全国一级计算机基础课件优质PPT.ppt

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亿亿次的优越性能位居榜首。

天河二号将于今年年底被部署到广州的国家超级计算机中心。

标志着中国天河二号将于今年年底被部署到广州的国家超级计算机中心。

标志着中国自自2010年年11月天河一号成为月天河一号成为500强榜单第一位的超级计算机之后，第一强榜单第一位的超级计算机之后，第一次返回到世界超算第一位。

次返回到世界超算第一位。

vNO.2泰坦原世界排名第泰坦原世界排名第1位，现世界排名第位，现世界排名第2位。

取得了持续计算速度每位。

取得了持续计算速度每秒秒1.76亿亿次的记录。

泰坦是名单上最节能的系统之一。

亿亿次的记录。

vNO.3红杉今年名次也下滑一位，现在位于榜单第三位。

红杉与红杉今年名次也下滑一位，现在位于榜单第三位。

红杉与2011出出世，使用世，使用1572864核心并已取得了持续计算速度每秒核心并已取得了持续计算速度每秒1.72亿次的性能记亿次的性能记录。

录。

第第1章章计算机基础知识计算机基础知识v1.2计算机的特点、应用和分类计算机的特点、应用和分类v1、计算机的特点、计算机的特点

（1）高速、精确的运算能力）高速、精确的运算能力

（2）准确的逻辑判断能力）准确的逻辑判断能力（3）强大的存储能力）强大的存储能力（4）自动功能）自动功能（5）网络与通信功能）网络与通信功能v2、计算机的应用、计算机的应用

（1）科学计算）科学计算

（2）数据）数据/信息处理信息处理（3）过程控制）过程控制（4）计算机辅助）计算机辅助计算机辅助设计计算机辅助设计CAD计算机辅助制造计算机辅助制造CAM计算机辅助教育计算机辅助教育CAI计算机辅助技术计算机辅助技术CAT计算机仿真模拟计算机仿真模拟（5）网络通信）网络通信（6）人工智能（）人工智能（AI）（7）多媒体应用）多媒体应用（8）嵌入式系统）嵌入式系统第第1章章计算机基础知识计算机基础知识v1.2计算机的特点、应用和分类计算机的特点、应用和分类v3、计算机的分类、计算机的分类v按计算机处理数据的类型：

模拟计算机、数字计算机和混合计算机按计算机处理数据的类型：

模拟计算机、数字计算机和混合计算机v按计算机的用途：

通用计算机和专用计算机按计算机的用途：

通用计算机和专用计算机v按计算机的性能、规模和处理能力：

按计算机的性能、规模和处理能力：

（1）巨型机）巨型机

（2）大型通用机：

企业级计算机）大型通用机：

企业级计算机（3）微型机）微型机微型机分独立式（日常使用）和嵌入式（嵌入式系统）微型机分独立式（日常使用）和嵌入式（嵌入式系统）微型计算机的结构：

单片机、单板机、多芯片机和多板机微型计算机的结构：

单片机、单板机、多芯片机和多板机（4）工作站）工作站高档的微型计算机高档的微型计算机（5）服务器：

描述了计算机的应用角色，而不是刻画机器档次）服务器：

描述了计算机的应用角色，而不是刻画机器档次特点：

特点：

1）只有在客户机的请求下才为其提供服务只有在客户机的请求下才为其提供服务2）服务器对客户透明）服务器对客户透明3）服务器严格说是一种软件的概念）服务器严格说是一种软件的概念第第1章章计算机基础知识计算机基础知识v1.3计算机科学研究与应用计算机科学研究与应用v1、人工智能、人工智能指纹识别指纹识别手写输入手写输入v2、网格计算、网格计算研究如何把一个需要非常巨大的计算能力才能解决的问研究如何把一个需要非常巨大的计算能力才能解决的问题分成许多小的部分，然后把它们分配给许多计算机进行处理，题分成许多小的部分，然后把它们分配给许多计算机进行处理，最后把这些计算结果综合起来得到最终结果，从而圆满完成一最后把这些计算结果综合起来得到最终结果，从而圆满完成一个大型计算任务。

个大型计算任务。

对用户而言，就好像拥有了一台功能强大的虚拟计算机，对用户而言，就好像拥有了一台功能强大的虚拟计算机，这就是网格计算的思想。

这就是网格计算的思想。

网格计算网格计算-利用互联网把不同位置的电脑组成一个利用互联网把不同位置的电脑组成一个“虚拟的虚拟的超级计算机超级计算机”第第1章章计算机基础知识计算机基础知识v1.3计算机科学研究与应用计算机科学研究与应用v3、中间件技术、中间件技术中间件：

介于应用软件和操作系统之间的系统软件中间件：

介于应用软件和操作系统之间的系统软件即在客户机和服务器之间增加一组服务，这种服务就是中间件，即在客户机和服务器之间增加一组服务，这种服务就是中间件，如如ODBC。

v4、云计算、云计算是分布式计算、网格计算、并行计算、网络存储及虚拟化计算是分布式计算、网格计算、并行计算、网络存储及虚拟化计算机和网络技术发展融合的产物，或者说是它们的商业实现。

机和网络技术发展融合的产物，或者说是它们的商业实现。

云计算的构成包括硬件、软件和服务。

用户不再需要购买复杂云计算的构成包括硬件、软件和服务。

用户不再需要购买复杂的硬件和软件，只需要支付相应的费用给的硬件和软件，只需要支付相应的费用给“云计算云计算”服务商，通服务商，通过网络就可以方便地获取所需要的计算、存储等资源。

过网络就可以方便地获取所需要的计算、存储等资源。

v数据在云端，软件在云端，任何时间，任何地点都可以进行计算数据在云端，软件在云端，任何时间，任何地点都可以进行计算第第1章章计算机基础知识计算机基础知识v1.4未来计算机的发展趋势未来计算机的发展趋势v电子计算机的发展方向电子计算机的发展方向

（1）巨型化）巨型化

（2）微型化）微型化（3）网络化）网络化（4）智能化）智能化v未来新一代计算机未来新一代计算机

（1）模糊计算机）模糊计算机

（2）生物计算机）生物计算机（3）光子计算机）光子计算机（4）超导计算机）超导计算机（5）量子计算机）量子计算机第第1章章计算机基础知识计算机基础知识v1.5信息技术信息技术v1、信息技术的定义、信息技术的定义一系列与计算机相关的技术就是信息技术。

一系列与计算机相关的技术就是信息技术。

v2、现代信息技术的内容、现代信息技术的内容一般来说，信息技术包含三个层次：

一般来说，信息技术包含三个层次：

（1）信息基础技术）信息基础技术

（2）信息系统技术）信息系统技术（3）信息应用技术）信息应用技术v3、现代信息技术的发展趋势、现代信息技术的发展趋势

（1）数字化）数字化

（2）多媒体化）多媒体化（3）高速度）高速度、网络化、宽频带、网络化、宽频带（4）智能化）智能化第第1章章计算机基础知识计算机基础知识v1.5信息技术信息技术v1、信息技术的定义、信息技术的定义一系列与计算机相关的技术就是信息技术。

（1）信息基础技术）信息基础技术

（2）信息系统技术）信息系统技术（3）信息应用技术）信息应用技术v3、现代信息技术的发展趋势、现代信息技术的发展趋势

（1）数字化）数字化

（2）多媒体化）多媒体化（3）高速度）高速度、网络化、宽频带、网络化、宽频带（4）智能化）智能化第第1章章计算机基础知识计算机基础知识v第二节第二节信息的表示和存储信息的表示和存储v1、数据与信息、数据与信息数据是对客观事物的彖表示数据是对客观事物的彖表示信息是对各种事物变化和特征的反应，信息具有针对性和实效信息是对各种事物变化和特征的反应，信息具有针对性和实效性。

性。

信息由意义，数据没有，它们可以转化信息由意义，数据没有，它们可以转化信息、物质、能量是人类生存和发展的三大资源信息、物质、能量是人类生存和发展的三大资源v2、计算机中的数据、计算机中的数据ENIAC采用十进制，冯采用十进制，冯.诺依曼提出二进制诺依曼提出二进制计算机内部均用二进制表示各种信息。

计算机内部均用二进制表示各种信息。

第第1章章计算机基础知识计算机基础知识v第二节第二节信息的表示和存储信息的表示和存储v3、计算机中数据的单位、计算机中数据的单位位（位（bit）：

数据的最小单位，每个数码称为）：

数据的最小单位，每个数码称为1位位字节（字节（Byte）：

存储容量的基本单位）：

存储容量的基本单位字节，千字节，兆字节，吉字节，太字节字节，千字节，兆字节，吉字节，太字节1字节字节=8位位1KB=1024B1MB=1024KB1GB=1024MB1TB=1024GB字长：

计算机一次能并行处理的二进制位称为该机器的字长字长：

计算机一次能并行处理的二进制位称为该机器的字长字长是计算机的一个重要标志，直接反映一台计算机的计算字长是计算机的一个重要标志，直接反映一台计算机的计算能力和计算精度。

字长越长，计算机的数据处理速度越快能力和计算精度。

字长越长，计算机的数据处理速度越快第第1章章计算机基础知识计算机基础知识v第二节第二节信息的表示和存储信息的表示和存储v4、字符编码、字符编码

（1）西文字符的编码）西文字符的编码美国信息交换标准码美国信息交换标准码ASCII，7位码位码128字符字符扩展扩展ASCII,8位码位码256字符字符a:

1100001,97,bcde.依次增加依次增加A:

1000001,65,BCDE.依次增加依次增加0:

0110000，48,1234.依次增加依次增加计算机内部用一个字节（计算机内部用一个字节（8个二进制位）存放一个个二进制位）存放一个7位位ASCII码，最高位为码，最高位为0第第1章章计算机基础知识计算机基础知识v第二节第二节信息的表示和存储信息的表示和存储v5、字符编码、字符编码

（2）汉字的编码）汉字的编码ASCII码只对英文字母、数字和标点进行了编码。

码只对英文字母、数字和标点进行了编码。

汉字分成两级：

一级汉字汉字分成两级：

一级汉字3755个，按汉语拼音字母的次个，按汉语拼音字母的次序排列；

二级汉字有序排列；

二级汉字有3008个，按偏旁部首排列。

因为一个个，按偏旁部首排列。

因为一个字节足以表示字节足以表示6763个汉字，所以一个国标码用两个字节来个汉字，所以一个国标码用两个字节来表示一个汉字，每个字节最高位为表示一个汉字，每个字节最高位为0。

GB2312-80将汉字分为将汉字分为94行、行、94列列（3）汉字的处理过程）汉字的处理过程输入输入输入码输入码国标码国标码机内码机内码地址码地址码字形码字形码输出输出第第1章章计算机基础知识计算机基础知识v第二节第二节信息的表示和存储信息的表示和存储v5、字符编码、字符编码（3）汉字的处理过程）汉字的处理过程为将汉字输入计算机而编制的代码称为汉字输入码，也叫为将汉字输入计算机而编制的代码称为汉字输入码，也叫外码。

外码。

汉字内码是为在计算机内部对汉字进行存储、处理的汉字汉字内码是为在计算机内部对汉字进行存储、处理的汉字编码，汉字的内码的形式也多种，对应国标码一个汉字的内编码，汉字的内码的形式也多种，对应国标码一个汉字的内码用码用2个字节存储，每个汉字的最高位置个字节存储，每个汉字的最高位置“1”作为汉字内作为汉字内码的标识。

如果用十六进制来表述，就是把汉字国标码的每码的标识。

如果用十六进制来表述，就是把汉字国标码的每个字节加个字节加80H。

区位码区位码+2020H国标码国标码+8080H机内码机内码第第1章章计算机基础知识计算机基础知识v第二节第二节信息的表示和存储信息的表示和存储v5、字符编码、字符编码（4）汉字字形码）汉字字形码汉字字形码又称汉字字模，用于汉字在显示屏或打印机输汉字字形码又称汉字字模，用于汉字在显示屏或打印机输出。

通常有两种表示方式：

点阵和矢量表示方式。

出。

24*24点阵需要多少字节空间？

点阵需要多少字节空间？

矢量表述方式可产生高质量的汉字输出矢量表述方式可产生高质量的汉字输出（5）汉字地址码）汉字地址码汉字地址码是指汉字库地址码，需要向输出设备输出汉字汉字地址码是指汉字库地址码，需要向输出设备输出汉字时，必须通过地址码对汉字库进行访问。

时，必须通过地址码对汉字库进行访问。

第第1章章计算机基础知识计算机基础知识v第二节第二节信息的表示和存储信息的表示和存储v5、字符编码、字符编码（6）其他汉字内码）其他汉字内码GB2312-80国标码只能表示和处理国标码只能表示和处理6763个汉字，为了个汉字，为了统一表示世界各国、各地区的文字，便于全球范围的信息交统一表示世界各国、各地区的文字，便于全球范围的信息交流，各级组织公布了各种汉字内码流，各级组织公布了各种汉字内码1）GBK码（扩充汉字内码规范）多大码（扩充汉字内码规范）多大2万多简、繁汉字万多简、繁汉字的编码的编码2）UCS码：

包含字母文字，中日韩的表意文字码：

包含字母文字，中日韩的表意文字3）Unicode编码；

编码；

65536个字符编码，主要用来解决个字符编码，主要用来解决多语言的计算问题多语言的计算问题4）BIG5码：

香港、台湾地区使用的一种繁体汉字编码码：

香港、台湾地区使用的一种繁体汉字编码第第1章章计算机基础知识计算机基础知识v第三节第三节多媒体技术简介多媒体技术简介1、多媒体的特征、多媒体的特征媒体：

指文字、声音、图像、动画和视频媒体：

指文字、声音、图像、动画和视频等内容等内容多媒体技术：

指能够同时对两种或两种以多媒体技术：

指能够同时对两种或两种以上的媒体进行处理的综合处理技术上的媒体进行处理的综合处理技术多媒体技术具有交互性、集成性、多样性多媒体技术具有交互性、集成性、多样性和实时性。

和实时性。

第第1章章计算机基础知识计算机基础知识v第三节第三节多媒体技术简介多媒体技术简介2、媒体的数字化、媒体的数字化声音声音1）声音的数字化）声音的数字化采样采样量化量化编码编码2）声音文件格式）声音文件格式WAVMPEGrealAudio乐器数字接口乐器数字接口MIDIVOCAUAIF第第1章章计算机基础知识计算机基础知识v第三节第三节多媒体技术简介多媒体技术简介2、媒体的数字化、媒体的数字化图像图像1）静态图像的数字化）静态图像的数字化采样采样量化量化2）动态图像的数字化）动态图像的数字化3）点位图和矢量图）点位图和矢量图4）图像文件格式）图像文件格式bmpgiftiffpngwmfdxf5）视频文件格式）视频文件格式avimovasfwmv第第1章章计算机基础知识计算机基础知识v第三节第三节多媒体技术简介多媒体技术简介3、多媒体数据压缩、多媒体数据压缩1）无损压缩（可逆编码）无损压缩（可逆编码）行程编码行程编码熵编码（算术编码，霍夫曼编码）熵编码（算术编码，霍夫曼编码）JPEGMPEG2）有损压缩（不可逆编码）有损压缩（不可逆编码）预测编码预测编码变换编码变换编码基于模型编码基于模型编码分形编码分形编码矢量量化编码矢量量化编码第第1章章计算机基础知识计算机基础知识v第四节第四节计算机病毒及其防治计算机病毒及其防治1、计算机病毒的特征和分类、计算机病毒的特征和分类1）计算机病毒：

指编制或者在计算机程序中插入的破坏计算机功能或）计算机病毒：

指编制或者在计算机程序中插入的破坏计算机功能或者破坏数据，影响计算机使用并且能够自我复制的一组计算机指令或者破坏数据，影响计算机使用并且能够自我复制的一组计算机指令或者程序代码者程序代码寄生性寄生性破坏性破坏性传染性传染性潜伏性潜伏性隐蔽性隐蔽性2）计算机病毒的分类）计算机病毒的分类引导区型病毒引导区型病毒文件型病毒文件型病毒混合型病毒混合型病毒宏病毒宏病毒internet病毒（网络病毒）病毒（网络病毒）3）计算机感染病毒的常见症状）计算机感染病毒的常见症状4）计算机病毒的清除）计算机病毒的清除2、计算机病毒的预防、计算机病毒的预防第第2章章计算机系统计算机系统v第一节第一节计算机的硬件系统计算机的硬件系统1、运算器、运算器对二进制数码进行算术运算或逻辑运算，所以也称为算术逻辑部件对二进制数码进行算术运算或逻辑运算，所以也称为算术逻辑部件计算机的运算速度通常是指每秒钟能够执行加法指令的数目。

百万次计算机的运算速度通常是指每秒钟能够执行加法指令的数目。

百万次/每秒每秒（MIPS）来表示。

）来表示。

2、控制器、控制器是计算机的心脏，由它指挥各个部件自动、协调地工作。

是计算机的心脏，由它指挥各个部件自动、协调地工作。

控制器由指令寄存器控制器由指令寄存器IR，指令译码器，指令译码器ID，程序计数器，程序计数器PC和操作控制器和操作控制器OC部部件组成。

件组成。

PC总保存下一条要执行指令的地址总保存下一条要执行指令的地址1）机器指令：

操作码和操作数组成）机器指令：

操作码和操作数组成2）指令执行过程）指令执行过程取指令取指令分析指令分析指令生成控制信号生成控制信号执行指令执行指令重复执行重复执行运算器运算器+控制器合称中央处理器（控制器合称中央处理器（CPU），时钟主频越高，速度越快），时钟主频越高，速度越快第第2章章计算机系统计算机系统v第一节第一节计算机的硬件系统计算机的硬件系统3、存储器、存储器存储器是存储程序和数据的部件，分内存和外存两大类。

内存速度快，存储器是存储程序和数据的部件，分内存和外存两大类。

内存速度快，断电后信息丢失，断电后信息丢失，CPU不能像访问内存那样直接访问外存，当需要某一程不能像访问内存那样直接访问外存，当需要某一程序或数据时，必须先调入内存。

序或数据时，必须先调入内存。

1）内存）内存分随机存储器分随机存储器RAM和只读存储器和只读存储器ROMRAM又分静态随机存储器又分静态随机存储器SRAM和动态随机存储器和动态随机存储器DRAMDRAM的含义是指每隔一个固定的时间必须对存储信息刷新一次的含义是指每隔一个固定的时间必须对存储信息刷新一次2）只读存储器）只读存储器可编程只读存储器可编程只读存储器PROM可擦除可编程只读存储器可擦除可编程只读存储器EPROM电可擦除可编程只读存储器电可擦除可编程只读存储器EEPROM3）高速缓冲存储器（）高速缓冲存储器（Cache）4）内存储器的性能指标）内存储器的性能指标容量和速度容量和速度第第2章章计算机系统计算机系统v第一节第一节计算机的硬件系统计算机的硬件系统3、存储器、存储器外存外存1）硬盘）硬盘2）闪速存储器（）闪速存储器（flash）3）光盘）光盘层次结构层次结构常采用常采用cache主存层次（解决速度不匹配问题）主存层次（解决速度不匹配问题）主存主存辅存层次（解决存储器系统容量问题）辅存层次（解决存储器系统容量问题）第第2章章计算机系统计算机系统v第一节第一节计算机的硬件系统计算机的硬件系统4、输入设备、输入设备1）键盘）键盘2）鼠标）鼠标3）其他输入设备）其他输入设备扫描仪扫描仪照相机照相机摄像机摄像机游戏操作杆游戏操作杆条形码阅读器条形码阅读器光学字符阅读器光学字符阅读器触摸屏触摸屏手写笔手写笔语音输入设备（麦克风）语音输入设备（麦克风）第第2章章计算机系统计算机系统v第一节第一节计算机的硬件系统计算机的硬件系统5、输出设备、输出设备1）显示器）显示器2）打印机）打印机点阵打印机点阵打印机喷墨打印机喷墨打印机激光打印机激光打印机3）其他输出设备）其他输出设备绘图仪绘图仪音频输出设备音频输出设备视频投影仪视频投影仪4）其他输入）其他输入/输出设备输出设备调制解调器调制解调器光盘刻录机光盘刻录机第第2章章计算机系统计算机系统v第一节第一节计算机的硬件系统计算机的硬件系统6、计算机的结构、计算机的结构计算机硬件系统的五大部件并不是孤立存在的，需要相互连计算机硬件系统的五大部件并不是孤立存在的，需要相互连接和传输。

计算机的结构反映了计算机各个组成部件之间的连接和传输。

计算机的结构反映了计算机各个组成部件之间的连接方式接方式1）直接连接）直接连接2）总线结构）总线结构数据总线数据总线地址总线地址总线控制总线控制总线第第2章章计算机系统计算机系统v第二节第二节计算机的软件系统计算机的软件系统软件系统是为运行、管理和维护计算机而编制的各种程序、数软件系统是为运行、管理和维护计算机而编制的各种程序、数据和文档的总称。

据和文档的总称。

计算机系统由硬件系统和软件系统组成。

1、软件的概念、软件的概念软件是计算机的灵魂，没有软件的计算机毫无用处软件是计算机的灵魂，没有软件的计算机毫无用处程序：

是按照一定顺序执行的、能够完成某一任务的指令集程序：

是按照一定顺序执行的、能够完成某一任务的指令集合（程序合（程序=算法算法+数据结构）数据结构）程序设计语言：

人们让计算机完成某项任务的语言程序设计语言：

人们让计算机完成某项任务的语言1）机器语言：

直接执行）机器语言：

直接执行2）汇编语言：

符号语言，需要编译才能执行）汇编语言：

符号语言，需要编译才能执行3）高级语言：

接近自然语言（编译方式和解释方式执行）高级语言：

接近自然语言（编译方式和解释方式执行）第第2章章计算机系统计算机系统v第二节第二节计算机的软件系统计算机的软件系统2、软件系统及其组成、软件系统及其组成计算机软件分为系统软件和应用软件两大类计算机软件分为系统软件和应用软件两大类1）系统软件）系统软件