第一章_计算机及程序设计基础知识

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1、计算机基础与程序设计课时安排上课时间每周4学时：学习要求1、课前预习2、上课请集中注意力领会理解老师讲课要点，并适当记笔记。3、认真完成作业。课程内容:1.1计算机系统组成及基本工作原理1.2微型机的系统结构1.3计算机中数据的表示及存储形式1.4计算机程序与算法第一章计算机及程序设计基础知识电子计算机的诞生1946年2月由宾夕法尼亚大学研制成功的第一台电子计算机彰显了一个时代的到来ElectronicNumericalIntegratorAndCalculator电子数字积分计算机名称：ENIAC重达30吨占地170m218000个电子管计算速度：5000次加法/秒。现代计算机的特

2、征存储程序和程序控制原理由美籍匈牙利数学家冯·诺依曼教授在参加第一台计算机的研制中提出，并被广泛应用于以后的实际设计中，故现代计算机又称冯·诺依曼机。冯·诺依曼对现代计算机的理论构架主要包括以下三个方面：计算机由运算器、控制器、存储器、输入设备、输出设备组成计算机内部数据采用二进制程序和数据都存放在计算机的存储器中1.1计算机系统组成及基本工作原理一个完整的计算机系统由“硬件”和“软件”两大系统组成。硬件：是指计算机系统中物理装置的总称。例如：显示器、主机等，是构成计算机的实体；软件：是计算机所需要的各种程序、数据及其相关资料的集合。软件和硬件相辅相承，缺一不可。计算机硬件系统的组成

3、结构示意图输入设备输出设备内存运算器控制器CPU1、运算器（ALU）进行算术和逻辑运算的部件。2、控制器（CU）计算机指挥中心。控制和协调各部件自动、连续、协调工作。3、存储器保存各类程序和数据信息。4、输入设备用于从外界将数据、命令输入到内存中。5、输出设备用于将计算机处理结果显示或打印出来计算机工作原理1、计算机指令和程序指令---是指能被计算机识别和执行的操作命令。一条指令通常由两部分组成：操作码和地址码。操作码指明计算机应该干什么、地址码则指出被操作的对象。程序---为完成特定任务而设计的操作步骤（指令序列）2、计算机工作原理目前所有计算机都遵循冯.诺依曼“存储程序”原理：计

4、算机的工作过程就是执行程序的过程。将程序和数据装入计算机内存，启动程序后，计算机便能自动地按编写的程序一步一步地取出指令，根据指令的要求控制机器各个部件协同完成任务。指令的执行过程分为以下4个步骤（P3)：1）取出指令2）分析指令3）执行指令4）取下一条指令，返回2）步。图计算机系统的基本组成第二节微型机的系统结构（P3)控制器只读存储器（ROM）随机读写存储器（RAM）硬件系统微型计算机系统主机外部设备软件系统系统软件（操作系统、语言处理程序、数据库管理程序、诊断维护程序等）应用软件（各种MIS系统、Office、Photoshop等）中央处理器内存储器运算器输入设备（键盘、鼠标、

5、扫描仪、其他）输出设备（显示器、打印机、绘图仪等）外存储器（硬盘、软盘、光盘）1.硬件系统显示器主机键盘鼠标（1）CPU中央处理器CPU是电脑的核心部件，决定计算机的性能。主要由INTEL和AMD公司生产。CPU的主要指标：字长：CPU能够同时处理二进制数据的位数速度主频(也称时钟频率)：HZKHZMHZGHZ运算速度:MIPS(每秒百万条指令数)P4IntelCPU图：(2)存储器1)存储器的种类内存储器：与CPU直接相连的存放数据的器件，如随机存储器(RAM)、只读存储器(ROM)。外存储器：不直接与CPU相连的存储介质，如磁盘等。存储器是用来存放数据和程序信息的部件。待执行的程

6、序和数据必须先从外存储器装入内存储器后才能运行。1）存储器种类内存包括RAM（随机存储器）（断电后数据丢失）ROM（只读存储器）（断电后数据不会丢失）ROM（只读不能写）PROM（可编程只读，用户可写入一次）EPROM（可擦写只读，用户可多次写入）Cache（高速缓冲存储器）：解决CPU和内存之间的速度匹配问题，属于SRAMSRAM（静态）DRAM（动态）2)存储器的一些概念存储单元：字节（8位二进制位）存储单元地址存储容量：存储设备上可以存储数据的最大数量，通常用字节(Byte)、千字节(KB)、兆字节(MB)和千兆字节(GB)来衡量。2）存储器的一些概念存储器采用字节（byte）

7、作为计算机存储信息的基本计量单位。1个字节由8个二进制位(bit)来组成,可以表示1个英文字母、数字或符号存贮一个汉字需要两个字节1Byte＝8bit1KB＝1024Byte1MB＝1024KB1GB＝1024MB注：1MB＝1024KB＝10241024字节＝1048576字节(约100万字节)相当于50万汉字（300页的书）（3）输入设备将原始数据和命令输入计算机内存。键盘、鼠标、扫描仪、读卡器、光笔、触摸屏、数字摄像机等（4）输出设备输出计算机处理