大学计算机基础-总复习1-课件.ppt

1、Fundamentals of computers计算机基础部 姜永玲存储程序工作原理：存储程序工作原理：计算机是利用“存储器”（内存）来存放所要执行的程序的，而称之为CPU的部件可以依次从存储器中取出程序中的每一条指令，并加以分析和执行，直至完成全部指令任务为止。第二章 计算机基础知识冯冯.诺依曼诺依曼二进制：二进制：数字计算机中的电路只有两个可能的状态，分别用“0”“1”表示1+1=10100-1=11进制进制“逢逢 进进，借，借当当”基数(1111)10=权：权：区别区别程序设计语言：程序设计语言：书写计算机程序的工具，机器语言机器语言-汇编-C/VB/VFP/JAVA/FORTRAN.

2、指令：指令：计算机识别并执行的二进制代码，操作码+操作数。计算机的工作过程-指令的快速执行数据在计算机中的表示数据在计算机中的表示 数值 十二进制转换十二进制转换 西文 ASCII码码 汉字 输入码机内码转换输入码机内码转换 声音、图像 模数转换转换 二十进制转换二十进制转换 西文字形码西文字形码 汉字字形码汉字字形码 数模转换数模转换 内存 输入设备 输出设备 数值 西文 汉字 声音、图像 数制之间的转换数制之间的转换F十进制 非十进制 F二进制（B）八进制（O）F二进制（B）十六进制（H）整数部分：除基取余 小数部分：乘基取整 按权展开四变一一变四三变一一变三习题：习题：请比较(01000

3、001)B(66)D (4D)H (100)O四个数的大小逻逻辑辑运运算算 0 =1 1 =0非非0 0 =00 1 =01 0 =01 1 =1与与0 +0 =00 +1 =11 +0 =11 +1 =1或或10100010011010分别执行与与/或或 逻辑运算逻辑运算？符号位符号位 “0”表示正、“1”表示负?0 00 00 00 00 00 01 11、原码、原码正数 0 XXXXXXX负数 1 XXXXXXX0 0001001 1 00001010 0001001 1 11110100 0001001 1 1111011+9-5。A原码和反码中，+0与与-0的表示不相同的表示不相同A

4、利用高位溢出，将减法运算变成加法运算高位溢出，将减法运算变成加法运算补码补码9-5=（+9）+（-5）=？补补补补2、反码、反码正数 0 XXXXXXX（同原码）负数 1 XXXXXXX（原码取反原码取反）3、补码补码正数 0 XXXXXXX（同原码）负数 1 XXXXXXX（原码取反原码取反+1）一、数值0000(+9)补补(-5)补补0 0001001 1 1111011+9-5=（+9）+（-5）=？选择补码的选择补码的N个理由个理由440100符号位 “0”表示正、“1”表示负 2.定点整数定点整数 符号数的机器数表示符号数的机器数表示 0 00 01 10 01 11 10 00 0

5、S小数点无符号位S小数点 1.定点小数定点小数 案例：在案例：在C语言（语言（TC2.0）程序设计中）程序设计中,int和和unsigned均为均为16位存放位存放int a,b;float x;3.浮点数表示浮点数表示110.011(B)=1.100112+10=11001.12-10=0.1100112+11阶码阶码数符数符阶符阶符尾数尾数1100110011N=数符数符尾数尾数2阶符阶符阶码阶码尾数尾数的位数决定的位数决定数的精度数的精度阶码阶码的位数决定的位数决定数的范围数的范围 规格化的形式：尾数的绝对值大于等于0.1并且小于1，从而唯一地规定了小数点的位置。定点整数定点整数定点小数

6、定点小数8位二进制编码 28=256 种字符7位二进制数表示1个字符，高位添0,27=128 种字符二、字符的编号字符的编号汉字输入码：汉字输入码：音码音码全拼、简拼全拼、简拼 形码形码五笔字型五笔字型汉字机内码：汉字机内码：计算机内部存储和处理汉字的编码，用两个字节表示一个汉字,且两个字节的最高位均为1.显示输出显示输出打印输出打印输出机内码向字形码转换机内码向字形码转换机内码机内码输入码向机内码转换输入码向机内码转换字符代码化（输入码）字符代码化（输入码）三、汉字编码汉字编码精密型精密型4848 4848288288提高型提高型3232 3232128128普及型普及型2424 24247

7、272简易型简易型1616 16163232汉字点阵类型汉字点阵类型 点阵点阵 占用字节数占用字节数矢量：矢量：把笔划分解成直线和曲线，然后记下这些直线和曲线的参数，再根据具体的尺寸大小显示，画出这些线条。试试看：C:WindowsFonts*.ttf，特点特点：随意放大缩小而不失真；所需存储量和字符大小无关。适合于图形界面适合于图形界面（GUI，如，如Windows、Linux等操作系统）等操作系统）点阵点阵：汉字字形点阵的代码：1616、2424、3232、4848特点：特点：放大后产生的效果差，适用于字符界面下，如适用于字符界面下，如DOSDOS汉汉字字字字形形码码 输入设备：输入设备：

8、键盘、鼠标、扫描仪键盘、鼠标、扫描仪 输出设备：输出设备：显示器、打印机显示器、打印机 外外 存：软、硬盘、光盘、闪存存：软、硬盘、光盘、闪存 网络设备：网卡、调制解调器等网络设备：网卡、调制解调器等 计计算算机机系系统统软件软件外部设备外部设备系统软件系统软件应用软应用软件件硬件硬件运算器运算器寄存器寄存器控制器控制器主机主机内存内存CPU随机存储器随机存储器(RAM)只读存储器只读存储器(ROM)高速缓冲存储器高速缓冲存储器 操作系统：操作系统：WindowsWindows、UnixUnix、LinuxLinux语言处理程序：语言处理程序：C C、PascalPascal、VBVB等等 实

9、用程序：诊断程序、排错程序等实用程序：诊断程序、排错程序等 办公软件包、数据库管理系统办公软件包、数据库管理系统 存储器存储器数据流数据流控制流控制流运算器外存储器输出设备内存储器输入设备控制器计算机的五大组成部分中央处理器（CPU）CPU结构示意图结构示意图控制器控制器运算器运算器u加、减、乘、除等算术运算术运算算u与、或、非等逻辑运算逻辑运算控制器控制器运算器运算器控制控制整个计算机所有部件的工作寄存器寄存器暂存中间结果双核处理器:两个运算核心学生参与课堂主频主频：CPU的时钟频率。是指CPU在单位时间（s）内发出的脉冲数。时钟频率越快，计算机的运算速度也越快。1.3G HZ1.3G HZ

10、字长字长：字长是指计算机能直接处理的二进制信息的位数。高速缓冲存储器高速缓冲存储器Cache：提高CPU访问内存储器的速度。生产工艺生产工艺:32nm32nm芯片工艺PC机硬件配置机硬件配置存储器存储器是计算机存储数据和程序数据和程序的记忆单元集合，每个记忆单元由8位二进制位组成，可读写其中的数据。存储器存储器存放大量信息存放大量信息的的外存储器外存储器信息交流中心信息交流中心内存储器内存储器每个记忆单元由每个记忆单元由8 8位二进制位位二进制位组成。组成。1KB=210B=1024B1MB=210KB=1024KB1GB=210MB=1024MB1TB=210GB=1024GB1011011

11、0110H内存地址内存地址单元内容单元内容1.随机存储器随机存储器（RAM）特点:存取速度较快，容量相对较小,断电内容消失 2.只读存储器只读存储器（ROM）ROM：存放BIOS,固化于ROM中的程序实现基本输入/输出系统、系统设置信息、自检和系统自举等功能 特点特点：可随即访问，不能写入。用户不能对ROM中的指令进行升级。CIH病毒3.高速缓冲存储器高速缓冲存储器Cache是介于CPU和内存和内存之间的一种可高速存取信息的芯片，用于解决它们之间的速度冲突问题。CPUCacheRAM90的命中率磁盘结构及磁道扇区划分磁盘结构及磁道扇区划分磁道磁道扇区扇区磁道（磁道（cylinders）0 磁道

12、中存有文件分配表（FAT）信息扇区（扇区（Sectors,512字节）字节）簇簇（Cluster）一个磁道上的一个或更多扇区组合成一个簇，FAT32中一个簇为一簇8个扇区个扇区，即4KB存储大本营：硬盘存储大本营：硬盘(Harddisk)M硬盘片由涂有磁性材料的铝合金构成M读写硬盘时，磁头悬浮在盘面上l控制磁头在盘片上高速工作的“手”是硬盘主轴上的马达 硬盘的容量硬盘的容量柱面磁道思考：若已知磁头数为思考：若已知磁头数为16，柱面数为，柱面数为4096，扇区数为，扇区数为63，则：，则：硬盘容量硬盘容量=164096635122.1GB IDE接口接口是一种并行接口，最大传输速率为133MB/

13、s SATA接口是一种串行接口，数据传输率达到600MBps连接线更窄（7芯），可为1米长；有效减小干扰；硬盘接口：IDE SATAPK存储系统存储系统 Cache存储系统存储系统内存内存高速缓冲存储器高速缓冲存储器系统的存储速度接近最快的存储器最快的存储器虚拟存储系统虚拟存储系统主存储器主存储器磁盘存储器磁盘存储器容量接近容量接近最大的存储器最大的存储器第四章第四章 操作系操作系统的功能之一统的功能之一主板：主板：芯片组决定性能芯片组决定性能北桥芯片北桥芯片负责与CPU的联系并控制内存、AGP、PCI数据在北桥内部传输，由于北桥芯片的发热量较高，所以芯片上会装有散热片。南桥芯片南桥芯片主要负

14、责I/O接口控制、IDE设备（硬盘等）控制以及高级能源管理等；总线总线 计算机中多个部件之间传输信息的一组公共的通讯线路。地址总线：单向，地址总线：单向，决定可访问的内存范围数据总线：双向，数据总线：双向，决定CPU的字长控制总线：双向控制总线：双向当地址总线的宽度为32位位时，系统可访问的内存大小为?显卡接口：显卡接口：PCI-E取代取代AGPPCI插槽AGP插槽PCI（外设部件互连）常用于图形卡、声卡、网卡。最大数据传输率为 266MB/s AGP（加速图形端口）主要用于图形卡,最大数据传输率为 533MB/s PCI-E（3GIO），是由英特尔提出的，代表下一代I/O接口标准。最大数据传

15、输率为 10GB/s PCI-E插槽输入接口输入接口输出接口输出接口键盘鼠标接口键盘鼠标接口串行接口串行接口：数据的传输在一条线路上按位进行。（只需一条数据传输线，线路的成本低，适合于长距离的数据传输）并行接口并行接口：每个数据位都需要单独一条传输线，多位数据位同时进行传输。USB打印接口打印接口串行接口串行接口并行接口并行接口第四章第四章 操作系统操作系统z进程（CPU）管理z存储管理z文件（信息）管理z设备管理一一.进程管理进程管理:多道程序系统多道程序系统CPU分时分时特点：特点：多道：计算机内存中同时存放了几道相互独立的程序 宏观宏观上并行并行：同时在执行 微观微观上串行串行：各程序轮

16、流地占有CPU，交替执行程序程序A程序程序C程序程序A程序程序B程序程序C程序程序CCPU时间时间t进程的三种状态进程的三种状态时间片到时间片到执行状态执行状态就绪状态就绪状态挂起状态挂起状态进程被选中进程被选中发生了某个事件发生了某个事件等待某个资源等待某个资源如打印机如打印机分配到了所需资源分配到了所需资源如打印机如打印机除了除了CPU以外，以外，所需要的所有资源都分配了所需要的所有资源都分配了缺少资源缺少资源一个正在执行的程序，是程序与其数据一道在计算机上顺序执行时所发生的活动 进程与程序的区别进程与程序的区别进程进程程序程序状态动态静态生命周期有无对应关系一个或多个程序多个进程进程基本

17、特征进程基本特征动态性动态性 程序的一次执行过程，具有生命周期并发性并发性 系统中可以同时有几个进程在活动 独立性独立性 能独立运行的基本单位，资源分配基本单位异步性异步性 进程按各自独立的、不可预知的速度前进二二.存储管理存储管理 目的：目的：扩展内存；提高利用率 虚拟内存：虚拟内存：把部分外存空间作为主存使用，以此为用户提供足够大的地址空间虚存空间。用户可以在这个地址空间内编程，而不考虑主存的大小。三三.文件系统文件系统 u负责管理存取文件负责管理存取文件 u用户按文件名存取文件用户按文件名存取文件 d:my.pptu常用的有常用的有FAT32,NTFS事实上用簇簇来存放文件的（如FAT3

18、2中1个簇为4KB），FAT表纪录着硬盘数据的存储地址，每一个文件都有一组连接的fat链指定其存放的簇地址。柱面磁道分区：分区：硬盘划分成几个逻辑上独立的区域 C：D：E：，格式化格式化后可以使用硬盘分区目的：硬盘分区目的：&便于管理磁盘上的众多文件&安装不同的系统，如Windows XP、Linux等 磁盘分区磁盘分区格式化格式化安装系统文件安装系统文件FORMAT,高级格式化仅仅是清除硬盘上的数据，生成引导信息，初始化FAT表，标注逻辑坏道等。四四.设备管理设备管理 1设备驱动程序设备驱动程序 一组驱动设备正常工作的程序。使用设备之前，该设备的驱动程序必须被安装。2即插即用即插即用（Plug and Play，简称，简称PnP）指把设备连接到计算机上后无需手动配置可以立即使用。即插即用技术需要设备和操作系统的支持。