计算机网络第一章课件

1、0东莞理工学院城市学院东莞理工学院城市学院大学计算机20062006年年7 7月月主主 讲：讲：孙孙 兴兴 春春电电 话话-mailE-mail：1关于本课程n自编教材n计算机文化基础大学计算机n全省计算机应用能力考试（自愿）n系统操作（Win2000）nOffice应用（Word、Excel、PPT）n网络应用、邮件收发2学习与考试n讲授与练习n笔试（60）n上机（30）n考勤（10）3教师FTP站点nIP地址：40:2000n用户名：schunn密码：schun4第1章 计算机基础 计算机的历史并不长远，然而，计算机的高速发展和广泛应用，

2、已使之成为人们生产劳动和日常生活中必备的重要工具。学习必要的计算机知识，掌握一定的计算机操作技能，是现代人的知识结构中不可或缺的组成部分。5第1章 计算机基础主要内容： 1.1 计算的诞生和发展 1.2 计算机概述 1.3 计算机中的数值与编码 61.1 计算的诞生和发展1. 计算机的诞生计算机的诞生2. 计算机的发展阶段计算机的发展阶段3. 计算机的发展趋势计算机的发展趋势4. 未来的计算机未来的计算机5. 计算机发展中的关键人物计算机发展中的关键人物71. 计算机的诞生1. 算筹和算盘2. 法国物理学家帕斯卡发明的齿轮式加减法器 3. 德国数学家莱布尼兹制成了机械式计算器 4. 巴贝奇提出

3、了自动计算机的基本概念：n预先在机器内存放程序和数据n使机器能够自动读取数据n能够做一些简单的判断8n5. 电子计算机的诞生n1) ENIACn30吨，300平方英尺，150千瓦n主频仅为0.1MHz比炮弹还要快的计算机 n编程通过线路连接实现体力活n电子计算机诞生的标志n2) 冯诺依曼和程序存储方式 n用二进制表示数据，n存储程序，顺序控制，n存储单元按线性编号。1. 计算机的诞生92. 计算机的发展历程 n1) 电子真空管及继电器作为逻辑元件nEDVAC、UNIVAC、IBM701等 n2) 晶体管计算机n贝尔实验室发明晶体管nTRADIC、IBM7090n计算速度几十万次n存储器的革命,

4、 容量10万字节以上 10n3) 集成电路计算机n1958年，基尔比和诺伊斯发明集成电路n微程序控制、系列兼容、流水线技术、高速缓存nIBM S/360系列n4) LSI和VLSI计算机n计算机分化为大型机,小型机,巨型机和微型机2. 计算机的发展历程 11n5) 智能计算机：有知识、会学习、能推理的计算机n具有理解自然语言、声音、文字和图像且具有说话的能力，使人机能够用自然语言直接对话 n突破了传统的冯诺伊曼式机器的概念 2. 计算机的发展历程 123. 计算机的发展趋势 进入21世纪以来，世界计算机技术的发展更为迅速，产品不断升级换代。未来的计算机将向巨型化、微型化、网络化、智能化、多媒体

5、计算机等方向发展。133. 计算机的发展趋势 计算机的发展趋势n微型化: LSI和VSI,走入千家万户n巨型化: 速度高,容量大,功能完善n网络化: 实现信息传递和资源共享n智能化: 模拟人的思维活动n多媒体：利用计算机技术、通信技术和大众传播技术，来综合处理多种媒体信息 144. 未来的计算机 n未来的计算机n1) 生物计算机 n2) 量子计算机 n3) 光子计算机n4) 高超导计算机155. 计算机发展中的关键人物n乔治布尔（Boolean George）n逻辑代数的创始人n香农（C.E.Shannon） n信息论的创始人n阿兰图灵（Alan M.Turing） n“人工智能之父”n冯诺依

6、曼（Von Neumann） n“计算机之父” 161.2 计算机概述 n计算机的分类计算机的分类n计算机的组成计算机的组成 n计算机的工作原理计算机的工作原理 n计算机的应用领域计算机的应用领域 171. 计算机的分类 通常，人们用“分代”来表示计算机在纵向的历史中的发展情况，而用“分类”来表示计算机在横向的不同领域的发展、分布和使用情况。 n1)巨型机巨型机(Supercomputer)n也称为超级计算机 n价格昂贵，性能强大，浮点运算速度最快 n2)小巨型机小巨型机(Minisupercomputer) n小型超级电脑或称桌上型超级计算机 18n3)大型主机大型主机(Mainframe)

7、 n或称作大型电脑,通用性n4)小型机小型机(Minicomputer，or:Minis) n结构简单，可靠性高，成本较低 n5)工作站工作站(Workstation) n功能介于PC机和小型机之间的一种高档微机 n运算速度快，具有较强的联网的功能n6)个人计算机个人计算机(PC：Personal Computer) n通常说的电脑、微机或计算机 1. 计算机的分类 19 计算机系统的组成有广义和狭义之分： 广义的计算机系统包括人员(people)、数据(data)、设备(equipment)、程序(program)和规程(procedure)五部分；n数制之间的转换数制之间的转换 狭义的计算

8、机系统由硬件系统和软件系统两大部分组成。2. 计算机的组成 202. 计算机的组成 狭义的计算机系统由硬件系统和软件系统两大部分组成。 硬件（Hardware）是构成计算机的物理装置，是看得见、摸得着的一些实实在在的实体，是计算机能够运行的物质基础。 软件（Software）是指使计算机运行需要的程序、数据和有关的技术文档资料。 212. 计算机的组成 222. 计算机的组成 计算机硬件系统由运算器、控制器、存储器、输入设备和输出设备组成其中控制器和运算器合在一起被称为中央处理器CPU(Central Processing Unit)。 运算器又称算术逻辑部件（ALUArithmetical

9、Logic Unit），主要功能是执行所有数据的算术运算、逻辑运算、逻辑测试和判断等操作。控制器（Controller）是整个计算机的指挥中心，它负责从主存储器中取出指令，对指令进行分析、判断，并根据指令产生相应的操作控制信号，使计算机的有关设备有条不紊地协调工作，指挥并控制CPU、主存和输入输出设备之间的数据流动方向，保证计算机能自动、连续地工作。 232. 计算机的组成 存储器（Memory）：是有记忆能力的部件，用来存储程序和数据。存储器可分为两大类：内存储器和外存储器 内存储器（简称内存或主存）和CPU直接相连，存放当前要运行的程序和数据。外存储器（简称外存）又称辅助存储器，主要用于保

10、存暂时不用但又需长期保留的程序或数据。 CPU和内存储器合起来被称为计算机的主机。 242. 计算机的组成 输入输出设备：输入设备是向计算机输入信息的装置，用于向计算机输入原始数据和处理数据的程序 输出设备主要用于将计算机处理过的信息保存起来，或以人们能接受的数字、文字、符号、图形和图像等形式显示或打印出来 252. 计算机的组成 计算机软件系统软件系统包括系统软件和应用软件两类 系统软件面向机器，实现计算机硬件系统的管理和控制，同时为上层应用软件提供开发接口，为使用者提供人机接口，包括操作系统、程序设计语言、语言处理程序、数据库管理系统、网络软件、系统服务程序等。 应用软件以系统软件为基础，

11、面向特定应用领域，为解决特定领域问题而用计算机语言编写的 ，262. 计算机的组成 系统软件 操作系统操作系统是高级管理程序，是系统软件的核心，如存储管理程序、设备管理程序、信息管理程序、处理器管理程序等。 计算机语言：计算机语言：机器语言、汇编语言和高级语言机器语言：机器语言：是直接用计算机指令作为语句与计算机交换信息的语言汇编语言：汇编语言：第二代语言，将难以记忆和辨认的二进制指令码用有意义的英文单词（或缩写）作为助记符高级语言：高级语言：第三代语言，用类似于自然语言的句子书写程序 数据库管理系统：数据库管理系统：主要由数据库及数据库管理系统组成。 272. 计算机的组成 计算机系统的主要

12、技术指标字长：是计算机信息处理中，一次存取、传送或加工的数据长度。 主存容量：是指主存储器所能存储的二进制信息的总量，它反映了计算机处理时容纳数据量的能力。 运算速度：取决于指令的执行时间。计算机执行不同的操作所需要的时间可能不同，因而有不同的计算方法来表示运算速度。 时钟周期（频率）：指CPU在单位时间(s)内发出的脉冲数。 数据输入输出最高速率：主机与外部设备之间交换数据的速率同样影响计算机系统的工作速度。 性能价格比：花费最少的代价，使机器有实用的性能。283. 计算机的工作原理 冯诺依曼原理293. 计算机的工作原理 计算机指令与指令系统 指令就是让计算机完成某个操作所发出的命令，即计

13、算机完成某个操作的依据。 一台计算机的所有指令的集合，称为该计算机的指令系统。 303. 计算机的工作原理 计算机的工作过程就是计算机执行程序的过程，而程序就是由一系列指令组成的有序集合 314. 计算机的应用领域 科学计算：科学计算：亦称数值计算，是指用计算机完成科学研究和工程技术中所提出的数学问题 信息处理：信息处理：是指计算机对信息记录、整理、统计、加工、利用、传播等一系列活动的总称 实时控制：实时控制：亦称过程控制，是用计算机及时采集检测数据，按最佳值迅速对控制对象进行自动控制或自动调节 计算机辅助设计（计算机辅助设计（CADCAD）：）：利用计算机的计算、逻辑判断等功能，帮助人们进行

14、产品设计和工程技术设计 人工智能人工智能(AI)(AI)：用计算机模拟人类的智能活动：判断、理解、学习、图像识别、问题求解等 办公自动化办公自动化(OA)(OA)：一门综合性的技术，其目的在于建立一个以先进的计算机和通信技术为基础的高效人机信息处理系统，使办公人员充分利用各种形式的信息资源，全面提高管理、决策和事务处理的效率 计算机辅助教育计算机辅助教育(CBE)(CBE)：计算机在教育领域中的应用321.3 计算机中的数制与编码计算机中的数制与编码 计算机的基本功能是对数据进行运算和加工处理。数据有两种，一种是数值数据，另一种是非数值数据（信息）。 两个稳定状态的物理元件组成 数据在计算机中

15、采用二进制数码表示 运算简单、电路实现方便、成本低廉等优点 331.3 计算机中的数制与编码计算机中的数制与编码 n进位计数制进位计数制 n编码编码 n汉字信息基础汉字信息基础 341.1.进位计数值进位计数值 进位计数制进位计数制：就是用一组有限的的符号和一套同：就是用一组有限的的符号和一套同样的规则来表示数的方法，简称进位制。其中一组样的规则来表示数的方法，简称进位制。其中一组有限的的符号叫做基。有限的的符号叫做基。进位制涉及的两个基本要素：进位制涉及的两个基本要素： 基数：基数：数制允许选用基本数字符号的个数。数制允许选用基本数字符号的个数。 位权：位权：同一个数字处于不同的位置时，所代

16、表的同一个数字处于不同的位置时，所代表的值不同。对每一个数位赋予不同的位值，称为位值不同。对每一个数位赋予不同的位值，称为位权。表示位权的大小是以基数为底，数字所在位置权。表示位权的大小是以基数为底，数字所在位置的序号为指数的整数次幂。的序号为指数的整数次幂。35举例：举例：十进制的基、基数、位权十进制的基、基数、位权为了区分不同进制的数，在数的末尾增加一个表示为了区分不同进制的数，在数的末尾增加一个表示进制的符号，称为进制的符号，称为记号记号。 进制进制 基基 基数基数 位权位权 记号记号二进制二进制 0 0、1 2 21 2 2n n B八进制八进制 0 0、1 1、7 8 87 8 8n

17、 n O十六进制十六进制 0 0、9 9、 16 1616 16n n H A A、B B、F F 1.1.进位计数值进位计数值36十进制每位的值等于该位的权与该位数码的乘积。十进制每位的值等于该位的权与该位数码的乘积。一个十进制可以写成按权展开的多项式和的形式。一个十进制可以写成按权展开的多项式和的形式。 例如：例如：789.23789.237 7* *10102 2+8+8* *10101 1+9+9* *10100 0+2+2* *1010-1-1+3+3* *1010-2-2对于任意一个十进制数对于任意一个十进制数K K，设整数部分有，设整数部分有n n位，小数部分有位，小数部分有m

18、m位，于是可以写成一般表达式：位，于是可以写成一般表达式：K Kk kn n1 1* *1010n-1n-1+k+kn n2 2* *1010n-2n-2+ +k+k1 1* *10101 1+k+k0 0* *10100 0+ +k k1 1* *10101 1k k2 2* *10102 2+ +k+km m* *1010m m若用若用J J代表任意一种进制的基数，用代表任意一种进制的基数，用J J代替上式中的基数代替上式中的基数1010，就得到将就得到将J J进制数转换为十进制数的一般表达式：进制数转换为十进制数的一般表达式：K KJ Jk kn-1n-1* *J Jn-1n-1+ +k

19、 kn-2n-2* *J Jn-2n-2+ + +k k1 1* *J J1 1+ +k k0 0* *J J0 0+ +k k-1-1* *J J-1-1+ +k k-2-2* *J J2 2+ +k+km m* *J J-m-m1.1.进位计数值进位计数值372.2.数制之间的相互转换数制之间的相互转换1.1.非十进制数转换成十进制非十进制数转换成十进制 只需将其各位数乘以对应的位权展开求和即可。只需将其各位数乘以对应的位权展开求和即可。 例：例：736O=7*82+3*81+6*80=478D2.2.二进制与八、十六进制的相互转换二进制与八、十六进制的相互转换 十六（八）进制转换成二进制

20、：十六（八）进制转换成二进制：将十六（八）进将十六（八）进制数的每一位写成对应的制数的每一位写成对应的4 4（3 3）位二进制数即可。）位二进制数即可。 二进制转换成十六（八）进制：二进制转换成十六（八）进制：从小数点起向左从小数点起向左和向右将该二进制数和向右将该二进制数4 4（3 3）位一组分别分开，不够）位一组分别分开，不够4 4（3 3）位，则在前面和后面补）位，则在前面和后面补“0”0”。然后将每组。然后将每组转换成对应十六（八）进制数即可。转换成对应十六（八）进制数即可。38例：例：1101011011110.1011011101011011110.101101B B= =0 00

21、01001，10101010，11011101，1110.10111110.1011，01010000B B=1ADE.B4=1ADE.B4H H1101011011110.1011011101011011110.101101B B = =00001,101,011,011,110.101,1011,101,011,011,110.101,101B B=15336.55=15336.55O3.3.十进制转换成二进制十进制转换成二进制 十进制转换成二进制时，整数部分和小数部分的十进制转换成二进制时，整数部分和小数部分的转换方法有所不同。转换方法有所不同。整数部分：整数部分：采用采用“除二取余除二

22、取余”法。法。小数部分：小数部分：采用采用“乘二取整乘二取整”法。法。2.2.数制之间的相互转换数制之间的相互转换39整数转换的操作步骤：整数转换的操作步骤： 将十进制数除以将十进制数除以2 2，将，将余数写在右侧；余数写在右侧； 如果商不为如果商不为0 0，继续做，继续做步骤步骤； 将所得的余数将所得的余数自下而自下而上上写成二进制数。写成二进制数。 例：把十进制数例：把十进制数205转换转换成二进制数。成二进制数。2.2.数制之间的相互转换数制之间的相互转换40小数转换的操作步骤：小数转换的操作步骤： 将十进制数的小数部将十进制数的小数部分乘分乘2 2，将整数提出。，将整数提出。 如果积的

23、小数部分不如果积的小数部分不为为0 0或未达到要求，继续或未达到要求，继续做步骤做步骤。 将所得的整数将所得的整数自上而自上而下下写成二进制数。写成二进制数。 例：把十进制小数例：把十进制小数0.8125转换成二进制数。转换成二进制数。2.2.数制之间的相互转换数制之间的相互转换41编码：编码：指对输入到计算机中的各种数值和非数值型指对输入到计算机中的各种数值和非数值型数据按一定规则组合而成若干位二进制码来表示数数据按一定规则组合而成若干位二进制码来表示数或字符（字母、符号、汉字等）。或字符（字母、符号、汉字等）。ASCIIASCII码：码：(American Standard Code fo

24、r Information Interchange) 美国信息交换标准代码美国信息交换标准代码BCDBCD码码 ：用用4 4位二进制数表示一位十进制数位二进制数表示一位十进制数 ASCIIASCII码：英文字符的机内码。码：英文字符的机内码。 A A与与a a的的ASCIIASCII码码 3.3.编码编码424.4.汉字信息基础汉字信息基础 要让计算机能进行汉字信息处理，必须解决汉要让计算机能进行汉字信息处理，必须解决汉字信息的输入、储存、输出和编码转换等问题。字信息的输入、储存、输出和编码转换等问题。 汉字的处理过程如下：43 汉字编码 GB2312-80：1980年颁布的信息交换用汉字编码字符集基本集(国家标准代号为GB2312-80)，收录了汉字6763个，各种字母符号682个，一级常用汉字3755个，二级汉字3008个 汉字机内码：汉字机内码：计算机系统中用来表示中文或西文信