計算機基礎知識.ppt

第3章 計算機基礎知識,3.1 計算機的基本組成及工作原理 3.2 計算機硬件子系統 3.3 計算機軟件子系統 3.4 數據表示 3.5 數據存儲 3.6 多媒體技術基礎 3.7 本章小結,3.1 計算機的基本組成及工作原理,計算機的基本組成/硬件邏輯圖,3.1 計算機的基本組成及工作原理,計算機的工作原理(P67) 運算器用來完成算術運算和邏輯運算。 存儲器用來存放數據和程序。 控制器用來控制計算機各部分協調工作。 輸入設備用來將數據和程序輸入計算機。 輸出設備用來將運算結果輸出。 注意：要求背記P67頁下半頁的計算機工作原理部分,3.2 計算機硬件子系統,中央處理器 內存儲器 外存儲器 輸入設備 輸出設備 主板 總線,3.2.1 中央處理器,基本組成(P68，背記) 運算器 控制器 寄存器 主要性能指標(P69，背記) 兼容性 字長 主頻,3.2.2 內存儲器,(P69，背記) 主要特點 斷電后存儲的數據丟失。 用于存放要執(zhí)行的程序和相應的數據。 常用的內存種類 隨機存儲器（RAM） 只讀存儲器（ROM ） 高速緩存（Cache） 存儲容量表示 1TB=1024GB，1GB=1024MB，1MB=1024KB，1KB=1024B。,3.2.2 內存儲器,隨機存儲器(P70) 靜態(tài)隨機存儲器（Static RAM，SRAM ） 動態(tài)隨機存儲器（ Dynamic RAM，DRAM） 同步動態(tài)隨機存儲器（Synchronous DRAM，SDRAM） 單倍數據速率SDRAM （SDR-SDRAM） 雙倍數據速率SDRAM （DDR-SDRAM） 四倍數據速率SDRAM （QDR-SDRAM）,3.2.2 內存儲器,只讀存儲器(P70) 可編程只讀存儲器 （Programmable ROM，PROM） 可擦可編程只讀存儲器 （Erasable Programmable ROM，EPROM） 電可擦可編程只讀存儲器 （Electrically Erasable Programmable ROM，EEPROM） 快閃存儲器(Flash EPROM),3.2.2 內存儲器,高速緩存(P71) 存儲容量不大，存取速度很快。 直接集成在CPU內部。 用于存放部分正在運行的程序和數據。 由靜態(tài)存儲器(SRAM)構成。 常用的容量為128KB/256KB/512KB。,3.2.3 外存儲器,主要特點 斷電后存儲的數據不丟失。 作為內存的后援設備，存放暫時不執(zhí)行而將來要執(zhí)行的程序和相應的數據。 常用的外存種類 軟盤（Floppy Disk） 硬盤（Hard Disk） 光盤（Compact Disc） U盤（USB接口盤）,3.2.3 外存儲器,軟盤(P71) 內部是一種表面涂覆一層均勻磁性材料的軟質圓形盤片。 存儲的數據是按一系列同心圓記錄在其表面上的。 軟盤的存儲容量計算公式： 盤面數每面磁道數每磁道扇區(qū)數每扇區(qū)字節(jié)數。 軟盤的使用要有軟盤驅動器的配合。,3.2.3 外存儲器,硬盤(P72) 一個硬盤可以有多張硬質鍍磁盤片。 硬盤的存儲容量計算公式： 磁頭數柱面數每磁道扇區(qū)數每扇區(qū)字節(jié)數。 硬盤與硬盤驅動器是封裝在一起的。 巨磁阻效應的發(fā)現催生了大容量的小體積硬盤，巨磁阻效應的發(fā)現者榮獲2007年諾貝爾物理學獎 。,3.2.3 存儲器,光盤：根據激光照射后反射的不同表示不同信息。 CD（Compact Disc）。 CD-ROM（CD- Read Only Memory，只讀光盤）。 CD-R （CD-Recordable，一次寫入型光盤）。 CD-RW（CD-ReWriteable，可重復寫光盤）。 VCD（Video CD）：可存儲70分鐘的MPEG-1影視節(jié)目。,3.2.3 外存儲器,光盤：根據激光照射后反射的不同表示不同信息。 DVD（Digital Versatile Disk，數字通用光盤）。 DVD-Video： 用于觀看電影和其他可視娛樂節(jié)目。 DVD-ROM：用于存儲數據。 DVD-R：可供用戶寫入一次數據。 DVD-RAM：能隨機存取并可以重寫100000次。 DVD-RW：能順序存取并可以重寫1000次。 DVD Audio：用于存儲高質量音質的音頻數據。 光盤的使用要有光盤驅動器的配合。,3.2.3 外存儲器,U盤/優(yōu)盤(P74) 通過USB接口與計算機相連，傳輸速度快/使用方便/支持熱插拔/連接靈活。 是一種基于閃存技術的移動存儲設備，用Flash EPROM芯片來存儲數據 。 廣泛應用于MP3/MP4/數碼相機/數碼攝像機/手機/個人數字助理的各種閃存卡都是基于閃存技術的存儲設備。,3.2.3 外存儲器,存儲器的層次結構(P75) 存儲器的指標主要有存取速度、存儲容量和單位價格。 存取速度快、單位價格高的存儲器容量少一些。 存取速度慢、單位價格低的存儲器容量多一些。 存儲容量從小到大形成如下層次： 寄存器。 高速緩存。 主存儲器/內存。 輔助存儲器/外存。,3.2.4 輸入設備,鍵盤（Keyboard ） 鼠標（Mouse） 掃描儀（Scanner ） 跟蹤球（Track Ball） 觸摸屏（Touch Screen ）,3.2.5 輸出設備,顯示器（Display Device） 打印機（Printer） 繪圖儀（Plotter）,3.2.5 輸出設備,顯示器：用來顯示字符與圖形信息 。(P76) CRT （Cathode Ray Tube，CRT）顯示器。 液晶顯示器（Liquid Crystal Display，LCD）。,3.2.5 輸出設備,顯示器的性能指標(P77) 顯示色彩：分為單色顯示器和彩色顯示器。 屏幕尺寸：顯示器對角線長度，常見的顯示器有 15/17/19/21英寸等。 點距：屏幕上的相鄰像素點之間的距離。 分辨率：屏幕上可以容納的像素點的個數， 顏色深度：計算機中表示色彩的二進制位數。 刷新頻率：每秒鐘內屏幕畫面刷新的次數。,3.2.5 輸出設備,打印機：用于將計算機運行結果打印在紙上 。(P78) 針式打印機。 激光打印機。 噴墨打印機。,3.2.5 輸出設備,繪圖儀：用于在紙張/薄膜/膠片上繪出圖形/圖像的設備。 滾筒式繪圖儀。 平臺式繪圖儀。,3.2.6 主板,主要功能(P78) 提供插接各種功能卡的插槽。 各種常用外部設備提供通用接口。,3.2.6 主板,主要組成部分(P79) 芯片 芯片組 RAID控制芯片 BIOS 芯片 CMOS 芯片 擴展槽 內存插槽 AGP插槽 PCI Express插槽 PCI插槽,3.2.6 主板,主要組成部分(P80) 對外接口 硬盤接口：連接硬盤，分為IDE接口和SATA接口。 軟驅接口：連接軟盤驅動器。 COM接口（串口）：連接串口鼠標和外置Modem等。 PS/2接口：用于連接PS/2接口的鍵盤和鼠標。 USB接口：連接鍵盤、鼠標、打印機等設備。 LPT接口（并口）：連接打印機或掃描儀。 MIDI接口：連接各種MIDI設備。,3.2.7 總線,主要作用 多個功能部件共享的信息傳輸線稱為總線。 采用總線結構便于部件和設備的擴充，使用統一的總線標準，不同設備間互連將更容易實現。 總線分類(P80-81,背記) 數據總線 地址總線 控制總線,3.2.7 總線,總線標準 ISA總線 EISA總線 VESA總線 PCI總線,3.3 計算機軟件子系統,系統軟件(P82) 操作系統 語言翻譯程序 數據庫管理系統 軟件開發(fā)環(huán)境,3.3 計算機軟件子系統,應用軟件(P83-84) 辦公軟件 輔助設計軟件 圖像處理軟件 網頁制作軟件 網絡通信軟件 工具軟件 實際應用軟件,3.4 數據表示,計算機中的數制 數值型數據的表示 字符型數據的編碼表示 漢字的編碼表示,3.4.1 計算機中的數制,不同數制的表示(P85，表3.1-3.2) 在計算機內部用二進制形式表示和存儲數據。 人們習慣于用十進制記數。 為了書寫簡單方便也使用八進制和十六進制。 用加后綴或角標的形式區(qū)別不同進制數據。 (P86) B表示二進制數。(要背記) O或Q 表示八進制數。 D表示十進制數（D可省略）。 H表示十六進制數。,3.4.1 計算機中的數制,二進制轉換成其他進制 二進制數轉換成十進制數，按權展開相加即可。 二進制數轉換成八進制數時，以小數點為界，分別向左向右分成3位一組，不夠3位補0，分完組后對應成八進制數即可。 二進制數轉換成十六進制數時，以小數點為界，分別向左向右分成4位一組，不夠4位補0，分完組后對應成十六進制數即可。,3.4.1 計算機中的數制,二進制轉換成其他進制示例 (1011001.10111)2 = 126 +124 +123 +120 +12-1 +12-3 +12-4+12-5 = 64+16+8+1+0.5+0.125+0.0625+0.03125+0.015625 = (89.734375) 10 (1011001.10111)2 = (001 011 001 . 101 110)2 = (131.56)8 (1011001.10111)2 = (0101 1001 . 1011 1000)2 = (59.B8)16,3.4.1 計算機中的數制,其他進制轉換成二進制 十進制數轉換成二進制數，先把十進制數分解成若干個數相加,每個數都是2的若干次冪，然后對應成二進制數。 八進制數轉換成二進制數時，每一個八進制位展開成3個二進制位即可。 十六進制數轉換成二進制數時，每一個十六進制位展開成4個二進制位即可。,2.4.1 數據表示,其他進制轉換成二進制示例 (98.75)10 = 64 + 32 + 2 + 0.5 + 0.25 = (1100010.11)2 (276.15)8 = (010 111 110.001 101)2 = (10111110.001101)2 (3AC.1E)16 = (0011 1010 1100.0001 1110)2 = (1110101100.0001111)2,3.4.2 數值型數據的表示,無符號數據的表示 按一定規(guī)則把無符號整數轉換成二進制形式在計算機內部表示和存儲。 帶符號數據的表示 帶符號數中的正負號及小數中的小數點都以二進制形式表示。 需要考慮的因素 機器數的范圍。(與字長或寄存器的位數發(fā)生關系了) 機器數的符號。 機器數中小數點的位置。,3.4.2 數值型數據的表示,機器數的范圍 機器數的表示范圍由CPU中的寄存器決定。 對于無符號數， 8位寄存器的表示范圍是0255，16位寄存器的表示范圍是065535。* 對于帶符號數，8位寄存器的表示范圍(假設用補碼)是-128+127，16位寄存器的表示范圍(假設用補碼)是-32768+32767。*,3.4.2 數值型數據的表示,機器數的符號 在計算機內部，任何數據（符號）都只能用二進制的兩個數碼0和1來表示。 帶符號數的表示，除了用0和1的組合來表示數值的絕對值大小外，其正負號也必須用0和1來表示。 最高位為符號位，并用0 表示正，用1 表示負。 有原碼/反碼/補碼等表示形式。,3.4.2 數值型數據的表示,機器數示例(假設計算機中寄存器為8位) 無符號十進制數57的機器數表示。 57的二進制形式為111001。(下面括號內文字為相關求碼規(guī)則) +57原 =00111001（正數的原碼最高位為0，數值位補足7位） -57原= 10111001（負數的原碼最高位為1，數值位補足7位） +57反= 00111001（正數的反碼與其原碼相同） -57反= 11000110（負數的反碼，符號位不變，數值位為原碼數值位取反） +57補= 00111001（正數的補碼與其原碼相同） -57補=11000111（負數的補碼在其反碼的末尾加1）,3.4.2 數值型數據的表示,機器數中小數點的位置(下面兩例中假設字長為16位) 定點數（定點整數/定點小數）* 浮點數,3.4.3 字符型數據的編碼表示,基本含義 對于字符型數據，沒有相應的轉換規(guī)則可以使用。需要人們規(guī)定出每個字符對應的二進制編碼形式。 常用的字符型數據編碼 ASCII碼（美國標準信息交換碼的簡稱）(P90，表3.3) 使用一個字節(jié)表示一個ASCII碼字符。 主要用于小型機和微型機。(P90例3.7為應用舉例) EBCDIC碼（擴展BCD碼） BCD 碼又稱二十進制編碼，用二進制編碼形式表示十進制數。 在BCD碼的基礎上，又增加了一些符號和英文字母的表示。 主要用于超級計算機和大型計算機。,3.4.4 漢字的編碼表示,與漢字處理有關的幾種編碼(P91-93) 漢字輸入碼 數字碼：國標區(qū)位碼。 拼音碼：全拼輸入法/紫光輸入法/智能ABC輸入法。 字形碼：五筆字型編碼。 漢字機內碼（一個漢字占用2個字節(jié)）。 漢字交換碼 國標碼。 BIG5碼。 漢字字形碼(要背記P93) （用于顯示和打?。?3.5 數據存儲,以文件形式存儲數據 文件就是存放在計算機外存上的相關數據的集合。 文件命名 文件名格式：.擴展名。 主文件名由用戶根據文件內容命名，應做到見名知義。 擴展名代表文件屬于哪一類。(P94，表3.6) 按層次組織文件 逐層建立文件夾，并把不同文件放入不同的文件夾。 提高文件管理效率和存儲空間利用率。(P95，例3.9),3.5 數據存儲,按層次組織文件示例 逐層建立文件夾，并把不同文件放入不同的文件夾。,3.5 多媒體技術基礎,多媒體概述 多媒體領域的關鍵技術 多媒體技術的應用,3.6.1 多媒體概述,多媒體概念 媒體是指信息的載體。 多媒體技術就是指利用計算機技術綜合處理文本、圖形、動畫、圖像、音頻和視頻等信息的技術。 多媒體的種類 文本和超文本：純文本文件/WORD文檔/HTML文件 圖形：3DS格式/DXF格式 (P96) 圖像：BMP格式/JPG格式GIF/格式 視頻：AVI格式/MPG格式/ASF格式/RMVB格式 動畫：FCL-FLC格式/MPG格式/AVI格式/GIF格式 /RMVB格式 音頻：WAV格式/MID格式/MP3格式/WMA格式,3.6.2 多媒體領域的關鍵技術,多媒體數據壓縮技術 壓縮算法：無損壓縮/有損壓縮。 壓縮標準：JPEG/M