微机操作系统

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1、微机操作系统微机操作系统东北大学东北大学 信息学院信息学院 自动化仪表所自动化仪表所教师：孟琭教师：孟琭信息技术与计算机文化信息技术与计算机文化第第1章章教学目标：教学目标：1.1 信息与信息技术的概念信息与信息技术的概念1.2 计算机技术概述计算机技术概述1.3 计算机中信息的表示计算机中信息的表示1.4 计算机系统计算机系统1.5 微型计算机系统微型计算机系统1.1.1信息与数据信息与数据 信息信息信息是现代社会中广泛使用的一个概念，关于信息的定义信息是现代社会中广泛使用的一个概念，关于信息的定义众说纷纭众说纷纭 。控制论创始人美国数学家维纳认为：信息是我们在适应外控制论创始人美国数学家维

2、纳认为：信息是我们在适应外部世界、感知外部世界的过程中与外部世界交换的内容。部世界、感知外部世界的过程中与外部世界交换的内容。信息论创始人美国数学家香农认为：信息能够用来消除不信息论创始人美国数学家香农认为：信息能够用来消除不确定性的因素。确定性的因素。一般认为：信息是在自然界、人类社会和人类思维活动中一般认为：信息是在自然界、人类社会和人类思维活动中普遍存在的一切物质和事物的属性。普遍存在的一切物质和事物的属性。所谓数据，是指存储在某种媒体上可以加以鉴别的所谓数据，是指存储在某种媒体上可以加以鉴别的符号资料。这里所说的符号，不仅指文字、字母、符号资料。这里所说的符号，不仅指文字、字母、数字，

3、还包括了图形、图像、音频与视频等多媒体数字，还包括了图形、图像、音频与视频等多媒体数据。由于描述事物的属性必须借助于一定的符号，数据。由于描述事物的属性必须借助于一定的符号，所以这些符号就是数据的形式。所以这些符号就是数据的形式。数据数据 1.1 信息与信息技术信息与信息技术1.1.2信息技术信息技术1.1 信息与信息技术信息与信息技术信息技术信息技术是指自20世纪70年代以来，随着微电子技术、计算机技术和通信技术的发展，围绕着信息的产生、收集、存储、处理、检索和传递，形成的一个全新的、用以开发和利用信息资源的高技术群，包括微电子技术、新型元器件技术、通信技术、计算机技术、各类软件及系统集成技

4、术、光盘技术、传感技术、机器人技术和高清晰度电视技术等，其中以微电子技术、计算机技术、软件技术和通信技术为主导。 简单地讲，信息技术是指人们获取、存储、传简单地讲，信息技术是指人们获取、存储、传递、处理、开发和利用信息资源的相关技术。递、处理、开发和利用信息资源的相关技术。1.1.3 信息社会信息社会1.1 信息与信息技术信息与信息技术信息社会信息社会也称信息化社会，是指以信息活动为社会发展的基本活动，以信息经济为主导经济，以信息技术为技术基础，以信息文化改变人类教育、生活和工作方式以及价值观念的新兴社会形态。 在信息社会里，信息作为继物质和能源之后的第三资源，在社会发展中起着主导作用，当今社

5、会的主导产业将从传统工业转向信息产业和知识产业。1.1.4 计算机的特点及分类计算机的特点及分类运算速度是指计算机每秒能执行多少条指令。常用单运算速度是指计算机每秒能执行多少条指令。常用单位是位是MIPS。Pentium 4微机内部数据位数为微机内部数据位数为32位（二进制），可位（二进制），可精确到精确到15位有效数字（十进制）。圆周率位有效数字（十进制）。圆周率的计算，的计算，有人曾利用计算机算到小数点后有人曾利用计算机算到小数点后200万位。万位。 计算机的存储器（能把数据、程序存入，进行数据处计算机的存储器（能把数据、程序存入，进行数据处理和计算，并把结果保存起来理和计算，并把结果保存

6、起来（1）运算速度快）运算速度快 （2）计算精度高）计算精度高（3）记忆能力强）记忆能力强在程序执行过程中，计算机能够进行各种基本的逻辑在程序执行过程中，计算机能够进行各种基本的逻辑判断，并根据判断结果来决定下一步执行哪条指令。判断，并根据判断结果来决定下一步执行哪条指令。（4）逻辑判断能力强）逻辑判断能力强1. 计算机的特点计算机的特点按工作原理划分按工作原理划分按功能划分按功能划分按性能划分按性能划分模拟式电子计算机模拟式电子计算机数字式电子计算机数字式电子计算机模拟数字混合计算机模拟数字混合计算机专用计算机专用计算机通用计算机通用计算机巨型计算机巨型计算机大中型计算机大中型计算机小型计算

7、机小型计算机工作站工作站微型计算机微型计算机1.1.4 计算机的特点及分类计算机的特点及分类2. 计算机的分类计算机的分类（1）科学计算）科学计算（2）信息处理）信息处理（3）计算机辅助设计与计算机辅助制造（）计算机辅助设计与计算机辅助制造（CAD/CAM）（4）计算机辅助教学与计算机管理教学（）计算机辅助教学与计算机管理教学（CAI/CMI）（5）自动控制）自动控制（6）多媒体应用）多媒体应用（7）电子商务）电子商务1.1.5 计算机的应用领域及发展趋势计算机的应用领域及发展趋势1. 计算机的应用领域计算机的应用领域1.2.1计算机的起源与发展计算机的起源与发展1.2计算机技术概述1. 早期

8、的计算方法或工具：早期的计算方法或工具：结绳、垒石、枝条 、算盘、计算尺、计算器。2. 计算机诞生的理论基础：计算机诞生的理论基础：1854年，英国数学家布尔（提出了符号逻辑的思想；19世纪中期，英国数学家巴贝奇（被称为“计算机之父”）提出了通用数字计算机的基本设计思想。 3. 埃尼克埃尼克ENIAC：第一台真正意义上的数字电子计算机，是Electronic Numerical Integrator And Calculator的缩写。它于1946年2月在美国的宾夕法尼亚大学正式投入研制成功并运行，ENIAC共使用了约18 800个真空电子管，重达30吨，耗电174千瓦，占地约140平方米，用

9、十进制计算，每秒运算5 000次加法。它没有今天的键盘、鼠标等设备，人们只能通过扳动庞大面板上的无数开关向计算机输入信息。ENIAC的诞生奠定了电子计算机的发展基础，开辟了信息时代的新纪元，是人类第三次产业革命开始的标志。 1.2.1计算机的起源与发展计算机的起源与发展1.2计算机技术概述图1 第一台电子管计算机（ENIAC）1.2.1计算机的起源与发展计算机的起源与发展1.2计算机技术概述计算机技术概述电子管：电子管：弗莱明发明（二极管）弗莱明发明（二极管）德福雷斯特改进（三极管）德福雷斯特改进（三极管）电子管十分笨重，能耗大、寿命短、噪电子管十分笨重，能耗大、寿命短、噪声大声大 1.2.1

10、计算机的起源与发展计算机的起源与发展1.2计算机技术概述计算机技术概述 晶体管：晶体管：20世纪，电子技术方面最伟大的发明，没有之一世纪，电子技术方面最伟大的发明，没有之一 与与Intel 1971年推出的首款年推出的首款4004微处理器相比，微处理器相比，22纳米纳米CPU（酷睿（酷睿i5 3470 ）的运行速度提高了）的运行速度提高了4000多倍，而每个晶多倍，而每个晶体管的能耗则降低了体管的能耗则降低了5000倍。每个晶体管的价格降低到原倍。每个晶体管的价格降低到原来的来的1/50000。一个。一个22纳米晶体管可在纳米晶体管可在1秒钟之内开关秒钟之内开关1000亿次。一个人开关这么多次

11、电灯，差不多需要花亿次。一个人开关这么多次电灯，差不多需要花2000年时年时间。间。 摩尔定律：当价格不变时，同样面积硅片上可容纳的晶体摩尔定律：当价格不变时，同样面积硅片上可容纳的晶体管数目，约每隔管数目，约每隔18个月便会增加一倍，性能也将提升一倍。个月便会增加一倍，性能也将提升一倍。换言之，每一美元所能买到的换言之，每一美元所能买到的电脑电脑性能，将每隔性能，将每隔18个月翻个月翻两倍以上。两倍以上。 第三代：第三代：中小规模集成中小规模集成电路计算机（电路计算机（19651970） 采用集成电路为基本元件采用集成电路为基本元件体积减小，功耗、价格等降低体积减小，功耗、价格等降低运算速度