计算机基础第一章ppt课件

欢迎新同学!,计算机技术与科学系 肖利群 电话E-mail:liqun_,前言,如何学会学习、喜欢学习？,人才标准,综合素质 个人品质 职业能力 文化修养,企业的用人标准,专业技术 理论功底 操作技能 实践经验,具备良好的沟通能力,善于学习,良好的团队协作精神,能承受巨大的工作压力,良好的心理素质,良好的身体素质,学习计算机的重要性,硬件知识 软件知识 网络知识 计算机等级考试,第一章 计算机基础知识 第二章 操作系统 第三章 Word字处理软件 第四章 Excel电子表格软件 第五章 PowerPoint演示文稿制作软件 第六章 计算机网络应用基础 第七章 计算机维护与安全基础 第八章 微机组装与维护 第九章 办公设备的使用与维护,计算机应用基础,概述,数制与编码,计算机中的数据表示,计算机系统组成与工作原理,第一章 计算机基础知识,重点: 计算机系统的组成及工作原理 计算机中数据的表示及运算 难点: 1、计算机中硬件的组成及各组成部分的功能 2、计算机软件系统的组成及程序运行过程 3、计算机中信息表示及内存地址等概念,人们从不同的角度出发，对计算机有不同的定义： 1）计算机是一种可以自动进行信息处理的工具；2）计算机是一种能按照事先存储的程序，自动、高速进行大量数值计算和各种信息处理的现代化智能电子装置。 总的来说，计算机是一种能够快速地、高校地自动化完成信息处理的电子设备。,1.1 计算机概述,1.1.1计算机发展简史,1.计算机的诞生,1946年2月，世界第一台计算机在美国宾夕法尼亚大学诞生,取名埃尼克（ENIAC）,2.计算机的发展,通常是以逻辑元件分为四代：,上,电子管、晶体管、集成电路、 大规模集成电路和超大规模集成电路,发展特点：,发展：,3.微型计算机的发展情况,微型计算机属于第四代计算机,分代如下:,新处理器通常采用“向下兼容”的原则，即新类型的处理器包含旧类型处理器的全部指令,4.我国计算机的发展概况,我国自1956年开始研制计算机： 1958年研制出第一台电子管计算机 1964年研制出第一台晶体管计算机 1971年研制出集成电路计算机 1985年研制出第一台IBM PC兼容微型机 2001年研制出我国第一款通用CPU“龙芯”芯片 2002年推出了完全自主知识产权的“龙腾”服务器 2005年我国首款64位龙芯2号正式发布.,5.未来计算机的发展趋势,(1)巨型化 (2)微型化 (3)智能化 (4)网络化 (5)多媒体,1.1.2计算机的分类,1.1.3计算机的特点与性能指标,运算速度快,精确度高,具有记忆和逻辑判断能力,可靠性高通用性强,1.计算机的特点:,存储容量大,2.计算机的性能指标 1).字长 2).内存容量 3).主频 4).存取周期 5).外设配置,1.1.4计算机的应用,科学计算 数据处理(信息处理) 过程控制 人工智能 计算机辅助工程:计算机辅助设计CAD 计算机辅助制造CAM 计算机辅助测试CAT 计算机辅助教学CAI 电子设计自动化(EDA) 家庭管理与娱乐休闲 网络与通信,1.2 计算机的编码与数制 计算机内部信息的表示形式是二进制数字编码，要了解计算机如何工作就必须了解信息、数据、信息编码、数制以及二进制概念以及不同进制间的转换,1.2.1信息和数据的概念,数据(Data)是人们记录下来的,反映客观事物状态、特征和属性的可以识别的符号。如字符、数字、图形、图象、声音等都可以称为数据。数据分为：数值型数据和非数值型数据。,信息（Information）是对人们来说预先不知道的报道，是关于客观事物属性的可以通讯的知识。特点：客观性、时效性、目的性、价值性、可分享性、可传递性等。,信息与数据之间的区别： 从信息处理角度来看，任何事物的属性都是通过数据来表示的，数据经过加工处理以后，使其具有知识性并对人类活动产生决策作用，从而形成信息。 总之，数据是信息的载体，信息是对数据的解释。,1.2.2 信息编码的概念,编码:指采用约定的基本符号,按照一定的组合规则,表示出复杂多样的信息,从而建立起信息与编码之间的对应关系. 信息编码:一切信息编码都包括基本符号和组合规则这两大要素,采用数字(二进制、八进制等)作为基本符号按照一定的组合规则得到的编码，称为数字化信息编码。,计算机内部采用二进制编码的主要原因： 1）容易表示 2）可靠性高 3）运算简单 4）易于逻辑运算 5）成本低廉,数 制,按进位的原则进行计数 逢N进1 采用位权表示法,1.2.3进位计数制,使用任何一种计数制必须要了解两个重要概念:基数和位权 1.基数 一种进位计数制中使用繁荣不同基本符号的个数称为基数. 常用的各种进位制及表示 1）二进制：数码 0，1 基数 2 表示形式 B 2）八进制：数码 0，1，7 基数8 表示形式 O,1.2.3进位计数制,3）十进制：数码 0，1，9 基数10 表示形式 D 4）十六进制：数码 0，1，9，A，B，C，D，E，F 基数16 表示形式 H 5）R进制：数码 0，1 ，R-1 基数 R（非1正整数） 如：100111B，1011D，1011001H， 1011H，1011B ，（100111）2 （780）D ，（1289ABC）H,2、位权 位权是个乘方值，底数为进位计数制的基数，而指数由各数字所在数中的位置决定。 举例说明： 一个十进制数3643.76可表示为:,3643.76=3*103+6*102+4*101+3*100+7*10-1+6*10-2 在这个数中,有些相同的数字由于处在不同的位置,他们代表的数值大小也不同,各位数值的大小由位权决定. 以上数中,从左到右,位权分是: 103、102、101、100、10-1、10-2,3、进位计数制的表示,任意进位制的一个数都可以表示为它的各位数字与位权的乘积之和。 设有一个R进制数P共有m位整数和n位小数，每位数字用Di表示，即,3、进位计数制的表示,P=Dm-1Dm-2D1D0.D-1D-n，它可展开为：P=Dm-1*Rm-1+Dm-2*Rm-2+D0*R0+ D-1*R-1 + D-n*R-n 此多项式的值即为R进制的数P对应的十进制数 例: (3AD.F7)H,4、进位计数制的进位规则由该计数制的基数所决定： 如：二进制“逢二进一”，十进制“逢十进一”，八进制“逢八进一”等,1.2.4 数制间的转换,十进制数,R进制数,R进制数,十进制数,(二)二、八、十六进制之间的转换,(一)十进制与R进制的转换,1）R进制数转换为十进制数 位权法：把R进制数按位权展开求和 转换公式： P=Dm-1*Rm-1+Dm-2*Rm-2+D0*R0+ D-1*R-1 + D-n*R-n,（一）十进制与R进制的相互转换,示例： (1011.1) 2 = (11.5)10 （217）o=(143)D， (3AB)H=(939)D 练习：将下面各进制转换为十进制 （1110.01）2（145）8（2EF）16,（1）十进制整数转换成R进制整数 转换规则：“除R取余法”即用十进制数反复的除以R，记下每次得的余数，直至商为0，将所得的余数按最后一个余数到第一个余数的顺序依次排列起来即为转换结果。 例：将（124）D转换为二进制和八进制,2）十进制整数转换成R进制数,练习： (56)10 = ( )2 (171)10=( )8,转换规则：用十进制小数乘R，得到一个乘积,将乘积的整数部分取出来,将乘积的小数部分再乘以R,重复以上过程，直至小数部分为，或者满足转换精度要求为止，最后将每次取得的整数依次从左到右排列即可,(2)十进制小数转换成R进制小数,示例：将(0.625)10转换为二进制小数,(3)一个十进制数既有整数部分,又有小数部分转换为R进制.,转换规则: 将该十进制的整数部分和小数部分分别进行转换,将结果拼接起来即可.,以上各种转换方法,为了便于记忆,可归纳为: R至十,用连除连乘法,并特别注意转换结果的排列规则:是”先余为低,后余为高”,乘R取整法是:”先整为高,后整为低”.,整数从右向左三位并一位 小数从左向右三位并一位 二进制 八进制,（二）二、八与十六进制之间的转换,整数从右向左四位并一位 小数从左向右四位并一位 二进制 十六进制,100 110 110 111 .010 100 ( 4 6 6 7 . 2 4 )8,1001 1011 0111. 0101 ( 9 B 7 . 5 )16,示例：,八进制与十六进制数的相互转换,可借助二进制或十进制作为桥梁转换: (576)O=()H (2FB)H=()O,1.2.5二进制的算术运算,包括:算术运算和逻辑运算.算术运算包括:加、减、乘、除 1、最基本的运算：加法运算 规则：逢二进一 运算法则：0+0=0，0+1=1+0=1，1+1=10 例：求110111与101110之和。,2、减法 0-0=1-1=0，1-0=1，0-1=1 例： （11000011）2-（101101）2 3、乘法 0*0=0，0*1=1*0=0，1*1=1 例：（1110）2*（1101）2,4、除法 00=0，01=0（10无意义） 11=0 例： （100110）2（110）2,复习：,1、（1011.01）2=（）10 2、（125）O=（）D 3、（62.25）D=（）B=（）H 4、（10111011.10001）2=（）8 5、（641.05）8=（）2 6、（110110111110.011101）2=（）16 7、（F93.C）16=（）2 8、（176）8=（）16,1.3 二进制的机内表示及运算,1.3.1数据的存储单位 计算机中处理的数据分为数值型数据和非数值型数据。数值型数据是指能进行算术运算的数据。非数值型数据是指文字、图像等不能进行算术运算的数据。 计算机中数据的常用单位有：位、字节、字,1、位（bit）-b 是计算机中存储数据的最小单位。指二进制数中的一个位数，其值为“0”或“1”，其英文名为“bit”。 2、字节（Byte）-B,是计算机存储容量的基本单位，计算机存储容量的大小是用字节的多少来衡量的。其英文名为“byte”，通常用“B”表示。 字节经常使用的单位还有KB（千字节）、MB（兆字节）和GB（千兆字节）等，它们与字节的关系是：,1B=8bit 1KB=1024B=210B “K”的意思为“千” 1MB=1024KB=220B “M”为“兆” 1GB=1024MB=230B “G”读“吉” 1TB=1024GB=240B “T”读“太” 注意：位与字节的区别。,3、字 在计算机中作为一个整体被存取、传送、处理的二进制数字串叫做一个字或单元，每个字中二进制的长度，称为字长。 字长：是计算机CPU一次处理数据的实际位数，是衡量计算机性能的一个重要指标。,字长越长，一次可处理的数据二进制位越多，运算能力就越强，计算精度就越高。 存储单元：若干个字节构成一个存储单元。每一个存储单元都有一个唯一的编号,称为“地址”。,地址的计算有3种情况：已知起止地址求内存大小，已知起始地址和内存大小求末地址，已知末地址和内存大小求起始地址。 例如：地址从1000H4FFFH之间的存储空间是： 16KB 练习：现有一个32KB的存储器，用十六进制数对它的地址进行编号，则编号是可从0000H-?,1.3.2数值型数据的表示,1、正、负数的表示 一个数在使用时是有符号的，而计算机对正负号不能识别，因此，数的符号在机内要做变换，用专门的符号位来表示，符号位放在最高数值位的前面，用“0”表示正，用“1”表示负。这种把数本身(数值部分)及符号一起数字化的数称为机器数，机器数是二进制在计算机内的表示形式，机器数又分为定点数和浮点数。,机器数,0,1,0,0,1,1,0,1,+77,符号位,真值,机 器 数 / 真 值,带 符 号 的 机 器 数,-77,原码,1、定点数：定点表示是将小数点固定在数中某个约定的位置。 1）定点整数：小数点位置固定在最低位数值的后面，用来表示纯整数。 2）定点小数：小数点固定在符号位与最高数值位之间，用来表示纯小数。,2、机器数的表示,定点小数：,定点整数：,定 点 数,符号位,隐含小数位（+0.5),符号位,隐含小数位（-3),.,.,小数点位置,浮 点 数,2、浮点数,1.3.3字符的编码,BCD码 （8421码）,国 标 码 （7445）,ASCII码,汉字编码,字符编码,二进制编码 的十进制数,数据编码 规定用什么样的二进制码来表示字母、数字以及专门符号。有两种字符编码方式：ASCII码和EBCDIC码。,(1)BCD码：二十进制编码 系统内部处理采用的是二进制数据,但人们通常习惯使用的是十进制数据.为了满足两者的要求,数字系统常采用BCD码.所谓的BCD 码就是用4位二进制代码对1位十进制数进行编码,即用4位二进制代码表示1位十进制数.,十进制-8421编码对照表,（2）ASCII码,ASCII码的表示七位二进制数表示 128 个字符，其中 33 个控制符， 95 个英文字母、数字、标点符号等可显示字符。,(3)汉字编码,汉字编码主要包括：汉字输入码、汉字内码、汉字字形码、汉字地址码、及汉字信息交换码。 1. 汉字信息交换码（国标码） 信息交换用汉字 编码字符集基本集是我国于1980年制定的国家标准 GB2312-80，代号为国标码，是国家规定的用于汉字信息处理使用的代码依据。,2. 汉字的机内码 汉字的机内码是供计算机系统内部进行存储、加 工处理、传输统一使用的代码，又称为汉字内部码或汉字内码。目前使用最广泛的一种为两个字节的机内码，俗称变形的国标码。这种格式的 机内码是将国标 GB2312-80 交换码的两个字节的最高位分别置为l而得到的。其最大优点是机内码表示筒单，且与交换码之间有明显的对应关 系，同时也解决了中西文机内码存在二义性的问题。,3. 汉字的输入码(外码) 汉字输入码是为了将汉字通过键盘输入计算机而设计的代码。汉字输入编码方案很多，其表示形式大多用字 母、数字或符号。输入码的长度也不同，多数为四个字节。综合起来可分为流水码、拼音类输入法、拼形类输入法和音形结合类输入法几大类 。,4. 汉字的字形码 汉字字形码是汉字字库中存储的汉字字形的数字化信息，用于汉字的显示和打印 。目前汉字字形的产生方式大多是数字式，即以点阵方式形成汉字。因此，汉字字形码主要是指汉字字形点阵的代码。 汉字字形点阵有l616点阵、2424点阵、3232点阵、6464点阵、96 96点阵、128128点阵、256256点阵等。 一个汉字方块中行数、列数分得越多，描绘的汉字也就越细微，但占用的存储空间也就 越多。汉字字形点阵中每个点的信息要用一位二进制码来表示。对于1616点阵的字形码，需要用32个字节(16168=32)表示；2424点阵的字形码需要用72个字节(24248=72)表示。,复习:,1.什么是位? 2.什么是字节,字节经常使用的单位以及与字节的换算关系? 3.什么是字? 4.什么是地址. 5.ASCII码的编码规则? 6.计算二进制:10101010与101010的和. 7. 现有一个32KB的存储器.用16进制数对它的地址进行编码,则编号从0000H到多少? 8.计算机中的字符,一般采用ASCII码编码方案,若已知”B的” ASCII码为42H,则可能推出”K ”的ASCII码为多少?,计算机系统,计算机系统由硬件系统和软件系统两大部分组成。计算机硬件系统是计算机系统的基础。,1.4 计算机系统的组成及其工作原理,计算机系统,硬件系统,软件系统,主机,外部设备,内存,CPU,运算器,随机存储器(RAM),只读存储器(ROM),外存储器,输入/输出设备（I/O设备）,系统软件(操作系统、 语言处理程序等),应用软件(字处理、计算机辅助设计等),控制器,存储器,计算机系统应包括硬件系统和软件系统两大部分:,1.4.1 计算机系统的组成,1. 计算机硬件系统,硬件系统通常是指构成计算机的设备实体。一台计算机的硬件系统应由五个基本部分组成： 运算器、控制器、存储器、输入设备和输出设备。,计算机硬件系统,1.4.2 计算机存储程序工作原理,美籍匈牙利数学家冯.诺依曼(Von Neumann)于1946年提出了数字计算机设计的基本思想，即“存储程序控制”思想与“五大部件”结构体系，由此奠定了电子数字计算机的基本结构体系。到目前为止，计算机仍然沿用这一体系结构与思想。 1.存储程序的概念 冯.诺依曼计算机设计思想概括起来有以下几点：,(1)采用二进制形式表示数据和指令 (2)存储器程序控制原理是计算机的基本工作原理。 (3)计算机的组成 计算机由运算器、控制器、存储器、输入装置和输出装置五大部件组成。,计算机的工作原理,按照冯.诺依曼存储程序的原理，计算机在执行程序时须先将要执行的相关程序和数据放入内存储器中，再执行程序,CPU根据当前程序指针寄存器的内容取出指令并执行指令，然后再取出下一条指令并执行，如此循环下去直到程序结束指令时才停止执行。其工作过程就是不断地取指令和执行指令的过程，最后将计算的结果放入指令指定的存储器地址中。,计算机工作原理,1.指令 计算机是一种以二进制方式工作的电子设备，它是靠执行指令来完成工作的。指令是计算机硬件可执行的、完成一个基本操作时发出的二进制编码命令。 2、程序 为完成某个特定任务的一系列指令的集合，按一定的要求和规定安排这一系列指令叫做编程。,程序的执行过程,1.4.3 计算机软件基础知识 软件:计算机软件是指计算机程序及其有关的文档。软件 = 程序 + 数据+文档,1. 系统软件,什么是系统软件：计算机系统中管理、监控、维护计算机资源，以及开发其他应用程序的软件。 包括： 操作系统 各种语言处理程序 系统支撑软件和服务程序 数据库管理系统,2、计算机语言知识, 机器语言： 用直接与计算机联系的二进制代码指令表达的计算机编程语言成为机器语言。 优点：计算机能直接识别，运行速度快。 缺点：难懂、难写、难记，难以修改和维护。, 汇编语言： 是一种和机器语言一一对应的符号化的语言，由机器语言符号化而来。用能反映指令功能的助记符表达的计算机语言称为汇编语言。 如：ADD表示加法，MOVE表示传送。 优点：较直观、易懂、易用、执行速度快，占用内存空间少。 缺点：各种机器不通用。,注意： 机器语言和汇编语言都是面向机器的语言，缺乏通用性，称为低级语言, 高级语言：是一种与硬件结构及指令系统无关，表达方式较接近自然语言的程序设计语言。如FORTRAN 、PASCAL、C 、BASIC等 优点：描述问题能力强，易于掌握和书写，通用性、可读性、可维护性都较好。 缺点：执行速度较慢，编制访问硬件资源的系统软件较难。 高级语言的发明是计算机发展史上最惊人的成就。,在不断设计出新的高级语言的同时，上述程序设计语言本身也在不断的发展。如： Visual BASIC（VB） Visual C+（VC） Visual FoxPro（VFP） Java是Sun MicroSystem公司在1995年月推出的一种面向