1 / 87

天津大学管理学院 《 信息技术基础 》

天津大学管理学院 《 信息技术基础 》. 课程性质 : MBA 学位课 课内学时： 40 学分： 2. 主讲人 : 马寿峰 天津大学管理学院 系统工程研究所. E-mail: sfma@tju.edu.cn Tel: 27404446 手机 : 13011306751 邮政编码 : 300072. 第一章 计算机技术. 本章主要内容. 计算机发展简史 计算机系统组成 计算机中的数据表示 多媒体技术. 第一节 计算机发展. 一、硬件的发展 电子计算机的 诞生 电子计算机的 发展简史.

xander
Télécharger la présentation

天津大学管理学院 《 信息技术基础 》

An Image/Link below is provided (as is) to download presentation Download Policy: Content on the Website is provided to you AS IS for your information and personal use and may not be sold / licensed / shared on other websites without getting consent from its author. Content is provided to you AS IS for your information and personal use only. Download presentation by click this link. While downloading, if for some reason you are not able to download a presentation, the publisher may have deleted the file from their server. During download, if you can't get a presentation, the file might be deleted by the publisher.

E N D

Presentation Transcript

  1. 天津大学管理学院《信息技术基础》 课程性质: MBA学位课 课内学时：40 学分：2

  2. 主讲人: 马寿峰 天津大学管理学院 系统工程研究所 E-mail: sfma@tju.edu.cn Tel: 27404446 手机: 13011306751 邮政编码: 300072

  3. 第一章 计算机技术

  4. 本章主要内容 • 计算机发展简史 • 计算机系统组成 • 计算机中的数据表示 • 多媒体技术

  5. 第一节 计算机发展 一、硬件的发展 • 电子计算机的诞生 • 电子计算机的发展简史

  6. 世界第一台电子计算机诞生于1946年2月14日美国宾西法尼亚大学 陆军导弹实验室ENIAC(Electronic Numerical Integrator and Calculator) John W. Mauchly and J. Presper Eckert 1952 EDVAC(Electronic Discrete Variable Automatic Computer): 第一台按照冯·诺依曼原理设计的计算机 速度 5000次/s • 经过几十年 重量 30t 耗电 190kw 占地面积 150m2 内存容量 17Kbit

  7. 计算机硬件发展简史对照 第一代 1946---1957年 电子管 几百~几万次/s 第二代 1958---1964年 晶体管 几万~几十万次/s 第三代 1965---1970年 集成电路 几十万~几百万次/s 第四代 1970---90年代 大规模 集成电路 几千万~十几亿次/s 第五代 设想

  8. 二、计算机软件的发展 1. 管理软件的发展 人工管理: 机电开关控制计算机 管理程序: 使输入、输出与运算同步 操作系统: 管理计算机系统的软、硬件资源 2.程序设计语言的发展 机器语言：用二进制指令直接书写 可读性差, 难以维护 汇编语言：用助记符书写 如: ADD, SUB, MUL 由汇编程序汇编（翻译）为机器语言 —均属于低级语言, 移植性很差

  9. 高级语言：与自然语言相近，提高开发效率 便于阅读、移植 FORTRAN 1954 ALGOL 1955 COBOL 事务处理 BASIC PASCAL C UNIX的开发语言 1970 C++ 面向对象的语言 PROLOG 形式逻辑语言 用于推理

  10. 计算机发展趋势 巨型化 微型化 网络化 多媒体

  11. 三、计算机工作原理（冯 诺依曼原理） • 主要思想：存储程序、程序控制 • 使用单一的处理部件完成计算、存储和控制 • 存储：线性组织的定长存储单元，是直接寻址的 • 程序使用低级机器语言，每条指令完成基本操作码的简单操作， • 程序顺序存储在存储单元中，对计算进行集中的顺序控制

  12. 主机 中央处理器 • 基本结构 存储器 输入设备 运算器 输出设备 控制器 数据流 控制流

  13. 四、 计算机应用领域 • 科学计算 -----科研 工程设计等 • 数据处理 -----管理 会计统计等 • 自动控制 -----生产 科研 航天 军事等 • 辅助系统 -----CAD CAM CAE CAI等 • 人工智能 -----模拟人的听觉、视觉等 • 其 他 -----网络技术和多媒体技术

  14. 运算器 CPU 控制器 主机 随机存储器(RAM) 内存 只读存储器(ROM) 硬件 输入 / 输出设备 外部设备 计算机系统 外存储器 系统软件 (操作系统、 语言处理程序等) 软件 应用软件 (各种专用的软件包) 第二节 计算机系统组成

  15. 一、计算机硬件系统

  16. 中央处理器 (Central Processing Unit，CPU) 组成：算术/逻辑单元（ALU)、控制单元、寄存器 • 运算器ALU：完成算术逻辑运算 • 控制单元：顺序访问程序指令，进行指令译码，并协调、控制其他设备的数据输入和输出 • 寄存器：高速存储区域，用来暂时存放马上要被执行的指令和即将、正在或刚刚被处理的数据

  17. 一条指令的执行过程

  18. CPU的主要技术参数 • 指令周期：取指令和译码所需时间 • 执行周期：执行指令和保存所需要时间 • 机器周期：指令周期与执行周期之和 • MIPS:CPU每秒执行的 百万条指令数 • 时钟周期：计算机时钟脉冲信号的周期 • 机器的主频：时钟周期的倒数，兆赫兹（M Hz) • 字长：CPU一次能够处理的二进制位数 • 总线宽度：连接CPU其他设备的数据总线的数量 • iCOMP:处理器相对性能比较指数，以485-25Mh的值为100

  19. 复杂指令集计算和精简指令（CISC和RISC) • CISC:CPU的指令集大、指令复杂 • RICS:指令集即可能小，指令简单， 如:Motrolora、IBM、Apple的PowerPC, DEC的Alpha 和Sun的Sparc • 并行处理与流水线技术 • 流水线技术：同一时间CPU取一条指令，为另一条指令译码，执行第三条指令 • 并行处理：计算机中同时使用多个CPU,主CPU负责接受任务，将任务分解交由其他处理器完成，并汇总

  20. 存储器 存储器 • 功能: 用于存放各种程序和数据,是计算机中各种 信息存放和交流的中心. • 分类: 内存(随机存储器)-----半导体存储器 外存(辅助存储器)-----磁盘 磁带 光盘 • 关系: 外存 内存 CPU 主机

  21. 主存储器（内存） • 内存分为 RAM(随机存储器) 存放正在执行的程序和数据,CPU 随时可存取RAM中的内容. ROM(只读存储器) 其内容只能读出,不能写入,存放常 使用但不能修改的内容. • 存储器由若干单元组成 • 每个单元存放一个数据 • 每个单元有一个地址

  22. 内存的组成 地 数 据 CPU CPU 址 存储单元 • 1KB=1024（210）B • 1MB=1024KB（220B) • 1GB=1024MB (230B) • 存储器容量和速度单位 字节B(byte) 纳秒(ns) =8bits

  23. 微机内存的种类 • 静态RAM(Static RAM) • 动态RAM(Dynamic RAM) • 扩展数据输出RAM(Extend data out RAM, EDO-RAM) • 同步动态RAM(Synchronized,SDRAM)168 • 双倍数据传输率的同步动态存储器(Double Data Rate SDRAM),184 • RAMBUS内存(Direct Rambus DRAM, DRDRAM)

  24. 高速缓存(cache) • 能以比内存更快的速度存取数据的高速存储器

  25. ROM和CMOS • ROM • 永久的、非易失性的存储器 • 存放基础的数据 • BIOS(基本的输入输出系统）引导计算机启动的固化在ROM中的指令 • CMOS • 保存有系统参数的存储器 • 需要很少的电能 • 可以手工修改

  26. 辅助存储器（外存） • 暂时不用的程序和数据以文件形式存放在外存,需要 时调入内存. • 微机常用外存: 3.5 软盘 5.25 软盘 光盘 硬盘 (机箱内)

  27. 容量=每扇区的字节数* 每道的扇区数*每面的磁道数 *面数

  28. 内存与外存的对比

  29. 各类存储器的关系

  30. 外部设备 • 输入设备、输出设备通称为外部设备 • 微机外部设备接口 • 接口：连接外部设备和计算机的控制电路 • PS/2接口：键盘和鼠标 • 串行接口：鼠标、调制解调器 • 并行接口：打印机、扫描仪 • IDE接口：硬盘、CD-ROM、DVD-ROM • USB通用串行接口：U盘、扫描仪、数码相机

  31. 硬件各部分的功能介绍 • 输入设备 • 接受用户提交计算机的程序和数据,转换为计算机可以识别的二进制编码,送到存储器 • 键盘、鼠标、扫描仪、手写输入设备、磁盘机、调制解调器 等等 计 算 机 将程序 和数据 通过输 入设备

  32. 输出设备 • 输出设备 • 将计算机的运算结果和其它内容，以人们可以接收的方式，提供给用户 • 打印机、显示器、绘图仪、磁盘机、光盘机 等等 将计算机中 运算结果和 其他内容 通过输 设备出 提供给人

  33. 总线（BUS) • 连接各部分的信息通道（信号线) • 分类：控制总线、数据总线、地址总线 • 性能： • 宽度（信号线数量）：一次传输二进制数据的位数 • 速度（频率）：M Hz

  34. 微机总线 • 内部总线： • 速度快 • 连接主存、显卡等快速设备 • AGP: Advanced 图形接口 • 扩展总线：连接外部设备接口 • ISA:16bits数据，24位地址，8MHz • EISA:32位数据、地址，16MHz • PCI：64位数据,33MHz

  35. 微机主板 • 微机核心部件的载体（连接线路板） • CUP插槽 • 控制芯片（北桥、南桥） • 内存插槽 • 扩展总线插槽 • IDE（外存设备）接口 • 输入输出接口（键盘、鼠标、串口、并口、统一串行接口USB） • 板载输入输出设备（声卡、网卡、显卡） • 直流电源接口

  36. 计算机主板

  37. 二、软件系统 • 软件:指示计算机完成一个任务的、以电子格式存储的指令序列、相关的数据和文档的集合 • 文档 • 设计文档：规划、设计、实现、维护 • 使用文档：用户手册、操作手册、管理手册 软件=程序+文档

  38. 软件的分类 操作系统 语言处理程序 数据库管理系统 各种集成开发环境等 =============== 用户专用软件包 用户专用程序 系 统 软 件 应 用 软 件

  39. 软硬件之间的关系 人 计 算 机 系 统 应 用 软 件 语 言 处 理 程 序 其 他 系 统 软 件 操 作 系 统 计 算 机 硬 件

  40. 系统软件 • 作用:用来管理、控制计算机各种资源, 方便用户使用的各种程序集合，执行基本的操作服务. • 包括：操作系统、设备驱动程序、实用 工具、语言处理程序、数据库管理系 统、集成开发环境

  41. 操作系统(Operation System) • 大型、管理计算机系统的软件系统 • 资源管理的观点：控制管理计算机系统资源的程序，对资源的竞争，提供有序和可控的分配。 • 进程观点：协调、控制计算机中并行工作的各项任务，合理地组织系统的工作流程。 • 用户的观点：OS运行于裸机上，是对裸机的扩充—虚拟机（扩展机），提供用户与计算机的接口，规定了以何种方式使用计算机、设备和文件, 维护系统的安全 • 键盘命令 • 图形界面（GUI) • 系统功能调用

  42. 系统资源管理（1） • 处理器的资源 • 进程：进程是程序的一次执行，是操作系统进行资源分配的基本单位 • 进程调度：确定何时将处理器分配给哪个进程

  43. 系统资源管理（2） • 存储器 • 多级存储器体系 Cache—主存(RAM)—虚拟存储（外存） • 分配与回收、存储扩充、共享与保护

  44. 系统资源管理（3） • 设备管理（输入输出管理） • 设备分类 • 按照用途分：存储设备、终端设备、通讯设备、多媒体设备（输入、输出） • 按照数据的组织方式：字符设备、块设备 • 按照共享方式：独占设备、共享设备、虚拟设备 • 设备的控制方式： • 程序控制方式 • 中断控制方式 • 直接内存访问方式（DMA) • 通道方式（Channel)

  45. 虚拟设备： • 使用假脱机技术（SPOOL,Simultaneous Peripheral Operation On Line)提高慢速、独占设备的一种方法 • 用快速、可共享的设备（如磁盘），模拟多个慢速、独占设备 • 程序输出时，再磁盘开辟一个区域（输出井），将输出内容写入输出井 • 由操作系统逐个将输出井中的内容输出到真实设备上 • 磁盘用冗余阵列(RAID)—提高磁盘的容错和读取效率

  46. 系统资源管理（4） • 文件管理 • 文件：存储在外存中的、具有标识名的、逻辑上具有完整意义的一组相关数据的集合 • 按文件内容分为：可执行文件、数据文件、源文件 • 文件标识：文件名、扩展名，*和？ • 文件系统：操作系统中与文件管理有关的软件、被管理的文件和管理文件所需要的数据结构。 • 管理文件的存储空间 • 实现从文件的名字空间到地址空间的映射 • 提供文件的操作服务

  47. 文件目录：记录存储设备上文件信息的列表 • 树型的多级目录：根目录（主目录）、子目录 • 文件逻辑位置（路径）：用所在目录的位置来表示 • 文件的物理位置：在存储设备上所占用的单元 • 簇：分配外存空间的最小分配单元 • 文件分配表：磁盘上每个簇使用情况的特殊文件 • 格式化 • 磁盘碎片：fragment

More Related