计算机应用基础第01章 计算机基础知识

1、计算机应用基础计算机应用基础 LOGO 任务描述 小明是大一新生，目前计算机的应用已经 深入到各个专业，由于专业需求，小明需要 有一台属于自己的计算机。为了配置一台适 合自己使用且性价比较高的计算机，小明需 要深入了解计算机的基本概念、系统组成、 性能指标以及当前计算机的市场行情。 LOGO 任务分解 v 认识计算机 v 了解数据编码 v 掌握数据表示与进制转换 v 掌握计算机系统组成 LOGO 完成任务 1 计算机概论 2 数据表示与进制转换 3 数据编码 4 计算机系统组成 5 知识拓展 LOGO 1.2.1 计算机概论 计算机，又称电脑（Computer），是一种能 高速、自动地按照操作

2、人员或者预先设定的各种指 令完成各种信息处理的电子设备。随着信息技术高 速发展，计算机作为信息技术应用的基本工具，在 人们的学习、工作、生活中的应用越来越广泛。 LOGO 1.2.1 计算机概论 1946年2月14日 美国宾夕法尼亚大学 18,800个电子管 1500个继电器 30吨重 占地170平方米 每小时耗电150千瓦 每秒5000次加法运算 第一台计算机 “埃尼阿克”（ENIAC） LOGO 1.2.1 计算机概论 计算机的发展 （1）第一代计算机（19461958） 电子管 （2）第二代计算机（19581964） 晶体管 LOGO 9 9 1.2.1 计算机概论 计算机的发展 （4）

3、第四代计算机（1971年至今） 超大规模集成电路 （3）第三代计算机（19651971） 中小规模集成电路 LOGO 1010 （5）第五代计算机（正在研制中的新型电子计算机） 1.2.1 计算机概论 计算机的发展 未来计算机 LOGO 1.2.1 计算机概论 计算机的发展趋势 n巨型化 n微型化 n网络化 n智能化 LOGO 1.2.1 计算机概论 计算机的特点 运算速度快 计算精度高 存储能力强 可靠性高 程序运行自动化 应用领域广泛 每秒上万亿次 小数点后200万位的值 海量、可靠、速度快 连续无故障可达到几十万小时以上 LOGO 1313 计算机的应用 科学计算 信息处理 自动控制 计

4、算机辅助系统 人工智能 网络应用 气象预报、人造卫星轨道计算 文字、图像、声音等信息处理 工业中生产线的过程控制 计算机辅助设计 CAD 计算机辅助制造 CAM 计算机辅助教学 CAI 计算机辅助测试 CAT 1.2.1 计算机概论 LOGO 1414 人工智能 1.2.1 计算机概论 用计算机模拟人类智能行为 的理论和技术。 具体应用： 机器人（工业机器人、智能机器人） 模式识别（图形识别、语音识别） 专家系统（自然语言处理、机器翻译、 智能检索） LOGO 1.2.2 数据表示与进制转换 1.数制基础 进位计数制包括： 数位、基数和位权三个要素。 十进制数十进制数中中,678.34可表示为

5、可表示为: 678.34=6678.34=610102 2+7+710101 1+8+810100 0 +3 +31010-1 -1+4 +41010-2 -2 数码数码 基数基数权权 LOGO 1.2.2 数据表示与进制转换 2.常用数制 进位制 二进制 八进制 十进制 十六进制 规则 逢二进一 逢八进一 逢十进一 逢十六进一 基数 r = 2 r = 8 r = 10 r = 16 数码 0，1 0,1,7 0,1,9 0,1,9,A,B,C,D,E,F 权 2i 8i 10i 16i 下标 2或B 8或O 10 或D 16或H LOGO 1717 二进制：基数为2，即“逢二进一”；含有0

6、、1两个 数码；权为2i（i= -m n-1，m、n为自然数）。 二进制是计算机中采用的数制，这是因为二进制具有 如下特点： 简单可行，容易实现 运算规则简单（逢二进一） 适合逻辑运算 1.2.2 数据表示与进制转换 LOGO 各种计数制的对应表 十进制二进制八进制十六进制十进制二进制八进制十六进制 000000081000108 100011191001119 200102210101012A 300113311101113B 401004412110014C 501015513110115D 601106614111016E 701117715111117F 1.2.2 数据表示与进制转换

7、 LOGO 非十进制数转换成十进制数 方法：将各个R进制数按权展开求和即可。 1.2.2 数据表示与进制转换 【例1】 将二进制数1010.101转换成十进制数。 1010.101B=123+022+121+020+12-1 +02-2+12-3 =8+2+0.5+0.125 =10.625D 3. 进位制之间的转换 提示： 进制数的表示有两种方法：（1010.101）2 或1010.101B LOGO 1.2.2 数据表示与进制转换 【例2】 将八进制数137转换成十进制数。 137O=182+381+780 =64+24+7 =95D LOGO 1.2.2 数据表示与进制转换 【例3】 将

8、十六进制数2BA转换成十进制数。 2BAH=2162+11161+10160 =512+176+10 =698D LOGO 十进制数转换成非十进制数 1.2.2 数据表示与进制转换 整数部分的换算 除R取余逆读 【例例】（198198）10 10= =（ （ ）2 2 （198）10=（11000110）2 LOGO 2323 十进制数转换成非十进制数 1.2.2 数据表示与进制转换 整数部分的换算 除R取余逆读 【例例】（198198）10 10= =（ （ ）8 8 306306 LOGO 2424 十进制数转换成非十进制数 1.2.2 数据表示与进制转换 整数部分的换算 除R取余逆读 【

9、例例】（198198）10 10= =（ （ ）16 16 C6C6 LOGO 2525 小数部分的换算 乘R得积取整 十进制数转换成非十进制数 1.2.2 数据表示与进制转换 【例例】（0.240.24）10 10=( 0.00111 =( 0.00111 ) )2 2 LOGO 2626 小数部分的换算 乘R得积取整 十进制数转换成非十进制数 1.2.2 数据表示与进制转换 【例例】（0.240.24）10 10=( ) =( )8 8 0.172700.17270 LOGO 2727 小数部分的换算 乘R得积取整 十进制数转换成非十进制数 1.2.2 数据表示与进制转换 【例例】（0.2

10、40.24）10 10=( ) =( )16 16 0.3D70A0.3D70A LOGO 2828 1.2.2 数据表示与进制转换 混小数的转换 如果十进制数包含整数和小数两部分，如果十进制数包含整数和小数两部分，则将则将 十进制小数点两边的十进制小数点两边的整数和整数和小数分别完成转换小数分别完成转换， 然后，再把然后，再把r r进制整数和小数部分进制整数和小数部分组合组合在一起。在一起。 练习练习 ( (69.625)69.625)10 =( 1000101.101 )=( 1000101.101 )2 2 = =( ( 105.5105.5 ) )8 8 =( 45.A )=( 45.

11、A )16 16 LOGO 二进制数与八进制数、十六进制数的转换 2 数据表示与进制转换 常规转换方法：常规转换方法： 例如：例如： ( 19 )( 19 )16 = ( 25 )= ( 25 )10 = (11001 )= (11001 )2 (11001 ) (11001 )B = ( 25 )= ( 25 )D = (31)= (31)O 特别转换特别转换方法：利用二进制、八进制和十六进方法：利用二进制、八进制和十六进 制之间的特殊关系直接转换。制之间的特殊关系直接转换。 被转换数被转换数十进制数十进制数其它进制数其它进制数 LOGO 3030 二进制转换到八进制二进制转换到八进制，只要

12、将二进制数从小数，只要将二进制数从小数 点开始，整数部分从右向左点开始，整数部分从右向左，小数部分，小数部分 从左向右从左向右3 3位一组（不足位一组（不足3 3位补零）位补零） ( (110110 110110. .001001 100100 ) )B B( 66.14 )( 66.14 )O O 二进制二进制转换到转换到十六进制十六进制 就就如同八进制同二进制之如同八进制同二进制之 间一样，只是间一样，只是4 4位一组（不足位一组（不足4 4位补零）位补零） ( (00010001 00000000 10101010 00010001) )B=(10A1)=(10A1)H LOGO 313

13、1 八进制八进制转换为二进制转换为二进制 一位八进一位八进制数对应三位二进制数制数对应三位二进制数 (144)(144) O=( =( 001001 100100 100100 ) )B 一位十六进制数对应四位二进制数一位十六进制数对应四位二进制数 十六进制转换为二进制十六进制转换为二进制 (64)(64)H=( =( 01100110 0100 0100 ) )B 6 4 6 4 LOGO 3232 (1556.65)(1556.65)O=( )=( )B (1101101110.110101)(1101101110.110101)B=( )=( )H 练习练习 LOGO 1.2.3 数据编

14、码 编码：编码：采用少量的基本符号，选用一定的组采用少量的基本符号，选用一定的组 合原则，表示大量复杂多样的信息。合原则，表示大量复杂多样的信息。 常见编码常见编码 视窗视窗 Windows 2000Windows 2000 汉字汉字 英文字母英文字母 数字数字 LOGO 1.2.3 数据编码 计算机计算机最主要的功能是最主要的功能是处理处理各种各样各种各样 的的信息信息，比如：数值、文字、声音、图形，比如：数值、文字、声音、图形 和图象等。在计算机内部，各种信息都必和图象等。在计算机内部，各种信息都必 须经过须经过数字化编码数字化编码后才能被传送、存储和后才能被传送、存储和 处理。处理。 数

15、字化编码数字化编码就是将进入计算机的任何形就是将进入计算机的任何形 式的信息都进行式的信息都进行0 0和和1 1的的二进制编码二进制编码的转换。的转换。 LOGO 1.2.3 数据编码 1. 西文字符编码 计算机中的信息都是用计算机中的信息都是用二进制编码二进制编码表示的。计表示的。计 算机中常用的字符编码有算机中常用的字符编码有BCDBCD码和码和ASCIIASCII码码。IBMIBM系系 列大型机采用列大型机采用BCDBCD码，码，微型机采用微型机采用ASCIIASCII码码。下面主。下面主 要介绍要介绍ASCIIASCII码。码。 ASCIIASCII码是码是美国标准信息交换码美国标准信

16、息交换码，被国际标准，被国际标准 化组织（化组织（ISOISO）指定为）指定为国际标准国际标准。ASCIIASCII码有码有7 7位码和位码和 8 8位码两种版本。位码两种版本。国际通用的是国际通用的是7 7位位ASCIIASCII码，称为基码，称为基 本本ASCIIASCII码。码。 LOGO 3636 标准标准ASCIIASCII码字符集码字符集 1.2.3 数据编码 LOGO 1.2.3 数据编码 输入码国标码机内码字形码 2. 中文字符编码 计算机对汉字信息的处理过程实际上是各种汉字计算机对汉字信息的处理过程实际上是各种汉字 编码间的转换过程。这些编码主要包括编码间的转换过程。这些编码

17、主要包括汉字输入码、汉字输入码、 国标码、汉字机内码及汉字字形码国标码、汉字机内码及汉字字形码等。等。 汉字输入法：汉字输入法： 音码类：智能音码类：智能ABCABC、搜狗拼音、搜狗拼音、QQQQ拼音拼音 形码类：五笔字型输入法形码类：五笔字型输入法 手写 语音 GB2312 GBK 二进制表示 字体 LOGO 1.2.4 计算机系统组成 LOGO 3939 1.2.4 计算机系统组成 1.计算机硬件系统 冯冯 诺依曼诺依曼结构，五大部分构成。结构，五大部分构成。 （1 1）运算器运算器ALUALU ：进行算术或逻辑运算。：进行算术或逻辑运算。 （2 2）控制器控制器CUCU：控制器是计算机的

18、神经中枢，由：控制器是计算机的神经中枢，由 它指挥全机各个部件自动、协调地工作。它指挥全机各个部件自动、协调地工作。 运算器与控制器组成计算机的中央处理器运算器与控制器组成计算机的中央处理器CPUCPU （Central Processing UnitCentral Processing Unit）。在微型计算机中，一般都）。在微型计算机中，一般都 是把运算器和控制器集成在一片半导体芯片上，制成是把运算器和控制器集成在一片半导体芯片上，制成 大规模集成电路。因此，大规模集成电路。因此，CPUCPU常常又被称为微处理器常常又被称为微处理器。 LOGO 4040 键盘 鼠标 扫描仪 （3 3）输入

19、设备输入设备：把人们可读的信息转换为计算机：把人们可读的信息转换为计算机 能识别的二进制代码输入计算机，供计算机处理。能识别的二进制代码输入计算机，供计算机处理。 1.2.4 计算机系统组成 LOGO 4141 （4 4）输出设备输出设备：将计算机处理后的各种内部格式：将计算机处理后的各种内部格式 的信息转换为人们能识别的形式（如文字、图形、的信息转换为人们能识别的形式（如文字、图形、 图像和声音等）表达出来。图像和声音等）表达出来。 传真机 打印机 投影仪 1.2.4 计算机系统组成 LOGO 4242 1.2.4 计算机系统组成 （5 5）存储器存储器（MemoryMemory） 存储器是

20、计算机的记忆装置，存储器是计算机的记忆装置，负责存储程序和负责存储程序和 数据数据。存数是指往存储器里存数是指往存储器里“写入写入”数据；取数是数据；取数是 指从存储器里指从存储器里“读取读取”数据。数据。读写操作统称对存储读写操作统称对存储 器的访问。存储器分为器的访问。存储器分为内存储器（简称内存）内存储器（简称内存）和和外外 存储器（简称外存）存储器（简称外存）两类。两类。 LOGO 4343 内存储器内存储器（内存或主存（内存或主存） 存放存放欲执行的程序和数据欲执行的程序和数据 分为分为随机存取存储器（随机存取存储器（RAMRAM）和和只读存储器只读存储器(ROM)(ROM) CPU

21、既可读出又可写入；断电信息消失既可读出又可写入；断电信息消失 CPU只能读不能写，信息不能修改；断电信息不丢失只能读不能写，信息不能修改；断电信息不丢失 1.2.4 计算机系统组成 LOGO 4444 外存储器外存储器（外存或辅存）（外存或辅存） 长期存放长期存放“暂时不用暂时不用”的程序和数据的程序和数据 常见外存：常见外存：磁盘磁盘、光盘、光盘、U U盘盘 中央处理器中央处理器（CPUCPU）只能直接访问存储在）只能直接访问存储在 内存中的数据。内存中的数据。外存中的数据只有先调入内存外存中的数据只有先调入内存 后，才能被中央处理器访问和处理。后，才能被中央处理器访问和处理。 1.2.4

22、计算机系统组成 LOGO 关于计算机存储容量的表示 位位 （bitbit或比特，或比特，b b来表示）来表示）计算机中存储数据的计算机中存储数据的最小最小单单 位，指二进制数中的一个位数，其值为位，指二进制数中的一个位数，其值为 0 0或或 1 1。 字节（字节（ByteByte，用，用B B表示表示）计算机存储容量的计算机存储容量的基本基本单位。单位。 计算机存储容量的大小是用字节的多少来衡量的。字计算机存储容量的大小是用字节的多少来衡量的。字 节经常使用的单位还有节经常使用的单位还有KBKB（千字节）、（千字节）、MBMB（兆字节）（兆字节） 、GBGB（千兆字节）和（千兆字节）和TBTB

23、（太字节）等。（太字节）等。 1.2.4 计算机系统组成 1 B=8 Bit 1KB = 1024 B = 210 B 1MB = 1024 KB = 220 B 1GB = 1024 MB = 230 B 1TB = 1024 GB = 240 B LOGO 46 2.计算机软件系统 软件系统是指计算机系统所使用的各种软件系统是指计算机系统所使用的各种 程序及其文档的集合。程序及其文档的集合。计算机软件一般可分计算机软件一般可分 为为系统软件系统软件和和应用软件应用软件两大类两大类 。 5系统软件系统软件 系统软件由一组控制计算机系统并管理其系统软件由一组控制计算机系统并管理其 资源的程序组

24、成。一般来说系统软件可分为操资源的程序组成。一般来说系统软件可分为操 作系统、语言处理程序、服务程序和数据库管作系统、语言处理程序、服务程序和数据库管 理系统。理系统。 1.2.4 计算机系统组成 LOGO 4747 1.2.4 计算机系统组成 操作系统操作系统 : : 管理、控制和监督计算机软、硬件管理、控制和监督计算机软、硬件 资源协调运行的程序系统，由一系列具有不同资源协调运行的程序系统，由一系列具有不同 控制和管理功能的程序组成。控制和管理功能的程序组成。它是直接运行在它是直接运行在 计算机硬件上的最基本的系统软件，是系统软计算机硬件上的最基本的系统软件，是系统软 件的核心。件的核心。

25、 程序设计语言程序设计语言: :软件软件系统的重要组成部分，是人系统的重要组成部分，是人 机进行信息交流的标准，按照其发展分为机进行信息交流的标准，按照其发展分为机器机器 语言、汇编语言、高级语言语言、汇编语言、高级语言。 数据库管理系统数据库管理系统 DBMSDBMS : : 按照按照一定联系存储的一定联系存储的 数据集合，可为多种应用共享数据集合，可为多种应用共享，能够，能够对数据库对数据库 进行加工、管理的系统软件进行加工、管理的系统软件。 LOGO 4848 5 应用软件应用软件 应用软件是指专门为解决应用软件是指专门为解决某个应用领域内的具某个应用领域内的具 体问题而编制的软件体问题

26、而编制的软件。它又可分为用户程序与应。它又可分为用户程序与应 用软件包。用软件包。 用户程序用户程序: : 用户为了解决特定的具体问题而开发用户为了解决特定的具体问题而开发 的软件。的软件。 应用软件包应用软件包: : 实现某种特殊功能而经过精心设计实现某种特殊功能而经过精心设计 的、结构严密的独立系统，是一套满足同类应用的、结构严密的独立系统，是一套满足同类应用 的许多用户所需要的软件。的许多用户所需要的软件。 1.2.4 计算机系统组成 LOGO 3.微型计算机的主要性能指标 运算速度 百万次MIPS（Million Instructions Per Second） 字长 32位 64位

27、时钟主频 GHz 存储容量 GB 存取周期 ms s 1.2.4 计算机系统组成 LOGO 1.2.5 知识拓展 vCPU核心参数 主频 外频 倍频 接口类型 生产工艺 核心数量 缓存 LOGO 5151 微型计算机微型计算机的基本配置包括的基本配置包括主机、显示器、主机、显示器、 键盘、鼠标键盘、鼠标等，其中等，其中主机又包括主板、主机又包括主板、CPUCPU、内、内 存条、硬盘、显卡、声卡和主机箱存条、硬盘、显卡、声卡和主机箱等等。 CPUCPU、主板、显卡、内存条等合理搭配决定、主板、显卡、内存条等合理搭配决定 了整体的性能优劣。要注意各个配件之间的兼容了整体的性能优劣。要注意各个配件之间的兼容 性、均衡性性、均衡性。 不要过于追新，实用即可不要过于追新，实用即可