计算机系统基础知识课程(计算机系统应用知识精讲)(1)

1.计算机的4代发展:

远古--计数工具:手、石子 ;

东方文明--算盘,

西方文明--帕氏加法器 ;

现代计算机先驱--英.巴贝奇:

微分分析机 第一台电子计算机:ENIAC

第一代:真空电子管计算机 【1951-1958】

第二代:晶体管电子计算机 【1959-1963】

第三代:集成电路电子计算机 【1964-1979】 (SSI,small-scale integration,小规模集成电路)

第四代:大规模集成电路电子计算机 【1979-now】 (LSI,large-scale integration ,大规模集成电路 ;VLSI,very large-scale integration ,超大规模集成电路)

第四代标志:计算机网络

计算机系统基础知识课程(计算机系统应用知识精讲)(2)

2.计算机分类:

1.微型计算机--CAD--

1.个人计算机PC-多媒体计算机[multimedia personal computer,MPC]

2.移动式计算机:笔记本

3.网络计算机[network computers,NCs]

4.超级计算机[super computer,SC])-并行处理模式(parallel processing)

2.小型计算机--CAM,conputer aided manufacturing -计算机辅助制造

3.主干计算机--用于大的跨国企业集团和政府部门,分布式处理网络的主机

计算机系统基础知识课程(计算机系统应用知识精讲)(3)

计算机系统基础知识课程(计算机系统应用知识精讲)(4)

3.计算机结构思想:美籍匈牙利人--冯.诺依曼的存储程序和二进制思想。

计算机系统基础知识课程(计算机系统应用知识精讲)(5)

4.数值型数据表示:位bit;字节byte;字符char;计算机字word;字长word length ;

1char=1byte=8bit=8 word length

计算机系统基础知识课程(计算机系统应用知识精讲)(6)

1字符=1字节=8位=8字长 [一般英文字符]

32位计算机 --字长为32,即32bit,在运算器中并行运算,在总线中并行传送。

计算机系统基础知识课程(计算机系统应用知识精讲)(7)

5.字符型数据的表示:

奇偶校验位--字符编码中的1的总个数是奇还是偶,用首位填补。 奇校验:7bit中2个1,首位填充1,共3个1,为奇数个。

1.ASCII码:[American standard code for information interchange,美国标准信息交换码] --7bit字符[0*******]--组合为:128种基本字符。首位:奇偶校验位

2.BCD码:10进制码--【二--十转换机制】

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3.EBCDIC码:extend binary coded decimal interchange code --8bit表示256种基本字符。

6.汉字表示:1char=2byte=16bit [一般中文字符]

1.汉字交换码(国标码) ----[2byte=1ASCII 1ASCII]可表示:128*128=16384个汉字。

2.汉字机内码

3.汉字输入码

4.汉字字形码

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5.汉字通用码:Unicode

计算机系统基础知识课程(计算机系统应用知识精讲)(10)

7.音频和视频信息在计算机中的表示

1.声卡--音频模拟信号与脉冲数字信号--二进制数据之间的转换

2.显卡--视频模拟信号与脉冲数字信号--二进制数据之间的转换

8.计算机指令执行:

要素:操作码 操作数--

指令执行:指令周期和执行周期

执行顺序:顺序执行,自动向下寻址。 【条件分支指令--指定条件,可改变指令寻址位置】

计算机系统基础知识课程(计算机系统应用知识精讲)(11)

9.网路计算机模式: 分散式处理运算方式

计算机系统基础知识课程(计算机系统应用知识精讲)(12)

1.C/S结构:3层架构:UI层,逻辑层,数据层--趋势:将逻辑运算网UI层拓展,增强自处理功能。

计算机系统基础知识课程(计算机系统应用知识精讲)(13)

2.B/S结构:接入方式[LAN、WAN、Internet/Intranet等];通信:HTTP(s)===客户机(Windows--Internet Explorer;Linux--Netscape Navigator ;UNIX--Netscape Navigator )服务器( Windows服务器[Web--IIS5 、数据库为SQL Server/Access,脚本语言ASP,例:http://ww.dangdang.com];UNIX[Web服务为Apache,数据库为MYSQL,脚本语言PHP,例;http://travel.21cn.com] )

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3.网格计算[grid computing]:临时集中利用网络中的空闲资源,例计算机网格、数据网格、设备网格、信息网格、知识网格、服务网格等。

4.云计算:[cloud computing]:通过计算机网络按需提供计算资源[计算能力、存储、应用、服务等]的模式。

1.基础设施级服务(IaaS)

2.平台级服务(PaaS,Platform as a Service)

3.软件级服务(SaaS)

5.云服务:1.公有云 2.私有云 3.社区云:面向一个行业或一个企业联盟提供服务的云计算方式。

10计算机硬件:物理设备

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1.CPU[central processing unit,中央处理器] : ALU[arithmetic logic unit,算术逻辑单元];[accumulator,累加器];[状态寄存器、寄存器阵列]

计算机系统基础知识课程(计算机系统应用知识精讲)(16)

2.控制器:按主频的节拍产生各种控制信息,指挥计算机工作

计算机系统基础知识课程(计算机系统应用知识精讲)(17)

3.主存储器[primary storage]:ROM[read only memory ,只读存储器]、RAM[read access memory,随机存取存储器] 、

RAM:RWM[read and write memory,读写存储器]、cache[高速缓冲存储器]

ROM:PROM[programmable read only memory,只能一次写入程序] 、 EPROM[eraseable programmable read only memory,可多次写入程序]

计算机系统基础知识课程(计算机系统应用知识精讲)(18)

辅助储存介质:

1.磁介质存储:1.磁带[银行、医疗、广播、教育]

2.磁盘[阵列磁盘,redundant array of inexpensive disks ,RAID--小型阵列:10-20TB;大型阵列:PB级;磁盘阵列组别:0、1、5、6等] 3.光盘:只读CD-ROM。

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2.光存储介质:只读型光盘CD和可记录光盘CD-R ---存储容量影响因素:光学技术和信息密度 --用于影像处理,档案馆、博物馆、图书馆等

700MB(CD-ROM)、4.7GB(DVDROM)、25GB(Blu-RayDisk)、50GB(双层Blu-RayDisk)等。

3.闪存[flash memory] 是非遗实行存储器[non-volatilememory ,NVM]:基于NAND Flash 的闪存存储器[solid state drive,SSD]--低功耗、无噪音、抗震动、低热量,已为随机读写要求较高或者对便携性要求较高的系统首选。

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4.计算机显示终端(外围设备):趋势:由没有处理能力的哑终端向自身拥有处理器和存储线路的智能终端(数据处理终端、事务处理终端)转化。

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1.计算机事务处理终端和通信终端;事务终端-ATM[automated teller machines,自动取款机] 、POS终端[point-of-sale]

2.点触式设备[pointing devices]: 电子鼠标器[computer mouse]、轨迹球[trackball]、触碰版[touch pads]、操纵杆和触摸感应屏幕[电容式、电阻式、表面声波式]等

3.计算机笔:激光笔等--光敏感线路、压敏感线路等

4.视频输入/输出:DVI技术[digital video interaction] 、CRT[cathocle ray tube,阴极射线管]、LCD[liquid crystal displays,液晶显示]

5.打印输出:机打式[一次可打印多份,有噪音,慢:1-9百字符/s]、非击打式打印机[激光打印机(laser printers)、喷墨打印机(ink jet printers)、热转印打印机 --无噪音,一次只能打一份,质量高,速度快;5-200页/min]

6.声音识别:讲话系统和发声系统,用于操作者不便输入数据或者更快更准输入数据的工作,如制造成的生产质量控制。

7.体感设备:微软的Kinect 、索尼的PS move

8.光和磁识别:光扫描设备:OCR[optical character recognition,光字符识别仪] 、 磁性数据输入:MICR[magnetic ink character recognition,磁性墨水字符识别]--支票--趋势:光磁技术结合 ;磁条技术[铁氧化磁带]--信用卡、电话卡

9.无线射频识别[radio frequency identification ,RFID ] --感应式电子晶片、近接卡、感应卡、电子条码、电子标签、非接触卡等,防水、防磁、防高温使用寿命长、读取距离大,存储信息更改自如等优点。

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11.影响计算机运行速度的3大因素:

1.CPU:机器字长度越长,计算机运行速度越快

2.决定机器时序周期长短的晶片振荡频率(又叫时序速度),时序速度越高,机器运行速度越快。

3.数据总线的宽度:并行传送位数越多,总线宽度越宽,运行速度越快。 【并行总线正在被串行总线取代】

提升运行速度方法:1.提高缓存容量 2.增加核心数量

12.多处理机系统特点
  1. 1.辅助处理器
  2. 2.对偶处理器
  3. 3.并行处理器设计
  4. 4.双核处理器和多核处理器--功耗和散热难题为提升处理器主频的瓶颈。

计算机系统基础知识课程(计算机系统应用知识精讲)(23)

13.物联网[the Internet of things ,IOT] 将来的信息传感设备

RFID、体感设备、光磁识别设备等技术。

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