、大复杂人工难以完成的计算任务。,下一页,返回,上一页,任务1 计算机的概述,2.数据处理,数据处理，也称信息管理，用来泛指非科学工程方面的所有对数据计算、管理、查询和统计等。使用计算机信息存储容量大、存取速度快等特点，采集数据、管理数据、分析数据、处理大量的数据并产生新的信息形式，方便人们查询、检索和使用数据。例如，人口统计、企业管理、情报检索、档案管理等。,3.计算机通信,计算机通信是计算机应用最为广泛的领域之一。它是计算机技术和通信技术高度发展、密切结合的一门新兴科学。国际互联网Internet已经成为覆盖全球的信息基础设施，在世界的任何地方，人们都可以彼此进行通信，如收发电子邮件、进行文

9、件的传输、拨打IP电话等。国际互联网还为人们提供了内容广泛、丰富多彩、各种各样的信息。,下一页,返回,上一页,任务1 计算机的概述,4.计算机辅助工程,计算机辅助工程的应用，可以提高产品设计、生产和测试过程的自动化水平，降低成本，缩短生产周期，改善工作环境，提高产品质量，获得更高的经济效益。,(1)计算机辅助设计(CAD)是指利用计算机来辅助设计人员进行产品和工程的设计。计算机辅助设计已应用于机械设计、集成电路设计、建筑设计、服装设计等各个方面。,(2)计算机辅助制造(CAM)是指利用计算机来进行生产设备的管理、控制。如利用计算机辅助制造自动完成产品的加工、装配、包装、检测等制造过程。,(3)

10、计算机辅助教学(CAI)是指利用计算机进行辅助教学、交互学习。如利用计算机辅助教学制作的多媒体课件可以使教学内容生动、形象逼真，取得良好的教学效果。通过交互方式的学习，可以使学员自己掌握学习的进度、进行自测，方便灵活，满足不同层次学员的要求。,下一页,返回,上一页,任务1 计算机的概述,(4)计算机辅助测试(CAT)是指利用计算机进行产品等的辅助测试。,5.过程控制,过程控制也称实时控制。随着生产自动化程度的提高，对信息传递速度和准确度的要求也越来越高，这一任务靠人工操作已无法完成，只有计算机才能胜任。利用计算机为中心的控制系统可以及时地采集数据、分析数据、制定方案，进行自动控制。它不仅可以减

11、轻劳动强度，而且可以大大提高自动控制水平、提高产品质量和合格率。因此，过程控制在冶金、电力、石油、机械、化工以及各种自动化部门得到广泛应用;同时它还应用于导弹发射、雷达系统、航空航天等领域。,下一页,返回,上一页,任务1 计算机的概述,6.人工智能,人工智能(Artificial Intelligence,AI)。它是研究、开发用于模拟、延伸和扩展人的智能的理沦、方法、技术及应用系统的一门新的技术科学。,人工智能研究如何用计算机去模拟、延仲和扩展人的智能;如何把计算机用得更聪明;如何设计和建造具有高智能水平的计算机应用系统;如何设计和制造更聪明的计算机以及智能水平更高的智能计算机等。人工智能是

12、计算机科学的一个分支，是计算机科学技术的前沿科技领域。人工智能与计算机软件有密切的关系:一方面，各种人工智能应用系统都要用计算机软件去实现;另一方面，许多聪明的计算机软件也应用了人工智能的理沦方法和技术。例如，专家系统软件、机器博弈软件等。但是，人工智能不等于软件，除了软件以外，还有硬件及其他自动化和通信设备。,下一页,返回,上一页,任务1 计算机的概述,人工智能虽然是计算机科学的一个分支，但它的研究却不仅涉及计算机科学，而且还涉及脑科学、神经生理学、心理学、语言学、逻辑学、认知(思维)科学、行为科学和数学以及信息沦、控制沦和系统沦等许多学科领域。因此，人工智能实际上是一门综合性的交叉学科和边

13、缘学科。,7.电子商务,电子商务是指在计算机网络上进行的商务活动。电子货币将传统的货币贸易改变为“电子贸易”，使人们在网上可进行股票、投资、购物和房地产交易，还可用来对职工工资、失业社会保障、保险业务等进行电子支付。这种电子交易不仅方便快捷，现金的流通量也将随之减少，还避免了货币交易的风险和麻烦。它是近年来新兴的、也是发展最快的应用领域之一。,下一页,返回,上一页,任务1 计算机的概述,8.文化教育与休闲娱乐,利用计算机网络实现远距离双向交互式教学和多媒体结合的网上教学方式，改变了传统的以教师课堂传授为主，学生被动学习的方式，使学习的内容和形式更加丰富灵活。多媒体计算机还可用于欣赏电影、观看电

14、视、玩游戏等。,返回,上一页,任务2 计算机系统的基本组成,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，如,图1-1,所示。,硬件是组成计算机的物质实体，是计算机系统中实际物理设备的总称，如CPU、存储器、输入/输出设备等;软件则是介于用户和硬件系统之间的界面。没有软件支持的计算机叫做“裸机”，在裸机上只能运行机器语言程序，这样的计算机效率降低，使用十分不便。没有软件支持，再好的硬件配置也是毫无意义的;当然没有硬件，软件再好也没有用武之地，只有两者互相配合，才能发挥最大作用。,首先介绍计算机中常用的几个术语。,(1)位:计算机内所有的信息都是以二进制的形式表示的，单位是位。计算机只认

15、识由0或1组成的二进制数，其中的每个0或1就是信息的最小单位，称为“位”(bit)。,下一页,返回,任务2 计算机系统的基本组成,(2)字节:是衡量计算机存储容量的单位。一个8位的二进制数据单元称一个字节(Byte)。在计算机内部，一个字节可以表示一个数据，也可以表示一个英文字母或其他特殊字符，两个字节可以表示一个汉字。除了字节可以表示存储容量外，还可以用千字节(KB),兆字节(MB)、吉字节(GB)、太字节(TB)等表示存储容量，它们之间的换算关系如下。,下一页,返回,上一页,任务2 计算机系统的基本组成,(3)字(Word):在计算机中，作为一个整体单元进行存取、传送、处理的一组二进制字符

16、串叫做一个字或者单元。,(4)字长:一个字中包含二进制数位数的多少称为字长。字长是标志计算机精度的一项技术指标。字长越长，在相同的时间内传送的信息就越多，计算机的运算速度就越快。,(5)地址(Address):为了便于存取，每个存储单元必须有一个唯一的编号，称为地址。通过地址可以找到所需的存储单元，取出或存入信息。,(6)指令:指挥计算机进行基本操作的命令。计算机能执行的全部指令构成计算机的指令系统。一条指令一般包括操作码和地址码两部分，操作码表明进行何种操作，地址码则指明操作对象(数据)在内存中的地址。,下一页,返回,上一页,任务2 计算机系统的基本组成,(7)程序:人们利用计算机来解决问题时，需要计算机按一定的步骤完成各种操作，这就要对计算机发布一系列的指令，这些指令的集合称为程序。,(8)程序设计语言:用于编写计算机程序的语言，它是人与计算机之间交换信息的工具。,1.2.1计算机的硬件系统结构,尽管计算机的发展速度很快，各种类型的计算机的性能、结构、应用等方面存在着差别，但是它们的基本组成结构却是相同的。,现在所使用的计算机硬件系统的结构一直沿用了美籍匈牙利科学家约翰冯诺依曼提出