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1、技术篇,第一章 计算机系统,1计算机的发展历程,第一台电子计算机的诞生 1946年在美国的宾夕法尼亚大学诞生了世界上的第一台可操作的电子数字计算机ENIAC。,1.1.电子计算机的发展阶段,第一代计算机的发展,时间阶段为1946-1957年,使用的元器件是电子管;内存储器采用磁芯;外存采用磁带,磁鼓,纸带,卡片等;编程语言是二进制代码表示的 机器语言. 这一代计算机是计算机发展的初级阶段,运算速度比较低,存储容量一般只有几KB,由于编程很繁琐,其应用只限于军事研究中的科学计算.,第二代计算机的发展,时间阶段为1958-1964年,使用的元器件主要是由贝尔实验室发明的晶体管;内存使用磁芯材料制成
2、的磁芯;外存已使用了磁带、磁盘；编程语言除机器语言外，还使用了汇编语言。 这一代计算机的整体性能比第一代计算机提高了许多，运算速度有所增加，内存容量增大，体积减小，成本减低，可靠性提高；应用范围扩大，不仅用于科学计算，还用于数据处理和事务管理，并逐渐用于工业控制。,第三代计算机的发展,时间阶段为1965-1971年，使用的元器件主要是中小规模的集成电路。内存，外存都有很大的发展，体积小价格低，软件逐渐完善，出现了多种高级语言。 这一代计算机的体积、功耗都进一步减小，运算速度和可靠性极大提高，应用范围越来越广，不仅用于科学计算，还用于文字处理，自动控制，城市交通管理等方面。,第四代计算机的发展,
3、时间阶段为1972-至今，使用的元器件是大规模集成电路，是微机进一步的“袖珍化”，且使其性能极大提高，价格大幅度降低。计算机的速度可以达到几百万次到亿次。操作系统不断的完善，应用软件已经成为现代化工业的一部分。计算机的发展进入了以计算机网络为特征的时代。,电子计算机的发展方向,第五代电子计算机将诞生于本世纪，采用超大规模集成电路，超导电路，体积为信用卡大小。,1.2 计算机的分类,微型计算机（PC） 应用领域： 字处理 决策支持 数据库管理 绘图 通信 应用开发 工程 个人与家庭使用,按照用户需求及一些技术特征来分：,移动式计算机,网络计算机,超级计算机,几款小型机样式,硕泰克的PCQbic小
4、型机,精英小型机U-Buddie,小型机,主干计算机,特点：具有强有力的传输数据和处理数据能力，具有大容量的内外存，大型机采用专用的操作系统等。,应用：在大型商场、银行、航空公司订票订票处理机构、国民经济管理部门中，一般都需要采用大型机做后台服用处理。我国的银河计算机。,根据计算机的各项综合性能指标(主频,数据传输的位数MIPS),将计算机分为以下几类: 1.巨型机: V亿次/S 2.大中型机:V几千万次/S 3.小型机:V几百万次/S 4.微型机(PC机):一般不以运算速度为指标,是由于CPU 结构属于微型机. 5.工作站:是一台高档微机,主要用于网络服务器和计算机辅助设计.,2 计算机的运
5、算基础,2.1计算机系统原理,计算机的工作原理是由美籍匈牙利数学家分冯诺依曼于1946年提出的,故称为冯诺依曼原理。它有两个及其重要的思想： 存储程序：其原理可简单叙述为：任何复杂的运算都可以分解为一系列简单的操作，这些简单的操作应是计算机能直接实现的被称为“指令”的基本操作，如控制指令，加法指令等。要完成一个计算任务时，先确定分解算法，编制运算过程，选取能实现操作的适当指令，组成所谓的“程序”。把程序和所要处理的数据均以计算机能接受的二进制代码方式预先按照一定的顺序放到计算机的存储器中，计算机逐一运行指令，最终完成一个复杂的操作。因此，冯诺依曼原理也称为：存储“程序”工作原理,（1）冯诺依曼
6、计算机结构的基本思想,一个复杂的运算,分解为,存储“程序”工作原理,存储“程序”工作原理,确定分解的算法,数据,二进制：计算机指令和数据均以二进制编码形式存储,（2）计算机系统的结构 具有冯诺依曼工作原理的计算机具备以下五大功能： （1）输入功能：（2）存储功能：（3）运算功能： （4）控制功能：（5）输出功能,2.2 计算机数据表示方法,进位计数制 二进制，八进制，十六进制 数值型数据的表示 字节的概念 计算机中字的概念：作为一个整体被传送和运算的一串二进制数码。它所含有的2进制位数成为字长。,（4）字符型数据的表示 ASCII,BCD码 （5）汉字在计算机中的表示 交换码，机内码，输入码，
7、字形 （6）音频和视频信息在计算机中的表示,2.2 计算机数据表示方法（续）,2.3 计算机程序的运行（指令运行过程）,2.3 计算机程序的运行（计算机指令系统）,（1）数据传送系统,（2）算术运算指令,（3）逻辑运算指令,（4）程序控制指令,（5）输入/输出指令,（6）其他指令,2.3 计算机程序的运行（计算机程序的执行）,2.3 计算机程序的运行（计算机程序的执行）,2.3 计算机程序的运行（网络计算机的运算方式）,服务器端,资料 应用程序功能 网络资源,要求,资料与服务,客户端,使用者功能 应用程序功能,第二章 计算机硬件,硬件是物理设备的总称，也叫硬设备,计算机硬件的基本组成： 中央处
8、理器 存储系统（主存储器与辅助存储器） 输入/输出设备 总线,中央处理器,主存储器,输入/输出设备,中央处理器,总线,以总线连接的计算机各个部分,反映计算机能力的两个指标：时间和容量,1 中央处理器,处理器是计算机的核心部分，主要由运算器、控制器组成。运算器用来对数据进行各种算术和逻辑运算。也称为执行单元。控制器是计算机硬件系统的指挥中心，它的作用是控制程序的执行，确保各个部件协调一致，有条不紊地完成各种操作。 一台计算机中可以包含多个处理器，其中承担系统软件和应用软件运行任务的处理器称为中央处理器，简称CPU,中央处理器的发展,（1） 辅助处理器 采用辅助微处理器帮助主处理器执行多种功能,（
9、2） 对偶处理器,多处理器特点：,（3） 并行处理器,（4） RISC处理器（精简指令集）,（5） MMX多媒体处理器（多媒体延伸指令集）,中央处理器的发展（续）,2 存储系统 2.1 计算机存储系统及其发展 2.2主存储器,主存储器又称内存储器或内存，直接与CPU相连，是主机不可缺少的一部分，用来存储计算机运行中的程序和各种数据。 主存由超大规模集成电路存储器芯片组成，存取速度快，但容量较小。主存储器又分为RAM和ROM。,2.2 主存储器,RAM（Random Access Memory）即随机存取存储器。即可从其中读取信息，也可向其中写入信息。开机之前RAM中没有信息，开机后操作系统对其
10、管理，关机后其中的信息都将消失。RAM中的信息可随时根据需要而改变。 Rom(Read Only Memory)即只读存储器。只可从其中读取信息，不可向其中写入信息，在开机之前ROM中已经事先存有信息，关机后其中的信息不会消失。 内存中可存储信息的多少称为存储的容量，其基本单位为字节（Byte）,目前，主存的容量为 几兆字节到几十兆字节。,2.3 辅助存储器,辅助存储器又称为外存储器，或外存。其容量相对较大，一般用来存放长期保存或相对来说暂时不用的各种程序和信息。计算机实际执行程序和加工处理数据时，辅存中的信息需要先传送到主存后才能被CPU使用。 辅存容量大，能长期可靠地保存信息，存取方便 目
11、前，微机中常用辅存有软磁盘存储器，硬磁盘存储器和光盘存储器。,3 输入/输出设备, 输入设备 键盘 鼠标 扫描仪, 输出设备 显示器 打印机,常见设备,点触式设备,计算机笔,视频输入/输出,其他设备,声音识别,其他设备（续）,视频输入/输出,语音输入软件：IBM Via Voice,语音输入软件：IBM Via Voice,语音输入软件：IBM Via Voice,语音输入软件：IBM Via Voice,语音输入软件：IBM Via Voice,光和磁识别,（1）光扫描设备,（2）磁性数据的输入,IC卡技术介绍及其应用,IC卡俗称智能卡，英文名称为“Integrated Circuit Ca
12、rd“或“Smart Card“是法国人Roland moreno 于1970年提出的概念,法国布尔公司于1976年研制成功。,特点：它是外型类似磁卡的卡片，内部嵌有集成电路块（IC），可以记录持有者的各种资料信息，具有最好的防伪功能，而且存贮量大，可靠性高。,IC卡的分类： 接触式IC卡，非接触式IC卡,接触式IC卡与磁卡相比， 更加安全可靠， 除了存储容量大， 还可一卡多用， 同时可靠性比磁卡高，寿命长：读写机构比磁卡读写机构简单可靠，造价便宜， 维护方便，容易推广。正由于以上优点， 使得接触式IC卡市场遍布世界各地，风靡一时。然而， 当前风头正健的接触式IC卡面临着后来者非接触式IC卡的
13、强劲挑战。,非接触IC卡，又称智能卡、感应卡、非接触式卡（Contactless Card）、射频卡，射频卡的信息存取是通过无线电波来完成的，感应器与射频卡之间没有机械触点。其内嵌芯片除了存储单元、控制逻辑外，增设了射频收发电路。,非接触式IC卡与传统的接触式IC卡相比，它在继承了接触式IC卡的优点的同时，如大容量、高安全性等，又克服了接触式所无法避免的缺点，如读写故障率高， 由于触点外露而导致的污染、损伤、磨损、静电以及插卡这个不便的读写过程等。非接触式IC卡完全密封的形式及无接触的工作方式， 使之不受外界不良因素的影响， 从而使用寿命完全接近IC芯片的自然寿命， 因而卡本身的使用频率和期限
14、以及操作的便利性都大大的高于接触式IC卡。,IC卡的应用,金融业、通讯、消费娱乐、医疗保险业以及出入控制等等行业。,第三章 计算机软件,1 软件的概念,1.1 软件分类,系统软件：管理和支持计算机系统资源及操作的程序。,应用软件：处理特定应用的程序。,1.2 软件发展趋势,开发方式上：逐步脱离专业程序员和终端用户独立开发，而是由软件供应商提供用户需求包 开发程序语言上：脱离采用独立语句和算法表达式的过程设计语言进行程序设计，而向人机对话的非过程化自然语言发展,data segment out1 db Hello world$ out2 db My name is DJX$ data ends
15、code segment assume cs:code;ds:data start: mov ax,data mov ds,ax,语言本身：,Private Sub Command3_Click() If Trim(Combo1.Text) = “ Then GcRs(“zbgs“) = “ “ GcRs(“zbj“) = 0 Else GcRs(“zbgs“) = Trim(Combo1.Text) GcRs(“zbj“) = Val(Trim(Label8.Caption) End If On Error GoTo 10 Exit Sub,开发方式：,2 系统软件 2.1 系统软件的分类
16、2.2 操作系统,（1）重要性,（2）操作系统的功能,（3） 操作系统的类型 2.3 其他系统管理程序 2.4 常见操作系统简介,3 程序设计语言,程序设计语言，是人和电脑都可以接受的语言，它分为三类：第一是机器语言，它是以机器指令表达的语言；第二是汇编语言，它是用助记符表示的语言，是低级语言；第三是高级语言，它接近于人的习惯用语。,程序设计语言正在向第四代使用自然的非过程化语言方向发展。同时计算机行业的某些专家已经提到第五代语言：将使用人工智能技术实现用户需求的语言,3.1 机器语言,3.2 汇编语言,3.3 高级语言 C、Pascal、Basic,8.3.4 第四代语言 Visual C、
17、Visual Basic、Visual Foxpro.,查询语言 报表生成器 图形化语言 应用程序生成器 非常高阶程式语言 套装软件 个人计算机工具,第四代语言分为7类：,3.5 面向对象的语言,3.6 程序设计工具,1 计算机通讯系统 1.1 计算机通讯网络系统的定义及基本模型 （1） 计算机通讯系统的定义 计算机通讯网络的定义：利用通讯设备和线路将地理位置不同的，功能独立的多个计算机系统互联起来，以功能完善的网络软件（网络协议，信息交换方式及网络操作系统）实现网络中资源共享和信息传递。,第四章 通讯与网络,两个含义： （1）计算机网络 （2）远程通讯,1.2 计算机通讯网络地演变和发展,终
18、端,以单计算机微中心地远程联机系统,1.2 计算机通讯网络地演变和发展,（2）第二代计算机通讯网络,存储转发地计算机网络,通讯子网,1.2 计算机通讯网络地演变和发展,（3）第三代计算机通讯网络,统一的网络体系结构，遵循国际标准化地协议 生产的规模化，分布式系统发展,ISO/OSI“开放系统互连基本参考模型”,OSI“Open System Interconnection”,1.3 新兴的计算机通信网络模式,客户机/服务器（C/S）系统模式：,20世纪90年代以前的对等网模式,例子1：某大型连锁店,总公司服务器,分公司服务器,三层结构体系：,信息表达层,逻辑处理层,数据管理层,远程通讯基本组成
19、,远程通讯：指信息以一定的形式，如语言、数据、文本和映像，使用电或光的传递介质，从一个地方发送到另一个地方。,远程通信模型,2 计算机通讯网络实现技术,2.1 计算机通讯网络类型,1、按地理覆盖范围分类,局域网,局域网（LAN，Local Area Network）是小范围的网络，一般局限在一座大楼，楼内若干层或者一层，甚至在一个房间内的计算机，打印机或调制解调器互联起来共享资源。,广域网,广域网（WAN，Wide Area Network）的作用范围比较大，通常在几十到几千公里以上，有时也称为远程网。为了有效利用通讯设施，常常通过租用公共数据通讯网的专线，或者公共电话网来组建广域网。,城域网
20、,“城域网”的概念2000年在中国首次亮相以后，国内就不断掀起城域网建设高潮。,城域网是为满足网络接入层的带宽大幅度增长的需求而建立的，主要针对数据及多媒体业务。在地理范围上局限于城市内部（类似于电话交换网的各本地网）；在技术上综合采用了各种广域网技术、局域网技术；在工作层面上，它既不是局域网在地理范围上的简单扩大，也不是广域网在规模、地理范围上的缩小，而是两者巧妙、科学、合理地综合应用（取长补短地融合以及交互使用）；在传输媒质上，主要采用光纤、铜线、同轴电缆、类电缆、微波以及它们的综合等；在接入方式上主要采用以太网、扩频微波等。,2、按物理结构分类,3 通信网络的分类与应用,网络拓扑结构的定
21、义,（1）点到点式的,环形结构,环形结构的特点： 优点：信息流控制比较简单，信息流在环路中沿固定方向单向流动的，两个计算机之间仅有唯一的通路，故路径选择控制非常简单。所有的计算机都有平等的访问机会，用户多时也有较好的性能。 缺点：环路中有一台计算机发生故障会影响到整个网络，重新配置网络时会干扰正常的工作，不便于扩充。,星型结构,星型结构的特点： 网络便于管理，结构简单，扩充容易，如果想增加或去掉计算机，不影响网络的其余名部分，容易检测故障和故障隔离。,星状总线结构,树型结构,卫星和无线电式结构,（2）广播式的,总线结构的特点： 优点：网络结构简单，易于安装且价格低廉，是最常用的局域网拓扑结构之一。 缺点：如果总线断开，网络不可用；如果发生故障，则需要检测总线在各计算机处的连接，不易管理；由于总线网络受到信号损耗的影响，总线的长度受限制。,2.2 通信介质,（1）双绞线,2.2 通信介质（续）,（2）同轴电缆,2.2 通信介质（续）,（3）光纤,2.2 通信介质（续）,（4）无线传输媒体,模式1：,模式2：,模式3：,模式4：,模式5：,返回,返回,返回,返回,