计算机文化基础第一章ppt课件

计算机文化基础,信息工程学院,第一章信息技术与计算机文化,信息工程学院计算机应用教研室倪燕,学习内容,2.计算机技术概述,3.计算机中信息的表示,4.计算机系统,1.信息与信息技术,5.微型计算机系统,1.1信息与信息技术,1.1.1信息与数据1.1.2信息技术1.1.3信息社会1.1.4“计算机文化”的内涵,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。控制论创始人美国数学家维纳认为：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。,1.1.1信息与数据,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东西。,1.1.1信息与数据,1.1.1信息与数据,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、数字，还包括了图形、图像、音频与视频等多媒体数据。,1.1.1信息与数据,信息与数据的区别与联系：信息的符号化就是数据，所以数据是信息的具体表示形式，信息是数据抽象出来的逻辑意义。如：39摄氏度同一个信息也可以用不同形式的数据表示如：星期日SUNDAY,1.1.2信息技术,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。,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,1.1.2信息技术,信息技术对人类社会的影响：,工业,商业,教育,1.1.2信息技术,信息技术与家庭生活目前信息家电处于起步阶段。,能上网的手机,可收发E-MAIL的计算机手表,可以上网查询菜谱的微波炉,智能建筑,1.1.3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“计算机文化”的内涵,文化的定义众说纷纭，但一点为公认的：文化是人类社会的特有现象。英国学者泰勒指出：”文化是一种复合的整体，包括知识、信仰、艺术、道德、法律、习惯及作为社会一份子所获得的任何其他能力。“换言之，文化即人类行为的社会化。,1.1.4“计算机文化”的内涵,一、文化的定义所谓文化，是人类在物质和精神两方面具有整体性的创造力的表现，是人类对客观世界整体性把握的一种能力，也是人类进步的一种标志。文化的核心是:观念和价值,1.1.4“计算机文化”的内涵,二、文化具有的基本属性广泛性传递性教育性深刻性,三、计算机文化计算机文化的提法最早出现在20世纪80年代初，是在瑞士洛桑召开的第三届世界计算机教育大会上提出来的。所谓计算机文化就是以计算机为核心，集网络文化、信息文化、多媒体文化为一体，并对社会生活和人类行为产生广泛、深远影响的新型文化。计算机文化是人类文化发展的四个里程碑之一（前三个分别为：语言的产生、文字的使用与印刷术的发明）。计算机文化的真正内涵是具有计算机信息处理能力。,1.2计算机技术概述,1.2.1计算机的起源与发展1.2.2计算机的特点及分类1.2.3计算机的应用1.2.4计算机的发展趋势,计算机,计算机：是一种具有计算功能、记忆功能和逻辑判断功能的机器设备。能够接收数据，保存数据，按照预定的程序对数据进行处理，并提供和保存处理结果,计算机,1.2.1.1计算机的起源,计算机的起源,1.2.1-1计算机的起源,第一台真正意义上的数字电子计算机ENIAC（ElectronicNumericalIntegratorAndCalculator）于1946年2月在美国的宾夕法尼亚大学正式投入运行，用十进制计算,1.2.1-2计算机的发展,1.2.2-1计算机的特点,1）运算速度快2）存储容量大：计算机的存储性是计算机区别于其他计算工具的重要特征。3）通用性强：通用性是计算机能够应用于各种领域的基础，任何复杂的任务都可以分解为大量的基本的算术运算和逻辑操作。4）工作自动化：计算机内部的操作运算是根据人们预先编制的程序自动控制执行的。5）精确性高：计算机的可靠性很高，差错率极低，一般来讲只在那些人工介入的地方才有可能发生错误。6)逻辑判断能力：,1.2.2-2计算机的分类,1.2.3计算机的应用,1.科学计算科学计算是指科学和工程中的数值计算。它与理论研究、科学实验一起成为当代科学研究的三种主要方法。主要应用在航天工程、气象、地震、核能技术、石油勘探和密码解译等涉及复杂数值计算的领域。,1.2.3计算机的应用,2.信息管理是指非数值形式的数据处理，是指以计算机技术为基础，对大量数据进行加工处理，形成有用的信息。被广泛应用于办公自动化、事务处理、情报检索、企业管理和知识系统等领域。信息管理是计算机应用最广泛的领域。,1.2.3计算机的应用,3.过程控制又称实时控制，指用计算机及时采集检测数据，按最佳值迅速地对控制对象进行自动控制或自动调节。目前已在冶金、石油、化工、纺织、水电、机械和航天等部门得到广泛应用。,1.2.3计算机的应用,4.计算机辅助系统指通过人机对话，使计算机辅助人们进行设计、加工、计划和学习等工作。如计算机辅助设计CAD、计算机辅助制造CAM、计算机辅助教育CBE、计算机辅助教学CAI、计算机辅助教学管理CMI。另外还有计算机辅助测试CAT和计算机集成制造系统CIMS等。,1.2.3计算机的应用,5.人工智能人工智能（AI，ArtificialIntelligence）是研究怎样让计算机做一些通常认为需要智能才能做的事情，又称机器智能，主要研究智能机器所执行的通常是人类智能的功能，如判断、推理、证明、识别、感知、理解、设计思考、规划、学习和问题求解等思维活动。,1.2.3计算机的应用,6.计算机网络与通信利用通讯技术，将不同地理位置的计算机互联，可以实现世界范围内的信息资源共享，并能交互式地交流信息。正所谓“一线联五洲”，Internet的建立和应用使世界变成了一个“地球村”，同时深刻地改变了我们的生活、学习和工作方式。,1.2.4计算机的发展趋势,1.巨型化2.微型化3.网格化4.智能化,1.3计算机中信息的表示,一、基本概念1.进位计数制：用进位的方法进行计数的数制，简称进制。2.数码：一组用来表示某种数制的符号。如：1、2、3、4、A、B、C、等。3.基数：数制所使用的数码个数。常用“R”表示，称R进制。如二进制的数码是：0、1，那么基数便为2。,1.3计算机中信息的表示,4.位权：指处在不同位置上的相同数字所代表的值不同。数字在某位置上实际数值=该数字*该位置的因子而该因子由所在位置相对于小数点的距离来决定的，这个因子叫做位权。对于一般数制，某一整数位的位权是基数（位数-1），某一小数位的位权则是基数-位数。,1.3.1数制及其转换1.3.2信息的编码,1.3计算机中信息的表示,位权与基数的关系：各进位制中权的值恰好是基数的整数次幂。小数点左边第一位的权是基数的0次幂，往左每移一位幂增加1，往右每移一位幂减少1。,例如十进制数111,按权展开式：111=1*102+1*101+1*100,1.3.1数制及其转换,1.3.1数制及其转换,二、常见的几种进位计数制1.十进制（Decimal）：由0、1、2、8、9十个数码组成，即基数为10。特点为：逢十进一，借一当十。用字母D表示。2.二进制（Binary）：由0、1两个数码组成，即基数为2。二进制的特点为：逢二进一，借一当二。用字母B表示。,1.3.1数制及其转换,3.八进制（Octal）：由0、1、2、3、4、5、6、7八个数码组成，即基数为8。八进制的特点为：逢八进一，借一当八。用字母O表示。4.十六进制（Hexadecimal）：由0、1、2、9、A、B、C、D、E、F十六个数码组成，即基数为16。十六进制的特点为：逢十六进一，借一当十六。用字母H表示。,书写时可以用两种数制表示方法：1、把一串数字用括号括起来，再加这种数制的下标。如：十六进制10（10）162、用进位制的字母符号表示。如：十六进制A2A0CA2A0CH练习：二进制100100、八进制124、十进制98注意：对于十进制来说可以省略。,十进制、二进制、八进制、十六进制之间的对应关系,1.3.1数制及其转换,三、数制的转换1.二进制、八进制、十六进制数转化为十进制数对于任何一个二进制数、八进制数、十六进制数，均可以先写出它的位权展开式，然后再按十进制进行计算即可将其转换为十进制数。,1.3.1数制及其转换,例如：（1111.11）2（A10B.8）16,（1111.11）2=123+122+121+120+12-1+12-2=15.75,（A10B.8）16=10163+1162+0161+11160+816-1=41227.5,注意：在不至于产生歧义时，可以不注明十进制数的进制，如上例。,1.3.1数制及其转换,练习：将下列数转化为十进制数(101.1)2(612.2)8(ACF.E)16,5.5,394.25,2767.875,1.3.1数制及其转换,2.十进制数转化为二进制数十进制数的整数部分和小数部分在转换时需作不同的计算，分别求值后再组合。整数部分采用除2取余法，即逐次除以2，直至商为0，得出的余数倒排，即为二进制各位的数码。小数部分采用乘2取整法，即逐次乘以2，从每次乘积的整数部分得到二进制数各位的数码。(参见下例),例：将十进制数100.125转化为二进制数。,步骤一：先对整数100进行转换：,步骤二：对小数部分0.125进行转换：,0.1252=0.250整数0a-10.252=0.5整数0a-20.52=1整数1a-3由上得出，0.125D=0.001B。将整数和小数部分组合，得出：100.125D=1100100.001B。,例：将十进制数130.8125转化为二进制数,结果：二进制数为10000010.1101,1.3.1数制及其转换,3.二进制数与八进制数的相互转换二进制数转换成八进制数的方法是：将二进制数从小数点开始，对二进制整数部分向左每3位分成一组，不足3位的向高位补0；对二进制小数部分向右每3位分成一组，不足3位的向低位补0凑成3位。每一组有3位二进制数，分别转换成八进制数码中的一个数字，全部连接起来即可。,1.3.1数制及其转换,例：把二进制数11111101.101转化为八进制数。,所以，11111101.101B=375.5,1.3.1数制及其转换,练习：将二进制数1010111011.0010111转换成八进制数,结果:1273.134,1.3.1数制及其转换,将八进制数转换成二进制数，只要将每一位八进制数转换成相应的3位二进制数，依次连接起来即可。将(762413)8转换为二进制数。解：762413111110010100001011(762.413)8=(111110010.100001011)2,1.3.1数制及其转换,4.二进制数与十六进制数的相互转换二进制数转换成十六进制数，只要把每4位分成一组，再分别转换成十六进制数码中的一个数字，不足4位的分别向高位或低位补0凑成4位，全部连接起来即可。十六进制数转换成二进制数，只要将每一位十六进制数转换成4位二进制数，然后依次连接起来即可。,1.3.1数制及其转换,例：将10110001.101B转换为十六进制数。,所以，10110001.101B=B1.AH,1.3.1数制及其转换,练习：将二进制数1010111011.0010111转换成十六进制数,结果:2BB.2E,1.3.1数制及其转换,将(AE7D2)16转换成二进制数。,解：AE7D210101110011111010010故：(AE7.D2)16=(101011100111.1101001)2,1.3.1数制及其转换,四、二进制的运算规则1.算术运算规则加法规则：0+0=0；0+1=1；1+0=1；1+1=10（向高位有进位）；减法规则：0-0=0；10-1=1（向高位借位）；1-0=1；-1=0;乘法规则：00=0；01=0；10=0；11=1除法规则：0/1=0；1/1=1,1.3.1数制及其转换,2.逻辑运算规则与运算（AND）：00=0；01=0；10=0；11=1;或运算（OR）：00=0；01=1；10=1；11=1;异或运算（XOR）：00=0；01=1；10=1；11=0;非运算（NOT）：,同为假时假,同为真时为真,相同为假,1.3.2信息的编码,1.计算机中数据的单位1）位（bit）简记为b，也称为比特，是计算机存储数据的最小单位。一个二进制位只能表示0或1。2）字节（Byte）字节来自英文Byte，简记为B。规定1B=8bit。1KB=210B，1MB=220B，1GB=230B，1TB=240B。字节是存储信息的基本单位。,1.3.2信息的编码,3）字（Word）一个字通常由一个字节或若干个字节组成。字长是计算机一次所能处理的实际位数长度，字长是衡量计算性能的一个重要指标。字长越长，运算速度越快，精度越高。,1.3.2信息的编码,1.3.2信息的编码,2.数值的表示通常规定一个数的最高位作为符号位，“0”表示正，“1”表示负。把在机器内存放的正负号数码化后的数称为机器数；把在机器外存放的由正负号表示的数称作真值。,011111111,-127,111111111,+127,1.3.2信息的编码,为了在计算机的输入输出操作中能直观迅速地与常用的十进制数相对应，习惯上用二进制代码表示十进制数，这种编码方法简称BCD码或8421编码。,1.3.2信息的编码,对于(239)10的编码如下：,23222120,8421,1.3.2信息的编码,表1.3十进制与BCD码对照表,1.3.2信息的编码,(867.51)10转换成BCD码。解：(567.54)10=(010101100111.01010100)BCD【例1.20】将(1101010110.01010011011)BCD转换成十进制数。解：(001101010110.010100110110)BCD=(356536)10,1.3.2信息的编码,文字信息的表示：计算机处理的对象必须是以二进制表示的数据。数值数据：具有数值大小和正负特征的数据。非数值数据：无数值大小和正负特征的数。,1.3.2信息的编码,1）字符编码：目前采用的字符编码主要是ASCII码，它是AmericanStandardCodeforInformationInterchange的缩写（美国标准信息交换代码），已被国际标准化组织ISO采纳，作为国际通用的信息交换标准代码。ASCII码是一种西文机内码，有7位ASCII码和8位ASCII码两种，7位ASCII码称为标准ASCII码，8位ASCII码称为扩展ASCII码。,2）汉字编码汉字交换码：由于汉字数量极多，一般用连续的两个字节（16个二进制位）来表示一个汉字。1980年，我国颁布了第一个汉字编码字符集标准，即GB2312-80信息交换用汉字编码字符集基本集，该标准编码简称国标码，是我国大陆地区及新加坡等海外华语区通用的汉字交换码。95年汉字扩展内码规范GBK1.0编码方案发布2000年GBK18020成为正式的国家标准兼容GB2312-80，共收录27484个汉字。,1.3.2信息的编码,C.汉字字形码：所谓汉字字形码实际上就是用来将汉字显示到屏幕上或打印到纸上所需要的图形数据。,1.3.2信息的编码,点阵：把汉字按字型排列成点阵。1616、2424、3232编码、存储方式简单、无需转换直接输出放大后产生的效果差矢量：存储的是描述汉字字形的轮廓特征矢量方式特点正好与点阵相反,D.汉字输入码：将汉字通过键盘输入到计算机采用的代码称为汉字输入码，汉字输入码的编码原则应该易于接受、学习、记忆和掌握，码长尽可能短。根据编码规则，这些汉字输入码可分为流水码、音码、形码和音形结合码四种。全拼输入法、智能ABC和微软拼音等汉字输入法为音码，五笔字型为形码。,1.4计算机系统,一个完整的计算机系统由硬件系统和软件系统两大部分组成。1.4.1计算机工作原理1.4.2计算机硬件系统1.4.3计算机软件系统,1.4.1计算机工作原理,1指令:指示计算机执行某种操作的命令，它由一串二进制数码组成。指令包括操作码和地址码两部分,1.4.2计算机硬件系统,硬件指的是计算机系统中由电子、机械和光电元件等组成的各种计算机部件和计算机设备。未配置任何软件的计算机叫裸机，它是计算机完成工作的物质基础。,1.4.2计算机硬件系统,冯诺依曼（VonNeumann）提出的存储程序工作原理决定了计算机硬件系统由以下五个基本部分组成。,硬件系统五大组成部分框图,1.4.2计算机硬件系统,输入设备：主要功能是把原始数据和处理这些数据的程序转换为计算机能够识别的二进制代码，通过输入接口输入到计算机的存储器中，供CPU调用和处理。,1.4.2计算机硬件系统,常用的输入设备有：鼠标器、键盘、扫描仪、数字化仪、数码摄像机、条形码阅读器、数码相机、A/D转换器等,1.4.2计算机硬件系统,运算器负责对信息进行加工和运算它的速度决定了计算机的运算速度。参加运算的数（称为操作数）由控制器指示从存储器或寄存器中取出到运算器。,2.运算器,1.4.2计算机硬件系统,3、控制器：控制器是整个计算机系统的控制中心，它指挥计算机各部分协调工作，保证计算机按照预先规定的目标和步骤有条不紊地进行操作及处理。通常把控制器和运算器合称为中央处理器（CPU，CentralProcessingUnit）。它是计算机的核心部件.,1.4.2计算机硬件系统,存储器是具有“记忆”功能的设备，由成千上万的存储单元构成，每个存储单元存放一定位数的二进制数，每个存储单元都有唯一的编号。不同的存储单元用不同的地址区分。存储器的存入和取出的速度是计算机系统的一个非常重要的性能指标。,4.存储器,1.4.2计算机硬件系统,存储器分为两大类：内存储器和外存储器，简称内存和外存。内存储器又称为主存储器，外存储器又称为辅助存储器。,1.4.2计算机硬件系统,5、输出设备是指从计算机中输出信息的设备，其功能是将计算机处理的数据、计算结果等内部信息转换成人们习惯接受的信息形式（如字符、图形、声音等），然后将其输出。,最常用的输出设备是显示器、打印机和音箱，还有绘图仪、各种数模转换器（D/A）等。从信息的输入输出角度来说，磁盘驱动器和磁带机既可以看作输入设备，又可以看作输出设备。,1.4.3计算机软件系统,软件是指使计算机运行所需的程序、数据和有关文档的总和。计算机软件通常分为系统软件和应用软件两大类，系统软件一般由软件厂商提供，应用软件是为解决某一问题而由用户或软件公司开发的。,1.4.3计算机软件系统,3.程序设计语言,2）程序设计语言可以分为三类：机器语言、汇编语言和高级语言,1.5微型计算机系统,1.5.1微型计算机分类1.5.2微机的主要性能指标1.5.3常见微型计算机的硬件设备,1.5.1微型计算机分类,微型计算机按其性能、结构、技术特点等可分为：,单片机,单板机,PC机,便携式微机,1.5.2微机的主要性能指标,1.主频主频即时钟频率，是指计算机CPU在单位时间内发出的脉冲数，它在很大程度上决定了计算机的运算速度，主频的单位是赫兹2.字长字长是指计算机的运算部件能同时处理的二进制数据的位数，字长越长、效率越高、功能越强。,1.5.2微机的主要性能指标,3.内核Intel和AMD分别推出了双核心处理器PentiumD和Athlon64X2。4.内存容量内存容量是指内存储器中能存储信息的总字节数。内存容量越大，运算速度越快。,1.5.2微机的主要性能指标,5.运算速度单位是MIPS（MillionInstructionsPerSecond，每秒106条指令）和BIPS（BillionInstructionsPerSecond，每秒109条指令）。,显卡七彩虹440雷暴鲨D51024MM501￥669液晶显示器AOCE2343F￥1250机箱游戏悍将魔族1标准版1￥169硬盘希捷1TBSATA232M7200.12/ST31000528A1￥375内存金士顿4GBDDR313333￥215主板技嘉GA-H67MA-D2H-B31￥999CPUIntel酷睿i72600（盒）1￥1930散热器九州风神冰刃玩家版1￥199电源长城双卡王BTX-500SE1￥408合计金额：6744元,CPU：AMDX640(四核)605元主板：MA770T-UD3华硕、技嘉的一般在600+元，推荐铭瑄有770加强版465元，性价比较高。显卡：索泰GT430-1GD5590元(N卡稳定行还是比较好。)内存：金士顿DDR313332GB*2230元硬盘：希捷500G260元机箱：板材好点的就行，一般价位280元左右电源：400W的航嘉、先马、长城都行，先马价位能好些，180元。光驱：先锋、华硕的都行，DVD120元，刻录155元键鼠：罗技有线套装就挺好，125元显示器：AOCE2243FW900元,LED,5000万：1对比度。音箱：200左右的漫步者、耳神、麦博都不错。共计：3955元这个配置属于高端，做动画都没有问题。,1.5.3常见微型计算机的硬件设备,1.微处理器,微处理器是将运算器、控制器、高速内部缓存集成在一起的超大规模集成电路芯片，是计算机中最重要的核心部件。,2.存储