大学计算机基础课件Word版A

我在这里必须讲清楚一个问题，用7位二进制数表示一个西文字符，那么计算机是不是直接就处理这个字符呢？不是的，如果要被计算机处理必须在高位补0（为什么？??为什么？因为计算机处理的是8位或8位的整数倍?.）。

因为字符的一个编码和在输出端显示这个字符是不是一回事，不是的。显示字符是一个用点描述出来的图形。因此提出了字库的点阵概念，如16*16点阵。

问题：以西文字符为例，一个西文字符编码在存储器中占一个字节，如果西文字符对应的是16*16点阵，则一个西文字符表示在内存中占几个字节？

再进一步问：一个汉字的编码是几个字节？对应的汉字的字库如果是24*24点阵，那么一汉字信息占多少字节呢？（书上的p.21讲到）。 （3）什么是BCD码？

问题：使用二进制对十进制的数码（0—9）进行编码，我们称之为：（ ）或（ ） （4）汉字编码：

我们国家已经有一个标准了，GB2312(又称为?..p.19 倒数第6行)

再看倒数底三行??引出了汉字“机内码”的概念?. 我曾给你们出过一个题目：

思考：内存有两个相邻的字节，其值为32H、42H，则这两个字节： （1）一定是两个西文字符的ASCII码 （2）一定是一个汉字的国标码 （3）一定是一个汉字的机内码

（4）可能是一个汉字的国标码，也可能是两个西文字符的ASCII码 （第4个首先否认，为什么？因为??混了??） -----------------------------------

其他编码我就不要求了（如CJK），有关“Unicode标准”简单提一下，在那个体系中，如Windows使用的是UTF-16，即一个西文字符用16位来表示了。是不是ASCII码就被推翻了呢？我想是兼容的?.

如： A -------- 01000001 ----- 变为：0000000001000001

八．图形、图象和声音的表示：

我们已经知道，计算机处理数字和文字都要进行编码，同理，处理的图形、图象和声音的信息也要进行编码（图形和图象难道不是一回事吗？）。对于图象我们可以用二进制位来记录颜色信息，可以参考图象学有关内容，而对于声音碰到了问题（对话筒?.）。这样有提出了一个问题：模数转换问题或者是数模转换问题。?.. 而且信息量很大，必须采用一定的压缩算法将数据信息先压缩再存储。这就出现了不同的存储文件格式（即压缩格式）

----------------------------------------------------------------------------------------------------

九．计算机系统的基本结构：（p.22）

(1) 什么是冯.诺依计算机的基本结构及其主要特征？内容有：

（a）基本结构：由五大部件组成，它们是：运算器、控制器、存储器、输入和输出设备。 （b）采用二进制形式表示数据和程序

（c）采用存储程序控制方式。其内容是：预先编写好程序，将程序以二进制代码形式存入存储器中，并按顺序存放，这样计算机在运行程序时就能自动地、连续地从存储器中依次地取出指令及相关的数据，并执行指令所规定的操作，从而完成任务。这就是“程序存储”的主要思想。

（2）计算机的各个部件是通过总线连接的，即总线是计算机各部件之间传送信息的公共通道，按照所传送

的信息的可分为 总线、 总线和 总线。（注意：数据总线含数据和指令代码，就是我们书上p.22第11行所说的?）。

（3）冯.诺依曼计算机各个部件的工作都是在 统一控制下工作的。 (4)计算机的工作原理呢？ 要不要给大家？到p.23中找?.

计算机的工作原理（或者说CPU完成一条指令的一般步骤）：（1）取指：从存储器取出需要执行的指令到CPU的内部指令寄存器中；（2）译码：对指令寄存器中的指令代码进行分析，以确定指令的功能；（3）执行：根据译码的结果，对执行部件发出控制信号并实施。“取指、译码、执行”这样的过程周而复始，不断重复，一直执行到停机指令为止。 十．计算机系统的组成： 什么是HardWare?

What’s Software（软件）? At first, you must know what is the program of computer?（计算机程序？）

(p.22 , 倒数第3行， 或 p.23 中间看到了吗？) p.24硬件有哪些呢？

问题：Cache中文名是 。它位于 和 之间的存储器，主要用途是为了解决CPU运算速度和主存的读写速度不同步问题。（通过预读取指令技术来解决以上问题?.）

当然可以问很多问题：如触摸幕是IO设备吗？又如硬盘设备是输入还是输出设备？又如：寄存器、Cache、硬盘、软盘、内存读写速度快慢如何呢？

存储器可以比作大脑的“记忆细胞”，它是用来存储数据和程序的重要部件。按速度高低，主要有三级存储器构成，即Cache、主存、外存（它们的读写速度依次地降低）。 十一．计算机软件：

软件分为系统软件和应用软件，又有人再细分，分出一个工具软件（如下载软件、解压缩软件、杀毒软件等?），但比较公认的是把工具软件归为系统软件（p.23，服务程序）

1. 系统软件：(1)操作系统：（其定义可以在操作系统这一章给出?）有一些什么操作系统呢？（2）程序设计语言处理系统：介绍计算机语言发展:

(a)机器语言(第一代)：计算机能直接识别和执行的语言，是由二进制代码组成的指令集合。一条指令包括两部分：一个是操作码，另个是地址码（或立即数）。

(b)汇编语言：使用一些助记符代替操作码和地址码而构成的语言就是汇编语言?（也可看书上p.27倒数10行）。

使用汇编语言写的代码，我们给它一个名称，叫做源程序。

问题：计算机不识别，怎么办？我们专门用一个汇编程序来把源程序翻译为相应的机器指令。这个程序就是我们这里所说的“程序设计语言处理系统”。

给出汇编程序的定义：?..

(c)高级语言(有面向过程的和面向对象的之分)：人们又在追求通用性更好的语言：出现了?你知道了哪一些？同理，用它们书写的是源程序，必须用编译程序或解释程序将源程序翻译成机器语言程序?编译程序或解释程序就称为程序设计语言处理系统，这两者又有什么区别呢？要求说出来---

编译程序在处理上是先编译，后执行。

解释程序在处理上是解释一句执行一句，即逐句解释逐句执行。 (d) 数据库管理系统

这是数据库技术的必然产物，什么是数据库？（划一下?p.28 line13） 数据库管理系统是一个软件，英文缩写为：DBMS（专门有一张讲解它?） (e)服务程序。

思考问题：机器语言采用下面哪一种方式编写程序指令？而高级语言呢？又问汇编语言呢？

（a） 0和1 （b）助记符 （c） 二进制算术 （d） 类英语词汇（自然语言?. If <条件> then ?. Else?.）

问题2：汇编语言语言是面向过程的还是面向机器的？为什么？ 问题3：将高级语言编写的源程序通过语言处理程序翻译为的程序称为

（ ）程序（是不是机器代码？），然后再经过“连接”就生成了可执行程序。（可执行文件的扩

展名是什么？）

（为什么要“连接”（link）? 目的是要与有关的“库程序”进行连接，才能成为可执行程序）

2. 应用软件

CAD（Design）, CAI(Instruction) , CAM(Manufacturing) ,CAE(Engineering) OFFICE 等

十二．计算机的主要技术指标：

（1）主频：什么是主频？CPU工作的时钟频率 PentiumIV / 3.05GHz 表示什么？ （2）运算速度：

我们只考虑等效速度（不只有主频决定的）：定义为各种指令平均执行时间加权计算得到。 单位是什么？MIPS(单位时间内百万指令数) ----------

（3）字长：

一个很重要的概念，什么字长？（同一时间内可以同时处理的一组二进制位数的长度，其特点是8的整数倍）

（4）内存容量：B，KB，MB，GB，1TB=1024GB, TB--- TeraByte

目前PC机的内存容量一般为256MB --- 1GB。

（5）外存储器的容量和速度： （6）外设的配置：

对于显示器来说有CRT（显像管）类型的（即显像管显示器），还有LCD类型的（液晶显示器）

问题：CPU是计算机执行程序的部件，一般为一片或几片大规模集成电路构成。以下哪些可以作为衡量一个CPU性能的主要技术指标（4）？

a. 频率（主频） b. 指令集 C. 显示分辨率 d. 字长

d. 网络接口 e. 多媒体处理 f. 浮点数运算能力 I. 通信接口

（3）衡量CPU性能的主要技术参数是指 （时钟频率）、 、（指令集）字长和浮点运算能力。运算速度的单位是 。（每秒钟执行的百万指令条数）。 可以参考p.42第42行?.

-------------------------------------------------------------------------- 第二章 计算机硬件系统 一． 央处理器(CPU)

组成：运算器、控制器、寄存器。

运算器，它的功能有两个：（1）算术运算（哪几种呢？）（2）逻辑运算（哪几种？?.还包括异或?）。运算器的核心是ALU（中文名称为算术逻辑运算部件），由加法器、累加寄存器、数据缓冲寄存器（预读指令或数据）、状态条件寄存器等逻辑电路组成。

一位加法器：

有两种（1）一位半加器：不考虑低位来的进位，仅两个数码x和y算术相加的逻辑电路。（2）一位全加器：考虑?.(所以有三个输入端?有两个输出端?.)

多位二进制加法器：由若干个一位全加器组合而成，所需的数目等于CPU的字长。串行进位加发器有一个

缺点：(p.39第6行)?取而代之的是并行进位加法器。

简单地了解一下乘法和除法运算分别可以转化为加法和减法运算..

溢出：（1）上溢?其结果大于..（2）下溢?其结果小于最小的负数?..（3）溢出：运算的结果超过了数据表示范围?. 二．控制器：

控制器：由什么组成？程序计数器（Program Counter）、指令寄存器、指令译码器、时序发生器和操作控制器等组成。控制器是严格按照事先编制的程序指令，一条条地控制指令的执行。

控制器的各种控制只做一个简单的了解。 问题：CPU要执行的下一条指令是由什么决定的？ （这要涉及到计算机的工作原理?.）

三．CPU性能：

CPU性能：（主要关心的是速度，我们这里是用周期来描述的，周期越小，速度越快。CPU速度是用等效速度来衡量的，即由各种指令平均执行时间加权计算求得。）

外频与倍频：（作一个简单的了解）（1）外频：CPU与主板之间同步运行的速度。（2）倍频：即主频与外频的比值。它们的关系是：主频=外频*倍频。

CPU字长：（前面讲过）。 CISC和RISC指令集：

CPU可以执行的指令集合称为指令集（Instruction Set）。其中的若干指令的组合就是一个程序。 目前，处理器系统CPU的设计采用了两种类型的指令集：（1）复杂指令集计算机（Complex Instruction Set Computer，CISC）（2）精简指令集计算机（Reduced Instruction Set Computer，RISC）。CISC和RISC是两种完全相反的设计方法。

CISC的英文全名是什么？中文名是“复杂指令集计算机”。 RISC的英文全名是什么？中文名是“精简指令集计算机”。 问题：指令的一般格式由 和 组成

我的观点：（1）什么是指令集概念要掌握（2）哪两种类型的指令集？（CISC和RISC）（3）其它只做了解。

四．存储器

一．主存储器：（内部存储器，CPU可以直接对它进行读写操作。）

主存储器可以分为RAM和ROM，说出RAM和ROM存储器各自的特点（p.56第2段）。我们的数据和程序指令就是放在RAM中的，而一些固定不变的信息就放在ROM中，包括计算机系统启动的BIOS程序。

其实ROM除了只读，还有可编程ROM(称为PROM)，可擦除ROM（称为EPROM）等）

如果按存储信息的可保存性来分，RAM属于易失性存储器，ROM属于非易失性存储器）（可以见书上p.52） 二． 内存的存储地址：

p.53 第6行，存储地址也是用二进制编码表示的，这里可能要你根据地址线计算存储容量。 参考：

（1） 由地址线，求寻址空间 32根线： 多少？

多少个GB，注意换算是2的10次方。 （2）?.

别忘了加1

注意16进制的运算。 （3）——