第1章计算机概述 本章教学目标 1.掌握计算机系统的组成 2.掌握软件系统组成、系统软件和应用软件概念 3.掌握硬件系统组成、功能和原理 4.掌握多媒体系统的基本概念 5.掌握计算机的种类、发展及应用常识 6.掌握数制与信息的表示 7.掌握二进制数与十六进制数、十进制数之间的转换 8.掌握计算机病毒的概念与防治，计算机的安全操作 本章教学重点 1.计算机软件系统的组成、系统软件和应用软件的含义 2.计算机硬件系统的组成及各组成部分的功能和原理 3.二进制整数与十进制整数之间的转换 4.常用的字符编码及汉字编码 5.多媒体计算机的概念 6.计算机病毒的概念及防治 7.计算机发展简史 本章教学难点 计算机软、硬件系统的组成及其功能，数制间的相互转换，字符编码及汉字编码 使用教具 计算机，投影仪 教学方法 教师讲解、演示、实验、提问，学生思考、记忆、随堂练习、提高性练习；教与学对应的全双向互动教学法 本章学时 本章的总学时约20个学时，其中综合实践3学时。 1.1 计算机系统组成 教学目标 ⑴掌握计算机系统概念； ⑵掌握计算机软件系统的分类及其概念； ⑶掌握计算机硬件系统5大部件的概念及功能； ⑷了解计算机硬件设备的性能及技术指标； ⑸了解计算机通用接口。 教学重点 计算机系统概念、计算机软件系统的分类及其概念、计算机硬件系统5大部件的概念及功能。教学难点 计算机硬件系统5大部件的概念及功能。 教学课时 6学时 教学过程 一、引入
以一台安装有软件系统的计算机为什么及如何完成各种任务为切入点，激发学生好奇心。 二、授课 1.计算机系统组成概述 计算机系统由硬件系统和软件系统组成。 硬件（Hard ware）指计算机的电子器件、各种线路及设备，是看得见、摸得着的物理装置，计算机的物质基础。 软件（Soft ware）指计算机正常使用所必需的各种程序和数据，以及相关文档的集合。 硬件系统和软件系统组成了完整的计算机系统，两者共同存在、发展，缺一不可。 2.计算机软件系统 计算机软件系统分为系统软件和应用软件。 系统软件：管理、监控、维护计算机资源以使计算机高效率工作的软件。它包括操作系统、计算机语言、语言处理程序、数据库管理系统以及服务程序等。 应用软件：是指用于解决各种实际问题的程序。应用软件分为两类：通用和专用应用软件。应用软件也可以实行标准化、模块化，逐步形成的解决各种典型问题的应用程序的组合就称为软件包。 ⑴操作系统 为了使计算机系统的所有资源协调一致、有条不紊地工作，必须有一个软件来进行统一管理和统一调度，这种软件称为操作系统(OS)。操作系统是最低层的系统软件，它是对硬件系统功能的首次扩充。 功能：管理计算机系统的全部硬件资源、软件资源及数据资源，使计算机系统所有资源最大限度地发挥作用，为用户提供方便的、有效的、友善的服务界面；合理组织计算机工作流程，协调计算机系统各部分之间、系统与用户之间、用户与用户之间的关系。 ⑵计算机语言 是根据描述实际问题的需要而设计的语言。 按语言对机器的依赖程度可以分为三类语言：机器语言、汇编语言和高级语言。 机器语言：由机器指令组成，是面向机器的语言，是计算机惟一能够识别并直接执行的语言；汇编语言：为解决机器语言难认、难记、难修改等缺点，人们采用自然语言中的助记符代替机器语言，使机器语言变得符号化。也是一种面向机器的语言，它的语句和翻译后的机器语言指令之间基本上一一对应； 高级语言：是按一定的语法规则组成的语言，脱离了具体的指令系统，是独立于计算机机型、表达方式接近被描述的问题的语言。 ⑶语言处理程序 又称为翻译程序。用程序设计语言编写的程序，通常要经过语言处理程序编辑、语言处理、联接后才能运行。 语言处理就是将源程序转换成计算机能直接运行的机器语言形式，这一转换是由翻译程序来完成。 翻译程序分为汇编程序、编译程序和解释程序三种。 ⑷数据库管理系统 主要解决数据处理的非数值计算问题，用于档案、财务、图书资料及仓库等方面的数据库管理。 数据库的特点是数据量大。 数据库管理的主要内容为数据的存储、查询、修改、排序、分类和统计等。 3.计算机硬件系统 微型计算机的硬件系统由中央处理器、主存储器、辅助存储器、输入/输出设备组成。
第1章微型计算机概述 数字电子计算机系统俗称计算机或电脑，是一种具有高速数值运算、自动信息处理、逻辑判断和超强信息存储记忆功能的电子设备，也是一种能按照程序员事先安排的程序来工作，高速地处理各类数据信息的智能化设备。 电子计算机是人类现代科技的重大成就之一，它起始于1946年由美国宾夕法尼亚大学研制成功的第一台电子计算机ENIAC。这是一台由电子管构成的重达30吨并能按照事先安排的指令快速完成指定计算任务的现代意义上的电子计算机。自此，电子计算机及其相关技术经历了一个快速发展的过程。这期间，计算机的构成经历了电子管、晶体管、集成电路和大规模及超大规模集成电路的几个发展阶段，对应了电子计算机发展的4个时代，而微型计算机属于第4代电子计算机产品，属于超大规模集成电路计算机，是集成电路技术高度发展的产物。 电子计算机按体积、性能、用途和价格指标可分为巨型机、大型机、中型机、小型机和微型机5类。从工作原理上来讲，微型机与其他计算机并没有本质的区别，所不同的是微型计算机（简称微机）是直接面向个人用户的，其结构、功能和售价也是全面适应个人用户的。微型计算机的核心部件是微处理器，其性能与微处理器的性能直接相关。 微型计算机对现代社会的方方面面有着无可比拟的影响力。 1.1 微型计算机发展概况 微型计算机的发展是以微处理器的发展为特征的。微处理器自1971年问世以来，随着大规模集成电路技术的不断进步，在短短几十年的时间里以极快的速度发展。 1971—1973年，标志着第1代微机的4位和8位低档微处理器问世了，其代表性产品是Intel公司的4004和8008微处理器，分别是4位和8位微处理器。8008算得上是世界上第一种8位的微处理器，其集成度约4000个晶体管/片，芯片主频仅1MHz。 1974—1977年，出现了标志着第2代微机的8位中高档微处理器，其代表产品有Intel 8080、M6800和Z80等，集成度有了大幅提高，已具备了典型的计算机体系结构，包括中断、DMA等控制功能，主频约2MHz。由于有了较完善的指令系统，软件可采用BASIC、Fortran等高级语言及相应的编译程序。 1978—1984年进入了拥有16位微处理器的第3代微机时代。这个时代的微处理器代表产品是Intel 8086、Intel 8088、M68000和Z8000等，集成度和运算速度比上一代有了成
1.1计算机概述 考点1 计算机发展史 1、计算机的诞生 世界上第一台数字式电子计算机诞生于1946年，地点在美国宾夕法尼亚大学，全称为“电子数值积分器和计算机”，简称ENIAC,中文名译为“埃尼亚克” 2、计算机的四个发展阶段 根据电子计算机采用的物理期间的发展，一般将电子计算机的发展分为以下四个阶段：（1）第一代计算机：主要电子器件是电子管，使用机器语言和汇编语言，主要用于科学计算。 （2）第二代计算机：主要电子器件是晶体管，出现高级语言，除了科学计算外，它还用于其他领域 （3）第三代计算机：主要电子器件是中、小规模集成电路，操作系统逐步完善，应用广泛。 （4）第四代计算机：只要电子器件是大规模和超大规模集成电路，发展了数据库系统、软件工程标准化。应用领域得到普及。 3、计算机的未来发展（第五代计算机） 第五代计算机为智能化计算机，朝巨型化、微型化、网络化、智能化和多媒体方向发展。 4、微型计算机的发展 （1）1971年，英特尔推出了全球第一个微处理器4004. （2）1981年，IBM公司推出了世界上第一台个人计算机5010，该台计算机采用了Intel 8088微处理器和Microsoft提供的MS-DOS操作系统
考点2 计算机的特点和性能指标 1、计算机的特点 （1）高速、精准的运算能力 （2）准确的逻辑判断能力 （3）强大的存储能力 （4）自动运行功能 （5）网络与通信功能 2、计算机的性能指标 （1）字长：指计算机能够直接处理二进制的位数。其单位是“位（bit）”。 （2）主频：指计算机的时钟频率。其基本单位是“兆赫兹（MHz）”。 （3）运行数度：运行速度用每秒能执行多少条指令来表示。其单位一位是“每秒百万条指令（MIPS）”。 （4）内存储器容量：内存储器中所能存储信息的最大数量，其单位是“字节（Byte）”。（5）存储周期：是CPU从内存储器中存储数据所需的时间。其单位是“纳秒”。 考点3 计算机的应用和分类 1、计算机的应用 （1）科学计算（2）数据处理（3）过程控制（4）计算机辅助系统（5）人工智能（6）网络与通信（7）多媒体应用 2、计算机的分类 （1）按综合性能指标，可分为巨型机、大型机、中型机、小型机、微型机。 （2）按信息处理处理方式，可分为数字计算机、模拟计算机和混合计算机。 （3）按用途，可分为通用计算机、专用计算机。 （4）按字长，可分为4位、8位、16位、32位、64位计算机。
计算机网络的定义与发展 教学目标： 1、掌握计算机网络的一般概念； 2、了解计算机网络的发展概念 重点难点：计算机网络的概念 教学时数：1 教学方法与手段：讲授法与多媒体相结合 引言：计算机网络是计算机科学技术与通信技术逐步发展、紧密结合的产物，是信息社会的基础设施，是信息交换、资源共享和分布式应用的重要手段。 一、计算机网络的定义及涉及到的四个要点 1、定义：所谓计算机网络，就是利用通信设备和通信线路，将地理位置不同、功能独立的多个计算机系统互联起来，以功能完美的网络软件（即网络通信协议、信息交换方式和网络操作系统等）实现网络资源共享和信息传递的系统。 2、四个要点：（1）计算机网络包含两台以上的地理位置不同具有自主功能的计算机。 （2）网络中各结点的连接需要一条通道，即由传输介质实现物理互联。 （3）网络中各结点之间互相通信或交换信息，需要有某些约定和规则，这些约定和规则的集合就是协议，其功能是实现各结点的逻辑互联。 （4）计算机网络是以实现数据通信和网络资源（包括硬件资源和软件资源）共享为目的。 3、计算机网络的目的 人们使用网络主要是为了共享资源和进行在线通信。资源包括数据、应用程序和外围设备。 电子是在线通信的经典形式。 二、计算机网络的形成 早在1925年当计算机还处于第一代的电子管时期，美国就建立了一套SAGE（Semi-Automatic Ground Environment）系统，即半自动地面防空系统。该系统将远距离的雷达和其他设备的信息，通过通信线路汇集到一台旋风型计算机，第一次实现了利用计算机远距离地集中控制和人——机对话。SAGE系统的诞生被誉为计算机通信发展史上的里程碑。 1.计算机终端网络。 计算机终端网络又称为分时多用户联机系统 特点：主机负荷较重；花费的费用高。终端——计算机 目前我国金融系统等领域广泛使用的多用户终端系统就属于计算机终端网络。 2.计算机通信网络 计算机——计算机 在终端设备和主计算机（HOST）之间增加一台功能简单的计算机。专门处理终端设备的通信信息及控制通信线路。并能对用户的作业进行某些预处理操作，因此称之为前端处理机FEP（Front End
第一部分DCS系统介绍 第一章计算机控制系统简介 第一节概述 计算机控制系统是指以计算机为控制设备所组成的自动控制系统。计算机具有实现各种数学运算和逻辑判断的能力。其主要特点是： 1、运算速度快，能存储大量的数据，具有很强的信息处理能力； 2、容易实现各种控制规律（PID控制、串级控制、复合控制等）； 3、将显示、打印、报警、给定参数等功能集中在控制台上，方便运行人员操作与监视； 4、指导运行人员正确地进行操作和控制。 计算机在电厂生产过程自动化中的应用，主要有以下三个方面。 1、数据采集和处理 计算机数据采集和处理系统的功能是：定时采集生产过程中大量的，经过一次测量仪表发送、统一信号、模/数转换后的过程参数信号，并按预定的要求对它们进行分析、计算和处理，最后进行CRT显示、报警、打印或储存。 计算机数据采集处理系统的结构示意图如下图实线部分所示。 数据处理的另一种应用形式是操作指导。计算机根据生产过程提出的数学模型进行计算，寻找出生产过程的最优操作条件和数值，并CRT显示屏上显示出来或通过打印机打印给操作人员。由操作人员去改变模拟调节器的给定值或直接操纵执行机构，从而把生产过程控制在最佳状态。 操作指导属于计算机开环监控方式。
简图：计算机数据处理与操作指导系统 2、直接数字控制（DDC） 生产过程的被调参数通过模拟量输入计算机，由计算机按预定的控制规律进行运算，并运算的结果由输出通道去直接控制执行机构，从而把被调参数保持在给定值上。这样的控制方式称为直接数字控制。 简图：直接数字控制系统 3、监督计算机控制（SPC） 监督计算机控制是指计算机根据生产过程的信息，按照过程的数学模型，求出生产过程最优运转的操作条件和数值，并直接去改变模拟调节器的给定值，由模拟调节器或DDC控制机实行对生产过程的控制，从而使生产过程处于最优化状态。 简图：监督计算机控制系统
第1章计算机控制系统概述 习题与思考题 1-1 测控系统微机化的重要意义是什么？ 1-2 对计算机控制系统有哪些基本要求？ 1-3 闭环控制与开环控制有什么不同？ 1-4 计算机控制系统中的在线方式与离线方式的含义是什么？ 1-5 按应用领域和设备形式，计算机控制系统可分为哪几种？ 1-6计算机控制系统有哪几种输入与输出信号？各有什么特点和应用场合？ 1-7 针对不同行业、不同被控对象，可以选择哪些计算机控制装置（主机）？ 1-8 以定位减速和工件加工为例，说明计算机控制系统的工作原理。 1-9 什么是实时计算机系统？在计算机控制系统中实时性体现在哪几个方面？ 1-10 什么是智能控制？有哪几种形式的智能控制系统？ 1-11 计算机控制系统各环节软、硬件的发展趋势是什么？ 参考答案 1-1 测控系统微机化的重要意义是什么？ 答：传统的测控系统主要由“测控电路”组成，所具备的功能较少，也比较弱。随着计算机技术的迅速发展，使得传统的测控系统发生了根本性变革，即采用微型计算机作为测控系统的主体和核心，替代传统测控系统的常规电子线路，从而成为新一代的微机化测控系统。由于微型计算机的速度快、精度高、存储容量大、功能强及可编程等特点，将微型计算机引入测控系统中，不仅可以解决传统测控系统不能解决的问题，而且还能简化电路、增加或增强功能、提高测控精度和可靠性，显著增强测控系统的自动化、智能化程度，而且可以缩短系统研制周期、降低成本、易于升级换代等。因此，现代测控系统设计，特别是高精度、高性能、多功能的测控系统，目前已很少有不采用计算机技术的了。在当今，完全可以这样说，没有微处理器的仪器就不能称为仪器，没有微型计算机的测控系统就更不能称其为现代工业测控系统。 计算机技术的引入，为测控系统带来以下一些新特点和新功能： 1）自动清零功能。在每次采样前对传感器的输出值自动清零，从而大大降低因测控系统漂移变化造成的误差。 2）量程自动切换功能。可根据测量值和控制值的大小改变测量范围和控制范围，在保证测量和控制范围的同时提高分辨率。 3）多点快速测控。可对多种不同参数进行快速测量和控制。 4）数字滤波功能。利用计算机软件对测量数据进行处理，可抑制各种干扰和脉冲信号。 5）自动修正误差。许多传感器和控制器的特性是非线性的，且受环境参数变化的影响比较严重，从
第1章微型计算机系统概述 习题参考答案 1-1 ?微型计算机包括哪几个主要组成部分，各部分的基本功能是什么？答：微型计算机由CPU、存储器、输入/输出接口及系统总线组成。 CPU是微型计算机的核心部件，一般具有下列功能：进行算术和逻辑运算。暂存少量数据。对指令译码并执行指令所规定的操作。与存储器和外设进行数据交换的能力。提供整个系统所需要的定时和控制信号。响应其他部件发出的中断请求；总线是计算机系统各功能模块间传递信息的公共通道，一般由总线控制器、总线发送器、总线接收器以及一组导线组成；存储器是用来存储数据、程序的部件； I/O接口是微型计算机的重要组成部件，在CPU和外设之间起适配作用。1-2. CPU执行指令的工作过程。 答：指令执行的基本过程： (1)开始执行程序时，程序计数器中保存第一条指令的地址，指明当前将要执行的指令存放在存储器的哪个单元。 (2)控制器：将程序计数器中的地址送至地址寄存器MAR，并发出读命令。存储器根据此地址取出一条指令，经过数据总线进入指令寄存器IR。 (3)指令译码器译码，控制逻辑阵列发操作命令，执行指令操作码规定的操作。 (4)修改程序计数器的内容。 1-3.果微处理器的地址总线为20位，它的最大寻址空间为多少？ 20 答：2 =1048576=1MB 1-4.处理器、微型计算机和微型计算机系统之间有什么关系？ 答： 微处理器是微型计算机的核心部件。微处理器配上存储器、输入/输出接口及相应的外设构成完整的微型计算机。以微型计算机为主体，配上系统软件和外部设备以后，就构成了完整的微型计算机系统。 1-5 .下面十进制数分别转换为二进制、八进制和十六进制数：128, 65535, 1024 答： 128，二进制：10000000B，八进制：2000，十六进制：80H 65535,二进制：1111111111111111B，八进制：1777770，十六进制：FFFFH
广东第二师范学院计算机科学系教案 注：表中□选项请打“√”。本页为整个课程教案的封面。
1.1.4 键盘打字手法1.2 计算机系统组成
1.2.1 计算机硬件系统 计算机硬件（Computer Hardware）是指构成计算机系统的电子、机械和光电元件等物理设备。 1．控制器 控制器主要负责读取指令、分析指令和执行指令。其中执行指令是指逐条完成指令序列的过程。指令译码后，控制器通过不同的逻辑门的组合，发出不同序列的控制时序信号，从而执行每条指令中的各个操作。 指挥计算机执行某种基本操作的命令称为指令。由一系列有序指令组成的集合称为程序。 2．运算器 运算器又称算术逻辑部件（Arithmetic and Logic Unit，ALU），是计算机中执行各种算术和逻辑运算的部件。运算器由算术逻辑单元、累加器、状态寄存器、通用寄存器组等组成。 3．存储器 存储器是指存储计算机运行需要及产生的程序或数据的存储介质。 存储器按功能、用途可分为主存储器和辅助存储器，主存储器又称内存储器（简称内存），辅助存储器又称外存储器（简称外存）。 4．输入设备 输入设备（Input Device）是指向计算机输入数据的硬件设备。 5．输出设备 输出设备（Output Device）是指用于将数据从计算机输出的硬件设备。 输入输出设备通常简写为I/O设备。 6．总线 总线（Bus）是指计算机内部数据传输的公共通道，是一条供各部件共享的通信链路。 一次能够在总线上同时传输信息的二进制位数被称为总线宽度。 CPU由若干基本部件组成，这些部件之间的总线称为内部总线。 连接系统各部件间的总线称为外部总线，也称为系统总线，通常所说的总线指系统总线。
计算机系统概述 现代人都知道，计算机由硬件系统和软件系统组成，但是不了解计算机的产生和设计原理，很难真正理解计算机的结构。 从刀耕火种到坐在计算机前冲浪，人类经历了漫长的探索，在这种艰辛且充满惊喜的探索中计算机一步步向我们的理想逼近。 第一节计算机的创始及结构 一、从原始计数法到机械计算机 在远古时代，人类首先从自身找到了最原始的计数工具——手，用手指来计数。为了能表达比10个手指更多的数目，古代人们想出第二种计数工具——石子。石子、贝壳、绳结、木棒不但作为统计财产、人数、猎物的工具，还能保留下统计的结果，这是现代计算机原理中存储思想的最初萌芽。 大约1000多年前，东方文明古国——中国开始使用算盘，这是世界上最古老的、流传最广的计算工具。古代算盘是用小棒（或石子、金属块等）排放在不同位置上，表示不同的位权，并按此进位与借位。可见，那时已经有了进位计数的概念。 1642年，19岁的法国数学家布莱斯·帕斯卡（Blaise Pascal）发明了装有手转圆轮的机械加法器。 帕氏加法器里，一个圆轮代表一位数。轮上分为10个相等部分，刻有0～9十个数字。做加法时，顺时针转动圆轮，当转到0刻度，便自动将高位圆轮带进一格。巴氏加法器用纯粹机械运动代替人们的思考和记录，表示人类开始向自动计算工具的迈进。为了纪念他，程序设计语言Pascal就是以他的名字命名的。 现代计算机的先驱者是英国的数学家查尔斯·巴贝奇（Charles Babbage）（1792一1871）。1833年在他的微分分析机（differential analyzer）的设计方案中，他天才地提出了计算工具至少必须具有五个独立的部分： ①输入部分送入需要处理的问题和信息.； ②存储库保存信息，以便机器使用； ③运算室能进行各种实际的运算； ④控制器指挥机器按顺序工作； ⑤输出部分送出问题处理的结果。 这台机器仍属于机械计算机，但是他的思想在当时确实太先进了，直至100多年后才开发了电子计算机。巴贝奇的许多观点被一位女伯爵、著名的女诗人Augusta AdaByron记载下来，并深入分析。她可以算是世界上第一个计算机程序设计员，程序设计语言Ada则因她的荣耀而命名。 二、电子计算机的诞生 聪明的人脑可以记忆、可以计算、可以判断，但是成功地描述、模拟乃至制造出大脑功
第一章计算机控制系统概述 习题及参考答案 1.计算机控制系统的控制过程是怎样的? 计算机控制系统的控制过程可归纳为以下三个步骤： (1)实时数据采集：对被控量的瞬时值进行检测，并输入给计算机。 (2)实时决策：对采集到的表征被控参数的状态量进行分析，并按已定的控制规律，决定下一步的控制过程。 (3)实时控制：根据决策，适时地对执行机构发出控制信号，完成控制任务。 2.实时、在线方式和离线方式的含义是什么？ (1)实时：所谓“实时”，是指信号的输入、计算和输出都是在一定时间范围内完成的，即计算机对输入信息以足够快的速度进行处理，并在一定的时间内作出反应并进行控制，超出了这个时间就会失去控制时机，控制也就失去了意义。 (2)“在线”方式：在计算机控制系统中，如果生产过程设备直接与计算机连接，生产过程直接受计算机的控制，就叫做“联机”方式或“在线”方式。 (3)“离线”方式：若生产过程设备不直接与计算机相连接，其工作不直接受计算机的控制，而是通过中间记录介质，靠人进行联系并作相应操作的方式，则叫做“脱机”方式或“离线”方式。 3.微型计算机控制系统的硬件由哪几部分组成？各部分的作用是什么？ 由四部分组成。 图1.1微机控制系统组成框图 (1)主机：(2)输入输出通道(3)外部设备(4)检测与执行机构 4.微型计算机控制系统软件有什么作用？说出各部分软件的作用。 软件是指能够完成各种功能的计算机程序的总和。整个计算机系统的动作，都是在软件的指挥下协调进行的，因此说软件是微机系统的中枢神经。就功能来分，软件可分为系统软件、应用软件及数据库。 (1)系统软件：它是由计算机设计者提供的专门用来使用和管理计算机的程序。对用户来说，系统软件只是作为开发应用软件的工具，是不需要自己设计的。 系统软件包括： a.操作系统：即为管理程序、磁盘操作系统程序、监控程序等； b.诊断系统：指的是调节程序及故障诊断程序； c.开发系统：包括各种程序设计语言、语言处理程序(编译程序)、服务程序(装配程序和编辑程序)、模拟主系统(系统模拟、仿真、移植软件)、数
计算机基础概述 1.世界上第一台电子数字计算机诞生于1946 年，名字是 ENIAC（电子数字积分计算机）， 主要是为了解决弹道计算问题。ENIAC 不能存储程序，只能存20 个字长为10 位的十进 制数。 ENIAC的问世，宣告了电子计算机时代的到来。 2.1946 年，美籍匈牙利科学及冯· 诺依曼撰写《关于电子计算机逻辑结构初探》，提出“存 储程序”的概念，奠定了存储程序式计算机的理论基础，，确定了现代电子计算机的 基本结构 -冯诺依曼体系结构。 EDVAC。 3.根据冯· 诺依曼的改进方案，科学家研制出了第一台具有存储程序功能的计算机 EDVAC计算机由存储器、运算器、控制器、输入设备和输出设备组成，使用二进制 进行 运算，将指令和数据存储到计算机里。 4.现代电子计算机仍被称作冯·诺依曼计算机。 5.按照使用的电子元器件种类把计算机发展阶段分成五个阶段： 第一代： 1946-1957 ；电子管；体积巨大，耗电量大，存储容量小；每秒几千次至 几万次；机器语言和汇编语言（软件）；二进制编码机器语言编写程序；军事与科 学计算。第二代： 1958-1964 ；晶体管；体积缩小，容量扩大；功能增强；可靠性 提高；每秒几 万次至几十万次；接近于自然语言的高级程序设计语言编写程序；数据处理和事务管理， 工业控制；主存储器是磁芯存储器，外存储器开始使用磁盘。 第三代： 1965-1970 ；小规模集成电路和中规模集成电路；体积大大缩小，内存容量进 一步增加，耗电量减少，功能更强大；每秒几十万次到几百万次；多种高级程序语言 （软件） ;文字处理，企业管理，自动控制；开始使用操作系统。 第四代： 1971- 至今；大规模集成电路（ LSI）和超大规模集成电路（ VLSI）；性能大 幅度提高；每秒几千万次到千百亿次；出现数据管理系统，网络管理系统，面向对象语言； 计算机往巨型和微型两极发展。微型计算机（ PC）在第四阶段出现。 第五代：未来；真正智能化的非冯·诺依曼计算机。 总结：未来计算机向着举巨型化、微型化、网络化、智能化和多媒体化发展。 6.微型计算机（ PC 或个人电脑）以微处理器为基础，配置内存储器和输入输出（ I/0 ）接 口，遵循冯· 诺依曼体系结构，由运算器、控制器、存储器、输入设备和输出设备组 成。运算器和控制器被集成在一个芯片上，称为微处理器（ CPU），微处理器的性能决定 微型计算机的性能。 7.根据微处理器的字长和功能，可将微型计算机发展划分为六个阶段： 第一阶段： 4 位和 8 位微处理器时代；采用PMOS 工艺，集成度低，主要采用机器语言 和简单的汇编语言。（ 1971-1972 ） 第二阶段： 8 位微处理器时代；采用NMOS 工艺，集成度和运算速度提高；具有典型的 计算机体系结构和中断、DMA 控制功能；除了汇编语言，出现了BASIC、FORTRAN等高 级语言和相应的解释程序和编译程序；后期出现了操作系统。（ 1973-1977 ） 第三阶段： 16 位微处理器时代；采用HMOS 工艺；采用多级中断、多种寻址方式、段 式存储结构；配置了软件系统。（ 1978-1984 ） 第四阶段： 32 位微处理器时代；首次增加了一个内置的数学协处理器，将复杂的数学功 能从中央处理器中分离出来，大幅度提高计算速度；采用HMOS 或 CMOS 工艺；具有多 任务处理能力。（ 1985-1992 ） 第五阶段： 64 位微处理器时代；支持商务运用和高端商务计算。（ 1993-2005） 第六阶段：多核微处理器时代；双核/ 多核技术是目前提升处理器性能的解决方案，此
1.有关第一台电子计算机ENIAC的说法，下面正确的是（C ）。 A.ENIAC是在20世纪50年代问世的 B.ENIAC的耗电太少了，所以它的功能也有限 C.ENIAC的中文含义是电子数字积分计算机 D.ENIAC是由牛顿等人研制成功的 2.我们所说的裸机是指（D ）。 A.无硬盘的计算机系统 B.无键盘的计算机系统 C.无硬件系统的计算机系统 D.没有配备软件的计算机系统 3.计算机应用范围广，自动化程度高是因为计算机（B ）。 A.内部采用二进制存储数据 B.采用程序控制工作方式 C.运算器速度快 D.价格便宜，设计先进 4.下列说法正确的是（B ）| A.微型计算机最早出现于第一代计算机中 B.冯·诺依曼提出的计算机体系结构奠定了现代计算机的结构理 论基础 C.世界上第一台电子计算机ENIAC是1950年诞生的 D.按照计算机的速度，人们把计算机的发展过程分为4个时代 5.虽然计算机的功能越来越强大，但它不可能（A ）
A.取代人类的智力活动 B.对事件做出决策分析、 C.具有记忆（存储）的能力 D.自动地运行程序，实现操作自动化 6.第一代计算机使用的逻辑原件是（A ） A.电子管 B.集成电路 C.晶体管 D.大规模集成电路 7.（A）是电子计算机工作最重要的特称。 A.存储程序与自动控制 B.高速度 C.存储能力强 D.高精度 8.现代的计算机的“存储程序，逐条执行”的设计思想是由（C ） 提出来的 A.图灵 B.霍勒瑞斯 C.冯·诺依曼 D.帕斯卡 9. 计算机辅助设计的英文简写是（B ） A. CAT B. CAD C. CAI D. CAM
1．比较数字计算机和模拟计算机的特点。 解：模拟计算机的特点：数值由连续量来表示，运算过程是连续的； 数字计算机的特点：数值由数字量（离散量）来表示，运算按位进行。 两者主要区别见P1 表1.1。 2．数字计算机如何分类？分类的依据是什么？ 解：分类：数字计算机分为专用计算机和通用计算机。通用计算机又分为巨型机、大型机、中型机、小型机、微型机和单片机六类。 分类依据：专用和通用是根据计算机的效率、速度、价格、运行的经济性和适应性来划分的。 通用机的分类依据主要是体积、简易性、功率损耗、性能指标、数据存储容量、 指令系统规模和机器价格等因素。 3．数字计算机有那些主要应用？ （略） 4．冯. 诺依曼型计算机的主要设计思想是什么？它包括哪些主要组成部分？ 解：冯. 诺依曼型计算机的主要设计思想是：存储程序和程序控制。 存储程序：将解题的程序（指令序列）存放到存储器中； 程序控制：控制器顺序执行存储的程序，按指令功能控制全机协调地完成运算任务。 主要组成部分有：控制器、运算器、存储器、输入设备、输出设备。 5．什么是存储容量？什么是单元地址？什么是数据字？什么是指令字？ 解：存储容量：指存储器可以容纳的二进制信息的数量，通常用单位KB、MB、GB来度量，存储容 量越大，表示计算机所能存储的信息量越多，反映了计算机存储空间的大小。 单元地址：单元地址简称地址，在存储器中每个存储单元都有唯一的地址编号，称为单元地址。 数据字：若某计算机字是运算操作的对象即代表要处理的数据，则称数据字。 指令字：若某计算机字代表一条指令或指令的一部分，则称指令字。 6．什么是指令？什么是程序？ 解：指令：计算机所执行的每一个基本的操作。 程序：解算某一问题的一串指令序列称为该问题的计算程序，简称程序。 7．指令和数据均存放在内存中，计算机如何区分它们是指令还是数据？ 解：一般来讲，在取指周期中从存储器读出的信息即指令信息；而在执行周期中从存储器中读出
1.1计算机控制系统概述 1.1.1 微机控制系统特征 从模拟控制系统过渡到微机控制系统，控制器结构、控制器中的信号形式、系统的过程通道内容、控制量的产生方法、控制系统的组成观念等均发生了重大变化。微机控制系统在系统结构方面有自己独特的内容；在功能配置方面呈现出模拟控制系统无可比拟的优势；在工作过程与方式等方面存在其必须遵循的规则。因此，通过了解微机控制系统的这些特征可以建立起微机控制系统的基本概念。 l.结构特征 控制器和执行机构是任何控制系统都不可缺少的内容。执行机构是系统用来操作、改变、管理被控对象的工具，而控制器为执行机构提供执行方式和执行量值等。 模拟控制系统的控制器通过以运算放大器为基本运算电路的模拟电路计算执行量值，决策执行方式。通常一套决策方案，一种计算方法对应一组专用生成电路，改变决策方案和计算方法就必须改变生成电路。计算机控制系统用计算机作为控制器，执行量值的计算，执行方式的决策等都是通过计算机程序来实现。将控制器用微型计算机来代替，便构成了微机控制系统，即其结构特征主要表现为系统控制器由微型计算机担当，系统参数分析和控制量值计算等均由微机完成。 微机控制系统的抽象结构和作用在本质上与其它控制系统没有什么区别，因此，同样存在微机开环控制系统、微机闭环控制系统等不同类型的微机控制系统。模拟系统控制器中的信号形式是连续量，微机作为控制器只能处理离散量，当微机要给模拟执行机构提供控制量时，要将离散量或数字量转换为连续量或模拟量，即要进行D／A(数字／模拟)转换；为了将被控制的模拟量变为计算机能接受，并可进行处理的数字信号形式，在闭环反馈通道上要设置A／D(模拟／数字)转换环节。因此，以微型计算机为控制器的闭环控制系统抽象结构如图1.1.1所示。 图1.1.1 微机闭环控制系统结构图 按微机控制系统中信息的传输方向，系统包含三条基本信息通道。第一条是含D／A转换环节的通道，称之为后向通道或输出过程通道；第二条是含有A／D转换环节的通道，称之为前向通道或输入过程通道；第三条通道是人机对话或交互通道。微机通过输出过程通道向被控对象或工业现场提供控制量；通过输入过程通道获取被控对象或工业现场信息；系统操作者通过人机交互通道向微机控制系统发布相关命令，提供操作参
第一章微型计算机系统概述 （Ⅰ）教学目的与要求 理解与回顾计算机中最基本的电路元件及最主要的数学知识，包括进制、计算机信息表示、主要编码和二进制加减法电路等内容，作为本书的基础。 （Ⅱ）重点、难点 z掌握： BCD码；二、十转换，二、十六进制转换；二进制运算；二进制运算的加法/减法电路 z理解：计算机数制中二进制、十六进制、十进制的制式；二进制的原码、反码和补码，及其在8位和16位字长下的范围 z了解：ASCII码及数字和大写字母A~Z的ASCII码表述 （Ⅲ）主要外语词汇 1.ASCII 2.BCD （Ⅳ）授课内容 1.计算机中的数制、码制。 2.BCD码和ASCII的概念。 3.二进制加减电路。 4.计算机中的信息表示 （Ⅴ）辅助教学情况（多媒体课件、绘图、板书、标本、示教等） 多媒体教学课件（POWERPOINT） （Ⅵ）复习思考题、作业题 1.课后作业：P17 1.2 1.8 1.10 2.十进制数30.375表示成十六进制数为__,写出计算过程 3.8位二进制补码11011101所表示的十进制符号数为____. 4.无符号二进制数1111 1010转换为BCD码为____. 5.使一个二进制位置1的方法是该位和1相___.(填与、或、非) 6.若x=-1，y=-127 ，则[x]补=__, [x+y]补=___ 7.用补码进行计算：1）96-19 2）（-56）-（-17） 8.用双高位判别法判断下列补码运算是否发生溢出 1）45+45 2）(-27)+(-112) 9.用学过的电路知识，做出1010(2)+0011(2)的门电路图，并求出计算机过。 （Ⅶ）参考教材或资料 郑学坚微型计算机原理及应用（第三版）清华大学出版社
第一章计算机网络概述 一、单项选择 1.对于用户来说，在访问网络共享资源时，（）这些资源所在的物理位置。 A．不必考虑B.必须考虑C.访问硬件时需考虑D.访问软件时需考虑 2.世界上第一个计算机网络，并在计算机网络发展过程中，对计算机网络的形成与发展影响最大的是()。 计算机互联的主要目的是（） A.制定网络协议 B.将计算机技术与通信技术相结合 C.集中技术 D.资源共享 4.在计算机网络发展的4个阶段中，（）是第三个阶段。 A.网络互连 B.网络标准化 C.技术准备发展 5.下列有关网络中计算机的说法正确的是（） A.没关系 B.拥有独立的操作系统 C.互相干扰 D.共同拥有一个操作系统 6.以下网络资源属于硬件资源的是（） A.工具软件 B.应用软件 C.打印机 D.数据文件 7.在计算机网络中，共享的资源主要是指硬件、（）与数据。 A.外设 B.主机 C.通信信道 D.软件 8.关于计算机网络，以下说法正确的是（） A.网络就是计算机的集合 B.网络可提供远程用户共享网络资源，但可靠性很差。 C.网络是计算机技术和通信技术相结合的产物。 D.当今世界上规模最大的网络是LAN。 9.计算机网络中广域网和局域网的分类划分依据是（） A.交换方式 B.地理覆盖范围 C.传输方式 D.拓扑结构 10.拥有通信资源，在网络通信中起数据交换和转接作用的网络节点是（） A.访问节点 B.转接节点 C.混合节点 D.端节点 11.通信子网是计算机网络中负责数据通信的部分，主要完成数据的传输、交换以及通信控制，它由（）组成。 A.主机 B.网络节点、通信链路 C.终端控制器 D.终端 12.在（）结构中，网络的中心节点是主节点，它接收各分散节点的信息再转发给相应节点。 A.环形拓扑 B.网状拓扑 C.树型拓扑 D.星型拓扑 二、简答 1.什么是计算机网络？ 2.计算机网络有哪些功能？ 3.按计算机网络的拓扑结构，可将网络分为哪几种类型？ 答案:1-5AADBB6-10CDCBB11-12BD
第1章练习题参考答案 一、判断题（正确Y，错误N） 1.信息是认识主体所感知或所表述的事物运动及其变化方式的形式、内容和效用。Y 2.信息就是数据。N 3.知识来源于信息。Y 4.信息是可以交换的。N 5.信息处理的本质是数据处理。Y 6.经加工后的信息一定比原始的信息更能反映现实的最新状态。N 7.信息技术是指用来取代人们信息器官功能，代替人类进行信息处理的一类信息技术。N 8.集成电路芯片的集成度越高，其工作速度就越快。Y 9.集成电路按用途可分为通用和专用两类，PC机中的存储器芯片属于专用集成电路。N 10.现代微处理器都是大规模集成电路。N 11.现代通信指的是使用电波或光波传递信息的技术。通信的任务就是传递信息。Y 12.通信就是传递信息，因此书、报、磁带、唱片等都是现代通信的媒介。N 13.通信系统中的发送与接收设备称之为“终端”。Y 14.在通信系统中，计算机既可以用作信源也可以用作信宿，接收和发送的都是数字信号。Y 15.通信系统中信源和信宿之间必须存在信道，才能实现信息的传输。Y 16.光纤是绝缘体，不受外部电磁波的干扰。Y 17.微波可以按任意曲线传播。N 18.微波可以经电离层反射传播。N 19.与同轴电缆相比，双绞线容易受到干扰，误码率较高，通常只在建筑物内部使用。Y 20.光纤通信、微波通信、卫星通信、移动通信，它们的任务都是传递信息，只是其传输介质和技术各有不同。Y 21.微波中继站之间的距离大致与塔高平方成正比。一般为50公里左右。Y 22.中低轨道通信卫星相对于地面是静止的。N 23.同步轨道上的卫星数目是有限的。Y 24.卫星通信是微波接力通信向太空的延伸。Y 25.传输信息量与传输速率是相同的概念。N 26.模拟信号是随时间而连续变化的物理量，包含无穷多个值。Y 27.信道的带宽总是指信道上所能通过的信号的频带宽度。N 28.FDM和TDM是指将任意多路信号复合在同一个信道中传输。Y 29.无线电广播中的中波段和短波段都采用调幅方式调制声音信号，而且都利用电离层反射传输信号。N 30.调频广播比调幅广播的声音质量好，原因是调频广播的传输频带较宽，且外界信号不会对声音的频率形成干扰。Y 31.光纤通信是利用光纤传导光信号来实现的，因此光纤不能弯曲。 N 32. 与有线通信相比，地面微波接力通信具有容量大、建设费用省、抗灾能力强等优点。Y 33.电视广播的图像信号和伴音信号都采用调幅方式发送。N 34.在有线电视系统中，通过同轴电缆传输多路模拟电视信号所采用的信道复用技术是频分
第 1 章微型计算机系统概述 习题参考答案 1-1．微型计算机包括哪几个主要组成部分，各部分的基本功能是什么？ 答：微型计算机由CPU、存储器、输入/输出接口及系统总线组成。 CPU是微型计算机的核心部件，一般具有下列功能：进行算术和逻辑运算。暂存少量数据。对指令译码并执行指令所规定的操作。与存储器和外设进行数据交换的能力。提供整个系统所需要的定时和控制信号。响应其他部件发出的中断请求；总线是计算机系统各功能模块间传递信息的公共通道，一般由总线控制器、总线发送器、总线接收器以及一组导线组成；存储器是用来存储数据、程序的部件；I/O接口是微型计算机的重要组成部件，在CPU和外设之间起适配作用。1-2．CPU 执行指令的工作过程。 答：指令执行的基本过程： （1）开始执行程序时，程序计数器中保存第一条指令的地址，指明当前将要执行的指令存放在存储器的哪个单元。 （2）控制器：将程序计数器中的地址送至地址寄存器MAR，并发出读命令。存储器根据此地址取出一条指令，经过数据总线进入指令寄存器IR。 （3）指令译码器译码，控制逻辑阵列发操作命令，执行指令操作码规定的操作。 （4）修改程序计数器的内容。 1-3．果微处理器的地址总线为20 位，它的最大寻址空间为多少？ 答：220=1048576=1MB 1-4．处理器、微型计算机和微型计算机系统之间有什么关系？ 答： 微处理器是微型计算机的核心部件。微处理器配上存储器、输入/输出接口及相应的外设构成完整的微型计算机。以微型计算机为主体，配上系统软件和外部设备以后，就构成了完整的微型计算机系统。 1-5．下面十进制数分别转换为二进制、八进制和十六进制数：128，65535，1024 答： 128，二进制：10000000B，八进制：200O，十六进制：80H 65535，二进制：1111111111111111B，八进制：177777O，十六进制：FFFFH 1024，二进制：10000000000B，八进制：2000O，十六进制：400H
第一讲计算机基础知识 一、教学目的与要求： 通过对本堂课的学习，使学生了解计算机的相关基本知识，掌握计算机的发展、计算机的特点、分类与应用 二、教学重点与难点： 1）计算机的发展 2）计算机的分类 3）计算机的应用 三、教学方式： 课内讲解分析 四、课时：2 五、教学过程： 第1章计算机基础知识 ●§1.1 计算机概述 ●§1.2计算机的分类、特点和应用 ●§1.3计算机系统的组成 ●§1.4微型计算机硬件组成 ●§1.5 多媒体概述 一、对于计算机的定义，可以从以下几个方面来理解： ●接受输入 ●数据处理 ●数据存储 ●产生输出 二、计算机的发展 1. 计算机发展的几个阶段 ●第一代计算机(1946年—1958年)：电子管计算机。 ●第二代计算机(1958年—1964年)：晶体管计算机。 ●第三代计算机(1965年—1971年)：中小规模集成电路计算机。 ●第四代计算机(1971年至今)：大规模、超大规模集成电路计算机。 2. 未来计算机的发展 ●生物计算机
● 光学计算机 ●量子计算机 三、计算机的分类 ●巨型机：重要研究领域里的复杂计算 ●大型机：大型商业管理或大型数据库管理系统 ●小型机：生产过程控制、事务处理和科学研究 ●微型计算机台式机便携机 四、计算机的特点与应用 1. 计算机的特点 (1) 运算速度快。 (2) 计算精度高。 (3) 具有“记忆”功能。 (4) 具有逻辑判断能力且自动执行。 (5) 可靠性高、通用性强。 2. 计算机的应用 (1) 科学计算 平板电脑 计算机、电视、 影音三模式 移动计算机 家庭网络计算机
(2) 过程控制计算机辅助设计(CAD) 计算机辅助制造(CAM) 计算机辅助测试(CAT) (4) 信息处理计算机辅助教学(CAI) (5) 人工智能 (6) 网络通信 (7) 电子商务 五、计算机的主要性能指标 1、运算速度：是指计算机每秒执行的指令数（MIPS） CPU的主频：计算机的时钟频率 字长：能同时处理的二进制的位数（32、64） 2、存储器： 计算机中最小的信息单位是“位”，存储器是字节为单位，一个字节占八个位，一个汉字=2字节 1KB=1024B 1MB=1024KB 1GB=1024MB 1TB=1024GB 课堂小结： 本堂课主要要求掌握计算机的基本发展情况、计算机的特点、分类与应用 作业与练习 1）简述计算机发展 2）计算机如何进行分类 3）计算机的应用领域 4）计算5G大约能存放多少汉字？