大学计算机·微课版

节选

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第3章计算机硬件 随着计算机技术的快速发展，计算机系统越来越复杂，功能越来越强大，但计算机的基本组成和工作原理大体相同的。本章重点介绍计算机系统组成、工作原理及微型计算机的硬件系统。
3.1计算机系统的基本组成和工作原理
计算机是能够存储程序和数据并能自动执行任务的机器，计算机系统由硬件系统和软件系统组成。硬件系统是组成计算机的各种电子线路和元器件，软件系统是在计算机硬件设备上运行的各种程序及其相关文档和数据。没有软件系统的计算机称为“裸机”，得不到软件的支持，计算机性能将无法*大程度的展现。离开硬件系统，再好的软件系统也无法发挥作用。计算机系统组成如图3��1所示。 图3��1计算机系统的组成 3.1.1计算机硬件系统
ENIAC机本身存在两大缺点，即没有存储器和用布线接板进行控制。冯·诺依曼设计EDVAC时首先提出了“存储程序”的概念，并且采用二进制形式表示数据和指令。人们把利用这种概念思想设计的电子计算机系统称为“冯·诺依曼型结构”计算机，其硬件系统都是由五大部件组成的： 运算器、控制器、存储器、输入设备和输出设备，如图3��2所示。从计算机诞生至今，虽然计算机的结构和制造技术都有很大的发展，但是基本遵循冯·诺依曼型结构。为了达到提高计算机运行速度的目的，科学家在冯·诺依曼型计算机基本设计思想基础上进行改进，应用了流水线技术、多核处理技术和并行处理技术等。 图3��2典型的冯·诺依曼型计算机结构 (1) 运算器。
运算器又称为算术逻辑单元(Arithmetic Logic Unit，ALU)，其主要功能就是进行算术运算(加、减、乘、除等)和逻辑运算(“与”“或”“非”“比较”“移位”等)。 第
3
章
计算机硬件 大学计算机
计算机中*主要的工作是运算，大量的数据运算任务在运算器中进行。
运算器处理的数据来自内存，处理后的结果数据又送回内存。运算器对内存的读写操作是在控制器的控制之下进行的。
(2) 控制器。
控制器是整个计算机系统的控制中心，它指挥计算机各硬件部分协调工作，保证计算机按照预先规定的目标和步骤有条不紊地进行操作与处理。
控制器由程序计数器(PC)、指令寄存器(IP)、指令译码器(ID)、时序控制电路以及微操作控制电路等组成。其主要功能是依次从内存中取出指令，并对指令进行分析，然后根据指令的功能向有关部件发出控制命令，指挥计算机各部件协同工作以完成指令所规定的功能。
控制器和运算器合在一起被称为中央处理器(Central Processing Unit，CPU)，它是指令的解释和执行部件，计算机发生的所有动作都是受CPU控制的，所以说它是计算机的核心，它的性能(主要是工作速度和计算精度)直接影响计算机的整体性能。
(3) 存储器。
存储器的主要功能是存储程序和数据。存储器是具有“记忆”功能的设备，它采用具有两种稳定状态的物理器件来存储信息，这些器件也称为记忆元件。在计算机中采用只有两个数码“0”和“1”的二进制数来表示数据，它是计算机存储信息的*小单位，称为位(bit)。
存储器由一个个存储单元组成，每个存储单元可以存放1字节(Byte)的二进制信息。存储容量为存储器中所包含的存储单元个数，以字节为单位，每个字节包含8个二进制位(bit)。
常用来描述存储器容量的单位还有KB(千字节)、MB(兆字节)、GB(吉字节，又称“千兆”)和TB(太字节，百万兆字节)等，它们之间的换算关系是： 1KB=210B=1024B 1MB=220B=1024KB 1GB=230B=1024MB 1TB=240B=1024GB 此外，更大的存储单位还有PB(250B)、EB(260B)、ZB(270B)、YB(280B)。
存储器通常分为内存储器和外存储器。
① 内存储器。
内存储器简称内存，用来存放要执行的程序和数据。用户通过输入设备把程序和数据先送入内存，控制器从内存中取指令，运算器从内存中取数据进行运算并把中间结果和*终结果保存在内存，输出设备输出的数据来自内存。总之，内存要与计算机的各个部件进行数据交换，因此，内存的存储速度直接影响计算机的运算速度。
现在的内存大多为半导体存储器，由于价格和技术方面的原因，内存的存储容量受到限制，而且大部分内存是不能长期保存信息的随机存储器(断电后信息丢失)。
② 外存储器。
外存储器简称外存，又称辅助存储器，是用来长期存放当前暂时不用的程序和数据，它不能与CPU直接交换信息。常用的外存有磁盘、磁带、U盘和光盘等。
两者相比，内存速度快、容量小、价格高，外存速度慢、容量大、价格低。
(4) 输入设备。
输入设备是向计算机输入数据和信息的设备，它是计算机与用户或其他设备通信的桥梁。输入设备是用户和计算机系统之间进行信息交换的主要装置之一。键盘、鼠标、摄像头、扫描仪、触摸屏、光笔、手写输入板、游戏杆和话筒等都属于输入设备。
(5) 输出设备。
输出设备用于将存放在内存中由计算机处理的结果转变为人们所能接受的形式。常用的输出设备有显示器、打印机、绘图仪、触摸屏、音箱等。
3.1.2计算机基本工作原理
计算机经过几代的发展，其工作方式、应用领域、体积和价格等方面都与*初的计算机有了很大区别，但不论如何发展，存储程序和采用二进制形式表示数据和指令至今仍然是计算机的基本工作原理，计算机的整个运行过程就是自动地连续执行程序的过程。
1. 工作原理
计算机内部采用二进制代码来表示各种信息，但计算机与用户交流仍然使用人们熟悉和便于阅读的形式，如十进制数、文字、声音、图形和图像等，这中间的转换是由计算机系统的软硬件自动实现的。
计算机的基本工作原理是存储程序和程序控制。将程序和数据预先存放在存储器中，使计算机在工作时能够自动高速地从存储器中取出指令加以执行，这就是存储程序的工作方式。
存储程序的工作方式使得计算机变成了一种自动执行的机器，一旦将程序存入计算机并启动之后，计算机就可以自动工作，逐条地执行指令。虽然每条指令能够完成的工作很简单，但通过许多条指令的执行，计算机就能够完成复杂的工作。
2. 指令、指令系统与程序
指令就是计算机要执行的某种操作命令，一般是规定了计算机执行的操作和操作对象所在存储位置的一个二进制串。一台计算机中所有机器指令的集合，称为该台计算机的指令系统。程序是一组计算机能识别和执行的指令序列。

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本书特色

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大学计算机是高等学校本专科非计算机专业的一门公共基础课，本课程的目标是培养学生的计算思维能力、学生应用计算机解决在本领域中遇到的实际问题的能力。本书以计算思维统领全书，兼顾不同专业、不同层次学生对计算机知识的需求，*限度地涉及计算机学科更多更新的知识，将非计算机专业的计算机教育从以学习基本知识、掌握基本工具为核心要求，提升到以培养学生计算机文化素养、应用计算机和计算思维解决实际问题的基本能力为核心要求。主要内容包括计算机基础知识计算机软、硬件、操作系统、实用软件、数据管理与数据库和计算机网络等内容。

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内容简介

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　　“大学计算机”是高等学校本专科非计算机专业的一门公共基础课，本课程的目标是培养学生的计算思维能力，学生应用计算机解决本领域中遇到的实际问题的能力。《大学计算机（微课版）》以计算思维统领全书，兼顾不同专业、不同层次学生对计算机知识的需求，大限度地涉及更多、更新的计算机知识，将非计算机专业的计算机教育从以学习基础知识、掌握基本工具为核心要求，提升到以培养学生计算机文化素养、应用计算机和计算思维解决实际问题的基本能力为核心要求。《大学计算机（微课版）》主要包括计算机基础知识、计算机软硬件、数据管理与数据库和计算机网络等内容。

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目录

第1章 计算文化1．1 计算机的发展与应用1．1．1 计算机的诞生与发展历程1．1．2 计算机的特点1．1．3 计算机的分类1．1．4 计算机的应用领域1．1．5 未来新型计算机1．2 计算技术与计算思维1．2．1 计算技术1．2．2 计算思维思考题第2章 计算基础2．1 计算机中的“0”和“1”2．2 数制2．2．1 进位计数制2．2．2 数制转换2．3 数值型数据在计算机中的表示2．4 字符编码2．4．1 西文字符编码2．4．2 汉字字符编码2．5 多媒体信息编码和数据压缩技术2．5．1 声音信息的数字化2．5．2 图形和图像编码2．5．3 视频数据表示2．5．4 多媒体数据压缩技术2．6 条形码与RFID技术2．6．1 一维条形码2．6．2 二维码2．6．3 RFID技术思考题第3章 计算机硬件3．1 计算机系统的基本组成和工作原理3．1．1 计算机硬件系统3．1．2 计算机基本工作原理3．2 微型计算机的硬件系统3．2．1 主机系统3．2．2 总线与接口3．2．3 微机常用外部设备思考题第4章 计算机软件4．1 计算机软件概述4．1．1 软件的概念4．1．2 软件的运行4．1．3 软件的分类4．1．4 程序与程序设计语言4．2 操作系统概述4．2．1 操作系统的概念及作用4．2．2 操作系统的分类4．2．3 常用操作系统简介4．3 操作系统的基本功能4．3．1 处理器管理4．3．2 存储器管理4．3．3 文件管理4．3．4 设备管理4．4 Windows 7简介4．4．1 操作界面4．4．2 剪贴板及帮助系统4．4．3 控制面板4．4．4 文件及资源管理器4．4．5 程序及任务管理器思考题第5章 实用软件5．1 常用办公软件介绍5．2 文字处理5．2．1 Word 2010的工作界面5．2．2 文档的创建和编辑5．2．3 文档的格式设置5．2．4 图文混排5．2．5 表格处理5．2．6 Word高级应用5．3 电子表格处理5．3．1 Excel 2010基础知识5．3．2 Excel 2010基本操作5．3．3 公式与函数5．3．4 图表5．3．5 数据管理5．4 演示文稿制作5．4．1 PowerPoint 2010工作环境5．4．2 制作演示文稿5．4．3 添加对象5．4．4 美化幻灯片5．4．5 设置幻灯片的切换方式与动画效果5．4．6 放映演示文稿5．4．7 幻灯片设计原则及编辑排版技巧5．5 多媒体处理软件5．5．1 图形图像处理软件5．5．2 屏幕抓取软件5．5．3 动画制作软件5．5．4 音频视频处理软件思考题第6章 数据管理与数据库6．1 数据管理基础6．1．1 信息、数据与数据处理6．1．2 数据管理技术的发展6．2 数据库技术基础6．2．1 数据库系统6．2．2 数据模型6．2．3 关系数据库6．2．4 数据库设计6．2．5 常用的数据库管理软件6．3 结构化查询语言——SQL思考题第7章 计算机网络7．1 计算机网络基础7．1．1 计算机网络概述7．1．2 计算机网络类型7．1．3 网络体系结构7．2 局域网技术7．2．1 局域网工作模式7．2．2 局域网拓扑结构7．2．3 局域网的组成7．2．4 无线局域网7．3 Internet基础7．3．1 Internet概述7．3．2 IP地址7．3．3 子网掩码7．3．4 域名系统7．3．5 接入Internet7．4 Internet应用7．4．1 Internet资源7．4．2 Internet相关概念7．4．3 信息浏览与搜索7．4．4 电子邮件7．4．5 文件传输协议7．5 网络新型应用7．6 信息安全7．6．1 信息安全技术7．6．2 计算机病毒7．6．3 黑客攻防技术7．6．4 网络道德规范思考题参考文献

封面

书名:大学计算机·微课版

作者:彭慧卿

页数:201

定价:¥39.0

出版社:清华大学出版社

出版日期:2019-10-01

ISBN:9787302538424

PDF电子书大小:138MB 高清扫描完整版