计算机系统的基础知识ppt课件.ppt

计算机系统的基础知识是理解信息技术和计算机科学的基石。本章主要涵盖了计算机的产生、发展和应用，以及计算机的基本组成、数制与编码、运算基础和逻辑代数等方面的内容。 1. 计算机的产生与发展概述 计算机的历史可以追溯到远古时代的结绳计数和中国古代的算盘。随着科技的进步，机械计算器如耐普尔的乘法机、帕斯卡和莱布尼茨的加法器相继出现。到了19世纪，查尔斯·巴贝奇设计的差分机和艾伦·图灵的图灵机概念为现代计算机奠定了理论基础。20世纪40年代，ENIAC成为世界上公认的第一台通用电子数字计算机，开启了电子计算机的时代。此后，计算机经历了电子管、晶体管、集成电路到大规模及超大规模集成电路的演变，性能不断提升，体积逐渐缩小，应用领域也日益广泛。 2. 计算机的基本组成 现代计算机主要由五大部分组成：运算器、控制器、存储器、输入设备和输出设备。冯·诺依曼结构强调了存储程序的概念，其中运算器负责数据处理，控制器协调各个部分的工作，存储器用于存储数据和指令，输入设备用于将外部信息转化为计算机可识别的形式，而输出设备则将处理结果呈现给用户。 3. 数制与编码 计算机内部主要使用二进制进行数据表示和运算。二进制数的表示包括定点和浮点形式，定点数通常用于整数运算，而浮点数则用于表示带有小数的数值。此外，计算机还使用各种编码方式如ASCII码、Unicode等来表示字符，以及补码表示负数，以实现二进制下的加减运算。 4. 运算基础 补码是二进制下表示负数的一种方法，包括原码、反码和补码，它们在计算机的算术运算中起着关键作用。补码加减运算使得在二进制环境下处理正负数变得简单。 5. 逻辑代数与逻辑电路 逻辑代数是描述和分析数字电路的基础，包括与、或、非等基本逻辑运算。这些运算在布尔代数中得到表达，并在实际的逻辑电路中通过门电路（如与门、或门、非门等）实现。基本逻辑电路和逻辑元件的理解有助于我们了解计算机硬件的工作原理。 6. 逻辑电路 逻辑电路是计算机硬件的核心组成部分，包括基本逻辑门电路和更复杂的组合逻辑电路以及时序逻辑电路。它们构成了现代计算机的CPU和其他组件，实现了计算机的逻辑运算和控制功能。 总结来说，计算机系统的基础知识是理解和操作计算机所必需的。从计算机的发展历程到其内部的工作机制，每个环节都对计算机的性能和应用有着深远的影响。深入学习这些基础知识，对于进一步探索计算机科学的高级概念和技术至关重要。