《工信版（中職）計(jì)算機(jī)原理模塊一教學(xué)課件》由會(huì)員分享，可在線閱讀，更多相關(guān)《工信版（中職）計(jì)算機(jī)原理模塊一教學(xué)課件（40頁(yè)珍藏版）》請(qǐng)?jiān)谘b配圖網(wǎng)上搜索。

1、,單擊此處編輯母版標(biāo)題樣式,單擊此處編輯母版文本樣式,第二級(jí),第三級(jí),第四級(jí),第五級(jí),*,YCF,（中職）計(jì)算機(jī)原理模塊一教學(xué)課件,模塊1 計(jì)算機(jī)基礎(chǔ)知識(shí),任務(wù)1 計(jì)算機(jī)的概述,1.1.1現(xiàn)代計(jì)算機(jī)的發(fā)展歷程,1.1.2計(jì)算機(jī)的特點(diǎn),1.1.3計(jì)算機(jī)的應(yīng)用,任務(wù)2 計(jì)算機(jī)系統(tǒng)的基本組成,1.2.1計(jì)算機(jī)的硬件系統(tǒng)結(jié)構(gòu),1.2.2計(jì)算機(jī)的軟件系統(tǒng),1.2.3計(jì)算機(jī)工作原理,模塊1 計(jì)算機(jī)基礎(chǔ)知識(shí),當(dāng)今世界，在工作、生活的各個(gè)領(lǐng)域已經(jīng)離不開計(jì)算機(jī)，計(jì)算機(jī)已經(jīng)成為生活中不可缺少的工具，它改變著人們的生活方式，同時(shí)也大大地推動(dòng)了整個(gè)信息化社會(huì)的發(fā)展。所以，計(jì)算機(jī)被譽(yù)為是20世紀(jì)人類最輝煌、最偉大的科學(xué)

2、發(fā)明之一。,返回,任務(wù)1,計(jì)算機(jī)的概述,1.1.1 現(xiàn)代計(jì)算機(jī)的發(fā)展歷程,1945年3月，美籍匈牙利科學(xué)家約翰馮諾依曼提出了“存儲(chǔ)程序式”的思想，即預(yù)先將根據(jù)某一任務(wù)設(shè)計(jì)好的程序裝人存儲(chǔ)器中，再由計(jì)算機(jī)去執(zhí)行存儲(chǔ)器中的程序。這樣，在執(zhí)行新的任務(wù)時(shí)，只需改變存儲(chǔ)器中的程序，而不必改動(dòng)計(jì)算機(jī)的任何電路。世界上第一臺(tái)數(shù)字電子計(jì)算機(jī)(ENIAC)于1946年在美國(guó)賓夕法尼亞大學(xué)研制成功。它使用了18000余只電子管，占地170m，重30t，功率約140kw，每秒可進(jìn)行 5000次加減運(yùn)算，ENIAC是為完成某個(gè)特定任務(wù)而專門設(shè)計(jì)的，當(dāng)需要執(zhí)行新計(jì)算任務(wù)時(shí)，必須重新設(shè)計(jì)和改變連線。ENIAC的問世具有劃

3、時(shí)代的意義，表明了電子計(jì)算機(jī)時(shí)代的到來(lái)。,根據(jù)計(jì)算機(jī)所采用的物理器件，可將計(jì)算機(jī)的發(fā)展大致分為四個(gè)階段。,下一頁(yè),返回,任務(wù)1 計(jì)算機(jī)的概述,1.第一代計(jì)算機(jī),第一代計(jì)算機(jī)(1946-1957年)被稱為電子管計(jì)算機(jī)，其主要元器件為電子管，內(nèi)存儲(chǔ)器用延遲線或磁鼓，外存儲(chǔ)器為紙帶、穿孔卡片等。第一代計(jì)算機(jī)主要使用機(jī)器語(yǔ)言，編輯極為不便。電子管計(jì)算機(jī)由于體積龐大、價(jià)格昂貴、運(yùn)算速度低，其管理和維護(hù)工作復(fù)雜，主要用于科學(xué)計(jì)算和軍事方面。,2.第二代計(jì)算機(jī),第二代計(jì)算機(jī)(1958-1964年)被稱為晶體管計(jì)算機(jī)。其主要元器件被晶體管所代替，內(nèi)存儲(chǔ)器采用磁芯，外存儲(chǔ)器有了磁帶等。與第一代計(jì)算機(jī)相比，計(jì)算機(jī)

4、的運(yùn)算速度提高，體積減小，功耗降低，可靠性增強(qiáng)，開始應(yīng)用于數(shù)據(jù)處理、事務(wù)管理及過程控制等領(lǐng)域。,下一頁(yè),返回,上一頁(yè),任務(wù)1 計(jì)算機(jī)的概述,3.第三代計(jì)算機(jī),第三代計(jì)算機(jī)(1965-1970年)采用了中、小規(guī)模集成電路，因此又叫做集成電路計(jì)算機(jī)。集成電路采用光刻技術(shù)將一些具有特定功能的電路集成在一小塊半導(dǎo)體晶片上。因此，計(jì)算機(jī)的體積進(jìn)一步縮小。速度、精度、容量及可靠性等主要指標(biāo)大為改善，并實(shí)現(xiàn)了系列化和標(biāo)準(zhǔn)化。,計(jì)算機(jī)的內(nèi)存開始采用半導(dǎo)體存儲(chǔ)器，高級(jí)程序設(shè)計(jì)語(yǔ)言有了更快的發(fā)展。操作系統(tǒng)的出現(xiàn)也更加完善了計(jì)算機(jī)的軟件組成。,這一階段，在發(fā)展大型機(jī)的同時(shí)，小型機(jī)和超小型機(jī)也蓬勃發(fā)展起來(lái)，從而擴(kuò)大了

5、計(jì)算機(jī)的應(yīng)用范圍，加速了計(jì)算機(jī)的推廣普及，計(jì)算機(jī)的應(yīng)用開始向各個(gè)領(lǐng)域滲透。,下一頁(yè),返回,上一頁(yè),任務(wù)1 計(jì)算機(jī)的概述,4.第四代計(jì)算機(jī),第四代計(jì)算機(jī)(1971年-至今)普遍采用了大規(guī)模和超大規(guī)模集成電路，尤其是用集成度極高的半導(dǎo)體存儲(chǔ)器代替了磁芯存儲(chǔ)器，使得計(jì)算機(jī)的體積大大縮小。計(jì)算機(jī)的存儲(chǔ)容量、運(yùn)算速度和可靠性方面都比上一代有了重大突破。,第四代計(jì)算機(jī)的重要成就表現(xiàn)在微處理器技術(shù)上。微處理器是一種超小型化的電子產(chǎn)品，將計(jì)算機(jī)的運(yùn)算器、控制器等核心部件制作在一個(gè)集成電路芯片上。以微處理器為核心的微型計(jì)算機(jī)具有體積小、價(jià)格低的特點(diǎn)，其已滲人到社會(huì)生活的各個(gè)方面。,下一頁(yè),返回,上一頁(yè),任務(wù)1

6、計(jì)算機(jī)的概述,1.1.2計(jì)算機(jī)的特點(diǎn),計(jì)算機(jī)的發(fā)明和發(fā)展是20世紀(jì)最偉大的科學(xué)技術(shù)成就之一。作為一種通用的智能工具，它具有以下幾個(gè)特點(diǎn)。,1.運(yùn)算速度快,現(xiàn)代的巨型計(jì)算機(jī)系統(tǒng)的運(yùn)算速度已達(dá)每秒幾十億次乃至幾百億次。,2.運(yùn)算精度高,由于計(jì)算機(jī)內(nèi)采用二進(jìn)制數(shù)制進(jìn)行運(yùn)算，因此可以通過增加表示數(shù)字的設(shè)備和運(yùn)用計(jì)算技術(shù)，使數(shù)值計(jì)算的精度越來(lái)越高。,下一頁(yè),返回,上一頁(yè),任務(wù)1 計(jì)算機(jī)的概述,3.通用性強(qiáng),計(jì)算機(jī)可以將任何復(fù)雜的信息處理任務(wù)分解成一系列基本的算術(shù)和邏輯操作，并反映在計(jì)算機(jī)的指令操作中，然后按照各種規(guī)律執(zhí)行的先后次序把它們組織成各種不同的程序，存入存儲(chǔ)器中。,4.具有記憶和邏輯判斷功能,計(jì)

7、算機(jī)有內(nèi)部存儲(chǔ)器和外部存儲(chǔ)器，可以存儲(chǔ)大量的數(shù)據(jù)，隨著存儲(chǔ)容量的不斷增大，可存儲(chǔ)記憶的信息量也越來(lái)越大。,5.具有自動(dòng)控制能力,計(jì)算機(jī)內(nèi)部操作、控制是根據(jù)人們事先編制好的程序自動(dòng)控制進(jìn)行的，不需要人工干預(yù)。,下一頁(yè),返回,上一頁(yè),任務(wù)1 計(jì)算機(jī)的概述,1.1.3計(jì)算機(jī)的應(yīng)用,計(jì)算機(jī)的應(yīng)用已經(jīng)廣泛地深人到科學(xué)研究、軍事技術(shù)、工農(nóng)業(yè)生產(chǎn)、文化教育等現(xiàn)代人類社會(huì)的各個(gè)領(lǐng)域中，已經(jīng)成為人類不可缺少的重要工具。,1.科學(xué)計(jì)算(數(shù)值計(jì)算),最初計(jì)算機(jī)的發(fā)明，就是為了解決科學(xué)技術(shù)研究和工程應(yīng)用中所需要的大量數(shù)值計(jì)算問題。如利用計(jì)算機(jī)高速度、高精度的運(yùn)算能力，可以完成氣象預(yù)報(bào)、火箭發(fā)射、地震預(yù)測(cè)、工程設(shè)計(jì)等龐

8、大復(fù)雜人工難以完成的計(jì)算任務(wù)。,下一頁(yè),返回,上一頁(yè),任務(wù)1 計(jì)算機(jī)的概述,2.數(shù)據(jù)處理,數(shù)據(jù)處理，也稱信息管理，用來(lái)泛指非科學(xué)工程方面的所有對(duì)數(shù)據(jù)計(jì)算、管理、查詢和統(tǒng)計(jì)等。使用計(jì)算機(jī)信息存儲(chǔ)容量大、存取速度快等特點(diǎn)，采集數(shù)據(jù)、管理數(shù)據(jù)、分析數(shù)據(jù)、處理大量的數(shù)據(jù)并產(chǎn)生新的信息形式，方便人們查詢、檢索和使用數(shù)據(jù)。例如，人口統(tǒng)計(jì)、企業(yè)管理、情報(bào)檢索、檔案管理等。,3.計(jì)算機(jī)通信,計(jì)算機(jī)通信是計(jì)算機(jī)應(yīng)用最為廣泛的領(lǐng)域之一。它是計(jì)算機(jī)技術(shù)和通信技術(shù)高度發(fā)展、密切結(jié)合的一門新興科學(xué)。國(guó)際互聯(lián)網(wǎng)Internet已經(jīng)成為覆蓋全球的信息基礎(chǔ)設(shè)施，在世界的任何地方，人們都可以彼此進(jìn)行通信，如收發(fā)電子郵件、進(jìn)行文

9、件的傳輸、撥打IP電話等。國(guó)際互聯(lián)網(wǎng)還為人們提供了內(nèi)容廣泛、豐富多彩、各種各樣的信息。,下一頁(yè),返回,上一頁(yè),任務(wù)1 計(jì)算機(jī)的概述,4.計(jì)算機(jī)輔助工程,計(jì)算機(jī)輔助工程的應(yīng)用，可以提高產(chǎn)品設(shè)計(jì)、生產(chǎn)和測(cè)試過程的自動(dòng)化水平，降低成本，縮短生產(chǎn)周期，改善工作環(huán)境，提高產(chǎn)品質(zhì)量，獲得更高的經(jīng)濟(jì)效益。,(1)計(jì)算機(jī)輔助設(shè)計(jì)(CAD)是指利用計(jì)算機(jī)來(lái)輔助設(shè)計(jì)人員進(jìn)行產(chǎn)品和工程的設(shè)計(jì)。計(jì)算機(jī)輔助設(shè)計(jì)已應(yīng)用于機(jī)械設(shè)計(jì)、集成電路設(shè)計(jì)、建筑設(shè)計(jì)、服裝設(shè)計(jì)等各個(gè)方面。,(2)計(jì)算機(jī)輔助制造(CAM)是指利用計(jì)算機(jī)來(lái)進(jìn)行生產(chǎn)設(shè)備的管理、控制。如利用計(jì)算機(jī)輔助制造自動(dòng)完成產(chǎn)品的加工、裝配、包裝、檢測(cè)等制造過程。,(3)

10、計(jì)算機(jī)輔助教學(xué)(CAI)是指利用計(jì)算機(jī)進(jìn)行輔助教學(xué)、交互學(xué)習(xí)。如利用計(jì)算機(jī)輔助教學(xué)制作的多媒體課件可以使教學(xué)內(nèi)容生動(dòng)、形象逼真，取得良好的教學(xué)效果。通過交互方式的學(xué)習(xí)，可以使學(xué)員自己掌握學(xué)習(xí)的進(jìn)度、進(jìn)行自測(cè)，方便靈活，滿足不同層次學(xué)員的要求。,下一頁(yè),返回,上一頁(yè),任務(wù)1 計(jì)算機(jī)的概述,(4)計(jì)算機(jī)輔助測(cè)試(CAT)是指利用計(jì)算機(jī)進(jìn)行產(chǎn)品等的輔助測(cè)試。,5.過程控制,過程控制也稱實(shí)時(shí)控制。隨著生產(chǎn)自動(dòng)化程度的提高，對(duì)信息傳遞速度和準(zhǔn)確度的要求也越來(lái)越高，這一任務(wù)靠人工操作已無(wú)法完成，只有計(jì)算機(jī)才能勝任。利用計(jì)算機(jī)為中心的控制系統(tǒng)可以及時(shí)地采集數(shù)據(jù)、分析數(shù)據(jù)、制定方案，進(jìn)行自動(dòng)控制。它不僅可以減

11、輕勞動(dòng)強(qiáng)度，而且可以大大提高自動(dòng)控制水平、提高產(chǎn)品質(zhì)量和合格率。因此，過程控制在冶金、電力、石油、機(jī)械、化工以及各種自動(dòng)化部門得到廣泛應(yīng)用;同時(shí)它還應(yīng)用于導(dǎo)彈發(fā)射、雷達(dá)系統(tǒng)、航空航天等領(lǐng)域。,下一頁(yè),返回,上一頁(yè),任務(wù)1 計(jì)算機(jī)的概述,6.人工智能,人工智能(Artificial Intelligence,AI)。它是研究、開發(fā)用于模擬、延伸和擴(kuò)展人的智能的理淪、方法、技術(shù)及應(yīng)用系統(tǒng)的一門新的技術(shù)科學(xué)。,人工智能研究如何用計(jì)算機(jī)去模擬、延仲和擴(kuò)展人的智能;如何把計(jì)算機(jī)用得更聰明;如何設(shè)計(jì)和建造具有高智能水平的計(jì)算機(jī)應(yīng)用系統(tǒng);如何設(shè)計(jì)和制造更聰明的計(jì)算機(jī)以及智能水平更高的智能計(jì)算機(jī)等。人工智能是

12、計(jì)算機(jī)科學(xué)的一個(gè)分支，是計(jì)算機(jī)科學(xué)技術(shù)的前沿科技領(lǐng)域。人工智能與計(jì)算機(jī)軟件有密切的關(guān)系:一方面，各種人工智能應(yīng)用系統(tǒng)都要用計(jì)算機(jī)軟件去實(shí)現(xiàn);另一方面，許多聰明的計(jì)算機(jī)軟件也應(yīng)用了人工智能的理淪方法和技術(shù)。例如，專家系統(tǒng)軟件、機(jī)器博弈軟件等。但是，人工智能不等于軟件，除了軟件以外，還有硬件及其他自動(dòng)化和通信設(shè)備。,下一頁(yè),返回,上一頁(yè),任務(wù)1 計(jì)算機(jī)的概述,人工智能雖然是計(jì)算機(jī)科學(xué)的一個(gè)分支，但它的研究卻不僅涉及計(jì)算機(jī)科學(xué)，而且還涉及腦科學(xué)、神經(jīng)生理學(xué)、心理學(xué)、語(yǔ)言學(xué)、邏輯學(xué)、認(rèn)知(思維)科學(xué)、行為科學(xué)和數(shù)學(xué)以及信息淪、控制淪和系統(tǒng)淪等許多學(xué)科領(lǐng)域。因此，人工智能實(shí)際上是一門綜合性的交叉學(xué)科和邊

13、緣學(xué)科。,7.電子商務(wù),電子商務(wù)是指在計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)上進(jìn)行的商務(wù)活動(dòng)。電子貨幣將傳統(tǒng)的貨幣貿(mào)易改變?yōu)椤半娮淤Q(mào)易”，使人們?cè)诰W(wǎng)上可進(jìn)行股票、投資、購(gòu)物和房地產(chǎn)交易，還可用來(lái)對(duì)職工工資、失業(yè)社會(huì)保障、保險(xiǎn)業(yè)務(wù)等進(jìn)行電子支付。這種電子交易不僅方便快捷，現(xiàn)金的流通量也將隨之減少，還避免了貨幣交易的風(fēng)險(xiǎn)和麻煩。它是近年來(lái)新興的、也是發(fā)展最快的應(yīng)用領(lǐng)域之一。,下一頁(yè),返回,上一頁(yè),任務(wù)1 計(jì)算機(jī)的概述,8.文化教育與休閑娛樂,利用計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)實(shí)現(xiàn)遠(yuǎn)距離雙向交互式教學(xué)和多媒體結(jié)合的網(wǎng)上教學(xué)方式，改變了傳統(tǒng)的以教師課堂傳授為主，學(xué)生被動(dòng)學(xué)習(xí)的方式，使學(xué)習(xí)的內(nèi)容和形式更加豐富靈活。多媒體計(jì)算機(jī)還可用于欣賞電影、觀看電

14、視、玩游戲等。,返回,上一頁(yè),任務(wù)2 計(jì)算機(jī)系統(tǒng)的基本組成,一個(gè)完整的計(jì)算機(jī)系統(tǒng)由硬件系統(tǒng)和軟件系統(tǒng)兩大部分組成，如,圖1-1,所示。,硬件是組成計(jì)算機(jī)的物質(zhì)實(shí)體，是計(jì)算機(jī)系統(tǒng)中實(shí)際物理設(shè)備的總稱，如CPU、存儲(chǔ)器、輸入/輸出設(shè)備等;軟件則是介于用戶和硬件系統(tǒng)之間的界面。沒有軟件支持的計(jì)算機(jī)叫做“裸機(jī)”，在裸機(jī)上只能運(yùn)行機(jī)器語(yǔ)言程序，這樣的計(jì)算機(jī)效率降低，使用十分不便。沒有軟件支持，再好的硬件配置也是毫無(wú)意義的;當(dāng)然沒有硬件，軟件再好也沒有用武之地，只有兩者互相配合，才能發(fā)揮最大作用。,首先介紹計(jì)算機(jī)中常用的幾個(gè)術(shù)語(yǔ)。,(1)位:計(jì)算機(jī)內(nèi)所有的信息都是以二進(jìn)制的形式表示的，單位是位。計(jì)算機(jī)只認(rèn)

15、識(shí)由0或1組成的二進(jìn)制數(shù)，其中的每個(gè)0或1就是信息的最小單位，稱為“位”(bit)。,下一頁(yè),返回,任務(wù)2 計(jì)算機(jī)系統(tǒng)的基本組成,(2)字節(jié):是衡量計(jì)算機(jī)存儲(chǔ)容量的單位。一個(gè)8位的二進(jìn)制數(shù)據(jù)單元稱一個(gè)字節(jié)(Byte)。在計(jì)算機(jī)內(nèi)部，一個(gè)字節(jié)可以表示一個(gè)數(shù)據(jù)，也可以表示一個(gè)英文字母或其他特殊字符，兩個(gè)字節(jié)可以表示一個(gè)漢字。除了字節(jié)可以表示存儲(chǔ)容量外，還可以用千字節(jié)(KB),兆字節(jié)(MB)、吉字節(jié)(GB)、太字節(jié)(TB)等表示存儲(chǔ)容量，它們之間的換算關(guān)系如下。,下一頁(yè),返回,上一頁(yè),任務(wù)2 計(jì)算機(jī)系統(tǒng)的基本組成,(3)字(Word):在計(jì)算機(jī)中，作為一個(gè)整體單元進(jìn)行存取、傳送、處理的一組二進(jìn)制字符

16、串叫做一個(gè)字或者單元。,(4)字長(zhǎng):一個(gè)字中包含二進(jìn)制數(shù)位數(shù)的多少稱為字長(zhǎng)。字長(zhǎng)是標(biāo)志計(jì)算機(jī)精度的一項(xiàng)技術(shù)指標(biāo)。字長(zhǎng)越長(zhǎng)，在相同的時(shí)間內(nèi)傳送的信息就越多，計(jì)算機(jī)的運(yùn)算速度就越快。,(5)地址(Address):為了便于存取，每個(gè)存儲(chǔ)單元必須有一個(gè)唯一的編號(hào)，稱為地址。通過地址可以找到所需的存儲(chǔ)單元，取出或存入信息。,(6)指令:指揮計(jì)算機(jī)進(jìn)行基本操作的命令。計(jì)算機(jī)能執(zhí)行的全部指令構(gòu)成計(jì)算機(jī)的指令系統(tǒng)。一條指令一般包括操作碼和地址碼兩部分，操作碼表明進(jìn)行何種操作，地址碼則指明操作對(duì)象(數(shù)據(jù))在內(nèi)存中的地址。,下一頁(yè),返回,上一頁(yè),任務(wù)2 計(jì)算機(jī)系統(tǒng)的基本組成,(7)程序:人們利用計(jì)算機(jī)來(lái)解決問題時(shí)，需要計(jì)算機(jī)按一定的步驟完成各種操作，這就要對(duì)計(jì)算機(jī)發(fā)布一系列的指令，這些指令的集合稱為程序。,(8)程序設(shè)計(jì)語(yǔ)言:用于編寫計(jì)算機(jī)程序的語(yǔ)言，它是人與計(jì)算機(jī)之間交換信息的工具。,1.2.1計(jì)算機(jī)的硬件系統(tǒng)結(jié)構(gòu),盡管計(jì)算機(jī)的發(fā)展速度很快，各種類型的計(jì)算機(jī)的性能、結(jié)構(gòu)、應(yīng)用等方面存在著差別，但是它們的基本組成結(jié)構(gòu)卻是相同的。,現(xiàn)在所使用的計(jì)算機(jī)硬件系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)一直沿用了美籍匈牙利科學(xué)家約翰馮諾依曼提出