计算机基本概念.ppt

计算机应用基础 电子教案 1 1计算机概述1 2计算机中数据表示和信息编码 第一章计算机基础知识 重点 1第一台电子计算机的诞生2微机的主要特点3数字化信息编码与数据表示 难点 1 电子计算机的发展2 数字化信息编码与数据表示 一 计算机含义计算机 英文名称 Computer 是一种能自动 高速进行数据处理和数值计算的电子设备 PC机的含义 个人计算机 俗称微机 CPU含义 中央处理器 将控制器和运算器合二为一 是微机的主要特点 计算机概述 二 计算机的发展1 第一台电子计算机的诞生 1946年2月 在美国宾夕法尼亚大学 名为ENIAC 计算机概述 3 计算机发展的四个阶段 四代 4 微机的六个发展阶段 六阶段 2 冯 诺依曼设计思想 1 电子计算机应由控制器 运算器 存储器 输入设备和输出设备五个部分组成 2 计算机中的数据以二进制表示 3 冯 诺依曼原理 即 存储与程序控制 原理 将程序与数据存储在计算机里 由计算机自动执行程序 计算机发展的四个阶段 计算机概述 微机的六个发展阶段 计算机概述 1 运算速度快 目前计算机的运算速度已达数百亿次 秒 2 精度高 计算机内部数据采用二进制 数据数位为64位 可精度到15位有效数字 3 自动化能力强 计算机是由程序控制其操作过程的 能自动地 连续地工作 完成预定的处理任务 4 超强的记忆能力 计算机具有强大的数据存储能力 5 具有逻辑判断能力 在相应程序的控制下 计算机具有判断 是 与 否 并根据判断做出相应处理的能力 三 计算机的特点 计算机概述 1 科学计算 2 数据处理 3 过程控制 4 计算机辅助系统 CAI CAT CAD CAM 主要包括计算机辅助教育 CAI 计算机辅助测试 CAT 计算机辅助设计 CAD 和计算机辅助制造 CAM 等 5 计算机网络 6 人工智能 AI 7 多媒体技术应用 四 计算机的应用 计算机概述 五 计算机的发展趋向 1 巨型化2 微型化3 多媒体化4 网络化5 智能化我们希望计算机应有 观赏 视听 语言 学习 等能力 6 非冯 诺依曼式产生类似人类结构的计算机 生物计算机 光子计算机 量子计算机 计算机概述 六 如何开机与关机 1 开机打开显示器的电源开关 若使用其它外设 也打开外设开关 打开主机电源开关 2 关机关机与开机顺序相反 先关主机 再关外设 计算机概述 计算机中数据表示和信息编码 一 进位计数制的基本概念 1 进位计数制 按进位的原则进行计数 称为进位计数制 例如 十进制数 逢十进一 一周七天 逢七进一 一小时60分钟 逢六十进一等 用户常用的是十进制数 而计算机中常用的是二进制数 2 基数 在进位计数制中每个数位上允许使用数码的个数 例如 十进制数 基数是10 十六进制数 基数是16 八进制数 基数是8 二进制数 基数是2 3 权以基数为底 数码所在位置的序号为指数的整数次幂 整数部分个位的位置序号为0 称为这个数码的权 例如 28 6 10是十进制数 基数是10 其中2的权是101 8的权是100 6的权是10 1 二 计算机中的常用计数制 二进制 十进制 十六进制数据对照见下页表所示 计算机中数据表示和信息编码 1 十进制 代码0 9 基数 10数据标识 字母D或不带字母 进位法则 逢十进一 借一当十2 二进制 代码0 1 基数 2数据标识 字母B 进位法则 逢二进一 借一当二 3 十六进制 代码0 9 A F 基数 16数据标识 字母H进位法则 逢十六进一 借一当十六4 八进制 代码0 7 基数 8数据标识 字母O进位法则 逢八进一 借一当八 计算机中数据表示和信息编码 三 不同进制之间的转换 1 二进制与十进制的相互转换二十法则 每一位数字乘以它的位权2n 再以十进制的方法相加就可以得到它的十进制的值 例1 10110 011 B 1 24 0 23 1 22 1 21 0 20 0 2 1 1 2 2 1 2 3 22 375 D注意 整数部分的权为个位20 从右向左 每移一位 幂次加1小数部分的权为第一位小数2 1 从左向右 每移一位 幂次加 1 计算机中数据表示和信息编码 十二的法则 整数部分采用的是倒除法 即 除2取余逆序排列 的方法 具体过程介绍如下 1 将十进制数除2 保存余数 2 若商为0 则进行第三步 否则 用商代替原十进制数 重复第1步 3 将所有的余数找出 最后得到的余数作为最高位 最先得出的余数作为最低位 由各余数依次排列而成的新的数据就是转换成二进制的结果 计算机中数据表示和信息编码 例 将 236 D转换成二进制 转换过程如下图所示 将十进制数转变成二进制数 计算机中数据表示和信息编码 小数部分 采用的是顺乘法 即 乘2取整顺序排列 的方法 1 将十进制小数部分乘2 保存整数部分 2 若仍有小数 可重复第一步 重复次数由所需精度确定 否则进行第三步 3 将所有的整数找出 最先得出的整数作为转换后小数的第一位 其余各整数依次排列而成的新的数据就是转换成二进制的结果 计算机中数据表示和信息编码 例 将 0 86 D转换成二进制 转换过程如下图所示 0 86 D 0 1101 B 将十进制小数转变成二进制数 计算机中数据表示和信息编码 2 二进制数与十六进制数的相互转换二十六的法则 四合一 整数部分 从个位向左开始 每四位二进制数划为一组 用一位十六进制数代替 小数部分 从小数第一位向右开始 每四位二进制数划为一组 用一位十六进制数代替 十六二的法则 一换四 一位十六进制数用四位二进制数来替换 不足四位左补 0 如图所示 将二进制数转变成十六进制数 将二进制数转变成十六进制数 计算机中数据表示和信息编码 3 十六进制与十进制的相互转换可以分成两步完成 将待转换的十六进制数转换成二进制 然后再将二进制数转换成十进制 直接转换 十六 十进制每一位数字乘以它的位权16n 再以十进制的方法相加就可以得到它的十进制的值 十六 十进制整数部分 采用的是倒除法 即 除16取余逆序排列 的方法 小数部分 采用的是顺乘法 即 乘16取整顺序排列 的方法 计算机中数据表示和信息编码 计算机中数据表示和信息编码 四 二进制的算术运算 运算规则 加法规则 0 0 0 0 1 1 1 0 1 1 1 10减法规则 0 0 0 1 0 1 0 1 1 0 1 1 0乘法规则 0 0 0 0 1 0 1 0 0 1 1 1除法规则 0 1 0 1 1 1 例 110010101 B 111011101 B 1101110010 B 1001000 B 1000001 B 101 B 111011101 B 110010101 B 101 B 1101 B 11001 B 101 B 计算机中数据表示和信息编码 五 数据的存储单位数据在计算机中均以二进制表示 并用它们的组合表示不同类型的信息 1 位 记为Bit 一个二进制位称为比特 用b表示 位是计算机中最小的信息单位 2 字节 记为Byte 八个二进制位称为字节 用B表示 它是数据处理和数据存储的基本单位 1B 8Bit 3 字由若干字节组成 通常取字节的整数倍 是计算机进行数据处理的运算单位 4 字长一个字所包含的二进制位数 是计算机性能的重要标志 5 计算机的存储容量主要指存储器所能存储信息的字节数 常用的容量单位有B KB MB GB 它们之间的关系是 1KB 1024B 1MB 1024KB 1GB 1024MB 1 BCD码 用四位二进制数表示0 9的十进制数 五 信息编码 计算机中数据表示和信息编码 例 73 01110011 BCD73 1001001 B注意 BCD码在书写时 每一个代码之间一定要留有空隙 以避免BCD码与纯二进制码混淆 7位ASCII码表 计算机中数据表示和信息编码 2 ASCII码 计算机中数据表示和信息编码 计算机中数据表示和信息编码 3 汉字编码1981年我国颁布了 年交换汉字编码字符集 基本集 即国家标准GB3212 80共收集汉字6763 分两级 第一级3755个汉字 属于常用汉字 汉汉字拼音字母顺序排列 第二级3008个汉字 属次常用汉字 按部首排列 计算机中处理汉字的步骤 1 首先将每个汉字以外部码输入计算机2 将外部码转换成计算机能识别的汉字内码进行存储3 将内码转换成字形码输出 1 汉字外部码又称为汉字输入码 是指从键盘上输入汉字时采用的编码 2 汉字国标码GB2312 80编码简称国标码 是汉字信息交换的标准编码 国标码用两个字节的低7位对汉字进行编码 ASCII码国标码国标码 区位码 用十六进制表示 2020H 计算机中数据表示和信息编码 3 汉字机内码机内码是指一个汉字被计算机内部系统进行存储 处理和传输时而使用的编码 为了保证中西文兼容 同时又能区分ASCII码和汉字 因此机内码是将国标码的两个字节的最高位置为 1 因此 机内码为如下格式 计算机中数据表示和信息编码 机内码 国标码 8080H 区位码 用十六进制表示 A0A0H 4 汉字字形码又称汉字字模 用于汉字的输出 是计算机屏幕显示和在打印机上输出汉字的编码汉字的字形通常采用点阵的方式产生 汉字点阵有16 16点阵 32 32点阵和64 64点阵 例 按16 16点阵存放两级