2012第1章 计算机应用基础教程

计算机应用基础课程，第一章计算机基础知识，庞公共行政/应急管理学院，第一章计算机基础知识，1.1计算机的发展、分类和应用，1.1计算机的发展，计算机的出现和产生第一台电子计算机ENIAC(电子数字集成计算机)于1946年在美国宾夕法尼亚大学诞生。建筑面积：170平方米；重量超过30吨；耗电量是140千瓦；运行速度为每秒5000次。使用了18，000多个电子管、1，500个继电器、10，000个电容器和7，000个电阻器。第一章计算机基础知识，1.1计算机的发展、分类和应用，1.1.1计算机的发展1。计算机的出现和产生计算机的发展和产生是根据电子元件的发展来划分的。电子管(1946-1957)，晶体管1957-1964，集成电路1965-1970，大规模集成电路1971，第一章计算机基础知识，1.1计算机的发展、分类和应用，1.1.1计算机的发展1。计算机的出现和产生2。计算机的发展。第一代(基于电子元件的发展):(1)第一代：电子管计算机时代(1946-1957)，使用电子管作为操作和逻辑元件，使用机器语言和汇编语言。计算次数达到5000-30000次/秒。IBM705电子计算机，第一章计算机基础知识，1.1计算机的发展、分类和应用，1.1.1计算机的发展1，计算机的出现和产生2。计算机的发展和产生(根据电子元件的发展):(2)第二代：晶体管计算机时代(1957-1964)使用晶体管作为操作和逻辑元件，具有主存储器和外部存储器，使用高级编程语言(FORTRAN，COBOL)。运算次数达到每秒数万到数十万次。并广泛应用于数据处理领域。CDC6600电子计算机，第一章计算机基础知识，1.1计算机的发展、分类和应用，1.1.1计算机的发展1，计算机的出现和产生3。计算机的发展和产生(根据电子元件的发展):(3)第三代：中小型集成电路的计算机时代(1965-1970年)使用集成电路代替分立元件、半导体存储器和微处理器技术；有相对完善的操作系统；并行技术、多处理器、虚拟存储系统等技术应运而生。计算速度达到几十万到几百万倍。第一章计算机基础知识，1.1计算机的发展、分类和应用，1.1.1计算机的发展1，计算机的出现和产生3。计算机的发展和产生(根据电子元件的发展):(4)第四代：大规模集成电路和超大规模集成电路的时代计算机(1971)使用大规模和超大规模集成电路作为主要功能部件，使用集成度更高的半导体存储器，并生产磁盘、光盘、鼠标、图像扫描仪、数码相机、高分辨率彩色显示器和高质量的打印机和绘图仪。计算机基础知识，1.1计算机的发展、分类和应用，1.1.1计算机的发展2。微型计算机的发展阶段20世纪70年代以后，微处理器和微型计算机出现了。微处理器：由单片大规模集成电路构成的具有操作和控制功能的处理器。以微处理器为中央处理器的计算机通常被称为微型计算机。第一阶段(1971-1972):计算机指令长度为4或8位。使用机器语言或汇编语言。第二阶段(1973-1977):计算机指令长度为8位。集成度高，采用汇编语言和高级编程语言，出现操作系统。第三阶段(1978-1981):计算机指令长度为16位。它有丰富的指令系统和多种数据处理方法。第四阶段(1981-):20世纪90年代，出现了由32位微处理器组成的微型计算机。2001年，64位微处理器(安腾)出现了。第一章计算机基础知识，1.1计算机的发展、分类和应用，1.1.2计算机的分类和分类标准：超级计算机也叫超级计算机。它占据了最大的面积，是最昂贵的，有最强的功能，并有最快的计算速度，每秒万亿次。目前，它主要用于军事、气象预报、科学研究等领域。银河超级计算机，第1章计算机基础知识，1.1计算机的发展、分类和应用，1.1.2计算机的分类(2)，超级计算机的速度低于超级计算机，容量略低于超级计算机，价格低于超级计算机。可以支持数百个用户工作，一般用于处理中等复杂的问题。IBM大型机，第一章计算机基础知识，1.1计算机开发、分类和应用，1.1.2计算机分类(3)，小型计算机容量比大型机小，价格便宜，同时可容纳3060个以上用户。随着计算机硬件的发展，微型计算机已被用来代替小型计算机。小型机，第1章计算机的基本知识，1.1计算机的发展、分类和应用，1.1.2计算机的分类(4)，微机也叫“个人计算机”(PC)，俗称“计算机”。价格便宜，功能齐全，广泛用于家庭、学校、办公室等。主要类型有台式机、笔记本电脑等。目前，市场的主流是“双核”中央处理器计算机。微型计算机，第1章计算机基础知识，1.1计算机的发展、分类和应用，1.1.2计算机的分类(5)，工作站是一种高级微型计算机，介于微型计算机和微型计算机之间。与普通电脑不同的是，它配有高分辨率的大屏幕、大内存和外存储器、强大的信息处理能力、高性能的图形和图像以及网络功能。适用于计算机辅助设计/计算机辅助制造等。网络中的“工作站”是指网络用户的节点，它不同于网络服务器，通常由普通的个人电脑来充当。工作站，第1章计算机基础知识，1.1发展，计算机分类和应用，1.1.3计算机基础知识，1.1发展，计算机分类和应用，1.1.5计算机发展趋势(1)，高度集成(2)，网络(3)，智能(1)，智能机器人(2)，专家系统(3)，模式识别(4)，多媒体技术(5)，面向对象编程方法，第1章计算机基础知识，1.2数制和数制转换，1.2.1二进制和二进制运算规则1， 使用二进制电路的原因(1)简单的计算机是由逻辑电路组成的，逻辑电路只有两种状态：导通和关断，晶体管饱和和关断，高和低电压电平等(2)简单的操作，简单的二进制算法(3)可靠的操作，简单的二进制运算规则，很少的状态，和容易出错的存储，传输和处理数字的困难(4)逻辑二进制零和一完全符合逻辑代数的“真”和“假”。 二进制有两个数字：0和1。载体基数为2；加法运算是“每个二进制1”；减法是“借一换二”。第一章计算机基础知识，1.2数制和数制转换，1.2.2八进制和十六进制1，8八进制八进制有八个数：0，1，2，3，4，5，6，7；载体底座为8个；加法运算是“每八进一”；减法是“借一换八”。八进制数用重量膨胀来表示，D=QN-1.8N-1QN-2.8N-2.Q0.80Q-1.8-1.范例1: (317) 8=382 181 780=(207) 10范例2:课堂练习，将下列八进制数转换成十进制数34513007324，第1章基本计算机知识，1.2数制和数制转换，1.2.2八进制和十六进制2，十六进制十六进制：0，1，2，3，4，5，6，7，8，9，A，B，C，D载体基底是16；加法运算是“每个十六进制1”；减法是“借一换十六”。其中：a-10、b-11、c-12、d-13、e-14、f-15十六进制数用重量展开表示：d=qn-1.16 n-1 qn-2.16 n-2.q 0.160q-1.16-1.q-m.16-m例如：(3c4) 16=3162 12161 4160=(964) 10，课堂练习，将下列十六进制数转换为十进制数24FA31D7C4，第1章计算机基础知识，1.2数字和数字的转换，1.2.2八进制和十六进制之间的差异十进制：在数字后加d或不加字母，512D或512；二进制：加b，1011B在数字之后；八进制：加上q和126Q在数字之后；十六进制：在数字后加h，A804H；第一章计算机基础知识，1.2数制和数制转换，1.2.3二进制数之间的转换1，二进制数和十进制数之间的相互转换(1)二进制数到十进制数：二进制数根据权重进行扩展和相加。二进制数的表示按重量展开：d=dn-1.2n-1 dn-2.2n-2.d 0.20d-1.2-1.d-m.2-m例如：(1011.01)2=123 022 121 120 02-112-2=8 021 0.25=(11.25)10，第一章计算机基础知识，1.2数制和数制转换，1.2.3二进制数之间的转换1，二进制数和十进制数之间的相互转换2十进制数到二进制数：整数转换将十进制数重复除以2，直到商为0，然后通过第一次除法获得余数最后一次除法得到的余数作为最高位kn-1，并且每个除法得到的余数按顺序排列，kn-1kn-2 .k0是所需的二进制数。第一章计算机基础知识，1.2数制和数制转换，1.2.3二进制数之间的转换1，二进制数和十进制数之间的相互转换2十进制数到二进制数：整数转换示例：将(121)10转换为二进制数2121.余数是1 (K0)，60，(121) 10=K6K 5K 4K 3K 2K0=(1111001) 2，第一章计算机基础知识，1.2数字系统和数字系统转换，1.2.3二进制数之间的转换，二进制数和十进制数之间的相互转换，二进制数和十进制数之间的相互转换，二进制舍入法转换纯十进制数：十进制数乘以2，取乘积的整数部分作为相应二进制十进制数之后的最高十进制数K-1，然后.直到乘积的小数部分为零或二进制小数点后的位数达到精度，结果序列为0。k-1k-2k-3.k-m是转换后的二进制十进制。第一章计算机基础知识，1.2数制和数制转换，1.2.3二进制数之间的转换1，二进制数和十进制数之间的相互转换2十进制数到二进制数的转换2)纯十进制数的转换2)10到二进制数的转换：0.81252=1.6250.整数部分1 (K-1)，0.62502=1.2500.整数部分1(K-2)，0.25002=0.5000.整数部分是0 (k-3)，0.50002=1.0000.整数部分是1 (k-4)，(0.8125)10=0.k-1k-2k-3k-4=(0.1101)2，第一章计算机基础知识，1.2数字系统和数字系统转换，1.2.3二进制数之间的转换1，二进制数和十进制数之间的相互转换2，十进制数到二进制数的转换2，纯十进制数转换示例：将(0.5773)10转换为二进制数，保留为6个小数点：0.57732=1. 0.61842=1.2368的整数部分是1 (k-4)，0.23682=0.4736的整数部分是0 (k-5)，0.47362=0.9472的整数部分是0 (k-6)，(0.5773)10=0.k-1k-2k-3k-4k-5k-6=(0.100100)2，第一章计算机基础知识，1.0 例如：将(25.25)10转换成二进制数：整数部分：(25) 10=(11001) 2十进制部分：(0.25)10=(0.01)2 so :(25.25)10=(11001.01)2，第一章计算机基础知识，1.2数字系统和数字系统转换，1.2.3二进制数2、八进制数、十六进制数和十进制数之间的转换(1)八进制数到十进制数的转换：1例如：将(207.321)10转换成八进制数，在十进制数之后保留4位数：(207.321)10=(317.2442)8，第一章计算机基础知识，1.2位数和数字的转换，二进制数2、八进制数、十六进制数和十进制数之间的1.2.3转换(3)十六进制数转换成十进制数：根据16的权重进行扩展和添加。(4)十进制数转换成十六进制数：整数部分除以16得到余数，十进制部分乘以16得到整数。例如：将(207.321)10转换为十六进制数，保留十进制数后的4位数字：(207.321)10=(CF.522D)16，第1章计算机基础知识，将1.2位数字转换为十进制数，将1.2.3位数字转换为每个二进制数3，将二进制数转换为八进制数(1)将二进制数转换为八进制数：“三位数加一位数”以十进制数为基准，整数部分从右向左，每三位数为一组， 最左边的数字不够，小数部分从左到右，每三位数为一组，最右边的数字少于三位数，小数部分的右边用0填充，以弥补三位数； 最后，它们根据分组被转换成十进制数，当它们被连接时，它们被转换成八进制数。例如，将(1010111011.0010111)2转换为八进制数：1010111011.0010111、00、00、1、2、7、3、1、3、4、(1010111011.0010111)2=(1273.134)8，练习，转换(11000101010.0011101)2例如，将(2635.45)8转换成二进制数：(2635.45)8=(10110011101.100101)2，练习，将(540376.2504)8转换成二进制数：第一章计算机基础知识，1.2数字到数字的转换，每个二进制数4之间1.2.3的转换，二进制数到十六进制数的转换(1)二进制数到十六进制数的转换：“四位